(57)【要約】【課題】遠心力で試薬または検体を反応セルに送液する分析処理において、分析時間を短縮し、分析処理の労力を軽減させる自動分析装置を提供すること。【解決手段】自動分析装置１は、複数のセルとセル間を繋ぐ移送流路とを有し、遠心力方向に対して垂直方向の該移送流路の断面積を変化させて形成した反応プレート２０と、反応プレート２０を保持する回転体１１と、回転体１１の回転によって検体、試薬または反応液の移送流路の流通を制御する回転制御部３２と、を備えた。【選択図】        図１
2011033477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルと前記セル間を繋ぐ移送流路とを有し、所定のセルに検体及び試薬をそれぞれ分注して、回転体の回転から得られる遠心力によって前記検体及び前記試薬を前記移送流路に流通させて反応させる反応プレートにおいて、
前記セルに収容された流体にかかる遠心力に応じて、該遠心力方向に対して垂直方向の前記移送流路の断面積を変化させて該断面積の大小に応じて増減するラプラス力を調整し、該調整された前記ラプラス力が、前記遠心力に比して大きい場合に前記流体を流動し、前記遠心力に比して小さい場合に前記流体の流動を停止することを特徴とする反応プレート。
【請求項２】
前記遠心力は、該遠心力方向に対する前記移送流路の流動方向の角度に応じて生ずる該流動方向の力成分であり、
前記角度を変化させて前記力成分を調整させることによって、前記ラプラス力を調整することを特徴とする請求項１に記載の反応プレート。
【請求項３】
前記移送流路は、流路表面の少なくとも一部が疎水性であることを特徴とする請求項１または２に記載の反応プレート。
【請求項４】
前記移送流路は、該移送流路内の一部の断面積を小さくさせる障壁を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の反応プレート。
【請求項５】
前記移送流路は、反応を行う順序に従って前記流体の前記ラプラス力が大きくなるように前記断面積および／または前記角度を変化させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の反応プレート。
【請求項６】
複数のセルと前記セル間を繋ぐ移送流路とを有し、遠心力方向に対して垂直方向の該移送流路の断面積を変化させて形成した反応プレートと、
前記反応プレートを保持する回転体と、
前記回転体の回転によって前記検体、前記試薬または反応液の前記移送流路の流通を制御する回転制御手段と、
を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項７】
前記回転制御手段は、前記回転体の回転速度を変化させることによって前記検体、前記試薬または反応液の流通を制御することを特徴とする請求項６に記載の自動分析装置。
【請求項８】
前記回転体上の前記反応プレートを径方向に移動する移動手段を備え、
位置を移動することによって前記反応プレートが受ける角速度の差異を利用して前記検体、前記試薬または前記反応液の前記移送流路の流通を制御することを特徴とする請求項６に記載の自動分析装置。
【請求項９】
前記回転体は、該回転体上の前記反応プレートを保持し、該反応プレートの中心を軸として回転する回転部を有し、
前記回転制御手段は、対象移送流路の流動方向が遠心力方向となるよう前記回転部を回転させることを特徴とする請求項６に記載の自動分析装置。
【請求項１０】
前記検体及び前記試薬を分注する分注機構を備え、
前記回転体が回転を開始する前に、前記検体及び前記試薬を前記反応プレートの所定のセルに分注することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一つに記載の自動分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体と試薬とを反応容器内で反応させ、この反応の結果を光学的に測定することによって検体の成分を分析する際に用いる反応プレートおよびこれを用いた自動分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液や体液等の検体を自動的に分析する装置として、検体および試薬を反応容器に分注し、検体と試薬とを反応させた後、この検体と試薬との反応液の吸光度を測定して自動的に検体を分析する分析装置が知られている。また、回転体上に配置され、セル間が流路で連結されている反応プレートの分注セルに検体及び試薬又は検体と試薬との混合液を分注して、回転体を回転させることによって生じる遠心力を利用して検体と試薬との反応液を送液制御する送液装置および送液方法が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３０８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示す送液方法では、検体と試薬とを１つのセルに分注するため、段階的に反応させる場合、分注又は分注と回転とを繰り返す必要があり、分析作業に時間と労力を要していた。