分析装置および分析方法
【課題】試料中の薬物を測定する際に、様々な種類や治療域の薬物を含む試料に対して試料ごとに最適な条件で前処理を行う分析装置および分析方法を提供する。
【解決手段】測定試料に含まれる薬物を測定する分析装置１００であって、固相抽出カートリッジ１０４内に固相抽出材を注入する抽出材液分注機構１０６と、固相抽出材が注入された固相抽出カートリッジ１０４内に測定試料を注入して固体抽出処理により抽出試料液を生成する前処理手段と、抽出試料液中の薬物を測定する測定手段と、を備える。
【解決手段】測定試料に含まれる薬物を測定する分析装置１００であって、固相抽出カートリッジ１０４内に固相抽出材を注入する抽出材液分注機構１０６と、固相抽出材が注入された固相抽出カートリッジ１０４内に測定試料を注入して固体抽出処理により抽出試料液を生成する前処理手段と、抽出試料液中の薬物を測定する測定手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析装置および分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液や尿、細胞抽出液などの生体試料をはじめとした複雑な組成を有する液体試料中に微量に存在する化学物質の測定が行われている。このような測定の方法として、液体クロマトグラフィ（Liquid Chromatography，ＬＣ）やキャピラリ電気泳動（Capillary Electrophoresis，ＣＥ）などの高い分離性能を有する分離手段と、質量分析法（Mass Spectrometry，ＭＳ）や紫外可視吸光光度法（Ultraviolet-Visible Spectrophotometry，ＵＶ）などの検出器を組み合わせた分析法が、多くの分野で用いられている。
【０００３】
質量分析（ＭＳ）は、測定対象成分をイオン化し、生成したイオンの質量に基づいて測定する分析法であり、質量分析を複数回実施するＭＳ／ＭＳと呼ばれる分析法は、測定対象成分イオンをフラグメント化することにより、試料溶液中の微量成分を高感度かつ高選択性をもって検出できる。液体クロマトグラフィ（ＬＣ）と質量分析（ＭＳ）をオンラインで接続したＬＣ−ＭＳ（またはＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）は、液体試料中の微量物質分析に汎用されている。
【０００４】
また、試料の精製度を高める手段として、固相抽出（Solid Phase Extraction，ＳＰＥ）や液液抽出（Liquid-Liquid Extraction，ＬＬＥ）などの前処理を、ＬＣ−ＭＳ（またはＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）分析の前に実施することが行われている。特に、血液のように高粘度かつ高濃度の主要成分を含む試料について、前処理を行わずに直接ＬＣ−ＭＳに注入すると、装置の汚染による測定精度低下を引き起こすのみならず、流路詰まりによって測定が行えなくなってしまう可能性がある。このため、高粘度かつ高濃度の主要成分を含む試料の前処理は必須となる。
【０００５】
固相抽出（ＳＰＥ）とは、固相抽出材と呼ばれる粒子径数μｍから数十μｍの微粒子に表面に、測定対象である化学物質を相互作用により捕捉させることで、試料溶液中に存在する他の物質と分離精製する方法である。また、液液抽出（ＬＬＥ）とは、水とヘキサンのように互いに混ざり合わない２種の溶媒に、試料溶液を分注および攪拌して、２種の溶媒に対する分配係数の違いによって測定対象の物質と他の物質を分離する方法である。
特に、固相抽出（ＳＰＥ）は、ＬＣ−ＭＳ（またはＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）とのオンライン接続が容易なため、固相抽出（ＳＰＥ）による前処理とＬＣ−ＭＳ（またはＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）による測定の自動化を行うことができる。また、固相抽出（ＳＰＥ）は、９６穴マイクロプレートなどを用いた多試料の同時処理による前処理時間の短縮が可能となる、などの特徴を有する。
【０００６】
固相抽出（ＳＰＥ）とＬＣ−ＭＳを用いた生体試料分析として、例えば特許文献１では、血清や尿などの生体試料を９６穴の固相抽出プレートを用いてオフラインで処理し、直接ＭＳに試料注入あるいはＬＣ−ＭＳで測定することにより、アミノ酸、カルニチン類、糖および免疫抑制剤などの定量を行っている。固相抽出（ＳＰＥ）において、オフライン処理で用いられる固相抽出カートリッジとしては、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている９６穴プレートや、特許文献３に記載されているようなシリンジ容器などがある。また、固相抽出（ＳＰＥ）において、オンライン接続して使用される固相抽出カートリッジとしては、特許文献４に記載されているように、高圧に耐えうるように液体クロマトグラフィ（ＬＣ）のプレカラムと同様の形状をしたものがある。
【０００７】
特許文献１から特許文献４に挙げられたいずれのカートリッジにおいても、固相抽出材はフィルタを介してカートリッジ内に封入された状態で供給される。また、カートリッジに封入されずに測定時に固相抽出カートリッジを形成する手段として、特許文献５では内部にフィルタを備えたピペット先端に固相抽出材を充填して使用する方法を提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０００４０４４号明細書
【特許文献２】米国特許第６７２３２３６号明細書
【特許文献３】特開２００２−３１６００２号公報
【特許文献４】欧州特許第１１５９５９７号明細書
【特許文献５】米国特許第６７７０２４６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
血液中の薬物濃度を測定する自動分析装置において、測定対象となる薬物の種類は、試料すなわち患者ごとに異なる。また、試料中に存在すると想定される測定対象薬物濃度は、薬物の種類ごとに大きく異なる。これは、治療効果が現れる血中薬物濃度（治療域）が薬物ごとに異なるためである。一例として、抗てんかん剤として使用されるバルプロ酸ナトリウムの場合、治療域は５０〜１００μｇ／ｍＬであり、免疫抑制剤として使用されるタクロリムスの治療域は２〜２０ｎｇ／ｍＬと、１０００倍以上の濃度差がある。
【００１０】
すなわち、自動分析装置では、様々な種類の薬物を、各薬物ごとに想定される広範囲な濃度域において測定することが求められる。そのためには、試料ごとに最適な前処理を施すことが要求される。具体的には、試料液量、抽出液の種類および量、固相抽出材の種類および量を、測定対象ごとにそれぞれ最適化することが望まれる。また、実際に病院などの臨床検査に自動分析装置を使用する場合、緊急性の高い患者試料が装置に供給されると、その試料を優先して測定することが要求される。
【００１１】
これらの要求に対して、特許文献１および特許文献２に記載された９６穴プレートを用いた前処理装置では、多量の試料を一括処理可能である一方、多連シリンジを備えた分注ヘッドが１つしか配置されておらず、異なる種類あるいは異なる液量の溶出液を用いる多項目の抽出処理を行うことができないという問題点がある。また、臨床検査においては９６穴プレートに十分な量の試料を処理動作ごとに確保するのは困難であるという問題点がある。さらに、プレートを用いた前処理装置の場合、一度処理を開始した後、次の処理依頼サンプルは、実行中の処理が終了するまで開始できず、臨機応変な処理をすることが困難であるという問題点がある。
【００１２】
特許文献３に記載されたシリンジ型固相抽出カラムや、特許文献４に記載されたカートリッジ型カラムでは、固相抽出材の量を変更する場合、変更したい数だけカラムを装置にあらかじめ準備する必要がある。このため、装置の消耗品コストが上昇するだけでなく、複数種類のカラムを試料ごとに選択する機構も必要となり、装置が複雑かつ大型化するという問題点がある。
【００１３】
特許文献５に記載の方法では、ピペット先端に固相抽出材スラリを充填することで、試料ごとに固相抽出材の量を変更可能であるが、ピペット先端から固相抽出材の落下を防止するために、スラリ溶媒にグリセロールなど粘性のある液体を使用する必要がある。このグリセロールが抽出材表面に吸着することによって、薬物の固相抽出効率に影響を与えてしまうという問題点がある。特に、測定対象となる薬物は、その用途により様々な物理化学的性質をもつ化学物質であり、その全ての薬物に対して影響を与えない高粘性液体を準備することは技術的に困難である。また、検出器に質量分析装置を用いた場合、グリセロールのような粘性のある液体をイオン源に導入すると、イオン化効率の低下による信号強度の低下や信号のばらつきを引き起こすという問題点がある。
