分析装置
【課題】分析処理の処理能力および分析処理の精度を低下させることなく、反応容器に分注する検体量の低減を可能とする分析装置を提供すること。
【解決手段】反応容器７内における液体試料を透過した光の光量をもとに液体試料を分析する分析装置において、複数の液体試料を収容する反応容器７の移動および停止を行う容器ホルダー６２と、光を発する光源１１２と光源１１２から発せられ液体試料を透過した光を受光するフォトダイオードアレイ１１７とを固定配置し、容器ホルダー６２とは別に独立して各反応容器７の位置に沿った移動および停止を行う測光部ステージ１１１と、容器ホルダー６２の移動および停止に対応して測光部ステージ１１１の移動制御を行い、複数の液体試料を透過した光量を測定する制御部１６とを備える。
【解決手段】反応容器７内における液体試料を透過した光の光量をもとに液体試料を分析する分析装置において、複数の液体試料を収容する反応容器７の移動および停止を行う容器ホルダー６２と、光を発する光源１１２と光源１１２から発せられ液体試料を透過した光を受光するフォトダイオードアレイ１１７とを固定配置し、容器ホルダー６２とは別に独立して各反応容器７の位置に沿った移動および停止を行う測光部ステージ１１１と、容器ホルダー６２の移動および停止に対応して測光部ステージ１１１の移動制御を行い、複数の液体試料を透過した光量を測定する制御部１６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を発光する発光手段と発光手段から発光され試料を透過した光を受光する受光手段とを有し、受光手段による受光量をもとに試料を分析する分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液や尿等の液体に対して自動的かつ連続的に各種化学分析を行う分析装置が提案されている（特許文献１参照）。このような分析装置においては、回転テーブル上に複数の反応容器を環状に配置し、回転テーブルの回転によって反応容器を回転させることによって、回転テーブルに沿って配置された検体分注装置、試薬分注装置、攪拌装置、測定装置および洗浄装置のそれぞれに搬送する。ここで、検体分注装置による反応容器への検体分注処理、試薬分注装置による反応容器への試薬分注処理、攪拌装置による反応容器内の液体の攪拌処理および反応容器の洗浄処理は、回転テーブルの回転によって反応容器が処理対象となる各装置に搬送された後、回転テーブルの回転の停止によって反応容器が静止した状態で行われる。一方、測定装置による反応容器内の検体に対する測定処理は、検体分注処理、試薬分注処理、攪拌処理および洗浄処理の各処理が終了し、次の処理を行う装置に搬送される間に行われる。測定装置は光を発光する発光部と光を受光する受光部とを備え、発光部は、通過する反応容器に対して光を発し、受光部は、通過する反応容器内を透過した光を受光する。分析装置は、この受光量をもとに反応容器内の検体における所定物質の濃度分析などの化学分析処理を行う。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１６４７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の分析装置においては、反応容器に対する検体分注処理、試薬分注処理、攪拌処理および洗浄処理は、たとえば反応容器が約４秒間静止する間に行われる。一方、測定処理は、反応容器の移動時間である約１秒の間に、測定部を通過するすべての反応装置に対して行われる。ここで、人体への負担軽減などのため、人体から摂取する検体量の低減が求められており、少量の検体量であっても高い精度の分析処理を行うことができる分析装置が求められている。しかしながら、従来の分析装置においては、反応容器に分注する検体量を減らし反応容器幅を狭くした場合、測定部を通過する通過時間が減少する。この結果、従来の分析装置においては、測定部を通過する通過時間の減少に伴って測定時間も減少するため、精度の高い分析処理を実現することができないという問題があった。また、従来の分析装置においては、分析装置における高精度化を実現するために測定部を通過する通過速度を遅くし測定部の測定時間を長くした場合、反応容器の移動速度が低下し、分析処理の処理能力を高く維持することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、分析処理の処理能力および分析処理の処理精度を低下させることなく、反応容器に分注する検体量の低減を可能とする分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明は、試料を保持した容器を透過した光の光量をもとに前記試料を分析する分析装置において、複数の前記容器を収納するとともに該容器の移動および停止を行う容器移動機構と、発光手段と該発光手段から発せられ前記容器を透過した光を受光する受光手段とを固定配置し、前記容器移動機構とは独立した移動および停止を可能とする前記発光手段と前記受光手段の光学測定移動機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記光学測定移動機構が、前記容器移動機構の停止時に移動され、前記容器移動機構に収納された各容器に対して相対的に移動されつつ、各容器を透過した光の光量を測定することを特徴とする。
【０００８】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記発光手段から発せられた光を前記容器中の所定位置に集光する第１の集光手段と、前記容器を透過した光を前記受光手段に対して集光する第２の集光手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記第１の集光手段および前記第２の集光手段を前記光学測定移動機構に備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記第１の集光手段および前記第２の集光手段を前記容器移動機構に備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記第１の集光手段および前記第２の集光手段を前記容器に備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記発光手段と前記第１の集光手段との間であって該第１の集光手段の焦点位置に絞りを設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記発光手段と該発光手段に対応する前記受光手段とを有した光学対を複数配置したことを特徴とする。
【００１４】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、記光学対の前記発光手段は、それぞれ異なる波長帯の光を発光することを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記第１の集光手段および前記第２の集光手段は、偏心光学系を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる分析装置によれば、複数の前記試料を収容する容器の移動および停止を行う容器移動機構と、前記光を発する発光手段と該発光手段から発せられ前記試料を透過した光を受光する受光手段とを固定配置し、前記容器移動機構とは独立した移動および停止を可能とする光学測定移動機構とを設け、測光処理にかかる時間的制限を緩和しているので、分析処理の処理能力および分析処理の処理精度を低下させることなく、反応容器に分注する検体量の低減が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる分析装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係は、現実のものとは異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１８】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかる分析装置について説明する。実施の形態１にかかる分析装置は、反応容器が静止している間に、発光部と受光部とが一体となって各反応容器に対して相対移動を行って測定を行うものである。
【００１９】
図１は、実施の形態１にかかる分析装置の概略構成図である。実施の形態１にかかる分析装置１は、図１に示すように、検体テーブル３、検体分注機構５、反応テーブル６、攪拌部８、測光部１０、洗浄装置１１、試薬分注機構１２、試薬テーブル１３および読取装置１５が設けられた作業テーブル２と、制御部１６と、分析部１７と、入力部１８と、表示部１９とを備える。分析装置１は、作業テーブル２上に検体テーブル３、反応テーブル６及び試薬テーブル１３が互いに離間してそれぞれ周方向に沿って回転、かつ、位置決め自在に設けられている。また、分析装置１は、検体テーブル３と反応テーブル６との間に検体分注機構５が設けられ、反応テーブル６と試薬テーブル１３との間には試薬分注機構１２が設けられている。また、制御部１６は、分析装置１の各構成部位を制御する。
