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JP6824064B2 - Automatic analyzer - Google Patents
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JP6824064B2 - Automatic analyzer - Google Patents

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Description

本発明は、主に血液、尿等の生体サンプルの定性、定量分析を行う自動分析装置に係り、特に反応容器内において試薬とサンプルとを混合するための攪拌機構を備えた自動分析装置に関する。 The present invention mainly relates to an automatic analyzer that performs qualitative and quantitative analysis of biological samples such as blood and urine, and particularly relates to an automatic analyzer provided with a stirring mechanism for mixing a reagent and a sample in a reaction vessel.

自動分析装置は、分析対象成分と反応する試薬をサンプルと混合、攪拌し、所定時間反応させた後、主に光学的な測定によってサンプル中の目的成分の分析を行う。攪拌機構としては、例えば、被攪拌液にヘラ状の攪拌子を浸漬し、攪拌子を回転又は、往復運動させることにより被攪拌物を混合する接触攪拌方式と、被攪拌物に超音波を照射することによって被攪拌物を混合する非接触攪拌方式などがある。 The automatic analyzer mixes and stirs a reagent that reacts with the component to be analyzed with the sample, reacts the sample for a predetermined time, and then analyzes the target component in the sample mainly by optical measurement. The stirring mechanism includes, for example, a contact stirring method in which a spatula-shaped stirrer is immersed in a liquid to be agitated and the agitated object is mixed by rotating or reciprocating the stirrer, and ultrasonic waves are applied to the agitated object. There is a non-contact stirring method in which the material to be stirred is mixed by the stirring.

このような非接触攪拌方式として、例えば、特許文献1には、サンプルと試薬を入れた反応容器の下方から反応容器の開放口に向けて超音波を照射してサンプルと試薬を非接触で攪拌し、混合する方法が記載されている。また、特許文献1には、恒温槽の底面に圧電素子を配し、圧電素子による振動波(超音波)の放射方向に音響レンズを設け、音響レンズにより超音波を集束させ、反応容器内のサンプルを音響直進流により浮揚させる旨開示されている。
また、特許文献2には、反応容器外部に複数の音源或は反射板を設け、音源と他の音源或いは反射板の間に反応容器が配されるようにして、反応容器に向けて複数の方向から超音波を照射して反応容器内の液体を効率よく流動化させて、サンプルと試薬を非接触で攪拌し混合する方法が記載されている。
また、特許文献3には、有底円筒状の反応容器の少なくとも内底面を球面状の凹部とし、反応容器の底面を、音響整合層を介して音源に位置付け、音源より反応容器内へ入射される超音波を集束させて、サンプルと試薬を攪拌し混合する方法が記載されている。
As such a non-contact stirring method, for example, in Patent Document 1, ultrasonic waves are irradiated from below the reaction vessel containing the sample and the reagent toward the opening of the reaction vessel to stir the sample and the reagent in a non-contact manner. And the method of mixing is described. Further, in Patent Document 1, a piezoelectric element is arranged on the bottom surface of a constant temperature bath, an acoustic lens is provided in the radiation direction of vibration waves (ultrasonic waves) by the piezoelectric element, ultrasonic waves are focused by the acoustic lens, and the inside of the reaction vessel is contained. It is disclosed that the sample is floated by an acoustic straight flow.
Further, in Patent Document 2, a plurality of sound sources or reflectors are provided outside the reaction vessel so that the reaction vessel is arranged between the sound source and another sound source or the reflector, and the reaction vessel is arranged from a plurality of directions toward the reaction vessel. A method is described in which the liquid in the reaction vessel is efficiently fluidized by irradiating ultrasonic waves, and the sample and the reagent are stirred and mixed in a non-contact manner.
Further, in Patent Document 3, at least the inner bottom surface of the bottomed cylindrical reaction vessel is a spherical recess, and the bottom surface of the reaction vessel is positioned as a sound source via an acoustic matching layer, and is incident into the reaction vessel from the sound source. A method of focusing the ultrasonic waves and stirring and mixing the sample and the reagent is described.

特開平8−146007号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-146007 特開2003−254981号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-254981 特開2006−90992号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-90992

しかしながら、特許文献1に記載される構成では、反応容器の下方から反応容器の開放口に向けて超音波を照射する、或いは、更に反応容器の側方から超音波を照射するものである。そのため、強い攪拌力を得ようとして下方の音源から強い超音波を照射すると、サンプルの液面が盛り上がり、サンプル液等が飛散する虞があり、一方、弱すぎる超音波を照射すると十分攪拌に寄与できない虞がある。
また、特許文献2に記載される構成では、強い撹拌力を得られるものの、反応容器の液面付近及び底面付近に超音波を入射させるため、ある程度の液面の高さが必要となる可能性がある。換言すれば、微量サンプルの分析には必ずしも十分とは言えない。
また、特許文献3に記載される構成では、反応容器の底面の形状を球面にすることにより、超音波を集束させるものである。しかしながら、焦点位置は固定であるため、反応容器内の液面の高さが変化すると反応液の対流にばらつきが生じ、撹拌力が不安定となる虞がある。
そこで、本発明は、反応容器内の試薬とサンプルの混合における攪拌効率の向上、及び、攪拌可能な試薬とサンプルを微量化し得る自動分析装置を提供する。
However, in the configuration described in Patent Document 1, ultrasonic waves are irradiated from below the reaction vessel toward the opening of the reaction vessel, or further, ultrasonic waves are irradiated from the side of the reaction vessel. Therefore, if strong ultrasonic waves are irradiated from the lower sound source in order to obtain a strong stirring force, the liquid level of the sample may rise and the sample liquid or the like may scatter, while irradiating too weak ultrasonic waves sufficiently contributes to stirring. It may not be possible.
Further, in the configuration described in Patent Document 2, although a strong stirring force can be obtained, a certain height of the liquid level may be required because ultrasonic waves are incident on the vicinity of the liquid level and the bottom surface of the reaction vessel. There is. In other words, it is not always sufficient for the analysis of trace samples.
Further, in the configuration described in Patent Document 3, ultrasonic waves are focused by making the shape of the bottom surface of the reaction vessel spherical. However, since the focal position is fixed, if the height of the liquid level in the reaction vessel changes, the convection of the reaction liquid may vary, and the stirring force may become unstable.
Therefore, the present invention provides an automatic analyzer capable of improving the stirring efficiency in mixing the reagent and the sample in the reaction vessel and reducing the amount of the reagent and the sample that can be stirred.

上記課題を解決するため、本発明に係る自動分析装置は、分注されたサンプルと試薬を収容し得る反応容器と、前記反応容器の側方に配されるアレイ状の超音波発生部と、前記超音波発生部と前記反応容器との間に配され、前記超音波発生部から出射された超音波を反応容器内のサンプルと試薬の混合物の所望の位置に集束させる音響レンズと、を備え、前記音響レンズは、反応容器内における前記超音波発生部から出射された超音波の集束点を変更することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the automatic analyzer according to the present invention includes a reaction vessel capable of accommodating dispensed samples and reagents, an array-shaped ultrasonic generator arranged on the side of the reaction vessel, and an array of ultrasonic generators. An acoustic lens arranged between the ultrasonic generator and the reaction vessel and focusing the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic generator at a desired position of a mixture of a sample and a reagent in the reaction vessel is provided. The acoustic lens is characterized in that the focusing point of ultrasonic waves emitted from the ultrasonic wave generating unit in the reaction vessel is changed.

本発明によれば、反応容器内の試薬とサンプルの混合における攪拌効率の向上、及び、攪拌可能な試薬とサンプルを微量化し得る自動分析装置を提供することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, it is possible to improve the stirring efficiency in mixing the reagent and the sample in the reaction vessel, and to provide an automatic analyzer capable of reducing the amount of the reagent and the sample that can be stirred.
Issues, configurations and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

本発明の一実施例に係る実施例1の自動分析装置の全体概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole schematic structure of the automatic analyzer of Example 1 which concerns on one Example of this invention. 図1に示す反応ディスク及び攪拌機構の縦断面図である。It is a vertical cross-sectional view of the reaction disk and a stirring mechanism shown in FIG. 図2に示すドライバ回路の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the driver circuit shown in FIG. 音源を構成するセグメントへの印加電圧と音響レンズによる超音波の集束の関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between the voltage applied to the segment which constitutes a sound source, and the focusing of ultrasonic waves by an acoustic lens. 本発明の他の実施例に係る実施例2の自動分析装置を構成する反応ディスク及び攪拌機構の縦断面図である。It is a vertical sectional view of the reaction disk and the stirring mechanism which constitute the automatic analyzer of Example 2 which concerns on another Example of this invention. 図5に示すドライバ回路の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the driver circuit shown in FIG. 音源を構成するセグメントへの印加電圧と音響レンズによる超音波の集束の関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between the voltage applied to the segment which constitutes a sound source, and the focusing of ultrasonic waves by an acoustic lens. 本発明の他の実施例に係る実施例3の自動分析装置を構成する反応ディスク及び攪拌機構の縦断面図である。It is a vertical sectional view of the reaction disk and the stirring mechanism which constitute the automatic analyzer of Example 3 which concerns on another Example of this invention. 図8に示すドライバ回路の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the driver circuit shown in FIG. 音源を構成するセグメントへの印加電圧と音響レンズによる超音波の集束の関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between the voltage applied to the segment which constitutes a sound source, and the focusing of ultrasonic waves by an acoustic lens.

