(57)【要約】【課題】音波発生手段が発生した音波を漏らさず液体中に出射することが可能な反応容器、攪拌装置及び攪拌装置を備えた分析装置を提供すること。【解決手段】音波によって液体を攪拌して反応させる反応容器、攪拌装置及び攪拌装置を備えた分析装置。反応容器７は、少なくとも二つの開口を有し、開口間に形成される空間内に液体を保持する液体保持部を備えている。攪拌装置は、反応容器７に対して相対的に離隔，接近し、液体保持部に保持される液体に接触して液体に音波を照射する発音部を有する表面弾性波素子と、反応容器又は表面弾性波素子の一方を他方に離隔，接近させる挿入機構２３とを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音波によって液体を攪拌して反応させる反応容器であって、
少なくとも二つの開口を有し、前記開口間に形成される空間内に前記液体を保持する液体保持部を備えたことを特徴とする反応容器。
【請求項２】
前記液体保持部は、少なくとも前記液体の一部を前記一方の開口から毛細管力によって導入することを特徴とする請求項１に記載の反応容器。
【請求項３】
前記液体保持部の内面は、前記液体に対する親和性を有することを特徴とする請求項１に記載の反応容器。
【請求項４】
音波を照射することによって液体を攪拌する攪拌装置において、
請求項１〜３のいずれか一つに記載の反応容器に対して相対的に離隔，接近し、前記液体保持部に保持される液体に接触して前記液体に音波を照射する発音部を有する音波発生手段と、
前記反応容器又は前記音波発生手段の一方を他方に離隔，接近させる離接手段と、
を備えたことを特徴とする攪拌装置。
【請求項５】
前記離接手段は、前記音波発生手段と前記反応容器とを、互いに当接して前記一方の開口を覆う第一の位置と、互いに離隔して前記二つの開口を開放する第二の位置に変化させることを特徴とする請求項４に記載の攪拌装置。
【請求項６】
前記液体保持部と前記音波発生手段は、前記反応容器と前記音波発生手段とを互いに離隔させて前記二つの開口を開放した状態で洗浄されることを特徴とする請求項４に記載の攪拌装置。
【請求項７】
前記音波発生手段は、櫛型電極を有し、表面弾性波を発生する表面弾性波素子であることを特徴とする請求項４に記載の攪拌装置。
【請求項８】
前記櫛型電極の面積は、前記音波発生手段が覆う前記一方の開口の面積よりも小さいことを特徴とする請求項７に記載の攪拌装置。
【請求項９】
前記液体保持部に導入される液体は、前記音波発生手段上に分注されることを特徴とする請求項４に記載の攪拌装置。
【請求項１０】
前記音波発生手段は、前記液体に対して親和性を有する部分と非親和性を有する部分とを有し、
前記液体保持部に導入される液体は、前記音波発生手段の親和性を有する部分に分注された液体であることを特徴とする請求項９に記載の攪拌装置。
【請求項１１】
複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、請求項４〜１０のいずれか一つに記載の攪拌装置を用いて前記複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析することを特徴とする分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応容器、攪拌装置及び攪拌装置を備えた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中に音響流を発生させることで液体を非接触で攪拌混合するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】独国特許発明第１０３２５３０７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、微小な反応容器内の液体を効率よく攪拌するためには、液体中に先鋭的な音場を形成する必要がある。このとき、特許文献１のように、超音波を発生させる音源としてＳＡＷデバイスを使用している場合、音波は、反応容器と液体との界面において所定の角度をもって液体中へ入射する。このため、容量が微量化し反応容器が微小或いは細くなり過ぎ、かつ、底面の肉厚が厚くなると、ＳＡＷデバイスが発生した音波の一部又は全部が液体中に入射されない場合があった。特に、容量が数ｎＬ〜数十μＬの微小な反応容器になると、相対的に壁面の厚さが厚くなるため、音波の周波数によっては液体中に入射されなくなる音波が生じてくる。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、音波発生手段が発生した音波を漏らさず液体中に出射することが可能な反応容器、攪拌装置及び攪拌装置を備えた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、請求項１に係る反応容器は、音波によって液体を攪拌して反応させる反応容器であって、少なくとも二つの開口を有し、前記開口間に形成される空間内に前記液体を保持する液体保持部を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る反応容器は、上記の発明において、前記液体保持部は、少なくとも前記液体の一部を前記一方の開口から毛細管力によって導入することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る反応容器は、上記の発明において、前記液体保持部の内面は、前記液体に対する親和性を有することを特徴とする。
