(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と、前記駆動源により回転軸心回りに回転させられるロータと、前記ロータに対して枢動可能に吊持され、かつ分離対象液を保持する収容空間が設けられたスイング体と、を備えており、
前記ロータは、前記回転軸心に対して偏心した重心を有しており、前記収容空間内に予め設定された量の分離対象液を保持させた状態で前記ロータを回転させて前記スイング体を所定角度まで回動させた場合に、前記ロータおよび前記スイング体からなるアセンブリの重心が前記回転軸心に一致するように構成されていることを特徴とする、遠心分離装置。
【請求項２】
前記スイング体は、前記ロータに対して着脱自在である、請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項３】
前記スイング体には、突出する一対の軸部が設けられており、前記ロータには、前記軸部と係合する係止部材が設けられている、請求項２に記載の遠心分離装置。
【請求項４】
前記係止部材は、互いに離間した一対のガイド部を含んでおり、各ガイド部は、前記軸部を受容する切欠、および、この切欠に繋がる斜行面を含んでいる、請求項３に記載の遠心分離装置。
【請求項５】
前記スイング体は、上部開口と、この上部開口に向かってテーパする傘状部とを含んでいる、請求項１ないし４のいずれかに記載の遠心分離装置。
【請求項６】
前記スイング体は、前記収容空間を規定する容器部と、この容器部に装着される蓋体と、を含んでおり、前記上部開口は、前記蓋体に形成されており、前記蓋体は、前記上部開口に連続する定径のリムを有している、請求項５に記載の遠心分離装置。
【請求項７】
前記ロータには、前記ロータに対する前記スイング体の揺動角度を規制するストッパが設けられている、請求項１ないし６のいずれかに記載の遠心分離装置。
【請求項８】
前記スイング体は、前記ロータの非回転状態において、前記ロータの回転軸心と一致する垂直軸心を有している、請求項１ないし７のいずれかに記載の遠心分離装置。
【請求項９】
前記スイング体は、前記ロータの非回転状態において、前記ロータの回転軸心から偏位した垂直軸心を有している、請求項１ないし７のいずれかに記載の遠心分離装置。
【請求項１０】
前記ロータは、底面と、切欠きが設けられた側面とを含んでいる、請求項１ないし９のいずれかに記載の遠心分離装置。
【請求項１１】
前記ロータの回転数を検知する検知手段と、この検知手段により得られたデータに基づき、前記ロータの回転時における重心が前記回転軸心から偏心しているか否かを判別する判別手段と、をさらに備えている、請求項１ないし１０のいずれかに記載の遠心分離装置。
【請求項１２】
前記判別手段は、前記ロータの回転開始から所定時間経過後における前記ロータの回転数が所定数に達しない場合に、重心が偏心していると判断する、請求項１１に記載の遠心分離装置。
【請求項１３】
前記判別手段により前記ロータの回転時における重心が偏心していると判別された場合に、前記ロータの回転を停止する停止手段をさらに備えている、請求項１１に記載の遠心分離装置。
【請求項１４】
回転軸心回りに回転させられるロータ及びこのロータに対して枢動可能に吊持される分離容器を含む遠心分離装置と、分離容器に入れられた液体試料を吸引し、かつ、この吸引された試料を試薬上に供給するするピペット装置と 前記試薬の反応を測定することで、試料を分析する測定装置と、遠心分離が終了した後に前記ロータを所定の位置に移動させる位置決め機構と、を備えており、前記分離容器内に予め設定された量の液体試料を保持させた状態で前記ロータを回転させて前記分離容器を所定角度まで回動させた場合に、前記ロータおよび前記分離容器からなるアセンブリの重心が、前記回転軸心に一致するように構成されている、分析装置。
【請求項１５】
前記位置決め機構は、前記ロータに設定された位置決め部位が位置ずれしているか否かを検知する検知手段と、前記位置決め部位が位置ずれしていた場合に、前記ロータを回転させるロータ回転手段と、前記ロータをこのロータの前記回転軸心と交差する方向に移動させる駆動機構と、この駆動機構による前記ロータ移動に連動して上下動するストッパ部材と、を含んでいる、請求項１４に記載の分析装置。
【請求項１６】
スライドテーブルと、前記駆動機構によりこのスライドテーブル上を移動するケーシングと、をさらに具備しており、前記ロータは前記ケーシングに保持されており、前記スライドテーブルは、高位平坦面および低位平坦面を含んでおり、前記ストッパ部材は、前記ケーシングの移動に伴って前記高位平坦面または前記低位平坦面に当接することにより、上下動を行うように構成されている、請求項１５に記載の分析装置。
【請求項１７】
前記ロータには、係止穴が設けられており、前記ストッパ部材がこの係止穴に挿入されることにより、前記ロータの位置が固定される、請求項１５に記載の分析装置。
【請求項１８】
前記係止穴は、前記ストッパ部材の侵入を容易とすべく、テーパ状とされている、請求項１７に記載の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、遠心分離装置に関する。また、本発明は、遠心分離装置を備えた分析装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
