JPH0540122A

JPH0540122A - 自動酵素免疫測定装置

Info

Publication number: JPH0540122A
Application number: JP3180534A
Authority: JP
Inventors: Fumio Watanabe; 文夫渡辺; Shinichi Wakana; 新一若菜; Kyosuke Sakurabayashi; 恭輔櫻林; Yoshihiro Ashihara; 義弘芦原; Isao Nishizono; 功西薗
Original assignee: Fujirebio Inc
Current assignee: Fujirebio Inc
Priority date: 1990-06-27
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1993-02-19

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は固相を用いた酵素免疫測定、特に完
全に自動化され、そして測定時間が大幅に短縮できる酵
素免疫測定装置を提供するものである。【構成】本発明の自動免疫測定装置は、標識物と固相
を備えたカートリッジを移す手段と、移されたカートリ
ッジを持ち上げるリフト手段と、持ち上げられたカート
リッジを受ける反応ラインと、サンプルを吸引しカート
リッジに分注する手段と、カートリッジに検体、標識物
および固相を入れて混合攪拌する攪拌手段と、混合攪拌
した内容物のバインドとフリーを分離すると共にバイン
ドを洗浄しフリーを除去する洗浄手段と、基質を分注し
て酵素反応を生じさせる手段と、酵素反応開始から所定
時間後の標識物からの情報を測定する測定手段と、測定
を終了したカートリッジを反応ラインから取り出して廃
棄する廃棄手段と、これらの動作タイミングを与える手
段とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固相を用いた酵素免疫測
定、特に完全に自動化され、そして測定時間が大幅に短
縮できる酵素免疫測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】酵素免疫測定法（以下、「ＥＩＡ法」と
いう。）は、特異性、感度に優れ、臨床検査の分野で広
く一般に行われている。通常、ＥＩＡ法は、測定対象物
に応じた抗原または抗体を固相に結合して用い、これに
検体中の測定対象物を接触させる。次いで標識化合物で
ある酵素で標識された測定対象物に特異的に反応する抗
原または抗体を反応させて固定化し（バインド）、洗浄
を繰り返して未反応の酵素標識抗体（フリー）を完全に
除去する（バインド／フリー分離。以下、「Ｂ/Ｆ分
離」という。)。この後、検体の測定対象物と結合した
標識物の酵素の活性を測定し、検体中の測定対象物を定
量的に測定するものである。

【０００３】従って、ＥＩＡ法を実施するにあたって
は、分注、希釈、攪拌、Ｂ/Ｆ分離、固相の移動等、非
常に複雑な操作が必要であった。

【０００４】ＥＩＡ法を実施するためには、一般に固相
が用いられており、ポリスチレンビーズ、磁性粒子、反
応容器の内壁等が知られている。この中で高感度かつ迅
速に行うために、固相として磁性粒子を用い、専用の容
器とこの容器に合う磁石の入った磁気分離デバイスを用
いてＢ/Ｆ分離を行う方法が報告されている（特開昭61-
273453号参照)。更に、多量の検体を測定するために一
部自動化された測定器機が開発され、用いる固相、抗体
標識物の種類により各種のものが知られている（「酵素
免疫測定測定法」石川栄治著、医学書院180〜207ページ
参照)。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような技術を用い
ての免疫測定における試薬、サンプルの吸引と分離、攪
拌、諸反応に伴うＢ/Ｆ分離、洗浄および測定等の段階
は従来、個々に主として手動的に行われており、多量の
サンプルの測定には熟練者による多大の労力と時間が必
要である。

