JPS6057892B2 - 試料撹拌装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は試料分析装置のための試料攪拌装置に関するも
のである。

かかる装置は英国特許出願第５１９８８／ ７３および
その分割出願第４６６０８／７４に開示されており、こ
れは自動血液分析機（ｂｌｏｏｄａｎａｌｙｓｉｎｇｍ
ａｃｈｉｎｅ）であり、この分析機では試料は血液のサ
ンプルと所定量の試薬（および希釈剤および／または染
剤）より成る。

この分析機は回転光学系を具え、この光学系はターンテ
ーブルの各滞溜期間中央なくとも一度容器のそれぞれに
光放射線を指向させ、容器内の試料を直接透過して容器
を出てくる光線を受けるよう（比色分析）、または試料
によつて散乱する光線を受けるよう（発色または色散乱
分析）配置される。容器から出る光線の強度を測定する
ことによつて容器中の試料を調査することができる。こ
の分析機より得られる測定の精度は容器内の試料の均一
性に依存する。ターンテーブルを投歩的に回転させるこ
とにより試料をある程度攪拌することはできるが高い精
度の測定を行うためには攪拌を改善する必要がある。従
つて、本発明の目的は、サンプルと試薬よりなる試料の
攪拌を迅速かつ完全に行い、両者の反応を早め、精度が
高くしかも測定時間を短縮することができる分析装置の
ための試料攪拌装置を得るにある。この目的を達成する
ため、本発明による試料攪拌装置は、中心軸線のまわり
に回転するよう取り付けられ、前記中心軸線からほぼ等
しい距離離間し且つ前記中心軸線からほぼ均一に配置さ
れたそれぞれの位置において、攪拌すべき液体試料を入
れるための複数個の容器を選ぶよう構成されたターンテ
ーブルと、ステータおよびロータを有し、このロータを
ターンテーブルに駆動連結し、駆動インパルスを供給し
て前記ロータおよびターンテーブルを段歩回転させる段
歩モータとを具え、前記駆動インパルスは、前記ターン
テーブルの回転中ターンテーブルがとる異なる順次２つ
の段歩回転位置の間でターンテーブルの慣性を有するロ
ータを部分的に回転させる第１駆動インパルスと、この
ロータの部分的回転、ロータの慣性およびステータの磁
力による引き戻しにより生ずるロータの初期微少振動を
励振させる第２駆動インパルスとよりなる少なくとも一
対のインパルス対により構成したことを特徴とする。

本発明によれば、この構成により試料を完全に攪拌する
ことかてきる。

装置を血液分析機の部分として用いる代りに血液学的分
析機（ＨａｅｍａｔＯＩＯｇｉｃａＩａｎａｌｙｓｅｒ
）と関連して用いることができ、この場合容器には単一
の液体だけ、すなわち血液だけを入れる。

更に、この装置は液体試料、例えは血液以外の体液を攪
拌するのに用いることもできる。この装置には更に分配
手段を所定の位置でターーンテーブルに隣接して取り付
けて設けるのが好適であり、段歩モータを適切に配置し
て各容器を上記所定位置に位置させ得るようにし、これ
により分配手段が各容器に試料を供給できるようにする
。

次に、本発明を図面につき説明する。

図の装置は血液試料を一種または複数種の試薬との反応
の比色、光分散および発光分析の測定用に用いるもので
あり、中空の垂直トラニオン２を支持する固定フレイム
１を具える。

トラニオン２の内側に同軸状に中空の回転自在な軸３を
延在し、この軸の上端をフレイム１上に取り付けた電気
モータ４にベルト−プーリ装置および歯車箱１３によつ
て連結する。トラニオン２のまわりに同軸状に他の回転
自在の軸５を配置し、この軸の下端に水平台６を取り付
け、上端を他のプ−リーベルト装置によつて段歩モータ
である第２電気モータ１４に連結する。台６は円形にし
て固定カバーＢｌ７によつて覆い、台の中心をトラニオ
ン２並びに軸３および５の共通軸線上に位置させ、台の
外周のまわりには複数個のキユベツトまたはガラス管を
等間隔で配置する。これらのガラス管は台６に対して固
定するのが望ましいが、他の方法として台に形成した切
欠内に着脱自在にはめこむこともできる。各ガラス管の
台，の水準からフレイム１の内部に下方に延長する。台
６の下方に位置する軸３の下端を軸３に対して半径方向
に延長する水平腕７に連結する。軸３は腕７のための均
衡重錘１８にも連結する。腕７により２本のガラス繊維
光案内８および９を支持する。光案内８の入力端を軸３
の上端に配置し、光案内を軸３内で同軸状に垂直方向下
方に延長する。軸３の下端において案内８を腕７に沿つ
て半径方向外方に延長し、案内８の出力端を台６の外周
の内方の位置に腕に沿つて配置する。案内８の出力端は
スリット状の出力孔を限定する。案内９の入力端は台の
外周の外方て腕７上に取り付け、案内８の端部と整列さ
せる。案内９の入力端はスリット状の入力孔を限定する
。案内９を台の外周から腕７に沿つて半径方向内方に延
長し、この出力端を軸３の軸線に沿つて垂直方向下方に
指向させる。これらの光案内は半径方向および軸線方向
部分間の曲率が過度にならないように曲げる。軸３の上
端の上方にはランプ１０を配置し、光を光案内８の入力
端によつて限定される円形の入力孔内に垂直方向下方に
指向させる。

