(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部と貯溜部とを結ぶ液通路内に磁場作用が及ぼされる分離領域部を有し液の吸引又は吐出をする分注機のピペット部の該分離領域部に磁性体粒子を懸濁させた液を通過させる際に、液通路の外側面から前記分離領域部に磁場作用を及ぼし、液通路の内側面に磁性体粒子を吸着させることによって、液から磁性体粒子を分離可能とする過程を含む制御方法であって、検体等の目的物質及び磁性体粒子等の物質に関する種類、数量若しくは収容位置等の物質条件、反応数、インキュベーションの時間若しくは温度等の反応条件、又は、分注機による吸引・吐出の有無、位置、時間、順序、回数、速度若しくは磁場による吸着の有無等の動作条件を含む指示情報を入力し（Ｓ１００）、入力された前記指示情報又は登録された情報に基づいて、処理実行に必要な指示内容を解析し（Ｓ１０１）、解析された指示内容に基づいて、分注機又は容器移送装置が従うべき処理パターンを決定し（Ｓ１０２）、前記分注機、又は分注機及び容器移送装置に対し、決定された当該処理パターンに基づいて処理実行の指示を行う（Ｓ１０３）とともに、
過程（Ｓ１０２）の前記処理パターンの決定は、指定された項目に対して、各項目に含まれる反応数、指定された検体数、検体分割数、各項目の合計処理時間、各項目に含まれる各過程の処理時間又はカートリッジ容器位置に基づいて行うことを特徴とする分注機による磁性体粒子の制御方法。
【請求項２】
ピペット部の前記分離領域部に磁性体粒子の分離を目的として磁場作用が及ぼされている時にピペット部内に吸引され吐出される液の吸引・吐出速度は、分離目的に十分な効果が得られる程度の遅い速度に設定されることを特徴とする請求の範囲１に記載された分注機による磁性体粒子の制御方法。
【請求項３】
一定量の検体を一定量の磁性体粒子懸濁液とを混合させた状態で全量吸引し吐出する過程において磁性体粒子を捕集するように制御することを特徴とする請求の範囲１又は２に記載された分注機による磁性体粒子の制御方法。
【請求項４】
液を全量吸引した場合に、吸引された液の下面を前記分離領域部の下端域以上の位置に上昇させるように駆動制御することを特徴とする請求の範囲１乃至３のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御方法。
【請求項５】
液を高速で吸引し吐出する場合には、空気の混入による泡の発生を防止するため、ピペット部の下端部を必ず試薬や洗浄液中に浸漬させた状態で行なうように制御することを特徴とする請求の範囲１乃至４のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御方法。
【請求項６】
攪拌・洗浄の際、容器から吸引する液の割合の設定を可能とすることを特徴とする請求の範囲１乃至５のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御方法。
【請求項７】
攪拌・洗浄の際、液が極めて微量の場合には、エアの吸引を指示することを特徴とする請求の範囲１乃至４のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御方法。
【請求項８】
ピペット部は、分注ユニットに設けられた１又は２以上のノズルにそれぞれ着脱自在に装着されたピペットチップであり、２以上のノズルに各ピペットチップを装着した場合には、請求の範囲１乃至７のいずれかに記載の方法を同時に行なうように制御することを特徴とする請求の範囲１乃至７のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御方法。
【請求項９】
過程（Ｓ１０１）の前記指示内容の解析は、入力された内容から検体数・検体分割数を判定し、前記物質条件、反応条件若しくは動作条件等を判定し、又は必要な試薬等の必要量を所定容器に分注する準備処理を処理実行前若しくは処理中の合間に行う前処理若しくは中処理の指示を判定することによって行うことを特徴とする請求の範囲１乃至８のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御方法。
【請求項１０】
検体数又は検体分割数が複数の場合には、１又は２以上の反応数からなる処理の開始から終了までのインキュベーションを除く合計実働時間Ｔ、又は、インキュベーションの時間ｔを入力、測定若しくは登録し、最小のインキュベーション時間ｔminを前記合計実働時間Ｔ以上とし、インキュベーション時間ｔは、最小インキュベーション時間ｔminの整数倍（ｎ）となるように、指示情報を入力し又は処理パターンを決定することを特徴とする請求の範囲１乃至９のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御方法。
【請求項１１】
検体数又は検体分割数が複数の場合には、１又は２以上の反応数からなる処理の開始から終了までの合計実働時間のうち１又は２以上のインキュベーションで区切られた各実働時間を入力、測定若しくは登録し、前記中処理の指示を受ける場合には、各反応過程で必要とする中処理のための処理時間を、前記各実働時間よりやや短く設定するように指示情報を入力し又は処理パターンを決定することを特徴とする請求の範囲１０に記載された分注機による磁性体粒子の制御方法。
【請求項１２】
過程（Ｓ１０３）の前記処理実行の指示は、検体を吸入して、必要な攪拌を伴い指定された容器に吐出する指示と、前記分注機に設けられた磁石をピペットチップに近接させて前記液に懸濁している目的物質と結合した磁性体粒子をピペットの内側に吸着させる指示と、ピペットチップに対し高速な吸引・吐出を行うことによる攪拌の指示と、容器内の液を吸引・吐出する指示とからなることを特徴とする請求の範囲１乃至１１のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御方法。
【請求項１３】
先端部、貯溜部、当該先端部及び貯溜部を結ぶ液通路、並びに当該液通路内に磁場作用が及ぼされる分離領域部を有するピペット部と、当該ピペット部内を負圧または加圧して前記ピペット部内に磁性体を懸濁した液を吸引し或は吐出させる分注ユニットと、磁場源と、前記分離領域部に対し、液通路の外側面から磁場作用を及ぼしまたは除くために磁場源の駆動を行う磁場源駆動装置と、前記分注ユニット及び前記磁場源駆動装置に対する制御を行う制御手段と、を有し、
当該制御手段は、検体等の目的物質及び磁性体粒子等の物質に関する種類、数量若しくは収容場所等の物質条件、反応数、インキュベーションの時間若しくは温度等の反応条件、又は、分注機による吸引・吐出の有無、位置、時間、順序、回数、速度若しくは磁場源による吸着の有無等の動作条件を含む指示情報を入力する指示情報入力手段（２００）と、入力された前記指示情報に基づいて、処理実行に必要な指示内容を解析する指示内容解析手段（２０１）と、解析された指示内容に基づいて、分注機が従うべき処理パターンを決定する処理パターン決定手段（２０２）と、前記分注機に対し、決定された当該処理パターンに基づいて処理実行の指示を行う処理パターン実行指示手段（２０３）とを有するとともに、
前記指示内容解析手段（２０１）は、入力された内容から検体数・検体分割数を判定する検体数・検体分割数判定部と、前記物質条件、反応条件又は動作条件等を判定する処理内容・反応数判定部と、前記自動入力部から指示された、必要な試薬等の必要量を所定容器に分注する準備処理を処理実行前若しくは処理中の合間に行う前処理又は中処理の指示の判定を行う前処理・中処理指示判定部とを有し、
前記処理パターン決定手段（２０２）は、指定された項目に対して、各項目に含まれる反応数、指定された検体数、検体分割数、各項目の合計処理時間、各項目に含まれる各過程の処理時間又はカートリッジ容器位置等に基づいて、処理パターンを決定することを特徴とする分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項１４】
前記制御装置は、さらに容器を目的の位置に移送する容器移送装置を有し、前記制御手段は、分注ユニット、前記磁場源駆動装置及び容器移送装置に対する制御を行うものであり、
前記処理パターン決定手段は、分注機又は容器移送装置が従うべき処理パターンを決定し、前記処理パターン実行指示手段は、前記分注機又は容器移送装置に対し、決定された当該処理パターンに基づいて処理実行の指示を行うことを特徴とする請求の範囲１３に記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項１５】
前記制御装置は、実行指示の結果得られた処理結果を解析する解析手段を有することを特徴とする請求の範囲１３又は１４に記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項１６】
前記ピペット部は、前記貯溜部の開口に前記分注ユニットに設けられたノズルを着脱自在に嵌着することによって、ノズルに装着されるピペットチップであり、
前記制御手段は、前記ノズルと前記ピペットチップとの着脱の制御をも行うことを特徴とする請求の範囲１３乃至１５のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項１７】
磁性体粒子懸濁液や目的物質の定量や定性、抽出等に必要な試薬や洗浄液等を、ピペット部の移動軌跡に沿って予め所要量ずつ用意しておき、この軌跡に沿ってピペット部を移動させて各液を吸引・吐出するように構成したことを特徴とする請求の範囲１３乃至１６のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項１８】
磁性体粒子懸濁液や目的物質の定量や定性、抽出等に必要な試薬や洗浄液等を予め所要量ずつ容器の液収容部に用意して、前記制御手段は、該容器自体または容器の各液収容部をピペット部の昇降位置まで移動させるように制御することを特徴とする請求の範囲１３乃至１７のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項１９】
前記制御手段は、ピペットチップを分注ユニットに設けられた複数のノズルにそれぞれ着脱自在に装着し、これら各ピペットチップが所定の分離、攪拌、洗浄作業を同時に行なうように制御することを特徴とする請求の範囲１３乃至１８のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項２０】
前記制御手段は、着底モードとして、容器の底にピペット部の先端部が当たり最下端を認識した上で、該先端部が容器に触れない高さまで上昇し、前記容器の底と前記先端部を至近距離に位置させて吸引又は吐出を行うように制御することを特徴とする請求の範囲１３乃至１９のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項２１】
複数本のピペットチップを着脱自在に装着可能な複数本のノズルをもつ分注ユニットを備え、前記ノズルのうちの一つにのみ液面を感知する液面センサを組み付けたことを特徴とする請求の範囲１３乃至２０のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項２２】
前記磁場源駆動装置は、磁石と挟持体とを互いに近接離間する方向へ移動可能に構成されていることを特徴とする請求の範囲１３乃至２１のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項２３】
容器の設置側または試薬のボトル側に保冷庫等の恒温装置を配設したものであることを特徴とする請求の範囲１３乃至２２のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項２４】
遮蔽構造を有する測定部を備え、該測定部に光学、電磁波、電子線等の放射線の測定装置を配設したものであることを特徴とする請求の範囲１３乃至２３のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項２５】
前記測定部に測定時に必要となるトリガー試薬等の試薬を分注する分注ノズルを配設したものであることを特徴とする請求の範囲２４に記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項２６】
所定検体について、分離、反応、攪拌、洗浄等の各過程で使用された前記ピペットチップを各検体毎に再装着可能に保管する再装着可能保管部を有するものであることを特徴とする請求の範囲１３乃至２５のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項２７】
予め試薬を分注した容器の開口を薄膜で覆ったものを用いたものであることを特徴とする請求の範囲１３乃至２６のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項２８】
試薬の必要量又は種類等について予め設定された情報に基づいて、試薬を分注するように準備した後、本来の処理実行するように制御するものであることを特徴とする請求の範囲１３乃至２７のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項２９】
前記処理パターン決定手段は、自動入力部から入力された内容を解析する指示内容解析部と、解析された指示内容に基づいて、分注機又は容器移送装置が従うべき処理パターンを決定する処理パターン決定部とを有することを特徴とする請求の範囲１３のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項３０】
前記処理パターン実行指示手段は、検体を吸入して、指定された容器に、必要な攪拌を伴う吐出の指示を分注機に対して行う手段と、前記分注機に設けられた磁石をピペットチップに近接させて前記液に懸濁している目的物質と結合した磁性体粒子をピペットの内側に吸着させる指示を行う手段と、ピペットチップに対し高速な吸引・吐出を行うことによって攪拌を指示する手段と、容器内の液を吸引・吐出する手段とを有することを特徴とする請求の範囲１３または１４に記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項３１】
