JP3839349B2

JP3839349B2 - Chemiluminescent enzyme immunoassay device

Info

Publication number: JP3839349B2
Application number: JP2002139567A
Authority: JP
Inventors: 猛河野; 秀二田島; 保泉中島
Original assignee: Horiba Ltd; Precision System Science Co Ltd
Current assignee: Horiba Ltd; Precision System Science Co Ltd
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2022-05-15
Also published as: JP2003329696A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば生体物質や、環境ホルモンなどの環境付加物質を検出測定するのに用いられる化学発光酵素免疫測定装置に関し、特に、表面に抗原や抗体を固相した粒子径０．３〜５．０μｍの磁性微粒子（以下、磁性微粒子という）を用いた化学発光酵素免疫測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記化学発光酵素免疫測定装置の従来例として、例えば特開平５−２８７００１号公報や特開平６−３２４０４２号公報に記載されたものがある。これらの公報における化学発光酵素免疫測定装置においては、試薬カートリッジを、反応処理工程に必要な機構部（例えば分取・分注ノズル、洗浄装置）や試薬保管庫まで搬送する必要があり、そのため装置構造が複雑となっている。また、化学発光測定部の構造においても、反応容器または試薬カートリッジから独立しており、化学発光測定部に反応液を分取・分注するか、測定セルを含んだカートリッジを化学発光測定部に移動させる機構が必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の不都合を解決するものとして、例えば特開平８−２１１０７１号公報に記載された化学発光酵素免疫測定装置がある。この公報における化学発光酵素免疫測定装置においては、カートリッジ容器を分注位置や測定位置だけでなく、読取位置に位相することができるので、検体の分注および希釈作業や、試薬や洗浄液の分注作業、測定作業などを人手を介することなく、自動的に確実かつ容易に行うことができるので、測定者（操作者）の負担を軽減することができるとともに、信頼性のある測定を行うことができる。
【０００４】
上記特開平８−２１１０７１号公報の化学発光酵素免疫測定装置においては、それ以前の化学発光酵素免疫測定装置における不都合がかなり改善されているものの、大量の検体を短時間に処理するといった面において、改善すべき点が残されていた。
【０００５】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、免疫反応に要する時間が短く、全体構成が簡素化された小型かつ高感度測定が可能で、しかも、大量の検体を効率よく測定することができる化学発光酵素免疫測定装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、表面に抗原や抗体を固相した磁性微粒子を用いた化学発光酵素免疫測定装置において、平面視円形のターンテーブルの上面にインキュベート機能を有する複数のステージを形成し、各ステージは、検体、磁性微粒子、免疫反応に必要な試薬および洗浄液等の液体を収容するとともに所定の免疫反応を行わせるための複数のウェルが形成された複数のカートリッジを着脱自在に、かつ各カートリッジの外側の端面が前記ターンテーブルの外周の曲率半径と等しい曲率半径を有する円弧上に並ぶようにして位置させる一方、一つのステージにセットされた複数のカートリッジに対してそれぞれ対応するように設けられ、磁性微粒子吸着保持機能を有するディスペンサを複数備えたディスペンサユニットを、前記ターンテーブルの回転中心側から装置前面側との間を直線的に移動自在に設け、さらに、前記複数のディスペンサを、前記ターンテーブルの外周の曲率半径と等しい曲率半径を有する円弧上に並ぶように配列している（請求項１）。
なお、前記磁性微粒子吸着保持機能を有するディスペンサとしては、例えば、特許第３１１５５０１号公報に開示されている装置が好ましい。
【０００７】
上記構成の化学発光酵素免疫測定装置においては、カートリッジ搬送機構、試薬保管庫、試薬分注機構等が不要になり、構造が簡略化され装置全体が小型でコンパクトになることは勿論のこと、一つのステージにセットされた複数のカートリッジに対してそれぞれ対応するように、磁性微粒子吸着保持機能を有するディスペンサを複数設けているので、複数の検体の免疫反応を同時に行わせることができ、検体が大量であっても、短時間で効率よく測定を行うことができる。また、前記複数のカートリッジおよびこれらにそれぞれ対応する複数のディスペンサが、それぞれ、ターンテーブルの外周の曲率半径と等しい曲率半径を有する円弧上に並ぶように配列されているので、スペースファクタの向上が図られるとともに、光検出部の構成が簡単になる。
【０００８】
そして、カートリッジにおいて、そのウェルの底部を尖らせるようにしているので、磁性微粒子の捕捉効率が向上される。また、前記ウェルは、液を収容したときの液面の高さがどのウェルにおいても等しくなるようにそれらの形状および大きさが設定されているので、空気層の厚さが一定になり、ウェルにおける液面の位置を検知する機構が不要になる。また、発光基質を注入する発光基質注入部と、前記測定ウェルにおいて生ずる化学発光を測定する化学発光測定部と、装置各部を制御するとともに前記化学発光測定部からの信号を処理する演算制御部とを備えているので、発光基質の注入を含めて免疫反応の測定を自動的に行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の詳細を、図を参照しながら説明する。図１〜図１１は、この発明の第１の実施の形態を示す。まず、図１〜図３において、１は測定装置のケースで、下部ケース２およびこれに対して着脱自在に被着される上部ケース３よりなる。そして、下部ケース２の前面側（図１および図３において矢印Ｆで示す側）中央には各種の操作キー部４や表示部５を備えた操作パネル部６が形成されている。また、この下部ケース２の操作パネル部６の右側部分にはプリンタ７が内蔵されており、左側部分には試薬としての発光基質を収容したボトル８を保管できるように構成されている。
【００１０】
上部ケース３の前面中央には、適宜の大きさの開口９が形成され、この開口９は、ヒンジ部１０を中心にして上下方向に回転する扉１１によって開閉される。そして、この上部ケース３の適宜の箇所には、測定手順を記録したメモリカード１２をセットするためのカードドライブ１３が形成されている。
【００１１】
ここで、ケース１の内部の詳細な構成を説明する前に、この発明において用いられるカートリッジについて、図８および図９を参照しながら説明する。このカートリッジは、検体、磁性微粒子、免疫反応に必要な試薬および洗浄液等を収容し、所定の免疫反応を行わせるための容器である。すなわち、図８および図９において、１４はカートリッジで、複数（例えば１１個）のウェル（小さな窪み）１５ａ〜１５ｋが一直線上に形成されている。測定ウェル１５ａを除くウェル１５ｂ〜１５ｋは、所望の試薬および磁性微粒子を効率よく分取することができるように、内部底部が紡錘状に形成され、下端が尖っている。このカートリッジ１４は、適宜の耐熱性および耐化学薬品性を有する樹脂（例えばポリエチレンやポリスチロール等）よりなる。なお、この実施の形態においては、１５ｂは検体を収容するウェル、１５ｃは希釈液を収容するウェル、１５ｄは磁性微粒子を収容するウェル、１５ｅ，１５ｇ，１５ｉ，１５ｋは洗浄液を収容するウェル、１５ｆは標識試薬を収容するウェル、１５ｈは発光基質を一時的に収容するウェル、１５ｊは反応ウェルとして用いられる。
