分析装置、攪拌方法及び反応容器
【課題】構造が簡単で、反応容器の位置決めが容易であり、音波を局所的に集中させて液体試料を効率よく攪拌することが可能な分析装置、攪拌方法及び反応容器を提供すること。
【解決手段】検体と試薬とを含む液体試料を反応容器内で攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置、攪拌方法及び反応容器。検体と試薬とを含む液体試料を反応容器内で攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置１は、反応容器に音波を供給する発音体と、同じ発音体から発せられる音波を液体試料中で交わらせるように反応容器に供給される音波の少なくとも一部を偏向させる、反応容器に設けられた偏向部と、を備え、偏向部が交わらせた音波が形成する音波が局所的に集中した音場にともなって液体試料中に発生する循環流により、液体試料を攪拌する。
【解決手段】検体と試薬とを含む液体試料を反応容器内で攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置、攪拌方法及び反応容器。検体と試薬とを含む液体試料を反応容器内で攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置１は、反応容器に音波を供給する発音体と、同じ発音体から発せられる音波を液体試料中で交わらせるように反応容器に供給される音波の少なくとも一部を偏向させる、反応容器に設けられた偏向部と、を備え、偏向部が交わらせた音波が形成する音波が局所的に集中した音場にともなって液体試料中に発生する循環流により、液体試料を攪拌する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析装置、攪拌方法及び反応容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液等の生体試料を分析する自動分析装置は、検体の一部が次の検体の検査に持ち越されて分析結果に影響を及ぼすいわゆるキャリーオーバーを回避して精度の高い測定を行うため、試薬と検体とを含む液体試料を非接触で攪拌するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動分析装置は、液体試料を非接触で攪拌するために、前記液体試料を収容した反応容器の鉛直方向に沿って複数の圧電素子を一列に並べ、最下部の圧電素子が発生した超音波を反射して底部から液面に照射する反射部材を前記反応容器の下部に配置している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４２１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の自動分析装置は、前記液体試料の液面位置に存在する圧電素子を駆動し、この圧電素子が発生した水平に入射する超音波の音響放射圧と、最下部の圧電素子が発生し、反射部材で反射されて反応容器の下部から鉛直上方に入射した超音波の音響放射圧とによって前記液体試料中に旋回流を形成して攪拌を行っている。このため、特許文献１の自動分析装置は、前記液体試料の液面位置を検知する検知手段が必要であり、検知した液面位置に対応した圧電素子を駆動する必要上、構造や制御が複雑になるという問題があった。
【０００５】
また、液体試料中に旋回流を効率よく形成するためには、音圧が強く作用する領域と、音圧が弱く作用する領域が液体試料中に存在する先鋭的な強度分布、即ち、音波が局所的に集中した音場を液体試料中に形成することが好ましい。この場合、特許文献１の自動分析装置は、少ない検体量で分析する目的から反応容器を小型化すると、圧電素子や反射部材に対する反応容器の位置決めが難しくなる。しかも、特許文献１の自動分析装置は、反応容器が圧電素子よりも小さくなった場合、音響レンズ等の音波集束手段を用いないと、液体試料中に音波が局所的に集中した先鋭的な強度分布を有する音場を形成することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、構造が簡単で、反応容器の位置決めが容易であり、音波を局所的に集中させて液体試料を効率よく攪拌することが可能な分析装置、攪拌方法及び反応容器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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に係る分析装置は、検体と試薬とを含む液体試料を反応容器内で攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、前記反応容器に形成され、前記液体試料を保持し、音波を前記液体試料中で交わらせることにより、前記音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成するように、前記反応容器に供給される音波の少なくとも一部を偏向させる偏向部と、前記反応容器の外側に配置され、当該反応容器に音波を供給する発音体と、を備え、前記音場によって発生する前記液体試料中の循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする。
【０００８】
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２に係る攪拌方法は、反応容器に保持された検体と試薬とを含む液体試料を攪拌する攪拌方法であって、前記反応容器の外側から前記反応容器に音波を供給する工程と、前記音波の少なくとも一部を偏向させて前記音波を前記液体試料中で交わらせ、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成する工程と、前記音場によって前記液体試料中に循環流を発生させる工程と、を含み、前記循環流により前記液体試料を攪拌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３に係る反応容器は、検体と試薬とを含む液体試料を攪拌して反応させる際に使用する反応容器であって、外側から供給される音波を前記液体試料中で交わらせることにより、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成するように前記音波の少なくとも一部を偏向させる偏向部を有し、前記音場によって発生する前記液体試料中の循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる分析装置、攪拌方法及び反応容器は、構造が簡単で、反応容器の分析装置に対する位置決めが容易であり、音波を局所的に集中させて液体試料を効率よく攪拌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】
【００１１】
（実施の形態１）
以下、本発明の分析装置、攪拌方法及び反応容器に係る実施の形態１を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の分析装置の一例を示す自動分析装置の概略構成図である。図２は、図１の自動分析装置で用いる本発明の反応容器の斜視図である。図３は、本発明の攪拌方法を実施する攪拌デバイスを反応容器と共に示す概略構成図である。
【００１２】
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、反応テーブル６及び試薬テーブル１５が互いに離間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ている。また、自動分析装置１は、検体テーブル３と反応テーブル６との間に検体分注機構５が設けられ、反応テーブル６と試薬テーブル１５との間には試薬分注機構１３が設けられている。
【００１３】
検体テーブル３は、図１に示すように、駆動手段（図示せず）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。
【００１４】
検体分注機構５は、検体を後述する反応容器７に分注する手段であり、検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次後述する反応容器７に分注する。
【００１５】
反応テーブル６は、図１に示すように、駆動手段（図示せず）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６ａが複数設けられている。各収納室６ａは、検体を試薬と反応させる反応容器７が着脱自在に収納される。また、反応テーブル６には、光源８及び排出装置１１が設けられている。光源８は、試薬と検体とが反応した反応容器７内の液体試料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光は、反応容器７内の液体試料を透過し、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。受光素子９は、判断部１８を介して分析部１９に接続されている。分析部１９は、反応容器７内の液体試料の吸光度に基づいて検体の成分や濃度等を分析する。一方、排出装置１１は、図示しない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試料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。
【００１６】
試薬分注機構１３は、試薬を反応容器７に分注する手段であり、後述する試薬テーブル１５の所定の試薬容器１６から試薬を順次反応容器７に分注する。
【００１７】
試薬テーブル１５は、図１に示すように、図示しない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１５ａが周方向に沿って複数設けられている。各収納室１５ａは、試薬容器１６が着脱自在に収納される。複数の試薬容器１６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。
【００１８】
ここで、試薬テーブル１５の外周部には、試薬容器１６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、判断部１８へ出力する読取装置１７が設置されている。判断部１８は、受光素子９，排出装置１１及び読取装置１７と接続され、例えば、マイクロコンピュータ等が使用される。
【００１９】
以上のように構成される自動分析装置１は、回転する反応テーブル６によって周方向に沿って搬送されてくる反応容器７に検体分注機構５が検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次分注する。検体が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって試薬分注機構１３の近傍へ搬送されて所定の試薬容器１６から試薬が分注される。そして、試薬が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって周方向に沿って搬送される間に試薬と検体とが攪拌されて反応し、光源８と受光素子９との間を通過する。このとき、反応容器７内の液体試料は、受光素子９によって測光され、分析部１９によって成分や濃度等が分析される。そして、分析が終了した反応容器７は、排出装置１１によって反応終了後の液体試料が排出されて図示しない洗浄装置によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。
【００２０】
このとき、自動分析装置１は、反応テーブル６によって周方向に沿って搬送される反応容器７内の液体試料を攪拌デバイスによって攪拌し、試薬と検体とを反応させる。この液体試料の攪拌に用いる反応容器７と本発明の攪拌方法を実行する攪拌デバイスを以下に説明する。
【００２１】
反応容器７は、図２に示すように、底部を有する円筒容器であり、外底面７ａが平面に形成され、偏向部となる内底面７ｂは下方に凹の湾曲面に成形されている。反応容器７は、後述する発音体２１が発する超音波の位相整合条件及び振幅整合条件を満たし、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、自動分析装置１に組み込まれた図３に示す攪拌デバイス２０によって保持した液体試料が攪拌される。
【００２２】
攪拌デバイス２０は、試薬分注機構１３が反応容器７に試薬を分注する位置と互いに対向配置される光源８，受光素子９との間の収納室６ａ下部に配置されており、図３に示すように、発音体２１、電源２２、コントローラ２３及び音響整合層２４を有している。
【００２３】
発音体２１は、偏向部となる内底面７ｂの近傍に配置され、反応容器７に超音波を供給するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる超音波振動子である。発音体２１は、反応容器７の内径ｄよりも大きい直径Ｄ（＞ｄ）の円板状に成形され、超音波を発する上面が平面であって、鉛直方向上方へ超音波を発する。電源２２は、発音体２１を駆動する交流電源である。コントローラ２３は、電源２２を制御して発音体２１が発する超音波の特性（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。音響整合層２４は、反応容器７と発音体２１との間の音響インピーダンスを最適化する手段で、エポキシ樹脂等の接着剤やシェラック等の他、ジェルや液体等を使用することができる。音響整合層２４は、超音波の伝達効率を上げるため、発音体２１が発する周波数の波長λに対して厚みがλ／４となるように調整する。
【００２４】
以下、攪拌デバイス２０による液体試料の攪拌方法を説明する。図４は、液体試料の攪拌方法を説明するフローチャートである。図５は、攪拌デバイスが発した超音波の屈折を説明する断面図である。
【００２５】
先ず、本発明の攪拌方法は、攪拌デバイス２０を用いてコントローラ２３による制御の下に電源２２によって発音体２１を駆動し、図４に示すように、反応容器７に向けて超音波を発する（ステップＳ１００）。これにより、発音体２１から出射された超音波は、音響整合層２４を通って外底面７ａから反応容器７に入射される。
【００２６】
このようにして反応容器７に入射した超音波は、反応容器７と液体試料との間の音響インピーダンスの相違によって偏向部となる内底面７ｂで屈折して液体試料に出射される。このとき、反応容器７は、偏向部となる内底面７ｂが超音波を集束する方向に偏向させ、超音波が液体試料中で交わるように湾曲面に成形されている。このため、図５に示すように、入射角θiで内底面７ｂに入射した超音波Ｗuは、法線Ｈに対して角度θr（＝屈折角）で屈折する。但し、超音波Ｗuは、入射角θiが臨界角以上になると内底面７ｂで全反射してしまい、液体試料側へ屈折しなくなる。従って、内底面７ｂは、球面を使用するときには、半球面よりも狭い範囲、即ち、中心角が１８０°よりも小さい範囲の湾曲面に成形し、入射角θiが臨界角よりも小さくなるようにする。
【００２７】
また、反応容器７は、内底面７ｂが焦点Ｆを中心とする半径Ｒの湾曲面の一部であるので、超音波Ｗuの入射位置によって入射角θiの大きさが異なり、発音体２１が発した超音波Ｗuは、内底面７ｂから液体試料へ入射する際の屈折角θrが中央側で小さく（中央では屈折角θr＝０）、外周側で大きくなる。このため、反応容器７の底部から液体試料へ入射した超音波Ｗuは、同じ発生源である発音体２１から出射されているにも拘わらず、図５に示すように、液体試料中の焦点Ｆに集束し、焦点Ｆで交わる。
【００２８】
この結果、発音体２１が発した超音波Ｗuは、反応容器７から液体試料ＳLに入射する際に偏向部となる内底面７ｂで屈折し、図３に示すように、液体試料ＳL中で交わる。本発明の攪拌方法は、このようにして超音波Ｗuが局所的に集中した音場を液体試料ＳL中に形成する（ステップＳ１０２）。このため、反応容器７は、前記音場により、音波が交わる焦点Ｆ（図５参照）において音圧が最大となり、図３に示すように、反応容器７の内壁７ｃ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を循環する左右対称な２つの循環流Ｆcからなる対流が液体試料ＳL中に発生する。このように、本発明の攪拌方法は、超音波Ｗuが局所的に集中した前記音場により、液体試料ＳL中に循環流Ｆcを発生させる（ステップＳ１０４）。
【００２９】
このとき、反応容器７内の液体試料は、図６に示す鉛直方向の流速分布を有している。一方、反応容器７内の液体試料は、図７に示す高さごとの流速分布を有している。ここで、図６は、焦点Ｆを原点とし、横軸に焦点Ｆを中心とする半径方向の距離を、縦軸に流速を、それぞれ示している。一方、図７は、反応容器７の焦点Ｆを通る軸心における内底面７ｂを原点とし、縦軸に軸心における内底面７ｂからの高さを、横軸に高さごとの流速を、それぞれ示している。このように、反応容器７は、焦点Ｆの部分、即ち、液体試料ＳLの中央における流速が最大となる。従って、本発明の攪拌方法は、この循環流Ｆcによって反応容器７内の液体試料ＳLを攪拌する（ステップＳ１０６）。
【００３０】
このようにして、液体試料ＳLの攪拌が終了したら、反応容器７は、反応テーブル６によって光源８側へ搬送されると共に、未攪拌の新たな反応容器７が反応テーブル６によって攪拌デバイス２０の位置へ搬送され、上述の攪拌操作が繰り返される。このように、本発明の自動分析装置１は、反応容器７に保持された液体試料の液面位置を検知する検知手段がなくても、簡単な構造でありながら確実に液体試料を攪拌することができる。
【００３１】
ここで、反応容器７は、図３に示すように、反応容器７の内底面７ｂ近傍に発音体２１を配置するので、超音波Ｗuは内底面７ｂから最初に液体試料ＳLへ入射する。このため、反応容器７は、超音波が集束する焦点Ｆが液体試料ＳL中にあれば、液体試料ＳLの量とは無関係に液体試料ＳLを攪拌することができる。また、発音体２１は、図３に示したように、超音波Ｗuが通過する反応容器７の内径ｄよりも大きい直径Ｄ（＞ｄ）に設定されている。このため、反応容器７は、発音体２１に対する位置決めが容易であり、自動分析装置１における反応テーブル６の回転精度が低く、発音体２１に対する位置が多少変化しても液体試料ＳLを確実に攪拌することができる。
【００３２】
ここで、反応容器７は、発音体２１が供給し、液体試料へ入射する超音波Ｗuを偏向部となる内底面７ｂによって屈折させている。このため、収容する液体試料の量が多い反応容器７は、図８−１に示すように、内底面７ｂの半径Ｒ1を大きく設定し、液体試料の量が少ない反応容器７は、図８−２に示すように、内底面７ｂの半径Ｒ2（＜Ｒ1）を小さく設定する。
【００３３】
また、反応容器７は、図９に示すように、液体試料が異なる比重ρ1，ρ2（ρ1＜ρ2）を有する２種類の液体Ｌ1，Ｌ2からなるときには、音波が交わる位置である焦点Ｆが比重ρ2を有する下層の液体Ｌ2中に位置するようにする。このようにするためには、反応容器７は、液体Ｌ2の量を考慮して焦点Ｆを中心とする内底面７ｂの半径が小さいものを使用する。
【００３４】
一方、反応容器は、偏向部となる内底面を有していれば、図１０に示す第１の変形例である反応容器３１のように、四角筒形状の容器でもよい。このとき、反応容器３１は、反応容器７と同様に、外底面３１ａを平面とし、偏向部となる内底面３１ｂを湾曲面とする。
