分析装置
【課題】本発明の目的は、分析性能の精度向上と信頼性向上に鑑み、検出容器に近接させる磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係の精度および再現性を維持することのできる自動分析装置を提供することにある。
【解決手段】磁性粒子を含む溶液を収容するための検出容器と、磁性粒子を検出容器内に磁気的に捕捉するための磁石と、検出容器内の発光物質に由来する発光量を測定するための光電子増倍管、から構成される分析装置において、光電子増倍管に対する外部磁界の影響による出力信号の変化量に基づいて、検出容器と磁性粒子捕捉用磁石との相対的位置関係を評価する機能を備えることを特徴とする分析装置を提供する。
【解決手段】磁性粒子を含む溶液を収容するための検出容器と、磁性粒子を検出容器内に磁気的に捕捉するための磁石と、検出容器内の発光物質に由来する発光量を測定するための光電子増倍管、から構成される分析装置において、光電子増倍管に対する外部磁界の影響による出力信号の変化量に基づいて、検出容器と磁性粒子捕捉用磁石との相対的位置関係を評価する機能を備えることを特徴とする分析装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動分析装置に関し、特に、検出容器内に磁性粒子を磁気的に捕捉した後に磁性粒子の複合体に標識した発光物質に由来する発光量を光電子増倍管によって測定する分析を実施することを目的として、磁性粒子を含む溶液を収容するための検出容器と、磁性粒子を検出容器内に磁気的に捕捉するための磁石と、検出容器内の発光物質に由来する発光量を測定するための光電子増倍管、から構成される分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性粒子を利用する分析方法は医療分野やバイオテクノロジー分野等において広く普及している。このうち例えば医療分野においては血液や血清等を試料として用いる免疫分析があげられる。免疫分析は免疫学的な特異的結合によって標的物質を高感度に測定する方法であり、放射性同位元素を標識物質として用いるＲＩＡ（放射免疫測定），酵素を用いるＥＩＡ（酵素免疫測定）やＣＬＥＩＡ（化学発光酵素免疫測定），化学発光物質を用いるＥＣＬＩＡ（電気化学発光免疫測定）等がある。これらの分析は極微量の標的物質を高感度に検出するために、特異的親和性を有する抗原或いは抗体を磁性粒子の表面に固相化して、免疫学的な特異的結合によって標的物質を固相に結合させて、標的物質以外を含む液相から磁気的に分離濃縮した後に標識物質を検出するヘテロジニアス分析法が一般的である。
【０００３】
これらの分析方法においては、磁性粒子を磁気的に捕捉し反応溶液から分離する工程を的確に実施することが分析性能の精度向上と信頼性向上の観点から重要である。一般的に磁性粒子の磁気的分離は、磁性粒子を含む反応溶液を収容する反応容器や検出容器等に容器外部から磁性粒子捕捉用磁石を近接させる等の手段によって外部からの磁界を容器内の磁性粒子に作用させて、反応用液中に分散する磁性粒子を反応容器や検出器の内壁に磁気的に凝集させて、磁性粒子以外の溶液成分から分離するものである。
【０００４】
従来の磁性粒子応用の分析装置として、特許文献１のような化学分析装置がある。特許文献１には、磁性粒子を用いる分析装置において、磁性粒子を捕捉するための磁石の駆動機構を機械的に高精度化することにより、磁性粒子を捕捉する検出容器と磁石の相対的位置精度を維持し、磁性粒子捕捉分布の均一化による分析精度向上を図る旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３２５１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
検出容器内における磁性粒子の磁気的分離を、磁性粒子を含む反応溶液を収容する検出容器外部から永久磁石等を近接させる方法によって行う場合、検出容器に近接させる磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係の精度および再現性を維持することが分析性能の精度向上と信頼性向上の観点から重要である。なぜなら、磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対位置関係が磁性粒子の分離効率と捕捉量、また検出容器内部に捕捉した磁性粒子の分布形状に影響し、分析結果の精度不良および再現性不良、及び分析装置間差の原因となるためである。
【０００７】
前述特許文献１および従来分析機器においては、磁性粒子の磁気分離のための磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係の適否について、分析開始前、あるいは分析途中で継続的に評価するための高精度な手段を備えておらず、磁性粒子の磁気的分離工程に由来する潜在的な分析結果不良原因を排除し得ていない。
【０００８】
本発明の目的は、分析性能の精度向上と信頼性向上に鑑み、検出容器に近接させる磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係の精度および再現性を維持することのできる自動分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
磁性粒子を含む溶液を収容するための検出容器と、磁性粒子を検出容器内に磁気的に捕捉するための磁石と、検出容器内の発光物質に由来する発光量を測定するための光電子増倍管、から構成される分析装置において、光電子増倍管に対する外部磁界の影響による出力信号の変化量に基づいて、検出容器と磁性粒子捕捉用磁石との相対的位置関係を評価する機能を備えることを特徴とする分析装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