【００１２】
そして、測定ウェル１５ａは、口部が二重になっており、後述する発光基質の供給時に試薬が漏れ出たりしないように、また、化学発光測定時における光が外部に漏れ出ないように構成されている。そして、カートリッジ１４には、図９に示すように、所定のウェル１５ｃ〜１５ｋに磁性微粒子、免疫反応に必要な試薬および洗浄液をそれぞれ所定量入れてあるが、液を収容したときの液面の高さがどのウェルにおいても等しくなるようにそれらの形状および大きさが設定されている。試薬等を収容した各ウェル１５ｃ〜１５ｋは、例えば熱融着剤付きのアルミニウムフィルム等のシール部材１６でシールされている。また、１７はカートリッジ１４の適宜箇所、例えば測定ウェル１５ａに隣合う平面に貼付された確認用バーコードで、測定内容等が表されている。
【００１３】
次に、ケース１の内部の詳細な構成について、図１〜図７および図９を参照しながら説明する。まず、１８はケース１の下部のほぼ中央に設けられる平面視円形のターンテーブルで、その円周側面１９がステッピングモータ２０の出力軸に設けられた歯車２１と噛合し、回転軸２２を中心にして矢印Ａ，Ｂ（図１参照）のいずれの方向にも回転する。なお、２３は回転軸２２の軸受である。また、ターンテーブル１８の回転位置は、図２に示すように、ターンテーブル１８の下部に設けられた適宜形状の遮光板２４と下部ケース２に設けられたフォトインタラプタ２５とからなる回転位置検出装置２６によって検出される。
【００１４】
２７はターンテーブル１８の上面側に形成される複数のステージで、例えば図３、図５および６に示すように、円周を５等分するように５つ設けられている。そして、これらのステージ２７のそれぞれは、複数（例えば５つ）のカートリッジ１４を、ターンテーブル１８の中心から円周方向に互いに平行となり、かつ、５つのカートリッジ１４の外側の端面がターンテーブル１８の曲率半径と等しい曲率半径の円弧上に並ぶようにして着脱自在に保持することができるようにしてある。
【００１５】
すなわち、各ステージ２７における５つのカートリッジ１４は、その外側の端面が、図６において符号１４ａで示される円弧に接するように設けられ、しかも、円弧１４ａの曲率半径１４ｒは、ターンテーブル１８の曲率半径と等しくなるように設定されている。このため、各ステージ２７における５つのカートリッジ１４は、ターンテーブル１８の外周に沿うように設けられることとなる。そして、ターンテーブル１８には、ヒータ（図示していない）が内蔵してあり、温度制御を行うことによりインキュベートできるように構成されている。
【００１６】
そして、２８は各ステージ２７にセットされる５つのカートリッジ１４にそれぞれ対応するように設けられるチップホルダで、このチップホルダ２８にはディスポーザブルチップ（以下、単にチップという）２９が収容される。このチップ２９は、例えばフッ素樹脂やポリプロピレン樹脂等適宜の耐熱性および耐化学薬品性を有する素材よりなり、図４および図９に示すように、ウェル１５ａ〜１５ｋに挿入される最細部２９ａと、この最細部２９ａの上方のテーパ状に太くなる中間部２９ｂと、この中間部２９ｂの上方の大径部２９ｃよりなり、大径部２９ｃに後述するディスペンサ４３の装着部４４が着脱自在に挿入され、これによって保持される。
【００１７】
３０はケース１の前面側においてターンテーブル１８の上方にスライド自在に設けられるカバー体で、一つのステージ２７にセットされた５つのカートリッジ１４およびチップホルダ２８に保持されたチップ２９に対応するように長孔３１が形成されている。つまり、ターンテーブル１８の各ステージ２７に保持されたカートリッジ１４は、このカバー体３０が形成された部位において、後述するディスペンサユニット３２による種々のアクセスを受ける。また、このカバー体３０は、チップホルダ２８に対するチップ２９の脱着の際にカートリッジ１４が上方に浮き上がり、その位置ずれを起こすのを防止したり、カートリッジ１４のウェル１５ａ〜１５ｋ内の液に塵などの異物が入ったり、前記液の蒸発を防止する機能を有している。
【００１８】
３２はターンテーブル１８の上方に設けられるディスペンサユニットで、ターンテーブル１８とは独立して、ターンテーブル１８の回転中心と装置前面側との間を直線的に移動し、カバー体３０の下方に至ったステージ２７に設けられたカートリッジ１４に対して種々アクセスを行うもので、例えば次のように構成されている。
【００１９】
すなわち、図３および図６において、３３はスライドベースで、その左右両側部が下部ケース２の前面側Ｆおよび背面側Ｒにそれぞれ立設された柱部材３４，３５に掛け渡された左右二本のガイドロッド３６にガイドされるように設けられている。そして、このスライドベース３３は、その一側部（図３において右側）に結合部３７を備えており、この結合部３７が、装置の例えば前面側Ｆに設けられたステッピングモータ３８によって装置の前後方向に駆動されるように延設されたエンドレスベルト３９に結合されている。すなわち、このスライドベース３３は、ターンテーブル１８の中心側と前面側Ｆとの間を直線的に移動するように構成されている（図６中の太い両矢印参照）。なお、図３および図６において、４０はステッピングモータ３８側の駆動プーリー、４１は装置の背面側に適宜設けられる従動プーリーである。
【００２０】
そして、図２および図４において、４２はスライドベース３３に上下方向に立設されたフレームで、このフレーム４２には、図３および図６に示すように、ステージ２７に設けられる５つのカートリッジ１４にそれぞれ対応する５つのディスペンサ４３が左右方向に一つの円弧４３ａ上に設けられている。より詳しくは、５つのディスペンサ４３は、図６において符号４３ａで示される円弧上に設けられ、しかも、この円弧４３ａの曲率半径４３ｒは、ターンテーブル１８の曲率半径と等しくなるように設定されている。つまり、５つのディスペンサ４３は、ターンテーブル１８の外周に沿うようにして設けられた５つのカートリッジ１４と同様の曲率半径で配列されている。したがって、５つのディスペンサ４３は、ステージ２７上にセットされている５つのカートリッジ１４を移動させたりすることなく、それぞれカートリッジ１４に同時にアクセスすることができる。
【００２１】
そして、各ディスペンサ４３の下端にはステージ２７に設けられた５つのチップホルダ２８に収容されたチップ２９を装着するためのチップ装着部４４が形成されているとともに、上方にはシリンジからなる吸引ノズル４５が設けてあり、上下方向に移動するとともに、チップ２９を装着した状態で吸引・吐出の動作を行えるように構成されている。なお、４６はチップ装着部４４に設けられるシール部材としてのＯリングである。
【００２２】
また、図２および図４において、４７は磁性微粒子を吸着するための永久磁石４８を先端に備えた磁性微粒子吸着アームで、永久磁石４８をチップ２９の最細部２９ａの上方に接近したり、これから離れたりできるように、接離自在に設けられているとともに、ディスペンサ４３の上下移動に伴って上下方向に移動できるように構成されている。
【００２３】
さらに、図２および図４において、４９は各ディスペンサ４３に対応するようにその前面側に設けられるシールブレーカで、図９に示すように、上下方向に移動して、ウェル１５ｃ〜１５ｋに施されているシール部材１６を破るものである。なお、図４において、５０はばねである。
