分析裝置的制造方法

分析裝置的制造方法
【專利摘要】一種自動分析裝置(10)設有：尖端架(11)，儲存移液管尖端；移液管(12)，樣本被注入到其中；搬運單元(13)，平移地搬運移液管(12)；試劑架(14)；反應單元(15)；檢測單元(16)；以及檢測模塊單元(17)。尖端架(11)儲存的移液管尖端具有對樣本進行直接光學檢測的平面結構。尖端架(11)在接納移液管尖端的孔中包括與移液管尖端的結構相對應的導向件。泵的驅動使得樣本經由安裝于移液管(12)的末端的移液管尖端而注入或排出移液管(12)。在檢測單元(16)中，借助移液管尖端執行測量，移液管尖端被設置為使得接收光的平面垂直于光軸。
【專利說明】
分析裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種分析裝置，且涉及一種例如用于檢測前列腺特異性抗原等樣本的自動分析裝置。
【背景技術】
[0002]在現有的自動分析裝置中，從樣本容器吸取樣本，并將該樣本導入至板(plate)上的井(well)或測量池(cell)，通過熒光或光譜進行測量，從而探測樣本的濃度。在這些自動分析裝置中，要求增加測量的靈敏度。
[0003]在要求高靈敏度檢測的分析的技術領域之一是測量血液中的前列腺特異性抗原(PSA:prostate specific antigen)的濃度。該血液中的前列腺特異性抗原的濃度測量，給前列腺癌的診斷帶來了希望，在專利文獻I中記載了測量的一個例子。
[0004]專利文獻I中，在將8A6單克隆抗體固定于磁珠之后，將磁珠注入于板的每個井。然后，根據夾心ELISA法的程序進行阻斷，并添加作為一級抗體的HYB4單克隆抗體，之后將獲得的溶液混合到分析物中。之后，添加熒光色素標記抗體并在室溫下放置，然后將板設定在流式細胞儀以檢測熒光。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:國際公開2014-057983號
[0008]專利文獻2:日本特開平2-13857號公報
[0009]專利文獻3:特表2009-516188號公報

【發明內容】

[0010]所要解決的技術問題
[0011]在通過將試劑和分析物注入到包括井的板而進行熒光分析時(如在專利文獻I中)，會丟棄使用后的板，這會增加廢棄物的量。另外，當用移液管將樣本轉移至井時，能用于測量的樣本的量減少。此外，當測量井內的樣本所發出的熒光時，殘留在相鄰井的其他樣本的熒光可能形成噪聲(noise)。另外，即使在進行測量后去除相鄰井的樣本，這些樣本也無法被完全清潔。殘留在井中的樣本可能會發出余輝，這會產生噪聲。
[0012]作為用于解決上述問題的方法，專利文獻2和專利文獻3中公開了在樣本被保持在移液管或者移液管尖端(pipette chip)內時進行測量。
[0013]但是，在測量移液管或者移液管尖端內的樣本時，由于移液管尖端的橫截面形狀為圓形，入射光和出射光被移液管尖端的曲面折射之后而形成雜散光，這在執行測量時會引起噪聲。尤其是在檢測前列腺特異性抗原時，期望以少量的樣本進行高靈敏度測量。由雜散光產生的噪聲成為高靈敏度測量的障礙。
[0014]本發明的目的在于，提供一種通過減少由雜散光產生的噪聲來實現高靈敏度測量的自動分析裝置。本發明的目的尤其在于提供一種檢測前列腺特異性抗原的自動分析裝置，在該自動分析裝置中，通過減少由雜散光和其他樣本產生的噪聲來實現高靈敏度測量。
[0015]解決技術問題的技術方案
[0016]根據本發明的自動分析裝置的特征在于，其包括:移液管尖端架(pipettechiprack)，具有至少一個平面，并且能夠保持一個或多個移液管尖端，每個移液管尖端包括可穿透光的測量池部;移液管，上面安裝有移液管尖端并用于吸入、排出樣本;搬運裝置，用于搬運上面已經安裝有移液管尖端的移液管;測量單元，包括其中容納移液管尖端的開口，并用于測量移液管尖端內的樣本所發出的光，其中:移液管尖端架包括將移液管尖端的一個平面沿水平面的特定方向定向的導向件(guide)，在設置在移液管尖端架中的移液管尖端安裝在移液管上之后，搬運裝置將所述移液管尖端搬運至所述測量單元的內部，且將移液管尖端設置為使得移液管尖端的所述平面與測量單元的光軸正交，并且測量單元測量從移液管尖端內的樣本發出的光、或者已經穿透樣本的光。
[0017]根據以上結構，執行測量時入射光和出射光由于曲面而很少變成雜散光，從而能夠減少噪聲，而且能夠進行高靈敏度測量。
[0018]根據本發明的自動分析裝置的特征在于，所述移液管尖端架包括導向件，該導向件將移液管尖端的一個平面沿與測量單元的光軸垂直的方向定向，并且搬運裝置將配置于移液管尖端架的移液管尖端安裝于所述移液管，然后將所述移液管尖端以平移方式搬運至測量單元內。
[0019]根據以上結構，不需要提供額外的結構以及不需要執行額外的操作來調整移液管尖端相對于光軸的方向。即，能夠實現自動分析裝置的部件數量及其工序數量的減少、消耗的移液管尖端的數量的減少，并且實現高靈敏度測量。
[0020]根據本發明的自動分析裝置的特征在于，移液管尖端架在所述導向件的上部的上方漸縮(逐漸變細)。
[0021]根據以上結構，能夠保持移液管尖端，并且能夠將移液管尖端的測量池部的平面沿相對于水平面的預定方向定向。
