JPS5848836A - 光学式自動分析測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２次元的に配置した１以上の反応担体面に微量
の所定量の検体を分注し検体に含有される各種成分を反
応させ、発色または沈殿生成等を光学的に検出可能な反
応物質を光学的スキャニング装置を用いて検体ごとに濃
度または形成パター（４） ンとして読み取り上記反応物質の定性及びまたは定量を
行う装置に関する。

本発明は、光学・分注機構を２次元的に移動させるＸＹ
軸駆動機構、試薬一検体の分注操作を行い反応系に光照
射するとともにこの反応系からの光散乱等を受光する光
学・分注機構、分注針を気体及び液体を噴射して洗浄す
る分注付洗浄機構、反応系に被せられる蓋等を開閉する
リフト機構、試薬・検体ホルダを具備した光学的自動分
析測定装置を提供する。

本発明装置ｔの実施例の各部構成を添付図面に従って説
明すると次のようである。

本発明装置は抗原抗体反応をはじめとして各種の検体に
応用して高精度かつ連続自動的な分析測定が可能である
。

（１）ＸＹ軸駆動機構 第１図に示すように、１は駆動モータ、２はエンコーダ
／タコメータ、３はギアボックス、４はスズロケット、
５はスリツ、プクラツチ、６．７はベルト、８はＹ方向
の駆動軸、９はＹ１！Ｉｌｌのガイド（５） ブシュ、１０はＹ軸のガイドローラペ　１１ばＸ軸のガ
イドブシュ、１２はＸ軸のガイドローラ、１３はＸ軸の
ガイドブシュである。

駆動モータ１の回転軸はギアボックス３を駆動すると同
時にエンコーダ／タコメータ２を駆動しＸ軸方向、Ｙ軸
方向への移動距離と移動速度とが制御される。

ギアボックス６で所定の回転比に減速された後スプロケ
ット４を回転させるが、後述するように誤動作や無理な
力が生じた時にはスリップクラッ′チ５により駆動モー
タ１とスプロケット４との回転を切り離し、モータを停
止させる。

スプロケット、４の同転により、一方ではＹ軸の駆１動
軸８を回転させ２本のベルト７を駆動し、もう一方では
、直接ベルト６を駆動する。

ベルト７はＹ移動ステージの一部に固定せられ、ベルト
７の動きとＹ移動ステージとは連動する。

ベルト６は光学、分注機構の一部に固定せられ、ベルト
６と光学分注機構が連動する。

Ｙ移動ステージ１１はガイドブシュ９を介し、（６） ２本のガイドレール１０上を移動する。

一方、Ｙ移動ステージ上に配置せられたＸ駆動源および
ガイドレール１ろにより、ガイドレール１ろにガイドブ
ツシュ１１およびガイドローラ１２を介ｌ−て支持され
た光学分注機構をＸ軸方向に移動させる。

以上により光学、分注機構の任意の平面位置での停止お
よび移動が可能となる。

さらに、第２図に示すように、スプロケット４を駆動す
るギアボツクオからの駆動軸１４土にはクラッチ板１５
とボール保持板１６とスゲロケット４とガイド板１７と
の４枚の円板が配設され、クラッチ板１５は１駆動軸１
４に固定せられ、一方ボール保持板１６スプロケツト４
およびガイド板１７は、駆動軸１４に対しは回動自在で
ある。

さらに、クラッチ板１５とノブロケット４の同一円周」
−には少くとも６個以上の孔１８．１９が設けられてお
り、又ボール保持板１６には対応する位置にボール２１
を保持する孔２０が設けられている。さらに、スプリン
グ２２は駆動軸１４に（７） 固定されたストッパ２３により、ガイド板１７、スゲロ
ケット４、ボール２１に押圧を与え、クラッチ板１５と
連動するように構成される。

誤動作や、スプロケット４に無理な力が生じた時には、
ボール２１が、孔１８又は１９がらはずれ、ガイド板１
７を右側に押し上げるために、このガイド板１７により
スイッチ２４が作動し、駆動モータ１を停止させる。

なお、バネ２２の抑圧の度合は、ストッパ２３を固定し
ている駆動軸１４のネジ部２５によってストッパ２６を
左右に移動させることによって調整される。

通常スイッチ２４が作動すると、エンコーダ／タコメー
タ２の読みと、Ｘ　Ｉｆｌｌｊｌ　Ｙ軸との関係がくず
れるために、ボール２１を初めのように孔１８．１９に
復帰させた後、Ｘ軸、Ｙ軸の原点までＹ移動ステージと
光学、分注機構とを移動させ、エンコーダからの読みを
リセットさせることにより、初めの状態に復帰させるこ
とができる。