本明細書において、自動分析装置とは、生化学自動分析装置及び免疫自動分析装置を含む。以下では、自動分析装置の一例として生化学自動分析装置について説明する。
生化学自動分析装置は、主に、分析対象となるサンプルを反応容器へ供給するためのサンプル分注機構、試薬を反応容器に供給するための試薬分注機構、反応容器内のサンプル及び試薬を攪拌するための攪拌機構、反応中或は反応が終了したサンプルの物性を光学的に計測するための測光機構、計測が終了したサンプルを吸引・排出し、反応容器を洗浄するための洗浄機構、及び、これらの動作を制御するコントローラなどから構成されている。
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
As used herein, the automatic analyzer includes an automatic biochemical analyzer and an automatic immunoanalyzer. The biochemical automatic analyzer will be described below as an example of the automatic analyzer.
The biochemical automatic analyzer mainly provides a sample dispensing mechanism for supplying the sample to be analyzed to the reaction vessel, a reagent dispensing mechanism for supplying the reagent to the reaction vessel, and samples and reagents in the reaction vessel. Stirring mechanism for stirring, photometric mechanism for optically measuring the physical properties of samples during or after the reaction, cleaning mechanism for sucking and discharging the sample after measurement and cleaning the reaction vessel, It is composed of a controller and the like that control these operations.
Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施例に係る実施例1の自動分析装置の全体概略構成を示す斜視図であり、図2は図1に示す反応ディスク及び攪拌機構の縦断面図である。図1に示すように自動分析装置100としての生化学自動分析装置は、主として、反応容器102を周方向に沿って所定の間隔にて相互に離間するよう複数格納する反応ディスク101、反応ディスク101に格納されている反応容器102の恒温状態を保つための恒温槽114、サンプルカップ104を周方向に沿って所定の間隔にて相互に離間するよう複数収納するサンプルディスク103、試薬ボトル105を周方向に沿って複数格納する試薬ディスク106、サンプルカップ104内のサンプルを反応容器102へ所定量分注するサンプル分注機構107、試薬ボトル105内の試薬を反応容器102へ所定量に分注する試薬分注機構108、分注されたサンプルと試薬を反応容器102内で非接触にて攪拌し混合する攪拌機構109、反応容器102内のサンプルと試薬の混合物の反応過程及び反応後の例えば吸光度を測定する測光機構110、及び、測光(検査)が終了した後に反応容器102を洗浄する洗浄機構111より構成される。これらの各構成要素は、検査を開始する前に予めユーザー(検査技師)によりコンソール113を介して設定された情報(例えば、分析項目、分析項目に応じたサンプル及び試薬の分注量(液量)等)に基づき、コントローラ112がプログラムを作成し当該ブログラムを実行することにより動作が制御される。 FIG. 1 is a perspective view showing an overall schematic configuration of an automatic analyzer of Example 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a vertical sectional view of a reaction disk and a stirring mechanism shown in FIG. As shown in FIG. 1, the biochemical automatic analyzer as the automatic analyzer 100 mainly stores a plurality of reaction vessels 102 so as to be separated from each other at predetermined intervals along the circumferential direction. A constant temperature bath 114 for maintaining a constant temperature state of the reaction vessel 102 stored in, a sample disk 103 for storing a plurality of sample cups 104 so as to be separated from each other at predetermined intervals along the circumferential direction, and a reagent bottle 105. A reagent disk 106 for storing a plurality of reagents along the direction, a sample dispensing mechanism 107 for dispensing a predetermined amount of the sample in the sample cup 104 to the reaction vessel 102, and a reagent in the reagent bottle 105 for dispensing a predetermined amount to the reaction vessel 102. Reagent dispensing mechanism 108, stirring mechanism 109 that stirs and mixes the dispensed sample and reagent in the reaction vessel 102 in a non-contact manner, reaction process of the mixture of sample and reagent in the reaction vessel 102, and for example, absorbance after the reaction. It is composed of a photometric mechanism 110 for measuring the temperature and a cleaning mechanism 111 for cleaning the reaction vessel 102 after the photometric (inspection) is completed. Each of these components contains information (for example, analysis item, sample and reagent dispensing amount (liquid amount) according to the analysis item) set in advance by the user (inspection engineer) via the console 113 before starting the test. ) Etc.), the operation is controlled by the controller 112 creating a program and executing the program.

なお、図1では、サンプルディスク103に周方向に沿って複数のサンプルカップ104を格納する例を示すが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、同心円状に内周側及び外周側に周方向に沿って複数のサンプルカップ104を格納するようサンプルディスク103を構成しても良い。また、更には、サンプルディスク103に代えて、サンプルを収容する複数本のサンプル容器をサンプルラックに収納する構成としても良い。
また、反応ディスク101についても、例えば、同心円状に内周側及び外周側に周方向に沿って複数の反応容器102を格納する構成としても良い。但しこの場合、内周側に格納される反応容器102と外周側に格納刺される反応容器102とが、反応ディスク101の径方向において重ならぬよう格納する必要がある。
Note that FIG. 1 shows an example in which a plurality of sample cups 104 are stored in the sample disk 103 along the circumferential direction, but the present invention is not limited to this. For example, the sample disk 103 may be configured to concentrically store a plurality of sample cups 104 on the inner peripheral side and the outer peripheral side along the circumferential direction. Further, instead of the sample disk 103, a plurality of sample containers for accommodating the samples may be stored in the sample rack.
Further, the reaction disk 101 may also be configured to concentrically store a plurality of reaction vessels 102 on the inner peripheral side and the outer peripheral side along the circumferential direction. However, in this case, it is necessary to store the reaction vessel 102 stored on the inner peripheral side and the reaction vessel 102 stored and stabbed on the outer peripheral side so as not to overlap in the radial direction of the reaction disk 101.

以下に、自動分析装置100としての生化学自動分析装置の動作について説明する。
コントローラ112からの制御信号(制御指令)により、サンプル分注機構107は、サンプルカップ104より所定量(所定の液量)のサンプルを吸引し、指定された反応容器102に所定量(所定の液量)のサンプルを吐出することでサンプル分注動作を実行する。次に、コントローラ112からの制御信号(制御指令)により、サンプル分注機構107によって所定量(所定の液量)のサンプルが分注された反応容器102が試薬分注ポジションへ位置付けるよう反応ディスク101が回転する。試薬分注機構108は、コントローラ112からの制御信号(制御指令)により、試薬ディスク106に格納される試薬ボトル105から分析項目に応じた液量の試薬を吸引する。その後、サンプル分注機構107は、円弧状の軌跡を描くよう回動し、試薬分注ポジションに位置付けられた所定量(所定の液量)のサンプルを収容する反応容器102へ試薬を吐出することで試薬分注動作を実行する。
The operation of the biochemical automatic analyzer as the automatic analyzer 100 will be described below.
According to the control signal (control command) from the controller 112, the sample dispensing mechanism 107 sucks a predetermined amount (predetermined amount of liquid) of the sample from the sample cup 104, and sucks a predetermined amount (predetermined amount of liquid) into the designated reaction vessel 102. The sample dispensing operation is executed by discharging the sample (quantity). Next, the reaction disk 101 is positioned so that the reaction vessel 102 to which a predetermined amount (predetermined amount of liquid) of the sample is dispensed by the sample dispensing mechanism 107 is positioned at the reagent dispensing position by the control signal (control command) from the controller 112. Rotates. The reagent dispensing mechanism 108 sucks the reagent of the liquid amount corresponding to the analysis item from the reagent bottle 105 stored in the reagent disk 106 by the control signal (control command) from the controller 112. After that, the sample dispensing mechanism 107 rotates so as to draw an arc-shaped locus, and discharges the reagent to the reaction vessel 102 that houses a predetermined amount (predetermined amount of liquid) of the sample positioned at the reagent dispensing position. Perform the reagent dispensing operation at.

続いて、反応ディスク101は、コントローラ112からの制御信号(制御指令)により、サンプル及び試薬が分注された反応容器102が攪拌ポジション、すなわち、攪拌機構109が設置されている位置まで回転する。攪拌機構109は、反応容器102内のサンプルと試薬を非接触にて攪拌し混合する。コントローラ112からの制御信号(制御指令)により、攪拌が終了した時点から測定が開始され反応が終了した時点で、反応ディスク101は洗浄ポジションまで回転する。洗浄機構111は、反応容器102内のサンプルと試薬の混合物を吸引し、空となった反応容器102の洗浄処理を実行する。
上述のサンプル分注動作から洗浄処理までの一連のプロセスが、複数のサンプルに対して逐一バッチ処理的に実行される。
Subsequently, the reaction disk 101 rotates to the stirring position, that is, the position where the stirring mechanism 109 is installed, in which the reaction vessel 102 to which the sample and the reagent are dispensed is rotated by the control signal (control command) from the controller 112. The stirring mechanism 109 stirs and mixes the sample and the reagent in the reaction vessel 102 in a non-contact manner. According to the control signal (control command) from the controller 112, the reaction disk 101 rotates to the washing position when the measurement is started from the time when the stirring is completed and the reaction is completed. The cleaning mechanism 111 sucks the mixture of the sample and the reagent in the reaction vessel 102, and executes the cleaning treatment of the empty reaction vessel 102.
The above-mentioned series of processes from the sample dispensing operation to the cleaning process is executed in batch processing for each of a plurality of samples.

次に攪拌機構109の詳細について説明する。図2に示すように攪拌機構109は、反応ディスク101に格納される反応容器102の外部の側方であって恒温槽114の内壁に支持されるよう設けられた超音波発生部(音源)201、超音波発生部(音源)201より出射された超音波を集束させて反応容器102内に入射させるための超音波集束部(音響レンズ)206、超音波集束部(音響レンズ)206を鉛直方向に沿って上下動させる詳細後述する上下動機構、及び、超音波集束部(音響レンズ)206の上部側が反応容器102へ近づくよう超音波集束部(音響レンズ)206を傾斜させる傾斜機構を備える。超音波集束部(音響レンズ)206は、超音波発生部(音源)201と、反応容器102の外側面であって超音波発生部(音源)201側の外側面との間に、相互に所定の間隔を介して配されている。ここで、所定の間隔とは、超音波集束部(音響レンズ)206の上部側が、傾斜機構により反応容器102へ近づくよう傾斜させた場合においても超音波集束部(音響レンズ)206が反応容器102の外側面と接触しない範囲内で設定される。これら、超音波発生部(音源)201、超音波集束部(音響レンズ)206、上下動機構、及び、傾斜機構は、恒温槽114内の恒温水202に浸漬している。 Next, the details of the stirring mechanism 109 will be described. As shown in FIG. 2, the stirring mechanism 109 is an ultrasonic generator (sound source) 201 provided on the outer side of the reaction vessel 102 housed in the reaction disk 101 and supported by the inner wall of the constant temperature bath 114. , The ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 and the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 for focusing the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic generating unit (sound source) 201 and incident on the reaction vessel 102 in the vertical direction. It is provided with a vertical movement mechanism described in detail later, and a tilting mechanism for tilting the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 so that the upper side of the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 approaches the reaction vessel 102. The ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 is mutually predetermined between the ultrasonic wave generating unit (sound source) 201 and the outer surface of the reaction vessel 102 on the ultrasonic wave generating unit (sound source) 201 side. It is arranged through the interval of. Here, the predetermined interval means that the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 tilts the reaction vessel 102 even when the upper side of the ultrasonic focusing portion (acoustic lens) 206 is tilted so as to approach the reaction vessel 102 by the tilting mechanism. It is set within the range that does not come into contact with the outer surface of. The ultrasonic wave generating part (sound source) 201, the ultrasonic wave focusing part (acoustic lens) 206, the vertical movement mechanism, and the tilting mechanism are immersed in the constant temperature water 202 in the constant temperature bath 114.