[0022]根據本發明的自動分析裝置的特征在于，其包括遮光裝置，該遮光裝置在檢測單元的開口和移液管中具有嵌套結構，使得該遮光裝置對應于檢測單元的開口和移液管。
[0023]根據以上結構，遮光構件不與暗箱接觸而實現遮光，由此在從開口部插入移液管的空間中也能夠充分進行遮光，而無需高精度的加工。
[0024]根據本發明的自動分析裝置的特征在于，其包括用于控制搬運裝置和檢測單元的控制裝置，其中:該控制裝置使移液管在開口的位置進行上下移動，并將在多個高度下停止移液管的指示輸出到搬運裝置，并且所述控制裝置對于停止移液管的每個高度，區分檢測單元所受光的信號強度并進行輸出。
[0025]根據以上結構，在與反應板對應的多個位置進行測量的情況下，能夠減少由雜散光和外部光產生的噪聲，并且能夠進行高靈敏度的光測量。
[0026]根據本發明的自動分析裝置的特征在于，其包括用于向所述移液管輸送氣體的栗單元，所述移液管包括中空部，所述中空部將栗單元與移液管尖端連通，并且向移液管尖端供給氣體。
[0027]根據以上結構，能夠將樣本或試劑的吸取、由吸取和排出導致的攪拌、清潔、反應、檢測全部在移液管尖端內實現。
[0028]根據本發明的分析系統的特征在于，其包括:上述分析裝置;移液管尖端，其具有至少一個的平面且具有可穿透光的測量池部，其中:搬運裝置將配置于移液管尖端架中的移液管尖端安裝于移液管，將移液管尖端搬運至測量單元內，并將移液管尖端布置為使得移液管尖端的平面變成與所述測量單元的光軸正交，所述測量單元測量所述移液管尖端內的樣本所發出的光。
[0029]根據以上結構，測量時入射光和出射光由于曲面而很少變成雜散光，由此能夠減少噪聲，而且能夠進行高靈敏度測量。
[0030]根據本發明的分析系統的特征在于，分析裝置包括具有一個或多個井的試劑架，每個井用于容納試劑，移液管尖端在尖端內具有反應板，并且移液管將井中具有的試劑吸取至移液管尖端內，并且使反應板和試劑反應。
[0031]根據本發明的分析系統的特征在于，分析裝置包括具有一個或多個井的試劑架，每個井用于容納試劑，移液管尖端在尖端內具有反應板，反應板的前表面具有試劑，并且移液管將容納于井中的試劑吸取至移液管尖端內，并使反應板中具有的試劑和已經被吸取的試劑進行反應。
[0032]根據以上結構，由于這種吸取和排出，能夠在移液管尖端內實現樣本或試劑的吸取、攪拌、清潔、反應、檢測等全部內容。
[0033]根據本發明的分析系統的特征在于，試劑架在每個井中保持有抗體和熒光標記物，所述抗體對末端唾液酸基在α2，3的位置與半乳糖結合的前列腺特異性抗原進行特異性反應，所述反應板用于固定抗體，所述抗體對已游離的前列腺特異性抗原進行特異性反應，各抗體和熒光標記物通過夾心ELISA法來對樣本中的前列腺特異性抗原進行反應而形成復合體，測量單元測量復合體所發出的熒光。
[0034]根據以上結構，能夠以高靈敏度檢測前列腺特異性抗原。
[0035]根據本發明的分析系統的特征在于，所述反應板包括對不同的試劑進行固定的多個分區(sect1n)。
[0036]根據以上結構，本發明能夠處理多個分析項目。
[0037]根據本發明的分析系統的特征在于，所述分區中的一個分區對試劑不進行固定。
[0038]根據以上結構，本發明能夠進行空白(blank)測量。另外，根據以上結構，能夠在以后進行改性(modificat1n)。
[0039]根據本發明的分析系統，上述自動分析裝置的操作方法的特征在于，該操作方法包括以下工序:借助搬運裝置使移液管移動至配置于移液管尖端架的移液管尖端的正上方的位置;借助搬運裝置使移液管進行上下移動，從而使得移液管尖端安裝在移液管上;借助移液管將樣本吸取至移液管尖端內；借助搬運裝置將移液管尖端搬運至檢測單元的內部，以將移液管尖端設置為使得移液管尖端的平面與測量單元的光軸正交;借助檢測單元測量移液管尖端內的樣本所發出的光。
[0040]根據以上結構，在進行測量時，入射光和出射光很少由于彎曲表面變成雜散光，由此能夠減少噪聲，而且能夠進行高靈敏度測量。
[0041 ]發明效果
[0042]根據本發明的自動分析裝置，測量以具有光所照射到的平面的移液管尖端垂直于測量的光軸的角度進行，因此能夠減少移液管尖端的消耗量，并且能夠實現高靈敏度測量。
【附圖說明】
[0043]圖1是根據第一實施例的自動分析裝置的平面圖；
[0044]圖2是根據第一實施例的自動分析裝置的主視圖；
[0045]圖3是示出根據第一實施例的檢測模塊單元的細節的視圖；
[0046]圖4是根據第一實施例的移液管尖端的立體圖；
[0047]圖5是根據第一實施例的移液管尖端的主視圖；
[0048]圖6是根據第一實施例的移液管尖端的剖視圖；
[0049]圖7是根據第一實施例的移液管尖端架的主視圖；
[0050]圖8是根據第一實施例的移液管尖端架的平面圖；
[0051 ]圖9是根據第一實施例的移液管尖端架的立體圖；
[0052]圖10是示出與根據第一實施例的自動分析裝置的遮光相關的結構的視圖；
[0053]圖11是示出根據第一實施例的自動分析裝置的移液管側遮光部和暗箱側遮光部的嵌套結構的橫截面的示意圖；以及
[0054]圖12是示出根據第一實施例的分析系統的栗單元的示意圖。
【具體實施方式】
[0055]第一實施例
[0056]以下，參照【附圖說明】本發明的實施例。
