JPH0731204B2 - 免疫分析装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、一般に免疫分析の分野に関し、さらに詳しく
は、免疫分析装置および方法ならびにそこで使用するた
めの新しい反応容器に関する。

背景 当該技術において、不均一な免疫分析は均一な免疫分析
より高い分析感度を提供することが周知であり、かつ認
められている。不均一な競合的免疫分析は、反応容器内
に保持された、いわゆる固体相あるいは保持体を共通的
に必要とする。薬品のような未知量の分析項目（analyt
e）を含み得る患者のサンプルが、たとえば、酵素とレ
ッテル貼りされた既知量の分析項目と共に、容器に加え
られる。標識化された、すなわちレッテル貼りされた分
析項目および標識化されていない、すなわちレッテルの
無い分析項目は、固体保持体上で結合箇所のために張り
合う。平衡では、固体保持体に結合されたレッテル貼り
された分析項目の量は、レッテルの無い分析項目の濃度
に関係つけられる。競合的な反応が平衡に達すると、患
者のサンプルと未反応のレッテル貼りされた分析項目と
が反応容器から除去され、固体保持体は、残存している
未結合のレッテル貼りされた分析項目だけでなく患者の
サンプルを完全に除去するべく洗浄される。

基質が次に反応容器に加えられ、酸素によって触媒作用
させられて、蛍光分子のような測定可能な物質を生成す
る。触媒反応が完了した後、基質は反応容器から取り除
かれ、測定可能な物質が、たとえば、蛍光測光を用いて
定量される。患者のサンプル中の未知の分析項目の濃度
はその後、測定可能な物質の量をサンプル中のレッテル
の無い分析項目の量に関係させる、前もって定めた校正
関係を使用して決定され得る。

不均一な免疫分析の優れた感度にもかかわらず、いま述
べた典型的は分析は、多数の流体搬送を含む反応容器の
かなり巧妙な作業を必要とする。特に、レッテル貼りさ
れた分析項目と患者のサンプルとは除去されなければな
らないし、固体保持体は洗浄されなければならないし、
基質が加えられその後除去されなければならない。含ま
れる作業は、時間がかかり、自動化することが困難であ
って、病院の臨床研究室のような大量の適用に不均一免
疫分析を使用することが望まれる場合、明らかな不利で
ある。

不均一な免疫分析に含まれる前記作業を単純化する１つ
のアプローチは、固体保持体を反応容器の底でフィルタ
として構成することであった。そのようなフィルタは、
反応容器とフィルタとを通って流されるレッテル貼りさ
れた分析項目と患者のサンプルとで湿らされ、洗浄溶液
や基質による流れが起こる結果となる。基質中の触媒作
用された物質はフィルタ媒体に直接沈澱し、たとえば、
フィルタ媒体に色づいた汚点を残す。しかしながら、そ
のような色づいた汚点は正確に定量することが困難であ
り、非常にしばしば、フィルタ媒体は、患者のサンプル
中に分析項目の存在または不存在を示す色づいた汚点の
存在または不存在を決定するべく単に検査される。かく
て、そのようなフィルタのアプローチは不均一な免疫分
析に使用されているけれども、もしそうでなかったら不
均一な免疫分析において可能である、分析項目濃度の定
量決定の利点は認められない。

反応容器の一部としてのフィルタの使用はまた、他の形
体の免疫分析、特に、フィルタが疎水性（この明細書で
は、疎水性または疏水性を使用している。）の物質であ
り得る放射免疫分析において公知である。そのような放
射免疫分析の反応容器内で反応が起こると、容器内の流
体に圧力が加えられて、フィルタを湿らせ、流体を、反
応容器からフィルタを通って引き出させる。フィルタが
湿らされると、その後、フィルタを通る流体の流れを終
らせることは可能ではない。フィルタ物質のそのような
特性は、そのような分析が反応容器からフィルタを通っ
てのみ引き出されるべき流体を必要とすることにおい
て、放射免疫分析に不利益ではない。しかしながら、そ
のようなフィルタが酵素免疫分析に使用されるならば、
フィルタが湿らされたとき、フィルタを通る流体の流れ
を停止するべく外部のバルブを備えることがまた必要と
なるであろう。そのような外部のバルブは不均一な免疫
分析装置に、特に装置が自動化されかつ個々の反応容器
が一回の使用の後に捨てられるべきであるならば、かな
りなコストと複雑さとを加える。