図2に示すように超音波発生部(音源)201は、1つの圧電素子に対し、超音波集束部(音響レンズ)206に対向する側の面に1枚の電極(図示せず)が設けられ、他方の面、すなわち、1枚の電極(図示せず)が設けられた面とは反対側の面にアレイ状に分割された複数の電極が設けられている。これにより、超音波発生部(音源)201は、それぞれ独立に駆動可能なセグメント205がアレイ状に配置された構造を有する。なお、ここでアレイ状とは、一次元アレイ又は二次元アレイを意味する。また、図2では、1つの圧電素子に対し、超音波集束部(音響レンズ)206に対向する側の面に1枚の電極(図示せず)を設け、他方の面にアレイ状に分割された複数の電極を設ける例を示しているが、これに限らず、複数の圧電素子をアレイ状に配し超音波発生部(音源)201を構成しても良い。 As shown in FIG. 2, the ultrasonic wave generating section (sound source) 201 is provided with one electrode (not shown) on the surface of one piezoelectric element facing the ultrasonic focusing section (acoustic lens) 206. The other surface, that is, the surface opposite to the surface on which one electrode (not shown) is provided, is provided with a plurality of electrodes divided in an array. As a result, the ultrasonic wave generating unit (sound source) 201 has a structure in which segments 205 that can be driven independently are arranged in an array. Here, the array shape means a one-dimensional array or a two-dimensional array. Further, in FIG. 2, one electrode (not shown) is provided on the surface of one piezoelectric element facing the ultrasonic focusing portion (acoustic lens) 206, and the piezoelectric element is divided into an array on the other surface. Although an example in which a plurality of electrodes are provided is shown, the present invention is not limited to this, and a plurality of piezoelectric elements may be arranged in an array to form an ultrasonic wave generating unit (sound source) 201.

一般的に、超音波は伝搬してく途中で徐々に減衰するものの、密度×音速にて規定される音響インピーダンスが急激に変化する界面が存在すると、当該界面にて超音波の一部が反射される。そこで、超音波発生部(音源)201との間に恒温水202が介在しつつ配される超音波集束部(音響レンズ)206の材質としては、例えば、エポキシ樹脂などの音響インピーダンスが整合するような、或は、反射を極力抑制可能な樹脂が適宜選択され用いられる。また、超音波集束部(音響レンズ)206は、超音波発生部(音源)201に対向する側の面が平坦な平板状をなし、他方の面、すなわち、反応容器102に対向する側の面に凹部を有している。超音波集束部(音響レンズ)206の凹部の形状は、球面の一部として近似された形状が望ましく、円筒の側面の一部として近似された形状でも良い。なお、球面の一部として近似された形状又は円筒の側面の一部として近似された形状である凹部の曲率半径は、反応容器102内の水平方向略中央部に中心を有する曲率半径又は、反応容器102内の水平方向略中央部より超音波発生部(音源)201側(手前側)であって反応容器102の内壁面と離間する位置に中心を有する曲率半径となる。 Generally, ultrasonic waves are gradually attenuated in the middle of propagation, but if there is an interface where the acoustic impedance defined by density x sound velocity changes rapidly, part of the ultrasonic waves is reflected at that interface. To. Therefore, as the material of the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 arranged with the constant temperature water 202 interposed between the ultrasonic wave generating unit (sound source) 201, for example, the acoustic impedance of epoxy resin or the like is matched. Alternatively, a resin capable of suppressing reflection as much as possible is appropriately selected and used. Further, the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 has a flat flat plate shape on the side facing the ultrasonic generating unit (sound source) 201, and the other surface, that is, the surface facing the reaction vessel 102. Has a recess in. The shape of the concave portion of the ultrasonic focusing portion (acoustic lens) 206 is preferably a shape approximated as a part of a spherical surface, and may be a shape approximated as a part of a side surface of a cylinder. The radius of curvature of the recess, which has a shape approximated as a part of a spherical surface or a shape approximated as a part of a side surface of a cylinder, is a radius of curvature having a center in a substantially central portion in the horizontal direction in the reaction vessel 102, or a reaction. The radius of curvature is centered on the ultrasonic wave generating portion (sound source) 201 side (front side) from the substantially central portion in the horizontal direction in the container 102 and at a position separated from the inner wall surface of the reaction vessel 102.

超音波集束部(音響レンズ)206を鉛直方向に沿って上下動させる上下動機構は、防水性のリニアサーボ211、一端が超音波集束部(音響レンズ)206の底面に接触し超音波集束部(音響レンズ)206を支持するシリンダロッド212、及び、防水性のリニアサーボ211を支持する支持部213を備える。防水性のリニアサーボ211には、ドライバ回路203より制御信号(制御指令)が伝送され、図示しない電源部より給電される。防水性のリニアサーボ211の制御により、シリンダロッド212が鉛直方向に上下動することで、超音波集束部(音響レンズ)206の高さが調節される。
また、超音波集束部(音響レンズ)206の上部側が反応容器102へ近づくよう超音波集束部(音響レンズ)206を傾斜させる傾斜機構は、超音波集束部(音響レンズ)206の底面との接触部分であるシリンダロッド212の上端部が前後及び/又は左右に変位することで実現される。接触部分のシリンダロッド212の上端部には、例えば、シリンダロッド212の内部にサーボ(図示せず)、又は、複数のワイヤ線(図示せず)が仕込まれている。仮に、サーボであれば、ドライバ回路203より制御信号(制御指令)が伝送され、図示しない電源部より給電されることで、接触部分のシリンダロッド212の上端部を変位させる。一方、仮に、複数のワイヤ線であれば、ワイヤ線を例えば恒温槽114内に設定される水密(防水性)なモータにより巻き取る又は送り出すことにより、接触部分のシリンダロッド212の上端部を変位させる。
なお、超音波集束部(音響レンズ)206を鉛直方向に沿って上下動させる上下動機構として、リニアサーボ211、シリンダロッド212、及びリニアサーボ211を支持する支持部213を設ける構成を一例として説明したが、これに限られるものではない。例えば、水密(防水性)なモータと、モータの回転力を直動に変換し得るクランク機構、及び水密(防水性)なモータを恒温槽114の底部に固定する支持部を有する構成としても良い。
The vertical movement mechanism that moves the ultrasonic focusing part (acoustic lens) 206 up and down along the vertical direction is a waterproof linear servo 211, and one end contacts the bottom surface of the ultrasonic focusing part (acoustic lens) 206. A cylinder rod 212 that supports (acoustic lens) 206 and a support portion 213 that supports a waterproof linear servo 211 are provided. A control signal (control command) is transmitted from the driver circuit 203 to the waterproof linear servo 211, and power is supplied from a power supply unit (not shown). By controlling the waterproof linear servo 211, the cylinder rod 212 moves up and down in the vertical direction, so that the height of the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 is adjusted.
Further, the tilting mechanism that tilts the ultrasonic focusing part (acoustic lens) 206 so that the upper side of the ultrasonic focusing part (acoustic lens) 206 approaches the reaction vessel 102 is in contact with the bottom surface of the ultrasonic focusing part (acoustic lens) 206. This is achieved by shifting the upper end of the cylinder rod 212, which is a portion, back and forth and / or left and right. At the upper end of the cylinder rod 212 at the contact portion, for example, a servo (not shown) or a plurality of wire wires (not shown) are installed inside the cylinder rod 212. If it is a servo, a control signal (control command) is transmitted from the driver circuit 203, and power is supplied from a power supply unit (not shown) to displace the upper end portion of the cylinder rod 212 at the contact portion. On the other hand, if there are a plurality of wire wires, the upper end of the cylinder rod 212 at the contact portion is displaced by winding or sending out the wire wire by, for example, a watertight (waterproof) motor set in the constant temperature bath 114. Let me.
As an example, a configuration in which a linear servo 211, a cylinder rod 212, and a support portion 213 for supporting the linear servo 211 are provided as a vertical movement mechanism for moving the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 up and down along the vertical direction will be described as an example. However, it is not limited to this. For example, a watertight (waterproof) motor, a crank mechanism capable of converting the rotational force of the motor into a linear motion, and a support portion for fixing the watertight (waterproof) motor to the bottom of the constant temperature bath 114 may be provided. ..