【００２０】
検体テーブル３は、図１に示すように、駆動手段（図示せず）によって矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って等間隔で配置される収納室３ａが複数設けられており、各収納室３ａには、検体を収容した検体容器４が着脱自在に収納される。検体分注機構５は、検体を後述する反応容器７に分注する手段であり、検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次反応容器７に分注する。
【００２１】
反応テーブル６は、図１に示すように、駆動手段（図示せず）によって矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って等間隔で配置される収納室が複数設けられている。各収納室には、検体を試薬と反応させる反応容器７が着脱自在に収納される。また、反応テーブル６には、攪拌部８、測光部１０および洗浄装置１１が設けられている。攪拌部８は、反応容器７に分注された検体と試薬とを攪拌する。
【００２２】
測光部１０は、試薬と検体とが反応した反応容器７内の液体試料を分析するための分析光（３４０〜８００ｎｍ）を出射し、反応容器７内の液体試料を透過した光を受光し、受光量を制御部１６に出力する。
【００２３】
洗浄装置１１は、図示しない排出ノズルを備えており、反応容器７から反応終了後の液体試料を排出ノズルによって吸引し、排出容器（図示せず）に排出する。そして、洗浄装置１１は、液体試料が排出された反応容器７を洗浄し、再度、新たな検体の分析に使用可能とする。
【００２４】
試薬テーブル１３の外周には、試薬容器１４に貼付したバーコードラベルに記録された試薬の種類，ロット及び有効期限等の情報を読み取り、制御部１６へ出力する読取装置１５が設置されている。
【００２５】
制御部１６は、検体テーブル３、検体分注機構５、反応テーブル６、攪拌部８、測光部１０、洗浄装置１１、試薬分注機構１２、試薬テーブル１３、読取装置１５、分析部１７、入力部１８、表示部１９の各処理または動作を制御する。制御部１６は、測光部１０、読取装置１５、分析部１７、入力部１８、表示部１９に入出力される情報について所定の入出力制御を行い、かつ、この情報に対して所定の情報処理を行う。制御部１６は、後述する測光部１０の光源１１２に対する発光処理、フォトダイオードアレイ１１７における受光処理、光源１１２およびフォトダイオードアレイ１１７を反応容器７に対して相対移動させる測光部テーブル１１８の移動処理を制御する。
【００２６】
以上のように構成される分析装置１は、回転する反応テーブル６によって周方向に沿って搬送されてくる反応容器７内に、検体分注機構５が検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次分注する。検体が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって試薬分注機構１２の近傍へ搬送されて所定の試薬容器１４から試薬が分注される。そして、試薬が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって攪拌部８に搬送され、攪拌部８の攪拌処理によって試薬と検体とが攪拌されて反応する。そして、試薬と検体とが攪拌された反応容器７は、反応テーブル６によって測光部１０に搬送され、測光部１０によって受光量が測定される。この受光量をもとに、分析部１７において検体の成分や濃度等が分析される。そして、分析が終了した反応容器７は、洗浄装置１１によって反応終了後の液体試料の排出および洗浄が行われた後、再度検体の分析に使用される。検体分注機構５による反応容器７に対する検体分注処理、試薬分注機構１２による試薬分注処理、攪拌部８による攪拌処理、洗浄装置１１による洗浄処理は、反応テーブル６の移動を停止し、反応容器７を静止させた状態で行われる。
【００２７】
さらに、本実施の形態１にかかる分析装置１においては、検体分注機構５による検体分注処理、試薬分注機構１２による試薬分注処理、攪拌部８による攪拌処理、洗浄装置１１による洗浄処理が行われる反応容器７の静止時に、測光部１０による測定処理を行っている。この測光部１０は、反応容器７の配列に沿って移動可能であり、この移動は、反応テーブル６の回転移動とは別個独立に制御される。
【００２８】
具体的には、図２に示したタイムチャートのように、反応テーブル６が１／４（９０度）回転毎に停止する移動処理を行う場合、制御部１６は、反応テーブル６を４秒間停止させ、この４秒間の反応容器７の静止時に、検体分注処理、試薬分注処理、攪拌処理、および洗浄処理を行わせるとともに、測光部１０を１／４逆回転させつつ反応テーブル６上に配列された反応容器７のうちの１／４分の反応容器に対する測光処理を行う。その後、制御部１６は、１秒間で反応テーブル６を１／４回転させて移動させるとともに、測光部１０を１／４逆回転させて初期位置に移動させる。その後、上述したように制御部１６は、４秒間の反応容器の静止時に、検体分注処理、試薬分注処理、攪拌処理、および洗浄処理を行わせるとともに、測光部１０を反応テーブル６に対して相対的に１／４逆回転させつつ静止した各反応容器内の試薬に対する測光処理を行い、さらに反応テーブル６および測光部１０をそれぞれ１／４回転させる処理を繰り返す。なお、測光部１０の回転方向は、図２に示した回転の逆方向であってもよい。すなわち、測光部１０を、反応テーブル６が静止時に反応テーブル６の回転方向と同じ方向に１／４正回転し、反応テーブル６が１／４回転時に反応テーブル６の回転方向とは逆方向に１／４逆回転させるようにしてもよい。また、測光部１０が、検体分注機構５、試薬分注機構１２、攪拌部８、および洗浄装置１１の各処理に干渉しないように全周回転移動が可能である場合であって、反応テーブル６も１回転毎に停止する場合には、反応テーブル６の停止時に測光部１０を１回転させつつ全反応容器７に対する測光処理を行ってもよい。要は、反応テーブル６の回転移動量に合わせて反応テーブル６の停止時に、測光部１０を、反応テーブル６に対して反応テーブルの回転移動量分、相対移動させつつ測光処理を行うようにすればよい。もちろん、反応テーブル６の回転移動時を含めて測光処理を行うようにしてもよい。
【００２９】
つぎに、図１に示した測光部１０について詳細に説明する。図３は、図１に示す測光部１０の構成および測光部１０を通過する反応テーブル６の一部構成を模式的に示した平面図である。図３においては、説明の容易化のため、測光部１０内部に備わる構成部位を実線で示している。また、図４は、図３に示した測光部１０のＸ−Ｘ線断面図である。
【００３０】
図３および図４に示すように、反応テーブル６は容器ホルダー６２を環状に形成し、各容器ホルダー６２は、反応容器７を着脱自在に等間隔で収納可能であり、各反応容器７は、この容器ホルダー６２内に収納される。また、図４に示すように、容器ホルダー６２の底部には、反応容器７内の液体試料を一定温度に保持するための恒温液６５が保持されており、反応容器７内の液体試料の温度変化を防止している。なお、容器ホルダー６２には後述する光源１１２から発せられた光の通過経路に対応させて光が透過する領域が設けられており、反応容器７への光の入射および反応容器７を透過した光の出射が可能となっている。
【００３１】
測光部１０は、反応テーブル６と同心円で反応テーブル６とは別個独立して回動する測定部テーブル１１８と、測定テーブル１１８上に固定配置された測定部ステージ１１１とを有し、測定部ステージ１１１上に、光源１１２、レンズ１１３，１１４、スリット１１５、凹面グレーティング１１６、およびフォトダイオードアレイ１１７を有した測定光学系が固定配置される。ここで、レンズ１１３，１１４間には、容器ホルダー６２が通過する空間が形成される。
【００３２】
光源１１２は、３４０〜８００ｎｍの波長域を有する光を発する。レンズ１１３は、光源１１２から発せられた光を反応容器７内における液体試料に対して集光する。レンズ１１４、スリット１１５、凹面グレーティング１１６は、反応容器７内における液体試料を透過した光をフォトダイオードアレイ１１７に対して集光する。レンズ１１４は、反応容器７内における試料を透過した光を集光し、スリット１１５に入射する。スリット１１５は、レンズ１１４から入射された光を絞り、凹面グレーティング１１６に入射する。凹面グレーティング１１６は、入射光を分光し、所定波長域の光をフォトダイオードアレイ１１７上に反射出力する。フォトダイオードアレイ１１７は、凹面グレーティング１１６から反射された所定波長域の光を配列された各フォトダイオードによって受光し、この所定波長域内の複数の所望波長光の受光量を測定し、測定結果を制御部１６に出力する。
【００３３】
