JPH08146002A - Specimen analyzer - Google Patents

Specimen analyzer

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JPH08146002A
JPH08146002A JP29261294A JP29261294A JPH08146002A JP H08146002 A JPH08146002 A JP H08146002A JP 29261294 A JP29261294 A JP 29261294A JP 29261294 A JP29261294 A JP 29261294A JP H08146002 A JPH08146002 A JP H08146002A
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Japan
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flow cell
complex
sample
working electrode
suspension
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Yasushi Niiyama
也寸志 新山
Hiroyasu Uchida
裕康 内田
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE: To provide a specimen analyser suitable for rapidly performing accurate and precise analysis low in blank and high in sensitivity with good reproducibility. CONSTITUTION: Magnetic particles and an electrically chemoluminescent substance are bonded to a specific substance in a specimen to be measured as a label by an immunological method and a suspension containing a reaction product is guided to the passage 17 of a cell 6. Continuously, the reaction product is attracted to an acting electrode 15 by a magnet 24 and voltage is applied to the electrode to generate chemoluminescence which is, in turn, detected by a photomultiplier 19.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は試料分析装置、特に臨床
検査の分野で利用される他、食品検査や医学、生命科学
の基礎分野等で用いられる抗原−抗体反応を利用した分
析に適した試料分析装置に関する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for use in a sample analyzer, particularly in the field of clinical testing, and in the field of food testing, medicine, basic fields of life science, etc., which utilizes the antigen-antibody reaction. The present invention relates to a sample analyzer.

【0002】[0002]

【従来の技術】血清または尿のような生体液を分析し、
この生体液内の抗体と抗原、あるいは抗原・抗体免疫複
合物の存在を検出し、その定量を行うことはよく知られ
ており、このような方法は一般に免疫分析と呼ばれてい
る。免疫分析の1つの共通の方法は、制限した量の抗原
と2種の抗体との間に生ずる結合反応を使うことであ
る。これらの両抗体は抗原と結合することができるが、
たとえば一方の抗体に標識を付けて区別すると、抗原と
結合する標識付抗体の比率を計測することにより存在す
る標識なしの抗体の量がわかる。
2. Description of the Related Art Analyzing a biological fluid such as serum or urine,
It is well known to detect the presence of an antibody and an antigen or an antigen-antibody immune complex in this biological fluid and quantify the same, and such a method is generally called immunoassay. One common method of immunoassay is to use the binding reaction that occurs between a limited amount of antigen and two antibodies. Both of these antibodies can bind antigen,
For example, if one of the antibodies is labeled and distinguished, the amount of unlabeled antibody present can be determined by measuring the ratio of labeled antibody that binds to the antigen.

【0003】この反応において種々の標識が提案されて
いるが、そのうちの1つがペルオキシダーゼ等の酵素を
標識とする酵素免疫測定法(EIA)法である。
Various labels have been proposed in this reaction, one of which is the enzyme immunoassay (EIA) method in which an enzyme such as peroxidase is used as a label.

【0004】免疫分析法ではたとえば反応生成物(たと
えば抗体・抗原複合物)内の標識付抗体の量を測定する
ように(反応生成物または残りの反応混合物の直接分析
により)反応混合物から反応生成物を分離する必要のあ
ることが多い。従来よりEIA法においては該分離(以
下B/F分離と記す。)を容易にするために固相として
種々の抗体や抗原をポリエチレンビーズ、ガラスビーズ
等に固定化したものが使用されてきた。これらの担体は
B/F分離には比較的好都合であるものの、反応の迅速
性という点では固相−液相間の反応であり、結合等の反
応が液相同士の場合にくらべ遅く不利である。反応速度
を上げる為には担体の微粒子化が好ましいが、微粒子担
体を用いた場合、通液時に圧力損失を生じたり該粒子か
らのB/F分離操作にろ過のような複雑な操作が必要と
なる。
In immunoassays, reaction products are formed from the reaction mixture (by direct analysis of the reaction product or the remaining reaction mixture), such as by measuring the amount of labeled antibody in the reaction product (eg, antibody-antigen complex). Often it is necessary to separate things. Conventionally, in the EIA method, in order to facilitate the separation (hereinafter referred to as B / F separation), various antibodies and antigens immobilized on polyethylene beads, glass beads, etc. have been used as a solid phase. Although these carriers are relatively convenient for B / F separation, they are solid-liquid phase reactions in terms of rapid reaction, and reactions such as binding are slower and more disadvantageous than liquid-phase ones. is there. In order to increase the reaction rate, it is preferable to make the carrier into fine particles. However, when a fine particle carrier is used, a pressure loss occurs during liquid passage and a complicated operation such as filtration is required for the B / F separation operation from the particles. Become.

【0005】一方、反応の迅速化を図る試みとして、担
体に磁性粒子を使用して磁力で担体を集め、B/F分離
を行う方法が行われてきたが、今日まで一般的に広く用
いられるにはいたっていない。この原因は、従来から使
われている担体への酵素標識試薬の非特異的吸着が大き
いため、一般的に測定のブランクが高く十分に感度が得
られなかったからである。
On the other hand, as an attempt to accelerate the reaction, a method of collecting the carriers by magnetic force using magnetic particles as the carrier and performing B / F separation has been used, but it is generally widely used to date. I have not arrived. This is because non-specific adsorption of the enzyme-labeled reagent to the conventionally used carrier is large, and therefore the measurement blank is generally high and sufficient sensitivity cannot be obtained.