図2に示すように、ドライバ回路203より各セグメント205へそれぞれ位相差を有する電圧が印加されると、超音波発生部(音源)201は、反応容器102の下方側へと向かう超音波(平面波)207を出射する。出射された超音波(平面波)207は、恒温水202中を伝搬し超音波集束部(音響レンズ)206の平坦な平板状をなす面に入射する。超音波集束部(音響レンズ)206に入射した超音波(平面波)207は、超音波集束部(音響レンズ)206の凹部の形状に沿った超音波(球面波)208となり恒温水202中を伝搬し、反応容器102内のサンプルと試薬の混合物の液面付近の焦点209に集束する。音響放射圧の作用により、反応容器102内のサンプルと試薬の混合物に対流210が生じ、サンプルと試薬の混合物が攪拌され、混合される。
なお、上述の反応容器102内のサンプルと試薬の混合物の液面付近の焦点209に超音波が集束した状態で、上述の傾斜機構が超音波集束部(音響レンズ)206の傾斜角を変更しつつ、上述の上下動機構が超音波集束部(音響レンズ)206を鉛直方向下方へと移動させることにより、反応容器102内のサンプルと試薬の混合物の液面付近の焦点209は、略円弧状の軌道に沿って反応容器102の下方へと移動する。これにより反応容器102内のサンプルと試薬の混合物に生ずる対流210の流速が増加し、サンプルと試薬の混合物の攪拌効率を向上させることが可能となる。なお、上述の上下動機構が超音波集束部(音響レンズ)206を鉛直方向に上下動させても良い。すなわち、反応容器102内のサンプルと試薬の混合物の液面付近の焦点209が、略円弧状の軌道に沿って反応容器102の下方へと移動した後、上記略円弧状の軌道に沿って反応容器102内のサンプルと試薬の混合物の液面付近へと移動させても良い。
As shown in FIG. 2, when a voltage having a phase difference is applied from the driver circuit 203 to each segment 205, the ultrasonic wave generator (sound source) 201 directs the ultrasonic wave (plane wave) toward the lower side of the reaction vessel 102. ) 207 is emitted. The emitted ultrasonic wave (plane wave) 207 propagates in the constant temperature water 202 and is incident on the flat flat flat surface of the ultrasonic focusing portion (acoustic lens) 206. The ultrasonic wave (plane wave) 207 incident on the ultrasonic focusing part (acoustic lens) 206 becomes an ultrasonic wave (spherical wave) 208 along the shape of the concave portion of the ultrasonic focusing part (acoustic lens) 206 and propagates in the constant temperature water 202. Then, the sample and the reagent mixture in the reaction vessel 102 are focused on the focal point 209 near the liquid surface. Due to the action of acoustic radiation pressure, convection 210 is generated in the mixture of the sample and the reagent in the reaction vessel 102, and the mixture of the sample and the reagent is agitated and mixed.
In the state where the ultrasonic waves are focused on the focal point 209 near the liquid surface of the mixture of the sample and the reagent in the reaction vessel 102, the tilting mechanism described above changes the tilt angle of the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206. While the above-mentioned vertical movement mechanism moves the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 downward in the vertical direction, the focal point 209 near the liquid surface of the mixture of the sample and the reagent in the reaction vessel 102 is substantially arcuate. Moves down the reaction vessel 102 along the orbit of. As a result, the flow velocity of the convection 210 generated in the mixture of the sample and the reagent in the reaction vessel 102 is increased, and the stirring efficiency of the mixture of the sample and the reagent can be improved. The vertical movement mechanism described above may move the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 up and down in the vertical direction. That is, the focal point 209 near the liquid surface of the mixture of the sample and the reagent in the reaction vessel 102 moves to the lower side of the reaction vessel 102 along the substantially arcuate orbit, and then reacts along the substantially arcuate orbit. It may be moved to the vicinity of the liquid level of the mixture of the sample and the reagent in the container 102.

図3は、図2に示すドライバ回路の機能ブロック図であり、図4は、音源を構成するセグメントへの印加電圧と音響レンズによる超音波の集束の関係を示す概念図である。
図3に示すように、ドライバ回路203は、液面高さ演算部231、超音波照射領域決定部232、振幅変調部233、遅延制御部234、音響レンズ高さ・傾斜角決定部235、音響レンズ上下動制御部236、記憶部237、入力I/F238、出力I/F239を備え、これらは内部バス240介して相互に接続されている。ここで、液面高さ演算部231、超音波照射領域決定部232、振幅変調部233、遅延制御部234、音響レンズ高さ・傾斜角決定部235、及び音響レンズ上下動制御部236は、例えば、図示しないCPU(Central Processing Unit)などのプロセッサ、各種プログラムを格納するROM、演算過程のデータを一時的に格納するRAM、外部記憶装置などの記憶装置にて実現されると共に、CPUなどのプロセッサがROMに格納された各種プログラムを読み出し実行し、実行結果である演算結果をRAM又は外部記憶装置に格納する。
FIG. 3 is a functional block diagram of the driver circuit shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a conceptual diagram showing the relationship between the voltage applied to the segments constituting the sound source and the focusing of ultrasonic waves by the acoustic lens.
As shown in FIG. 3, the driver circuit 203 includes a liquid level calculation unit 231, an ultrasonic irradiation region determination unit 232, an amplitude modulation unit 233, a delay control unit 234, an acoustic lens height / tilt angle determination unit 235, and acoustics. It includes a lens vertical movement control unit 236, a storage unit 237, an input I / F 238, and an output I / F 239, which are connected to each other via an internal bus 240. Here, the liquid level height calculation unit 231, the ultrasonic irradiation region determination unit 232, the amplitude modulation unit 233, the delay control unit 234, the acoustic lens height / tilt angle determination unit 235, and the acoustic lens vertical movement control unit 236 For example, it is realized by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) (not shown), a ROM for storing various programs, a RAM for temporarily storing data of a calculation process, a storage device such as an external storage device, and a CPU or the like. The processor reads and executes various programs stored in the ROM, and stores the calculation result, which is the execution result, in the RAM or an external storage device.

記憶部237は、予めユーザー(検査技師)によりコンソール113の入力装置(例えば、マウス又はキーボード等)を介して設定された情報、すなわち、少なくとも、反応容器102に分注されるサンプルと試薬の量、反応容器102の体積と底面積、攪拌のタイミング、各セグメント205の位置情報、超音波集束部(音響レンズ)206の焦点距離と初期位置情報、超音波集束部(音響レンズ)206と反応容器102との間隔等を含む情報204(図2)を、コントローラ112より、入力I/F238及び内部バス240を介して所定の記憶領域に格納している。 The storage unit 237 is set in advance by a user (inspection engineer) via an input device (for example, a mouse or a keyboard) of the console 113, that is, at least the amount of the sample and the reagent dispensed into the reaction vessel 102. , Volume and bottom area of reaction vessel 102, timing of stirring, position information of each segment 205, focal length and initial position information of ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206, ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 and reaction vessel. Information 204 (FIG. 2) including the distance from 102 is stored in a predetermined storage area from the controller 112 via the input I / F 238 and the internal bus 240.

液面高さ演算部231は、内部バス240を介して記憶部237へアクセスし、記憶部237に格納される、反応容器102に分注されるサンプルと試薬の量、及び反応容器102の体積と底面積を読み出し、反応容器102内に収容されている被攪拌液であるサンプルと試薬の混合物の液面の高さを演算する。液面高さ演算部231は、求めた液面の高さを、超音波照射領域決定部232、振幅変調部233、及び音響レンズ高さ・傾斜角決定部235へ内部バス240を介して転送する。 The liquid level height calculation unit 231 accesses the storage unit 237 via the internal bath 240, and the amount of samples and reagents dispensed into the reaction vessel 102 and the volume of the reaction vessel 102 stored in the storage unit 237. And the bottom area are read out, and the height of the liquid level of the mixture of the sample and the reagent, which is the liquid to be stirred, contained in the reaction vessel 102 is calculated. The liquid level height calculation unit 231 transfers the obtained liquid level to the ultrasonic irradiation region determination unit 232, the amplitude modulation unit 233, and the acoustic lens height / tilt angle determination unit 235 via the internal bus 240. To do.

超音波照射領域決定部232は、液面高さ演算部231より転送された液面の高さに基づき、当該液面を含む反応容器102内の被攪拌液であるサンプルと試薬の混合物への最適な超音波照射領域を決定する。超音波照射領域決定部232は、決定した超音波照射領域を遅延制御部234及び音響レンズ高さ・傾斜角決定部235へ内部バス240を介して転送する。 Based on the height of the liquid level transferred from the liquid level height calculation unit 231, the ultrasonic irradiation region determination unit 232 adds the sample and the reagent to the mixture of the sample and the reagent to be agitated in the reaction vessel 102 including the liquid level. Determine the optimal ultrasonic irradiation area. The ultrasonic irradiation region determination unit 232 transfers the determined ultrasonic irradiation region to the delay control unit 234 and the acoustic lens height / tilt angle determination unit 235 via the internal bus 240.

