撹拌装置および分析装置
【課題】分析装置にセットされる複数の反応容器に保持された液体を一定の攪拌効率の下に撹拌することができる撹拌装置およびこの撹拌装置を用いた分析装置を提供すること。
【解決手段】複数の反応容器１２のそれぞれに保持された液体を撹拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して反応液を分析する自動分析装置１は、反応容器１２に保持された液体を撹拌する音波を出射する表面弾性波素子２０と撹拌時に表面弾性波素子を移動させて液体を保持する所定の反応容器に接触させる駆動部２２とを有する撹拌装置６を備えている。
【解決手段】複数の反応容器１２のそれぞれに保持された液体を撹拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して反応液を分析する自動分析装置１は、反応容器１２に保持された液体を撹拌する音波を出射する表面弾性波素子２０と撹拌時に表面弾性波素子を移動させて液体を保持する所定の反応容器に接触させる駆動部２２とを有する撹拌装置６を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応容器に保持された液体を撹拌する撹拌装置および分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、分析装置は、液体を保持する全ての反応容器のそれぞれに音波出射手段を一体に設け、音波出射手段から反応容器に向けて音波を出射することによって液体を非接触で撹拌する撹拌装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９０７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された撹拌装置は、分析装置の反応テーブルにセットされる全ての反応容器のそれぞれに音波出射手段を設けるので、個々の音波出射手段の撹拌性能の違いにより撹拌が一定にならず、同一の検体の同一の検査項目でありながら分析結果にバラツキが生じるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、分析装置にセットされる複数の反応容器に保持された液体を一定の攪拌効率の下に撹拌することができる撹拌装置およびこの撹拌装置を用いた分析装置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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撹拌装置は、反応容器に保持された液体を撹拌する音波を出射する音波出射手段を有する撹拌装置であって、前記撹拌時に前記音波出射手段を移動させて前記液体を保持する反応容器に接触させる駆動手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明にかかる撹拌装置は、上記発明において、前記音波出射手段は、複数の端面を有し、該端面のうちの所定の一端面から前記反応容器に前記音波を出射し、前記駆動手段は、前記一端面のみを前記反応容器に接触させることを特徴とする。
【０００８】
本発明にかかる撹拌装置は、上記発明において、前記音波出射手段は、定在波を出射し、前記一端面は、前記音波出射手段から出射される定在波が最大になる位置に設けられることを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる撹拌装置は、上記発明において、前記音波出射手段は、母材と、該母材上に形成される櫛型電極からなる振動子とを有する表面弾性波素子であることを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかる撹拌装置は、上記発明において、前記駆動手段は、前記母材が有する複数の端面のうちの所定の一端面を前記反応容器に接触させることを特徴とする。
【００１１】
本発明にかかる撹拌装置は、上記発明において、前記母材は、少なくとも１つの凸部を有し、前記駆動手段は、前記凸部を前記反応容器に接触させることを特徴とする。
【００１２】
本発明にかかる撹拌装置は、上記発明において、前記表面弾性波素子は、定在波を出射し、前記凸部は、前記音波出射手段から出射される定在波のエネルギーが最大になる位置に設けられることを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる撹拌装置は、上記発明において、前記駆動手段は、前記表面弾性波素子を前記反応容器に接触させる接触位置を変更させることを特徴とする。
【００１４】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる分析装置は、複数の反応容器のそれぞれに保持された液体を撹拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して前記反応液を分析する分析装置であって、前記反応容器に保持された液体を撹拌する音波を出射する音波出射手段と前記撹拌時に前記音波出射手段を移動させて前記液体を保持する所定の反応容器に接触させる駆動手段とを有する前記撹拌装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる撹拌装置および分析装置は、撹拌時に同じ音波出射手段から出射される音波で各反応容器に保持された液体の撹拌を行うので、各反応容器内の液体の撹拌を一定の攪拌効率の下に撹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】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態にかかる撹拌装置および分析装置を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の自動分析装置を示す概略構成図である。図２は、図１に示した自動分析装置を構成する反応容器１２および反応テーブル５を断面にして示したブロック図である。図３は、図２の自動分析装置１を構成する反応テーブル５のホルダ５ａ、反応容器１２および表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。
【００１８】
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、検体分注機構４、反応テーブル５、撹拌装置６、測光部７、洗浄装置８、試薬テーブル９および試薬分注機構１０を備えている。
【００１９】
検体テーブル３は、図１に示すように、駆動手段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検体格納部３ａが複数設けられている。各検体格納部３ａは、検体を収容した検体容器１１が着脱自在に格納される。検体分注機構４は、反応テーブル５の外周上方を表面に沿って２次元方向に移動する。
【００２０】
検体分注機構４は、図１に示すように、反応テーブル５のホルダ５ａに保持される反応容器１２に検体を分注する分注手段であり、検体ノズル４ａ（図２参照）を備えている。検体分注機構４は、駆動手段によって駆動され、反応テーブル５の外周上方を表面に沿って２次元方向に移動する。これにより、検体分注機構４は、検体ノズル４ａによって検体テーブル３の検体格納部３ａに格納された複数の検体容器１１から検体を順次ホルダ５ａに格納された反応容器１２に分注する。
【００２１】
反応テーブル５は、図１に示すように、検体テーブル３を駆動する駆動手段とは異なる駆動手段である駆動モータ５ｆ（図２参照）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凹状に成形されたホルダ５ａが複数設けられている。各ホルダ５ａは、半径方向両側に測光部７の分析光Ｂが透過する開口５ｂ，５ｃ（図２，図３参照）が形成されている。各ホルダ５ａには、検体を試薬と反応させる反応容器１２が挿脱自在に配置されている。なお、図１では、ホルダ５ａ内に収容される反応容器１２を一部省略して簡略的に示している。開口５ｂは、ホルダ５ａの外側壁５ｄに形成され、分析光Ｂが透過すると共に、表面弾性波素子２０が反応容器１２に当接するための当接窓を兼ねている。開口５ｃは、ホルダ５ａの内側壁５ｅに形成された円形状の窓である。反応テーブル５は、一周期で時計方向に（１周−１反応容器）/４分回転し、四周期で反時計方向にホルダ５ａの１個分回転する。反応テーブル５の近傍には、撹拌装置６、測光部７および洗浄装置８が設けられている。
【００２２】