上述したように、容器ホルダー６２を配置した反応テーブル６と測光部ステージ１１１を配置した測光部テーブル１１８とは、それぞれ別個独立した移動が可能であり、反応テーブル６が停止している間に、測光部テーブル１１８が回転し測定光学系によって静止した各反応容器７内の試料に対する測光処理を行う。なお、上述した実施の形態１では、測光部テーブル１１８が回転可能であったが、これに限らず、測定部テーブル１１８が固定され、測定部ステージ１１１が測定テーブル１１８に対して独立して移動できるようにしてもよい。この場合、測定部テーブル１１８上に測定部ステージ１１１の移動用のガイドを設けるとよい。あるいは、測定部テーブル１１８と反応テーブル６とを一体とした構成としてもよい。要は、測定部ステージ１１１が、反応テーブル６の各反応容器に対して独立した相対移動を行うものであればよい。
【００３４】
これに対し、本実施の形態１にかかる分析装置１では、制御部１６、測光部ステージ１１１および測光部テーブル１１８は、反応容器７が静止している間に、反応容器７内における試料の位置に沿って光源１１２、レンズ１１３，１１４、スリット１１５、凹面グレーティング１１６、フォトダイオードアレイ１１７を一体として相対移動させて各試料の測光処理を行うようにしている。この結果、分析装置１は、従来の分析装置と比較し、測光部１０による反応容器７内の液体試料に対する測光処理を、検体分注処理、試薬分注処理、攪拌処理および洗浄処理の各処理が終了し、次の処理を行う装置に各反応容器７が搬送される短時間の間に行う必要がない。
【００３５】
分析装置１は、たとえば約４秒間静止する間に行われる検体分注処理、試薬分注処理、攪拌処理および洗浄処理の間に、測光部１０による測光処理も行うことができ、反応容器の移動時間である約１秒間の間に測光処理を行っていた従来の分析装置と比較し、約４倍程度の時間を測光処理時間として確保することができる。このため、分析装置１は、従来と同様の測光時間を確保した場合であっても、反応容器幅を約１／４まで狭くすることができる。したがって、分析装置１は、反応容器に分注する検体量の低減を可能にすることができる。また、分析装置１は、十分な測光時間を確保することもできるため、分析装置の精度を維持することも可能となる。さらに、分析装置１は、反応容器７が静止している間に測定処理を行うため、反応容器の移動速度を変更する必要がなく、分析処理の処理能力を維持することもできる。
【００３６】
なお、本実施の形態１にかかる分析装置１は、図５に示すように、レンズ１１３に代えて軸外し放物面鏡である放物面鏡１１３ａ，１１３ｂおよびレンズ１１４に代えて軸外し放物面鏡である放物面鏡１１３ｃ，１１３ｄを設けてもよい。軸外し放物面鏡とは、回転放物面の一部を形成する凹面鏡である。分析装置１は、第１の集光手段および第２の集光手段に軸外し放物面鏡を２枚使用した偏心光学系を用いることによって、色収差の影響を抑制した精度の高い測定結果を得ることができる。また、分析装置１は、軸外し放物面鏡を使用することによって、球面収差もほとんどなくなるため、非常に小さな光束系を反応容器７に入射することができる。この結果、分析装置１においては、反応容器７の幅をさらに狭くすることができ、検体量をさらに減らすことができる。
【００３７】
（実施の形態２）
つぎに、実施の形態２について説明する。この実施の形態２では、複数の所定波長に対する測定を簡易な構成で行うようにしている。図６は、実施の形態２にかかる分析装置の概略構成図である。実施の形態２にかかる分析装置２０１は、図６に示すように、図１に示す測光部１０に代えて測光部２１０を備えた作業テーブル２０２と、図１に示す制御部１６に代えて制御部２１６を有する。制御部２１６は、制御部１６と同様の機能を有する。
【００３８】
図７に示すように、測光部２１０を構成する測光ステージ２１１上には、それぞれ隣接配置された反応容器７ａ〜７ｄの位置にそれぞれ対応して、ＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄ、レンズ２１３ａ〜２１３ｄ，２１４ａ〜２１４ｄ、フォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄとからなる複数の測光ユニット２２０ａ〜２２０ｄが固定配置される。
【００３９】
測光ユニット２２０ａ〜２２０ｄは、それぞれＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄから所定の波長λａ〜λｄの光を発し、レンズ２１３ａ〜２１３ｄが、ＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄから発せられた光を反応容器７ａ〜７ｄ内における各液体試料に対して集光する。レンズ２１４ａ〜２１４ｄは、反応容器７ａ〜７ｄ内における各液体試料を透過した光をフォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄに対して集光し、フォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄは、それぞれレンズ２１４ａ〜２１４ｄが集光した波長λａ〜λｄの光を受光し、この波長λａ〜λｄの光の受光量を制御部２１６に出力する。ここで、フォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄは、それぞれ少なくとも波長λａ〜λｄの光を受光する機能があれば足りる。
【００４０】
ここで、反応容器７ａ〜７ｄからみると、各反応容器７ａ〜７ｄ内に液体試料には、測光ユニット２２０ａ〜２２０ｄの相対的な移動によって波長λａ〜λｄの順、あるいは波長λｄ〜λａの順に光が入射されパイプライン的に測光されることになる。
【００４１】
この実施の形態２では、測光ユニット２２０ａ〜２２０ｄが複数配置されるものの、各測定ユニット２２０ａ〜２２０ｄは、スリット１１５や凹面グレーティング１１６が不要になるとともに、１つのフォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄのみでよいので、簡易な構成で、複数の波長λａ〜λｄの光に対する測光処理を行うことができる。
【００４２】
また、分析装置２０１は、発熱が少ないＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄを光源として使用するため、反応容器７内の液体試料温度に対する影響が少なく、ＬＥＤ２１２と反応容器７との距離を短くすることができる。このため、分析装置２０１では、レンズ２１３ａ〜２１３ｄのレンズ径を小さくすることができ、測光部２１０の小型化を図ることができる。また、ＬＥＤ２１２、レンズ２１３，２１４、フォトダイオード２１４は、小型および軽量であるため、測光テーブル１１８による移動処理の容易化を図ることができる。
【００４３】
なお、実施の形態２においては、ＬＥＤ２１２ａ〜２１３ｄとレンズ２１３ａ〜２１３ｄとの距離およびレンズ２１４ａ〜２１４ｄとフォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄとの距離をＬＥＤ２１２ａ〜２１３ｄが発する光の波長に対応させたものとすることによって、色収差の補正を行うことができ、さらに精度の高い分析処理を可能にする。
【００４４】
（実施の形態３）
つぎに、実施の形態３について説明する。この実施の形態３では、ＬＥＤから発光された光を集光するレンズと反応容器内の液体試料を透過した光を集光するレンズとを容器ホルダー側に設けるようにしている。図８は、実施の形態３にかかる分析装置の概略構成図である。実施の形態３にかかる分析装置３０１は、図８に示すように、図１に示す測光部１０に代えて測光部３１０を備えるとともに図１に示す反応テーブル６に代えて反応テーブル３６０を備えた作業テーブル３０２と、図１に示す制御部１６に代えて制御部３１６を有する。制御部３１６は、制御部１６と同様の機能を有する。
【００４５】
測光部３１０は、図９および図１０に示すように、それぞれ対応するＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄ、絞り３１９ａ〜３１９ｄ、フォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄを一体として備えた複数の測光ユニット３２０ａ〜３２０ｄを有する測光部ステージ３１１を備える。測光部ステージ３１１は、図２および図３に示した測光部ステージ１１１と同様に、容器ホルダー３６２を半径方向で挟む構造であり、容器ホルダー３６２とは別個独立して移動することができる。なお、絞り３１９ａ〜３１９ｄは、レンズ３６３の前側焦点位置に配置され、ＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄに位置ずれがあっても反応容器７内における主光線が常に平行となるテレセントリック光学系を形成し、試料通過の光路長が等しくなるようにし、測光精度を高めている。
【００４６】
