(57)【要約】【課題】磁性粒子を非磁性粒子と分離する磁気分離器において、反応容器内で混合液から測定対象物と磁性粒子などが結合した反応生成物とそれ以外の非磁性成分を短時間に効率良く分離させること、また反応生成物を効率よく洗浄することが可能な磁気分離器を提供する。【解決手段】４個の磁石を反応容器の周囲に放射状等間隔に磁界の方向を反応容器の中心に向けて、一方の隣り合う極は同極、他方の隣り合う極は異極となるように配置し、隣り合う異極の磁石同士を反応容器と反対側で強磁性体により連結固定する。また、磁石が反応生成物に対して磁気の影響を与える位置と与えない位置とへの移動を可能とする。【選択図】  図１
2005028201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粒子を含む液体試料を収容する反応容器を載置する反応容器支持手段と、該反応容器支持手段に反応容器が載置された際に、該反応容器の外側に４個の磁石が概ね等間隔に配置され、一方の隣り合う磁極は同極、他方の隣り合う磁極は異極であり、かつ対向する磁極は異極となるように構成したことを特徴とする磁気分離器。
【請求項２】
請求項１記載の磁気分離器において、
前記隣り合う異極の磁石同士を反応容器と反対側で強磁性体を用いて連結する構造を備えたことを特徴とする磁気分離器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の磁気分離器と、
該磁気分離器に載置される反応容器に試薬を分注する試薬分注機構と、
前記反応容器内で分離された磁性粒子に結合している標識体を検出する検出手段と、を備えたことを特徴とする分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は容器中に浮遊する磁性粒子を捕集する磁気分離器及びそれを用いた分析装置に係わり、特に従来のものに比べ捕集効率の高い磁気分離器及びそれを用いた分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
媒体中に分散させた磁性粒子を磁場をかけて捕集する装置は各種分析に用いられているが、以下では血液等の生体サンプル中の抗原，抗体の有無及びその量を測定する免疫分析装置を例にして従来の技術を説明する。
【０００３】
免疫学的な分析の１手法として、分析過程で、磁性粒子を試料中の測定対象物と結合させる抗体と、標識物質を含む標識抗体とを反応容器中で抗原抗体反応を行わせ、試料中の測定対象物と磁性粒子及び標識物質が結合した反応生成物を磁気分離手段により非磁性成分と分離する方法が知られている。
【０００４】
この方法は例えば反応容器の外側に配置した磁石により反応容器中の溶媒に浮遊している磁性粒子を容器壁の内側に吸引させ、その間に容器壁に吸引しなかった溶媒，粒子を洗い流すことにより磁性粒子と非磁性粒子を分離するというものである。
【０００５】
従来の技術としては特許文献１に開示されたものが知られている。
【０００６】
特許文献１は、コロイド状磁性材料を分離するため、容器縁部近くで磁場が極めて強く、中央部では実質的に磁場がないような磁気勾配を発生させること磁気分離器に関するものであり、そのために反応容器の周壁のまわりに交互に複数の北磁極と南磁極とからなる少なくとも４個の磁石を配置し、対向する位置には同じ極性の磁極を配置する技術が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許公報第３０８５７０９号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１記載の技術では、反応容器中央部の磁場強さが実質的にゼロのため、この付近にある磁性粒子を捕集することができない。従い反応容器内の磁性粒子のほとんどを捕集するという目的には適していないと思われる。
【０００９】
本発明の目的は、反応容器内の磁性粒子のほとんどをできるだけ短時間で捕集することのできる磁気分離器及びそれを用いた分析装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の構成は以下の通りである。
【００１１】
磁性粒子を含む液体試料を収容する反応容器を載置する反応容器支持手段と、
該反応容器支持手段に反応容器が載置された際に、該反応容器の外側に４個の磁石が概ね等間隔に配置され、一方の隣り合う磁極は同極、他方の隣り合う磁極は異極であり、かつ対向する磁極は異極となるように構成した磁気分離器。
【００１２】
磁石の数は４個以上であっても４の奇数倍であれば原理的にはいくつでも良い。コスト，コンパクト化との兼ね合いという視点からは４個が好ましい。この場合は、反応容器の外側に４個の磁石が概ね等間隔に配置され、一方の隣り合う磁極は同極、他方の隣り合う磁極は異極であり、かつ対向する磁極は異極となるように構成することになる。その場合、隣り合う異極の磁石同士を反応容器と反対側で強磁性体を用いて連結する構造を備えることが磁場を強くすることに効果がある。