【０００６】本発明の目的はこのような免疫測定を完全
に自動化することであり、比較的小型であって短時間に
大量のサンプルの測定が可能な自動免疫測定装置を提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による自動免疫測
定装置は第１レベルにあって、少なくとも２個のウェル
を有し、一方は標識化合物で標識された抗原若しくは抗
体である標識物を入れたウェル、他の一方は、抗原また
は抗体の結合した固相を入れたウェルを列として有する
矩形のカートリッジを順次そのレベル内の所定位置に移
す手段と、所定位置に移されるカートリッジを順次その
上の第２レベルに運ぶリフト手段と、この第２レベルに
あってこのリフト手段により順次持ち上げられたカート
リッジを歩進しつつ次々に受ける反応ラインと、この第
２レベルに配置されたサンプルカセット上のサンプルか
らそのサンプルを吸引し反応ライン上の第２位置にある
ウェルに分注する手段と、この反応ラインに沿って配置
され、反応ライン上の第３位置のカートリッジのウェル
に前記検体、前記固相と前記標識抗原若しくは抗体とを
入れ、内容を混合攪拌する攪拌手段と、この予定の歩進
後の第４の位置において、前記混合攪拌した固相を入れ
たウェルの標識物のバインドとフリーの分離を行うと共
にバインドを洗浄しフリーを除去する洗浄手段と、第５
の位置において基質を固相の入ったウェルに分注して攪
拌し酵素反応を生じさせる手段と、この酵素反応の開始
から所定の時間後の標識物からの情報を測定する測定手
段と、この測定を終了したカートリッジを反応ラインか
ら取り出して廃棄する廃棄手段と、これら要素の動作タ
イミングを与える手段とからなる。

【０００８】本発明の酵素免疫測定装置において用いる
矩形のカートリッジのウェルには、抗原または抗体の結
合した固相（感作固相）を入れて用いることができる。
固相としては、従来の各種免疫測定方法で用いられる固
相であり、例えば各種ポリスチレンビーズ、各種磁性粒
子（例えば、特開平3-115862号参照）等を挙げることが
できる。さらに固相を加えず反応管の内壁を固相として
用い、抗原若しくは抗体を結合させて用いることもでき
る。これらの固相の中でも反応面積が広く、迅速な測定
に対応でき、簡便な装置によるＢ/Ｆ分離を行うことが
できるために磁性粒子を好適に用いることができる。こ
のＢ/Ｆ分離を行う手段には、カートリッジ外部より磁
場を与える永久磁石、電磁石等の装置を用いることがで
きる。またカートリッジのウェルには酵素標識された抗
原若しくは抗体を加えることができる。この酵素として
は、例えば、アルカリフォスファターゼ、パーオキシダ
ーゼ、ガラクシダーゼ、グルコースオキシダーゼ等を挙
げることができる。

【０００９】試薬収容部より分注される各酵素に対する
基質としては、用いる前記した各種酵素に適したものを
用いることは言うまでもなく、例えばＡＢＴＳ、ルミノ
ール−Ｈ₂Ｏ₂（パーオキシダーゼ用)、ｐ−ニトロフェ
ニルホスフェート、メチルウンベリフェニルホスフェー
ト、３−(２′−スピロ−ハアダマンタン)−４−メトキ
シ−４−(３″−ホスホリルオキシ）フェニル−１,２−
ジオキセタン二ナトリウム塩（アルカリホスファター
ゼ用)、ｐ−ニトロフェニル−β−Ｏ−ガラクトース、
メチルウンベリフェニル−β−Ｏ−ガラクトース（β−
ガラクトース用）等を使用することができる。

【００１０】本装置には、反応を促進し、効率良く測定
を行うために、反応ラインを２０〜４０℃、好ましくは
３６〜３８℃の範囲に保つ装置を付加することが好まし
い。

【００１１】カートリッジは酵素標識物、感作固相等を
入れた後、アルミ箔、高分子フィルム等を単独またはラ
ミネートしてカートリッジ上面をシールしたものを用い
ることも測定を簡便に行う上で好ましい。このシールさ
れたカートリッジを使用する場合には、反応ラインの第
１位置にシール除去手段を配置することができる。

【００１２】第２位置において分注するサンプルは、事
前に希釈することもできる。この際カートリッジの中の
何も入っていないウェルを用い、希釈液を分注する希釈
手段を付加することができる。

【００１３】第３位置においては、各種酵素免疫測定
法、例えば１ステップ法、デレイ１ステップ法、２ステ
ップ法等に対応するため、希釈手段、攪拌手段、Ｂ/Ｆ
分離手段、洗浄手段等を付加することができる。この２
ステップ法の中で抗体を検出するためには、第２位置で
ウェルに分注したサンプルを希釈する希釈手段、固相の
入ったウェルに希釈したサンプル液を分注し攪拌する攪
拌手段、次いで行うＢ/Ｆ分離手段、洗浄手段を付加し
て行うことができる。