[0057]圖1是根據第一實施例的自動分析裝置的平面圖。圖1是示出在通常的使用狀態下將該自動分析裝置載置于試驗臺等的狀態的俯視圖。即，與圖1的紙面垂直的方向對應于使用狀態下的上下方向。
[0058]圖2是根據第一實施例的自動分析裝置的主視圖。圖2是示出在通常的使用狀態下將該自動分析裝置載置于試驗臺等的狀態的主視圖。即，圖2的紙面中的上下方向對應于使用狀態下的上下方向。
[0059]自動分析裝置10包括:用于儲存移液管尖端的尖端架(管尖架)11;用于將樣本注入其中的移液管12;平移搬運移液管12的搬運單元13;試劑架14;反應單元15;檢測單元16;檢測模塊單元17;廢物瓶18;尖端廢棄箱19。
[0060]為了對樣本進行直接光檢測，尖端架11中儲存的移液管尖端具有平面構造。因此，尖端架11包括導向件，上述導向件對應于容納各自的移液管尖端的井中的移液管尖端的結構。尖端架11包括一個或多個具有各自的導向件的井。在尖端架11具有多個井的情況下，所述井直線排列且各個井的導向件可以相結合，并且搬運單元13的開始位置優選地設置在設有井的線的延長線上。另外，這些井可設置在多條線上。由井接納移液管尖端的結構以及尖端架11的細節將在以下進行描述。
[0061]移液管12具有中空且漸縮的結構。移液管12的末端安裝有移液管尖端，而另一端包括連接到內部栗或外部栗單元的內管。并且末端中的中空部與內部栗或者內管連通。移液管12通過栗的驅動裝置、經由安裝于末端的移液管尖端吸入或排出樣本。
[0062I 搬運單元13包括用于保持移液管12，且以前后、左右、上下的三軸使移液管12平移的搬運機構。搬運單元13包括控制單元，該控制單元控制例如步進電機(stepping motor)或脈沖電機(pulse motor)等的驅動裝置、如滑輪或傳輸帶等的轉移裝置、用于保持移液管12的保持裝置、以及驅動裝置。另外，搬運單元13能夠實現為能保持移液管12的機械臂進行驅動和控制的機構。
[0063 ]試劑架14具有多個井。在各井內放入樣品、試劑。
[0064]反應單元15包括:井，其用于接收安裝于移液管12的移液管尖端;溫度調整機構，其用于將分析物和樣本的溫度調整到反應所需的溫度，并且將分析物和樣本保持在恒定的反應溫度的同時進行反應。溫度調整機構例如包括:加熱器或者帕爾帖(Peltier)元件;溫度傳感器；以及控制單元，其根據由溫度傳感器檢測到的溫度而控制加熱器，使得移液管尖端具有預定溫度。
[0065]檢測單元16具有這樣的結構，其中其將移液管12容納在其中，且提供不存在由外部光產生的噪聲的環境。即，檢測單元16具有暗箱和用于將安裝于移液管12的移液管尖端接納到暗箱的開口。
[0066]檢測模塊單元17具有用于檢測從移液管尖端內的樣本發出的光的結構。具體地，檢測模塊單元17將具有預定波長的光照射到移液管尖端內的樣本，并檢測樣本所發出的熒光。
[0067]廢物瓶18是用于接收測量后的樣本和未進行反應的試劑的瓶子。尖端廢棄箱19是用于容納從移液管12卸下的測量后的移液管尖端的箱子。
[0068]接下來，說明根據第一實施例的自動分析裝置10的特征之一的、尖端架11和檢測單元16的方向之間的關系。自動分析裝置10用于移液管尖端，移液管尖端具有接收從發光部發出的光的平表面，并且移液管尖端具有這樣的結構，其中在第一階段中設置的尖端架11中的水平表面上的移液管尖端的方向與進行測量時在最后階段中設置的水平表面上的移液管尖端的方向彼此平行。在以下說明中，將描述芯片架11的具體構造。
[0069]尖端架11包括具有平面形狀的導向件以容納具有平面形狀的移液管尖端。更具體地，在尖端架11的導向件中，內周表面的一部分或全部經由設置在尖端架11中的一些間隙鄰接移液管尖端的平面外表面。
[0070]因此，尖端架11的導向件作為調節圍繞放置在尖端架11上的移液管尖端的豎直軸線的旋轉的導向件起作用。即，移液管尖端以這樣的狀態設置在尖端架11的導向件中:其中尖端架11的平面形狀面向移液管尖端的平面形狀，由此移液管尖端以其在尖端架11中的水平表面上的方向沿特定方向定向的方式設置。
[0071]另一方面，在檢測單元16中，移液管尖端通過將接收光的表面設置成垂直于光軸來進行測量。
[0072]并且，在根據第一實施例的自動分析裝置10中，尖端架11以其平面與上述光軸垂直的位置關系設置。即，處于容納在尖端架11內的狀態的移液管尖端的平面方向與處于容納在用于測量的檢測模塊單元內的狀態的移液管尖端的平面方向在水平面的方向上彼此平行。
[0073]結果，搬運單元13無需具有用于旋轉移液管12和移液管尖端的機構，并且僅僅通過以三個軸平移移液管12的搬運機構就能夠使移液管尖端的受光的平面與光軸垂直。另夕卜，搬運單元13和檢測單元16無需包括將移液管尖端的方向調整為使得移液管尖端的平面變得垂直于光軸的機構。
[0074]通過采用以上配置關系，也不需要提供額外的結構和執行額外的操作來調整移液管尖端相對于光軸的方向。即，能夠將自動分析裝置的部件數量的減少和工序數量的減少、移液管尖端的消耗數量的減少、高靈敏度測量全部實現。
[0075]導向件可不具有平面形狀，只要具有將移液管尖端的平面形狀沿特定方向定向的功能。導向件例如可以包括:保持部，由對應于移液管尖端平面的三個或更多的支點形成；保持構件，由保持來自平面的后表面側的移液管尖端的一個或更多支點形成。另外，支撐點中的一些可由筆直或彎曲的保持構件替代。
