(57)【要約】【課題】容器壁面におけるメニスカスの立ち上がりを抑え、保持した液体を均一に攪拌することが可能な攪拌容器及びこの攪拌容器を用いた分析装置を提供すること。【解決手段】保持された微量の液体を音波を利用して攪拌すると共に、保持される微量の液体の特性に関する測定を行う化学分析装置のための攪拌容器７と攪拌容器を用いた分析装置。攪拌容器７は、液体の形状を規制して保持する凹部Ｐcと、所定の肉厚を有する側壁７ｂ及び底壁７ａを含む壁部Ｐwと、壁部の外側に設けられ、凹部に保持される液体を攪拌する表面弾性波を発生する表面弾性波素子２１とを具備し、メニスカスが形成される部分における面積が最小の外接長方形と同一の断面形状を有し、壁部と同一組成の容器を仮定したとき、容器に保持された液体が形成するメニスカスの立ち上がりより、凹部に保持された液体が形成するメニスカスの立ち上がりが低くなるように、壁部が構成されている。【選択図】        図２
2006349582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持された微量の液体を音波を利用して攪拌すると共に、当該保持される微量の液体の特性に関する測定を行う化学分析装置のための攪拌容器であって、
前記液体が気体に接触するメニスカスを形成するように、前記液体の形状を規制して保持する凹部と、
前記凹部を規定し、所定の肉厚を有する側壁及び底壁を含む壁部と、
前記壁部の外側に設けられ、前記凹部に保持される前記液体を攪拌するための表面弾性波を発生させる音波発生手段と、
を具備し、
前記メニスカスが形成される部分における前記凹部の深さ方向に直交する方向の断面形状に外接し、その面積が最小の外接長方形と同一である当該方向の断面形状を有し、かつ、前記メニスカスが形成される部分の前記壁部と同一の組成からなる容器を仮定したとき、
当該容器に保持された前記液体が形成する前記メニスカスの立ち上がりより、前記凹部に保持された前記液体が形成する前記メニスカスの立ち上がりが低くなるように、前記壁部が構成されていることを特徴とする攪拌容器。
【請求項２】
前記音波発生手段の発生する音波の前記液体中における波長は、前記仮定された容器において前記液体が形成する前記メニスカスの立ち上がりに対し実質的に十分短いことを特徴とする請求項１に記載の攪拌容器。
【請求項３】
前記液体が形成する前記メニスカスの立ち上がりｈは、前記液体中における前記音波の波長をλLとしたとき、ｈ≧１０・λLであることを特徴とする請求項２に記載の攪拌容器。
【請求項４】
前記メニスカスが形成される部分における前記凹部の深さ方向に直交する方向の断面は、前記外接長方形よりも面積が小さく、かつ、当該断面に含まれる任意の二点を結ぶ全ての線分が当該断面内に含まれる凸形状であることを特徴とする請求項１に記載の攪拌容器。
【請求項５】
前記深さ方向は鉛直方向であり、前記深さ方向に直交する方向は水平方向であることを特徴とする請求項１に記載の攪拌容器。
【請求項６】
前記音波発生手段は、圧電基板と、該圧電基板上に形成される櫛型電極とを有する表面弾性波素子であることを特徴とする請求項１に記載の攪拌容器。
【請求項７】
前記音波発生手段の発生する音波が入射する前記壁部の外側の面は、平面で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の攪拌容器。
【請求項８】
前記音波発生手段は、前記壁部の前記側壁又は前記底壁の外側に接触して配置されることを特徴とする請求項７に記載の攪拌容器。
【請求項９】
前記表面弾性波素子によって発生する前記液体中の流れは、音響流が支配的であることを特徴とする請求項１に記載の攪拌容器。
【請求項１０】
前記凹部に保持される前記液体を注入するための開口を更に有し、当該開口の前記凹部の深さ方向への投影像は、前記メニスカスより前記底壁側における前記凹部の深さ方向に直交する方向の全ての断面を含むことを特徴とする請求項１に記載の攪拌容器。
【請求項１１】
前記メニスカスに接触する部分よりも前記底壁側の凹部である液体保持部の占める空間は、当該空間に含まれる任意の２点を結ぶ全ての線分を含む凸形状となることを特徴とする請求項１０に記載の攪拌容器。
【請求項１２】
前記攪拌容器は、外形が直方体又は角柱になるように、前記壁部の肉厚の異なる部分が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の攪拌容器。
【請求項１３】
前記メニスカスが形成される部分より少なくとも前記開口側の前記側壁は、前記深さ方向に直交する方向の断面積が前記開口に向かって単調増加するように構成されている部分を有することを特徴とする請求項１０に記載の攪拌容器。
【請求項１４】
前記断面積が前記開口に向かって単調増加するように構成されている部分よりも前記底壁側に設けられ、互いに平行な一組の側壁と、
前記平行な一組の側壁の一部に設けられると共に、前記平行な一組の側壁に対して垂直な方向から前記凹部に保持された前記液体の特性を測定するための所定の波長の光が入射される測光部と、
を更に有することを特徴とする請求項１３に記載の攪拌容器。
【請求項１５】
前記メニスカスが形成される部分より前記底壁側に設けられ、互いに平行な一組の側壁と、
前記平行な一組の側壁の一部に設けられると共に、前記平行な一組の側壁に対して垂直な方向から前記凹部に保持された前記液体の特性を測定するための所定の波長の光が入射される測光部と、
を更に有することを特徴とする請求項１に記載の攪拌容器。
【請求項１６】
前記測光部が設けられた部分における前記凹部の深さ方向に直交する当該凹部の断面は、前記メニスカスが形成される部分における当該凹部の当該方向の断面より小さいことを特徴とする請求項１５に記載の攪拌容器。
【請求項１７】
前記音波発生手段は、前記測光部を避けて配置されていることを特徴とする請求項１５に記載の攪拌容器。
【請求項１８】
前記音波発生手段は、前記平行な一組の側壁の部分とは異なる前記側壁に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の攪拌容器。
【請求項１９】
前記音波発生手段は、前記底壁に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の攪拌容器。
【請求項２０】
前記液体のメニスカスが接触する前記側壁は疎水性であることを特徴とする請求項１に記載の攪拌容器。
【請求項２１】
保持された微量の液体を音波を利用して攪拌すると共に、当該保持される微量の液体の特性に関する測定を行う化学分析装置のための攪拌容器であって、
前記液体が気体に接触するメニスカスを形成するように、前記液体の形状を規制して保持する凹部と、
前記凹部を規定し、所定の肉厚を有する側壁及び底壁を含む壁部と、
前記壁部の外側に設けられ、前記凹部に保持される前記液体を攪拌するための表面弾性波を発生させる音波発生手段と、
を具備し、前記が形成するメニスカスを規制するように、前記液体のメニスカスが接触する前記側壁の部分は、疎水性であることを特徴とする攪拌容器。
【請求項２２】
前記音波発生手段は、圧電基板と、該圧電基板上に形成される櫛型電極とを有する表面弾性波素子であることを特徴とする請求項２１に記載の攪拌容器。
【請求項２３】
前記表面弾性波素子によって発生する前記液体中の流れは、音響流が支配的であることを特徴とする請求項２１に記載の攪拌容器。
【請求項２４】
検体と試薬とを含む液体試料を攪拌して反応させ、当該液体試料を分析するために当該液体試料の特性に関する測定を行う化学分析装置であって、請求項１〜２３のいずれか一つに記載の攪拌容器を用いて検体と試薬とを攪拌することを特徴とする化学分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持した液体を音波によって非接触で攪拌する攪拌容器及びこの攪拌容器を用いた化学分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、化学分析装置は、反応容器の小型化と検体間の汚染を回避するため、外部から反応容器に超音波を照射し、反応容器が保持している液体試料中に音響流を発生させることで液体試料を非接触で攪拌混合するものが知られている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】独国特許発明第１０３２５３０７号明細書