反応容器１２は、容量が数ｎＬ〜数十μＬと微量な四角形状の容器であり、測光部７から出射された分析光（３４０〜８００ｎｍ）に含まれる光の８０％以上を降下する透明素材、たと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などの合成樹脂からなる。反応容器１２の上部には、検体分注機構４および試薬分注機構１０によって液体を分注するための開口１２ａが形成されている。
【００２３】
撹拌装置６は、図２に示すように、表面弾性波素子（ＳＡＷ）２０、駆動回路２１および駆動部２２を備えている。表面弾性波素子２０は、音波によって液体を撹拌する音波出射手段であり、表面弾性波素子２０の母材２０ａ上に櫛型電極（ＩＤＴ）からなる振動子２０ｂ（図４参照）が形成されている。振動子２０ｂは、駆動回路２１と接続されており、駆動回路２１から供給される電力によって駆動される。表面弾性波素子２０は、駆動部２２によって矢印の方向に駆動されるアーム２２ａと連結され、外側壁５ｄに形成された開口５ｂ内に移動して、振動子２０ｂが外側壁５ｄ側に位置する反応容器１２の側壁１２ｂに当接する。この時、表面弾性波素子２０は、ホルダ５ａに保持される反応容器１２の側壁１２ｂに対向させると共に、側壁１２ｂと平行（図５参照）に配置されている。
【００２４】
駆動回路２１は、制御部１６からの制御信号に基づいて発振周波数をプログラマブルに変更可能な発振回路を有しており、数十ＭＮｚ〜数百ＭＮｚ程度の高周波の発振信号を増幅し、駆動信号として表面弾性波素子２０に出力する。この他に駆動回路２１は、制御部１６からの制御信号に基づいて駆動信号の駆動周波数を段階的に切り替える。駆動回路２１は、表面弾性波素子２０の振動子２０ｂを駆動して反応容器１２に保持される液体を撹拌する。なお、振動子２０ｂは、反応容器１２に接触した両端面２０ｂ１，２０ｂ２（図５参照）から反応容器１２に向けて表面弾性波を出射し、この表面弾性波Ｈが反応容器１２に保持された液体中へ漏れ出し（図６参照）、液体を攪拌する。ここで、制御部１６は、撹拌装置６を制御する場合には、たとえば表面弾性波素子２０が発する音波の特性（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）或いは変調（振幅変調、周波数変調）などを制御する。また、制御部１６は、内蔵したタイマに従って駆動回路２１が発振する発振信号の周波数を切り替えることができる。
【００２５】
駆動部２２は、制御部１６による制御の下に表面弾性波素子２０が連結されたアーム２２ａを前後に駆動して表面弾性波素子２０を反応容器１２の側壁１２ｂに接触させると共に、この接触状態を維持したまま表面弾性波素子２０を左右、上下、右または左回転（図４〜図６参照）に駆動させる駆動手段であり、たとえば３軸方向の移動が可能な３軸ステージおよびこの３軸ステージの駆動とアーム２２ａの回転とを可能にするモータを備えている。表面弾性波素子２０は、駆動部２２の駆動によって反応容器１２の側壁１２ｂに接触した状態で、反応容器１２との接触位置を変更させることができる。
【００２６】
測光部７は、図１に示すように、反応テーブル５のホルダ５ａを挟んで半径方向に対向する位置に設けられる測光手段であり、反応容器１２内に保持された液体を分析する分析光Ｂを出射する光源７ａと、この液体を透過した分析光Ｂを分光して受光する受光器７ｂとを備えている。光源７ａから出射された分析光Ｂは、反応容器１２内に保持された液体の検液面を登校して受光器７ｂに受光される。測光部７における測光が終了した反応容器１２は、洗浄装置８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。
【００２７】
洗浄装置８は、測光終了後の反応容器１２内の液体を排出する排出手段と、液体を排出した反応容器１２に洗浄液を分注する分注手段とを有している。洗浄装置８は、測光後の液体を排出手段によって反応容器１２から排出する。その後、洗浄装置８は、分注手段によって反応容器１２に洗浄液を分注し、分注した洗浄液を前記排出手段によって反応容器１２から排出する。洗浄装置８は、この洗浄液の分注，排出動作を複数回繰り返すことにより、反応容器１２内を洗浄する。このようにして洗浄された反応容器１２は、再度、新たな検体の分析に使用される。
【００２８】
試薬テーブル９は、図１に示すように、検体テーブル３および反応テーブル５とは異なる駆動手段によって矢印で示す方向に回転され、試薬容器１４を着脱自在に収納する試薬格納部９ａが周方向に沿って複数設けられている。複数の試薬容器１４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等を含む情報記録媒体（図示せず）が貼付されている。
【００２９】
試薬分注機構１０は、反応テーブル５に形成したホルダ５ａに試薬を分注する試薬分注手段であり、試薬ノズル１０ａ（図２参照）を備えている。試薬分注機構１０は、検体分注機構４とは異なる駆動手段によって駆動され、図１に示すように、反応テーブル５の外周上方を表面に沿って２次元方向に移動し、試薬ノズル１０ａによって試薬テーブル９の所定の試薬容器１４から試薬を順次ホルダ５ａ内の反応容器１２に分注する。
【００３０】
ここで、試薬テーブル９の外周には、試薬容器１４に貼付した上記情報記録媒体に記録された試薬の種類、ロットおよび有効期限などの情報を読み取り、制御部１６へ出力する読取装置１５が設置されている。制御部１６は、検体テーブル３、検体分注機構４、反応テーブル５、撹拌装置６、受光器７ｂ、洗浄装置８、試薬テーブル９、試薬分注機構１０、読取装置１５、分析部１７、入力部１８および表示部１９と接続され、たとえば分析結果を記憶する記憶機能を備えたマイクロコンピュータなどが使用される。制御部１６は、自動分析装置１の各部の作動を制御すると共に、上記情報記録媒体の記録から読み取った情報に基づき、試薬のロットや有効期限などが設置範囲外の場合、分析作業を停止するように自動分析装置１を制御し、あるいはオペレータに警告を発する。
【００３１】
分析部１７は、制御部１６を介して受光器７ｂに接続され、受光器７ｂが受光した光量に基づく反応容器１２内の液体の吸光度から検体の成分濃度などを分析し、分析結果を制御部１６に出力する。入力部１８は、制御部１６へ検査項目などを入力する操作を行う部分であり、たとえばキーボードやマウスなどが使用される。表示部１９は、分析内容や警報などを表示するもので、ディスプレイパネルなどが使用される。
【００３２】
以上のように構成される自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、反応テーブル５を回転させ、分注対象の反応容器１２が保持されたホルダ５ａを試薬分注位置に停止させる。次に、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、試薬分注機構１０が試薬ノズル１０ａによって反応容器１２の上方から開口１２ａに第１試薬を分注する。
【００３３】
次に、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、反応テーブル５を回転させ、第１試薬が分注された反応容器１２を測光部７へ移動させる。これにより、反応容器１２は、光源７ａから出射された分析光Ｂがホルダ５ａ下部の開口５ｃから照射され、第１試薬を透過した分析光Ｂの光束が受光器７ｂによって測光される。受光器７ｂは、受光した光束に関する光情報を制御部１６へ出力する。この光情報に基づき、制御部１６は、第１試薬の吸光度を算出して記憶する。
【００３４】
このようにして第１試薬に関する測光が終了した後、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動モータ５ｆを駆動して反応テーブル５を回転させ、第１試薬が分注された反応容器１２を検体分注機構４へ移動させる。次に、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、検体ノズル４ａによって検体容器１１から検体を反応容器１２に分注する。その後、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動モータ５ｆを駆動して反応テーブル５を回転させ、第１試薬と検体が保持された反応容器１２を撹拌装置６の位置へ移動させる。
【００３５】
次に、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動部２２を駆動してアーム２２ａを繰り出し、振動子２０ｂを移動させて第１試薬と検体が保持された反応容器１２に接触させる。なお、振動子２０ｂの接触位置は、振動子２０ｂの一方の端面（たとえば下方の端面２０ｂ２）を液面の位置、又は振動子２０ｂが液体の上下方向中央となるように、振動子２０ｂを駆動部２２によって移動させて撹拌を行うことが好ましい。これは、反応容器１２に保持された液体の液量、検査項目等に応じて振動子２０ｂを最適な攪拌位置に配置することで、液体の液量、検査項目等が変化しても略一定の攪拌効率を達成するためである。次いで、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動回路２１によって振動子２０ｂを駆動して音波（表面弾性波）を出射させて、反応容器１２に保持された第１試薬と検体とを撹拌して反応させて第１反応液を生成する。
