(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに隣接して配設された第１と第２のロータ、すなわち、液体を保持する容器を受承してインキュベーションする複数のステーションと、前記第１と第２のロータの各々を独立して回転させる回転駆動手段と、液体を保持する容器を前記第１と第２のロータの一方のロータから他方のロータへ移送する移送手段とを有する第１と第２のロータを備えたインキュベータにおいて、
前記移送手段が前記第１と第２のロータの上方に配設されたシャトルを具備しており、該シャトルが開口部、すなわち、前記容器の１つを受承し、かつ、該容器を摩擦では保持しない寸法に形成された開口部を有して成り、
前記インキュベータは、更に、前記シャトルおよび該シャトルの開口部を前記一方のロータから他方のロータへ横断させる第１の駆動手段と、
第１の押動部材と、
第２の駆動手段、すなわち、前記第１の押動部材を前記一方のロータ上の容器と接触させるように該一方のロータへ移動させ、この第１の押動部材が接触した容器を前記一方のロータのステーションから前記シャトルへ持ち上げる第２の駆動手段とを具備しており、
前記第１の押動部材および前記一方のロータのステーションは、前記シャトルが前記一方のロータからの離反動作を開始するまで前記シャトルの開口部内に持ち上げられた容器を保持する寸法を有し、
前記インキュベータは、更に、前記他方のロータのステーションに到達するまで、容器を前記シャトルの開口部内に維持する、前記シャトルの下側に設けられた案内面を具備し、
前記シャトルの開口部が前記他方のロータにおいて容器が配置されていないステーションの上方にて直線上に配置されたときに、前記持ち上げられた容器がシャトルの開口部から前記ステーション内に落下するように構成されたインキュベータ。
【請求項２】
前記第１と第２のロータは、共通の平面内で隣接させて配置されており、前記案内面が前記第１と第２のロータの上面を含んで成る請求項１に記載のインキュベータ。
【請求項３】
前記容器が液体試料および抗原を保持する反応キュベットを含み、前記ロータのステーションが、キュベットを受承しロータから落下しないように保持する複数の小孔を含んで成る請求項２に記載のインキュベータ。
【請求項４】
前記第１の押動部材が前記一方のロータの下側に配設されており、前記第２の駆動手段が前記ロータの小孔の下方に設けられた複数の通路を含み、該通路は前記第１の押動部材が前記ロータの下側から前記ロータの小孔に配置された反応キュベットと接触するように移動することを許容する寸法を有している請求項３に記載のインキュベータ。
【請求項５】
前記第１の押動部材が前記一方のロータの下側に配設されており、前記第２の駆動手段が前記ロータの小孔の下方に設けられた複数の通路を含み、該通路は前記第１の押動部材が前記ロータの下側から前記ロータの小孔に配置された反応キュベットと接触するように移動することを許容する寸法を有している請求項２に記載のインキュベータ。
【請求項６】
前記第１の駆動手段が前記シャトルを前記第１と第２のロータの上面を横断して直線動作させるための案内と、前記シャトルを前記案内に沿って往復動作させるモータとを具備する請求項２に記載のインキュベータ。
【請求項７】
前記移送手段が把持手段、すなわち、前記容器が前記ロータから持ち上げられる前に該容器を把持し、または、前記他のロータのステーションに前記容器が配置される前に該容器を解放する把持手段を備えていない請求項２に記載のインキュベータ。
【請求項８】
前記案内面および前記第１の押動部材のみが、容器を前記シャトルの開口部に保持するための手段を構成している請求項２に記載のインキュベータ。
【請求項９】
前記インキュベータが、更に、前記シャトルの開口部から落下した容器を受け取り、該容器を下動させる受取装置を具備する請求項２に記載のインキュベータ。
【請求項１０】
前記受取装置が第２の押動部材を具備しており、該第２の押動部材が前記他方のロータの下側に配置されており、前記他方のロータが該ロータの小孔の下側に設けられた通路を有しており、該通路は、落下する反応容器を受け取るために前記第２の押動部材が前記他方のロータの小孔内に移動することを許容する寸法を有している請求項９に記載のインキュベータ。
【請求項１１】
前記第１の駆動手段が前記シャトルを前記第１と第２のロータの上面を横断して直線動作させるための案内と、前記シャトルを前記案内に沿って往復動作させるモータとを具備する請求項１に記載のインキュベータ。
【請求項１２】
前記移送手段が把持手段、すなわち、前記容器が前記ロータから持ち上げられる前に該容器を把持し、または、前記他のロータのステーションに前記容器が配置される前に該容器を解放する把持手段を備えていない請求項１に記載のインキュベータ。
【請求項１３】