前記処理パターン決定手段は、検体数又は検体分割数が複数の場合には、１又は２以上の反応数からなる処理の開始から終了までのインキュベーションを除く合計実働時間Ｔ、又は、インキュベーションの時間ｔを入力、測定若しくは登録し、最小のインキュベーション時間ｔminを前記合計実働時間Ｔ以上とし、インキュベーション時間ｔは、最小インキュベーション時間ｔminの整数倍（ｎ）となるように、処理パターンを決定することを特徴とする請求の範囲１３、１４又は２９のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項３２】
前記処理パターン決定手段は、検体数又は検体分割数が複数の場合には、処理の開始から終了までの合計実働時間のうち１又は２以上のインキュベーションで区切られた各実働時間を入力し、測定若しくは登録し、前記中処理の指示を受ける場合には、各反応過程で必要とする中処理のための処理時間を、前記各実働時間よりやや短く設定するように処理パターンを決定したことを特徴とする請求の範囲３１のいずれかに記載された分注機による磁性体粒子の制御装置。
【請求項３３】
先細りの先端部、太めの貯溜部、当該先端部及び貯溜部を結ぶ細めの液通路、並びに液通路内に磁場作用が及ぼされる分離領域部を有するピペットチップと、前記貯溜部の開口にノズルを着脱自在に嵌着して前記ピペットチップ内を負圧または加圧して前記ピペットチップに液を吸引し或は吐出させる分注ユニットと、前記液通路の外側面に対して近接離間自在に設けた磁場源と、該磁場源を前記液通路に近接離間させる磁石駆動装置と、前記分注ユニットの動作や移動および前記ノズルと前記ピペットチップとの着脱並びに前記磁石駆動装置の前記ピペットチップへの前記磁場源の近接離間を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、検体等の目的物質及び磁性体粒子等の物質に関する種類、数量若しくは収容場所等の物質条件、反応数、インキュベーションの時間若しくは温度等の反応条件、又は、分注機による吸引・吐出の有無、位置、時間、順序、回数、速度若しくは磁場源による吸着の有無等の動作条件を含む指示情報を入力する指示情報入力手段（２００）と、入力された前記指示情報に基づいて、処理実行に必要な指示内容を解析する指示内容解析手段（２０１）と、解析された指示内容に基づいて、分注機が従うべき処理パターンを決定する処理パターン決定手段（２０２）と、前記分注機に対し、決定された当該処理パターンに基づいて処理実行の指示を行う処理パターン実行指示手段（２０３）とを有するとともに、
前記指示内容解析手段（２０１）は、入力された内容から検体数・検体分割数を判定する検体数・検体分割数判定部と、前記物質条件、反応条件又は動作条件等を判定する処理内容・反応数判定部と、前記自動入力部から指示された、必要な試薬等の必要量を所定容器に分注する準備処理を処理実行前若しくは処理中の合間に行う前処理又は中処理の指示の判定を行う前処理・中処理指示判定部とを有し、
前記処理パターン決定手段（２０２）は、指定された項目に対して、各項目に含まれる反応数、指定された検体数、検体分割数、各項目の合計処理時間、各項目に含まれる各過程の処理時間又はカートリッジ容器位置等に基づいて、処理パターンを決定することを特徴とする分注機による磁性体粒子の制御装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、目的物質を結合させた磁性体粒子を、磁力を利用して液から分離し、または、液に懸濁させる分注機による磁性体粒子の制御方法およびその装置に関する。
技術的背景
近年、バイオテクノロジー分野において、磁性体粒子を利用して、溶液中から対象とする目的物質のみを分離する方法が利用されるようになり、免疫アッセイ、ＤＮＡハイブリダイセーション、ＰＣＲ、細胞の分離、タンパク質の分離或は洗浄等に広く応用されている。
このような磁性体粒子を利用して目的物質を分離する場合、注射器状のシリンダのピストンを手作業によって上昇操作することで、磁性体粒子が含有された液を吸引し、この吸引過程中に、上記シリンダ或いは分注チップ部の容器（液貯溜部）の外側に配設された磁石の作用により溶液中の磁性体粒子を磁石配置箇所に捕集させ、その後に、上記ピストンを下降させて溶液を排出させることで、磁性体粒子を分注チップ部の内面に吸着させて磁性体粒子を分離させる手法が考えられる。
そして、溶液から磁性体粒子を分離した後、再び上記ピストンを上昇させ、チップ内に他の溶液を吸引して磁性体粒子に対する磁力の作用を解除させると、捕集していた磁性体粒子が溶液中に懸濁し、かかる状態からピストンを下降させると、チップ内から磁性体粒子が懸濁した溶液を排出させる。
このような用手法による分離方法或いは懸濁方法は、実際には、ピペットチップの着脱や磁石の近接・離間、相対位置制御及び磁性体粒子の分離・攪拌・洗浄作業の高精度化及び高感度化を用手法で行うことは不可能であり、磁性体粒子の制御を有機的に、かつ、高精度に行うためには、高度に機械化させた分注システムが不可欠である。
さらに、磁性体粒子に磁場作用を及ぼして、高感度に制御を行うには、その磁石の磁場の強さや、シリンダ等の形状、動作条件等の複雑で微妙な構成が必要である。
この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであり、
第１には、本発明は、改良された分注機による磁性体粒子の制御方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
第２には、本発明は、磁性体粒子を、高度に機械化された分注機で、単なる磁性体粒子の分離及び移動のみならず、攪拌、洗浄、再懸濁、混合等の種々の動作を可能とするために、吸引・吐出の速度、量、繰返数又はその組み合わせを実行させることにより、種々の動作を高精度の定量性且つ信頼性のある制御を行うことを目的とする分注機による磁性体粒子の制御方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
第３には、本発明は、磁性体粒子に対し、高感度に磁場を及ぼすことによって、精密で複雑な制御を可能とする分注機による磁性体粒子の制御方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
第４には、本発明は、簡単な操作によって、各種動作を伴う複雑で信頼性のある制御を行うための分注機による磁性体粒子の制御方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
第５には、本発明は、自動的に、最も効率的で、高速な処理を設定且つ指示することができる分注機による磁性体粒子の制御方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
第６には、本発明は、安全で、汚染のない信頼性のある処理を行うことができる分注機による磁性体粒子の制御方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
第７には、本発明は、簡単で安価な構成による実現性のある分注機による磁性体粒子の制御方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
第８には、本発明は、種々の処理パターンを設定することによって、種々の動作制御の指示が可能な多様性があり且つ汎用性のある分注機による磁性体粒子の制御方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
発明の開示
上記目的を達成させるため、請求の範囲１に記載された分注機による磁性体粒子の制御方法は、先端部と貯留部とを結ぶ液通路内に磁場作用が及ぼされる分離領域部を有し液の吸引又は吐出をするピペット部の該分離領域部に磁性体粒子を懸濁させた液を通過させる際に、液通路の外側面から前記分離領域部に磁場作用を及ぼし、液通路の内側面に磁性体粒子を吸着させることにより、液から磁性体粒子を分離可能とする過程を含むことを特徴とするものである。
ここで、「先端部」とは、液が流入し、流出する部分をいい、ピペット部の先端の口の部分のみ、又は、それに付随して先端に向けて先細りとなっている部分があればそれを含めても良い。
「貯溜部」とは、吸引した液を貯溜する容器部分をいう。
また、「液通路」とは、先端部と貯溜部との間を結ぶ（連通する）部分であって、この部分は、主として液の通過に用いられる部分であり、この部分では、少なくとも、吸引された液又は貯溜部から流出する液の下面が通過するように制御される領域が含まれる部分である。
「液通路」内に分離領域部を設けるようにしたのは、第１に、液通路は、前述したように先端部から吸引された液又は貯溜部から流出する液の下面が通過するように制御される領域を含むので、当該部分に分離領域部を設ければ、液の全てを通過させて液中に懸濁する全磁性体粒子を漏れなく捕らえることが可能だからである。
第２に、液通路は、貯溜部のように液を貯溜するための領域でないので、ピペット部の下方に設けた容器の液量を維持する程度以上の容積をもたせたり、ピペット部を指示する構造を形成する等の形状の制限が少ないので、液通路内に磁場作用を十分に及ぼすように細く形成できる。
分離領域部では、前記先端部から吸引された液又は貯溜部から流出する液の下面が通過するように制御すれば、全磁性体粒子を捕獲することができる。
好ましくは、該分離領域部は、液通路の太さが一定に形成されて、安定した流れが得られる部分に設けるのが、磁性体粒子を捕獲しやすい。
また、例えば、細めの先端部がある場合には、先端部にあまり近すぎると、めづまりを起こしやすく、上方過ぎる位置では、全部の液の通過をさせるために液の下面を上昇させる必要がある。
また、液通路であっても太さが比較的太い部分では、磁性体粒子に磁場を十分に及ぼすことはできない。これらを勘案して磁場領域部は設定される。
「貯溜部」と「液通路」と「先端部」とは、前述した機能の相違の他、例えば、太さ等の形状の相違、その中にある液についての制御のやり方でも区別しうる。
好ましくは、「貯溜部」は、例えば、容器の液量を維持するため、３つの中で最も太い部分に形成し、「先端部」は、例えば、吸引吐出をスムーズに行うため先端に向かって先細りとなるように形成し、「液通路」は、液を通過させるための部分で且つ、分離領域部を設ける部分なので、例えば、「貯溜部」に比較して細めに、太さが一定となるように形成する。
「ピペット部」とは、分注機に設けられ、下方にある容器内に挿入可能且つ容器内にある液と接触可能な部分であって、液の吸引又は吐出が行われるものである。また、使い捨て可能なピペットチップのように着脱可能に設けられるもののみならず、固定して取り付けられているものであっても良い。
この方法によれば、ピペット部の磁性体粒子の分離領域部に磁性体粒子懸濁液を所定速度で通過させて、分離領域部の磁場の強い方にある液通路の内側面に磁性体粒子を捕集させることができる。
この発明において重要なのは、磁性体粒子を捕集する部位が、ピペット部の先端部でも貯留部でもなく、それを結ぶ液通路で捕集するという点にある。ピペット部の先端部近傍で捕集した場合には、前述したように目詰まりをおこし易く、また、反応容器の容量とほぼ同じ容量を必要とする貯留部で捕集する場合には、反応容器の外側に磁石等の磁場源を当接させて磁性体粒子を捕集する場合に相当するが、この場合には、捕集時間が長くかかり、捕集効率も低く、さらには、攪拌による再懸濁しにくいためである。
ここで、「所定速度」とは、磁性体粒子の粒径、磁性体粒子の特性、磁性体粒子の含有量、磁場源の吸着能力によって定まる定量を要する場合等を含め測定精度等の捕獲目的を十分に達する速度である。
「磁性体粒子」には、例えば、目的物質を吸着、又は反応によって結合させる物質をコーティングすることによって目的物質を結合させたものを用いる。
この反応には、凝集（凝固）反応も含み、凝集した目的物質のみを結合し、凝集しない物質については、結合させずに液内に残しておくことができる。
請求の範囲２に記載された方法は、請求の範囲１に記載された方法において、前記ピペット部の分離領域部は、磁場の発生及び消滅自在に設けられた磁場源が磁場を発生させた際に、又は近接離間自在に設けられた磁場源が液通路に近接した際に、磁場作用が及ぼされる液通路の内面に囲まれた領域であることを特徴とするものである。
ここで、「磁場源」とは、永久磁石のみならず、ソレノイドを用いた電磁石、または、超伝導体で形成したソレノイドを用いた電磁石も含む。
請求の範囲３に記載された方法において、上記ピペット部の分離領域部は、磁性体粒子を分離するために必要な強磁力領域内に含まれるように設けられている。
ここで、「強磁力領域」とは、磁石が磁性体粒子を捕集して内面に吸着することが可能となる、吸着力がある程度強い領域であって、その領域は、永久磁石、コイル、又はコイルの中に入れる鉄心の形状、巻数、材質、体積、断面積、設置位置（距離、障害物等の存在）、磁場Ｈ、磁束密度Ｂ、温度、対象となる磁性体粒子の粒径及び含有量等の特性、懸濁液（粘性、懸濁状態等）、容器、磁石の使用時間等によって定まる。磁石の吸着力は、一般に、磁石の強さＦと、磁石からの距離Ｌとの積Ｆ・Ｌで評価される。即ち、磁石に吸着されて密着状態となった磁性体粒子を十分に遠くに取り去るための仕事が大きいものが吸着力が強いと評価される。近似的には、この積は、リコイル積ｅと磁石体積Ｖとの積ｅＶに比例する。この値がその位置Ｌにある微小体粒子を磁石近傍に引きつけることができる仕事値よりも大きくなる領域である。
例えば、磁場及び磁束密度を所定の大きさにすると、その領域は、直径３ｍｍ程度の断面積をもつ所定体積の永久磁石に対して、永久磁石までの距離が２ｍｍ程度の範囲内となる。
また、請求の範囲４に記載された方法は、磁場源は、液通路の軸心に対して近接離間するように駆動される。