【００１４】

【作用】第１レベルに挿入された、予め用意されている
多数の試薬カートリッジに対し、順次サンプルを分注し
て抗原抗体反応を行わせ、更にカートリッジ内の標識抗
体と反応させそして、基質注入による酵素反応を連続的
に行わせて測定を行う。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の自動酵素免疫測定装置の外観
斜視図であり、図２は本装置において用いられる試薬カ
ートリッジの縦断面図である。

【００１６】図１において、左下部分に仮想線で示す試
薬カートリッジストッカ１は矢印の方向に可動とされて
おり、複数の試料カートリッジ１０を行および列として
支持している。試薬カートリッジ１０はこの実施例では
図２に示すように、左端に酵素標識抗体を予め充填した
第３ウェルを、そして右端に感作磁性粒子を含む液を予
め充填した第１ウェルを、そして中央に充填物のない第
２ウェルを有するほぼ矩形形状を有し、両端には後述す
る関連要素との安定係合を得るための切欠部を有する。
これらウェルは図２に示すようにシール１１により密閉
されている。

【００１７】この試薬カートリッジストッカ１の挿入さ
れるべき第１のレベルの上には後述するサンプル部と反
応ライン、を含む開閉可能な部分５、同じく開閉可能な
ポンプ部６、その側部にチップディスポーザ７、および
測定系８が配置されており、更にカートリッジディスポ
ーザ９が設けてある。

【００１８】図３は図１のカバーを取り外した状態の本
装置の平面図であり、図４は図３の線II−IIにおける側
面図である。

【００１９】図３および図４において、試薬カートリッ
ジストッカ１は挿入された状態で多数のカートリッジ１
０を第１レベルのＸ-Ｙ面内に行列させて保持する。こ
のカートリッジストッカ１の上にはカートリッジクレー
ン機構が配置されてストッカ１上のカートリッジを順次
ピックアップし、所定位置に移送することが出来るよう
になっている。このカートリッジクレーン機構の上の第
２のレベルには本装置の主要部を形成するサンプラ部分
反応ライン、測定系および反応に関連する諸要素が配置
され、またその上に上記と同様なサンプルクレーン機構
が配置されている。以下各レベルについて、本装置の構
成用件を詳述する。

【００２０】Ｉ第１レベルの構成カートリッジストッカ前述のように試薬カートリッジ１０を保持するカートリ
ッジストッカ１は本装置に対し、水平方向に挿入、取り
出しが可能とされている。

【００２１】カートリッジクレーン機構図３および図４に示すように、カートリッジストッカ１
の上にはカートリッジクレーン機構が配置されている。
この機構はカートリッジストッカ１の挿入方向に平行に
伸びそしてその方向に直角となった一対のレール２１に
沿って可動なクレーンアーム２０を含んでいる。アーム
２０にはカートリッジピックアップ装置２２がアーム２
０に沿って可動に装着される。

【００２２】アーム２０のレール２１に沿った動きおよ
びピックアップ装置２２のアーム２０に沿った動きを実
現するための機構はＸ-Ｙプロッタ等において周知であ
り、この実施例では可逆モータ（図示せず）により駆動
されるプーリ（図示せず）にかけられたワイヤにアーム
２０あるいはピックアップ装置２２を接続することによ
り得ている。他の機構をこのための機構として用いても
よいことは明らかである。

【００２３】これら可逆モータはピックアップ装置２２
がカートリッジストッカ１上に整列したカートリッジ１
０を後述するタイミングをもって１個ずつ順次所定の位
置（図３にＡで示す）にに移送するように制御される。

【００２４】ピックアップ装置ピックアップ装置２２を図５〜図７に示す。このピック
アップ装置２２は垂直に可動なフック装置を有し、図５
はそのフック装置が上側位置にある状態、図６はフック
装置が下降して、その下に位置するカートリッジ１０を
把持した状態を示す直面図であり、図７は図５の側断面
図である。これら図面において、ビックアップ装置２２
は図５に示す状態で所定のカートリッジ上に運ばれる。
そしてその位置において、そのフック装置が下降されて
そのカートリッジを把持した後、図５の状態にもどり、
図３の位置Ａに運ばれ、そこでフック装置が再び下降さ
れて把持したカートリッジを切り離すように機能する。