【００１４】
そこで、本発明は、試料中の薬物を測定する際に、様々な種類や治療域の薬物を含む試料に対して試料ごとに最適な条件で前処理を行う分析装置および分析方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような課題を解決するために、本発明は、測定試料に含まれる薬物を測定する分析装置であって、固相抽出用容器内に固相抽出材を注入する固相抽出材分注手段と、前記固相抽出材が注入された前記固相抽出用容器内に前記測定試料を注入して固体抽出処理により抽出試料液を生成する前処理手段と、前記抽出試料液中の前記薬物を測定する測定手段と、を備えることを特徴とする分析装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、試料中の薬物を測定する際に、様々な種類や治療域の薬物を含む試料に対して試料ごとに最適な条件で前処理を行い、質量分析装置において精度よく測定を行うことができる分析装置および分析方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る自動分析装置の構成図である。
【図２】第１実施形態に係る自動分析装置による固相抽出前処理の工程を示すチャートである。
【図３】試料容器に対する試料情報の付加方法の一例を示す説明図である。
【図４】固相抽出カートリッジの構造を示す断面図である。
【図５】第２実施形態に係る自動分析装置の構成図である。
【図６】第２実施形態に係る自動分析装置による固相抽出前処理の工程を示すチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１９】
≪第１実施形態≫
＜自動分析装置１００の構成＞
図１は、第１実施形態に係る自動分析装置１００の構成図である。
自動分析装置１００は、測定試料に含まれる薬物の濃度を自動で連続的に測定することができる分析装置であり、第１実施形態では血清試料（測定試料）中に含まれる喘息薬テオフィリン（薬物）の濃度を分析するものとして説明する。
自動分析装置１００は、試料容器１０１と、試料設置部１０２と、試料情報読み取り部１０３と、固相抽出カートリッジ（固相抽出容器）１０４と、抽出材液容器１０５と、抽出材液分注機構１０６と、攪拌機構１０７と、処理部１０８と、試薬容器１０９と、試薬配置部１１０と、試料分注機構１１１と、試薬分注機構１１２と、加圧機構１１３と、抽出容器１１４と、抽出容器設置部１１５と、消耗品設置部１１６と、試料導入部１１７と、イオン源１１８と、質量分析部１１９と、制御部１２０と、によって構成される。
【００２０】
試料容器１０１は、測定対象となる血清試料（測定試料）が格納されている。試料設置部１０２は、試料容器１０１が配置され、試料設置部１０２が回転することにより試料容器１０１の位置を移動(回転移動)させることができるようになっている。試料情報読み取り部１０３は、試料容器１０１に記載された試料情報を読み取ることができるようになっている。固相抽出カートリッジ１０４は、固相抽出処理の際に試料が分注される。抽出材液容器１０５は、抽出材液が格納されている。抽出材液分注機構１０６は、抽出材液容器１０５に格納された抽出材液スラリを固相抽出カートリッジ１０４に分注することができるようになっている。攪拌機構１０７は、抽出材液容器１０５内の抽出材液を攪拌することによって抽出材液スラリを形成することができるようになっている。処理部１０８は、固相抽出カートリッジ１０４を用いて順次固相抽出処理を行うことができるようになっている。試薬容器１０９は、各種試薬が格納されている。試薬配置部１１０は、抽出処理に使用する洗浄液や溶出液等の試薬容器１０９が配置され、試薬配置部１１０が回転することにより試薬容器１０９の位置を移動(回転移動)させることができるようになっている。試料分注機構１１１は、試料容器１０１に格納された血清試料（測定試料）を固相抽出カートリッジ１０４に分注することができるようになっている。試薬分注機構１１２は、試薬容器１０９に格納された試薬を固相抽出カートリッジ１０４に分注することができるようになっている。
【００２１】
加圧機構１１３は、加圧によって固相抽出カートリッジ１０４内の液を下方に通過させることができるようになっている。抽出容器１１４は、固相抽出カートリッジ１０４から排出される前処理済みの試料を回収することができるようになっている。抽出容器設置部１１５は、抽出容器１１４が配置され、抽出容器設置部１１５が回転することにより抽出容器１１４の位置を移動(回転移動)させることができるようになっている。消耗品設置部１１６は、固相抽出カートリッジ１０４および抽出容器１１４などの消耗品が設置されている。試料導入部１１７は、抽出試料の分注とイオン源１１８への送液を行うことができるようになっている。イオン源１１８は、エレクトロスプレイオン源（Electrospray Ionization，ＥＳＩ）であり、前処理が終了した試料をイオン化することができるようになっている。質量分析部１１９は、イオン源１１８でイオン化された試料の成分を質量分析することができるようになっている。
制御部１２０は、後述する試料情報や測定条件情報が格納されるとともに、これらの情報を用いて自動分析装置１００の動作を制御することができるようになっている。また、制御部１２０は、質量分析部１１９で測定された結果の収集と解析を行うことができるようになっている。
【００２２】
自動分析装置１００の構成のうち、イオン源１１８、質量分析部１１９および制御部１２０の一部機能が、前処理された測定試料中の薬物の濃度を測定する測定手段であり、残りの構成部（制御部１２０の一部機能を含む）が、測定試料に対して固相抽出処理を含む前処理を行う前処理手段となる。
【００２３】
＜自動分析装置１００による濃度測定＞
次に、自動分析装置１００による血清試料中のテオフィリン濃度測定手順について、図１を参照しつつ図２を用いて説明する。図２は、第１実施形態に係る自動分析装置１００による固相抽出前処理の工程を示すチャートである。
図２の処理に先立って、血清試料（測定試料）を試料容器１０１に分注して格納し、試料設置部１０２にセットする。このとき、例えば、検体ＩＤ、試料の液性、測定対象薬物などの試料に関する情報（試料情報）を記録したバーコード１２１があらかじめ作成されており、図３のように試料容器１０１の側面にバーコード１２１が貼付されている。
【００２４】
図２の説明に戻り、自動分析装置１００は、以下のような工程で血清試料中のテオフィリン濃度を測定する。
（工程１：試料情報読み込み）
自動分析装置１００は、試料容器１０１が設置された試料設置部１０２を回転させ、試料容器１０１を試料情報読み取り部１０３の前を通過させる。試料情報読み取り部１０３は、試料容器１０１のバーコード１２１から試料情報を読み取り、読み取った情報を制御部１２０に送る。
【００２５】
（工程２：前処理条件呼び出し）
制御部１２０には、試料種類および薬物ごとに、試料量、抽出材の種類および量、固相抽出条件（洗浄液、溶出液の種類および量、加圧条件など）などの前処理条件と、質量分析（ＭＳ）測定条件とがあらかじめデータベースＤＢとして記憶されている。ある薬物に対して、濃度分析を行う際に用いられる試料種類が複数ある場合は、その薬物に対してそれぞれの試料種類別にデータベースが作成されている。制御部１２０は、試料情報読み取り部１０３から送られてきた試料情報から、テオフィリン測定に使用する前処理条件と質量分析（ＭＳ）測定条件を装置制御パラメータとして呼び出し、装置各部に送信する。
【００２６】
テオフィリンの場合、治療域は１０〜２０μｇ／ｍＬであり、自動分析装置１００は治療域を含む１〜５０μｇ／ｍＬ程度の濃度範囲で定量する必要がある。この濃度範囲は、テオフィリンに対する質量分析（ＭＳ）の検出感度から考えるとかなり高い濃度範囲であるため、使用する検体量は少量でよく、例えば２０μＬ程度で十分である。同様に、想定濃度範囲のテオフィリン測定に最適化された固相抽出材の量や洗浄液、溶出液などに関するパラメータが呼び出されて装置各部に送信される。
【００２７】
（工程３：抽出材液スラリ注入）