周知のとおり、血液中には、赤血球や白血球のほか、グルコース、アルブミン、カルシウムなどの種々の成分が含まれている。これら成分の含有濃度を測定する手法として光学的手法と電気化学的手法がある。具体的には、検査対象である試料（血液）を、試薬を含ませたパッド（通常、長状の試験片に加工されている）に点着する。試薬は、試料中の特定の成分に対して反応を示す。このときの反応状況を光学的手法あるいは電気化学的手法により分析する。光学的手法では、試薬パッド上の呈色部分へ光を照射し、それによる反射光や透過光を分析する。電気化学的手法では、試薬パッド内で生ずる酸化還元反応時の電気化学的変化を電極で分析する。これらの分析により、血液中の特定成分の濃度が算出される。
【０００３】
光学的手法にせよ、電気化学的手法にせよ、血球成分以外の成分（血漿）の濃度測定を行う場合には、測定誤差を回避するために、前もって血球成分と血漿とを分離しておくことが望ましい。このためには、通常、遠心分離装置が用いられる。
【０００４】
従来より、血液中の成分濃度を自動的に測定すべく、遠心分離装置を内蔵した種々の分析装置が提案されている。ＪＰ−Ａ−６１（１９８６）−１３１５８号公報は、その一例を開示している。本願の添付図面の図１１に示すように、この開示された分析装置（全体を符号８で示す）は、遠心分離装置９、ピペット装置８０、恒温槽８１、および光学的測定装置（図示せず）を備えている。
【０００５】
遠心分離装置９は、図１２に示すように、仮想円周上で等間隔に離間した３つの回転ディスク９０を有している。これらディスク９０は、水平アーム９２を介し、回転軸９１に固定されている。回転軸９１は、その軸心回りに１２０度のピッチで間欠的に回動可能である。これにより、各ディスク９０は、図１１に示す３つの停止ポイントＡ、Ｂ、Ｃのうちの１つに停止させられた後、次のポイントに移動させられる。
【０００６】
図１２に示すように、各回転ディスク９０には、その周縁部に沿って、等間隔に離間した複数の穴９３が設けられている。図１３に示すように、各穴９３には、試験管９４を保持可能な筒状容器９５が揺動自在に設けられている。
【０００７】
図１１に示すように、分析装置８の上面８２には、ディスク９０と略同径の開口８３が設けられており、第１の停止ポイントＡに位置するディスク９０（９０ａ）の上面を露出させる。これにより、試験管９４（図１２）を、ディスク９０ａ内の筒状容器９５（図１３）に容易に挿入することができる。
【０００８】
ディスク９０ａの全ての筒状容器９５に試験管が挿入された後、回転軸９１（図１２）を１２０°回転させることにより、ディスク９０ａを第２の停止ポイントＢに移す。この位置において、ディスク９０ａを３０００ｒｐｍ以上の速度で自転させることにより、試料を遠心分離する。
【０００９】
次に、回転軸９１（図１２）をさらに１２０°回転させることにより、ディスク９０ａを第３の停止ポイントＣに移す。停止ポイントＣに対応して、分析装置８の上面８２には、小径のピペット挿入孔８４が設けられている。停止ポイントＣにおいてディスク９０ａを間欠的に自転させることにより、ディスク９０ａに支持された試験管９４のうちの任意の１つを、ピペット挿入孔８４の直下に位置させることができる。ピペット挿入孔８４を介して、各試験管９４から上澄み液（血漿）が採取される。
【００１０】
採取された血漿は、恒温槽８１に用意された試験片（図示略）の試薬パッドに対して、点着孔８５を介して点着される。各試薬パッドにおいて生ずる呈色反応は、上述した光学的測定手法により分析される。
【００１１】
上記従来の分析装置８は、種々の点で適切に機能するものであるが、以下のような不具合もある。
【００１２】
一般に、遠心分離装置９にセットされる試験管９４の数は、各遠心分離操作ごとに必ずしも一定であるとは限らない。すなわち、ある場合には、筒状容器９５の全てに対して試験管９４（試料入り）を保持させることもあり得るが、別の場合には、筒状容器９５の数よりも、セットされる試験管９４の数のほうが少ないこともある。前者の場合には、３つの回転ディスク９０（および試料入り試験管９４）の重心が、回転軸９１の軸心と一致する。したがって、回転軸９１は、軸心回りに正常に回転する。しかしながら後者の場合には、３つの回転ディスク９０（および試料入り試験管９４）の重心は、回転軸９１の軸心と一致しない。このため、作動中において回転軸９１が軸ぶれを起こしやすく、そのために遠心分離装置９が故障する確率が高くなる。
【００１３】
従来では、このような不具合が生じないようにするために、試料入り試験管９４の本数が最大許容数よりも少ない場合には、遠心分離装置９の回転バランスを適正化する工夫を別途施す必要があった。具体的には、各回転ディスク９において試験管９４どおしを互いからできるだけ離れる位置にセットしたり、あるいはカウンタバランスとしてのダミーの試験管を用いたりする必要があった。
【００１４】
しかしながら、このような作業は極めて煩雑であり、試料分析の効率を著しく低下させる。特に医者が１人あるいは２人しかいないような小さな医院において、上記分析装置８を使用することは得策とは言えない。なぜならば、通常、このような小規模の医院では、一度に大量の血液検査を行うことはなく、分析装置８を使用する際には必ずと言っていいほど、遠心分離装置９の回転バランス適正化作業が必要となる。また、従来の分析装置８は、小規模の医院で使用するには大型過ぎるため、適当な保存場所を見つけるのに苦労することにもなり得る。
【００１５】
【発明の開示】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。したがって、本発明の課題は、一度に一種類の試料だけを効率よく分析できるように構成された、コンパクトな分析装置を提供することである。
【００１６】