【０００９】
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４に係る攪拌装置は、音波を照射することによって液体を攪拌する攪拌装置において、前記反応容器に対して相対的に離隔，接近し、前記液体保持部に保持される液体に接触して前記液体に音波を照射する発音部を有する音波発生手段と、前記反応容器又は前記音波発生手段の一方を他方に離隔，接近させる離接手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記離接手段は、前記音波発生手段と前記反応容器とを、互いに当接して前記一方の開口を覆う第一の位置と、互いに離隔して前記二つの開口を開放する第二の位置に変化させることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記液体保持部と前記音波発生手段は、前記反応容器と前記音波発生手段とを互いに離隔させて前記二つの開口を開放した状態で洗浄されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生手段は、櫛型電極を有し、表面弾性波を発生する表面弾性波素子であることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項８に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記櫛型電極の面積は、前記音波発生手段が覆う前記一方の開口の面積よりも小さいことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項９に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記液体保持部に導入される液体は、前記音波発生手段上に分注されることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項１０に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生手段は、前記液体に対して親和性を有する部分と非親和性を有する部分とを有し、前記液体保持部に導入される液体は、前記音波発生手段の親和性を有する部分に分注された液体であることを特徴とする。
【００１６】
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１１に係る分析装置は、複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、前記攪拌装置を用いて前記複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の反応容器は、少なくとも二つの開口と、前記二つの開口と接続され、液体を保持する液体保持部とを備えており、また、本発明の攪拌装置は、前記反応容器に対して相対的に離隔，接近し、前記液体保持部に保持される液体に接触して前記液体に音波を照射する発音部を有する音波発生手段と、前記反応容器又は前記音波発生手段の一方を他方に離隔，接近させる離接手段とを備えているので、音波発生手段が発生した音波を漏らさず液体中に出射することができ、本発明の分析装置は、前記攪拌装置を用いて前記複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析するので、音波発生手段が発生した音波を漏らさず液体中に出射することができ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】
【００１８】
（実施の形態１）
以下、本発明の反応容器、攪拌装置及び分析装置にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、実施の形態１の自動分析装置を示す概略構成図である。図２は、実施の形態１の反応容器の斜視図である。図３は、反応容器の断面図である。図４は、図１に示す自動分析装置の反応ホイールを拡大して攪拌装置の概略構成と共に示す図である。図５は、攪拌装置の音波発生手段を示す斜視図である。図６は、図５の音波発生手段のＡ部を拡大して示す斜視図である。ここで、音波発生手段は、薄平板上に複数の表面弾性波素子２１をリング状に配置した構成となっている。
