WO2023166903A1 - 分析装置 - Google Patents

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WO2023166903A1
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filter
filters
motor
magnet
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雅樹 神谷
英二 土居
英昭 坂東
理太郎 小熊
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Ｐｈｃ株式会社
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
    • G—PHYSICS
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    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • G01J3/50—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
    • G01J3/51—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors using colour filters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes

Definitions

  • This disclosure relates to an analyzer.
  • Appropriate filters must be used according to the type of light to be detected or the type of reagent used. Therefore, when the type of reagent changes, it is necessary to switch the filter. As the types of reagents increase, the switching frequency increases. The filters must be positioned accurately each time they are switched. In addition, the longer the time required for filter switching, the longer the time required for analysis.
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object of the present disclosure is to provide an analyzer that can accurately position a plurality of filters and can switch filters in a short time. .
  • the analysis device includes a motor, a rotating body including a plurality of sets of filters and moving magnets, and a driving gear and a driven gear that mesh with each other, and a gear transmission that converts rotation of the motor to rotation of the rotating body.
  • a mechanism a control unit that stops the plurality of filters one by one at the use position by controlling the motor to repeat forward rotation and stop of the rotating body, and a fixed magnet,
  • the relative position of the moving magnet with respect to the filters, viewed from the axis of rotation of the body, is the same for all of the plurality of sets, and the fixed magnet stops one of the plurality of filters in the position of use.
  • an analyzer capable of accurately positioning a plurality of filters and switching the filters in a short time.
  • nucleic acid amplification device which is one type of analysis device, is taken as an example, but the present disclosure is not limited to nucleic acid amplification devices, and various analysis devices having an optical system with a filter (e.g., microscope).
  • FIG. 1 is a side view of the nucleic acid amplification device 1 according to the first embodiment.
  • a nucleic acid amplification device 1 includes a housing 2 .
  • a reaction unit 3 in which a plurality of samples are arranged is arranged inside the housing 2 .
  • an opening is formed for putting a sample into the housing 2 and taking out the sample from the housing 2. As shown in FIG.
  • the side where the reaction unit 3 and the opening are formed is the front side of the nucleic acid amplification device 1, and the opposite side is the rear side of the nucleic acid amplification device 1.
  • the direction from the back side to the front side of the nucleic acid amplification device 1 is the X-axis direction in FIG.
  • the right and left sides of the nucleic acid amplification device 1 as seen from the front side of the nucleic acid amplification device 1 are the right and left sides of the nucleic acid amplification device 1, respectively.
  • the direction from the right side to the left side of the nucleic acid amplification device 1 is the Y-axis direction in FIG.
  • the side closer to the surface on which the nucleic acid amplification device 1 is installed is the lower side of the nucleic acid amplification device 1 , and the opposite side is the upper side of the nucleic acid amplification device 1 .
  • the direction from the bottom to the top of the nucleic acid amplification device 1 is the Z-axis direction in FIG.
  • the X-axis, Y-axis and Z-axis directions are common to all figures.
  • a light source 4 , a camera 5 , a rotor 6 , a base 7 and a motor 8 are arranged at the rear position inside the housing 2 .
  • a control unit 9 is arranged in the housing 2 .
  • the light source 4 emits excitation light in the negative direction of the Z-axis as indicated by the arrow.
  • the camera 5 is fixed to the center of the rotating body 6 so as not to rotate, and faces the positive direction of the X-axis.
  • the base 7 rotatably supports the rotor 6 .
  • the rotating body 6 includes a first rotating plate 11 and a second rotating plate 12 .
  • the first rotating plate 11 and the second rotating plate 12 have circular outer peripheries and are arranged parallel to each other.
  • the rotating body 6 has a shaft 13 extending along the Z-axis direction.
  • the shaft 13 rotatably supports the first rotating plate 11 and the second rotating plate 12 .
  • Shaft 13 is integrally coupled with first rotating plate 11 and second rotating plate 12 and rotates integrally with first rotating plate 11 and second rotating plate 12 .
  • the central axis of the shaft 13 is the rotation axis of the rotor 6 .
  • a plurality of filter cubes 14 are arranged between the first rotating plate 11 and the second rotating plate 12 .
  • eight filter cubes 14 are arranged at equal angular intervals.
  • Each filter cube 14 includes a filter 15 arranged parallel to the XY plane, a dichroic mirror 16, and a filter 17 arranged orthogonal to the XY plane.
  • the dichroic mirror 16 is arranged so as to be inclined by 45° with respect to the filters 15 and 17 .
  • the excitation light emitted from the light source 4 passes through the filter 15 included in the filter cube 14 at a position facing the light source 4 among the plurality of filter cubes 14 (that is, the "use position” described later). and reflected by the dichroic mirror 16 .
  • the reflected excitation light impinges on the sample in reaction unit 3 as indicated by the arrow.