この実施の形態３にかかる分析装置３０１は、反応容器に対する検体分注処理、試薬分注処理、攪拌処理および洗浄処理を行う反応容器７の静止時に、測光ユニット３２０の反応容器７に対する相対的な移動処理とこの移動に伴った測光処理とを行うようにしているので、実施の形態１と同様の効果を奏する。特に、この実施の形態３では、測光部ステージ３１１に搭載される光学系が少なくなるため測光部３１０の構成が簡易となり、測光部ステージ３１１の移動処理にかかる負担を軽減することができる。さらに、テレセントリック光学系を形成するように絞り３１９ａ〜３１９ｄを設けているので、精度の高い測光処理を行うことができる。
【００４７】
ここで、図１１および図１２に示すように、絞り３１９ａ〜３１９ｄを容器ホルダー３６２側に設けるようにしてもよい。この場合、測光部ステージ３１１の移動に伴ってＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄおよびフォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄが移動するが、容器ホルダー３６２側の絞り３１９ａ〜３１９ｄによってテレセントリック光学系が形成されているため、図１３に示すように、反応容器７内の試料を通過する主光線lａ，lｂは平行移動して常に平行となり、試料内を通過する光路長は等しくなる。この結果、光路長の変化に起因する受光量のばらつきの影響を受けることがなく、精度の高い受光量を取得し、精度の高い分析処理を行うことができる。
【００４８】
また、この場合、測光部ステージ３１１は、ＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄおよびフォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄのみを移動させればよいため、さらに、測光部ステージ３１１の移動処理の負担を軽減することができる。
【００４９】
また、図１４および図１５に示すように、レンズ３６３，３６４を反応容器３６７内に設けるようにしてもよい。この場合、図９および図１０に示す場合と同様に、測光部ステージ３１１の移動に伴ってＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄ、フォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄおよび絞り３１９ａ〜３１９ｄが移動する。また、絞り３１９ａ〜３１９ｄは、レンズ３６３の前側焦点位置に配置され、テレセントリック光学系を形成するため、精度の高い分析処理を行うことができる。また、測光部ステージ３１１は、ＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄ、フォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄおよび絞り３１９ａ〜３１９ｄのみを移動させればよいため、測光部ステージ３１１の移動処理の負担を軽減することができる。なお、この場合、反応容器内にレンズ３６３，３６４が設けられているため、レンズが設けられていない容器ホルダー６２を用いればよい。
【００５０】
なお、実施の形態１〜３においては、図中において、レンズ１１３，１１４，２１３ａ〜２１３ｄ，２１４ａ〜２１４ｄ，３６３，３６４を、凸面レンズとして記載したが、これに限らず、非球面レンズとしてもよい。この場合、球面収差の影響を軽減できるため、非常に小さな光束系を反応容器７に入射することができる。この結果、分析装置１，２０１，３０１においては、反応容器７の幅をさらに狭くすることができ、検体量をさらに減少することが可能になる。
【００５１】
また、本実施の形態２，３においては、それぞれ対応するＬＥＤ、レンズ、フォトダイオードを有する測光ユニットを４組備えた場合について説明したが、もちろん４組に限るものではない。本実施の形態２，３においては、それぞれ対応するＬＥＤ、レンズ、フォトダイオードを有する測光ユニットを単数備え、一種類の所定波長の光に対する測定を行ってもよい。また、ＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄがそれぞれ異なる波長の光を発光する場合について説明したが、これに限らず、同じ波長の光を発光し、受光量の時間依存性の取得や測定不備を補うための予備測定を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施の形態１にかかる分析装置の概略構成図である。
【図２】図１に示した制御部による反応テーブルおよび測光部の移動制御処理の一例を示すタイムチャートである。
【図３】図１に示した測光部および反応テーブルにおける測光部内の通過部分の構成を模式的に示した平面図である。
【図４】図２におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】実施の形態１の変形例である測光部および反応テーブルにおける測光部１０内の通過部分の構成を模式的に示した平面図である。
【図６】実施の形態２にかかる分析装置の概略構成図である。
【図７】図６に示した測光部および反応テーブルにおける測光部内の通過部分の構成を模式的に示した平面図である。
【図８】実施の形態３にかかる分析装置の概略構成図である。
【図９】図８に示した測光部および反応テーブルにおける測光部内の通過部分の構成を模式的に示した平面図である。
【図１０】図９におけるＹ−Ｙ線断面図である。
【図１１】実施の形態３の変形例である測光部および反応テーブルの一部構成を示す平面図である。
【図１２】図１１におけるＹ−Ｙ線断面図である。
【図１３】実施の形態３の変形例である測光部のＬＥＤの移動に伴う光軸変化を示す図である。
【図１４】実施の形態３の変形例である測光部および反応テーブルの一部構成を示す平面図である。
【図１５】図１４におけるＹ−Ｙ線断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，２０１，３０１ 分析装置
２，２０２，３０２ 作業テーブル
３ 検体テーブル
３ａ 収納室
４ 検体容器
５ 検体分注機構
６、３６０ 反応テーブル
７，７ａ〜７ｅ，３６７ 反応容器
８ 攪拌部
１０，２１０，３１０ 測光部
１１ 洗浄装置
１２ 試薬分注機構
１３ 試薬テーブル
１３ａ 収納室
１４ 試薬容器
１５ 読取装置
１６ 制御部
１７ 分析部
１８ 入力部
１９ 表示部
６２，３６２ 容器ホルダー
６５ 恒温液
１１１，２１１，３１１ 測光部ステージ
１１２ 光源
１１３，１１４，２１３ａ〜２１３ｄ，２１４ａ〜２１４ｄ，３６３，３６４ レンズ
１１３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂ 放物面鏡
１１５ スリット
１１６ 凹面グレーティング
１１７ フォトダイオードアレイ
１１８ 測光部ステージ
２１２ａ〜２１２ｄ ＬＥＤ
２１７ａ〜２１７ｄ フォトダイオード
２２０ａ〜２２０ｄ，３２０ａ〜３２０ｄ 測光ユニット
３１９ａ〜３１９ｄ 絞り
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を発光する発光手段と発光手段から発光され試料を透過した光を受光する受光手段とを有し、受光手段による受光量をもとに試料を分析する分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液や尿等の液体に対して自動的かつ連続的に各種化学分析を行う分析装置が提案されている（特許文献１参照）。このような分析装置においては、回転テーブル上に複数の反応容器を環状に配置し、回転テーブルの回転によって反応容器を回転させることによって、回転テーブルに沿って配置された検体分注装置、試薬分注装置、攪拌装置、測定装置および洗浄装置のそれぞれに搬送する。ここで、検体分注装置による反応容器への検体分注処理、試薬分注装置による反応容器への試薬分注処理、攪拌装置による反応容器内の液体の攪拌処理および反応容器の洗浄処理は、回転テーブルの回転によって反応容器が処理対象となる各装置に搬送された後、回転テーブルの回転の停止によって反応容器が静止した状態で行われる。一方、測定装置による反応容器内の検体に対する測定処理は、検体分注処理、試薬分注処理、攪拌処理および洗浄処理の各処理が終了し、次の処理を行う装置に搬送される間に行われる。測定装置は光を発光する発光部と光を受光する受光部とを備え、発光部は、通過する反応容器に対して光を発し、受光部は、通過する反応容器内を透過した光を受光する。分析装置は、この受光量をもとに反応容器内の検体における所定物質の濃度分析などの化学分析処理を行う。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１６４７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の分析装置においては、反応容器に対する検体分注処理、試薬分注処理、攪拌処理および洗浄処理は、たとえば反応容器が約４秒間静止する間に行われる。