音響レンズ高さ・傾斜角決定部235は、内部バス240を介して記憶部237へアクセスし、記憶部237に格納される、超音波集束部(音響レンズ)206の焦点距離と初期位置情報、及び、超音波集束部(音響レンズ)206と反応容器102との間隔を読み出す。音響レンズ高さ・傾斜角決定部235は、読み出した、超音波集束部(音響レンズ)206の焦点距離と初期位置情報、及び、超音波集束部(音響レンズ)206と反応容器102との間隔、更には、液面高さ演算部231より転送された液面の高さ及び超音波照射領域決定部232より転送された超音波照射領域に基づき、超音波集束部(音響レンズ)206の高さ及び傾斜角を決定する。具体的には、音響レンズ高さ・傾斜角決定部235は、超音波集束部(音響レンズ)206を鉛直方向に沿って上下動させる上下動機構を構成するシリンダロッド212の鉛直方向に沿ったストローク量を決定し、防水性のリニアサーボ211へ出力する制御信号(制御指令)を決定する。また、音響レンズ高さ・傾斜角決定部235は、液面の高さ及び焦点距離に基づき、液面付近に焦点209が位置付けられるよう傾斜角を決定し、超音波集束部(音響レンズ)206の上部側が反応容器102へ近づくよう超音波集束部(音響レンズ)206を傾斜させる傾斜機構へ出力する制御信号(制御指令)を決定する。音響レンズ高さ・傾斜角決定部235は、決定した超音波集束部(音響レンズ)206の高さ及び傾斜角を遅延制御部234へ内部バス240を介して転送する。
なお、傾斜機構が超音波集束部(音響レンズ)206の傾斜角を変更しつつ、上下動機構が超音波集束部(音響レンズ)206を鉛直方向下方へと移動させる場合においては、音響レンズ高さ・傾斜角決定部235は、超音波集束部(音響レンズ)206と反応容器102との間隔に基づき、超音波集束部(音響レンズ)206が反応容器102の外側面と接触しない範囲内となるよう傾斜角の変更量を決定する。また、音響レンズ高さ・傾斜角決定部235は、反応容器102内のサンプルと試薬の混合物の液面付近の焦点209の下方への移動量を決定する。そして、音響レンズ高さ・傾斜角決定部235は、焦点209の下方への移動量、すなわち、シリンダロッド212の鉛直方向に沿った下方へのストローク量を音響レンズ上下動制御部236へ内部バス240を介して転送する。
The acoustic lens height / tilt angle determination unit 235 accesses the storage unit 237 via the internal bus 240, and the focal length and initial position information of the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 stored in the storage unit 237. Then, the distance between the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 and the reaction vessel 102 is read out. The acoustic lens height / tilt angle determination unit 235 reads out the focal distance and initial position information of the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206, and the distance between the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 and the reaction vessel 102. Furthermore, the height of the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 is based on the height of the liquid level transferred from the liquid level height calculation unit 231 and the ultrasonic irradiation area transferred from the ultrasonic irradiation area determination unit 232. Determine the radius and tilt angle. Specifically, the acoustic lens height / tilt angle determining unit 235 is along the vertical direction of the cylinder rod 212 constituting the vertical movement mechanism that moves the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 up and down along the vertical direction. The stroke amount is determined, and the control signal (control command) to be output to the waterproof linear servo 211 is determined. Further, the acoustic lens height / tilt angle determining unit 235 determines the tilt angle so that the focal point 209 is positioned near the liquid surface based on the height of the liquid surface and the focal length, and the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206. The control signal (control command) to be output to the tilting mechanism that tilts the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 so that the upper side of the lens approaches the reaction vessel 102 is determined. The acoustic lens height / tilt angle determining unit 235 transfers the determined height and tilt angle of the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 to the delay control unit 234 via the internal bus 240.
When the vertical movement mechanism moves the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 downward in the vertical direction while the tilting mechanism changes the tilt angle of the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206, the acoustic lens height. The tilt angle determination unit 235 is within a range in which the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 does not come into contact with the outer surface of the reaction container 102 based on the distance between the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 and the reaction vessel 102. Determine the amount of change in the tilt angle so that Further, the acoustic lens height / tilt angle determining unit 235 determines the amount of downward movement of the focal point 209 near the liquid surface of the mixture of the sample and the reagent in the reaction vessel 102. Then, the acoustic lens height / tilt angle determining unit 235 transfers the downward movement amount of the focal point 209, that is, the downward stroke amount along the vertical direction of the cylinder rod 212 to the acoustic lens vertical movement control unit 236. Transfer via 240.

振幅変調部233は、内部バス240を介して記憶部237へアクセスし、記憶部237に格納される反応容器102の体積と底面積を読み出す。そして、振幅変調部233は、読み出した反応容器102の体積と底面積、及び液面高さ演算部231より転送された液面の高さに基づき、セグメント205へ印加する正弦波状の電圧の振幅を変調する。これは、一般的に液体中を伝搬してきた超音波が自由液面に到達すると、液体は飛沫又はミスト状となり気体側に飛び出すような力(音響放射圧が主要因)が作用する。そのため、振幅変調部233は、反応容器102の体積と底面積に基づく反応容器102の深さ及び反応容器102内のサンプルと試薬の混合物の液面の高さに応じて、換言すれば、サンプルと試薬の混合物の液面の高さから反応容器102の開放口までの距離に応じて、セグメント205へ印加する正弦波状の電圧の振幅を変調している。これにより、反応容器102の開放口よりサンプルと試薬の混合物の飛沫又はミストが飛散することを防止することが可能となる。 The amplitude modulation unit 233 accesses the storage unit 237 via the internal bus 240, and reads out the volume and bottom area of the reaction vessel 102 stored in the storage unit 237. Then, the amplitude modulation unit 233 increases the amplitude of the sinusoidal voltage applied to the segment 205 based on the volume and bottom area of the read reaction vessel 102 and the height of the liquid level transferred from the liquid level height calculation unit 231. Modulate. This is because when ultrasonic waves propagating in a liquid reach the free liquid surface, the liquid becomes droplets or mist and a force (acoustic radiation pressure is the main factor) that causes the liquid to jump out to the gas side acts. Therefore, the amplitude modulator 233 is, in other words, a sample, depending on the depth of the reaction vessel 102 based on the volume and bottom area of the reaction vessel 102 and the height of the liquid level of the mixture of the sample and the reagent in the reaction vessel 102. The amplitude of the sinusoidal voltage applied to the segment 205 is modulated according to the distance from the height of the liquid level of the mixture of the reagent and the reagent to the opening of the reaction vessel 102. This makes it possible to prevent droplets or mist of the mixture of the sample and the reagent from scattering from the opening of the reaction vessel 102.

遅延制御部234は、内部バス240を介して記憶部237へアクセスし、記憶部237に格納される各セグメント205の位置情報を読み出す。遅延制御部234は、読み出したセグメント205の位置情報、超音波照射領域決定部232より転送された超音波照射領域、及び、音響レンズ高さ・傾斜角決定部235より転送される超音波集束部(音響レンズ)206の高さ及び傾斜角に基づき、超音波発生部(音源)201を構成する複数のセグメント205のうち、超音波照射領域に対応するセグメント205を選択する。そして、遅延制御部234は、超音波集束部(音響レンズ)206の平坦な平板状をなす面(超音波発生部(音源)201に対向する側の面)と、超音波発生部(音源)201より出射される超音波の位相面が平行となるよう、選択された各セグメント205へそれぞれ遅延を有する(位相差を有する)電圧を、出力I/F239を介して印加する。この時、各セグメント205へ印加される正弦波状の電圧の振幅は、振幅変調部233によって変調されている。 The delay control unit 234 accesses the storage unit 237 via the internal bus 240 and reads out the position information of each segment 205 stored in the storage unit 237. The delay control unit 234 includes the read position information of the segment 205, the ultrasonic wave irradiation area transferred from the ultrasonic wave irradiation area determination unit 232, and the ultrasonic wave focusing unit transferred from the acoustic lens height / tilt angle determination unit 235. Based on the height and tilt angle of the (acoustic lens) 206, the segment 205 corresponding to the ultrasonic wave irradiation region is selected from the plurality of segments 205 constituting the ultrasonic wave generating unit (sound wave) 201. The delay control unit 234 includes a flat flat plate-shaped surface (the surface of the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 on the side facing the ultrasonic wave generating unit (sound wave) 201) and an ultrasonic wave generating unit (sound wave). A voltage having a delay (having a phase difference) is applied to each of the selected segments 205 via the output I / F 239 so that the phase planes of the ultrasonic waves emitted from 201 are parallel. At this time, the amplitude of the sinusoidal voltage applied to each segment 205 is modulated by the amplitude modulation unit 233.

図4に示すように、記憶部237に格納された攪拌のタイミングに応じて、ドライバ回路203より遅延制御部234によって選択された各セグメント205へ印加される正弦波状の電圧は、振幅変調部233による振幅変調後の電圧であって、遅延制御部234によりそれぞれ位相差(遅延)を有している。選択された各セグメント205より下方へ超音波集束部(音響レンズ)206に向かい超音波(平面波)207が出射される。出射された超音波(平面波)207の位相面は、所定の傾斜角にて傾斜する超音波集束部(音響レンズ)206の平坦な平板状をなす面(超音波発生部(音源)201に対向する側の面)と平行であり、恒温水202中を伝搬し超音波集束部(音響レンズ)206に入射する。超音波集束部(音響レンズ)206に入射した超音波(平面波)207は、超音波集束部(音響レンズ)206の凹部の形状に沿った超音波(球面波)208となり恒温水202中を伝搬し、集束点209に集束する。図4及び図2に示すように、本実施例の自動分析装置100としての生化学自動分析装置では、超音波発生部(音源)201の上端部が、反応容器102内のサンプルと試薬の混合物の液面の高さよりも上方に位置している。 As shown in FIG. 4, the sinusoidal voltage applied to each segment 205 selected by the delay control unit 234 from the driver circuit 203 according to the timing of stirring stored in the storage unit 237 is the amplitude modulation unit 233. It is a voltage after amplitude modulation by, and has a phase difference (delay) by the delay control unit 234. Ultrasonic waves (plane waves) 207 are emitted downward from each selected segment 205 toward the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206. The phase surface of the emitted ultrasonic wave (plane wave) 207 faces the flat flat plate-like surface (ultrasonic wave generating unit (sound wave) 201) of the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 inclined at a predetermined tilt angle. It is parallel to the surface on the side of the sound wave, propagates in the constant temperature water 202, and is incident on the ultrasonic focusing portion (acoustic lens) 206. The ultrasonic wave (plane wave) 207 incident on the ultrasonic focusing part (acoustic lens) 206 becomes an ultrasonic wave (spherical wave) 208 along the shape of the concave portion of the ultrasonic focusing part (acoustic lens) 206 and propagates in the constant temperature water 202. Then, focus on the focusing point 209. As shown in FIGS. 4 and 2, in the biochemical automatic analyzer as the automatic analyzer 100 of this embodiment, the upper end of the ultrasonic generator (sound source) 201 is a mixture of the sample and the reagent in the reaction vessel 102. It is located above the height of the liquid level of.