（２）光学・分注機構 （８） 第３図は光学・分注機構の側面図であり、第４図は同正
面図である。

図には現われていないが、光学・分注機構のブロックに
は、後述するような人間の手と同じように作業する例え
ば蓋の開閉（リフト）機構なども配設されている。

これらの機構を搭載したし°ロックは、前述したＸＹ駆
動機構により、任意の位置に移動せられ、分注作業や光
学的測定作業を行う。

第６図の２本のガイドレール１６に当接するＸ軸ガイド
ブシュ１１とＸ軸ガイドローラー２によって支持された
光学・分注機構において、第４図にも示すように３０は
ランプノ・ウス、３１は集光器及び光分配器、３２は導
光用グラスファイバ、３３はＭＪｔレンズハウス、３４
は照射レンズ、３５は対物レンズ、３６は受光素子等に
よる光学系があり、第４図の光学系の石憐には第３図の
破断部に示すような必要に応じて上下する分注針ろ９を
内蔵した分圧機構３９が配設されている。ろ７は分注針
３９の上下駆動用のパルスモータであり、（９） ３Ｂは流体移送用のパイプである。

第５図、第６図は照射レンズハウス３６のＮＱＦ！４図
であり、光検出測定を効率良（、かつ高精度に行えるよ
うな工夫がなされている。第４図のランプハウスの光は
、分配器６１によって４本のグラスファイバに均等に分
配され、照射レンズハウス６６の４つの孔４０に送られ
る。

本実施例においては、ＸＹ軸駆動機構のスキャニング操
作を有効に生かすために、受光素子に多数の光電変換素
子を並べたＩＪ　ニアイメージセン（線状受像素子）が
用いられる。従って光学的測定のための照射面は細長い
均一な光を必要とするが、細長いフィラメント像を結像
させて照射する方法は輝度のバラツキを生じさせるため
に好ましくない。

又、通常、被検物質のパターン等を読み取る際には透過
が望ましいが、本実施例のごとき装置においては、光源
を底部に設けることは装置が複雑化し、又、光源による
熱の影響も無視できなくなるために、いわゆる散乱光を
とらえる方式にょら（１０） ざるを得ない。

一万、読み取りの感度やＳＮ比を向上させるためには、
光強度を大きくするために、一方向からの斜光だけでな
（、多方向からの光が必要であり、そうすることにより
、光路長の差による光量の不均一化を防止できる。

すなわち照射レンズノ・ウスろ６の凹部４１第５図には
、第７図に示すような断面が半円状で中央部に向ってく
さび状の傾斜を有する照射レンズろ４が２枚第４図に示
すように固定される。この場合、第４図の２枚のレンズ
の間のスリット４２は照射面からの検出用の散乱光を通
過させる。

さて、第８図に示す光路の説明図に於て、グラスファイ
バろ２かもの照射光線は、スリット４ろ。

４４で不要な光を除去され、はぼ長方形の帯状の断面を
有する光として照射レンズろ４を通過するが、この際に
レンズろ４により光路長の補正と集光が行われ、照射面
のダーケット４５に１・青ぼ均一な光を照射する。しか
しながら厳密には、第８図の照射面の前後左右には、わ
ずかな光景の差が生（１１） じ相当な影響な力えるために、より高精度の測定の際に
は第８図の左側からの光の照射（図示せず）を行いさら
に２本のレンズによって合計４方向からの光の照射を行
い、被照射面上の光強度の均整化により検出感度やＳＮ
比の向−トが可能となる。

第９図にはダーゲット４５に照射される右側からの照射
光４６と左側からの照射光４７の例を示す。いずれも台
形状の光であるが、お互いに左右のずれを補償し合い照
射面に対し、所定の角歴で入射する光を得ることができ
る。

以上の方法は、例えば中央を中空にしたリング状のレン
ズを用いても同様な効果が得られるが、ターゲットが長
方形であるため不要な部分までも照射して披検試料に影
響をおよぼすおそれがあり、又複雑な加工を要し、第７
図に示すようなレンズよりも製造コストが高くなる。

光学・分注機構に載せられている他の装置は第１０図に
示す分注機構ろ９であり、パルスモータ３７により、上
下機構４８が、パルスモータ６７に送られるパルス信号
に応じて上下する。上下機（１２） ］苦４８には光学シャッタ４９および流体ジヨイント５
０が設けられており、前者はリミットスイッチ５１を作
動させ、一方後者はバイブロＢと分注針ろ９を上下に固
定させる。

分注針６９の下降は、リミットスイッチ５１とシャッタ
４９のリセット位置からのパルスモータ乙７に力えられ
るパルス数に応じてなされ、常に所定の上不動がなされ
る。分注針６９と光学系との相互の位置関係は常に一定
であり、分注針は光学系によって確認された任意の位置
への分注針の移動と、下降とが可能である。

（６）分注付洗浄機構 第１１図および第１２図は分注付洗浄機構の説明図であ
り、前述した光学照射面と同じ高さの平面に洗浄機構の
上端面が位置するように配設される。

分注針ろ９は、通常試薬の所定位置への分注の他に、所
定量の検体を吸引し、所定の位置への排出するといった
、検体の定量操作、運搬も行なうために、検体相互間の
汚染や、気泡の混入あるい（１３） は試薬の混入等の影響が問題になり、特に分注針ろ９の
外部に刺着した汚れは分注針にサビを生じさせるだけで
なく、定量精度を悪化させる。

分注針の効果的な洗浄は、生理的食塩水や蒸留水にて洗
浄後新しい紙等で払き取るのが最も望ましいが、自動化
された分析装置においてはこの方法を用いるのは困難で
あるために、以下のような装置および方法が用いられる
。