一方、測定処理は、反応容器の移動時間である約１秒の間に、測定部を通過するすべての反応装置に対して行われる。ここで、人体への負担軽減などのため、人体から摂取する検体量の低減が求められており、少量の検体量であっても高い精度の分析処理を行うことができる分析装置が求められている。しかしながら、従来の分析装置においては、反応容器に分注する検体量を減らし反応容器幅を狭くした場合、測定部を通過する通過時間が減少する。この結果、従来の分析装置においては、測定部を通過する通過時間の減少に伴って測定時間も減少するため、精度の高い分析処理を実現することができないという問題があった。また、従来の分析装置においては、分析装置における高精度化を実現するために測定部を通過する通過速度を遅くし測定部の測定時間を長くした場合、反応容器の移動速度が低下し、分析処理の処理能力を高く維持することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、分析処理の処理能力および分析処理の処理精度を低下させることなく、反応容器に分注する検体量の低減を可能とする分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明は、試料を保持した容器を透過した光の光量をもとに前記試料を分析する分析装置において、複数の前記容器を収納するとともに該容器の移動および停止を行う容器移動機構と、発光手段と該発光手段から発せられ前記容器を透過した光を受光する受光手段とを固定配置し、前記容器移動機構とは独立した移動および停止を可能とする前記発光手段と前記受光手段の光学測定移動機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記光学測定移動機構が、前記容器移動機構の停止時に移動され、前記容器移動機構に収納された各容器に対して相対的に移動されつつ、各容器を透過した光の光量を測定することを特徴とする。
【０００８】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記発光手段から発せられた光を前記容器中の所定位置に集光する第１の集光手段と、前記容器を透過した光を前記受光手段に対して集光する第２の集光手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記第１の集光手段および前記第２の集光手段を前記光学測定移動機構に備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記第１の集光手段および前記第２の集光手段を前記容器移動機構に備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記第１の集光手段および前記第２の集光手段を前記容器に備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記発光手段と前記第１の集光手段との間であって該第１の集光手段の焦点位置に絞りを設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記発光手段と該発光手段に対応する前記受光手段とを有した光学対を複数配置したことを特徴とする。
【００１４】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、記光学対の前記発光手段は、それぞれ異なる波長帯の光を発光することを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記第１の集光手段および前記第２の集光手段は、偏心光学系を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる分析装置によれば、複数の前記試料を収容する容器の移動および停止を行う容器移動機構と、前記光を発する発光手段と該発光手段から発せられ前記試料を透過した光を受光する受光手段とを固定配置し、前記容器移動機構とは独立した移動および停止を可能とする光学測定移動機構とを設け、測光処理にかかる時間的制限を緩和しているので、分析処理の処理能力および分析処理の処理精度を低下させることなく、反応容器に分注する検体量の低減が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる分析装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係は、現実のものとは異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１８】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかる分析装置について説明する。実施の形態１にかかる分析装置は、反応容器が静止している間に、発光部と受光部とが一体となって各反応容器に対して相対移動を行って測定を行うものである。
【００１９】
図１は、実施の形態１にかかる分析装置の概略構成図である。実施の形態１にかかる分析装置１は、図１に示すように、検体テーブル３、検体分注機構５、反応テーブル６、攪拌部８、測光部１０、洗浄装置１１、試薬分注機構１２、試薬テーブル１３および読取装置１５が設けられた作業テーブル２と、制御部１６と、分析部１７と、入力部１８と、表示部１９とを備える。分析装置１は、作業テーブル２上に検体テーブル３、反応テーブル６及び試薬テーブル１３が互いに離間してそれぞれ周方向に沿って回転、かつ、位置決め自在に設けられている。また、分析装置１は、検体テーブル３と反応テーブル６との間に検体分注機構５が設けられ、反応テーブル６と試薬テーブル１３との間には試薬分注機構１２が設けられている。また、制御部１６は、分析装置１の各構成部位を制御する。
【００２０】
検体テーブル３は、図１に示すように、駆動手段（図示せず）によって矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って等間隔で配置される収納室３ａが複数設けられており、各収納室３ａには、検体を収容した検体容器４が着脱自在に収納される。検体分注機構５は、検体を後述する反応容器７に分注する手段であり、検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次反応容器７に分注する。
【００２１】
反応テーブル６は、図１に示すように、駆動手段（図示せず）によって矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って等間隔で配置される収納室が複数設けられている。各収納室には、検体を試薬と反応させる反応容器７が着脱自在に収納される。また、反応テーブル６には、攪拌部８、測光部１０および洗浄装置１１が設けられている。攪拌部８は、反応容器７に分注された検体と試薬とを攪拌する。
【００２２】
測光部１０は、試薬と検体とが反応した反応容器７内の液体試料を分析するための分析光（３４０〜８００ｎｍ）を出射し、反応容器７内の液体試料を透過した光を受光し、受光量を制御部１６に出力する。
【００２３】
洗浄装置１１は、図示しない排出ノズルを備えており、反応容器７から反応終了後の液体試料を排出ノズルによって吸引し、排出容器（図示せず）に排出する。そして、洗浄装置１１は、液体試料が排出された反応容器７を洗浄し、再度、新たな検体の分析に使用可能とする。
【００２４】
試薬テーブル１３の外周には、試薬容器１４に貼付したバーコードラベルに記録された試薬の種類，ロット及び有効期限等の情報を読み取り、制御部１６へ出力する読取装置１５が設置されている。
【００２５】
制御部１６は、検体テーブル３、検体分注機構５、反応テーブル６、攪拌部８、測光部１０、洗浄装置１１、試薬分注機構１２、試薬テーブル１３、読取装置１５、分析部１７、入力部１８、表示部１９の各処理または動作を制御する。制御部１６は、測光部１０、読取装置１５、分析部１７、入力部１８、表示部１９に入出力される情報について所定の入出力制御を行い、かつ、この情報に対して所定の情報処理を行う。制御部１６は、後述する測光部１０の光源１１２に対する発光処理、フォトダイオードアレイ１１７における受光処理、光源１１２およびフォトダイオードアレイ１１７を反応容器７に対して相対移動させる測光部テーブル１１８の移動処理を制御する。
【００２６】
