分注装置および自動分析装置
【課題】ディスポーザブル方式のチップを用いて試料の分注を行う際に生じる異常をリアルタイムで適確に検出し、キャリーオーバーやコンタミネーションの発生を防止するとともに分注精度の低下を防止する分注装置および当該分注装置を備えた自動分析装置を提供する。
【解決手段】導電性を有する細管状のプローブと、前記プローブの長手方向の一方の端部に着脱自在に取り付けられ、絶縁性を有するチップと、前記プローブを移送するプローブ移送手段と、前記チップの先端で吸引または吐出すべき液体と前記プローブとの接触を電気的に検知する接触検知手段と、前記プローブ移送手段による前記プローブの移送中に前記接触検知手段が前記プローブと前記液体との接触を検知した場合、前記プローブ移送手段の駆動を停止する制御を行う制御手段と、を備える。
【解決手段】導電性を有する細管状のプローブと、前記プローブの長手方向の一方の端部に着脱自在に取り付けられ、絶縁性を有するチップと、前記プローブを移送するプローブ移送手段と、前記チップの先端で吸引または吐出すべき液体と前記プローブとの接触を電気的に検知する接触検知手段と、前記プローブ移送手段による前記プローブの移送中に前記接触検知手段が前記プローブと前記液体との接触を検知した場合、前記プローブ移送手段の駆動を停止する制御を行う制御手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の分注を行う分注装置および当該分注装置を備えて試料の分析を行う自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料と試薬とを反応させることによって試料の分析を行う自動分析装置では、試料や試薬の高精度な分注技術が必要とされる。特に、試料の免疫学的な分析を行う場合には、キャリーオーバやコンタミネーション等の問題を回避するため、試料分注用のプローブの先端に対して着脱自在なチップを装着し、異なる試料を分注するたびにチップの取り替えを行うディスポーザブル方式を採用することが多い。
【０００３】
従来、ディスポーザブル方式を採用した試料分注機構において、分注動作後にプローブがチップを保持しているか否かを判定するための技術として、カメラや光学センサ等の検知手段を用いてプローブ先端のチップ保持の有無を判定する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。この技術では、チップをプローブに装着して試料を分注した後、そのプローブを検知手段によって検知可能な場所まで移送し、プローブ先端のチップの有無を判定する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−５９８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術では、試料を吸引するためにプローブを試料に対して近づけているとき、チップが正しく装着されているか否かを判定することができなかった。このため、チップが何らかの理由でプローブから脱落し、プローブが試料と直接接触して試料を吸引した場合であっても、チップの脱落を分注後まで検知することができなかった。その結果、チップの脱落を分注後に認識したオペレータがメインテナンスを行う際、オペレータ自身が試料によって汚染されてしまう恐れがあった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ディスポーザブル方式のチップを用いて試料の分注を行う際に生じる異常をリアルタイムで適確に検出し、キャリーオーバーやコンタミネーションの発生を防止することができる分注装置および当該分注装置を備えた自動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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の発明は、容器に収容された液体を吸引し、この吸引した液体を所定の位置で吐出する分注装置であって、導電性を有する細管状のプローブと、前記プローブの長手方向の一方の端部に着脱自在に取り付けられ、絶縁性を有するチップと、前記プローブを移送するプローブ移送手段と、前記チップの先端で吸引または吐出すべき液体と前記プローブとの接触を電気的に検知する接触検知手段と、前記プローブ移送手段による前記プローブの移送中に前記接触検知手段が前記プローブと前記液体との接触を検知した場合、前記プローブ移送手段の駆動を停止する制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明における「液体」には、血液や体液などのように微量の固体成分を含有する液体も含まれる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記接触検知手段は、前記チップの先端で液体を吸引する液体吸引位置の近傍に設けられる電極と、前記電極と前記プローブとの間の静電容量を検出する静電容量検出手段と、前記静電容量検出手段で検出した静電容量を用いて前記プローブと前記液体との接触の有無を判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記判定手段は、前記静電容量検出手段で検出した静電容量に対応する信号を所定の増幅率で増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