【００２５】ピックアップ装置２２はアーム２０にスラ
イド係合する略逆コの字形のフレーム２２１を有し、こ
のフレーム２２１の両脚間に一対の垂直ガイドロッド２
２２を有する。これらロッド２２２にはスライダ部材２
２３がスライド可能に装着されている。図７に示すよう
にスライダ部材２２３の背部には横溝２２４が形成され
ており、フレーム２２１の背部にはモータ２２４が装着
されている。このモータ２２４の軸にはアーム２２５の
一滴が固定され、このアーム２２５の他端にはスライダ
部材２２３の横溝２２４に滑動可能にフィットする突出
部２２６が形成されている。従って、モータ２２４の回
転により突起２２６が横溝２２４内で滑動し、それによ
りスライダ部材２２３が上下するごとくに構成されてい
る。

【００２６】スライダ部材２２３の前部にはプレート２
２７がピン２２８により間隔をもって固定されている。
スライダ部材２２３とプレート２２７の間には一対のカ
ムレバー２２９がピン２２８を中心に回動しうるように
配置される。

【００２７】プレート２２７の前面には一対のフック部
材２３０がピン２３１を中心に回動しうるように装着さ
れている。このフック部材２３０の下端にはフック２３
０が形成されており、他端はプレート２２７に設けられ
て、開口２３３を通してカムレバー２２９の先端とピン
２３２により回動可能に結合されている。

【００２８】これらフック部材２３０は図５に示すよう
にばね２３４により互いに内向きにバイアスされてお
り、従って、例えば図において右側のカムレバー２２９
についてみるとその先端を反時計方向にバイアスしてい
る。フック部材２３０の図５に示す状態を維持させるた
めにカムレバー２２９の時計方向の動きがストッパ２３
５により制限されている。

【００２９】モータ２２４が回転してスライダ部材２２
３が下降すると、フック部材２３０も図５の状態で下降
する。そしてカムレバー２２９の下端がフレーム２２１
の下縁に当たり更に下降すると、カムレバー２２９の下
端が上記下縁により時計方向に回動する。従って、フッ
ク部材２３０の上端が反時計方向に回動することによ
り、フック２３０ａはばね２３４に抗して反時計方向に
回動する。左側の構成については逆の事象が生じるか
ら、結果としてフック２３０ａは互いに開く方向に動
く。この垂直位置にカートリッジの上部が位置するよう
にされるため、開いたフック２３０ａは図６に示すよう
にカートリッジを把持する。以降のスライダ部材２２３
の上昇により、フレーム２２１の下縁による作用はなく
なるが、フック２３０ａによるカートリッジの把持はば
ね２３４により維持される。

【００３０】この状態でピックアップ装置２２は図３の
位置Ａに動かされて再びスライダ部材２２３を下降さ
せ、カムレバー２２９の下端をフレーム２２１の下縁を
係合させてフック２３０ａを再び開き、カートリッジの
その位置への移送を完了する。その後ピックアップ装置
は図５の状態にもどり、次のカートリッジの位置へと動
かされる。

【００３１】リフト機構リフト機構３０は図３の位置Ａに移されたカートリッジ
１０を第２レベル上の反応ラインに移すための機構であ
り、図３に示すように位置Ａに隣接して配置される。

【００３２】図８および図８の線VI-VIにおける断面を
示す図９によりこのリフト機構３０を説明する。図８、
図９において、枠体３０６内に配置されそしていずれか
一方が枠体３０６の外側に固定された可逆モータ３０５
（図９）により駆動される一対の、垂直方向に配置され
たスプロケット３０１にはチェーン３０２がかけまわさ
れており、チェーン３０２の、図８において左側となる
部分の一点３１０にアーム３０４の後端が装着されてい
る。このアーム３０４は、それとチェーン３０２との結
合によるチェーン３０２に沿った動きによって、枠体３
０６内で垂直方向に可動となっているホルダ３０５に設
けた水平スロット３１１により水平方向に可動に支持さ
れている。

【００３３】このアーム３０４の前部は枠体３０６の前
面に設けた垂直スロット３０７を通り、そしてその垂直
方向の動きはこのスロット３０７により案内される。ア
ーム３０４の前端には図５〜図７に示すピックアップ装
置と同様のピックアップ装置２２′が装着されている。

【００３４】可逆モータ３０５はチェーン３０２とアー
ム３０４の後端の結合点３１０が、図８に示すように下
側スプロケット３０１の軸を通る水平のアーム３０４の
中心線と、チェーン３０２とが交わる点（左側）Ｂか
ら、上側のスプロケット３０１の上半分を通結した同様
の点（右側）Ｃまでの間で往復するように駆動される。

