JP5995605B2 - 試薬容器 - Google Patents

Description

本発明は、自動分析装置に用いられる試薬を収容するための試薬容器に関し、特に、試薬容器を架設するための試薬架設部と、試薬架設部に設置された試薬容器から試薬を吸引するためのピペットとを備え、試薬架設部を動かすことによって試薬容器中の試薬を攪拌し、攪拌した試薬をピペットによって吸引して分析に使用する自動分析装置に使用される試薬容器に関する。

従来、自動分析装置用の試薬容器が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、臨床検体を分析する自動分析装置に搭載されて使用される試薬容器が開示されている。試薬容器は、平坦な底部を有する円筒状のガラス瓶であり、上端に開口が設けられている。試薬容器には、微小粒子を含む液状試薬が収容される。このため、分析のために試薬を分注する際には、試薬の攪拌を行って微小粒子を分散させ、濃度を均一にする必要がある。特許文献１に記載された装置は、試薬容器をターンテーブル（試薬架設部）上に設置し、ターンテーブルを回転させることにより、試薬容器内の微小粒子を攪拌するように構成されている。また、このような試薬を用いる自動分析装置では、液面検知機能を備えたピペット（吸引管）を用いて試薬容器中の試薬を吸引し、分注を行うように構成された装置が広く用いられている。

特開２００７−１４７６５８号公報

しかしながら、上記特許文献１では、装置が試薬容器中の試薬を攪拌すると、攪拌によって試薬液が容器内面に沿って上昇し、試薬が容器開口に到達する結果、開口において液が膜を張ることがあるという問題点がある。開口に膜が張ると、液面検知機能を備えたピペット（吸引管）を挿入した場合に、膜を液面であると誤検知してしまうおそれがある。液面の誤検知は試薬分注の失敗や分注量の不足を招き、自動分析の妨げとなるため、試薬液の容器開口への到達を抑制することが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、試薬を攪拌する際の容器開口への試薬の到達を抑制することが可能な試薬容器を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における試薬容器は、自動分析装置に用いられる試薬を収容するための試薬容器であって、試薬容器の上部に設けられた開口を有する首部と、試薬が収容される試薬収容部と、首部と試薬収容部とを連結する中間部と、を備え、試薬収容部は、内底部から上方に向かって内面間の幅が大きくなる第１拡大部と、第１拡大部から上方に向かって内面間の幅が小さくなる縮小部とを含む略球面状の内面形状を有し、中間部は、縮小部の上端から上方に向かって内面間の幅が大きくなる第２拡大部を含むとともに、第２拡大部よりも上方の位置から首部に向かって水平断面積が小さくなるように形成されており、縮小部と第２拡大部との境界に位置する幅狭部が、容器内面を周状に延びるように形成されている。なお、本発明において「周状に延びる」とは、幅狭部が容器内面を全周にわたって周状に延びる場合に限られず、幅狭部によって形成されるループの両端は、途切れていてもよい（例えば、幅狭部の両端が交わっていなくとも、上下に段違いになっている構成であってもよい）。また、本発明では、周状に延びる幅狭部が連続的に形成されている場合に限られず、幅狭部が断続的に周状に延びるように形成される構成も含む。

この発明の第１の局面による試薬容器では、上記のように、縮小部と第２拡大部との境界に位置する幅狭部を、容器内面を周状に延びるように形成することによって、容器内面に沿って上昇する試薬の移動方向を、周状の幅狭部において容器中心側に向けることができる。また、幅狭部から上方に向けて第２拡大部が設けられているため、試薬の移動方向が幅狭部で中心側に向けられるのに対して、容器内面は容器外側に向けて拡がることになる。この結果、容器内面に沿って幅狭部を乗り越えようとする試薬は、幅狭部で移動方向を容器中心側に向けられたまま容器内面から離れ、試薬収容部に戻される。これにより、攪拌に伴って試薬が容器内面に沿って上昇する場合にも、試薬が幅狭部を越えて上昇することを抑制することができるので、試薬を攪拌する際の首部（容器開口）への試薬の到達を抑制することができる。これにより、容器開口に到達した液体によって開口に膜が張ることが避けられる。また、上記構成によれば、液体は試薬収容部より上側に移動しにくくなるため、液体が上方に移動して落下するときの落差を制限することができ、攪拌による試薬収容部内の気泡発生の抑止にもつながる。また、試薬収容部内に段差や角などが形成されないので、粒子が（段差や角に）局所的に集中して溜まってしまうのを防止することができる。また、使用に伴い試薬が減少した場合にも、球面状の試薬収容部の内底面に試薬が集まるため、ピペットなどで吸引できなくなる試薬量（いわゆるデッドボリューム）を減少させることができる。また、第２拡大部を設ける構成においても、容器が大型化するのを抑制することができる。

なお、従来は開口への液の到達を防止するために試薬収容部に収容する試薬の量を減らし、液面高さを低くするといった対策も講じられていたが、本発明によれば、液面を高くしたとしても開口への液の到達を効果的に防止できるため、試薬収容部に収容できる試薬の量を従来よりも増やすことができる。したがって、試薬容器の交換頻度を減らし、容器の廃棄量の低減により環境への負荷の低減にも寄与することができる。

上記第１の局面による試薬容器において、好ましくは、幅狭部は、略水平に設けられている。このように構成すれば、たとえば幅狭部が斜めに傾斜している場合には、その傾斜に沿って試薬が斜め上に上昇する可能性がある一方、略水平の幅狭部によって、容器内面に沿って上昇する試薬の移動方向を確実に容器中心側に向けることができる。これにより、試薬が幅狭部を越えて上昇することをより効果的に抑制することができる。