また、流路間に試薬を配置させると、反応時間が確保し難いため、分析精度に影響を及ぼすおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検体および試薬のセルへの送液を調節することで、作業時間を短縮することができる反応プレートおよびこれを用いた自動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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる反応プレートは、複数のセルと前記セル間を繋ぐ移送流路とを有し、所定のセルに検体及び試薬をそれぞれ分注して、回転体の回転から得られる遠心力によって前記検体及び前記試薬を前記移送流路に流通させて反応させる反応プレートにおいて、前記セルに収容された流体にかかる遠心力に応じて、該遠心力方向に対して垂直方向の前記移送流路の断面積を変化させて該断面積の大小に応じて増減するラプラス力を調整し、該調整された前記ラプラス力が、前記遠心力に比して大きい場合に前記流体を流動し、前記遠心力に比して小さい場合に前記流体の流動を停止することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明にかかる反応プレートは、上記の発明において、前記遠心力は、該遠心力方向に対する前記移送流路の流動方向の角度に応じて生ずる該流動方向の力成分であり、前記角度を変化させて前記力成分を調整させることによって、前記ラプラス力を調整することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる反応プレートは、上記の発明において、前記移送流路は、流路表面の少なくとも一部が疎水性であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる反応プレートは、上記の発明において、前記移送流路は、該移送流路内の一部の断面積を小さくさせる障壁を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる反応プレートは、上記の発明において、前記移送流路は、反応を行う順序に従って前記流体の前記ラプラス力が大きくなるように前記断面積および／または前記角度を変化させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる自動分析装置は、上記の発明において、複数のセルと前記セル間を繋ぐ移送流路とを有し、遠心力方向に対して垂直方向の該移送流路の断面積を変化させて形成した反応プレートと、前記反応プレートを保持する回転体と、前記回転体の回転によって前記検体、前記試薬または反応液の前記移送流路の流通を制御する回転制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる自動分析装置は、上記の発明において、前記回転制御手段は、前記回転体の回転速度を変化させることによって前記検体、前記試薬または反応液の流通を制御することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる自動分析装置は、上記の発明において、前記回転体上の前記反応プレートを径方向に移動する移動手段を備え、位置を移動することによって前記反応プレートが受ける角速度の差異を利用して前記検体、前記試薬または前記反応液の前記移送流路の流通を制御することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる自動分析装置は、上記の発明において、前記回転体は、該回転体上の前記反応プレートを保持し、該反応プレートの中心を軸として回転する回転部を有し、前記回転制御手段は、対象移送流路の流動方向が遠心力方向となるよう前記回転部を回転させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる自動分析装置は、上記の発明において、前記検体及び前記試薬を分注する分注機構を備え、前記回転体が回転を開始する前に、前記検体及び前記試薬を前記反応プレートの所定のセルに分注することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、反応プレートの各セル間を繋ぐ流路の断面積を、遠心力と流体が有するラプラス力とに対応させて形成し、反応プレートを保持する回転体の回転を制御する回転制御部を備えたことで、回転前に検体及び使用するすべての試薬を分注し、回転の制御によって段階的に送液できるようにしたので、回転の停止と分注を繰り返す必要がなく、分析処理の時間を短縮するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態である自動分析装置について説明する。なお、各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一符号を付している。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる自動分析装置１の構成を示す模式図である。図１に示すように、自動分析装置１は、検体および試薬を反応プレート２０にそれぞれ分注し、分注した反応プレート２０内で生じる反応を光学的に測定する測定機構１０と、測定機構１０を含む自動分析装置１全体の制御を行うとともに測定機構１０における測定結果の分析を行う制御機構３０とを備える。自動分析装置１は、これらの二つの機構が連携することによって複数の検体の生化学的、免疫学的あるいは遺伝学的な分析を自動的に行う。