また、本発明の別の課題は、このような分析装置に用いられる遠心分離装置を提供することである。
【００１７】
本発明の第１の側面によれば、駆動源と、前記駆動源により回転軸心回りに回転させられるロータと、前記ロータに対して枢動可能に吊持され、かつ分離対象液を保持する収容空間が設けられたスイング体と、を備えており、前記ロータは、前記回転軸心に対して偏心した重心を有しており、前記収容空間内に予め設定された量の分離対象液を保持させた状態で前記ロータを回転させて前記スイング体を所定角度まで回動させた場合に、前記ロータおよび前記スイング体からなるアセンブリの重心が前記回転軸心に一致するように構成されている遠心分離装置が提供される。
【００１９】
好ましくは、前記スイング体は、前記ロータに対して着脱自在である。
【００２０】
好ましくは、前記スイング体には、突出する一対の軸部が設けられており、前記ロータには、前記軸部と係合する係止部材が設けられている。
【００２１】
好ましくは、前記係止部材は、互いに離間した一対のガイド部を含んでおり、各ガイド部は、前記軸部を受容する切欠、および、この切欠に繋がる斜行面を含んでいる。
【００２２】
好ましくは、前記スイング体は、上部開口と、この上部開口に向かってテーパする傘状部とを含んでいる。
【００２３】
好ましくは、前記スイング体は、前記収容空間を規定する容器部と、この容器部に装着される蓋体と、を含んでおり、前記上部開口は、前記蓋体に形成されており、前記蓋体は、前記上部開口に連続する定径のリムを有している。
【００２４】
好ましくは、前記ロータには、前記ロータに対する前記スイング体の揺動角度を規制するストッパが設けられている。
【００２５】
好ましくは、前記スイング体は、前記ロータの非回転状態において、前記ロータの回転軸心と一致する垂直軸心を有している。
【００２６】
好ましくは、前記スイング体は、前記ロータの非回転状態において、前記ロータの回転軸心から偏位した垂直軸心を有している。
【００２７】
好ましくは、前記ロータは、底面と、切欠きが設けられた側面とを含んでいる。
【００２８】
好ましくは、本発明の遠心分離装置は、前記ロータの回転数を検知する検知手段と、この検知手段により得られたデータに基づき、前記ロータの回転時における重心が前記回転軸心から偏心しているか否かを判別する判別手段と、をさらに備えている。
【００２９】
好ましくは、前記判別手段は、前記ロータの回転開始から所定時間経過後における前記ロータの回転数が所定数に達しない場合に、重心が偏心していると判断する。
【００３０】
好ましくは、本発明の遠心分離装置は、前記判別手段により前記ロータの回転時における重心が偏心していると判別された場合に、前記ロータの回転を停止する停止手段をさらに備えている。
【００３１】
本発明の第２の側面によれば遠心分離装置と、ピペット装置と、測定装置と、位置決め機構を備える分析装置が提供される。遠心分離装置は、回転軸心回りに回転させられるロータ及びこのロータに対して枢動可能に吊持される分離容器を含んでいる。ピペット装置は、分離容器に入れられた液体試料を吸引し、かつ、この吸引された試料を試薬上に供給する。測定装置は、例えば光学的原理ならば、前記試薬に対して光を照射し、その反射光または透過光を測定する。位置決め機構は、遠心分離が終了した後に前記ロータを所定の位置に移動させる。前記分離容器内には予め設定された量の液体試料を保持させておく。この状態で前記ロータを回転させて前記分離容器を所定角度まで回動させた場合に、前記ロータおよび前記分離容器からなるアセンブリの重心が、前記回転軸心に一致するように構成されている。
【００３２】
好ましくは、前記位置決め機構は、前記ロータに設定された位置決め部位が位置ずれしているか否かを検知する検知手段と、前記位置決め部位が位置ずれしていた場合に、前記ロータを回転させるロータ回転手段と、前記ロータをこのロータの前記回転軸心と交差する方向に移動させる駆動機構と、この駆動機構による前記ロータ移動に連動して上下動するストッパ部材と、を含んでいる。
【００３３】
好ましくは、本発明の分析装置は、スライドテーブルと、前記駆動機構によりこのスライドテーブル上を移動するケーシングと、をさらに具備している。前記ロータは前記ケーシングに保持されており、前記スライドテーブルは、高位平坦面および低位平坦面を含んでいる。前記ストッパ部材は、前記ケーシングの移動に伴って前記高位平坦面または前記低位平坦面に当接することにより、上下動を行うように構成されている。
【００３４】
好ましくは、前記ロータには、係止穴が設けられており、前記ストッパ部材がこの係止穴に挿入されることにより、前記ロータの位置が固定される。
【００３５】
好ましくは、前記係止穴は、前記ストッパ部材の侵入を容易とすべく、テーパ状とされている。
【００３６】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の好ましい実施例を、添付の図面を参照して具体的に説明する。
【００３７】
図１〜図６は、本発明の第１実施例に基づく生体試料分析装置（全体を符号１で示す）を説明する図である。この分析装置１は、血液に含まれる特定成分（例えばグルコース、アルブミン、カルシウムなど）の濃度測定を行うように構成されている。図１および図２に示すように、分析装置１は、筐体２、試験片載置台３、遠心分離装置４、ピペット装置５、および光学的測定装置６を有している。
【００３８】
図１に示すように、筐体２の上面には、各種の操作ボタン２ａ、ディスプレイ２ｂ、および記録紙Ｋの排出口２０が設けられている。操作ボタン２ａは、測定条件を設定したり、分析装置１の動作を規定するためのものである。ディスプレイ２ｂは、測定結果や操作ボタン２ａの操作結果などを表示するものである。記録紙Ｋは、例えば感熱紙であり、測定結果を記録する。