【００３５】
また、反応容器は、偏向部となる内底面を有していれば、図１１に示す第２の変形例である反応容器３３のように、鉛直方向に対して角度θ1傾斜していてもよい。このように傾斜した反応容器３３は、攪拌デバイス２０を用いて発音体２１から超音波を発すると、音響整合層２４を通って外底面３３ａから超音波が入射する。このとき、超音波は、内底面３３ｂで屈折されて液体試料ＳLに入射し、図１１に示すように集束して交わる。超音波が交わる位置は、反応容器３３の中央から左側に変位し、液体試料ＳL中に発生する後述する循環流Ｆcの経路上となる。このため、液体試料ＳL中には超音波Ｗuが局所的に集中した音場が形成される。従って、反応容器３３は、図１１に示すように、液体試料ＳL中に内壁３３ｃ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を時計方向に循環する循環流Ｆcが発生し、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。
【００３６】
このように、実施の形態１の自動分析装置、攪拌方法及び反応容器は、構造が簡単であり、反応容器は、自動分析装置に対する位置決めが容易であり、音波を局所的に集中させて液体試料を効率よく攪拌することができる。
【００３７】
（実施の形態２）
次に、本発明の反応容器に係る実施の形態２を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、内底面のみを湾曲面としたのに対し、実施の形態２の反応容器は、内底面及び外底面を湾曲面としている。図１２は、実施の形態２の反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。ここで、以下に説明する各反応容器は、実施の形態１において説明した自動分析装置で使用することにより液体試料を攪拌する。
【００３８】
反応容器３５は、図１２に示すように、底部を有する円筒容器であり、偏向部となる外底面３５ａ及び内底面３５ｂが湾曲面に成形されている。反応容器３５は、内径ｄが発音体２１の直径Ｄよりも小さく設定されている。このため、反応容器３５は、自動分析装置１で使用する場合、攪拌デバイス２０に対する位置決めが容易であり、発音体２１に対する位置が多少変化しても液体試料ＳLを確実に攪拌することができる。また、反応容器３５は、外底面３５ａ側に発音体２１を配置するので、超音波が集束する焦点Ｆが液体試料ＳL中にあれば、液体試料ＳLの量とは無関係に液体試料ＳLを攪拌することができる。
【００３９】
一方、反応容器３５は、底面の内外を湾曲面としたので、発音体２１が発した超音波は、音響整合層２４を通って外底面３５ａから入射して僅かに屈折すると共に、内底面３５ｂから液体試料ＳLに入射するときに、容器と液体試料ＳLとの音響インピーダンスの相違によって屈折する。このとき、反応容器３５は、図１２に示すように、鉛直方向に対して角度θ2傾斜させて音響整合層２４に配置されている。このため、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuは、反応容器３５の中央から左側に変位した液体試料ＳL中の焦点Ｆに集束し、焦点Ｆで交わる。従って、図１２に示す反応容器３５は、超音波Ｗuが焦点Ｆに局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このとき、反応容器３５は、液体試料ＳL中の焦点Ｆにおける音圧が最大となっている。この結果、反応容器３５は、内壁３５ｃ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を時計方向に循環する循環流Ｆcが液体試料ＳL中に生じ、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。
【００４０】
このとき、図１２に示すように、超音波Ｗuが交わる位置である焦点Ｆは、循環流Ｆcの経路上に存在している。また、反応容器３５は、内径ｄよりも発音体２１の直径Ｄを大きく設定（Ｄ＞ｄ）することで、発音体２１に対する位置決めを容易とすること、超音波が内底面３５ｂで屈折して液体試料ＳLに入射するときの内底面３５ｂにおける入射角の大きさが異なり、入射角が臨界角よりも小さくなるようにすることは、実施の形態１の反応容器７と同様である。
【００４１】
ここで、外底面３５ａ及び内底面３５ｂを湾曲面とした反応容器３５を使用する場合、自動分析装置１は、攪拌デバイスの発音体を湾曲させることで、超音波を偏向させてもよい。即ち、図１３に示す攪拌デバイス２５のように、電源２２によって駆動される発音体２６は、反応容器３５の内径ｄよりも大きい反応容器３５用の配置開口２６ａを有し、発した超音波が曲面の中心Ｃwに集束するように湾曲されている。このため、反応容器３５との間に配置する音響整合層２７は、発音体２６の内部形状と反応容器３５の外底面３５ａに対応する形状に成形されている。
【００４２】
このような攪拌デバイス２５を使用すると、図１３に示すように、発音体２６が発した超音波Ｗuは、中心Ｃwに集束するように音響整合層２７を進み、外底面３５ａから反応容器３５に入射する。そして、超音波Ｗuは、内底面３５ｂから液体試料ＳLに入射するときに、反応容器３５と液体試料ＳLとの音響インピーダンスの相違によって屈折する。ここで、超音波は、外底面３５ａから反応容器３５に入射する際に外底面３５ａでも屈折するが、音響インピーダンスの差が小さいため、反応容器３５と液体試料ＳLとの音響インピーダンスの差が大きい内底面３５ｂでの屈折に比べると無視しうる程に小さい。
【００４３】
このとき、反応容器３５は、図１３に示すように、内底面３５ｂの湾曲中心として中心Ｃcを有している。このため、中心Ｃwに集束するように音響整合層２７を進んで反応容器３５に入射した同じ発音体２６を発生源とする超音波Ｗuは、反応容器３５から出射するときに中心Ｃc側へ屈折して液体試料ＳL中の焦点Ｆに集束し、焦点Ｆで交わる。従って、反応容器３５は、図１３に示すように、超音波Ｗuが焦点Ｆに局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このとき、反応容器３５は、液体試料ＳL中の焦点Ｆにおける音圧が最大となっている。この結果、反応容器３５は、内壁３５ｃ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を循環する左右対称な２つの循環流Ｆcからなる対流が液体試料ＳL中に発生し、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。
【００４４】
ここで、発音体２６は、反応容器３５の内径ｄよりも大きい反応容器３５用の配置開口２６ａを有している。このため、反応容器３５は、音響整合層２７のどこに配置してもよく、例えば、図１４に示すように、鉛直方向に対して傾斜させると共に、右方へ変位させて音響整合層２７に配置してもよい。このため、反応容器３５を反応容器３５に対してこのように配置すると、発音体２６が発し、音響整合層２７を通って反応容器３５に入射した同じ発音体２６を発生源とする超音波Ｗuは、内底面３５ｂから液体試料ＳLに入射するときに、反応容器３５と液体試料ＳLとの音響インピーダンスの相違によって屈折し、液体試料ＳL中の焦点Ｆに集束し、焦点Ｆで交わる。この結果、反応容器３５は、超音波Ｗuが焦点Ｆに局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このときの焦点Ｆは、図１４に示すように、反応容器３５の中央から僅かに左下側に変位した位置にあり、この部分において音圧が最大となる。この結果、反応容器３５は、内壁３５ｃ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を循環する時計廻りの循環流Ｆcが液体試料ＳL中に発生し、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。
【００４５】
一方、攪拌デバイス２５は、発音体２６を湾曲させることで、超音波を偏向させていることから、反応容器は内底面及び外底面の双方を湾曲面とする必要はない。即ち、攪拌デバイス２５は、図１５に示すように、反応容器３５に代えて実施の形態１の反応容器７を用いてもよい。
【００４６】
上述の説明から明らかなように、実施の形態２の反応容器は、内底面及び外底面を偏向部として使用するので、実施の形態１の効果に加えて、超音波を偏向させて液体試料中で交わらせることにより、超音波がより局所的に集中した音場を液体試料内に効果的に形成することができる。
【００４７】
（実施の形態３）
次に、本発明の反応容器に係る実施の形態３を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、内底面を単一の湾曲面としたのに対し、実施の形態３の反応容器は内底面を二つの面から構成している。図１６は、実施の形態３の反応容器の斜視図である。図１７は、実施の形態３の反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。図１８は、反応容器の内底面における一部の超音波の屈折を説明する拡大図である。
【００４８】
反応容器３７は、図１６に示すように、底部を有する円筒容器であり、外底面３７ａ（図１７参照）が平面に成形され、偏向部となる内底面が半円の水平面３７ｂと水平面３７ｂに対して角度θ3（図１８参照）傾斜した傾斜面３７ｃとで構成されている。このため、反応容器３７を攪拌デバイス２０に位置決めすると、図１７に示すように、発音体２１が発した超音波は、音響整合層２４を介して外底面３７ａから鉛直上方に向かって入射する。このとき、反応容器３７は、偏向部となる内底面が水平面３７ｂと傾斜面３７ｃとで構成されている。
【００４９】
このため、発音体２１が発した超音波Ｗuは、図１８に示すように、水平面３７ｂに垂直に入射するため、水平面３７ｂでは直進して液体試料ＳLに入射するが、傾斜面３７ｃでは垂直から傾斜して入射するため、屈折して液体試料ＳLに入射する。従って、反応容器３７は、図１７に示すように、外底面３７ａから入射した同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが中央から右側に変位した液体試料ＳL中の部分に集束して交わり、超音波Ｗuが右側に局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このとき、反応容器３７は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが集束した部分における音圧が最大となっている。この結果、反応容器３７は、内壁３７ｄ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を反時計方向に循環する循環流Ｆcが液体試料ＳL中に生じ、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuが液体試料ＳL中で交わる位置は、図１７に示すように、循環流Ｆcの経路上に存在している。
【００５０】
このとき、反応容器３７内の液体試料は、図１９に示す鉛直方向の流速分布を有している。一方、反応容器３７内の液体試料は、図２０に示す高さごとの流速分布を有している。ここで、図１９は、反応容器３７の水平断面の中心を原点とし、横軸に半径方向の距離を、縦軸に流速を、それぞれ示している。一方、図２０は、反応容器３７の水平断面の中心を通る軸心と水平面３７ｂ及び傾斜面３７ｃの交線との交点を原点とし、縦軸に軸心における水平面３７ｂからの高さを、横軸に高さごとの流速を、それぞれ示している。図１９，図２０に示すように、液体試料ＳL中の流速は、超音波が交わる位置で最大となっている。このように、反応容器３７は、液体試料ＳL中に超音波Ｗuが局所的に集中した音場が形成される。このため、反応容器３７は、前記音場によって循環流Ｆcによって収容した液体試料ＳLが効率よく攪拌される。
【００５１】
ここで、反応容器は、内底面が二つの面から構成されていれば、図２１に示す第１の変形例である反応容器３９のように、底部を有する四角筒形状の容器でもよい。このとき、反応容器３９は、外底面３９ａが平面であり、偏向部となる内底面が水平面３９ｂと水平面３９ｂに対して傾斜した傾斜面３９ｃとで構成されている。このようにすると、用いる反応容器の形状面の自由度が増す。
【００５２】
また、反応容器は、内底面が二つの面から構成されていれば、内底面の一方が曲面であってもよい。即ち、図２２に示す第２の変形例である反応容器４１は、外底面４１ａ（図２３参照）が平面であり、偏向部となる内底面は、右半分が半円からなる水平面４１ｂと、左半分が曲面４１ｃとによって構成されている。
【００５３】
このため、反応容器４１は、図２３に示すように、攪拌デバイス２０に位置決めすると、発音体２１が発した超音波は、音響整合層２４を介して外底面４１ａから鉛直上方に向かって入射する。このとき、反応容器４１は、偏向部となる内底面が水平面４１ｂと曲面４１ｃとで構成されている。
【００５４】
このため、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuは、図２３に示すように、水平面４１ｂでは直進して液体試料ＳLに入射するが、曲面４１ｃでは屈折して液体試料ＳLに入射する。従って、反応容器４１は、図２３に示すように、外底面４１ａから入射した同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが中央から右側に変位した液体試料ＳL中の部分に集束して交わり、超音波Ｗuが右側に局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このとき、反応容器４１は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが集束した部分における音圧が最大となっている。この結果、反応容器４１は、内壁４１ｄ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を反時計方向に循環する循環流Ｆcが液体試料ＳL中に生じ、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuが液体試料ＳL中で交わる位置は、図２３に示すように、循環流Ｆcの経路上に存在している。
【００５５】
ここで、反応容器は、図２４に示す第３の変形例である反応容器４３のように、外底面４３ａが平面であり、偏向部となる内底面は、右半分が四角形の水平面４３ｂと、左半分が四角形が湾曲した曲面４３ｃとによって構成された四角筒形状の容器としてもよい。このようにすると、反応容器４３は、反応容器３９と同様に、容器形状の自由度が増す。
【００５６】
上述の説明から明らかなように、実施の形態３の反応容器は、偏向部となる内底面を二つの面から構成しているので、実施の形態１の効果に加えて、超音波を偏向させて液体試料中で交わらせることがより容易となり、超音波がより局所的に集中した音場を液体試料内に効果的に形成することができる。
【００５７】
（実施の形態４）
次に、本発明の反応容器に係る実施の形態４を図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態１〜３の反応容器は、内底面や外底面で超音波を屈折させたのに対し、実施の形態４の反応容器は壁内の音響インピーダンス分布を異ならせることによって超音波を壁内で屈折させている。図２５は、実施の形態４に係る反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。図２６は、攪拌デバイスが発した超音波が反応容器の壁内に形成した屈折層で屈折される様子を説明する断面図である。
【００５８】
反応容器４５は、図２５に示すように、外底面４５ａが平面であり、底壁４５ｂ内に偏向部となる音響屈折層４５ｃが形成されている。音響屈折層４５ｃは、反応容器４５に比べて音響インピーダンスが小さい部分で、外底面４５ａ側が半径Ｒの湾曲面の一部となっている。反応容器４５は、音響屈折層４５ｃを除いた部分を音響インピーダンス（密度，屈折率）の大きい素材、例えば、ＧｅＣｌ4，ＰＯＣｌ3，ＡｌＣｌ3，ＴｉＣｌ4等を添加したガラスで作っておき、音響屈折層４５ｃに対応する部分に音響インピーダンスの小さい合成樹脂等を埋め込んで、内底面４５ｄを水平に成形したものである。あるいは、この逆に、反応容器４５は、音響屈折層４５ｃを除いた部分をガラスで作っておき、音響屈折層４５ｃに対応する部分に音響インピーダンス（密度，屈折率）の大きい素材、例えば、ＢＢｒ3，ＳｉＦ4等を添加したガラスを埋め込んで成形してもよい。このため、反応容器４５は、音響屈折層４５ｃとして種々の素材を使用して製造することができ、用いる素材の自由度を高めることができる。
【００５９】
従って、反応容器４５は、図２５に示すように、攪拌デバイス２０に位置決めすると、発音体２１が発した超音波は、音響整合層２４を介して外底面４５ａから鉛直上方に向かって入射する。このとき、反応容器４５は、底壁４５ｂ内に偏向部となる音響屈折層４５ｃが形成されている。このため、発音体２１が発した超音波Ｗuは、図２６に示すように、外底面４５ａに垂直に入射した後、音響屈折層４５ｃで入射角に応じて屈折され、内底面４５ｄで更に屈折されて液体試料ＳLに入射する。従って、反応容器４５は、図２５に示すように、外底面４５ａから入射した同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが液体試料ＳLの中央部分に集束して交わり、超音波Ｗuが中央に局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このとき、反応容器４５は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが集束した中央部分における音圧が最大となる。この結果、反応容器４５は、内壁４５ｅ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を循環する左右対称な２つの循環流Ｆcが液体試料ＳL中に対流となって生じ、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuが液体試料ＳL中で交わる位置は、図２５に示すように、循環流Ｆcの経路上に存在している。
【００６０】
ここで、反応容器は、底壁内に偏向部となる音響屈折層が形成されていれば、図２７に示す第１の変形例である反応容器４７のように、音響屈折層４７ｃの一部が角度θ4傾斜していてもよい。このとき、反応容器４７は、外底面４７ａが平面であり、内底面４７ｄが水平に成形されている。このため、反応容器４７は、図２７に示すように、発音体２１が発した超音波Ｗuの一部が音響屈折層４７ｃを通過する際に屈折される。このため、液体試料ＳLに入射した同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが液体試料ＳLの中央から右側に変位した部分に集束して交わり、反応容器４７は、超音波Ｗuが局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このとき、反応容器４７は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが集束した部分における音圧が最大となっている。この結果、反応容器４７は、内壁４７ｅ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を循環する循環流Ｆcが液体試料ＳL中に反時計方向に生じ、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuが液体試料ＳL中で交わる位置は、図２７に示すように、循環流Ｆcの経路上に存在している。