【００１３】
このような磁気分離器を分析装置に用いることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の磁気分離器は、試料と、磁性粒子と、この磁性粒子を前記試料中の測定対象物と結合させる抗体と、標識物質を含む標識抗体とを反応容器内もしくは管内で混合し抗原抗体反応を行わせ、試料中の測定対象物と磁性粒子及び標識物質が結合した反応生成物を含む混合液を磁気分離手段により反応生成物と磁気的に捕捉されなかった非磁性成分を分離するための磁気分離器を備えた自動分析装置において有効に利用される。前記混合液に含まれる試料中には、分析精度低下の要因となる不純物が含まれることがある。そのため、磁気分離手段により反応生成物と不純物を含む非磁性成分を分離して、不純物を含む非磁性成分を除去した後に分析を実施することで、分析精度を向上させることができる。
【００１５】
ここでは、試料と磁性粒子と試料中の測定対象物に結合する抗体と標識物質を含む標識抗体との抗原抗体反応を段付き円筒状の反応容器にて行う方式を前提に、以下本発明の実施例を示す。
【００１６】
図１に本発明の磁気分離器の基本構成を示す平面図を、図２に図１の磁気分離器の断面図を示す。本実施例で示す磁気分離器では、反応容器１内の混合液中の反応生成物を磁気によって反応容器１の内側壁に効率良く捕捉するため、４個の磁石２を用い、それぞれの磁石２は反応容器１の周囲に放射状９０°間隔に、磁界の方向を反応容器１の中心へ向け、一方の隣り合う極は同極、他方の隣り合う極は異極を配置する。磁石２の反応容器側極面はそれぞれ反応容器の外側壁に接触、あるいは反応容器１内の混合液に充分な強さの磁界を与える位置まで接近し、隣り合う異極の磁石同士は反応容器１と反対側を強磁性体３にて連結する。また反応容器は、反応容器１の段付き面が乗る穴をあけた保持部材４により保持される。
【００１７】
磁石を図３（ａ）および（ｂ）に示すように、強磁性体３で連結された２組の磁石を樹脂５などの非磁性体で反応容器１の配置される部分は空洞６として一体化し、それを反応容器１に対して図３（ｃ）のように上下移動７させることも可能である。
【００１８】
以上のように反応容器１に対して磁石２を移動させることができる駆動手段を設けたことにより、磁気分離器を広く応用することができる。
【００１９】
例えば、一度反応容器１に磁石２を接触あるいは接近させると、反応容器１内側壁に磁性粒子を含む反応生成物が捕捉される。その状態で、反応容器１の内側壁に捕捉されなかった不純物を含む非磁性成分を、吸引用ノズルで吸引除去できる。磁石２を十分に離して洗浄液を分注すると、反応生成物は反応容器１内側壁から離れやすくなり、反応生成物全体に洗浄液が行き渡り、前記の吸引のみでは除去しきれなかった反応生成物に付着していた不純物を剥離できる。再び磁石２を反応容器１に接触あるいは接近させると、反応容器１内側壁に反応生成物が捕捉され、さらに前記と同様に吸引用ノズルにて不純物を含んだ洗浄液を吸引除去できる。以上の操作を繰り返すことで反応生成物の洗浄効果が高まり、より高精度な分析結果が得られる。なお、洗浄液を分注した後に、反応生成物の結合が壊れない程度の攪拌作業を実施すれば、さらなる洗浄効果の向上が期待できる。従って、反応容器１に対して磁石２を移動させる駆動手段を設けることは、特に磁性粒子を含む反応生成物の繰り返し洗浄を効率的に実施でき、非常に有用である。
【００２０】
ここで、本実施例の磁気分離器の磁石配置と強磁性体の構成の有用性確認のため、本実施例および従来の磁気分離器一例について、反応容器内に及ぼす磁界の強さをコンピュータによる解析にて比較した。
【００２１】
従来の磁気分離器例は図４（ａ）のような構成となり、４個の磁石２を本実施例と同様に反応容器１の周囲に放射状等間隔で磁界の向きを反応容器１の中心に向けるが、隣り合う極が異極となるように配置し、反応容器１と反対側で円筒形強磁性体８の内面に磁石が固定される。本実施例はここまで説明してきた通り、図４（ｂ）の構成となる。ここで、各構成要素の寸法は、反応容器１は外径６ｍｍ、磁石２は７×４×７ｍｍ（７ｍｍの辺のうち一方の方向に磁化：１．４Ｔ）、強磁性体３および円筒形強磁性体８は高さ７ｍｍ厚さ４ｍｍ、とし、磁石２と反応容器１は接触させた。ここで、評価する面を反応容器内の直径２．５ｍｍ  の円筒面９とし、その円筒面９を通過する磁束密度を調べた。ただし、評価方法としては、絶対値平均磁束密度とした。その結果、従来の磁気分離器例において０．２７６Ｔ  、本実施例において０．５５３Ｔ  となり、本実施例の方が約２倍の強さの磁力が得られることが確認できた。
【００２２】
また、磁石により反応容器内側壁に捕捉された反応生成物に対して、磁気の影響を受けないように上記の磁気分離器に磁石を移動できる手段を設け、反応生成物の洗浄効果を高めることで分析精度を向上させることができる。
【００２３】