要約 本発明は、従来技術の限界と不利とを克服する装置と方
法とに向けられる。このシステムと方法とは、反応容器
に必要とされる作業を非常に単純化し、特に、自動化さ
れた設備に都合がよい。

本発明のシステムと方法とは共に、これまで認められて
いなく、かつ使用されていない特性を有する疎水性の物
質のフィルタを採用する反応カプセルの使用を含む。フ
ィルタは、疏水性の状態にあるとき、フィルタを横切る
圧力差の付加によって親水性の状態となり、フィルタを
通る流体の流れは、フィルタの一方側と他方側との間の
圧力差（以下、横切る圧力差という）の反作用によって
開始され得る。都合のよいことには、流体の流れは、フ
ィルタを通してガスを流すことにより、フィルタを疏水
性の状態に戻して終らせ得る。本発明に従うフィルタの
新規な適用は、反応カプセルと一体的に形成され得る、
そしてさらに、従来技術において公知である厄介な流体
処理装置や技術なしで、不均一な免疫分析の実行を可能
にする廉価で信頼性のあるバルブをつくりだすことであ
る。反応カプセルの廉価な性質は、このシステムおよび
方法の使用者に、使用後のカプセルを捨てさせることと
なり、さらに、不均一な免疫分析を単純化し、従来技術
において共通であったように、単一の反応容器で実行さ
れる連続的な分析間の、残存物による汚染の可能性を実
質的に減らす。

システムはさらに、複数の反応カプセルを支持するホイ
ールあるいは円形コンベヤを含み得る。このホイール
は、その中心で、電動機により回転可能なオフセットカ
ムによって支持される。電動機の作動は、ホイールによ
って運ばれる反応カプセル内に渦作用を創りだして、反
応容器内に収容された流体を十分に撹拌する。単一室２
入口の新規なポンプが、反応カプセル中のフィルタに流
体そしてその後ガスを通させるべく、システムに採用さ
れ得る。かくて、単一のアッセンブリ内で液体とガスと
のポンプ作用を結合する。

図面の簡単な説明 第１図は本発明に従う免疫分析装置の概略図である。

第２図は、第１図のシステムに有用である本発明に従う
反応カプセルであってその中心軸線に沿う断面で示した
図である。

第３図は、第２図の３−３線に沿って取った本発明の反
応カプセルの断面図である。

第４図は、第１図の４−４線に沿って取った洗浄ステー
ションの側面図である。

第５図は、第１図の５−５線に沿って取った読取りステ
ーションの側面図である。

第６図は、第１図のシステムに有用である単一室ポンプ
の一部を断面とした概略の側面図である。

発明の詳細な説明 第１ないし３図を参照すると、本発明に従うシステム10
は、全体に14で示した複数の反応カプセルを支持する水
平の回転テーブル12を含む。各カプセル14は下方部18と
上方部20とフィルタ22とを含む。上方部20は、両端で開
口していて上端に外方へ突出する環状のフランジ26を備
えた円筒状の筒部24を含む。

下方部18は、筒部24の下方の端部で外側面をぴったり受
け入れるべく形成された内側面30を有する円筒状の基部
28を含む。内側面30は、基部28を円筒状の壁部34に結合
するべく外方へ向けて傾斜したテーパ面32に連結してい
る。円筒状の壁部34の上方端は外方へ突出する環状のフ
ランジ36として形成されている。

基部28は、下方へ向けて傾斜してじょうご部38となり、
下方端で開口する内部通路40を形成する。

基部28は、基部28の内壁から通路40へ伸びる複数のサポ
ート44と、同様に基部28の壁から通路40へ伸びるサポー
ト44間の複数のストラット46とを含む。サポート44およ
びストラット46はそれぞれフィルタ22を支えるように形
成された共通平面の支持面48を有する。内側面30は、テ
ーパ面32から、この面32と支持面48との間の距離のほぼ
半分まで伸びる複数の半円形の溝50を備える。

フィルタ22は、基部28内の環状面52と円筒状の筒部24の
底の環状エッジとの間にはさまれている。環状面52はフ
ィルタ22を把持するのに役立つ２つの***したリング5
4、56を備え得る。上方部20は、カプセル14内にフィル
タ22の固定するべく、下方部18内に堅固に固定される。