【００１９】
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、反応ホイール６及び試薬テーブル１３が互いに離隔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、攪拌装置２０を備えている。また、自動分析装置１は、検体テーブル３と反応ホイール６との間に検体分注機構５が設けられ、反応ホイール６と試薬テーブル１３との間には試薬分注機構１２が設けられている。
【００２０】
検体テーブル３は、図１に示すように、駆動手段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。
【００２１】
検体分注機構５は、検体を分注する手段であり、図１に示すように、検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次反応ホイール６の容器孔６ａに分注する。
【００２２】
反応ホイール６は、図１に示すように、検体テーブル３とは異なる駆動手段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容器孔６ａが複数設けられている。反応ホイール６は、各容器孔６ａに半径方向両側に光が透過する開口が形成されている。各容器孔６ａには、検体を試薬と反応させる反応容器７が挿入機構２３によって着脱自在に挿入される。反応ホイール６は、一周期で時計方向に（１周−１反応容器）／４分回転し、四周期で反時計方向に容器孔６ａの１個分回転する。反応ホイール６には、光源８及び排出装置１１が設けられている。
【００２３】
光源８は、試薬と検体とが反応した反応容器７内の液体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。一方、排出装置１１は、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。
【００２４】
反応容器７は、容量が数ｎＬ〜数十μＬと微量な容器であり、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，環状オレフィンやポリスチレン等の合成樹脂が使用される。反応容器７は、図２及び図３に示すように、互いに平行な平行壁７ａと、平行壁７ａに隣接して上方に向かって拡がる傾斜壁７ｂとによって液体を保持する保持部７ｃが形成されている。また、反応容器７は、保持部７ｃの上部に上開口７ｄが形成され、下部に下開口７ｅが形成された底なし容器である。反応容器７は、少なくとも液体の一部が毛細管力によって保持部７ｃへ導入されるように、上開口７ｄと下開口７ｅが０．１〜２０ｍｍ2程度に成形されると共に、下開口７ｅの面積が上開口７ｄの面積よりも小さく、平行壁７ａや傾斜壁７ｂの内面には検体や試薬等の液体に対する親和性処理が施されている。反応容器７は、平行壁７ａの下部側が分析光を透過させる窓７ｆ（図３参照）として利用される。また、反応容器７は、平行壁７ａを半径方向に向けて反応ホイール６の容器孔６ａに挿入される。
【００２５】
試薬分注機構１２は、試薬を分注する手段であり、図１に示すように、試薬テーブル１３の所定の試薬容器１４から試薬を順次反応ホイール６の容器孔６ａに分注する。
【００２６】
試薬テーブル１３は、図１に示すように、検体テーブル３及び反応ホイール６とは異なる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１３ａが周方向に沿って複数設けられている。各収納室１３ａは、試薬容器１４が着脱自在に収納される。複数の試薬容器１４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。
【００２７】
ここで、試薬テーブル１３の外周には、試薬容器１４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、制御部１６へ出力する読取装置１５が設置されている。制御部１６は、受光素子９、排出装置１１、読取装置１５、分析部１７、入力部１８、表示部１９及び攪拌装置２０と接続され、例えば、分析結果を記憶する記憶機能を備えたマイクロコンピュータ等が使用される。制御部１６は、自動分析装置１の各部の作動を制御すると共に、前記バーコードラベルの記録から読み取った情報に基づき、試薬のロットや有効期限等が設置範囲外の場合、分析作業を規制するように自動分析装置１を制御し、或いはオペレータに警告を発する。
【００２８】
分析部１７は、制御部１６を介して受光素子９に接続され、受光素子９が受光した光量に基づく反応容器７内の液体の吸光度から検体の成分濃度等を分析し、分析結果を制御部１６に出力する。入力部１８は、制御部１６へ検査項目等を入力する操作を行う部分であり、例えば、キーボードやマウス等が使用される。表示部１９は、分析内容や警報等を表示するもので、ディスプレイパネル等が使用される。