抽出材液分注機構１０６は、制御部１２０から送信された装置制御パラメータに基づいて、設定された一定量の抽出材液スラリを抽出材液容器１０５から分注し、固相抽出カートリッジ１０４に注入する。抽出材液は、固相抽出材を含んだ水あるいはメタノールなどの有機溶媒である。固相抽出材としては、例えば逆相固相抽出材である日立ハイテクノロジーズ社製「ＮＯＢＩＡＳ ＲＰ−ＳＧ１」が使用できる。この場合、溶媒としては５０％メタノール水溶液が適する。また抽出材液スラリの比率は、固相抽出材２０ｍｇに対して５０％メタノール水溶液１ｍＬが適する。
【００２８】
抽出材液スラリは、攪拌機構１０７によって分注前に十分攪拌され、固相抽出材の均一なスラリを形成する。攪拌機構１０７としては、マグネティックスターラが簡便である。マグネティックスターラは、棒磁石をテフロン（登録商標）樹脂などで被った攪拌子を攪拌対象物質（この場合は抽出材液スラリ）中に投入しておき、抽出材液容器１０５の下部に設置された攪拌機構１０７の内部にある磁石をモータで回転させるものである。マグネティックスターラで攪拌することで、均一なスラリを形成することができる。抽出材液スラリが注入された固相抽出カートリッジ１０４は、加圧機構１１３によって上方から加圧されて溶媒が下方に通過する。
【００２９】
図４は、固相抽出カートリッジ１０４の構造を示す断面図である。固相抽出カートリッジ１０４の内部下方にはフィルタ１２２が設置されている。本実施形態においては、フィルタ１２２の孔径は１０μｍとした。このような構造によれば、加圧機構１１３によって加圧された溶媒は固相抽出カートリッジ１０４を通過する一方、固相抽出材はフィルタ１２２の上部に残留する。
【００３０】
（工程４：平衡化）
固相抽出材の平衡化のため、溶媒の通過後の固相抽出カートリッジ１０４に対して、試薬配置部１１０に配置された純水を試薬分注機構１１２によって分注する。注入された純水は加圧機構１１３によって加圧されて固相抽出カートリッジ１０４の下方に通過する。ここまでの工程で試料処理の準備が終了する。
【００３１】
（工程５：試料注入）
試薬分注機構１１２は、試薬配置部１１０からテオフィリンの内標準物質（テオフィリン−ｄ６）溶液を分注し、固相抽出材が注入され試料処理準備が終了した固相抽出カートリッジ１０４に注入する。続いて、試料分注機構１１１は、試料容器１０１から血清試料（測定試料）を分注し、内標準物質が注入された固相抽出カートリッジ１０４に注入する。固相抽出カートリッジ１０４に注入された血清試料および内標準物質液は、加圧機構１１３によって上方より加圧されて固相抽出材を通過し、下方に排出される。この工程によって、血清試料中に含まれるテオフィリン（薬物）と内標準物質は、疎水性相互作用により固相抽出材表面に選択的に吸着する。
【００３２】
（工程６：洗浄）
試薬分注機構１１２は、試薬容器１０９に格納された洗浄液としての純水２００μＬを分注する。そして、加圧機構１１３によって加圧処理を行うことで固相抽出カートリッジ１０４を洗浄する。この工程によって、固相抽出材表面に非特異的に残存した血清試料中の成分を排出する。
【００３３】
（工程７：溶出）
洗浄後、試薬分注機構１１２は、溶出液として５０％メタノール水溶液１００μＬを固相抽出カートリッジ１０４に分注する。そして、加圧機構１１３によって加圧処理を行うことで固相抽出カートリッジ１０４からテオフィリン（薬物）およびテオフィリン−ｄ６（内標準物質）を溶出させた抽出試料液を抽出容器１１４で回収する。
【００３４】
自動分析装置１００は、抽出試料液を回収した抽出容器１１４を、抽出容器設置部１１５の回転によって試料導入部１１７の位置に移動する。抽出試料液は、試料導入部１１７によってイオン源１１８に導入される。イオン源１１８でテオフィリン（薬物）およびテオフィリン−ｄ６（内標準物質）がイオン化され、質量分析部１１９で両成分が検出される。検出された両成分の信号強度は、制御部１２０に転送される。制御部１２０は、転送された両成分の信号強度比と、あらかじめ求めておいたキャリブレータの信号強度比から、血清試料中のテオフィリン濃度を計算する。
以上のような工程で自動分析装置１００は、血清試料中のテオフィリン濃度を測定する。
【００３５】
＜まとめ＞
以上説明したように、自動分析装置１００は、様々な種類の薬物の定量測定を行うにあたって、それぞれの薬物や測定対象試料の種類に対応する前処理条件をデータベース化しておき、当該データベースの値に従って固相抽出処理を含む前処理を行う。これにより、常に最適な固相抽出材、試料、各種試薬の使用量を選択することができ、無駄な試薬消費を抑え、分析処理にかかるランニングコストを低減することができる。
【００３６】
また、従来技術の分析装置によれば、固相抽出材の種類別および使用量別に、異なる複数の固相抽出カートリッジを備えなければならなかった。一方、自動分析装置１００では、固相抽出材が封入された固相抽出カートリッジをあらかじめ備える必要がないので、装置構成を簡素化することができ、装置自体の製造コストを低減することができる。
【００３７】
≪第２実施形態≫
＜自動分析装置５００の構成＞
図５は、第２実施形態に係る自動分析装置５００の構成図である。
第２実施形態に係る自動分析装置５００は、第１実施形態に係る自動分析装置１００と比較して、固相抽出カートリッジ１０４に対して容器内を攪拌する攪拌機構１２３を設けた点が異なっている。
攪拌機構１２３は、例えば超音波攪拌機を使用することができる。攪拌機構１２３を設けることによって、固相抽出カートリッジ１０４内の試料と固相抽出材などの試薬との接触率を向上させることができ、例えば、測定試料内の測定対象物質（薬物）の濃度が低い場合でも精度よく測定を行うことができる。
【００３８】
自動分析装置５００は、測定試料に含まれる薬物の濃度を自動で連続的に測定することができる分析装置であり、第２実施形態では全血試料中に含まれる免疫抑制剤タクロリムス（薬物）の濃度を分析するものとして説明する。
全血試料中のタクロリムスは血球成分中に存在するため、そのままの状態では固相抽出処理を行うことができない。第２実施形態では、全血試料に対して３倍量の０．５Ｍ硫酸亜鉛水溶液および４倍量の１０ｎｇ／ｍＬ濃度のアスコマシンを含むメタノール溶液（全血試料５０μＬに対して０．５Ｍ硫酸亜鉛水溶液１５０μＬならびにメタノール溶液２００μＬ）を添加することによって、血球破壊と沈殿の形成を行い、遠心分離後の上清を全血処理液試料（測定試料）として用いる。ここで、アスコマイシンは、タクロリムスの内標準物質として質量分析（ＭＳ）測定時に使用される。
【００３９】
また、第２実施形態では、前処理においてバッチ式で固相抽出処理を行う。ここでいうバッチ式とは、固相抽出材をカートリッジの一部分に固定することなく、測定試料液内を自由に移動させることで測定試料中の薬物と固相抽出させる方式のことである。
【００４０】
＜自動分析装置５００による濃度測定＞
次に、自動分析装置５００による全血試料中のタクロリムス濃度測定手順について、図５を参照しつつ図６を用いて説明する。図６は、第２実施形態に係る自動分析装置５００による固相抽出前処理の工程を示すチャートである。
図６の処理に先立って、全血処理液試料（測定試料）を試料容器１０１に分注して格納し、試料設置部１０２にセットするとともに、試料情報を記録したバーコード１２１（図３参照）を試料容器１０１の側面に貼付しておく。
【００４１】
（工程１：試料情報読み込み）
第１実施形態の（工程１：試料情報読み込み）（図２参照）と同様に行う。
【００４２】
（工程２：前処理条件呼び出し）
制御部１２０は、試料情報読み取り部１０３から送られてきた試料情報から、タクロリムス測定に使用する前処理条件と質量分析（ＭＳ）測定条件を装置制御パラメータとして呼び出し、装置各部に送信する。
【００４３】
タクロリムスの場合、治療域は２〜２０ｎｇ／ｍＬであり、自動分析装置５００としては治療域を含む０．５〜３０ｎｇ／ｍＬ程度の濃度範囲で定量することが要求される。このように全血中のタクロリムスは、例えば第１実施形態で挙げたテオフィリンなどと比較して低濃度であり、自動分析装置５００で精度よく測定するには、検体量は２００μＬ必要である。同様に、想定濃度範囲のタクロリムス測定に最適化された固相抽出材の量や洗浄液、溶出液などに関するパラメータが呼び出されて装置各部に送信される。
【００４４】
（工程３：抽出材液スラリ注入）