【００３９】
筐体２の前側面には、開閉自在な扉２１が設けられている。扉２１を閉じた状態では、試験片載置台３および遠心分離装置４は、筐体２の内部に収納される。扉２１を開けた状態では、試験片載置台３および遠心分離装置４は、図１に示すように、筐体２から引き出すことができる。
【００４０】
試験片載置台３は、試験片７（図２参照）を載置する。図示された試験片７は、多成分測定用として構成されたものであり、短冊状の基材７０の上に複数（図２では５個）の試薬パッド７１が設けられている。各試薬パッド７１には、グルコース、アルブミン、カルシウムなどの検知対象物質の内の１つに反応して呈色する試薬が含浸されている。図示された例とは異なり、１つの基材上にただ１つの試薬パッドが設けられた、単一成分測定用の構成とすることも可能である。多成分測定用試験片７は、試験片載置台３の第１スリット３０に保持される。図１に示すように、第１スリット３０は、試験片載置台３のスライド運動に垂直な方向に長状である。一方、単一成分測定用試験片は、試験片載置台３の第２スリット３１（図では６個）のうちの１つに保持される。各第２スリット３１は、試験片載置台３のスライド運動に平行な方向に長状である。
【００４１】
図３に示すように、遠心分離装置４は、ケーシング４０、ロータ４１、キュベット４２、検知手段８０、判別手段８１、および停止手段８２を有している。後述するように、キュベット４２は、ロータ４１に対して着脱自在に取り付けられる。
【００４２】
ケーシング４０の上面には、貫通孔４０ａが設けられており、その直下にはＤＣモータＭ１が配置されている。モータＭ１の出力軸ｍにはロータ４１の底壁４３が固定されている。したがって、モータＭ１が駆動されると、出力軸ｍの軸心回りにロータ４１が回転する。図１に示すように、貫通孔４０ａの側方には、ピペット装置５（図２）に装着するチップＴを保持するチップセット部４０ｂが設けられている。
【００４３】
図３に示すように、ケーシング４０は、公知の駆動機構２３により、スライドテーブル２４上を往復動可能とされている。駆動機構２３は、例えばラック＆ピニオン機構である。この場合には、ケーシング４０には、ピニオン（図示せず）が回動可能に固定される一方、スライドテーブル２４には、ピニオンと噛み合うラック（図示せず）が固定される。ケーシング４０内には反転可能なモータＭ２が配置されており、その回転軸が上記ピニオンに連結されている。このような構成により、筐体２の扉２１を開いた状態において、遠心分離装置４を自動的に筐体２の外部に露出すること、あるいは筐体２の内部に収容することが可能である。
【００４４】
図３および図４に示すように、ロータ４１の周壁４４には、上部開口４４ａと繋がる切欠４４ｂが設けられている。また、切欠４４ｂの反対側には膨出部４４ｃが設けられている。このため、ロータ４１の重心は、膨出部４４ｃ側に所定分量だけ偏心している。この偏心量は、モータＭ１を所定の回転数で駆動した場合に、予め定められた量の血液を収容したキュベット４２がロータ４１とともに、軸心回りに安定して回転する程度に設定されている。したがって、図示した実施例によれば、従来のようにカウンタバランスを用いることなく、ただ１つのキュベット４２のみで試料の遠心分離を行うことができる。
【００４５】
膨出部４４ｃには、検知手段８０の一部を構成する目印８０ａが設けられている。検知手段８０の詳細については後述する。
【００４６】
ロータ４１の上面４４ｄには、位置決めクラウン４５が設けられている。図４に示すように、位置決めクラウン４５は、橋部４５Ａと、一対のガイド部４５Ｂとを有している。橋部４５Ａは、切欠４４ｂの上方を延びており、ガイド部４５Ｂは、上部開口４４ａをはさんで互いに離間配置されている。各ガイド部４５Ｂは、軸受け部４５ａおよび斜行面４５ｂを有している。軸受け部４５ａは、ガイド部４５Ｂの略中央に設けられている。斜行面４５ｂの下端は、軸受け部４５ａに繋がっている。
【００４７】
上述した構成を有するロータ４１は、例えばアルミニウムを材料として中間鋳造体を作り、その後にこの中間体を機械加工することにより製造することができる。ロータ４１の重さは、約２０グラムである。
【００４８】
図５に示すように、キュベット４２は、本体４６および蓋体４７を含んでいる。本体４６は、収容空間４８ｃ（図６参照）を有する有底筒状である。本体４６の側壁からは、一対のアーム４８が互いに反対方向に延びている。各アーム４８は、軸部４８ａおよび係止部４８ｂを有している。２つの軸部４８ａは、共通の軸心Ａｘを有している。各軸部４８ａの径は、位置決めクラウン４５の軸受け部４５ａの幅に略一致しており、各係止部４８ｂの径は、軸受け部４５ａの幅よりも大である。アーム４８は、軸受け部４５ａに回動可能に受容される。これにより、キュベット４２はロータ４１に対して、軸心Ａｘ回りに枢動可能である。
【００４９】
図５又は６に示すように、蓋体４７は、中央開口４７ａ、傘状部４７ｂおよびリム４７ｃを含んでいる。開口４７ａは、本体４６の収容空間４８ｃに連通している。傘状部４７ｂは、開口４７ａに向かってテーパしている。リム４７ｃの直径は、一定である。蓋体４７は、傘状部４７ｂから下方に突出する係合部４７ｄ（図６参照）を有している。係合部４７ｄを本体４６の収容空間４８ｃに嵌合させることにより、蓋体４７が本体４６に装着される。
【００５０】