本発明に従えば、フィルタ22は、上方部20とフィルタ22
とによって画定された反応室58内に液体を留めさせる疏
水性の物質から選定される。ここに開示した実施例で
は、反応室58の容積はおよそ１ミリリッタである。反応
室58はまた、免疫分析に有用な固体保持体を保持し得
る。フィルタ22を疏水性の状態にしたことで、カプセル
内の大気圧での水のような液体はフィルタ22を湿らさ
ず、かくて、フィルタ22はカプセル内にそのような液体
を保持する。都合のよいことには、反応室58に圧力をか
けると、液体がフィルタ22を湿らせ、液体をフィルタを
通って、通路40およびじょうごの延長部38から流させ
る。流体の流れを止めるには、ガスが反応室58、フィル
タ22および通路40を通って流されて、フィルタの細隙か
ら湿らせている液体を除き、かくてフィルタを流れのな
い、あるいは疏水性の状態に戻す。疏水性の状態に戻さ
れると、フィルタ22はカプセル14内の大気圧での液体を
再び保持することとなる。

かくて、フィルタ22は簡単で、可動部品のない廉価な液
体バルブを効果的に形成し、前述したように特に不均一
な免疫分析に関して重要な進歩となる。水のような試薬
および洗浄溶液のためにここに開示した実施例では、フ
ィルタ２はおよそ0.127mm（0.005インチ）厚さで、機能
的な細隙の最高径がおよそ10ないし20ミクロンである、
焼結したテトラフルオロエチレンのマトリックス皮膜材
から作られている。そのような物質は、ニュージャー
ジ、ウエインのケムプラストインコーポレーテッド（Ch
emplast Inc.）から、ケムプラスト出版ナンバC100−10
M680Nに述べられているように、カタログナンバＡ−14
5、タイプE249−122の“Zytex"の商標名で入手できる。

再び第１図を参照すると、反応カプセル14は、積込みス
テーション61にある適当な拘束手段60内で回転テーブル
12に受け入れられる。拘束手段60は、回転テーブル12を
貫通して垂直に形成された複数の開口62を含む。各開口
62は、カプセル14が回転テーブル12に配置されたとき、
フランジ36の下方面が回転テーブル12の上方面にもたれ
るように、カプセル14の下方部18を受け入れるべく形成
される。

システム10の回転テーブル12はその中心で、カプセル14
内に後述するように、渦混合作用をつくりだすために、
オフセットあるいは偏心カム66によって支えられてい
る。フレキシブルなベルト68が回転テーブル12の周縁の
回りから、アイドラホイール70、72によって案内され
て、ステッパ電動機76によって回転駆動される駆動プー
リ74に伸びている。

システム10は、可動プローブ82を支持するトラック80を
含むサンプル搬送サブシステム78を含む。サブシステム
78は次の運動を実行するための適当な駆動手段を備え
る。すなわち、トラック80に沿ってプローブ82を動かす
こと、複数のサンプルカップ84の選定された１つの中に
プローブ82を下げること、プローブ82中に一定量のサン
プルを吸引すること、プローブ82を回転テーブル12の上
方のサンプル供給ステーション86へ動かすこと、ステー
ション86でプローブ82をカプセル14中に下げること、そ
してサンプル供給ステーション86で、吸引したサンプル
をカプセル14中に供給すること。サブシステム78はま
た、一定容積のサンプルがサンプル供給ステーション86
で供給された後、プローブ82を洗浄する洗浄ステーショ
ン88を含み得る。

システム10は、サンプル搬送システム78に類似の試薬搬
送サブシステム90を同様に含む。試薬搬送サブシステム
はトラック92と、可動プローブ94と、洗浄ステーション
96とを含み、これら全ては、複数の試薬カップ97から１
または複数の試薬の正確な量を、試薬供給ステーション
98に配置されたカプセル14に搬送するべく形成されてい
る。

サンプルおよび試薬搬送サブシステム78、90は自動臨床
設備技術において周知であるように、慣用された説明の
ものでよいということは分るであろう。サブシステム78
および90を、サンプルカップ84、試薬瓶96および単一の
供給ステーション86または98の上方のＸ−Ｙ直交システ
ムに移された単一のプローブヘッドを利用する単一のＸ
−Ｙサブシステムで置き換えるような均等手段は同じく
適当であろう。