ここで、免疫自動分析装置への本実施例の磁気分離器適用事例を示す。免疫自動分析装置は、図５の下側を前部とし、試料を乗せるサンプルラック１０，免疫反応に必要な試薬及び磁性粒子の入った蓋付き試薬容器１１ａを収納する試薬ディスク１１，蓋付き試薬容器１１ａの蓋の開閉を行う容器蓋開閉機構１２，試料の分取・分注を行う試料分注機構１３，蓋付き試薬容器１１ａから試薬及び磁性粒子の分取・分注を行う試薬分注機構１４，蓋付き試薬容器１１ａの磁性粒子を攪拌する磁性粒子攪拌機構１５，反応に用いる反応容器１６ａ（以下ベッセルと呼ぶ）及び試料の分取・分注に用いるチップ１６ｂが収納されているマガジン１６，ベッセル１６ａ内の試料および試薬の反応を行う温度制御が可能な反応槽１７、そして、ベッセル１６ａを反応槽１７、ベッセル廃棄部１８へ、チップ１６ｂを、試料の分注のため一時保管するバッファ１９へ搬送する搬送機構２０，試料の分注に用いたチップ１６ｂを廃棄するチップ廃棄部２１，反応槽１７から磁気分離器２２に、あるいは磁気分離器２２から反応槽１７にベッセル１６ａを搬送する搬送機構２３，磁気分離器２２に搬送されたベッセル１６ａ内の不純物を含む液体を吸引する不純物吸引機構２４，磁気分離器２２に搬送されたベッセル１６ａ内へ洗浄液を吐出する洗浄液吐出機構２５，反応槽１７から検出部２６に、あるいは検出部２６から反応槽１７へベッセル１６ａを搬送する搬送機構２７，検出部２６に搬送されたベッセル１６ａに対し検出用の試薬を吐出する試薬吐出機構２８などから構成される。
【００２４】
次に標準的な動作の説明をする。まず、ベッセル１６ａが搬送機構２０によって、マガジン１６から反応槽１７上へ、またチップ１６ｂがバッファ１９へ搬送される。反応槽１７は回転し、搬送されたベッセル１６ａが試薬分注位置まで移動する、試薬分注機構１４により、試薬ディスク１１から反応槽１７上のベッセル１６ａへ、試薬が分注される。再び反応槽１７は回転し、ベッセル１６ａが試料分注位置まで移動する。バッファ１９へ搬送されたチップ１６ｂは、試料分注機構１３の上下動作によりチップ保持部へ装着され、サンプルラック１０から試料を分取し、試料分注位置まで移動したベッセル１６ａへ分注される。使用されたチップ１６ｂは、試料分注機構１３の上下動作によって、チップ廃棄部２１へ廃棄される。試料と試薬の分注が終了したベッセル１６ａは、反応槽１７で一定時間反応を待った後、反応槽１７の回転により試薬分注位置まで移動し、試薬分注機構１４によって、試薬ディスク１１から、磁性粒子が分取・分注される。さらに反応槽１７で一定時間反応を待った後、反応槽１７は回転し、搬送機構２３によって反応槽１７上のベッセル１６ａが磁気分離器２２へ搬送される。磁気分離器２２上では、ベッセル１６ａ内の反応生成物を含んだ磁性成分と不純物を含む非磁性成分を分離するために、不純物吸引機構２４による吸引と洗浄液吐出機構２５による洗浄液の吐出を数回繰り返し、最終的にベッセル１６ａ内に反応生成物を含んだ磁性成分のみを残して、搬送機構２３によって反応槽１７にベッセル１６ａが戻される。反応槽１７は回転し、搬送機構２７によって検出部２６へベッセル１６ａが搬送された後、試薬吐出機構２８により検出のための試薬がベッセル１６ａに対して吐出され検出が行われる。検出が終了したベッセル１６ａは、搬送機構２７により反応槽１７へ戻され、反応槽１７は回転し、搬送機構２０によってベッセル廃棄部１８へ廃棄される。以後、前述した動作をその後の試料に対して繰り返す。
【００２５】
【発明の効果】
磁性粒子を含む液体を収容する反応容器の内側壁間付近に反応生成物を短時間に簡便な機構で、効率良く吸着させる磁気分離器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気分離器の簡単な構成を示す平面図。
【図２】図１に示した磁気分離器の断面図。
【図３】磁石の駆動手段を備えた磁気分離器の実施例の図。
【図４】コンピュータ解析を実施した従来例と本実施例の磁気分離器。
【図５】本発明の磁気分離器を適用した免疫自動分析装置の平面図。
【符号の説明】
１，１６ａ…反応容器、２…磁石、３…強磁性体、４…保持部材、５…樹脂、６…空洞、７…上下移動、８…円筒形強磁性体、９…磁束密度評価円筒面、１０…サンプルラック、１１…試薬ディスク、１１ａ…蓋付き試薬容器、１２…容器蓋開閉機構、１３…試料分注機構、１４…試薬分注機構、１５…磁性粒子攪拌機構、１６…マガジン、１６ｂ…チップ、１７…反応槽、１８…ベッセル廃棄部、１９…バッファ、２０，２３，２７…搬送機構、２１…チップ廃棄部、２２…磁気分離器、２４…不純物吸引機構、２５…洗浄液吐出機構、２６…検出部、２８…試薬吐出機構。
【図１】
2005028201.tif 000003
【図２】
2005028201.tif 000004
【図３】
2005028201.tif 000005
【図４】
2005028201.tif 000006
【図５】
2005028201.tif 000007