上記第１の局面による試薬容器において、好ましくは、試薬収容部の内底部から接続部分の幅狭部に至る内面は、滑らかに連続した曲面により形成されている。このように構成すれば、試薬収容部内に角張った段差や角などが形成されないので、たとえば試薬が微小粒子を含む場合に、試薬収容部内で粒子が（段差や角に）局所的に集中して溜まってしまうのを抑制することができる。これにより、攪拌の際に試薬収容部内の試薬をより均一に攪拌することができる。

上記第１の局面による試薬容器において、好ましくは、中間部の少なくとも一部は、水平断面において、略多角形状の内面を有する。このように構成すれば、攪拌時に試薬が容器内面に沿って回転しながら上昇するような場合に、試薬の一部が幅狭部を乗り越えて中間部まで到達したとしても、中間部の多角形状の内面によって試薬の容器内面に沿った回転を妨げることができる。これにより、試薬の一部が幅狭部を乗り越えた場合にも、試薬が首部に到達するのを抑制することができる。

上記中間部が水平断面において略多角形状の内面を有する構成において、好ましくは、中間部の略多角形状の内面は、丸みを帯びた形状の角部を有する。このように構成すれば、中間部に略多角形状の内面を形成する場合にも、角部が鋭角的にならないため、たとえば試薬が微小粒子を含む場合に、中間部の角部に粒子が溜まってしまうのを抑制することができる。

上記中間部が水平断面において略多角形状の内面を有する構成において、好ましくは、多角形状は、三角形状である。このように構成すれば、水平断面における内面の多角形状は、角（頂点）が少ない程、試薬が容器内面に沿って回転する場合の試薬の移動方向を大きく変化させることができるので、三角形状の内面によって、試薬の容器内面に沿った回転を効果的に抑制することができる。

上記第１の局面による試薬容器において、好ましくは、幅狭部の水平断面は、首部の水平断面よりも断面積が大きい。このように構成すれば、幅狭部の水平断面積が小さすぎると、首部（開口）と同じように幅狭部で試薬の膜が形成されるおそれがあるため、幅狭部の水平断面の断面積を、首部の水平断面よりも大きくすることによって、幅狭部において試薬が膜を張るのを抑制することができる。

上記第１の局面による試薬容器において、好ましくは、試薬収容部および幅狭部は、円形の水平断面を有し、第１拡大部の水平断面が最大となる上端における第１半径ｒ１と、幅狭部における第２半径ｒ２とは、ｒ２／ｒ１が０．５０以上０．９５以下となるように形成されている。ここで、ｒ２／ｒ１が小さいほど、幅狭部において上昇する試薬の移動方向を容器中心側に向けることができ、首部（開口）への試薬の到達を効果的に抑制することができる一方、ｒ２／ｒ１が小さすぎると、幅狭部の内径が小さくなり過ぎて幅狭部で試薬が膜を張ってしまうおそれがある。そこで、本発明のようにｒ２／ｒ１が０．５０以上０．９５以下となるように構成することによって、幅狭部で試薬が膜を張ることなく、首部（開口）への試薬の到達を効果的に抑制することができる適切な容器形状を得ることができる。

上記第１の局面による試薬容器において、好ましくは、首部と、試薬収容部と、中間部とを含む容器本体と、容器本体を直立状態で支持する支持台とをさらに備える。ここで、たとえば試薬収容部の内面を球面状に形成する場合に、容器内壁の厚みを一定とすれば、試薬収容部の外面も球面状となるので、容器本体単独では直立状態を維持するのが困難になる。この場合にも、容器本体を直立状態で支持する支持台を設けることによって、容器本体を直立状態で安定して支持することができるので、分析装置による自動的な試薬分注を容易に行うことができる。

上記第１の局面による試薬容器において、好ましくは、試薬は、溶媒と不溶性成分とを含む。溶媒と不溶性成分とを含む試薬は、分注に際して不溶性成分を溶媒中に均一に分散させる必要があるので、使用時に攪拌が必要となる。本発明によれば、試薬を攪拌する際の首部（容器開口）への試薬の到達を抑制することができるので、溶媒と不溶性成分とを含む試薬を収容するのに好適な試薬容器を提供することができる。

この場合において、不溶性成分は、磁性粒子であってもよい。

上記第１の局面による試薬容器において、好ましくは、試薬容器は、移動可能な試薬架設部に架設されて使用され、試薬架設部の移動動作によって試薬容器中の試薬が攪拌されるように構成されている。このように構成すれば、試薬容器を試薬架設部ごと動かして攪拌する場合においても、試薬を攪拌する際の首部（容器開口）への試薬の到達を抑制することができるので、本発明の試薬容器は、このような試薬架設部を備えた自動分析装置に好適に使用することができる。

この場合において、好ましくは、試薬容器は、軸を中心とした円周に沿って複数の試薬容器を架設可能な試薬架設部の軸を中心とした円周方向の移動動作により、試薬が攪拌されるように構成されている。このように構成すれば、複数の試薬容器をまとめて攪拌する試薬架設部に設置される場合にも、試薬を攪拌する際の首部（容器開口）への試薬の到達を抑制することができる。

上記第１の局面による試薬容器において、好ましくは、試薬容器は、導電性材料からなるピペットの静電容量の変化に基づいて液面を検出可能な自動分析装置のピペットを、開口から挿入可能に構成されている。このように構成すれば、試薬を攪拌する際の首部（容器開口）への試薬の到達を抑制することができ、容器開口に到達した試薬によって開口に膜が張ることが避けられるので、液面検知機能を備えたピペット（吸引管）を試薬容器に挿入した場合にも、開口に到達した試薬により形成された膜による液面の誤検知を抑制することができる。