  • the excitation light emitted by the sample irradiated with the excitation light passes through the dichroic mirror 16 and the filter 17 as indicated by the arrows, and enters the camera 5 .
  • Such an optical system allows analysis using one of a plurality of filter cubes 14, specifically one of a plurality of filters (or filter sets).
  • the motor 8 generates power to rotate the rotor 6 .
  • a gear transmission mechanism which will be described later, is arranged between the motor 8 and the rotating body 6 . Rotation of the motor 8 causes the rotor 6 to rotate.
  • the motor 8 is a stepping motor that can rotate in both forward and reverse directions.
  • the control unit 9 controls the motor 8 to repeat forward rotation and stopping of the rotor 6, thereby stopping the plurality of filters 17 (or filters 15) one by one at the use position.
  • FIG. 2 is a front view of the rotating body 6, and FIG. 3 is a side view of the rotating body 6.
  • FIG. The rotating body 6 has eight filter cubes 14 that are evenly spaced around the axis of rotation (that is, the central axis of the shaft 13).
  • the first rotating plate 11 has an opening at a position facing the filter 15 of each filter cube 14 . Through this opening, the filter 15 can be visually recognized from the outside of the rotor 6 .
  • a moving magnet 18 is attached to the surface of the second rotating plate 12 facing the base 7 . Only one moving magnet 18 is depicted in FIG. installed.
  • One filter 15 (or one filter 17) and one moving magnet 18 constitute one set.
  • the relative position of moving magnet 18 with respect to filter 15 (or filter 17) as viewed from the rotation axis of rotating body 6 is the same for all of the plurality of sets. That is, the plurality of filters 15 (or the plurality of filters 17) are arranged on one circumference around the rotation axis, and the plurality of moving magnets 18 are also arranged on one circumference around the rotation axis. in line. Therefore, one of the plurality of filters 15 (or filters 17) is set as the first filter, the other one is set as the second filter, and the moving magnet 18 that forms a set with the first filter and the second filter is set as the first filter.
  • these members have the following relationship. That is, when the rotating body 6 is rotated to position the second filter at the position where the first filter was positioned before the rotation, the second moving magnet moves to the position where the first moving magnet was positioned before the rotation. is located.
  • the use position 20 shown in FIGS. 2 and 3 is the position where the filters 15 and 17 used for analysis are arranged.
  • a fixed magnet 19 is attached to the surface of the base 7 facing the rotor 6 . A specific mounting position of the fixed magnet 19 will be described later.
  • Fig. 4 is a schematic diagram of the gear transmission mechanism.
  • the gear transmission mechanism includes at least two gears, a driving gear 21 and a driven gear 22, which mesh with each other.
  • the driving gear 21 is configured to rotate forward when the motor 8 rotates forward. As the drive gear 21 rotates forward, the driven gear 22 rotates forward. When the driven gear 22 rotates forward, the rotor 6 rotates forward. The same is true for the reverse direction.
  • the solid line arrow in FIG. 4 indicates the forward direction, and the broken line arrow indicates the reverse direction.
  • FIG. 5 is a partially enlarged view of the driving gear 21 and the driven gear 22.
  • Drive gear 21 has a plurality of teeth 21A. Each tooth 21A of the drive gear 21 has a forward surface 21B located on the front side in the rotation direction when the drive gear 21 rotates in the forward direction and a reverse surface 21B located on the front side in the rotation direction when the drive gear 21 rotates in the reverse direction. It has a directional surface 21C.
  • Driven gear 22 has a plurality of teeth 22A. Each tooth 22A of the driven gear 22 has a forward surface 22B positioned forward in the rotational direction when the driven gear 22 rotates in the forward direction and a forward surface 22B positioned forward in the rotational direction when the driven gear 22 rotates in the reverse direction. It has an opposite face 22C that is positioned.
  • the fixed magnet 19 is attached to the nucleic acid amplification device 1 according to this embodiment.
  • the fixed magnet 19 is arranged at a position where it can exert a force for rotating the rotating body 6 in the opposite direction to the rotating body 6 via the moving magnet 18 . That is, the fixed magnet 19 exerts a magnetic force on the moving magnet 18 forming a pair with the filter 15 (or the filter 17) stopped at the use position 20 (see FIGS. 2 and 3), thereby moving the driven gear 22. It is arranged in a position where the teeth 22 A can be pressed against the teeth 21 A of the drive gear 21 .
  • the fixed magnet 19 is mounted at a position such that the reverse surface 22C of the tooth 22A of the driven gear 22 can be pressed against the forward surface 21B of the tooth 21A of the driving gear 21. As shown in FIG. Arrows in FIG. 3 indicate the repulsive force.