システム10はカプセル洗浄ステーション100を含む、第
４図に見られるように、洗浄ステーション100は、回転
テーブル12の上方へ伸びている一端を有する水平アーム
102を含む。アーム102の第２の端は、回転テーブル12お
よびその上に載せられるカプセル14に対してアーム102
を昇降するために使用されるエレベータ機構104に固定
される。エレベータ機構104は、たとえば、親ねじを駆
動するステッパ電動機を備え、親ねじはアーム102に固
定されるねじ付き部材を含んでいて、ステッパ電動機が
回転されるとき、ねじ付き部材はアーム102を上下に移
動する。

環状のシール106が回転テーブル12の上方のアーム102に
固定され、この環状のシール106は第４図に断面で示さ
れている。導管108はアーム102に固定されていてアーム
102を通っており、環状のシール106と同軸的に整列され
ている。導管108の下方の開口端110は環状のシール106
の下方の面から下方へ伸びている。

流体受入れ室112は、回転テーブル12の下方に導管108と
同軸的に整列されている。室112の上方の端は開口し、
その下方の端は狭められ、廃棄流体を適当な容器（図示
せず）に導く導管114に結合されている。

第１および４図に見られるように、導管108は空気導管1
16によって空気ポンプ118に結合されている。導管108は
また、引き続いてぜん動ポンプ124を経て洗浄溶液リザ
ーバ122に連結される洗浄溶液導管120に連結される。導
管116と導管120とはソレノイド制御されるバルブ126、1
28をそれぞれ含む。バルブ126は空気ポンプから導管108
へ流れるガスを制御し、他方、バルブ128はポンプ124か
ら導管108へ流れる洗浄溶液を制御する。

洗浄操作を実行するべく、旋回テーブル12は、カプセル
14が導管108および室112と同軸的に整列されるように、
位置され得る。カプセル14をそのように整列させて、レ
ベータ機構104は、環状のシール106がカプセル14の環状
のフランジ26に近づくがフランジ26と接触しないよう
に、アーム102を下降させるべく操作される。洗浄溶液
はその後、導管108を経てカプセル14に供給される。洗
浄溶液を除きそしてフィルタを、詳しく後述するよう
に、疏水性の状態に戻すべく、エレベータ機構104が操
作され、環状のシール106がフランジ26に押し付けられ
るまで、アーム102を下降する。空気がその後、導管108
を経てカプセル14に供給され、フィルタ22を通してそし
てカプセル14から洗浄溶液を吹き出す。洗浄サイクルが
完了すると、エレベータ機構104が作動され、アーム10
2、かくてフランジ26の上方にある端110を上昇する。回
転テーブル12はその後回転されてカプセル14を再び位置
させる。

システム10はさらに基質ステーション130（第１図）と
読取りステーション132とを含む。リザーバ134からの液
体基質はチューブ136を経て精密ポンプ138に導かれる。
精密ポンプ138は導管140を経て基質ステーション130に
正確な量の基質を送るべく形成されている。基質ステー
ション130は洗浄ステーション100と類似するが、基質ス
テーション130と適当に整列されたカプセル14に液体の
基質のみを供給するべく形成されている。

読取りステーション132はまた洗浄ステーション100に類
似し、回転テーブル12の上方へ伸びる水平アーム142
（第５図）を含む。アーム142を通り、アーム142に固定
された単一の導管144が環状のシール146と同軸的に整列
されている。導管144は空気ポンプ148に導かれる。流体
受入れ室149が回転テーブル12の下方に配置され、導管1
44および環状のシール146と整列している。流体受入れ
室149は、カプセル14からの基質が流れるセル152を含む
蛍光測定器150と流体結合にある。光源154はセル152に
所定波長で光を導き、第２波長での蛍光がフィルタ156
を通過し、光検出器158によって検出される。フィルタ1
56および光検出器158は、光源154からの光の角度に対し
て、セル152から90゜の角度で配置されている。光検出
器158の出力は、基質の蛍光に関係した出力を与えるべ
く、当該技術の分野において周知のサーキットリー159
に加えられ、かつこれによって処理される。蛍光測定が
なされると、ピンチバルブ160が開かれ、基質をセル152
から適当な廃棄容器（図示せず）に排出させる。システ
ム10はまた、各使用の後、流体受入れ室149および蛍光
測定器150を洗浄するための慣用的な手段（図示せず）
を含み得る。さらに、蛍光測定器150は、基質の吸光度
または透過度を測定するべく形成された分光光度計によ
って代替され得る。