【特許文献２】特許第３１６８８８６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、微量試料、微量試薬の要請が強くなっており、数μＬオーダーの液体をも対象とした反応容器の更なる小型化やそのための非接触攪拌手段として音波の高周波化がより一層必要となっている。これらの要請に応じるため、例えば、底面積をそのままにして、容器の深さを浅くすることによって容積を低減した場合、この容器に保持される液体の容積全体に対するメニスカス部分の容積の比率が相対的に高まることが予想される。このとき、このメニスカス部分の攪拌が行えない場合には、容器内に保持される実際の試料及び試薬の比率と、化学反応を起こす試料及び試薬の比率とが無視できない程相違するようになり、結果として正確な分析が困難になることがある。
【０００５】
また、微量液体に対して非接触攪拌を行うために、より高周波である数十〜数百ＭＨｚ以上の周波数の超音波を利用する場合、言い換えれば、上記メニスカスの最も低い所から上記メニスカスの上端迄の高さであるメニスカスの立ち上がりより液体中の波長が十分短いような超音波を利用する場合、液体内で発生する流れは音響流によるものが支配的となる。このため、上記超音波を利用する場合には、メニスカス部分の変形や当該部分への音響流の回り込みによるメニスカス部分の液体と他の部分の液体との十分な攪拌が期待できない。
【０００６】
具体的には、図２６に示すように、例えば、音波を発する表面弾性波素子Ｄsを直方体形状の容器Ｃの底壁Ｗbの外面に設けた場合、表面弾性波素子Ｄsが発生し、液体試料中に漏れ出した音波Ｗaによって生じた音響流Ｆsが回り込まず、液体試料が十分に攪拌されない滞留部ＰsがメニスカスＭと側壁とが接する部分に生じてしまう。このような滞留部Ｐsは、表面弾性波素子Ｄsを側壁外面に設けた場合でも同様に生じ、液体試料が数μＬオーダーのような微量な反応容器に滞留部Ｐsが生ずると、滞留部Ｐsにおける液体試料の攪拌が阻害される。このため、例えば、試薬の一部が検体と攪拌されずに残ってしまう等、検体の正確な測定を妨げる要因となる。特に、反応容器Ｃが直方体形状であると、９０°で接する隣り合う側壁から作用する毛管圧によって、メニスカスＭは、側壁同士が隣り合う四隅において急峻に立ち上がり、図２６に示すように、液体試料と壁面となす接触角が非常に小さくなる。このため、特に数十μＬ〜数μＬ以下の液体を攪拌対象として扱う分析装置の反応容器においては、このような滞留部Ｐsの発生又は発生した滞留部Ｐsの大きさ（高さ）を抑制することが重要となる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、容器壁面におけるメニスカスの立ち上がりを抑え、保持した液体を均一に攪拌することが可能な攪拌容器及びこの攪拌容器を用いた化学分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に係る攪拌容器は、保持された微量の液体を音波を利用して攪拌すると共に、当該保持される微量の液体の特性に関する測定を行う化学分析装置のための攪拌容器であって、前記液体が気体に接触するメニスカスを形成するように、前記液体の形状を規制して保持する凹部と、前記凹部を規定し、所定の肉厚を有する側壁及び底壁を含む壁部と、前記壁部の外側に設けられ、前記凹部に保持される前記液体を攪拌するための表面弾性波を発生させる音波発生手段と、を具備し、前記メニスカスが形成される部分における前記凹部の深さ方向に直交する方向の断面に外接し、その面積が最小の外接長方形と同一である当該方向の断面を有し、かつ、前記メニスカスが形成される部分の前記壁部と同一の組成からなる容器を仮定したとき、当該容器に保持された前記液体が形成する前記メニスカスの立ち上がりより、前記凹部に保持された前記液体が形成する前記メニスカスの立ち上がりが低くなるように、前記壁部が構成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記音波発生手段の発生する音波の前記液体中における波長は、前記仮定された容器において前記液体が形成する前記メニスカスの立ち上がりに対し実質的に十分短いことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記液体が形成する前記メニスカスの立ち上がりｈは、前記液体中における前記音波の波長をλLとしたとき、ｈ≧１０・λLであることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記メニスカスが形成される部分における前記凹部の深さ方向に直交する方向の断面は、前記外接長方形よりも面積が小さく、かつ、当該断面に含まれる任意の二点を結ぶ全ての線分が当該断面内に含まれる凸形状であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記深さ方向は鉛直方向であり、前記深さ方向に直交する方向は水平方向であることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記音波発生手段は、圧電基板と、該圧電基板上に形成される櫛型電極とを有する表面弾性波素子であることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記音波発生手段の発生する音波が入射する前記壁部の外側の面は、平面で構成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記音波発生手段は、前記壁部の前記側壁又は前記底壁の外側に接触して配置されることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記表面弾性波素子によって発生する前記液体中の流れは、音響流が支配的であることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記凹部に保持される前記液体を注入するための開口を更に有し、当該開口の前記凹部の深さ方向への投影像は、前記メニスカスより前記底壁側における前記凹部の深さ方向に直交する方向の全ての断面を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１１に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記メニスカスに接触する部分よりも前記底壁側の凹部である液体保持部の占める空間は、当該空間に含まれる任意の２点を結ぶ全ての線分を含む凸形状となることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１２に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記攪拌容器は、外形が直方体又は角柱になるように、前記壁部の肉厚の異なる部分が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１３に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記メニスカスが形成される部分より少なくとも前記開口側の前記側壁は、前記深さ方向に直交する方向の断面積が前記開口に向かって単調増加するように構成されている部分を有することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１４に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記断面積が前記開口に向かって単調増加するように構成されている部分よりも前記底壁側に設けられ、互いに平行な一組の側壁と、前記平行な一組の側壁の一部に設けられると共に、前記平行な一組の側壁に対して垂直な方向から前記凹部に保持された前記液体の特性を測定するための所定の波長の光が入射される測光部と、を更に有することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１５に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記メニスカスが形成される部分より前記底壁側に設けられ、互いに平行な一組の側壁と、前記平行な一組の側壁の一部に設けられると共に、前記平行な一組の側壁に対して垂直な方向から前記凹部に保持された前記液体の特性を測定するための所定の波長の光が入射される測光部と、を更に有することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１６に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記測光部が設けられた部分における前記凹部の深さ方向に直交する当該凹部の断面は、前記メニスカスが形成される部分における当該凹部の当該方向の断面より小さいことを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１７に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記音波発生手段は、前記測光部を避けて配置されていることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１８に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記音波発生手段は、前記平行な一組の側壁の部分とは異なる前記側壁に配置されていることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１９に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記音波発生手段は、前記底壁に配置されていることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項２０に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記液体のメニスカスが接触する前記側壁は疎水性であることを特徴とする。
【００２８】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項２１に係る攪拌容器は、保持された微量の液体を音波を利用して攪拌すると共に、当該保持される微量の液体の特性に関する測定を行う化学分析装置のための攪拌容器であって、前記液体が気体に接触するメニスカスを形成するように、前記液体の形状を規制して保持する凹部と、前記凹部を規定し、所定の肉厚を有する側壁及び底壁を含む壁部と、前記壁部の外側に設けられ、前記凹部に保持される前記液体を攪拌するための表面弾性波を発生させる音波発生手段と、を具備し、前記が形成するメニスカスを規制するように、前記液体のメニスカスが接触する前記側壁の部分は、疎水性であることを特徴とする。
【００２９】
また、請求項２２に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記音波発生手段は、圧電基板と、該圧電基板上に形成される櫛型電極とを有する表面弾性波素子であることを特徴とする。
【００３０】
また、請求項２３に係る攪拌容器は、上記の発明において、前記表面弾性波素子によって発生する前記液体中の流れは、音響流が支配的であることを特徴とする。
【００３１】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項２４に係る化学分析装置は、検体と試薬とを含む液体試料を攪拌して反応させ、当該液体試料を分析するために当該液体試料の特性に関する測定を行う化学分析装置であって、前記攪拌容器を用いて検体と試薬とを攪拌することを特徴とする。
【００３２】
ここで、本明細書において、メニスカスが形成される部分における凹部の深さ方向に直交する方向の断面形状に外接する四角形は、例えば、図２２及び図２３に示すように、攪拌容器のメニスカスが形成される部分における凹部Ｐcの水平方向の断面の形状がＳの場合、点線で示す四角形Ｑcと四角形Ｑminとがある。このため、面積が最小の外接長方形とは、断面形状Ｓに外接する四角形の中で、図２３に示す面積が最小となる四角形Ｑminをいうものとする。
【００３３】
また、本明細書において、攪拌容器におけるメニスカスの立ち上がりとは、保持した液体におけるメニスカスの最も低い所からメニスカス上端迄の高さを言うものとし、例えば、実施の形態１で説明する図２４に示す反応容器７においては、液体ＬのメニスカスＭの最も低い所からメニスカスＭの上端迄の高さｈをいう。従って、図２４に示すメニスカスが下に凸の場合のみならず、メニスカスが上に凸の場合の双方をいう。
【発明の効果】
【００３４】
本発明にかかる攪拌容器及びこの攪拌容器を用いた化学分析装置は、攪拌容器に保持される液体のメニスカスの立ち上がりを抑えるように構成され、メニスカスの立ち上がりによって音響流の滞留部となり得る部分の容積又は高さを抑制又は低減するため、より微量な液体に対しても均一な攪拌を期待することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（実施の形態１）
以下、本発明の攪拌容器及びこの攪拌容器を用いた化学分析装置にかかる実施の形態１について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の化学分析装置の実施の形態１を示す自動分析装置の概略構成図である。図２は、図１の自動分析装置で用いる反応容器の容器のみを示す斜視図である。図３は、図２に示す反応容器の平面図である。図４は、図３のＣ−Ｃ線に沿って破断した反応容器を攪拌装置と共に示す概略構成図である。
【００３６】
自動分析装置１は、図１に示すように、作業テーブル２上に検体テーブル３、反応テーブル６及び試薬テーブル１５が互いに離間してそれぞれ周方向に沿って回転、かつ、位置決め自在に設けられている。また、自動分析装置１は、検体テーブル３と反応テーブル６との間に検体分注機構５が設けられ、反応テーブル６と試薬テーブル１５との間には試薬分注機構１３が設けられている。
【００３７】
検体テーブル３は、図１に示すように、駆動手段（図示せず）によって矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って等間隔で配置される収納室３ａが複数設けられている。各収納室３ａは、検体を収容した検体容器４が着脱自在に収納される。
【００３８】
検体分注機構５は、検体を後述する反応容器７に分注する手段であり、検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次後述する反応容器７に分注する。
【００３９】
反応テーブル６は、図１に示すように、駆動手段（図示せず）によって矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って等間隔で配置される収納室６ａが複数設けられている。各収納室６ａは、攪拌容器として検体を試薬と反応させる反応容器７が着脱自在に収納される。また、反応テーブル６には、光源８及び排出装置１１が設けられている。光源８は、試薬と検体とが反応した反応容器７内の液体試料を分析するための分析光（３４０〜８００ｎｍ）を出射する。光源８から出射された分析用の光ビームは、反応容器７内の液体試料を透過し、光源８と対向する位置に設けた受光素子９によって受光される。受光素子９は、判断部１８を介して分析部１９に接続されている。分析部１９は、反応容器７内の液体試料の吸光度に基づいて検体の成分や濃度等を分析する。一方、排出装置１１は、図示しない排出ノズルを備えており、反応容器７から反応終了後の液体試料を前記排出ノズルによって吸引し、排出容器（図示せず）に排出する。ここで、排出装置１１を通過した反応容器７は、図示しない洗浄装置に移送されて洗浄された後、再度、新たな検体の分析に使用される。
【００４０】
試薬分注機構１３は、試薬を反応容器７に分注する手段であり、後述する試薬テーブル１５の所定の試薬容器１６から試薬を順次反応容器７に分注する。