[0076]另外，上述說明中的光軸在使用半反射鏡(halfmirror)來折射光的情況下，對應于半反射鏡與移液管尖端之間的光軸。參考圖3將說明使用了半反射鏡的檢測機構。
[0077]圖3是示出第一實施例的檢測模塊單元的細節的視圖。
[0078]在圖3中，檢測模塊單元17在暗箱17a內包括有發光部17b、半反射鏡17c、檢測器17d。并且，檢測模塊單元17使檢測單元16與暗室形成為一體。多個暗箱連接在一起，并且通井17e設置在暗箱的光路中。即，從發光部17b發出的光經由半反射鏡17c和貫通井17e而照射在由檢測單元16接納的移液管尖端。然后，移液管尖端所發出的熒光經由貫通井17e和半反射鏡17c到達至檢測器17d。
[0079]如以上所述，當用半反射鏡來使光折射、且用檢測器測量折射后的光的情況下，使移液管尖端的平面垂直于移液管尖端與半反射鏡之間的光軸。
[0080]另外，移液管可以包括旋轉裝置(如步進電機或脈沖電機)以在水平面上旋轉移液管尖端的方向。在該情況下，無論尖端架11將移液管尖端沿水平面上的哪個方向定向，都能夠進行測量。可執行這樣的控制，以引起控制裝置事先儲存水平面方向與光軸的角度(移液管尖端在尖端架11中被定向在該水平面內)，并且引起旋轉裝置旋轉移液管尖端，使得移液管尖端的表面達到垂直于光軸的角度。
[0081]接下來，將描述移液管尖端的側面的構造。圖4-圖6是根據第一實施例的移液管尖端的視圖。圖4為立體圖，圖5為主視圖，圖6為沿圖5的線V1-VI截取的剖視圖。
[0082]移液管尖端20包括將樣本或試劑的吸取、由吸取和排出導致的攪拌、清潔、反應、和檢測等全部在移液管尖端20內進行的多合一結構。另外，移液管尖端20由透明樹脂構成，從而在光到達移液管尖端20的內部之前抑制光的衰減。
[0083]S卩，在移液管尖端20的上端包括柱狀的開口部21，所述開口部21對應于移液管12的末端;在移液管尖端20的中央包括長方體或柱狀的測量池部22，所述測量池部22的外表面和內表面具有一個或多個平面;在移液管尖端20的下端包括圓柱形的、逐漸變細(漸縮)的噴嘴部23，所述噴嘴部23用于進行樣本和試劑的吸取或排出。并且，開口部21、測量池部22、以及噴嘴部23的內部空間連通。
[0084]另外，在測量池部22內具有一對溝槽26，以將長方體形狀的反應板24設置并固定在這對溝槽26內部。測量池部22的平面25和這對溝槽26形成為使得它們彼此平行，且各溝槽26與平面25之間的距離相等。即，在將溝槽26作為導向件而固定了反應板24的狀態下，反應板24的平面27和測量池部22的平面25形成彼此平行的關系。結果，由于垂直照射到測量池部22的平面25上的光垂直照射在反應板24的平面27上，光和反應板24之間形成為對測量最佳的角度。測量池部22的平面25優選為規則的平坦面，以防止用于測量的光發生漫反射。
[0085]反應板24的前表面可被如抗體的試劑改性，或者可不被改性。反應板(其前表面還未被改性)可通過將試劑吸入到移液管尖端20的測量池部20中而在之后被改性。
[0086]接下來，將描述對應于移液管尖端的尖端架的結構。
[0087]圖7-圖9是根據第一實施例的移液管尖端架的視圖。圖7為主視圖，圖8為左側視圖，圖9為立體圖。如圖7所示，尖端架11包括上部結構31和下部結構32。
[0088]上部結構31具有一個或多個用于接納移液管尖端20的井33。井33的內表面具有與移液管尖端20的測量池部22的平面相對應的形狀，即平面結構。在移液管尖端20具有兩個平行的平面的情況下，例如，井33具有兩個彼此平行的平面33a、33b，并且兩個平面之間的距離形成為等于在移液管尖端20的平面之間的厚度與移液管尖端20可沿其滑動的縫隙之和。
[0089]另外，井33在其上部具有漸縮部34，并且井33的上部面積較大。無論移液管尖端20沿何種方向插入，由于移液管20因其插入時施加的力而從漸縮部34的斜面34a朝向平面33a經過并且因重力而向下移動，因此移液管尖端20的方向均沿一個方向被定向。
[0090]S卩，在移液管尖端20的平面25為與上部結構31的平面33a不同的方向的情況下，重力等引起的向下的力作用于漸縮部34的斜面34a。當向下的力(作為移液管尖端20借助其向該斜面下方行進的力以及垂直于漸縮部的斜面的力的分量)作用在斜面34a上時，垂直于漸縮部的斜面的力與斜面的反作用力相平衡，只有移液管尖端20借助其向該斜面下方行進的力作用于移液管尖端20。
[0091]結果，在移液管尖端20中，測量池部22的平面25沿著上部結構31的平面33a，以與水平面上的上部結構31的平面33a相同的方向布置。
[0092]下部結構32具有井35，所述井35在上部結構31與下部結構32重疊時對應于井33。井35具有等于或大于移液管尖端20的噴嘴部23的橫截面的形狀，并且具有小于移液管尖端20的測量池部22的橫截面的形狀。即，下部結構32具有作為止動件的功能，所述下部結構32用于在測量池部22和噴嘴部23之間的邊界處阻止從上部結構31的井33插入的移液管尖端20下降。
[0093]根據以上結構，尖端架11能夠保持移液管尖端20，且能夠將移液管尖端20的測量池部22的平面沿水平面的特定方向定向。
