特許 6429274 分析容器とその分析装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6429274

(24)【登録日】2018年11月9日

(45)【発行日】2018年11月28日

(54)【発明の名称】分析容器とその分析装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/11 20060101AFI20181119BHJP

   G01N 35/02 20060101ALI20181119BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/11

   G01N35/02 B

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-54100(P2015-54100)

(22)【出願日】2015年3月18日

(65)【公開番号】特開2016-173329(P2016-173329A)

(43)【公開日】2016年9月29日

【審査請求日】2018年1月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】317007266

【氏名又は名称】シャープライフサイエンス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】綱澤 啓

(72)【発明者】

【氏名】中村 篤

(72)【発明者】

【氏名】足立 雄介

【審査官】 横尾 雅一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１４５３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３２５２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１２５７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−３５１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２８０６５３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／００−２１／６１

Ｇ０１Ｎ ３５／００−３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を中心とする第１の円周上に設けられた１以上の注入口と、前記第１の円周よりも外側にある第２の円周上に設けられた１以上の測定室と、前記注入口と前記測定室とを一対一で連通する流路とを備えた分析容器であって、
前記注入口がシール部材により封止され、前記シール部材は前記第２の円周上の少なくとも一部を覆うように形成されたシール部材判定位置を有することを特徴とする分析容器。

【請求項2】

前記シール部材が遮光性を有することを特徴とする請求項１に記載の分析容器。

【請求項3】

前記シール部材がフィルム材であることを特徴とする請求項１または２に記載の分析容器。

【請求項4】

前記シール部材の前記シール部材判定位置が前記測定室の少なくとも１つを覆うように配置されていることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の分析容器。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれかの分析容器を用いた分析装置であって、
前記分析容器を載置して回転させる回転機構と、
前記分析容器の前記第１の円周上に対応する位置に設けられ、前記注入口に前記検体液を供給する検体液供給機構と、
前記分析容器の前記第２の円周上に対応する位置に設けられ、前記分析容器に対して光を照射する発光部と、
前記発光部から照射された光が前記分析容器における前記測定室内の前記検体液中を透過した透過光量を測定する測光部と、
前記分析容器における前記測定室内の前記検体液中を透過した透過光量に基づいて前記検体液の成分分析を行う計測部を備え、
前記シール部材を備えた前記分析容器に対して、前記測光部が測定した前記シール部材判定位置の透過光量に基づいて前記シール部材の有無を判定し、前記検体液供給機構から前記注入口への検体液供給の行否を決定する検体液供給行否決定部を有することを特徴とする分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検体液を１以上の試薬と反応させて分析するための分析容器とその分析装置に関する。

【背景技術】

【0002】

環境や医療、農業等の様々な分野において、予め試薬を収容した分析容器に検体液を入れ、検体液を試薬と反応させて分析を行う分析装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１の分析容器（ロータリー・キューベット）２００は、図１４の平面図に示すように、下部材２０２と上部材２０３からなる円盤２０１を本体とし、中心側から半径線上に、検体液を収容する検体注入室２１０、第１試薬２３１を収容する第１反応室２１１、第２試薬２３２を収容する第２反応室２１２を備えている。また、検体注入室２１０の上部に検体注入口２２０、検体注入室２１０と第１反応室２１１を連通する第１通路２２１、第１反応室２１１と第２反応室２１２を連通する第２通路２２２が開設されている。

【0004】

特許文献１の分析容器２００では、図１５の断面図に示すように、予め、第１反応室２１１に第１試薬２３１、第２反応室２１２に第２試薬２３２を収容しておき、検体注入室２１０に検体液２３０を注入する。円盤２０１を回転させると、検体液２３０に遠心力が作用し、第１通路２２１を通って第１反応室２１１に流入し、回転を止めると底部に流れ落ち、第１試薬２３１と接して反応する。再び、円盤２０１を回転させると、第１試薬２３１と反応した検体液２３０は、第２通路２２２から第２反応室２１２に流入し、第２試薬２３２と接して反応する。

【0005】

試薬と反応した検体液２３０は、第２反応室２１２の天井面と底面に形成された光学窓２４０、２４１を通して、図示しない測光装置によって光が照射されて、検体液２３０の光学特性の変化が測定される。

【0006】

特許文献１の分析容器２００によれば、稀釈された検体液２３０を検体注入室２１０に注入した後、検体液２３０と試薬とを希望するときまで隔離して、両者の反応を時間管理して行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第２７３１４２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記のように、分析容器は、検体液を注入するための検体注入口を有するが、分析容器内部への異物の混入や、試薬が空気と触れて酸化することを防止するため、通常、測定時以外は検体注入口を封止して内部を密閉しておき、測定直前に検体注入口の封止を解くようにすることが望ましい。