【００２４】
前記ディスペンサユニット３２の５つのディスペンサ４３は、３つのステッピングモータ５１〜５３、これらによって駆動されるねじ軸５４〜５６および移動板５７〜６０等よりなる駆動部６１によって所定の動作を同時にそれぞれ行うように構成されている。
【００２５】
図１、図３および図７において、６２はターンテーブル１８の周辺に設けられる発光基質注入部で、発光基質ボトル８とチューブ６３で接続されるポンプ６４と、このポンプ６４とチューブ６５で接続される注入ユニット６６とからなり、ターンテーブル１８の回転によって注入ユニット６６の下方に位置する測定ウェル１５ａ内に発光基質を注入するように構成されている。
【００２６】
そして、図１、図３および図７において、６７は測定ウェル１５ａにおいて生ずる化学発光を測定する化学発光測定部で、シャッタ（図示していない）を有する発光測定ユニット６８と、この発光測定ユニット６８と光ファイバ６９で接続される電子像倍管等の光検出器７０とからなり、ターンテーブル１８の回転によって発光測定ユニット６８の下方に位置する測定ウェル１５ａ内において生ずる化学発光を発光測定ユニット６８で測定し、その光を光ファイバ６９で光検出器７０に伝送して、前記化学発光の強度を光検出器７０によって検出するように構成されている。
【００２７】
なお、上記構成の装置の各部の制御および光検出器７０の出力に基づく演算等は、図示していない演算制御部において行われる。
【００２８】
次に、上記化学発光酵素免疫測定装置の動作を、さらに、図１０および図１１をも参照しながら説明する。図１０は、ワンステップサンドイッチ法の酵素免疫分析における処理の流れを概略的に示すものであり、図１１は、前記分析におけるディスペンサ４３の動きを概略的に示すものである。そして、この図１１の上方に示す４つの形態ａ〜ｄは、それぞれ、液の吸引、液の攪拌、磁性微粒子を吸着した状態における液の攪拌、液の吐出を示している。
【００２９】
以下、装置の正面に位置する一つのステージ２７に５つのカートリッジ１４をセットしてワンステップサンドイッチ法の酵素免疫測定を行う場合について説明する。
【００３０】
測定に供される５つのカートリッジ１４には、図１１に示すように、検体、磁性微粒子、免疫反応に必要な試薬および洗浄液等が収容されるが、このうち、検体以外の磁性微粒子、試薬および洗浄液は、予め所定のウェルに収容され、各ウェルの上部開口はシール部材１６でシールされる。すなわち、図９および図１１に示す例においては、ウェル１５ｃには希釈液７１が、ウェル１５ｄには磁性微粒子７２が、ウェル１５ｆには標識試薬７３が、ウェル１５ｇ，１５ｉ，１５ｋには洗浄液７４がそれぞれ収容され、シールされている。なお、検体７５は、適宜の分注用具７６を用いて測定の直前にウェル１５ｂ内に分注される（図９参照）。
【００３１】
まず、ターンテーブル１８上のステージ２７にカートリッジ１４が搭載されているか否かが確認される（図１０のステップＳ１、以下、ステップ番号のみ記す）。
【００３２】
所定数のカートリッジ１４がステージ２７に載置されていれば、ディスペンサユニット３２をステージ２７方向に移動（前進）させるとともに、シールブレーカ４９の上下動を繰り返し、ウェル１５ｃ，１５ｄ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｉ〜１５ｋのそれぞれシールを破る（ステップＳ２）。
【００３３】
次いで、ディスペンサユニット３２の吸引ノズル４５を下降させ、その下端の装着部にチップホルダ２８に保持されたチップ２９を装着する（ステップＳ３）。これにより、５つのカートリッジ１４に対して、５つのディスペンサ４３が形成される。
【００３４】
チップ２９を検体ウェル１５ｂに移動し、ウェル１５ｂ内の検体７５を吸引と吐出を交互に行う所謂共洗いを行って十分攪拌した後、一定量の検体７５を吸引し、その状態で、チップ２９を希釈ウェル１５ｃに移動する。これにより、サンプリング（ステップＳ４）が完了する。
【００３５】
前記チップ２９内に保持されている検体７５を希釈ウェル１５ｃ内に吐出し、共洗いによって攪拌し、検体７５を希釈（ステップＳ５）した後、この希釈された検体（希釈後検体）７５を一定量吸引し、チップ２９を反応ウェル１５ｊに移動する。
【００３６】
前記チップ２９内に保持されている検体７５を反応ウェル１５ｊ内に吐出し、空のチップ２９をウェル１５ｄに移動し、このウェル１５ｄ内の磁性微粒子７２を共洗いによって攪拌した後、磁性微粒子７２を吸引し、その状態で反応ウェル１５ｊに移動し、保持していた磁性微粒子７２を反応ウェル１５ｊ内に吐出する。そして、共洗いを行うことにより、検体７５と磁性微粒子７２を十分攪拌する。
【００３７】
そして、空のチップ２９を標識ウェル１５ｆに移動して、このウェル１５ｆ内の標識試薬７３を共洗いによって攪拌した後、一定量吸引し、チップ２９を反応ウェル１５ｊに移動し、保持していた標識試薬７３を反応ウェル１５ｊ内に吐出する。そして、このウェル１５ｊ内の液（検体７５＋磁性微粒子７２＋標識試薬７３）を共洗いによって攪拌する。これにより、免疫反応前処理（ステップＳ６）が完了する。
【００３８】
前記免疫反応前処理の後、反応ウェル１５ｊ内においては免疫反応が行われる。この場合、反応ウェル１５ｊは、それを備えたカートリッジ１４がセットされているステージ２７がヒータにより適宜の温度となるように温度制御されるので、所望の免疫インキュベーション（ステップＳ７）が好適に行われ、その結果、反応ウェル１５ｊ内においては免疫反応が良好に行われる。この免疫反応は、例えば９３０秒かけて行われる。
【００３９】
前記所定の免疫インキュベーションが終わると、空のチップ２９が反応ウェル１５ｊ内の液を共洗いにより攪拌した後、液を一定量吸引する。そして、磁性微粒子吸着アーム４７を動作させて永久磁石４８をチップ２９の最細部２９ａの側部上方に接触させ、検体７５および標識試薬７３と反応した磁性微粒子７２のみをチップ２９の最細部２９ａの内側部に捕獲し（磁性微粒子７２を磁力によりチップ２９内側部に吸着し）、反応液を回収する（ステップＳ８）。
【００４０】
前記磁性微粒子７２を吸着したチップ２９を洗浄ウェル１５ｋに移動し、このウェル１５ｋ内の洗浄液７４を吸引する。そして、磁性微粒子吸着アーム４７を動作させて永久磁石４８をチップ２９側面から離間させ、共洗いにより磁性微粒子７２を洗浄した後、永久磁石４８をチップ２９側面に接近して、磁性微粒子７２を吸着する。
【００４１】
そして、前記磁性微粒子７２を吸着したチップ２９を洗浄ウェル１５ｉ，１５ｇと順次移動して、それぞれ、上記洗浄ウェル１５ｋにおける動作と同様のことを行い、磁性微粒子７２を洗浄する。つまり、この実施の形態においては、免疫反応後の磁性微粒子７２を３回洗浄液７４を用いて洗浄する（ステップＳ９）。なお、この洗浄の回数は、検体７５に対する試験項目によって異なることは言うまでもない。
【００４２】
この場合、５つのカートリッジ１４および５つのディスペンサ４３が、同じ曲率半径の円弧上にそれぞれ配置されているので、５つのディスペンサ４３は、５つのカートリッジ１４を移動させたりすることなく、それぞれ対応するカートリッジ１４に同時にアクセスすることができる。したがって、上記ステップＳ２〜ステップＳ９までの工程は、ステージ２７にセットされる５つのカートリッジ１４に対して、同時に並行して行うことができる。
【００４３】
