(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体とともに攪拌子を収容した容器を移動させる移動機構と、
容器移動方向に沿って所定パターンをもって設置された磁気機構と、
を含み、
前記磁気機構は、
容器移動方向と直交する面内において前記攪拌子を水平方向に運動させる第１磁気素子列と、
容器移動方向と直交する面内において前記攪拌子を垂直方向に運動させる第２磁気素子列であって、その一端が前記第１磁気素子列の一端に連なる第２磁気素子列と、
を含み、
前記磁気機構の作用により、前記容器の移動に伴って、前記攪拌子に対して容器移動方向と異なる方向への運動力が与えられることを特徴とする攪拌装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記磁気機構は、前記容器の移動に伴って、前記攪拌子を容器移動方向と直交する方向に往復運動させることを特徴とする攪拌装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、
前記磁気機構は複数の磁気素子からなる磁気素子列で構成され、
前記磁気素子列は、容器移動方向と直交する方向に連続的に変化するパターンをもって配置されたことを特徴とする攪拌装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、
前記磁気素子列は、容器移動方向と直交する方向における前記容器の一端部近傍から他端部近傍まで連続的に変化するパターンをもって配置され、
前記攪拌子は、前記容器の移動に伴って、前記容器の一端部近傍から他端部近傍まで運動することを特徴とする攪拌装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、
前記磁気機構は、前記移動機構によって液体吸引位置に容器が位置決めされた状態で、前記容器の吸引孔の直下位置から外れた位置に前記攪拌子を位置決めすることを特徴とする攪拌装置。
【請求項６】
請求項１記載の装置において、
前記容器の水平断面は非円形であることを特徴とする攪拌装置。
【請求項７】
液体とともに攪拌子を収容した複数の容器を円周方向に沿って載置した円形の台座と、
前記台座を回転させる回転機構と、
前記複数の容器の下方及び側方に固定配列され、前記台座の回転に伴って、前記容器内の攪拌子に回転方向と異なる方向への運動力を与える磁気機構と、
を含み、
前記磁気機構は、
回転方向と直交する面内において前記攪拌子を水平方向に運動させる第１磁気素子列と、
回転方向と直交する面内において前記攪拌子を垂直方向に運動させる第２磁気素子列と、
を含み、
前記第１磁気素子列の一端に前記第２磁気素子列の一端が連なることを特徴とする攪拌装置。
【請求項８】
請求項７記載の装置において、
前記台座及びそれに載置された複数の容器を収容する筒状の収容部を含み、
前記磁気機構は複数の磁気素子からなる磁気素子列で構成され、
前記第１磁気素子列は前記収容部の底面に、前記第２磁気素子列は前記収容部の側面に、それぞれ設けられ、かつ、回転方向と直交する方向に連続的に変化するパターンを有することを特徴とする攪拌装置。
【請求項９】
請求項７記載の装置において、
前記磁気機構は、台座１回転当たり、前記攪拌子を水平方向に少なくとも１往復させかつ垂直方向に少なくとも１往復させるパターンを有することを特徴とする攪拌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は攪拌装置に関し、特に、容器内に液体とともに収容された攪拌子を磁気的な作用により駆動して液体の攪拌を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な検体分析システムでは、血液や尿などの複数の検体が検体容器に収容され、一方、複数の試薬はそれぞれ試薬容器に収容される。そして、ノズルなどを利用した分注手段によって検体及び試薬が処理容器内へ注入され、分析機構によって試薬処理の結果が分析される。
【０００３】
従来装置において、試薬容器としては一般に円形容器が用いられるが、例えば円形の台座上に円周方向に沿って複数の試薬容器を載置するような場合、各試薬容器としてその水平断面が三角形や四角形のものが使用される。なお、従来の検体分析システムにおいては、試薬容器内の試薬を攪拌する機構は特別設けられていないが、試薬に濃度勾配や温度勾配などが存在すると、検体分析精度が低下する可能性もある。
【０００４】