磁性粒子の磁気分離のための磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係を、分析開始前あるいは分析途中で継続的に評価することにより、検出容器に捕捉する磁性粒子量および分布形状を高精度化し、分析性能向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】分析装置の全体構成図。
【図２】検出部の構成図。
【図３】発光測定における出力信号と時間の関係。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施例について、分析装置の基本的構成と分析工程に基づき、以下図面を用いて詳細に説明する。図１は分析装置１００の全体構成図であり、図２は磁性粒子の磁気的分離を実施して、磁性粒子の複合体に標識した発光物質に由来する発光量を光電子増倍管によって測定する検出器と検出系流路２００の構成図である。また、図３は発光測定における光電子増倍管の出力信号と時間の関係３００を示す模式図である。
【００１３】
先ず図１を用いて本実施形態による分析装置の全体構成を説明する。分析装置１００の、ラック１０１には、サンプルを保持するサンプル容器１０２が架設されており、ラック搬送ライン１１７によって、サンプル分注ノズル１０３の近傍のサンプル分注位置まで移動させる。
【００１４】
インキュベータディスク１０４には、複数の反応容器１０５が設置可能であり、円周方向に設置された反応容器１０５をそれぞれ所定位置まで移動させるための回転運動が可能である。
【００１５】
サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６は、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３方向に移動可能であり、サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７，反応容器攪拌機構１０８，サンプル分注チップ及び反応容器廃棄孔１０９，サンプル分注チップ装着位置１１０，インキュベータディスク１０４の所定箇所の範囲を移動し、サンプル分注チップおよび反応容器の搬送を行う。
【００１６】
サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７には、未使用の反応容器とサンプル分注チップが複数設置されている。サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６は、サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７の上方に移動し、下降して未使用の反応容器を把持した後上昇し、さらに、インキュベータディスク１０４の所定位置上方に移動し、下降して反応容器を設置する。
【００１７】
次いで、サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６は、サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７の上方に移動し、下降して未使用のサンプル分注チップを把持した後、上昇し、サンプル分注チップ装着位置１１０の上方に移動し、下降してサンプル分注チップを設置する。
【００１８】
サンプル分注ノズル１０３は、回動及び上下動可能であり、サンプル分注チップ装着位置１１０の上方に回動移動した後、下降して、サンプル分注ノズル１０３の先端にサンプル分注チップを圧入して装着する。サンプル分注チップを装着したサンプル分注ノズル１０３は、搬送ラック１０１に載置されたサンプル容器１０２の上方に移動した後、下降して、サンプル容器１０２に保持されたサンプルを所定量吸引する。サンプルを吸引したサンプル分注ノズル１０３は、インキュベータディスク１０４の上方に移動した後、下降して、インキュベータディスク１０４に保持された未使用の反応容器１０５に、サンプルを吐出する。サンプル吐出が終了すると、サンプル分注ノズル１０３は、サンプル分注チップ及び反応容器廃棄孔１０９の上方に移動し、使用済みのサンプル分注チップを廃棄孔から廃棄する。
【００１９】
試薬ディスク１１１には、複数の試薬容器１１８が設置されている。試薬ディスク１１１の上部には試薬ディスクカバー１１２が設けられ、試薬ディスク１１１内部は所定の温度に保温される。試薬ディスクカバー１１２の一部には、試薬ディスクカバー開口部１１３が設けられている。試薬分注ノズル１１４は回転と上下移動が可能であり、試薬ディスクカバー１１２の開口部１１３の上方に回転移動した後に下降し、試薬分注ノズル１１４の先端を所定の試薬容器内の試薬に浸漬して、所定量の試薬を吸引する。次いで、試薬分注ノズル１１４は上昇した後に、インキュベータディスク１０４の所定位置の上方に回転移動して、反応容器１０５に試薬を吐出する。
【００２０】
サンプルと試薬の吐出された反応容器１０５は、インキュベータディスク１０４の回転によって所定位置に移動し、サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６によって、反応容器攪拌機構１０８へと搬送される。反応容器攪拌機構１０８は、反応容器に対して回転運動を加えることで反応容器内のサンプルと試薬を攪拌し、混和する。攪拌の終了した反応容器は、サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６によって、インキュベータディスク１０４の所定位置に戻される。
【００２１】