上述した本体４６および蓋体４７は、樹脂成形により形成される。本体４６に関し、アーム４８から底までの距離は１０〜２０ｍｍ程度、収容空間４８ｃの容積は３００〜５００μｌ程度である。本体４６に収容された血液試料は、後に述べる遠心分離作業により、血球成分と血漿とに分離される。この際、血球成分は沈殿し、血漿は上澄み液となる。
【００５１】
図２に示すように、ピペット装置５は、ノズル５０と、このノズルに装着されるチップＴを含んでいる。図には示されていないが、ノズル５０の内部には細長い圧力発生管が通っており、この中で、試料の吸引に必要な負圧、および試料の吐出に必要な正圧が選択的に発生させられる。吸引された試料は、チップＴ内の空間に保持されるが、ノズル５０には接触しない。図示された例では、ピペット装置５は、キュベット４２内の分離上澄み液（血漿）を採取し、これを試験片７の各試薬パッド７１に点着する。このために、ピペット装置５は、垂直方向および水平方向に移動可能とされている。
【００５２】
図２に示すように、光学的測定装置６は、複数の発光素子６０および複数の受光素子６１を含んでいる。各発光素子６０は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）により構成される。各受光素子６１は、例えば光電変換素子により構成され、対応する一の試薬パッド７１から反射された光を受光する。図示された例では、５つの試薬パッド７１に対して、これと同数の発光素子６０および受光素子６１が描かれている。しかしながら実際には、光学的測定装置６には、より多くの発光素子および受光素子が設けられている。具体的には、既に述べたように、試験片載置台３には、１つの多成分測定用試験片７（５つの試薬パッド７１を有する）と、６つの単一成分測定用試験片（１つの試薬パッド７１を有する）を一度に載置することができる。したがって、光学的測定装置６は、１１個（＝５＋１×６）の試薬パッド７１に個別に光を照射できるように、１１個の発光素子６０が設けられている。これに対応して、光学的測定装置６は、１１個の受光素子６１が設けられている。これら発光素子６０および受光素子６１は、筐体２内に固定されている。
【００５３】
検知手段８０は、ロータ４１に施された上記目印８０ａに加えて、フォトセンサ８０ｂおよび演算部８０ｃを含んでいる。
【００５４】
目印８０ａは、ロータ４１の側面と異なる態様で光を反射するものであればよい。例えば、目印８０ａは、ロータ４１の側面よりも低いあるいは高い反射率を有するものとされる。目印８０ａは、たとえばロータ４１の側面にインクを塗布することにより、あるいは、テープを貼着することにより実現することができる。また、ロータ４１の側面に凹部や凸部を設け、これを目印８０ａとしてもよい。
【００５５】
フォトセンサ８０ｂは、発光素子（図示略）と受光素子（図示略）を含んでおり、これらが１つのパッケージ内に収容されている。フォトセンサ８０ｂは反射型であって、発光素子の発光面および受光素子の受光面が同一方向（ロータ４１方向）を向いている。図３に示すように、発光素子から出た光はロータ４１の側面で反射し、その反射光が受光素子に受光される。発光素子から出た光を目印８０ａに照射した場合には、受光素子により検知される光の分量が相対的に少なく（あるいは多く）なる。演算部８０ｃは、検知された反射光の分量の変化に基づき、ロータ４１の回転数を演算する。
【００５６】
判別手段８１は、このようにして得られたロータ４１の回転数に基づき、回転中のロータ４１の重心バランスが維持されているか否かを判断する。より詳しくは、ロータ４１の回転開始から一定時間経過後に、ロータ４１の回転数が設定数に達しているか否かを判断する。ロータ４１の回転数が設定数に達していれば、ロータ４１の回転が正常であること、すなわち、適正量の試料を保持するキュベット４２がロータ４１にセットされていると認定する。一方、ロータ４１の回転数が設定数に達しない場合には、ロータ４１の回転が異常であると認定される。この場合には、キュベット４２に適正量の試料が入っていないか、あるいはキュベット４２がロータ４１にセットされていないと認定する。
【００５７】
停止手段８２は、回転するロータ４１の重量バランスが悪いと判別された場合に、ロータ４１への電圧の印加を止め、ロータ４１の回転を停止させる。このようにして、キュベット４２が適切にロータ４１にセットされていない場合には、遠心分離装置４の運転を自動的に停止させることができる。
【００５８】
演算部８０ｃ、判別手段８１、停止手段８２は、たとえばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどにより構成される。
【００５９】
次に、以上の構成を有する分析装置１の使用方法および動作について説明する。
【００６０】
血液中の血球成分以外の特定成分（グルコース、アルブミン、カルシウムなど）の濃度を測定する場合には、分析装置１において血球成分の遠心分離を行う必要がある。そのためには、先ず、採取した血液（例えば２５０μｌ）をキュベット４２内に注入する。そして、キュベット４２をロータ４１にセットし、モータＭ１を駆動する。これにより、キュベット４２がロータ４１とともに高速（例えば１４０００ｒｐｍ）で回転し、血球成分と血漿とが分離される。
【００６１】
キュベット４２の長さが１０〜２０ｍｍであり、内容積が４００〜５００μｌである場合には、キュベット４２の回転（１４０００ｒｐｍ）により、容器内における気液界面には１０００Ｇ程度、キュベット４２の底には２０００Ｇ以上の遠心力が作用する。このような条件下において血球と血漿を適切に分離するには、キュベット４２の回転時間は、たとえば１０±５分である。
【００６２】