  • the fixed magnet 19 is arranged to exert a repulsive force on the moving magnet 18, that is, to push the rotating body 6 in the opposite direction. That is, when the filter 15 (or filter 17) desired to be positioned at the use position 20 is positioned at the use position 20, the fixed magnet 19 has a greater magnetic force than the moving magnet 18 forming a pair with this filter 15 (or filter 17). It is located at the front in the forward direction within the range of When the moving magnet 18 has an upper N pole and a lower S pole, the fixed magnet 19 is arranged to have an upper S pole and a lower N pole. When the moving magnet 18 has the S pole on the upper side and the N pole on the lower side, the fixed magnet 19 is arranged to have the N pole on the upper side and the S pole on the lower side.
  • the nucleic acid amplifier 1 can accurately position each filter 15 (or filter 17) at the use position 20.
  • the reverse surface 22C of the tooth 22A of the driven gear 22 is pressed against the forward surface 21B of the tooth 21A of the driving gear 21 and is stopped. That is, there is no gap between the reverse surface 22C of the tooth 22A of the driven gear 22 and the forward surface 21B of the tooth 21A of the driving gear 21. Therefore, when starting to rotate the motor 8 and the drive gear 21 in the forward direction to rotate the rotating body 6 in the forward direction, the gap between the teeth 21A of the drive gear 21 and the teeth 22A of the driven gear 22 is reduced. waste time does not occur. That is, the rotor 6 can be rotated at the same time when the motor 8 starts rotating. Therefore, the filter 15 (or the filter 17) can be quickly switched by rotating the rotating body 6 in the forward direction.
  • the rotor in the motor 8 can be stopped at an appropriate position with respect to the stator. Therefore, when the motor 8 starts rotating, it is possible to prevent step-out from occurring.
  • the control unit 9 may be configured to return the rotating body 6 to its initial state by controlling the motor 8 to rotate the rotating body 6 once in the opposite direction.
  • the initial state is the state when the nucleic acid amplification device 1 starts analysis, for example, the state in which a predetermined one of the plurality of filters 15 (or filters 17) is positioned at the use position 20.
  • the distance from the rotation axis of the rotating body 6 to the fixed magnet 19 is greater than the distance from the rotation axis to each moving magnet 18 .
  • the fixed magnets 19 are arranged at positions that do not overlap the moving magnets 18 in a front view when the rotating body 6 rotates. Therefore, when the rotating body 6 is rotated, the magnetic force exerted by the fixed magnet 19 on the moving magnets 18 fluctuates excessively, and the torque required for rotating the rotating body 6 can be prevented from greatly fluctuating. That is, the rotating body 6 can be rotated smoothly.
  • the distance from the rotation axis of the rotating body 6 to the fixed magnet 19 may be smaller than the distance from the rotation axis to each moving magnet 18 .
  • FIG. 6 is a side view of the periphery of the rotating body 6 of the nucleic acid amplification device 1 according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a side view of the periphery of the rotating body 6 of the nucleic acid amplification device 1 according to the second embodiment.
  • descriptions of matters common to the first embodiment will be omitted.
  • the fixed magnet 19 is arranged at a position that exerts an attractive force on the moving magnet 18, that is, at a position that attracts the rotating body 6 in the opposite direction. That is, when the filter 15 (or filter 17) to be positioned at the use position 20 is positioned at the use position 20, the fixed magnet 19 is slightly larger than the moving magnet 18 forming a pair with this filter 15 (or filter 17). It is arranged at a position that is the rear side in the forward direction. Arrows in FIG. 6 indicate attractive forces.
  • the fixed magnet 19 When the moving magnet 18 has the N pole on the upper side and the S pole on the lower side, the fixed magnet 19 is arranged so as to have the N pole on the upper side and the S pole on the lower side.
  • the fixed magnet 19 is arranged to have the S pole on the upper side and the N pole on the lower side.
  • the shaft 13 may be fixed to the base 7.
  • the shaft 13 supports the first rotating plate 11 and the second rotating plate 12 via bearings.
  • the extending direction of the rotating shaft of the rotating body 6 may be any direction.
  • the rotating body 6 may be configured to rotate around a rotation axis extending in the X-axis direction, that is, around an axis extending horizontally.
  • the plurality of filters 15 may be arranged at unequal intervals around the axis of rotation.
  • the moving magnet 18 forming a set with the filter 15 positioned at the use position 20 may be the moving magnet 18 positioned at the use position 20 (hereinafter referred to as the first magnet in this paragraph), or the use position 20 and It may be a moving magnet 18 (hereinafter referred to as a second magnet in this paragraph) positioned on the opposite side of the rotating shaft by 180°.
  • the stationary magnet 19 is arranged in the position shown in FIG.
  • the moving magnet 18 forming a pair with the filter 15 positioned at the use position 20 is the second magnet
  • the fixed magnet 19 is positioned 180° opposite to the position shown in FIG. placed. 2
  • the fixed magnet 19 exerts a repulsive force on the second magnet so as to rotate the rotating body 6 in the reverse direction.