この発明の第２の局面における試薬容器は、自動分析装置に用いられる試薬を収容するための試薬容器であって、試薬容器の上部に設けられた開口を有する首部と、試薬が収容される試薬収容部と、首部と試薬収容部とを連結する中間部と、を備え、試薬収容部は、垂直断面において、内底部から上方に向かって左右両側の内壁の幅が大きくなってから試薬収容部と中間部との接合部に向かって左右両側の内壁が内側に向かって収束する形状を有するとともに、略球面状の内面形状を有し、中間部は、試薬収容部の収束した部分よりも水平断面における断面積が大きく形成された部分を有するとともに、断面積が大きく形成された部分から首部に向かって水平断面積が小さくなるように形成されている。

この発明の第２の局面による試薬容器では、上記のように、垂直断面において、試薬収容部と中間部との接合部に向かって左右両側の内壁が内側に向かって収束する形状を有する試薬収容部を試薬容器に設けることによって、容器内面に沿って上昇する試薬の移動方向を、収束部分において容器中心側に向けることができる。また、収束部分よりも水平断面における断面積が大きく形成された部分を有する中間部を試薬容器に設けることによって、容器内面は中間部で容器外側に向けて拡がる（水平断面が大きくなる）ことになる。この結果、容器内面に沿って収束部分から中間部へ向かって上昇する試薬は、接合部で移動方向を容器中心側に向けられたまま容器内面から離れ、試薬収容部に戻される。これにより、攪拌に伴って試薬が容器内面に沿って上昇する場合にも、試薬が接合部を越えて上昇することを抑制することができるので、試薬を攪拌する際の首部（容器開口）への試薬の到達を抑制することができる。これにより、容器開口に到達した液体によって開口に膜が張ることが避けられる。また、上記構成によれば、液体は試薬収容部より上側に移動しにくくなるため、液体が上方に移動して落下するときの落差を制限することができ、攪拌による試薬収容部内の気泡発生の抑止にもつながる。

本発明によれば、試薬を攪拌する際の容器開口への試薬の到達を抑制することが可能な試薬容器を提供することができる。

本発明の一実施形態による試薬容器の外観を示した斜視図である。 図１に示した一実施形態による試薬容器の容器本体を示した斜視図である。 図２に示した容器本体の構造を説明するための縦断面図である。 図２に示した容器本体の構造を説明するための模式的な上面図である。 本発明の一実施形態による試薬容器の分析装置への使用態様を模式的に示した縦断面図である。 本発明の一実施形態による試薬容器を用いる分析装置の一例を示した平面的な模式図である。 図６に示した分析装置の試薬設置部の一例を示した斜視図である。 図７に示した試薬設置部におけるＲ２試薬の撹拌動作を説明するための図である。 Ｒ２試薬の撹拌動作における幅狭部での試薬の動きを説明するための模式図である。 Ｒ２試薬の撹拌動作におけるテーパ部での試薬の動きを説明するための模式図である。 本発明の一実施形態による試薬容器の変形例を模式的に示した縦断面図である。 本発明の一実施形態による試薬容器の変形例を示した幅狭部の水平断面模式図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態による試薬容器１の全体構成について説明する。本実施形態では、測定対象である血液などの検体（血清などの血液試料）に含まれる抗原や抗体などを測定するための自動分析装置用の試薬を収容する試薬容器１に本発明を適用した場合について説明する。

本実施形態による試薬容器１は、図１および図２に示すように、容器本体２（図２参照）と、容器本体２を収納するカバー３および支持台４とを備えている。試薬容器１は、容器本体２を支持台４に支持させ、カバー３の内部に収納した図１に示す状態で、カートリッジ型の試薬容器として分析装置にセットすることが可能なように構成されている。

容器本体２は、図２に示すように、容器本体２の上部に配置された首部１０と、下部の試薬収容部２０と、首部１０と試薬収容部２０とを連結する中間部３０とを一体的に有している。容器本体２は樹脂製であり、容器本体２は、図３に示すように、試薬収容部２０および中間部３０において略一定の肉厚ｔを有する。容器本体２は、試薬収容部２０の内部に試薬ＲＳを収容している。容器本体２の試薬ＲＳは、たとえば、溶媒と不溶性成分とを含む検体分析用試薬であり、そのような分析用試薬の一例としては、抗体を感作した磁性粒子を緩衝液に分散させた試薬（後述するＲ２試薬）である。

首部１０は、容器本体２の上部に設けられた開口１１を有する。首部１０は円筒状に形成され、開口１１における半径（内径）Ｒ１、首部１０の下端における半径Ｒ２を有する。容器本体２は、首部１０の開口１１から試薬収容部２０の内底面まで容器内部が上下方向に連通するように形成されている。容器本体２は、分析装置の後述するピペット（図５のピペット１１３ａ参照）を開口１１から挿入し、首部１０および中間部３０を通過させたピペットにより試薬収容部２０内の試薬ＲＳを吸引することが可能なように構成されている。首部１０の下部には、上部よりも小さな外径を有する段差状の係合部１２が形成され、この係合部１２が支持台４の後述する係合爪４ｂ（図５参照）と係合可能なように形成されている。

図３に示すように、試薬収容部２０は、内底面から上方に向かって内面間の幅が大きくなる第１拡大部２１と、第１拡大部２１から上方に向かって内面間の幅が小さくなる縮小部２２とを一体的に含んでいる。このように、試薬収容部２０は、垂直断面において、試薬収容部２０と中間部３０との接合部に向かって左右両側の内壁が内側に向かって収束する形状を有している。また、試薬収容部２０は、第１拡大部２１と縮小部２２とからなる略球面状の内面形状を有しており、内底面から中間部３０との境界（後述する幅狭部４０）に至る内面全体が、角や段差のない滑らかに連続した曲面により形成されている。したがって、試薬収容部２０の水平断面は円形状であり、本実施形態では、第１拡大部２１および縮小部２２における内面間の幅とは、それぞれの部位における容器内径に相当する。