前記洗浄処理後の磁性微粒子７２をチップ２９に保持させた状態において、ターンテーブル１８を、図７において矢印Ａで示す方向に回転して、ステージ２７を発光基質注入部６２の注入ユニット６６（発光基質注入位置）まで移動する。そして、ターンテーブル１８を少しずつ回転させることにより、順次、ステージ２７上の５つのカートリッジ１４の測定ウェル１５ａ内に一定量の発光基質を分注する（ステップＳ１０）。この発光基質の分注後、ターンテーブル１８を図７において矢印Ｂで示す方向に回転して、ステージ２７を再び装置の正面位置に戻す。
【００４４】
磁性微粒子７２を保持したチップ２９を、その状態で測定ウェル１５ａに移動して、このウェル１５ａ内の発光基質を一定量吸引し、永久磁石４８をチップ２９側面から離間させて、磁性微粒子７２を発光基質とともに測定ウェル１５ａ内に吐出し、共洗いにより攪拌を行う。これにより発光反応が始まるが、化学発光は発光反応が始まってからやや間を置いて始まる。そこで、ターンテーブル１８を、図７において矢印Ａで示す方向に回転して、ステージ２７を化学発光測定部６７まで移動し、発光反応が行われている測定ウェル１５ａを順次、発光測定ユニット６８（発光観測位置）まで移動し、この発光測定ユニット６８および光ファイバ６９を介して化学発光による光を光検出器７０に伝送し、化学発光の強度を検出するのである（ステップＳ１１）。
【００４５】
そして、前記発光反応が行われている５つのカートリッジ１４における測定ウェル１５ａを順次、発光測定ユニット６８（発光観測位置）まで移動する場合、各カートリッジ１４が、同一の円弧上を移動することになるので、各カートリッジ１４における測定ウェル１５ａと発光測定ユニット６８との位置関係がどのカートリッジ１４における測定ウェル１５ａについても常に一定であるので、測定時における操作が簡単である。
【００４６】
前記光検出器７０の出力値は、コンピュータで演算処理される。
【００４７】
なお、上記実施の形態においては、ターテーブル１８に５つのステージ２７が設けられているので、上述したように一つのステージ２７においてインキュベーションが行われている間に、他の４つのステージ２７において前処理が行われるようにしたり、また、前記インキュベーションの時間が短いときは、カートリッジ１４のステージ２７への搭載などを行うようにすれば、測定を効率よく行うことができる。
【００４８】
上述の実施の形態においては、一つのステージに５つのカートリッジ１４をセットしてワンステップサンドイッチ法の酵素免疫測定を行う場合を取り上げているが、この発明はこれに限られるものではないことはいうまでもない。例えば、ツーステップサンドイッチ法の酵素免疫測定にも同様に適用することができる。図１２は、このツーステップサンドイッチ法の酵素免疫測定における処理の流れを概略的に示すものである。
【００４９】
【発明の効果】
この発明の化学発光酵素免疫測定装置によれば、カートリッジ搬送機構、試薬保管庫、試薬分注機構等が不要になり、構造が簡略化され装置全体が小型でコンパクトになることは勿論のこと、一つのステージにセットされた複数のカートリッジに対してそれぞれ対応するように、磁性微粒子吸着保持機能を有するディスペンサを複数設けているので、複数の検体の免疫反応を同時に行わせることができ、検体が大量であっても、短時間で効率よく測定を行うことができる。
【００５０】
また、前記複数のカートリッジおよびこれらにそれぞれ対応する複数のディスペンサが、それぞれ、ターンテーブルの外周と等しい曲率半径上に並ぶように配列されているので、複数のディスペンサは、ステージ上にセットされている複数のカートリッジを移動させることなくそれぞれ対応するカートリッジに同時にアクセスすることができるとともに、各カートリッジは、ターンテーブルを回転させることにより、同一の円弧上を移動することになるので、各カートリッジにおける測定ウェルと発光測定ユニットとの位置関係がどのカートリッジにおける測定ウェルについても常に一定であり、測定時における操作が簡単であり、さらに、化学発光測定部を移動させる必要がないので、測定精度が低下するといったこともなく、スペースファクタの向上が図られるとともに、化学発光測定部の構成が簡素化される。
【００５１】
そして、カートリッジにおいて、そのウェルの底部を尖らせるようにしているので、磁性微粒子の捕捉効率が向上される。また、前記ウェルは、液を収容したときの液面の高さがどのウェルにおいても等しくなるようにそれらの形状および大きさが設定されているので、空気層の厚さが一定になり、ウェルにおける液面の位置を検知する機構が不要になる。また、発光基質を注入する発光基質注入部と、測定ウェルにおいて生ずる化学発光を測定する化学発光測定部と、装置各部を制御するとともに化学発光測定部からの信号を処理する演算制御部とを備えているので、発光基質の注入を含めて免疫反応の測定を自動的に行うことができる。
【００５２】
したがって、この発明によれば、大量の検体を短時間で処理できる小型かつ高感度測定が可能な化学発光酵素免疫測定装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の化学発光酵素免疫測定装置の一例を示す図で、上部ケースを透視した斜視図である。
【図２】前記測定装置の要部を示す縦断面図である。
【図３】前記測定装置の平面構成を示す図である。
【図４】ディスペンサユニットおよびターンテーブルを示す断面図である。
【図５】ターンテーブルのステージにカートリッジを設けた状態を示す平面図である。
【図６】ターンテーブルの一つのステージにおけるカートリッジの配列状態およびディスペンサの配列状態を概略的に示す平面図である。
【図７】発光基質注入部および化学発光測定部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図８】カートリッジの一例を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）縦断面図である。
【図９】ディスペンサユニットのカートリッジに対する動作を説明するための図である。
【図１０】ワンステップサンドイッチ法の酵素免疫測定における処理の流れを概略的に示す図である。
【図１１】前記酵素免疫測定におけるチップのカートリッジに対する動作を説明するための図である。
【図１２】ツーステップサンドイッチ法の酵素免疫測定における処理の流れを概略的に示す図である。
【符号の説明】
１４…カートリッジ、１５ａ〜１５ｋ…ウェル、１８…ターンテーブル、２７…ステージ、３２…ディスペンサユニット、４３…ディスペンサ、６２…発光基質注入部、６７…化学発光測定部、７２…磁性微粒子、７３…試薬、７４…洗浄液、７５…検体。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a chemiluminescent enzyme immunoassay device used for detecting and measuring biological substances and environmental additional substances such as environmental hormones, and in particular, a particle size of 0.3 to 5 having an antigen or antibody as a solid phase on the surface. The present invention relates to a chemiluminescent enzyme immunoassay device using 0.0 μm magnetic fine particles (hereinafter referred to as magnetic fine particles).