  • the filter 15 (or filter 17) in the use position 20 is positioned and the teeth 22A of the driven gear 22 are pressed against the teeth 21A of the drive gear 21.
  • FIG. 4 shows a state in which the output shaft of the motor and the drive gear 21 are directly connected, but it goes without saying that the drive gear 21 does not have to be directly connected to the output shaft of the motor 8.
  • 4 shows a state in which the driven gear 22 and the shaft 13 are directly connected, it goes without saying that the driven gear 22 does not have to be directly connected to the shaft 13.
  • the gear transmission mechanism may also have more than three gears, in which case the driving gear 21 and the driven gear 22 can be arranged anywhere in the gear transmission mechanism as long as they mesh with each other. good too.
  • the driving gear 21 and the driven gear 22 may be composed of two gears whose respective rotation axes are parallel, or may be composed of gears whose respective rotation axes intersect. Further, the driving gear 21 and the driven gear 22 may be configured by a combination of internal gears and external gears.
  • the present disclosure contributes to the efficiency of analysis work in analyzers such as nucleic acid amplifiers, and has great industrial applicability.

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Abstract

分析装置は、モータと、フィルタと移動磁石の組を複数備える回転体と、互いに噛み合う駆動歯車および被駆動歯車を備え、前記モータの回転を前記回転体の回転に変換する歯車伝動機構と、前記モータを制御して前記回転体の順方向の回転と停止を繰り返すことにより、前記複数のフィルタを１つずつ使用位置に停止させる制御部と、固定磁石と、を備え、前記回転体の回転軸から見て、前記フィルタに対する前記移動磁石の相対位置は、前記複数の組の全てにおいて同じであり、前記固定磁石は、前記複数のフィルタの１つが前記使用位置で停止しているときに、前記複数の移動磁石の１つに磁力を及ぼすことによって、前記被駆動歯車の歯を前記駆動歯車の歯に押しつけることができる位置に配置されている。

Description

分析装置
　本開示は、分析装置に関する。
　例えば、特許文献１に示されているリアルタイムＰＣＲ装置、および、特許文献２に示されている顕微鏡のように、従来、分析装置には、試料から発せられる特定の光を検出するために、フィルタが用いられている。
特開２０１０－０８１８９８号公報 特開２０１３－１７４８２４号公報
　検出すべき光の種類または使用される試薬の種類に応じて、適切なフィルタを使用する必要がある。よって、試薬の種類が変わると、フィルタを切り替える必要がある。試薬の種類が増加すると、切替頻度が増加する。フィルタは、切り替えられる度に、正確に位置決めされる必要がある。また、フィルタの切り替えに要する時間が長くなると、分析に要する時間が長くなる。
　本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、複数のフィルタを正確に位置決めすることができ、フィルタの切り替えを短時間で行うことができる分析装置を提供することを課題とする。