【0006】その問題を解決する手段として、磁性粒子
への抗体付加能力を高める方法(特開平3−4656
5)、さらに、標識物質として酵素を利用しその作用に
よる基質の分解に起因する吸光度変化あるいは発生する
蛍光の強度を計測する方法のかわりに、化学ルミネセン
ト物質を標識とし電気的に化学発光を生じさせる、より
高感度な方法(特開昭64−500146)が提案され
た。
As a means for solving the problem, a method of increasing the ability to add an antibody to magnetic particles (Japanese Patent Laid-Open No. 3-4656)
5) Furthermore, instead of a method of using an enzyme as a labeling substance and measuring the change in absorbance caused by the decomposition of the substrate due to the action or the intensity of the generated fluorescence, chemiluminescent substance is used as a label to electrically emit chemiluminescence. A more sensitive method (Japanese Patent Laid-Open No. 64-500146) has been proposed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題がある。特開平3−4656
5号に記載された従来技術はB/F分離手段の改善であ
り、特開昭64−500146号に記載された従来技術
はB/F分離後の蛍光強度計測手段の改善であり、いず
れもそれ以外の手順は従来一般の方法によっている。こ
のため、磁性粒子を用いたB/F分離は所定量の液体を
磁石付きの容器に吐出して行い、かつB/F分離後の必
要な処理も容器内で行うことを前提としており、その後
の発光量の計測を実施するには非測定液を吸引により容
器から検知部に移送して計測することが必要となる。し
かし、その場合は、容器の側壁に反応生成物などの被検
物質の一部が吸着によって付着する傾向があり、その結
果、移送時にロスが生じ、検知感度が低下するという問
題があった。また、特開昭64−500146号に記載
された分析法を実施するには、反応生成物をいかに効率
よく捕捉し、いかに効率よく発光反応を起こさせ、かつ
いかに効率よくその光を検知するかが重要であるが、当
該従来技術ではそれらのことについては検討されていな
い。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. JP-A-3-4656
The prior art described in No. 5 is an improvement in the B / F separation means, and the prior art described in JP-A-64-500146 is an improvement in the fluorescence intensity measuring means after the B / F separation. Other procedures are based on conventional methods. Therefore, it is premised that B / F separation using magnetic particles is performed by discharging a predetermined amount of liquid into a container with a magnet, and that necessary processing after B / F separation is also performed in the container. In order to measure the luminescence amount of, it is necessary to transfer the non-measurement liquid from the container to the detection unit by suction and measure it. However, in that case, a part of the test substance such as a reaction product tends to adhere to the side wall of the container by adsorption, and as a result, there is a problem that a loss occurs during transfer and the detection sensitivity is lowered. In order to carry out the analysis method described in JP-A-64-500146, how to efficiently capture a reaction product, how to efficiently cause a luminescence reaction, and how efficiently to detect the light. Are important, but they have not been examined in the related art.

【0008】本発明の目的はブランクが低く高感度で正
確かつ精密な分析を再現性よく迅速に行うのに適した試
料分析装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a sample analyzer which has a low blank, is highly sensitive, is suitable for performing accurate and precise analysis with good reproducibility and quickly.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の課題解決手段は
次のとおりである。
Means for solving the problems of the present invention are as follows.

【0010】1.試料分析装置であって、これはフロ−
セルと、試料中の特定成分、磁性粒子及び発光を生じる
物質が結合してなる複合体を含む懸濁液を前記フロ−セ
ルに導入する手段と、前記フロ−セルに導入された前記
複合体に作用させて該複合体を前記フロ−セル内の予め
定められた部分に捕捉するための磁界を発生させる手段
と、前記捕捉された複合体から発光を生じさせ、その生
じた発光を検出する手段とを備えている(請求項1)。
[0010] 1. A sample analyzer, which is a flow
Means for introducing into the flow cell a suspension containing a cell, a specific component in the sample, magnetic particles, and a substance that produces luminescence, and the complex introduced into the flow cell. And a means for generating a magnetic field for trapping the complex at a predetermined portion in the flow cell, and causing the trapped complex to emit light, and detecting the generated emission. And means (claim 1).

【0011】2.解決手段1の試料分析装置であって、
前記発光生成手段は前記フロ−セルに導入された複合体
に電圧を与えるための、前記フロ−セルに導入された懸
濁液と接触するように配置された作用電極及び対極を含
み、前記発光は前記複合体に前記電圧を与えることによ
って生じる電気的化学発光であることを特徴とする(請
求項2)。
2. A sample analyzer according to Solution 1, comprising:
The luminescence generating means includes a working electrode and a counter electrode arranged to contact with a suspension introduced into the flow cell for applying a voltage to the complex introduced into the flow cell, Is electrochemiluminescence generated by applying the voltage to the complex (claim 2).

【0012】3.解決手段2の試料分析装置であって、
前記作用電極及び対極は金、白金、パラジウム及びそれ
らの合金のいずれか一つから選ばれた材料でつくられて
いることを特徴とする(請求項3)。
3. A sample analyzer according to Solution 2, comprising:
The working electrode and the counter electrode are made of a material selected from one of gold, platinum, palladium and alloys thereof (claim 3).

【0013】4.解決手段2または3の試料分析装置で
あって、前記作用電極の、前記懸濁液と接触する表面の
粗さRaはRa≦0.2μmであることを特徴とする
(請求項4)。
4. The sample analyzer according to Solution 2 or 3, wherein the surface roughness Ra of the working electrode in contact with the suspension is Ra ≦ 0.2 μm (claim 4).

【0014】5.解決手段2〜4のいずれかの試料分析
装置であって、前記フロ−セルの内壁に互いに隣接する
ように第1及び第2のざぐり穴をあけ、該第1及び第2
のざぐり穴にはそれぞれ前記作用電極及び対極を、それ
らの表面が前記フロ−セルの内壁面と実質的に一致する
ように埋め込んだことを特徴とする(請求項5)。
5. The sample analyzer according to any one of Solving Means 2 to 4, wherein first and second counterbore holes are formed in the inner wall of the flow cell so as to be adjacent to each other, and the first and second counterbore holes are formed.
The working electrode and the counter electrode are respectively embedded in the counterbore holes so that their surfaces substantially coincide with the inner wall surface of the flow cell (Claim 5).

【0015】6.請求項2〜4のいずれかの試料分析装
置であって、前記フロ−セルの、前記発光が生じる側の
壁は透明板にて形成され、該透明板の、前記懸濁液が導
入される側の表面にはざぐり穴を設け、該ざぐり穴には
前記対極を、その表面が前記透明板の表面と実質的に一
致するように埋め込んだことを特徴とする(請求項
6)。
6. The sample analyzer according to any one of claims 2 to 4, wherein a wall of the flow cell on the side where the light emission is generated is formed of a transparent plate, and the suspension of the transparent plate is introduced. It is characterized in that a counterbore is provided in the surface on the side, and the counter electrode is embedded in the counterbore so that the surface thereof substantially coincides with the surface of the transparent plate (claim 6).