【００２９】
攪拌装置２０は、反応容器７に保持される液体を音波によって攪拌するもので、図１及び図４に示すように、複数の表面弾性波素子２１からなる音波発生手段、駆動装置２２及び挿入機構２３を備えている。
【００３０】
表面弾性波素子２１は、反応ホイール６の下部に配置され、振動子２１ｂを容器孔６ａと一致させて反応ホイール６と共に回転する。表面弾性波素子２１は、図５〜図７に示すように、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）等の圧電基板２１ａ上に櫛型電極（ＩＤＴ）からなる振動子（発音部）２１ｂとアンテナ２１ｃが形成され、二酸化珪素（ＳｉＯ2）等からなる被覆２１ｄによって、この振動子２１ｂとアンテナ２１ｃが保護された構成となっている。ここで、被覆２１ｄの表面は、振動子２１ｂの上部が検体や試薬等の液体に対する親和性処理を施され、振動子２１ｂの上部以外の部分は非親和性処理が施されている。また、振動子２１ｂとアンテナ２１ｃは、反応容器７の下開口７ｅ内に収まるように、これらの平面積を下開口７ｅの面積よりも小さくする。このような表面弾性波素子２１が、無線で電力を透過可能な薄平板２７上に複数の容器孔６ａに対応する間隔で周方向に沿って形成され、リング状に成形されたものが音波発生手段となる。
【００３１】
駆動装置２２は、図４に示すように、表面弾性波素子２１に電力を送電して駆動する駆動手段であり、ＲＦ送信アンテナ２２ａ、信号発生器２２ｂ及び駆動制御回路２２ｃを有している。ＲＦ送信アンテナ２２ａは、表面弾性波素子２１の下部に振動子２１ｂ及びアンテナ２１ｃと対向させて配置されている。ＲＦ送信アンテナ２２ａは、反応ホイール６と共に回転する表面弾性波素子２１の各アンテナ２１ｃに信号発生器２２ｂから供給される数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ程度の高周波の電力を発信し、各振動子２１ｂに音波を発振させる。信号発生器２２ｂは、駆動制御回路２２ｃからの制御信号に基づいて発振周波数を変更可能な発振回路を有しており、数十ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ程度の高周波の発振信号をＲＦ送信アンテナ２２ａへ出力する。駆動制御回路２２ｃは、メモリとタイマを内蔵した電子制御手段（ＥＣＵ）が使用され、表面弾性波素子２１の駆動信号を制御する。駆動制御回路２２ｃは、信号発生器２２ｂの作動を制御し、例えば、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。また、駆動制御回路２２ｃは、内蔵したタイマに従って信号発生器２２ｂが発振する発振信号の周波数を切り替えることができる。
【００３２】
挿入機構２３は、制御部１６による制御の下、所定位置に配置された反応容器７を把持して反応ホイール６に設けた各容器孔６ａに挿入することによって反応容器７を表面弾性波素子２１に離隔，接近させる離接手段であり、図１及び図４に示すように、上下動、かつ、水平方向に回動自在なアーム２３ａに反応容器７を把持するチャック２３ｂが設けられている。
【００３３】
以上のように構成される自動分析装置１は、反応ホイール６及び音波発生手段の回転によって周方向に沿って移動してくる各容器孔６ａに、制御部１６による制御の下、試薬分注機構１２のノズル１２ａが試薬テーブル１３の所定の試薬容器１４から試薬Ｌrを順次分注する（図４，図８参照）。これにより、容器孔６ａに分注された試薬Ｌrは、図８に示すように、表面弾性波素子２１上に滴下される。このとき、表面弾性波素子２１は、振動子２１ｂの上部が検体や試薬等の液体に対する親和性処理を施され、他の部分は非親和性処理が施されている。このため、表面弾性波素子２１上に滴下された試薬は、半球状の液滴を形成する。試薬が分注されると、反応ホイール６は、音波発生手段の表面弾性波素子２１と共に回転して試薬が分注された容器孔６ａが検体分注機構５の近傍へ移動し、検体分注機構５が所定の検体容器４から検体を容器孔６ａに分注する。このとき、表面弾性波素子２１上には、試薬上に検体が分注された半球状の液体Ｌが存在する（図９参照）。
【００３４】
このようにして試薬と検体が分注された容器孔６ａは、反応ホイール６及び音波発生手段の回転によって挿入機構２３の近傍へ移動される。すると、挿入機構２３が、図４に示すように、把持した反応容器７を上方から試薬と検体が分注された容器孔６ａに挿入する。これにより、反応容器７は、図９に示すように、下部の下開口７ｅが半球状の液体Ｌの上部に当接する。すると、反応容器７は、下開口７ｅの面積が小さいため、図１０のように、毛細管力によって液体Ｌの一部が下開口７ｅから保持部７ｃに導入される。
【００３５】