なお、本実施例では、遅延制御部234をソフトウェアにて実現する場合を示したがこれに限られるものではない。例えば、遅延制御部234をスイッチ等のハードウェアにて構成し、各セグメント205に電圧を印加する配線にそれぞれスイッチを配し、各スイッチを所定の遅延時間間隔のタイミングにて投入するよう構成しても良い。
また、本実施例では、音響レンズ高さ・傾斜角決定部235及び音響レンズ上下動制御部236をドライバ回路203に備える構成としたが、必ずしもこれに限られず、これら音響レンズ高さ・傾斜角決定部235及び音響レンズ上下動制御部236をコントローラ112に設ける構成としても良い。
In this embodiment, the case where the delay control unit 234 is realized by software is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the delay control unit 234 is configured by hardware such as a switch, switches are arranged on the wiring that applies voltage to each segment 205, and each switch is turned on at a predetermined delay time interval. You may.
Further, in this embodiment, the driver circuit 203 is provided with the acoustic lens height / tilt angle determining unit 235 and the acoustic lens vertical movement control unit 236, but the present invention is not limited to this, and these acoustic lens height / tilt angles are not necessarily limited. The determination unit 235 and the acoustic lens vertical movement control unit 236 may be provided in the controller 112.

以上のとおり、本実施例によれば、反応容器内の試薬とサンプルの混合における攪拌効率の向上、及び、攪拌可能な試薬とサンプルを微量化し得る自動分析装置を提供することが可能となる。
また、本実施例によれば、攪拌可能な反応容器内のサンプルと試薬の混合物の液面高さを、超音波発生部(音源)の高さ以下とすることができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to improve the stirring efficiency in mixing the reagent and the sample in the reaction vessel, and to provide an automatic analyzer capable of reducing the amount of the reagent and the sample that can be stirred.
Further, according to this embodiment, the liquid level height of the mixture of the sample and the reagent in the stirable reaction vessel can be set to be equal to or lower than the height of the ultrasonic wave generating part (sound source).

図5は、本発明の他の実施例に係る実施例2の自動分析装置を構成する反応ディスク及び攪拌機構の縦断面図であり、図6は、図5に示すドライバ回路の機能ブロック図であり、図7は、音源を構成するセグメントへの印加電圧と音響レンズによる超音波の集束の関係を示す概念図である。本実施例では、超音波集束部(音響レンズ)の超音波発生部(音源)に対向する側の面が球面の一部として近似された形状又は円柱の側面の一部として近似された形状の凸部を有する点、及び超音波発生部(音源)より出射する超音波がその伝搬方向において凹となる球面波である点が実施例1と異なる。その他の構成は実施例1と同様であるため、以下では、実施例1と同様の構成要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 FIG. 5 is a vertical sectional view of the reaction disk and the stirring mechanism constituting the automatic analyzer of the second embodiment according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a functional block diagram of the driver circuit shown in FIG. FIG. 7 is a conceptual diagram showing the relationship between the voltage applied to the segments constituting the sound source and the focusing of ultrasonic waves by the acoustic lens. In this embodiment, the surface of the ultrasonic focusing portion (acoustic lens) facing the ultrasonic generating portion (sound wave source) has a shape approximated as a part of a spherical surface or a shape approximated as a part of a side surface of a cylinder. It differs from Example 1 in that it has a convex portion and that the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic wave generating portion (sound source) is a spherical wave that is concave in the propagation direction. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図5に示すように、自動分析装置100としての生化学自動分析装置の攪拌機構109を構成する超音波集束部(音響レンズ)206aは、反応容器102に対向する側の面に実施例1と同様に、球面の一部として近似された形状又は円筒の側面の一部として近似された形状を有する凹部を有すると共に、超音波発生部(音源)201に対向する側の面に球面の一部として近似された形状又は円柱の側面の一部として近似された形状を有する凸部を有する。そして、凸部の曲率半径は凹部の曲率半径よりも大きい。 As shown in FIG. 5, the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206a constituting the stirring mechanism 109 of the biochemical automatic analyzer as the automatic analyzer 100 is on the surface facing the reaction vessel 102 with the first embodiment. Similarly, it has a recess having a shape approximated as a part of the spherical surface or a shape approximated as a part of the side surface of the cylinder, and a part of the spherical surface on the surface facing the ultrasonic wave generating part (sound source) 201. It has a convex portion having a shape approximated as or as a part of the side surface of the cylinder. The radius of curvature of the convex portion is larger than the radius of curvature of the concave portion.

図6及び図7に示すように、本実施例のドライバ回路203aを構成する遅延制御部234aは、内部バス240を介して記憶部237へアクセスし、記憶部237に格納される各セグメント205の位置情報を読み出す。遅延制御部234は、読み出したセグメント205の位置情報、超音波照射領域決定部232より転送された超音波照射領域、及び、音響レンズ高さ・傾斜角決定部235より転送される超音波集束部(音響レンズ)206aの高さ及び傾斜角に基づき、超音波発生部(音源)201を構成する複数のセグメント205のうち、超音波照射領域に対応するセグメント205を選択する。そして、遅延制御部234aは、超音波集束部(音響レンズ)206aの超音波発生部(音源)201に対向する側の面に設けられる球面の一部として近似された形状又は円柱の側面の一部として近似された形状の凸部と、超音波発生部(音源)201より出射される超音波の位相面が整合するよう、選択された各セグメント205へそれぞれ遅延を有する(位相差を有する)電圧を、出力I/F239を介して印加する。この時、各セグメント205へ印加される正弦波状の電圧の振幅は、振幅変調部233によって変調されている。 As shown in FIGS. 6 and 7, the delay control unit 234a constituting the driver circuit 203a of the present embodiment accesses the storage unit 237 via the internal bus 240, and each segment 205 stored in the storage unit 237. Read the position information. The delay control unit 234 includes the read position information of the segment 205, the ultrasonic wave irradiation area transferred from the ultrasonic wave irradiation area determination unit 232, and the ultrasonic wave focusing unit transferred from the acoustic lens height / tilt angle determination unit 235. Based on the height and tilt angle of the (acoustic lens) 206a, the segment 205 corresponding to the ultrasonic irradiation region is selected from the plurality of segments 205 constituting the ultrasonic wave generating unit (sound wave) 201. The delay control unit 234a has a shape approximated as a part of a spherical surface provided on the surface of the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206a facing the ultrasonic wave generating unit (sound wave) 201, or one of the side surfaces of the cylinder. Each of the selected segments 205 has a delay (has a phase difference) so that the convex portion having a shape approximated as a portion and the phase plane of the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic wave generating portion (sound wave) 201 are matched. A voltage is applied via the output I / F 239. At this time, the amplitude of the sinusoidal voltage applied to each segment 205 is modulated by the amplitude modulation unit 233.

図7に示すように、記憶部237に格納された攪拌のタイミングに応じて、ドライバ回路203aより遅延制御部234aによって選択された各セグメント205へ印加される正弦波状の電圧は、振幅変調部233による振幅変調後の電圧であって、遅延制御部234aによりそれぞれ位相差(遅延)を有している。選択された各セグメント205より下方へ超音波集束部(音響レンズ)206aに向かい伝搬方向において凹となる超音波(球面波)208が出射される。出射された超音波(球面波)208の位相面は、所定の傾斜角にて傾斜する超音波集束部(音響レンズ)206の球面の一部として近似された形状又は円柱の側面の一部として近似された形状の凸部(超音波発生部(音源)201に対向する側の面)に整合することから、選択された各セグメント205から超音波(球面波)208が出射される段階で1段目の集束がかかる。選択された各セグメント205より出射された超音波(球面波)208は、恒温水202中を伝搬し超音波集束部(音響レンズ)206に入射する。超音波集束部(音響レンズ)206に入射した超音波(球面波)208は、超音波集束部(音響レンズ)206の凹部の形状に沿った超音波(球面波)208となり恒温水202中を伝搬し、集束点209に集束する。すなわち、超音波集束部(音響レンズ)206にて2段目の集束がかかる。このように、超音波発生部(音源)201より出射され、反応容器102内のサンプルと試薬の混合物の液面付近の焦点209に集束する超音波は2段階にて集束されることから、超音波の集束効率が向上され、攪拌効率が向上する。また、更に、対流201の流速を上昇させることが可能となる。 As shown in FIG. 7, the sinusoidal voltage applied to each segment 205 selected by the delay control unit 234a from the driver circuit 203a according to the timing of stirring stored in the storage unit 237 is the amplitude modulation unit 233. This is the voltage after the amplitude modulation according to the above, and has a phase difference (delay) by the delay control unit 234a. An ultrasonic wave (spherical wave) 208 that is concave in the propagation direction is emitted toward the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206a downward from each of the selected segments 205. The phase plane of the emitted ultrasonic wave (spherical wave) 208 is a shape approximated as a part of the spherical surface of the ultrasonic focusing part (acoustic lens) 206 inclined at a predetermined tilt angle or as a part of a side surface of a cylinder. Since it matches the convex portion of the approximate shape (the surface on the side facing the ultrasonic wave generating portion (sound source) 201), 1 at the stage where the ultrasonic wave (spherical wave) 208 is emitted from each selected segment 205. Focusing on the stage is applied. The ultrasonic waves (spherical waves) 208 emitted from each of the selected segments 205 propagate in the constant temperature water 202 and enter the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206. The ultrasonic wave (spherical wave) 208 incident on the ultrasonic focusing part (acoustic lens) 206 becomes an ultrasonic wave (spherical wave) 208 along the shape of the concave portion of the ultrasonic focusing part (acoustic lens) 206 and flows in the constant temperature water 202. It propagates and focuses at the focusing point 209. That is, the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 applies the second-stage focusing. In this way, the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic wave generator (sound source) 201 and focused on the focal point 209 near the liquid surface of the mixture of the sample and the reagent in the reaction vessel 102 are focused in two stages. The focusing efficiency of ultrasonic waves is improved, and the stirring efficiency is improved. Further, it is possible to increase the flow velocity of the convection 201.