ところで、従来の攪拌装置として、磁気力によって吸引保持される攪拌子を利用した装置が周知である。その装置では、液体とともに攪拌子が容器内に収容され、例えばその容器が載置される台座に組み込まれた磁気機構により容器内の攪拌子を回転駆動するものである。容器の水平断面が円形である場合あるいは容器の水平断面が大きい場合、このようなシステムも有効である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の検体分析システムにおいては、試薬容器として非円形の容器が利用される場合が多く、そのような検体分析システムに対しては上記の攪拌方式をそのまま適用できない。また、上記の検体分析システムにような多数の試薬容器（例えば２０個の試薬容器）が保持されるシステムでは、各試薬容器に対して上記の攪拌方式を適用させると、システムコストが多大となる。
【０００６】
その一方、攪拌子を利用せず、試薬容器自体を周期的に振動させることで試薬の攪拌を行うことも可能であるが、その場合には機構が複雑になり、また効果的な攪拌を行えない可能性がある。なお、特公平５−２８７８４号公報には関連する技術が開示されているが、それは以下の本発明の目的を達成するものではない。
【０００７】
以上のような問題は、試薬容器に限られず他の液体の攪拌を行う場合にも指摘される。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、装置の複雑化を招くことなく、容器内の液体を効果的に攪拌することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、既存の容器移動機構を有効利用しつつ、容器内の液体を攪拌することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、水平断面が非円形の容器に対してその内部の液体の攪拌を行うことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、液体とともに攪拌子を収容した容器を移動させる移動機構と、容器移動方向に沿って所定パターンをもって設置された磁気機構と、を含み、前記磁気機構は、容器移動方向と直交する面内において前記攪拌子を水平方向に運動させる第１磁気素子列と、容器移動方向と直交する面内において前記攪拌子を垂直方向に運動させる第２磁気素子列であって、その一端が前記第１磁気素子列の一端に連なる第２磁気素子列と、を含み、前記磁気機構の作用により、前記容器の移動に伴って、前記攪拌子に対して容器移動方向と異なる方向への運動力が与えられることを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、移動機構によって容器が移動されると、その移動に伴って磁気機構の作用により容器内の攪拌子に運動力が与えられ、すなわち、容器内で攪拌子が運動し液体の攪拌がなされる。よって、容器移動のための機構を用いて各容器内の攪拌子をそれぞれ駆動できる利点があり、特に移動機構が分注などのために容器を位置決めする機能として設けられている場合には、他の用途のための移動機構を流用して攪拌手段の一部として活用できる。このためコスト削減を図れ、また装置の複雑化を避けることができる。また、この構成によれば、水平方向及び垂直方向の２方向に沿って攪拌子を駆動できるので、効率的な攪拌を行える。特に容器内の上下において、濃度差や温度勾配などがある場合にその非均一性を是正できる。
【００１３】
上記の移動機構は、磁気機構に対して相対的に、例えば容器を直線運動させ又は旋回運動させるものである。磁気機構は例えば永久磁石や電磁マグネットで構成され、攪拌子はその磁気作用に対して吸着又は反発運動するものである。
【００１４】
望ましくは、前記磁気機構は、前記容器の移動に伴って、前記攪拌子を容器移動方向と直交する方向に往復運動させる。この構成によれば、容器の断面が円形でない場合においても攪拌子を往復駆動して攪拌を行うことができる。
【００１５】
望ましくは、前記磁気機構は複数の磁気素子からなる磁気素子列で構成され、前記磁気素子列は、容器移動方向と直交する方向に連続的に変化するパターンをもって配置される。磁気機構を連続する磁性体として構成することもできるが、複数の磁気素子の列として構成すれば、その製造コストを低減できる。
【００１６】