ロータ４１へのキュベット４２のセットは、図１に示すように、筐体２の扉２１を開けて遠心分離装置４を筐体２から引き出した状態で行われる。この状態は、扉２１を開けた後、所定の操作ボタン２ａを押圧することにより自動的に達成される。この状態において、ロータ４１の開口４４ａにキュベット４２の本体４６を挿入し、キュベット４２の軸部４８ａを、位置決めクラウン４５の軸受け部４５ａに係合させる。この動作は、位置決めクラウン４５の傾斜面４５ｂ（図４参照）に沿って軸部４８ａを摺動させることにより、容易に行うことができる。
【００６３】
非駆動状態では、キュベット４２は、図５に示すように、ロータ４１に吊支される。このときは、キュベット４２の軸心がロータ４１の回転軸に略一致する（図２参照）。この状態でロータ４１を回転させると、キュベット４２は遠心力により、図３および図５に示すように軸部４８ａの軸心Ａｘ回りに回動する。このとき、何も障害物が無ければ、慣性により、キュベット４２の回動角度は、最大で９０度をこえる。しかしながら実際は、ロータ４１の位置決めクラウン４５に設けられた橋部４５Ａによって、キュベット４２の回動角度は制限される。図示された実施例では、８０〜８５度程度の回動角度を保ったまま、キュベット４２はロータ４１とともに回転し続ける。
【００６４】
キュベット４２の回転により、蓋体４７の輪郭にそって気流が発生する。ここで何ら対応策が施されていなければ、この気流が開口４７ａからキュベット４２内に進行する可能性が非常に高い。気流がキュベット４２内に進行すると、キュベット４２内に乱流が発生し、開口４７ａ近傍の空気圧が低下してしまう。このような状態は、キュベット４２内に保持された液体成分の蒸発を不当に早めるため好ましいことではない。
【００６５】
しかしながら、図示した実施例によれば、上記問題の発生が効果的に防止される。上述したように、蓋体４７は、開口４７ａに向かってテーパした傘状部４７ｂと、一定径を有するリム４７ｃを備えている。よって、蓋体４７の外表面に沿う気流は、図６の矢印Ｆで示す経路で進行する。すなわち、気流は、開口４７ａから遠ざかる方向に進行する。このため、上述したような乱流がキュベット４２内で発生することはなく、したがって、開口４７ａを閉塞せずとも、キュベット４２内に保持された液体成分の蒸発を抑制することができる。
【００６６】
試料の遠心分離が完了した後は、特定成分の濃度測定が自動的に行われる。この自動濃度測定は、基本的には、試薬パッド７１への上澄み液（血漿）の点着、試薬パッド７１の呈色状態の光学的検知、および検知結果の演算を含んでいる。
【００６７】
具体的には、試薬パッド７１への血漿の点着は以下のようにして行われる。先ず、ピペット装置５のノズル５０にチップＴが装着される。装着すべきチップＴは、遠心分離装置４のケーシング４０に設けられたチップセット部４０ｂ（図１参照）に予めセットしておく。セットされたチップＴの上方に位置するようにノズル５０を移動させ、その後にノズル５０を下方に移動させる。このようにして、チップＴがノズル５０に自動的に装着される。チップＴの装着後、図２に示す試験片７を試験片載置台３に載置し、試験片載置台３を筐体２内に収容する。次に、図２に示すように、ピペット装置５によって、キュベット４２から血漿を吸引し、これを試験片７上の一の試薬パッド７１に点着する。具体的には、ピペット装置５をロータ４１に吊支されたキュベット４２の上方に移動させる。その後、ピペット装置５を下動させ、チップＴの下端を、キュベット４２内の血漿に浸す。この状態でノズル５０内の空気圧を減ずることにより、チップＴ内に負圧を発生させ、血漿を吸引する。ノズル５０内の空気圧の低減は、ノズル５０に接続された外部ポンプ（図示せず）を駆動することにより行うことができる。吸引された血漿は、チップＴ内に保持される。次に、この血漿の吐出を行う。具体的には、先ず、ピペット装置５を所望の試薬パッド７１上に移動させる。その後、外部ポンプによりノズル５０内の空気圧を高めることにより、採取された血漿を試薬パッド７１上に吐出する。
【００６８】
上述した血漿吸引・吐出作業は、試験片７の各試薬パッド７１ごとに繰り返して行われる。
【００６９】
次に、試薬パッドの呈色状態を検知する。具体的には、各試薬パッド７１には、血漿内の特定成分の濃度に応じて所定の色を呈する試薬が含浸されている。この呈色反応を示した試薬パッド７１に対し、既に述べたように、発光素子６０により個別に光を照射し（図２）、その反射光を受光素子６１により個別に受光する。受光素子として光電変換素子を用いた場合には、その受光量（すなわち呈色の程度）に応じた出力レベルの電荷が各受光素子６１で発生する。この電荷は、演算部６２に供給される。
【００７０】
次に、供給された電荷に基づき、検知結果の演算を行う。演算部６２は、たとえばＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどにより構成されている。演算部６２は、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、受光素子６１の受光量から特定成分の濃度を定量する。具体的には、受光量と特定成分の濃度とを関連づける検量線（関数）を予め求めておく。この検量線に基づき、特定成分の濃度が決定される。
【００７１】
演算部６２で得られた演算結果は、ディスプレイ２ｂに表示される。また、ユーザが所定の操作ボタン２ａを操作することにより、あるいは自動的に、記録部６３において記録紙Ｋや磁気カードなどの記録媒体に演算結果が記録される。
【００７２】