前記案内面および前記第１の押動部材のみが、容器を前記シャトルの開口部に保持するための手段を構成している請求項１に記載のインキュベータ。
【請求項１４】
前記インキュベータが、更に、前記シャトルの開口部から落下した容器を受け取り、該容器を下動させる受取装置を具備する請求項１に記載のインキュベータ。
【請求項１５】
前記受取装置が第２の押動部材を具備しており、該第２の押動部材が前記他方のロータの下側に配置されており、前記他方のロータが該ロータの小孔の下側に配設された通路を有しており、該通路は、落下する反応容器を受け取るために前記第２の押動部材が前記他方のロータの小孔内に移動することを許容する寸法を有している請求項１４に記載のインキュベータ。
【請求項１６】
前記容器が液体試料および抗原を保持する反応キュベットを含み、前記ロータのステーションがキュベットを受承しロータから落下しないように保持する複数の開口部を含んで成る請求項１に記載のインキュベータ。
【請求項１７】
インキュベーションする液体を保持し、２つのロータのステーションに保持された反応容器を一方のロータから他方のロータへ移送する方法において、
前記一方のロータのステーションに保持された反応容器を、該ロータの上方のシャトルの開口部、すなわち、該容器を受承するが摩擦により該容器を保持しない大きさの開口部内に持ち上げるステップと、
前記反応容器を前記開口部内に保持しながら前記一方のロータから他方のロータへ前記シャトルを移動させるステップと、
前記シャトルの開口部を前記他方のロータの１つのステーションの鉛直上方に配置して前記シャトルの開口部内の前記容器を該ステーション内に落下させるステップとを含んで成る移送方法。
【請求項１８】
更に、落下する反応容器を前記ステーション内の受取手段により受け取り、該受取手段と反応容器を前記ステーション内に下動させるステップを含んで成る請求項１７に記載の移送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、反応容器を使用する分析器のインキュベータに関し、特に、インキュベータ内において前記反応容器を移送する移送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
試料と抗原とを保持する反応容器用のインキュベータにおいて、処理を完成するために、独立して駆動され同心に配置された２つのロータ内で、必要に応じて一方のロータから他方のロータへ移動装置を使用して前記反応容器を移送することは一般に実施されている。こうした装置は、例えば米国特許公報第４６９９７６６号、同５２４４６３３号に開示されている。米国特許公報第４６９９７６６号では、反応容器はエレベータにより第１のロータの上方に持ち上げられ、次いで第２のロータの上方に直線状に移送されて該第２のロータ内に下ろされる。米国特許公報第５２４４６３３号では、反応容器は、押し棒により一方のロータから他方のロータへ、該ロータに設けられたスロットを介して押し出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記２つの発明では、移送装置は非常に精巧に構成されている。例えば、米国特許公報第４６９９７６６号のコラム４の第４７行から第４９行に、エレベータが、反応容器を保持し、持ち上げ、直線方向に移動させ、下動させ、次いで反応容器を解放しなければならない旨記載されている。こうした複雑な機構は、製造コストを増加させると共に、頻繁なメンテナンスを必要とする。
【０００４】
本発明は、こうした従来技術の問題点を解決することを技術課題としており、簡単な構成によりロータ間で反応容器を移送させる移送装置を備えたインキュベータ提供し、以てインキュベータの製造コストおよびメンテナンスコストの低減を図ることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、容器を把持し次いで解放することなく、反応容器を直線状に移動させた後に、重力により下動させる移送装置により達成される。
本発明のインキュベータは、互いに隣接して配設された第１と第２のロータ、すなわち、液体を保持する容器を受承してインキュベーションする複数のステーションと、前記第１と第２のロータの各々を独立して回転させる回転駆動手段と、液体を保持する容器を前記第１と第２のロータの一方のロータから他方のロータへ移送する移送手段とを有する第１と第２のロータを具備している。前記移送手段は前記第１と第２のロータの上方に配設されたシャトルを具備しており、該シャトルが開口部、すなわち、前記容器の１つを受承し、かつ、該容器を摩擦では保持しない寸法に形成された開口部を有している。前記インキュベータは、更に、前記シャトルおよび該シャトルの開口部を前記一方のロータから他方のロータへ横断させる第１の駆動手段と、第１の押動部材と、第２の駆動手段、すなわち、前記第１の押動部材を前記一方のロータ上の容器と接触させるように該一方のロータへ移動させ、この第１の押動部材が接触した容器を前記一方のロータのステーションから前記シャトルへ持ち上げる第２の駆動手段とを具備している。