望ましくは、前記磁気素子列は、容器移動方向と直交する方向における前記容器の一端部近傍から他端部近傍まで連続的に変化するパターンをもって配置され、前記攪拌子は、前記容器の移動に伴って、前記容器の一端部近傍から他端部近傍まで運動する。この構成によれば、容器内の大きさ及び攪拌子の大きさに合わせて磁気素子列のパターン振幅が設定され、攪拌子の運動振幅を大きくできる利点がある。
【００１８】
望ましくは、前記磁気機構は、前記移動機構によって液体吸引位置に容器が位置決めされた状態で、前記容器の吸引孔の直下位置から外れた位置に前記攪拌子を位置決めする。この構成によれば、例えばノズルを吸引孔から差し込んで容器内部の液体を吸引する場合にノズル先端が攪拌子に衝突する問題を回避できる。すなわち、ノズル先端の容器底面までの下降を常に確保できる。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、本発明は、液体とともに攪拌子を収容した複数の容器を円周方向に沿って載置した円形の台座と、前記台座を回転させる回転機構と、複数の容器の下方及び側方の少なくとも一方に固定配列され、前記台座の回転に伴って、前記容器内の攪拌子に回転方向と異なる方向への運動力を与える磁気機構と、を含み、前記磁気機構は、回転方向と直交する面内において前記攪拌子を水平方向に運動させる第１磁気素子列と、回転方向と直交する面内において前記攪拌子を垂直方向に運動させる第２磁気素子列と、を含み、前記第１磁気素子列の一端に前記第２磁気素子列の一端が連なることを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、円形の台座上には複数の容器が載置され、回転機構により台座を回転させることによって容器の選択・位置決めがなされる。その回転に当たっては磁気機構の作用により容器の攪拌子が駆動され、その運動によって容器内の液体が流動する。特に攪拌子が回転方向と異なる方向へ運動するので、積極的に容器内の液体を攪拌できる。また、上記構成によれば、台座の回転に伴って攪拌子の水平運動と垂直運動を連続的に行わせて、攪拌効率を高めることができる。
【００２１】
望ましくは、前記台座及びそれに載置された複数の容器を収容する筒状の収容部を含み、前記磁気機構は複数の磁気素子からなる磁気素子列で構成され、前記第１磁気素子列は前記収容部の底面に、前記第２磁気素子列は前記収容部の側面に、それぞれ設けられ、かつ、回転方向と直交する方向に連続的に変化するパターンを有する。上記構成によれば、収容部の内壁を利用して磁気機構を保持できる利点がある。
【００２３】
望ましくは、前記磁気機構は、台座１回転当たり、前記攪拌子を水平方向に少なくとも１往復させかつ垂直方向に少なくとも１往復させるパターンを有する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１には、本発明に係る攪拌装置の好適な実施形態が示されており、図１はその断面図である。
【００２６】
図１において、攪拌装置１０は、大別して、内部が空洞の収容部１２と、その収容部１２の下側に配置された円形の台座１４と、その台座１４を回転させる駆動部１８と、台座１４上に載置される複数の試薬容器１６と、で構成される。収容部１２は、その内部に収容される試薬の温度を恒温制御するために例えば断熱性を持った部材などで構成される。収容部１２は、円形の底面板２０と、筒状の側面板２２と、上部開口に対して開閉する上面板２４と、で構成される。上面板２４には小さな開口３０が形成されている。この開口３０には必要に応じて蓋３４が設けられる。
【００２７】
円形の台座１４上には、その直径方向に沿って放射状に複数の試薬容器１６が載置される。各試薬容器１６は、この実施形態において、三角形状の水平断面を有する。各試薬容器１６内にはそれぞれ異なる試薬が注入され、かつそれぞれの試薬容器１６には１つずつ攪拌用の攪拌子１７が収容される。その攪拌子１７は、例えば鉄片に対して化学的かつ物理的に安定な皮膜を施した部材であり、磁気的な作用によって試薬容器１６内を運動し、その内部の試薬を攪拌するものである。この攪拌子１７としては、試薬容器１６の形状や試薬の粘性などに応じて各種のものを採用することができ、たとえば球状、筒状、星型形状、等の各種の攪拌子を利用可能である。なお攪拌子１７には磁気的な作用を受ける鉄などの部材が含まれるが、もちろんそれ自体が磁気的な作用を発揮させるものであってもよい。
【００２８】
後に詳述するように、側面板２２の内壁２２Ａ及び底面板２０の内壁２０Ａには、それぞれ複数の磁気素子４０からなる磁気素子列が設けられている。それらの磁気素子列は台座１４の回転運動に伴って攪拌子１７に対して磁気的な作用により駆動力を与えるものである。
