JPH05209835A - インキュベータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベースフイルムに試薬層を設けたマウントを
有しない化学分析フイルムが使用可能なインキュベータ
を提供する。 【構成】 本体28に化学分析フイルム１を収容する凹状
の収容部33を配設し、この収容部の中央底部には測光窓
34を開口する一方、収容部における化学分析フイルムの
角部に対応する部位を内方に突出してコーナ部33a に形
成することにより、収容された化学分析フイルム側面の
収容部の内側壁33b への当接を規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、血液、尿等の試料液を
化学分析フイルムの試薬層に点着し、試料液に含まれる
所定の生化学物質と試薬層との化学反応による光学濃度
変化から生化学物質の濃度を測定する生化学分析装置に
おいて、試薬層に試料液が点着された化学分析フイルム
を反応させるために恒温保持するインキュベータに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、試料液の小滴を点着供給する
だけでこの試料液中に含まれている特定の化学成分また
は有形成分を定量分析することのできるドライタイプの
化学分析スライドが実用化されている。また、このよう
な化学分析スライドを用いて試料液中の化学成分等の定
量的な分析を行うには、試料液を化学分析スライドに点
着させた後、これをインキュベータ（恒温器）内で所定
時間恒温保持（インキュベーション）して呈色反応（色
素生成反応）させ、次いで試料液中の所定の生化学物質
と化学分析スライドに含まれる試薬との組み合わせによ
り予め選定された波長を含む測定用照射光をこの化学分
析スライドに照射してその光学濃度を測定し、この光学
濃度から、あらかじめ求めておいた光学濃度と所定の生
化学物質の物質濃度との対応を表わす検量線を用いて該
試料液中の所定の生化学物質の物質濃度を求めるように
構成された生化学分析装置が用いられる。

【０００３】ところで、一般に上記化学分析スライド
は、プラスチック等からなる支持体上に試薬を含有した
試薬層を設けてなる化学分析フイルムをプラスチック製
のマウントによって挾持することにより、乾燥すると反
りやすい化学分析フイルムが平面状態を保持するように
構成されている。

【０００４】また、上記のような平板状の化学分析スラ
イドは、前記のような生化学分析装置において試料液の
点着からインキュベータによる恒温保持を行うについて
順次搬送されるものであるが、インキュベータでの化学
分析スライドの収容室は、側面に開口するスリット状空
間に形成され、この収容室に対して側方から試料液が点
着された化学分析スライドを挿入するように搬送するも
のであって、その搬送は、例えば、往復運動を行う爪に
よって行う技術が、米国特許第4,296,069 号、同第4,56
8,519 号明細書等に開示されている。そして、上記のよ
うな搬送機構による搬送が行えるようにするためにも前
記化学分析スライドにはマウントが設けられているもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかして、上記のよう
な化学分析フイルムにマウントを設けた化学分析スライ
ドを使用するものでは、この化学分析スライドを収容し
て恒温保持するインキュベータの収容部が化学分析フイ
ルムに対してマウントが設けられている分だけ大きくな
り、インキュベータのコンパクト化を図る際の障害とな
り、また、複数収容する場合には収容数が少なくなって
生化学分析装置全体としての処理能力の増大が得られな
いものである。

【０００６】また、上記化学分析スライドのマウントを
除去して化学分析フイルム単体で生化学分析装置に使用
することを想定した場合に、その分析の自動化のために
も化学分析フイルムのインキュベータへの搬送および恒
温保持が確実に行えるようにする必要があるが、前述の
ように乾燥状態の化学分析フイルムは瓦状に湾曲し、試
料液の点着に応じて湾曲程度が変化するするものであっ
て、従来のスリット状空間に側方からスライド式に化学
分析フイルムを搬送し、収容することは困難となる。

【０００７】そこで、本発明は光透過性支持体上に試薬
層を設けてなる化学分析フイルムを収容しインキュベー
ションが可能なインキュベータを提供せんとするもので
あるが、試薬層の端部が露出している化学分析フイルム
では、点着した試料液が収容室の側壁に付着して測定精
度を低下させる別な問題が生じる恐れがある。