第１拡大部２１は、半径Ｒ３の半球状の内面部分から構成されている。水平断面においては、第１拡大部２１の上端（縮小部２２の下端）である内底面からの高さ位置Ｈ１の位置で、第１拡大部２１の内径が最大半径Ｒ３となる。この高さ位置Ｈ１における半径Ｒ３が、試薬収容部２０の水平断面積が最大となる半径である。なお、半径Ｒ３は、特許請求の範囲の「第１半径ｒ１」に相当する。

縮小部２２は、試薬収容部２０のうち、高さ位置Ｈ１以上の球面状の内面部分である。水平断面においては、縮小部２２の上端の高さ位置Ｈ２の位置で最小半径Ｒ４となる。この高さ位置Ｈ２における半径Ｒ４が、試薬収容部２０の水平断面積が最小となる半径である。なお、半径Ｒ４は、特許請求の範囲の「第２半径ｒ２」に相当する。

中間部３０は、縮小部２２の上端（試薬収容部２０の上端）から上方に向かって幅が大きくなる第２拡大部３１と、第２拡大部３１の上端から上方に内径略一定で延びる円筒状部３２と、円筒状部３２の上端から首部１０に向かって徐々に水平断面積が小さくなるテーパ部３３とを一体的に含んでいる。これらの中間部３０と、試薬収容部２０との高さ（上下方向の長さ）を比較すると、中間部３０の高さＨｂ＞試薬収容部２０の高さＨａとなっている。

第２拡大部３１は、円形断面を有し、上方に向かうにつれて半径を大きくすることにより、上方に向かって内面間の幅が大きくなるように形成されている。図３に示す縦断面において、第２拡大部３１は、球面状の内面を有する縮小部２２と連続するように、滑らかな曲面状の内面形状に形成されている。水平断面においては、第２拡大部３１の上端の高さ位置Ｈ３の位置で最大半径Ｒ５となる。

ここで、本実施形態では、縮小部２２の上端と第２拡大部３１の下端とによって容器内径が局部的に絞られた幅狭部４０が形成されている。幅狭部４０は、縮小部２２（試薬収容部２０）と第２拡大部３１（中間部３０）との境界（高さ位置Ｈ２）の位置に配置されている。また、図４に示すように、幅狭部４０は、容器内面を周状に延びるように形成されている。本実施形態では、これらの縮小部２２と第２拡大部３１とが共に円形の水平断面を有することから、幅狭部４０は、容器内面を全周にわたって連続するように、環状に形成されている。

また、図３に示すように、幅狭部４０は、容器内面を水平に延びるように形成されている。幅狭部４０は、試薬収容部２０の上端部（縮小部２２の上端）に設けられることにより、試薬ＲＳの液面よりも上方の位置に配置されている。この幅狭部４０は、後述するように、試薬ＲＳの攪拌に伴って試薬ＲＳが容器本体２の内面に沿って上昇した場合に、幅狭部４０を通る際の試薬ＲＳの移動方向を容器中心側に向けることにより、試薬ＲＳが中間部３０を越えて首部１０まで到達しないように規制する機能を果たす。

ここで、試薬収容部２０の水平断面積が最大となる半径Ｒ３（第１拡大部２１の最大半径）と、幅狭部４０の半径Ｒ４（縮小部２２の最小半径）とについて、Ｒ４／Ｒ３が０．５０以上０．９５以下の範囲となるように、Ｒ３とＲ４とが設定されている。また、幅狭部４０の水平断面は、首部１０の水平断面よりも断面積が大きくなるように形成されている。本実施形態では、幅狭部４０および首部１０はいずれも円形断面を有することから、水平断面積は半径の大きさによって決まり、幅狭部４０の半径Ｒ４（水平断面積＝π×Ｒ４^２）＞首部１０の半径Ｒ２（水平断面積＝π×Ｒ２^２）となっている。これらの寸法関係の一例としては、２００テスト分の試薬を収容する容器本体２で、Ｒ３＝約１３ｍｍ、Ｒ４＝約１１．５ｍｍであり、Ｒ４／Ｒ３＝約０．８９である。また、Ｒ２＝約５ｍｍである。

なお、幅狭部４０（縮小部２２の上端）の半径Ｒ４と第２拡大部３１の最大半径Ｒ５とでは、Ｒ４＞Ｒ５となる。したがって、中間部３０は、縮小部２２よりも水平断面における断面積が大きく形成された第２拡大部３１を有している。

テーパ部３３は、円筒状部３２の上端と首部１０の下端とを連結している。テーパ部３３は、水平断面において、下端部（円筒状部３２との境界）では円形状の内面を有し、上端部（首部１０との境界）では、図４に示すように多角形状の内面３３ａを有するように形成されている。本実施形態では、テーパ部３３は、上端部の内面３３ａの水平断面が三角形状となるように形成されている。したがって、テーパ部３３は、円形の下端部と三角形の上端部とが滑らかに連続するように形成されている。また、テーパ部３３の三角形状の断面部分は、丸みを帯びた形状の角部（頂点）を有している。図３に示すように、テーパ部３３の下端部は半径Ｒ５、上端部の幅（三角形の一辺の長さ）はＬ１（図４参照）であり、Ｌ１＜下端部の直径（Ｒ５×２）となっている。すなわち、テーパ部３３は、下端部から上端部に向かって徐々に水平断面積が小さくなっている。

図１および図５に示すように、カバー３は、底面が開放された箱状形状を有し、容器本体２を支持台４ごと覆うように構成されている。カバー３の上面には、試薬容器１の開口１１に挿入される筒状部３ａ（図５参照）と、筒状部３ａを開閉するスライド式の開閉蓋３ｂとが設けられており、開閉蓋３ｂの開閉（筒状部３ａの開閉）によって、試薬容器１の開口１１を開放し、または閉鎖することが可能である。