さらに請求の範囲５に記載された方法によれば、磁性体粒子の分離作業の時には、液の吸引・吐出のときに、分離目的に十分な効果が得られる程度に遅い速度で液を吸引し吐出することが捕集効率をより完全化する上で望ましい。例えば、液が高粘度で、含有される磁性体粒子が弱着磁性粒子の場合には、液の吸引・吐出速度は、ゆっくりとした速度か、或は、複数回の吸引・吐出が必要となるが、液が低粘度で、含有される磁性体粒子が強着磁性粒子の場合には、液の吸引・吐出を一回行うだけで十分な場合もある。
請求の範囲６に記載された方法は、請求の範囲１乃至５のいずれかの方法のおいて、一定量の検体を一定量の磁性体粒子懸濁液とを混合させた状態で全量吸引し吐出する過程において磁性体粒子を捕集するように構成されていることを特徴とするものである。
この発明において最も重要な点の１つは、溶液全量について高精度に粒子のみを分離することができるため、且つ、液量を正確にコントロールすることによって、完全な定量制御を行うことができる点である。
請求の範囲７に記載された方法は、請求の範囲１乃至６のいずれかの方法において、液を全量吸引した場合に、吸引された液の下面を前記分離領域部の下端域以上の位置に上昇させるように駆動制御することを特徴とするものである。
これによって、液中に含まれる全磁性体粒子を捕獲することができるので、定量について高精密度の制御を行うことができる。
請求の範囲８に記載された方法は、請求の範囲１乃至請求の範囲７のいずれかの方法によって捕集された磁性体粒子を、ピペット部の液通路内面に吸着させたまま、これを他の位置へと移送し、該位置で、該位置に用意された液との反応や撹拌や洗浄等の目的物質に対する必要な処理作業を行なうように構成したことを特徴とするものである。
この方法によれば、磁性体粒子と検体との懸濁液から目的物質が結合した磁性体粒子のみをピペット部の液通路内面に吸着させたまま他の位置まで移送することが可能となり、それぞれの位置において、試薬の混合も、容器内面に吸着させた場合と比較して、最小限の条件にて、分離、攪拌、洗浄作業を効率的に行うことができる。
請求の範囲９に記載された方法は、磁性体粒子と試薬または洗浄液とについて、反応、攪拌又は洗浄する場合、その目的作業の効果を生じる速度であって、前記磁性体粒子の分離のときの液の吸引・吐出速度よりも高速で液の吸引・吐出し、かつ、複数回これを繰り返すように構成したことを特徴とするものである。
これは、磁性体粒子がピペット部の前記液通路内面に吸着しているので、遅い速度で吸引・吐出を繰り返しても、流体圧力が小さく磁性体粒子がピペット部の前記液通路内面から容易に離脱しない虞れがあるため、磁性体粒子がピペット部の液通路内面から確実に、かつ、効率的に離脱する流体圧力が得られるように、上記磁性体粒子の分離のときの液の吸引・吐出速度よりも高速で液の吸引・吐出し、かつ、複数回これを繰り返すことで粒子と液との攪拌、洗浄等の作業を効果的に行うことができる。
例えば、ピペット部の前記分離領域部にある液通路内面に吸着している磁性体粒子の状態が、ペレット状で再懸濁性が悪く微帯磁性がある場合には、上記攪拌・洗浄作業は高速で、吸引・吐出回数も１０数回に設定され、また、ピペット部の前記液通路内面に吸着している磁性体粒子の状態が、非ペレット状で懸濁性が良好で帯磁性がない場合には、上記攪拌・洗浄作業はやや高速で、吸引・吐出回数も１０回以下に設定される。
尚、このとき、上記分注機の制御部は、ピペット部内の液面最上昇位置を正確に制御することができるため、後の洗浄液の吸引時には、この最上昇位置を認識して該最上昇位置より上の位置まで洗浄液を吸引して、ピペット部の洗浄効率を向上させることも可能となる。
請求の範囲１０に記載された方法は、請求の範囲８または９に記載された方法において、液を高速で吸引し吐出する場合、ピペット部の下端部を必ず試薬や洗浄液中に浸漬させた状態で行なうことを特徴とするものである。
この方法によれば、気泡が液中に混入することがなく、ピペット部内の泡の付着による溶液の残存や定量性の低下、ピペット部内の泡の持ち越しによる試薬の相互混合の防止を図ることができる。
請求の範囲１１に記載された方法は、上記ピペット部は、分注ユニットに設けられた１又は２以上のノズルにそれぞれ脱着自在に装着されたピペットチップであり、２以上のノズルに各ピペットチップを装着した場合には、請求の範囲１乃至１０のいずれかに記載の方法を同時に行なうことを特徴とするものである。
この方法によれば、複数の並べられた液の処理を各ピペットチップで同時に処理することが可能となり、処理能力を向上させることができる。
請求の範囲１２に記載された方法は、第１図に示すように、請求の範囲１乃至１１のいずれかの方法において、検体等の目的物質及び磁性体粒子等の物質に関する種類、数量若しくは収容位置等の物質条件、インキュベーションの時間若しくは温度等の反応条件、又は、分注機による吸引・吐出の有無、位置、時間、順序、回数、速度若しくは分注機に設けられた磁石の吸着の有無等の動作条件を含む指示情報を入力し（Ｓ１００）、少なくとも入力された指示情報に基づいて、処理実行に必要な指示内容を解析し（Ｓ１０１）、解析された指示内容に基づいて、分注機又は容器移送装置が行うべき処理パターンを決定し（Ｓ１０２）、前記分注機又は容器移送装置に対し、決定された当該処理パターンに基づいて処理実行の指示を行う（Ｓ１０３）ことを特徴とするものである。
物質条件には、以上に例示したものの他、例えば検体等の目的物質及び磁性体粒子等の粒径、磁性体粒子の含有量等を含む。
「少なくとも入力された指示情報に基づく」のであるから、一部、予め登録された情報に基づいたり、または分注機による模擬動作による測定値に基づいても良い。
この方法によれば、処理パターンが固定されることがなく、処理に必要とするパターンを任意に設定することができる。また、処理パターンや処理ステップについて、最初から全部登録しておく必要がなく、必要に応じて最も効率的となるような処理条件を、磁性体粒子の分離作業、攪拌作業、洗浄作業の制御条件を設定することで、種々の反応パターンに適応する処理パターンを容易に実行することができるので、処理の多様性又は汎用性が高くなる。
また、請求の範囲１３に記載された装置は、先端部、貯溜部、当該先端部及び貯溜部を結ぶ液通路、並びに当該液通路内に磁場作用が及ぼされる分離領域部を有するピペット部と、当該ピペット部内を負圧または加圧して前記ピペット部内に磁性体粒子を懸濁した液を吸収し或いは吐出させる分注ユニットと、磁場源と、前記分離領域部に対し、液通路の外側面から磁場作用を及ぼしまたは除くために磁場源の駆動を行う磁場源駆動装置と、前記分注ユニット及び前記磁場源駆動装置に対する制御を行う制御装置と、を有することを特徴とするものである。
ここで、「先端部」「貯溜部」「液通路」等については前述した通りである。
この装置の構成により、前記磁場源駆動装置によって、前記液通路の分離領域部に磁場作用を及ぼすことによって、液中の全磁性体粒子を液通路の内側面に吸着させ、または、磁場作用を除去することによって、吸着した全磁性体粒子を液中に懸濁させることができる。
したがって、分離した磁性体粒子をピペット部の液通路内側面に吸着させた状態で、磁性体粒子の移動、他の液との混合攪拌、あるいは洗浄、反応等を、自動的に、効率的に、短時間で、高精密度で、高感度で、且つ信頼性良く行うことができる。
請求の範囲１４に記載の装置は、請求の範囲１３の装置において、さらに容器を目的の位置に移送する容器移送装置を設けるとともに、制御装置は前記分注ユニット、前記磁場源駆動装置及び容器移送装置に対する制御を行うものである。
これによれば、分注ユニットの移動のみならず、使用する容器自体についても、容器移送装置によって移送が可能である。したがって、分注ユニットのみの移動に比較して、複数の検体を連続的に時間を無駄にすることなくより効率的、高速に、短時間で、高精密度で、且つ信頼性良く行うことができる。
請求の範囲１５によれば、請求の範囲１３または１４において、前記ピペット部は、前記貯溜部の開口に前記分注ユニットに設けられたノズルを着脱自在に嵌着することによって、ノズルに装着されるピペットチップであり、前記制御装置は、前記ノズルと前記ピペットチップとの着脱の制御をも行うことを特徴とするものである。
本発明によれば、ピペット部は着脱自在のピペットチップを装着して行うようにしている。
したがって、一度使ったピペットチップを使い捨てすることによって、汚染を防止するとともに、ピペットチップ自体の洗浄の必要がなく使いやすい。
また、１本のノズルに複数のピペットチップを着脱して用いることによって、複数検体の処理を、１本のノズルを用いて行うことができるので、効率的、且つ、能率的に処理を行うことができる。
請求の範囲１６によれば、請求の範囲１３乃至１５のいずれかに記載の装置において、前記磁場源は、前記ピペット部の液通路外側面に対して近接離間自在または磁場の発生及び消滅自在に設けられ、磁場源駆動装置は、磁場源の前記液通路への近接離間の駆動または磁場源自体の磁場の発生及び消滅の駆動を行うことを特徴とするものである。
本願発明によれば、磁場源の磁場の発生消滅又は磁場源自体の近接離間という簡単な構成及び操作によって、磁性体粒子を吸着して、磁性体粒子の移送のみならず、洗浄、懸濁等の複雑な処理を行うことが出来る。
尚、磁場の発生消滅と磁場の近接離間は並行して行うことも可能である。
本発明によれば、簡単な構成で、安価に、且つコンパクトに装置を製造することができる。
請求の範囲１７によれば、先細りの先端部、太めの貯溜部、当該先端部及び貯溜部を結ぶ細めの液通路、並びに液通路内に磁場が及ぼされる分離領域部を有するピペットチップと、前記貯溜部の開口にノズルを着脱自在に嵌着して前記ピペットチップ内を負圧または加圧して前記ピペットチップに液を吸引し或いは吐出させる分注ユニットと、前記液通路の外側面に対して近接離間自在に設けた磁場源と、該磁場源を前記液通路に近接離間させる磁場源駆動装置と、前記分注ユニットの動作や移動および前記ノズルと前記ピペットチップとの着脱並びに前記磁場源駆動装置を前記ピペットチップへの前記磁場源の近接離間を制御する制御装置とを有するものである。
この装置の構成により、制御装置が分注ユニットと磁場源駆動装置とを制御し、分注ユニットによりノズルをピペットチップに装着して反応容器に分注されている検体をピペットチップに一定量吸引し、この吸引された検体を磁性体粒子を含む液と混合して反応させ、磁場源駆動装置により磁石をピペットチップの液通路に近接させて、分注ユニットによるピペットチップへの液の吸引・吐出を行なうことにより、液に懸濁させた磁性体粒子を分離し、この分離した磁性体粒子をピペットチップの液通路内面に吸着させた状態で他の位置まで移送して磁性体粒子を他の液と混合撹拌させ、或は、洗浄して、目的物質を人手を介することなく自動的に、かつ、効率的に、短時間で抽出し或は反応させることができる。
特許請求の範囲１８に記載された装置は、特許請求の範囲１３乃至１７に記載された装置において、磁性体粒子懸濁液や目的物質の定量や定性、抽出等に必要な試薬や洗浄液等を、ピペット部の移動軌跡に沿って予め所要量ずつ用意しておき、この軌跡に沿ってピペット部を移動させて各液を吸引・吐出するように構成したことを特徴とするのである。
これにより、本装置にあっては、一般的に行われる単一容器中にて、全ての試薬と反応させる場合と比較すると、同一容器に対して分注或は吸引・吐出を繰り返し、また、その過程でさらに攪拌、試薬分注ノズルの洗浄も行う複雑な機械メカニズムと微妙な制御を要する作業が、ピペット部を利用した分注機だけで行える機械構成となるため、簡略化された装置とすることができる。
請求の範囲１９に記載された装置は、請求の範囲１３乃至１８のいずれかに記載された装置において、磁性体粒子懸濁液や目的物質の定量や定性、抽出等に必要な試薬や洗浄液等を予め所要量ずつ反応容器の液収容部に用意しておき、該反応容器自体または反応容器の各液収納部をピペット部の昇降位置まで移動させるように構成したことを特徴とするものである。
このように構成することで、この装置にあっても、反応過程中に、その都度、同一容器に対して分注或は吸引・吐出を繰り返し、また、その過程でさらに攪拌、試薬分注ノズルの洗浄も行う複雑な機械メカニズムと微妙な制御を要する作業および複数の検体を連続処理する場合に必要な反応容器の複雑な移送制御が大幅に簡略化され、装置を小型化し低コスト化することができる。
請求の範囲２０に記載された装置は、請求の範囲１３乃至１９のいずれかに記載された装置において、上記ピペットチップを１つの分注ユニットの複数のノズルにそれぞれ着脱自在に装着し、これら各ピペットチップが所定の分離、攪拌、洗浄作業を同時に行なうことを特徴とするものである。
この装置により、複数列に並べられた容器に対して、同時に磁性体粒子の懸濁液を吸引・吐出させて、磁性体粒子の分離及びその後の他の液との攪拌、洗浄を同時に実行することができるので、単位時間当たりの処理件数が大幅に増加する。
請求の範囲２１に記載された装置は、検体等の目的物質及び磁性体粒子の物質に関する種類、数量若しくは収容位置等の物質条件、インキュベーションの時間若しくは温度等の反応条件、または、分注機による吸引・吐出の有無、位置、時間、順序、回数、速度若しくは分注機に設けられた磁石の吸着の有無等の動作条件を含む指示情報を入力する指示情報入力手段２００と、少なくとも入力された前記指示情報に基づいて、処理実行に必要な指示内容を解析する指示内容解析手段２０１と、解析された指示内容又登録された情報に基づいて、分注機又は容器磯装置が従うべき処理パターンを決定する処理パターン決定手段２０２と、前記分注機または前記容器移送装置に対し、決定された当該処理パターンに基づいて処理実行の指示を行う処理パターン実行指示手段２０３とを有することを特徴とするものである。
ここで、「指示情報入力手段」には、ワークシート（マークシート）を光学的に読み取ることによって入力する場合の他、フロッピーディスクやＣＤＲＯＭの装着により入力する場合や、キーボードやマウスによる入力、通信による入力等がある。ここで、「キーボードやマウスによる入力」は、例えば、容器、試薬槽や反応プレート等を画面上に表示させ、その中から必要なものを指定するようにして物質条件を入力し、反応手順、インキュベーション時間、温度等の反応条件や、吸引・吐出の有無、位置、回数、スピード等の動作条件を画面上で入力する。