力を基準値と比較し、前記出力が前記基準値に達したとき所定の判定信号を前記制御手段へ出力する比較回路と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、試料と試薬とを反応させることによって前記試料の分析を行う自動分析装置であって、請求項１〜３のいずれか一項に記載の分注装置を、前記試料を分注する試料分注手段として備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る分注装置および自動分析装置によれば、導電性を有する細管状のプローブと、前記プローブの長手方向の一方の端部に着脱自在に取り付けられ、絶縁性を有するチップと、前記プローブを移送するプローブ移送手段と、前記チップの先端で吸引または吐出すべき液体と前記プローブとの接触を電気的に検知する接触検知手段と、前記プローブ移送手段による前記プローブの移送中に前記接触検知手段が前記プローブと前記液体との接触を検知した場合、前記プローブ移送手段の駆動を停止する制御を行う制御手段と、を備えたことにより、ディスポーザブル方式のチップを用いて試料の分注を行う際に生じる異常をリアルタイムで適確に検出し、キャリーオーバーやコンタミネーションの発生を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以後、「実施の形態」と称する）を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る分注装置の構成を模式的に示す図である。同図に示す分注装置１は、試料容器２に収容された血液や体液などの液体である試料Ｓｐの分注を行う装置である。なお、ここでいう「液体」には、微量の固体成分を含有する液体も含まれる。
【００１４】
分注装置１は、金属等の導電性材料から成る細管状のプローブ１１と、プローブ１１の先端に着脱自在に装着され、プラスチック等の絶縁性材料から成るチップ１２と、プローブ１１に鉛直方向の昇降動作や水平方向の回転動作を行わせることによってプローブ１１を移送するプローブ移送部１３と、を備える。
【００１５】
また、分注装置１は、試料Ｓｐとプローブ１１との接触を電気的に検知する接触検知部１４と、分注装置１の分注動作を制御するためにＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて実現される制御部１５と、を備える。
【００１６】
接触検知部１４は、試料容器２の近傍（チップ１２の先端で試料Ｓｐを吸引する際の試料吸引位置の近傍）に設けられた電極１６と、プローブ１１と電極１６との間の静電容量を検出する静電容量検出部１７と、静電容量検出部１７から出力される信号に基づいてプローブ１１と試料Ｓｐとの接触の有無を判定する判定部１８と、を有する。
【００１７】
静電容量検出部１７は、静電容量方式を適用した従来の液面検知装置における静電容量検出部と同様の構成を有しており、所定の周波数の交流信号を発振して印加する発振回路と、プローブ１１から出力される信号を増幅する増幅回路と、増幅回路の出力を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑化する平滑回路とを具備する（図示せず）。なお、静電容量検出部１７にフィルタ等をさらに設けることによってノイズの低減を図る構成としてもよい。
【００１８】
判定部１８は、静電容量検出部１７からの出力を所定の増幅率で増幅する増幅回路１８１と、増幅回路１８１の出力を基準値と比較し、その基準値に達したときに所定の判定信号（デジタル信号）を出力する比較回路１８２とを含む。本実施の形態において、判定部１８は、プローブ１１が移動する際にプローブ１１からのチップ１２の脱落を検知する機能を有している。
【００１９】
引き続き、分注装置１の構成を説明する。分注装置１は、２種類のシリンジ１９および２０を備える。このうち、シリンジ１９は、シリンダ１９ａおよびピストン１９ｂから成り、プローブ移送部１３がプローブ１１を移送するのにあわせてチップ１２の先端から外部へエアーを押し出す機能を有する。ピストン１９ｂはピストン駆動部２１に接続され、制御部１５の制御のもと、シリンダ１９ａの内部を図１で上方へ摺動させる。この結果、シリンダ１９ａ内部のエアー圧力を、電磁弁２２、チューブＴ１、電磁弁２３およびチューブＴ２の順に経由してプローブ１１へと伝達し、エアーをチップ１２の先端から外部へ押し出す。
【００２０】
他方、シリンジ２０は、シリンダ２０ａおよびピストン２０ｂから成り、チップ１２の先端で試料Ｓｐを吸引または吐出する圧力をチップ１２に伝達する機能を有する。ピストン２０ｂはピストン駆動部２４に接続され、制御部１５の制御のもと、シリンダ２０ａの内部を図１で上下に摺動させることにより、シリンダ２０ａ内部のエアー圧力を、電磁弁２５、チューブＴ３、電磁弁２３およびチューブＴ２の順に経由してプローブ１１へと伝達し、チップ１２の先端における試料Ｓｐの吐出圧または吸引圧を発生する。本実施の形態においては、試料Ｓｐの分注量は微量（数マイクロリットル〜数十マイクロリットル程度）である。したがって、シリンダ２０ａの容積はシリンダ１９ａの容積よりも顕著に小さい。
【００２１】