なお、本実施例では、遅延制御部234aをソフトウェアにて実現する場合を示したがこれに限られるものではない。例えば、遅延制御部234aをスイッチ等のハードウェアにて構成し、各セグメント205に電圧を印加する配線にそれぞれスイッチを配し、各スイッチを所定の遅延時間間隔のタイミングにて投入するよう構成しても良い。
また、本実施例では、音響レンズ高さ・傾斜角決定部235及び音響レンズ上下動制御部236をドライバ回路203に備える構成としたが、必ずしもこれに限られず、これら音響レンズ高さ・傾斜角決定部235及び音響レンズ上下動制御部236をコントローラ112に設ける構成としても良い。
In this embodiment, the case where the delay control unit 234a is realized by software is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the delay control unit 234a is configured by hardware such as a switch, switches are arranged on the wiring for applying voltage to each segment 205, and each switch is turned on at a predetermined delay time interval. You may.
Further, in this embodiment, the driver circuit 203 is provided with the acoustic lens height / tilt angle determining unit 235 and the acoustic lens vertical movement control unit 236, but the present invention is not limited to this, and these acoustic lens height / tilt angles are not necessarily limited. The determination unit 235 and the acoustic lens vertical movement control unit 236 may be provided in the controller 112.

以上のとおり、本実施例によれば、実施例1の効果に加え、実施例1と比較し、超音波の集束効率が向上し、攪拌効率を向上することが可能となる。また、更に対流の流速を上昇させることが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, the focusing efficiency of ultrasonic waves is improved and the stirring efficiency can be improved as compared with the first embodiment. In addition, the flow velocity of convection can be further increased.

図8は、本発明の他の実施例に係る実施例3の自動分析装置を構成する反応ディスク及び攪拌機構の縦断面図であり、図9は、図8に示すドライバ回路の機能ブロック図であり、図10は、音源を構成するセグメントへの印加電圧と音響レンズによる超音波の集束の関係を示す概念図である。本実施例では、超音波集束部(音響レンズ)の超音波発生部(音源)に対向する側の面が球面の一部として近似された形状又は円筒の側面の一部として近似された形状の凹部を有する点、及び遅延制御部を有しない点が実施例1及び実施例2と異なる。その他の構成は実施例1と同様であるため、以下では、実施例1と同様の構成要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 FIG. 8 is a vertical sectional view of the reaction disk and the stirring mechanism constituting the automatic analyzer of the third embodiment according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a functional block diagram of the driver circuit shown in FIG. FIG. 10 is a conceptual diagram showing the relationship between the voltage applied to the segments constituting the sound source and the focusing of ultrasonic waves by the acoustic lens. In this embodiment, the surface of the ultrasonic focusing portion (acoustic lens) facing the ultrasonic generating portion (sound wave) has a shape approximated as a part of a spherical surface or a shape approximated as a part of a side surface of a cylinder. It differs from Example 1 and Example 2 in that it has a recess and does not have a delay control unit. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図8に示すように、自動分析装置100としての生化学自動分析装置の攪拌機構109を構成する超音波集束部(音響レンズ)206bは、反応容器102に対向する側の面に実施例1と同様に、球面の一部として近似された形状又は円筒の側面の一部として近似された形状を有する凹部を有すると共に、超音波発生部(音源)201に対向する側の面に球面の一部として近似された形状又は円筒の側面の一部として近似された形状を有する凹部を有する。そして、超音波発生部(音源)201に対向する側の面の凹部の曲率半径は、反応容器102に対向する側の面の凹部の曲率半径よりも大きい。 As shown in FIG. 8, the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206b constituting the stirring mechanism 109 of the biochemical automatic analyzer as the automatic analyzer 100 is on the surface facing the reaction vessel 102 with the first embodiment. Similarly, it has a recess having a shape approximated as a part of the spherical surface or a shape approximated as a part of the side surface of the cylinder, and a part of the spherical surface on the surface facing the ultrasonic wave generating part (sound source) 201. It has a recess having a shape approximated as or as part of the side surface of the cylinder. The radius of curvature of the concave portion of the surface facing the ultrasonic wave generating portion (sound source) 201 201 is larger than the radius of curvature of the concave portion of the surface facing the reaction vessel 102.

図9に示すように、本実施例のドライバ回路203bは、遅延制御部を有しない。ドライバ回路203bを構成する振幅変調部233は、内部バス240を介して記憶部237へアクセスし、記憶部237に格納される反応容器102の体積と底面積を読み出す。そして、振幅変調部233は、読み出した反応容器102の体積と底面積、及び液面高さ演算部231より転送された液面の高さに基づき、セグメント205へ印加する正弦波状の電圧の振幅を変調する。そして、振幅変調部233は、超音波照射領域決定部232より決定された超音波照射領域に対応する各セグメント205へ、振幅が変調された正弦波状の電圧を、出力I/F239を介して同位相にて印加する。 As shown in FIG. 9, the driver circuit 203b of this embodiment does not have a delay control unit. The amplitude modulation unit 233 constituting the driver circuit 203b accesses the storage unit 237 via the internal bus 240, and reads out the volume and bottom area of the reaction vessel 102 stored in the storage unit 237. Then, the amplitude modulation unit 233 increases the amplitude of the sinusoidal voltage applied to the segment 205 based on the volume and bottom area of the read reaction vessel 102 and the height of the liquid level transferred from the liquid level height calculation unit 231. Modulate. Then, the amplitude modulation unit 233 applies an amplitude-modulated sinusoidal voltage to each segment 205 corresponding to the ultrasonic wave irradiation region determined by the ultrasonic wave irradiation region determination unit 232 via the output I / F 239. Apply in phase.

図10に示すように、記憶部237に格納された攪拌のタイミングに応じて、振幅が変調された正弦波状の電圧が同位相にて各セグメント205に印加されると、各セグメント205は音波集束部(音響レンズ)206bに向かい超音波(平面波)207を出射する。各セグメント205より出射された超音波(平面波)207は、恒温水202中を伝搬し超音波集束部(音響レンズ)206bに到達するまでの間に、伝搬方向において凸となる超音波(球面波)208に変化する現象が生じる場合がある。これは、それぞれ独立に駆動可能なセグメント205がアレイ状に配置された構造を有する超音波発生部(音源)201に同位相の正弦波状の電圧が印加されると、あたかも点音源或は巨視的に一つのセグメントから超音波が出射された場合と等価となることによる。このような場合であっても、本実施例の音波集束部(音響レンズ)206bは、超音波発生部(音源)201に対向する側の面に球面の一部として近似された形状又は円筒の側面の一部として近似された形状を有する凹部を有することから、伝搬方向において凸となる超音波(球面波)208と超音波発生部(音源)201に対向する側の面の凹部とが整合する。そして、超音波集束部(音響レンズ)206bに入射した超音波(球面波)208は、超音波集束部(音響レンズ)206の反応容器102に対向する側の面の凹部の形状に沿った超音波(球面波)208となり恒温水202中を伝搬し、集束点209に集束する。 As shown in FIG. 10, when a sinusoidal voltage whose amplitude is modulated is applied to each segment 205 in the same phase according to the timing of stirring stored in the storage unit 237, each segment 205 is ultrasonically focused. Ultrasonic waves (plane waves) 207 are emitted toward the unit (acoustic lens) 206b. The ultrasonic waves (plane waves) 207 emitted from each segment 205 propagate in the constant temperature water 202 and reach the ultrasonic focusing portion (acoustic lens) 206b, and the ultrasonic waves (spherical waves) become convex in the propagation direction. ) A phenomenon that changes to 208 may occur. This is as if a point sound source or macroscopic when a sinusoidal voltage of the same phase is applied to the ultrasonic wave generator (sound source) 201 having a structure in which segments 205 that can be driven independently are arranged in an array. This is because it is equivalent to the case where ultrasonic waves are emitted from one segment. Even in such a case, the sound wave focusing unit (acoustic lens) 206b of the present embodiment has a shape or a cylinder approximated as a part of a spherical surface on the surface facing the ultrasonic wave generating unit (sound wave) 201. Since it has a concave portion having a shape approximated as a part of the side surface, the ultrasonic wave (spherical wave) 208 which is convex in the propagation direction and the concave portion of the surface facing the ultrasonic wave generating portion (sound source) 201 are aligned. To do. Then, the ultrasonic wave (spherical wave) 208 incident on the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206b is super along the shape of the concave portion on the surface of the ultrasonic focusing unit (acoustic lens) 206 facing the reaction vessel 102. It becomes a sound wave (spherical wave) 208, propagates in the constant temperature water 202, and focuses at the focusing point 209.

なお、本実施例では、超音波発生部(音源)201を複数のセグメント205にて構成したが、これに限らず、超音波発生部(音源)201を点音源としても良い。 In this embodiment, the ultrasonic wave generating unit (sound source) 201 is composed of a plurality of segments 205, but the present invention is not limited to this, and the ultrasonic wave generating unit (sound source) 201 may be used as a point sound source.

以上のとおり、本実施例によれば、実施例1の効果に加え、遅延制御が不要となることから、ドライバ回路の構成を実施例1と比較し簡素化できる。 As described above, according to the present embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, delay control is not required, so that the configuration of the driver circuit can be simplified as compared with the first embodiment.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above-mentioned examples, and includes various modifications. In addition, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations.