【００３６】
その後、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動部２２を駆動してアーム２２ａを引き込むと共に、駆動モータ５ｆを駆動して反応テーブル５を回転させ、反応容器１２を測光部７の位置へ移動させる。これにより、反応容器１２に保持された第１反応液は、測光部７によって測光される。制御部１６は、受光器７ｂが測光した光情報に基づき、第１反応液の吸光度を算出して記憶する。
【００３７】
次に、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動モータ５ｆを駆動して反応テーブル５を回転させ、第１反応液を保持した反応容器１２を試薬分注機構１０の位置へ移動させる。その後、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、試薬ノズル１０ａから第２試薬を反応容器１２に分注する。次いで、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動モータ５ｆを駆動して反応テーブル５を回転させ、第１反応液と第２試薬が保持された反応容器１２を撹拌装置６の位置へ移動させる。
【００３８】
次に、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動部２２を駆動してアーム２２ａを繰り出し、振動子２０ｂを移動させて第２試薬が分注された反応容器１２に接触させる。次いで、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動回路２１によって振動子２０ｂを駆動して音波（表面弾性波）を出射し、反応容器１２に保持された第１反応液と第２試薬とを撹拌すると共に、反応させ、第２反応液を生成する。
【００３９】
その後、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動部２２を駆動してアーム２２ａを引き込むと共に、駆動モータ５ｆを駆動して反応テーブル５を回転させ、反応容器１２を測光部７へ移動させる。これにより、反応容器１２に保持された第２反応液は、測光部７によって測光される。制御部１６は、受光器７ｂが測光した光情報に基づき、第２反応液の吸光度を算出し、先に測定してある第１試薬の吸光度および第１反応液の吸光度を基に、検体の成分濃度などを算出し、記憶する。そして、測光部７における測光が終了した反応容器１２は、洗浄装置８に移送されて第２反応液が排出され、洗浄された後、再度新たな検体の分析に使用される。
【００４０】
ここで、実施の形態１にかかる自動分析装置１は、たとえば撹拌装置６によって撹拌を行う時には、制御部１６の制御の下、駆動部２２の３軸ステージおよびモータを駆動し、振動子２０ｂを反応容器１２に接触させた状態で上下左右に移動させ、或いはアーム２２ａの中心軸を中心として右左に回転させることも可能である。
【００４１】
このように、実施の形態１は、撹拌時に撹拌装置６の駆動部２２が表面弾性波素子２０を移動させて液体を保持する所定の反応容器１２に接触させるので、撹拌時に同じ表面弾性波素子２０によって異なる反応容器１２に保持された液体を同じ攪拌条件（効率）の下に撹拌することができる。このため、自動分析装置１は、各反応容器１２内の液体を同一の攪拌性能を有する攪拌装置６によって一定の攪拌効率の下に攪拌することができると共に、直接撹拌棒を液体に挿入して撹拌する場合に発生するキャリーオーバーを抑制することができる。
【００４２】
また、実施の形態１は、表面弾性波素子２０と駆動回路２１とは常に電気的に接続されているので、従来例のように撹拌時に表面弾性波素子２０と駆動回路２１とを接続するための機構などが必要なくなり、装置構成の複雑化を防ぐことができる。
【００４３】
また、実施の形態１は、表面弾性波素子２０を反応容器１２の側壁に直接接触させるので、隣接して設置される他の反応容器内の液体に振動が伝播されず、この振動伝播に伴う影響、たとえば撹拌時間の差異が生じるのを防止して一定の撹拌を実現することができる。さらに、本発明の攪拌装置６および自動分析装置１は、防振材を介して反応容器１２をホルダ５ａに配置するように構成すれば、さらに他の反応容器１２が保持した液体への振動の伝搬が抑制され、さらに一定効率での撹拌を実現することができる。
【００４４】
また、実施の形態１は、撹拌時に振動子２０ｂを反応容器１２に接触させた状態で上下左右に移動させ、或いは右左に回転させることが可能なので、反応容器１２に保持される液体の量に対応させて表面弾性波素子２０を最適位置に移動することができ、反応容器１２に保持された液体をさらに一定効率の下に撹拌することができる。
【００４５】
（実施の形態２）
次に、本発明の表面弾性波素子２０にかかる実施の形態２について、図面を参照して説明する。実施の形態１の表面弾性波素子２０は、振動子２０ｂが反応容器１２の側壁１２ｂに離接されるのに対し、実施の形態２の表面弾性波素子２０は、図７および図８に示すように、母材２０ａの一端面２０ａ１が反応容器１２の側壁１２ｂに離接される。
【００４６】
実施の形態２は、表面弾性波素子２０をたとえば共振型の表面弾性波素子で構成し、音波（表面弾性波）の反射によって生ずる定在波Ｔを母材２０ａの一端面２０ａ１から出射させる。さらに、実施の形態２は、母材２０ａを反応容器１２の側壁１２ｂに対して所定角度θになるように傾けてアーム２２ａに連結する。このとき、角度θは、表面弾性波素子２０の電波の伝播特性、たとえば電波の伝播方向などを考慮して、最適な角度に設定する。
【００４７】
このような構成により、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下に駆動部２２を駆動してアーム２２ａを繰り出す。これにより、自動分析装置１は、図８に示すように、表面弾性波素子２０の一端面２０ａ１を液体が保持された反応容器１２の側壁１２ｂに接触させ、振動子２０ｂを駆動して発生した定在波Ｔを一端面２０ａ１から反応容器１２が保持した液体中へ出射させる。ここで、一端面２０ａ１は、振動子２０ｂから出射された定在波のエネルギーが最大となる位置、たとえば定在波を形成する表面弾性波の位相が９０度ずれて交わる節や、表面弾性波の振幅の差が最も大きい腹の位置となるように設定されるが、この位置は母材２０ａの寸法、振動子２０ｂの母材２０ａ上の位置並びに定在波Ｔの波長等から決まる。
【００４８】
このように、実施の形態２は、実施の形態１と同様の効果を奏することができると共に、表面弾性波素子２０の一端面２０ａ１を駆動部２２によって反応容器１２に接触させ、一端面２０ａ１から反応容器１２に定在波を出射するので、反応容器１２の最適位置に一端面２０ａ１を位置決めして安定な撹拌を行うことができる。
【００４９】
また、表面弾性波素子は、一般的に振動する時に熱が発生し、この熱が反応容器１２内の液体に伝達され液体の反応状態に影響を与え、たとえば各反応容器１２内の液体の反応速度が一定でなくなることがある。しかし、実施の形態２では、表面弾性波素子２０の一端面２０ａ１のみが反応容器１２と接触するだけなので、表面弾性波素子２０から反応容器１２への熱伝達が抑制され、液体の反応速度に影響を与えることが抑えられる。
【００５０】
なお、実施の形態２では、表面弾性波素子２０の母材２０ａの端面加工状態により、振動子２０ｂで発振された音波の伝播方向が変わる。このため、母材２０ａの端面加工（たとえば面取りや稜線部に代えて湾曲部を設けるなど）を接触角度に合わせて最適化することも可能である。
【００５１】
（実施の形態３）
次に、本発明の表面弾性波素子２０にかかる実施の形態３について、図９および図１０の図面を参照して説明する。図９および図１０において、実施の形態３の表面弾性波素子２０は、実施の形態２と同様に共振型の表面弾性波素子で構成され、かつ、ホルダ５ａに保持される反応容器１２の側壁１２ｂに対向させて平行に配置される。
【００５２】
また、実施の形態３は、母材２０ａの一端面２０ａ１に凸部２０ｃを複数、たとえば２つ形成する。凸部２０ｃは、振動子２０ｂの厚さより高く構成し、移動されるアーム２２ａによって各凸部２０ｃのみが反応容器１２の側壁１２ｂに当接されるように構成する。
【００５３】