第１実施形態の（工程３：抽出材液スラリ注入）（図２参照）と同様に、抽出材液分注機構１０６は、制御部１２０から送信された装置制御パラメータに基づいて、設定された一定量の抽出材液スラリを抽出材液容器１０５から分注し、固相抽出カートリッジ１０４に注入する。そして、抽出材液スラリが注入された固相抽出カートリッジ１０４は、加圧機構１１３によって上方から加圧されて溶媒が下方に通過する。
【００４５】
（工程５Ａ：試料注入）
試料分注機構１１１は、試料容器１０１から全血処理液試料（測定試料）を分注し、固相抽出材が注入された固相抽出カートリッジ１０４に注入する。
【００４６】
（工程５Ｂ：攪拌）
自動分析装置１００は、処理部１０８を回転させることにより、固相抽出材および全血処理液試料が（測定試料）分注された固相抽出カートリッジ１０４を攪拌機構１２３の位置に移動させ、固相抽出材と全血処理液試料の攪拌を行う。この攪拌によって、固相抽出材と試料液中のタクロリムスおよび内標準アスコマイシンが十分な回数接触することができ、固相抽出材に吸着する。
【００４７】
（工程５Ｃ：吐出）
自動分析装置１００は、処理部１０８を回転させることにより、攪拌が十分に行われた固相抽出カートリッジ１０４を加圧機構１１３の位置に移動させる。加圧機構１１３の加圧処理によって固相抽出カートリッジ１０４内の全血処理液試料は下方に通過する。一方、タクロリムスとアスコマイシンは固相抽出材に吸着されたままであり、固相抽出材と共にカートリッジ内のフィルタ１２２の上部に残留する。
【００４８】
（工程６：洗浄）
第１実施形態の（工程６：洗浄）（図２参照）と同様に、試薬分注機構１１２は、試薬容器１０９に格納された洗浄液としての純水２００μＬを分注する。そして、加圧機構１１３によって加圧処理を行うことで固相抽出カートリッジ１０４を洗浄する。この工程によって、固相抽出材表面に非特異的に残存した全血処理液試料中の成分を排出する。
【００４９】
（工程７：溶出）
洗浄後、試薬分注機構１１２は、溶出液としてメタノール５０μＬを固相抽出カートリッジ１０４に分注する。そして、加圧機構１１３によって加圧処理を行うことで固相抽出カートリッジ１０４からタクロリムス（薬物）およびアスコマイシン（内標準物質）を溶出させた抽出試料液を抽出容器１１４に回収する。
【００５０】
自動分析装置５００は、抽出試料液を回収した抽出容器１１４を、抽出容器設置部１１５の回転によって試料導入部１１７の位置に移動する。抽出試料液は、試料導入部１１７によってイオン源１１８に導入される。イオン源１１８でタクロリムス（薬物）およびアスコマイシン（内標準物質）がイオン化され、質量分析部１１９で両成分が検出される。検出された両成分の信号強度は制御部１２０に転送される。制御部１２０は、転送された両成分の信号強度比と、あらかじめ求めておいたキャリブレータの信号強度比から、全血試料中のタクロリムス濃度を計算する。
以上のような工程で自動分析装置５００は、全血試料中のタクロリムス濃度を測定する。
【００５１】
以上説明したように、自動分析装置５００によれば、第１実施形態に係る自動分析装置１００と同様の効果に加えて、試料内の測定対象物質濃度が低い場合でも精度よく測定を行うことができる。
【００５２】
≪変形例≫
なお、本実施形態に係る自動分析装置は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
第１および第２実施形態では、単一の固相抽出材を用いた測定について説明したが、１つの固相抽出カートリッジに対して複数の固相抽出材を供給することも可能である。具体的には、抽出材液分注機構１０６の動作線上にそれぞれ異なる種類の固相抽出材を入れた抽出材液容器１０５を複数配置して、（工程３：抽出材液スラリ注入）を複数回繰り返すことで実現することができる。このような方法は、例えば、スルホン酸基を有する陽イオン交換系固相抽出材と逆相固相抽出材を混合することで固相抽出効率が改善する薬物を測定する場合などに有効である。このような方法を採る場合、洗浄液や溶出液のｐＨの最適化、溶出液の種類や量を変更などの必要があるが、自動分析装置１００，５００を用いればこれらの変更は容易である。
【００５３】
本実施形態に係る自動分析装置１００，５００の質量分析部１１９は、抽出試料液中の薬物の濃度を測定する定量分析を行うものとして説明したが、これに限られるものではなく、抽出試料液中の薬物の物質を同定する定性分析を行うものであってもよく、定性分析と定量分析を同時に行うものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る分析装置は、測定試料に含まれる薬物の濃度を測定する分析装置に有効であり、特に、ＬＣ−ＭＳ（またはＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）分析装置のような質量分析計を用いて生体試料に含まれる薬物の濃度を測定する分析装置に適している。
【符号の説明】
【００５５】
１００ 自動分析装置（分析装置）
１０１ 試料容器
１０２ 試料設置部（前処理手段）
１０３ 試料情報読み取り部（前処理手段）
１０４ 固相抽出カートリッジ（固相抽出用容器）
１０５ 抽出材液容器（スラリ生成手段）
１０６ 抽出材液分注機構（固相抽出材分注手段）
１０７ 攪拌機構（スラリ生成手段）
１０８ 処理部（前処理手段）
１０９ 試薬容器
１１０ 試薬配置部（前処理手段）
１１１ 試料分注機構（前処理手段）
１１２ 試薬分注機構（前処理手段）
１１３ 加圧機構（前処理手段）
１１４ 抽出容器
１１５ 抽出容器設置部（前処理手段）
１１６ 消耗品設置部
１１７ 試料導入部（前処理手段）
１１８ イオン源（測定手段）
１１９ 質量分析部（測定手段）
１２０ 制御部
１２３ 攪拌機構（攪拌手段）
５００ 自動分析装置（分析装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析装置および分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液や尿、細胞抽出液などの生体試料をはじめとした複雑な組成を有する液体試料中に微量に存在する化学物質の測定が行われている。このような測定の方法として、液体クロマトグラフィ（Liquid Chromatography，ＬＣ）やキャピラリ電気泳動（Capillary Electrophoresis，ＣＥ）などの高い分離性能を有する分離手段と、質量分析法（Mass Spectrometry，ＭＳ）や紫外可視吸光光度法（Ultraviolet-Visible Spectrophotometry，ＵＶ）などの検出器を組み合わせた分析法が、多くの分野で用いられている。
【０００３】
質量分析（ＭＳ）は、測定対象成分をイオン化し、生成したイオンの質量に基づいて測定する分析法であり、質量分析を複数回実施するＭＳ／ＭＳと呼ばれる分析法は、測定対象成分イオンをフラグメント化することにより、試料溶液中の微量成分を高感度かつ高選択性をもって検出できる。液体クロマトグラフィ（ＬＣ）と質量分析（ＭＳ）をオンラインで接続したＬＣ−ＭＳ（またはＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）は、液体試料中の微量物質分析に汎用されている。
【０００４】
また、試料の精製度を高める手段として、固相抽出（Solid Phase Extraction，ＳＰＥ）や液液抽出（Liquid-Liquid Extraction，ＬＬＥ）などの前処理を、ＬＣ−ＭＳ（またはＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）分析の前に実施することが行われている。特に、血液のように高粘度かつ高濃度の主要成分を含む試料について、前処理を行わずに直接ＬＣ−ＭＳに注入すると、装置の汚染による測定精度低下を引き起こすのみならず、流路詰まりによって測定が行えなくなってしまう可能性がある。このため、高粘度かつ高濃度の主要成分を含む試料の前処理は必須となる。
【０００５】
固相抽出（ＳＰＥ）とは、固相抽出材と呼ばれる粒子径数μｍから数十μｍの微粒子に表面に、測定対象である化学物質を相互作用により捕捉させることで、試料溶液中に存在する他の物質と分離精製する方法である。また、液液抽出（ＬＬＥ）とは、水とヘキサンのように互いに混ざり合わない２種の溶媒に、試料溶液を分注および攪拌して、２種の溶媒に対する分配係数の違いによって測定対象の物質と他の物質を分離する方法である。