【００４１】
試薬テーブル１５は、図１に示すように、図示しない駆動手段によって矢印で示す方向に回転され、扇形に成形された収納室１５ａが周方向に沿って複数設けられている。各収納室１５ａは、試薬容器１６が着脱自在に収納される。複数の試薬容器１６は、それぞれ検査項目に応じた所定の試薬が満たされ、外面には収容した試薬に関する情報を表示するバーコードラベル（図示せず）が貼付されている。
【００４２】
ここで、試薬テーブル１５の外周部には、試薬容器１６に貼付した前記バーコードラベルに記録された試薬の種類，ロット及び有効期限等の情報を読み取り、判断部１８へ出力する読取装置１７が設置されている。判断部１８は、受光素子９，排出装置１１及び読取装置１７と接続され、例えば、マイクロコンピュータ等が使用される。
【００４３】
以上のように構成される自動分析装置１は、回転する反応テーブル６によって周方向に沿って搬送されてくる反応容器７に検体分注機構５が検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次分注する。検体が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって試薬分注機構１３の近傍へ搬送されて所定の試薬容器１６から試薬が分注される。そして、試薬が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって周方向に沿って搬送される間に試薬と検体とが攪拌されて反応し、光源８と受光素子９との間を通過する。このとき、反応容器７内の液体試料は、受光素子９によって測光され、分析部１９によって成分や濃度等が分析される。そして、分析が終了した反応容器７は、排出装置１１によって反応終了後の液体試料が排出されて図示しない洗浄装置によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。
【００４４】
このとき、自動分析装置１は、反応テーブル６によって周方向に沿って搬送される反応容器７内の液体試料を攪拌装置によって攪拌し、試薬と検体とを反応させる。この液体試料の攪拌に用いる反応容器７を攪拌装置と共に以下に説明する。
【００４５】
反応容器７は、光源８から出射された分析光（３４０〜８００ｎｍ）に含まれる光の８０％以上を透過し、液体との親和性、例えば、親水性が高い素材、例えば、耐熱ガラスを含むガラスが使用される。反応容器７は、表面弾性波素子２１を備えており、図２に示すように、底壁７ａと側壁７ｂとを含む壁部Ｐwによって水平断面の外形が四角形からなり、上部に液体注入用の開口７ｃを有する凹部Ｐcが鉛直方向に形成されている。凹部Ｐcは、液体の形状を規制して保持する。反応容器７は、壁部Ｐwによって囲まれる凹部Ｐcの内面上部に、所定量の液体試料によって下に凸のメニスカスＭが接する液面接触領域ＡMが形成される。ここで、本明細書において、液体保持部ＰLとは、液体を保持する凹部ＰcのうちメニスカスＭより下の部分をいうものとし、他の実施の形態においても同様である。
【００４６】
このとき、壁部Ｐwは、メニスカスＭが形成される液面接触領域ＡMにおける水平方向の断面形状に外接する最小面積の外接長方形と同一である水平方向の断面形状を有し、かつ、メニスカスＭが形成される液面接触領域ＡMの壁部Ｐwと同一の組成からなる容器を仮定したとき、この仮定容器に保持された液体が形成するメニスカスの立ち上がりより、反応容器７に保持された液体が形成するメニスカスＭの立ち上がりの方が低くなるように構成されている。即ち、側壁７ｂは、内面の液面接触領域ＡMが水平方向に湾曲する曲面ＦCと鉛直面ＦPからなり、曲面ＦCと鉛直面ＦPが交互に接している。このため、液面接触領域ＡMは、液体試料のメニスカスＭが接する四隅の部分が水平方向に湾曲している。従って、側壁７ｂは、図２及び図３に示すように、肉厚の異なる部分が存在する。また、液体保持部ＰLは、液面接触領域ＡMの下部が底壁７ａと側壁７ｂとによって直方体形状の凹部Ｐdに成形されている。ここで、互いに平行な一組の側壁７ｂは、液面接触領域ＡM下部の互いに対向する１点鎖線で示す部分が、光源８から出射された分析用の光ビームが透過し、液体試料を光学測定する測光部ＡLとして利用される。
【００４７】
また、反応容器７は、保持した液体が形成するメニスカスＭの立ち上がりが低くなるように、メニスカスが形成される液面接触領域ＡMにおける凹部Ｐdの深さ方向に直交する水平方向の断面は、前記外接長方形よりも面積が小さく、かつ、この水平断面に含まれる任意の二点を結ぶ全ての線分がこの水平断面内に含まれる凸形状とする。更に、反応容器７は、水平方向の断面積が鉛直方向に大きく変化することがないように、開口７ｃの水平面への投影像は、液体保持部ＰLの任意の水平断面を全て含むように成形する。このため、液体保持部ＰLは、液体保持部ＰL内の任意の二点を結ぶ線分を全て液体保持部ＰL内に含む凸形状となる。また、測光部ＡLは、水平方向の断面積が液面接触領域ＡM内の水平方向の断面積に比べて小さくなるように設定されている。そして、液面接触領域ＡMは、水平方向に湾曲する曲面ＦCの曲率が、測光部ＡLの水平方向の断面における曲率に比べて小さく設定されている。このため、液面接触領域ＡMは、側壁７ｂが９０°で接する従来の反応容器（面積が最小の外接長方形Ｑminを有する仮定の容器に相当する）に比べ、液体試料のメニスカスＭが接する四隅の部分が水平方向に湾曲していることから、この湾曲した曲面ＦCにおけるメニスカスＭの急峻な立ち上がりが抑えられる。
【００４８】
攪拌装置２０は、試薬分注機構１３が反応容器７に試薬を分注する位置と互いに対向配置される光源８，受光素子９との間の収納室６ａ下部に配置されており、図４に示すように、電源２２、コントローラ２３及び音響整合層２４を有し、表面弾性波素子２１を駆動することにより反応容器７が保持した液体を攪拌する。
【００４９】
表面弾性波素子２１は、表面弾性波である超音波を発生する音波発生手段であり、図４及び図５に示すように、ニオブ酸リチウム等の圧電基板２１ａの表面に金等の櫛型電極（ＩＤＴ）からなる振動子２１ｂが設けられている。振動子２１ｂは、電源２２から送電された電力を表面弾性波（音波）に変換し、図４に示すように、音響整合層２４を介して底壁７ａの下面に取り付けられている。このとき、表面弾性波素子２１は、振動子２１ｂが発生する音波の反応容器７に保持された液体中における波長が、前記容器において液体が形成するメニスカスの立ち上がり（図２４参照）に対し実質的に十分短い。即ち、前記容器が保持した液体Ｌが形成するメニスカスの立ち上がりｈ（図２４参照）は、前記液体中における前記音波の波長をλLとしたとき、ｈ≧１０・λLである。また、振動子２１ｂは、図５に示すように、電気端子２１ｃとの間が導体回路２１ｄによって接続されている。表面弾性波素子２１は、振動子２１ｂとして櫛型電極（ＩＤＴ）を使用するので、構造が簡単で小型な構成とすることができる。
【００５０】
電源２２は、図４に示すように、電気端子２１ｃとの間が配線２５によって接続され、数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ程度の高周波の交流を表面弾性波素子２１に供給する。コントローラ２３は、電源２２を制御して表面弾性波素子２１が発する音波の特性（周波数，強度，位相，波の特性）、波形（正弦波，三角波，矩形波，バースト波等）或いは変調（振幅変調，周波数変調）等を制御する。音響整合層２４は、反応容器７と表面弾性波素子２１との間の音響インピーダンスを最適化する手段で、エポキシ樹脂等の接着剤やシェラック等の他、ジェルや液体等を使用することができる。音響整合層２４は、音波の伝達効率を上げるため、表面弾性波素子２１が発する周波数の波長λに対して厚みがｎ・λ／４（ｎは奇数）となるように調整する。もしくは、音響整合層２４は、できるだけ薄くなるように調整する。
【００５１】