【0016】[0016]

【作用】懸濁液には試料中の特定成分、磁性粒子及び発
光を生じる物質が結合してなる複合体が含まれており、
この複合体はフロ−セルに導入される。このフロ−セル
内に導入された複合体には磁界が作用せしめられ、これ
によってその複合体はフロ−セル内の予め定められた部
分に捕捉される。この捕捉された複合体からは発光が生
じ、その生じた発光は検出される。これによれば、複合
体の分離と発光の検出とが、複合体がフロ−セル内の同
一個所にある状態で行われる。したがって、分離された
複合体を発光を検出するために別の部分に移送する必要
がなく、このためその複合体のロスが起こらない。ま
た、磁性粒子に磁界を作用させて複合体の分離を行うた
め、複雑な操作をすることなしに磁性粒子の粒径を小さ
くし、反応速度を増大させることが可能となる。したが
って、ブランクが低く高感度で正確かつ精密な分析を再
現性よく迅速に行うことができるようになる。
[Operation] The suspension contains a complex in which a specific component in the sample, magnetic particles and a substance that emits light are bound,
This complex is introduced into the flow cell. A magnetic field is applied to the complex introduced into the flow cell, whereby the complex is trapped at a predetermined portion in the flow cell. Luminescence is generated from the captured complex, and the generated luminescence is detected. According to this, the separation of the complex and the detection of the luminescence are performed while the complex is located at the same position in the flow cell. Therefore, it is not necessary to transfer the separated complex to another part in order to detect luminescence, so that loss of the complex does not occur. In addition, since a magnetic field is applied to the magnetic particles to separate the composite, it is possible to reduce the particle size of the magnetic particles and increase the reaction rate without complicated operations. Therefore, it is possible to perform accurate and accurate analysis with low blank, high sensitivity, reproducibility, and speed.

【0017】作用電極の、懸濁液と接触する表面の粗さ
RaはRa≦0.2μmである。したがって、その表面
が粗い場合にその表面のくぼみにおいて観測される磁性
粒子間の凝集が少なくなり、複合体の電極表面への捕捉
時の分散が一様化され、より高感度化が図られるように
なる。
The roughness Ra of the surface of the working electrode in contact with the suspension is Ra ≦ 0.2 μm. Therefore, when the surface is rough, the agglomeration between the magnetic particles observed in the depressions on the surface is reduced, the dispersion at the time of capturing the complex on the electrode surface is made uniform, and higher sensitivity can be achieved. become.

【0018】[0018]

【実施例】図1を参照するに、サンプルボトル31には
試料が収容されている。試料は血清や尿のような生体液
由来試料である。試料が血清の場合、分析されるべき成
分はたとえば抗原、ペプチドホルモン、ステロイドホル
モン、薬剤、又はウイルス抗体、あるいは各種の腫瘍マ
−カ−、抗体、又は抗原・抗体複合物、又は単一たんぱ
く質である。ここでは特定成分はたとえばTSH(甲状
腺ホルモン)であるとする。ビ−ズボトル32には磁性
粒子を含む溶液が収容されている。この溶液としては粒
子状磁性物質をポリスチレンなどのマトリックスに埋め
込んだ磁性粒子(比重1.4、平均粒径2.8μm)を
緩衝液中に分散させてなる溶液が用いられ、マトリック
スの表面にはビオチンと結合可能なストレプタビジンが
結合されている。磁性粒子はたとえば鉄、酸化鉄、ニッ
ケル、コバルト、酸化クロムなどの磁気吸引物質であれ
ばよく、また、マトリックス自体はポリスチレンの他に
多くの合成及び天然の重合性物質(たとえばセルロ−
ス、ポリエステルなど)の中から選ばれてもよい。第1
試薬ボトル33には磁性粒子を試料中の特定成分TSH
と結合させる第1試薬が収容されており、これは末端を
ビオチン処理したTSH抗体を含む。第2試薬ボトル3
4には電気化学反応により発光を生じる標識物質をラベ
ルしかつ試料中の特定成分と結合する第2試薬が収容さ
れている。すなわち、第2試薬は末端をビオチン処理
し、かつ励起により化学発光を生じる標識物質、ここで
はルテニウム(II)トリス(ビピリジル)[以下Ru
(bpy)3と記す]、を結合させたTSH抗体を含
む。第1試薬及び第2試薬は分析されるべき特定の成分
の種類によって異なり、たとえば免疫グロブリン、抗
原、抗体又はその他の生物学的物質が使用される。緩衝
液ボトル3には標識物質の電気的な化学発光を誘引する
物質を含む緩衝液が収容されている。具体的には、この
緩衝液は電圧印加後による還元後、標識化合物の励起を
誘引する物質、たとえばトリプロピルアミン(TPA)
を含む、pHが7.4前後のものである。洗浄液ボトル4
には洗浄液が収容されている。ベッセル1は反応生成
物、換言すれば、試料中の特定成分、磁性粒子及びはこ
うを生じる物質が結合してなる複合体、を含む懸濁液を
得るためのもので、そのために必要な試料、磁性粒子、
第1試薬、第2試薬及び緩衝液はサンプリングプロ−ブ
30を通してベッセル1に分注される。シッパ−プロ−
ブ2はベッセル1内の懸濁液を測定セル6に送液するた
めのもので、その先端を洗浄する洗浄液は洗浄槽5に収
容されている。シリンジ11は懸濁液、緩衝液、洗浄液
の吸引及び吐出を行うもので、廃液は廃液ボトル13に
廃液される。蒸留水ボトル14は蒸留水を収容するもの
で、その蒸留水はポンプ12により洗浄槽5に送られ
る。
EXAMPLE Referring to FIG. 1, a sample bottle 31 contains a sample. The sample is a sample derived from a biological fluid such as serum or urine. When the sample is serum, the components to be analyzed are, for example, antigens, peptide hormones, steroid hormones, drugs, or viral antibodies, or various tumor markers, antibodies, or antigen-antibody complexes, or single proteins. is there. Here, the specific component is, for example, TSH (thyroid hormone). The bead bottle 32 contains a solution containing magnetic particles. As this solution, a solution is used in which magnetic particles (specific gravity 1.4, average particle size 2.8 μm) in which a particulate magnetic substance is embedded in a matrix such as polystyrene are dispersed in a buffer solution, and the surface of the matrix is Streptavidin capable of binding biotin is bound. The magnetic particles may be magnetic attractants such as iron, iron oxide, nickel, cobalt, chromium oxide, etc., and the matrix itself may be polystyrene or other synthetic and natural polymerizable materials (eg, cellulosics).
, Polyester, etc.). First
In the reagent bottle 33, magnetic particles are provided with a specific component TSH in the sample.
A first reagent for conjugating with is contained, which comprises a biotinylated TSH antibody at the end. Second reagent bottle 3
4 contains a second reagent that labels a labeling substance that emits light by an electrochemical reaction and that binds to a specific component in the sample. That is, the second reagent is a labeling substance which is treated with biotin at the end and produces chemiluminescence upon excitation, here, ruthenium (II) tris (bipyridyl) [hereinafter Ru.
(Bpy) 3 ]]. The first and second reagents depend on the type of particular component to be analyzed, eg immunoglobulins, antigens, antibodies or other biological substances are used. The buffer solution bottle 3 contains a buffer solution containing a substance that induces the electrochemiluminescence of the labeling substance. Specifically, this buffer is a substance that induces excitation of the labeled compound after reduction by applying a voltage, such as tripropylamine (TPA).
Including pH of about 7.4. Cleaning liquid bottle 4
The cleaning liquid is stored in the. The vessel 1 is for obtaining a suspension containing a reaction product, in other words, a specific component in a sample, a magnetic particle and a complex formed by binding a substance that causes this, and a sample required for that purpose. , Magnetic particles,
The first reagent, the second reagent and the buffer solution are dispensed into the vessel 1 through the sampling probe 30. Shipper-Pro-
The bath 2 is for feeding the suspension in the vessel 1 to the measurement cell 6, and the cleaning liquid for cleaning the tip thereof is contained in the cleaning tank 5. The syringe 11 sucks and discharges the suspension, the buffer solution, and the washing solution, and the waste liquid is discharged to the waste liquid bottle 13. The distilled water bottle 14 contains distilled water, and the distilled water is sent to the cleaning tank 5 by the pump 12.