図１からも明らかなように、電磁弁２２、２３、および２５は三方弁である。電磁弁２２においてチューブＴ１と接続されていない弁、および電磁弁２５においてチューブＴ３と接続されていない弁は、エアーを外部から吸引したり外部へ吐出したりすることができる。なお、図１では配線を省略しているが、電磁弁２２、２３および２５の各弁の開閉動作も制御部１５の制御に基づいて行われることは勿論である。
【００２２】
さらに、分注装置１の構成の説明を続ける。分注装置１は、チューブＴ２に接続されてプローブ１１に加わるエア圧力の変化に基づいて液面を検知する液面検知部２６を備える。この液面検知部２６は、プローブ１１に加わるエアー圧力の変化を検出し、この検出結果に対応する電気信号（アナログ信号）を生成する圧力センサ２７と、圧力センサ２７からの出力に対して増幅、Ａ／Ｄ変換等の信号処理を施し、この信号処理の結果に基づいた液面検知信号を制御部１５へ送出する信号処理部２８と、を備える。
【００２３】
また、分注装置１は、分注動作に関わる各種情報を出力する出力部２９を備える。出力部２９は、液晶、プラズマ、有機ＥＬ、ＣＲＴ等のディスプレイ装置によって実現される。なお、出力部２９として、音声や警報音によって各種情報を発生するスピーカを設けてもよい。
【００２４】
次に、以上の構成を有する分注装置１の動作を説明する。以後、判定部１８の比較回路１８２で比較する基準値をＴｈ1とする。
【００２５】
図２は、以上の構成を有する分注装置１の動作の概要を示すフローチャートである。まず、チップ１２をプローブ１１に装着し（ステップＳ１）、プローブ移送部１３によりプローブ１１を試料吸引位置まで下降させる動作を開始する（ステップＳ２）。
【００２６】
プローブ１１を下降させている最中、比較回路１８２では、増幅回路１８１から出力された出力信号の大きさＰ1（静電容量検出部１７の出力を所定の増幅率で増幅したもの）と基準値Ｔｈ1との比較を行う。図３は、プローブ１１の下降開始からの時間ｔ（横軸）と出力信号の大きさＰ1（縦軸）との関係を示す図である。同図に示す曲線Ｌ1は、プローブ１１が移動を開始した時点では出力が一定であるが、時間が経過すると急激に立ち上がる。このままプローブを移動しつづけると、静電容量はやがて一定値に到達する（図３の破線部を参照）。これは、プローブ１１の先端にチップ１２が装着されていない状態で下降途中にプローブ１１の先端が液面に接触したことを意味する。
【００２７】
判定部１８による判定の結果、出力信号の大きさＰ1が基準値Ｔｈ1に達したとき（ステップＳ３でＹｅｓ）、判定部１８は、プローブ１１と試料Ｓｐとが接触していることを意味する判定信号を制御部１５へ送出する。
【００２８】
制御部１５では、判定部１８から判定信号を受信すると、プローブ移送部１３に対してプローブ１１の下降を停止する制御信号を送出し、プローブ１１の下降を停止させる（ステップＳ４）。
【００２９】
その後、出力部２９は、制御部１５からの制御信号に応じて、チップ１２が脱落した状態であることを報知するエラー情報を出力する（ステップＳ５）。このエラー情報として、例えば画面上でエラーの内容（「チップ脱落」等）を表示出力してもよいし、音声や警報等によってエラーの内容を出力してもよい。なお、このステップＳ５の後、停止したプローブ１１をプローブ移送部１３によって自動的に上昇させるような制御を行うようにしてもよい。
【００３０】
エラー情報の報知を受けたオペレータは、該当するプローブ１１に対して洗浄等のメンテナンス処理を施すことができる。その際のメインテナンス処理は、プローブ１１が試料Ｓｐの液面にごくわずかに触れただけなので、簡単な処理で済む。
【００３１】
ステップＳ３で出力信号の大きさＰ1が基準値Ｔｈ1を超えない場合（ステップＳ３でＮｏ）、プローブ１１は下降し続ける。その後、液面検知部２６によって液面が検知され（ステップＳ６でＹｅｓ）、信号処理部２８から出力された液面検知信号を受信した制御部１５は、プローブ１１の下降を停止する制御信号をプローブ移送部１３に送出し、プローブ１１の下降を停止させ（ステップＳ７）、シリンジ２０を用いて試料Ｓｐの吸引を行う（ステップＳ８）。この吸引を行う際には、制御部１５の制御のもと、チューブＴ２とチューブＴ３とが連通するように電磁弁２３の開閉状態を変更し、ピストン２０ｂを駆動する。なお、液面検知部２６が液面を検知しない間（ステップＳ６でＮｏ）は、ステップＳ３に戻って上述した処理を繰り返す。
【００３２】
以上説明した本実施の形態に係る分注装置１によれば、プローブ１１と試料容器２の近傍に設けられた電極１６との間の静電容量の変化を判定部１８によって検出することにより、キャリーオーバやコンタミネーションの発生を防止することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、接触検知部１４は、試料Ｓｐとプローブ１１との接触を電気的に接触することができれば如何なる構成を有していてもよく、必ずしもプローブ１１と電極１６との静電容量を検出する構成を有する必要はない。例えば、２本のプローブの一方から電流を流してもう一方のプローブで受ける導通方式を採用してもよい。
【００３４】
本実施の形態に係る分注装置１は、試料と試薬とを反応させることによって試料の分析を行う自動分析装置に適用することができる。以下、分注装置１を用いて自動分析装置を構成した場合について説明する。
【００３５】