[0094]只要尖端架的井和移液管尖端的外表面具有形成為平面的一個表面，其他表面就可以形成為各種各樣的形狀。除了平面之外，上述其他表面例如可以具有曲面，使得這些平面具有半圓柱形，或者多角柱形，或者平面與曲面結合的柱形。另外，移液管尖端的內表面的形狀不限于以上描述的形狀(只要面向平面的部分是平面且與外表面的平面平行)，并且可以是多面體、曲面體、或者平面與曲面的復合。
[0095]接下來，將描述利用自動分析裝置10來測量與前列腺癌相關的特異性抗原的示例。
[0096]試劑架14的各井中包含樣品(血清)、阻斷溶液(block solut1n，阻擋溶液)、抗體試劑、和熒光試劑。另一方面，在移液管尖端20內的反應板24的表面固定有抗體。在自動分析裝置10用于前列腺癌的診斷的情況下，固定有抗游離PSA特異性單克隆抗體。抗游離PSA特異性單克隆抗體是不與從克隆2E2獲得的復合PSA進行反應的抗游離PSA抗體。具體的抗體包括由Funakoshi有限公司制造的8A6單克隆抗體。
[0097]首先，移液管12移動至尖端架11的正上方的位置，然后向下方移動，由此將移液管尖端20安裝于移液管12的末端。
[0098]接著，在移液管12上升之后，其移動到試劑架14的正上方。然后，移液管12下降至試劑架14的井內的移液管尖端20所處的高度，并通過栗的驅動進行吸取、反應、排出以及清潔。該吸取、反應、排出以及清潔的操作分別在樣品(血清)、阻斷溶液、抗體試劑、和熒光試劑中執行。
[0099]首先，移液管12吸取阻斷溶液。由于該阻斷溶液，反應板24的前表面被阻斷。
[0100]接下來，移液管12排出阻斷溶液，并吸取樣品。移液管尖端20的測量池部22填充有樣品。之后，通過在4°C下放置5分鐘至I個小時，固定于反應板24的抗體與包含在樣品內的游離PSA進行反應。
[0101]接著，移液管12排出樣品，并吸取抗體試劑。在自動分析裝置10用于診斷前列腺癌的情況下，適合使用抗α2，3連接的糖鏈抗體，即特異性地識別末端唾液酸殘基通過α(2，3)連接與半乳糖結合的糖鏈的單克隆抗體。具體的抗體包括由Wako Pure ChemicalIndustries有限公司制造的HYB4單克隆抗體。并且，通過在4°C下放置5分鐘至I個小時，在反應板24上形成抗游離PSA抗體-游離PSA-抗α2，3連接的糖鏈抗體的復合體。
[0102]接下來，移液管12排出抗體試劑，并吸取熒光試劑。具體的熒光試劑包括熒光色素標記抗小鼠IgG3抗體。通過在室溫下放置5分鐘至45分鐘，在反應板24上形成抗游離PSA抗體-游離PSA-抗α2，3連接的糖鏈抗體-熒光試劑的復合體。
[0103]在形成復合體之后，移液管12將移液管尖端20移動至檢測單元16的位置，并使移液管尖端20下降到開口 40a的位置。然后，檢測模塊單元17檢測從移液管尖端20的測量池部22發出的熒光。
[0104]在檢測熒光之后，移液管12通過上升和平移而移動至廢物瓶18的正上方，排出熒光試劑，并將熒光試劑丟棄到廢物瓶18內。
[0105]最后，移液管12移動至尖端廢棄箱19，通過尖端廢棄箱19的拆卸機構來拆卸移液管尖端20，并將移液管尖端20丟棄在尖端廢棄箱19內。
[0106]根據以上操作，自動分析裝置10能夠以高靈敏度檢測前列腺特異性抗原。
[0107]雖然在診斷前列腺癌的領域中，要求以大約10-100pg/mL檢測前列腺特異性抗原，但是在第一實施例中，提供了與具有受光平面的移液管尖端相對應的自動分析裝置。因此，與在將樣品導入至具有圓形橫截面的典型移液管尖端內的狀態下進行測量的情況相比，在測量熒光等時，入射光和出射光很少由于曲面而變成雜散光，由此能夠減少噪聲，而且能夠進行高靈敏度測量。
[0108]為了實現高靈敏度的測量，不僅減少雜散光是重要的，減少由外部光導致的噪聲也是重要的。尤其，移液管尖端插入其中的暗箱的開口部分需要具有遮光的結構。
[0109]接下來，將描述接納移液管尖端的開口部分中的遮光，該移液管尖端設置在根據第一實施例的自動分析裝置的檢測單元16中。
[0110]圖10是示出與根據第一實施例的自動分析裝置的遮光相關的構造的視圖。具體地，圖10是在移液管尖端容納于檢測單元16內的狀態下，用于描述檢測單元16和移液管12的組合的視圖。
[0111]如圖10所示，檢測單元16包括:暗箱40;開口40a，其接納安裝在暗箱40中的移液管12上的移液管尖端；以及圓柱形的暗箱側遮光部42，其位于開口40a的正上方的位置。
[0112]移液管12包括圓柱形的移液管側遮光部41，移液管側遮光部41的一端被蓋體封閉，移液管12的移液管側遮光部41和檢測單元16的遮光部42是具有不同直徑的筒，并且在檢測單元16的開口 40a容納移液管尖端時，這些筒彼此形成互相嵌套的形狀。為了用嵌套結構來闡明遮光的構造，圖10中并未示出安裝于移液管12的末端上的移液管尖端，在實際測量中，移液管末端安裝到移液管12的末端。
[0113]也就是說，檢測單元16和移液管12彼此形成為一體，光無法從外部進入。另外，例如通過將暗箱40、移液管側遮光部41以及遮光部42的表面染成黑色，使得它們能夠吸收引起噪聲的光。
[0114]移液管12包括移液管側遮光部41，檢測單元16包括暗箱側遮光部42。檢測單元16由暗箱40構成，并包括用于谷納移液官尖2而20的開口 40a。因此，開口 40a的內徑比移液官尖端20的末端附近的部分的外徑更大，它們之間具有微小的間隙。暗箱側遮光部42設置在與開口 40a相對應的位置。