【０００８】すなわち、化学分析フイルムの試薬層に試
料液を点着すると、この試料液は試薬層に沿って平面的
に見て円状に浸透展開するものであり、この展開した試
料液の一部は、中心からの距離が短い側辺部分で試薬層
の側面から滲み出し、この試薬層を担持している光透過
性支持体にまで垂れ下がることはないが表面張力によっ
て液滴状に付着した状態となる。そして、化学分析フイ
ルムの側部がインキュベータの収容室の内側壁に触れる
と、上記のように滲み出ている試料液が付着し、この側
壁に付着した試料液が次に収容室に挿入された化学分析
フイルムの側面から試薬層に展開して、この試薬層を汚
染し測定精度に悪影響を与えることになる。

【０００９】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、矩形状の化学分析フイルムでは角部が
中心からの距離が長く試料液の展開が届かない点に着目
して試料液による収容室の汚染を防止し、マウントを有
しない化学分析フイルムの使用を可能としたインキュベ
ータを提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のインキュベータは、光透過性支持体上に試薬層
を設けてなる矩形状の化学分析フイルムの試薬層に試料
液が点着されたものを恒温保持するものであって、加熱
手段を内蔵した本体に前記化学分析フイルムを収容する
凹状の収容部を設け、該収容部の底部には測光窓を開口
する一方、収容部の上部には開閉するカバーを設置し、
さらに、前記収容部における化学分析フイルムの角部に
対応する部位を内方に突出してコーナ部に形成すること
により、収容された化学分析フイルム側面の収容部の内
側壁への当接を規制してなるものである。

【００１１】また、上記収容部を複数配設する際には、
同心円状に複数列に配設するのが好適である。

【００１２】

【作用および発明の効果】上記のようなインキュベータ
では、本体にはその上面に凹状の収容部を設けたことで
マウントを有しない化学分析フイルムを上方から搬入
し、試料液を点着した後、セルカバーを閉じて所定のイ
ンキュベーションを行い、収容部底部の測光窓を通して
化学分析フイルムの呈色反応を測定するものであり、ま
た、上記化学分析フイルムに点着した試料液が展開して
側面に滲み出ても、収容部のコーナ部によって化学分析
フイルムの移動を規制し、その側面が収容部の内側面に
接触するのを未然に防止し、上記試料液による収容部内
の汚染を回避し、測定精度の低下を防止して上記マウン
トを有しない化学分析フイルムが使用できるものであ
り、これに伴い収容部の大きさが小さくなり、インキュ
ベータのコンパクト化が図れるとともに、マウントの排
除に伴って分析コストの低減が図れる。

【００１３】さらに、側方から化学分析フイルムを挿入
するものでは外周部に一列しか収容部が形成できないの
に対して、上方から化学分析フイルムを収容する収容部
の形成により、回転体による本体にはこの収容部を同心
円状に複数列に配設することができ、コンパクトに多数
の収容部を形成することにより、処理効率の向上が得ら
れる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に沿って説明す
る。図１は一実施例のインキュベータを備えた生化学分
析装置の概略機構を示す斜視図、図２はインキュベータ
部分の概略断面図である。

【００１５】生化学分析装置10は、矩形状の化学分析フ
イルム１を所定時間恒温保持するインキュベータ11と、
上記インキュベータ11の側方に配設され未使用の化学分
析フイルム１を貯蔵しているフイルム収納手段12と、上
記フイルム収納手段12からインキュベータ11に化学分析
フイルム１を搬送するフイルム搬送手段13と、たとえば
血清，尿等の試料液を複数のカップに収容する試料液収
容手段14と、試料液収容手段14の試料液をインキュベー
タ11に搬送された化学分析フイルム１に点着する点着手
段15とを備えている。

【００１６】上記化学分析フイルム１は、図４に示すよ
うに、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等
のプラスチックフイルムによる光透過性支持体1a（ベー
スフイルム）上に展開層を含む試薬層1bが積層されてな
り、使用前の乾燥状態においては試薬層1bを内側にして
湾曲した形状となっている。この化学分析フイルム１の
試薬層1bは、所定の試料液成分と混合されると、所定時
間恒温保持（インキュベーション）後に呈色反応（色素
生成反応）を生じる試薬を含有しており、測定項目に対
応して試料液中の測定したい化学成分または有形成分毎
に設定された試薬層1bを有する化学分析フイルム１が複
数の種類用意されている。