反応液吸引ノズル１１５は回転と上下移動が可能であり、サンプルと試薬を分注し、攪拌が終了し、インキュベータディスク１０４で所定の反応時間が経過した反応容器１０５の上方に移動し、下降し、反応容器１０５内の反応液を吸引する。反応液吸引ノズル１１５で吸引された反応液は、検出部ユニット１１６で分析される。
【００２２】
反応液の吸引された反応容器１０５は、インキュベータディスク１０４の回転によって所定位置に移動し、サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６によって、インキュベータディスク１０５からサンプル分注チップ及び反応容器廃棄孔１０９の上方に移動し、廃棄孔から廃棄する。
【００２３】
次いで、検出部２００における検出工程の詳細を図２を用いて説明する。インキュベータディスク１０４上の反応容器１０５内の反応溶液に反応液吸引ノズル１１５を浸漬し、反応液吸引ノズル１１５とシリンジ２０４を連絡する流路２０５に設けられる流路切替弁２０１の、検出容器２０２側の流路を開放して、ドレイン２０３側の流路を閉鎖した状態において、シリンジ２０４を吸引方向へ駆動させることにより、反応液を流路２０５を経由して検出容器２０２内へ吸引する。この際、磁石駆動用モータ２０６により磁石アーム２０７を９０度回転させて、磁石アーム２０７の先端に備える磁性粒子捕捉用磁石２０８を検出容器２０２の検出部２０９の直下に近接させる。これにより検出容器２０２を通過する反応液中の磁性粒子を検出容器２０２内の検出部２０９に磁気的に凝集させて捕捉する。次いで反応液吸引ノズル１１５を発光反応補助液を含む容器に移動させ浸漬させた後に、反応液吸引と同様に発光反応補助液を吸引し、磁性粒子複合体を検出部に捕捉した状態のまま検出容器２０２内部の残留反応溶液を発光反応補助液に置換する。次いで、シリンジ２０４の駆動を停止させた後に磁石駆動用モータ２０６により磁石アーム２０７を９０度回転させて磁性粒子捕捉用磁石２０８を検出容器２０２から乖離させる。次いで、検出容器２０２の流路内部を光学的に透過可能な上面部材に接続した光電子増倍管２１０において、その暗電流出力信号を測定した後に、磁性粒子複合体に含まれる発光標識の発光反応を誘起して、光電子増倍管２１０によって、その発光物質量に依存する発光量を測定し、磁性粒子複合体に含まれる測定対象物を定量する。発光量測定後は、反応液吸引ノズル１１５を洗浄液を含む容器に移動，浸漬させて洗浄液を吸引して、検出容器２０２の流路および検出部２０９に残留する磁性粒子および発光反応補助液を除去，洗浄する。最後に流路切替弁２０１を検出容器２０２側の流路を閉鎖し、ドレイン２０３側の流路を開放した状態において、シリンジ２０４を吐出方向へ駆動させることにより、シリンジ２０４内に残留する反応液，発光反応補助溶液、および洗浄液をドレイン２０３へ排出する。
【００２４】
本分析装置においては、以上の動作を複合及び反復することにより、複数のサンプルに対して、複数の分析項目の分析が効率的に実施され得る。
【００２５】
尚、反応液中の磁性粒子複合体を検出部に捕捉する工程は、分析性能の精度向上と信頼性向上の観点において最も重要な工程の一つである。これは検出容器内の検出部における、磁性粒子複合体の捕捉効率、さらには捕捉した磁性粒子の分布状態が、発光量に影響を及ぼすためである。このことから磁性粒子捕捉用磁石の磁場強度および検出部との相対的位置関係を適切に管理することが必要である。しかしながら現状の分析工程においては磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係について、簡便かつ高精度に評価し得る方法は備えられていない。
【００２６】
そこで、本願発明者らは、本分析装置と分析工程の構成において、発光検出手段とする光電子増倍管の外部磁界に対する感受特性を利用して、磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係を簡便かつ高精度に評価し得る方法を考案し、分析性能の精度向上と信頼性向上を図る。一般的には光電子増倍管は外部磁界の影響を軽減するための磁気シールドケース等が適用されているように外部磁界に対して鋭敏な感受性を有することが周知であり、外部磁界を加えることにより外部磁界の強さに依存した出力信号の低下が認められている。
【００２７】
図３は検出容器に磁性粒子捕捉用磁石を近接させた場合、または乖離させた場合において、暗電流測定から発光標識の発光量測定における光電子増倍管の出力信号と時間の関係３００を模式的に示したものである。通常の発光量測定においては検出容器２０２から磁性粒子捕捉用磁石２０８を乖離させた状態において、暗電流測定領域３０１の出力信号３０３を取得し、次いで発光測定領域３０２において発光量に由来する出力信号３０６を取得し、最後に、発光測定領域３０２の開始から所定時間までにおける、発光出力信号３０６から暗電流領域の出力信号３０１平均値を差し引いた値の積分値を算出し、発光量３０９とする。
【００２８】
一方、検出容器２０２に対する磁性粒子捕捉用磁石２０８の近接または乖離を通常と異なるタイミングにて制御する本発明について説明する。暗電流測定領域３０１において磁性粒子捕捉用磁石２０８を検出容器２０２から乖離させた場合の出力信号３０３に比較して、磁性粒子捕捉用磁石２０８を検出容器２０２に近接させた場合の出力信号３０４は一定比率で低値となる。また暗電流測定途中に磁性粒子捕捉用磁石２０８を検出容器２０２に近接させた状態から乖離させた場合、出力信号は出力信号３０４から出力信号３０５を経由して出力信号３０３に推移する。即ち、磁性粒子捕捉工程において検出容器２０２に近接させた磁性粒子捕捉用磁石２０８を暗電流測定途中に乖離させて、その出力信号の変化量を評価することにより、磁性粒子捕捉工程おける検出容器２０２に対する磁性粒子捕捉用磁石２０８の近接状態、および発光測定前の検出容器２０２からの磁性粒子捕捉用磁石２０８の乖離状態について、各々の動作結果の適否を判定可能となり、分析結果に対する信頼性向上が可能となる。