【0009】

しかしながら、分析容器をセットした後、自動的に液体を検体注入口に検体液を供給して自動分析を行う分析装置においては、通常は検体注入口の開閉状態を判断する手段を備えておらず、誤って検体注入口の封止を解かずに分析容器をセットしてしまった場合、注入口が封止状態であるにも関わらず検体液を供給してしまい、封止された検体注入口からこぼれた検体液で分析用容器や分析装置を汚損させる問題があった。また、これを防止するためには、たとえば検体注入口の開閉状態を判定するセンサを分析装置に別途設けることが考えられるが、この場合センサを追加した分だけ装置コストが嵩むという問題がある。

【0010】

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、分析装置に対して特別な追加手段を要せずに、分析容器の注入口の開閉状態を判断し、検体液の注入を適宜行うことができる、分析容器とその分析装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一態様に係る分析容器は、回転軸を中心とする第１の円周上に設けられた１以上の注入口と、第１の円周よりも外側にある第２の円周上に設けられた１以上の測定室と、注入口と測定室とを一対一で連通する流路とを備えた分析容器であって、注入口がシール部材により封止され、シール部材は第２の円周上の少なくとも一部を覆うように形成されたシール部材判定位置を有することを特徴とする。

【0012】

また、本発明の分析容器は、シール部材が遮光性を有することを特徴とする。

【0013】

また、本発明の分析容器は、シール部材がフィルム材であることを特徴とする。

【0014】

また、本発明の分析容器は、シール部材のシール部材判定位置が測定室の少なくとも１つを覆うように配置されていることを特徴とする。

【0015】

また、本発明は、分析容器を用いた分析装置であって、分析容器を載置して回転させる回転機構と、分析容器の第１の円周上に対応する位置に設けられ、注入口に前記検体液を供給する検体液供給機構と、分析容器の第２の円周上に対応する位置に設けられ、分析容器に対して光を照射する発光部と、発光部から照射された光が分析容器における測定室内の検体液中を透過した透過光量を測定する測光部と、分析容器における測定室内の検体液中を透過した透過光量に基づいて検体液の成分分析を行う計測部を備え、シール部材を備えた分析容器に対して、測光部が測定したシール部材判定位置の透過光量に基づいてシール部材の有無を判定し、検体液供給機構から注入口への検体液供給の行否を決定する検体液供給行否決定部を有する。

【発明の効果】

【0016】

本発明の一態様によれば、分析装置に対して特別な追加手段を要せずに、分析容器の注入口の開閉状態を判断し、検体液の注入を適宜行うことができる、分析容器とその分析装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態１の分析容器の平面図である。

【図2】シール部材を外した状態を示す分析容器の平面図である。

【図3】シール部材を外した分析容器と分析装置の断面模式図である。

【図4】シール部材を付けた分析容器と分析装置の断面模式図である。

【図5】分析装置の他の形態を示した断面模式図である。

【図6】シール部材の第２の形状を示す平面図である。

【図7】シール部材の第３の形状を示す平面図である。

【図8】リブ部を設けた分析容器の平面図である。

【図9】リブ部を設けた分析容器の断面図である。

【図10】シール部材を積層した分析容器の断面図である。

【図11】シール部材の積層構造を拡大した断面図である。

【図12】シール部材に文字を表示した分析容器の平面図である。

【図13】本体側に接着層を設けた分析容器の平面図である。

【図14】従来の分析容器の平面図である。

【図15】従来の分析容器の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の分析容器とその分析装置について図面を参照して説明する。

【0019】

（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態に係る分析容器１０１の概略を示す平面図であり、図２は、分析容器１０１から後述するシール部材１１０を外した状態を示す平面図である。

【0020】

図１、図２に示すように、分析容器１０１は円盤形状を有しており、回転軸１０７を中心とする第１の円周（Ｃ１）上に設けられた１以上の注入口１０３と、第１の円周（Ｃ１）より外側の第２の円周（Ｃ２）上に設けられた１以上の測定室１０４と、注入口１０３と測定室１０４を一対一で連通する流路１０５を備える。注入口１０３、流路１０５、測定室１０４は、分析セル１０２を構成し、本発明の分析容器１０１では、図２に示すように、放射状に６つの分析セル１０２が設けられている。