特に、固相抽出（ＳＰＥ）は、ＬＣ−ＭＳ（またはＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）とのオンライン接続が容易なため、固相抽出（ＳＰＥ）による前処理とＬＣ−ＭＳ（またはＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）による測定の自動化を行うことができる。また、固相抽出（ＳＰＥ）は、９６穴マイクロプレートなどを用いた多試料の同時処理による前処理時間の短縮が可能となる、などの特徴を有する。
【０００６】
固相抽出（ＳＰＥ）とＬＣ−ＭＳを用いた生体試料分析として、例えば特許文献１では、血清や尿などの生体試料を９６穴の固相抽出プレートを用いてオフラインで処理し、直接ＭＳに試料注入あるいはＬＣ−ＭＳで測定することにより、アミノ酸、カルニチン類、糖および免疫抑制剤などの定量を行っている。固相抽出（ＳＰＥ）において、オフライン処理で用いられる固相抽出カートリッジとしては、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている９６穴プレートや、特許文献３に記載されているようなシリンジ容器などがある。また、固相抽出（ＳＰＥ）において、オンライン接続して使用される固相抽出カートリッジとしては、特許文献４に記載されているように、高圧に耐えうるように液体クロマトグラフィ（ＬＣ）のプレカラムと同様の形状をしたものがある。
【０００７】
特許文献１から特許文献４に挙げられたいずれのカートリッジにおいても、固相抽出材はフィルタを介してカートリッジ内に封入された状態で供給される。また、カートリッジに封入されずに測定時に固相抽出カートリッジを形成する手段として、特許文献５では内部にフィルタを備えたピペット先端に固相抽出材を充填して使用する方法を提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０００４０４４号明細書
【特許文献２】米国特許第６７２３２３６号明細書
【特許文献３】特開２００２−３１６００２号公報
【特許文献４】欧州特許第１１５９５９７号明細書
【特許文献５】米国特許第６７７０２４６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
血液中の薬物濃度を測定する自動分析装置において、測定対象となる薬物の種類は、試料すなわち患者ごとに異なる。また、試料中に存在すると想定される測定対象薬物濃度は、薬物の種類ごとに大きく異なる。これは、治療効果が現れる血中薬物濃度（治療域）が薬物ごとに異なるためである。一例として、抗てんかん剤として使用されるバルプロ酸ナトリウムの場合、治療域は５０〜１００μｇ／ｍＬであり、免疫抑制剤として使用されるタクロリムスの治療域は２〜２０ｎｇ／ｍＬと、１０００倍以上の濃度差がある。
【００１０】
すなわち、自動分析装置では、様々な種類の薬物を、各薬物ごとに想定される広範囲な濃度域において測定することが求められる。そのためには、試料ごとに最適な前処理を施すことが要求される。具体的には、試料液量、抽出液の種類および量、固相抽出材の種類および量を、測定対象ごとにそれぞれ最適化することが望まれる。また、実際に病院などの臨床検査に自動分析装置を使用する場合、緊急性の高い患者試料が装置に供給されると、その試料を優先して測定することが要求される。
【００１１】
これらの要求に対して、特許文献１および特許文献２に記載された９６穴プレートを用いた前処理装置では、多量の試料を一括処理可能である一方、多連シリンジを備えた分注ヘッドが１つしか配置されておらず、異なる種類あるいは異なる液量の溶出液を用いる多項目の抽出処理を行うことができないという問題点がある。また、臨床検査においては９６穴プレートに十分な量の試料を処理動作ごとに確保するのは困難であるという問題点がある。さらに、プレートを用いた前処理装置の場合、一度処理を開始した後、次の処理依頼サンプルは、実行中の処理が終了するまで開始できず、臨機応変な処理をすることが困難であるという問題点がある。
【００１２】
特許文献３に記載されたシリンジ型固相抽出カラムや、特許文献４に記載されたカートリッジ型カラムでは、固相抽出材の量を変更する場合、変更したい数だけカラムを装置にあらかじめ準備する必要がある。このため、装置の消耗品コストが上昇するだけでなく、複数種類のカラムを試料ごとに選択する機構も必要となり、装置が複雑かつ大型化するという問題点がある。
【００１３】
特許文献５に記載の方法では、ピペット先端に固相抽出材スラリを充填することで、試料ごとに固相抽出材の量を変更可能であるが、ピペット先端から固相抽出材の落下を防止するために、スラリ溶媒にグリセロールなど粘性のある液体を使用する必要がある。このグリセロールが抽出材表面に吸着することによって、薬物の固相抽出効率に影響を与えてしまうという問題点がある。特に、測定対象となる薬物は、その用途により様々な物理化学的性質をもつ化学物質であり、その全ての薬物に対して影響を与えない高粘性液体を準備することは技術的に困難である。また、検出器に質量分析装置を用いた場合、グリセロールのような粘性のある液体をイオン源に導入すると、イオン化効率の低下による信号強度の低下や信号のばらつきを引き起こすという問題点がある。
【００１４】
そこで、本発明は、試料中の薬物を測定する際に、様々な種類や治療域の薬物を含む試料に対して試料ごとに最適な条件で前処理を行う分析装置および分析方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような課題を解決するために、本発明は、測定試料に含まれる薬物を測定する分析装置であって、固相抽出用容器内に固相抽出材を注入する固相抽出材分注手段と、前記固相抽出材が注入された前記固相抽出用容器内に前記測定試料を注入して固体抽出処理により抽出試料液を生成する前処理手段と、前記抽出試料液中の前記薬物を測定する測定手段と、を備えることを特徴とする分析装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、試料中の薬物を測定する際に、様々な種類や治療域の薬物を含む試料に対して試料ごとに最適な条件で前処理を行い、質量分析装置において精度よく測定を行うことができる分析装置および分析方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る自動分析装置の構成図である。
【図２】第１実施形態に係る自動分析装置による固相抽出前処理の工程を示すチャートである。
【図３】試料容器に対する試料情報の付加方法の一例を示す説明図である。
【図４】固相抽出カートリッジの構造を示す断面図である。
【図５】第２実施形態に係る自動分析装置の構成図である。
【図６】第２実施形態に係る自動分析装置による固相抽出前処理の工程を示すチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１９】
≪第１実施形態≫
＜自動分析装置１００の構成＞
図１は、第１実施形態に係る自動分析装置１００の構成図である。
自動分析装置１００は、測定試料に含まれる薬物の濃度を自動で連続的に測定することができる分析装置であり、第１実施形態では血清試料（測定試料）中に含まれる喘息薬テオフィリン（薬物）の濃度を分析するものとして説明する。
自動分析装置１００は、試料容器１０１と、試料設置部１０２と、試料情報読み取り部１０３と、固相抽出カートリッジ（固相抽出容器）１０４と、抽出材液容器１０５と、抽出材液分注機構１０６と、攪拌機構１０７と、処理部１０８と、試薬容器１０９と、試薬配置部１１０と、試料分注機構１１１と、試薬分注機構１１２と、加圧機構１１３と、抽出容器１１４と、抽出容器設置部１１５と、消耗品設置部１１６と、試料導入部１１７と、イオン源１１８と、質量分析部１１９と、制御部１２０と、によって構成される。
【００２０】
試料容器１０１は、測定対象となる血清試料（測定試料）が格納されている。試料設置部１０２は、試料容器１０１が配置され、試料設置部１０２が回転することにより試料容器１０１の位置を移動(回転移動)させることができるようになっている。試料情報読み取り部１０３は、試料容器１０１に記載された試料情報を読み取ることができるようになっている。固相抽出カートリッジ１０４は、固相抽出処理の際に試料が分注される。抽出材液容器１０５は、抽出材液が格納されている。抽出材液分注機構１０６は、抽出材液容器１０５に格納された抽出材液スラリを固相抽出カートリッジ１０４に分注することができるようになっている。攪拌機構１０７は、抽出材液容器１０５内の抽出材液を攪拌することによって抽出材液スラリを形成することができるようになっている。処理部１０８は、固相抽出カートリッジ１０４を用いて順次固相抽出処理を行うことができるようになっている。試薬容器１０９は、各種試薬が格納されている。試薬配置部１１０は、抽出処理に使用する洗浄液や溶出液等の試薬容器１０９が配置され、試薬配置部１１０が回転することにより試薬容器１０９の位置を移動(回転移動)させることができるようになっている。試料分注機構１１１は、試料容器１０１に格納された血清試料（測定試料）を固相抽出カートリッジ１０４に分注することができるようになっている。試薬分注機構１１２は、試薬容器１０９に格納された試薬を固相抽出カートリッジ１０４に分注することができるようになっている。