従って、反応容器７は、保持した液体試料が攪拌装置２０によって以下のように攪拌される。先ず、攪拌装置２０は、コントローラ２３による制御の下に電源２２から供給される電力によって表面弾性波素子２１を駆動する。これにより、表面弾性波素子２１は、図５に示す振動子２１ｂが音波を誘起する。誘起された音波は、圧電基板２１ａ内部及び音響整合層２４を通って反応容器７の底壁７ａへと伝搬し、図４に示すように、音響インピーダンスが近い液体試料Ｌs中へ矢印で示す音波Ｗaが底壁７ａの内面から斜め上方に漏れ出してゆく。
【００５２】
この結果、液体試料Ｌsには、図４に示すように、音波ＷaによってメニスカスＭまで到達する反時計方向の音響流Ｆccと時計方向の音響流Ｆcwとが生じ、液体試料Ｌs中の流れは音響流Ｆcc，Ｆcwが支配的である。このとき、反応容器７は、内面の液面接触領域ＡMがメニスカスＭにおいて水平方向に湾曲する曲面ＦCと鉛直面ＦPとを有し、曲面ＦCと鉛直面ＦPが交互に接している。このため、液体試料Ｌsは、図４に示すように、曲面ＦCの部分で接するメニスカスＭの急峻な立ち上がりが抑えられ、実線で示すように平坦に近くなる。ここで、図４において、破線は従来の反応容器におけるメニスカスＭを示しており、以下の説明においても同様とする。
【００５３】
従って、図４に示すように、曲面ＦCに接する部分でメニスカスＭが平らに近くなるので、音響流Ｆcc，Ｆcwが液面接触領域ＡMとメニスカスＭとが接する部分に入り込み易くなる。この結果、反応容器７及び攪拌装置２０を用いた自動分析装置１は、これら２つの音響流Ｆcc，Ｆcwによって液体試料Ｌsを底部からメニスカスＭに至る広範囲に亘って非接触で均一に攪拌することができる。また、反応容器７は、反応テーブル６に設けた収納室６ａに収納して使用されるので、従来の自動分析装置にもそのまま使用することができる。
【００５４】
但し、反応容器７は、所定量の液体試料が接する液面接触領域ＡMをフッ素樹脂等の撥水処理剤をコーティング或いはスパッタすることによって予め撥水処理を施しておいてもよい。このような撥水処理をすると、反応容器７は、保持する液体試料のメニスカスＭが上に凸の形状となる。この結果、反応容器７は、音響流Ｆcc，Ｆcwが液面接触領域ＡMと上に凸のメニスカスＭとが接する部分に入り込み易くなり、攪拌装置２０による攪拌を均一に行うことができる。
【００５５】
ここで、反応容器７は、図６に示すように、液面接触領域ＡMの下部に形成される凹部Ｐdの内底面７ｄを測光部ＡLを透過する分析用の光ビームの断面形状に対応した形に湾曲させてもよい。このようにすると、反応容器７は、測光精度を確保しつつ、図７に示すように、側壁７ｂの外面に取り付けた表面弾性波素子２１から出射された音波Ｗaによって生ずる２方向の音響流Ｆcc，Ｆcwのうち、下側に生ずる時計方向の音響流Ｆcwが内底面７ｄの湾曲に沿って円滑に流れるので滞留部を生ずることがなく、攪拌効率を向上させることができる。このとき、反応容器７は、側壁７ｂと対向する側壁７ｂの外面（点線参照）、或いは底壁７ａの外面（点線参照）に表面弾性波素子２１を取り付けてもよい。また、反応容器７は、側壁７ｂの他、底壁７ａに肉厚の異なる部分が存在することになる。
【００５６】
また、反応容器７は、図８に示すように、測光部ＡLが形成された側壁７ｂと隣り合う側壁７ｂ内面に、凹部Ｐdの内底面Ｆbに対して鈍角となる角度θで接する傾斜面７ｅを設けても、音響流を傾斜面７ｅによって案内して、攪拌効率を向上させることができる。更に、図９に示す反応容器７のように、液面接触領域ＡMを構成する各曲面ＦCと各鉛直面ＦPを下方へ延長すると共に、内底面Ｆbを測光部ＡLを透過する分析用の光ビームの断面の半径と略同じ球面からなる湾曲面としても、同様の効果が得られる。従って、図１０に示す反応容器２８のように、液面接触領域ＡMを鉛直面ＦPと反応容器７の曲面ＦCよりも大きい曲面ＦBCとによって構成してもよい。このとき、反応容器２８は、測光部ＡLが形成された側壁２８ｂに隣接する側壁２８ｃ側から対向する側壁２８ｃに向かって内底面Ｆbが下に凸の湾曲面に成形されている。
【００５７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２を図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態１の反応容器は、液面接触領域が水平方向に湾曲する曲面と鉛直面とを有していたのに対し、実施の形態２の反応容器は、液面接触領域が水平方向に隣り合う平面が鈍角で接する鉛直面からなる。ここで、以下に説明する各実施の形態では、自動分析装置１は実施の形態１と同じものを使用し、実施の形態１と構成が同一の部材には同一の符号を使用する。従って、反応容器について以下に説明する。図１１は、表面弾性波素子を除いた実施の形態２に係る反応容器を示す斜視図である。図１２は、図１１に示す反応容器の平面図である。図１３は、反応容器と表面弾性波素子とを有する本発明の反応容器を示す縦断面図である。
【００５８】
反応容器３０は、反応容器７と同様に、光源８から出射された分析光（３４０〜８００ｎｍ）に含まれる光の８０％以上を透過する素材、例えば、耐熱ガラスを含むガラスが使用される。反応容器３０は、反応テーブル６に設けた収納室６ａに収納して使用される。反応容器３０は、表面弾性波素子２１を備えており、図１１に示すように、底壁３０ａと側壁３０ｂとを含む壁部Ｐwによって水平断面の外形が四角形からなり、上部に液体注入用の開口３０ｃを有する凹部Ｐcが鉛直方向に形成されている。凹部Ｐcは、液体の形状を規制して保持する。反応容器３０は、壁部Ｐwによって囲まれる凹部Ｐcの内面上部に、所定量の液体試料によって下に凸のメニスカスＭが接する液面接触領域ＡMが形成されている。液面接触領域ＡMは、図１１に示すように、表面にフッ素樹脂等の撥水処理剤をコーティング或いはスパッタすることによって撥水処理を施した疎水部Ｐhpが形成されている。また、反応容器３０は、図１２に示すように、内面の液面接触領域ＡMが水平方向に隣り合う面が鈍角となる角度θMで接する鉛直面ＦPからなる。このため、側壁３０ｂは、図１１及び図１２に示すように、肉厚の異なる部分が存在する。更に、液体保持部ＰLは、液面接触領域ＡMの下部が底壁３０ａの内面と側壁３０ｂの鉛直面ＦPとによって直方体形状の凹部Ｐdに成形されている。ここで、互いに平行な一組の側壁３０ｂは、液面接触領域ＡM下部の互いに対向する１点鎖線で示す部分が、光源８から出射された分析用の光ビームが透過し、液体試料を光学測定する測光部ＡLとして利用される。
【００５９】
このとき、反応容器３０は、水平方向の断面積が鉛直方向に大きく変化することがないように、開口３０ｃの水平面への投影像は、液体保持部ＰLの任意の水平断面における水平面への投影像を含むように成形されている。このため、液体保持部ＰLは、液体保持部ＰL内の任意の二点を結ぶ線分を全て液体保持部ＰL内に含む凸形状となる。また、測光部ＡLは、水平方向の断面積が液面接触領域ＡM内の水平方向の断面積に比べて小さくなるように設定されている。そして、液面接触領域ＡMは、水平方向に隣り合う鉛直面ＦPが接する角度θMが、測光部ＡLの水平方向に隣り合う鉛直面ＦPが接する角度θL（＝９０°）よりも大きく設定されている（θM＞θL）。このため、液面接触領域ＡMは、側壁３０ｂが９０°で接する従来の反応容器に比べ、液体試料のメニスカスＭが接する四隅の部分において水平方向に隣り合う鉛直面ＦPが鈍角で接するうえ、疎水部Ｐhpによって液体試料のメニスカスＭが、図１３に示すように、上に凸の形状となる。
【００６０】
以上のように構成される反応容器３０は、図１３に示すように、底壁３０ａの外面に音響整合層２４を介して取り付けられる表面弾性波素子２１を攪拌装置２０によって駆動し、液体保持部ＰLに保持した液体試料が以下のように攪拌される。先ず、攪拌装置２０は、コントローラ２３による制御の下に電源２２から供給する電力によって表面弾性波素子２１を駆動する。これにより、表面弾性波素子２１は、図５に示す振動子２１ｂが音波を誘起する。誘起された音波は、音響整合層２４を通って反応容器３０の底壁３０ａへと伝搬し、図１３に示すように、音響インピーダンスが近い液体試料Ｌs中へ矢印で示す音波Ｗaが底壁３０ａの内面から斜め上方に漏れ出してゆく。
【００６１】