すなわち第１２図に示すように中央に断面が円錐状の空
胴５２を有し、上部開口５ろ付近で分注針６９が通過で
きる程度にせばめられた通路５４と、前記円錐状の空胴
５２が交差する付近に、斜め下方に開口した空気噴出お
よび洗浄用液体噴出用の複数個の通路６０．６０を上下
２段に配設し、それぞれの通路は周回状の通路５６．５
７によって結ばれ複数個の通路６０．６０にそれぞれ同
圧の空気圧および液体圧がかかるようにしである。

空気圧はパイプ５８から供給され、液体はパイプ５９か
も供給される。

上記洗浄機構は太き（分けて３つの部分からな（１４） リ、空気導入口６１、液体導入口６２、円錐状の空胴５
２および排出口６３、通路６４、通路６５等が設けられ
た本体６６と、空気及よび液体噴出用の通路６０．６０
等を具え本体６６の中央上向に組込まれた中間部６７と
、本体６６と中間部６７への蓋部６Ｂとで構成され、液
体、気体の漏れかがないようにネジ６９で封止されてい
る。

分注針洗浄機構の動作は以下の通りである。

ＸＹ軸駆動機構により分注針６９の位置を開口５３の中
央に位置させ、分注機構６９のパルスモータ６７に信号
を送り、分注針６４を下降させて所定の位置に達したら
洗浄用の液体を通路６０がら噴出させなから分注針ろ９
を引き上げる。これを１回乃至複数回繰り返した後に再
び分注針３９火引き下げ空気を噴出させなから分注針を
ゆっくり引き上げることにより、洗浄用液体の拭き取り
が行われる。￥なわち、空気を噴出させ、分注針に刺着
した液体をふき飛ばすことによって紙や布で拭き取った
ものと同じ効果が得られる。

分注針６９の内部の洗浄は、分注針が最下位に（１５） 位置した時に、分注針の内部に洗浄液と空気とを交尾に
通過させ、最後に空気を通過させて行う。

以上の動作を必要に応じ１回乃至複数回繰り返す。例え
ば検体や試薬を吸引し、数（ＩＤ所に所定量ずつ分注す
る際にも、まず、外部を１回だけ洗浄し、さらに空気に
よる拭き取り動作を１回だけ行うことばより、分注針の
まわりに付着した液滴が完全に拭き取られるために、定
量精度が飛躍的に向−トし、検体や試薬のボタ落ちなど
の心配がなくなる。

なお、通路６０および６０は、通常４個から６個程度設
けることが望ましく、それによって分注針ろ９のまわり
をむらなく洗浄することができる。

さらに通路６０の延長線がお互いに交差する点は、通路
６０の延長線がお互いに交差する点よりもわずかに上方
に位置し、かつ円錐状の空胴５２内に位置するように角
度奢設定し、拭き取りミスが生じないようにする。さら
に円錐状の空胴５２を設けたことにより、噴出した液体
および空気は、すべて下方の排出口６６に向い、開口５
３から上方（１６） に吹き上げることがないという大きな効果が得られる。

従って排出口６３は大気開放状態の圧力で良く、あえて
吸引圧力を与える必要はない。

（４）　　リフｉ・機構 リフト機構は特に容器に収納された反応担体に含まれる
水分の蒸発を防止するための蓋を持ち上げ、所定の試薬
あるいは検体の分注、または光学的な測定を行った後に
、再び容器に着をのせるためのものであり、必要に応じ
蓋以外の任意の物体を持ち上げて移動したり、所定の位
置で昇降することも可能である。その際に、物体のほぼ
重心の位置に第１４図および第１６図に示すような断面
がカギ状の（逆り字形）のフック７０ｖ対向して設ける
ことが必要である。第１３図、第１４図においては、板
状の蓋７１の上面にフッフッ０Ｙ接着剤等で固定したも
のであり、フック７ｏの外部両側には遮光板７２を設け
ている。

これは、リフト機構が確実に持ち上げたがどうかを確認
するためのものであり、フック７０’を含（１７） め不透明な合成樹脂等で構成することが望ましい。

リフト機構は、前述した光学・分注機構の一部（Ｃ持ち
上げた蓋などが分注あるいは光学的１ｉ１１１定のさま
たげにならない位置に固定され、このリフト機構と光学
系および分注機構との相互位置関係は常に一定である。

第１５図および第１６図はリフト機構の構成および動作
の説明図であり、第１５図は正面図、第１６図はリフト
機構の先端部の説明用平面図であり、第１７図は側面図
である。

ガイドレール１ろによって支持された光学・分注機構の
一部に固定された支持板７３．７４ｖ介し、緩衝はね７
５によって吊り下げられた固定板７６には、パルスモー
タ７７、光学的なセンサスイッチ７８．７９、センサス
イッチ、７８に遮光板８１を導（ガイド８０、および蓋
を水平に保持する板バネ８１が設けられ、さらにパルス
モータ７７によって」−下運動を行うアーム８３の先端
には遮光板８１を伴った先端が扁平状のりフタ８４が固
定されている。先端の扁平板８５は、前記対（１８） 向する断面がカギ型（逆り字形）のフック７０によって
形成される空間８６を容易に通過できる程度の厚みと幅
を有し、角が丸味をおびた正方形をなし、さらに姿勢制
御用のガイド板８７が上部に設けられていて、持ち上げ
た蓋が容易に回転したり、斜めにズレを生じないように
しである。