【００２９】
発光測定領域３０２においても上述と同様に、磁性粒子捕捉用磁石２０８を検出容器２０２から乖離させた場合の出力信号３０６に比較して、磁性粒子捕捉用磁石２０８を検出容器２０２に近接させた場合の出力信号３０７は一定の比率で低値となる。また発光測定途中に検出容器２０２に対して、磁性粒子捕捉用磁石２０８を乖離させた状態から近接させた場合、その出力信号は出力信号３０６から出力信号３０８を経由して出力信号３０７に推移する。尚、発光測定における出力信号の低下率（検出容器２０２に磁性粒子捕捉用磁石２０８を近接させた状態における出力信号／検出容器から磁性粒子捕捉用磁石２０８を乖離させた状態における出力信号［％］）は、暗電流測定の場合と比較して大きい。従って発光測定における出力信号の低下率から、検出容器２０２に近接させた磁性粒子捕捉用磁石２０８と検出容器の相対位置関係をより高精度に評価することが可能となる。
【００３０】
この相対位置関係の情報は、例えば、分析装置および検出部の機構組立後、あるいは検出容器や磁性粒子捕捉用磁石等の部品交換等のメンテナンス時に、磁性粒子捕捉用磁石を検出容器から乖離させた場合と近接させた場合において、所定項目の発光測定を各々実施して、出力信号の低下率を算出し、これら信号量および信号量低下率に基づいて、検出容器に近接させた磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係を評価し、分析装置および検出部の組立て、或いは部品交換等のメンテナンス作業の適否を判定することが可能となる。また、分析においては、検出工程開始前に準備工程を設けて、磁性粒子捕捉用磁石を検出容器から乖離させた場合と近接させた場合において、所定項目の発光測定を各々実施して、出力信号の低下率を算出し、これら信号量および信号量低下率に基づいて、検出容器に近接させた磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係を評価し、検出工程前に磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対位置関係の適否を確認することが可能となる。これらの機能によって分析性能精度向上および分信頼性向上が可能となる。
【符号の説明】
【００３１】
１００ 分析装置
１０１ ラック
１０２ サンプル容器
１０３ サンプル分注ノズル
１０４ インキュベータディスク
１０５ 反応容器
１０６ サンプル分注チップおよび反応容器搬送機構
１０７ サンプル分注チップおよび反応容器保持部材
１０８ 反応容器攪拌機構
１０９ サンプル分注チップおよび反応容器廃棄孔
１１０ サンプル分注チップ装着位置
１１１ 試薬ディスク
１１２ 試薬ディスクカバー
１１３ 試薬ディスクカバー開口部
１１４ 試薬分注ノズル
１１５ 反応液吸引ノズル
１１６ 検出ユニット
１１７ ラック搬送ライン
１１８ 試薬容器
２００ 検出器と検出系流路
２０１ 流路切替弁
２０２ 検出容器
２０３ ドレイン
２０４ 送液シリンジ
２０５ 流路
２０６ 磁石駆動用モータ
２０７ 磁石アーム
２０８ 磁性粒子捕捉用磁石
２０９ 検出部
２１０ 光電子増倍管
３００ 発光測定における光電子増倍管の出力信号と時間の関係
３０１ 暗電流測定領域
３０２ 発光測定領域
３０３ 磁石乖離時の暗電流出力信号
３０４ 磁石近接時の暗電流出力信号
３０５ 磁石近接状態から乖離状態へ移行する際の出力信号推移
３０６ 磁石乖離時の発光出力信号
３０７ 磁石近接時の発光出力信号
３０８ 磁石乖離状態から近接状態へ移行する際の発光出力信号推移
３０９ 発光量
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動分析装置に関し、特に、検出容器内に磁性粒子を磁気的に捕捉した後に磁性粒子の複合体に標識した発光物質に由来する発光量を光電子増倍管によって測定する分析を実施することを目的として、磁性粒子を含む溶液を収容するための検出容器と、磁性粒子を検出容器内に磁気的に捕捉するための磁石と、検出容器内の発光物質に由来する発光量を測定するための光電子増倍管、から構成される分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性粒子を利用する分析方法は医療分野やバイオテクノロジー分野等において広く普及している。このうち例えば医療分野においては血液や血清等を試料として用いる免疫分析があげられる。免疫分析は免疫学的な特異的結合によって標的物質を高感度に測定する方法であり、放射性同位元素を標識物質として用いるＲＩＡ（放射免疫測定），酵素を用いるＥＩＡ（酵素免疫測定）やＣＬＥＩＡ（化学発光酵素免疫測定），化学発光物質を用いるＥＣＬＩＡ（電気化学発光免疫測定）等がある。これらの分析は極微量の標的物質を高感度に検出するために、特異的親和性を有する抗原或いは抗体を磁性粒子の表面に固相化して、免疫学的な特異的結合によって標的物質を固相に結合させて、標的物質以外を含む液相から磁気的に分離濃縮した後に標識物質を検出するヘテロジニアス分析法が一般的である。
【０００３】
これらの分析方法においては、磁性粒子を磁気的に捕捉し反応溶液から分離する工程を的確に実施することが分析性能の精度向上と信頼性向上の観点から重要である。一般的に磁性粒子の磁気的分離は、磁性粒子を含む反応溶液を収容する反応容器や検出容器等に容器外部から磁性粒子捕捉用磁石を近接させる等の手段によって外部からの磁界を容器内の磁性粒子に作用させて、反応用液中に分散する磁性粒子を反応容器や検出器の内壁に磁気的に凝集させて、磁性粒子以外の溶液成分から分離するものである。