【００１９】
測定機構１０は、大別して回転体１１、測光部１２、試薬分注部１３、１４、検体移送部１７、検体分注部１８を備える。また、制御機構３０は、制御部３１、回転制御部３２、分注制御部３３、入力部３４、分析部３５、記憶部３６および出力部３７を備える。測定機構１０および制御機構３０が備えるこれらの各部は、制御部３１に電気的に接続されている。
【００２０】
回転体１１は、図示しない駆動機構が駆動することによって、回転体１１の中心を通る鉛直線を回転軸として回動自在である。回転体１１の上方と下方には、図示しない開閉自在な蓋と温度調節機構とを設けるのが好ましい。
【００２１】
測光部１２は、所定の測光位置に搬送された反応プレート２０内の試料を透過した光を受光して強度測定を行う。この測光部１２による測定結果は、制御部３１に出力され、分析部３５において分析される。また、反応プレート２０内の反応液が発光する微弱な光を測光する光電子増倍管を有してもよい。なお、反応液から発生する蛍光を測定する場合、測光部１２は、励起光を照射するための光源を設ければよい。
【００２２】
試薬分注部１３，１４は、鉛直方向への昇降および自身の基端部を通過する鉛直線を中心軸とする回転を自在に行うアーム１３ａ，１４ａを備える。このアーム１３ａ，１４ａの先端部には、検体の吸引および吐出を行うプローブが取り付けられている。試薬分注部１３，１４は、図示しない吸排シリンジまたは圧電素子を用いた吸排機構を備える。試薬分注部１３，１４は、試薬容器１５ａ，１６ａの中からプローブによって検体を吸引し、アーム１３ａ，１４ａを図中矢印方向に旋回させ、反応プレート２０の所定のセルに検体を吐出して分注を行う。
【００２３】
試薬庫１５，１６は、反応プレート２０内に分注される試薬が収容された試薬容器１５ａ，１６ａを複数収納できる。試薬庫１５，１６には、複数の収納室が等間隔で配置されており、各収納室には試薬容器１５ａ，１６ａが着脱自在に収納される。試薬庫１５，１６は、制御部３１の制御のもと、図示しない駆動機構が駆動することによって、試薬庫１５，１６のそれぞれの中心を通る鉛直線を回転軸として時計回りまたは反時計回りに回動自在であり、所望の試薬容器１５ａ，１６ａを試薬分注部１３、１４による試薬吸引位置まで移送する。試薬庫１５，１６の上方には、開閉自在な蓋（図示せず）が設けられている。また、試薬庫１５，１６の下方には、保冷槽が設けられている。このため、試薬庫１５，１６内に試薬容器１５ａ，１６ａが収納され、蓋が閉じられたときに、試薬容器１５ａ内に収容された試薬を一定の温度状態に保ち、試薬容器１５ａ，１６ａ内に収容された試薬の蒸発や変性を抑制することができる。
【００２４】
検体移送部１７は、血液や尿等、液体である検体を収容した複数の検体容器１７ａを保持し、図中の矢印方向に順次移送する複数の検体ラック１７ｂを備える。検体移送部１７上の所定位置に移送された検体容器１７ａ内の検体は、検体分注部１８によって、回転体１１上の所定の位置に搬送される反応プレート２０に分注される。
【００２５】
検体分注部１８は、試薬分注部１３，１４と同様に、検体の吸引および吐出を行うプローブが先端部に取り付けられたアーム１８ａを備える。アーム１８ａは、鉛直方向への昇降および自身の基端部を通過する鉛直線を中心軸とする回転を自在に行う。検体分注部１８は、検体容器１７ａ内の試薬をプローブによって吸引し、アーム１８ａを図中矢印方向に旋回させ、回転体１１上の所定位置に搬送された反応プレート２０の所定のセルに分注する。
【００２６】
反応プレート２０は、光源から出射された分析光（３４０〜８００ｎｍ）に含まれる光の８０％以上を透過する光学的に透明な素材、例えば、耐熱ガラスを含むガラス、環状オレフィンやポリスチレン等の合成樹脂によって成形されたプレートを用いる。反応プレート２０に形成された所定のセルには、近傍に設けた作動部である試薬分注部１３，１４によって試薬庫１５，１６の試薬容器１５ａ，１６ａから試薬が分注され、検体分注部１８によって検体ラック１７ｂの検体容器１７ａから検体が分注される。
【００２７】
つぎに、制御機構３０について説明する。制御部３１は、ＣＰＵ等を用いて構成され、自動分析装置１の各部の処理および動作を制御する。制御部３１は、これらの各構成部位に入出力される情報について所定の入出力制御を行い、かつ、この情報に対して所定の情報処理を行う。また、制御部３１は、回転制御部３２と分注制御部３３を有する。回転制御部３２は、回転体１１の回転開始および停止または回転速度の制御を行う。分注制御部３３は、検体及び試薬の分注の制御を行う。
【００２８】