【0019】サンプリングプローブ30は図示しないシ
リンジと導管P1を介して接続されている。シッパープ
ローブ2は導管P2を介して測定セル6に接続されてい
る。測定セル6は導管P3、第1ピンチ弁7、導管P4
を介してシリンジ11に接続されている。また、導管P
4は導管P5、第2ピンチ弁8、導管P6を介して廃液
ボトル13に接続されている。
The sampling probe 30 is connected to a syringe (not shown) via a conduit P1. The sipper probe 2 is connected to the measuring cell 6 via a conduit P2. The measuring cell 6 includes a conduit P3, a first pinch valve 7, and a conduit P4.
It is connected to the syringe 11 via. Also, the conduit P
4 is connected to the waste liquid bottle 13 via a conduit P5, a second pinch valve 8 and a conduit P6.

【0020】一方、蒸留水ボトル14は導管P9、ポン
プ12、導管P10を介して洗浄槽5に接続され、洗浄
槽5は導管P11を介して廃液ボトル13に接続されて
いる。また、導管P10の途中から導管P8が分岐し、
この導管P8は第3ピンチ弁9、導管P7を介してシリ
ンジ11に接続されている。
On the other hand, the distilled water bottle 14 is connected to the cleaning tank 5 via the conduit P9, the pump 12 and the conduit P10, and the cleaning tank 5 is connected to the waste liquid bottle 13 via the conduit P11. Further, the conduit P8 branches off from the middle of the conduit P10,
The conduit P8 is connected to the syringe 11 via the third pinch valve 9 and the conduit P7.

【0021】図2〜4を参照するに、測定セル6はセル
基盤18と、光電子増倍管19を収納したケース21
と、セル基盤18とケース21との間に位置する透明な
受光窓22とを有し、それらの間に測定セル6内に導入
された反応生成物を含む懸濁液が流れる流路17が形成
される。流路17は図4に示すように上方から見て紡錘
形をしており、紡錘形の一方の端に入口35が位置し、
他方の端に出口36が位置し、入口35及び出口36は
セル基盤18に取り付けられたニップル50、51を介
してそれぞれ導管P2、P3に接続されている。また、
流路17の紡錘形の最大幅部中央下面にはザグリ穴が開
けられ、その中にリボン状の作用電極15が埋め込まれ
ていると共に、作用電極15の両側の同一平面状には対
極16が同様に対称な形で埋め込まれており、そして両
電極表面は基盤18ごと研磨されてある。作用電極15
及び対極16は金、白金、パラジウム及びそれらの合金
のいずれか一つから選択された材料で作られている。、
これらはセル基盤18上に設けられたシート部材18B
上に取り付けられ、それらの一端はセル基盤18の外に
延出し図示しない電源及び制御装置に接続されている。
さらに、作用電極15及び対極16はセル基盤18を含
めて適当な研磨材を用いてその表面粗さがRa≦0.2
μmとなるように研磨されている。作用電極15の下方
には磁石24が位置し、磁石24は作用電極15に接近
して、これに磁界を作用させるようにセル基盤18に形
成されるくぼみ18Cに配置されている。受光窓板22
の下面にざぐり穴を開け、このざぐり穴に対極18をワ
イヤ状あるいはリボン状にして埋込み、その表面を受光
窓板22ごと研磨するようにしてもよい。また、磁石2
4は磁石ホルダ25に取り付けられ、磁石ホルダ25は
レバー25Aの一端に取り付けられている。レバー25
Aの他端はステッピングモータ26に取り付けられ、死
点28を中心にして回転可能であり、ステッピングモー
タ26を動作させることにより、磁石24はくぼみ18
C内の図示の作動位置とその外に出た2点鎖線で示す後
退位置との間で出入り可能である。
2 to 4, the measuring cell 6 includes a cell substrate 18 and a case 21 accommodating a photomultiplier tube 19.
And a transparent light receiving window 22 located between the cell base 18 and the case 21, between which the flow path 17 through which the suspension containing the reaction product introduced into the measurement cell 6 flows. It is formed. The flow path 17 has a spindle shape as seen from above as shown in FIG. 4, and the inlet 35 is located at one end of the spindle shape.
The outlet 36 is located at the other end, and the inlet 35 and the outlet 36 are connected to the conduits P2 and P3 via nipples 50 and 51 attached to the cell substrate 18, respectively. Also,
A counterbore 16 is formed on the same plane on both sides of the working electrode 15 as well as a ribbon-shaped working electrode 15 is embedded in the lower surface of the center of the spindle-shaped maximum width portion of the flow path 17. Embedded symmetrically, and both electrode surfaces are ground together with the substrate 18. Working electrode 15
And the counter electrode 16 is made of a material selected from one of gold, platinum, palladium and alloys thereof. ,
These are sheet members 18B provided on the cell substrate 18.
They are mounted on the top of the cell base 18, and one end thereof extends out of the cell substrate 18 and is connected to a power source and a control device (not shown).
Further, the working electrode 15 and the counter electrode 16 including the cell substrate 18 are made of an appropriate abrasive and have a surface roughness Ra ≦ 0.2.
Polished to have a thickness of μm. A magnet 24 is located below the working electrode 15, and the magnet 24 is arranged in a recess 18C formed in the cell substrate 18 so as to approach the working electrode 15 and apply a magnetic field thereto. Light receiving window plate 22
Alternatively, a counterbore 18 may be formed in the lower surface of the plate, the counter electrode 18 may be embedded in the counterbore in a wire shape or a ribbon shape, and the surface thereof may be polished together with the light receiving window plate 22. Also, the magnet 2
4 is attached to the magnet holder 25, and the magnet holder 25 is attached to one end of the lever 25A. Lever 25
The other end of A is attached to a stepping motor 26 and can rotate about a dead center 28. By operating the stepping motor 26, the magnet 24 is made to have a recess 18
It is possible to go in and out between the illustrated operating position in C and the retracted position that is shown outside by a two-dot chain line.