【００１７】上記化学分析フイルム１は測定項目別に供
給カートリッジ21内に収容されて、図１のように、フイ
ルム収納手段12のカートリッジ収納部22に乾燥状態で複
数並列に装填されている。上記カートリッジ21は、内部
に多数の化学分析フイルム１を光透過性支持体1aを上に
して積み重ねた状態で収容し、上部の開口から１枚ずつ
後述の搬送手段13のサクションカップ24a によって吸着
保持されて取り出される。また、上記カートリッジ収納
部22は、図示しない移動機構により装填されたカートリ
ッジ21を選択する方向に移動可能であると共に、上部に
は各カートリッジ21から所定の化学分析フイルム１を取
り出す際に開く開閉シャッタ（図示せず）が設けられて
いる。なお、上記カートリッジ21の一部には、例えばバ
ーコードにより、この化学分析フイルム１のロット番
号，個別番号，測定項目，使用期限等が示されている。

【００１８】上記フイルム収納手段12からインキュベー
タ11に化学分析フイルム１を搬送する搬送手段13は、カ
ートリッジ収納部22の開閉シャッタを開けて、内部のカ
ートリッジ21の最上部の化学分析フイルム１をカートリ
ッジ収納部22の前方側に取り出す取出機構24と、この取
出機構24から受け取った化学分析フイルム１を反転して
インキュベータ11の収容部33内に挿入する装填機構25と
を備えている。

【００１９】取出機構24は化学分析フイルム１の光透過
性支持体1a側を吸着するサクションカップ24a が搬送ロ
ッド24b の先端に配設され、該搬送ロッド24b が駆動機
構24c によって上下動および前後移動可能に支持される
と共に、サクションポンプ26からの減圧パイプ26a が接
続され、カートリッジ21の最上部の化学分析フイルム１
を吸着保持し若干前方に移動して該カートリッジ21から
化学分析フイルム１を抜き取り、その後上方に移動して
カートリッジ収納部22の開口から取り出し、さらに前方
のインキュベータ11側に搬送するように駆動されるもの
である。

【００２０】また、装填機構25は回転アーム25a の先端
に化学分析フイルム１の試薬層1b側を吸着保持するサク
ションカップ25b を備え、回転アーム25a はモータ25c
によって回転作動され、サクションカップ25b には前記
サクションポンプ26からの減圧パイプ26b が接続されて
いる。この回転アーム25a のサクションカップ25b は、
取出機構24との受渡し位置に回転している場合（鎖線の
位置）では上方に向き、取出機構24のサクションカップ
24a に吸着されている化学分析フイルム１を下方から吸
着し、インキュベータ11側に回転アーム25a が反転した
際にはそのサクションカップ25b は下方に向くように回
転アーム25a の形状、サクションカップ25b の取付け方
向が設定されている。

【００２１】次にインキュベータ11は、円盤状の本体28
が中心下部の回転駆動機構29によって回転自在に支持さ
れ、上記本体28内には図示しない加熱手段が内蔵され、
内部が所定温度（たとえば37℃）に保たれている。上記
回転駆動手段29は、図２に示すように、本体28の中心に
配設された回転軸30にプーリ31が設けられ、このプーリ
31にモータ32からのベルト32a が掛けられて所定角度ず
つの回転駆動が行われる。

【００２２】また、上記本体28の上面には円周上に所定
間隔で前記化学分析フイルム１を収容する凹状の収容部
33が複数配設され、該収容部33の中央底部には測光窓34
が開口され、さらに、測光窓34の下方すなわち本体28の
底面には後述の測光ヘッド47が挿入されるリング状の環
状溝35が形成されている。一方、収容部33の上部には試
料液の蒸発防止を行うセルカバー36が開閉可能に設置さ
れている。このセルカバー36は、各収容部33に個々に設
けられているが、全収容部33を一つのカバーとすること
も可能である。