自動分析装置１は、挿入機構２３によって容器孔６ａに反応容器７を挿入した後、駆動装置２２によって表面弾性波素子２１を駆動する。このとき、攪拌装置２０においては、表面弾性波素子２１は、振動子２１ｂとアンテナ２１ｃの平面積が反応容器７の下開口７ｅの面積よりも小さく設定されているため、振動子２１ｂが下開口７ｅ内に収まってしまう。このため、反応容器７は、図１１に示すように、各表面弾性波素子２１の振動子２１ｂが発生した音波Ｗaが、液体Ｌ中に総て漏れ出し、漏れ出した音波Ｗaによって液体Ｌが攪拌される。
【００３６】
このとき、表面弾性波素子２１は、駆動装置２２の駆動制御回路２２ｃによって信号発生器２２ｂを制御し、振動子２１ｂを駆動する周波数を共振周波数と反共振周波数との間で変えると、容器孔６ａの底面において液体中に入射する音波の間隔が変化する。例えば、共振周波数ｆrと反共振周波数ｆaとの間の中心周波数ｆ0｛＝（ｆr＋ｆa）／２｝で振動子２１ｂを駆動した場合、図１１に示すように、液体Ｌ中に入射する音波Ｗa0の間隔が最も広くなる。そして、中心周波数ｆ0から離れるのに従って音波の間隔が狭くなり、例えば、周波数ｆ1，ｆ2（ｆ1＜ｆ0＜ｆ2，｜ｆ0−ｆ1｜＜｜ｆ2−ｆ0｜）で振動子２１ｂを駆動した場合、図示のように、液体中に入射する音波の間隔は、周波数ｆ2で振動子２１ｂを駆動した場合の音波Ｗa2が、最も狭くなる。
【００３７】
従って、攪拌装置２０は、反応容器７の下開口７ｅの面積に応じて表面弾性波素子２１の振動子２１ｂ及びアンテナ２１ｃの大きさを決めるが、振動子２１ｂの駆動周波数を変えることによって液体Ｌ中に入射する音波の間隔を調整することができる。このため、攪拌装置２０は、表面弾性波素子２１が発生した音波を漏らさず液体Ｌ中に出射することができる。
【００３８】
そして、音波Ｗaによって保持部７ｃへ導入された液体Ｌは、窓７ｆの位置を越えた後、図１２に示すように、光源８から出射される光束ＢLによって測光される。
【００３９】
測光終了後、反応容器７は、挿入機構２３によって容器孔６ａから抜き取られて廃液位置へ搬送され、図１３に示すように、排出装置１１の排出ノズル１１ａが上開口７ｄに被着され、圧送される加圧空気によって内部の液体Ｌが排出される。このようにして液体Ｌを排出した反応容器７は、図示しない洗浄装置によって洗浄した後、再度検体の分析に使用される。
【００４０】
ここで、反応容器７は、内容量が微量なため液体Ｌの排出に時間が掛かる。このため、反応容器７は、使い捨てとしてもよい。この場合、反応容器７は、挿入機構２３によって容器孔６ａから抜き取り、所定廃棄位置に廃棄する。
【００４１】
ここで、実施の形態１の反応容器は、図１４に示す反応容器７Ａのように、平行壁７ａ及び傾斜壁７ｂの上部に上壁７ｇを設け、上壁７ｇの中央に上開口７ｄを形成してもよい。また、図１５に示す反応容器７Ｂのように、傾斜壁７ｂを上方に向かって狭まるように形成すると共に、平行壁７ａ及び傾斜壁７ｂの下部に半径方向内側に突出するフランジ７ｈを設け、フランジ７ｈの中央に下開口７ｅを形成してもよい。更に、図１６に示す反応容器７Ｃのように、傾斜壁７ｂに代えて互いに平行な平行壁７ｊとすることにより、液体を保持する保持部７ｃを四角柱に成形してもよい。このように保持部７ｃを四角柱に成形すると、反応容器７Ｃは、製造が容易になる。
【００４２】
このように、実施の形態１の攪拌装置２０は、表面弾性波素子２１が保持部７ｃに保持される液体に接触して液体に音波を照射する振動子２１ｂを有するので、表面弾性波素子２１が発生した音波を漏らさず反応容器７の液体中に出射することができ、従って攪拌装置２０を備えた自動分析装置１も、表面弾性波素子２１が発生した音波を漏らさず反応容器７の液体中に出射することができる。
【００４３】
（実施の形態２）
次に、本発明の反応容器、攪拌装置及び分析装置にかかる実施の形態２について、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、底壁のない単独の容器であったが、実施の形態２の反応容器は、反応ホイールが反応容器を兼ね、かつ、底壁を有しない反応容器である。図１７は、実施の形態２の反応容器を用いて分析を行う自動分析装置の概略構成図である。図１８は、図１７に示す自動分析装置の反応ホイールの一部を拡大して示す平面図である。図１９は、図１８に示す反応ホイールのＣ2−Ｃ2線に沿った断面図である。図２０は、表面弾性波素子２１を下降させて反応ホイールから離した状態を示す断面図である。ここで、実施の形態２の自動分析装置は、実施の形態１の自動分析装置と基本構成が同じであるので、同一の構成部分には同一の符号を付して説明している。
【００４４】
自動分析装置４０は、攪拌装置２０において離接手段として使用する挿入機構２３に代えて昇降機構２５を備えている。
【００４５】