【００２１】
加圧機構１１３は、加圧によって固相抽出カートリッジ１０４内の液を下方に通過させることができるようになっている。抽出容器１１４は、固相抽出カートリッジ１０４から排出される前処理済みの試料を回収することができるようになっている。抽出容器設置部１１５は、抽出容器１１４が配置され、抽出容器設置部１１５が回転することにより抽出容器１１４の位置を移動(回転移動)させることができるようになっている。消耗品設置部１１６は、固相抽出カートリッジ１０４および抽出容器１１４などの消耗品が設置されている。試料導入部１１７は、抽出試料の分注とイオン源１１８への送液を行うことができるようになっている。イオン源１１８は、エレクトロスプレイオン源（Electrospray Ionization，ＥＳＩ）であり、前処理が終了した試料をイオン化することができるようになっている。質量分析部１１９は、イオン源１１８でイオン化された試料の成分を質量分析することができるようになっている。
制御部１２０は、後述する試料情報や測定条件情報が格納されるとともに、これらの情報を用いて自動分析装置１００の動作を制御することができるようになっている。また、制御部１２０は、質量分析部１１９で測定された結果の収集と解析を行うことができるようになっている。
【００２２】
自動分析装置１００の構成のうち、イオン源１１８、質量分析部１１９および制御部１２０の一部機能が、前処理された測定試料中の薬物の濃度を測定する測定手段であり、残りの構成部（制御部１２０の一部機能を含む）が、測定試料に対して固相抽出処理を含む前処理を行う前処理手段となる。
【００２３】
＜自動分析装置１００による濃度測定＞
次に、自動分析装置１００による血清試料中のテオフィリン濃度測定手順について、図１を参照しつつ図２を用いて説明する。図２は、第１実施形態に係る自動分析装置１００による固相抽出前処理の工程を示すチャートである。
図２の処理に先立って、血清試料（測定試料）を試料容器１０１に分注して格納し、試料設置部１０２にセットする。このとき、例えば、検体ＩＤ、試料の液性、測定対象薬物などの試料に関する情報（試料情報）を記録したバーコード１２１があらかじめ作成されており、図３のように試料容器１０１の側面にバーコード１２１が貼付されている。
【００２４】
図２の説明に戻り、自動分析装置１００は、以下のような工程で血清試料中のテオフィリン濃度を測定する。
（工程１：試料情報読み込み）
自動分析装置１００は、試料容器１０１が設置された試料設置部１０２を回転させ、試料容器１０１を試料情報読み取り部１０３の前を通過させる。試料情報読み取り部１０３は、試料容器１０１のバーコード１２１から試料情報を読み取り、読み取った情報を制御部１２０に送る。
【００２５】
（工程２：前処理条件呼び出し）
制御部１２０には、試料種類および薬物ごとに、試料量、抽出材の種類および量、固相抽出条件（洗浄液、溶出液の種類および量、加圧条件など）などの前処理条件と、質量分析（ＭＳ）測定条件とがあらかじめデータベースＤＢとして記憶されている。ある薬物に対して、濃度分析を行う際に用いられる試料種類が複数ある場合は、その薬物に対してそれぞれの試料種類別にデータベースが作成されている。制御部１２０は、試料情報読み取り部１０３から送られてきた試料情報から、テオフィリン測定に使用する前処理条件と質量分析（ＭＳ）測定条件を装置制御パラメータとして呼び出し、装置各部に送信する。
【００２６】
テオフィリンの場合、治療域は１０〜２０μｇ／ｍＬであり、自動分析装置１００は治療域を含む１〜５０μｇ／ｍＬ程度の濃度範囲で定量する必要がある。この濃度範囲は、テオフィリンに対する質量分析（ＭＳ）の検出感度から考えるとかなり高い濃度範囲であるため、使用する検体量は少量でよく、例えば２０μＬ程度で十分である。同様に、想定濃度範囲のテオフィリン測定に最適化された固相抽出材の量や洗浄液、溶出液などに関するパラメータが呼び出されて装置各部に送信される。
【００２７】
（工程３：抽出材液スラリ注入）
抽出材液分注機構１０６は、制御部１２０から送信された装置制御パラメータに基づいて、設定された一定量の抽出材液スラリを抽出材液容器１０５から分注し、固相抽出カートリッジ１０４に注入する。抽出材液は、固相抽出材を含んだ水あるいはメタノールなどの有機溶媒である。固相抽出材としては、例えば逆相固相抽出材である日立ハイテクノロジーズ社製「ＮＯＢＩＡＳ ＲＰ−ＳＧ１」が使用できる。この場合、溶媒としては５０％メタノール水溶液が適する。また抽出材液スラリの比率は、固相抽出材２０ｍｇに対して５０％メタノール水溶液１ｍＬが適する。
【００２８】
抽出材液スラリは、攪拌機構１０７によって分注前に十分攪拌され、固相抽出材の均一なスラリを形成する。攪拌機構１０７としては、マグネティックスターラが簡便である。マグネティックスターラは、棒磁石をテフロン（登録商標）樹脂などで被った攪拌子を攪拌対象物質（この場合は抽出材液スラリ）中に投入しておき、抽出材液容器１０５の下部に設置された攪拌機構１０７の内部にある磁石をモータで回転させるものである。マグネティックスターラで攪拌することで、均一なスラリを形成することができる。抽出材液スラリが注入された固相抽出カートリッジ１０４は、加圧機構１１３によって上方から加圧されて溶媒が下方に通過する。
【００２９】
図４は、固相抽出カートリッジ１０４の構造を示す断面図である。固相抽出カートリッジ１０４の内部下方にはフィルタ１２２が設置されている。本実施形態においては、フィルタ１２２の孔径は１０μｍとした。このような構造によれば、加圧機構１１３によって加圧された溶媒は固相抽出カートリッジ１０４を通過する一方、固相抽出材はフィルタ１２２の上部に残留する。
【００３０】
（工程４：平衡化）
固相抽出材の平衡化のため、溶媒の通過後の固相抽出カートリッジ１０４に対して、試薬配置部１１０に配置された純水を試薬分注機構１１２によって分注する。注入された純水は加圧機構１１３によって加圧されて固相抽出カートリッジ１０４の下方に通過する。ここまでの工程で試料処理の準備が終了する。
【００３１】
（工程５：試料注入）
試薬分注機構１１２は、試薬配置部１１０からテオフィリンの内標準物質（テオフィリン−ｄ６）溶液を分注し、固相抽出材が注入され試料処理準備が終了した固相抽出カートリッジ１０４に注入する。続いて、試料分注機構１１１は、試料容器１０１から血清試料（測定試料）を分注し、内標準物質が注入された固相抽出カートリッジ１０４に注入する。固相抽出カートリッジ１０４に注入された血清試料および内標準物質液は、加圧機構１１３によって上方より加圧されて固相抽出材を通過し、下方に排出される。この工程によって、血清試料中に含まれるテオフィリン（薬物）と内標準物質は、疎水性相互作用により固相抽出材表面に選択的に吸着する。
【００３２】
（工程６：洗浄）
試薬分注機構１１２は、試薬容器１０９に格納された洗浄液としての純水２００μＬを分注する。そして、加圧機構１１３によって加圧処理を行うことで固相抽出カートリッジ１０４を洗浄する。この工程によって、固相抽出材表面に非特異的に残存した血清試料中の成分を排出する。
【００３３】
（工程７：溶出）
洗浄後、試薬分注機構１１２は、溶出液として５０％メタノール水溶液１００μＬを固相抽出カートリッジ１０４に分注する。そして、加圧機構１１３によって加圧処理を行うことで固相抽出カートリッジ１０４からテオフィリン（薬物）およびテオフィリン−ｄ６（内標準物質）を溶出させた抽出試料液を抽出容器１１４で回収する。
【００３４】
自動分析装置１００は、抽出試料液を回収した抽出容器１１４を、抽出容器設置部１１５の回転によって試料導入部１１７の位置に移動する。抽出試料液は、試料導入部１１７によってイオン源１１８に導入される。イオン源１１８でテオフィリン（薬物）およびテオフィリン−ｄ６（内標準物質）がイオン化され、質量分析部１１９で両成分が検出される。検出された両成分の信号強度は、制御部１２０に転送される。制御部１２０は、転送された両成分の信号強度比と、あらかじめ求めておいたキャリブレータの信号強度比から、血清試料中のテオフィリン濃度を計算する。