センサスイッチ７８はアーム８６先端のりフタ８４の遮
光板８１の位置を検出し、上限部に停止させるものて゛
あり、一方センサスイツチ７９は蓋７１に設けられた遮
光板７２を検出し、蓋をつかみ上げたかどうかの判定を
なすのに用いられる。

リフト機構の動作は、まずＸＹ軸駆動機構により、リフ
ト機構の中心をフックの手前まで移動させ、パルスモー
タ７７を作動させ、所定のパルス数に応じた距離だけア
ーム８ろを下降させ、対向するフック７０の間にアーム
先端のりフタ８４が来るようにＸＹ軸駆動機構を制御し
、アーム８６を上昇させると、蓋７１は持ち上げられ、
板バネ８２に当接し、センサスイッチ７８が遮光杯を再
び検出した位置、すなわち破線８７で示す位置で（１９
） 蓋が保持される。

この状態で蓋を児全に保持しているかどうかをセンサス
イッチ７９が判定する。

この状態で分注や光学的測定を行い、それらがすむと再
びアーム８６が下降し、もとの位置に蓋７１がのせられ
る。

緩衝はね７５はワイヤ相互間にすき間が設けられていな
い引っ張りばねであり、無理な力を加えない限り、固定
板７６を所定の高さに保持するが、例えば誤動作により
、先端部にショックが力えられてもリフト機構あるいは
他の物体に損傷を与えることなく傾き又は伸びを生じ、
状態が復帰すると再びもとの位置にもどるためのもので
ある。

以上のように、本発明装置にあっては持ち上げられる物
体にフック７０を一対設けるだけで、簡単な上下動ケす
るリフト機構を用いて確実に蓋の開閉などの動作を行う
ことができる。

（５）試薬・検体ホルダ 第１８〉第２３図は試薬・検体ホルダの説明図であり、
試薬・検体ホルダはホルダ本体９０と力（２０） バー９１とで構成される。使用時には開封した試薬瓶や
、試験管、バイアル等が並べられ、カバー９１との間に
アルミニウムのフォイルＡＩＶ（第２３図）がかふせら
れる。

分注針６９はアルミニウムフォイルを突き破って下降し
、試薬あるいは検体を吸引する。アルミニウムフォイル
は、外部からのほこりやゴミの侵入を防止すると同時に
試薬や検体の水分の蒸発を防止する。

ホルダ本体９０は、合成樹脂等の成形品であり、瓶や試
検管を保持する孔９２，９ろの底部には穴があげられ、
水洗いを容易にし、又、こぼれた液が底から抜は出せる
ようにしである。

通常、孔９６には試薬瓶が並べられ、孔９２には使い捨
ての小型の合成樹脂製試験管が並べられる。

カバー９１の両端部には、板バネ９４が複数個固定され
ていて、ホルダ本体９０とカバー９１との間には黙んだ
アルミフォイルが、容易にはがれないようにしである。

（２１） カバー９１は広い開口面をそなえたステンレス製の板が
用いられ、カバー面で２次元的に移動する分注針６９の
動作をさまたげないようにしである。

なお、ホルダ本体９０の外周縁９５には、位置決め用の
ピンが当接するための切り欠き状の穴９６または長穴９
７が左右非対称の位置もしくは一方の縁にのみ設けてあ
り、ホルダの位置および方向が誤りなくセットできるよ
うにしである。

なおプバー９１をはずす場合には、板バネ９４を外側斜
め上方に持ち上げることによって行う。

試薬検体ホルダは、第２３図に示すように、分注付洗浄
機構の隣りに設けることが望ましい。すなわち、試薬お
よび検体を吸引した後に一度必ず分注針ろ９の外側に付
着した余分な液を拭き取る作業を行うからである。

以上の構成、すなわち（１１ＸＹ軸駆動機構、（２）光
学・分注機構、（６）分注付洗浄機構、（４）リフト機
構、（５）試薬・検体ホルダを用いれば、例えば、培養
試験すなわち細菌のコロニーを作る過程の経時変化（２
２） を人手を借りずに連続かつ逐次的に自動測定することが
できる。この場合、シャレーの内部に培養に用いる培養
用のゲルを充填し、シャレーの蓋に前述したフック７０
を設けておくだけで、自動的に複数個のシャレーの蓋を
あけ、それぞれのシャレーに菌を植えつげ、蓋を閉め、
間欠的に光学的なスキャニングレ、コロニーの増加状況
を映像であるいはパターン認識により数値的に測定する
ことができろ。

又、同様に各種菌に対する殺菌能の測定なども容易に行
うことが可能であり、又、臨床医学の分野の検体測定で
行われろ免疫学的測定、例えば血液型の判定、免疫グロ
ブリンの測定、特に８１（、ＩＤ法（−元放射免疫拡散
法）による血漿蛋白の測定、血液の凝集反応試験などの
種々の抗原抗体反応の泪１１定に効果的である。