次に、図７〜図１０を参照し、本発明の第２実施例に基づく分析装置（全体を符号１’で示す）について説明する。なお、これらの図においては、図１〜図６を参照して先に説明した分析装置と同一の部材または要素などと同等なものには同一の符号を付すとともに、これら同等の部材についての説明は省略する。
【００７３】
第２実施例の分析装置１′は、スライドテーブル２４′および遠心分離装置４′の構成、ロータ４１′の制御機構が、第１実施例の分析装置１と相違している。
【００７４】
図９に示すように、スライドテーブル２４′には、一対のガイドレール２４Ａ′が設けられている。これらのガイドレール２４Ａ′は、図７および図１０に示すように、互いに高さの異なる２つの平坦面２４ａ′および２４ｂ′と、これらの平坦面を繋ぐ傾斜面２４ｃ′を有している。
【００７５】
図８Ａ〜８Ｃに示すように、ロータ４１′の側面４４ｅ′には、光吸収率あるいは光散乱性の高い材料からなるマーク４４ｆ′が設けられている。さらに、底面４３′には、下方側のほうが広口とされた係止穴４３ａ′が設けられている。ロータ４１′は、ＤＣモータＭ１に連結されている。第２実施例では、制御手段（図示略）により、ＤＣモータＭ１に対して直流電流（電圧）を間欠的に供給することができる。このため、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、ロータ４１′は所定角度θずつ回転可能である。
【００７６】
ロータ４１′には、キュベット４２が吊支される。ロータ４１′の非回転時においては、ロータ４１′の回転軸とキュベット４２の軸心とは所定距離だけオフセットしている（図８Ａ参照）。この構成によれば、キュベット４２の軸心をロータ４１′の回転軸と一致させた場合に比べて、ロータ４１′の回転時において、キュベット４２中の血液に対して予め定められた遠心力を作用させることが容易となる。したがって、ロータ４１′の回転数を比較的小さくしても、血液に対する所定の遠心分離作業を適切に行うことができる。また、ロータ４１′の回転数を小さくすることにより、駆動電圧を小さくしてランニングコストを低減することができる。
【００７７】
上述のように、ロータ４１′の回転軸とキュベット４２の軸心とはオフセットしている。このような構成において、何らの対応策も施していなければ、遠心分離操作終了毎に、キュベット４２の停止位置が異なったものとなりうる。かかる場合には、ピペット装置５（図２参照）による血漿の吸引が適切に行えないこともあり得る。
【００７８】
このような不都合を回避するために、第２実施例の遠心分離装置４′は、位置決め機構７２′を備えており、遠心分離操作の終了後、キュベット４２が定位置に停止するように構成されている。この位置決め機構７２′は、検知手段７３′およびストッパ部材７４′を備えている。
【００７９】
検知手段７３′は、図７および図８Ａ〜８Ｃに示すように、発光素子７３Ａ′および受光素子７３Ｂ′を有している。発光素子７３Ａ′、たとえばＬＥＤにより構成され、受手素子７３Ｂ′は、たとえば光電変換機能を備えたものにより構成される。発光素子７３Ａ′および受光素子７３Ｂ′は、ロータ４１′の側面４４ｅ′に対向する状態で、基板７３Ｃ′に搭載されている。基板７３Ｃ’は、ケーシング４０′に固定される。発光素子７３Ａ′はロータ４１′の側面４４ｅ′に対して光を照射可能であり、受光素子７３Ｂ′は、側面４４ｅ′からの反射光を受光可能である。発光素子７４Ｂ′からの光がマーク４４ｆ′に照射された場合には、マーク４４ｆ′において光が吸収され、あるいは散乱されるため、受光素子７３Ｂ′において受光される光が少なくなる。受光素子７３Ｂ′からは、受光量に応じた出力レベルの信号が出力され、情報処理手段（図示略）に送られる。この情報処理手段において、検知手段７３′の前方をマーク４４ｆ′が通過したこと、あるいは検知手段７３′の前方にマーク４４ｆ′が位置することが検知される。
【００８０】
容易に理解されるように、上記の検知手段７３’は、ロータ４１′の回転位置検知だけでなく、ロータの回転数の検知にも用いることができる。２つの異なる物理量の検知が１つの検知手段だけで行えるので、コスト面などで有利である。
【００８１】
ストッパ部材７４′は、図７、図９および図１０に良く表れているように支持部７４Ａ′を含んでいる。支持部７４Ａ′の下部には、一対の回転体７４Ｂ′が回転可能に支持され、支持部７４Ａ′の上部にはピン７４Ｃ′が固定されている。
【００８２】
支持部７４Ａ′は、図７に示すように、ケーシング４０′の底壁４９′に設けられた貫通孔４９ａ′を介してケーシング４０′から一部が突出している。
【００８３】
各回転体７４Ｂ′は、ガイドレール２４Ａ′の平坦面２４ａ′，２４ｂ′および傾斜面２４ｃ′に沿って、回転しつつ移動する。
【００８４】
ピン７４Ｃ′は、ケーシング４０′内に固定されたガイドフィン７５′の貫通孔７５ａ′に挿通されている。このガイドフィン７５′と支持部７４Ａ′との間にはコイルバネ７６′が配置されている。このため、支持部７４Ａ′は、下方側（スライドテーブル２４′側）に向けて付勢され、各回転体７４Ｂ′がガイドレール２４Ａ′から離れないように保たれる。
【００８５】
上記構成によれば、ケーシング４０′が移動した場合には、回転体７４Ｂ′がガイドレール２４Ａ′に当接しつつ、ケーシング４０′とともに移動する。この移動の際には、ガイドレール２４Ａ′の部位の高さに応じて、ピン７４Ｃ′の位置が上下動する。たとえば、図１０の右側から左側に向けてストッパ部材７４′が移動した場合には、回転体７４Ｂ′が傾斜面２４ｃ′を登っていく際にピン７４Ｃ′が上動する。これとは逆の経路を辿る場合には、傾斜面２４ｃ′を下る際にピン７４Ｃ′が下動する。このように、ピン７４Ｃ′（ひいてはストッパ部材７４′）はケーシング４０′の移動に伴って上下動可能とされている。図７に示すように、ピン７４Ｃ′の上端位置は、回転体７４Ｂ′が低位の平坦面２４ｂ′上に位置する場合にはロータ４１′の底面４３′よりも低く、回転体７４Ｂ′が高位の平坦面２４ａ′上に位置する場合にはロータ４１′の底面４３′よりも高くなる。