入力部３４は、キーボード、マウス等を用いて構成され、検体の分析に必要な諸情報や分析動作の指示情報等を外部から取得する。分析部３５は、測光部１２から取得した測定結果に基づいて吸光度または発光強度を演算し、検体の成分分析等を行う。記憶部３６は、情報を磁気的に記憶するハードディスクと、自動分析装置１が処理を実行する際にその処理にかかわる各種プログラムをハードディスクからロードして電気的に記憶するメモリとを用いて構成され、検体の分析結果等を含む諸情報を記憶する。記憶部３６は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＰＣカード等の記憶媒体に記憶された情報を読み取ることができる補助記憶装置を備えてもよい。出力部３７は、プリンタ、通信機構等を用いて構成され、検体の分析結果を含む諸情報を出力する。
【００２９】
以上のように構成された自動分析装置１では、反応プレート２０に対して、検体分注部１８が検体容器１７ａ中の検体を分注し、試薬分注部１３，１４が試薬容器１５ａ，１６ａ中の試薬を分注した後、検体と試薬を反応させて、測光部１２が反応液の光測定を行い、この測定結果を分析部３５が分析することで、検体の成分分析等が自動的に行われる。この一連の分析動作が連続して繰り返し行われる。
【００３０】
つぎに、本実施の形態１にかかる反応プレート２０について、図２を参照して詳細に説明する。図２は、反応プレート２０を上方から見た模式図であり、分注セル２１，２２，２４及び反応セル２３，２５が形成されている。また、このセル間は移送流路２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａで連結され、移送流路の径は、移送流路２１ａ，２２ａに比して移送流路２３ａ，２４ａの径は小さくなっている。そのため、移送流路２１ａ，２２ａは、分注セル２１，２２に分注された試薬と検体とが回転体１１の回転によってかかる遠心力で同時に反応セル２３に移送され、移送流路２３ａ，２４ａは、上述した回転速度では移送されず、回転速度を一段階上げた場合に試薬及び反応液が反応セル２５送液されるように設定されている。なお、遠心力方向と異なる角度の移送流路を設けるため、当該移送流路にかかる力と角度とを考慮して径を設定する必要がある。
【００３１】
また、移送流路２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａの断面積の各径は、ラプラス力によって移送流路の流通が停止され、遠心力の付加によって流路間を流通するよう設定される。ラプラス力は、検体、試薬、または反応液の表面張力、移送流路に対する検体、試薬、または反応液の接触角、流路幅、流路深さによって決定され、毛細管力による液の流通を抑制している。ここで、γを表面張力、θを接触角、ｗを流路幅、ｈを流路深さ（移送流路の断面が円であればｗと同値）とした場合、次式によって決定されるラプラス力Ｐと、回転体１１の回転によって各移送流路に収容された流体にかかる遠心力とを比較してｗおよびｈが設定される。
【００３２】
Ｐ＝２γ（１／ｗ＋１／ｈ）Ｓｉｎθ
【００３３】
なお、移送流路２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａのそれぞれにかかるラプラス力ＰをＰ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４とし、反応セルにかかる遠心力ＣをＣ１，Ｃ２とすると、ラプラス力Ｐと遠心力Ｃとの関係は、Ｐ２１＝Ｐ２２＜Ｃ１＜Ｐ２３＝Ｐ２４＜Ｃ２の関係が成り立つ。この関係を満たす回転速度およびｗ，ｈを設定することによって、段階的な送液を行なうことができる。なお、遠心力Ｃとラプラス力との関係において、遠心力方向に対する移送流路の流動方向の角度に応じて生ずる遠心力Ｃの流動方向の力成分をもとに各ラプラス力Ｐが調整され、遠心力Ｃとラプラス力との調整は、遠心力Ｃに対する移送流路の角度を調整して行ってもよい。また、移送流路の角度、流通する液体の表面張力によって、移送流路の断面積の大きさと、送液を行なう順序が逆転する場合がある。
【００３４】
分析処理は、回転体１１の径に対して長手方向が平行に配置される反応プレート２０において、先ず分注セル２１に第１試薬、分注セル２２に検体、分注セル２４に第２試薬が分注される（図２（ａ））。その後、回転制御部３２が回転体１１を回転させることによって生じた遠心力により第１試薬と検体が移送流路２１ａ，２２ａを流通して反応セル２３に流れ込む（図２（ｂ））。なお、反応プレート２０にかかる遠心力は、矢印Ｘで示す図２鉛直下方向である。
【００３５】
つぎに、回転制御部３２によって回転体１１の回転速度が上げられ、第１試薬と検体とが反応した第１反応液は、反応セル２３から移送流路２３ａを流通して反応セル２５へ流れ込む。ここで、分注セル２４に分注されている第２試薬も移送流路２４ａを流通して反応セル２５に流れ込むために、第２試薬と反応液とが混合して反応する。この第２反応液は、反応セル２５に収容され測光部１２が光学的測定を行う（図２（ｃ））。
【００３６】