このように構成することにより、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動部２２を駆動してアーム２２ａを繰り出し、表面弾性波素子２０の凸部２０ｃを液体が保持された反応容器１２の側壁１２ｂに接触させる。そして、駆動回路２１によって振動子２０ｂを駆動し、発生した定在波Ｔを凸部２０ｃから出射させる。このとき、凸部２０ｃは、振動子２０ｂから出射された定在波のエネルギーが最大になる位置、たとえば実施の形態２と同様に、定在波を形成する表面弾性波の位相が９０度ずれて交わる節や、この表面弾性波の振幅の差が最も大きい腹の位置に予め設定されるが、この位置は母材２０ａの寸法、凸部２０ｃの母材２０ａ上の位置並びに定在波Ｔの波長等から決まる。
【００５４】
このように、実施の形態３は、表面弾性波素子２０の凸部２０ｃを駆動部２２によって反応容器１２に接触させ、凸部２０ｃから反応容器１２に定在波を出射するので、実施の形態２と同様の効果を奏することができると共に、凸部２０ｃをピンポイントで最適位置に位置決めすることができるので、攪拌効率を一層安定させることができる。
【００５５】
図１１〜図１３は、実施の形態３にかかる表面弾性波素子２０の変形例１〜３である。なお、これら変形例１〜３では、便宜上反応テーブル５およびアーム２２ａを省略して示す。まず、図１１に示す変形例１は、実施の形態３に示した構成の表面弾性波素子２０の母材２０ａを、実施の形態２と同様に反応容器１２の側壁１２ｂに対して所定角度傾け、凸部２０ｃのみが反応容器１２の側壁１２ｂに当接されるように構成した変形例である。変形例１に示す構成であっても、実施の形態３と同様の効果を奏することができる。
【００５６】
また、図１２に示す変形例２は、実施の形態３に示した構成の表面弾性波素子２０の母材２０ａの反応容器１２の側壁１２ｂ側とは逆の裏面２０ａ２に振動子２０ｂを形成すると共に、側壁１２ｂ側の面２０ａ３であって、かつ、振動子２０ｂから出射された定在波のエネルギーが最大となる位置に凸部２０ｃを複数（この例では３つ）設けるように構成した変形例である。複数の凸部２０ｃの設置位置は、振動子２０ｂの裏面で、それぞれを結ぶと三角形を構成する位置となる。変形例２に示す構成であっても、実施の形態３と同様の効果を奏することができる。
【００５７】
また、図１３に示す変形例３は、実施の形態３に示した構成の表面弾性波素子２０の母材２０ａの側壁１２ｂ側の面２０ａ３であって、形成された振動子２０ｂから出射された定在波が最大出力となる位置に凸部２０ｃを複数（この例では３つ）設けるように構成した変形例である。複数の凸部２０ｃの設置位置は、それぞれを結ぶと三角形を構成し、かつ、振動子２０ｂを囲む位置となる。変形例３に示す構成であっても、実施の形態３と同様の効果を奏することができる。
【００５８】
なお、これら実施の形態では、表面弾性波素子２０が出射する表面弾性波を用いて液体を攪拌する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、たとえば素子の母材内を伝播するバルク波を用いて液体を攪拌することも可能であり、この場合も実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００５９】
また、実施の形態では、表面弾性波素子２０を外側壁５ｄ側の反応容器１２の側壁１２ｂに一面接触させる構成としたが（図２参照）、本発明はこれに限らず、外側壁５ｄ側の側壁１２ｂに対向する内側壁５ｅ側の側壁１２ｂに一面接触させてもよいし、または外側壁５ｄ側および内側壁５ｅ側の両側壁１２ｂに二面接触させる構成とすることも可能である。この場合には、ユーザのニーズに応じた汎用性の高い自動分析装置を提供でき、さらい二面接触の場合には、攪拌効率が増加し、撹拌時間を削減することが可能となる。
【００６０】
また、実施の形態では、表面弾性波素子２０を接触させる位置は、反応容器１２の側壁１２ｂの液面位置としたが、本発明はこれに限らず、液面位置以外の位置に設定することも可能である。この場合には、測光部７による測光で、表面弾性波素子２０の接触によって生じた傷や汚れの情報を取得することがなくなり、正確な光情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施の形態１の自動分析装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示した自動分析装置を構成する反応容器および反応テーブルを断面にして示したブロック図である。
【図３】図２に示した反応テーブルのホルダ、反応容器および表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。
【図４】図２に示した表面弾性波素子の移動状態を説明するための斜視図である。
【図５】図２に示した反応テーブルのホルダ、反応容器および表面弾性波素子の配置を示す断面図である。
【図６】表面弾性波素子が反応容器に接触した状態を示した反応テーブルのホルダ、反応容器および表面弾性波素子の配置を示す断面図である。
【図７】実施の形態２にかかる反応テーブルのホルダ、反応容器および表面弾性波素子の配置を示す断面図である。
【図８】実施の形態２において、表面弾性波素子が反応容器に接触した状態を示した反応テーブルのホルダ、反応容器および表面弾性波素子の配置を示す断面図である。
【図９】実施の形態３にかかる反応テーブルのホルダ、反応容器および表面弾性波素子の配置を示す断面図である。
【図１０】実施の形態３にかかる反応容器および表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。
【図１１】実施の形態３の変形例１にかかる反応容器および表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。
【図１２】実施の形態３の変形例２にかかる反応容器および表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。
【図１３】実施の形態３の変形例３にかかる反応容器および表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 自動分析装置
２ 作業テーブル
３ 検体テーブル
３ａ 検体格納部
４ 検体分注機構
４ａ 検体ノズル
５ 反応テーブル
５ａ ホルダ
５ｂ，５ｃ 開口
５ｄ 外側壁
５ｅ 内側壁
５ｆ 駆動モータ
６ 撹拌装置
７ 測光部
７ａ 光源
７ｂ 受光器
８ 洗浄装置
９ 試薬テーブル
９ａ 試薬格納部
１０ 試薬分注機構
１０ａ 試薬ノズル
１１ 検体容器
１２ 反応容器
１２ａ 開口
１２ｂ 側壁
１４ 試薬容器
１５ 読取装置
１６ 制御部
１７ 分析部
１８ 入力部
１９ 表示部
２０ 表面弾性波素子
２０ａ 母材
２０ａ１ 一端面
２０ｂ 振動子
２０ｃ 凸部
２１ 駆動回路
２２ 駆動部
２２ａ アーム
Ｈ 表面弾性波
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応容器に保持された液体を撹拌する撹拌装置および分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、分析装置は、液体を保持する全ての反応容器のそれぞれに音波出射手段を一体に設け、音波出射手段から反応容器に向けて音波を出射することによって液体を非接触で撹拌する撹拌装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９０７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された撹拌装置は、分析装置の反応テーブルにセットされる全ての反応容器のそれぞれに音波出射手段を設けるので、個々の音波出射手段の撹拌性能の違いにより撹拌が一定にならず、同一の検体の同一の検査項目でありながら分析結果にバラツキが生じるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、分析装置にセットされる複数の反応容器に保持された液体を一定の攪拌効率の下に撹拌することができる撹拌装置およびこの撹拌装置を用いた分析装置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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撹拌装置は、反応容器に保持された液体を撹拌する音波を出射する音波出射手段を有する撹拌装置であって、前記撹拌時に前記音波出射手段を移動させて前記液体を保持する反応容器に接触させる駆動手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明にかかる撹拌装置は、上記発明において、前記音波出射手段は、複数の端面を有し、該端面のうちの所定の一端面から前記反応容器に前記音波を出射し、前記駆動手段は、前記一端面のみを前記反応容器に接触させることを特徴とする。