[0115]暗箱側遮光部42包括與開口40a相同的開口，并且筒狀的內徑部42b和筒狀的外徑部42c彼此具有不同的直徑。移液管側遮光部41呈一端被封閉的筒狀。
[0116]移液管側遮光部41和暗箱側遮光部42具有筒型部分互相嵌套的結構。圖11是表示移液管側遮光部和暗箱側遮光部的嵌套結構的橫截面的示意圖。也就是說，圖11示出了在移液管12與檢測單元16彼此形成一體、并且移液管側遮光部41和暗箱側遮光部42彼此重疊且彼此嵌套的狀態下，移液管側遮光部41和暗箱側遮光部42的橫截面。
[0117]開口40a、內徑部42b、移液管側遮光部41、以及外徑部42c的直徑依次增大。更具體地，內徑部42b的內徑大于移液管12的外徑，使得移液管12能夠放入內徑部42b。移液管側遮光部41的內徑大于內徑部42b的外徑且小于外徑部42c的內徑，使得移液管側遮光部41可設置在內徑部42b外周面和外徑部42c內周面之間。
[0118]另外，移液管側遮光部41、開口40a、內徑部42b、以及外徑部42c以具有相同中心的同心圓的方式布置。即，當移液管12下降并引起移液管尖端20插入檢測單元16的開口40a時，移液管側遮光部41和暗箱側遮光部42互相嵌套。
[0119]雖然通常光以直線前進，但是由于彼此呈嵌套結構的移液管側遮光部41和暗箱側遮光部42的存在，從暗箱40的外部到內部不存在有直線光路，因此光不能從外部進入到暗箱40的內部。另外，為了防止外部光通過移液管側遮光部41和暗箱側遮光部42之間的反射而進入到暗箱40，移液管側遮光部41和暗箱側遮光部42優選地具有吸收光的前表面。具體地，移液管側遮光部41和暗箱側遮光部42例如可由黑色材料形成，或者被涂成黑色。
[0120]雖然蓋體等用于在開口中遮光，但是為了防止外部光通過縫隙進入，需要使蓋體與暗箱之間的接觸部分的縫隙變窄。因此，在使用蓋體來進行遮光的情況下，需要高精度的機加工以形成該形狀。
[0121]另一方面，根據第一實施例的自動分析裝置10通過嵌套結構來實現遮光。因此，在暗箱與遮光構件不接觸的狀態下實現遮光，且無須高精度的機加工也能在從開口部插入移液管12的空間中充分地進行遮光。
[0122]另外，移液管側遮光部41和暗箱側遮光部42關于移液管12的上下移動方向具有較大的自由度。即，在存在移液管側遮光部41的移液管側遮光部與暗箱側遮光部42的內徑部和外徑部相對于水平面方向彼此重疊的部分的情況下，能夠在任何位置進行遮光。
[0123]因此，能夠在高度方向上的多個位置進行測量。
[0124]例如，待插入到移液管尖端20的反應板的前表面可沿連接開口部21與噴嘴部23的軸線的方向被分成多個分區，并在各個分區固定不同的抗體，從而處理多個分析項目。另夕卜，一個分區可以是進行空白測量的部分。
[0125]在通過將具有多個分區的反應板插入移液管尖端20來進行測量的情況下，自動分析裝置10將移液管12保持在預定高度而進行測量。在進行測量之后，自動分析裝置10改變移液管12的高度，使移液管12靜止，并進行測量。在以下處理中，在對應于每個分區的高度處，測量對應于分區的數量的次數。控制移液管12的高度、劃分根據高度測量的信號、以及輸出信號的處理是通過如(PU等控制設備來實現的。
[0126]如以上描述地，根據第一實施例的自動分析裝置，包括多個分區的反應板被包括在一個移液管尖端中。在與反應板相對應的多個位置進行測量的情況下，能夠減少由雜散光和外部光產生的噪聲，并能夠進行高靈敏度的光測量。
[0127]雖然嵌套結構在圖10和圖11中具有圓柱形，其也可以具有多邊形或者類似的形狀。
[0128]另一方面，在嵌套結構為圓柱形的情況下，本發明也可應用到移液管和移液管尖端旋轉的情況。
[0129]例如，本發明對兩個表面都進行測量。在這種情況下，反應板的兩個表面可進行不同的改性、或者僅對一個表面進行改性而另一表面形成空白等。
[0130]另外，測量單元和測量模塊單元可旋轉，而不旋轉移液管和移液管尖端。而且，兩個測量模塊單元可設置為，使得它們面向彼此以測量反應板的兩個表面。
[0131]另外，根據第一實施例的包括移液管尖端和自動分析裝置的分析系統是將樣本或試劑的吸取、由吸取和排出發生的攪拌、清潔、反應、檢測等全部合在一起的多合一系統。
[0132]將描述對應于該多合一系統的栗單元。
[0133]圖12是示出根據第一實施例的分析系統的栗單元的示意圖。
[0134]在圖12中，栗單元50包括:用于吸取樣本的吸取栗51;三通閥52、53;輸液栗54;氣罐55、56 ；洗滌液瓶57。
[0135]三通閥52是這樣的閥:其從移液管12連接到導管，切換吸取栗51和連接到輸送系統的三通閥53，并且將吸取栗51和三通閥53之一連接到移液管12。
[0136]三通閥53是這樣的閥:其切換輸送溶液的輸液栗54、輸送攪拌用氣體的氣罐55、以及用于輸送空氣的氣罐56，并且連接到輸液栗54、氣罐55和氣罐56中的一個。
[0137]輸液栗54是這樣的栗:其與洗滌液瓶57連接且將瓶內的洗滌液向移液管12輸出。
[0138]氣罐56是填充有攪拌用氣體的罐。如氮氣、氬氣等惰性氣體適合于作為攪拌用氣體使用。替代地，代替氣罐56，可使用PSA(Pressure Swing Adsorpt1n:變壓吸附)裝置來供給氮氣。