支持台４は、図５に示すように、容器本体２の首部１０に形成された係合部１２と係合する係合爪４ｂを有する支持部４ａと、底部４ｃとを含む架台である。支持部４ａが容器本体２の首部１０を支持することによって、球面状の外底面を有する容器本体２が直立状態で支持台４に支持される。底部４ｃは、カバー３の開放された底面と対応する形状に形成されており、カバー３と支持台４とによって、容器本体２が周囲を覆われた状態で収納される。

次に、本実施形態による試薬容器１の分析装置へ使用例について説明する。

まず、試薬容器１が用いられる分析装置の一例について概要を説明する。図６に示す分析装置１００は、測定対象である検体（血清などの血液試料）に含まれる抗原や抗体などを測定するための自動分析装置である。分析装置１００は、検体（血清）を緩衝液（Ｒ１試薬）に分散させ、分散させた検体に含まれる抗原に対して、抗原抗体反応によって磁性粒子（Ｒ２試薬）を結合させる。つぎに、結合（Ｂｏｕｎｄ）した抗原、捕捉抗体および磁性粒子の複合体を磁気により捕集するとともに、未反応（Ｆｒｅｅ）の抗体を除去（即ちＢＦ分離）する。そして、分析装置１００は、標識抗体（Ｒ３試薬）を複合体に結合させた後に、結合（Ｂｏｕｎｄ）した磁性粒子、抗原および標識抗体の複合体を磁気により捕集するとともに、未反応（Ｆｒｅｅ）の標識抗体を含むＲ３試薬を除去（即ちＢＦ分離）する。さらに、分析装置１００は、分散液（Ｒ４試薬）、および、標識抗体との反応過程で発光する発光基質（Ｒ５試薬）を添加した後、標識抗体と発光基質との反応によって生じる発光量を測定する。分析装置１００は、このような工程を経て、標識抗体に結合する検体に含まれる抗原を定量的に測定し、検体に対して複数の異なる分析項目に対応する分析が可能なように構成されている。

この分析装置１００は、図６に示すように、測定機構部１０１と、検体搬送部（サンプラ）１０２と、測定機構部１０１に電気的に接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）からなる制御装置１０３とを備えている。制御装置１０３は、図示しない本体と、表示部１０３ａおよび入力部（キーボード）１０３ｂなどを備えており、分析装置１００を分析用プログラムに従って制御し、得られた測定データの分析を行う機能を有する。

測定機構部１０１は、検体分注アーム１１１と、Ｒ１試薬分注アーム１１２と、Ｒ２試薬分注アーム１１３と、Ｒ３試薬分注アーム１１４と、反応部１１５と、キュベット供給部１１６と、１次ＢＦ分離部１１７と、２次ＢＦ分離部１１８と、検出部１１９と、Ｒ４／Ｒ５試薬供給部１２０と、試薬設置部１２１とから主として構成されている。

検体搬送部１０２は、検体を収容した複数の試験管が載置されたラックを搬送可能に構成され、検体を収容した試験管を検体分注アーム１１１による検体吸引位置１００ａまで搬送する。試験管中の検体は、吸引位置１００ａで検体分注アーム１１１により吸引される。

キュベット供給部１１６は、検体吐出位置１００ｂにキュベットを供給する。また、Ｒ１試薬分注アーム１１２は、Ｒ１試薬の吸引および吐出を行うためのピペット１１２ａを備え、試薬設置部１２１に設置されたＲ１試薬を吸引して、キュベットにＲ１試薬を分注する。検体分注アーム１１１により吸引された検体は、検体吐出位置１００ｂにおいてキュベットに分注（吐出）され、Ｒ１試薬と混合される。また、Ｒ１試薬分注アーム１１２は、図示しないキャッチャにより検体吐出位置１００ｂに載置されたキュベットを反応部１１５に移送する。

反応部１１５は、円環状に形成され、複数のキュベットを設置可能に構成されている。反応部１１５では、キュベット内の試料が所定温度に加温されることにより検体と試薬との反応が促進される。また、反応部１１５は、矢印Ｃ１方向に回転可能に構成されており、反応部１１５にセットされたキュベットが、各種処理位置へ移動される。

Ｒ２試薬分注アーム１１３は、Ｒ２試薬の吸引および吐出を行うためのピペット１１３ａを備え、試薬設置部１２１に設置されたＲ２試薬を吸引し、Ｒ１試薬および検体を収容するキュベットにＲ２試薬を分注（吐出）する。

１次ＢＦ分離部１１７は、検体、Ｒ１試薬およびＲ２試薬を収容するキュベットを図示しないキャッチャにより取り込み、キュベット内の試料から未反応のＲ１試薬（不要成分）と磁性粒子とを分離（Ｂ／Ｆ分離）する。

Ｒ３試薬分注アーム１１４は、Ｒ３試薬の吸引および吐出を行うためのピペット１１４ａを備える。Ｒ３試薬分注アーム１１４は、試薬設置部１２１に設置されたＲ３試薬を吸引し、１次ＢＦ分離部１１７から反応部１１５に戻されたＢ／Ｆ分離後の試料を収容するキュベットに、Ｒ３試薬を分注（吐出）する。

これらのＲ１試薬分注アーム１１２、Ｒ２試薬分注アーム１１３およびＲ３試薬分注アーム１１４の各ピペット１１２ａ、１１３ａおよび１１４ａは、導電性を有するステンレス製で、液面検知用の検出回路１３０（図５参照）に電気的に接続されている。これにより、これらの試薬分注アーム１１２、１１３および１１４は、試薬液面との接触に伴う静電容量の変化を検出する。制御装置１０３は、検出回路１３０による検出結果に基づいて、ピペット下降時に液面を自動検知する液面検知機能を有する。

２次ＢＦ分離部１１８は、１次ＢＦ分離部１１７によるＢ／Ｆ分離後の試料およびＲ３試薬を収容するキュベットを図示しないキャッチャにより反応部１１５から取り込み、キュベット内の試料から未反応のＲ３試薬（不要成分）と磁性粒子とを分離する。