【０００８】
本発明にかかる撹拌装置は、上記発明において、前記音波出射手段は、定在波を出射し、前記一端面は、前記音波出射手段から出射される定在波が最大になる位置に設けられることを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる撹拌装置は、上記発明において、前記音波出射手段は、母材と、該母材上に形成される櫛型電極からなる振動子とを有する表面弾性波素子であることを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかる撹拌装置は、上記発明において、前記駆動手段は、前記母材が有する複数の端面のうちの所定の一端面を前記反応容器に接触させることを特徴とする。
【００１１】
本発明にかかる撹拌装置は、上記発明において、前記母材は、少なくとも１つの凸部を有し、前記駆動手段は、前記凸部を前記反応容器に接触させることを特徴とする。
【００１２】
本発明にかかる撹拌装置は、上記発明において、前記表面弾性波素子は、定在波を出射し、前記凸部は、前記音波出射手段から出射される定在波のエネルギーが最大になる位置に設けられることを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる撹拌装置は、上記発明において、前記駆動手段は、前記表面弾性波素子を前記反応容器に接触させる接触位置を変更させることを特徴とする。
【００１４】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる分析装置は、複数の反応容器のそれぞれに保持された液体を撹拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して前記反応液を分析する分析装置であって、前記反応容器に保持された液体を撹拌する音波を出射する音波出射手段と前記撹拌時に前記音波出射手段を移動させて前記液体を保持する所定の反応容器に接触させる駆動手段とを有する前記撹拌装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる撹拌装置および分析装置は、撹拌時に同じ音波出射手段から出射される音波で各反応容器に保持された液体の撹拌を行うので、各反応容器内の液体の撹拌を一定の攪拌効率の下に撹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】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態にかかる撹拌装置および分析装置を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の自動分析装置を示す概略構成図である。図２は、図１に示した自動分析装置を構成する反応容器１２および反応テーブル５を断面にして示したブロック図である。図３は、図２の自動分析装置１を構成する反応テーブル５のホルダ５ａ、反応容器１２および表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。
【００１８】
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、検体分注機構４、反応テーブル５、撹拌装置６、測光部７、洗浄装置８、試薬テーブル９および試薬分注機構１０を備えている。
【００１９】
検体テーブル３は、図１に示すように、駆動手段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検体格納部３ａが複数設けられている。各検体格納部３ａは、検体を収容した検体容器１１が着脱自在に格納される。検体分注機構４は、反応テーブル５の外周上方を表面に沿って２次元方向に移動する。
【００２０】
検体分注機構４は、図１に示すように、反応テーブル５のホルダ５ａに保持される反応容器１２に検体を分注する分注手段であり、検体ノズル４ａ（図２参照）を備えている。検体分注機構４は、駆動手段によって駆動され、反応テーブル５の外周上方を表面に沿って２次元方向に移動する。これにより、検体分注機構４は、検体ノズル４ａによって検体テーブル３の検体格納部３ａに格納された複数の検体容器１１から検体を順次ホルダ５ａに格納された反応容器１２に分注する。
【００２１】
反応テーブル５は、図１に示すように、検体テーブル３を駆動する駆動手段とは異なる駆動手段である駆動モータ５ｆ（図２参照）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凹状に成形されたホルダ５ａが複数設けられている。各ホルダ５ａは、半径方向両側に測光部７の分析光Ｂが透過する開口５ｂ，５ｃ（図２，図３参照）が形成されている。各ホルダ５ａには、検体を試薬と反応させる反応容器１２が挿脱自在に配置されている。なお、図１では、ホルダ５ａ内に収容される反応容器１２を一部省略して簡略的に示している。開口５ｂは、ホルダ５ａの外側壁５ｄに形成され、分析光Ｂが透過すると共に、表面弾性波素子２０が反応容器１２に当接するための当接窓を兼ねている。開口５ｃは、ホルダ５ａの内側壁５ｅに形成された円形状の窓である。反応テーブル５は、一周期で時計方向に（１周−１反応容器）/４分回転し、四周期で反時計方向にホルダ５ａの１個分回転する。反応テーブル５の近傍には、撹拌装置６、測光部７および洗浄装置８が設けられている。
【００２２】
反応容器１２は、容量が数ｎＬ〜数十μＬと微量な四角形状の容器であり、測光部７から出射された分析光（３４０〜８００ｎｍ）に含まれる光の８０％以上を降下する透明素材、たと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などの合成樹脂からなる。反応容器１２の上部には、検体分注機構４および試薬分注機構１０によって液体を分注するための開口１２ａが形成されている。
【００２３】
撹拌装置６は、図２に示すように、表面弾性波素子（ＳＡＷ）２０、駆動回路２１および駆動部２２を備えている。表面弾性波素子２０は、音波によって液体を撹拌する音波出射手段であり、表面弾性波素子２０の母材２０ａ上に櫛型電極（ＩＤＴ）からなる振動子２０ｂ（図４参照）が形成されている。振動子２０ｂは、駆動回路２１と接続されており、駆動回路２１から供給される電力によって駆動される。表面弾性波素子２０は、駆動部２２によって矢印の方向に駆動されるアーム２２ａと連結され、外側壁５ｄに形成された開口５ｂ内に移動して、振動子２０ｂが外側壁５ｄ側に位置する反応容器１２の側壁１２ｂに当接する。この時、表面弾性波素子２０は、ホルダ５ａに保持される反応容器１２の側壁１２ｂに対向させると共に、側壁１２ｂと平行（図５参照）に配置されている。
【００２４】
駆動回路２１は、制御部１６からの制御信号に基づいて発振周波数をプログラマブルに変更可能な発振回路を有しており、数十ＭＮｚ〜数百ＭＮｚ程度の高周波の発振信号を増幅し、駆動信号として表面弾性波素子２０に出力する。この他に駆動回路２１は、制御部１６からの制御信号に基づいて駆動信号の駆動周波数を段階的に切り替える。駆動回路２１は、表面弾性波素子２０の振動子２０ｂを駆動して反応容器１２に保持される液体を撹拌する。なお、振動子２０ｂは、反応容器１２に接触した両端面２０ｂ１，２０ｂ２（図５参照）から反応容器１２に向けて表面弾性波を出射し、この表面弾性波Ｈが反応容器１２に保持された液体中へ漏れ出し（図６参照）、液体を攪拌する。ここで、制御部１６は、撹拌装置６を制御する場合には、たとえば表面弾性波素子２０が発する音波の特性（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）或いは変調（振幅変調、周波数変調）などを制御する。また、制御部１６は、内蔵したタイマに従って駆動回路２１が発振する発振信号の周波数を切り替えることができる。
【００２５】
駆動部２２は、制御部１６による制御の下に表面弾性波素子２０が連結されたアーム２２ａを前後に駆動して表面弾性波素子２０を反応容器１２の側壁１２ｂに接触させると共に、この接触状態を維持したまま表面弾性波素子２０を左右、上下、右または左回転（図４〜図６参照）に駆動させる駆動手段であり、たとえば３軸方向の移動が可能な３軸ステージおよびこの３軸ステージの駆動とアーム２２ａの回転とを可能にするモータを備えている。表面弾性波素子２０は、駆動部２２の駆動によって反応容器１２の側壁１２ｂに接触した状態で、反応容器１２との接触位置を変更させることができる。
【００２６】