また、本発明の反応プレート２０の移送流路の壁面は、疎水性であることが望ましい。図３は、図２のＡ−Ａ線断面において、分注セル２２に試薬Ｒが収容された場合を示している。移送流路２２ａの壁面を疎水性とすることで一層試薬Ｒの表面張力大きくなり、ラプラス力の効果を得ることができ、反応セル２３への流出を防ぐことが可能となる。なお、上述した式が働く位置は、図３中の停止点Ｚである。さらに、効率良く反応セルに送液するには、分注セル及び反応セルを親水性にし、液の流動性を向上させることが好ましい。ここで、反応プレート２０に用いられる素材が親水性である場合は、移送流路の壁面を撥水剤等でコーティングすればよい。なお、疎水性に差異があり、分注セルおよび反応セルの壁面が、移送流路の壁面と比して親水性であれば効果を得ることができる。疎水性にする領域は、移送流路壁面全体でもよく、一部でもよい。
【００３７】
ここで、試薬または検体を分注する分注孔２２１と、移送流路２２ａを流通し、反応セル２３に流れ込んだ流体の吸引等を行なうことが可能な開放孔２３１とを有し、開放孔２３１を閉鎖して反応セル内部の圧力調整を行なうことも可能である。
【００３８】
続いて、反応プレート２０の各セルと各移送流路との形状について、図４，５を用いて説明する。図４は、図２のＡ−Ａ線断面図を示し、図５は、図２のＢ−Ｂ線断面図を示している。
【００３９】
図４において、図３でも示したように、分注セル２２の分注孔２２１から分注される検体または試薬は、外的要因等で振動が起こった場合でも移送流路２２ａの径によってラプラス力が働き、反応セル２３への流出が防止される。同様に、図５においても、分注セル２４と反応セル２５が移送流路２４ａによって連結され、流体が有するラプラス力によって移送流路２４ａへの流出が防止される。また、試薬または検体を分注する分注孔２４１と、移送流路２４ａを流通し、反応セル２５に流れ込んだ流体の吸引等を行なうことが可能な開放孔２５１とを有する。ここで、移送流路２２ａ，２４ａは、断面積（流路幅）が異なっており、流体が移送流路内を流通できる遠心力を異にすることで回転体１１の回転速度によって送液を段階的に行うことを可能としている。また、分注セル２２，２４及び反応セル２３，２５の底部を円状に形成することで、反応液が流れ込んだ場合の液の流通を穏やかにして壁面への衝撃を防ぎ、比較的弱い反応であっても反応した結合の解離を抑制する。なお、分注セル２１に関しても同様の構成を有する。
【００４０】
図６は、実施の形態１の分析処理に関するフローチャートを示しており、このフローチャートを用いて一連の分析処理を説明する。
【００４１】
まず、制御部３１は、分析指示を受けると、検体と試薬を所定の分注セルに分注するよう分注制御部３３に指示する（ステップＳ１０２）。検体及び試薬の分注が終了すると、制御部３１は、回転体１１を第１速度で回転させるよう回転制御部３２に指示する（ステップＳ１０４）。所定時間経過後、回転制御部３２は回転体１１を第２速度で回転させる（ステップＳ１０６）。その後、測光部１２が、反応プレートの反応セルに収容された反応液の光学特性の測定を行う（ステップＳ１０８）。測光処理終了後、制御部３１に次検体の分析指示がある場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２に移行して次の検体の分析処理を行う。また、次の検体の分析指示がない場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、分析処理を終了する。上述した分析処理が繰り返し行われることによって、検体が分析される。
【００４２】
また、本発明の反応プレートは、蛍光物質や酵素を用いた免疫分析のような３段階以上の反応過程を要する分析にも用いることが可能である。図７に、免疫分析に用いる反応プレート４０の模式図を示す。反応プレート２０と同様にして分注セル４１，４２，４４，４６と、反応セル４３，４５，４７とが形成される。速度を３段階に設定し、各遠心力から移送流路の径の大きさを設定することで３段階の反応が可能となる。先ず、回転制御部３２は、第１速度の遠心力によって移送流路４１ａ，４２ａを流通するように設定し、検体及び第１試薬を第１反応セル４３に流通させる。その後、回転制御部３２は、第２速度で回転体１１を回転させて、第１反応液と第２試薬とを移送流路４３ａ，４４ａを流通させて第２反応セル４５へと送液する。最後に、回転制御部３２が第３速度で回転体１１を回転させることによって、第２反応液と基質または酵素とを移送流路４５ａ，４６ａに流通させて反応セル４７へと送る。第３反応を行った後、測光部１２によって光学特性を測定する。
【００４３】
なお、各移送流路の断面積は、移送流路内の一部を変化させてもよい。図８は、図２に示す反応プレート５０の変形例を示す模式図である。図８に示す反応プレート５０は、分注セル５１，５２，５４および反応セル５３，５５を連結する移送流路５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ中に突起部５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂを設け、移送流路５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａと、突起部５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂとが形成する断面積によって、ラプラス力を調整し、流体の移送流路への流通を制御する。突起部５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂは、反応を行なう順序に応じて段階的に突起の高さを高くして移送流路とによって形成する断面積を縮小する。なお、各突起部５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂは、突起部全体または一部が移送流路に比して疎水性となるように形成して、流通させる液体の表面張力を調整してもよい。