Ｒ４／Ｒ５試薬供給部１２０は、図示しないチューブにより、２次ＢＦ分離部１１８によるＢ／Ｆ分離後の試料を収容するキュベットに、Ｒ４試薬およびＲ５試薬を順に分注する。

検出部１１９は、上記の各種処理が行なわれた検体の抗原に結合する標識抗体と発光基質との反応過程で生じる光を光電子増倍管（Ｐｈｏｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ）で取得することにより、その検体に含まれる抗原の量を測定する。

試薬設置部１２１には、図７に示すように、緩衝液を含むＲ１試薬が収容されるＲ１試薬容器（図示せず）、磁性粒子を含むＲ２試薬が収容される試薬容器１（図１参照）および標識抗体を含むＲ３試薬が収容されるＲ３試薬容器（図示せず）が設置される。

次に、試薬設置部１２１の装置構成の一例を図７に示す。試薬設置部１２１は、図７に示すように、中心軸１３１ａと、中心軸１３１ａを中心に回転可能に構成され、試薬容器１を円環状に並べて保持する試薬保持部１３１と、試薬保持部１３１の上面を開閉可能に覆う蓋部１３２とを含む。蓋部１３２には、試薬容器１のカバー３の開閉蓋３ｂを開閉可能な開閉機構１３２ａが設けられたピペット挿入穴１３２ｂと、試薬容器１を試薬保持部１３１にセットするための試薬セット穴１３２ｃとが設けられている。

試薬保持部１３１は、モータ１３３により回転可能に構成され、試薬容器１を保持するための複数の保持部１３４を含む。複数の保持部１３４は、中心軸１３１ａを中心とした円周に沿った円環状に配列されている。蓋部１３２の試薬セット穴１３２ｃに対応する位置には、昇降可能な載置台１３５が設けられている。載置台１３５の昇降により、蓋部１３２を閉めた状態での試薬セット穴１３２ｃを介した試薬容器１のセットおよび取り出しが可能である。試薬交換以外では、載置台１３５は、試薬保持部１３１の回転を妨げない下降位置（試薬保持部１３１の下方）に配置される。

図５に示すように、試薬（たとえばＲ２試薬）の分注時には、試薬保持部１３１の回転により、分注対象の試薬容器１が蓋部１３２の開閉機構１３２ａの直下に位置付けられ、カバー３の開閉蓋３ｂが開放される。そして、Ｒ２試薬分注アーム１１３のピペット１１３ａが蓋部１３２のピペット挿入穴１３２ｂを介して下降され、容器本体２の開口１１および首部１０を介して試薬収容部２０まで到達する。ピペット１１３ａの先端が試薬の液面に接触すると、検出回路１３０がピペット１１３ａの静電容量の変化を検出し、制御装置１０３に信号を送信し、制御装置１０３が液面を検出する。制御装置１０３は、信号を受け取った時点におけるピペットの位置から所定量だけピペット１１３ａを下降させたのち、試薬吸引動作を実行させる。

ここで、磁性粒子を含むＲ２試薬は、試薬内の磁性粒子を均一に分散させるために攪拌する必要がある。このため、試薬保持部１３１は、試薬容器１に収容されたＲ２試薬を攪拌しながら回転（回動）する機能を有している。

次に、図８〜図１０を参照して、試薬設置部１２１によるＲ２試薬の攪拌動作の一例について説明する。

図８に示すように、試薬容器１（容器本体２）内のＲ２試薬ＲＳの攪拌動作は、試薬保持部１３１を、加速と減速を周期的に切り替えながら一方方向（矢印Ａ１方向）に間欠的に回転させる動作である。この攪拌動作は、試薬吸引が行われる前および試薬吸引と試薬吸引との間（自動分析装置１００が試薬を吸引しないタイミング）に行われる。まず、初期状態として試薬保持部１３１が停止状態にあり、容器本体２内の試薬ＲＳの液面も略水平の状態にあるとする。この状態から、試薬保持部１３１が矢印Ａ方向に間欠駆動されることにより、攪拌動作が行われる。

試薬保持部１３１の加速に伴って、容器本体２も矢印Ａ１方向に移動する一方、容器本体２内のＲ２試薬ＲＳは、慣性によりその場に留まろうとする。この結果、容器本体２内のＲ２試薬ＲＳは、矢印Ａ１方向への加速時には、逆方向（矢印Ａ２方向）に移動（流動）し、減速時には、逆に容器本体２に対して相対的に矢印Ａ１方向側に向かって移動（流動）する。したがって、容器本体２内のＲ２試薬ＲＳは、試薬保持部１３１の周期的な加減速によって容器本体２内を矢印Ａ１方向側と矢印Ａ２方向側とに揺動される。円周方向（Ａ１方向）の周期的な加減速が繰り返される結果、容器本体２内のＲ２試薬ＲＳは、容器本体２の内面に沿って試薬ＲＳが周方向に回転（旋回）しながら流動する。この結果、容器本体２内のＲ２試薬ＲＳに含まれる磁性粒子が攪拌され、均一に分散される。

上記の撹拌動作時には、図９に示すように、容器本体２内で旋回したＲ２試薬ＲＳの一部が容器本体２の内面に沿って上昇し、試薬収容部２０から飛び出そうとする場合がある。本実施形態では、縮小部２２の上端（第２拡大部３１との境界）に幅狭部４０が形成されているため、容器内面に沿って上昇する試薬ＲＳは、第１拡大部２１の半径Ｒ３と幅狭部４０の半径Ｒ４との差分ｄｒに相当する分だけ容器本体２の半径方向中心側に移動方向を変えられる。また、幅狭部４０から上方には、容器内面が再び容器外側に向けて拡がる第２拡大部３１が形成されている。このため、容器内面に沿って上昇する試薬ＲＳは、ちょうど幅狭部４０の位置で、第２拡大部３１による容器内面の拡大方向（径方向外側）とは逆の径方向中心側に向けて移動することになる。この結果、試薬ＲＳは、幅狭部４０で容器内面から離れて試薬収容部２０に戻る。