しかも、反応が短時間で行われる場合は勿論、数時間か
ら数十時間も安し、所定時間おきに反応過程の測定が必
要な場合などでも装置のシーケンス部分にプログラムを
記憶してお（たけで、それ（２３） ぞれの仕様に応じての自動的な試薬の添加や測定を行う
ことができる。

さらに、本発明は以下のバッファタンク及びプレートの
各要素を結合することにより、自動化された高精度の電
気泳動測定装置を提供することができる。

またさらに、前述した免疫学的な測定と組合わせること
により、自動化された免疫電気泳動装置とＩしても応用
することができる。

以下にその構成および詳細を説明する。

（６）バッファタンク 電気泳動娑行うためにはセルロースアセテート膜や寒天
、アガロース等の泳動支持体と、電極およびバッファ（
緩衝液）を収納した一対のバッファタンクが必要である
。

これらのバッファタンク間に泳動支持体を橋渡しさせ、
電流ケ通じて検体に含まれろ各種成分に固有の電荷の差
異に基（易動度の差により分画が生じ、これらの分画さ
れた成分を深色液等の試薬を用い発色させその濃度やパ
ターンを光学的に読（２４） み取る。

又、さらに免疫学的画定を行うには、これらの分画され
た成分と反応する抗体あるいは抗原を用い、沈殿によっ
て生ずる沈降線のパターンを光学的に読み取る。

第２４図ないし第３２図は、バッファタンクおよびその
収納部の説明図である。

バッファタンク１００は、同時に複数個の支持体をセッ
トできるように上部が開口した細長い直方体の形状をな
し、その両端部１０１，１０２には、バッファタンクを
固定するための切り欠き１０ろおよび溝１０４，１０５
および穴１０５を設けてあり、切り欠き１０ろを中心に
して回動が可能なように収納部に固定されろ。

第２７図には、バッファタンク１００内に収納固定され
る電極部１００Ａが図示しである。

白金等の裸の電線１０６が支持棒１０７に固定され、さ
らに支持棒の両端には同定具１０８．１０９によって、
バッファタンク１００に固定されろ。

固定具１０９には電気接点１１０がバッファタ（２５） ンクの端面１０２の外側に位置するように設けられ、電
線１１１を介して電線１０６に接続されている。また、
支持棒１０７のほぼ中央部には、支持棒のゆがみを防１
］ユする支持片１１２が設けられ、”プ その底辺１１３がバッファタンク１００の内部底辺に接
するように構成されている。

第２８図及び第２９図はバッファタンク１００を本発明
装置の本体の二部に設けられたバッファタンク収納部に
固定した時の説明図である。

バッファタンクの収納部には、バッファタンク１００を
固定し、かつ回動を行わしめるノブ１１４と、このノブ
１１４に固定された軸１１５および回ｍｒ片１１６が設
けられていて、バネ１１７により軸１１５ヶ常に外側へ
押し出そうとｆろ力が加えられている。

回動片１１６の軸１１５と反対側の端部には、第２５図
に示すバッファタンクの端部１０１の穴１０５に当接す
る突起１１８および本発明装置の本体１１９に設けられ
た穴１２［１に当接する突起１２１が貝えられていて、
さらに反対側には、第（２６） ２６図に示す端面１０２の切り欠き１０６を支持する軸
１２２が設けられていて、軸１１５とともにバッファタ
ンクを底部で支持する。

さらに装置本体１１９には、バツアアノンク′１００′
に設けられた電気接点１１０に接触し、電流を供給する
ための板バネ・状の接片１２３が固定されて見・て、バ
ッファ／タンク１００′が直立した時のみバッファタン
ク１００の接点１１０と接触するように位置されている
。

すなわち第６０図に示すノブ１１４の位置がａの状態に
ある時には直立状態であり電気的な導通が行われｌ〕の
状態では接点ははずれた状態にあり、同時に第２８図に
示す回動片１１６の突起１２１が、本体１１９に設けら
れた最も探し・穴に落ち込むために、ノブ１１４は第２
８図よりももつと左側に押し出され、従って突起１１Ｂ
はバッファタンクの端面１０１に設けられた穴１０５か
らはずれた状態にあり第６１図の左側の図のように容易
に抜き出すことができる。さらに第３０図のノブ１１４
がＣの状態にある時は、回動片１１６は、（２７） 第２８図に示す突起１２１が穴１２０からはずれた状態
にあり、さらに右１則の方に位置し、同時にバッファタ
ンク１００Ｙ第３１図右＜ｇ＋＋のように知は、内容物
、即ちバッファを装置本体１１９の底部へ流し出す。

以−Ｆのようにａ、ｂ、ｃで代表されるノブの６つの状
態、即ちバッファタンクの固定、脱着および内容物の排
出が、ノブ１１４によって簡単に行え、バッファ液の交
換あるいはタンクをはずしての洗浄が非常に容易である
。なお、バッファタンク１００は一対となっており、第
２４図から第２８図では一方のみを図示したが、もう一
方も同様に対称の構造を有している。