【0022】光電子増倍管19は流路17で発生し受光
窓板22を透過した光を計測するものであり、ここでは
R1104(浜松ホトニクス社製)を使用する。光電子
増倍管19は磁気シールド管20に覆われて、ケース2
1内に収納されている。光電子増倍管19の上方にはソ
ケット27が取り付けられ、このソケット27を介して
光電子増倍管19の検出信号が図示しない制御装置に送
られ、光強度が計測される。
The photomultiplier tube 19 measures the light generated in the flow path 17 and transmitted through the light receiving window plate 22, and here, R1104 (manufactured by Hamamatsu Photonics KK) is used. The photomultiplier tube 19 is covered with the magnetic shield tube 20, and the case 2
It is stored in 1. A socket 27 is attached above the photomultiplier tube 19, and a detection signal of the photomultiplier tube 19 is sent to the control device (not shown) via the socket 27 to measure the light intensity.

【0023】次に、上記のように構成した本発明にもと
づく実施例の動作を説明する。サンプルボトル31内の
特定成分であるTSHを含む血清、尿などの生体液由来
の試料50μlと、ビーズボトル32内の磁性粒子30
μgを緩衝液中に分散させたビーズ溶液50μlと、第
1試薬ボトル33内の第1試薬50μlと、第2試薬ボ
トル34内の第2試薬50μlと、緩衝液ボトル3内の
前記誘引物質を含むPH7.4前後の緩衝液100μl
とをサンプリングプローブ30により所定の順番にした
がってベッセル1内に分注する。このベッセルは分注後
一定温度(この実施例では37℃)に保温される。これ
により、磁性粒子、第1試薬、試料中のTSH、及び第
2試薬が結合した反応生成物、換言すれば、これらの複
合体、を含む懸濁液がベッセル1内に生成される。サン
プリングプローブ30の先端は各分注動作後、洗浄され
る。
Next, the operation of the embodiment according to the present invention constructed as above will be described. 50 μl of a sample derived from a biological fluid such as serum or urine containing TSH which is a specific component in the sample bottle 31, and the magnetic particles 30 in the bead bottle 32
50 μl of a bead solution in which μg is dispersed in a buffer solution, 50 μl of the first reagent in the first reagent bottle 33, 50 μl of the second reagent in the second reagent bottle 34, and the attractant in the buffer bottle 3 100 μl of buffer solution containing around pH 7.4
And are dispensed into the vessel 1 in a predetermined order by the sampling probe 30. After dispensing, the vessel is kept at a constant temperature (37 ° C. in this example). As a result, a suspension containing the magnetic particles, the first reagent, the TSH in the sample, and the reaction product bound to the second reagent, in other words, the complex thereof, is generated in the vessel 1. The tip of the sampling probe 30 is washed after each dispensing operation.

【0024】続いて、図2に示すようにステッピングモ
−タ28を駆動して磁石24を実線で示す位置に移動さ
せておく。次に図1において第1ピンチ弁7を開け、第
2ピンチ弁8及び第3ピンチ弁9を閉じる。この状態
で、まずシッパープローブ2を図示しない駆動装置によ
りベッセル1の上方に、続いて水平移動した後下方に移
動させ、その先端部をベッセル1内の懸濁液に挿入す
る。
Subsequently, as shown in FIG. 2, the stepping motor 28 is driven to move the magnet 24 to the position shown by the solid line. Next, in FIG. 1, the first pinch valve 7 is opened, and the second pinch valve 8 and the third pinch valve 9 are closed. In this state, first, the sipper probe 2 is moved above the vessel 1 by a driving device (not shown), then horizontally moved and then downward, and the tip portion thereof is inserted into the suspension in the vessel 1.