【００８６】
ロータ４１′の係止穴４３ａ′は、図７に示すようにマーク４４ｆ′が、基板７３Ｃ′の対向面７３ｃ′と対面したときに、ピン７４Ｃ′と軸心が略一致するように設けられている。そのため、ピン７４Ｃ′の軸心が係止穴４３ａ′と略一致した状態でピン７４Ｃ′を上動させれば、図７および９に示すように係止穴４３ａ′内にピン７４Ｃ′の先端部が挿入され、ロータ４１′がロックされる。このとき、係止穴４３ａ′の下方のほうが広口とされているから、係止穴４３ａ′へのピン７４Ｃ′の挿入が確実に行われる。
【００８７】
このように構成された位置決め機構７２′によれば、遠心分離操作が終了した後に、マーク４４ｆ′が基板７３Ｃ′と対面するように、ロータ４１′の位置決めが行われる。詳細は以下のとおりである。
【００８８】
先ず、図７および図８Ａに示すように、発光素子７３Ａ′からロータ４１′の側面４４ｅ′に光を照射し、その反射光を受光素子７３Ｂ′において受光する。このとき、マーク４４ｆ′が基板７３Ｃ’と対面していなければ、図７および図８Ｂに示すように、ＤＣモータＭ１にパルス電圧を供給し、ロータ４１′を角度θだけ回転させる。パルス電圧幅（パルス供給時間）は、たとえば２０〜３０ｍｓｅｃ程度とされ、ロータ４１′は、たとえば約１０度回転させられる。
【００８９】
ロータ４１′の回転させた後において、再び発光素子７３Ａ′からロータ４１′の側面４４ｅ′に光を照射し、その反射光を受光素子７３Ｂ′において受光する。このとき、図８Ｃに示すように、マーク４４ｆ′が基板７３Ｃ’と対面していれば、ロータ４１′のパルス駆動を終了する。一方、マーク４４ｆ′が基板７３Ｃ’と対面していなければ、先と同様にして図７および図８Ｂに示したようにＤＣモータＭ１にパルス電圧を供給し、ロータ４１′を角度θだけ回転させる。このようなパルス駆動は、マーク４４ｆ′が基板７３Ｃ′の対向面７３ｃ′と対面するまで繰り返し行われる。
【００９０】
なお、発光素子７３Ａ′による光照射および受光素子７３Ｂ′による反射光の光量の検知は、ロータ４１′が位置決めされるまでの間中、連続的に行ってもよいし、間欠的に行ってもよい。
【００９１】
マーク４４ｆ′と基板７３Ｃ’とを対面させた後は、これらの対面状態を維持すべくロータ４１′をストッパ部材７４′によりロックする。ロータ４１′のロックは、図７および図１０の右側から左側にケーシング４０′を移動させることにより行われる。ケーシング４０′の移動は、駆動機構２３により行われる（図７参照）。
【００９２】
このようにしてロータ４１′、ひいてはロータ４１′に保持されたキュベット４２の位置決めを行った後は、図２を参照して先に説明したように、ピペット装置５によりキュベット４２内の上澄み液を採取し、それを試験片７の試薬パッド７１に点着して試薬パッド７１の呈色の程度を光学的測定装置６により測定すれば、特定成分の濃度が定量される。
【００９３】
本発明につき、以上において説明したが、これを他の様々な態様に改変し得ることは明らかである。このような改変は、本発明の思想及び範囲から逸脱するものではなく、当業者に自明な全ての変更は、以下における特許請求の範囲に含まれるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の第１実施例に基づく分析装置を示す斜視図である。
【図２】  図２は、第１実施例の分析装置に用いられるピペット機構および光学検査ユニットを説明する図である。
【図３】  図３は、第１実施例の分析装置に用いられる遠心分離ユニットを説明する図である。
【図４】  図４は、図３の遠心分離ユニットに用いられるロータを示す斜視図である。
【図５】  図５は、図３の遠心分離ユニットに用いられる分離容器を説明する図である。
【図６】  図６は、図５の分離容器の回転時の状態を説明する図である。
【図７】  図７は、本発明の第２実施例に基づく分析装置を示す断面図である。
【図８】  図８Ａ〜８Ｃは、第２実施例の分析装置に用いるロータの位置決め制御を説明する図である。
【図９】  図９は、第２実施例の分析装置において用いられるストッパ機構を説明する図である。
【図１０】  図１０は、図９のストッパ機構の動作を説明する図である。
【図１１】  図１１は、従来の分析装置を示す斜視図である。
【図１２】  図１２は、従来の分析装置において用いられる遠心分離ユニットの説明図である。
【図１３】  図１３は、図１２におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【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８Ａ】
0004703941.tif 000009
【図８Ｂ】
0004703941.tif 000010
【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0004703941.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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