【0021】

測定室１０４は、分析セル１０２毎の測定目的に対応する試薬が予め内部に封入されている。土壌分析の試薬として、例えば、Ｍｇ成分の濃度を調べる場合、キシリジルブルー+Triton X-100+トリエタノールアミン+硫酸ナトリウム+GEDTA+テトラエチレンペンタミン+リン酸水素2ナトリウム+水酸化ナトリウム溶液の混合溶液などを挙げることができる。他の成分についても、それらに対応する市販、または開発された試薬を用いて調べることができる。試薬の形態としては、混合溶液に限定されるものではなく、保存性の観点では、固体等の経時変化が少ないものが好適である。

【0022】

分析容器１０１は、安価に構成するため、透明性の高い合成樹脂で全体を作製することがより好ましく、本実施形態においては、耐薬品性も兼ね備えたポリカーボネートで作製している。

【0023】

本発明の分析容器１０１は、各注入口１０３が同一平面上に形成され、各注入口１０３にはシール部材１１０が付設され封止されている。シール部材１１０は、第２の円周上の少なくとも一部を覆うように形成されたシール部材判定位置を有している。また、シール部材１１０は、後述する注入口１０３の開閉状態を検出するため、光の透過量を多少変化させる程度の遮光性を有することが望ましい。

【0024】

図３、図４は、図１に示した分析容器１０１のＡ１−Ａ２部の断面図である。図３は、分析容器１０１からシール部材１１０を外して本発明の分析装置１５０に載置した状態を示す。図４は、分析容器１０１にシール部材１１０を付設したまま分析装置１５０に載置した状態を示す。

【0025】

本発明の分析装置１５０は、分析容器１０１を載置して回転させる回転機構１６０と、第１の円周上に対応する位置に設けられた検体液供給機構１７０と、第２の円周上に対応する位置に設けられた発光部１８１及び測光部１８２を有する計測部１８０とを備えている。

【0026】

回転機構１６０は、回転軸１０７を中心に分析容器１０１を回転させて、各注入口１０３が検体液供給機構１７０に対面する位置、または、各測定室１０４が発光部１８１及び測光部１８２に対面する位置で、分析容器１０１を停止させることが可能となっている。

【0027】

検体液供給機構１７０は、第１の円周上に設けることで、１つの検体液供給機構１７０で各注入口１０３へ検体液を注入することができる。また、発光部１８１及び測光部１８２も第２の円周上に設けることで、１つの計測部１８０で各測定室１０４を測定することができる。

【0028】

図３に示すように、検体液供給機構１７０は、分析容器１０１の注入口１０３に検体液を注入するためのノズルを備えている。検体液は、注入口１０３に注入され、流路１０５を通って測定室１０４へと導かれる。

【0029】

流路１０５は、図３に示すように、内側から外側へ向かって高さが低くなる傾斜が設けられている。これにより、注入された検体液が注入口１０３の直下付近に溜まることなく、スムーズに測定室１０４へ導入される。また、分析容器１０１の回転時には、測定室１０４から注入口１０３への検体液の逆流を防ぎ、注入した検体液がチップ外部へ飛散することを防止する。

【0030】

分析容器１０１は、分析装置１５０にセットされた後、注入口１０３から検体液が注入され、回転機構１６０により回転駆動されることにより、測定室１０４の内部で検体液と試薬１０６が混合される。

【0031】

計測部１８０は、発光部１８１と測光部１８２を備え、それぞれ分析容器１０１の測定室１０４の上方と下方に対向するように配置されている。

【0032】

一方、分析容器１０１の測定室１０４には、発光部１８１と測光部１８２に対応する図示しない測定窓が設けられている。測定窓は、例えば、シリコーン、ガラス、プラスチック等の透光部材で作製されている。

【0033】

計測部１８０は、測定室１０４内で試薬１０６と混合され、呈色反応した検体液の吸光度を分析するため、発光部１８１から出射された光が測定室１０４の検体液中を透過して測光部１８２に導かれた透過光量を測定する。また、分析容器１０１を回転させて各測定室１０４を計測部１８０の位置に順次移動させて、試薬毎に複数の成分分析が行われる。

【0034】

分析容器１０１は、図４に示すように、通常、注入口１０３から内部に異物が混入することや、内部の試薬の漏出や試薬の酸化等を防止するため、注入口１０３にシール部材１１０が付設されて封止された状態となっている。従来では、この状態のまま誤って分析装置に載置して自動分析を開始してしまうと、シール部材１１０上に検体液が注がれて、分析容器や分析装置が汚損される問題がある。

【0035】

本実施例に係る分析装置１５０は、分析容器１０１をセットして自動分析を開始すると、注入口１０３への検体液の注入前に、まず、分析容器１０１を回転させて測定室１０４の透過光量を計測する。