[0002]
[Prior art]
As conventional examples of the chemiluminescent enzyme immunoassay device, for example, there are those described in JP-A-5-287001 and JP-A-6-324042. In the chemiluminescent enzyme immunoassay devices in these publications, it is necessary to transport the reagent cartridge to a mechanism part (for example, a preparative / dispensing nozzle, a cleaning device) or a reagent storage necessary for the reaction processing step. The structure is complicated. Also, the structure of the chemiluminescence measuring unit is independent from the reaction vessel or reagent cartridge, and the reaction solution is dispensed and dispensed to the chemiluminescent measuring unit, or the cartridge containing the measuring cell is used as the chemiluminescent measuring unit. A mechanism to move was necessary.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As a solution to the above inconvenience, there is a chemiluminescent enzyme immunoassay device described in, for example, JP-A-8-211101. In the chemiluminescent enzyme immunoassay device disclosed in this publication, the cartridge container can be phased not only at the dispensing position and the measurement position but also at the reading position, so that sample dispensing and dilution operations, and reagent and washing liquid dispensing Work, measurement work, etc. can be performed automatically and reliably without human intervention, reducing the burden on the operator (operator) and performing reliable measurements. it can.
[0004]
In the chemiluminescent enzyme immunoassay device of the above-mentioned JP-A-8-211101, the inconvenience in the previous chemiluminescent enzyme immunoassay device has been considerably improved, but in terms of processing a large amount of specimens in a short time, There were still points to be improved.
[0005]
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and its purpose is to make a small and highly sensitive measurement with a short time required for an immune reaction, a simplified overall structure, and a large amount of specimens. It is an object of the present invention to provide a chemiluminescent enzyme immunoassay device capable of measuring efficiently.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a chemiluminescent enzyme immunoassay device using magnetic microparticles having a solid phase of antigen or antibody on the surface, and a plurality of stages having an incubation function on the upper surface of a circular turntable in plan view. Each stage contains a sample, magnetic microparticles, a reagent necessary for an immune reaction, and a liquid such as a washing solution, and a plurality of cartridges in which a plurality of wells for performing a predetermined immune reaction are formed are detachable. In addition, the outer end face of each cartridge is positioned so as to be aligned on an arc having a radius of curvature equal to the radius of curvature of the outer periphery of the turntable, while corresponding to a plurality of cartridges set on one stage. A dispenser unit provided with a plurality of dispensers having a magnetic fine particle adsorption holding function, A linear movement is provided between the rotation center side of the turntable and the front side of the apparatus, and the plurality of dispensers are arranged on an arc having a radius of curvature equal to the radius of curvature of the outer periphery of the turntable. (Claim 1).
As a dispenser having the magnetic fine particle adsorption holding function, for example, an apparatus disclosed in Japanese Patent No. 3115501 is preferable.
[0007]
In the chemiluminescent enzyme immunoassay device having the above-described configuration, a cartridge transport mechanism, a reagent storage, a reagent dispensing mechanism, etc. are not required, the structure is simplified, and the whole device is small and compact. Multiple dispensers with magnetic fine particle adsorption and holding function are provided so as to correspond to multiple cartridges set on one stage, respectively, so that immune reactions of multiple specimens can be performed simultaneously, and a large number of specimens Even so, measurement can be performed efficiently in a short time. Further, since the plurality of cartridges and the plurality of dispensers respectively corresponding to the cartridges are arranged on an arc having a curvature radius equal to the curvature radius of the outer periphery of the turntable, the space factor can be improved. In addition, the configuration of the light detection unit is simplified.
[0008]
In the cartridge, since the bottom of the well is pointed, the capture efficiency of the magnetic fine particles is improved. In addition, since the shape and size of the wells are set so that the height of the liquid level when containing the liquid is the same in any well, the thickness of the air layer is constant, A mechanism for detecting the position of the liquid level in the liquid crystal becomes unnecessary. Also, a luminescent substrate injection unit for injecting a luminescent substrate, a chemiluminescence measuring unit for measuring chemiluminescence generated in the measurement well, an arithmetic control unit for controlling each part of the apparatus and processing a signal from the chemiluminescent measuring unit, Therefore, it is possible to automatically measure an immune reaction including injection of a luminescent substrate.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the details of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 11 show a first embodiment of the present invention. First, in FIGS. 1 to 3, reference numeral 1 denotes a measurement device case, which includes a lower case 2 and an upper case 3 that is detachably attached to the lower case 2. An operation panel unit 6 including various operation key units 4 and a display unit 5 is formed at the center of the front side of the lower case 2 (the side indicated by the arrow F in FIGS. 1 and 3). A printer 7 is built in the right part of the operation panel 6 of the lower case 2, and a bottle 8 containing a luminescent substrate as a reagent can be stored in the left part.
[0010]
An opening 9 having an appropriate size is formed in the center of the front surface of the upper case 3, and the opening 9 is opened and closed by a door 11 that rotates in the vertical direction about the hinge portion 10. And the card drive 13 for setting the memory card 12 which recorded the measurement procedure is formed in the appropriate location of this upper case 3. FIG.
[0011]
Here, before describing the detailed configuration inside the case 1, the cartridge used in the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. This cartridge is a container for accommodating a specimen, magnetic microparticles, reagents necessary for an immune reaction, a washing solution, and the like to cause a predetermined immune reaction. That is, in FIGS. 8 and 9, reference numeral 14 denotes a cartridge, and a plurality of (for example, 11) wells (small depressions) 15a to 15k are formed on a straight line. The wells 15b to 15k excluding the measurement well 15a are formed in a spindle shape at the inner bottom so that a desired reagent and magnetic fine particles can be efficiently collected, and the lower end is pointed. The cartridge 14 is made of a resin (for example, polyethylene or polystyrene) having appropriate heat resistance and chemical resistance. In this embodiment, 15b is a well that contains a specimen, 15c is a well that contains a diluent, 15d is a well that contains magnetic fine particles, 15e, 15g, 15i, and 15k are wells that contain a cleaning solution, 15f Is a well that contains a labeling reagent, 15h is a well that temporarily contains a luminescent substrate, and 15j is a reaction well.
[0012]
The measurement well 15a has a double mouth so that the reagent does not leak when supplying a luminescent substrate, which will be described later, and light is not leaked to the outside during chemiluminescence measurement. Has been. As shown in FIG. 9, the cartridge 14 contains predetermined amounts of magnetic fine particles, reagents necessary for an immune reaction, and a cleaning solution in predetermined wells 15c to 15k, respectively. Their shape and size are set so that the height is the same in every well. Each of the wells 15c to 15k containing the reagent or the like is sealed with a sealing member 16 such as an aluminum film with a heat sealing agent. Reference numeral 17 denotes a confirmation bar code affixed to an appropriate portion of the cartridge 14, for example, a plane adjacent to the measurement well 15a, and the measurement contents and the like are shown.