システム10は、当該技術分野において周知であるよう
に、マイクロプロセッサを基礎としたコントローラ162
（第１図）によって制御される。コントローラはキーボ
ード164によって指示を受けるように形成され、ディス
プレイ166とプリンタ168にデータを出力し得る。コント
ローラ162は、サンプル搬送サブシステム78、試薬搬送
サブシステム90、洗浄、基質および読取りサブシステム
100、130、132、ぜん動および精密ポンプ124、138、空
気ポンプ118、148、バルブ126、128およびステッパ電動
機76の操作を制御する。コントローラ162はまた、サー
キットリー159の出力に応答して、蛍光測定を分析し、
そのような測定を標準曲線と関連させ、これによってサ
ンプル中の分析項目の濃度を決定する。そのような全て
の技術は、自動臨床分析技術において周知である。

カプセル14との全ての操作が完了すると、カプセル14は
取除きステーション170で放出あるいは除去され得る。

システム10は、当該技術において周知であるように、回
転テーブル12に配置されたカプセル14ばかりでなく回転
テーブル12を一定の温度に維持するべく、適当な温度制
御手段を含む。

システム10で実行されるべき免疫分析は、使用者によっ
て希望される試験のための適当な固体保持体を含むカプ
セル14を使用者が選定することから始まる。たとえば、
選定されたカプセル14は、分析項目T₃のための競合的な
蛍光酵素免疫分析に適合される固体保持体を含み得る。
カプセル14は最初、フランジ26一面にシールを有し、こ
のシールは使用者によって取り除かれる。カプセル14は
回転テーブル12上の拘束手段60中に置かれる。

システム10の操作を制御するべく、使用者は、キーボー
ド164によってサンプルカップ84の特定の１つを選定す
る。サンプルカップからサンプルが取り出され、実行さ
れるべき試験、たとえば、T₃に同定される。回転テーブ
ル12の位置に基づいて、コントローラ162は積込みステ
ーション61で載せられたカプセル14を選定されたサンプ
ルと相互に関連させ、試験し、そしてこれから説明され
るように、特定の手順を実行するべくシステム10を制御
する。

回転テーブル12、かくてカプセル14はステッパ電動機76
およびフレキシブルベルト68によって、カプセル14が、
初期洗浄または予洗浄操作が実行される洗浄ステーショ
ン100に位置するまで、回転される。第４図を参照する
と、アーム102は、環状のシール106がカプセル14のフラ
ンジ26と接触しないがその近くとなるまで下降される。
リザーバ122からおよそ0.5ミリリッタの洗浄溶液がポン
プ124によって、聞かれたバルブ128、導管120および導
管108を経て、カプセル14に送られる。

その当初あるいは疏水性の状態では、フィルタ22の疏水
性の性質は、フィルタに水のような洗浄溶液をはじか
せ、かくて反応室58内に洗浄溶液を保持する。ここに開
示した実施例では、洗浄溶液は塩水溶液であり得る。ア
ーム102はその後、シール106がフランジ26に接し、フラ
ンジをわずかに圧縮するように、下降される。空気ポン
プ118が操作され、およそ1.05kg/cm²（15psi）の空気
を、開かれたバルブ126、導管116および導管108を経て
カプセル14に与える。カプセル14内の空気圧はフィルタ
22を湿らせ、洗浄溶液をフィルタ22を通し、そしてカプ
セル14から吹き出させる。洗浄溶液は室112に入り、導
管114を通って廃棄容器に流れる。洗浄溶液がカプセル1
4から空にされると、独特に選定されたフィルタ22を通
る空気の流れは、フィルタ22の細隙から液体を吹き出
し、かくてフィルタ22の疏水性の性質が再び確立され
る。

予洗浄を完了させて、回転テーブル12は、カプセル14の
サンプル供給ステーション86に配置するように回転され
る。サンプル搬送サブシステム78が操作され、サンプル
カップ84の１つから所定量の選定されたサンプルを引き
出し、サンプル供給ステーション86でカプセル14中にプ
ローブ82によってそのサンプル体積を供給する。

回転テーブル12は再び回転されて、カプセル14を試薬供
給ステーション98に位置させる。試薬搬送サブシステム
90が操作され、試薬瓶97に収容された１または複数の選
定された抗体試薬の所定量をカプセル14に供給する。フ
ィルタ22の疎水性の状態は、サンプルおよび１または複
数の試薬をカプセル14内に保持する。免疫分析作用がそ
の後カプセル14内で起こさせられる。そして、その反応
の間中、カプセル14の内容物は偏心カム66によって創り
出される渦混合作用にさらされる。偏心カム66はおよそ
2.5mm（0.1インチ）の落差を有し、およそ1250〜1700rp
mで回転され、カプセル14内に渦作用をつくる。