【００６１】
また、反応容器は、図２８に示す第２の変形例である反応容器４９のように、音響屈折層４９ｃの一部が湾曲していてもよい。このようにすると、反応容器４９は、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuの一部が音響屈折層４９ｃを通過する際に屈折され、反応容器４７と同様に、液体試料ＳL中に形成される超音波Ｗuが局所的に集中した音場によって循環流Ｆcが液体試料ＳL中に反時計方向に生じ、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。
【００６２】
更に、反応容器は、図２９に示す第３の変形例である反応容器５１のように、鉛直方向に対して角度θ5傾斜していてもよい。このように傾斜した反応容器５１は、攪拌デバイス２０を用いて発音体２１から超音波を発すると、音響整合層２４を通って外底面５１ａから入射した超音波は、音響屈折層５１ｃ及び内底面５１ｄで屈折されて液体試料ＳLに入射し、図２９に示すように、反応容器５１の中央から左側に変位した上部に集束して交わる。このため、反応容器５１は、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このとき、反応容器５１は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが局所的に集中した部分における音圧が最大となる。従って、反応容器５１は、図２９に示すように、液体試料ＳL中に内壁５１ｅ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を時計方向に循環する循環流Ｆcが発生し、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuは、図２９に示すように、液体試料ＳL中に発生する循環流Ｆcの経路上で交わる。
【００６３】
上述の説明から明らかなように、実施の形態４の反応容器は、壁内の音響インピーダンス分布を異ならせることによって超音波を屈折させるので、実施の形態１の効果に加えて、反応容器の形状を変えることなく、超音波を偏向させて液体試料中で交わらせることができ、超音波が局所的に集中した音場を液体試料内に効果的に形成することができる。
【００６４】
（実施の形態５）
次に、本発明の反応容器に係る実施の形態５を図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態１〜３の反応容器は、超音波を屈折させて集束させたのに対し、実施の形態５の反応容器は容器内面で超音波を反射させて集束させている。図３０は、実施の形態５に係る反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。図３１は、攪拌デバイスが発した超音波が反応容器の壁内で反射される様子を説明する図３０のＡ部拡大図である。
【００６５】
反応容器５３は、図３０に示すように、底部を有する四角筒状の容器であり、外底面５３ａ及び内底面５３ｂが平面に形成され、鉛直方向に対して角度θ6傾斜している。このため、反応容器５３は、攪拌デバイス２０を用いて発音体２１から超音波を発すると、音響整合層２４を通って外底面５３ａから入射した超音波は、そのまま容器５３を透過して液体試料ＳLに入射する。但し、反応容器５３は、鉛直方向に対して角度θ6傾斜しているので、液体試料ＳLに入射した超音波Ｗuの一部は側壁５３ｃの内面で反射され、図３０に示すように、反射していない超音波Ｗuと反応容器５３の中央から左側に変位した領域に集束して交わる。このため、反応容器５３は、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。
【００６６】
このとき、反応容器５３は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが交わる領域における音圧が最大となる。従って、反応容器５３は、図３０に示すように、液体試料ＳL中に側壁５３ｃの内面及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を時計方向に循環する循環流Ｆcが発生し、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuは、図３０に示すように、液体試料ＳL中に発生する循環流Ｆcの経路上で交わる。
【００６７】
このとき、反応容器５３は、側壁５３ｃの内面で超音波Ｗuの一部を反射させることによって発音体２１が発した超音波Ｗuを液体試料ＳL中で交わらせている。このため、反応容器５３は、図３１に示すように、側壁５３ｃで反射する超音波Ｗuに関し、反射角θRL（＝入射角θi）が臨界角よりも大きくなり、超音波Ｗuが全反射するように側壁５３ｃの傾斜する角度θ6を設定する。
【００６８】
ここで、反応容器は、容器内面で超音波を反射させて集束させることができれば、図３２に示す第１の変形例である反応容器５５のように、攪拌デバイス２０を設置した側壁５５ｃと対向する側壁５５ｄが鉛直方向に対して外方へ角度θ7傾斜していてもよい。このとき、反応容器５５は、外底面５５ａ及び内底面５５ｂが水平面に成形されている。
【００６９】
従って、反応容器５５は、攪拌デバイス２０を用いて発音体２１から超音波を発すると、音響整合層２４を通って側壁５５ｃに垂直に入射した超音波は、そのまま側壁５５ｃを透過して液体試料ＳLに入射する。但し、反応容器５５は、対向する側壁５５ｄが角度θ7傾斜している。このため、液体試料ＳLに入射した超音波Ｗuは、側壁５５ｄの内面で反射され、図３２に示すように、反射前の超音波Ｗuと反応容器５５の中央から右側に変位した領域Ａiに集束して交わる。
【００７０】
このとき、反応容器５５は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが交わる領域Ａiにおける音圧が最大となる。この結果、反応容器５５は、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成され、図３２に示すように、液体試料ＳL中に側壁５５ｃ，５５ｄの内面及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を反時計方向に循環する循環流Ｆcが発生する。これにより、反応容器５５は、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuは、図３２に示すように、液体試料ＳL中に発生する循環流Ｆcの経路上で交わる。
【００７１】
ここで、反応容器５５は、図３２のＢ部を拡大した図３３に示すように、側壁５５ｄで反射する超音波Ｗuに関し、反射角θRL（＝入射角θi）が臨界角よりも大きくなり、超音波Ｗuが全反射するように側壁５５ｄの傾斜する角度θ7を設定する。
【００７２】
また、反応容器は、図３４に示す第２の変形例である反応容器５７のように、攪拌デバイス２０を設置した側壁５７ｃが鉛直方向に対して内方へ角度θ8傾斜し、側壁５７ｃと対向する側壁５７ｄが鉛直方向に対して外方へ角度θ9傾斜していてもよい。このとき、反応容器５７は、外底面５７ａ及び内底面５７ｂが水平に成形されている。また、反応容器５７は、側壁５７ｄで反射する超音波に関し、反射角が臨界角よりも大きくなり、超音波が全反射するように側壁５７ｃ，５７ｄの傾斜する角度θ8，θ9が設定されている。
【００７３】
従って、反応容器５７は、攪拌デバイス２０を用いて発音体２１から超音波を発すると、音響整合層２４を通って側壁５７ｃに垂直に入射した超音波は、そのまま側壁５７ｃを透過して液体試料ＳLに入射する。但し、反応容器５７は、側壁５７ｃが角度θ8、対向する側壁５７ｄが角度θ9傾斜しているので、液体試料ＳLに入射した超音波Ｗuは側壁５７ｄの内面で反射され、図３４に示すように、反射前の超音波Ｗuと反応容器５７の中央から右側下部に変位した領域Ａiで集束して交わる。
【００７４】
このとき、反応容器５７は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが交わる領域Ａiにおける音圧が最大となる。このため、反応容器５７は、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成され、図３４に示すように、液体試料ＳL中に側壁５７ｃ，５７ｄの内面及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を反時計方向に循環する循環流Ｆcが発生する。これにより、反応容器５７は、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuは、図３４に示すように、液体試料ＳL中に発生する循環流Ｆcの経路上で交わる。
【００７５】
さらに、反応容器は、図３５に示す第３の変形例である反応容器５９のように、攪拌デバイス２０を設置した側壁５９ｃが鉛直方向に対して内方へ傾斜し、液体試料に入射した超音波が内底面５９ｂで反射するようにしてもよい。このとき、反応容器５９は、外底面５９ａ及び内底面５９ｂが水平に成形されている。
【００７６】
従って、反応容器５９は、図３５に示すように、発音体２１が発した超音波が中央から内底面５９ｂ側に変位した領域Ａiで集束して交わる。このとき、反応容器５９は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが交わる領域Ａiにおける音圧が最大となる。このため、反応容器５９は、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成され、図３５に示すように、液体試料ＳL中に側壁５９ｃ，５９ｄの内面及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を反時計方向に循環する循環流Ｆcが発生する。これにより、反応容器５９は、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuは、図３５に示すように、液体試料ＳL中に発生する循環流Ｆcの経路上で交わる。
【００７７】
一方、反応容器は、図３６に示す第４の変形例である反応容器６１のように、攪拌デバイス２０を設置した側壁６１ｃと対向配置された側壁６１ｄ内に鉛直方向に対して上部が外方へ傾斜した表面を有する反射層６１ｅを形成し、液体試料から側壁６１ｄに入射した超音波を反射層６１ｅで反射するようにしてもよい。このとき、反応容器６１は、側壁６１ｃ，６１ｄが鉛直であり、反射層６１ｅは、実施の形態４の反応容器に形成した音響屈折層と同様にして形成する。また、反応容器６１は、外底面６１ａ及び内底面６１ｂが水平に成形されている。
【００７８】
従って、反応容器６１は、攪拌デバイス２０を用いて発音体２１から超音波を発すると、音響整合層２４を通って側壁６１ｃに垂直に入射した超音波は、そのまま側壁６１ｃを透過して液体試料ＳLに入射する。このとき、反応容器６１は、側壁６１ｃ，６１ｄが鉛直（平行）である。このため、液体試料ＳLを透過した超音波Ｗuは、側壁６１ｄに垂直に入射し、傾斜している反射層６１ｅの表面で反射された後、側壁６１ｄと液体試料ＳLとの界面で屈折して液体試料ＳLに出射する。
【００７９】
従って、液体試料ＳLに入射した超音波Ｗuは、図３６に示すように、反射層６１ｅで反射した超音波Ｗuと反応容器５７の中央から右側上部に変位した領域Ａiで集束して交わる。このとき、反応容器６１は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが交わる領域Ａiにおける音圧が最大となる。このため、反応容器６１は、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成され、図３６に示すように、液体試料ＳL中に側壁６１ｃ，６１ｄの内面及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を反時計方向に循環する循環流Ｆcが発生する。これにより、反応容器６１は、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuは、図３６に示すように、液体試料ＳL中に発生する循環流Ｆcの経路上で交わる。
【００８０】
上述の説明から明らかなように、実施の形態５の反応容器は、容器内面で超音波を反射させて集束させるので、実施の形態１の効果に加えて、側壁の傾斜角度等を含めて反応容器を所定形状とすることにより、超音波がより局所的に集中した音場を液体試料内に効果的に形成することができる。
【００８１】
（実施の形態６）
次に、本発明の反応容器に係る実施の形態６を図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態１〜５の反応容器は、同じ発音体が供給した超音波の少なくとも一部を偏向させて超音波を液体試料中で交わらせていた。これに対し、実施の形態６の反応容器は、二つの発音体を用い、各発音体が発した超音波の少なくとも一部を偏向させて超音波を液体試料中で交わらせている。図３７は、実施の形態６に係る反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。
【００８２】
反応容器６５は、図３７に示すように、底部を有する四角筒状の容器であり、第１攪拌デバイス２０Ａに載置される外底面６５ａが平面に成形され、偏向部となる内底面が水平面６５ｂと湾曲面６５ｃとで構成されている。また、反応容器６５は、側壁６５ｄに第２攪拌デバイス２０Ｂが設置され、側壁６５ｄと対向する側壁６５ｅが鉛直方向に対して外方へ傾斜している。このため、反応容器６５は、第１攪拌デバイス２０Ａの発音体２１が発した超音波が外底面６５ａから鉛直上方に向かって入射する。このとき、反応容器６５は、偏向部となる内底面が水平面６５ｂと湾曲面６５ｃとで構成されている。このため、第１攪拌デバイス２０Ａの発音体２１が発した超音波Ｗuは、図３７に示すように、水平面６５ｂでは直進して液体試料ＳLに入射するが、湾曲面６５ｃでは屈折して液体試料ＳLに入射する。従って、反応容器６５は、図３７に示すように、外底面３７ａから入射した超音波Ｗuが中央から右側に変位した液体試料ＳL中の部分に集束して交わる。
【００８３】
一方、第２攪拌デバイス２０Ｂの発音体２１が発した超音波は、音響整合層２４を通って側壁６５ｄに垂直に入射し、そのまま側壁６５ｄを透過して液体試料ＳLに入射する。そして、液体試料ＳLに入射した超音波Ｗuは、側壁６５ｄの内面で反射され、図３７に示すように、反射前の超音波Ｗuと反応容器６５の中央から右側に変位した領域に集束して交わる。この結果、反応容器６５は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが交わる部分や領域における音圧が最大となる。このため、反応容器６５は、外底面６５ａから入射した第１攪拌デバイス２０Ａの発音体２１を発生源とする超音波Ｗuによって内壁６５ｄ，６５ｅに沿って液体試料ＳL内を反時計方向に循環する第１循環流Ｆc1が液体試料ＳL中に生じる。また、反応容器６５は、側壁６５ｄから入射した第２攪拌デバイス２０Ｂの発音体２１を発生源とする超音波Ｗuによって内壁６５ｄ，６５ｅ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を反時計方向に循環する第２循環流Ｆc2が液体試料ＳL中に生じる。このため、反応容器６５は、収容した液体試料ＳLが第１循環流Ｆc1と第２循環流Ｆc2とによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuが液体試料ＳL中で交わる位置は、図３７に示すように、第１循環流Ｆc1や第２循環流Ｆc2の経路上に存在している。
【００８４】
上述の説明から明らかなように、実施の形態６の反応容器は、二つの発音体を用いるので、実施の形態１の効果に加えて、超音波がより局所的に集中した音場を液体試料内に効果的に形成することができる。
【００８５】
なお、上記各実施の形態は、攪拌デバイスの発音体としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる超音波振動子を用いた場合について説明した。しかし、音波が局所的に集中した音場を液体試料中に形成し、液体試料に循環流を発生させて攪拌することができれば、櫛型電極（ＩＤＴ: Inter Digital Transducers）を基板表面に形成した圧電振動子を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上のように、本発明にかかる分析装置、攪拌方法及び反応容器は、自動分析装置において検体と試薬とを含む液体試料をキャリーオーバーを生ずることなく攪拌するのに有用である。
【００８７】
上述の説明によれば、以下の付記に挙げる各項およびそれらの項を任意に組み合わせた発明が得られる。
【００８８】
〔付記〕
（付記項１） 検体と試薬とを含む液体試料を反応容器内で攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、前記反応容器に形成され、前記液体試料を保持し、音波を前記液体試料中で交わらせることにより、前記音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成するように、前記反応容器に供給される音波の少なくとも一部を偏向させる偏向部と、前記反応容器の外側に配置され、当該反応容器に音波を供給する発音体と、を備え、前記音場によって発生する前記液体試料中の循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする分析装置。
【００８９】
（付記項２） 前記発音体と前記反応容器との間には、さらに音響整合層が配置されていることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９０】
（付記項３） 前記反応容器は、前記発音体が発する音波の位相整合条件及び振幅整合条件を満たし、３４０〜８００ｎｍの波長領域に含まれる光の８０％以上を透過する材料からなることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９１】
（付記項４） 前記発音体は、超音波領域の周波数を含む音波を発することを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９２】
（付記項５） 前記循環流は、前記反応容器の内壁及び前記液体試料の気液界面に沿って前記液体試料の外周近傍を循環する流れであることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９３】
（付記項６） 前記液体試料は、前記音波が交わる位置において音圧が最大であることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９４】