【０００４】
従来の磁性粒子応用の分析装置として、特許文献１のような化学分析装置がある。特許文献１には、磁性粒子を用いる分析装置において、磁性粒子を捕捉するための磁石の駆動機構を機械的に高精度化することにより、磁性粒子を捕捉する検出容器と磁石の相対的位置精度を維持し、磁性粒子捕捉分布の均一化による分析精度向上を図る旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３２５１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
検出容器内における磁性粒子の磁気的分離を、磁性粒子を含む反応溶液を収容する検出容器外部から永久磁石等を近接させる方法によって行う場合、検出容器に近接させる磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係の精度および再現性を維持することが分析性能の精度向上と信頼性向上の観点から重要である。なぜなら、磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対位置関係が磁性粒子の分離効率と捕捉量、また検出容器内部に捕捉した磁性粒子の分布形状に影響し、分析結果の精度不良および再現性不良、及び分析装置間差の原因となるためである。
【０００７】
前述特許文献１および従来分析機器においては、磁性粒子の磁気分離のための磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係の適否について、分析開始前、あるいは分析途中で継続的に評価するための高精度な手段を備えておらず、磁性粒子の磁気的分離工程に由来する潜在的な分析結果不良原因を排除し得ていない。
【０００８】
本発明の目的は、分析性能の精度向上と信頼性向上に鑑み、検出容器に近接させる磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係の精度および再現性を維持することのできる自動分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
磁性粒子を含む溶液を収容するための検出容器と、磁性粒子を検出容器内に磁気的に捕捉するための磁石と、検出容器内の発光物質に由来する発光量を測定するための光電子増倍管、から構成される分析装置において、光電子増倍管に対する外部磁界の影響による出力信号の変化量に基づいて、検出容器と磁性粒子捕捉用磁石との相対的位置関係を評価する機能を備えることを特徴とする分析装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
磁性粒子の磁気分離のための磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係を、分析開始前あるいは分析途中で継続的に評価することにより、検出容器に捕捉する磁性粒子量および分布形状を高精度化し、分析性能向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】分析装置の全体構成図。
【図２】検出部の構成図。
【図３】発光測定における出力信号と時間の関係。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施例について、分析装置の基本的構成と分析工程に基づき、以下図面を用いて詳細に説明する。図１は分析装置１００の全体構成図であり、図２は磁性粒子の磁気的分離を実施して、磁性粒子の複合体に標識した発光物質に由来する発光量を光電子増倍管によって測定する検出器と検出系流路２００の構成図である。また、図３は発光測定における光電子増倍管の出力信号と時間の関係３００を示す模式図である。
【００１３】
先ず図１を用いて本実施形態による分析装置の全体構成を説明する。分析装置１００の、ラック１０１には、サンプルを保持するサンプル容器１０２が架設されており、ラック搬送ライン１１７によって、サンプル分注ノズル１０３の近傍のサンプル分注位置まで移動させる。
【００１４】
インキュベータディスク１０４には、複数の反応容器１０５が設置可能であり、円周方向に設置された反応容器１０５をそれぞれ所定位置まで移動させるための回転運動が可能である。
【００１５】
サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６は、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３方向に移動可能であり、サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７，反応容器攪拌機構１０８，サンプル分注チップ及び反応容器廃棄孔１０９，サンプル分注チップ装着位置１１０，インキュベータディスク１０４の所定箇所の範囲を移動し、サンプル分注チップおよび反応容器の搬送を行う。
【００１６】
サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７には、未使用の反応容器とサンプル分注チップが複数設置されている。サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６は、サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７の上方に移動し、下降して未使用の反応容器を把持した後上昇し、さらに、インキュベータディスク１０４の所定位置上方に移動し、下降して反応容器を設置する。