本発明によれば、処理パターンが固定されることがなく、処理に必要とするパターンを任意に設定することができる。ここで、「任意」とは、例えば、設定が不適切な場合には入力不可欠として全体的な整合性を保つようにし、全体的な整合性を保つ限りは処理パターンの一部のデータの変更を行ったり、新たな処理工程を挿入したり又は削除するこを可能とするようなものである。また、処理パターンや処理ステップについて、制御装置に最初から登録する必要がなく、必要に応じて最も効率的となるような処理条件を、磁性体粒子の分離作業、攪拌作業、洗浄作業のパラメータから任意に選択することで、種々の反応パターンに適応する処理パターンを容易に設定することができるので、処理の多様性又は汎用性が高くなる。
請求の範囲２２に記載された装置は、着底モードとして容器の底にピペット部の先端部があたり最下部を認識した上で、該先端部が容器に触れない高さまで上昇し、前記容器の底と前記先端部を至近距離に位置させて吸引又は吐出を行うことを特徴とするものである。
この装置により、ピペット部の先端部が容器の底の至近距離に位置して吸引・吐出を行うため、機械精度、プラスチックの歪み等の影響を排除して常に均一の吸引精度を得ることができる。また、全量の吸引・吐出の際の精度が向上して定量性も優れる。
請求の範囲２３に記載された装置は、複数本のピペットチップを着脱自在に装着可能な複数本のノズルをもつ分注ユニットを備え、前記ノズルのうちの一つにのみ液面を感知する液面センサを組み付けたことを特徴とするものである。
複数個の親検体容器に夫々検体が収容されている場合、各親検体容器内の検体の液面が一定ではないことが多く、これら各検体の液面に対して夫々のノズルの下降量を一定に制御した場合には、ピペットチップに吸着する液量が不揃いとなるため、定量性を高精度に維持することが難しいが、この発明では、一本のノズルにのみ液面センサーを取り付け、この液面センサーが取り付けられたノズルで各検体の液面を検知して一定量の検体を吸引するように構成したので、ピペットに吸着する液量が一定となり、機構が簡素化され、制御ソフトも簡単であり、しかも、吸引された液を子検体容器に分注した後は、液面が一定となるため、各ノズルでその後の液の吸引・吐出を同時に行うことができるように構成することができ、極めて簡単な機構で処理件数を向上させることができる。
請求の範囲２４に記載された装置は、請求の範囲１３乃至請求の範囲２３のいずれかに記載された磁場源駆動装置は、磁石と挟持体とを互いに近接離間する方向へ移動可能に装着したことを特徴とするものである。
この装置によれば、ピペット部の分離領域部の液通路に磁石と挟持体とを同時に近接離間させるように構成されているので、磁石のピペット部への近接による分離或いはピペット部の取り外しを兼用できる構造となり装置が簡素化される。また、チップの位置を正確に固定することができる。
請求の範囲２５に記載された装置は、請求の範囲１３乃至２４のいずれかに記載された装置において、前記容器の設置側または試薬のボルト側に保冷庫等の恒温装置を配設し、検体や試薬等を必要な一定温度に加熱して反応を均一化することができるように構成されていることを特徴とするものである。
請求の範囲２６に記載された装置は、請求の範囲１３乃至請求の範囲２５記載の装置において、遮蔽構造を有する測定部を備え、該測定部に光学、電磁波、電子線等の放射線の測定装置を配設したことを特徴とするものである。
ここで、電磁波には、エックス線やガンマ線をも含む。
また、「放射線」には、広義には、エックス線、ガンマ線等の電磁波のみならず、電子線や陽子線等の粒子線も含むが、ここでは主として後者の意味で用いている。
これにより、磁性体粒子の分離・攪拌・洗浄・測定の一連の作業を全自動化することができ、この種の複雑な作業を極めて簡単な機構と制御で実現することができる。
請求の範囲２７に記載された装置は、請求の範囲２６に記載された装置において、前記測定部に必要となるトリガー試薬等の試薬を分注する分注ノズルを配設したことを特徴とするものである。
この装置により、測定時に発光トリガー試薬を必要とする化学発光法（ＣＬＩＡ）の場合は、トリガー試薬分注ノズルを装着し、また、酵素・基質液反応により発光がプラトーとなった状態を測定する化学発光酵素法（ＣＬＥＩＡ）の場合は、特にトリガー試薬分注は不要で、その両方の場合を同一装置で夫々選択的に実行することが可能になる。勿論、測定部には、ＰＭＴ（光電子増倍管）が利用され、測定容器とトリガー試薬分注ノズルは、夫々の間で完全な遮光状態となるように構成されている。
請求の範囲２８に記載された装置は、請求の範囲１３乃至請求の範囲２７のいずれか記載の装置において、所定検体について、分離反応、攪拌、洗浄等の各過程で使用された前記ピペットチップを各検体毎に再装着可能に保管する再装着可能保管部を有するものである。
請求の範囲２９に記載された装置は、請求の範囲１３乃至２８のいずれか記載の装置において、予め試薬を分注した容器の開口を薄膜で覆われたものを用いたことを特徴とするものである。
請求の範囲３０に記載された装置は、請求の範囲１３乃至２９のいずれか記載の装置において、試薬の種類、量、位置等の物質条件について指示された指示情報に基づいて、試薬を容器に分注するように準備した後、本来の処理を実行するように制御したものであることを特徴とするものである。
これによれば、予め容器に分注するのではないので、試薬の乾燥や汚染を防止して臨機応変に処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明における制御流れ図である。
図２は、本発明における制御ブロック図である。
図３は本発明における分注機による磁性体粒子の制御処理を図式的に示す処理説明図である。
図４は、本発明のピペットチップ周辺を示す拡大部分縦断面説明図である。
図５は、この発明を化学発光法に基づく免疫検査に好適な実施の第１形態例に係る装置の一構成図である。
図６は、この発明に適用可能な４連分注ユニットの正面図である。
図７は、４連分注ユニットで処理するときの挟持体と磁場源との構成例を示す斜視図である。
図８は、同挟持体と磁場源の作動説明図である。
図９は、本装置の制御系を示すブロック図である。
図１０は、実施の形態に係る処理パターン設定手段を示すブロック図である。
図１１は、第１形態例に係る指示情報の処理を表す項目を示した画面例である。
図１２は、第１形態例に係る処理流れ図である。
図１３は、複数検体を処理する場合のタイムチャートである。
図１４は、第２形態例に係る装置の構成図である。
図１５は、カートリッジ容器を示す図である。
図１６は、第３形態例に係る装置の構成図である。
図１７は、第４形態例に係る装置の構成図である。
図１８は、第４形態例に係る容器収容箱を示した図である。
図１９は、第５形態例に係る装置の平面図である。
図２０は、第５形態例に係る装置の正面図である。
図２１は、第５形態例に係る装置の概略的な構成を示す説明図である。
図２２は、第５形態例に係る装置の制御系を示すブロック図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面に示す実施の形態例に基づき詳細に説明する。
図３には、本発明の処理の基本的な概要を示す。
ここで、符号１は容器で、容器１の液を収容する各液収納部１Ａ〜１Ｈが直列やループ状或はジグザグ状等の列状にされて一体に形成されたカートリッジ容器Ｃを形成させており、その上部を前記ノズルに装着されたピペットチップＰが移動して、各液収納部１Ａ〜１Ｈ毎に必要な液の吸引或は吐出を実施し、適宜に前記磁場源に相当する磁石ＭがピペットチップＰの液通路に近接して液から磁性体粒子２を分離領域部で捕集して、分離し、また、離間して液に磁性体粒子２を懸濁させる。
そして、液収納部１Ａには検体が予め粗分注され、また、液収納部１Ｂには所要量の反応不溶磁性体が含有された反応不溶磁性体液３が予め収容され、液収納部１Ｃと１Ｄには所要量の洗浄液５が予め収容され、液収容部１Ｅには所要量の標識液が予め収容され、液収容部１Ｆと１Ｇには所要量の洗浄液５が予め収容され、さらに、液収納部１Ｈには基質液が分注されており、分析に必要な準備作業がすべて実行できるように必要量の各液が用意されている。
尚、反応容器１の材質は、ＣＬＩＡ検査やＣＬＥＩＡ検査の場合の様に遮光が必要となる場合には、相互の発光影響を受けない不透明な材質で形成され、また、ＥＩＡ検査の場合の様に吸光度測定等の場合の様に光の透過を要する場合には、少なくとも底部が透明な材質で形成される。
本発明に係る免疫化学検査法の分析手段として光学測定装置により発光量測定を行なう場合について説明する。
先ず、液収納部１Ａに粗分注された検体を、ピペットチップＰで所定量吸引して定量を行なう。
次に、この検体が吸引されたピペットチップＰを移送して液収納部１Ｂ内の反応不溶磁性体液３に吸引された検体を全量吐出した後、この検体と反応不溶磁性体液３との混合液を、ピペットチップＰで繰り返し吸引・吐出させて（以下、液の吸引・吐出という。）、磁性体粒子２の均一な撹拌混合状態を生成し、所要時間経過後、インキュベイションされた混合液を上記ピペットチップＰで全量或は所要量吸引する。
このとき、ピペットチップＰに吸引された混合液中に懸濁する磁性体粒子２は、図４に示すピペットチップＰの液通路１１内に設けられた分離領域部１１ａを通過するときに、該ピペットチップＰの外側に配設された磁石Ｍの磁力によって液通路１１の分離領域部１１ａのある内壁面に捕集される。また、混合液の吸引高さは、図４に示すように、全ての混合液が吸引されたときに、その下面が液通路１１の分離領域部１１ａの下端域以上、、即ち、磁石Ｍの下端付近かそれ以上のレベルとなるように、上記ピペットチップＰに吸引され、磁性体粒子２が完全に捕集されるように配慮されている。
このようにして磁性体粒子２が捕集された後、この磁性体粒子２を除く混合液は、液収納部１Ｂに吐出されて排液され、磁性体粒子２のみがピペットチップＰに残る。このとき、磁性体粒子２は濡れているので、混合液が排出されても、ピペットチップＰの分離領域部１１ａの液通路１１の内面に吸着したまま保持され、ピペットチップＰを例えば移送したとしても、みだりに脱落しない。
次に、ピペットチップＰは、磁性体粒子２を捕集したまま次の液収納部１Ｃへと送られ、液収納部１Ｃ内の洗浄液５を吸引する。このとき、磁石Ｍは、ピペットチップＰから離れる方向に移動して前記分離領域部１１ａから遠ざかり磁性体粒子２の吸着状態を解除し、従って、この洗浄液５を吸引・吐出させることで、再懸濁状態を作り、洗浄液による粒子の洗浄を十分に効率的に行うことができる。
吸引の際には、液の一部を残す。これは空気吸引による泡の発生を防止するためである。いずれの場合も、洗浄すべき前の溶液の水位以上に洗浄液の水位・量を制御することも重要である。
そして、液の吸引・吐出が終了した後、ピペットチップＰは、液収納部１Ｃ内の洗浄液５をゆっくりと全て吸引する。このとき、磁石Ｍは、再びピペットチップＰに接近し、吸引された洗浄液５中に懸濁する磁性体粒子２を全て捕集し、この磁性体粒子２を除く洗浄液５は、液収納部１Ｃに吐出されて排液され磁性体粒子２のみがピペットチップＰに残る。
次に、ピペットチップＰは、磁性体粒子２を捕集したまま次の液収納部１Ｄへと送られ、該液収納部１Ｄ内の洗浄液５を吸引し、液収納部１Ｃで行なわれた手順と同じ手順で磁性体粒子２の洗浄作業および捕集作業が行なわれる。
次に、ピペットチップＰは、洗浄された磁性体粒子２を捕集したまま次の液収納部１Ｅへと送られ、この液収納部１Ｅ内の標識液６を吸引する。このとき、磁石Ｍは、ピペットチップＰから離れる方向に移動して磁性体粒子２の吸着状態を解除し、従って、この標識液６を吸引・吐出させることで、全磁性体粒子２と標識液６との反応を均一化させることができる。
そして、液の吸引・吐出が終了した後、所定時間経過後、ピペットチップＰは、液収納部１Ｅ内の標識液６をゆっくりと全て吸引する。このとき、磁石Ｍは、再びピペットチップＰに接近し、吸引された標識液６中に懸濁する磁性体粒子２を全て捕集し、この磁性体粒子２を除く標識液６は、液収納部１Ｅに吐出されて排液され磁性体粒子２のみが上記ピペットチップＰに残る。
この後、ピペットチップＰは、磁性体粒子２を捕集したまま次の液収納部１Ｆへと送られ、この液収納部１Ｆ内の洗浄液５を吸引し、液収納部１Ｃ，１Ｄと同一の手順で磁性体粒子２の洗浄・捕集を行なう。一度捕獲してペレット状になった磁性体粒子を充分に懸濁させるため、溶液を高速に平均１０〜１５回吸引・吐出し、攪拌させる。その後、次の液収納部１Ｇの洗浄液５を、液収納部１Ｆの洗浄液吸引手順と同じ手順で吸引し、磁性体粒子２の洗浄・捕集が行なわれる。
この後、ピペットチップＰは、液収納部１Ｈへと移送され、例えば、ＣＬＥＩＡ検査のように、基質液との混合後、発光が継続し、発光量が安定するために一定時間を必要とする測定法の場合には、この液収納部１Ｈ内に予め収容された基質液７を吸引する。このとき、磁石Ｍは、ピペットチップＰから離れる方向に移動して磁性体粒子２の吸着状態を解除し、従って、この基質液７を液の吸引・吐出させることで、全磁性体粒子２と基質液７との反応を均一化させることができる。
そして、液の吸引・吐出が終了し、所定時間経過後、その発光量が測定される。
図４には形態例に係るピペットチップ周辺の詳細を示す。ここにおいて、１は容器で、検体を反応させるために必要な量の試薬、検体、あるいは磁性体粒子２を混合させる容器を構成する。この容器１は多数の容器１をまとめてカートリッジとしたカートリッジ容器Ｃとして形成させて使用すると効率よく作業を進めることができる。各容器１（１Ａ〜１Ｈ）の容量は数十〜数百マイクロリットルとする。