（付記項７） 前記音波は、前記液体試料中で集束する部分で交わることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９５】
（付記項８） 前記音波は、前記反応容器の中央から変位し、前記液体試料中に発生する循環流の経路上で交わることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９６】
（付記項９） 前記音波は、前記液体試料が異なる比重を有する複数の液体からなるときには、下層の液体中で交わることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９７】
（付記項１０）前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する部分として内底面を含むことを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９８】
（付記項１１） 前記発音体は、前記音波が通過する前記反応容器の外底面よりも大きい面積を有することを特徴とする付記項１０に記載の分析装置。
【００９９】
（付記項１２） 前記偏向部は、前記液体試料が接する壁であり、当該壁の形状或いは当該壁内における音響インピーダンス分布の相違に基づいて前記音波を集束する方向に偏向させ、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成することを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【０１００】
（付記項１３） 前記発音体は、略同一方向に前記音波を発することを特徴とする付記項１２に記載の分析装置。
【０１０１】
（付記項１４） 前記発音体は、前記音波を発する部分が平面であることを特徴とする付記項１３に記載の分析装置。
【０１０２】
（付記項１５） 前記反応容器は、入射する前記音波の方向に対して外面が略垂直であることを特徴とする付記項１４に記載の分析装置。
【０１０３】
（付記項１６） 前記反応容器は、前記音波が入射する外面が平面であることを特徴とする付記項１５に記載の分析装置。
【０１０４】
（付記項１７） 前記反応容器は、前記偏向部となる前記壁の内面及び／又は内部での前記音波の屈折によって音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成することを特徴とする付記項１２に記載の分析装置。
【０１０５】
（付記項１８） 前記反応容器は、前記壁の内面における法線の向きが、前記音波の前記液体試料への入射位置によって異なっていることを特徴とする付記項１７に記載の分析装置。
【０１０６】
（付記項１９） 前記壁の内面は、前記音波が前記反応容器から前記液体試料へ入射する各入射位置において、入射角が臨界角よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする付記項１８に記載の分析装置。
【０１０７】
（付記項２０） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する前記壁の内面が鉛直下方に凹の曲面に成形されていることを特徴とする付記項１８に記載の分析装置。
【０１０８】
（付記項２１） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する前記壁の内面が、曲面と平面との組み合わせによって構成されていることを特徴とする付記項１８に記載の分析装置。
【０１０９】
（付記項２２） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する前記壁の内面が平面に形成されていることを特徴とする付記項１７に記載の分析装置。
【０１１０】
（付記項２３） 前記反応容器は、前記偏向部となる前記壁の内面或いは前記壁内における前記音波の反射によって音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成することを特徴とする付記項１２に記載の分析装置。
【０１１１】
（付記項２４） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する前記壁の内面における入射角が臨界角よりも小さく設定されていることを特徴とする付記項２３に記載の分析装置。
【０１１２】
（付記項２５） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する前記壁の内面が平面であることを特徴とする付記項２３に記載の分析装置。
【０１１３】
（付記項２６） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する前記壁の第１の内面と前記液体試料に入射した前記音波が最初に反射する前記壁の第２の内面とが非平行であることを特徴とする付記項２３に記載の分析装置。
【０１１４】
（付記項２７） 前記反応容器は、前記第２の内面に対する前記音波の入射角が臨界角よりも大きく設定されていることを特徴とする付記項２６に記載の分析装置。
【０１１５】
（付記項２８） 前記発音体は、前記反応容器に供給する音波が前記液体試料中で交わるように偏向させて集束させることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【０１１６】
（付記項２９） 前記発音体は、前記反応容器内において前記音波を集束させることを特徴とする付記項２８に記載の分析装置。
【０１１７】
（付記項３０） 前記発音体は、前記音波を発する部分が凹曲面であることを特徴とする付記項２９に記載の分析装置。
【０１１８】
（付記項３１） 前記反応容器は、前記発音体が発した音波が入射する外面が凸曲面であることを特徴とする付記項２８に記載の分析装置。
【０１１９】
（付記項３２） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する前記壁の内面における入射角が臨界角よりも小さいことを特徴とする付記項３１に記載の分析装置。
【０１２０】
（付記項３３） 前記反応容器は、外面或いは内面において音波を屈折して偏向させることを特徴とする付記項２８に記載の分析装置。
【０１２１】
（付記項３４） 反応容器に保持された検体と試薬とを含む液体試料を攪拌する攪拌方法であって、前記反応容器の外側から前記反応容器に音波を供給する工程と、前記音波の少なくとも一部を偏向させて前記音波を前記液体試料中で交わらせ、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成する工程と、前記音場によって前記液体試料中に循環流を発生させる工程と、を含み、前記循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする攪拌方法。
【０１２２】
（付記項３５） 前記音波は、前記液体試料が異なる比重を有する複数の液体からなるときには、下層の液体中で交わることを特徴とする付記項３４に記載の攪拌方法。
【０１２３】
（付記項３６） 前記音波は、前記反応容器の壁の形状或いは当該壁内の音響インピーダンス分布の相違によって集束する方向に偏向され、前記液体試料中で交わることを特徴とする付記項３４に記載の攪拌方法。
【０１２４】
（付記項３７） 前記音波は、最初に前記液体試料へ入射する前記反応容器の壁の内面或いは前記反応容器の壁内における屈折によって集束する方向に偏向され、前記液体試料中で交わることを特徴とする付記項３６に記載の攪拌方法。
【０１２５】
（付記項３８） 前記音波は、最初に前記液体試料へ入射する前記反応容器の壁の内面或いは前記壁内における反射によって偏向され、当該液体試料に入射した前記音波と前記内壁面或いは前記壁内で反射した前記音波とが前記液体試料中で交わることを特徴とする付記項３６に記載の攪拌方法。
【０１２６】
（付記項３９） 前記音波は、前記反応容器へ向かう少なくとも一部を偏向させて前記液体試料中で交わらせることを特徴とする付記項３４に記載の攪拌方法。
【０１２７】
（付記項４０） 前記音波は、最初に前記液体試料へ入射する部分として前記反応容器の内底面を含むことを特徴とする付記項３４に記載の攪拌方法。
【０１２８】
（付記項４１） 前記音波は、当該音波が通過する前記反応容器の外面よりも広い領域から発せられることを特徴とする付記項４０に記載の攪拌方法。
【０１２９】
（付記項４２） 前記音波は、前記反応容器の外面或いは内面において偏向されることを特徴とする付記項３４に記載の攪拌方法。
【０１３０】
（付記項４３） 検体と試薬とを含む液体試料を攪拌して反応させる際に使用する反応容器であって、外側から供給される音波を前記液体試料中で交わらせることにより、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成するように前記音波の少なくとも一部を偏向させる偏向部を有し、前記音場によって発生する前記液体試料中の循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする反応容器。
【０１３１】
（付記項４４） 前記偏向部は、前記反応容器の中央から変位し、前記液体試料中に発生する循環流の経路上で前記音波を交わらせることを特徴とする付記項４３に記載の反応容器。
【０１３２】
（付記項４５） 前記偏向部音波は、前記液体試料が異なる比重を有する複数の液体からなるときには、下層の液体中で前記音波を交わらせることを特徴とする付記項４３に記載の反応容器。
【０１３３】
（付記項４６） 前記偏向部は、前記液体試料が接する前記反応容器の壁であり、当該壁の形状或いは当該壁内の音響インピーダンス分布の相違に基づく屈折によって前記音波を集束する方向に偏向させ、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成することを特徴とする付記項４３に記載の反応容器。
【０１３４】
（付記項４７） 前記偏向部は、前記液体試料が接する前記反応容器の壁であり、当該壁の形状或いは当該壁内の音響インピーダンス分布の相違に基づく反射によって前記音波を集束する方向に偏向させ、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成することを特徴とする付記項４３に記載の反応容器。
【０１３５】
（付記項４８） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する部分として内底面を含むことを特徴とする付記項４３に記載の反応容器。
【０１３６】
（付記項４９） 前記反応容器は、供給される音波を受ける外面が当該音波を供給する領域よりも狭いことを特徴とする付記項４８に記載の反応容器。
【０１３７】
（付記項５０） 前記反応容器は、前記音波を外面或いは内面において偏向することを特徴とする付記項４３に記載の反応容器。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る分析装置の一例を示す自動分析装置の概略構成図である。
【図２】図１の自動分析装置で用いる本発明の実施の形態１に係る反応容器の斜視図である。
【図３】本発明の攪拌方法を実施する攪拌デバイスを反応容器と共に示す概略構成図である。
【図４】液体試料の攪拌方法を説明するフローチャートである。
【図５】攪拌デバイスが発した超音波の屈折を説明する断面図である。
【図６】反応容器における液体試料の鉛直方向の流速分布を示す図である。
【図７】反応容器における液体試料の高さごとの流速分布を示す図である。
【図８−１】容量が大きい反応容器の内底面の半径を示す断面図である。
【図８−２】容量が小さい反応容器の内底面の半径を示す断面図である。
【図９】異なる比重を有する複数の液体を攪拌する反応容器における、音波の交わる位置を説明する断面図である。
【図１０】実施の形態１に係る反応容器の第１の変形例を示す斜視図である。
【図１１】実施の形態１に係る反応容器の第２の変形例を示す斜視図である。
【図１２】実施の形態２の反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図１３】図１２に示す反応容器の液体試料を攪拌する他の攪拌デバイスの構造を示す図である。
【図１４】図１３に示す攪拌デバイスにおける反応容器の他の使用例を示す図である。
【図１５】反応容器の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図１６】実施の形態３の反応容器の斜視図である。
【図１７】実施の形態３の反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図１８】反応容器の内底面における一部の超音波の屈折を説明する拡大図である。
【図１９】反応容器における液体試料の鉛直方向の流速分布を示す図である。
【図２０】反応容器における液体試料の高さごとの流速分布を示す図である。
【図２１】実施の形態３に係る反応容器の第１の変形例を示す斜視図である。
【図２２】実施の形態３に係る反応容器の第２の変形例を示す斜視図である。
【図２３】図２２の第２の変形例に係る反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図２４】実施の形態３に係る反応容器の第３の変形例を示す斜視図である。
【図２５】実施の形態４に係る反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図２６】攪拌デバイスが発した超音波が反応容器の壁内に形成した屈折層で屈折される様子を説明する断面図である。
【図２７】実施の形態４に係る反応容器の第１の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図２８】実施の形態４に係る反応容器の第２の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図２９】実施の形態４に係る反応容器の第３の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図３０】実施の形態５に係る反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図３１】攪拌デバイスが発した超音波が反応容器の壁内で反射される様子を説明する図３０のＡ部拡大図である。
【図３２】実施の形態５に係る反応容器の第１の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図３３】攪拌デバイスが発した超音波が反応容器の壁内で反射される様子を説明する図３２のＢ部拡大図である。
【図３４】実施の形態５に係る反応容器の第２の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図３５】実施の形態５に係る反応容器の第３の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図３６】実施の形態５に係る反応容器の第４の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図３７】実施の形態６に係る反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。
【符号の説明】
【０１３９】
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 反応テーブル
７ 反応容器
８ 光源
９ 受光素子
１１ 排出装置
１３ 試薬分注機構
１５ 試薬テーブル
１６ 試薬容器
１７ 読取装置
１８ 判断部
１９ 分析部
２０，２５ 攪拌デバイス
２０Ａ 第１攪拌デバイス
２０Ｂ 第２攪拌デバイス
２１，２６ 発音体
２２ 電源
２３ コントローラ
２４，２７ 音響整合層
３１，３３，３５ 反応容器
３７，３９，４１ 反応容器
４３，４５，４７ 反応容器
４９，５１，５３ 反応容器
５５，５７，５９ 反応容器
６１，６３，６５ 反応容器
Ｃc 反応容器内底面の湾曲中心
Ｃw 発音体の集束点
Ｆ 焦点
Ｆc 循環流
Ｉf 気液界面
Ｌ1，Ｌ2 液体
ＳL 液体試料
Ｗu 超音波
θ1〜θ9 傾斜角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析装置、攪拌方法及び反応容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液等の生体試料を分析する自動分析装置は、検体の一部が次の検体の検査に持ち越されて分析結果に影響を及ぼすいわゆるキャリーオーバーを回避して精度の高い測定を行うため、試薬と検体とを含む液体試料を非接触で攪拌するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動分析装置は、液体試料を非接触で攪拌するために、前記液体試料を収容した反応容器の鉛直方向に沿って複数の圧電素子を一列に並べ、最下部の圧電素子が発生した超音波を反射して底部から液面に照射する反射部材を前記反応容器の下部に配置している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４２１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の自動分析装置は、前記液体試料の液面位置に存在する圧電素子を駆動し、この圧電素子が発生した水平に入射する超音波の音響放射圧と、最下部の圧電素子が発生し、反射部材で反射されて反応容器の下部から鉛直上方に入射した超音波の音響放射圧とによって前記液体試料中に旋回流を形成して攪拌を行っている。このため、特許文献１の自動分析装置は、前記液体試料の液面位置を検知する検知手段が必要であり、検知した液面位置に対応した圧電素子を駆動する必要上、構造や制御が複雑になるという問題があった。
【０００５】
また、液体試料中に旋回流を効率よく形成するためには、音圧が強く作用する領域と、音圧が弱く作用する領域が液体試料中に存在する先鋭的な強度分布、即ち、音波が局所的に集中した音場を液体試料中に形成することが好ましい。この場合、特許文献１の自動分析装置は、少ない検体量で分析する目的から反応容器を小型化すると、圧電素子や反射部材に対する反応容器の位置決めが難しくなる。しかも、特許文献１の自動分析装置は、反応容器が圧電素子よりも小さくなった場合、音響レンズ等の音波集束手段を用いないと、液体試料中に音波が局所的に集中した先鋭的な強度分布を有する音場を形成することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、構造が簡単で、反応容器の位置決めが容易であり、音波を局所的に集中させて液体試料を効率よく攪拌することが可能な分析装置、攪拌方法及び反応容器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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に係る分析装置は、検体と試薬とを含む液体試料を反応容器内で攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、前記反応容器に形成され、前記液体試料を保持し、音波を前記液体試料中で交わらせることにより、前記音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成するように、前記反応容器に供給される音波の少なくとも一部を偏向させる偏向部と、前記反応容器の外側に配置され、当該反応容器に音波を供給する発音体と、を備え、前記音場によって発生する前記液体試料中の循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする。