【００２３】さらに、上記収容部33の平面的形状は、図
３に拡大して示すように、全体としては前記化学分析フ
イルム１より大きい矩形状であり、この収容部33に装入
される化学分析フイルム１の角部に対応する隅角部分が
内方に突出したコーナ部33aに形成され、該コーナ部33a
が収容された化学分析フイルム１の側面の収容部33の
内側壁33b への当接を規制する構造に設けられている。
すなわち、収容部33の基本的矩形状の横方向および縦方
向の寸法は、化学分析フイルム１の横方向および縦方向
の寸法より大きく形成される一方、コーナ部33a での横
方向および縦方向の寸法は化学分析フイルム１の横方向
および縦方向の寸法より内側壁33b 近傍の部分では小さ
くなるように形成されている。上記収容部33の形状によ
り、収容された化学分析フイルム１が前後もしくは横方
向に移動した際に、その角部が前記コーナ部33a に当接
してそれ以上の前後もしくは横方向への移動が規制され
る。

【００２４】また、上記インキュベータ11の上方はイン
キュベータケース37によって覆われ、該ケース37の前記
搬送手段13の回転アーム25a に対応する点着位置には、
化学分析フイルム１の挿入時および試料液の点着時に開
くシャッタ38が配設されている。該シャッタ38は、例え
ば、図示しない外部の駆動手段によって開作動され、常
時は閉方向に付勢される構造に設けられている。

【００２５】なお、図示していないが、上記点着位置と
は反対側の部分には、測定後の化学分析フイルム１を廃
棄するために、本体28の収容部33から化学分析フイルム
１を吸着して排出する排出手段が配設され、上記インキ
ュベータケース37には点着位置同様のシャッタが設置さ
れる。また、排出手段は、前記搬送手段13の装填機構25
と同様に設けられる。

【００２６】前記試料液収容手段14は、試料液を収容し
た複数のサンプルカップ40を保持するサンプルトレイ41
を備え、該サンプルトレイ41は駆動機構（図示せず）に
よって移動可能に設けられ、サンプルカップ40は順次取
出し位置に移動される。

【００２７】また、上記サンプルカップ40の各試料液を
インキュベータ11に搬送された化学分析フイルム１に点
着する点着手段15は、試料液の吸引吐出を行う点着用ノ
ズル43を有し、該点着用ノズル43の先端にはピペット状
のノズルチップ44が着脱自在に装着され、駆動機構45に
より上下動および回動可能に移動され、試料液収容手段
14から試料液を吸引し移動して化学分析フイルム１に点
着する。また、上記点着手段15の点着用ノズル43におけ
る先端のノズルチップ44は、試料液の変更に伴って交換
される。

【００２８】点着された化学分析フイルム１は、インキ
ュベータ11によりインキュベーションが行われ、このイ
ンキュベータ11の下方に配設された測定手段16（図２参
照）により測定される。この測定手段16は、化学分析フ
イルム１と試料液との呈色反応による光学濃度を測定す
るための測光ヘッド47を有する。上記測光ヘッド47は所
定波長の光を含む測定用照射光を光透過性支持体1aを透
過し試薬層1bに照射して、反射光を光検出素子47a で検
出するものであり、測光ヘッド47には光源48（ランプ）
からの光がレンズ49、フィルタ50を介してオプティカル
ファイバ51の一端に入射され、このオプティカルファイ
バ51の他端が測光ヘッド47に接続されている。この測光
ヘッド47内では、オプティカルファイバ51の他端からの
光がレンズを経て試薬層1bに照射される。前記フィルタ
51は、検査項目に対応する複数のフィルタが円板52上に
設置され、該円板52を回転して測定項目に対応する所定
の特性のフィルタ51を選択するように構成されている。

【００２９】また、試薬層1bからの反射光は試薬層1b中
で生成された色素量に応じた光情報（具体的には光量）
を担持しており、この光情報を担持した反射光が光検出
素子47a に入射して光電変換され、アンプ53を介して判
定部54に送出される。判定部54では、入力された電気信
号のレベルに基づき試薬層1b中で生成された色素の光学
濃度を判定し、試料液中の所定の生化学物質の物質濃度
を特定する。