【0036】

本実施例に示す分析容器１０１では、遮光性を有する材料でシール部材１１０を構成し、シール部材１１０で各注入口１０３を封止するとともに、測定室１０４が配置された第２の円周上の少なくとも一部を覆うようにシール部材判定位置が形成されている。

【0037】

このため、シール部材１１０が付設された封止状態の分析容器１０１を分析装置１５０にセットし、分析装置１５０で一回転させると、計測部１８０にシール部材判定位置による透過光量の著しく低い箇所が検出される。

【0038】

計測部１８０は検体液供給行否決定部１９０と接続されており、検体液供給行否決定部１９０は検出信号からシール部材１１０の有無を判定し、検体液供給の行否を決定し、検体液供給機構１７０を制御する。

【0039】

上記構成により、シール部材１１０が検出されると、分析装置１５０は、注入口１０３への検体液の注入動作を停止するとともに、図示しない表示部やスピーカから使用者にシール部材１１０を剥離するよう警告を発し、検体液の漏液を未然に防ぐことができる。

【0040】

従って、本発明の分析容器１０１によれば、検出素子等の追加部材を要することなくシール部材１１０の有無を検出することができ、封止状態の分析容器１０１に対して検体液の誤注入を防止することができる。

【0041】

なお、分析容器１０１は、使用者がシール部材１１０を容易に剥離できるように、シール部材判定位置の端部を延長してつば部を設けてもよい。使用者は、分析容器１０１に接着されていないつば部を起点にして容易に剥離を行うことできる。

【0042】

また、分析容器１０１のつば部が分析装置１５０に機械的に干渉して、封止状態の分析容器１０１が誤って分析装置１５０にセットされないようにすることもできる。

【0043】

また、分析装置１５０において、発光部１８１と測光部１８２は、必ずしも上下に対向して配置される必要はなく、図５に示すように、分析容器１０１の上方または下方に並置して分析容器１０１内部から反射された透過光量を測定するものであってもよい。この場合、測定室１０４内の検体液中を透過する光路長を長く（２倍に）することができ、より精度の高い計測を行うことや、広範囲の成分濃度を計測することができる。

【0044】

（実施形態２）
本発明の実施形態２として、図６、図７を用いて、形状の異なるシール部材１１１、シール部材１１２を用いる分析容器１０１について説明する。図６は、シール部材１１１を示す平面図であり、図７は、シール部材１１２を示す平面図である。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

【0045】

図６に示すように、シール部材１１１では、分析容器１０１の各注入口１０３を封止するとともに、シール部材判定位置が各測定室１０４も全て覆うように形成されたものとなっている。このような構成では、各測定室１０４に収容された試薬への外部からの光の入射が低減され、試薬の光劣化を防止することができる。

【0046】

また、図７に示すように、シール部材１１２では、各注入口１０３を封止するとともに、シール部材判定位置が隣り合う測定室１０４の間を覆うように形成されたものとなっている。このような構成では、シール部材１１２の接着部材等が測定室１０４の測定窓に付着し、測定窓が汚れて透過率が低下することが防止されるため、検体液の光学特性の変化を精度よく測定することができる。

【0047】

（実施形態３）
本発明の実施形態３として、分析容器１０１に、シール部材１１０を付設する際のガイドとなるリブ１０９を設けた構成について説明する。図８は、実施形態３の分析容器１０１の平面図であり、図９は、図８のＡ３−Ａ４部の断面図である。なお、説明の便宜上、上記の実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

【0048】

分析容器１０１にシール部材１１０を付設する際、各注入口１０３をシール部材１１０からはみ出さないように付設する必要がある。このため、分析容器１０１の各注入口１０３が設けられた平面上に、シール部材１１０を付設する際のガイドとなるリブ１０９を設けている。

【0049】

リブ１０９は、シール部材１１０の外形端部と一部が接するよう凸状に設けられており、シール部材１１０の端部をリブ１０９に沿わせて付設することにより、シール部材１１０を各注入口１０３がはみ出さないように容易に付設することができる。

【0050】

なお、シール部材１１０は、検体液の分析後に使用済みの試薬等を外部に漏液させないよう、分析容器１０１を再封止するためにも使用されるが、分析容器１０１にリブ１０９を設けることにより、シール部材１１０の再封止の作業性を向上させることができる。

【0051】

（実施形態４）
本発明の実施形態４として、分析容器１０１の再封止に対して好適なシール部材１２０の構成について説明する。図１０は、シール部材１２０を付設した分析容器１０１の断面図であり、図１１は、シール部材１２０の断面構造を説明するため拡大した断面図である。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