[0013]
Next, a detailed configuration inside the case 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 7 and FIG. 9. First, 18 is a turntable having a circular shape in a plan view provided at the approximate center of the lower part of the case 1, and its circumferential side surface 19 meshes with a gear 21 provided on the output shaft of the stepping motor 20, and the rotation shaft 22 is the center. Rotate in either direction of arrows A and B (see FIG. 1). Reference numeral 23 denotes a bearing for the rotary shaft 22. Further, as shown in FIG. 2, the rotational position of the turntable 18 is a rotational position detection device including a light shielding plate 24 having an appropriate shape provided at the lower part of the turntable 18 and a photo interrupter 25 provided at the lower case 2. 26.
[0014]
Reference numeral 27 denotes a plurality of stages formed on the upper surface side of the turntable 18. For example, as shown in FIGS. 3, 5, and 6, five stages are provided so as to divide the circumference into five equal parts. Each of these stages 27 includes a plurality of (for example, five) cartridges 14 that are parallel to each other in the circumferential direction from the center of the turntable 18, and the outer end surfaces of the five cartridges 14 are It can be detachably held so as to be arranged on an arc having a radius of curvature equal to the radius of curvature.
[0015]
That is, the five cartridges 14 in each stage 27 are provided so that the outer end surfaces thereof are in contact with the arc indicated by reference numeral 14 a in FIG. 6, and the curvature radius 14 r of the arc 14 a is the curvature radius of the turntable 18. Is set to be equal to For this reason, the five cartridges 14 in each stage 27 are provided along the outer periphery of the turntable 18. The turntable 18 has a built-in heater (not shown) so that the turntable 18 can be incubated by performing temperature control.
[0016]
Reference numeral 28 denotes a chip holder provided so as to correspond to each of the five cartridges 14 set on each stage 27. The chip holder 28 accommodates a disposable chip (hereinafter simply referred to as a chip) 29. This chip 29 is made of a material having appropriate heat resistance and chemical resistance such as fluorine resin and polypropylene resin, for example, and as shown in FIGS. 4 and 9, the most detailed 29a inserted into the wells 15a to 15k, An intermediate portion 29b which is thickened in a tapered shape above the most detailed portion 29a and a large-diameter portion 29c above the intermediate portion 29b, and a mounting portion 44 of a dispenser 43 described later is detachably inserted into the large-diameter portion 29c. , This is retained.
[0017]
Reference numeral 30 denotes a cover body slidably provided above the turntable 18 on the front side of the case 1 so as to correspond to the five cartridges 14 set on one stage 27 and the chip 29 held on the chip holder 28. A long hole 31 is formed. That is, the cartridge 14 held on each stage 27 of the turntable 18 is subjected to various accesses by a dispenser unit 32 described later at a portion where the cover body 30 is formed. Further, the cover body 30 prevents the cartridge 14 from floating upward when the chip 29 is attached to and detached from the chip holder 28, and prevents the displacement of the cartridge 14, or dust or the like in the liquid in the wells 15 a to 15 k of the cartridge 14. It has a function of preventing foreign matter from entering and preventing the liquid from evaporating.
[0018]
A dispenser unit 32 is provided above the turntable 18 and moves linearly between the rotation center of the turntable 18 and the front side of the apparatus independently of the turntable 18, and reaches below the cover body 30. Various accesses are made to the cartridge 14 provided on the stage 27. For example, the cartridge 14 is configured as follows.
[0019]
That is, in FIGS. 3 and 6, reference numeral 33 denotes a slide base, and both left and right sides thereof are stretched between pillar members 34 and 35 erected on the front side F and the back side R of the lower case 2, respectively. The guide rod 36 is provided so as to be guided. The slide base 33 includes a coupling portion 37 on one side (right side in FIG. 3). The coupling portion 37 is moved forward and backward of the apparatus by a stepping motor 38 provided on the front side F of the apparatus, for example. It is coupled to an endless belt 39 which is extended so as to be driven in the direction. That is, the slide base 33 is configured to move linearly between the center side of the turntable 18 and the front surface side F (see the thick double arrow in FIG. 6). 3 and 6, 40 is a driving pulley on the stepping motor 38 side, and 41 is a driven pulley provided as appropriate on the back side of the apparatus.
[0020]
In FIGS. 2 and 4, reference numeral 42 denotes a frame erected on the slide base 33 in the vertical direction. The frame 42 includes five cartridges 14 provided on the stage 27 as shown in FIGS. 3 and 6. The five dispensers 43 corresponding to each are provided on one arc 43a in the left-right direction. More specifically, the five dispensers 43 are provided on an arc indicated by reference numeral 43a in FIG. 6, and the curvature radius 43r of the arc 43a is set to be equal to the curvature radius of the turntable 18. . That is, the five dispensers 43 are arranged with the same radius of curvature as the five cartridges 14 provided along the outer periphery of the turntable 18. Therefore, the five dispensers 43 can simultaneously access the cartridges 14 without moving the five cartridges 14 set on the stage 27.
[0021]
A tip mounting portion 44 for mounting a chip 29 accommodated in five chip holders 28 provided on the stage 27 is formed at the lower end of each dispenser 43, and a suction nozzle made up of a syringe is provided above. 45 is provided, and is configured to move in the vertical direction and perform suction and discharge operations with the chip 29 attached. Reference numeral 46 denotes an O-ring as a seal member provided in the chip mounting portion 44.
[0022]
2 and 4, reference numeral 47 denotes a magnetic fine particle adsorption arm provided with a permanent magnet 48 for adsorbing magnetic fine particles at the tip, and the permanent magnet 48 is approached above the most detailed portion 29a of the chip 29, or from now on. It is provided so as to be able to be separated from each other, and can be moved up and down as the dispenser 43 moves up and down.
[0023]
2 and 4, 49 is a seal breaker provided on the front side so as to correspond to each dispenser 43. As shown in FIG. 9, the seal breaker 49 moves vertically and is applied to the wells 15c to 15k. The sealing member 16 is broken. In FIG. 4, 50 is a spring.
[0024]
The five dispensers 43 of the dispenser unit 32 simultaneously perform predetermined operations by means of three stepping motors 51 to 53, screw shafts 54 to 56 driven by these, and driving units 61 including moving plates 57 to 60, respectively. It is configured.
[0025]
1, 3, and 7, reference numeral 62 denotes a luminescent substrate injection portion provided around the turntable 18. The luminescent substrate bottle 8 is connected to the pump 64 connected by the tube 63, and the pump 64 and the tube 65 are connected. The luminescent substrate is injected into the measurement well 15 a located below the injection unit 66 by the rotation of the turntable 18.