【０００８】
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２に係る攪拌方法は、反応容器に保持された検体と試薬とを含む液体試料を攪拌する攪拌方法であって、前記反応容器の外側から前記反応容器に音波を供給する工程と、前記音波の少なくとも一部を偏向させて前記音波を前記液体試料中で交わらせ、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成する工程と、前記音場によって前記液体試料中に循環流を発生させる工程と、を含み、前記循環流により前記液体試料を攪拌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３に係る反応容器は、検体と試薬とを含む液体試料を攪拌して反応させる際に使用する反応容器であって、外側から供給される音波を前記液体試料中で交わらせることにより、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成するように前記音波の少なくとも一部を偏向させる偏向部を有し、前記音場によって発生する前記液体試料中の循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる分析装置、攪拌方法及び反応容器は、構造が簡単で、反応容器の分析装置に対する位置決めが容易であり、音波を局所的に集中させて液体試料を効率よく攪拌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】
【００１１】
（実施の形態１）
以下、本発明の分析装置、攪拌方法及び反応容器に係る実施の形態１を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の分析装置の一例を示す自動分析装置の概略構成図である。図２は、図１の自動分析装置で用いる本発明の反応容器の斜視図である。図３は、本発明の攪拌方法を実施する攪拌デバイスを反応容器と共に示す概略構成図である。
【００１２】
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、反応テーブル６及び試薬テーブル１５が互いに離間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ている。また、自動分析装置１は、検体テーブル３と反応テーブル６との間に検体分注機構５が設けられ、反応テーブル６と試薬テーブル１５との間には試薬分注機構１３が設けられている。
【００１３】
検体テーブル３は、図１に示すように、駆動手段（図示せず）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。
【００１４】
検体分注機構５は、検体を後述する反応容器７に分注する手段であり、検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次後述する反応容器７に分注する。
【００１５】
反応テーブル６は、図１に示すように、駆動手段（図示せず）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６ａが複数設けられている。各収納室６ａは、検体を試薬と反応させる反応容器７が着脱自在に収納される。また、反応テーブル６には、光源８及び排出装置１１が設けられている。光源８は、試薬と検体とが反応した反応容器７内の液体試料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光は、反応容器７内の液体試料を透過し、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。受光素子９は、判断部１８を介して分析部１９に接続されている。分析部１９は、反応容器７内の液体試料の吸光度に基づいて検体の成分や濃度等を分析する。一方、排出装置１１は、図示しない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試料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。
【００１６】
試薬分注機構１３は、試薬を反応容器７に分注する手段であり、後述する試薬テーブル１５の所定の試薬容器１６から試薬を順次反応容器７に分注する。
【００１７】
試薬テーブル１５は、図１に示すように、図示しない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１５ａが周方向に沿って複数設けられている。各収納室１５ａは、試薬容器１６が着脱自在に収納される。複数の試薬容器１６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。
【００１８】
ここで、試薬テーブル１５の外周部には、試薬容器１６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、判断部１８へ出力する読取装置１７が設置されている。判断部１８は、受光素子９，排出装置１１及び読取装置１７と接続され、例えば、マイクロコンピュータ等が使用される。
【００１９】
以上のように構成される自動分析装置１は、回転する反応テーブル６によって周方向に沿って搬送されてくる反応容器７に検体分注機構５が検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次分注する。検体が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって試薬分注機構１３の近傍へ搬送されて所定の試薬容器１６から試薬が分注される。そして、試薬が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって周方向に沿って搬送される間に試薬と検体とが攪拌されて反応し、光源８と受光素子９との間を通過する。このとき、反応容器７内の液体試料は、受光素子９によって測光され、分析部１９によって成分や濃度等が分析される。そして、分析が終了した反応容器７は、排出装置１１によって反応終了後の液体試料が排出されて図示しない洗浄装置によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。
【００２０】
このとき、自動分析装置１は、反応テーブル６によって周方向に沿って搬送される反応容器７内の液体試料を攪拌デバイスによって攪拌し、試薬と検体とを反応させる。この液体試料の攪拌に用いる反応容器７と本発明の攪拌方法を実行する攪拌デバイスを以下に説明する。
【００２１】
反応容器７は、図２に示すように、底部を有する円筒容器であり、外底面７ａが平面に形成され、偏向部となる内底面７ｂは下方に凹の湾曲面に成形されている。反応容器７は、後述する発音体２１が発する超音波の位相整合条件及び振幅整合条件を満たし、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、自動分析装置１に組み込まれた図３に示す攪拌デバイス２０によって保持した液体試料が攪拌される。
【００２２】
攪拌デバイス２０は、試薬分注機構１３が反応容器７に試薬を分注する位置と互いに対向配置される光源８，受光素子９との間の収納室６ａ下部に配置されており、図３に示すように、発音体２１、電源２２、コントローラ２３及び音響整合層２４を有している。
【００２３】
発音体２１は、偏向部となる内底面７ｂの近傍に配置され、反応容器７に超音波を供給するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる超音波振動子である。発音体２１は、反応容器７の内径ｄよりも大きい直径Ｄ（＞ｄ）の円板状に成形され、超音波を発する上面が平面であって、鉛直方向上方へ超音波を発する。電源２２は、発音体２１を駆動する交流電源である。コントローラ２３は、電源２２を制御して発音体２１が発する超音波の特性（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。音響整合層２４は、反応容器７と発音体２１との間の音響インピーダンスを最適化する手段で、エポキシ樹脂等の接着剤やシェラック等の他、ジェルや液体等を使用することができる。音響整合層２４は、超音波の伝達効率を上げるため、発音体２１が発する周波数の波長λに対して厚みがλ／４となるように調整する。
【００２４】
以下、攪拌デバイス２０による液体試料の攪拌方法を説明する。図４は、液体試料の攪拌方法を説明するフローチャートである。図５は、攪拌デバイスが発した超音波の屈折を説明する断面図である。
【００２５】
先ず、本発明の攪拌方法は、攪拌デバイス２０を用いてコントローラ２３による制御の下に電源２２によって発音体２１を駆動し、図４に示すように、反応容器７に向けて超音波を発する（ステップＳ１００）。これにより、発音体２１から出射された超音波は、音響整合層２４を通って外底面７ａから反応容器７に入射される。
【００２６】
このようにして反応容器７に入射した超音波は、反応容器７と液体試料との間の音響インピーダンスの相違によって偏向部となる内底面７ｂで屈折して液体試料に出射される。このとき、反応容器７は、偏向部となる内底面７ｂが超音波を集束する方向に偏向させ、超音波が液体試料中で交わるように湾曲面に成形されている。このため、図５に示すように、入射角θiで内底面７ｂに入射した超音波Ｗuは、法線Ｈに対して角度θr（＝屈折角）で屈折する。但し、超音波Ｗuは、入射角θiが臨界角以上になると内底面７ｂで全反射してしまい、液体試料側へ屈折しなくなる。従って、内底面７ｂは、球面を使用するときには、半球面よりも狭い範囲、即ち、中心角が１８０°よりも小さい範囲の湾曲面に成形し、入射角θiが臨界角よりも小さくなるようにする。
【００２７】
また、反応容器７は、内底面７ｂが焦点Ｆを中心とする半径Ｒの湾曲面の一部であるので、超音波Ｗuの入射位置によって入射角θiの大きさが異なり、発音体２１が発した超音波Ｗuは、内底面７ｂから液体試料へ入射する際の屈折角θrが中央側で小さく（中央では屈折角θr＝０）、外周側で大きくなる。このため、反応容器７の底部から液体試料へ入射した超音波Ｗuは、同じ発生源である発音体２１から出射されているにも拘わらず、図５に示すように、液体試料中の焦点Ｆに集束し、焦点Ｆで交わる。
【００２８】
この結果、発音体２１が発した超音波Ｗuは、反応容器７から液体試料ＳLに入射する際に偏向部となる内底面７ｂで屈折し、図３に示すように、液体試料ＳL中で交わる。本発明の攪拌方法は、このようにして超音波Ｗuが局所的に集中した音場を液体試料ＳL中に形成する（ステップＳ１０２）。このため、反応容器７は、前記音場により、音波が交わる焦点Ｆ（図５参照）において音圧が最大となり、図３に示すように、反応容器７の内壁７ｃ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を循環する左右対称な２つの循環流Ｆcからなる対流が液体試料ＳL中に発生する。このように、本発明の攪拌方法は、超音波Ｗuが局所的に集中した前記音場により、液体試料ＳL中に循環流Ｆcを発生させる（ステップＳ１０４）。
【００２９】
このとき、反応容器７内の液体試料は、図６に示す鉛直方向の流速分布を有している。一方、反応容器７内の液体試料は、図７に示す高さごとの流速分布を有している。ここで、図６は、焦点Ｆを原点とし、横軸に焦点Ｆを中心とする半径方向の距離を、縦軸に流速を、それぞれ示している。一方、図７は、反応容器７の焦点Ｆを通る軸心における内底面７ｂを原点とし、縦軸に軸心における内底面７ｂからの高さを、横軸に高さごとの流速を、それぞれ示している。このように、反応容器７は、焦点Ｆの部分、即ち、液体試料ＳLの中央における流速が最大となる。従って、本発明の攪拌方法は、この循環流Ｆcによって反応容器７内の液体試料ＳLを攪拌する（ステップＳ１０６）。
【００３０】
このようにして、液体試料ＳLの攪拌が終了したら、反応容器７は、反応テーブル６によって光源８側へ搬送されると共に、未攪拌の新たな反応容器７が反応テーブル６によって攪拌デバイス２０の位置へ搬送され、上述の攪拌操作が繰り返される。このように、本発明の自動分析装置１は、反応容器７に保持された液体試料の液面位置を検知する検知手段がなくても、簡単な構造でありながら確実に液体試料を攪拌することができる。
【００３１】
ここで、反応容器７は、図３に示すように、反応容器７の内底面７ｂ近傍に発音体２１を配置するので、超音波Ｗuは内底面７ｂから最初に液体試料ＳLへ入射する。このため、反応容器７は、超音波が集束する焦点Ｆが液体試料ＳL中にあれば、液体試料ＳLの量とは無関係に液体試料ＳLを攪拌することができる。また、発音体２１は、図３に示したように、超音波Ｗuが通過する反応容器７の内径ｄよりも大きい直径Ｄ（＞ｄ）に設定されている。このため、反応容器７は、発音体２１に対する位置決めが容易であり、自動分析装置１における反応テーブル６の回転精度が低く、発音体２１に対する位置が多少変化しても液体試料ＳLを確実に攪拌することができる。
【００３２】
ここで、反応容器７は、発音体２１が供給し、液体試料へ入射する超音波Ｗuを偏向部となる内底面７ｂによって屈折させている。このため、収容する液体試料の量が多い反応容器７は、図８−１に示すように、内底面７ｂの半径Ｒ1を大きく設定し、液体試料の量が少ない反応容器７は、図８−２に示すように、内底面７ｂの半径Ｒ2（＜Ｒ1）を小さく設定する。
【００３３】
また、反応容器７は、図９に示すように、液体試料が異なる比重ρ1，ρ2（ρ1＜ρ2）を有する２種類の液体Ｌ1，Ｌ2からなるときには、音波が交わる位置である焦点Ｆが比重ρ2を有する下層の液体Ｌ2中に位置するようにする。このようにするためには、反応容器７は、液体Ｌ2の量を考慮して焦点Ｆを中心とする内底面７ｂの半径が小さいものを使用する。
【００３４】
一方、反応容器は、偏向部となる内底面を有していれば、図１０に示す第１の変形例である反応容器３１のように、四角筒形状の容器でもよい。このとき、反応容器３１は、反応容器７と同様に、外底面３１ａを平面とし、偏向部となる内底面３１ｂを湾曲面とする。
【００３５】
また、反応容器は、偏向部となる内底面を有していれば、図１１に示す第２の変形例である反応容器３３のように、鉛直方向に対して角度θ1傾斜していてもよい。このように傾斜した反応容器３３は、攪拌デバイス２０を用いて発音体２１から超音波を発すると、音響整合層２４を通って外底面３３ａから超音波が入射する。このとき、超音波は、内底面３３ｂで屈折されて液体試料ＳLに入射し、図１１に示すように集束して交わる。超音波が交わる位置は、反応容器３３の中央から左側に変位し、液体試料ＳL中に発生する後述する循環流Ｆcの経路上となる。このため、液体試料ＳL中には超音波Ｗuが局所的に集中した音場が形成される。従って、反応容器３３は、図１１に示すように、液体試料ＳL中に内壁３３ｃ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を時計方向に循環する循環流Ｆcが発生し、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。
【００３６】
このように、実施の形態１の自動分析装置、攪拌方法及び反応容器は、構造が簡単であり、反応容器は、自動分析装置に対する位置決めが容易であり、音波を局所的に集中させて液体試料を効率よく攪拌することができる。
【００３７】
（実施の形態２）
次に、本発明の反応容器に係る実施の形態２を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、内底面のみを湾曲面としたのに対し、実施の形態２の反応容器は、内底面及び外底面を湾曲面としている。図１２は、実施の形態２の反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。ここで、以下に説明する各反応容器は、実施の形態１において説明した自動分析装置で使用することにより液体試料を攪拌する。
【００３８】
反応容器３５は、図１２に示すように、底部を有する円筒容器であり、偏向部となる外底面３５ａ及び内底面３５ｂが湾曲面に成形されている。反応容器３５は、内径ｄが発音体２１の直径Ｄよりも小さく設定されている。このため、反応容器３５は、自動分析装置１で使用する場合、攪拌デバイス２０に対する位置決めが容易であり、発音体２１に対する位置が多少変化しても液体試料ＳLを確実に攪拌することができる。また、反応容器３５は、外底面３５ａ側に発音体２１を配置するので、超音波が集束する焦点Ｆが液体試料ＳL中にあれば、液体試料ＳLの量とは無関係に液体試料ＳLを攪拌することができる。
【００３９】
一方、反応容器３５は、底面の内外を湾曲面としたので、発音体２１が発した超音波は、音響整合層２４を通って外底面３５ａから入射して僅かに屈折すると共に、内底面３５ｂから液体試料ＳLに入射するときに、容器と液体試料ＳLとの音響インピーダンスの相違によって屈折する。このとき、反応容器３５は、図１２に示すように、鉛直方向に対して角度θ2傾斜させて音響整合層２４に配置されている。このため、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuは、反応容器３５の中央から左側に変位した液体試料ＳL中の焦点Ｆに集束し、焦点Ｆで交わる。従って、図１２に示す反応容器３５は、超音波Ｗuが焦点Ｆに局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このとき、反応容器３５は、液体試料ＳL中の焦点Ｆにおける音圧が最大となっている。この結果、反応容器３５は、内壁３５ｃ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を時計方向に循環する循環流Ｆcが液体試料ＳL中に生じ、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。
【００４０】
このとき、図１２に示すように、超音波Ｗuが交わる位置である焦点Ｆは、循環流Ｆcの経路上に存在している。また、反応容器３５は、内径ｄよりも発音体２１の直径Ｄを大きく設定（Ｄ＞ｄ）することで、発音体２１に対する位置決めを容易とすること、超音波が内底面３５ｂで屈折して液体試料ＳLに入射するときの内底面３５ｂにおける入射角の大きさが異なり、入射角が臨界角よりも小さくなるようにすることは、実施の形態１の反応容器７と同様である。
【００４１】
ここで、外底面３５ａ及び内底面３５ｂを湾曲面とした反応容器３５を使用する場合、自動分析装置１は、攪拌デバイスの発音体を湾曲させることで、超音波を偏向させてもよい。即ち、図１３に示す攪拌デバイス２５のように、電源２２によって駆動される発音体２６は、反応容器３５の内径ｄよりも大きい反応容器３５用の配置開口２６ａを有し、発した超音波が曲面の中心Ｃwに集束するように湾曲されている。このため、反応容器３５との間に配置する音響整合層２７は、発音体２６の内部形状と反応容器３５の外底面３５ａに対応する形状に成形されている。