【００４４】
また、図９は、図８に示す反応プレート５０のＣ−Ｃ線断面を示す断面図である。図９に示す反応プレート５０は、分注セル５２と反応セル５３とが移送流路５２ａによって連結され、分注セル５２には、試薬または検体を分注する分注孔５２１が形成され、反応セル５３には、開放孔５３１が形成されている。また、移送流路５２ａ内には、突起部５２ｂが形成され、移送流路５２ａの断面積が、上述したラプラス力に応じた断面積となるように突起部５２ｂの高さが調整される。
【００４５】
ここで、従来の自動分析装置においては、移送流路が制御されていないために遠心力がかかるとすべての溶液が同時に流出していた。そのため、多段階の反応においては、反応毎に回転を停止して次の反応に用いる試薬を分注していた。
【００４６】
これに対して、実施の形態１にかかる反応プレートおよび自動分析装置においては、ラプラス力に応じて移送流路の断面積に差異を設けたことによって送液を制御することが可能となり、回転体を回転する前に用いる検体及び試薬をすべて分注することができる。これによって、回転を停止して試薬の分注を行う必要がなく、分析時間を短縮し、分析処理にかかる労力を少なくすることが可能となる。また、反応プレートにセルを形成することで多段階反応にも対応することが可能となる。
【００４７】
なお、実施の形態１にかかる反応プレートにおいて、送液を行う順序は、反応の順序通りに試薬が混合されるのであれば、第２、第３試薬を最初に所定の反応セルに流出させるようにしても良い。また、遠心力をかけて送液する場合に、液の飛散や外圧によるラプラス力の変化の可能性があれば分注孔および開放孔を蓋等で封鎖しても良い。さらに、分析の効率を向上させるために、回転体１１上に複数枚の反応プレート２０を設置して分析しても良い。
【００４８】
（実施の形態２）
図１０は、実施の形態２にかかる自動分析装置１の構成を示す模式図である。実施の形態１と同様、図１０に示すように、自動分析装置１は、検体および試薬を反応プレート２０にそれぞれ分注し、分注した反応プレート２０内で生じる反応を光学的に測定する測定機構１０と、測定機構１０を含む自動分析装置１全体の制御を行うとともに測定機構１０における測定結果の分析を行う制御機構３０とを備える。
【００４９】
実施の形態２では、回転制御部３２ａは一定の速度で回転体１１を回転させ、反応プレート２０の位置を変えることで反応プレート２０が回転体の回転から受ける角速度による遠心力の差異によって送液の調節を行う。図１０に示すように、反応プレート２０は、プレート保持部１９１によって保持され、移動制御部３８がプレート保持部１９１内の反応プレート２０を径方向に移動させることで位置を移動する。
【００５０】
図１１は、プレート保持部１９１と反応プレート２０とを示す模式図である。ホルダ１９１ａは、径方向に伸長した反応プレート２０を保持するもので、ホルダ積載孔１９１ｂに載置されている。また、遠心力によって反応プレート２０が径外方向に滑らないように、ホルダ１９１ａには凸部が形成されている。ホルダ１９１ａは、移動制御部３８が図示しない駆動部を駆動させることによってスライドし、反応プレート２０の位置を移動させる。
【００５１】
図１２は、本実施の形態２の分析処理に関するフローチャートを示しており、このフローチャートを用いて一連の分析処理を説明する。
【００５２】
まず、制御部３１は、分析指示を受けると、検体と試薬を所定の分注セルに分注するよう分注制御部３３に指示する（ステップＳ２０２）。検体及び試薬の分注が終了すると、制御部３１は、ホルダ１９１ａを移動させて反応プレート２０を第１回転位置に配置するよう移動制御部３８に指示する（ステップＳ２０４）。つぎに、制御部３１は回転制御部３２ａに回転体１１を回転させるよう指示を出す（ステップＳ２０６）。所定時間経過後、回転制御部３２ａは回転体１１を停止させ（ステップＳ２０８）、移動制御部３８が、ホルダ１９１ａを移動させて反応プレート２０を第２回転位置に配置する（ステップＳ２１０）。反応プレート２０が第２回転位置に配置されると、回転制御部３２ａが回転体１１を回転させ（ステップＳ２１２）、所定時間経過後に回転を停止する（ステップＳ２１４）。その後、測光部１２が、反応プレート２０の反応セルに収容された反応液の光学特性の測定を行う（ステップＳ２１６）。測光処理終了後、制御部３１に次検体の分析指示がある場合（ステップＳ２１８：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２に移行して次の検体の分析処理を行う。また、次の検体の分析指示がない場合（ステップＳ２１８：Ｎｏ）、分析処理を終了する。上述した分析処理が繰り返し行われることによって、検体が分析される。
【００５３】