　本開示に係る分析装置は、モータと、フィルタと移動磁石の組を複数備える回転体と、互いに噛み合う駆動歯車および被駆動歯車を備え、前記モータの回転を前記回転体の回転に変換する歯車伝動機構と、前記モータを制御して前記回転体の順方向の回転と停止を繰り返すことにより、前記複数のフィルタを１つずつ使用位置に停止させる制御部と、固定磁石と、を備え、前記回転体の回転軸から見て、前記フィルタに対する前記移動磁石の相対位置は、前記複数の組の全てにおいて同じであり、前記固定磁石は、前記複数のフィルタの１つが前記使用位置で停止しているときに、前記複数の移動磁石の１つに磁力を及ぼすことによって、前記被駆動歯車の歯を前記駆動歯車の歯に押しつけることができる位置に配置されている。
　本開示によれば、複数のフィルタを正確に位置決めすることができ、フィルタの切り替えを短時間で行うことができる分析装置を提供することができる。
核酸増幅装置の側面図 回転体周辺の平面図 回転体周辺の側面図 歯車伝動機構の概略図 駆動歯車および被駆動歯車の部分拡大図 第２の実施形態に係る回転体周辺の側面図
　以下、図面を参照しながら、本開示に係る分析装置について説明する。なお、以下の説明においては、分析装置の１つである核酸増幅装置を例に挙げるが、本開示は、核酸増幅装置には限られず、フィルタを備える光学系を備える種々の分析装置（例えば、顕微鏡）に適用される。
（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態に係る核酸増幅装置１の側面図である。核酸増幅装置１は、筐体２を備える。筐体２の内部には、複数の試料が配置される反応ユニット３が配置されている。反応ユニット３の近傍には、筐体２に試料を入れたり筐体２から試料を出したりするための開口が形成されている。
　反応ユニット３および開口が形成されている側が、核酸増幅装置１の前側であり、その逆側が核酸増幅装置１の後側である。核酸増幅装置１の後側から前側に向かう方向が、図１におけるＸ軸方向である。また、核酸増幅装置１の前側から見て右側および左側が、核酸増幅装置１の右側および左側である。核酸増幅装置１の右側から左側に向かう方向が、図１におけるＹ軸方向である。また、核酸増幅装置１が設置される面に近い側が核酸増幅装置１の下側であり、その逆側が核酸増幅装置１の上側である。核酸増幅装置１の下側から上側に向かう方向が、図１におけるＺ軸方向である。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は全ての図に共通する。
　筐体２内の後側の位置には光源４、カメラ５、回転体６、ベース７およびモータ８が配置されている。筐体２内には、制御部９が配置されている。
　光源４は矢印で示されるようにＺ軸負方向に向けて励起光を照射する。カメラ５は、回転体６の中心部に回転しないように固定されて配置されており、Ｘ軸正方向を向いている。ベース７は、回転体６を回転可能に支持している。
　回転体６は、第１回転板１１および第２回転板１２を備える。第１回転板１１と第２回転板１２は円形の外周を有し、互いに平行に配置されている。回転体６は、Ｚ軸方向沿って延在するシャフト１３を備える。シャフト１３は、第１回転板１１および第２回転板１２を回転可能に支持している。シャフト１３は、第１回転板１１および第２回転板１２と一体的に結合されて、第１回転板１１および第２回転板１２と一体的に回転する。シャフト１３の中心軸が回転体６の回転軸である。
　第１回転板１１と第２回転板１２との間には、複数のフィルタキューブ１４が配置されている。本実施形態においては、８個のフィルタキューブ１４が等角度間隔で配置されている。各フィルタキューブ１４は、ＸＹ平面に平行に配置されたフィルタ１５と、ダイクロックミラー１６と、ＸＹ平面に直交するように配置されたフィルタ１７を備える。ダイクロックミラー１６は、フィルタ１５およびフィルタ１７に対して４５°傾くように配置されている。
　第１回転板１１と第２回転板１２との間には、光が自由に通過できる隙間が形成されている。
　よって、光源４から照射された励起光は、複数のフィルタキューブ１４のうち、光源４に対向する位置（つまり、後に説明される「使用位置」。）にあるフィルタキューブ１４が備えるフィルタ１５を通過し、ダイクロックミラー１６で反射する。反射した励起光は、矢印で示されるように反応ユニット３内の試料に入射する。励起光が照射された試料が発した励起光は、矢印で示されるようにダイクロックミラー１６を透過し、フィルタ１７を透過し、カメラ５に入射する。このような光学系により、複数のフィルタキューブ１４の１つ、具体的には複数のフィルタ（またはフィルタセット）の１つを用いた分析を行うことができる。
　モータ８は、回転体６を回転させる動力を生成する。モータ８と回転体６との間には、後に説明する歯車伝動機構が配置されている。モータ８が回転することによって、回転体６が回転する。モータ８は順方向と逆方向の両方向に回転することができるステッピングモータである。制御部９は、モータ８を制御して回転体６の順方向の回転と停止を繰り返すことにより、複数のフィルタ１７（またはフィルタ１５）を１つずつ使用位置に停止させる。