【００４２】
このような攪拌デバイス２５を使用すると、図１３に示すように、発音体２６が発した超音波Ｗuは、中心Ｃwに集束するように音響整合層２７を進み、外底面３５ａから反応容器３５に入射する。そして、超音波Ｗuは、内底面３５ｂから液体試料ＳLに入射するときに、反応容器３５と液体試料ＳLとの音響インピーダンスの相違によって屈折する。ここで、超音波は、外底面３５ａから反応容器３５に入射する際に外底面３５ａでも屈折するが、音響インピーダンスの差が小さいため、反応容器３５と液体試料ＳLとの音響インピーダンスの差が大きい内底面３５ｂでの屈折に比べると無視しうる程に小さい。
【００４３】
このとき、反応容器３５は、図１３に示すように、内底面３５ｂの湾曲中心として中心Ｃcを有している。このため、中心Ｃwに集束するように音響整合層２７を進んで反応容器３５に入射した同じ発音体２６を発生源とする超音波Ｗuは、反応容器３５から出射するときに中心Ｃc側へ屈折して液体試料ＳL中の焦点Ｆに集束し、焦点Ｆで交わる。従って、反応容器３５は、図１３に示すように、超音波Ｗuが焦点Ｆに局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このとき、反応容器３５は、液体試料ＳL中の焦点Ｆにおける音圧が最大となっている。この結果、反応容器３５は、内壁３５ｃ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を循環する左右対称な２つの循環流Ｆcからなる対流が液体試料ＳL中に発生し、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。
【００４４】
ここで、発音体２６は、反応容器３５の内径ｄよりも大きい反応容器３５用の配置開口２６ａを有している。このため、反応容器３５は、音響整合層２７のどこに配置してもよく、例えば、図１４に示すように、鉛直方向に対して傾斜させると共に、右方へ変位させて音響整合層２７に配置してもよい。このため、反応容器３５を反応容器３５に対してこのように配置すると、発音体２６が発し、音響整合層２７を通って反応容器３５に入射した同じ発音体２６を発生源とする超音波Ｗuは、内底面３５ｂから液体試料ＳLに入射するときに、反応容器３５と液体試料ＳLとの音響インピーダンスの相違によって屈折し、液体試料ＳL中の焦点Ｆに集束し、焦点Ｆで交わる。この結果、反応容器３５は、超音波Ｗuが焦点Ｆに局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このときの焦点Ｆは、図１４に示すように、反応容器３５の中央から僅かに左下側に変位した位置にあり、この部分において音圧が最大となる。この結果、反応容器３５は、内壁３５ｃ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を循環する時計廻りの循環流Ｆcが液体試料ＳL中に発生し、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。
【００４５】
一方、攪拌デバイス２５は、発音体２６を湾曲させることで、超音波を偏向させていることから、反応容器は内底面及び外底面の双方を湾曲面とする必要はない。即ち、攪拌デバイス２５は、図１５に示すように、反応容器３５に代えて実施の形態１の反応容器７を用いてもよい。
【００４６】
上述の説明から明らかなように、実施の形態２の反応容器は、内底面及び外底面を偏向部として使用するので、実施の形態１の効果に加えて、超音波を偏向させて液体試料中で交わらせることにより、超音波がより局所的に集中した音場を液体試料内に効果的に形成することができる。
【００４７】
（実施の形態３）
次に、本発明の反応容器に係る実施の形態３を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、内底面を単一の湾曲面としたのに対し、実施の形態３の反応容器は内底面を二つの面から構成している。図１６は、実施の形態３の反応容器の斜視図である。図１７は、実施の形態３の反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。図１８は、反応容器の内底面における一部の超音波の屈折を説明する拡大図である。
【００４８】
反応容器３７は、図１６に示すように、底部を有する円筒容器であり、外底面３７ａ（図１７参照）が平面に成形され、偏向部となる内底面が半円の水平面３７ｂと水平面３７ｂに対して角度θ3（図１８参照）傾斜した傾斜面３７ｃとで構成されている。このため、反応容器３７を攪拌デバイス２０に位置決めすると、図１７に示すように、発音体２１が発した超音波は、音響整合層２４を介して外底面３７ａから鉛直上方に向かって入射する。このとき、反応容器３７は、偏向部となる内底面が水平面３７ｂと傾斜面３７ｃとで構成されている。
【００４９】
このため、発音体２１が発した超音波Ｗuは、図１８に示すように、水平面３７ｂに垂直に入射するため、水平面３７ｂでは直進して液体試料ＳLに入射するが、傾斜面３７ｃでは垂直から傾斜して入射するため、屈折して液体試料ＳLに入射する。従って、反応容器３７は、図１７に示すように、外底面３７ａから入射した同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが中央から右側に変位した液体試料ＳL中の部分に集束して交わり、超音波Ｗuが右側に局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このとき、反応容器３７は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが集束した部分における音圧が最大となっている。この結果、反応容器３７は、内壁３７ｄ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を反時計方向に循環する循環流Ｆcが液体試料ＳL中に生じ、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuが液体試料ＳL中で交わる位置は、図１７に示すように、循環流Ｆcの経路上に存在している。
【００５０】
このとき、反応容器３７内の液体試料は、図１９に示す鉛直方向の流速分布を有している。一方、反応容器３７内の液体試料は、図２０に示す高さごとの流速分布を有している。ここで、図１９は、反応容器３７の水平断面の中心を原点とし、横軸に半径方向の距離を、縦軸に流速を、それぞれ示している。一方、図２０は、反応容器３７の水平断面の中心を通る軸心と水平面３７ｂ及び傾斜面３７ｃの交線との交点を原点とし、縦軸に軸心における水平面３７ｂからの高さを、横軸に高さごとの流速を、それぞれ示している。図１９，図２０に示すように、液体試料ＳL中の流速は、超音波が交わる位置で最大となっている。このように、反応容器３７は、液体試料ＳL中に超音波Ｗuが局所的に集中した音場が形成される。このため、反応容器３７は、前記音場によって循環流Ｆcによって収容した液体試料ＳLが効率よく攪拌される。
【００５１】
ここで、反応容器は、内底面が二つの面から構成されていれば、図２１に示す第１の変形例である反応容器３９のように、底部を有する四角筒形状の容器でもよい。このとき、反応容器３９は、外底面３９ａが平面であり、偏向部となる内底面が水平面３９ｂと水平面３９ｂに対して傾斜した傾斜面３９ｃとで構成されている。このようにすると、用いる反応容器の形状面の自由度が増す。
【００５２】
また、反応容器は、内底面が二つの面から構成されていれば、内底面の一方が曲面であってもよい。即ち、図２２に示す第２の変形例である反応容器４１は、外底面４１ａ（図２３参照）が平面であり、偏向部となる内底面は、右半分が半円からなる水平面４１ｂと、左半分が曲面４１ｃとによって構成されている。
【００５３】
このため、反応容器４１は、図２３に示すように、攪拌デバイス２０に位置決めすると、発音体２１が発した超音波は、音響整合層２４を介して外底面４１ａから鉛直上方に向かって入射する。このとき、反応容器４１は、偏向部となる内底面が水平面４１ｂと曲面４１ｃとで構成されている。
【００５４】
このため、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuは、図２３に示すように、水平面４１ｂでは直進して液体試料ＳLに入射するが、曲面４１ｃでは屈折して液体試料ＳLに入射する。従って、反応容器４１は、図２３に示すように、外底面４１ａから入射した同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが中央から右側に変位した液体試料ＳL中の部分に集束して交わり、超音波Ｗuが右側に局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このとき、反応容器４１は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが集束した部分における音圧が最大となっている。この結果、反応容器４１は、内壁４１ｄ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を反時計方向に循環する循環流Ｆcが液体試料ＳL中に生じ、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuが液体試料ＳL中で交わる位置は、図２３に示すように、循環流Ｆcの経路上に存在している。
【００５５】
ここで、反応容器は、図２４に示す第３の変形例である反応容器４３のように、外底面４３ａが平面であり、偏向部となる内底面は、右半分が四角形の水平面４３ｂと、左半分が四角形が湾曲した曲面４３ｃとによって構成された四角筒形状の容器としてもよい。このようにすると、反応容器４３は、反応容器３９と同様に、容器形状の自由度が増す。
【００５６】
上述の説明から明らかなように、実施の形態３の反応容器は、偏向部となる内底面を二つの面から構成しているので、実施の形態１の効果に加えて、超音波を偏向させて液体試料中で交わらせることがより容易となり、超音波がより局所的に集中した音場を液体試料内に効果的に形成することができる。
【００５７】
（実施の形態４）
次に、本発明の反応容器に係る実施の形態４を図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態１〜３の反応容器は、内底面や外底面で超音波を屈折させたのに対し、実施の形態４の反応容器は壁内の音響インピーダンス分布を異ならせることによって超音波を壁内で屈折させている。図２５は、実施の形態４に係る反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。図２６は、攪拌デバイスが発した超音波が反応容器の壁内に形成した屈折層で屈折される様子を説明する断面図である。
【００５８】
反応容器４５は、図２５に示すように、外底面４５ａが平面であり、底壁４５ｂ内に偏向部となる音響屈折層４５ｃが形成されている。音響屈折層４５ｃは、反応容器４５に比べて音響インピーダンスが小さい部分で、外底面４５ａ側が半径Ｒの湾曲面の一部となっている。反応容器４５は、音響屈折層４５ｃを除いた部分を音響インピーダンス（密度，屈折率）の大きい素材、例えば、ＧｅＣｌ4，ＰＯＣｌ3，ＡｌＣｌ3，ＴｉＣｌ4等を添加したガラスで作っておき、音響屈折層４５ｃに対応する部分に音響インピーダンスの小さい合成樹脂等を埋め込んで、内底面４５ｄを水平に成形したものである。あるいは、この逆に、反応容器４５は、音響屈折層４５ｃを除いた部分をガラスで作っておき、音響屈折層４５ｃに対応する部分に音響インピーダンス（密度，屈折率）の大きい素材、例えば、ＢＢｒ3，ＳｉＦ4等を添加したガラスを埋め込んで成形してもよい。このため、反応容器４５は、音響屈折層４５ｃとして種々の素材を使用して製造することができ、用いる素材の自由度を高めることができる。
【００５９】
従って、反応容器４５は、図２５に示すように、攪拌デバイス２０に位置決めすると、発音体２１が発した超音波は、音響整合層２４を介して外底面４５ａから鉛直上方に向かって入射する。このとき、反応容器４５は、底壁４５ｂ内に偏向部となる音響屈折層４５ｃが形成されている。このため、発音体２１が発した超音波Ｗuは、図２６に示すように、外底面４５ａに垂直に入射した後、音響屈折層４５ｃで入射角に応じて屈折され、内底面４５ｄで更に屈折されて液体試料ＳLに入射する。従って、反応容器４５は、図２５に示すように、外底面４５ａから入射した同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが液体試料ＳLの中央部分に集束して交わり、超音波Ｗuが中央に局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このとき、反応容器４５は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが集束した中央部分における音圧が最大となる。この結果、反応容器４５は、内壁４５ｅ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を循環する左右対称な２つの循環流Ｆcが液体試料ＳL中に対流となって生じ、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuが液体試料ＳL中で交わる位置は、図２５に示すように、循環流Ｆcの経路上に存在している。
【００６０】
ここで、反応容器は、底壁内に偏向部となる音響屈折層が形成されていれば、図２７に示す第１の変形例である反応容器４７のように、音響屈折層４７ｃの一部が角度θ4傾斜していてもよい。このとき、反応容器４７は、外底面４７ａが平面であり、内底面４７ｄが水平に成形されている。このため、反応容器４７は、図２７に示すように、発音体２１が発した超音波Ｗuの一部が音響屈折層４７ｃを通過する際に屈折される。このため、液体試料ＳLに入射した同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが液体試料ＳLの中央から右側に変位した部分に集束して交わり、反応容器４７は、超音波Ｗuが局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このとき、反応容器４７は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが集束した部分における音圧が最大となっている。この結果、反応容器４７は、内壁４７ｅ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を循環する循環流Ｆcが液体試料ＳL中に反時計方向に生じ、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuが液体試料ＳL中で交わる位置は、図２７に示すように、循環流Ｆcの経路上に存在している。
【００６１】
また、反応容器は、図２８に示す第２の変形例である反応容器４９のように、音響屈折層４９ｃの一部が湾曲していてもよい。このようにすると、反応容器４９は、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuの一部が音響屈折層４９ｃを通過する際に屈折され、反応容器４７と同様に、液体試料ＳL中に形成される超音波Ｗuが局所的に集中した音場によって循環流Ｆcが液体試料ＳL中に反時計方向に生じ、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。
【００６２】
更に、反応容器は、図２９に示す第３の変形例である反応容器５１のように、鉛直方向に対して角度θ5傾斜していてもよい。このように傾斜した反応容器５１は、攪拌デバイス２０を用いて発音体２１から超音波を発すると、音響整合層２４を通って外底面５１ａから入射した超音波は、音響屈折層５１ｃ及び内底面５１ｄで屈折されて液体試料ＳLに入射し、図２９に示すように、反応容器５１の中央から左側に変位した上部に集束して交わる。このため、反応容器５１は、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。このとき、反応容器５１は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが局所的に集中した部分における音圧が最大となる。従って、反応容器５１は、図２９に示すように、液体試料ＳL中に内壁５１ｅ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を時計方向に循環する循環流Ｆcが発生し、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuは、図２９に示すように、液体試料ＳL中に発生する循環流Ｆcの経路上で交わる。
【００６３】
上述の説明から明らかなように、実施の形態４の反応容器は、壁内の音響インピーダンス分布を異ならせることによって超音波を屈折させるので、実施の形態１の効果に加えて、反応容器の形状を変えることなく、超音波を偏向させて液体試料中で交わらせることができ、超音波が局所的に集中した音場を液体試料内に効果的に形成することができる。
【００６４】
（実施の形態５）
次に、本発明の反応容器に係る実施の形態５を図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態１〜３の反応容器は、超音波を屈折させて集束させたのに対し、実施の形態５の反応容器は容器内面で超音波を反射させて集束させている。図３０は、実施の形態５に係る反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。図３１は、攪拌デバイスが発した超音波が反応容器の壁内で反射される様子を説明する図３０のＡ部拡大図である。
【００６５】
反応容器５３は、図３０に示すように、底部を有する四角筒状の容器であり、外底面５３ａ及び内底面５３ｂが平面に形成され、鉛直方向に対して角度θ6傾斜している。このため、反応容器５３は、攪拌デバイス２０を用いて発音体２１から超音波を発すると、音響整合層２４を通って外底面５３ａから入射した超音波は、そのまま容器５３を透過して液体試料ＳLに入射する。但し、反応容器５３は、鉛直方向に対して角度θ6傾斜しているので、液体試料ＳLに入射した超音波Ｗuの一部は側壁５３ｃの内面で反射され、図３０に示すように、反射していない超音波Ｗuと反応容器５３の中央から左側に変位した領域に集束して交わる。このため、反応容器５３は、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成される。
【００６６】
このとき、反応容器５３は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが交わる領域における音圧が最大となる。従って、反応容器５３は、図３０に示すように、液体試料ＳL中に側壁５３ｃの内面及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を時計方向に循環する循環流Ｆcが発生し、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuは、図３０に示すように、液体試料ＳL中に発生する循環流Ｆcの経路上で交わる。