（７）　　プレート プレート１２５は泳動支持体のうちで寒天あるいは、ア
ガロースを収納するためのものであり、第３２図に示す
ごとく装定されるが例えばセルロースアセテート膜での
電気泳動を行う場合には、本発明の実施例によらず単な
る板状のもので構成することも可能であり、また他の細
菌学的な測定（２８） Ｙ行５場合にはバッファタンクは不要であり別の形状の
シャーレを用いろことが可能である。

本実例においては、免疫電気泳動に応用した際に適した
寒天あるいはアガロースを収納するための合成樹脂製の
プレートおよび蓋の一例について説明する。第６６図は
プレート１２５の断面を示す説明図であり、第６４図は
平面図であり、第６５図は蓋１２６の平面図である。

プレー１−１２５は、底部両側に開口１２７を設けた脚
部１２８ン有し、底部１２９が平坦でかつ底部の強度を
増すための縁１ろ０が設けられていて、バッファタンク
の上端に接触しないように縁１ろ０の両側に切り欠き１
乙１を設けである。

寒天もしくはアガロース１６１は、脚部１２８の内部先
端まで充填され、底面１２９と同様に平坦でかつ１ｖ味
が均一な状態になるように充填される。

なお上端縁に設けられた長円１６２および切り欠き１ろ
６には位置決め用のビンが当接する。

第６５図に示す蓋１２６にはリフト機構の所で（２９） 説明した対向するフック７０が設けられ、必要に応じ光
学的な位置決め用のマーク１３４が設けられろ。

蓋１２６はプレート１２５の内部の最上段縁１３５に置
かれる。

プレートは、第６２図に示されるように、バッファタン
ク１００のバッファの液面下に脚ＷＳ１２８の開口１２
７が位置するように設置せられ、バッファを介して電気
的に接続される。

次に、本発明測定装置の各構成要素の全体的配７置を説
明する。第３６図に示すように、プレート１２５は本発
明装置の本体１１９の水平に保たれた水平板上の所定の
位置に、分注付洗浄機構（６）や、試薬・検体ホルダ（
５）とともに配置される。

第１図に示す光学・分注機構を含むＸＹ軸駆動機構（１
）は、本体１１９の一部に、第３６図の上記（３）、（
５）やプレート１２５等の各機構要素をまたぐ状態で固
定される。

第６６図の複数個のプレート１２５のうち最左端の下の
プレートには、免疫電気泳動用の検体用（３０） の穴１６７、抗血清用の溝１６８が設けられたものどし
て図示しである。

第３７図は本発明装置を動作させるどきに機能する電子
回路及び流体回路の一例を示す説明図である。

被測の内部がスキャニングを行うブロックダイヤグラム
部分であり、光源１５０、受光部１５１、検出回路１５
２、光源用電源１５６、分注機構１５４、リフト機構１
５５等で構成され、Ｘ［ｌ！Ｉｌ］駆動源１５６および
Ｙ軸部動源１５７でスキャニングが行われる。バッファ
タンク１５Ｂへの泳動電圧の供給は泳動電源１５９で行
われる。

光源用電源１５ろ、分注機（１４１５４、リフト機構１
５５、Ｘ軸部動源１５６、Ｙ軸部動源１５７の諸動作は
電気制御回路１６０で制御され、さらに電気開側１回路
１６０は流体副側１回路１６１を駆動する。この流体制
御回路１６１は、ポンプ１６２かもの空気圧、および弁
１６６．１６４を介しての洗浄液の移送を制御し、分注
機＋５１５４、および分注付洗浄機構１６５に空気また
は洗浄液タン（３１） りからの洗浄液を送り出したり、あるいは分注針の吸引
排出を制御する。

検出回路１５２および電気制御回路１６０はデータ処理
回路１６７に接続され、データ処理装置１６７は、記憶
回路１６８、ＣＲＴディスプレイ１６９、入力装置１７
０、データプリンタ１７１に接続されている。

検出回路１５２の出力信号はデータ処理回路１６７によ
って記憶回路１６８に記憶されるとともに、ＣＲＴディ
スプレイ１６９で表示され、プリンタ１７１に直接プリ
ントアウト 能である。

さらにデータ処理回路１６７で種々の演算により、パタ
ーン認識あるいは各測定データによる各種検体の濃度測
定等を行い、プリンタ１７１に印字、あるいは（ｌ（、
Ｔディスプレイ１６９でモニタ表示を行うことができる
。

種々の演算の順序や、電気制御回路１６０への指令は記
憶回路１６８にあらかじめ記憶されたプログラムに従っ
て行われ、入力装置１７０により（３２） てプログラムの開始、あるいはプログラムの変更等が行
われる。

以」二電子回路及び流体回路装置を用い電気泳動を行う
測定例を示すと、バッファタンク１００にバッファＩＭ
たし、試薬検体ホルダ本体９０第（１６，１８．１９図
）に各々試薬ビン、検体を収納した試薬管をセラｌ−　
Ｌ、蓋付のプレートを並べ、入力装ｆ＊１７０により測
定開始信号を入力させろと、データ処理回路１６７によ
り、記憶回路１６Ｂのプログラムに従って電気制御回路
１６０に指令信号が送られ、各プレートの位置、試薬検
体ホルダあるいは分注針洗浄機構の位置が光学的スキャ
ニングによって確認され、異状がないと次の動作に移る
。