前記第１の押動部材および前記一方のロータのステーションは、前記シャトルが前記一方のロータからの離反動作を開始するまで前記シャトルの開口部内に持ち上げられた容器を保持する寸法を有している。前記インキュベータは、更に、前記他方のロータのステーションに到達するまで、容器を前記シャトルの開口部内に維持する、前記シャトルの下側に設けられた案内面を具備し、前記シャトルの開口部が前記他方のロータにおいて容器が配置されていないステーションの上方にて直線上に配置されたときに、前記持ち上げられた容器がシャトルの開口部から前記ステーション内に落下するように構成されている。
【０００６】
本発明は、更に、インキュベーションする液体を保持し、２つのロータのステーションに保持された反応容器を一方のロータから他方のロータへ移送する方法において、前記一方のロータのステーションに保持された反応容器を、該ロータの上方のシャトルの開口部、すなわち、該容器を受承するが摩擦により該容器を保持しない大きさの開口部内に持ち上げるステップと、前記反応容器を前記開口部内に保持しながら前記一方のロータから他方のロータへ前記シャトルを移動させるステップと、前記シャトルの開口部を前記他方のロータの１つのステーションの鉛直上方に配置して前記シャトルの開口部内の前記容器を該ステーション内に落下させるステップとを含んで成る移送方法を要旨とする。
【０００７】
【作用】
本発明によれば、一部に重力を利用することにより、インキュベータの一方のロータから他方のロータ移送する移送装置が簡単な構成となる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施例を説明する。本実施例において、インキュベータは好ましい構成の分析器で使用される。この分析器はインキュベータと協働する好ましいステーションを有しており、反応容器が移動するシャトル内に持ち上げられる。更に、本発明は、シャトルの開口部が反応容器を摩擦により保持せず、かつ、反応容器の落下を防止する手段がシャトルの下側に設けられていない場合に前記反応容器を解放して重力により落下させることができるならば、分析器または関連ステーションの他の構成およびシャトルの動作機構の構成の如何に拘わらず有効である。
【０００９】
更に、本明細書において「落下」の用語は、反応容器の下側の構成要素により反応容器が受承される前に、容器が現実に自由落下し或いはしなくとも、重力下における容器の動作に対して使用する。
【００１０】
図１を参照すると、本発明のインキュベータを使用する分析器１０は、好ましくは、試料供給ステーション１２と、キュベット供給ステーション１４（図２参照）と、試薬供給ステーション１６（図１参照）と、インキュベータ５０と、試料および試薬をインキュベータ５０の外側リングに配設された反応キュベットに移送する手段２０、２２と、信号試薬供給ステーション２４と、信号試薬をインキュベータ５０の内側リングに配設されたキュベットに移送する手段２６と、キュベット洗浄ステーション３０と、ルミノメータ３２とを具備している。これらの構成要素は全て米国特許公報第５２４４６３３号に開示されている。試料供給ステーション１２と、キュベット供給ステーション１４と、試薬供給ステーション１６と、移送手段２０、２２、２６と、信号試薬供給ステーション２４と、キュベット洗浄ステーション３０と、ルミノメータ３２に関しては適切な如何なる構成でも使用できる。
【００１１】
試料移送装置１３が設けられている。試薬供給ステーション１６はロータ３４を具備している。移送手段２０、２２、２６は回動するアスピレータにより構成されている。移送手段２６のアスピレータは二連プローブ３６を有している。移送手段２０は好ましくは使い捨てチップを使用する。この使い捨てチップは採取のために試料供給ステーション１２に移送される。希釈工程において、移送手段２０で使用するために補助チップ３７がターンテーブル３８に配設される。反対に、移送手段２２のためのアスピレータは永久的な分配チップを使用している。この分配チップは従来と同様に洗浄ステーション４０を使用する。
【００１２】
キュベットは、例えば試薬供給ステーション１６と共に動作するリング４２に取りつけることにより、キュベット供給ステーション１４において分配できるように配置される。リング４２は、図２に示すようにプッシャ４３がキュベットをリング４２から下側のインキュベータ５０へ移動させるために使用される。あらゆるキュベットが使用可能であるが、好ましくは、カップ状の容器Ｃが使用される。キュベットＣは内表面４４に抗体が予め備えられている。この抗体は、化学発光信号を発生する抗体−抗原−標識抗体の複合体を生成する従来のサンドイッチアッセイで有効である。