以上のように構成される分析装置１は、回転する反応テーブル６によって周方向に沿って搬送されてくる反応容器７内に、検体分注機構５が検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次分注する。検体が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって試薬分注機構１２の近傍へ搬送されて所定の試薬容器１４から試薬が分注される。そして、試薬が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって攪拌部８に搬送され、攪拌部８の攪拌処理によって試薬と検体とが攪拌されて反応する。そして、試薬と検体とが攪拌された反応容器７は、反応テーブル６によって測光部１０に搬送され、測光部１０によって受光量が測定される。この受光量をもとに、分析部１７において検体の成分や濃度等が分析される。そして、分析が終了した反応容器７は、洗浄装置１１によって反応終了後の液体試料の排出および洗浄が行われた後、再度検体の分析に使用される。検体分注機構５による反応容器７に対する検体分注処理、試薬分注機構１２による試薬分注処理、攪拌部８による攪拌処理、洗浄装置１１による洗浄処理は、反応テーブル６の移動を停止し、反応容器７を静止させた状態で行われる。
【００２７】
さらに、本実施の形態１にかかる分析装置１においては、検体分注機構５による検体分注処理、試薬分注機構１２による試薬分注処理、攪拌部８による攪拌処理、洗浄装置１１による洗浄処理が行われる反応容器７の静止時に、測光部１０による測定処理を行っている。この測光部１０は、反応容器７の配列に沿って移動可能であり、この移動は、反応テーブル６の回転移動とは別個独立に制御される。
【００２８】
具体的には、図２に示したタイムチャートのように、反応テーブル６が１／４（９０度）回転毎に停止する移動処理を行う場合、制御部１６は、反応テーブル６を４秒間停止させ、この４秒間の反応容器７の静止時に、検体分注処理、試薬分注処理、攪拌処理、および洗浄処理を行わせるとともに、測光部１０を１／４逆回転させつつ反応テーブル６上に配列された反応容器７のうちの１／４分の反応容器に対する測光処理を行う。その後、制御部１６は、１秒間で反応テーブル６を１／４回転させて移動させるとともに、測光部１０を１／４逆回転させて初期位置に移動させる。その後、上述したように制御部１６は、４秒間の反応容器の静止時に、検体分注処理、試薬分注処理、攪拌処理、および洗浄処理を行わせるとともに、測光部１０を反応テーブル６に対して相対的に１／４逆回転させつつ静止した各反応容器内の試薬に対する測光処理を行い、さらに反応テーブル６および測光部１０をそれぞれ１／４回転させる処理を繰り返す。なお、測光部１０の回転方向は、図２に示した回転の逆方向であってもよい。すなわち、測光部１０を、反応テーブル６が静止時に反応テーブル６の回転方向と同じ方向に１／４正回転し、反応テーブル６が１／４回転時に反応テーブル６の回転方向とは逆方向に１／４逆回転させるようにしてもよい。また、測光部１０が、検体分注機構５、試薬分注機構１２、攪拌部８、および洗浄装置１１の各処理に干渉しないように全周回転移動が可能である場合であって、反応テーブル６も１回転毎に停止する場合には、反応テーブル６の停止時に測光部１０を１回転させつつ全反応容器７に対する測光処理を行ってもよい。要は、反応テーブル６の回転移動量に合わせて反応テーブル６の停止時に、測光部１０を、反応テーブル６に対して反応テーブルの回転移動量分、相対移動させつつ測光処理を行うようにすればよい。もちろん、反応テーブル６の回転移動時を含めて測光処理を行うようにしてもよい。
【００２９】
つぎに、図１に示した測光部１０について詳細に説明する。図３は、図１に示す測光部１０の構成および測光部１０を通過する反応テーブル６の一部構成を模式的に示した平面図である。図３においては、説明の容易化のため、測光部１０内部に備わる構成部位を実線で示している。また、図４は、図３に示した測光部１０のＸ−Ｘ線断面図である。
【００３０】
図３および図４に示すように、反応テーブル６は容器ホルダー６２を環状に形成し、各容器ホルダー６２は、反応容器７を着脱自在に等間隔で収納可能であり、各反応容器７は、この容器ホルダー６２内に収納される。また、図４に示すように、容器ホルダー６２の底部には、反応容器７内の液体試料を一定温度に保持するための恒温液６５が保持されており、反応容器７内の液体試料の温度変化を防止している。なお、容器ホルダー６２には後述する光源１１２から発せられた光の通過経路に対応させて光が透過する領域が設けられており、反応容器７への光の入射および反応容器７を透過した光の出射が可能となっている。
【００３１】
測光部１０は、反応テーブル６と同心円で反応テーブル６とは別個独立して回動する測定部テーブル１１８と、測定テーブル１１８上に固定配置された測定部ステージ１１１とを有し、測定部ステージ１１１上に、光源１１２、レンズ１１３，１１４、スリット１１５、凹面グレーティング１１６、およびフォトダイオードアレイ１１７を有した測定光学系が固定配置される。ここで、レンズ１１３，１１４間には、容器ホルダー６２が通過する空間が形成される。
【００３２】
光源１１２は、３４０〜８００ｎｍの波長域を有する光を発する。レンズ１１３は、光源１１２から発せられた光を反応容器７内における液体試料に対して集光する。レンズ１１４、スリット１１５、凹面グレーティング１１６は、反応容器７内における液体試料を透過した光をフォトダイオードアレイ１１７に対して集光する。レンズ１１４は、反応容器７内における試料を透過した光を集光し、スリット１１５に入射する。スリット１１５は、レンズ１１４から入射された光を絞り、凹面グレーティング１１６に入射する。凹面グレーティング１１６は、入射光を分光し、所定波長域の光をフォトダイオードアレイ１１７上に反射出力する。フォトダイオードアレイ１１７は、凹面グレーティング１１６から反射された所定波長域の光を配列された各フォトダイオードによって受光し、この所定波長域内の複数の所望波長光の受光量を測定し、測定結果を制御部１６に出力する。
【００３３】
上述したように、容器ホルダー６２を配置した反応テーブル６と測光部ステージ１１１を配置した測光部テーブル１１８とは、それぞれ別個独立した移動が可能であり、反応テーブル６が停止している間に、測光部テーブル１１８が回転し測定光学系によって静止した各反応容器７内の試料に対する測光処理を行う。なお、上述した実施の形態１では、測光部テーブル１１８が回転可能であったが、これに限らず、測定部テーブル１１８が固定され、測定部ステージ１１１が測定テーブル１１８に対して独立して移動できるようにしてもよい。この場合、測定部テーブル１１８上に測定部ステージ１１１の移動用のガイドを設けるとよい。あるいは、測定部テーブル１１８と反応テーブル６とを一体とした構成としてもよい。要は、測定部ステージ１１１が、反応テーブル６の各反応容器に対して独立した相対移動を行うものであればよい。
【００３４】
これに対し、本実施の形態１にかかる分析装置１では、制御部１６、測光部ステージ１１１および測光部テーブル１１８は、反応容器７が静止している間に、反応容器７内における試料の位置に沿って光源１１２、レンズ１１３，１１４、スリット１１５、凹面グレーティング１１６、フォトダイオードアレイ１１７を一体として相対移動させて各試料の測光処理を行うようにしている。この結果、分析装置１は、従来の分析装置と比較し、測光部１０による反応容器７内の液体試料に対する測光処理を、検体分注処理、試薬分注処理、攪拌処理および洗浄処理の各処理が終了し、次の処理を行う装置に各反応容器７が搬送される短時間の間に行う必要がない。
【００３５】
分析装置１は、たとえば約４秒間静止する間に行われる検体分注処理、試薬分注処理、攪拌処理および洗浄処理の間に、測光部１０による測光処理も行うことができ、反応容器の移動時間である約１秒間の間に測光処理を行っていた従来の分析装置と比較し、約４倍程度の時間を測光処理時間として確保することができる。このため、分析装置１は、従来と同様の測光時間を確保した場合であっても、反応容器幅を約１／４まで狭くすることができる。したがって、分析装置１は、反応容器に分注する検体量の低減を可能にすることができる。また、分析装置１は、十分な測光時間を確保することもできるため、分析装置の精度を維持することも可能となる。さらに、分析装置１は、反応容器７が静止している間に測定処理を行うため、反応容器の移動速度を変更する必要がなく、分析処理の処理能力を維持することもできる。
【００３６】
なお、本実施の形態１にかかる分析装置１は、図５に示すように、レンズ１１３に代えて軸外し放物面鏡である放物面鏡１１３ａ，１１３ｂおよびレンズ１１４に代えて軸外し放物面鏡である放物面鏡１１３ｃ，１１３ｄを設けてもよい。軸外し放物面鏡とは、回転放物面の一部を形成する凹面鏡である。分析装置１は、第１の集光手段および第２の集光手段に軸外し放物面鏡を２枚使用した偏心光学系を用いることによって、色収差の影響を抑制した精度の高い測定結果を得ることができる。また、分析装置１は、軸外し放物面鏡を使用することによって、球面収差もほとんどなくなるため、非常に小さな光束系を反応容器７に入射することができる。この結果、分析装置１においては、反応容器７の幅をさらに狭くすることができ、検体量をさらに減らすことができる。
【００３７】
（実施の形態２）