[0139]氣罐56是這樣的罐:其填充有合成空氣，其中氮氣和氧氣以與在空氣中幾乎相同的比例混合而成。與氣罐55相似，氣罐56也輸送攪拌用的合成空氣。代替氣罐56，可使用栗和過濾器來輸送攪拌用的大氣。實際上，氣罐55、56經由壓力調整閥、流量調整閥以適合于輸送的壓力和流量來輸送氣體。
[OMO]接下來，將描述栗單元50的操作。可以使用如定序器(sequencer，程序裝置)、單片機等控制設備來控制每個操作中的三通閥和栗。在該情況下，三通閥優選使用電動三通閥。
[0141]首先，在將樣本或試劑吸取到移液管尖端20內時，栗單元50切換三通閥52以將移液管12和吸取栗51連接，并操作吸取栗51，且將試劑架14內的樣本或試劑吸取到移液管尖端內。
[0142]接下來，在攪拌移液管尖端20內的樣本和試劑時，栗單元50將氣罐55或56經由三通閥52、53連接到移液管12。然后，在移液管尖端20配置在規定的井內的狀態下，使氣體流經移液管尖端20。
[0143]在樣本和試劑進行反應后，丟棄未進行反應的樣本。栗單元50操作輸液栗54，并將洗滌液瓶57內的洗滌液經由三通閥52和53輸送至移液管12。洗滌液將移液管尖端20內未反應的試劑推出到廢棄瓶18。
[0144]其后，在清潔移液管尖端20時，栗單元50進一步使洗滌液流動，從而清潔移液管尖端20內的測量池部22和反應板24，并沖洗掉未反應的試劑。沖洗掉的未反應的試劑和洗滌液被丟棄到廢棄瓶18。
[0145]重復進行這些試劑的吸取、攪拌、反應、清潔，從而形成測量所需的復合體。
[0146]然后，將移液管尖端20搬運到前述測量單元16內，并進行測量。
[0147]如以上描述的，根據第一實施例的分析系統包括與移液管連通的栗單元、執行液體或氣體的吸取和輸送的機構，由此能夠使樣本或試劑的吸取、由吸取和排出導致的攪拌、清潔、反應、檢測全部在移液管尖端內執行。此外，在圖11中，雖然將栗單元50設置在自動分析裝置10的外部，但是也可將栗單元50設置在自動分析裝置的內部。例如，將栗單元50設置在自動分析裝置的下部并在其中形成一體的形式是適宜采用的。
[0148]實施例2
[0149]接下來，將描述利用自動分析裝置10來測量與前列腺癌相關的特異性抗原的示例。
[0150]試劑架14的各井中包含樣品(血清)、阻斷溶液、抗體試劑、和熒光試劑。另一方面，在移液管尖端20內的反應板24的表面固定有抗體。在應用于診斷前列腺癌的情況下，固定抗游離PSA特異的單克隆抗體。抗游離PSA特異性單克隆抗體是不與從克隆2E2獲得的復合PSA進行反應的抗游離PSA抗體。具體的抗體包括Funakoshi有限公司制造的8A6單克隆抗體。
[0151]首先，移液管12移動至尖端架11的正上方的位置，然后向下方移動，由此將移液管尖端20安裝于移液管12的末端。
[0152]接下來，在移液管12上升之后，其移動到試劑架14的正上方。然后，移液管12下降至試劑架14的井內的移液管尖端20所處的高度，并通過栗的驅動進行吸取、反應、排出以及清潔。該吸取、反應、排出以及清潔的操作分別在樣品(血清)、阻斷溶液、抗體試劑、和熒光試劑中執行。
[0153]首先，移液管12吸取阻斷溶液。由于阻斷溶液，反應板24的前表面被阻斷。
[0154]接下來，移液管12排出阻斷溶液，并吸取樣品。移液管尖端20的測量池部22被填充有樣本。之后，通過在4°C下放置5分鐘至I個小時，固定于反應板24的抗體與包含在樣品內的游離PSA進行反應。
[0155]接下來，移液管12排出樣品，并吸取抗體試劑。在自動分析裝置10應用于診斷前列腺癌的情況下，適合使用抗α2，3連接的糖鏈抗體，即特異性地識別末端唾液酸殘基通過α(2,3)連接與半乳糖結合的糖鏈的單克隆抗體。具體的抗體包括由Wako Pure ChemicalIndustriesyouxian有限公司生產的HYB4單克隆抗體。并且，通過在4 °C下放置5分鐘至I個小時，在反應板24上形成抗游離PSA抗體-游離PSA-抗α2，3連接的糖鏈抗體的復合體。
[0156]接下來，移液管12排出抗體試劑，并吸取熒光試劑。具體的熒光試劑包括熒光色素標記的抗小鼠IgG3抗體。通過保持在室溫下5分鐘至45分鐘，在反應板24上形成抗游離PSA抗體-游離PSA-抗α2，3連接的糖鏈抗體-熒光試劑的復合體。
[0157]在形成復合體之后，移液管12將移液管尖端20移動至檢測單元16的位置，并下降到開口 40a的位置。然后，檢測模塊單元17檢測從移液管尖端20的測量池部22發出的熒光。
[0158]在檢測熒光之后，移液管12通過上升和平移來移動至廢物瓶18的正上方，排出熒光試劑，并將熒光試劑丟棄在廢物瓶18內。
[0159]最后，移液管12移動至尖端廢棄箱19，通過尖端廢棄箱19的拆卸機構來拆卸移液管尖端20，并將移液管尖端20丟棄在尖端廢棄箱19內。
[0160]根據以上操作，自動分析裝置10能夠檢測前列腺特異性抗原。
[0161]應注意到，本發明并不限于上述實施例，在不脫離主旨的范圍內可以進行適當的變更。例如，也可以考慮通過將移液管形成為八通道移液管等的多通道移液管來提高吞吐量(throughput)。
[0162]附圖標記說明
[0163]10自動分析裝置
[0164]11尖端架
[0165]12移液管
[0166]13搬運單元
[0167]14試劑架
[0168]15反應單元
[0169]16檢測單元