また、試薬ＲＳの一部が幅狭部４０を越えて中間部３０に到達した場合にも、図１０に示すように、中間部３０のテーパ部３３では、上方に向かうにつれて、内面の水平断面形状が円形状から三角形状に変化する。このため、容器本体２の円形の内面に沿って円周状に旋回していた試薬ＲＳは、テーパ部３３の上部における三角形状の内面３３ａによって急角度で移動方向を変えられ、旋回を遮られることにより減速する。これにより、試薬ＲＳの一部が幅狭部４０を越えて中間部３０に到達した場合にも、中間部３０のテーパ部３３によって試薬ＲＳの更なる上昇が抑制される。これらの結果、撹拌動作に伴う試薬ＲＳの上昇が抑制され、試薬ＲＳが首部１０で膜を張るのが抑制される。

本実施形態では、上記のように、縮小部２２と第２拡大部３１との境界に位置する幅狭部４０を、容器内面を周状に延びるように形成することによって、容器内面に沿って幅狭部４０を乗り越えようとする試薬ＲＳは、幅狭部４０で移動方向を容器中心側に向けられたまま容器内面から離れ、試薬収容部２０に戻される。これにより、攪拌に伴って試薬ＲＳが容器内面に沿って上昇する場合にも、試薬が幅狭部４０を越えて上昇することを抑制することができるので、試薬ＲＳを攪拌する際の首部１０（開口１１）への試薬の到達を抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、試薬収容部２０（第１拡大部２１および縮小部２２）が略球面状の内面形状を有するように形成する。これにより、粒子が（段差や角に）局所的に集中して溜まってしまうのを防止することができるとともに、デッドボリュームを減少させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、中間部３０のテーパ部３３に、水平断面において、角部が丸みを帯びた三角形状の内面３３ａを形成する。これにより、内面３３ａによって試薬ＲＳの容器内面に沿った回転を妨げることができ、試薬ＲＳが首部１０に到達するのを抑制することができるとともに、角部に磁性粒子が溜まってしまうのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、幅狭部４０の水平断面積を、首部１０の水平断面積よりも大きくし、Ｒ４／Ｒ３が０．５０以上０．９５以下となるように形成することによって、幅狭部４０で試薬ＲＳが膜を張ることなく、首部１０（開口１１）への試薬ＲＳの到達を効果的に抑制することができる。

なお、今回開示された実施形態および各実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および各実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、血液検体の分析装置に用いる試薬（Ｒ２試薬）を収容する試薬容器の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、どのような試薬を収容する試薬容器に本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態では、磁性粒子（不溶性成分）を、緩衝液（溶媒）に分散させた試薬を試薬容器に収容する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、試薬容器に収容する試薬は、複数の液体成分の混合試薬などでもよい。また、たとえば攪拌を必要とする試薬と攪拌が不要な試薬とが同じ試薬設置部にセットされ、攪拌動作が実施される場合には、攪拌が不要な試薬であっても、試薬が容器開口で膜を張る可能性がある。このため、攪拌が不要な試薬を収容する試薬容器に本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態では、容器本体と、カバーおよび支持台とからなるカートリッジ型の試薬容器の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、容器本体のみからなる試薬容器であってもよい。この場合、分析装置へセットする際のアダプタとしてのカバーおよび支持台から使用済みの容器本体を取り外し、新たな容器本体（試薬容器）に交換して使用するようにしてもよい。また、分析装置の試薬設置部に直接セット可能なように容器本体（試薬容器）を形成してもよい。

また、上記実施形態では、中間部に第２拡大部を配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２拡大部を試薬収容部に設けてもよい。すなわち、上記実施形態では、縮小部と第２拡大部との境界に幅狭部を設けることにより、試薬収容部と中間部との境界に幅狭部が配置されていたが、第２拡大部を試薬収容部に設けることにより、幅狭部を試薬収容部内に配置してもよい。

また、上記実施形態では、容器本体の試薬収容部における肉厚ｔを略一定とし、容器本体の外表面が内面形状を反映するように形成した例（図３参照）を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、容器本体の外表面の形状は特に限定されない。具体的には、図１１（ａ）に示す変形例のように、容器本体の肉厚を変化させることにより、幅狭部２４０（縮小部２２２および第２拡大部２３１）を形成してもよい。なお、同様に、試薬収容部の第１拡大部や、中間部のテーパ部の内面形状も、容器本体の肉厚を変化させることにより形成してもよい。

また、上記実施形態では、球面状の内面形状を有する縮小部と、縮小部から滑らかに連続する第２拡大部とにより、角のない滑らかな曲面状の幅狭部を形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１１（ｂ）に示す変形例のように、縮小部３２２および第２拡大部３３１を角のある直線的な形状とし、縮小部３２２と第２拡大部３３１との境界の角部により幅狭部３４０を形成してもよい。

また、上記実施形態では、球面状の縮小部を上方に向かって徐々に内径が小さくなるように形成し、第２拡大部を上方に向かって徐々に内径が大きくなるように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、縮小部および第２拡大部の内径（内面間の幅）が、所定位置で段差状に変化する構成も含むものとする。具体的には、図１１（ｃ）に示す変形例のように、段差状の縮小部４２２および段差状の第２拡大部４３１を形成し、この縮小部４２２と第２拡大部４３１とによって、容器内側へフランジ状に突出した幅狭部４４０を形成してもよい。