Ｐはピペットチップであり、材質はポリプロピレン製とし、液の入出が行われる先端に向かって先細りの円筒状に形成された先端部１０と、先端部１０に直接接続した同一断面積をもつ円筒状に形成された液通路１１と、当該液通路１１内にある磁場作用が及ぼされる分離領域部１１ａと、液通路１１に７°以下の勾配のコーン部を介して接続させた円筒状に形成された貯溜部１２を有し、貯溜部１２の開口部周縁に沿ってフランジ１３を設けて開口部の変形を防止できるようにし、前記分離領域部１１ａのある液通路１１は外形約４ミリメートル、肉厚が１ミリメートル以下で、全長にわたり一定の断面積を有して流れる液が略均一の流速で流れるようにしている。先端部１０は微量の液を吸引吐出できるように外径が約１ミリメートル、肉厚が約０．５ミリメートルと細くし、長さを２０〜３０ミリメートルにして、先端から液通路１１へ緩やかに拡大させる。
Ｎは分注ユニットのノズルであり、分注ユニット（図示せず）の先端部に形成して先端をピペットチップＰの貯溜部１２に設けた開口に着脱自在に挿入することができるように形成し、ノズルＮを介して分注ユニットの吸気または排気に従ってピペットチップＰの内部を負圧または加圧する。
Ｍは磁石であり、ピペットチップＰの分離領域部１１ａにある液通路１１の外側面に接触させ、或は、外側面から約数ミリメートルの範囲まで近接させ、液に懸濁されている磁性体粒子を分離領域部１１ａのある液通路の内面に捕集させる。
分注ユニット（多連の場合はノズルユニットという、図６参照）２９は、制御部からの制御信号によりステッピングモータ（図示せず）を回転させ、その回転軸の回転量を往復動に変換してピストン２９ｂを動作させ、ノズルＮを介してピペットチップＰに給気あるいはピペットチップＰから排気する。また、分注ユニット２９は反応器（図示せず）から容器１Ａに分注チップ（図示せず）を用いて検体を分注し、さらに各容器１Ｂ〜１Ｈの真上に移動してそれぞれ吸引あるいは吐出するため、自由に上下動または平行移動乃至平面移動することができるように構成する。
以下では、上記ピペットチップＰを使用したシステムにつき、添付図面に示す形態例に基づき詳細に説明する。
第１形態例
図５には、この発明を化学発光法に基づく免疫検査に好適な装置（システム）の一構成例が示されている。
この装置は、処理機構及び装置に内蔵されたコンピュータにより装置の各機構を制御する制御装置３４を有する本体装置２１、本体装置に対して種々の指示を入力するキーボード３１及び情報を表示する表示装置３０からなっている。
本体装置２１は、種々の容器類が載置され装置に対して前後方向に移動可能なステージ３２と、このステージ３２の上方に設けられ装置に対して左右の方向及び上下の方向に移動可能な分注ユニット２９と、同様にステージの上方に設けられる光学測定ユニット２８と、からなっている。
上記分注ユニット２９は、図６に示すように所定の間隔をおいて４連のノズルＮが直線上に配置されており、これら４連のノズルＮの同時駆動が可能である。各ノズルＮの先端にはピペットチップＰが着脱自在に装着でき、分注ユニット２９内部には書くノズルＮに応じてシリンダ２９ａが設けられており、これら各シリンダ２９ａ内のピストン２９ｂは４連からなりこれらピストン２９ｂは同時に空気の吸引、吐出動作を行う。
特に、本形態例で用いた分注ユニット２９は簡素化、コストダウンを考慮して、各シリンダ内のピストンは駆動に独立性をもたせてなく、４連が同一に駆動する構成としている。
上記分注ユニット２９のノズルＮは、シリンダと一体でも良く、或いは分離されたものであってもよい。この分離型であっても、シリンダとノズルを一対のユニットとして構成し、ホースをできるだけ短くし、エアーギャップをできるだけ少なくすることで高精度の制御が可能となる。
分注ユニット２９のノズルＮに装着されるピペットチップＰは、攪拌・洗浄・磁性体粒子２の捕集に用いられるピペットチップＰと、試薬等の分注に用いられるチップがある。さらにピペットチップＰには、小容量用（主として免疫用）、及び大容量用（主としてＤＮＡ）がある。このピペットチップＰにおいて、磁石を配置して磁性体粒子２を捕集する分離領域部１１ａのある液通路１１の内径は本装置では２〜３ｍｍ程度のものを用いて良好な結果を得ているが、この内径は、溶液の通過中に粒子を捕集することができる強磁力領域内に含まれる大きさであれば良い。
磁性体粒子２の捕集に際しては、必要に応じて捕集前攪拌が行われる、これはインキュベーション後の沈殿状態を混和させるためである。また捕集のときの、吸引量は容器内の液量に、この液がピペットチップＰの分離領域部１１ａを通過できる量（液下方の空気量）を加えた量とする。
捕集の際のスピード、これは液がピペットチップＰの分離領域部１１ａを通過する流速であるが、本装置では１３μｌ／ｓｅｃとしており、この流速で磁性体粒子２の捕集が良好に行われている。単純に流速が遅ければ捕集はより確実となるが、処理能力との兼ね合いもあり、総合的に判断して適切な値に設定される。また、この捕集スピードは、磁性体粒子２の種類、試薬の粘性等により異なる。
図７と図８は、図６に示すシリンダで液の処理を行なうときに、磁場源Ｍと挟持体Ｖとを駆動制御する場合に好適な磁石駆動装置を示しており、この例では、櫛歯状に形成された磁石部Ｍ1，Ｍ2，Ｍ3，Ｍ4を有する磁場源Ｍと、これも櫛歯状に形成された挟持部Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，Ｖ4を有する挟持体Ｖとを開閉自在に昇降機構Ｏに軸支し、該昇降機構Ｏを昇降させることで、昇降機構ＯのローラＲA，ＲBが、図８に示すように閉じて、磁場源Ｍと挟持体Ｖが図７で示すスプリングＯSによりチップ挟持方向に閉作動し、その結果、該４本のピペットチップＰ1，Ｐ2，Ｐ3，Ｐ4に対して、同時に磁場源Ｍを当接させ、或は、挟持体Ｖと磁場源Ｍとで同時に挟持することができるように構成されている。
このように磁場源Ｍと挟持体Ｖとを構成することで、液処理ラインが隔壁で画成されている場合であって、磁場源Ｍと挟持体Ｖが隔壁と衝突することなく、４本の液処理ラインにおける磁性体粒子２の吸着や撹拌混合或は液の吸引・吐出作業を同じタイミングで同時に処理することができ、より簡単な構成で処理効率を大幅に向上させることができる。勿論、この発明では、磁場源Ｍと挟持体Ｖとを上記形態例のように４連構成で形成する場合に限定されるものではなく、ニーズに対応させて２連以上で形成してもよい。
さらに、分注ユニット２９内部には、４連のノズルＮ1，Ｎ2，Ｎ3，Ｎ4の内の一のノズル（例えばＮ1）について、圧力センサの機能が設けられている。この圧力センサは、ノズルＮ1にピペットチップＰを装着した後、このピペットチップＰを下降させて容器内の液面の位置を測定するものである。
これは、反応容器の液が予め一定量用意されていることを前提として、磁性体粒子の分離・攪拌・洗浄等の作業を同時に行うことができるが、その前作業として、親検体の分注をする必要があり、該親検体は、真空採血管等に収容されており、その液面は高低があってバラツキがあるため、上記４連ノズルを利用する場合、その一本に圧力センサーによる液面検知機能を設けることで、その一本が親検体の分注を行い、親検体分注後の４本による同時処理を同じ分注ユニットにより兼用できるように構成されている。
従って、親検体の分注の際には、ピペットチップは、当然ノズルＮ1１本に装着され、この場合には、ピペットチップストッカーとピペットチップＰとの位置制御も必要となる。勿論、上記ノズルＮ1には容器の底面検知機能を設けることもできる。これは、ノズルＮ1にピペットチップＰを装着した後、着底モードでノズルＮ1を降下させ、底面にピペットチップＰの先端が当たると、ノズルＮ1が後方に弾力移動するのでこれを検知するものである。
このようにして底面を認識すれば、この後ノズルＮ1の先端が容器に触れない高さまで上昇させ、容器の底面とピペットチップＰの先端を至近距離（０．１〜０．２ｍｍ）にて、吸引・吐出を行うようにする。これによれば、磁性体粒子２を含んだ液を、つまらせずに全量の吸引をスムーズに行うことができ、また、少量分注の際、吐出時の容器底面とピペットチップの先端との距離を極小さく位置制御することができる。
また、ノズルＮにピペットチップＰを装着して移動する際、万一ピペットチップＰからの液落下に対処するため、液落下の受け皿の機構が設けられている。この機構は分注ユニット２９に隣接して設けられ、この分注ユニット２９を上昇させてピペットチップＰの先端部が受け皿の位置を通過したときに、該受け皿を押し出してピペットチップＰの下方に位置させてピペットチップＰからの落下液を受けるものである。
図５に示すステージ３２には、４連の分注ユニット２９に対応して、長方形状の開孔部を有する試薬容器が複数配置された試薬部２３と、４本からなるピペットチップＰが複数列配置されたチップラック２２と、４列からなり各列に複数の穴が設けられたカートリッジ容器２５が前後に６個配置された容器トレイ３３が設けられている。
さらにステージ３２には、前記再装着可能に保管するピペットチップ置場２４、複数の検体（本例では４８検体）が容器に収容された反応容器部２７及び処理を終えた検体を収容する測定セル部２６が設けられている。
免疫でも、ＤＮＡあるいはウィルス、細菌を対象として装置はほとんどの反応について所定温度の恒温状態を必要とする。この装置においては、予め分注してある各試薬をヒートパネル、ヒートブロックあるいは冷却用としてペルチェ素子を用いて所定の温度に保つことにより徹底した温度管理を行っている。
特にＤＮＡは比較的高温に維持、或いは所定の温度差をサイクルさせる処理が多いが、この装置では所定の温度に予め設定された容器に、液、磁性粒子等を移しかえるだけで、簡便かつ高精度に液の温度管理が行える。
上記試薬部２３下方にはペルチェ素子が設けられており、所定の温度に試薬が保冷されている。また、容器トレイ３３の下方にはヒートブロックが配置されており、カートリッジ容器２５内の液が所定の温度に維持されている。
図５に示す光学測定ユニット２８は、光フォトン数の計数を行う測定手段としてのＰＭＴ（光電子増倍管）が設けられ、このこのＰＭＴが上下移動して、密閉、遮蔽の上フォトンの計数を行うものである。勿論、測定項目によっては、透過測定法や分光測定法、比濁法等が適用される場合があるため、これに対応させてカートリッジ容器２５の測定穴を透明に形成し、かつ、光学測定装置を測定項目に対応させて形成する。
一連の反応を終えた磁性粒子溶液に対し、ＣＬＩＡ法はトリガー試薬（Ｈ2Ｃ2等）を注入した際の発光時間が短く、このため測定時にトリガー試薬（Ｈ2Ｏ2等）を必要とするためトリガー試薬分注ノズルの装備が必要となる。
一方、ＣＬＥＩＡ法は、反応後一定時間経過時に光量が安定してプラトーとなることからトリガー試薬を必要としない測定法である。本装置においてはトリガー試薬分注ノズルを装備し、ＰＭＴ＋トリガー試薬分注ノズルホルダ＋反応カートリッジという構成を採用し、これによりトリガー試薬分注ノズルホルダの装備、不装備を選択し、かつ、完全な遮光構造を備えており、ＣＬＩＡ法とＣＬＥＩＡ法とを兼用できる構造としている。
続いて、上記制御装置３４の基本的な制御構成を説明する。
図９に示すように、この制御装置３４は、本体装置２１に関する種々の制御を行うＣＰＵ及びメモリ４０と、解析結果の表示等の種々の表示を行う表示装置３０を制御する表示部４１と、同一のカートリッジ容器を用いて一連の処理を行うことができる項目の指定を自動的に行う項目指定手段として、例えば、光学マーク読取器（ＯＭＲ）によって読み取られたワークシート（マークシートの一種であるが、ここでは、ワーク（仕事）の指示を行う意味で、ワークシートという）の入力や、フロッピー・ディスク、ＣＤＲＯＭの装着や通信による情報の入力の制御を行う測定項目の自動入力制御部４７と、データの入力を行うキーボード３１を制御する手入出力部４２と、分注ユニット２９の制御を行うピペット制御部４３と、ステージ３２の制御を行うステージ制御部４４と、上記容器プレートの下方に設けたヒートブロックの恒温制御及び試薬部２３の下方のペルチェ素子の保冷制御を行う恒温制御部４５と、上記光学測定ユニット２８のＰＭＴ等の制御を行うＰＭＴ制御部４６と、を有する。
ここで、前記自動入力制御部４７及び手入出力部４２の一部は、前記指示情報入力手段に相当する。
また、前記ＣＰＵ及びメモリ４０は、プログラムによって、測定項目自動入力部４７を介して指定された項目に対し、各項目に含まれる洗浄過程の数、指定された検体数、検体分割数、各項目の合計処理時間、各項目に含まれる各過程の処理時間又はカートリッジ容器位置等に基づいて、処理パターンを設定する処理パターン設定手段４８と、上記ＰＭＴ制御部４６を介して得られた結果を解析する解析手段４９と、を有している。
さらに、前記メモリには、各項目の内容、各項目を処理する処理手順を示すプログラムが予め格納されている。勿論、上記ＣＰＵ及びメモリ４０には、その他、当該装置に関する種々の制御指令信号が記憶されている。
第１０図には、前記処理パターン設定手段４８を詳細に示す。
処理パターン設定手段４８は、同図に示すように、前記自動入力部４７から読み取られたワークシートの内容を解析する指示内容解析部４８２と、解析された指示内容に基づいて、分注機又は容器移送装置が従うべき処理パターンを決定する処理パターン決定部４８３と、前記分注機又は前記容器移送装置に対し、決定された当該処理パターンに基づいて処理実行の指示を行うＳＥＱ制御指示部４８１とを有するものである。
さらに、前記指示内容解析部４８２は、例えば、読み取られたワークシートから検体数・検体分割数判定部４８ｅによって、検体数又は検体分割数を判定し、処理内容、反応数判定部４８ｆによって、前記物質条件、反応条件又は動作条件等を検査依頼情報が記載されたワークシートやフロッピーディスク又はキーボード入力されたものから判定し、前処理・中処理指示判定部４８ｇによって前処理又は中処理の指示があるか否かを判定する。
ここで、「前処理」や「中処理」とは、必要な試薬等を前もって各容器に必要量を用意しておくのではなく、必要な試薬等について必要な量を、所定の容器に対し、分注する準備段階の処理をいう。本実施の形態では、前処理の指示は、前記自動入力制御部４７を介して行うことができる。
「前処理」は、この準備を処理実行前に行うことをいい、「中処理」は、本来の処理の合間に、必要な試薬等について必要な量を、所定の容器に対し、分注する処理をいう。本形態では、中前処理や中処理の指示を、前記自動入力部４７から行うことができる。