以上のような工程で自動分析装置１００は、血清試料中のテオフィリン濃度を測定する。
【００３５】
＜まとめ＞
以上説明したように、自動分析装置１００は、様々な種類の薬物の定量測定を行うにあたって、それぞれの薬物や測定対象試料の種類に対応する前処理条件をデータベース化しておき、当該データベースの値に従って固相抽出処理を含む前処理を行う。これにより、常に最適な固相抽出材、試料、各種試薬の使用量を選択することができ、無駄な試薬消費を抑え、分析処理にかかるランニングコストを低減することができる。
【００３６】
また、従来技術の分析装置によれば、固相抽出材の種類別および使用量別に、異なる複数の固相抽出カートリッジを備えなければならなかった。一方、自動分析装置１００では、固相抽出材が封入された固相抽出カートリッジをあらかじめ備える必要がないので、装置構成を簡素化することができ、装置自体の製造コストを低減することができる。
【００３７】
≪第２実施形態≫
＜自動分析装置５００の構成＞
図５は、第２実施形態に係る自動分析装置５００の構成図である。
第２実施形態に係る自動分析装置５００は、第１実施形態に係る自動分析装置１００と比較して、固相抽出カートリッジ１０４に対して容器内を攪拌する攪拌機構１２３を設けた点が異なっている。
攪拌機構１２３は、例えば超音波攪拌機を使用することができる。攪拌機構１２３を設けることによって、固相抽出カートリッジ１０４内の試料と固相抽出材などの試薬との接触率を向上させることができ、例えば、測定試料内の測定対象物質（薬物）の濃度が低い場合でも精度よく測定を行うことができる。
【００３８】
自動分析装置５００は、測定試料に含まれる薬物の濃度を自動で連続的に測定することができる分析装置であり、第２実施形態では全血試料中に含まれる免疫抑制剤タクロリムス（薬物）の濃度を分析するものとして説明する。
全血試料中のタクロリムスは血球成分中に存在するため、そのままの状態では固相抽出処理を行うことができない。第２実施形態では、全血試料に対して３倍量の０．５Ｍ硫酸亜鉛水溶液および４倍量の１０ｎｇ／ｍＬ濃度のアスコマシンを含むメタノール溶液（全血試料５０μＬに対して０．５Ｍ硫酸亜鉛水溶液１５０μＬならびにメタノール溶液２００μＬ）を添加することによって、血球破壊と沈殿の形成を行い、遠心分離後の上清を全血処理液試料（測定試料）として用いる。ここで、アスコマイシンは、タクロリムスの内標準物質として質量分析（ＭＳ）測定時に使用される。
【００３９】
また、第２実施形態では、前処理においてバッチ式で固相抽出処理を行う。ここでいうバッチ式とは、固相抽出材をカートリッジの一部分に固定することなく、測定試料液内を自由に移動させることで測定試料中の薬物と固相抽出させる方式のことである。
【００４０】
＜自動分析装置５００による濃度測定＞
次に、自動分析装置５００による全血試料中のタクロリムス濃度測定手順について、図５を参照しつつ図６を用いて説明する。図６は、第２実施形態に係る自動分析装置５００による固相抽出前処理の工程を示すチャートである。
図６の処理に先立って、全血処理液試料（測定試料）を試料容器１０１に分注して格納し、試料設置部１０２にセットするとともに、試料情報を記録したバーコード１２１（図３参照）を試料容器１０１の側面に貼付しておく。
【００４１】
（工程１：試料情報読み込み）
第１実施形態の（工程１：試料情報読み込み）（図２参照）と同様に行う。
【００４２】
（工程２：前処理条件呼び出し）
制御部１２０は、試料情報読み取り部１０３から送られてきた試料情報から、タクロリムス測定に使用する前処理条件と質量分析（ＭＳ）測定条件を装置制御パラメータとして呼び出し、装置各部に送信する。
【００４３】
タクロリムスの場合、治療域は２〜２０ｎｇ／ｍＬであり、自動分析装置５００としては治療域を含む０．５〜３０ｎｇ／ｍＬ程度の濃度範囲で定量することが要求される。このように全血中のタクロリムスは、例えば第１実施形態で挙げたテオフィリンなどと比較して低濃度であり、自動分析装置５００で精度よく測定するには、検体量は２００μＬ必要である。同様に、想定濃度範囲のタクロリムス測定に最適化された固相抽出材の量や洗浄液、溶出液などに関するパラメータが呼び出されて装置各部に送信される。
【００４４】
（工程３：抽出材液スラリ注入）
第１実施形態の（工程３：抽出材液スラリ注入）（図２参照）と同様に、抽出材液分注機構１０６は、制御部１２０から送信された装置制御パラメータに基づいて、設定された一定量の抽出材液スラリを抽出材液容器１０５から分注し、固相抽出カートリッジ１０４に注入する。そして、抽出材液スラリが注入された固相抽出カートリッジ１０４は、加圧機構１１３によって上方から加圧されて溶媒が下方に通過する。
【００４５】
（工程５Ａ：試料注入）
試料分注機構１１１は、試料容器１０１から全血処理液試料（測定試料）を分注し、固相抽出材が注入された固相抽出カートリッジ１０４に注入する。
【００４６】
（工程５Ｂ：攪拌）
自動分析装置１００は、処理部１０８を回転させることにより、固相抽出材および全血処理液試料が（測定試料）分注された固相抽出カートリッジ１０４を攪拌機構１２３の位置に移動させ、固相抽出材と全血処理液試料の攪拌を行う。この攪拌によって、固相抽出材と試料液中のタクロリムスおよび内標準アスコマイシンが十分な回数接触することができ、固相抽出材に吸着する。
【００４７】
（工程５Ｃ：吐出）
自動分析装置１００は、処理部１０８を回転させることにより、攪拌が十分に行われた固相抽出カートリッジ１０４を加圧機構１１３の位置に移動させる。加圧機構１１３の加圧処理によって固相抽出カートリッジ１０４内の全血処理液試料は下方に通過する。一方、タクロリムスとアスコマイシンは固相抽出材に吸着されたままであり、固相抽出材と共にカートリッジ内のフィルタ１２２の上部に残留する。
【００４８】
（工程６：洗浄）
第１実施形態の（工程６：洗浄）（図２参照）と同様に、試薬分注機構１１２は、試薬容器１０９に格納された洗浄液としての純水２００μＬを分注する。そして、加圧機構１１３によって加圧処理を行うことで固相抽出カートリッジ１０４を洗浄する。この工程によって、固相抽出材表面に非特異的に残存した全血処理液試料中の成分を排出する。
【００４９】
（工程７：溶出）
洗浄後、試薬分注機構１１２は、溶出液としてメタノール５０μＬを固相抽出カートリッジ１０４に分注する。そして、加圧機構１１３によって加圧処理を行うことで固相抽出カートリッジ１０４からタクロリムス（薬物）およびアスコマイシン（内標準物質）を溶出させた抽出試料液を抽出容器１１４に回収する。
【００５０】
自動分析装置５００は、抽出試料液を回収した抽出容器１１４を、抽出容器設置部１１５の回転によって試料導入部１１７の位置に移動する。抽出試料液は、試料導入部１１７によってイオン源１１８に導入される。イオン源１１８でタクロリムス（薬物）およびアスコマイシン（内標準物質）がイオン化され、質量分析部１１９で両成分が検出される。検出された両成分の信号強度は制御部１２０に転送される。制御部１２０は、転送された両成分の信号強度比と、あらかじめ求めておいたキャリブレータの信号強度比から、全血試料中のタクロリムス濃度を計算する。
以上のような工程で自動分析装置５００は、全血試料中のタクロリムス濃度を測定する。
【００５１】
以上説明したように、自動分析装置５００によれば、第１実施形態に係る自動分析装置１００と同様の効果に加えて、試料内の測定対象物質濃度が低い場合でも精度よく測定を行うことができる。
【００５２】
≪変形例≫
なお、本実施形態に係る自動分析装置は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
第１および第２実施形態では、単一の固相抽出材を用いた測定について説明したが、１つの固相抽出カートリッジに対して複数の固相抽出材を供給することも可能である。具体的には、抽出材液分注機構１０６の動作線上にそれぞれ異なる種類の固相抽出材を入れた抽出材液容器１０５を複数配置して、（工程３：抽出材液スラリ注入）を複数回繰り返すことで実現することができる。このような方法は、例えば、スルホン酸基を有する陽イオン交換系固相抽出材と逆相固相抽出材を混合することで固相抽出効率が改善する薬物を測定する場合などに有効である。このような方法を採る場合、洗浄液や溶出液のｐＨの最適化、溶出液の種類や量を変更などの必要があるが、自動分析装置１００，５００を用いればこれらの変更は容易である。