つぎに、実施の形態２について説明する。この実施の形態２では、複数の所定波長に対する測定を簡易な構成で行うようにしている。図６は、実施の形態２にかかる分析装置の概略構成図である。実施の形態２にかかる分析装置２０１は、図６に示すように、図１に示す測光部１０に代えて測光部２１０を備えた作業テーブル２０２と、図１に示す制御部１６に代えて制御部２１６を有する。制御部２１６は、制御部１６と同様の機能を有する。
【００３８】
図７に示すように、測光部２１０を構成する測光ステージ２１１上には、それぞれ隣接配置された反応容器７ａ〜７ｄの位置にそれぞれ対応して、ＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄ、レンズ２１３ａ〜２１３ｄ，２１４ａ〜２１４ｄ、フォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄとからなる複数の測光ユニット２２０ａ〜２２０ｄが固定配置される。
【００３９】
測光ユニット２２０ａ〜２２０ｄは、それぞれＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄから所定の波長λａ〜λｄの光を発し、レンズ２１３ａ〜２１３ｄが、ＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄから発せられた光を反応容器７ａ〜７ｄ内における各液体試料に対して集光する。レンズ２１４ａ〜２１４ｄは、反応容器７ａ〜７ｄ内における各液体試料を透過した光をフォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄに対して集光し、フォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄは、それぞれレンズ２１４ａ〜２１４ｄが集光した波長λａ〜λｄの光を受光し、この波長λａ〜λｄの光の受光量を制御部２１６に出力する。ここで、フォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄは、それぞれ少なくとも波長λａ〜λｄの光を受光する機能があれば足りる。
【００４０】
ここで、反応容器７ａ〜７ｄからみると、各反応容器７ａ〜７ｄ内に液体試料には、測光ユニット２２０ａ〜２２０ｄの相対的な移動によって波長λａ〜λｄの順、あるいは波長λｄ〜λａの順に光が入射されパイプライン的に測光されることになる。
【００４１】
この実施の形態２では、測光ユニット２２０ａ〜２２０ｄが複数配置されるものの、各測定ユニット２２０ａ〜２２０ｄは、スリット１１５や凹面グレーティング１１６が不要になるとともに、１つのフォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄのみでよいので、簡易な構成で、複数の波長λａ〜λｄの光に対する測光処理を行うことができる。
【００４２】
また、分析装置２０１は、発熱が少ないＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄを光源として使用するため、反応容器７内の液体試料温度に対する影響が少なく、ＬＥＤ２１２と反応容器７との距離を短くすることができる。このため、分析装置２０１では、レンズ２１３ａ〜２１３ｄのレンズ径を小さくすることができ、測光部２１０の小型化を図ることができる。また、ＬＥＤ２１２、レンズ２１３，２１４、フォトダイオード２１４は、小型および軽量であるため、測光テーブル１１８による移動処理の容易化を図ることができる。
【００４３】
なお、実施の形態２においては、ＬＥＤ２１２ａ〜２１３ｄとレンズ２１３ａ〜２１３ｄとの距離およびレンズ２１４ａ〜２１４ｄとフォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄとの距離をＬＥＤ２１２ａ〜２１３ｄが発する光の波長に対応させたものとすることによって、色収差の補正を行うことができ、さらに精度の高い分析処理を可能にする。
【００４４】
（実施の形態３）
つぎに、実施の形態３について説明する。この実施の形態３では、ＬＥＤから発光された光を集光するレンズと反応容器内の液体試料を透過した光を集光するレンズとを容器ホルダー側に設けるようにしている。図８は、実施の形態３にかかる分析装置の概略構成図である。実施の形態３にかかる分析装置３０１は、図８に示すように、図１に示す測光部１０に代えて測光部３１０を備えるとともに図１に示す反応テーブル６に代えて反応テーブル３６０を備えた作業テーブル３０２と、図１に示す制御部１６に代えて制御部３１６を有する。制御部３１６は、制御部１６と同様の機能を有する。
【００４５】
測光部３１０は、図９および図１０に示すように、それぞれ対応するＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄ、絞り３１９ａ〜３１９ｄ、フォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄを一体として備えた複数の測光ユニット３２０ａ〜３２０ｄを有する測光部ステージ３１１を備える。測光部ステージ３１１は、図２および図３に示した測光部ステージ１１１と同様に、容器ホルダー３６２を半径方向で挟む構造であり、容器ホルダー３６２とは別個独立して移動することができる。なお、絞り３１９ａ〜３１９ｄは、レンズ３６３の前側焦点位置に配置され、ＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄに位置ずれがあっても反応容器７内における主光線が常に平行となるテレセントリック光学系を形成し、試料通過の光路長が等しくなるようにし、測光精度を高めている。
【００４６】
この実施の形態３にかかる分析装置３０１は、反応容器に対する検体分注処理、試薬分注処理、攪拌処理および洗浄処理を行う反応容器７の静止時に、測光ユニット３２０の反応容器７に対する相対的な移動処理とこの移動に伴った測光処理とを行うようにしているので、実施の形態１と同様の効果を奏する。特に、この実施の形態３では、測光部ステージ３１１に搭載される光学系が少なくなるため測光部３１０の構成が簡易となり、測光部ステージ３１１の移動処理にかかる負担を軽減することができる。さらに、テレセントリック光学系を形成するように絞り３１９ａ〜３１９ｄを設けているので、精度の高い測光処理を行うことができる。
【００４７】
ここで、図１１および図１２に示すように、絞り３１９ａ〜３１９ｄを容器ホルダー３６２側に設けるようにしてもよい。この場合、測光部ステージ３１１の移動に伴ってＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄおよびフォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄが移動するが、容器ホルダー３６２側の絞り３１９ａ〜３１９ｄによってテレセントリック光学系が形成されているため、図１３に示すように、反応容器７内の試料を通過する主光線lａ，lｂは平行移動して常に平行となり、試料内を通過する光路長は等しくなる。この結果、光路長の変化に起因する受光量のばらつきの影響を受けることがなく、精度の高い受光量を取得し、精度の高い分析処理を行うことができる。
【００４８】
また、この場合、測光部ステージ３１１は、ＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄおよびフォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄのみを移動させればよいため、さらに、測光部ステージ３１１の移動処理の負担を軽減することができる。
【００４９】
また、図１４および図１５に示すように、レンズ３６３，３６４を反応容器３６７内に設けるようにしてもよい。この場合、図９および図１０に示す場合と同様に、測光部ステージ３１１の移動に伴ってＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄ、フォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄおよび絞り３１９ａ〜３１９ｄが移動する。また、絞り３１９ａ〜３１９ｄは、レンズ３６３の前側焦点位置に配置され、テレセントリック光学系を形成するため、精度の高い分析処理を行うことができる。また、測光部ステージ３１１は、ＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄ、フォトダイオード２１７ａ〜２１７ｄおよび絞り３１９ａ〜３１９ｄのみを移動させればよいため、測光部ステージ３１１の移動処理の負担を軽減することができる。なお、この場合、反応容器内にレンズ３６３，３６４が設けられているため、レンズが設けられていない容器ホルダー６２を用いればよい。
【００５０】
なお、実施の形態１〜３においては、図中において、レンズ１１３，１１４，２１３ａ〜２１３ｄ，２１４ａ〜２１４ｄ，３６３，３６４を、凸面レンズとして記載したが、これに限らず、非球面レンズとしてもよい。この場合、球面収差の影響を軽減できるため、非常に小さな光束系を反応容器７に入射することができる。この結果、分析装置１，２０１，３０１においては、反応容器７の幅をさらに狭くすることができ、検体量をさらに減少することが可能になる。