この結果、液体試料Ｌsには、音波ＷaによってメニスカスＭまで到達する反時計方向の音響流Ｆccと時計方向の音響流Ｆcwとが生じる。このとき、反応容器３０は、液面接触領域ＡMの表面に疎水部Ｐhpが形成されていることから、保持する液体試料のメニスカスＭが上に凸の形状となる。この結果、反応容器３０は、液面接触領域ＡMの水平方向に隣り合う平面が鈍角となる角度θMで接する鉛直面ＦPとした以上に音響流Ｆcc，Ｆcwが液面接触領域ＡMと上に凸のメニスカスＭとが接する部分に入り込み易くなり、攪拌装置２０による攪拌を均一に行うことができる。この場合、液体試料Ｌs中の流れは音響流Ｆcc，Ｆcwが支配的である。このため、反応容器３０を用いた自動分析装置１は、これら２つの音響流Ｆcc，Ｆcwによって液体試料Ｌsを底部からメニスカスＭに至る広範囲に亘って非接触で均一に攪拌することができる。また、反応容器３０は、反応テーブル６に設けた収納室６ａに収納して使用されるので、従来の自動分析装置にもそのまま使用することができる。
【００６２】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る攪拌容器を図１４及び図１５を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態１の反応容器は、液面接触領域が水平方向に湾曲する曲面と鉛直面とを有していたのに対し、実施の形態３の反応容器は、液面接触領域が水平方向に湾曲する曲面を有している。図１４は、表面弾性波素子を除いた実施の形態３に係る反応容器を示す斜視図である。図１５は、表面弾性波素子を設けた本発明の反応容器を示す縦断面図である。
【００６３】
反応容器３２は、表面弾性波素子２１を備えており、図１４に示すように、底壁３２ａと側壁３２ｂとを含む壁部Ｐwによって水平断面の外形が円形からなり、上部に液体注入用の開口３２ｃを有する凹部Ｐcが鉛直方向に形成されている。凹部Ｐcは、液体の形状を規制して保持する。反応容器３２は、壁部Ｐwによって囲まれる凹部Ｐcの内面上部に、所定量の液体試料によって下に凸のメニスカスＭが接する液面接触領域ＡMが形成されている。底壁３２ａは、図１４及び図１５に示すように、内底面Ｆbの中央が下に凸の球面状に窪んでいる。このため、底壁３２ａは、肉厚の異なる部分が存在する。一方、側壁３２ｂは、図１４に示すように、内面の液面接触領域ＡMが水平方向に湾曲する曲面である。
【００６４】
このとき、壁部Ｐwは、メニスカスＭが形成される部分における水平方向の断面形状に外接する最小面積の外接長方形と同一である水平方向の断面形状を有し、かつ、メニスカスＭが形成される部分の壁部Ｐwと同一の組成からなる容器を仮定したとき、この仮定容器に保持された液体が形成するメニスカスの立ち上がりより、反応容器７に保持された液体が形成するメニスカスＭの立ち上がりの方が低くなるように構成されている。即ち、側壁３２ｂは、図１４に示すように、内面が水平方向に湾曲する曲面に成形されている。このため、液面接触領域ＡMは、液体試料のメニスカスＭが接する部分が水平方向に湾曲しているので、側壁が９０°で接する従来の四角柱形状の反応容器に比べ、図１５に示すように、液体試料のメニスカスＭの急峻な立ち上がりが抑えられる。
【００６５】
また、反応容器３２は、保持した液体が形成するメニスカスＭの立ち上がりが低くなるように、メニスカスが形成される液面接触領域ＡMにおける凹部Ｐdの深さ方向に直交する水平方向の断面は、前記外接長方形よりも面積が小さく、かつ、この水平断面に含まれる任意の二点を結ぶ全ての線分がこの水平断面内に含まれる凸形状とする。更に、反応容器７は、水平方向の断面積が鉛直方向に大きく変化することがないように、開口７ｃの水平面への投影像は、液体保持部ＰLの任意の水平断面を全て含むように成形する。このため、液体保持部ＰLは、液体保持部ＰL内の任意の二点を結ぶ線分を全て液体保持部ＰL内に含む凸形状となる。
【００６６】
このため、反応容器３２は、攪拌装置２０によって表面弾性波素子２１を駆動すると、振動子２１ｂに誘起された音波が圧電基板２１ａ内部及び音響整合層２４を通って反応容器３２の底壁３２ａへと伝搬し、図１５に示すように、音響インピーダンスが近い液体試料Ｌs中へ矢印で示す音波Ｗaが底壁３２ａの内底面Ｆbから斜め上方に漏れ出してゆく。
【００６７】
この結果、液体試料Ｌsには、図１５に示すように、音波ＷaによってメニスカスＭまで到達する反時計方向の音響流Ｆccと時計方向の音響流Ｆcwとが生じ、液体試料Ｌs中の流れは音響流Ｆcc，Ｆcwが支配的である。このとき、反応容器３２は、図１５に示すように、図２，図４に示す反応容器７と同様に、液面接触領域ＡMにおけるメニスカスＭの急峻な立ち上がりが抑えられ、実線で示すように平坦に近くなるうえ、内底面Ｆbの中央が下に凸の球面状に窪んでいる。
【００６８】
従って、図１５に示すように、これら２つの音響流Ｆcc，Ｆcwによって、反応容器３２及び攪拌装置２０を用いた自動分析装置１は、２つの音響流Ｆcc，Ｆcwが液面接触領域ＡMとメニスカスＭとが接する部分に入り込み易くなると共に、音響流Ｆcc，Ｆcwが円滑に流れるので滞留部を生ずることがなく、液体試料Ｌsを底部からメニスカスＭに至る広範囲に亘って非接触で均一に攪拌することができる。また、反応容器３２は、反応テーブル６に設けた収納室６ａに収納できるので、従来の自動分析装置のキュベットを収納する収納室にも配置してそのまま使用することができる。
【００６９】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４に係る反応容器を図１６及び図１７を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態１の反応容器は、液面接触領域が水平方向に湾曲する曲面と鉛直面とを有していたのに対し、実施の形態４の反応容器は、液面接触領域が上方に向かって外方に開く一組の開き側壁を有している。図１６は、実施の形態４に係る反応容器の容器のみを示す斜視図である。図１７は、反応容器と表面弾性波素子とを有する本発明の反応容器を示す縦断面図である。
【００７０】
反応容器３４は、表面弾性波素子２１を備えており、図１６に示すように、底壁３４ａと、互いに平行な一組の平行側壁３４ｂと、平行側壁３４ｂに隣り合う少なくとも一組の開き側壁３４ｃとを含む壁部Ｐwによって水平断面の外形が四角形からなり、上部に液体注入用の開口３４ｃを有する凹部Ｐcが鉛直方向に形成されている。凹部Ｐcは、液体の形状を規制して保持する。反応容器３４は、壁部Ｐwによって囲まれる凹部Ｐcの内面上部に、所定量の液体試料によって下に凸のメニスカスＭが接する液面接触領域ＡMが形成される。
【００７１】
底壁３４ａは、外面に表面弾性波素子２１が取り付けられている。互いに平行な一組の平行側壁３４ｂは、液面接触領域ＡM下部の互いに対向する１点鎖線で示す部分が、光源８から出射された分析用の光ビームが透過し、液体試料を光学測定する測光部ＡLとして利用される。
【００７２】
このとき、壁部Ｐwは、メニスカスＭが形成される部分における水平方向の断面形状に外接する最小面積の外接長方形と同一である水平方向の断面形状を有し、かつ、メニスカスＭが形成される部分の壁部Ｐwと同一の組成からなる容器を仮定したとき、この仮定容器に保持された液体が形成するメニスカスの立ち上がりより、反応容器３４に保持された液体が形成するメニスカスＭの立ち上がりの方が低くなるように構成されている。即ち、一組の開き側壁３４ｃは、水平方向の断面積が開口３４ｃに向かって単調増加するように構成され、図１７に示すように、底壁３４ａの内面に対して鈍角となる角度θ傾斜させて平行側壁３４ｂに隣り合い、鉛直面に対して傾斜することにより内面の液面接触領域ＡMが上方に向かって外方に開いている。このため、反応容器３４は、開き側壁３４ｃと接する液体試料ＬsのメニスカスＭが、側壁が鉛直である従来の反応容器に比べて平坦になる。ここで、表面弾性波素子２１は、図１７に点線で示すように開き側壁３４ｃに設けてもよい。
【００７３】