【００３５】すなわち、図８において、アーム３０４は
最も引き込まれた状態となり、チェーン３０２の矢印方
向の動きによりその状態を維持したまま上側スプロケッ
トの位置まで上昇し、その後の上側スプロケットの上で
の半周による結合点３１０の半周によって位置Ｃにおい
て最も押し出された状態となる。このため、アーム３０
４の先端に装着されたピックアップ装置２２′は点線で
示す軌跡を描く。この特にアーム３０４が突出する過程
における円弧状の軌跡は第２レベルに配置される反応ラ
イン７０へのカートリッジの安定配置に重要である。

【００３６】ピックアップ装置２２′のカートリッジ把
持および解放については図８の下側のアーム位置におい
て、スライダ部材を下降させてカートリッジを把持した
後上昇させ、その状態で点線の軌跡に沿ってピックアッ
プ装置２２′を上昇させ、図８上側のアーム位置におい
て再びスライダ部材を下降させてカートリッジを解放す
るごとくすればよく、これらの動作については図５〜図
７において述べた通りである。

【００３７】II 第２レベルの構成サンプラ部図３に示すように、第２レベルにはサンプリングチップ
カセット５０とサンプルカセット６０が配置されてい
る。サンプリングチップカセット５０には複数のサンプ
リングチップ６１が平面配列されており、サンプリング
カセット６０には夫々検体を含んだ複数のサンプル容器
が平面配列されている。

【００３８】反応ライン更に同じく図３に示すように、反応ラインが第１レベル
のカートリッジストッカ１の挿入方向に直角の方向に伸
びている。

【００３９】この反応ラインは図３、図４に示すように
互いに間隔を置いて並列された一対の無端ベルト７１か
らなり、両ベルト７１にカートリッジ１０の両端を支持
する構造となっている。

【００４０】ベルト７１は両端に設けられたステップモ
ータ７２により駆動されるスプロケット７３により例え
ば３０秒間隔で歩進されるようになっている。図８およ
び図９のリフト装置３０により第１レベルより運ばれた
カートリッジ１０はこの反応ライン７０の左端に上方か
ら降ろされ、３０秒間そこに静止した後に次の位置に運
ばれ、以下測定終了までそれをくり返す。この反応ライ
ンには種々の機構が設けられており、それらについては
後述する。

【００４１】シール除去機構図８および図９のリフト装置３０により反応ライン７０
の左端位置に降ろされたカートリッジ１０のシール１１
を除去するためのシール除去機構４０が次の位置に設け
られる。この実施例では下面に３個の突起を有する作具
を下降させてシール１１に穴を明ける手段を用いてい
る。その構造の詳細はここでは省略する。

【００４２】サンプルクレーン機構図３、図４に示すように、上記第２レベルの要件の上
に、第１レベルのカートリッジクレーンアーム機構と同
様の機構が設けられる。この機構は一対のレール８０と
それらに沿って可動のアーム８１からなり、アーム８１
には第１レベルの機構とは異なり、サンプリングポンプ
ユニット８２がアーム８１に沿って可動に装着されてい
る。このサンプリングポンプユニット８２の２次元的な
動作は第１レベルにおけるピックアップ装置２２のそれ
と同様にして得られる。ここではサンプリングポンプユ
ニット８２について詳述する。

【００４３】サンプリングポンプユニット図１０に正面図として示すサンプリングポンプユニット
８２はケース８３内に配置されたノズル部分８２１とポ
ンプ部８２２からなり、これらは適当なチューブ８２４
により接続されている。ノズル部８２１はノズル８２３
を有し、このノズル８２３はプレート８２５上に固定さ
れており、適当な案内手段により垂直方向に可動されて
いる。この垂直方向の動きを与える手段は例えばソレノ
イド装置を用いる等、任意である。ノズル８２３は下降
した状態において、第２レベルのサンプリングチップカ
セット５０のチップ６１に係合する。このノズル８２３
を介しての吸引、分注機能を行うためのポンプ部８２２
はソレノイドにより駆動されるシリンジの形をとること
が出来る。