【００５３】
本実施形態に係る自動分析装置１００，５００の質量分析部１１９は、抽出試料液中の薬物の濃度を測定する定量分析を行うものとして説明したが、これに限られるものではなく、抽出試料液中の薬物の物質を同定する定性分析を行うものであってもよく、定性分析と定量分析を同時に行うものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る分析装置は、測定試料に含まれる薬物の濃度を測定する分析装置に有効であり、特に、ＬＣ−ＭＳ（またはＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）分析装置のような質量分析計を用いて生体試料に含まれる薬物の濃度を測定する分析装置に適している。
【符号の説明】
【００５５】
１００ 自動分析装置（分析装置）
１０１ 試料容器
１０２ 試料設置部（前処理手段）
１０３ 試料情報読み取り部（前処理手段）
１０４ 固相抽出カートリッジ（固相抽出用容器）
１０５ 抽出材液容器（スラリ生成手段）
１０６ 抽出材液分注機構（固相抽出材分注手段）
１０７ 攪拌機構（スラリ生成手段）
１０８ 処理部（前処理手段）
１０９ 試薬容器
１１０ 試薬配置部（前処理手段）
１１１ 試料分注機構（前処理手段）
１１２ 試薬分注機構（前処理手段）
１１３ 加圧機構（前処理手段）
１１４ 抽出容器
１１５ 抽出容器設置部（前処理手段）
１１６ 消耗品設置部
１１７ 試料導入部（前処理手段）
１１８ イオン源（測定手段）
１１９ 質量分析部（測定手段）
１２０ 制御部
１２３ 攪拌機構（攪拌手段）
５００ 自動分析装置（分析装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定試料に含まれる薬物を測定する分析装置であって、
固相抽出用容器内に固相抽出材を注入する固相抽出材分注手段と、
前記固相抽出材が注入された前記固相抽出用容器内に前記測定試料を注入して固体抽出処理により抽出試料液を生成する前処理手段と、
前記抽出試料液中の前記薬物を測定する測定手段と、を備える
ことを特徴とする分析装置。
【請求項２】
前記固相抽出材および溶媒を攪拌して固相抽出材スラリを生成するスラリ生成手段を更に備え、
前記固相抽出材分注手段は、
前記スラリ生成手段で生成された前記固相抽出材スラリを前記固相抽出用容器内に注入する
ことを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記前処理手段は、
前記固相抽出用容器内に注入された前記固相抽出材および前記測定試料を、前記固相抽出用容器内で攪拌する攪拌手段を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の分析装置。
【請求項４】
前記測定手段は、前記抽出試料液中の前記薬物の物質を同定する定性分析を行う
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項５】
前記測定手段は、前記抽出試料液中の前記薬物の濃度を測定する定量分析を行う
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項６】
前記固相抽出材分注手段は、
前記測定試料に含まれる前記薬物の想定される濃度に基づいて、前記固相抽出用容器内に注入する前記固相抽出材の量を変更する
ことを特徴とする請求項５に記載の分析装置。
【請求項７】
前記前処理手段は、
前記測定試料に含まれる前記薬物の想定される濃度に基づいて、前記固相抽出用容器内に注入する前記測定試料の量を変更する
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の分析装置。
【請求項８】
前記固相抽出材分注手段は、
１つの前記固相抽出用容器に対して、複数種類の固相抽出材を注入する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項９】
前記測定手段は、質量分析計である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１０】
前記測定試料は、血液、血清、尿、唾液を含む生体液である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１１】
測定試料に含まれる薬物を測定する分析装置による分析方法あって、
固相抽出用容器内に固相抽出材を注入する注入処理と、
前記注入処理により前記固相抽出材が注入された前記固相抽出用容器内に前記測定試料を注入して固体抽出処理により抽出試料液を生成する前処理と、
前記前処理により前記抽出試料液中の前記薬物を測定する測定処理と、を実行する
ことを特徴とする分析方法。
【請求項１】
測定試料に含まれる薬物を測定する分析装置であって、
固相抽出用容器内に固相抽出材を注入する固相抽出材分注手段と、
前記固相抽出材が注入された前記固相抽出用容器内に前記測定試料を注入して固体抽出処理により抽出試料液を生成する前処理手段と、
前記抽出試料液中の前記薬物を測定する測定手段と、を備える
ことを特徴とする分析装置。
【請求項２】
前記固相抽出材および溶媒を攪拌して固相抽出材スラリを生成するスラリ生成手段を更に備え、
前記固相抽出材分注手段は、
前記スラリ生成手段で生成された前記固相抽出材スラリを前記固相抽出用容器内に注入する
ことを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記前処理手段は、
前記固相抽出用容器内に注入された前記固相抽出材および前記測定試料を、前記固相抽出用容器内で攪拌する攪拌手段を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の分析装置。
【請求項４】
前記測定手段は、前記抽出試料液中の前記薬物の物質を同定する定性分析を行う
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項５】
前記測定手段は、前記抽出試料液中の前記薬物の濃度を測定する定量分析を行う
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項６】
前記固相抽出材分注手段は、
前記測定試料に含まれる前記薬物の想定される濃度に基づいて、前記固相抽出用容器内に注入する前記固相抽出材の量を変更する
ことを特徴とする請求項５に記載の分析装置。
【請求項７】
前記前処理手段は、
前記測定試料に含まれる前記薬物の想定される濃度に基づいて、前記固相抽出用容器内に注入する前記測定試料の量を変更する
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の分析装置。
【請求項８】
前記固相抽出材分注手段は、
１つの前記固相抽出用容器に対して、複数種類の固相抽出材を注入する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項９】
前記測定手段は、質量分析計である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１０】
前記測定試料は、血液、血清、尿、唾液を含む生体液である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１１】
測定試料に含まれる薬物を測定する分析装置による分析方法あって、
固相抽出用容器内に固相抽出材を注入する注入処理と、
前記注入処理により前記固相抽出材が注入された前記固相抽出用容器内に前記測定試料を注入して固体抽出処理により抽出試料液を生成する前処理と、
前記前処理により前記抽出試料液中の前記薬物を測定する測定処理と、を実行する
ことを特徴とする分析方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９６７３３（Ｐ２０１３−９６７３３Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７１１７（Ｐ２０１１−２３７１１７）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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