　図２は、回転体６の正面図であり、図３は、回転体６の側面図である。回転体６は、回転軸（つまりシャフト１３の中心軸）の周りに等間隔に配置された８個のフィルタキューブ１４を備えている。第１回転板１１は、各フィルタキューブ１４が備えるフィルタ１５と対向する位置に開口を有している。この開口を介して、回転体６の外部からフィルタ１５を視認することができる。
　第２回転板１２のベース７と対向する面には、移動磁石１８が取り付けられている。図３には、代表して１つの移動磁石１８のみが描かれているが、実際は、図２に破線で示されるように、フィルタ１５の数と同じ数の移動磁石が第２回転板１２に取り付けられている。
　１つのフィルタ１５（または１つのフィルタ１７）と１つの移動磁石１８は１つの組を構成する。回転体６の回転軸から見て、フィルタ１５（またはフィルタ１７）に対する移動磁石１８の相対位置は、複数の組の全てにおいて同じである。つまり、複数のフィルタ１５（または複数のフィルタ１７）は、回転軸を中心とする１つの円周上に並んでおり、複数の移動磁石１８もまた、回転軸を中心とする１つの円周上に並んでいる。よって、複数のフィルタ１５（またはフィルタ１７）のうちの１つを第１フィルタ、他の１つを第２フィルタとし、第１フィルタおよび第２フィルタと組を構成する移動磁石１８をそれぞれ第１移動磁石および第２移動磁石とすると、これらの部材は以下のような関係を有する。すなわち、回転体６を回転させることにより、回転前に第１フィルタが位置していた位置に第２フィルタを位置させると、回転前に第１移動磁石が位置していた位置に第２移動磁石が位置する。
　図２および図３中に示される使用位置２０は、分析に使用されるフィルタ１５およびフィルタ１７が配置される位置である。
　ベース７の回転体６と対向する面には、固定磁石１９が取り付けられている。固定磁石１９の具体的な取り付け位置については後述する。
　図４は、歯車伝動機構の概略図である。歯車伝動機構は、少なくとも駆動歯車２１と被駆動歯車２２という互いに噛み合う２つの歯車を備えている。
　駆動歯車２１は、モータ８が順方向に回転すると順方向に回転するように構成されている。駆動歯車２１が順方向に回転すると、被駆動歯車２２が順方向に回転する。被駆動歯車２２が順方向に回転すると回転体６が順方向に回転する。逆方向の場合も同様である。なお、図４中の実線の矢印は順方向を、破線の矢印は逆方向を示している。
　図５は、駆動歯車２１および被駆動歯車２２の部分拡大図である。駆動歯車２１は複数の歯２１Ａを有している。駆動歯車２１の各歯２１Ａは、駆動歯車２１が順方向に回転するときに回転方向前側に位置する順方向面２１Ｂと、駆動歯車２１が逆方向に回転するときに回転方向前側に位置する逆方向面２１Ｃを有する。被駆動歯車２２は複数の歯２２Ａを有している。被駆動歯車２２の各歯２２Ａは、被駆動歯車２２が順方向に回転するときに回転方向前側に位置する順方向面２２Ｂと、被駆動歯車２２が逆方向に回転するときに回転方向前側に位置する逆方向面２２Ｃを有する。
　駆動歯車２１が順方向に回転するとき、駆動歯車２１の歯２１Ａの順方向面２１Ｂは、被駆動歯車２２の歯２２Ａの逆方向面２２Ｃを押す。これにより、駆動歯車２１から被駆動歯車２２に回転が伝わる。このとき、被駆動歯車２２の歯２２Ａを押している駆動歯車２１の歯２１Ａと、押されている歯２２Ａよりも１つ回転方向後ろ側に位置している歯２２Ａとの間には、バックラッシが存在する。駆動歯車２１と被駆動歯車２２とをスムーズにかみ合わせるために、このバックラッシは不可欠である。
　しかしながら、このバックラッシが存在するために、モータ８および駆動歯車２１が停止した後に、駆動歯車２１の２つの歯２１Ａの間で、被駆動歯車２２の歯２２Ａがふらつく余地が生じる。つまり、回転体６が回転を停止した後、わずかではあるが、回転体６が回転軸周りにふらつく可能性がある。このふらつきによって、フィルタ１５（またはフィルタ１７）の位置決めが不正確となる可能性がある。
　そこで、本実施形態に係る核酸増幅装置１には、固定磁石１９が取り付けられている。固定磁石１９は、移動磁石１８を介して回転体６に、回転体６を逆方向に回転させる力を及ぼすことができる位置に配置されている。つまり、固定磁石１９は、使用位置２０（図２、図３参照）で停止しているフィルタ１５（またはフィルタ１７）と組を構成する移動磁石１８に磁力を及ぼすことによって、被駆動歯車２２の歯２２Ａを駆動歯車２１の歯２１Ａに押しつけることができる位置に配置されている。具体的には、被駆動歯車２２の歯２２Ａの逆方向面２２Ｃを駆動歯車２１の歯２１Ａの順方向面２１Ｂに押しつけることができるような位置に、固定磁石１９は取り付けられている。図３中の矢印は斥力を示している。
　本実施形態においては、固定磁石１９は移動磁石１８に斥力を及ぼす、つまり、回転体６を逆方向に向けて押しつけるように配置されている。すなわち、固定磁石１９は、使用位置２０に位置させたいフィルタ１５（またはフィルタ１７）が使用位置２０に位置するときに、このフィルタ１５（またはフィルタ１７）と組を構成する移動磁石１８よりも磁力が及ぶ範囲内で順方向前側となる位置に配置されている。なお、移動磁石１８が上側にＮ極、下側にＳ極を有している場合、固定磁石１９は、上側にＳ極、下側にＮ極を有するように配置されている。移動磁石１８が上側にＳ極、下側にＮ極を有している場合、固定磁石１９は、上側にＮ極、下側にＳ極を有するように配置されている。