【００６７】
このとき、反応容器５３は、側壁５３ｃの内面で超音波Ｗuの一部を反射させることによって発音体２１が発した超音波Ｗuを液体試料ＳL中で交わらせている。このため、反応容器５３は、図３１に示すように、側壁５３ｃで反射する超音波Ｗuに関し、反射角θRL（＝入射角θi）が臨界角よりも大きくなり、超音波Ｗuが全反射するように側壁５３ｃの傾斜する角度θ6を設定する。
【００６８】
ここで、反応容器は、容器内面で超音波を反射させて集束させることができれば、図３２に示す第１の変形例である反応容器５５のように、攪拌デバイス２０を設置した側壁５５ｃと対向する側壁５５ｄが鉛直方向に対して外方へ角度θ7傾斜していてもよい。このとき、反応容器５５は、外底面５５ａ及び内底面５５ｂが水平面に成形されている。
【００６９】
従って、反応容器５５は、攪拌デバイス２０を用いて発音体２１から超音波を発すると、音響整合層２４を通って側壁５５ｃに垂直に入射した超音波は、そのまま側壁５５ｃを透過して液体試料ＳLに入射する。但し、反応容器５５は、対向する側壁５５ｄが角度θ7傾斜している。このため、液体試料ＳLに入射した超音波Ｗuは、側壁５５ｄの内面で反射され、図３２に示すように、反射前の超音波Ｗuと反応容器５５の中央から右側に変位した領域Ａiに集束して交わる。
【００７０】
このとき、反応容器５５は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが交わる領域Ａiにおける音圧が最大となる。この結果、反応容器５５は、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成され、図３２に示すように、液体試料ＳL中に側壁５５ｃ，５５ｄの内面及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を反時計方向に循環する循環流Ｆcが発生する。これにより、反応容器５５は、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuは、図３２に示すように、液体試料ＳL中に発生する循環流Ｆcの経路上で交わる。
【００７１】
ここで、反応容器５５は、図３２のＢ部を拡大した図３３に示すように、側壁５５ｄで反射する超音波Ｗuに関し、反射角θRL（＝入射角θi）が臨界角よりも大きくなり、超音波Ｗuが全反射するように側壁５５ｄの傾斜する角度θ7を設定する。
【００７２】
また、反応容器は、図３４に示す第２の変形例である反応容器５７のように、攪拌デバイス２０を設置した側壁５７ｃが鉛直方向に対して内方へ角度θ8傾斜し、側壁５７ｃと対向する側壁５７ｄが鉛直方向に対して外方へ角度θ9傾斜していてもよい。このとき、反応容器５７は、外底面５７ａ及び内底面５７ｂが水平に成形されている。また、反応容器５７は、側壁５７ｄで反射する超音波に関し、反射角が臨界角よりも大きくなり、超音波が全反射するように側壁５７ｃ，５７ｄの傾斜する角度θ8，θ9が設定されている。
【００７３】
従って、反応容器５７は、攪拌デバイス２０を用いて発音体２１から超音波を発すると、音響整合層２４を通って側壁５７ｃに垂直に入射した超音波は、そのまま側壁５７ｃを透過して液体試料ＳLに入射する。但し、反応容器５７は、側壁５７ｃが角度θ8、対向する側壁５７ｄが角度θ9傾斜しているので、液体試料ＳLに入射した超音波Ｗuは側壁５７ｄの内面で反射され、図３４に示すように、反射前の超音波Ｗuと反応容器５７の中央から右側下部に変位した領域Ａiで集束して交わる。
【００７４】
このとき、反応容器５７は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが交わる領域Ａiにおける音圧が最大となる。このため、反応容器５７は、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成され、図３４に示すように、液体試料ＳL中に側壁５７ｃ，５７ｄの内面及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を反時計方向に循環する循環流Ｆcが発生する。これにより、反応容器５７は、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuは、図３４に示すように、液体試料ＳL中に発生する循環流Ｆcの経路上で交わる。
【００７５】
さらに、反応容器は、図３５に示す第３の変形例である反応容器５９のように、攪拌デバイス２０を設置した側壁５９ｃが鉛直方向に対して内方へ傾斜し、液体試料に入射した超音波が内底面５９ｂで反射するようにしてもよい。このとき、反応容器５９は、外底面５９ａ及び内底面５９ｂが水平に成形されている。
【００７６】
従って、反応容器５９は、図３５に示すように、発音体２１が発した超音波が中央から内底面５９ｂ側に変位した領域Ａiで集束して交わる。このとき、反応容器５９は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが交わる領域Ａiにおける音圧が最大となる。このため、反応容器５９は、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成され、図３５に示すように、液体試料ＳL中に側壁５９ｃ，５９ｄの内面及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を反時計方向に循環する循環流Ｆcが発生する。これにより、反応容器５９は、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuは、図３５に示すように、液体試料ＳL中に発生する循環流Ｆcの経路上で交わる。
【００７７】
一方、反応容器は、図３６に示す第４の変形例である反応容器６１のように、攪拌デバイス２０を設置した側壁６１ｃと対向配置された側壁６１ｄ内に鉛直方向に対して上部が外方へ傾斜した表面を有する反射層６１ｅを形成し、液体試料から側壁６１ｄに入射した超音波を反射層６１ｅで反射するようにしてもよい。このとき、反応容器６１は、側壁６１ｃ，６１ｄが鉛直であり、反射層６１ｅは、実施の形態４の反応容器に形成した音響屈折層と同様にして形成する。また、反応容器６１は、外底面６１ａ及び内底面６１ｂが水平に成形されている。
【００７８】
従って、反応容器６１は、攪拌デバイス２０を用いて発音体２１から超音波を発すると、音響整合層２４を通って側壁６１ｃに垂直に入射した超音波は、そのまま側壁６１ｃを透過して液体試料ＳLに入射する。このとき、反応容器６１は、側壁６１ｃ，６１ｄが鉛直（平行）である。このため、液体試料ＳLを透過した超音波Ｗuは、側壁６１ｄに垂直に入射し、傾斜している反射層６１ｅの表面で反射された後、側壁６１ｄと液体試料ＳLとの界面で屈折して液体試料ＳLに出射する。
【００７９】
従って、液体試料ＳLに入射した超音波Ｗuは、図３６に示すように、反射層６１ｅで反射した超音波Ｗuと反応容器５７の中央から右側上部に変位した領域Ａiで集束して交わる。このとき、反応容器６１は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが交わる領域Ａiにおける音圧が最大となる。このため、反応容器６１は、同じ発音体２１を発生源とする超音波Ｗuが局所的に集中した音場が液体試料ＳL中に形成され、図３６に示すように、液体試料ＳL中に側壁６１ｃ，６１ｄの内面及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を反時計方向に循環する循環流Ｆcが発生する。これにより、反応容器６１は、収容した液体試料ＳLが循環流Ｆcによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuは、図３６に示すように、液体試料ＳL中に発生する循環流Ｆcの経路上で交わる。
【００８０】
上述の説明から明らかなように、実施の形態５の反応容器は、容器内面で超音波を反射させて集束させるので、実施の形態１の効果に加えて、側壁の傾斜角度等を含めて反応容器を所定形状とすることにより、超音波がより局所的に集中した音場を液体試料内に効果的に形成することができる。
【００８１】
（実施の形態６）
次に、本発明の反応容器に係る実施の形態６を図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態１〜５の反応容器は、同じ発音体が供給した超音波の少なくとも一部を偏向させて超音波を液体試料中で交わらせていた。これに対し、実施の形態６の反応容器は、二つの発音体を用い、各発音体が発した超音波の少なくとも一部を偏向させて超音波を液体試料中で交わらせている。図３７は、実施の形態６に係る反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。
【００８２】
反応容器６５は、図３７に示すように、底部を有する四角筒状の容器であり、第１攪拌デバイス２０Ａに載置される外底面６５ａが平面に成形され、偏向部となる内底面が水平面６５ｂと湾曲面６５ｃとで構成されている。また、反応容器６５は、側壁６５ｄに第２攪拌デバイス２０Ｂが設置され、側壁６５ｄと対向する側壁６５ｅが鉛直方向に対して外方へ傾斜している。このため、反応容器６５は、第１攪拌デバイス２０Ａの発音体２１が発した超音波が外底面６５ａから鉛直上方に向かって入射する。このとき、反応容器６５は、偏向部となる内底面が水平面６５ｂと湾曲面６５ｃとで構成されている。このため、第１攪拌デバイス２０Ａの発音体２１が発した超音波Ｗuは、図３７に示すように、水平面６５ｂでは直進して液体試料ＳLに入射するが、湾曲面６５ｃでは屈折して液体試料ＳLに入射する。従って、反応容器６５は、図３７に示すように、外底面３７ａから入射した超音波Ｗuが中央から右側に変位した液体試料ＳL中の部分に集束して交わる。
【００８３】
一方、第２攪拌デバイス２０Ｂの発音体２１が発した超音波は、音響整合層２４を通って側壁６５ｄに垂直に入射し、そのまま側壁６５ｄを透過して液体試料ＳLに入射する。そして、液体試料ＳLに入射した超音波Ｗuは、側壁６５ｄの内面で反射され、図３７に示すように、反射前の超音波Ｗuと反応容器６５の中央から右側に変位した領域に集束して交わる。この結果、反応容器６５は、液体試料ＳL中の超音波Ｗuが交わる部分や領域における音圧が最大となる。このため、反応容器６５は、外底面６５ａから入射した第１攪拌デバイス２０Ａの発音体２１を発生源とする超音波Ｗuによって内壁６５ｄ，６５ｅに沿って液体試料ＳL内を反時計方向に循環する第１循環流Ｆc1が液体試料ＳL中に生じる。また、反応容器６５は、側壁６５ｄから入射した第２攪拌デバイス２０Ｂの発音体２１を発生源とする超音波Ｗuによって内壁６５ｄ，６５ｅ及び液体試料ＳLの気液界面Ｉfに沿って液体試料ＳLの外周近傍を反時計方向に循環する第２循環流Ｆc2が液体試料ＳL中に生じる。このため、反応容器６５は、収容した液体試料ＳLが第１循環流Ｆc1と第２循環流Ｆc2とによって攪拌される。ここで、超音波Ｗuが液体試料ＳL中で交わる位置は、図３７に示すように、第１循環流Ｆc1や第２循環流Ｆc2の経路上に存在している。
【００８４】
上述の説明から明らかなように、実施の形態６の反応容器は、二つの発音体を用いるので、実施の形態１の効果に加えて、超音波がより局所的に集中した音場を液体試料内に効果的に形成することができる。
【００８５】
なお、上記各実施の形態は、攪拌デバイスの発音体としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる超音波振動子を用いた場合について説明した。しかし、音波が局所的に集中した音場を液体試料中に形成し、液体試料に循環流を発生させて攪拌することができれば、櫛型電極（ＩＤＴ: Inter Digital Transducers）を基板表面に形成した圧電振動子を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上のように、本発明にかかる分析装置、攪拌方法及び反応容器は、自動分析装置において検体と試薬とを含む液体試料をキャリーオーバーを生ずることなく攪拌するのに有用である。
【００８７】
上述の説明によれば、以下の付記に挙げる各項およびそれらの項を任意に組み合わせた発明が得られる。
【００８８】
〔付記〕
（付記項１） 検体と試薬とを含む液体試料を反応容器内で攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、前記反応容器に形成され、前記液体試料を保持し、音波を前記液体試料中で交わらせることにより、前記音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成するように、前記反応容器に供給される音波の少なくとも一部を偏向させる偏向部と、前記反応容器の外側に配置され、当該反応容器に音波を供給する発音体と、を備え、前記音場によって発生する前記液体試料中の循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする分析装置。
【００８９】
（付記項２） 前記発音体と前記反応容器との間には、さらに音響整合層が配置されていることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９０】
（付記項３） 前記反応容器は、前記発音体が発する音波の位相整合条件及び振幅整合条件を満たし、３４０〜８００ｎｍの波長領域に含まれる光の８０％以上を透過する材料からなることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９１】
（付記項４） 前記発音体は、超音波領域の周波数を含む音波を発することを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９２】
（付記項５） 前記循環流は、前記反応容器の内壁及び前記液体試料の気液界面に沿って前記液体試料の外周近傍を循環する流れであることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９３】
（付記項６） 前記液体試料は、前記音波が交わる位置において音圧が最大であることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９４】
（付記項７） 前記音波は、前記液体試料中で集束する部分で交わることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９５】
（付記項８） 前記音波は、前記反応容器の中央から変位し、前記液体試料中に発生する循環流の経路上で交わることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９６】
（付記項９） 前記音波は、前記液体試料が異なる比重を有する複数の液体からなるときには、下層の液体中で交わることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９７】
（付記項１０）前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する部分として内底面を含むことを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【００９８】
（付記項１１） 前記発音体は、前記音波が通過する前記反応容器の外底面よりも大きい面積を有することを特徴とする付記項１０に記載の分析装置。
【００９９】
（付記項１２） 前記偏向部は、前記液体試料が接する壁であり、当該壁の形状或いは当該壁内における音響インピーダンス分布の相違に基づいて前記音波を集束する方向に偏向させ、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成することを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【０１００】
（付記項１３） 前記発音体は、略同一方向に前記音波を発することを特徴とする付記項１２に記載の分析装置。
【０１０１】
（付記項１４） 前記発音体は、前記音波を発する部分が平面であることを特徴とする付記項１３に記載の分析装置。
【０１０２】
（付記項１５） 前記反応容器は、入射する前記音波の方向に対して外面が略垂直であることを特徴とする付記項１４に記載の分析装置。
【０１０３】
（付記項１６） 前記反応容器は、前記音波が入射する外面が平面であることを特徴とする付記項１５に記載の分析装置。
【０１０４】
（付記項１７） 前記反応容器は、前記偏向部となる前記壁の内面及び／又は内部での前記音波の屈折によって音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成することを特徴とする付記項１２に記載の分析装置。
【０１０５】
（付記項１８） 前記反応容器は、前記壁の内面における法線の向きが、前記音波の前記液体試料への入射位置によって異なっていることを特徴とする付記項１７に記載の分析装置。
【０１０６】
（付記項１９） 前記壁の内面は、前記音波が前記反応容器から前記液体試料へ入射する各入射位置において、入射角が臨界角よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする付記項１８に記載の分析装置。
【０１０７】
（付記項２０） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する前記壁の内面が鉛直下方に凹の曲面に成形されていることを特徴とする付記項１８に記載の分析装置。
【０１０８】
（付記項２１） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する前記壁の内面が、曲面と平面との組み合わせによって構成されていることを特徴とする付記項１８に記載の分析装置。
【０１０９】
（付記項２２） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する前記壁の内面が平面に形成されていることを特徴とする付記項１７に記載の分析装置。
【０１１０】
（付記項２３） 前記反応容器は、前記偏向部となる前記壁の内面或いは前記壁内における前記音波の反射によって音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成することを特徴とする付記項１２に記載の分析装置。
【０１１１】
（付記項２４） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する前記壁の内面における入射角が臨界角よりも小さく設定されていることを特徴とする付記項２３に記載の分析装置。
【０１１２】
（付記項２５） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する前記壁の内面が平面であることを特徴とする付記項２３に記載の分析装置。
【０１１３】
（付記項２６） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する前記壁の第１の内面と前記液体試料に入射した前記音波が最初に反射する前記壁の第２の内面とが非平行であることを特徴とする付記項２３に記載の分析装置。