【００４４】光学測定系反応ライン７０の下流には測定系９０が設けられてい
る。その測定系は光電子増倍管等を含んでおり、詳細は
本装置の動作説明において述べる。

【００４５】その他の構成要件反応ライン７０に沿って、希釈液の分注、余剰の溶液の
吸引、洗浄液の分注等の各種ポンプ手段、攪拌手段、Ｂ
/Ｆ分離手段等が配置されている。これらについても本
装置の動作の説明において詳述する。

【００４６】III 本装置の動作第１レベルにおけるカートリッジ１０の図３の位置Ａへ
の移送および第１レベルの位置Ａから第２レベルの反応
ライン７０へのリフトと配置については前述した通りで
あるので詳細は省く。以降の動作について図１１に示す
反応ライン７０の上部に番号（1)〜(66）で示すカート
リッジ１０の移動位置における動作を述べる。なお前述
したようにこの反応ライン７０は３０秒単位で歩進す
る。

【００４７】図１１において、カートリッジ１０はリフ
ト機構３０により反応ライン７０の位置（1）に降ろさ
れる。３０秒後にこのカートリッジ１０は位置（2）に
おいて、その位置に配置されたシール除去装置４０（図
３）が下降し、このカートリッジ１０のシール１１に穴
を明けてその３個のウェルを開口させる。

【００４８】次に位置（3）においてこのカートリッジ
１０の充填物のない中間の第２ウェルには希釈液分注ポ
ンプ７５により適当なノズルを介して希釈液が分注され
る。この間に第２レベルのサンプラクレーン機構が作動
されて図１０のサンプリングポンプユニット８２をサン
プルチップカセット５０内、例えば図４の位置ａに移動
させ、ノズル８２３を中間に下降させてその位置にある
チップ５１をその先端に装着させ、次にその状態で例え
ば図４の位置ｂに移動して更に下降しその下のサンプル
６１をチップ５１内に吸入した後、中間位置にもどされ
る。

【００４９】カートリッジ１０が次の位置（4）になる
と、図４の位置ｂにあるサンプリングポンプユニットは
図４の位置ｃに移される。この位置ｃは図１１の位置
（4）におけるカートリッジ１０の中間の第２ウェルの
位置に対応する。ここにおいてチップ５１内に吸引され
ているサンプルがその第２ウェルに分注される。そして
このように希釈されたサンプルをチップ５１内に再吸引
再分注することにより攪拌を行なった後に、同一のチッ
プ５１を用いてカートリッジ１０の感作磁性粒子を含む
第３ウェルにそれを分注し、再吸引再分注によりそれを
攪拌する。その後、サンプリングポンプユニットは位置
ｄ（図３）に移され、ノズルを引き入れることによりチ
ップをチップディスポーザ７に落下させ、そしてこのユ
ニットは次の操作のための位置にもどされる。

【００５０】次にこのカートリッジは位置（5）に移
り、それから位置（24）までの間に約３７℃において１
０分間抗原抗体反応を行わせる。

【００５１】次に位置（25）において、Ｂ/Ｆ分離が行
われる。このＢ/Ｆ分離のために、反応ライン７０のこ
の位置には図１２に断面で示すようなＢ/Ｆ分離装置が
配置されている。この装置は永久磁石９０とそれをベル
ト７１間でその一方の側に保持する部材９１からなり、
他方のベルト７１とこの永久磁石９０との間のギャップ
にカートリッジ１０の反応の生じた第１ウェルが入るよ
うになっている。永久磁石９０により作られる磁場によ
り、抗原抗体反応の生じた感作磁性粒子は第１ウェルの
壁に吸引されて未反応溶液から分離される。そして磁場
内にある次の位置（26）において、この第１ウェルには
洗浄液分注ポンプ７６（図３）により適当なチューブを
介して洗浄液が分注されそして吸引分注吸引をくり返す
ことにより壁に付着した粒子を洗浄する。

【００５２】次にカートリッジ１０は位置（27）に移さ
れ、ここにおいてカートリッジ１０の第３ウェル内の酵
素標識抗体が試薬吸引分離ポンプ７７（図３）により吸
引されて第１ウェルに分注される。この位置（27）にお
いて、反応ライン７０内には図１３に示す攪拌装置が配
置されている。この装置はモータ１００の軸に対し僅か
に偏心して一端を装着したバー１０１からなり、バー１
０１の先端にはＵ字形部材１０２が形成され、そしてそ
のバーの中間部は例えば弾性材料からなる支持体により
支持されている。このＵ字部材１０２内に位置（26）か
ら移されたカートリッジ１０の第１ウェルが入るように
されている。すなわち、モータ１００の回転によりバー
１０１は振動し、この振動がＵ字部材１０２を介してカ
ートリッジ１０の第１ウェルに伝えられて標識抗体と抗
原抗体反応物の攪拌が行われる。