　よって、本実施形態に係る核酸増幅装置１は、各フィルタ１５（またはフィルタ１７）を、使用位置２０において、正確に位置決めすることができる。
　しかも、回転体６が停止しているとき、被駆動歯車２２の歯２２Ａの逆方向面２２Ｃは、駆動歯車２１の歯２１Ａの順方向面２１Ｂに押しつけられた状態で停止している。つまり、被駆動歯車２２の歯２２Ａの逆方向面２２Ｃと、駆動歯車２１の歯２１Ａの順方向面２１Ｂとの間に隙間はない。よって、回転体６を順方向に回転させるためにモータ８および駆動歯車２１を順方向に回転させ始めるとき、駆動歯車２１の歯２１Ａと被駆動歯車２２の歯２２Ａとの間の隙間を詰めるための無駄時間が発生しない。つまり、モータ８の回転開始と同時に回転体６を回転させることができる。よって、回転体６を順方向に回転させることによるフィルタ１５（またはフィルタ１７）の切り替えを迅速に行うことができる。
　回転体６の順方向の回転と停止が繰り返されることにより、複数のフィルタ１５（またはフィルタ１７）を１つずつ使用位置２０に停止させる場合、停止している回転体６を順方向に回転させ始める回数が必然的に多くなる。よって、順方向に回転させ始める回数が多くなるほど、つまり、フィルタ切り替えの回数が多くなるほど、固定磁石１９の作用によって、被駆動歯車２２の歯２２Ａを駆動歯車２１の歯２１Ａに押しつけることの切り替え時間短縮効果は大きくなる。
　さらに、被駆動歯車２２の歯２２Ａで駆動歯車２１の歯２１Ａを押しつけることによって、モータ８の中のロータをステータに対して適切な位置で停止させることができる。よって、モータ８が回転を開始する時に脱調が起きにくくすることができる。
　制御部９は、モータ８を制御して回転体６の逆方向の回転を１回行うことにより、回転体６を初期状態に戻すことができるように構成されていてもよい。初期状態とは、核酸増幅装置１が分析を開始する時の状態であり、例えば、複数のフィルタ１５（またはフィルタ１７）の中の予め定められた１つが使用位置２０に位置する状態である。このように制御部９が構成されていることによって、分析作業開始時または分析作業完了後に、回転体６を１回の動作で初期状態に戻すことができ、次の試料を用いる分析を速やかに開始することができる。
　固定磁石１９が移動磁石１８に磁力を及ぼしているので、回転体６を逆回転させるとき、駆動歯車２１の歯２１Ａの逆方向面２１Ｃと被駆動歯車２２の歯２２Ａの順方向面２２Ｂとの間には隙間が発生している。よって、モータ８および駆動歯車２１を逆回転させて、被駆動歯車２２および回転体６を逆回転させるとき、駆動歯車２１の歯２１Ａの逆方向面２１Ｃと被駆動歯車２２の歯２２Ａの順方向面２２Ｂとの間の隙間を詰めるための無駄時間が発生する。しかしながら、回転体６の逆回転は、回転体６を初期状態に戻す時に限られている。よって、駆動歯車２１の歯２１Ａの逆方向面２１Ｃと被駆動歯車２２の歯２２Ａの順方向面２２Ｂとの間の隙間を詰めることに要する無駄時間の影響は最小化される。
　本実施形態においては、回転体６の回転軸から固定磁石１９までの距離は、回転軸から各移動磁石１８までの距離よりも大きい。つまり、固定磁石１９は、回転体６が回転するとき、各移動磁石１８と正面視で重ならない位置に配置されている。よって、回転体６を回転させるときに固定磁石１９が各移動磁石１８に及ぼす磁力の変動が過度に大きくなり、回転体６の回転に必要なトルクを大きく変動させることを防止することができる。つまり、スムーズに回転体６を回転させることができる。なお、回転体６の回転軸から固定磁石１９までの距離は、回転軸から各移動磁石１８までの距離よりも小さくても良い。
（第２実施形態）
　図６は第２実施形態に係る核酸増幅装置１の回転体６周辺の側面図である。以下、第１実施形態と共通する事項は説明を省略する。
　第２実施形態において、固定磁石１９は、移動磁石１８に引力を及ぼす位置、つまり、回転体６を逆方向に向けて引きつける位置に配置されている。すなわち、固定磁石１９は、使用位置２０に位置させたいフィルタ１５（またはフィルタ１７）が使用位置２０に位置するときに、このフィルタ１５（またはフィルタ１７）と組を構成する移動磁石１８よりもわずかに順方向後側となる位置に配置されている。図６中の矢印は引力を示している。なお、移動磁石１８が上側にＮ極、下側にＳ極を有している場合、固定磁石１９は、上側にＮ極、下側にＳ極を有するように配置されている。移動磁石１８が上側にＳ極、下側にＮ極を有している場合、固定磁石１９は、上側にＳ極、下側にＮ極を有するように配置されている。
（変形例）
　本開示に係る分析装置は、これまでに説明された実施形態には限られず、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形を加えることができる。
　例えば、シャフト１３は、ベース７に固定されていても良い。この場合、シャフト１３は、軸受を介して第１回転板１１および第２回転板１２を支持する。