【０１１４】
（付記項２７） 前記反応容器は、前記第２の内面に対する前記音波の入射角が臨界角よりも大きく設定されていることを特徴とする付記項２６に記載の分析装置。
【０１１５】
（付記項２８） 前記発音体は、前記反応容器に供給する音波が前記液体試料中で交わるように偏向させて集束させることを特徴とする付記項１に記載の分析装置。
【０１１６】
（付記項２９） 前記発音体は、前記反応容器内において前記音波を集束させることを特徴とする付記項２８に記載の分析装置。
【０１１７】
（付記項３０） 前記発音体は、前記音波を発する部分が凹曲面であることを特徴とする付記項２９に記載の分析装置。
【０１１８】
（付記項３１） 前記反応容器は、前記発音体が発した音波が入射する外面が凸曲面であることを特徴とする付記項２８に記載の分析装置。
【０１１９】
（付記項３２） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する前記壁の内面における入射角が臨界角よりも小さいことを特徴とする付記項３１に記載の分析装置。
【０１２０】
（付記項３３） 前記反応容器は、外面或いは内面において音波を屈折して偏向させることを特徴とする付記項２８に記載の分析装置。
【０１２１】
（付記項３４） 反応容器に保持された検体と試薬とを含む液体試料を攪拌する攪拌方法であって、前記反応容器の外側から前記反応容器に音波を供給する工程と、前記音波の少なくとも一部を偏向させて前記音波を前記液体試料中で交わらせ、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成する工程と、前記音場によって前記液体試料中に循環流を発生させる工程と、を含み、前記循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする攪拌方法。
【０１２２】
（付記項３５） 前記音波は、前記液体試料が異なる比重を有する複数の液体からなるときには、下層の液体中で交わることを特徴とする付記項３４に記載の攪拌方法。
【０１２３】
（付記項３６） 前記音波は、前記反応容器の壁の形状或いは当該壁内の音響インピーダンス分布の相違によって集束する方向に偏向され、前記液体試料中で交わることを特徴とする付記項３４に記載の攪拌方法。
【０１２４】
（付記項３７） 前記音波は、最初に前記液体試料へ入射する前記反応容器の壁の内面或いは前記反応容器の壁内における屈折によって集束する方向に偏向され、前記液体試料中で交わることを特徴とする付記項３６に記載の攪拌方法。
【０１２５】
（付記項３８） 前記音波は、最初に前記液体試料へ入射する前記反応容器の壁の内面或いは前記壁内における反射によって偏向され、当該液体試料に入射した前記音波と前記内壁面或いは前記壁内で反射した前記音波とが前記液体試料中で交わることを特徴とする付記項３６に記載の攪拌方法。
【０１２６】
（付記項３９） 前記音波は、前記反応容器へ向かう少なくとも一部を偏向させて前記液体試料中で交わらせることを特徴とする付記項３４に記載の攪拌方法。
【０１２７】
（付記項４０） 前記音波は、最初に前記液体試料へ入射する部分として前記反応容器の内底面を含むことを特徴とする付記項３４に記載の攪拌方法。
【０１２８】
（付記項４１） 前記音波は、当該音波が通過する前記反応容器の外面よりも広い領域から発せられることを特徴とする付記項４０に記載の攪拌方法。
【０１２９】
（付記項４２） 前記音波は、前記反応容器の外面或いは内面において偏向されることを特徴とする付記項３４に記載の攪拌方法。
【０１３０】
（付記項４３） 検体と試薬とを含む液体試料を攪拌して反応させる際に使用する反応容器であって、外側から供給される音波を前記液体試料中で交わらせることにより、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成するように前記音波の少なくとも一部を偏向させる偏向部を有し、前記音場によって発生する前記液体試料中の循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする反応容器。
【０１３１】
（付記項４４） 前記偏向部は、前記反応容器の中央から変位し、前記液体試料中に発生する循環流の経路上で前記音波を交わらせることを特徴とする付記項４３に記載の反応容器。
【０１３２】
（付記項４５） 前記偏向部音波は、前記液体試料が異なる比重を有する複数の液体からなるときには、下層の液体中で前記音波を交わらせることを特徴とする付記項４３に記載の反応容器。
【０１３３】
（付記項４６） 前記偏向部は、前記液体試料が接する前記反応容器の壁であり、当該壁の形状或いは当該壁内の音響インピーダンス分布の相違に基づく屈折によって前記音波を集束する方向に偏向させ、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成することを特徴とする付記項４３に記載の反応容器。
【０１３４】
（付記項４７） 前記偏向部は、前記液体試料が接する前記反応容器の壁であり、当該壁の形状或いは当該壁内の音響インピーダンス分布の相違に基づく反射によって前記音波を集束する方向に偏向させ、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成することを特徴とする付記項４３に記載の反応容器。
【０１３５】
（付記項４８） 前記反応容器は、前記音波が最初に前記液体試料へ入射する部分として内底面を含むことを特徴とする付記項４３に記載の反応容器。
【０１３６】
（付記項４９） 前記反応容器は、供給される音波を受ける外面が当該音波を供給する領域よりも狭いことを特徴とする付記項４８に記載の反応容器。
【０１３７】
（付記項５０） 前記反応容器は、前記音波を外面或いは内面において偏向することを特徴とする付記項４３に記載の反応容器。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る分析装置の一例を示す自動分析装置の概略構成図である。
【図２】図１の自動分析装置で用いる本発明の実施の形態１に係る反応容器の斜視図である。
【図３】本発明の攪拌方法を実施する攪拌デバイスを反応容器と共に示す概略構成図である。
【図４】液体試料の攪拌方法を説明するフローチャートである。
【図５】攪拌デバイスが発した超音波の屈折を説明する断面図である。
【図６】反応容器における液体試料の鉛直方向の流速分布を示す図である。
【図７】反応容器における液体試料の高さごとの流速分布を示す図である。
【図８−１】容量が大きい反応容器の内底面の半径を示す断面図である。
【図８−２】容量が小さい反応容器の内底面の半径を示す断面図である。
【図９】異なる比重を有する複数の液体を攪拌する反応容器における、音波の交わる位置を説明する断面図である。
【図１０】実施の形態１に係る反応容器の第１の変形例を示す斜視図である。
【図１１】実施の形態１に係る反応容器の第２の変形例を示す斜視図である。
【図１２】実施の形態２の反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図１３】図１２に示す反応容器の液体試料を攪拌する他の攪拌デバイスの構造を示す図である。
【図１４】図１３に示す攪拌デバイスにおける反応容器の他の使用例を示す図である。
【図１５】反応容器の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図１６】実施の形態３の反応容器の斜視図である。
【図１７】実施の形態３の反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図１８】反応容器の内底面における一部の超音波の屈折を説明する拡大図である。
【図１９】反応容器における液体試料の鉛直方向の流速分布を示す図である。
【図２０】反応容器における液体試料の高さごとの流速分布を示す図である。
【図２１】実施の形態３に係る反応容器の第１の変形例を示す斜視図である。
【図２２】実施の形態３に係る反応容器の第２の変形例を示す斜視図である。
【図２３】図２２の第２の変形例に係る反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図２４】実施の形態３に係る反応容器の第３の変形例を示す斜視図である。
【図２５】実施の形態４に係る反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図２６】攪拌デバイスが発した超音波が反応容器の壁内に形成した屈折層で屈折される様子を説明する断面図である。
【図２７】実施の形態４に係る反応容器の第１の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図２８】実施の形態４に係る反応容器の第２の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図２９】実施の形態４に係る反応容器の第３の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図３０】実施の形態５に係る反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図３１】攪拌デバイスが発した超音波が反応容器の壁内で反射される様子を説明する図３０のＡ部拡大図である。
【図３２】実施の形態５に係る反応容器の第１の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図３３】攪拌デバイスが発した超音波が反応容器の壁内で反射される様子を説明する図３２のＢ部拡大図である。
【図３４】実施の形態５に係る反応容器の第２の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図３５】実施の形態５に係る反応容器の第３の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図３６】実施の形態５に係る反応容器の第４の変形例を攪拌デバイスと共に示す図である。
【図３７】実施の形態６に係る反応容器を攪拌デバイスと共に示す図である。
【符号の説明】
【０１３９】
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 反応テーブル
７ 反応容器
８ 光源
９ 受光素子
１１ 排出装置
１３ 試薬分注機構
１５ 試薬テーブル
１６ 試薬容器
１７ 読取装置
１８ 判断部
１９ 分析部
２０，２５ 攪拌デバイス
２０Ａ 第１攪拌デバイス
２０Ｂ 第２攪拌デバイス
２１，２６ 発音体
２２ 電源
２３ コントローラ
２４，２７ 音響整合層
３１，３３，３５ 反応容器
３７，３９，４１ 反応容器
４３，４５，４７ 反応容器
４９，５１，５３ 反応容器
５５，５７，５９ 反応容器
６１，６３，６５ 反応容器
Ｃc 反応容器内底面の湾曲中心
Ｃw 発音体の集束点
Ｆ 焦点
Ｆc 循環流
Ｉf 気液界面
Ｌ1，Ｌ2 液体
ＳL 液体試料
Ｗu 超音波
θ1〜θ9 傾斜角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体と試薬とを含む液体試料を反応容器内で攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、
前記反応容器に形成され、前記液体試料を保持し、音波を前記液体試料中で交わらせることにより、前記音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成するように、前記反応容器に供給される音波の少なくとも一部を偏向させる偏向部と、
前記反応容器の外側に配置され、当該反応容器に音波を供給する発音体と、
を備え、
前記音場によって発生する前記液体試料中の循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする分析装置。
【請求項２】
反応容器に保持された検体と試薬とを含む液体試料を攪拌する攪拌方法であって、
前記反応容器の外側から前記反応容器に音波を供給する工程と、
前記音波の少なくとも一部を偏向させて前記音波を前記液体試料中で交わらせ、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成する工程と、
前記音場によって前記液体試料中に循環流を発生させる工程と、
を含み、
前記循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする攪拌方法。
【請求項３】
検体と試薬とを含む液体試料を攪拌して反応させる際に使用する反応容器であって、
外側から供給される音波を前記液体試料中で交わらせることにより、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成するように前記音波の少なくとも一部を偏向させる偏向部を有し、
前記音場によって発生する前記液体試料中の循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする反応容器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体と試薬とを含む液体試料を反応容器内で攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、
前記反応容器に音波を供給する発音体と、
同じ発音体から発せられる音波を前記液体試料中で交わらせるように前記反応容器に供給される音波の少なくとも一部を偏向させる、前記反応容器に設けられた偏向部と、
を備え、
前記偏向部が交わらせた音波が形成する音波が局所的に集中した音場にともなって前記液体試料中に発生する循環流により、前記液体試料を攪拌することを特徴とする分析装置。
【請求項２】
反応容器に保持された検体と試薬とを含む液体試料を攪拌する攪拌方法であって、
前記反応容器に音波を供給する工程と、
前記反応容器に供給された前記音波の少なくとも一部を偏向させて、同じ発音体から発せられる音波を前記液体試料中で交わらせ、これにより前記液体試料中に形成される前記音波が局所的に集中した音場によって前記液体試料中に循環流を発生させる工程と、
を含み、
前記循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする攪拌方法。
【請求項３】
検体と試薬とを含む液体試料を攪拌して反応させる際に使用する反応容器であって、
同じ発音体が発する音波を前記液体試料中で交わらせるように、前記音波の少なくとも一部を偏向させる偏向部を有し、
前記偏向部が交わらせた音波が形成する音波が局所的に集中した音場にともなって前記液体試料中に発生する循環流により、前記液体試料を攪拌することを特徴とする反応容器。
【請求項１】
検体と試薬とを含む液体試料を反応容器内で攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、
前記反応容器に形成され、前記液体試料を保持し、音波を前記液体試料中で交わらせることにより、前記音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成するように、前記反応容器に供給される音波の少なくとも一部を偏向させる偏向部と、
前記反応容器の外側に配置され、当該反応容器に音波を供給する発音体と、
を備え、
前記音場によって発生する前記液体試料中の循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする分析装置。
【請求項２】
反応容器に保持された検体と試薬とを含む液体試料を攪拌する攪拌方法であって、
前記反応容器の外側から前記反応容器に音波を供給する工程と、
前記音波の少なくとも一部を偏向させて前記音波を前記液体試料中で交わらせ、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成する工程と、
前記音場によって前記液体試料中に循環流を発生させる工程と、
を含み、
前記循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする攪拌方法。
【請求項３】
検体と試薬とを含む液体試料を攪拌して反応させる際に使用する反応容器であって、
外側から供給される音波を前記液体試料中で交わらせることにより、音波が局所的に集中した音場を前記液体試料中に形成するように前記音波の少なくとも一部を偏向させる偏向部を有し、
前記音場によって発生する前記液体試料中の循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする反応容器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体と試薬とを含む液体試料を反応容器内で攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、
前記反応容器に音波を供給する発音体と、
同じ発音体から発せられる音波を前記液体試料中で交わらせるように前記反応容器に供給される音波の少なくとも一部を偏向させる、前記反応容器に設けられた偏向部と、
を備え、
前記偏向部が交わらせた音波が形成する音波が局所的に集中した音場にともなって前記液体試料中に発生する循環流により、前記液体試料を攪拌することを特徴とする分析装置。
【請求項２】
反応容器に保持された検体と試薬とを含む液体試料を攪拌する攪拌方法であって、
前記反応容器に音波を供給する工程と、
前記反応容器に供給された前記音波の少なくとも一部を偏向させて、同じ発音体から発せられる音波を前記液体試料中で交わらせ、これにより前記液体試料中に形成される前記音波が局所的に集中した音場によって前記液体試料中に循環流を発生させる工程と、
を含み、
前記循環流により前記液体試料を攪拌することを特徴とする攪拌方法。
【請求項３】
検体と試薬とを含む液体試料を攪拌して反応させる際に使用する反応容器であって、
同じ発音体が発する音波を前記液体試料中で交わらせるように、前記音波の少なくとも一部を偏向させる偏向部を有し、
前記偏向部が交わらせた音波が形成する音波が局所的に集中した音場にともなって前記液体試料中に発生する循環流により、前記液体試料を攪拌することを特徴とする反応容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８−１】
【図８−２】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８−１】
【図８−２】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【公開番号】特開２００６−９０９９２（Ｐ２００６−９０９９２Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２８０５６２（Ｐ２００４−２８０５６２）
【出願日】平成１６年９月２７日（２００４．９．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２７日（２００４．９．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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