100…自動分析装置
101…反応ディスク
102…反応容器
103…サンプルディスク
104…サンプルカップ
105…試薬ボトル
106…試薬ディスク
107…サンプル分注機構
108…試薬分注機構
109…攪拌機構
110…測光機構
111…洗浄機構
112…コントローラ
113…コンソール
114…恒温槽
201…超音波発生部(音源)
202…恒温水
203,203a,203b…ドライバ回路
204…情報
205…セグメント
206,206a,206b…超音波集束部(音響レンズ)
207…超音波(平面波)
208…超音波(球面波)
209…焦点
210…対流
211…リニアサーボ
212…シリンダロッド
213…支持部
231…液面高さ演算部
232…超音波照射領域決定部
233…振幅変調部
234,234a…遅延制御部
235…音響レンズ高さ・傾斜角決定部
236…音響レンズ上下動制御部
237…記憶部
238…入力I/F
239…出力I/F
240…内部バス
100 ... Automatic analyzer 101 ... Reaction disk 102 ... Reaction vessel 103 ... Sample disk 104 ... Sample cup 105 ... Reagent bottle 106 ... Reagent disk 107 ... Sample dispensing mechanism 108 ... Reagent dispensing mechanism 109 ... Stirring mechanism 110 ... Photometric mechanism 111 ... Cleaning mechanism 112 ... Controller 113 ... Console 114 ... Constant temperature bath 201 ... Ultrasonic generator (sound source)
202 ... Constant temperature water 203, 203a, 203b ... Driver circuit 204 ... Information 205 ... Segments 206, 206a, 206b ... Ultrasonic focusing unit (acoustic lens)
207 ... Ultrasonic wave (plane wave)
208 ... Ultrasonic wave (spherical wave)
209 ... Focus 210 ... Convection 211 ... Linear servo 212 ... Cylinder rod 213 ... Support unit 231 ... Liquid level height calculation unit 232 ... Ultrasonic irradiation area determination unit 233 ... Amplitude modulation unit 234, 234a ... Delay control unit 235 ... Acoustic lens Height / tilt angle determination unit 236 ... Acoustic lens vertical movement control unit 237 ... Storage unit 238 ... Input I / F
239 ... Output I / F
240 ... Internal bus

Claims (13)

分注されたサンプルと試薬を収容し得る反応容器と、
前記反応容器の側方に配されるアレイ状の超音波発生部と、
前記超音波発生部と前記反応容器との間に配され、前記超音波発生部から出射された超音波を反応容器内のサンプルと試薬の混合物の所望の位置に集束させる音響レンズと、を備え、
前記音響レンズは、反応容器内における前記超音波発生部から出射された超音波の集束点を変更するものであり、
前記音響レンズを前記反応容器に対して鉛直方向に上下動させる上下動機構を備え
前記上下動機構により前記音響レンズを鉛直方向に移動させながらサンプルと試薬の混合物の攪拌を行うことを特徴とする自動分析装置。
A reaction vessel capable of containing dispensed samples and reagents,
An array of ultrasonic wave generators arranged on the side of the reaction vessel,
An acoustic lens which is arranged between the ultrasonic wave generating unit and the reaction vessel and which focuses the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic wave generating unit at a desired position of a mixture of a sample and a reagent in the reaction vessel is provided. ,
The acoustic lens changes the focusing point of ultrasonic waves emitted from the ultrasonic wave generating unit in the reaction vessel.
A vertical movement mechanism for moving the acoustic lens up and down with respect to the reaction vessel is provided .
An automatic analyzer characterized in that a mixture of a sample and a reagent is agitated while the acoustic lens is moved in the vertical direction by the vertical movement mechanism .
請求項1に記載の自動分析装置において、
前記上下動機構は、前記反応容器に収容されたサンプルと試薬の混合物の液面付近における超音波の集束点を下方へと移動するよう前記音響レンズを鉛直方向下方に移動させることを特徴とする自動分析装置。
In the automatic analyzer according to claim 1,
The vertical movement mechanism is characterized in that the acoustic lens is moved downward in the vertical direction so as to move the focusing point of ultrasonic waves downward in the vicinity of the liquid surface of the mixture of the sample and the reagent contained in the reaction vessel. Automatic analyzer.
請求項2に記載の自動分析装置において、
前記音響レンズを反応容器側へ所定の角度にて傾斜させる傾斜機構を備え、
前記傾斜機構は、前記音響レンズの上部側が前記反応容器の側面に近づくよう傾斜させることにより、前記反応容器内における前記超音波発生部から出射された超音波の集束点を下方へと移動させることを特徴とする自動分析装置。
In the automatic analyzer according to claim 2,
A tilting mechanism for tilting the acoustic lens toward the reaction vessel at a predetermined angle is provided.
The tilting mechanism tilts the upper side of the acoustic lens so as to approach the side surface of the reaction vessel, thereby moving the focusing point of the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic wave generating portion in the reaction vessel downward. An automatic analyzer featuring.
請求項3に記載の自動分析装置において、
前記音響レンズは、前記反応容器に対向する側の面に球面の一部として近似された形状又は円筒の側面の一部として近似された形状を有する凹部を有すると共に、前記超音波発生部に対向する側の面が平坦であることを特徴とする自動分析装置。
In the automatic analyzer according to claim 3,
The acoustic lens has a recess on the surface facing the reaction vessel having a shape approximated as a part of a spherical surface or a shape approximated as a part of a side surface of a cylinder, and faces the ultrasonic generating portion. An automatic analyzer characterized by a flat surface on the side of the surface.
請求項3に記載の自動分析装置において、
前記音響レンズは、前記反応容器に対向する側の面に球面の一部として近似された形状又は円筒の側面の一部として近似された形状を有する凹部を有すると共に、前記超音波発生部に対向する側の面に球面の一部として近似された形状又は円柱の側面の一部として近似された形状を有する凸部を有することを特徴とする自動分析装置。
In the automatic analyzer according to claim 3,
The acoustic lens has a recess on the surface facing the reaction vessel having a shape approximated as a part of a spherical surface or a shape approximated as a part of a side surface of a cylinder, and faces the ultrasonic wave generating portion. An automatic analyzer characterized in that the surface on the side of the cylinder has a convex portion having a shape approximated as a part of a spherical surface or a shape approximated as a part of a side surface of a cylinder.
請求項3に記載の自動分析装置において、
前記音響レンズは、前記反応容器に対向する側の面に球面の一部として近似された形状又は円筒の側面の一部として近似された形状を有する凹部を有すると共に、前記超音波発生部に対向する側の面に球面の一部として近似された形状又は円筒の側面の一部として近似された形状を有する凹部を有することを特徴とする自動分析装置。
In the automatic analyzer according to claim 3,
The acoustic lens has a recess on the surface facing the reaction vessel having a shape approximated as a part of a spherical surface or a shape approximated as a part of a side surface of a cylinder, and faces the ultrasonic wave generating portion. An automatic analyzer characterized in that the surface on the side of the cylinder has a recess having a shape approximated as a part of a spherical surface or a shape approximated as a part of a side surface of a cylinder.
請求項5に記載の自動分析装置において、
前記凸部の曲率半径は、前記凹部の曲率半径よりも大きいことを特徴とする自動分析装置。
In the automatic analyzer according to claim 5,
An automatic analyzer characterized in that the radius of curvature of the convex portion is larger than the radius of curvature of the concave portion.
請求項6に記載の自動分析装置において、
前記超音波発生部に対向する側の面の凹部の曲率半径は、前記反応容器に対向する側の面の凹部の曲率半径よりも大きいことを特徴とする自動分析装置。
In the automatic analyzer according to claim 6,
An automatic analyzer characterized in that the radius of curvature of the concave portion of the surface facing the ultrasonic wave generating portion is larger than the radius of curvature of the concave portion of the surface facing the reaction vessel.
請求項4乃至請求項6のうち、いずれか1項に記載の自動分析装置において、
前記反応容器に対向する側の面の凹部の曲率半径は、前記反応容器の水平方向略中央部又は前記反応容器の水平方向略中央部より超音波発生部側であって前記反応容器の内壁面と離間する位置に中心を有することを特徴とする自動分析装置。
The automatic analyzer according to any one of claims 4 to 6.
The radius of curvature of the concave portion of the surface facing the reaction vessel is the ultrasonic wave generating portion side from the substantially central portion in the horizontal direction of the reaction vessel or the substantially central portion in the horizontal direction of the reaction vessel, and is the inner wall surface of the reaction vessel. An automatic analyzer characterized by having a center at a position separated from the center.
請求項9に記載の自動分析装置において、
前記超音波発生部は、
前記反応容器の軸方向に延在する一の圧電素子と、前記圧電素子の前記音響レンズとは反対側の面にアレイ状に配される複数の電極を有する、又は、
前記反応容器の軸方向にアレイ状に配される圧電素子と電極からなる複数のセグメントを有することを特徴とする自動分析装置。
In the automatic analyzer according to claim 9,
The ultrasonic wave generator
It has one piezoelectric element extending in the axial direction of the reaction vessel, and a plurality of electrodes arranged in an array on the surface of the piezoelectric element opposite to the acoustic lens, or
An automatic analyzer characterized by having a plurality of segments including piezoelectric elements and electrodes arranged in an array in the axial direction of the reaction vessel.
請求項10に記載の自動分析装置において、
前記音響レンズの平坦な面と、前記超音波発生部から出射される超音波の位相面が平行となるよう、各電極へそれぞれ遅延を有する正弦波状の電圧を印加することを特徴とする自動分析装置。
In the automatic analyzer according to claim 10,
An automatic analysis characterized in that a sinusoidal voltage having a delay is applied to each electrode so that the flat surface of the acoustic lens and the phase surface of the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic wave generating portion are parallel to each other. apparatus.
請求項10に記載の自動分析装置において、
前記超音波発生部に対向する側の面に球面の一部として近似された形状又は円柱の側面の一部として近似された形状を有する凸部と、前記超音波発生部から出射される超音波の位相面が整合するよう、各電極へそれぞれ遅延を有する正弦波状の電圧を印加することを特徴とする自動分析装置。
In the automatic analyzer according to claim 10,
A convex portion having a shape approximated as a part of a spherical surface or a shape approximated as a part of a side surface of a cylinder on a surface facing the ultrasonic generating portion, and ultrasonic waves emitted from the ultrasonic generating portion. An automatic analyzer characterized in that a sinusoidal voltage having a delay is applied to each electrode so that the phase planes of the above are matched.
請求項10に記載の自動分析装置において、
前記音響レンズは、前記反応容器に対向する側の面に球面の一部として近似された形状又は円筒の側面の一部として近似された形状を有する凹部を有すると共に、前記超音波発生部に対向する側の面に球面の一部として近似された形状又は円筒の側面の一部として近似された形状を有する凹部を有し、
各電極へ正弦波状の電圧を同位相にて印加することを特徴とする自動分析装置。
In the automatic analyzer according to claim 10,
The acoustic lens has a recess on the surface facing the reaction vessel having a shape approximated as a part of a spherical surface or a shape approximated as a part of a side surface of a cylinder, and faces the ultrasonic wave generating portion. Has a recess on the side surface that has a shape approximated as part of a spherical surface or a shape approximated as part of the side surface of a cylinder.
An automatic analyzer characterized in that a sinusoidal voltage is applied to each electrode in the same phase.
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