図４は、本実施の形態に係る自動分析装置要部の構成を模式的に示す図である。同図に示す自動分析装置１００は、試料および試薬を反応容器にそれぞれ分注し、その反応容器内の液体に対する光学的な測定を行う測定機構１０１と、この測定機構１０１の駆動制御を行うとともに測定機構１０１における測定結果の分析を行う制御分析機構２０１とを有し、これら二つの機構が連携することによって複数の試料の免疫学的な分析を自動的かつ連続的に行う装置である。以後、自動分析装置１００が不均一系反応を用いた免疫学的な測定を行うものとして説明する。
【００３６】
最初に、自動分析装置１００の測定機構１０１について説明する。測定機構１０１は、試料Ｓｐを収容する試料容器２が搭載された複数のラック１２１を収納して順次移送する試料移送部１０２と、試料Ｓｐとの抗原抗体反応に適用する担体試薬を収容する担体試薬容器３を保持する担体試薬容器保持部１０３と、各種液体試薬を収容する液体試薬容器４を保持する液体試薬容器保持部１０４と、試料と試薬とを反応させる反応容器５を保持する反応容器保持部１０５と、を備える。
【００３７】
担体試薬容器保持部１０３は、担体試薬容器３を保持するホイールと、このホイールの底面中心に取り付けられ、その中心を通る鉛直線を回転軸としてホイールを回転させる駆動手段とを有する。液体試薬容器保持部１０４および反応容器保持部１０５も担体試薬容器保持部１０３と同様、ホイールおよびこのホイールを回転させる駆動手段をそれぞれ有する。
【００３８】
各容器保持部内は一定の温度に保たれている。例えば、液体試薬容器保持部１０４は、試薬の劣化や変性を抑制するために室温よりも低温に設定され、反応容器保持部１０５内は、人間の体温と同程度の温度に設定される。
【００３９】
また、測定機構１０１は、試料移送部１０２上の試料容器２に収容されている試料Ｓｐを反応容器保持部１０５で保持する反応容器５に分注する試料分注部１０６と、担体試薬容器保持部１０３上の担体試薬容器３に収容されている担体試薬を反応容器５に分注する担体試薬分注部１０７と、液体試薬容器保持部１０４上の液体試薬容器４に収容されている液体試薬を反応容器５に分注する液体試薬分注部１０８と、反応容器５を反応容器保持部１０５に設置したり反応容器保持部１０５から取り除いたりするために反応容器５を移送する反応容器移送部１０９と、を備える。
【００４０】
試料容器２には、その内部に収容する試料を識別する識別情報をバーコードまたは２次元コード等の情報コードにコード化して記録した情報コード記録媒体が貼付されている（図示せず）。同様に、担体試薬容器３および液体試薬容器４にも、内部に収容する試薬を識別する識別情報を情報コードにコード化して記録した情報コード記録媒体がそれぞれ貼付されている（図示せず）。このため、測定機構１０１は、試料容器２に貼付された情報コードを読み取る情報コード読取部ＣＲ１、担体試薬容器３に貼付された情報コードを読み取る情報コード読取部ＣＲ２、および液体試薬容器４に貼付された情報コードを読み取る情報コード読取部ＣＲ３を備える。
【００４１】
試料分注部１０６は、本実施の形態に係る分注装置１によって実現される。この試料分注部１０６の動作線上には、未使用のチップ１２を保持するチップ格納部１１６と、使用済みのチップ１２をプローブ１１から取り外して廃棄するチップ廃棄部１２６とが設けられている。試料分注部１０６のプローブ１１に対してチップ１２を装着する際には、チップ格納部１１６内の所定のチップ装着位置でプローブ１１を下降させることによってチップ１２を装着する。他方、チップ廃棄部１２６でチップ１２をプローブから脱却する際には、例えばスリット状の切り欠きを有する治具をチップ廃棄部１２６に設けておき、このスリット部分にプローブ１１を挿入した後、プローブ１１を上昇させることによって使用済のチップ１２を取り外し、廃棄ボックスへ自動的に落下させる構成とすればよい。
【００４２】
担体試薬分注部１０７および液体試薬分注部１０８は、試料分注部１０６とほぼ同様の構成を有する。本実施の形態においては、担体試薬分注部１０７および液体試薬分注部１０８でプローブの先端にチップを装着することは想定していないが、試料分注部１０６と同様、分注するたびにプローブの先端に新たなチップを装着するような構成とすることも可能である。
【００４３】
反応容器移送部１０９の動作線上には、未使用の反応容器５を保持する反応容器格納部１１９と、使用後の反応容器５を廃棄する反応容器廃棄部１２９とが設けられている。反応容器移送部１０９は、反応容器５の内部に液体がある場合であってもその液体をこぼすことなく移送できるものであれば如何なる構成を有していてもよい。
【００４４】
引き続き測定機構１０１の構成を説明する。測定機構１０１は、担体試薬のＢ／Ｆ洗浄を行うＢ／Ｆ洗浄部１１０と、反応容器５の内部に収容された液体を攪拌する攪拌棒を有する攪拌部１１１と、反応容器５内の反応液から発光する光を検出する測光部１１２と、を備える。
【００４５】
Ｂ／Ｆ洗浄部１１０は、生理食塩水等のＢ／Ｆ洗浄液を反応容器５に対して吐出する吐出用ノズルと、Ｂ／Ｆ洗浄後のＢ／Ｆ洗浄液を反応容器５から吸引して廃棄する吸引用ノズルとを有する。
【００４６】
測光部１１２は、微弱な光を検出可能な光電子増倍管を有する。なお、反応液から発生する蛍光を測定する場合には、測光部１１２として励起光を照射するための光源を設ければよい。
【００４７】
以上の構成を有する測定機構１０１において、１回の回転動作で反応容器保持部１０５が回転する角度は予め定められており、その回転によって試料Ｓｐや各種試薬の分注等を同時多発的に行うことができるような構成となるように、全ての構成要素が配置されている。この意味で、図４はあくまでも測定機構１０１の構成要素を模式的に示すものに過ぎない。すなわち、測定機構１０１の構成要素間の相互の位置関係は、反応容器保持部１０５のホイールの回転態様等の条件に応じて定められるべき設計的事項である。