【0025】次に、シリンジ11によりベッセル1内の
前記反応生成物を含む250μlの懸濁液のうち200
μlをシッパープローブ2内に吸引する。その後、シッ
パープローブ2を上方に、続いて水平に移動した後下方
に移動させ、緩衝液ボトル3から緩衝液を吸引する。こ
の吸引により懸濁液は導管P2を介して測定セル6内に
導入され流路17内を流れる。懸濁液が電極15上に達
すると、磁石24により局部的に形成される磁界により
反応生成物は作用電極15上に捕捉され、続いて吸引さ
れる緩衝液の導入により、測定セル6の流路17内に残
存していた未反応の第2試薬が洗い流されB/F分離が
完了する。このとき、洗浄に用いられた緩衝液と未反応
の試薬は、流路17から導管P3、第1ピンチ弁7及び
導管P4を通ってシリンジ11内に吸引される。
Next, 200 of 250 μl of the suspension containing the reaction product in the vessel 1 was charged with the syringe 11.
Aspirate μl into sipper probe 2. After that, the sipper probe 2 is moved upward, then horizontally, and then downward to suck the buffer solution from the buffer solution bottle 3. By this suction, the suspension is introduced into the measuring cell 6 via the conduit P2 and flows in the flow path 17. When the suspension reaches the electrode 15, the reaction product is trapped on the working electrode 15 by the magnetic field formed locally by the magnet 24, and the flow of the measuring cell 6 is subsequently carried out by the introduction of the buffer solution which is aspirated. The unreacted second reagent remaining in the path 17 is washed out, and the B / F separation is completed. At this time, the buffer solution used for washing and the unreacted reagent are sucked into the syringe 11 from the flow path 17 through the conduit P3, the first pinch valve 7 and the conduit P4.

【0026】以上の操作により流路17内は、作用電極
15上に反応生成物と未反応の磁性粒子が補足されてお
り、それらの周囲は標識物質の励起を誘引するために用
いられるTPAを含む緩衝液によって満たされることに
なる。
By the above operation, the reaction product and unreacted magnetic particles are captured on the working electrode 15 in the flow path 17, and the surroundings thereof are TPA used for attracting the excitation of the labeling substance. It will be filled with the buffer containing.

【0027】一方、シリンジ11中に吸引された緩衝液
と未反応の試薬は第1ピンチ弁7を閉じた後にピンチ弁
8を開けてシリンジ11により廃液ボトル13中に吐出
される。上記工程終了の後、作用電極15とその同一平
面上両側に配置された対極16間に定められたシーケン
スに基づいた電圧を印加し、表1に示される反応を行わ
せる。
On the other hand, the buffer solution aspirated into the syringe 11 and the unreacted reagent are discharged into the waste liquid bottle 13 by the syringe 11 by opening the pinch valve 8 after closing the first pinch valve 7. After the above steps are completed, a voltage based on a sequence determined between the working electrode 15 and the counter electrodes 16 arranged on both sides of the same plane is applied to cause the reactions shown in Table 1.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】表1に示される反応によって発生した光は
流路17上に設けられた透明の受光窓板22を通じて光
電子増倍管19の光電面に導入されてその発光量が計測
され、TSH濃度既知のコントロール物質を測定した際
の発光量と比較して試料中のTSH濃度が算出される。
The light generated by the reaction shown in Table 1 is introduced into the photocathode of the photomultiplier tube 19 through the transparent light receiving window plate 22 provided on the flow path 17, the amount of light emission is measured, and the TSH concentration is measured. The TSH concentration in the sample is calculated by comparison with the luminescence amount when a known control substance is measured.

【0030】上記反応時、作用電極15上に磁性粒子と
結合してなる反応生成物を捕捉する目的で、作用電極1
5下の位置に配置されている磁石24は作用電極15、
対極16間に一定のシ−ケンスによる電圧を印加し、電
気化学的反応により発光を行わせる工程の直前あるいは
でき得るならば直後にステッピングモータ28を駆動し
て作用電極15面上に磁石24の磁界が及ばない位置に
移動させられる。
At the time of the above reaction, the working electrode 1 is used for the purpose of capturing the reaction product formed by binding to the magnetic particles on the working electrode 15.
The magnet 24 arranged at the lower position of 5 is the working electrode 15,
A stepping motor 28 is driven immediately before or, if possible, immediately after the step of applying a constant sequence voltage between the counter electrodes 16 to cause light emission by an electrochemical reaction, and a magnet 24 is placed on the surface of the working electrode 15. It is moved to a position where the magnetic field does not reach.

【0031】発光反応終了後、流路17内の洗浄を行
う。まず、第1ピンチ弁7を開け第2ピンチ弁8及び第
3ピンチ弁9を閉じ、予め蒸留水により先端及びプロー
ブ内を洗浄しておいたシッパープローブ2を洗浄液ボト
ル4の上方に水平移動した後下方に移動し、シリンジ1
1にて洗浄液ボトル4内の洗浄液の吸引を開始する。こ
の際、洗浄効率を上げる目的でシリンジ11により洗浄
液を吸引している間にシッパープローブ2を上下させて
洗浄液及び空気を一定量ずつ交互に吸引し、導管P2を
通じて測定セル6内の流路17内に導びき、流路17内
に残った反応終了後の緩衝液、反応生成物及び未反応の
磁性粒子を洗い流す。この後、その廃液及び洗浄液はシ
リンジ11内に吸引された後、第1ピンチ弁7を閉じ、
続いて第2ピンチ弁8を開ける操作を経てシリンジ11
を押し上げることにより廃液ボトル13内に吐出され
る。
After the luminescence reaction is completed, the inside of the flow path 17 is washed. First, the first pinch valve 7 is opened, the second pinch valve 8 and the third pinch valve 9 are closed, and the sipper probe 2 whose tip and inside of the probe have been previously washed with distilled water is horizontally moved above the washing liquid bottle 4. Move to the lower back, syringe 1
At 1, the suction of the cleaning liquid in the cleaning liquid bottle 4 is started. At this time, for the purpose of increasing the cleaning efficiency, the sipper probe 2 is moved up and down while sucking the cleaning liquid by the syringe 11 to alternately suck the cleaning liquid and the air by a fixed amount, and the flow path 17 in the measurement cell 6 is passed through the conduit P2. After completion of the reaction, the buffer solution, the reaction product, and the unreacted magnetic particles that have been introduced into the flow channel 17 are washed away. After that, the waste liquid and the cleaning liquid are sucked into the syringe 11, and then the first pinch valve 7 is closed,
Then, the syringe 11 is opened through the operation of opening the second pinch valve 8.
The liquid is discharged into the waste liquid bottle 13 by pushing up.