【００２９】
試薬容器１６の上部には、その中央から外方向に偏位した位置に開口１６Ａが形成されている。ノズル３２によっていずれかの試薬を吸引する場合、当該試薬を収容した試薬容器１６が開口３０の直下に位置決めされ、具体的にはその試薬容器１６の開口１６Ａが開口３０と垂直方向に連なるように試薬容器１６が位置決めされる。図１にはその状態が示されている。ちなみに、本実施形態では、吸引対象となった試薬容器１６においては、磁気素子４０の作用によって開口１６Ａの直下よりも偏位した位置に攪拌子１７が保持されるように構成されている。すなわち、ノズル３２の直下から攪拌子１７を横へシフトさせることにより、ノズル３２が上方から下方へ引き下ろされた時にその先端が攪拌子１７に衝突してしまう問題を回避することができる。
【００３０】
図２には、図１に示した攪拌装置１０の上面板２４を取り外した状態が示されている。上述したように、台座１４上には、複数の試薬容器１６が放射状に整列配置されている。
【００３１】
図３には、底面板２０及び側面板２２に設けられる磁気素子列の具体例が示されている。この実施形態において、底面板２０には水平磁気素子列１００が設けられており、側面板２２には垂直磁気素子列１０２が設けられている。水平磁気素子列１００は、具体的には第１磁気素子列１０４と第２磁気素子列１０６とで構成され、垂直磁気素子列１０２は、第３磁気素子列１０８と第４磁気素子列１１０とで構成される。各磁気素子列は複数の磁気素子４０からなり、各磁気素子４０は例えば強磁性体などからなる永久磁石によって構成される。
【００３２】
第１磁気素子列１０４は底面板２０の外側から内側にかけて磁気素子４０が配列されたパターンを有し、第２磁気素子列１０６は第１磁気素子列の一端と連なり、底面板２０の内側から外側にかけて磁気素子４０が配列されたパターンを有する。更に第３磁気素子列１０８は第１磁気素子列１０４の他方端に連なり、側面板２２の下端から上端に磁気素子４０が配列されたパターンを有し、第４磁気素子列１１０はその第３磁気素子列１０８の他方端に連なり、側面板２２の上方から下端にかけて磁気素子４０が配列されたパターンを有する。その第４磁気素子列１１０の他端は第２磁気素子列１０６の他端に連なっている。
【００３３】
よって、図１に示した台座１４を回転させると、各試薬容器１６内に含まれる攪拌子１７が各磁気素子４０に吸着されつつ各磁気素子列のパターンにしたがって試薬容器１６内部を運動することになる。具体的には、例えば台座１４が反時計回りで回転した場合、第１磁気素子列１０４上においては攪拌子１７が試薬容器１６の外側端近傍から内側端近傍へ運動し、第２磁気素子列１０６においては当該攪拌子１７が内側端近傍から外側端近傍へ運動する。さらに引き続いて、第４磁気素子列１１０においては攪拌子１７が下端部から上部へ運動し、そして第３磁気素子列１０８においては攪拌子１７が上部から下端部へ運動する。そして台座１４の回転に伴ってこのような一連の運動が繰り返し行われる。そのような様子が図４に示されており、符号２００においては攪拌子１７の水平方向の往復運動が示されており、符号２０２においては、攪拌子１７の垂直方向の往復運動が示されている。なお、一般的に攪拌子１７の上方への運動は液量によって規制される。
【００３４】
したがって上記の構成によれば、例えば図１を用いて説明したように、特定の試薬を選択し、当該試薬を収容した試薬容器１６を開口３０の直下に位置決めすると、その際における台座１４の回転に伴って各磁気素子列の作用により攪拌子１７が試薬容器１６内を運動することになる。これによって、濃度を均一化でき、かつ温度勾配を解消できるという利点がある。
【００３５】
もちろん、特定の試薬容器１６の位置決めに際して回転角度が少ないような場合、必要に応じて台座１４を１回転以上回転させてその後に特定の試薬容器１６を開口３０の直下に位置決めするようにしてもよい。また、ノズル３２によって試薬の吸引を行わない待機状態においては、常に台座１４を一定方向に回転させ、各試薬容器１６内において攪拌子１７を運動させるようにしてもよい。
【００３６】
本実施形態においては、水平磁気素子列１００に加えて垂直磁気素子列１０２が連なって設けられているので、攪拌子１７を水平方向のみならず垂直方向にも往復駆動でき、より攪拌作用を高めることが可能である。ただし、用途によっては例えば水平方向の磁気素子列のみを設けるようにしてもよい。あるいは、水平磁気素子列及び垂直磁気素子列を同時に作用させるようにして攪拌子１７を斜め方向に往復運動させるようにしてもよい。