【００４８】
続いて、自動分析装置１００の制御分析機構２０１の構成を説明する。制御分析機構２０１は、測定機構１０１における測定結果に基づいて試料Ｓｐの分析データを生成するデータ生成部２０２と、試料Ｓｐの分析に必要な情報および自動分析装置１００の動作指示信号の入力を受ける入力部２０３と、分析結果を含む情報を出力する出力部２０４と、分析結果を含む情報を記憶する記憶部２０５と、自動分析装置１００の制御を行う制御部２０６と、を備える。
【００４９】
制御部２０６は、記憶部２０５が記憶するプログラムをメモリから読み出すことによって自動分析装置１００の各種動作の制御などを行う。このため、制御部２０６は、試料分注部１０６として適用される分注装置１の制御部１５の機能を兼備している。また、出力部２０４は、分注装置１の出力部２９の機能を兼備している。
【００５０】
以上の構成を有する制御分析機構２０１が測光部１１２から測定結果を受信すると、データ生成部２０２が測光部１１２から送られてきた測定結果に基づいて反応容器５内の反応液の発光量を算出する。また、データ生成部２０２では、前述した反応液の発光量の算出結果に加えて標準検体から得られる検量線や分析パラメータなどの情報を参照することによってその反応液の成分を定量的に求め、試料Ｓｐの分析データを生成する。このようにして得られた分析データは、出力部２０４から出力される一方、記憶部２０５に格納して記憶される。
【００５１】
なお、分注装置１を自動分析装置１００の試料分注部１０６として適用する場合には、エラー情報として、例えば出力部２０４で表示する分析結果の一覧表の中にリマーク情報を加えておき、どの段階で異常を検知したのかを明確に表示するようにしてもよい。
【００５２】
以上の構成を有する自動分析装置１００における分析処理の概要を説明する。ここでは、一例として、不均一系反応の一例である酵素免疫測定法（ＥＩＡ）のうち、特に２ステップのサンドイッチ法（非競合法）を用いることによって試料Ｓｐ中の所定の抗原の濃度を測定する場合を説明する。まず、試料Ｓｐ中の所定の抗原に特異的に結合する抗体によって感作された固相担体を含む担体試薬を担体試薬分注部１０７によって反応容器５に分注後、その反応容器５に対して試料Ｓｐを試料分注部１０６によって分注し、攪拌部１１１で担体試薬と試料とを混合し、１回目の免疫反応（抗原抗体反応）を行わせる。
【００５３】
上述した１回目の免疫反応の後、Ｂ／Ｆ洗浄部１１０にてＢ／Ｆ反応液のＢ／Ｆ洗浄を行い、抗体と特異的に結合せずに遊離している試料Ｓｐ（抗原を含む）や抗体を固相担体から分離除去する。続いて、Ｂ／Ｆ洗浄後の反応液に対し、標識物質である酵素（第１試薬）を液体試薬分注部１０８によって過剰に加えることにより、２回目の免疫反応を行わせる。この２回目の免疫反応後にもＢ／Ｆ洗浄部１１０にて反応液のＢ／Ｆ洗浄を行い、余剰して遊離している標識物質等を固相担体から分離除去する。
【００５４】
その後、２回目のＢ／Ｆ洗浄後の反応液に対し、標識物質である酵素が活性を発現する発色基質（第２試薬）を液体試薬分注部１０８によって分注することにより、反応液中の標識物質との間で発色反応を行わせ、この発色反応によって発色した光量を測光部１１２で光学的に測定する。
【００５５】
データ生成部２０２では、測光部１１２における測定によって得られたデータと抗原の濃度が既知の標準検体から得られたデータ（検量線）との比較演算を行うことにより、分析対象の抗原の試料Ｓｐ中の濃度を定量的に求めることによって分析データを生成する。
【００５６】
なお、免疫測定法としては、以上説明した２ステップのサンドイッチ法の代わりに１ステップのサンドイッチ法（競合法）を適用することも可能である。
【００５７】
また、酵素免疫測定法以外の不均一系反応を用いた免疫測定法として、例えば蛍光物質を標識物質とする蛍光免疫測定法（ＦＩＡ）、放射性同位体を標識物質とする放射性免疫測定法（ＲＩＡ）、化学発光基質を標識物質とする化学酵素免疫測定法（ＣＬＩＡ）、およびスピン試薬を標識物質とするスピン試薬免疫測定法（ＳＩＡ）などを適用することもできる。
【００５８】
さらに、自動分析装置１００を用いて均一系反応を用いた試料の免疫学的な分析を行うことも可能である。この場合には、上述した不均一系反応の場合のように反応液のＢ／Ｆ洗浄を行う必要はない。
【００５９】
以上説明した本実施の形態に係る自動分析装置１００によれば、試料分注部１０６として本実施の形態に係る分注装置１を適用することにより、チップ１２のプローブ１１への装着の不具合や試料Ｓｐのプローブ１１への付着等の異常をリアルタイムで検知することができるので、キャリーオーバやコンタミネーションの発生を防止することができる。この結果、オペレータが自動分析装置１００のメインテナンスをする際の作業の負荷を軽減することも可能となる。
【００６０】