【００１７】
次いで、サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６は、サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７の上方に移動し、下降して未使用のサンプル分注チップを把持した後、上昇し、サンプル分注チップ装着位置１１０の上方に移動し、下降してサンプル分注チップを設置する。
【００１８】
サンプル分注ノズル１０３は、回動及び上下動可能であり、サンプル分注チップ装着位置１１０の上方に回動移動した後、下降して、サンプル分注ノズル１０３の先端にサンプル分注チップを圧入して装着する。サンプル分注チップを装着したサンプル分注ノズル１０３は、搬送ラック１０１に載置されたサンプル容器１０２の上方に移動した後、下降して、サンプル容器１０２に保持されたサンプルを所定量吸引する。サンプルを吸引したサンプル分注ノズル１０３は、インキュベータディスク１０４の上方に移動した後、下降して、インキュベータディスク１０４に保持された未使用の反応容器１０５に、サンプルを吐出する。サンプル吐出が終了すると、サンプル分注ノズル１０３は、サンプル分注チップ及び反応容器廃棄孔１０９の上方に移動し、使用済みのサンプル分注チップを廃棄孔から廃棄する。
【００１９】
試薬ディスク１１１には、複数の試薬容器１１８が設置されている。試薬ディスク１１１の上部には試薬ディスクカバー１１２が設けられ、試薬ディスク１１１内部は所定の温度に保温される。試薬ディスクカバー１１２の一部には、試薬ディスクカバー開口部１１３が設けられている。試薬分注ノズル１１４は回転と上下移動が可能であり、試薬ディスクカバー１１２の開口部１１３の上方に回転移動した後に下降し、試薬分注ノズル１１４の先端を所定の試薬容器内の試薬に浸漬して、所定量の試薬を吸引する。次いで、試薬分注ノズル１１４は上昇した後に、インキュベータディスク１０４の所定位置の上方に回転移動して、反応容器１０５に試薬を吐出する。
【００２０】
サンプルと試薬の吐出された反応容器１０５は、インキュベータディスク１０４の回転によって所定位置に移動し、サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６によって、反応容器攪拌機構１０８へと搬送される。反応容器攪拌機構１０８は、反応容器に対して回転運動を加えることで反応容器内のサンプルと試薬を攪拌し、混和する。攪拌の終了した反応容器は、サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６によって、インキュベータディスク１０４の所定位置に戻される。
【００２１】
反応液吸引ノズル１１５は回転と上下移動が可能であり、サンプルと試薬を分注し、攪拌が終了し、インキュベータディスク１０４で所定の反応時間が経過した反応容器１０５の上方に移動し、下降し、反応容器１０５内の反応液を吸引する。反応液吸引ノズル１１５で吸引された反応液は、検出部ユニット１１６で分析される。
【００２２】
反応液の吸引された反応容器１０５は、インキュベータディスク１０４の回転によって所定位置に移動し、サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６によって、インキュベータディスク１０５からサンプル分注チップ及び反応容器廃棄孔１０９の上方に移動し、廃棄孔から廃棄する。
【００２３】
次いで、検出部２００における検出工程の詳細を図２を用いて説明する。インキュベータディスク１０４上の反応容器１０５内の反応溶液に反応液吸引ノズル１１５を浸漬し、反応液吸引ノズル１１５とシリンジ２０４を連絡する流路２０５に設けられる流路切替弁２０１の、検出容器２０２側の流路を開放して、ドレイン２０３側の流路を閉鎖した状態において、シリンジ２０４を吸引方向へ駆動させることにより、反応液を流路２０５を経由して検出容器２０２内へ吸引する。この際、磁石駆動用モータ２０６により磁石アーム２０７を９０度回転させて、磁石アーム２０７の先端に備える磁性粒子捕捉用磁石２０８を検出容器２０２の検出部２０９の直下に近接させる。これにより検出容器２０２を通過する反応液中の磁性粒子を検出容器２０２内の検出部２０９に磁気的に凝集させて捕捉する。次いで反応液吸引ノズル１１５を発光反応補助液を含む容器に移動させ浸漬させた後に、反応液吸引と同様に発光反応補助液を吸引し、磁性粒子複合体を検出部に捕捉した状態のまま検出容器２０２内部の残留反応溶液を発光反応補助液に置換する。次いで、シリンジ２０４の駆動を停止させた後に磁石駆動用モータ２０６により磁石アーム２０７を９０度回転させて磁性粒子捕捉用磁石２０８を検出容器２０２から乖離させる。次いで、検出容器２０２の流路内部を光学的に透過可能な上面部材に接続した光電子増倍管２１０において、その暗電流出力信号を測定した後に、磁性粒子複合体に含まれる発光標識の発光反応を誘起して、光電子増倍管２１０によって、その発光物質量に依存する発光量を測定し、磁性粒子複合体に含まれる測定対象物を定量する。発光量測定後は、反応液吸引ノズル１１５を洗浄液を含む容器に移動，浸漬させて洗浄液を吸引して、検出容器２０２の流路および検出部２０９に残留する磁性粒子および発光反応補助液を除去，洗浄する。最後に流路切替弁２０１を検出容器２０２側の流路を閉鎖し、ドレイン２０３側の流路を開放した状態において、シリンジ２０４を吐出方向へ駆動させることにより、シリンジ２０４内に残留する反応液，発光反応補助溶液、および洗浄液をドレイン２０３へ排出する。
【００２４】
本分析装置においては、以上の動作を複合及び反復することにより、複数のサンプルに対して、複数の分析項目の分析が効率的に実施され得る。