[0026]
In FIGS. 1, 3 and 7, reference numeral 67 denotes a chemiluminescence measuring unit for measuring chemiluminescence generated in the measurement well 15a, a luminescence measuring unit 68 having a shutter (not shown), and the luminescence measuring unit 68. And a photo detector 70 such as an electron image multiplier tube connected by an optical fiber 69, and the chemiluminescence generated in the measurement well 15 a positioned below the luminescence measuring unit 68 by the rotation of the turntable 18. Then, the light is transmitted to the photodetector 70 through the optical fiber 69, and the intensity of the chemiluminescence is detected by the photodetector 70.
[0027]
Note that the control of each part of the apparatus having the above configuration and the calculation based on the output of the photodetector 70 are performed in an arithmetic control unit (not shown).
[0028]
Next, the operation of the chemiluminescent enzyme immunoassay apparatus will be described with reference to FIGS. 10 and 11 as well. FIG. 10 schematically shows the flow of processing in the enzyme immunoassay of the one-step sandwich method, and FIG. 11 schematically shows the movement of the dispenser 43 in the analysis. Then, the four forms a to d shown in the upper part of FIG. 11 indicate the suction of the liquid, the stirring of the liquid, the stirring of the liquid in a state where the magnetic fine particles are adsorbed, and the discharge of the liquid, respectively.
[0029]
Hereinafter, a case where five cartridges 14 are set on one stage 27 located in front of the apparatus and enzyme immunoassay of the one-step sandwich method is performed will be described.
[0030]
As shown in FIG. 11, the five cartridges 14 used for the measurement contain specimens, magnetic microparticles, reagents necessary for immune reaction, washing liquids, and the like. The cleaning liquid is stored in a predetermined well in advance, and the upper opening of each well is sealed with a seal member 16. That is, in the example shown in FIGS. 9 and 11, the diluent 15 is in the well 15c, the magnetic fine particles 72 are in the well 15d, the labeling reagent 73 is in the well 15f, and the cleaning liquid 74 is in the wells 15g, 15i, and 15k. Each is housed and sealed. The specimen 75 is dispensed into the well 15b using an appropriate dispensing tool 76 immediately before measurement (see FIG. 9).
[0031]
First, it is confirmed whether or not the cartridge 14 is mounted on the stage 27 on the turntable 18 (step S1 in FIG. 10, hereinafter, only the step number is described).
[0032]
If a predetermined number of cartridges 14 are placed on the stage 27, the dispenser unit 32 is moved (advanced) toward the stage 27, and the seal breaker 49 is repeatedly moved up and down to repeat wells 15c, 15d, 15f, 15g, 15i. Each seal of ˜15k is broken (step S2).
[0033]
Next, the suction nozzle 45 of the dispenser unit 32 is lowered, and the chip 29 held by the chip holder 28 is mounted on the mounting portion at the lower end (step S3). Thereby, five dispensers 43 are formed for the five cartridges 14.
[0034]
The chip 29 is moved to the sample well 15b, the sample 75 in the well 15b is soaked and discharged alternately, so-called co-washing and sufficiently stirred, and then a certain amount of the sample 75 is sucked, and in this state, the chip 29 To the dilution well 15c. Thereby, sampling (step S4) is completed.
[0035]
The specimen 75 held in the chip 29 is discharged into the dilution well 15c and stirred by co-washing to dilute the specimen 75 (step S5), and then the diluted specimen (diluted specimen) 75 is fixed. The amount is sucked and the chip 29 is moved to the reaction well 15j.
[0036]
The specimen 75 held in the chip 29 is discharged into the reaction well 15j, the empty chip 29 is moved to the well 15d, and the magnetic fine particles 72 in the well 15d are stirred and washed, and then the magnetic fine particles 72 are stirred. Is moved to the reaction well 15j in this state, and the held magnetic fine particles 72 are discharged into the reaction well 15j. Then, the specimen 75 and the magnetic fine particles 72 are sufficiently stirred by washing together.
[0037]
Then, the empty chip 29 was moved to the labeling well 15f, and the labeling reagent 73 in the well 15f was agitated by co-washing, and then a fixed amount was aspirated, and the chip 29 was moved to and held in the reaction well 15j. The labeling reagent 73 is discharged into the reaction well 15j. Then, the liquid in the well 15j (specimen 75 + magnetic fine particle 72 + labeling reagent 73) is stirred and washed. Thereby, the immune reaction pretreatment (step S6) is completed.
[0038]
After the immune reaction pretreatment, an immune reaction is performed in the reaction well 15j. In this case, the temperature of the reaction well 15j is controlled so that the stage 27 on which the cartridge 14 including the reaction well 15j is set has an appropriate temperature by the heater, so that the desired immune incubation (step S7) is suitably performed. As a result, an immune reaction is favorably performed in the reaction well 15j. This immune reaction is performed over 930 seconds, for example.
[0039]
When the predetermined immunization incubation is completed, the empty chip 29 agitates the solution in the reaction well 15j by washing together, and then sucks a certain amount of solution. Then, the magnetic fine particle adsorption arm 47 is operated to bring the permanent magnet 48 into contact with the upper side of the finest portion 29a of the chip 29, and only the magnetic fine particles 72 reacted with the specimen 75 and the labeling reagent 73 are formed on the finest portion 29a of the chip 29. It is captured on the inner side (the magnetic fine particles 72 are adsorbed on the inner side of the chip 29 by magnetic force), and the reaction solution is recovered (step S8).
[0040]
The chip 29 having adsorbed the magnetic fine particles 72 is moved to the cleaning well 15k, and the cleaning liquid 74 in the well 15k is sucked. Then, the magnetic fine particle adsorption arm 47 is operated to move the permanent magnet 48 away from the side surface of the chip 29, and after washing the magnetic fine particle 72 by co-washing, the permanent magnet 48 is brought close to the side surface of the chip 29 to adsorb the magnetic fine particle 72. To do.
[0041]
Then, the chip 29 having adsorbed the magnetic fine particles 72 is sequentially moved to the cleaning wells 15i and 15g, and the same operation as that in the cleaning well 15k is performed to wash the magnetic fine particles 72. That is, in this embodiment, the magnetic fine particles 72 after the immune reaction are washed three times using the washing liquid 74 (step S9). Needless to say, the number of times of washing varies depending on the test item for the specimen 75.
[0042]
In this case, since the five cartridges 14 and the five dispensers 43 are respectively arranged on arcs having the same radius of curvature, the five dispensers 43 correspond to the corresponding cartridges without moving the five cartridges 14. 14 can be accessed simultaneously. Therefore, the processes from step S2 to step S9 can be performed simultaneously on the five cartridges 14 set on the stage 27 in parallel.
[0043]
In a state where the magnetic fine particles 72 after the cleaning treatment are held on the chip 29, the turntable 18 is rotated in the direction indicated by an arrow A in FIG. 7, and the stage 27 is injected into the injection unit 66 (light emission) of the luminescent substrate injection part 62. Move to the substrate injection position). Then, by rotating the turntable 18 little by little, a certain amount of luminescent substrate is sequentially dispensed into the measurement wells 15a of the five cartridges 14 on the stage 27 (step S10). After dispensing the luminescent substrate, the turntable 18 is rotated in the direction indicated by arrow B in FIG. 7 to return the stage 27 to the front position of the apparatus again.