【００５３】次にカートリッジは位置（28）に移され、
そしてこの位置から位置（47）までの１０分間、反応温
度３７℃において標識抗体反応が行われる。

【００５４】次にカートリッジ１０は位置（48）に移さ
れる。位置（48）においては位置（25）と同様のＢ/Ｆ
分離が行われ、磁界内である次の位置（49）においては
位置（26）と同様の洗浄が行われ、位置（50）では位置
（27）と同様の攪拌が行われ、位置（51）では再びＢ/
Ｆ分離が行われ、磁界内の位置（52）ではその洗浄が行
われる。位置（48)〜(52）の夫々において先に述べた装
置を夫々単独に用いることが出来るが、操作の連続性に
より、図１２および図１３のＢ/Ｆ分離装置と攪拌装置
をこの部分では夫々一体化するとスペースおよび費用の
点から有利であり、その一例を図１４に示している。図
１４では位置（48）と（51）におけるＢ/Ｆ分離用に支
持体９１′により一体的とされた永久磁石９０ａと９ｂ
を用いており、位置（50）と（53）での攪拌装置として
図１３の装置の変形が示されている。永久磁石９０ａ、
９ｂのカートリッジに対する位置と作用は位置（25）に
おけると夫々同様である。

【００５５】図１４の攪拌装置では図示しないモータに
偏心して装置されるバー１０１′の先端から弾性材料か
らなる支持体１０３′により支持され、そのバー１０
１′の中間部に伝達部材１０４が固定され、この部材１
０４の両端から先端にＵ字部材１０２ａ、１０２ｂを固
定したバー１０１ａ、１０１ｂが伸びるようになってい
る。これらＵ字部材とカートリッジの第１ウェルの相対
位置関係は図１３と同様であり、作用もほぼ同様であ
る。

【００５６】カートリッジ１０が位置（53）になると、
基質分離ポンプ７８により試薬ボトルユニット７９から
基質が第１ウェルに分注されそしてそこに設けられた図
１２に示す攪拌装置により攪拌され、位置（54）に移さ
れる。この位置から位置（63）までの５分間に３７℃に
おいて酵素反応が行われる。この反応中、位置（56）に
おいて反応開始１分後の光学的測定、そして位置（64）
において５分後の測定が行われる。この光学的測定のた
めの装置を図１５に示す。

【００５７】この測定装置は感作粒子と結合した酵素の
発色の強度を特定の波長で測定するものであり、位置
（56）においては反応開始１分後の光が夫々４５°の角
度をもって位置（56）と（64）に配置された反射ミラー
１２０、半透過ミラー１２１を介して光電子増倍管１２
２に入り、その強度が測定される。また、位置（64）で
の測定は半透過ミラー１２１を通じて直接的行われる。
必要であれば異常反射光による障害排除のために位置
（64）レボルバを関連づけてもよい。光電子増倍管１２
２の出力は適当なプログラムを有するＣＰＵを用いて処
理され、表示、プリント等が行われる。

【００５８】次に位置（65）において、カートリッジは
図５と同様なピックアップ装置およびその移動装置を有
するカートリッジディスポーザ９８により持ち上げられ
て廃棄容器９９に落とされる。

【００５９】以上述べた第１レベルおよび第２レベルで
の種々の要素の動作タイミングは例えばマイクにプロセ
サ等のプログラムによって自動化される。また、抗原抗
体反応および標識抗体反応処理についてはそれを逆とす
ることもできることは勿論である。

【００６０】また、上述した本装置の動作の説明は抗体
検出系による酵素免疫測定を行う場合におけるものであ
る。本装置は、このほかに１ステップ法、２ステップ
法、およびディレイ１ステップ法等による酵素免疫測定
を行うことができる。