【0052】

シール部材１２０は、図１０、図１１に示すように、厚み方向に、第１の接着層１２１、剥離層１２２、第２の接着層１２３、基材１２４が積層されたフィルム状となっている。

【0053】

検体液の注入前、シール部材１２０は、第１の接着層１２１により分析容器１０１に接着されている。また、注入口１０３に検体液を注入する際、シール部材１２０は、分析容器１０１と第１の接着層１２１との界面から剥離される。

【0054】

分析終了後にシール部材１２０で注入口１０３を再封止する際、第１の接着層１２１は一度剥がされたことにより接着力が低下しているため、シール部材１２０の剥離層１２２から第１の接着層１２１を一緒に剥離し、新たに第２の接着層１２３を露出させて分析容器１０１に接着させることができる構成となっている。

【0055】

このような構成では、シール部材１２０で分析容器１０１を再封止する場合においても、シール部材１２０と分析容器１０１の接着力を強固に保つことができ、以降の回収運搬時に廃液となる混合液が漏液する危険性をより低減させることが可能となる。

【0056】

なお、上記効果をさらに向上させるために、第２の接着層１２３の接着強度を第１の接着層１２１の接着強度よりも大きくする構成としても良い。このようにすることで、使用者が成分分析時にシール部材１２０を剥離する際は、比較的容易に剥離作業を行えるとともに、使用後の回収時の封止力をより一層高めることを両立させることができる。

【0057】

（実施形態５）
本発明の実施形態５として、シール部材１２０に分析容器１０１が使用済みであることを示す文字を表示させる構成について説明する。図１２は、シール部材１２０に文字を表示させた状態の一例を示す平面図である。なお、説明の便宜上、上記の実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。また、基本構成は実施形態４と同じであるため、断面図等については、図１０、図１１を代用して説明する。

【0058】

分析容器１０１は、シール部材１２０で封止された状態のとき、分析前の状態であるのか、使用済み後に再封止された状態であるのか、区別し難い場合がある。このため、使用済み後に再封止されたものについては、図１２に示すように、シール部材１２０に文字を表示させることで、分析容器１０１の利便性をさらを向上させることができる。

【0059】

シール部材１２０への文字の表示方法としては、例えば、透明部材の基材１２４に「済」等の文字を印刷しておき、剥離層１２２を印刷された文字と同じ色の部材で構成すれば、剥離層１２２が剥離されたときに基材１２４に文字が浮かび上がり、文字を表示させた状態で第２の接着層１２３により分析容器１０１に再封止させることができる。

【0060】

なお、剥離層１２２に文字を印刷し、分析前の状態では文字を表示し、再封止後は剥離層１２２が剥離され、文字が消えるような構成としてもよい。

【0061】

（実施形態６）
本発明の実施形態６として、分析容器１０１側にシール部材１１０を付設させるための接着層１０８を設けた構成について説明する。図１３は、接着層１０８を設けた分析容器１０１の平面図である。なお、説明の便宜上、上記の各実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

【0062】

シール部材１１０に接着層を設ける場合、シール部材１１０の全面に接着層が設けられるため、注入口１０３の上面にはシール部材１１０の接着層が露出した状態になる。このため、分析容器１０１を運搬中に傾くなどして内部の試薬が接着層に触れて劣化する虞がある。

【0063】

実施形態６の分析容器１０１では、シール部材１１０を付設する部分に接着層１０８を設けることにより、シール部材１１０に接着層を設けなくても分析容器１０１に付設することができる。このため、分析容器１０１に収容した試薬がシール部材１１０の接着層に接触して劣化することを防止できる。

【0064】

今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は前記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明は、土壌成分の分析等、検体液を複数の試薬と反応させて自動分析を行うための分析容器とその分析装置の全般に広く適用することができる。

【符号の説明】

【0066】

１０１ 分析容器
１０２ 分析セル
１０３ 注入口
１０４ 測定室
１０５ 流路
１０６ 試薬
１０７ 回転軸
１０８ 接着層
１０９ リブ
１１０ シール部材
１１１ シール部材
１１２ シール部材
１２０ シール部材
１２１ 第１の接着層
１２２ 剥離層
１２３ 第２の接着層
１２４ 基材
１５０ 分析装置
１６０ 回転機構
１７０ 検体液供給機構
１８０ 計測部
１８１ 発光部
１８２ 測光部
１９０ 検体液供給行否決定部

【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14】

【図15】