【００１３】
上記インキュベータは、好ましくは米国特許公報第５２４４６３３号に開示されたインキュベータであり、第１と第２のロータとして同心に配置された外側支持リング５２と内側支持リング５４とを具備している。図３、５に示すように、外側と内側の支持リング５２、５４にはキュベットＣを受承、保持するための保持孔５７、５８が形成されている。キュベットＣは、先ず、プッシャ手段４３により外側支持リング５２に移送される。外側と内側の支持リング５２、５４は、更に、共通の回転軸線５５を中心として該リング５２、５４を個別に回転させるための回転手段と、キュベットを外側支持リング５２から内側支持リング５４へ図２において矢印５６の方向に移動させるための移送手段２００（図３参照）と、上記支持シリンダの周囲に配設された複数の処理ステーションと、外側と内側の支持リング５２、５４に保持されたキュベットの内容物をインキュベーションするための加熱手段とを具備している。外側と内側の支持リング５２、５４は、関連する構成要素と共に図２に略示されている。支持リングのための前記回転手段は、好ましくは、歯車６６、６８により駆動される歯部６２、６４が外側と内側の支持リング５２、５４の各々に形成されている。
【００１４】
代替的に移送手段２００（図３参照）は、図２において矢印５６で示す位置ではなく、支持リングの外周の他の位置に配置してもよい。
【００１５】
既述したように、キュベットＣの入口ポート７０に加えて種々の処理ステーションが外側と内側の支持リング５２、５４の周囲に配設されている。図１、２を参照すると、ステーション７２が外側支持リング５２の上方に配設されており、そしてここには、アスピレータ２０の補助チップ３７が配置されている。アスピレータ２０は、外側支持リング５２に保持されたキュベットに試料を分配する。アスピレータ２２のチップが外側支持リング５２に保持されたキュベットに第１の抗原を分配できるように、第１の抗原分配ステーション７４が少なくとも外側支持リング５２の上方に配設されている。アスピレータ２２は第２の抗原、すなわち共役抗原を分配するために使用してもよい。信号抗原を内側支持リング５４に保持されたキュベットに分配するために第２の抗原分配ステーション７６が少なくとも内側支持リング５４の上方に配設されている。洗浄ステーション３０を使用してキュヴェットを洗浄するために洗浄分配ステーション７８が内側支持リング５４の上方に配設されている。化学発光を読み取るためにルミノメータ３２が内側支持リング５４の上方に配設されている。図２において矢印５６で示すように、キュベットを外側支持リング５２から内側支持リング５４へ移動させるために、移送手段２００（図３から図５参照）がステーション８０に配設されている。
【００１６】
適当な機構を用いて、使用済のキュベットが内側支持リング５４から最終的に取り出される。例えば、キュベットは、引き棒８６を用いて矢印８４で示すように点線位置に向けて半径方向内側にスライドさせることにより、スロット８３を介して保持孔５８に連結された開口部８２に引き出される。引き棒８６は移送手段２００とは異なる周辺位置に配設されている。開口部８２は、キュベットＣがシュート８８を通過して廃棄箱９０に落下できるように、キュベットＣよりも大きく形成されている。引き棒８６キュベット内に移動させるために、引き棒８６のためのモータ９２がトラック９４に沿って上下動作することができる。
【００１７】
リブ付きの固定されたトラック１００（図２参照）を外側と内側の支持リング５２、５４に下側に配設して、キュベットが上記リブを通過する際にキュベットの内容物の混合を補助するようにしいてもよい。
処理ステーション３０、３２、７０、７４、７６の詳細は従来と同様であるので、これ以上の説明は省略する。
【００１８】
本発明の１つの特徴によれば、移送手段２００は、図３から図５に示すように、外側と内側の支持リング５２、５４の上方に配設されたシャトル２０２を具備している。シャトル２０２は好ましくは開口部２０４を有している。開口部２０４は貫通孔にて図示されているが、破線２０６の高さまでの盲孔にて構成してもよい。開口部２０４は、キュベットＣを該開口部内に持ち上げるときに摩擦抵抗なく該キュベットを受承できるように大きく形成されている。すなわち、開口部２０４の内径ＤはキュベットＣの外径ｄよりも大きく形成されており、該開口部内のキュベットが下側から支持されていなければ、該キュベットは開口部から落下する。
【００１９】
シャトル２０２は、案内面２１０、２１２と案内ローラー２１４（図４参照）等の適当な案内手段により案内されて、開口部２０４が第１のリング５２の保持孔５７の直上に配置される第１の位置と、開口部２０４が第２のリング５４の保持孔５８の直上に配置される第２の位置との間で直線動作することができる。シャトル２０２を駆動するために、第１の駆動手段としてラック２２０と駆動歯車２２２等の適当な駆動装置が具備されている。