分注針の洗浄後、試薬検体ホルダの検体が、第６６図に
示す検体穴１６７に所定量分注され、順次（り返し定量
分注が行われる。この際すでに光学・分注機構や分注付
洗浄機構あるいはリフト機構の部分で説明したように、
分注針を洗浄し、検体を所定量吸引し、再び分注針の周
囲を洗浄し、（３３） プレートの蓋をあげ所定の位置に分注針を下降させ分注
し、蓋を閉じ、再び分注針を洗浄するという操作が必要
に応じ（り返される。

同一のバッファタンクにセットされているプレートへの
検体の分注が終ると、そのバッファタンクへの泳動用の
通電が開始される。続いて次の列の分注が開始される。

所定の時間後に通電が停止し、続いて染色液をプレート
に分注し、染色後読み取りが行われ、各柚成分の濃度測
定が行われる。

免疫反応による免疫電気泳動の際には、泳動電源の停止
後、各抗血清用溝に抗血清が分注され、数時間から十数
時間の免疫拡散を行う。抗原抗体反応による沈降線は、
グレートのゲル層に出現し、沈殿粒子は染色行程なしで
も読み取ることが可能である。これらの沈降線は、パタ
ーン認識によって、各神成分の識別を行いまたは濃度の
読み取りが行われる。

この読み取゛りは、プログラム順により数回にわたって
行うことも可能であり、また抗血清の組み合（３４） ぜにＪ二って特定成分の検出に限定することも可能であ
る。

さらに測定誤差を少くするために、標準の抗原抗体反応
を同時に行い、標準物質の反応速度による沈降線濃度と
の比を求めることにより測定精度の向」二を図ることが
できろ。

本発明装置は、バッファタンク及びプレートを付設する
ことにより、従来の用手法や装置で得られなかった高精
度の自動測定ができろ。すなわち、検体注入用の穴や抗
血清注入用の溝をあらかじめ光学的にスキャンし、位置
を確認し、ミクロンオーダの寸法精度で所定位置に分注
を行（・得られた分画物質の位置または免疫反応の沈降
線の位置やパターン、あるいは濃度の測定を支持体を初
めから最後まで静置したままで、たえず以前の結果と比
較しながら測定できるため、被測定系を個別に処理した
り測定を行っていた時よりもはるかに反応物質の位置、
寸法、濃度等に関する情報量が多く、従って精度が高い
測定結果が得られる。

また本発明装置は、研究所等における種々の反（３５） 応測定に用いられろのみならず、臨床検査に用いろこと
により、省力化は勿論、新しい免疫学的な診断法を提供
したりその開発を助は診断及び治療の適正化に顕著に寄
力し得るものである。