また、上記実施形態では、縮小部２２と第２拡大部３１とを共に円形の水平断面を有するように形成することによって、容器内面を全周にわたって連続する環状の幅狭部４０（図４の一点鎖線参照）を形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。幅狭部は、容器内面の全周にわたって形成しなくともよい。たとえば、図１２（ａ）に示す変形例のように、幅狭部５４０を円周の３分の２程度にわたって周状に延びるように形成してもよい。

また、上記実施形態では、連続する環状の幅狭部を形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１２（ｂ）に示す変形例のように、非連続的に周状に延びるように幅狭部６４０を形成してもよい。

また、上記実施形態では、球面状の縮小部によって、幅狭部における内径（半径）Ｒ４を全周に渡って一定となるように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、幅狭部における内径（内面間の幅）が周方向に沿って変化してもよい。

また、上記実施形態では、幅狭部における内径（半径）Ｒ４の一例として、Ｒ４＝約１１．５ｍｍとなる例を示したが、本発明はこれに限られない。幅狭部において試薬が膜を張るのを抑制する観点から、幅狭部における内径（半径）Ｒ４は、約１０ｍｍ以上とするのが好ましい。幅狭部が円形断面を有しない場合でも、断面積換算で同程度以上となるように形成すればよい。

また、上記実施形態では、試薬収容部（第１拡大部および縮小部）を球面状の内面形状を有するように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、試薬収容部を球面状以外の内面形状となるように形成してもよい。たとえば、内面の水平断面が多角形状となるように試薬収容部を形成してもよい。

また、上記実施形態では、テーパ部の内面が三角形状の水平断面となるように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。テーパ部の水平断面を、三角形状の以外のたとえば四角形や六角形の多角形状としてもよい。

１ 試薬容器
２ 容器本体
４ 支持台
１０ 首部
１１ 開口
２０ 試薬収容部
２１ 第１拡大部
２２ 縮小部（収束部分）
３０ 中間部
３１ 第２拡大部
４０ 幅狭部（接合部）
１００ 分析装置
１１３ａ ピペット
Ｒ３ 半径（第１半径ｒ１）
Ｒ４ 半径（第２半径ｒ２）
ＲＳ 試薬

Claims (15)

1. 自動分析装置に用いられる試薬を収容するための試薬容器であって、
   前記試薬容器の上部に設けられた開口を有する首部と、
   前記試薬が収容される試薬収容部と、
   前記首部と前記試薬収容部とを連結する中間部と、を備え、
   前記試薬収容部は、内底部から上方に向かって内面間の幅が大きくなる第１拡大部と、前記第１拡大部から上方に向かって内面間の幅が小さくなる縮小部とを含む略球面状の内面形状を有し、
   前記中間部は、前記縮小部の上端から上方に向かって内面間の幅が大きくなる第２拡大部を含むとともに、前記第２拡大部よりも上方の位置から前記首部に向かって水平断面積が小さくなるように形成されており、
   前記縮小部と前記第２拡大部との境界に位置する幅狭部が、容器内面を周状に延びるように形成されている、試薬容器。
2. 前記幅狭部は、略水平に設けられている、請求項１に記載の試薬容器。
3. 前記試薬収容部の内底部から前記接続部分の幅狭部に至る内面は、滑らかに連続した曲面により形成されている、請求項１または２に記載の試薬容器。
4. 前記中間部の少なくとも一部は、水平断面において、略多角形状の内面を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の試薬容器。
5. 前記中間部の略多角形状の内面は、丸みを帯びた形状の角部を有する、請求項４に記載の試薬容器。
6. 前記多角形状は、三角形状である、請求項４または５に記載の試薬容器。
7. 前記幅狭部の水平断面は、前記首部の水平断面よりも断面積が大きい、請求項１〜６のいずれか１項に記載の試薬容器。
8. 前記試薬収容部および前記幅狭部は、円形の水平断面を有し、
   前記第１拡大部の水平断面が最大となる上端における第１半径ｒ１と、前記幅狭部における第２半径ｒ２とは、
   ｒ２／ｒ１が０．５０以上０．９５以下となるように形成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の試薬容器。
9. 前記首部と、前記試薬収容部と、前記中間部とを含む容器本体と、
   前記容器本体を直立状態で支持する支持台とをさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の試薬容器。
10. 前記試薬は、溶媒と不溶性成分とを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の試薬容器。
11. 前記不溶性成分が、磁性粒子である、請求項１０に記載の試薬容器。
12. 前記試薬容器は、移動可能な試薬架設部に架設されて使用され、前記試薬架設部の移動動作によって前記試薬容器中の試薬が攪拌されるように構成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の試薬容器。
13. 前記試薬容器は、軸を中心とした円周に沿って複数の試薬容器を架設可能な前記試薬架設部の前記軸を中心とした円周方向の移動動作により、前記試薬が攪拌されるように構成されている、請求項１２に記載の試薬容器。
14. 前記試薬容器は、導電性材料からなるピペットの静電容量の変化に基づいて液面を検出可能な前記自動分析装置の前記ピペットを、前記開口から挿入可能に構成されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の試薬容器。
15. 自動分析装置に用いられる試薬を収容するための試薬容器であって、
    前記試薬容器の上部に設けられた開口を有する首部と、
    前記試薬が収容される試薬収容部と、
    前記首部と前記試薬収容部とを連結する中間部と、を備え、
    前記試薬収容部は、垂直断面において、内底部から上方に向かって左右両側の内壁の幅が大きくなってから前記試薬収容部と前記中間部との接合部に向かって左右両側の内壁が内側に向かって収束する形状を有するとともに、略球面状の内面形状を有し、
    前記中間部は、前記試薬収容部の収束した部分よりも水平断面における断面積が大きく形成された部分を有するとともに、前記断面積が大きく形成された部分から前記首部に向かって水平断面積が小さくなるように形成されている、試薬容器。

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