免疫分析反応が完了すると、カプセル14は回転テーブル
12の回転により洗浄ステーション100に動かされる。洗
浄ステーション100では、サンプルおよび１または複数
の試薬はカプセル14から吹き出され、複数の洗浄サイク
ルが実行される。各洗浄サイクルは短時間の渦撹拌周期
を含む。サンプルと試薬とがカプセル14から各洗浄サイ
クルの終りに吹き出されるとき、フィルタ22を通る空気
がフィルタ22の疏水性の状態を再び確立する。

カプセル14はその後、回転テーブル12の回転により基質
ステーション130に動かされる。基質ステーション130
で、リザーバ134から基質がカプセル14に加えられる。
カプセル14は渦作用を利用して再び撹拌され、所定の培
養期間、酵素反応が引き起される。培養期間の終りに、
カプセル14は読取りステーション132に動かされ、空気
ポンプ148から空気がカプセル14に加えられて、カプセ
ル14から基質を、基質の蛍光が測定されるセル152に吹
き出す。基質中に存在する蛍光にしたがって、サンプル
中の分析項目の濃度は周知の技術を利用して決定され得
る。

前述の操作例は単一の試験を実行する単一のカプセルの
ために述べられたが、システム10は、回転テーブル12に
載せられるそれぞれのカプセル14のために、多数の異な
る試験を同時的に実行し得る。各場合に、コントローラ
162は、回転テーブル12上の個々のカプセル14の場所を
使用者の特定したサンプルおよび試験と相互的に関連さ
せる。試験の明細がコントローラ162によって使用され
て、それぞれのカプセル14に導かれるべき正確な１また
は複数の試薬を選定する。コントローラ162はまた、特
定された試験にしたがって各カプセル14のための必要な
計時機能を与える。そのような全ての制御機能は周知で
あって、自動臨床分析技術にある人にとって容易に分る
ことである。

競合的かつサンドイッチ状の蛍光酵素の免疫分析のため
の処理時間と共に適当な試薬の例は次のとおりである。

競合的FEIA 固体保持体：山羊の抗うさぎガンマグロブリンを共有的
に付着させたセルローズの50uの粒子。

予洗浄:0.5mlの標準塩水で１回の洗浄、渦なし。

EIA試薬：（１）特異的なうさぎの抗体；（２）アルカ
リ性ホスファターゼを複合した分析項目。

EIA培養時間および渦：およそ10〜30分（分析項目によ
って）、連続渦撹拌。

洗浄、サイクル数:0.5mlの標準塩水で３回の洗浄サイク
ル、各サイクルに３〜５秒の渦撹拌。

基質:4−メチル ウンベリフェロン ホスフェイト0.05
mM。

基質培養時間および渦:37゜±0.2゜Ｃおよそ５〜30分、
連続渦撹拌。

蛍光分析法：光源:360nm±2nm、5nmの半値幅。蛍光:450
nm±10nm、10〜20nmの半値幅。

サンドイッチ状FEIA 固体保持体:1価（１゜）の抗体を共有的に付着させたセ
ルローズの50uの粒子。

予洗浄溶液および時間：競合的FEIAと同じ。

EIA試薬:2価の抗体に複合されたアルカリ性ホスファタ
ーゼ。

EIA培養時間および渦：およそ10〜60分（分析項目によ
って）、連続渦撹拌。

洗浄、サイクル数:0.5mlの標準塩水で３〜４回の洗浄サ
イクル（分析項目によって）、各サイクルに３〜５秒の
渦撹拌。

基質：競合的FEIAと同じ。

基質培養時間および渦：競合的FEIAと同じ。

蛍光分析法：競合的FEIAと同じ。

前述の例は、渦撹拌が異なる培養時間の間中、連続して
いることを示しているけれども、特定のカプセル14で処
理される分析のためのそのような培養期間の間の渦撹拌
は、回転テーブル12上の他のカプセル14に必要とされる
作用、たとえば、サンプル、試薬または基質の搬送や洗
浄サイクル等を実行するべく中断され得る。