【0032】上記工程終了後、再び第2ピンチ弁8を閉
じて第1ピンチ弁7を開け、予め蒸留水により先端及び
プローブ内を洗浄しておいたシッパープローブ2により
緩衝液ボトル3内からTPAを含む緩衝液をシリンジ1
1を用いて吸引し、導管P2及び流路17内に残された
洗浄液を洗い流した後、導管P2及び流路17内を緩衝
液で置換する。この操作にて一試料に対するTSHの測
定が完了する。
After the above steps are completed, the second pinch valve 8 is closed again and the first pinch valve 7 is opened, and the tip end and the inside of the probe are previously washed with distilled water. Syringe 1 containing buffer
After suctioning using 1 to wash away the cleaning liquid left in the conduit P2 and the flow path 17, the inside of the conduit P2 and the flow path 17 is replaced with a buffer solution. This operation completes the measurement of TSH for one sample.

【0033】以上の工程及び測定セルを用いて得られた
TSH濃度に対する発光量(作用電極15の表面粗さR
a=0.4;0.2;0.04μmの場合)の関係を図
5に示す。図から、表面粗さが細かいほど発光量が多い
ことがわかる。
The amount of light emission (surface roughness R of the working electrode 15) with respect to the TSH concentration obtained using the above steps and measuring cell
a = 0.4; 0.2; 0.04 μm) is shown in FIG. From the figure, it can be seen that the smaller the surface roughness, the greater the amount of light emission.

【0034】作用電極15の表面粗さRaはRa≦0.
2μmであることが望ましい。この理由を説明するに、
図5に示されるように、発光試料単位濃度当たりの発光
量は表面粗さが粗くなるほど減少するが、たとえばRa
=0.4μmの場合を例にとってみると、試料の濃度が
次第に薄くなるとその発光量もされに比例して減少する
が、ある濃度以下になるとその発光量は検出系がもつ固
有のノイズ等のレベル(一般にダ−クレベル、バックグ
ラウンド等と呼ばれる)と同等となり、その中に埋没し
て試料濃度と発光量との間に良好な比例関係が得られな
くなる点が現れる。この点の試料濃度をもって一般に最
小感度としているが、この最小感度と表面粗さの関係を
示したのが図6である[TSH(ヒト甲状腺刺激ホルモ
ン)の場合]。
The surface roughness Ra of the working electrode 15 is Ra ≦ 0.
It is preferably 2 μm. To explain why,
As shown in FIG. 5, the luminescence amount per unit concentration of the luminescent sample decreases as the surface roughness becomes rougher.
= 0.4 μm, the emission amount of the sample decreases in proportion to the concentration of the sample. However, when the concentration is lower than a certain value, the emission amount is less than the noise inherent to the detection system. It becomes equivalent to the level (generally called dark level, background, etc.), and it is buried in it, and a point that a good proportional relationship between the sample concentration and the luminescence amount cannot be obtained appears. The sample concentration at this point is generally regarded as the minimum sensitivity, and FIG. 6 shows the relationship between this minimum sensitivity and the surface roughness [in the case of TSH (human thyroid stimulating hormone)].

【0035】免疫測定においては最近より高感度の測定
が求められるようになってきているが、TSHの場合を
例にとると、臨床的な意味では最小感度が0.01μI
U/ml以下であれば十分に実用性があり、されが0.
00μIU/ml以下であればさらに望ましいとされて
いる。この値を図6の表面粗さとの関係からみると、R
a≦0.2μmのときさいしょう感度は0.005μI
U/ml以下となることがわかる。かくして、TSHの
最小感度0.005μIU/ml以下を実現するために
は作用電極15の表面粗さRaをRa≦0.2μmとす
べきであるとの結論が得られたのである。
In immunoassay, higher sensitivity has recently been demanded, but in the case of TSH, the minimum sensitivity is 0.01 μI in the clinical sense.
If it is less than U / ml, it has sufficient practicality, and it is less than 0.
It is considered to be more desirable if it is not more than 00 μIU / ml. Looking at this value from the relationship with the surface roughness in FIG. 6, R
When a ≦ 0.2 μm, sensitivity is 0.005 μI
It can be seen that it becomes U / ml or less. Thus, it was concluded that the surface roughness Ra of the working electrode 15 should be Ra ≦ 0.2 μm in order to realize the minimum sensitivity of TSH of 0.005 μIU / ml or less.

【0036】以上の説明から、反応生成物の分離とその
発光の検出とがその反応生成物がフロ−セル内の同一個
所にある状態で行われることが理解される。したがっ
て、分離された反応生成物を発光を検出するために別の
部分に移送する必要がなく、このためその反応生成物の
ロスが生じない。また、磁性粒子に磁界を作用させて反
応生成物の分離を行っているため、複雑な操作をするこ
となしに磁性粒子の粒径を小さくし、反応速度を増大さ
せることが可能となる。したがって、ブランクが低く高
感度で正確かつ精密な分析を再現性よく迅速に行うこと
ができるようになる。
From the above description, it is understood that the separation of the reaction product and the detection of its luminescence are carried out with the reaction product in the same location in the flow cell. Therefore, it is not necessary to transfer the separated reaction product to another part in order to detect the luminescence, so that the loss of the reaction product does not occur. In addition, since the reaction product is separated by applying a magnetic field to the magnetic particles, it is possible to reduce the particle size of the magnetic particles and increase the reaction rate without performing a complicated operation. Therefore, it is possible to perform accurate and accurate analysis with low blank, high sensitivity, reproducibility, and speed.

【0037】作用電極の懸濁液と接触する表面の粗さR
aはRa≦0.2μmである。したがって、その表面が
粗い場合にその表面のくぼみにおいて観測される磁性粒
子間の凝集が少なくなり、反応生成物の電極表面への捕
捉時の分散が一様となり、より高感度化が図られるよう
になる。
Roughness R of the surface of the working electrode in contact with the suspension
a is Ra ≦ 0.2 μm. Therefore, when the surface is rough, the agglomeration between the magnetic particles observed in the dents on the surface is reduced, and the dispersion of the reaction products on the electrode surface becomes uniform, so that higher sensitivity can be achieved. become.