このとき、反応容器３４は、保持した液体が形成するメニスカスＭの立ち上がりが低くなるように、メニスカスが形成される液面接触領域ＡMにおける凹部Ｐdの深さ方向に直交する水平方向の断面は、前記外接長方形よりも面積が小さく、かつ、この水平断面に含まれる任意の二点を結ぶ全ての線分がこの水平断面内に含まれる凸形状とする。更に、反応容器３４は、水平方向の断面積が鉛直方向に大きく変化することがないように、開口３４ｃの水平面への投影像は、液体保持部ＰLの任意の水平断面を全て含むように成形する。このため、液体保持部ＰLは、液体保持部ＰL内の任意の二点を結ぶ線分を全て液体保持部ＰL内に含む凸形状となる。
【００７４】
従って、反応容器３４は、攪拌装置２０によって表面弾性波素子２１を駆動すると、振動子２１ｂに誘起された音波が圧電基板２１ａ内部及び音響整合層２４を通って反応容器３４の底壁３４ａへと伝搬し、図１７に示すように、音響インピーダンスが近い液体試料Ｌs中へ矢印で示す音波Ｗaが底壁３４ａの内底面から斜め上方に漏れ出してゆく。
【００７５】
この結果、液体試料Ｌsには、図１７に示すように、音波ＷaによってメニスカスＭまで到達する反時計方向の音響流Ｆccと時計方向の音響流Ｆcwとが生じ、液体試料Ｌs中の流れは音響流Ｆcc，Ｆcwが支配的である。このとき、液体試料Ｌsは、図１７に示すように、開き側壁３４ｃと接する液体試料ＬsのメニスカスＭが実線で示すように平坦に近くなり、液面接触領域ＡMとメニスカスＭとが接する部分に音響流Ｆcc，Ｆcwが入り込み易くなる。また、開き側壁３４ｃは、図１７に示すように、底壁３４ａの内面に対して鈍角となる角度θ傾斜している。このため、反応容器３４は、生じた音響流Ｆcc，Ｆcwが底壁３４ａと開き側壁３４ｃとがなす鈍角の内面に案内されて流れるので滞留部を生ずることがない。
【００７６】
従って、図１７に示すように、反応容器３４を用いた自動分析装置１は、これら２つの音響流Ｆcc，Ｆcwによって液体試料Ｌsを底部からメニスカスＭに至る広範囲に亘って非接触で均一に攪拌することができる。また、反応容器３４は、反応テーブル６に設けた収納室６ａに収納できるので、従来の自動分析装置のキュベットを収納する収納室にも配置してそのまま使用することができる。
【００７７】
ここで、実施の形態４の反応容器は、液面接触領域が上方に向かって外方に開く少なくとも一組の開き側壁を有し、表面弾性波素子２１を備えていれば、図１８に示す反応容器３６であってもよい。反応容器３６は、反応容器７と同様の素材から成形され、壁部Ｐwとして、底壁３６ａと、外方に開く一組の開き側壁３６ｂと、開き側壁３６ｂに隣り合う一組の隣接側壁３６ｃとを備えており、上部に液体注入用の開口３６ｄを有している。
【００７８】
底壁３６ａは、外面に表面弾性波素子２１が取り付けられている。一組の開き側壁３６ｂ及び一組の隣接側壁３６ｃは、所定量の液体試料によって下に凸のメニスカスＭが接する液面接触領域ＡMを内面に形成し、液面接触領域ＡMの下部に互いに平行な鉛直壁３６ｅ，３６ｆを有している。一組の開き側壁３６ｂ及び一組の隣接側壁３６ｃは、鉛直面に対して傾斜することにより内面の液面接触領域ＡMが上方に向かって外方に開いている。このため、反応容器３６は、開き側壁３６ｂ及び隣接側壁３６ｃと接する液体試料ＬsのメニスカスＭが、図１９に示すように、側壁が鉛直である従来の反応容器に比べて平坦になる。一方、鉛直壁３６ｅは、１点鎖線で示す部分が光源８から出射された分析用の光ビームが透過し、液体試料を光学測定する測光部ＡLとして利用される。反応容器３６は、底壁３６ａ、一組の開き側壁３６ｂ、一組の隣接側壁３６ｃ及び鉛直壁３６ｅ，３６ｆによって液体保持部ＰLを形成している。
【００７９】
このとき、反応容器３６は、保持した液体が形成するメニスカスＭの立ち上がりが低くなるように、メニスカスが形成される液面接触領域ＡMにおける凹部Ｐdの深さ方向に直交する水平方向の断面は、前記外接長方形よりも面積が小さく、かつ、この水平断面に含まれる任意の二点を結ぶ全ての線分がこの水平断面内に含まれる凸形状とする。更に反応容器３６は、水平方向の断面積が鉛直方向に大きく変化することがないように、開口３６ｄの水平面への投影像は、液体保持部ＰLの任意の水平断面を全て含むように成形する。このため、液体保持部ＰLは、液体保持部ＰL内の任意の二点を結ぶ線分を全て液体保持部ＰL内に含む凸形状となる。
【００８０】
従って、反応容器３６は、攪拌装置２０によって表面弾性波素子２１を駆動すると、振動子２１ｂに誘起された音波が圧電基板２１ａ内部及び音響整合層２４を通って反応容器３６の底壁３６ａへと伝搬し、図１９に示すように、音響インピーダンスが近い液体試料Ｌs中へ矢印で示す音波Ｗaが底壁３６ａの内底面から斜め上方に漏れ出してゆく。
【００８１】
この結果、液体試料Ｌsには、図１９に示すように、音波ＷaによってメニスカスＭまで到達する反時計方向の音響流Ｆccと時計方向の音響流Ｆcwとが生じ、液体試料Ｌs中の流れは音響流Ｆcc，Ｆcwが支配的である。このとき、液体試料Ｌsは、図１９に示すように、開き側壁３６ｃと接する液体試料ＬsのメニスカスＭが実線で示すように平坦に近くなり、液面接触領域ＡMとメニスカスＭとが接する部分に音響流Ｆcc，Ｆcwが入り込み易くなる。
【００８２】
従って、図１９に示すように、反応容器３６を用いた自動分析装置１は、これら２つの音響流Ｆcc，Ｆcwによって液体試料Ｌsを底部からメニスカスＭに至る広範囲に亘って非接触で均一に攪拌することができる。また、反応容器３６は、外形を反応テーブル６に設けた収納室６ａに収納できるように設計しておけば、従来の自動分析装置でも使用することができる。
【００８３】
ここで、実施の形態４の反応容器３４，３６は、上方に向かって外方に開く一組の側壁として開き側壁３４ｃ，３６ｂと隣接側壁３６ｃとを用いたが、上方に向かって外方に開いていれば、これらの側壁３４ｃ，３６ｂ，３６ｃは傾斜壁ではなく湾曲壁であってもよい。
【００８４】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５に係る反応容器を図２０及び図２１を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態１〜４の反応容器は、保持した液体試料を攪拌する音波発生手段を反応容器に接して設けていたのに対し、実施の形態５の反応容器は、音波発生手段が離れた位置に設けられている。図２０は、実施の形態５に係る反応容器を示す縦断面図である。図２１は、実施の形態５に係る反応容器の他の例を示す縦断面図である。
【００８５】
実施の形態５の反応容器は、実施の形態１の第１の変形例に係る図６及び図７に示す反応容器７を使用したものであり、反応容器７は、ホルダ３７に収容されている。ホルダ３７は、反応テーブル６に設けた収納室６ａに収納され、内側壁３７ａには表面弾性波素子２１が設けられている。また、ホルダ３７は、水や恒温液等の音響整合材３８を介して反応容器７を収容している。従って、反応容器７は、表面弾性波素子２１が接触することなく離れた位置に設けられている。
【００８６】
従って、実施の形態５の反応容器７は、コントローラ２３による制御の下に攪拌装置２０によって表面弾性波素子２１を駆動すると、表面弾性波素子２１に誘起された音波は、音響整合材３８を伝搬して反応容器７の外面から側壁７ｂに入射する。側壁７ｂに入射した音波は、側壁７ｂ内を伝搬した後、図２０に示すように、側壁７ｂから音響インピーダンスが近い液体試料Ｌs中へ矢印で示す音波Ｗaが水平方向に漏れ出す。
【００８７】
この結果、反応容器７は、音波ＷaによってメニスカスＭまで到達する時計方向に流れる音響流Ｆcwと、内底面７ｄの湾曲に沿って流れる反時計方向の音響流Ｆccとが液体試料Ｌs中に生じ、液体試料Ｌs中の流れは音響流Ｆcc，Ｆcwが支配的である。このとき、反応容器７は、図２０に示すように、液面接触領域ＡMにおけるメニスカスＭの急峻な立ち上がりが抑えられ、メニスカスＭが実線で示すように平らに近くなっている。
【００８８】
従って、反応容器７は、図２０に示すように、液体試料ＬsのメニスカスＭが平坦になるので、音響流Ｆcc，Ｆcwが液面接触領域ＡMとメニスカスＭとが接する部分に入り込み易くなる。また、音響流Ｆccは、内底面７ｄの湾曲に案内されて円滑に流れるので滞留部を生ずることがなく、攪拌効率を向上させることができる。このため、実施の形態５の反応容器７を用いた自動分析装置１は、これら２つの音響流Ｆcc，Ｆcwによって液体試料Ｌsを底部からメニスカスＭに至る広範囲に亘って非接触で均一に攪拌することができる。