第１図の空気ポンプ118およびぜん動ポンプ124は、洗浄
溶液およびフィルタ22を通して吹き出す空気の両方を与
える、可動部品の少ない単体ポンプによって代替され得
る。そのようなポンプ178は、第６図に示されるよう
に、開口した上方端182を有する円筒状の室180を含む。
室180の下方の端部184は傾斜され、導管186に結合され
ている。導管186は一方向バルブ188を含み、導管108
（第４図）に結合される。

室180は２つの入口、すなわち第１の下方の入口190と第
２の上方の入口192とを含む。下方の入口190は導管194
を経て洗浄溶液のリザーバ196に結合される。導管194
は、洗浄溶液をリザーバ196からポンプ178へのみ流させ
る一方向バルブ198を含む。

上方の入口192は導管200によって、簡単にはフィルタ20
2とし得る大気圧での適当な空気源に結合される。導管2
00はまた、空気をポンプ178に向けてのみ流させる一方
向バルブ204を含む。

ピストン206は室180内に配置される。このピストン206
は、ピストン206と室180の内壁との間に、Ｏリング208
のような適当なシールを含む。ピストン206は、コント
ローラ162により順次制御されるステッパ電動機212によ
り駆動されるロッド210によって、室180内を上下に移動
可能である。

使用に際し、ポンプサイクルはピストン206を、入口19
0、192間で入口190に最も近づけて開始する。ステッパ
電動機212は、室180内でピストン206を上方へ引き上げ
るべく操作され、リザーバ106から洗浄溶液を、導管194
およびバルブ198を経て室180に吸い入れる。洗浄溶液
は、ピストン206が上方の入口192に達するまで、室180
に引き入れられる。ピストン206が入口192の上方へ移動
すると、空気がフィルタ202、導管200およびバルブ204
を経て室180に引き入れられる。フィルタ202で利用でき
る空気は大気圧であるが故に、それ以上の洗浄溶液は、
ピストンが室180内で上方へ移動を継続したとき、リザ
ーバ196から引き入れられない。

ポンプ178のサイクルを完了するべく、ステッパ電動機2
12は、ピストン206を室180内で下方へ動かすように操作
される。一方向バルブ198、204は導管194、200への逆流
を防止する。その結果、ポンプ室180の下方部分にある
洗浄溶液は、導管186および一方向バルブ188を通り、導
管108（第４図）を経てカプセル14に最初に押し出され
る。洗浄溶液が室180から放出されると、室内の空気が
その後、導管186およびバルブ188を通ってカプセル14に
押し出される。既に述べたように、フィルタ22を通って
流れる空気はフィルタ22を疏水性の状態にする。

かくて、第６図のポンプ178は、洗浄ステーション100に
位置されたカプセル14に洗浄溶液および圧縮空気の両方
を与えることとなって、空気ポンプ118、ぜん動ポンプ1
24およびバルブ126、128を置き換え、それによって第１
図のシステム10を単純化する。

システム10の種々の面にいくつかの変更が利用され得
る。たとえば、空気ポンプ118は、フィルタ22を横切る
圧力差を生成するべく開示されていて、まず、フィルタ
22を湿らせ、それによってそこを通る液体の流れを開始
し、その後、湿っている液体をフィルタ22の細隙から吹
き出し、フィルタ22のその疏水性の状態に戻す。しかし
ながら、同じ結果を達成するべく、真空が通路40を通っ
て引き出され得る。また、固体保持体は、カプセル14が
回転テーブル12上に置かれる時、カプセル14内に最初か
ら収容されているけれども、空のカプセル14がそれに代
えて、回転テーブル12上に置かれ得る。そのような場
合、固体保持体は、試薬搬送サブシステム90によってカ
プセル14にピペット供給されるスラリーの形体で、シス
テム10に存在することとなるであろう。スラリーの液体
部分はまず、洗浄ステーションで空気圧力の付加により
カプセルから吹き出され、続いて前述した固体支持体の
予洗浄がなされるであろう。

前述の詳細な説明は、添付した請求の範囲およびそのす
べての均等に従って限定される本発明の範囲を制限する
ように、解釈されるものではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−17358（ＪＰ，Ａ)