【００２５】
尚、反応液中の磁性粒子複合体を検出部に捕捉する工程は、分析性能の精度向上と信頼性向上の観点において最も重要な工程の一つである。これは検出容器内の検出部における、磁性粒子複合体の捕捉効率、さらには捕捉した磁性粒子の分布状態が、発光量に影響を及ぼすためである。このことから磁性粒子捕捉用磁石の磁場強度および検出部との相対的位置関係を適切に管理することが必要である。しかしながら現状の分析工程においては磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係について、簡便かつ高精度に評価し得る方法は備えられていない。
【００２６】
そこで、本願発明者らは、本分析装置と分析工程の構成において、発光検出手段とする光電子増倍管の外部磁界に対する感受特性を利用して、磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係を簡便かつ高精度に評価し得る方法を考案し、分析性能の精度向上と信頼性向上を図る。一般的には光電子増倍管は外部磁界の影響を軽減するための磁気シールドケース等が適用されているように外部磁界に対して鋭敏な感受性を有することが周知であり、外部磁界を加えることにより外部磁界の強さに依存した出力信号の低下が認められている。
【００２７】
図３は検出容器に磁性粒子捕捉用磁石を近接させた場合、または乖離させた場合において、暗電流測定から発光標識の発光量測定における光電子増倍管の出力信号と時間の関係３００を模式的に示したものである。通常の発光量測定においては検出容器２０２から磁性粒子捕捉用磁石２０８を乖離させた状態において、暗電流測定領域３０１の出力信号３０３を取得し、次いで発光測定領域３０２において発光量に由来する出力信号３０６を取得し、最後に、発光測定領域３０２の開始から所定時間までにおける、発光出力信号３０６から暗電流領域の出力信号３０１平均値を差し引いた値の積分値を算出し、発光量３０９とする。
【００２８】
一方、検出容器２０２に対する磁性粒子捕捉用磁石２０８の近接または乖離を通常と異なるタイミングにて制御する本発明について説明する。暗電流測定領域３０１において磁性粒子捕捉用磁石２０８を検出容器２０２から乖離させた場合の出力信号３０３に比較して、磁性粒子捕捉用磁石２０８を検出容器２０２に近接させた場合の出力信号３０４は一定比率で低値となる。また暗電流測定途中に磁性粒子捕捉用磁石２０８を検出容器２０２に近接させた状態から乖離させた場合、出力信号は出力信号３０４から出力信号３０５を経由して出力信号３０３に推移する。即ち、磁性粒子捕捉工程において検出容器２０２に近接させた磁性粒子捕捉用磁石２０８を暗電流測定途中に乖離させて、その出力信号の変化量を評価することにより、磁性粒子捕捉工程おける検出容器２０２に対する磁性粒子捕捉用磁石２０８の近接状態、および発光測定前の検出容器２０２からの磁性粒子捕捉用磁石２０８の乖離状態について、各々の動作結果の適否を判定可能となり、分析結果に対する信頼性向上が可能となる。
【００２９】
発光測定領域３０２においても上述と同様に、磁性粒子捕捉用磁石２０８を検出容器２０２から乖離させた場合の出力信号３０６に比較して、磁性粒子捕捉用磁石２０８を検出容器２０２に近接させた場合の出力信号３０７は一定の比率で低値となる。また発光測定途中に検出容器２０２に対して、磁性粒子捕捉用磁石２０８を乖離させた状態から近接させた場合、その出力信号は出力信号３０６から出力信号３０８を経由して出力信号３０７に推移する。尚、発光測定における出力信号の低下率（検出容器２０２に磁性粒子捕捉用磁石２０８を近接させた状態における出力信号／検出容器から磁性粒子捕捉用磁石２０８を乖離させた状態における出力信号［％］）は、暗電流測定の場合と比較して大きい。従って発光測定における出力信号の低下率から、検出容器２０２に近接させた磁性粒子捕捉用磁石２０８と検出容器の相対位置関係をより高精度に評価することが可能となる。
【００３０】
この相対位置関係の情報は、例えば、分析装置および検出部の機構組立後、あるいは検出容器や磁性粒子捕捉用磁石等の部品交換等のメンテナンス時に、磁性粒子捕捉用磁石を検出容器から乖離させた場合と近接させた場合において、所定項目の発光測定を各々実施して、出力信号の低下率を算出し、これら信号量および信号量低下率に基づいて、検出容器に近接させた磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係を評価し、分析装置および検出部の組立て、或いは部品交換等のメンテナンス作業の適否を判定することが可能となる。また、分析においては、検出工程開始前に準備工程を設けて、磁性粒子捕捉用磁石を検出容器から乖離させた場合と近接させた場合において、所定項目の発光測定を各々実施して、出力信号の低下率を算出し、これら信号量および信号量低下率に基づいて、検出容器に近接させた磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係を評価し、検出工程前に磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対位置関係の適否を確認することが可能となる。これらの機能によって分析性能精度向上および分信頼性向上が可能となる。
【符号の説明】
【００３１】
１００ 分析装置
１０１ ラック
１０２ サンプル容器
１０３ サンプル分注ノズル
１０４ インキュベータディスク
１０５ 反応容器
１０６ サンプル分注チップおよび反応容器搬送機構
１０７ サンプル分注チップおよび反応容器保持部材
１０８ 反応容器攪拌機構
１０９ サンプル分注チップおよび反応容器廃棄孔
１１０ サンプル分注チップ装着位置
１１１ 試薬ディスク