ランプ１０の入力孔との間に入力孔に入る光の波長を選
択するフィルタまたは格子ユニットを取り付け、これに
より異つた反応を測定できるようにする。案内８の出力
端の半径方向外方に修正スリット（図示せず）、集束レ
ンズ１１および他の修正スリット（図示せず）を具える
光学系を設け、ガラス管内の液体に案内によつて送られ
る光を集束させる。光学系を腕７に形成した水平スライ
ドに容易に調節できるようクランプする。液体を透過し
た光は案内９の入力端に入つてその出力端に送られ、こ
こから軸３の軸線に沿つて垂直方向下方に光増幅器１２
に送られる。血液分析機の作動時には、台６はモータ１
４によつて、テーブル６の外周のまわりの切欠内に取り
付けられたキユベツトを清浄する清浄位置１５、および
テーブル６の順次の段歩回転運動間の各滞溜時間中に血
液試料および所定量の試率（および恐らく希釈剤および
／または染剤も）も異つたガラス管内に入れる分配位置
１６を通過して回転する。

同時に、モータ４により軸３を各滞溜時間中に少なくと
も一回転させ、これにより腕７を回転させて光案内８か
らの光線がガラス管を順次に走査し、ガラス管内の液体
を透過する光を光案内９で受光して光増幅器１２に送つ
て出力電圧を供給し、この出力電圧の大きさは案内９が
受光する光の強さによる。光増幅器１２をコンピュータ
（図示せず）に接続し、これにより各ガラス管に対する
光増幅器１２の出力電圧を表わす軸３の各回転によるー
セットのデータを蓄積する。実際には、テーブル６の各
滞溜時間中だけ電気モータ４を回転させるよりも絶えず
回転させておくのが好適である。この場合、順次の滞溜
時間相互の間のテーブル６の各段歩回転運動中に受ける
データを無視するようコンピュータを構成する。更にモ
ータ４を軸３の各滞溜時間中は非整数回転数で回転させ
、コンピュータが実際の回転数以下の最も近い整数の軸
回転数に対するデータを受けるようコンピュータを構成
する。分析機は連続作動させ、すなわち、試料を所定の
ガラス管に入れたらそのガラス管がガラス管の清浄を行
う清浄装置に達し、ガラス管がここから他の試料を入れ
る分配位置に至るまでテーブルを回転させ、一方軸３は
連続的に回転させてガラス管が分配位置から清浄位置に
至る間に光案内からの光線によつてガラス管を数回走査
する。

所望に応じ、図示の装置は血液試料の比色分析に使用す
ることができる。しかし、僅かな変形を加えることによ
つて、この装置は血液試料の光分散または発光分析に使
用することができる。この変形例を第１図に破線で示し
、これは光案内９を案内９″としたものてあり、案内９
″の入力端をガラス管の下方に垂直に且つ案内８の出力
端に直角にし、光案内９″の出力端と光増幅器１２との
間にカラーフィルタを位置させる。この場合光増幅器の
出力電圧はフィルタによつて予め定められた所定の波長
帯域における案内８からの光がガラス管を通過する強度
による。上述したように、モータ１４はテーブル６をト
ラニオン２並びに軸３および５の共通軸線のまわりに段
歩的に回転させる段歩モータである。