昇降機構２５は、反応ホイール６の直径方向に対向させて配置され、反応ホイール６を表面弾性波素子２１に対して鉛直方向に移動させる１軸ステージである。昇降機構２５は、反応ホイール６を昇降させることによって表面弾性波素子２１に離隔，接近させる。ここで、図１９は、昇降機構２５が反応ホイール６を下降させて反応ホイール６の下面に当接させた状態を示している。一方、図２０は、昇降機構２５が反応ホイール６を上昇させて表面弾性波素子２１から離隔させた状態を示している。従って、検体分注機構５と試薬分注機構１２は、昇降機構２５が反応ホイール６を下降させた場合には、反応ホイール６の各保持孔６ｂに検体や試薬を分注し、昇降機構２５が反応ホイール６を上昇させた場合には、試薬分注機構１２の１２ａが反応ホイール６と表面弾性波素子２１との間に入り込んで表面弾性波素子２１の上面に分注する。
【００４６】
一方、反応ホイール６は、透明素材から成形され、図１７に示すように、容器孔６ａに代えて液体保持部となる複数の保持孔６ｂが周方向に沿って等間隔に設けられている。各保持孔６ｂは、図１８，図１９に示すように、反応ホイール６の半径方向に対向する側壁が平行であり、周方向に対向する側壁が底に向かって接近するように傾斜している。ここで、複数の保持孔６ｂは、表面弾性波素子２１に設ける複数の振動子２１ｂと同じ間隔で形成され、表面張力によって液体が導入される大きさに成形されている。また、各保持孔６ｂは、図１８に示すように、下部の開口内に振動子２１ｂとアンテナ２１ｃが収まるように、振動子２１ｂとアンテナ２１ｃの平面積よりも幾分大きく形成する。
【００４７】
更に、実施の形態２の攪拌装置２０は、表面弾性波素子２１の下面にいわゆるドライバスと呼ばれる恒温板２６が設けられている。恒温板２６は、表面弾性波素子２１を介して反応ホイール６の保持孔６ｂに保持される液体を３７℃程度の温度に保持する。
【００４８】
このように構成される自動分析装置４０は、制御部１６による制御の下、昇降機構２５が反応ホイール６を上昇させて表面弾性波素子２１の上面から反応ホイール６を離隔させる。この状態で、反応ホイール６及び表面弾性波素子２１を回転し、制御部１６による制御の下、表面弾性波素子２１の各振動子２１ｂに対応する位置に、試薬分注機構１２のノズル１２ａが試薬テーブル１３の所定の試薬容器１４から第一試薬Ｌr1A〜Ｌr1Fを順次分注する（図２１参照）。このとき、表面弾性波素子２１は、振動子２１ｂの上部が検体や試薬等の液体に対する親和性処理を施され、他の部分は非親和性処理が施されている。このため、分注された第一試薬Ｌr1A〜Ｌr1Fは、図２２に示すように、表面弾性波素子２１上で半球状の液滴を形成する。
【００４９】
このようにして第一試薬Ｌr1A〜Ｌr1Fが分注されると、自動分析装置４０は、制御部１６による制御の下、昇降機構２５によって反応ホイール６を下降し、表面弾性波素子２１の上面に反応ホイール６を当接させる。このとき、反応ホイール６の下降に伴い、第一試薬Ｌr1A〜Ｌr1Fがその量に応じて対応する保持孔６ｂの下部と当接することにより、図２２に示すように、表面張力によって対応する保持孔６ｂに順次導入されてゆく。
【００５０】
そして、昇降機構２５による反応ホイール６の下降が終了すると、図２３に示すように、反応ホイール６が表面弾性波素子２１の上面に当接し、第一試薬Ｌr1A〜Ｌr1Fが各保持孔６ｂに保持される。この状態で、制御部１６による制御の下、反応ホイール６が表面弾性波素子２１と共に回転し、図２４に示すように、各保持孔６ｂ内の第一試薬Ｌr1A〜Ｌr1Fが光源８から出射される光束ＢLによって順次測光されてゆく。
【００５１】
次に、自動分析装置４０は、制御部１６による制御の下、反応ホイール６が表面弾性波素子２１と共に回転して各保持孔６ｂが検体分注機構５の近傍へ移動すると、検体分注機構５が所定の検体容器４から検体Ｓ1〜Ｓ6を各保持孔６ｂに分注する（図２５参照）。このとき、表面弾性波素子２１は、恒温板２６を有しているので、第一試薬Ｌr1A〜Ｌr1Fと検体Ｓ1〜Ｓ6が３７℃程度に保持されて反応が適度に促進される。次いで、自動分析装置４０は、制御部１６による制御の下、駆動装置２２によって表面弾性波素子２１を駆動する。このとき、表面弾性波素子２１は、振動子２１ｂとアンテナ２１ｃの平面積が保持孔６ｂ下部の開口の面積よりも小さく設定されている。このため、各表面弾性波素子２１の振動子２１ｂが発生した音波は、保持孔６ｂに保持された試薬と検体とが混合した液体中に総て漏れ出し、試薬と検体が効率よく攪拌されて反応液Ｌ1〜Ｌ6となる（図２６参照）。
【００５２】
このとき、表面弾性波素子２１は、実施の形態１で説明したように、駆動装置２２の駆動制御回路２２ｃによって信号発生器２２ｂを制御し、振動子２１ｂを駆動する周波数を共振周波数と反共振周波数との間で変えると、攪拌装置２０は、表面弾性波素子２１が発生した音波を漏らさず液体中に出射することができ、攪拌効率を向上させることができる。
【００５３】
このようにして攪拌した後、自動分析装置４０は、制御部１６による制御の下、反応ホイール６が表面弾性波素子２１と共に回転し、図２７に示すように、各保持孔６ｂ内の反応液Ｌ1〜Ｌ6を光源８から出射される光束ＢLによって順次測光する。