１１２ 試薬ディスクカバー
１１３ 試薬ディスクカバー開口部
１１４ 試薬分注ノズル
１１５ 反応液吸引ノズル
１１６ 検出ユニット
１１７ ラック搬送ライン
１１８ 試薬容器
２００ 検出器と検出系流路
２０１ 流路切替弁
２０２ 検出容器
２０３ ドレイン
２０４ 送液シリンジ
２０５ 流路
２０６ 磁石駆動用モータ
２０７ 磁石アーム
２０８ 磁性粒子捕捉用磁石
２０９ 検出部
２１０ 光電子増倍管
３００ 発光測定における光電子増倍管の出力信号と時間の関係
３０１ 暗電流測定領域
３０２ 発光測定領域
３０３ 磁石乖離時の暗電流出力信号
３０４ 磁石近接時の暗電流出力信号
３０５ 磁石近接状態から乖離状態へ移行する際の出力信号推移
３０６ 磁石乖離時の発光出力信号
３０７ 磁石近接時の発光出力信号
３０８ 磁石乖離状態から近接状態へ移行する際の発光出力信号推移
３０９ 発光量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粒子を含む溶液を収容するための検出容器と、磁性粒子を検出容器内に磁気的に捕捉するための磁石と、検出容器内の発光物質に由来する発光量を測定するための光電子増倍管、から構成される分析装置において、光電子増倍管に対する外部磁界の影響による出力信号の変化量に基づいて、検出容器と磁性粒子捕捉用磁石との相対的位置関係を評価する機能を備えることを特徴とする分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の分析装置において、
検出容器内の磁性粒子を磁気的に捕捉した後、発光物質に由来する発光測定前に実施する暗電流測定において、検出容器内の磁性粒子を捕捉する為に近接させていた磁性粒子捕捉用磁石を、暗電流測定途中に検出容器から乖離させて、この際の暗電流出力信号の変化量に基づいて、磁性粒子捕捉工程時における磁性粒子捕捉用磁石と反応容器の相対的位置関係、および発光量測定直前における磁性粒子捕捉用磁石と反応容器の相対的位置関係の適否を各々判定する機能を備えることを特徴とする分析装置。
【請求項３】
請求項１に記載の分析装置において、
検出容器内の磁性粒子を磁気的に捕捉した後に磁性粒子に標識した発光物質に由来する発光量測定を実施する際に、検出容器に磁性粒子捕捉用磁石を近接させた状態、および検出容器から磁性粒子捕捉用磁石を乖離させた状態において各々出力信号を取得し、これらの出力信号量の差異に基づいて、磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係の適否を判定する機能を備えることを特徴とする分析装置。
【請求項４】
請求項１に記載の分析装置において、
検出容器内の磁性粒子を磁気的に捕捉した後に磁性粒子に標識した発光物質に由来する発光量測定を実施する際に、発光量測定途中に検出容器に磁性粒子捕捉用磁石を乖離させた状態から近接させて、この際の出力信号量の変化に基づいて、磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係の適否を判定する機能を備えることを特徴とする分析装置。
【請求項１】
磁性粒子を含む溶液を収容するための検出容器と、磁性粒子を検出容器内に磁気的に捕捉するための磁石と、検出容器内の発光物質に由来する発光量を測定するための光電子増倍管、から構成される分析装置において、光電子増倍管に対する外部磁界の影響による出力信号の変化量に基づいて、検出容器と磁性粒子捕捉用磁石との相対的位置関係を評価する機能を備えることを特徴とする分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の分析装置において、
検出容器内の磁性粒子を磁気的に捕捉した後、発光物質に由来する発光測定前に実施する暗電流測定において、検出容器内の磁性粒子を捕捉する為に近接させていた磁性粒子捕捉用磁石を、暗電流測定途中に検出容器から乖離させて、この際の暗電流出力信号の変化量に基づいて、磁性粒子捕捉工程時における磁性粒子捕捉用磁石と反応容器の相対的位置関係、および発光量測定直前における磁性粒子捕捉用磁石と反応容器の相対的位置関係の適否を各々判定する機能を備えることを特徴とする分析装置。
【請求項３】
請求項１に記載の分析装置において、
検出容器内の磁性粒子を磁気的に捕捉した後に磁性粒子に標識した発光物質に由来する発光量測定を実施する際に、検出容器に磁性粒子捕捉用磁石を近接させた状態、および検出容器から磁性粒子捕捉用磁石を乖離させた状態において各々出力信号を取得し、これらの出力信号量の差異に基づいて、磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係の適否を判定する機能を備えることを特徴とする分析装置。
【請求項４】
請求項１に記載の分析装置において、
検出容器内の磁性粒子を磁気的に捕捉した後に磁性粒子に標識した発光物質に由来する発光量測定を実施する際に、発光量測定途中に検出容器に磁性粒子捕捉用磁石を乖離させた状態から近接させて、この際の出力信号量の変化に基づいて、磁性粒子捕捉用磁石と検出容器の相対的位置関係の適否を判定する機能を備えることを特徴とする分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１５３９４６（Ｐ２０１１−１５３９４６Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６１６０（Ｐ２０１０−１６１６０）
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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