以上説明した本発明の一実施の形態に係る分注装置および自動分析装置によれば、導電性を有する細管状のプローブと、前記プローブの長手方向の一方の端部に着脱自在に取り付けられ、絶縁性を有するチップと、前記プローブを移送するプローブ移送手段と、前記チップの先端で吸引または吐出すべき液体と前記プローブとの接触を電気的に検知する接触検知手段と、前記プローブ移送手段による前記プローブの移送中に前記接触検知手段が前記プローブと前記液体との接触を検知した場合、前記プローブ移送手段の駆動を停止する制御を行う制御手段と、を備えたことにより、ディスポーザブル方式のチップを用いて試料の分注を行う際に生じる異常をリアルタイムで適確に検出し、キャリーオーバーやコンタミネーションの発生を防止するとともに分注精度の低下を防止することが可能となる。
【００６１】
また、本実施の形態によれば、カメラや光学センサのように高価であるとともに配置のためのスペースを必要とする検知手段が不要であるため、装置の実装に要するコストを抑えるとともに、装置の小型化、省スペース化を容易に実現することが可能となる。
【００６２】
ここまで、本発明を実施するための最良の形態を詳述してきたが、本発明は上記一実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、本発明に係る分注装置（および自動分析装置の試料分注部）において試料の分注をする際には、シリンジおよびチューブにイオン交換水等の非圧縮性流体から成る洗浄液を充填し、この洗浄液を介してシリンジからチップ先端に吐出圧や吸引圧を伝達するような構成とすることも可能である。
【００６３】
また、本発明に係る分注装置を、試料の生化学的な分析を行う自動分析装置に適用することも可能である。この場合には、白色光を発生する光源と、この光源から発生した白色光のうち反応容器を透過してきた光を所定の周波数成分に分光する分光光学系と、この分光光学系で分光された成分ごとの光を受光する受光素子とを用いることによって測光部を構成する。この自動分析装置の制御分析機構では、測光部での測定結果に基づいて試料と試薬の反応液の吸光度を算出し、この算出した吸光度を用いて試料の分析データを生成する。
【００６４】
このように、本発明は、ここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る分注装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る分注装置の動作の概要を示すフローチャートである。
【図３】チップが脱落した状態でプローブが下降するときのある判定部内の増幅回路からの出力信号の大きさと時間との関係を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る自動分析装置要部の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 分注装置
２ 試料容器
３ 担体試薬容器
４ 液体試薬容器
５ 反応容器
１１ プローブ
１２ チップ
１３ プローブ移送部（プローブ移送手段）
１４ 接触検知部（接触検知手段）
１５、２０６ 制御部（制御手段）
１６ 電極
１７ 静電容量検出部（静電容量検出手段）
１８ 判定部（判定手段）
１９、２０ シリンジ
１９ａ、２０ａ シリンダ
１９ｂ、２０ｂ ピストン
２１、２４ ピストン駆動部
２２、２３、２５ 電磁弁
２６ 液面検知部
２７ 圧力センサ
２８ 信号処理部
２９、２０４ 出力部
１００ 自動分析装置
１０１ 測定機構
１０２ 試料移送部
１０３ 担体試薬容器保持部
１０４ 液体試薬容器保持部
１０５ 反応容器保持部
１０６ 試料分注部
１０７ 担体試薬分注部
１０８ 液体試薬分注部
１０９ 反応容器移送部
１１０ Ｂ／Ｆ洗浄部
１１１ 攪拌部
１１２ 測光部
１１６ チップ格納部
１１９ 反応容器格納部
１２１ ラック
１２６ チップ廃棄部
１２９ 反応容器廃棄部
１８１ 増幅回路
１８２ 比較回路
２０１ 制御分析機構
２０２ データ生成部
２０３ 入力部
２０５ 記憶部
ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３ 情報コード読取部
Ｓｐ 試料
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ チューブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の分注を行う分注装置および当該分注装置を備えて試料の分析を行う自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料と試薬とを反応させることによって試料の分析を行う自動分析装置では、試料や試薬の高精度な分注技術が必要とされる。特に、試料の免疫学的な分析を行う場合には、キャリーオーバやコンタミネーション等の問題を回避するため、試料分注用のプローブの先端に対して着脱自在なチップを装着し、異なる試料を分注するたびにチップの取り替えを行うディスポーザブル方式を採用することが多い。
【０００３】