【００５４】
その後、自動分析装置４０は、反応ホイール６及び表面弾性波素子２１を回転し、制御部１６による制御の下、所定の保持孔６ｂに保持された反応液Ｌ1，Ｌ3，Ｌ4，Ｌ6に試薬分注機構１２のノズル１２ａが試薬テーブル１３の所定の試薬容器１４から第二試薬Ｌr2A，Ｌr2C，Ｌr2D，Ｌr2Fを順次分注する（図２８参照）。分注後、自動分析装置４０は、制御部１６による制御の下、駆動装置２２によって表面弾性波素子２１を駆動し、各保持孔６ｂに保持された反応液Ｌ1〜Ｌ6と第二試薬Ｌr2A，Ｌr2C，Ｌr2D，Ｌr2Fとを攪拌して反応させることにより反応液ＬR1〜ＬR6とする（図２９参照）。
【００５５】
次に、自動分析装置４０は、制御部１６による制御の下、反応ホイール６を表面弾性波素子２１と共に回転し、図３０に示すように、各保持孔６ｂ内の反応液ＬR1〜ＬR6を光源８から出射される光束ＢLによって順次測光する。次いで、自動分析装置４０は、制御部１６による制御の下、昇降機構２５によって反応ホイール６を上昇し、図３１に示すように、反応ホイール６を表面弾性波素子２１から離隔させる。
【００５６】
しかる後、自動分析装置４０は、制御部１６による制御の下、図３２に示すように、各保持孔６ｂの上方から図示しない洗浄装置によって洗浄液Ｆcを矢印で示すように導入し、複数の保持孔６ｂを表面弾性波素子２１の表面と共に洗浄する。洗浄後の洗浄液は、反応ホイール６の上部から加圧空気を噴射することにより各保持孔６ｂから排出される。このようにして複数の保持孔６ｂを洗浄した後、自動分析装置４０は、制御部１６による制御の下、昇降機構２５が反応ホイール６を下降して表面弾性波素子２１の上面に反応ホイール６を当接させ、再度検体の分析に使用される。
【００５７】
ここで、自動分析装置４０は、図３３に示すように、反応ホイール６を表面弾性波素子２１に当接させた状態で、各保持孔６ｂの上方から洗浄液Ｆcを矢印で示すように導入し、複数の保持孔６ｂを表面弾性波素子２１の表面と共に洗浄してもよい。
【００５８】
また、自動分析装置４０は、反応ホイール６と表面弾性波素子２１との配置を上下逆にし、反応ホイール６を下側に配置し、表面弾性波素子２１を上側に配置し、昇降機構２５によって表面弾性波素子２１を昇降させてもよい。このような配置とした場合、自動分析装置４０は、制御部１６による制御の下、昇降機構２５によって表面弾性波素子２１を上昇させて反応ホイール６から離隔させ、図３４に示すように、試薬ＬrA〜ＬrFを順次下方から上方に向けて分注する。
【００５９】
次に、自動分析装置４０は、制御部１６による制御の下、図３５に示すように、昇降機構２５によって表面弾性波素子２１を下降し、反応ホイール６の上面に表面弾性波素子２１を当接させる。このとき、表面弾性波素子２１の下降に伴い、試薬ＬrA〜ＬrFがその量に応じて対応する保持孔６ｂの下部と当接することにより、図３５に示すように、表面張力によって対応する保持孔６ｂに順次導入されてゆく。
【００６０】
そして、昇降機構２５による表面弾性波素子２１の下降が終了すると、図３６に示すように、表面弾性波素子２１が反応ホイール６の上面に当接し、試薬ＬrA〜ＬrFが各保持孔６ｂに保持される。以下、自動分析装置４０は、制御部１６による制御の下、検体の分注、試薬と検体の攪拌、反応液の測光及び反応液の洗浄等を行うことにより、検体の分析を同様に実行することができる。
【００６１】
このように、実施の形態２の攪拌装置２０は、振動子２１ｂが発生した音波が試薬と検体とが混合した液体中に総て漏れ出すので、液体を効率よく攪拌することができ、従って攪拌装置２０を備えた自動分析装置４０も、表面弾性波素子２１が発生した音波を漏らさず各保持孔６ｂに保持した液体中へ出射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施の形態１の自動分析装置を示す概略構成図である。
【図２】実施の形態１の反応容器の斜視図である。
【図３】反応容器の断面図である。
【図４】図１に示す自動分析装置の反応ホイールを拡大して攪拌装置の概略構成と共に示す図である。
【図５】攪拌装置の音波発生手段を示す斜視図である。
【図６】図５の音波発生手段のＡ部を拡大して示す斜視図である。
【図７】図６のＣ1−Ｃ1線に沿った断面図である。
【図８】表面弾性波素子上に滴下される試薬を示す側面図である。
【図９】下開口が液体に当接する状態を示す反応容器の断面図である。
【図１０】毛細管現象によって液体が下開口から保持部に導入される状態を示す反応容器の断面図である。
【図１１】表面弾性波素子の駆動周波数を変化させたときに液体中に入射する音波の間隔の変化を説明する反応容器の断面図である。
【図１２】保持部に導入された液体を光束によって測光する状態を示す反応容器の断面図である。