【００８９】
このように、実施の形態５の反応容器は、表面弾性波素子２１を反応容器７から離れた位置に設けるので、図２１に示すように、実施の形態４の反応容器３４を用いることもできる。このとき、ホルダ３７は、図２１に示すように、内底壁３７ｂに表面弾性波素子２１を設ける。
【００９０】
実施の形態５の反応容器を図２１に示す構成にすると、反応容器３４は、攪拌装置２０によってコントローラ２３による制御の下に表面弾性波素子２１を駆動した場合、表面弾性波素子２１に誘起された音波は、音響整合材３８を伝搬して反応容器３４の外面から底壁３４ａに入射する。底壁３４ａに入射した音波は、底壁３４ａ内を伝搬した後、図２１に示すように、底壁３４ａから音響インピーダンスが近い液体試料Ｌs中へ矢印で示す音波Ｗaが上方に漏れ出す。
【００９１】
この結果、反応容器３４は、音波ＷaによってメニスカスＭまで到達する時計方向に流れる音響流Ｆcwと反時計方向の音響流Ｆccとが液体試料Ｌs中に生じ、液体試料Ｌs中の流れは音響流Ｆcc，Ｆcwが支配的である。このとき、反応容器３４は、図２１に示すように、液面接触領域ＡMにおけるメニスカスＭの急峻な立ち上がりが抑えられ、メニスカスＭが実線で示すように平らに近くなっている。また、開き側壁３４ｃは、図２１に示すように、底壁３４ａの内面に対して鈍角で傾斜している。
【００９２】
従って、図２１に示すように、メニスカスＭが平坦になるので、音響流Ｆcc，Ｆcwが液面接触領域ＡMとメニスカスＭとが接する部分に入り込み易くなる。また、反応容器３４は、生じた音響流Ｆcc，Ｆcwが底壁３４ａと開き側壁３４ｃとがなす鈍角の内面に案内されて流れるので滞留部を生ずることがない。このため、実施の形態５の反応容器３４及び攪拌装置２０を用いた自動分析装置１は、これら２つの音響流Ｆcc，Ｆcwによって液体試料Ｌsを底部からメニスカスＭに至る広範囲に亘って非接触で均一に攪拌することができる。また、ホルダ３７は、反応テーブル６に設けた収納室６ａに収納できるので、実施の形態５の反応容器７，３４は、従来の自動分析装置でも使用することができる。
【００９３】
このように、実施の形態５の反応容器７，３４を用いた自動分析装置１は、表面弾性波素子２１を反応容器７，３４から離れた位置に設けるので、攪拌装置２０や自動分析装置１の機械的な設計上の自由度が増すという利点がある。
【００９４】
尚、実施の形態１〜５は、攪拌容器として反応容器について説明したが、保持したμＬオーダーの微量な液体を攪拌する容器であれば、反応容器に限定されるものではなく、試薬容器その他の容器として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の分析装置の実施の形態１を示す自動分析装置の概略構成図である。
【図２】図１の自動分析装置で用いる反応容器の容器のみを示す斜視図である。
【図３】図２に示す反応容器の平面図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ線に沿って破断した反応容器を攪拌装置と共に示す概略構成図である。
【図５】実施の形態１に係る反応容器が有する音波発生手段を示す斜視図である。
【図６】実施の形態１に係る反応容器の第１の変形例を示す斜視図である。
【図７】実施の形態１に係る反応容器の第２の変形例を示す縦断面図である。
【図８】実施の形態１に係る反応容器の第３の変形例を示す斜視図である。
【図９】実施の形態１に係る反応容器の第４の変形例を示す斜視図である。
【図１０】実施の形態１に係る反応容器の第５の変形例を示す斜視図である。
【図１１】表面弾性波素子を除いた実施の形態２に係る反応容器を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す反応容器の平面図である。
【図１３】反応容器と表面弾性波素子とを有する実施の形態２の反応容器を示す縦断面図である。
【図１４】表面弾性波素子を除いた実施の形態３に係る反応容器を示す斜視図である。
【図１５】表面弾性波素子を設けた本発明の反応容器を示す縦断面図である。
【図１６】実施の形態４に係る反応容器の容器のみを示す斜視図である。
【図１７】反応容器と表面弾性波素子とを有する本発明の反応容器を示す縦断面図である。
【図１８】実施の形態４に係る反応容器の変形例を示す斜視図である。
【図１９】図１８に示す反応容器の縦断面図である。
【図２０】実施の形態５に係る反応容器を示す縦断面図である。
【図２１】実施の形態５の変形例を示す縦断面図である。
【図２２】本発明の攪拌容器におけるメニスカスが形成される部分における凹部の深さ方向に直交する方向の断面に外接する外接長方形の定義を説明する説明図である。
【図２３】図２２で説明した外接長方形のうち、面積が最小の外接長方形の定義を説明する説明図である。
【図２４】本発明の攪拌容器におけるメニスカスの立ち上がりの定義を説明する説明図である。
【図２５】従来の攪拌容器として用いられている反応容器の斜視図である。
【図２６】図２５の反応容器の縦断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１              自動分析装置
２              作業テーブル
３              検体テーブル
３ａ            収納室
４              検体容器
５              検体分注機構
６              反応テーブル
６ａ            収納室
７              反応容器
７ａ            底壁
７ｂ            側壁
８              光源
９              受光素子
１１            排出装置
１３            試薬分注機構
１５            試薬テーブル
１６            試薬容器
１７            読取装置
１８            判断部
１９            分析部
２０            攪拌装置
２１            表面弾性波素子
２１ａ          圧電基板
２１ｂ          振動子
２２            電源
２３            コントローラ
２４            音響整合層
２８，３０      反応容器
２８ａ，３０ａ  底壁
２８ｂ，３０ｂ  側壁
２８ｃ          側壁
３２            反応容器
３２ａ          底壁
３２ｂ          側壁
３４            反応容器
３４ａ          底壁
３４ｂ          平行側壁
３４ｃ          開き側壁
３６            反応容器
３６ａ          底壁
３６ｂ          開き側壁
３６ｃ          隣接側壁
３７            ホルダ
３８            音響整合材
４０            攪拌装置
４１            厚み縦振動子
４１ａ          圧電基板
４１ｂ          電極
４１ｃ          引出し電極
４２            電源
４３            コントローラ
４５            音響整合層
ＡL             測光部
ＡM             液面接触領域
ＦBC            曲面
Ｆb             内底面
ＦC             曲面
Ｆcc，Ｆcw      音響流
ＦP             鉛直面
Ｌs             液体試料
Ｍ              メニスカス
Ｐc             凹部
ＰL             液体保持部
Ｐw             壁部
Ｗa             音波
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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