【００３７】
なお、上記実施形態において、攪拌子１７に磁気的な極性を持たせ、かつ各磁気素子列における磁極パターンを適宜設定することにより、攪拌子１７をその運動に伴って転動させることも可能である。
【００３８】
図５には、図１に示した攪拌装置１０が試薬保持装置として組み込まれた検体分析システムの概念図が示されている。このシステムは攪拌装置１０と、分析装置５０と、検体保持装置６２と、分注装置６０と、で構成される。分析装置５０は、分析用容器５２と、発光器５４と、受光器５６と、で構成される。検体保持装置６２は、複数の検体容器６６を保持した複数のラック６４で構成され、各検体容器６６内に収容された検体が分注装置６０によって分析用容器５２に分注される。また、分注装置６０によって、攪拌装置１０によって保持されたいずれかの試薬容器内から試薬が吸引され、分析用容器５２に試薬が注入される。そして検体と試薬が混合された後、発光器５４及び受光器５６を利用して光学的に検体の分析が行われる。
【００３９】
図６には、攪拌装置の他の実施形態が示されている。この実施形態において台座７０上には、矩形の水平断面を有する試薬容器７４が整列配置されている。各試薬容器には互いに異なる試薬が注入され、必要に応じていずれかの試薬容器７４が吸引位置３０４に位置決めされる。台座７０の下方側にはプレート７２が設けられており、そのプレート７２には上述した実施形態と同様の磁気素子列３００が設けられている。磁気素子列３００はプレート７２の長手方向に沿ってそのプレート７２の幅方向に連続的に変化するように設けられており、図６に示す例ではサイン波のようなパターンで磁気素子７６が配列されている。したがって、台座７０を運動させると磁気素子列３００の作用により各試薬容器７４内に収容された攪拌子（図示せず）が試薬容器７４の長手方向に運動することになる。これによって上述した実施例同様に試薬容器７４内の試薬が攪拌される。
【００４０】
この実施形態においても、吸引位置３０４に位置決めされる試薬容器７４においては、ノズルが上方から差し込まれる位置（符号３０４参照）に対してその直下から偏位した位置に磁気素子７６が設けられている。これによって、攪拌子を吸引位置３０４から偏位させ、ノズルの先端が攪拌子に衝突してしまう問題を未然に回避することができる。
【００４１】
上記の図１に示した実施形態においては、台座１４の１回転当たり攪拌子１７が垂直方向及び水平方向にそれぞれ１往復だけ駆動されていたが、もちろん台座１４の１回転あたりそれぞれの方向に複数回往復駆動されるように磁気素子列を配列してもよい。
【００４２】
また、図１に示した実施形態においては、試薬容器１６の運動方向と直交する面内において攪拌子１７を水平方向及び垂直方向に運動させたが、運動させる方向はそれ以外にも自在に設定可能であり、すなわち攪拌子１７の運動経路に沿って各磁気素子４０を配列すればよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、装置の複雑化を招くことなく容器内の液体を効果的に攪拌できる。また本発明によれば、既存の容器移動機構を有効利用しつつ容器内の液体を攪拌できる。さらに、本発明によれば水平断面が非円形の容器に対してその中の液体の攪拌を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る攪拌装置の好適な実施形態を示す断面図である。
【図２】  攪拌装置の上面図である。
【図３】  水平磁気素子列及び垂直磁気素子列の配列パターンを示す図である。
【図４】  試薬容器の断面図である。
【図５】  攪拌装置を備えた検体分析システムの模式図である。
【図６】  他の実施形態に係る攪拌装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０  攪拌装置（試薬保持装置）、１２  収容部、１４  台座、１６  試薬容器、１７  攪拌子、１８  駆動部、３２  ノズル、４０  磁気素子、１００  水平磁気素子列、１０２  垂直磁気素子列。
【図１】
0003987210.tif 000002
【図２】
0003987210.tif 000003
【図３】
0003987210.tif 000004
【図４】
0003987210.tif 000005
【図５】
0003987210.tif 000006
【図６】
0003987210.tif 000007