【図面の簡単な説明】

添付図は本発明による光学式自動分析測定装置の実施例
を示すもので、第１図は装置ブロック上で光学・分注機
構を２次元的に移動させるためのＸ　Ｙ　１１１＋、駆
動機構の概略を示す斜視図、第２図は第１図の駆動モー
タに機械的に接続された駆動軸端に設けたスリップクラ
ッチの部分破断拡大側面図、第３図は光学・分注機構の
部分破断側面図、第４図は同正面図、第５図は照射レン
ズ・・ウスの部分破断拡大側面図、第６図は照射レンズ
の平面図、第７図は照射レンズの斜視図、第８図は照射
レンズ・・ラム内の光路の説明図、第９図は左右から補
償し合う均一な光束の照射面の説明図、第１０図は分注
機構の拡大側面図、第１１図は分注耐洗浄機構の上面図
、第１２図は同側断面図、第１３図は蓋の部分拡大平面
図、第１４図は同側断面図、（３６） 第１５図はリフト機構の正面図、第１６図はリフト機構
の先端部の平面図、第１７図はリフト機構の側面図、第
１８図ないし第２３図は試薬・検体ホルダを示し第１８
図は平面図、第１９図は側断面図、第２０図はカバーの
側断面図、第２１図は組付は時の第２０図右端部分の部
分拡大図、第２２図は第２１図の上面図、第２３図は試
薬・検体ホルダ面にアルミニウムフォイルを被せた状態
を示す説明用平面図、第２４図ないし第３２図はバッフ
ァタンクとその収納部を示し第２４図はバッファタンク
の側面図、第２５図Ｇ末同石端面図、第２６図は同右端
面図、第２７図はバッファタンク内に装着する泳動電極
の側面図、第２８図は収納部にバッファタンクを固定し
た状態の部分破断側断面図、。 第２９図は同平面図、第３０図は同部分破断左端面図、
第６１図はバッファタンクを回動せしめたときの説明の
ための端面図、第６２図はバッファタンクにプレートを
装着したときの側断面図、第３３図はプレートの側断面
図、第６４図は同平面図、第６５図は蓋の平面図、第３
６図はプレート（３７） を装置に列設した状態を示す部分平面図、第６７図は本
発明装置における動作を制御する電子回路及び流体回路
のブロック図である。 １、　２．３．　４．５：　Ｘ、　　Ｙ軸部動源６．７
：ベルト １１：Ｘ軸ガイドブシュ １２：Ｘ軸ガイドローラ １３：Ｘ軸ガイドＶ−ル ９：Ｘ軸ガイドブシュ １０：Ｙ軸ガイドレール １１：’Ｙ、移動ステージ １５、　１６．　１７．　１８．　１９．　２０．　２
１．　２２　　クリップクラッチ６９：分注機構　　　
３９：・分注針 ３Ｑ　３１．３２．３３．３４．３５．ろ６：光学系５
２、５４．６１．６２，６６、６７、６８　：分注付洗
浄機構７０：フツク　　　　７１：　　蓋 ８４：リフタ　　　　　９０：ホルダ本体９１：カバー
　　　　　Ａｌニアルミニウムフォイル１、００　：バ
ッファタンク １００Ｎ＝電極部 （３８） 第２図 ％ 第、３図 特開昭５８−４８８３６（１２） 尾５（２１ ４／ 目　Ｚ　ＶＡ 怖　ｅｌｌ　　　Ｌｉｔ 底７０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ｘｙ軸駆動機構と光学・分注機構と分注付洗浄機構
   とリフト機構と試薬・検体ホルダの各要素を具備し、前
   記光学・分注機構と前記リフト機構とは同一ブロック」
   二に固定されていていずれも前記ＸＹ軸駆動機構によっ
   て２次元方向に移動せしめられる構造をなし、前記光学
   ・分注機構の光学系、前記分注機構の分注針及び前記リ
   フト機構のソフタは、各々相互の動作を妨げない程度の
   所定の距離をもって位置し、前記分注機構は前記試薬・
   検体ホルダに収納された試薬または検体の所定量を吸引
   しこれを所定の位置に所定量ずつ分注して前記検体及び
   試薬を反応せしめ、前記光学系は、２次元子面上におか
   れた前記各要素の位置を所定の距離に位置せしめられた
   前記分注針の動作位置または前記リフト機構の動作位置
   を確認することにより決定するとともに前記反応後の検
   体の（１） 光学的特性を読み取り、測定結果を得るための検出信号
   を発生し、さらに前記分注付洗浄機構は、前記試薬また
   は検体の吸引の前後で前記分注針の内部に空気または洗
   浄液を通過せしめるとともに分注付外表面に空気及び洗
   浄液の噴射を行って分注針の洗浄及び拭き取りを行うこ
   とを特徴とする光学式自動分析測定装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の分析測定装置において
   、前記ＸＹ軸駆動機構はＸ軸駆動源及びＸ軸駆動源、Ｘ
   軸ガイドローラ及びＹ軸ガイドレール、Ｘ軸ガイドブシ
   ュ、Ｙ軸ガイドＶ−ル、Ｘ軸ガイドブシュ及びＹ−移動
   ステージを具え、前記Ｘ軸駆動源及びＸ軸駆動源には駆
   動モータとスプロケットとの間にスリップクラッチな介
   設せしめたことを特徴とする前記分析測定装置。 ６）特許請求の範囲第２記載の分析画定装置において、
   前記スリップクラッチは、クラッチ板、ボール保持板、
   スプロケット及びガイド板？有し、前記クラッチ板を駆
   動軸に固定する一方、前記ボール保持板、スプロケット
   及びガイド板は前記部（２） 動軸に対して回動自在になされるとともに前記駆動軸に
   固定されたストッパにより押圧されて前記クラッチ板と
   連動するように構成されたことを特徴とする前記分析測
   定装置。 ４）特許請求の範囲１または２記載の分析測定装置にお
   いて、前記光学・分注機構は、前記Ｘ軸ガイドレール及
   びＸ軸ガイドローラによって支持され、ランプハウス、
   集光器、導光用グラスファイバー、レンズハウス、照射
   レンズ、対物レンズ、及び受光素子を具えた光学系並び
   に、上下動可能な分注針を内蔵した分注機構を有するこ
   とを特徴とする前記分析測定装置。 ５）特許請求の範囲第１記載の分析測定装置において、
   前記分注付洗浄機構は前記分注針を挿通するほぼ円錐状
   の空胴と該空胴の上部に設置したそれぞれ複数の空気噴
   出用通路及び洗浄液噴出用通路を具えることを特徴とす
   る前記分４バ測定装置。 ６）％許請求の範囲第１記載の分析測定装置において、
   前記リフト機構は試薬・検体ホルダ等の上面で上下動さ
   れるフック付き蓋に係合するリフ（３） り、該リフタに連結される緩衝ばねを具えたことを特徴
   とする前記分析測定装置。 ７）特許請求の範囲１または６記載の分析測定装置にお
   いて、前記試薬・検体ホルダはホルダ本体及びカバー並
   びにこれらの間に禅定されたアルミニウムフォイルを具
   えてなることを特徴とする前記分析測定装置。 ８）特許請求の範囲１または６記載の分析測定装置にお
   いて、バッファタンク及びその収納部を具えたことを特
   徴とする前記分析測定装置。 ９）　％許請求の１または８記載の分析測定装置［ｔ、
   Ｅいて、前記バッファタンクには電極部が収″納固定さ
   れていることを特徴とする前記分析測定装置。