従来、ディスポーザブル方式を採用した試料分注機構において、分注動作後にプローブがチップを保持しているか否かを判定するための技術として、カメラや光学センサ等の検知手段を用いてプローブ先端のチップ保持の有無を判定する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。この技術では、チップをプローブに装着して試料を分注した後、そのプローブを検知手段によって検知可能な場所まで移送し、プローブ先端のチップの有無を判定する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−５９８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術では、試料を吸引するためにプローブを試料に対して近づけているとき、チップが正しく装着されているか否かを判定することができなかった。このため、チップが何らかの理由でプローブから脱落し、プローブが試料と直接接触して試料を吸引した場合であっても、チップの脱落を分注後まで検知することができなかった。その結果、チップの脱落を分注後に認識したオペレータがメインテナンスを行う際、オペレータ自身が試料によって汚染されてしまう恐れがあった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ディスポーザブル方式のチップを用いて試料の分注を行う際に生じる異常をリアルタイムで適確に検出し、キャリーオーバーやコンタミネーションの発生を防止することができる分注装置および当該分注装置を備えた自動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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の発明は、容器に収容された液体を吸引し、この吸引した液体を所定の位置で吐出する分注装置であって、導電性を有する細管状のプローブと、前記プローブの長手方向の一方の端部に着脱自在に取り付けられ、絶縁性を有するチップと、前記プローブを移送するプローブ移送手段と、前記チップの先端で吸引または吐出すべき液体と前記プローブとの接触を電気的に検知する接触検知手段と、前記プローブ移送手段による前記プローブの移送中に前記接触検知手段が前記プローブと前記液体との接触を検知した場合、前記プローブ移送手段の駆動を停止する制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明における「液体」には、血液や体液などのように微量の固体成分を含有する液体も含まれる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記接触検知手段は、前記チップの先端で液体を吸引する液体吸引位置の近傍に設けられる電極と、前記電極と前記プローブとの間の静電容量を検出する静電容量検出手段と、前記静電容量検出手段で検出した静電容量を用いて前記プローブと前記液体との接触の有無を判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記判定手段は、前記静電容量検出手段で検出した静電容量に対応する信号を所定の増幅率で増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力を基準値と比較し、前記出力が前記基準値に達したとき所定の判定信号を前記制御手段へ出力する比較回路と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、試料と試薬とを反応させることによって前記試料の分析を行う自動分析装置であって、請求項１〜３のいずれか一項に記載の分注装置を、前記試料を分注する試料分注手段として備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る分注装置および自動分析装置によれば、導電性を有する細管状のプローブと、前記プローブの長手方向の一方の端部に着脱自在に取り付けられ、絶縁性を有するチップと、前記プローブを移送するプローブ移送手段と、前記チップの先端で吸引または吐出すべき液体と前記プローブとの接触を電気的に検知する接触検知手段と、前記プローブ移送手段による前記プローブの移送中に前記接触検知手段が前記プローブと前記液体との接触を検知した場合、前記プローブ移送手段の駆動を停止する制御を行う制御手段と、を備えたことにより、ディスポーザブル方式のチップを用いて試料の分注を行う際に生じる異常をリアルタイムで適確に検出し、キャリーオーバーやコンタミネーションの発生を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以後、「実施の形態」と称する）を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る分注装置の構成を模式的に示す図である。同図に示す分注装置１は、試料容器２に収容された血液や体液などの液体である試料Ｓｐの分注を行う装置である。なお、ここでいう「液体」には、微量の固体成分を含有する液体も含まれる。
【００１４】
分注装置１は、金属等の導電性材料から成る細管状のプローブ１１と、プローブ１１の先端に着脱自在に装着され、プラスチック等の絶縁性材料から成るチップ１２と、プローブ１１に鉛直方向の昇降動作や水平方向の回転動作を行わせることによってプローブ１１を移送するプローブ移送部１３と、を備える。
【００１５】
また、分注装置１は、試料Ｓｐとプローブ１１との接触を電気的に検知する接触検知部１４と、分注装置１の分注動作を制御するためにＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて実現される制御部１５と、を備える。
【００１６】
接触検知部１４は、試料容器２の近傍（チップ１２の先端で試料Ｓｐを吸引する際の試料吸引位置の近傍）に設けられた電極１６と、プローブ１１と電極１６との間の静電容量を検出する静電容量検出部１７と、静電容量検出部１７から出力される信号に基づいてプローブ１１と試料Ｓｐとの接触の有無を判定する判定部１８と、を有する。