測光部７は、図１に示すように、反応テーブル５のホルダ５ａを挟んで半径方向に対向する位置に設けられる測光手段であり、反応容器１２内に保持された液体を分析する分析光Ｂを出射する光源７ａと、この液体を透過した分析光Ｂを分光して受光する受光器７ｂとを備えている。光源７ａから出射された分析光Ｂは、反応容器１２内に保持された液体の検液面を登校して受光器７ｂに受光される。測光部７における測光が終了した反応容器１２は、洗浄装置８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。
【００２７】
洗浄装置８は、測光終了後の反応容器１２内の液体を排出する排出手段と、液体を排出した反応容器１２に洗浄液を分注する分注手段とを有している。洗浄装置８は、測光後の液体を排出手段によって反応容器１２から排出する。その後、洗浄装置８は、分注手段によって反応容器１２に洗浄液を分注し、分注した洗浄液を前記排出手段によって反応容器１２から排出する。洗浄装置８は、この洗浄液の分注，排出動作を複数回繰り返すことにより、反応容器１２内を洗浄する。このようにして洗浄された反応容器１２は、再度、新たな検体の分析に使用される。
【００２８】
試薬テーブル９は、図１に示すように、検体テーブル３および反応テーブル５とは異なる駆動手段によって矢印で示す方向に回転され、試薬容器１４を着脱自在に収納する試薬格納部９ａが周方向に沿って複数設けられている。複数の試薬容器１４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等を含む情報記録媒体（図示せず）が貼付されている。
【００２９】
試薬分注機構１０は、反応テーブル５に形成したホルダ５ａに試薬を分注する試薬分注手段であり、試薬ノズル１０ａ（図２参照）を備えている。試薬分注機構１０は、検体分注機構４とは異なる駆動手段によって駆動され、図１に示すように、反応テーブル５の外周上方を表面に沿って２次元方向に移動し、試薬ノズル１０ａによって試薬テーブル９の所定の試薬容器１４から試薬を順次ホルダ５ａ内の反応容器１２に分注する。
【００３０】
ここで、試薬テーブル９の外周には、試薬容器１４に貼付した上記情報記録媒体に記録された試薬の種類、ロットおよび有効期限などの情報を読み取り、制御部１６へ出力する読取装置１５が設置されている。制御部１６は、検体テーブル３、検体分注機構４、反応テーブル５、撹拌装置６、受光器７ｂ、洗浄装置８、試薬テーブル９、試薬分注機構１０、読取装置１５、分析部１７、入力部１８および表示部１９と接続され、たとえば分析結果を記憶する記憶機能を備えたマイクロコンピュータなどが使用される。制御部１６は、自動分析装置１の各部の作動を制御すると共に、上記情報記録媒体の記録から読み取った情報に基づき、試薬のロットや有効期限などが設置範囲外の場合、分析作業を停止するように自動分析装置１を制御し、あるいはオペレータに警告を発する。
【００３１】
分析部１７は、制御部１６を介して受光器７ｂに接続され、受光器７ｂが受光した光量に基づく反応容器１２内の液体の吸光度から検体の成分濃度などを分析し、分析結果を制御部１６に出力する。入力部１８は、制御部１６へ検査項目などを入力する操作を行う部分であり、たとえばキーボードやマウスなどが使用される。表示部１９は、分析内容や警報などを表示するもので、ディスプレイパネルなどが使用される。
【００３２】
以上のように構成される自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、反応テーブル５を回転させ、分注対象の反応容器１２が保持されたホルダ５ａを試薬分注位置に停止させる。次に、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、試薬分注機構１０が試薬ノズル１０ａによって反応容器１２の上方から開口１２ａに第１試薬を分注する。
【００３３】
次に、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、反応テーブル５を回転させ、第１試薬が分注された反応容器１２を測光部７へ移動させる。これにより、反応容器１２は、光源７ａから出射された分析光Ｂがホルダ５ａ下部の開口５ｃから照射され、第１試薬を透過した分析光Ｂの光束が受光器７ｂによって測光される。受光器７ｂは、受光した光束に関する光情報を制御部１６へ出力する。この光情報に基づき、制御部１６は、第１試薬の吸光度を算出して記憶する。
【００３４】
このようにして第１試薬に関する測光が終了した後、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動モータ５ｆを駆動して反応テーブル５を回転させ、第１試薬が分注された反応容器１２を検体分注機構４へ移動させる。次に、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、検体ノズル４ａによって検体容器１１から検体を反応容器１２に分注する。その後、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動モータ５ｆを駆動して反応テーブル５を回転させ、第１試薬と検体が保持された反応容器１２を撹拌装置６の位置へ移動させる。
【００３５】
次に、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動部２２を駆動してアーム２２ａを繰り出し、振動子２０ｂを移動させて第１試薬と検体が保持された反応容器１２に接触させる。なお、振動子２０ｂの接触位置は、振動子２０ｂの一方の端面（たとえば下方の端面２０ｂ２）を液面の位置、又は振動子２０ｂが液体の上下方向中央となるように、振動子２０ｂを駆動部２２によって移動させて撹拌を行うことが好ましい。これは、反応容器１２に保持された液体の液量、検査項目等に応じて振動子２０ｂを最適な攪拌位置に配置することで、液体の液量、検査項目等が変化しても略一定の攪拌効率を達成するためである。次いで、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動回路２１によって振動子２０ｂを駆動して音波（表面弾性波）を出射させて、反応容器１２に保持された第１試薬と検体とを撹拌して反応させて第１反応液を生成する。
【００３６】
その後、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動部２２を駆動してアーム２２ａを引き込むと共に、駆動モータ５ｆを駆動して反応テーブル５を回転させ、反応容器１２を測光部７の位置へ移動させる。これにより、反応容器１２に保持された第１反応液は、測光部７によって測光される。制御部１６は、受光器７ｂが測光した光情報に基づき、第１反応液の吸光度を算出して記憶する。
【００３７】
次に、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動モータ５ｆを駆動して反応テーブル５を回転させ、第１反応液を保持した反応容器１２を試薬分注機構１０の位置へ移動させる。その後、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、試薬ノズル１０ａから第２試薬を反応容器１２に分注する。次いで、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動モータ５ｆを駆動して反応テーブル５を回転させ、第１反応液と第２試薬が保持された反応容器１２を撹拌装置６の位置へ移動させる。
【００３８】
次に、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動部２２を駆動してアーム２２ａを繰り出し、振動子２０ｂを移動させて第２試薬が分注された反応容器１２に接触させる。次いで、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動回路２１によって振動子２０ｂを駆動して音波（表面弾性波）を出射し、反応容器１２に保持された第１反応液と第２試薬とを撹拌すると共に、反応させ、第２反応液を生成する。
【００３９】
その後、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動部２２を駆動してアーム２２ａを引き込むと共に、駆動モータ５ｆを駆動して反応テーブル５を回転させ、反応容器１２を測光部７へ移動させる。これにより、反応容器１２に保持された第２反応液は、測光部７によって測光される。制御部１６は、受光器７ｂが測光した光情報に基づき、第２反応液の吸光度を算出し、先に測定してある第１試薬の吸光度および第１反応液の吸光度を基に、検体の成分濃度などを算出し、記憶する。そして、測光部７における測光が終了した反応容器１２は、洗浄装置８に移送されて第２反応液が排出され、洗浄された後、再度新たな検体の分析に使用される。