【００２０】
外側支持リング５２の保持孔５７からキュベットを開口部２０４に（好ましくは鉛直方向に）移動させるために、第１の押動部材としての押動部材２３０が１の支持リング５２下側に配設されている。外側支持リング５２の下側のフレームには通路２３２が設けられている。通路２３２は外側支持リング５２が回転するとき、保持孔５７の各々と鉛直方向に一直線上に整列できるように配設されている。一例と示す本実施例において押動部材２３０は、第２の駆動手段としての駆動腕２３４と駆動源２３６とにより鉛直方向に駆動される。すなわち、押動部材２３０は通路２３２内に配設されると共に駆動腕２３４に取り付けられている。駆動腕２３４はリニアアクチュエータモータ２３６等の従来のモータにより上下動作することができる。押動部材２３０および駆動腕２３４が破線位置に向けて矢印２３８の方向に下動すると、押動部材２３０は保持孔５７から退出して支持されるキュベットと接触せずに、保持孔およびキュベットの下側に移動する。
【００２１】
外側と内側の支持リング５２、５４の上面２４０は、シャトル２０２によりキュベットＣが外側支持リング５２を通過して内側支持リング５４へ移送れるとき、その案内面として作用する。
【００２２】
既述の説明から移送方法は容易に理解されよう。すなわち、反応キュベットＣは、シャトル２０２の開口部２０４が外側支持リング５２の保持孔５７の上方で鉛直線上に配置されたときに、押動部材２３０により外側支持リング５２からシャトル２０２内に持ち上げられる。次いで、シャトル２０２が図３の矢印２５０で示すように半径方向内側に移動する。このとき、拘束されたキュベットが案内面としての上面２４０に沿ってスライドする。シャトル２０２の下端部２５２は押動部材２３０の頂部を避けて通過できるように構成されている。図５に示すように、開口部２０４が内側支持リング５４の保持孔５８の上方にて鉛直線上に配置されると、移送されたキュベットは単に重力により保持孔５８内に落下する。キュベットは保持孔５８に保持され、第２のリング５４に対する処理ステーションへ移送される。
【００２３】
保持孔５８のみで次のキュベットを受け取ることができる。この実施例では、押動部材２３０と案内面２４０のみで、持ち上げられたキュベットを前記シャトルの開口部に保持することができる。然しながら、第２の押動部材２８０を設けてもよい（図３では破線で示されており、図５では実線で示されている）。好ましくは、第２の押動部材２８０は送りネジにて構成される。送りネジ２８０は、分析器のフレームに設けられた貫通孔２８２を貫通して延設され、リニアアクチュエータモータ２８４等の従来の手段にて駆動される。送りネジ２８０は、キュベットＣが完全に保持孔５８内に落下する前に該キュベットＣを受け取り次いで該キュベットＣを下動させるために、矢印２８６で示すように上下方向に駆動される。これにより、キュベットが落下する距離が小さくなり、キュベットに生じる振動が低減される。
【００２４】
上述のように構成されているので、インキュベータは好ましくは、キュベットＣを把持、上動、下動、解放する把持手段を具備する必要がない。また、本発明は、詳細に説明されたなかった要素については備えていなくともよい。
【００２５】
既述の実施例は単に一例として示されたものであり本発明を限定する趣旨ではない。本発明の精神と範囲とを逸脱することなく、その改良と変更が可能であることは当業者の当然とするとことろである。例えば、既述の実施例では、第１と第２のロータとして外側支持リングと内側支持リングにて説明されていたが、第１と第２のロータとしての２つのリングは互いに入れ換えることが可能であり、内側支持リングから外側支持リングへキュベットを移送するように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインキュベータを備えた分析器の略示平面図である。
【図２】本発明の好ましい実施例によるインキュベータのロータの略示斜視図であり、種々のステーションを示す図である。
【図３】インキュベータの移送装置の部分断面図である。
【図４】図３において矢視線IV-IV に沿う断面図である。
【図５】インキュベータの移送装置の部分断面図である。
【図６】インキュベータの移送装置の部分断面図であり、使用済キュベットを廃棄する機構を示す図である。
【符号の説明】
１０…分析器
５２…外側ロータ
５４…内側ロータ
２０２…シャトル
２０４…シャトル開口部
２２０…ラック
２２２…駆動歯車
２３０…第１の押動部材
２３４…駆動腕
２３６…モータ
２４０…ロータ上面
【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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