また、前記ＳＥＱ制御指示部４８１は、検体を吸入して、指定された容器に吐出する（必要な攪拌も伴う）指示を分注機に対して行う検体ＳＥＱ制御指示手段４８ａと、前記分注機に設けられた磁石をピペットチップに近接させて前記液に懸濁している目的物質と結合した磁性体粒子をピペットの内側に吸着させる指示を行う吸着ＳＥＱ制御指示手段４８ｂと、ピペットチップに対し高速な吸引・吐出を行うことによって攪拌を指示する攪拌ＳＥＱ制御指示手段４８ｃと、容器内の全液を吸引・吐出する全量ＳＥＱ制御指示手段４８ｄとを有するものである。処理パターンの設定は、検体数が複数か単数か、検体分割数があるか否かにも依存する。
検体数が単数の場合には、例えば、ワークシートに指示された処理を忠実に実行することになるが、検体数が複数又は検体分割がされている場合には、例えば、ワークシートの指示に基づいて、前記処理パターン決定手段２０２は、例えば、できるだけ短い時間に沢山の処理を行うこと、即ち、処理効率を挙げるように処理パターンが決定される。
そのためには、上記分注ユニット２９を１つの項目について、つまり、１つのカートリッジ容器についての処理が完了するまで、当該カートリッジ容器を前記分注位置に釘付けにして処理に専念させると、全ての検体の処理時間は、各項目の処理時間×検体数の合計となり、膨大な処理時間が必要となる。
しかし、当該処理時間の大半は、インキュベーション（恒温反応）のための時間であり、その間は、分注ユニット２９は空いている状態にある。そこで、その時間を利用して他の処理を行わせることによって処理時間を短縮させることができる。
つまり、１項目の反応過程とその過程中のインキュベーション時間をタイムチャート化して認識し、分注ユニットが時間差をつけながら複数の反応過程管理を処理パターンとして、並行して行うことで効率的に制御することができる。
このような制御を可能にするための条件として、第１には、設定することができる最小のインキュベーション時間ｔminは、複数の反応過程からなる処理全体の合計実動時間（インキュベーションの時間を除いた時間）Ｔよりも大きいこと、即ち、
Ｔ≦ｔmin  …▲１▼式
である。
これによって、１本の分注ノズルは、インキュベーションの時間に他の１個の検体等の目的物質に対し、同一の処理を行うことができる。
第２は、設定すべきインキュベーション時間ｔは、当該最小のインキュベーション時間ｔminの整数倍ｎであること、即ち、
ｔ＝ｎ×ｔmin  …▲２▼式
である。
これによって、１本の分注ノズルは、当該インキュベーションの時間に、他のｎ個の検体に対し、同一の処理を行うことができる。
さらに、分注機のみならず、容器移送装置への制御指示も可能な場合には、処理を効率的に行うには、同じ過程を繰り返せば、同じプログラムを用いることができてプログラムの読出しを繰り返す必要がなく、また、ピペット装置の動作も最小限の動きに止めることができる点を考慮して、前記項目を分類し、同じ項目毎、または、近似した項目毎にまとめて処理を行うように、容器を移送することによって効率化を図ることができる。
即ち、この場合には、複数の同一項目の同一過程について、複数のカートリッジ容器について処理を行い、当該処理が終了した後に、次の過程に移るようにすれば、分注ユニット２９は、各カートリッジ容器がインキュベーションを行っている間に、そのインキュベーションの時間内に処理することができる個数のカートリッジ容器について、同一過程処理を行うことができて効率的である。
以上の点を考慮して、本実施例に係る処理パターン設定手段４８は、処理パターンを設定する。
このようにして、処理パターン設定手段４８は、指定された項目について、最も効率的な処理パターンを設定して、当該処理パターンに従って、上記ステージ制御部４４、ピペット制御部４３、ＰＭＴ制御部４６、及び恒温制御部４５に制御を指示する。
また、ピペット制御部４３には、前記磁石の駆動を制御する部分、挟持体の駆動を制御する部分、吸引・吐出の駆動を制御する部分、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に沿った移動を制御する部分等を有する。
本体装置における分注ユニット２９及びステージ３２等の動作は全て制御装置３４によって管理されており、制御装置３４の指示に基づいて各種処理が行われる。個々の具体的な処理内容は測定項目自動入力部４７を介して読み取られ制御装置３４のファイル部３９に記憶保存されており、必要に応じて読出されてＣＰＵメモリ４０に展開される。
図１１はパラメータ形式で登録された各種制御内容を画面４１ａに表示したものである。
ここで、項目４１ｂのうち、「ＨＯＬＥ」項目の番号はカートリッジ容器２５の穴位置を示しており、「ＳＴＥＰ」の欄には、各穴に予め分注されている試薬の種類を示す。ここで、「Ｆｅ」とは、磁性体粒子を表し、「洗」とは洗浄液、「Ｃｏ」とは、標識液を示す。また、「試薬１」の行には各穴に分注すべき試薬の量が登録されている。前述した前処理が指示されている場合には、分注ユニット２９は、上記登録された試薬が規定された量だけカートリッジ容器２５の各穴に分注することになるが、前処理及び中処理が指示されていない場合には、予め分注されていることになる。
「検体」の行には、各ホールに分注されるべき検体の量が表されている。
また、「攪拌回数」項目についても登録された回数、攪拌が行われる。この攪拌は、容器から液をピペットチップＰ内に吸引し、さらに、これを当該容器に吐出する繰り返しにより行われるものである。
さらに、攪拌においては適切な考慮がなされている。即ち、通常、攪拌の対象とする液は、特に底の部位には固体状或いは濃い濃度の物質が沈殿しているものである。攪拌に際しては、ピペットチップＰの先端部は容器の略底面の位置まで降下させるので、この状態において、いきなり、急速な吸引を行えば沈殿物質がピペットチップＰの先端の微細な先端部に集中して先端部を塞ぐ現象が生じることから、これを回避すべく、最初は上記集中が緩和される程度のゆっくりした速度で吸引する。
すると、沈殿物質はスムーズに吸引され、必要な量の吸引の後、同様にゆっくりとした速度で吐出を行えば、沈殿物質は液中に混合分散される。この後、速い速度で吸引、吐出を行うことにより、確実にかつ速やかに攪拌が行えることになる。
尚、吸引及び吐出の速度は、吸引ポンプを駆動させるパルスモータの速度として別途登録され、その際、吸引は（＋）の速度、吐出は（−）の速度として登録される。
攪拌は、磁性体粒子２と試薬とを完全に混和させるため、或は、ピペットチップＰ内に吸着した磁性体粒子２を脱離させるために行われ、通常、攪拌回数は２回以上行う。攪拌回数は、試薬の性質及び磁性体粒子２の種類によって適切な値に設定される。尚、磁性体粒子２を離脱させるのは、洗浄液を用いて行なう場合もあり、この場合の洗浄も吸引・吐出の繰り返しによるものであり、実質的に攪拌の動作と変わりはない。
攪拌（洗浄）スピードは、短時間でピペットチップＰから磁性体粒子２を離脱させるため、分離作業時の吸引・吐出速度よりも速くするのが望ましいが、速すぎると液が追従せず（吸引力にピペットチップＰの先端部からの液の進入が追いつかない）、また、ゆっくりすぎても磁性体粒子２が離脱しない。さらに、攪拌（洗浄）スピードは、試薬の粘性や磁性体粒子２の種類によって変更されるものである。通常の攪拌（洗浄）スピードは、ピペットチップＰ内を通過する液の量として、通常３００μｌ／ｓｅｃ程度で行われる。
「ＩＮＣ秒」項目は、インキュベションの時間を指定したものであり、言い換えれば、この間は、分注ユニット２９は他のカートリッジ容器２５の処理が行える時間となる。
本実施の形態では、「ＩＮＣ秒」が第１穴と、第３穴に設定されていることから明らかなように、反応が２回行われるので、反応数２の２ステップ法に相当することが、前記指示内容解析部４８２によって判定される。
「吸着有１無０」の項目にフラグ１が立つと、直前の攪拌動作を省略して、磁石をピペットチップに近接させた状態で高速で高速にパンピングを行う指示を表す。
項目４１ｃ、即ち「検体ＳＥＱ，吸着ＳＥＱ，攪拌ＳＥＱ、全量ＳＥＱ」項目の各列に登録された数値は、シーケンス番号であり、この順番に沿って処理が行われることになる。従って、容易に処理の手順の変更が行え、多種多様な検査に対応できる。
複数検体の場合又は検体分割がされる場合には、項目４１ｄ，４１ｅが必要となる。この場合には、項目４１ｄ，４１ｅ及び前記「ＩＮＣ秒」の項目のどちらか一方は、例えば、ワークシートで操作者が自動入力制御部を介して設定する項目ではなく、前記処理パターン決定部によって、検体数、検体分割数、処理内容、反応数等又は分注機の模擬動作や予め登録されているデータに基づいて自動的に決定される項目である。
ここで、処理の開始から第１回のインキュベーション開始までの時間、即ち図１１の例では、検体ＳＥＱが終了するまでの実動時間、図１１の「１」の過程の実動時間を「Ａ」とし、第１回目のインキュベーション終了から次の第２回のインキュベーション開始までの実動時間、図１１の「２」〜「６」の過程の実動時間を「Ｂ」とし、第２回のインキュベーション終了から処理終了までの実動時間、図１１の「７」〜「１４」までの過程の実動時間を「Ｃ」としたものである。これらのＡ，Ｂ，Ｃの大きさは分注機を模擬的に動作させることによって、その時間を測定し、決定することができる。
したがって、この場合には、前記式▲１▼、Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦ｔmin及び式▲２▼、ｔ＝ｎ×ｔminを用いてインキュベーションの時間ｔmin又はｔを決定することができる。又は、反応過程として、指定されたｔ又はｔminで実行可能か否かを判定することができる。
例えば、Ａの実動時間が８３秒、Ｂの実動時間が１０１秒、Ｃの実動時間が１８９秒という測定結果を得た場合には、インキュベーションの時間を３７３秒として決定すれば、複数の検体又は検体分割の場合に効率的に処理を行うことができる。
また、逆にインキュベーションの時間を指示し、当該インキュベーションの時間から、Ａ，Ｂ，Ｃの実動時間を決定するようにしても良い。
さらに、「ＳＡ」、「ＳＢ」、「ＳＣ」は、中処理の指示を受けた場合に前記処理パターン決定部４８３によって設定される「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」に各過程で必要とする試薬分注のために、本来の処理の合間に行われる試薬の分注のために必要な時間であって、前記「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の時間よりも幾分短く設定されている。逆に言えば、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の時間は前記「ＳＡ」、「ＳＢ」、「ＳＣ」の時間よりも幾分長くなるように設定するよう前記処理パターン決定部４８３によって決定する。
その他の指示としては、例えば、同一穴（ＨＯＬＥ）に２種類の試薬「試薬１、試薬２」を分注し、試薬の混合液を造ることの指示も可能である。
また、攪拌・洗浄の際、容器から吸引する溶液のパーセントを規定することも可能である。例えば、８０％の量を吸引し残りの２０％の量を容器に残すことができる。
これは、通常、ピペットチップ内にエアーが吸引されると、攪拌・洗浄中に水泡等が生じて不都合であるため、液の一部を残すようにしている。
さらに、攪拌・洗浄する溶液が極めて微量の場合には、エアの吸引を指示することも可能である。この状態は、吸引した液が極めて微量であるために、吸引した空気により液の全量がピペットチップＰの分離領域部に保持され、ピペットチップＰの液通路にある分離領域部の所定の間を上下に移動（微量の吸引・吐出の繰り返し）させることで攪拌をすることができるように構成されている。
さらに、攪拌の際の液の吸引及び吐出の速度につき指定することができる。例えば、磁性体粒子２に捕獲された高分子物質は、その性質により分離し易いものがあり、この場合には低速で攪拌するのが好ましく、このときには低速の指定が可能である。
また、液中から磁性体粒子２を捕集する際の吸引・吐出の回数についても指定が可能である。この捕集回数は、捕集のときの液に含まれる試薬の性質、また、磁性体粒子２の着磁性の強さ等により適切な値に設定される。もっとも、この装置では磁性体粒子２の捕集をピペットチップＰの細い部分（液流路１１）で行うこととしていることから、少ない捕集回数で充分に磁性体粒子２の捕集が可能である。通常、この捕集回数は１〜２回を指定する。
ところで、この種の前処理等において親検体の量を一定量に統一して処理する方法もあるが、この装置は、一組の４検体を同時に処理することから、親検体の量の差異、即ち、液面高さの差異が問題となる。
上記親検体の量が不統一の場合には、処理に先立ち装置が親検体の量を把握することにより、分注の際等において適正な分注ユニット２９の降下位置が判断できる。
液面の測定について、同時に４検体の検査を行う場合を例にして、４連のピペットチップＰが各々ノズルＮに装着された分注機を用いる場合について説明する。圧力センサは、前記４連のノズルＮの内の１つのノズルＮにのみ設けられている。
最初、圧力センサが設けられたノズルＮに装着されたピペットチップＰを第１の検体が収納されている容器に挿入して、その液面を検知及び測定し、装着されたピペットチップＰを脱着して保管部に保管しておく。次に、圧力センサが設けられた当該ノズルＮに別検体用のピペットチップＰを装着して、次の第２の検体が収納されている容器に挿入して、当該液面を測定しながら、前記第１の検体の液面と同じ高さとなるように分注する。これらの動作を４つの検体について繰り返すことによって、４検体の液面を揃えることができるので、４検体同時に処理過程を進行させることができる。
液を分注する際、或は、試薬を分注する際、ピペットチップＰの先端が液内に深く入りこむと、ピペットチップＰの外壁に液が大量に付いてしまい、定量精度に影響する。これに対処するため、上記液面センサにより、液面を常に認識しながら処理を行う。