なお、実施の形態２の回転体１１の回転速度は、送液のタイミングが制御できれば速度を変化させても良い。また、３段階以上の反応を行う場合は、ホルダ１９１ａの移動を３段階に設定しても、３回目以降の反応過程を回転速度によって送液制御しても良い。
【００５４】
ここで、実施の形態２にかかる自動分析装置においては、実施の形態１と同様に、移送流路に障壁を設けたことによって送液を制御することが可能となり、回転体を回転する前に用いる検体及び試薬をすべて分注することが出来る。これによって、回転を停止して試薬の分注を行う必要がなく、分析時間を短縮し、分析処理にかかる労力を少なくすることが可能となる。また、速度を一定にすることによって容易な制御で送液を調節することが出来る。
【００５５】
（実施の形態３）
図１３は、実施の形態３にかかる自動分析装置１の構成を示す模式図である。実施の形態１，２と同様、図１３に示すように、自動分析装置１は、検体および試薬を反応プレート６０にそれぞれ分注し、分注した反応プレート６０内で生じる反応を光学的に測定する測定機構１０と、測定機構１０を含む自動分析装置１全体の制御を行うとともに測定機構１０における測定結果の分析を行う制御機構３０とを備える。
【００５６】
実施の形態３では、回転制御部３２ｂは一定の速度で回転体１１を回転させ、反応プレート６０の回転体１１の回転によってかかる遠心力の向きに対して反応プレート６０の向きを変えることで、反応プレート６０が回転体１１の回転から受ける遠心力方向の差異によって送液の調節を行う。図１３に示すように、回転体１１は、反応プレート６０を保持し、反応プレート６０の中心を軸として反応プレート６０を回転させる回転部１９２を有し、回転制御部３２ｂは、回転体１１と回転部１９２の回転をそれぞれ制御する。
【００５７】
つぎに、本実施の形態３にかかる反応プレート６０について、図１４を参照して説明する。図１４は、反応プレート６０を上方から見た模式図であり、分注セル６１，６２，６４，６６及び反応セル６３，６５，６７が形成されている。また、このセル間は移送流路６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａで連結され、各移送流路の断面積は、同一である。各断面積は、回転体１１の回転によってかかる遠心力に応じて、流通が可能になるよう設定される。移送流路６１ａ，６２ａ、移送流路６３ａ，６４ａ、および移送流路６５ａ，６６ａは、移送流路内の流体の流通方向がそれぞれ異なり、回転部１９２の回転によって遠心力方向と各移送流路の流通方向を制御して段階的な送液を行なう。
【００５８】
分析処理は、回転体１１の回転によってかかる遠心力方向に対して、移送流路６１ａ，６２ａの流通方向が向くように反応プレート６０を配置し、たとえば、分注セル６１に第１試薬、分注セル６２に検体、分注セル６４に第２試薬、分注セル６６に基質または酵素が分注される（図１４（ａ））。その後、回転制御部３２ｂが回転体１１を回転させることによって生じた遠心力により第１試薬と検体が移送流路６１ａ，６２ａを流通して反応セル６３に流れ込む（図１４（ｂ））。なお、反応プレート６０にかかる遠心力は、矢印Ｙで示す図１４鉛直下方向である。
【００５９】
つぎに、回転制御部３２ｂによって、遠心力方向に対して移送流路６３ａ，６４ａの流通方向が向くように回転部１９２が回転する（図１４（ｃ））。回転体１１の回転によって、第１試薬と検体とが反応した第１反応液は、反応セル６３から移送流路６３ａを流通して反応セル６５へ流れ込む。ここで、分注セル６４に分注されている第２試薬も移送流路６４ａを流通して反応セル６５に流れ込むために、第２試薬と反応液とが混合して反応する（図１４（ｄ））。その後さらに、回転制御部３２ｂによって、遠心力方向に対して移送流路６５ａ，６６ａの流通方向が向くように回転部１９２が回転する（図１４（ｅ））。回転体１１の回転によって、第１反応液と第２試薬とが反応した第２反応液は、反応セル６５から移送流路６５ａを流通して反応セル６７へ流れ込む。ここで、分注セル６６に分注されている基質または酵素も移送流路６６ａを流通して反応セル６７に流れ込むために、第２反応液と基質または酵素とが混合して反応する（図１４（ｆ））。この第３反応液は、反応セル６７に収容され測光部１２が光学的測定を行う。
【００６０】
なお、段階的な送液が可能であれば、移送流路の断面積が異なっていてもよく、回転速度を変化させてもよい。各移送流路の断面積は、流通する流体の表面張力によって調整可能である。また、反応プレート６０の回転軸は、反応プレート６０の中心でなくてもよい。
【００６１】
ここで、制御部３１が行なう分析処理について、図１５を参照して説明する。図１５は、本発明の実施の形態３にかかる分析処理を示すフローチャートである。
【００６２】