[0170]17檢測模塊單元
[0171]17a暗箱
[0172]20移液管尖端
[0173]22測量池部
[0174]24反應板
[0175]31上部結構
[0176]32下部結構
[0177]34漸縮部
[0178]40暗箱
[0179]41移液管側遮光部
[0180]42暗箱側遮光部
[0181]42b內徑部
[0182]42c外徑部
【主權項】
1.一種自動分析裝置，其包括: 移液管尖端架，具有至少一個平面并且能保持一個或多個移液管尖端，所述移液管尖端的每一個包括能穿透光的測量池部； 移液管，其上安裝有所述移液管尖端，所述移液管吸入和排出樣本； 搬運裝置，用于搬運其上已安裝有所述移液管尖端的所述移液管； 測量單元，包括其中接納所述移液管尖端的開口，并測量從所述移液管尖端內的樣本所發出的光;其中: 所述移液管尖端架包括將所述移液管尖端的一個平面沿一水平面的一特定方向定向的導向件， 在配置于所述移液管尖端架中的所述移液管尖端被安裝在所述移液管上之后，所述搬運裝置將所述移液管尖端搬運至所述測量單元的內部，且將所述移液管尖端配置成使得所述移液管尖端的所述平面與所述測量單元的光軸正交，以及 所述測量單元測量從所述移液管尖端內的樣本發出的光、或者測量已經穿透所述樣本的光。2.根據權利要求1所述的自動分析裝置，其中: 所述移液管尖端架包括的所述導向件將所述移液管尖端的一個平面沿與所述測量單元的光軸垂直的方向定向，以及 所述搬運裝置將配置于所述移液管尖端架中的移液管尖端安裝于所述移液管上，然后將所述移液管尖端平移地搬運至所述測量單元內。3.根據權利要求1或2所述的自動分析裝置，其中所述移液管尖端架在所述導向件的上部的上方漸縮。4.根據權利要求1至3中任一項所述的自動分析裝置，包括遮光裝置，其在所述檢測單元的所述移液管和所述開口中具有嵌套結構，使得所述遮光裝置對應于所述探測單元的所述移液管和所述開口。5.根據權利要求1至4中任一項所述的自動分析裝置，包括控制裝置，用于控制所述搬運裝置和所述檢測單元，其中: 所述控制裝置使所述移液管在所述開口的位置沿上下方向移動，并且輸出指示以在所述搬運裝置的多個高度處停止所述移液管， 所述控制裝置對于停止所述移液管的每個高度，區分所述檢測單元接收的信號強度，并輸出信號。6.根據權利要求1至5中任一項所述的自動分析裝置，包括栗單元，其向所述移液管輸送氣體， 其中所述移液管包括中空部，所述中空部將所述栗單元與所述移液管尖端連通，并且將所述氣體供應到所述移液管尖端。7.—種分析系統，包括根據權利要求1至6中任一項所述的分析裝置、以及移液管尖端，所述移液管尖端具有至少一個平面和能穿透光的測量池部，其中: 所述搬運裝置將配置于所述移液管尖端架的所述移液管尖端安裝于所述移液管上，將所述移液管尖端搬運至所述測量單元內，并將所述移液管尖端配置成使得所述移液管尖端的所述平面與所述測量單元的光軸正交，并且 所述測量單元測量從所述移液管尖端內的樣本發出的光。8.根據權利要求7所述的分析系統，其中: 所述分析裝置包括試劑架，所述試劑架具有一個或多個井，每個所述井包含一試劑， 所述移液管尖端在尖端內包括反應板，并且 所述移液管將所述井內包括的試劑吸取至所述移液管尖端內，并引起所述反應板與所述試劑進行反應。9.根據權利要求7或8所述的分析系統，其中: 所述分析裝置包括試劑架，所述試劑架包括一個或多個井，每個所述井包含一試劑， 所述移液管尖端在尖端內包括反應板，所述反應板的前表面包括試劑，并且所述移液管將所述井中包括的試劑吸取至所述移液管尖端內，并且引起所述反應板中包括的試劑與已經被吸取的試劑進行反應。10.根據權利要求7至9中任一項所述的分析系統，其中: 所述試劑架在每個井中保持抗體和熒光標記物，所述抗體和熒光標記物對末端唾液酸基在α2，3的位置與半乳糖結合的前列腺特異性抗原進行特異性反應， 所述反應板固定對游離的前列腺特異性抗原進行特異性反應的抗體， 通過夾心ELISA法，所述抗體和所述熒光標記物對樣本中的前列腺特異性抗原進行反應而形成復合體，以及 所述測量單元測量所述復合體發出的熒光。11.根據權利要求7至10中任一項所述的分析系統，其中所述反應板包括其上固定有不同的試劑的多個分區。12.根據權利要求11所述的分析系統，其中所述分區中的一個分區不固定試劑。13.—種根據權利要求1至6中任一項所述的自動分析裝置的操作方法，所述操作方法包括以下步驟: 借助所述搬運裝置使所述移液管移動至被放置于所述移液管尖端架上的所述移液管尖端的正上方的位置； 借助所述搬運裝置使所述移液管進行上下移動，從而將所述移液管尖端安裝到所述移液管上； 借助所述移液管將所述樣本吸取至所述移液管尖端內； 借助所述搬運裝置將所述移液管尖端搬運至所述檢測單元內，并將所述移液管尖端配置成使得所述移液管尖端的所述平面與所述測量單元的光軸正交；以及借助所述檢測單元測量從所述移液管尖端內的樣本發出的光。
【文檔編號】G01N21/59GK105940306SQ201480074474
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2014年5月19日
【發明人】濱田和幸, 秋場猛, 大山力, 米山徹, 飛澤悠葵, 竹內俊文
【申請人】電子系統股份有限公司, 國立大學法人弘前大學, 國立大學法人神戶大學