また、上記圧力センサの他の利用として、上記試薬部２３に載置された試薬容器の中の試薬の量の計測に用いることができる。これら試薬容器には、予め必要な量の試薬が準備されており、これを用いて処理が行われるが、試薬の量が不十分な場合には処理が中断されて支障をきたすことが十分予想される。これを防止するために、処理に先立って、試薬が必要量あるかを測定し、もし不十分な場合には、警告等の処置を行い操作者に試薬の補給を促すことができる。
さらに、上記液面センサは、吸引の際のツマリを検知することができる。これは通常の液面を検知する場合の吸引に係る負荷は小さいものであるが、この負荷が所定以上の場合は吸引困難、即ち、ツマリが生じたと判断する。このようなツマリは検体自体の粘性が高い場合にも発生する。液面センサが上記ツマリを検知した場合には、制御装置３４は画面等に所定の警告を発して操作者に知らせ、該当する検体の除去等の処置を促す。
次に、第１２図に示した当該指示内容に従って、具体的に化学発光法による免疫化学検査を行う場合について処理を説明する。この処理過程は上記登録された処理手順、時間等に基づき制御装置３４の指示に従って行われる。
第１１図に示した処理に対応する内容を例えば、ワークシートに記載して、前記自動入力部４７を介して指示を行う。
すると、前記指示内容解析部４８２は、例えばワークシートから、複数の検体数があること、処理内容としてステップＳ１〜ステップＳ１２までがあり、各過程の内容、試薬の種類、量、位置、検体の量、位置、インキュベーションの時間、吸着の有無、攪拌回数、反応数、前処理、中処理の有無等を判定、解析する。
ここで、ステップＳ１〜ステップＳ１２の番号は、第１１図の各過程の順序を示す番号と一致している。
本形態では、処理に先立ち、カートリッジ容器２５の所定の穴には、所要量の反応不溶磁性体液、所要量の洗浄液及び所要量の標識液６が予め収容されており、さらに、測定セル部２６の測定用穴には、基質液７が分注され発光状態が測定されるように構成されているものとする。したがって、前処理や中処理の設定はしないものとする。
すると処理パターン決定部４８３は、前記解析結果に基づいて、実動時間Ａ，Ｂ，Ｃを設定し、前記ＳＥＱ制御指示部４８１に対して、処理パターンを決定して指示する。
処理が開始されると、ステップＳ１で、検体ＳＥＱプログラム４８ａが起動され、制御装置３４は分注ユニット２９及びステージ３２をチップラック２２の位置まで移動させる。そして、分注ユニット２９を降下して、４連のノズルＮにピペットチップＰを装着させ、これらピペットチップＰを用いて、試薬部２３から所定量の試薬を吸引し、カートリッジ容器２５の位置へ移送し分注する。
この移送は、ステージ３２の装置に対する前後方向の移動及び分注ユニット２９の左右方向の移送によって行われる。分注ユニット２９は４連のノズルＮが同時並行的に動作する。
そして、分注ユニット２９及び／又はステージ３２の移動により、適宜のピペットチップＰを用いて、検体容器部２７の所定の検体容器から必要量の第１の検体を吸引しこれをカートリッジ容器２５の所定の穴に粗分注する。
次に、粗分注された検体を、上記ピペットチップＰで、所定量吸引して定量を行う。粗分注された検体が吸引されたピペットチップＰは移送され、第１穴（ホール）内の反応不溶磁性体液に吸引された検体を全量吐出した後、該検体と上記反応不溶磁性体液との混合液を、上記ピペットチップＰで繰り返し吸引・吐出させて（パンピング）、磁性体粒子２の均一な攪拌混合状態を生成する。
一のカートリッジ容器２５（４検体）の処理が所定の段階に達すると、ステップＳ１ａの第１の検体についてのインキュベーションの時間を利用して、分注ユニット２９及びステージ３２を移動させて、第２の検体いついての他の組のカートリッジ容器２５についての処理に移り、同様の過程の処理が行われる。このようにして、分注ユニット２９の使用時間が重複しないように、各組の処理が行われる。
図１３（ａ）は、２ステップ法（２回の反応が行われる処理）の複数検体の処理のタイムチャートを示すものであり、第１検体のＡとＢとの間が第１のインキュベーションの時間間隔に相当する。この間に第２検体のＡの処理がなされているケースを示す。
ステップＳ２で、分注ユニット２９は、第２の検体のＡの処理終了後の第１のインキュベーションの時間に、当該最初の組の第１の検体の処理に移り、攪拌ＳＥＱプログラムが起動され、チップラック２２からピペットチップＰを装着し、上記インキュベーションされたカートリッジ容器２５に保持されていた混合液を上記ペプチドチップＰで高速に吸引・吐出を繰り返すことで攪拌する。
攪拌をした後、ステップＳ３で、吸着ＳＥＱプログラムが起動され、磁性体粒子２の捕集が行われる。捕集に際しては、上記図５に示す磁気機構により、反応不溶磁性体を吸着する磁石Ｍを、ピペットチップＰの液通路１１の外周面に接離可能に移動する。
このとき、ピペットチップＰに低速で吸引された混合液中に浮遊する磁性体粒子２は、ピペットチップＰの分離領域部１１ａを通過するときに、該ピペットチップＰの外側に配設された磁石Ｍの磁力によって上記液通路１１の内壁面に捕集される。また、上記混合20液の吸引高さは、全ての混合液が吸引されたときに、その下面が磁石Ｍの下端と同じレベルとなるように、上記ピペットチップＰに吸引され、磁性体粒子２が完全に捕集されるように配慮されている。
このようにして磁性体粒子２が捕集された後、この磁性体粒子２を除く混合液は、カートリッジ容器２５の第１穴に吐き出されて排液され、磁性体粒子２のみが上記ピペットチップＰに残る。
ステップＳ３ａで、上記プペットチップＰは、磁性体粒子２を捕集したまま次の第２穴へと送られる。
しかし、図１１に示すように、「吸着有１無０」の項目にフラグ１が立っているので、ステップＳ４で、攪拌過程を省略し、ステップＳ５に進む。
ステップＳ５で、第２穴から洗浄液を吸引する。このとき、上記磁石Ｍは、ピペットチップＰの分離領域部１１ａのある液通路１１の外側面に近接した状態で、洗浄液を高速で、複数回パンピングさせることで、全磁性体粒子２の洗浄を効率的に行うことができる。
そして、上記パンピングが終了した後、上記ピペットチップＰは、穴内の洗浄液をゆっくりと一定量吸引する。このとき、上記磁石Ｍは、再びピペットチップＰに接近し、吸引された洗浄液中に浮遊する磁性体粒子２を全て捕集し、この磁性体粒子２を除く洗浄液は、上記穴に吐出され、磁性体粒子２のみが上記ピペットチップＰに残る。
ステップＳ５ａで、上記ピペットチップＰは、磁性体粒子２を捕集したまま、次の第３穴に送られる。するとステップＳ６で、第３穴から、標識液を吸引する。このとき、上記磁石Ｍは、ピペットチップＰから離れる方向に移動して磁性体粒子２の吸着状態を解除し、従って、この標識液６をパンピングさせることで、全磁性体粒子２と標識液６との反応を均一化させることができる。
そして、第１の検体の第２のインキュベーションが開始される。
第２のインキュベーションが開始されると、図１３（ａ）に示すように、前述したように、第３検体についてＡの処理を行うために、別のカセット容器又は分注ユニット２９を移動させる。
そして、上記パンピングが終了し第３検体の第１のインキュベーションが始まると、第２検体のＢの処理に移り、当該処理が終了して、第２検体について第２のインキュベーションが開始されると、分注ユニット２９は第１検体のＣの処理に移る。
ステップＳ７で、上記ピペットチップＰは、穴内の標識液６を一定量吸引する。このとき、上記磁石Ｍは、再びピペットチップＰに接近し、吸引された標識液６中に浮遊する磁性体粒子２を全て捕集し、この磁性体粒子２を除く標識液６は、上記穴に吐出され、磁性体粒子２のみが上記ピペットチップＰに残る。
ステップＳ７ａで、上記ピペットチップＰは、磁性体粒子２を捕集したまま次の第４穴へと送られ、ステップＳ８及びステップＳ９で、該穴内の洗浄液を吸引し、上記と同一の手順で磁性体粒子２の洗浄・捕集を行った後、次の穴の洗浄液を、上記洗浄液吸引手順と同じ手順で吸引し、磁性体粒子２の洗浄・捕集が行われる。
ステップＳ９ａで、上記ピペットチップＰは、洗浄された磁性体粒子２を捕集したまま、次の第５穴に送られ、ステップＳ１０で、該穴内の基質液７を吸引する。このとき、上記磁石Ｍは、ピペットチップＰから離れる方向に移動して磁性体粒子２の吸着状態を解除し、従って、この基質液７を高速の吸入・吐出を繰り返すパンピングを行うことで、全磁性体粒子２と基質液７との反応を均一化させることができる。
そして、ステップＳ１１で、基質液７を含む全量を吸入して、ステップＳ１１ａで、全量を第１０穴に移動させ、ステップＳ１２で全量を吐出させて、処理を終了する。
そして、上記パンピングが終了すると、再び前記ピペットチップＰは、ピペットチップ置場２４に移送され保持される。
第１の検体について以上の処理が終了すると、第１３図（ａ）に従って、第４検体のＡの処理が開始され、同様の処理が繰り返されることになる。
処理された液は測定セル部２６の測定セルに移される。そして一定時間経過後、ステージ３２を移動させて、該当する測定セルを光学測定ユニット２８の測定位置へ送る。
この測定位置で、該発光量がＰＭＴ等の、所定の測定法に対応する構成からなる光学測定装置で測定され、一連の処理を終了する。
一方、中処理の指示があった場合には、前記画面４１ａの試薬分注の時間ＳＡ，ＳＢ，ＳＣに従って、本来の処理の合間合間に試薬分注がされるように、前記処理パターン決定部４８３が処理パターンを決定し、前記ＳＥＱ制御指示部４８１は、前記分注ユニット及び容器移送装置に指示する。
これにより、予め分注された場合の試薬の乾燥や、汚染や変質を防止するとともに、処理に必要な直前に分注することによって、効率的かつ信頼性のある処理を行うことができる。
なお、この実施の形態においては、４連の分注ユニット２９を用いたが、勿論これは４連に限られたものではなく、８連或いはそれ以上でもよく、また１連であっても処理は同様であり、この連の数は装置の規模に応じたものとすることができる。
第２形態例
この形態例に係る装置は、図１４に示すように、指令によって、装填されたカートリッジ容器６３を所定位置まで移送する回転ステージ６７と、この回転ステージ６７、の上方にはステージの直径方向に移動し、ピペットチップＰを装着して各種作業を行う分注ユニット６６、及びＰＭＴが上下動して、密閉、遮光の上フォトンの計数を行う光学測定ユニット６５が設けられている。
上記分注ユニット６６には、ピペットチップＰへのマグネット脱着制御ユニットが一体に設けられ、Ｂ／Ｆ（抗原抗体結合と遊離型の）分離、パンピング（繰り返し吸引・吐出を行うこと）による攪拌及び磁性体粒子の洗浄を行うことができる４連からなる分注ユニット６６を有している。
また、分注ユニット６６のノズルに装着され、分注作業等を行う未使用のピペットチップＰが立てられた状態で載置されているチップラック６２、及び使用済みのピペットチップＰを廃棄する廃棄部６１が設けられている。
上記回転ステージ６７は、放射状に装填された複数のカートリッジ容器６３を、指令によって回転移送する。
図１５に示すように、本形態例に係るカートリッジ容器６３は、ガラスやプラスチック等の透明体で形成された基部５１を有し、この基部５１には、例えば、８個の穴が設けられている。
当該８個の穴のうち、一方の端にある穴は、光学測定用の測定用穴５３である。これら各穴の配列や数は、反応ステップに対応させて適宜選択して形成することができる。また、他の７個の穴５２の底部は断面略Ｖ字状に形成され、かつ、各底部５６の内底部には、断面略凹状の一条の溝５４が内底部の傾斜面に沿って形成されている。
この溝５４は、その幅寸法が、ピペットチップＰの先端部の口径寸法よりも小さく形成されていることから、ピペットチップＰの先端部が内底部に当接しても、穴５２に収容された試料等が該溝５４を流れて全量吸引することができ、定量性を保証することができる。
また、カートリッジ容器６３は回転ステージ６７の中心方向にむけて４個平行に配列されており、測定用穴５３が光学測定ユニット６５の位置と整合するように装着される。
このようにカートリッジ容器６７を配置することで、光学測定ユニット６５の位置は測定用穴５３からみて不変であることから光学測定ユニット６５は移動の必要がない。上記４連の分注ユニット６６の各ノズルについてもカートリッジ容器６３の配置に沿った並びにすることになる。尚、カートリッジ容器６３を全て同一線（回転ステージの接線に該当）上に配置する方法も考えられ、この場合には、光学測定ユニット６５の位置は、中央側の２個のカートリッジ容器６３の測定用穴５３の位置と、外側の２個の測定用穴５３の位置との２ポジションに移動させるように構成する必要がある。
この装置は、一組４個のカートリッジ容器３２に予め試薬、洗浄液及び検体が分注された状態でセットされ、処理が開始される。尚、装置の基本的な処理過程は上記第１形態例と同様であるが、一組の処理から他の組の処理に移る場合には回転ステージ３０を回転する等、の点で異なる。
第３形態例
図１６は、本体装置７９を示したものであり、これは上記第１形態例と同様に制御装置が内蔵されており、この制御装置に対してはキーボード（図示せず）から種々の指示が入力されまた、表示装置（図示せず）には必要な情報が表示される。
本体装置７９は、種々の容器類が載置され装置に対して前後方向に移動可能なステージ８０と、このステージ８０の上方に設けられ装置に対して左右の方向及び上下の方向に移動可能な分注ユニット７８を有している。尚、この本体装置７９には光学測定ユニット（ＰＭＴ）は備えてない、従って、測定については測定専用の装置等を用いて行う。
上記分注ユニット７８の構成等は、上記実施の形態と同様であるからここでは説明を省略する。
上記ステージ８０には、長方形状の開孔部を有する試薬容器が複数配置された試薬部７２、一組４列からなり各列には複数の穴が設けられたカートリッジ容易７５が６組配置された容器プレート８１、及びチップラック７１、増幅用チップラック７３、及びカートリッジ容器７５の各列に対応した検体を収容する検体容器部７４が設けられている。
また、ステージ８０には、温調容器７６，７７が設けられている。この温調容器７６の上面には液収容のための複数の容器穴が設けられており、温調容器７６の内部には、ヒートブロック或いはヒートパネル等が配置されており、上方の容器穴を一定温度（例えば６０℃）の温度負荷状態に維持することができる。他の温調容器７７の内部には、熱吸収作用を有するペルチェ素子が配置され保冷容器として用いられる。