まず、制御部３１は、分析指示を受けると、所定の向きに配置され反応プレート６０の所定の分注セルに検体と試薬を分注するよう分注制御部３３に指示する（ステップＳ３０２）。検体及び試薬の分注が終了すると、制御部３１は、回転体１１を回転させるよう回転制御部３２ｂに指示する（ステップＳ３０４）。所定時間経過後、回転制御部３２ｂは、回転体１１を停止させ（ステップＳ３０６）、回転部１９２を回転させて反応プレート６０を第２送液位置に配置する（ステップＳ３０８）。反応プレート６０が第２送液位置に配置されると、制御部３１は、回転体１１を回転させるよう回転制御部３２ｂに指示し（ステップＳ３１０）、所定時間経過後に回転を停止させる（ステップＳ３１２）。その後、制御部３１は、回転部１９２を回転させて反応プレート６０を第３送液位置に配置するよう回転制御部３２ｂに指示する（ステップＳ３１４）。反応プレート６０が第３送液位置に配置されると、制御部３１は、回転体１１を回転させるよう回転制御部３２ａに指示し（ステップＳ３１６）、所定時間経過後に回転を停止させる（ステップＳ３１８）。第３送液位置での送液終了後、測光部１２が、反応プレート６０の反応セル６７に収容された反応液の光学特性の測定を行う（ステップＳ３２０）。測光処理終了後、制御部３１に次検体の分析指示がある場合（ステップＳ３２２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０２に移行して次の検体の分析処理を行う。また、次の検体の分析指示がない場合（ステップＳ３２２：Ｎｏ）、分析処理を終了する。上述した分析処理が繰り返し行われることによって、検体が分析される。
【００６３】
なお、上述した実施の形態１〜３において、撹拌が必要な場合は振動子や音波、超音波等の撹拌機構を備えてもよい。また、上述した反応プレートは、各反応セルに予め分注された反応プレートに対して遠心器等を用いて反応処理を行ってもよい。ここで、上述した実施の形態１〜３の分析処理において、所定の反応時間がある場合は、回転体１１の回転処理終了後、反応時間を設けてもよい。
【００６４】
また、上述した実施の形態１〜３に限らず、たとえば、検体の遺伝学的な分析を行う自動分析装置に対して適用することも可能である。すなわち、本発明は、ここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる反応プレートにおける送液を説明する図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面であり、分注セルに溶液が収容されている場合を示す断面図である。
【図４】図２に示す反応プレートのＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図２に示す反応プレートのＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１にかかる分析処理を示すフローチャートである。
【図７】免疫分析に応用した反応プレートを示す模式図である。
【図８】図２に示す反応プレートの変形例を示す模式図である。
【図９】図８に示す反応プレートのＣ−Ｃ線断面を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２にかかる自動分析装置の概略構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態２にかかる反応プレートとプレート保持部とを示す模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態２にかかる分析処理を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態３にかかる自動分析装置の概略構成を示す模式図である。
【図１４】本発明の実施の形態３にかかる反応プレートにおける送液を説明する図である。
【図１５】本発明の実施の形態３にかかる分析処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１  自動分析装置
１０  測定機構
１１  回転体
１２  測光部
１３，１４  試薬分注部
１５，１６  試薬庫
１５ａ，１６ａ  試薬容器
１７  検体移送部
１７ａ  検体容器
１７ｂ  検体ラック
１８  検体分注部
１９１  プレート保持部
１９１ａ  ホルダ
１９２  回転部
２０，４０，５０，６０  反応プレート
３０  制御機構
３１  制御部
３２，３２ａ，３２ｂ  回転制御部
３３  分注制御部
３４  入力部
３５  分析部
３６  記憶部
３７  出力部
３８  移動制御部
【図１】
2011033477.tif 000003
【図２】
2011033477.tif 000004
【図３】
2011033477.tif 000005
【図４】
2011033477.tif 000006
【図５】
2011033477.tif 000007
【図６】
2011033477.tif 000008
【図７】
2011033477.tif 000009
【図８】
2011033477.tif 000010
【図９】
2011033477.tif 000011
【図１０】
2011033477.tif 000012
【図１１】
2011033477.tif 000013
【図１２】
2011033477.tif 000014
【図１３】
2011033477.tif 000015
【図１４】
2011033477.tif 000016
【図１５】
2011033477.tif 000017