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】免疫分析を実行するための反応カプセルで
   あって、第１の端部および第２の端部を有する筒状の部
   材と、多孔性の疎水性の物質からなる、前記第１の端部
   を閉じる皮膜とを含み、前記物質は、前記皮膜の一方の
   側と他方の側との間に圧力差がないとき前記筒状の部材
   内の前記皮膜によって液体を保持し、前記皮膜の一方の
   側と他方の側との間に圧力差を生じさせることによって
   前記液体が前記皮膜を通して排出され、これによって前
   記皮膜を通しての液体の流れが生じ、かつ、前記皮膜を
   通してガスを流すことにより前記液体の流れが止まるよ
   うな大きさの細孔を有する、反応カプセル。
2. 【請求項２】前記反応カプセルは、前記第１の端部に固
   定された支持リブを含み、前記皮膜は、該支持リブによ
   り支持されている、請求の範囲第１項に記載の反応カプ
   セル。
3. 【請求項３】前記反応カプセルは、前記筒状の部材内に
   免疫分析の測定対象物質と特異的に結合することが可能
   な物質を固定化した固体保持体を含む、請求の範囲第２
   項に記載の反応カプセル。
4. 【請求項４】第１の端部および第２の端部を有する筒状
   の部材と、前記第１の端部を閉じる皮膜であって多孔性
   の疎水性の物質からなる皮膜と、前記筒状の部材内の免
   疫分析の測定対象物質と特異的に結合することが可能な
   物質を固定化した固体保持体とを含む反応カプセルであ
   って、前記疎水性の物質は、前記皮膜の一方の側と他方
   の側との間に圧力差がないとき前記筒状の部材内の前記
   皮膜によって液体を保持し、前記皮膜の一方の側と他方
   の側との間に圧力差を生じさせることによって前記液体
   が前記皮膜を通して排出され、これによって前記皮膜を
   通しての液体の流れが生じ、かつ、前記皮膜を通してガ
   スを流すことにより前記液体の流れが止まるような大き
   さの細孔を有する、反応カプセルと、 前記皮膜の上方で前記反応カプセルに液体を導く手段
   と、 前記皮膜を通して液体を流れさせるのに十分な圧力差を
   作りだす手段と、 前記皮膜を通してガスを流す手段とを含む、免疫分析シ
   ステム。
5. 【請求項５】複数の試薬カプセルを支持する回転テーブ
   ルと、前記試薬カプセル内に渦作用を作りだすべく前記
   回転テーブルを変位させる偏心手段とを含む、請求の範
   囲第４項に記載の免疫分析システム。
6. 【請求項６】前記液体を導く手段と前記ガスを流す手段
   とはポンプを含み、該ポンプは、下方の端部および上方
   の端部を備えるシリンダであって前記下方の端部が閉じ
   られ、かつ、前記反応カプセルと流体結合になるべく形
   成されたシリンダと、下方の液体入口および上方のガス
   入口と、前記シリンダ内で可動のピストンと、前記上方
   のガス入口を含むストロークで前記ピストンを変位する
   手段とを有する、請求の範囲第４項に記載の免疫分析シ
   ステム。
7. 【請求項７】患者のサンプルと、該サンプル中の測定対
   象物質と特異的に結合することが可能な物質を固定化し
   た固体保持体と、標識化された物質とを、下方の端部に
   疎水性の皮膜を有する反応カプセルに加えること、 免疫分析反応を起こさせること、 前記皮膜を通して液体の流れを生じさせるべく前記反応
   カプセルに圧力差を及ぼすこと、 前記液体の流れを止めさせるべく前記皮膜を通してガス
   を流すこと、 前記免疫分析反応の結果を測定することを含む、免疫分
   析方法。
8. 【請求項８】前記皮膜が流体を導かない状態にあると
   き、前記反応カプセルに洗浄溶液を導くこと、 前記皮膜を通して洗浄溶液の流れを生じさせるべく前記
   皮膜の一方の側と他方の側との間に圧力差を作りだすこ
   と、 前記洗浄溶液の流れを止めさせるべく前記皮膜を通して
   ガスを流すことを含む、請求の範囲第７項に記載の免疫
   分析方法。
9. 【請求項９】前記反応カプセルに液体基質を加えるこ
   と、 前記反応カプセル内で、前もって定めた物質を作りだす
   反応を起こさせること、 前記皮膜を通して前記液体基質および前記物質の流れを
   生じさせるべく前記皮膜の一方の側と他方の側との間に
   圧力差を作りだすこと、 セルに前記液体基質と物質とを集めること、 前記患者のサンプルの特質を決定するべく前記セルで前
   記物質の量を測定することを含む、請求の範囲第８項に
   記載の免疫分析方法。