容器プレート８１の下方にも、ヒートブロックが設けられており、上方のカートリッジ容器７５を一定の恒温状態に維持することができる。この装置には、温調容器７７が設けられていることから、温度管理が容易に行え、また、複数の温度条件に対しても迅速に対応できる。尚、装置の基本的な処理過程は上記第１の形態例と同様である。
第４形態例
図１７は、上記第１形態例と同様に制御装置が内蔵されており、この制御装置に対してはモニタ部９８に設けられたタッチキーボードから種々の指示が入力され、また、モニタ部９８には情報が液晶表示される。
本体装置９９は、種々の容器類が載置され装置に対して前後方向に移動可能なステージ９０と、このステージ９０の上方に設けられ装置に対して左右の方向及び上下の方向に移動可能な分注ユニット９７、及び光学測定ユニット（ＰＭＴ）９６を備えている。
上記分注ユニット９７及び光学測定ユニット９６については第１の実施の形態と同様であるからここでは説明を省略する。
上記ステージ９０には、一組４列からなり各列には複数の穴が設けられたカートリッジ容器９１が４組配置された容器プレート９２及び容器収容箱９５が配置されている。
上記カートリッジ容器９１の各穴には、予め必要な試薬及び洗浄液等が分注され、また検体穴には検体が分注されている。このカートリッジ容器９１は全体をシーリングした状態で運搬され、そのまま本装置にセットすれば直ちに処理が開始できる。
上記容器収容箱９５は、図１８に示すように、全体が紙製からなり、容器収容箱９５の上面はモールドされ、上面の略半分の部位にはピペットチップＰを収容するチップ収容部９３が設けられ、他の部位には測定容器部９４が設けられここには測定液を収容する穴が複数設けられており各穴にはキャップ９５ｂを装着できる。さらに、この容器箱の内部には仕切り板が設けられてピペットチップＰ同士を仕切り板で隔離している。この容器箱は、使用後は廃棄されるので管理が容易であり、また上部に蓋９５ｃを被せることができ、運搬及び保管を容易にしている。
第５形態例
図１９乃至図２２に基づいて、本形態例に係る装置１００の基本的な制御系を説明する。
本形態例に係る装置の制御系は、液体分注、反応、インキュベーション、攪拌、洗浄及び測定を制御するものである。
図１９乃至図２１に示すように、この形態例に係る装置１００は、当該装置１００に関する種々の制御を行うＣＰＵ及びメモリ１４０と、カートリッジ容器１５１の装填の指示や解析結果の表示等の種々の表示を行う表示面１４１と、前記カートリッジ容器情報読取手段に相当し、前記回転ステージ１３１に装填されたカートリッジ容器１５１の回転ステージ１３１の中心に近い方の端に付されたバーコードをバーコード読取部１１５で読み取って解読するバーコード読取制御部１６６と、を有する。
さらに、同一のカートリッジ容器を用いて一連の処理を行うことができる項目の指定を行う項目指定手段に相当する、光学マーク読取部（ＯＭＲ）、フロッピーディスク、ＣＤＲＯＭ、通信等によって、検体項目情報の自動入力の制御をする自動入力制御部１４７と、当該情報等をキーボード、マウス等で入力したり、及びデータの記憶出力を行うプリンタ装置等を有する入出力部１４２と、ピペット装置の制御を行うピペット装置制御部１４３と、回転ステージ１３１の制御を行う回転ステージ制御部１４４と、前記回転ステージ１３１の固定板１５４に設けた恒温槽であるヒータの恒温制御を行う恒温制御部１４５と、前記ＰＭＴの制御を行うＰＭＴ制御部１４６と、を有する。尚、図２２中、符号１７２は、分注ユニットのＸＹＺ方向の移動を制御するＸＹＺステージ制御部を、符号１７３は、ピペットの作動を制御するピペット制御部を示している。
また、前記ＣＰＵ及びメモリ１４０には、プログラムによって、検査項目自動入力部１４７を介して指定された項目に対し、各項目に含まれる洗浄過程の数、指定された各項目数、各項目の処理時又は各項目に含まれる各過程の処理時間又はカートリッジ容器位置に基づいて、各過程の処理パターンを設定する処理パターン設定手段１４８と、対応する項目の識別情報を含むカートリッジ容器１５１に関する情報を付したカートリッジ容器１５１のうち該当するカートリッジ容器について前記回転ステージ１３１への装填を促す装填指示手段１７０と、前記ＰＭＴ制御部１４６を介して得られた結果を解析する解析手段１４９と、が構成されている。
さらに、前記メモリには、各項目の内容、各項目を処理する処理手順を示すプログラムが予め格納されている。勿論、上記ＣＰＵ及びメモリ１４０には、その他、当該装置に関する種々の制御指令信号が記憶されている。
続いて、本形態例の動作について説明すると、操作者は、例えば、前記マークシートに検査しようとする処理を表す項目を、前記項目指定手段に相当する前記光学マーク読取装置が読み取れる形式のマークにしてマークシートに書き込む。その他マークシートには、患者の登録番号等がマークによって書き込まれている。これを当該光学マーク読取装置によって読み取る。マークシートには、検査しようとする処理を表す項目のうち該当する項目にマークを付けることや、該当する項目の数をマークにつけること等によって行われる。読取の制御は前記自動入力制御部１４７によって制御される。前記ＣＰＵ及びメモリ１４０により構成された装填指示手段１７０は、指定された項目に対応するカートリッジ容器１５１を前記回転ステージ１３１に装填するように指示する。当該指示は、前記表示部１４１の画面に装填すべきカートリッジ容器１１５を各項目の合計数を表示することによって行われる。
操作者は、当該画面に基づいて、前記回転ステージ１３１の挿入口１１０から１つずつ該当する項目のカートリッジ容器１５１を、指示された個数ずつ装填する。
このようにして、各項目に対応するカートリッジ容器は、前記回転ステージ１３１にランダムに装填される。
このようにして、必要なカートリッジ容器１５１の前記回転ステージ１３１への装填が完了すると、前記ＣＰＵ及びメモリ１４０の指示によって、当該回転ステージ１３１は１回転して、前記バーコード読取部１１５は、各カートリッジ容器１５１の中心に近い端に付されているバーコードを読み取る。
これによって、前記ＣＰＵ及びメモリ１４０の処理パターン設定手段１４８は、読み取られた各カートリッジ容器１５１に付されたバーコードに基づいて、各項目の数量、位置を認識する。
その認識結果に基づいて、各項目を処理すべき順序を表す処理パターンを以下のように設定する。
処理パターンの設定は、できるだけ短い時間に沢山の処理を行うこと、即ち、処理効率を上げるように処理パターンの設定が行われる。しかも、その際できればなるべく回転ステージ１３１の動作を少なくすることである。
そのために、前記ピペット装置を１つの項目について、つまり、１つのカートリッジ容器についての処理が完了するまで、当該カートリッジ容器を前記分注位置にくぎづけにして、処理に専念させると、すべての項目の処理時間は、各項目の処理時間×項目数となり、膨大な処理時間が必要となる。
しかし、当該処理時間の大半は、前述したようにインキュベーション（恒温反応）のための時間であり、その間は、ピペットチップＰは空いている状態にある。そこで、その時間を利用して他の処理を行わせることによって処理時間を短縮させることができる。
それには、前記形態例で述べたように、同じ過程を繰り返せば、同じプログラムを用いることができてプログラムの読出しを繰り返す必要がなく、また、ピペットチップの動作も最小限の動きに止めることができる。
従って、この形態例でも、前記項目を分類し、同じ項目毎、または近似した項目毎にまとめて処理を行う。
すると、複数の同一項目の同一過程について、複数のカートリッジ容器について処理を行い、当該処理が終了した後に、次の過程に移るようにすれば、ピペットチップは、各カートリッジ容器がインキュベーションを行っている間に、そのインキュベーションの時間内に処理することができる個数のカートリッジ容器について、同一過程処理を行うことができて効率的である。
本発明は、ある項目ｊの過程ｉのインキュベーション等のピペットチップの非処理時間Ｉji、即ち、ピペットチップによる同一カートリッジ容器に対する次の処理を引続いて行うことができないピペットチップの非処理状態を必要とする時間を有効に利用するものである。
今前記非処理時間Ｉji内にピペットチップが他に処理することができるカートリッジ容器の個数ｎjiは、ピペットチップ自体による分注等の処理の最大時間をＰ（前記インキュベーションの時間に比べれば非常に短い時間）とし、前記非処理時間Ｉji経過中に前記同一のカートリッジ容器が移送されて再び分注位置に戻るまでの移送に必要とする合計時間Ｒjiに次の関係式が成り立つように制御する。
即ち、式  Ｐ×ｎji＋Ｒji≦Ｉjiである。
従って、少なくとも、当該式から定められるｎji個の項目について並行して処理を行うことができる（自身の処理も含む）。その際、カートリッジ容器の移送は、前記回転ステージ１３１を順方向に回転することによって行えば、前記Ｒjiの時間をより短縮することができる。
もし、各カートリッジ毎に別個に、一連の処理を連続して行う場合には、前記ピペットチップの非処理時間を利用することができず、各カートリッジ容器毎にΣijｎji・Ｉji（i,jについて和をとる）程度の膨大な時間が必要となる。
以上の点を考慮して、本形態例に係る処理パターン設定手段１４８は、次のようにして処理パターンを設定する。
まず、設定された項目について、予めメモリに格納されている各項目の内容を表すデータを読み出す。
次に、各項目の過程の中に含まれている洗浄過程の数を検出する。
洗浄過程の数で各項目を分類する。洗浄過程の数の相違は、各項目で行われる分注の回数の相違や処理時間の相違等の各項目の処理の手順を基本的に定めるものである。洗浄過程の数が同じ項目同士は、相互に処理が近似する。
洗浄過程の数で分けた各項目を、各項目毎に分類し、その各項目の個数を調べる。
次に、各項目のインキュベーションの過程（時間）を調べ、インキュベーションの時間で分類して処理パターンを設定する。
例えば、洗浄過程が１ステップの項目にＡとＤとＥとがあり、洗浄過程が２ステップの項目にＢとＣがあり、洗浄過程が３ステップの項目にＦとＧとがあるとする。
ここで、各ステップ内での項目の相違は、使用する試薬や標識薬の種類の相違等に起因する。
さらに、各ステップに対して、項目毎に分類して、項目数を調べる。例えば、１ステップでは、項目Ａについては、１５検体、項目Ｄについては、１１検体、項目Ｅについては、１４検体とする。
また、前記各項目のインキュベーションの時間、即ち項目処理に要する時間で分類すると、例えば、項目Ａが２０分、項目Ｄが３２分、項目Ｅが２０分の処理時間であるとすると、項目Ａと項目Ｅは２０分なので同じグループに分類し、項目Ｄは３２分なので別のグループに分類する。
この処理時間の差は、同じ洗浄過程数であって、かつ、同じ標識薬等を使用する場合であってもインキュベーションを異ならせた処理を行う必要がある場合があるから生ずるものである。
その際、洗浄過程数が１の場合には、前記式から定められたｎjiから、回転ステージ１３１が回転する間に、カートリッジ容器５本／３０分が可能とし、洗浄過程数が２の場合には、カートリッジ容器４本／３０分を可能として、洗浄過程数が３の場合には、カートリッジ容器３本／３０分とすれば効率的である場合について説明する。
その場合、前記処理パターン設定手段１４８は、洗浄過程数が１の場合には、前記項目Ａについて、先ず、５本ずつ３回処理を行い、次に、Ｅについて５本ずつ二回処理を行い終了する。次に項目Ｄについて５本ずつ２回処理を行うように設定する。
すると、項目Ｅについては、４検体が残留し、項目Ｄについては、１検体が残留する。
同様にして、次に洗浄過程数が２の場合の処理を行い、さらに洗浄過程数が３の場合の処理を行うように設定する。
以上のバッチ処理が終了した後に、各洗浄過程で、残留した項目の処理、たとえば、洗浄工程１の場合には、項目Ｅの４検体と、項目Ｄの１検体と、について処理を行うように設定する。
このようにして、処理パターン設定手段１４８は、指定された項目について、最も効率的な処理パターンを設定して、当該処理パターンに従って、前回回転ステージ制御部１４４、ピペットチップ制御１４３、ＰＭＴ制御部１４６及び恒温制御部１４５に制御を指示し、該装置１００は、該指示に従って、分離、攪拌、洗浄の前記各作業を効率的に実行する。
産業上の利用可能性
このように構成された本発明の好適な適用分野としては、例えば、磁性体と磁性体を含まない液間に発生する反応或は液内に存在する物質、磁性体への物理的・化学的吸着等の対象となるものに有効であり、この物質としては、抗原、抗体、タンパク質、酵素、ＤＮＡ、ベクターＤＮＡ、ＲＮＡ、m-ＲＮＡまたはプラスミド等の免疫学的物質や生物学的物質または分子学的物質、或は、その定性・定量に必要なアイソトープ、酵素、化学発光、蛍光発光、電気化学的等に用いられる標識物質を対象とする検査法或は臨床検査装置に適用できる。そして具体的には、免疫検査、化学物質反応検査、ＤＮＡの注出・回収・単離装置等にも適用できる。
例えば、本発明を免疫化学検査装置に適用した場合、検体容器を、複数の液収納部をもったカートリッジ容器に形成し、反応或は処理上必要な検体や試薬を予め各液収納部に分注しておき、磁石の磁力によってピペットチップの液通路の内側面に磁性体を吸着させたまま移送するように構成することが好ましい。この場合、分注される液は、上記のように予め液収納部に分注しておき、或は、一部でもよく、また、処理工程で段階的に分注してもよい。また、検体は、例えば、親検体容器から直接定量して分注することもできる。尚、カートリッジ容器の液収納部の数量は、単数でもよく、或は、複数列のマイクロプレート状に形成しても良い。このマイクロプレート状に形成された場合には、分注ユニットも液収納部列に対応させて配設することで、マルチチャンネル化でき、処理能力を大幅に向上させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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