【００４０】
ここで、実施の形態１にかかる自動分析装置１は、たとえば撹拌装置６によって撹拌を行う時には、制御部１６の制御の下、駆動部２２の３軸ステージおよびモータを駆動し、振動子２０ｂを反応容器１２に接触させた状態で上下左右に移動させ、或いはアーム２２ａの中心軸を中心として右左に回転させることも可能である。
【００４１】
このように、実施の形態１は、撹拌時に撹拌装置６の駆動部２２が表面弾性波素子２０を移動させて液体を保持する所定の反応容器１２に接触させるので、撹拌時に同じ表面弾性波素子２０によって異なる反応容器１２に保持された液体を同じ攪拌条件（効率）の下に撹拌することができる。このため、自動分析装置１は、各反応容器１２内の液体を同一の攪拌性能を有する攪拌装置６によって一定の攪拌効率の下に攪拌することができると共に、直接撹拌棒を液体に挿入して撹拌する場合に発生するキャリーオーバーを抑制することができる。
【００４２】
また、実施の形態１は、表面弾性波素子２０と駆動回路２１とは常に電気的に接続されているので、従来例のように撹拌時に表面弾性波素子２０と駆動回路２１とを接続するための機構などが必要なくなり、装置構成の複雑化を防ぐことができる。
【００４３】
また、実施の形態１は、表面弾性波素子２０を反応容器１２の側壁に直接接触させるので、隣接して設置される他の反応容器内の液体に振動が伝播されず、この振動伝播に伴う影響、たとえば撹拌時間の差異が生じるのを防止して一定の撹拌を実現することができる。さらに、本発明の攪拌装置６および自動分析装置１は、防振材を介して反応容器１２をホルダ５ａに配置するように構成すれば、さらに他の反応容器１２が保持した液体への振動の伝搬が抑制され、さらに一定効率での撹拌を実現することができる。
【００４４】
また、実施の形態１は、撹拌時に振動子２０ｂを反応容器１２に接触させた状態で上下左右に移動させ、或いは右左に回転させることが可能なので、反応容器１２に保持される液体の量に対応させて表面弾性波素子２０を最適位置に移動することができ、反応容器１２に保持された液体をさらに一定効率の下に撹拌することができる。
【００４５】
（実施の形態２）
次に、本発明の表面弾性波素子２０にかかる実施の形態２について、図面を参照して説明する。実施の形態１の表面弾性波素子２０は、振動子２０ｂが反応容器１２の側壁１２ｂに離接されるのに対し、実施の形態２の表面弾性波素子２０は、図７および図８に示すように、母材２０ａの一端面２０ａ１が反応容器１２の側壁１２ｂに離接される。
【００４６】
実施の形態２は、表面弾性波素子２０をたとえば共振型の表面弾性波素子で構成し、音波（表面弾性波）の反射によって生ずる定在波Ｔを母材２０ａの一端面２０ａ１から出射させる。さらに、実施の形態２は、母材２０ａを反応容器１２の側壁１２ｂに対して所定角度θになるように傾けてアーム２２ａに連結する。このとき、角度θは、表面弾性波素子２０の電波の伝播特性、たとえば電波の伝播方向などを考慮して、最適な角度に設定する。
【００４７】
このような構成により、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下に駆動部２２を駆動してアーム２２ａを繰り出す。これにより、自動分析装置１は、図８に示すように、表面弾性波素子２０の一端面２０ａ１を液体が保持された反応容器１２の側壁１２ｂに接触させ、振動子２０ｂを駆動して発生した定在波Ｔを一端面２０ａ１から反応容器１２が保持した液体中へ出射させる。ここで、一端面２０ａ１は、振動子２０ｂから出射された定在波のエネルギーが最大となる位置、たとえば定在波を形成する表面弾性波の位相が９０度ずれて交わる節や、表面弾性波の振幅の差が最も大きい腹の位置となるように設定されるが、この位置は母材２０ａの寸法、振動子２０ｂの母材２０ａ上の位置並びに定在波Ｔの波長等から決まる。
【００４８】
このように、実施の形態２は、実施の形態１と同様の効果を奏することができると共に、表面弾性波素子２０の一端面２０ａ１を駆動部２２によって反応容器１２に接触させ、一端面２０ａ１から反応容器１２に定在波を出射するので、反応容器１２の最適位置に一端面２０ａ１を位置決めして安定な撹拌を行うことができる。
【００４９】
また、表面弾性波素子は、一般的に振動する時に熱が発生し、この熱が反応容器１２内の液体に伝達され液体の反応状態に影響を与え、たとえば各反応容器１２内の液体の反応速度が一定でなくなることがある。しかし、実施の形態２では、表面弾性波素子２０の一端面２０ａ１のみが反応容器１２と接触するだけなので、表面弾性波素子２０から反応容器１２への熱伝達が抑制され、液体の反応速度に影響を与えることが抑えられる。
【００５０】
なお、実施の形態２では、表面弾性波素子２０の母材２０ａの端面加工状態により、振動子２０ｂで発振された音波の伝播方向が変わる。このため、母材２０ａの端面加工（たとえば面取りや稜線部に代えて湾曲部を設けるなど）を接触角度に合わせて最適化することも可能である。
【００５１】
（実施の形態３）
次に、本発明の表面弾性波素子２０にかかる実施の形態３について、図９および図１０の図面を参照して説明する。図９および図１０において、実施の形態３の表面弾性波素子２０は、実施の形態２と同様に共振型の表面弾性波素子で構成され、かつ、ホルダ５ａに保持される反応容器１２の側壁１２ｂに対向させて平行に配置される。
【００５２】
また、実施の形態３は、母材２０ａの一端面２０ａ１に凸部２０ｃを複数、たとえば２つ形成する。凸部２０ｃは、振動子２０ｂの厚さより高く構成し、移動されるアーム２２ａによって各凸部２０ｃのみが反応容器１２の側壁１２ｂに当接されるように構成する。
【００５３】
このように構成することにより、自動分析装置１は、制御部１６の制御の下、駆動部２２を駆動してアーム２２ａを繰り出し、表面弾性波素子２０の凸部２０ｃを液体が保持された反応容器１２の側壁１２ｂに接触させる。そして、駆動回路２１によって振動子２０ｂを駆動し、発生した定在波Ｔを凸部２０ｃから出射させる。このとき、凸部２０ｃは、振動子２０ｂから出射された定在波のエネルギーが最大になる位置、たとえば実施の形態２と同様に、定在波を形成する表面弾性波の位相が９０度ずれて交わる節や、この表面弾性波の振幅の差が最も大きい腹の位置に予め設定されるが、この位置は母材２０ａの寸法、凸部２０ｃの母材２０ａ上の位置並びに定在波Ｔの波長等から決まる。
【００５４】
このように、実施の形態３は、表面弾性波素子２０の凸部２０ｃを駆動部２２によって反応容器１２に接触させ、凸部２０ｃから反応容器１２に定在波を出射するので、実施の形態２と同様の効果を奏することができると共に、凸部２０ｃをピンポイントで最適位置に位置決めすることができるので、攪拌効率を一層安定させることができる。
【００５５】
図１１〜図１３は、実施の形態３にかかる表面弾性波素子２０の変形例１〜３である。なお、これら変形例１〜３では、便宜上反応テーブル５およびアーム２２ａを省略して示す。まず、図１１に示す変形例１は、実施の形態３に示した構成の表面弾性波素子２０の母材２０ａを、実施の形態２と同様に反応容器１２の側壁１２ｂに対して所定角度傾け、凸部２０ｃのみが反応容器１２の側壁１２ｂに当接されるように構成した変形例である。変形例１に示す構成であっても、実施の形態３と同様の効果を奏することができる。
【００５６】
また、図１２に示す変形例２は、実施の形態３に示した構成の表面弾性波素子２０の母材２０ａの反応容器１２の側壁１２ｂ側とは逆の裏面２０ａ２に振動子２０ｂを形成すると共に、側壁１２ｂ側の面２０ａ３であって、かつ、振動子２０ｂから出射された定在波のエネルギーが最大となる位置に凸部２０ｃを複数（この例では３つ）設けるように構成した変形例である。複数の凸部２０ｃの設置位置は、振動子２０ｂの裏面で、それぞれを結ぶと三角形を構成する位置となる。変形例２に示す構成であっても、実施の形態３と同様の効果を奏することができる。
【００５７】
また、図１３に示す変形例３は、実施の形態３に示した構成の表面弾性波素子２０の母材２０ａの側壁１２ｂ側の面２０ａ３であって、形成された振動子２０ｂから出射された定在波が最大出力となる位置に凸部２０ｃを複数（この例では３つ）設けるように構成した変形例である。複数の凸部２０ｃの設置位置は、それぞれを結ぶと三角形を構成し、かつ、振動子２０ｂを囲む位置となる。変形例３に示す構成であっても、実施の形態３と同様の効果を奏することができる。
【００５８】
なお、これら実施の形態では、表面弾性波素子２０が出射する表面弾性波を用いて液体を攪拌する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、たとえば素子の母材内を伝播するバルク波を用いて液体を攪拌することも可能であり、この場合も実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００５９】