【００３０】上記生化学分析装置10による測定を説明す
れば、まず、搬送手段13の取出機構24によって測定項目
に対応する化学分析フイルム１を収容したカートリッジ
21から化学分析フイルム１を取り出し、この化学分析フ
イルム１を装填機構25によって反転し、試薬層1bを上面
とした状態でインキュベータ11の収容部33に挿入する。
続いて、点着手段15の点着用ノズル43を試料液収容手段
14の所定カップ40上に移動させてノズルチップ44の先端
を試料液に浸漬し、該ノズルチップ44内に所定量の試料
液を吸引する。そして、この点着用ノズル43をインキュ
ベータ11に挿入された化学分析フイルム１上に移動さ
せ、次いで点着用ノズル43を下動させて、ノズルチップ
44から化学分析フイルム１の試薬層1b上に試料液を所定
量だけ滴下する。滴下された試料液は展開拡散され、試
薬と混合する。

【００３１】試料液を点着する前の乾燥状態にある化学
分析フイルム１は図４のように湾曲しているが、試料液
の点着にともなってほぼ平坦状態に伸びるものであり、
続いて、点着が行われた化学分析フイルム１はインキュ
ベータ11により所定温度に加熱されると、試薬層1bが呈
色反応（色素生成反応）を生起する。そして、呈色反応
中の所定時間毎もしくは所定時間経過後に、この呈色反
応により生じた色素の光学濃度を測光ヘッド47で測定す
る。

【００３２】上記のような測定において、化学分析フイ
ルム１の中心部に所定量の試料液を点着したことによ
り、図３に示すように試料液Ｗが円形状に展開し、その
展開が試薬層1bの側部に達して試料液の一部が滲み出す
場合があるが、その滲み出す液量は垂れる程ではなく側
面に付着した状態となっている。そして、この状態にお
いて化学分析フイルム１の側面が収容部33の内側壁33b
に接触すると、試料液が付着することになるが、収容部
33のコーナ部33a によって化学分析フイルム１の移動を
規制することで上記接触を防止している。

【００３３】従って、上記コーナ部33a の形状は、上記
実施例に限定されるものではなく、化学分析フイルム１
の側面が収納部33の内側壁33b に接触しないような形状
であればよい。

【００３４】上記実施例のインキュベータ11では、本体
28の上面に配設した収容部33は円周上に一列であるが、
さらに複数の収容部33を配設する場合には内周側に同心
円状に配設する。その際、搬送手段13は内周側の収容部
33に対しても化学分析フイルム１を挿入できるようにイ
ンキュベータ11に対して接離移動可能に設け、点着手段
15の点着用ノズル43の移動も内周側に点着が可能なよう
な構造に、各部を変更する必要がある。

【００３５】なお、前記収容手段12におけるカートリッ
ジ21の収容は円盤状に配設するようにしてもよく、一
方、点着用ノズル43は、ノズルチップ44を着脱自在にす
るほか、化学分析フイルム１上に点着したあとノズル洗
浄部で洗浄して、次の点着に再使用するように構成して
もよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るインキュベータを備え
た生化学分析装置の概略構成を示す斜視図

【図２】インキュベータ部分の概略断面図

【図３】インキュベータの収容部の平面図

【図４】化学分析フイルムの斜視図

【符号の説明】

１ 化学分析フイルム 1a 支持体 1b 試薬層 10 生化学分析装置 11 インキュベータ 13 フイルム搬送手段 28 本体 33 収容部 33a コーナ部 33b 内側壁 34 測光窓 36 セルカバー 47 測光ヘッド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光透過性支持体上に試薬層を設けてなる
   矩形状の化学分析フイルムの試薬層に試料液が点着され
   たものを恒温保持するインキュベータであって、加熱手
   段を内蔵した本体の上面には前記化学分析フイルムを収
   容する凹状の収容部を設け、該収容部の底部には測光窓
   を開口する一方、収容部の上部には開閉するカバーを設
   置し、さらに、前記収容部における化学分析フイルムの
   角部に対応する部位を内方に突出させてコーナ部に形成
   することにより、収容した化学分析フイルム側面の収容
   部の内側壁への当接を規制したことを特徴とするインキ
   ュベータ。
2. 【請求項２】 前記収容部は、複数配設されたことを特
   徴とする請求項１記載のインキュベータ。
3. 【請求項３】 前記複数の収容部は、同心円状に複数列
   に配設されていることを特徴とする請求項２記載のイン
   キュベータ。