　また、回転体６の回転軸の延在方向はどのような方向であっても良い。例えば、Ｘ軸方向に延在する回転軸周り、つまり、水平に延びる軸周りに回転するように、回転体６が構成されていても良い。
　また、回転体の回転軸から見て、フィルタ１５（またはフィルタ１７）に対する移動磁石１８の相対位置が、複数の組の全てにおいて同じである限り、回転体６に配置された複数のフィルタ１５（またはフィルタ１７）は、回転軸周りに不等間隔に配置されていても良い。
　また、回転体の回転軸から見て、フィルタ１５（またはフィルタ１７）に対する移動磁石１８の相対位置が、複数の組の全てにおいて同じである限り、フィルタ１５（またはフィルタ１７）と組を構成する移動磁石１８の配置位置は任意である。図２を参照しながら説明する。例えば、使用位置２０に位置するフィルタ１５と組を構成する移動磁石１８は、使用位置２０に位置する移動磁石１８（以下、本段落において第１磁石）であってもよいし、使用位置２０と回転軸を挟んで１８０°反対側の位置に位置する移動磁石１８（以下、本段落において第２磁石）であってもよい。使用位置２０に位置するフィルタ１５と組を構成する移動磁石１８が第１磁石である場合、固定磁石１９は、図２に示される位置に配置される。また、使用位置２０に位置するフィルタ１５と組を構成する移動磁石１８が第２磁石である場合、固定磁石１９は、図２に示される位置と回転軸を挟んで１８０°反対側の位置に配置される。固定磁石１９が図２に示される位置と回転軸を挟んで１８０°反対側の位置に配置される場合、固定磁石１９は、回転体６を逆回転させるように第２磁石に斥力を及ぼす。その結果、使用位置２０に位置するフィルタ１５（またはフィルタ１７）は位置決めされ、被駆動歯車２２の歯２２Ａは駆動歯車２１の歯２１Ａに押しつけられる。
　また、図４には、モータの出力軸と駆動歯車２１が直結された状態が示されているが、駆動歯車２１は、モータ８の出力軸に直結されていなくてもよいことは言うまでもない。また、図４には、被駆動歯車２２とシャフト１３が直結された状態が示されているが、被駆動歯車２２がシャフト１３に直結されていなくてもよいことは言うまでもない。また、歯車伝動機構が３つ以上の歯車を有していてもよいことは言うまでもなく、この場合、駆動歯車２１と被駆動歯車２２は互いに噛み合っていれば歯車伝動機構内のどこに配置されていてもよい。
　駆動歯車２１および被駆動歯車２２は、それぞれの回転軸が平行な２つの歯車で構成されていても良いし、それぞれの回転軸が交差する歯車で構成されていても良い。また、駆動歯車２１および被駆動歯車２２は、内歯歯車と外歯歯車の組み合わせで構成されていても良い。
　２０２２年３月２日出願の特願２０２２－０３１８７７の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本開示は、核酸増幅装置等の分析装置における分析作業の効率化に寄与するものであり、その産業上の利用可能性は多大である。
　１　核酸増幅装置
　２　筐体
　３　反応ユニット
　４　光源
　５　カメラ
　６　回転体
　７　ベース
　８　モータ
　９　制御部
　１１　第１回転板
　１２　第２回転板
　１３　シャフト
　１４　フィルタキューブ
　１５　フィルタ
　１６　ダイクロックミラー
　１７　フィルタ
　１８　移動磁石
　１９　固定磁石
　２０　使用位置
　２１　駆動歯車
　２１Ａ　歯
　２１Ｂ　順方向面
　２１Ｃ　逆方向面
　２２　被駆動歯車
　２２Ａ　歯
　２２Ｂ　順方向面
　２２Ｃ　逆方向面

Claims (4)

  1. 　モータと、
    　フィルタと移動磁石の組を複数備える回転体と、
    　互いに噛み合う駆動歯車および被駆動歯車を備え、前記モータの回転を前記回転体の回転に変換する歯車伝動機構と、
    　前記モータを制御して前記回転体の順方向の回転と停止を繰り返すことにより、前記複数のフィルタを１つずつ使用位置に停止させる制御部と、
    　固定磁石と、を備え、
    　前記回転体の回転軸から見て、前記フィルタに対する前記移動磁石の相対位置は、前記複数の組の全てにおいて同じであり、
    　前記固定磁石は、前記複数のフィルタの１つが前記使用位置で停止しているときに、前記複数の移動磁石の１つに磁力を及ぼすことによって、前記被駆動歯車の歯を前記駆動歯車の歯に押しつけることができる位置に配置されている、
    　分析装置。
  2. 　前記制御部は、前記モータを制御して前記回転体の前記順方向の逆方向の回転を１回行うことにより、前記回転体を初期状態に戻すことができるように構成されている、
    　請求項１に記載の分析装置。
  3. 　前記回転軸から前記固定磁石までの距離は、前記回転軸から前記移動磁石までの距離と異なる、
    　請求項１または２に記載の分析装置。
  4. 　前記固定磁石は、前記複数の移動磁石に斥力を及ぼすように配置されている、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の分析装置。
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