【図１３】測光終了後に保持部から液体を排出する状態を示す反応容器の断面図である。
【図１４】反応容器の第一の変形例を示す断面図である。
【図１５】反応容器の第二の変形例を示す断面図である。
【図１６】反応容器の第三の変形例を示す断面図である。
【図１７】実施の形態２の反応容器を用いて分析を行う自動分析装置の概略構成図である。
【図１８】図１７に示す自動分析装置の反応ホイールの一部を拡大して示す平面図である。
【図１９】図１８に示す反応ホイールのＣ2−Ｃ2線に沿った断面図である。
【図２０】表面弾性波素子を下降させて反応ホイールから離した状態を示す図１９に対応する断面図である。
【図２１】表面弾性波素子上面の各振動子に対応する位置に第一試薬を順次分注する様子を示す図１９に対応する断面図である。
【図２２】表面弾性波素子上面に分注された第一試薬の形状と、反応ホイールを下降することによって、第一試薬がその量に応じて対応する保持孔に順次導入されてゆく様子を示す図１９に対応する断面図である。
【図２３】反応ホイールが下降して表面弾性波素子の上面に当接した状態を示す図１９に対応する断面図である。
【図２４】反応ホイールの各保持孔内の第一試薬を測光する様子を示す図１９に対応する断面図である。
【図２５】反応ホイールの各保持孔に検体が分注される様子を示す図１９に対応する断面図である。
【図２６】振動子が発生した音波によって試薬と検体とが攪拌された反応液を示す図１９に対応する断面図である。
【図２７】第一試薬と検体の反応液を測光する様子を示す図１９に対応する断面図である。
【図２８】更に第二試薬を分注する様子を示す図１９に対応する断面図である。
【図２９】第二試薬分注後の反応液を示す図１９に対応する断面図である。
【図３０】第二試薬分注後の反応液を測光する様子を示す図１９に対応する断面図である。
【図３１】反応液の測光終了後、反応ホイールを表面弾性波素子から離隔させた状態を示す図１９に対応する断面図である。
【図３２】複数の保持孔を表面弾性波素子の表面と共に洗浄液によって洗浄する様子を示す図１９に対応する断面図である。
【図３３】複数の保持孔を表面弾性波素子の表面と共に洗浄液によって洗浄する変形例を示す断面図である。
【図３４】実施の形態２の自動分析装置の変形例を示すもので、表面弾性波素子上面の各振動子に対応する位置に試薬を順次分注する様子を示す表面弾性波素子の断面図である。
【図３５】実施の形態２の自動分析装置の変形例を示すもので、表面弾性波素子を下降することによって、試薬がその量に応じて対応する保持孔に順次導入されてゆく様子を示す図１９に対応する断面図である。
【図３６】表面弾性波素子が下降して反応ホイールの上面に当接した状態を示す図１９に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１                自動分析装置
２                作業テーブル
３                検体テーブル
４                検体容器
５                検体分注機構
６                反応ホイール
６ａ              容器孔
６ｂ              保持孔
７                反応容器
７ａ              平行壁
７ｂ              傾斜壁
７ｃ              保持部
７ｄ              上開口
７ｅ              下開口
７ｆ              窓
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ  反応容器
８                光源
９                受光素子
１１              排出装置
１２              試薬分注機構
１３              試薬テーブル
１４              試薬容器
１５              読取装置
１６              制御部
１７              分析部
１８              入力部
１９              表示部
２０              攪拌装置
２１              表面弾性波素子
２２              駆動装置
２３              挿入機構
２５              昇降機構
２６              恒温板
４０              自動分析装置
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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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