【００５１】
また、本実施の形態２，３においては、それぞれ対応するＬＥＤ、レンズ、フォトダイオードを有する測光ユニットを４組備えた場合について説明したが、もちろん４組に限るものではない。本実施の形態２，３においては、それぞれ対応するＬＥＤ、レンズ、フォトダイオードを有する測光ユニットを単数備え、一種類の所定波長の光に対する測定を行ってもよい。また、ＬＥＤ２１２ａ〜２１２ｄがそれぞれ異なる波長の光を発光する場合について説明したが、これに限らず、同じ波長の光を発光し、受光量の時間依存性の取得や測定不備を補うための予備測定を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施の形態１にかかる分析装置の概略構成図である。
【図２】図１に示した制御部による反応テーブルおよび測光部の移動制御処理の一例を示すタイムチャートである。
【図３】図１に示した測光部および反応テーブルにおける測光部内の通過部分の構成を模式的に示した平面図である。
【図４】図２におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】実施の形態１の変形例である測光部および反応テーブルにおける測光部１０内の通過部分の構成を模式的に示した平面図である。
【図６】実施の形態２にかかる分析装置の概略構成図である。
【図７】図６に示した測光部および反応テーブルにおける測光部内の通過部分の構成を模式的に示した平面図である。
【図８】実施の形態３にかかる分析装置の概略構成図である。
【図９】図８に示した測光部および反応テーブルにおける測光部内の通過部分の構成を模式的に示した平面図である。
【図１０】図９におけるＹ−Ｙ線断面図である。
【図１１】実施の形態３の変形例である測光部および反応テーブルの一部構成を示す平面図である。
【図１２】図１１におけるＹ−Ｙ線断面図である。
【図１３】実施の形態３の変形例である測光部のＬＥＤの移動に伴う光軸変化を示す図である。
【図１４】実施の形態３の変形例である測光部および反応テーブルの一部構成を示す平面図である。
【図１５】図１４におけるＹ−Ｙ線断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，２０１，３０１ 分析装置
２，２０２，３０２ 作業テーブル
３ 検体テーブル
３ａ 収納室
４ 検体容器
５ 検体分注機構
６、３６０ 反応テーブル
７，７ａ〜７ｅ，３６７ 反応容器
８ 攪拌部
１０，２１０，３１０ 測光部
１１ 洗浄装置
１２ 試薬分注機構
１３ 試薬テーブル
１３ａ 収納室
１４ 試薬容器
１５ 読取装置
１６ 制御部
１７ 分析部
１８ 入力部
１９ 表示部
６２，３６２ 容器ホルダー
６５ 恒温液
１１１，２１１，３１１ 測光部ステージ
１１２ 光源
１１３，１１４，２１３ａ〜２１３ｄ，２１４ａ〜２１４ｄ，３６３，３６４ レンズ
１１３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂ 放物面鏡
１１５ スリット
１１６ 凹面グレーティング
１１７ フォトダイオードアレイ
１１８ 測光部ステージ
２１２ａ〜２１２ｄ ＬＥＤ
２１７ａ〜２１７ｄ フォトダイオード
２２０ａ〜２２０ｄ，３２０ａ〜３２０ｄ 測光ユニット
３１９ａ〜３１９ｄ 絞り
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を保持した容器を透過した光の光量をもとに前記試料を分析する分析装置において、
複数の前記容器を収納するとともに該容器の移動および停止を行う容器移動機構と、
発光手段と該発光手段から発せられ前記容器を透過した光を受光する受光手段とを固定配置し、前記容器移動機構とは独立した移動および停止を可能とする前記発光手段および前記受光手段の光学測定移動機構と、
を備えたことを特徴とする分析装置。
【請求項２】
前記光学測定移動機構が、前記容器移動機構の停止時に移動され、前記容器移動機構に収納された各容器に対して相対的に移動されつつ、各容器を透過した光の光量を測定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】
前記発光手段から発せられた光を前記容器中の所定位置に集光する第１の集光手段と、
前記容器を透過した光を前記受光手段に対して集光する第２の集光手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の分析装置。
【請求項４】
前記第１の集光手段および前記第２の集光手段を前記光学測定移動機構に備えたことを特徴とする請求項３に記載の分析装置。
【請求項５】
前記第１の集光手段および前記第２の集光手段を前記容器移動機構に備えたことを特徴とする請求項３に記載の分析装置。
【請求項６】
前記第１の集光手段および前記第２の集光手段を前記容器に備えたことを特徴とする請求項３に記載の分析装置。
【請求項７】
前記発光手段と前記第１の集光手段との間であって該第１の集光手段の焦点位置に絞りを設けたことを特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載の分析装置。
【請求項８】
前記発光手段と該発光手段に対応する前記受光手段とを有した光学対を複数配置したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の分析装置。
【請求項９】
記光学対の前記発光手段は、それぞれ異なる波長帯の光を発光することを特徴とする請求項８に記載の分析装置。
【請求項１０】
前記第１の集光手段および前記第２の集光手段は、偏心光学系を有することを特徴とする請求項３〜９のいずれか一つに記載の分析装置。
【請求項１】
試料を保持した容器を透過した光の光量をもとに前記試料を分析する分析装置において、
複数の前記容器を収納するとともに該容器の移動および停止を行う容器移動機構と、
発光手段と該発光手段から発せられ前記容器を透過した光を受光する受光手段とを固定配置し、前記容器移動機構とは独立した移動および停止を可能とする前記発光手段および前記受光手段の光学測定移動機構と、
を備えたことを特徴とする分析装置。
【請求項２】
前記光学測定移動機構が、前記容器移動機構の停止時に移動され、前記容器移動機構に収納された各容器に対して相対的に移動されつつ、各容器を透過した光の光量を測定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】
前記発光手段から発せられた光を前記容器中の所定位置に集光する第１の集光手段と、
前記容器を透過した光を前記受光手段に対して集光する第２の集光手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の分析装置。
【請求項４】
前記第１の集光手段および前記第２の集光手段を前記光学測定移動機構に備えたことを特徴とする請求項３に記載の分析装置。
【請求項５】
前記第１の集光手段および前記第２の集光手段を前記容器移動機構に備えたことを特徴とする請求項３に記載の分析装置。
【請求項６】
前記第１の集光手段および前記第２の集光手段を前記容器に備えたことを特徴とする請求項３に記載の分析装置。
【請求項７】
前記発光手段と前記第１の集光手段との間であって該第１の集光手段の焦点位置に絞りを設けたことを特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載の分析装置。
【請求項８】
前記発光手段と該発光手段に対応する前記受光手段とを有した光学対を複数配置したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の分析装置。
【請求項９】
記光学対の前記発光手段は、それぞれ異なる波長帯の光を発光することを特徴とする請求項８に記載の分析装置。
【請求項１０】
前記第１の集光手段および前記第２の集光手段は、偏心光学系を有することを特徴とする請求項３〜９のいずれか一つに記載の分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−２２５３３９（Ｐ２００７−２２５３３９Ａ）
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４４３８８（Ｐ２００６−４４３８８）
【出願日】平成１８年２月２１日（２００６．２．２１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２１日（２００６．２．２１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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