テーブルは順次の段歩運動間の所定滞溜時間は静止して
おり、この間に清浄位置のガラス管は清浄され、分配位
置においては血液の試料および試薬がガラス管内に分配
される。図示の実施例では、モータ１４のロータを順次
に４回回動変位させてテーブルに４回の回転インパルス
を供給することによつて各回転段歩運動を行わせ、これ
らのインパルスは各対のパルス間で短い間隔で２対与え
る。第１対の第１インパルスは短いものでテーブルを所
望の回転方向に変位させる。テーブルの慣性のためにテ
ーブルはモータロータの新たな回動位置である回動位置
をベルトおよびプーリ装置（ベルトは非弾性とする）に
より通り過ぎ、モータロータは新たな位置を過ぎて回転
させられる。しかしロータはステータの磁力により引き
戻されるため直ちに復元トルクが段歩モータに発生して
ロータを新たな位置に復帰させ、このためテーブルを回
転軸線のまわりに揺動させ始める。この揺動はテーブル
に加えられる第１対の第２インパルスによつて励振させ
られるがテーブルは第１インパルスの供給方向に移動す
る。パルスの大きさおよびまたは間隔を調節することに
よりテーブルの動的応答を調節することができる。この
揺動がほぼ完全に消滅した際、第２対のインパルスをテ
ーブルに供給し、テーブルを再び揺動させる。第２の揺
動が消滅すると、テーブルは段歩運動間の滞溜時間の終
るまで静止したままである。縦軸に距離を、横軸に時間
をプロットした第３図に示すグラフはテーブルの外周の
まわりに固定位置、例えば分配位置から測つたガラス管
の位置が時間とともに変化し、特に各対のインパルス後
揺動が減衰し、揺動後ガラス管が新たな位置に休止する
状態を示す。

インパルスを発生させるのに用いるトリガパルスを第３
図にＡ，ｂ，ｃおよびｄで示す。揺動はガラス管内の液
体を攪拌し、これにより血液および試薬を混合するため
に行うものである。

揺動の間隔（振動数）はターンテーブルの慣性モーメン
ト、段歩モータのトルク変位特性、段歩モータとターン
テーブルとの間の入力対出力速度比および種々の軸受表
面の“゜こわざ（すなわち普通のおよび粘性摩擦）に依
存し、良好な混合を行うためにはテーブルの円周方向の
ガラス管の幅を揺動の振幅および間隔に関して所定の範
囲にあるようにする必要がある。

揺動の間隔が長すぎ、およびまたは振幅がガラス管の幅
に対して小さすぎると、揺動によりガラス管内の液体を
十分に混合させることはできないが、間隔が短かすぎお
よびまたは振動が大きすぎても、液体はガラス管からこ
ぼれる程攪拌される傾向がある。テーブルの各回転段歩
運動によりガラス管を動かす距離およびガラス管を動か
す速度はモータに供給されるパルスの数、各供給パルス
の数、各供給パルスに対する回動変位置（例えば１１２
００回転）、およびモーータとターンテーブルとの間の
歯車比により決まる。図示の装置は血液を分析するため
に使用することができるが、同様の原理を利用して血液
試料以外の体液のような他の液体試料を分析する装置も
得ることができる。一般的に、液体試料は単一の液体ま
たは試料材料のサンプルおよびこれと混合すべき他の材
料を含み、試料材料および他の材料はガス体ではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明試料攪拌装置の実施例としての自動血液
分析機の部分の縦断面図、第２図は第１図の装置■−■
線上の横断面図、第３図は縦軸に距離、横軸に時間をプ
ロットしたテーブルの揺動状態を示すグラフである。 １・・・・・・固定フレイム、２・・・・・・トラニオ
ン、３，５・・・・・・軸、４，１４・・・・・・モー
タ、６・・・・・・テーブル、７・・・・・・腕、８，
９，９″・・・・・光案内、１０・・・・・ランプ、１
１・・・・・・集束レンズ、１２・・・・・・光増幅器
、１３・・・・・・歯車箱、１５・・・・・・清浄位置
、１６・・・・・分配位置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中心軸線のまわりに回転するよう取り付けられ、前
   記中心軸線からほぼ等しい距離離間し且つ前記中心軸線
   からほぼ均一に配置されたそれぞれの位置において、攪
   拌すべき液体試料を入れるための複数個の容器を運ぶよ
   う構成されたターンテーブルと、ステータおよびロータ
   を有し、このロータをターンテーブルに駆動連結し、駆
   動インパルスを供給して前記ロータおよびターンテーブ
   ルを段歩回転させる段歩モータとを具え、前記駆動イン
   パルスは、前記ターンテーブルの回転中ターンテーブル
   がとる異なる順次の２つの段歩回転位置の間でターンテ
   ーブルの慣性を有するロータを部分的に回転させる第１
   駆動インパルスと、このロータの部分的回転、ロータの
   慣性およびステータの磁力による引き戻しにより生ずる
   ロータの初期微少振動を励振させる第２駆動インパルス
   とよりなる少なくとも１対のインパルス対により構成し
   たことを特徴とする試料攪拌装置。