[0044]
The chip 29 holding the magnetic fine particles 72 is moved to the measurement well 15a in that state, a certain amount of the luminescent substrate in the well 15a is attracted, the permanent magnet 48 is separated from the side surface of the chip 29, and the magnetic fine particles 72 are removed. The sample is discharged into the measurement well 15a together with the luminescent substrate, and stirred by co-washing. This initiates a luminescent reaction, but chemiluminescence begins slightly after the luminescent reaction has begun. Therefore, the turntable 18 is rotated in the direction indicated by the arrow A in FIG. 7, the stage 27 is moved to the chemiluminescence measurement unit 67, and the measurement well 15 a in which the luminescence reaction is performed is sequentially performed in the luminescence measurement unit 68 ( Then, the light emitted by the chemiluminescence is transmitted to the photodetector 70 through the luminescence measuring unit 68 and the optical fiber 69, and the intensity of the chemiluminescence is detected (step S11).
[0045]
When the measurement wells 15a of the five cartridges 14 in which the luminescence reaction is performed are sequentially moved to the luminescence measurement unit 68 (luminescence observation position), each cartridge 14 moves on the same arc. Therefore, since the positional relationship between the measurement well 15a and the light emission measurement unit 68 in each cartridge 14 is always constant for any measurement well 15a in any cartridge 14, the operation at the time of measurement is simple.
[0046]
The output value of the photodetector 70 is processed by a computer.
[0047]
In the above embodiment, since the stage table 18 is provided with the five stages 27, as described above, while the incubation is performed in one stage 27, the other four stages 27 are in front. When the processing is performed, or when the incubation time is short, the cartridge 14 can be mounted on the stage 27 and the measurement can be performed efficiently.
[0048]
In the above-described embodiment, the case where five cartridges 14 are set in one stage and the enzyme immunoassay of the one-step sandwich method is performed is taken up, but the present invention is not limited to this. Not too long. For example, it can be similarly applied to an enzyme immunoassay of a two-step sandwich method. FIG. 12 schematically shows a processing flow in the enzyme immunoassay of this two-step sandwich method.
[0049]
【The invention's effect】
According to the chemiluminescent enzyme immunoassay device of the present invention, the cartridge transport mechanism, the reagent storage, the reagent dispensing mechanism, etc. are no longer necessary, the structure is simplified, and the entire device is of course small and compact. A plurality of dispensers having magnetic fine particle adsorption and holding functions are provided so as to correspond to a plurality of cartridges set on one stage, respectively, so that an immune reaction of a plurality of samples can be performed simultaneously, Even a large amount can be measured efficiently in a short time.
[0050]
Further, since the plurality of cartridges and the plurality of dispensers respectively corresponding to the plurality of cartridges are arranged on the same curvature radius as the outer periphery of the turntable, the plurality of dispensers are set on the stage. Each cartridge can be accessed simultaneously without moving a plurality of cartridges, and each cartridge moves on the same arc by rotating the turntable. The positional relationship between the luminescence measurement unit and the luminescence measurement unit is always constant for any measurement well in any cartridge, the operation at the time of measurement is simple, and there is no need to move the chemiluminescence measurement unit, resulting in a decrease in measurement accuracy. Without space With Kuta improvement in is achieved, the structure of the chemiluminescent measurement unit can be simplified.
[0051]
In the cartridge, since the bottom of the well is pointed, the capture efficiency of the magnetic fine particles is improved. In addition, since the shape and size of the wells are set so that the height of the liquid level when containing the liquid is the same in any well, the thickness of the air layer is constant, A mechanism for detecting the position of the liquid level in the liquid crystal becomes unnecessary. In addition, a luminescent substrate injection unit for injecting a luminescent substrate, a chemiluminescence measurement unit for measuring chemiluminescence generated in the measurement well, and an arithmetic control unit for controlling each part of the apparatus and processing signals from the chemiluminescence measurement unit Therefore, it is possible to automatically measure an immune reaction including injection of a luminescent substrate.
[0052]
Therefore, according to the present invention, a chemiluminescent enzyme immunoassay device that can process a large amount of specimens in a short time and can perform a highly sensitive measurement is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a chemiluminescent enzyme immunoassay device according to the present invention, with a transparent upper case.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a main part of the measuring apparatus.
FIG. 3 is a diagram showing a planar configuration of the measuring apparatus.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a dispenser unit and a turntable.
FIG. 5 is a plan view showing a state where a cartridge is provided on the stage of the turntable.
FIG. 6 is a plan view schematically showing an arrangement state of cartridges and an arrangement state of dispensers in one stage of the turntable.
FIG. 7 is a perspective view schematically showing a configuration of a luminescent substrate injection unit and a chemiluminescence measurement unit.
8A and 8B are diagrams showing an example of a cartridge, where FIG. 8A is a plan view and FIG. 8B is a longitudinal sectional view.
FIG. 9 is a view for explaining the operation of the dispenser unit with respect to the cartridge.
FIG. 10 is a diagram schematically showing a processing flow in enzyme immunoassay of the one-step sandwich method.
FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the chip on the cartridge in the enzyme immunoassay.
FIG. 12 is a diagram schematically showing a processing flow in enzyme immunoassay of a two-step sandwich method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Cartridge, 15a-15k ... Well, 18 ... Turntable, 27 ... Stage, 32 ... Dispenser unit, 43 ... Dispenser, 62 ... Luminescent substrate injection part, 67 ... Chemiluminescence measuring part, 72 ... Magnetic fine particle, 73 ... Reagent 74 ... cleaning liquid, 75 ... specimen.

Claims

In a chemiluminescent enzyme immunoassay device using magnetic microparticles with solid surfaces of antigen or antibody on the surface, a plurality of stages having an incubation function are formed on the top surface of a circular turntable in plan view. A plurality of cartridges in which a plurality of wells for containing a reagent and a washing solution necessary for an immune reaction are contained and a plurality of wells for performing a predetermined immune reaction are detachable, and an outer end face of each cartridge is the turn The magnetic fine particle adsorbing and holding function is provided so as to correspond to each of a plurality of cartridges set on one stage while being arranged on an arc having a curvature radius equal to the curvature radius of the outer periphery of the table. A dispenser unit including a plurality of dispensers having a dispenser is installed from the rotation center side of the turntable. A chemistry characterized in that it is linearly movable between the front side and the plurality of dispensers are arranged so as to be arranged on an arc having a radius of curvature equal to the radius of curvature of the outer periphery of the turntable. Luminescent enzyme immunoassay device.

2. The cartridge according to claim 1, wherein bottoms of the plurality of wells are pointed, and the shape and size of the cartridge are set so that the height of the liquid surface when the liquid is accommodated is the same in any well. The chemiluminescent enzyme immunoassay device described.

A luminescent substrate injection part for injecting a luminescent substrate into a liquid after immune reaction provided in the measurement well of the cartridge provided around the turntable, a chemiluminescence measurement part for measuring chemiluminescence generated in the measurement well, and each part of the apparatus The chemiluminescent enzyme immunoassay device according to claim 1, further comprising: an arithmetic control unit that controls a signal from the chemiluminescence measurement unit while controlling the signal.