【００６１】１ステップ法における本装置の動作は、位
置（3）での希釈液の分注と、位置（25）でのＢ/Ｆ分離
と、位置（27）での標識抗体の分注とを行わないことを
除き、上述した抗体検出系における動作と同様に行われ
る。このとき、サンプルは位置（4）において第３ウェ
ルに分注され、酵素標識抗体はこのサンプルの分注のと
きに同一のサンプリングポンプユニットを用いて第３ウ
ェルに分注される。

【００６２】次に、２ステップ法における本装置の動作
は、位置（3）における希釈液の分注を行わないことを
除き、上述した抗体検出系における動作とまた同様に行
われる。しかしながら、サンプルは位置（4）において
直接第３ウェルに分注される点で抗体検出系とは異な
る。

【００６３】ディレイ１ステップ法における本装置の動
作は、位置（3）での希釈液の分注と、位置（25）での
Ｂ/Ｆ分離とを行わないことを除き、上述の抗体検出系
の動作と同様に行われる。しかしながら、位置（4）に
おいて第２ウェルにサンプルを分注した後それに第１ウ
ェルの酵素標識抗体を分注し、そして位置（27）におい
てこの第２ウェルの酵素標識抗体を分注されたサンプル
を第３ウェルに分注する点で抗体検出系とは異なる。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、従来は手作業部分が大
部分を占める酵素免疫反応の測定が完全に自動化され、
また、測定に要する時間も従来と比較すると約５０％程
度に改善される。２レベル構成を採る本発明の自動免疫
測定装置は占有面積が小さく、設置に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の外観を示す斜視図である。

【図２】本装置に用いるカートリッジの断面図である。

【図３】図１に示す装置の内部の平面図である。

【図４】図３の線III−IIIにおける側面図である。

【図５】本装置に用いるカートリッジピックアップ装置
を示す図である。

【図６】本装置に用いるカートリッジピックアップ装置
を示す図である。

【図７】本装置に用いるカートリッジピックアップ装置
を示す図である。

【図８】カートリッジを第１レベルから第２レベルに上
昇させるためのリフト装置を示す図である。

【図９】カートリッジを第１レベルから第２レベルに上
昇させるためのリフト装置を示す図である。

【図１０】第２レベルでのサンプリングに用いられるサ
ンプリングポンプユニットを示す図である。

【図１１】第２レベルにおける反応ライン上の各位置を
示す図である。

【図１２】Ｂ/Ｆ分離装置を示す断面図である。

【図１３】攪拌装置を示す断面図である。

【図１４】図１２および図１３の装置の変更例を示す図
である。

【図１５】光学測定装置を示す図である。

【符号の説明】

１試薬カートリッジストッカ５開閉可能な部分６開閉可能なポンプ部７チップディスポーザ８測定系９カートリッジディスポーザ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者芦原義弘東京都新宿区下落合４丁目６番７号富士レビオ株式会社内 (72)発明者西薗功東京都新宿区下落合４丁目６番７号富士レビオ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１レベルにあって少なくとも２個のウ
ェルを有し、一方は酵素で標識された抗原若しくは抗体
である酵素標識抗原若しくは酵素標識抗体を入れたウェ
ル、他の一方は抗原または抗体の結合した固相を入れた
ウェルを列として有する矩形のカートリッジを順次その
レベル内の所定位置に移す移送手段と、この所定位置に
移されるカートリッジを順次その上の第２レベルに運ぶ
リフト手段と、この第２レベルにあってこのリフト手段
により順次持ち上げられたカートリッジを第１位置にお
いて、予定のインターバルで歩進しつつ次々に受ける反
応ラインと、第２レベルに配置されたサンプルカセット
上のサンプルからそのサンプルを吸引し前記反応ライン
上の第２位置のウェルに分注する分注手段と、この反応
ラインに沿って配置されてライン上の第３位置のカート
リッジのウェルに前記検体、前記固相と前記標識抗原若
しくは抗体とを入れ、内容を混合攪拌する攪拌手段と、
この予定の歩進後の第４位置において前記混合攪拌した
固相を入れたウェルの標識物のバインドとフリーの分離
を行うと共にバインドを洗浄しフリーを除去する分離洗
浄手段と、第５位置において基質を固相の入ったウェル
に分注して攪拌し酵素反応を生じさせる手段と、この酵
素反応開始から所定の時間後の反応を測定する光学測定
手段と、この測定を終了したカートリッジを反応ライン
から取り出して廃棄する廃棄手段と、からなることを特
徴とする自動酵素免疫測定装置。