【0038】作用電極15及び対極16は基盤18に設
けられたざぐり穴に埋め込まれて、その表面が基盤18
ごと研磨されるので、その製作が容易である。対極16
が受光窓板22側に設けられる場合もその両者は一体的
に同時に研磨されると共に作用電極も基盤18と一体的
に同時に研磨されるので、同様にその製作の容易化が図
られる。
The working electrode 15 and the counter electrode 16 are embedded in the counterbore holes provided in the base 18, and the surfaces thereof are the base 18.
Since it is ground together, it is easy to manufacture. Counter electrode 16
Also, when both are provided on the light receiving window plate 22 side, both are integrally and simultaneously polished, and the working electrode is also simultaneously and integrally polished with the substrate 18, so that the manufacturing thereof is similarly facilitated.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、ブランクが低く高感度
で正確かつ精密な分析を再現性よく迅速に行うのに適し
た試料分析装置が提供される。
Industrial Applicability According to the present invention, there is provided a sample analyzer which has a low blank, is highly sensitive, and is suitable for performing accurate and precise analysis rapidly with good reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す試料分析装置のシステ
ム概略図である。
FIG. 1 is a system schematic view of a sample analyzer showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の測定セルの縦断面図である。2 is a longitudinal sectional view of the measuring cell of FIG.

【図3】図2の測定セルの部分拡大側断面図である。3 is a partially enlarged side sectional view of the measuring cell of FIG.

【図4】図3のIV−IV線断面図である。4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.

【図5】作用電極の表面粗さの差によるTSH濃度と発
光量の関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the TSH concentration and the amount of light emission due to the difference in surface roughness of the working electrode.

【図6】作用電極の表面粗さとTSH最小感度との関係
を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the surface roughness of the working electrode and the TSH minimum sensitivity.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ベッセル、2:シッパ−プロ−ブ、3:緩衝液ボト
ル、4:洗浄液ボトル、5:洗浄槽、6:測定セル、7
〜9:ピンチ弁、11:シリンジ、12:ポンプ、1
3:廃液ボトル、14:蒸留水ボトル、15:作用電
極、16:対極、17:流路、18:セル基板、19:
光電子増倍管、20:シ−ルド管、21:ケ−ス、2
2:受光窓板、24:磁石、25:磁石ホルダ、26:
ステッピイングモ−タ、30:サンプリングプロ−ブ、
31:サンプリングボトル、32:ビ−ズボトル、3
3:第1試薬ボトル、34:第2試薬ボトル。
1: Vessel, 2: Shipper probe, 3: Buffer bottle, 4: Wash solution bottle, 5: Wash tank, 6: Measuring cell, 7
~ 9: Pinch valve, 11: Syringe, 12: Pump, 1
3: Waste liquid bottle, 14: Distilled water bottle, 15: Working electrode, 16: Counter electrode, 17: Flow path, 18: Cell substrate, 19:
Photomultiplier tube, 20: Shield tube, 21: Case, 2
2: light receiving window plate, 24: magnet, 25: magnet holder, 26:
Stepping motor, 30: Sampling probe,
31: Sampling bottle, 32: Bead bottle, 3
3: First reagent bottle, 34: Second reagent bottle.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フロ−セルと、試料中の特定成分、磁性粒
子及び発光を生じる物質が結合してなる複合体を含む懸
濁液を前記フロ−セルに導入する手段と、前記フロ−セ
ルに導入された前記複合体に作用させて該複合体を前記
フロ−セル内の予め定められた部分に捕捉するための磁
界を発生させる手段と、前記捕捉された複合体から発光
を生じさせ、その生じた発光を検出する手段とを備えて
いる試料分析装置。
1. A means for introducing into a flow cell a suspension containing a flow cell and a complex formed by binding a specific component in a sample, magnetic particles and a substance that emits light, and the flow cell. Means for generating a magnetic field for acting on the complex introduced into the complex to trap the complex at a predetermined portion in the flow cell, and causing the captured complex to emit light. And a means for detecting the generated luminescence.
【請求項2】前記発光生成手段は前記フロ−セルに導入
された複合体に電圧を与えるための、前記フロ−セルに
導入された懸濁液と接触するように配置された作用電極
及び対極を含み、前記発光は前記複合体に前記電圧を与
えることによって生じる電気的化学発光であることを特
徴とする請求項1に記載された試料分析装置。
2. A working electrode and a counter electrode arranged in contact with the suspension introduced into the flow cell, for applying a voltage to the complex introduced into the flow cell, wherein the luminescence generating means. 2. The sample analyzer according to claim 1, wherein the luminescence is electrochemiluminescence generated by applying the voltage to the complex.
【請求項3】前記作用電極及び対極は金、白金、パラジ
ウム及びそれらの合金のいずれか一つから選ばれた材料
でつくられていることを特徴とする請求項2に記載され
た試料分析装置。
3. The sample analyzer according to claim 2, wherein the working electrode and the counter electrode are made of a material selected from any one of gold, platinum, palladium and alloys thereof. .
【請求項4】前記作用電極の前記懸濁液と接触する表面
の粗さRaはRa≦0.2μmであることを特徴とする
請求項2又は3に記載された試料分析装置。
4. The sample analyzer according to claim 2, wherein the surface roughness Ra of the working electrode in contact with the suspension is Ra ≦ 0.2 μm.
【請求項5】前記フロ−セルの内壁に互いに隣接するよ
うに第1及び第2のざぐり穴をあけ、該第1及び第2の
ざぐり穴にはそれぞれ前記作用電極及び対極を、それら
の表面が前記フロ−セルの内壁面と実質的に一致するよ
うに埋め込んだことを特徴とする請求項2〜4のいずれ
かに記載された試料分析装置。
5. A first and a second counterbore are formed in the inner wall of the flow cell so as to be adjacent to each other, and the working electrode and the counter electrode are provided in the first and the second counterbore, respectively, on their surfaces. 5. The sample analyzer according to claim 2, wherein the sample is embedded so as to substantially match the inner wall surface of the flow cell.
【請求項6】前記フロ−セルの、前記発光が生じる側の
壁は透明板にて形成され、該透明板の、前記懸濁液が導
入される側の表面にはざぐり穴を設け、該ざぐり穴には
前記対極を、その表面が前記透明板の表面と実質的に一
致するように埋め込んだことを特徴とする請求項2〜4
のいずれかに記載された試料分析装置。
6. A wall of the flow cell on the side where the light is emitted is formed of a transparent plate, and a counterbore hole is formed on the surface of the transparent plate on the side where the suspension is introduced. The counter electrode is embedded in the counterbore so that the surface thereof substantially coincides with the surface of the transparent plate.
A sample analyzer described in any one of 1.
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