また、実施の形態では、表面弾性波素子２０を外側壁５ｄ側の反応容器１２の側壁１２ｂに一面接触させる構成としたが（図２参照）、本発明はこれに限らず、外側壁５ｄ側の側壁１２ｂに対向する内側壁５ｅ側の側壁１２ｂに一面接触させてもよいし、または外側壁５ｄ側および内側壁５ｅ側の両側壁１２ｂに二面接触させる構成とすることも可能である。この場合には、ユーザのニーズに応じた汎用性の高い自動分析装置を提供でき、さらい二面接触の場合には、攪拌効率が増加し、撹拌時間を削減することが可能となる。
【００６０】
また、実施の形態では、表面弾性波素子２０を接触させる位置は、反応容器１２の側壁１２ｂの液面位置としたが、本発明はこれに限らず、液面位置以外の位置に設定することも可能である。この場合には、測光部７による測光で、表面弾性波素子２０の接触によって生じた傷や汚れの情報を取得することがなくなり、正確な光情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施の形態１の自動分析装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示した自動分析装置を構成する反応容器および反応テーブルを断面にして示したブロック図である。
【図３】図２に示した反応テーブルのホルダ、反応容器および表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。
【図４】図２に示した表面弾性波素子の移動状態を説明するための斜視図である。
【図５】図２に示した反応テーブルのホルダ、反応容器および表面弾性波素子の配置を示す断面図である。
【図６】表面弾性波素子が反応容器に接触した状態を示した反応テーブルのホルダ、反応容器および表面弾性波素子の配置を示す断面図である。
【図７】実施の形態２にかかる反応テーブルのホルダ、反応容器および表面弾性波素子の配置を示す断面図である。
【図８】実施の形態２において、表面弾性波素子が反応容器に接触した状態を示した反応テーブルのホルダ、反応容器および表面弾性波素子の配置を示す断面図である。
【図９】実施の形態３にかかる反応テーブルのホルダ、反応容器および表面弾性波素子の配置を示す断面図である。
【図１０】実施の形態３にかかる反応容器および表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。
【図１１】実施の形態３の変形例１にかかる反応容器および表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。
【図１２】実施の形態３の変形例２にかかる反応容器および表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。
【図１３】実施の形態３の変形例３にかかる反応容器および表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 自動分析装置
２ 作業テーブル
３ 検体テーブル
３ａ 検体格納部
４ 検体分注機構
４ａ 検体ノズル
５ 反応テーブル
５ａ ホルダ
５ｂ，５ｃ 開口
５ｄ 外側壁
５ｅ 内側壁
５ｆ 駆動モータ
６ 撹拌装置
７ 測光部
７ａ 光源
７ｂ 受光器
８ 洗浄装置
９ 試薬テーブル
９ａ 試薬格納部
１０ 試薬分注機構
１０ａ 試薬ノズル
１１ 検体容器
１２ 反応容器
１２ａ 開口
１２ｂ 側壁
１４ 試薬容器
１５ 読取装置
１６ 制御部
１７ 分析部
１８ 入力部
１９ 表示部
２０ 表面弾性波素子
２０ａ 母材
２０ａ１ 一端面
２０ｂ 振動子
２０ｃ 凸部
２１ 駆動回路
２２ 駆動部
２２ａ アーム
Ｈ 表面弾性波
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器に保持された液体を撹拌する音波を出射する音波出射手段を有する撹拌装置であって、
前記撹拌時に前記音波出射手段を移動させて前記液体を保持する反応容器に接触させる駆動手段を備えたことを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
前記音波出射手段は、母材と、該母材上に形成される櫛型電極からなる振動子とを有する表面弾性波素子であることを特徴とする請求項１記載の撹拌装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記母材が有する複数の端面のうちの所定の一端面を前記反応容器に接触させることを特徴とする請求項２に記載の撹拌装置。
【請求項４】
前記母材は、少なくとも１つの凸部を有し、
前記駆動手段は、前記凸部を前記反応容器に接触させることを特徴とする請求項２に記載の撹拌装置。
【請求項５】
前記表面弾性波素子は、定在波を出射し、
前記凸部は、前記音波出射手段から出射される定在波のエネルギーが最大になる位置に設けられることを特徴とする請求項４に記載の撹拌装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、前記表面弾性波素子を前記反応容器に接触させる接触位置を変更させることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載の撹拌装置。
【請求項７】
複数の反応容器のそれぞれに保持された液体を撹拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して前記反応液を分析する分析装置であって、
前記反応容器に保持された液体を撹拌する音波を出射する音波出射手段と前記撹拌時に前記音波出射手段を移動させて前記液体を保持する所定の反応容器に接触させる駆動手段とを有する請求項１〜６のいずれか一つに記載の撹拌装置を備えたことを特徴とする分析装置。
【請求項１】
反応容器に保持された液体を撹拌する音波を出射する音波出射手段を有する撹拌装置であって、
前記撹拌時に前記音波出射手段を移動させて前記液体を保持する反応容器に接触させる駆動手段を備えたことを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
前記音波出射手段は、母材と、該母材上に形成される櫛型電極からなる振動子とを有する表面弾性波素子であることを特徴とする請求項１記載の撹拌装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記母材が有する複数の端面のうちの所定の一端面を前記反応容器に接触させることを特徴とする請求項２に記載の撹拌装置。
【請求項４】
前記母材は、少なくとも１つの凸部を有し、
前記駆動手段は、前記凸部を前記反応容器に接触させることを特徴とする請求項２に記載の撹拌装置。
【請求項５】
前記表面弾性波素子は、定在波を出射し、
前記凸部は、前記音波出射手段から出射される定在波のエネルギーが最大になる位置に設けられることを特徴とする請求項４に記載の撹拌装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、前記表面弾性波素子を前記反応容器に接触させる接触位置を変更させることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載の撹拌装置。
【請求項７】
複数の反応容器のそれぞれに保持された液体を撹拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して前記反応液を分析する分析装置であって、
前記反応容器に保持された液体を撹拌する音波を出射する音波出射手段と前記撹拌時に前記音波出射手段を移動させて前記液体を保持する所定の反応容器に接触させる駆動手段とを有する請求項１〜６のいずれか一つに記載の撹拌装置を備えたことを特徴とする分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−２５６５６５（Ｐ２００８−２５６５６５Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９９８０３（Ｐ２００７−９９８０３）
【出願日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【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２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【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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