【００１７】
静電容量検出部１７は、静電容量方式を適用した従来の液面検知装置における静電容量検出部と同様の構成を有しており、所定の周波数の交流信号を発振して印加する発振回路と、プローブ１１から出力される信号を増幅する増幅回路と、増幅回路の出力を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑化する平滑回路とを具備する（図示せず）。なお、静電容量検出部１７にフィルタ等をさらに設けることによってノイズの低減を図る構成としてもよい。
【００１８】
判定部１８は、静電容量検出部１７からの出力を所定の増幅率で増幅する増幅回路１８１と、増幅回路１８１の出力を基準値と比較し、その基準値に達したときに所定の判定信号（デジタル信号）を出力する比較回路１８２とを含む。本実施の形態において、判定部１８は、プローブ１１が移動する際にプローブ１１からのチップ１２の脱落を検知する機能を有している。
【００１９】
引き続き、分注装置１の構成を説明する。分注装置１は、２種類のシリンジ１９および２０を備える。このうち、シリンジ１９は、シリンダ１９ａおよびピストン１９ｂから成り、プローブ移送部１３がプローブ１１を移送するのにあわせてチップ１２の先端から外部へエアーを押し出す機能を有する。ピストン１９ｂはピストン駆動部２１に接続され、制御部１５の制御のもと、シリンダ１９ａの内部を図１で上方へ摺動させる。この結果、シリンダ１９ａ内部のエアー圧力を、電磁弁２２、チューブＴ１、電磁弁２３およびチューブＴ２の順に経由してプローブ１１へと伝達し、エアーをチップ１２の先端から外部へ押し出す。
【００２０】
他方、シリンジ２０は、シリンダ２０ａおよびピストン２０ｂから成り、チップ１２の先端で試料Ｓｐを吸引または吐出する圧力をチップ１２に伝達する機能を有する。ピストン２０ｂはピストン駆動部２４に接続され、制御部１５の制御のもと、シリンダ２０ａの内部を図１で上下に摺動させることにより、シリンダ２０ａ内部のエアー圧力を、電磁弁２５、チューブＴ３、電磁弁２３およびチューブＴ２の順に経由してプローブ１１へと伝達し、チップ１２の先端における試料Ｓｐの吐出圧または吸引圧を発生する。本実施の形態においては、試料Ｓｐの分注量は微量（数マイクロリットル〜数十マイクロリットル程度）である。したがって、シリンダ２０ａの容積はシリンダ１９ａの容積よりも顕著に小さい。
【００２１】
図１からも明らかなように、電磁弁２２、２３、および２５は三方弁である。電磁弁２２においてチューブＴ１と接続されていない弁、および電磁弁２５においてチューブＴ３と接続されていない弁は、エアーを外部から吸引したり外部へ吐出したりすることができる。なお、図１では配線を省略しているが、電磁弁２２、２３および２５の各弁の開閉動作も制御部１５の制御に基づいて行われることは勿論である。
【００２２】
さらに、分注装置１の構成の説明を続ける。分注装置１は、チューブＴ２に接続されてプローブ１１に加わるエア圧力の変化に基づいて液面を検知する液面検知部２６を備える。この液面検知部２６は、プローブ１１に加わるエアー圧力の変化を検出し、この検出結果に対応する電気信号（アナログ信号）を生成する圧力センサ２７と、圧力センサ２７からの出力に対して増幅、Ａ／Ｄ変換等の信号処理を施し、この信号処理の結果に基づいた液面検知信号を制御部１５へ送出する信号処理部２８と、を備える。
【００２３】
また、分注装置１は、分注動作に関わる各種情報を出力する出力部２９を備える。出力部２９は、液晶、プラズマ、有機ＥＬ、ＣＲＴ等のディスプレイ装置によって実現される。なお、出力部２９として、音声や警報音によって各種情報を発生するスピーカを設けてもよい。
【００２４】
次に、以上の構成を有する分注装置１の動作を説明する。以後、判定部１８の比較回路１８２で比較する基準値をＴｈ1とする。
【００２５】
図２は、以上の構成を有する分注装置１の動作の概要を示すフローチャートである。まず、チップ１２をプローブ１１に装着し（ステップＳ１）、プローブ移送部１３によりプローブ１１を試料吸引位置まで下降させる動作を開始する（ステップＳ２）。
【００２６】
プローブ１１を下降させている最中、比較回路１８２では、増幅回路１８１から出力された出力信号の大きさＰ1（静電容量検出部１７の出力を所定の増幅率で増幅したもの）と基準値Ｔｈ1との比較を行う。図３は、プローブ１１の下降開始からの時間ｔ（横軸）と出力信号の大きさＰ1（縦軸）との関係を示す図である。同図に示す曲線Ｌ1は、プローブ１１が移動を開始した時点では出力が一定であるが、時間が経過すると急激に立ち上がる。このままプローブを移動しつづけると、静電容量はやがて一定値に到達する（図３の破線部を参照）。これは、プローブ１１の先端にチップ１２が装着されていない状態で下降途中にプローブ１１の先端が液面に接触したことを意味する。
【００２７】
判定部１８による判定の結果、出力信号の大きさＰ1が基準値Ｔｈ1に達したとき（ステップＳ３でＹｅｓ）、判定部１８は、プローブ１１と試料Ｓｐとが接触していることを意味する判定信号を制御部１５へ送出する。
【００２８】
制御部１５では、判定部１８から判定信号を受信すると、プローブ移送部１３に対してプローブ１１の下降を停止する制御信号を送出し、プローブ１１の下降を停止させる（ステップＳ４）。
【００２９】
その後、出力部２９は、制御部１５からの制御信号に応じて、チップ１２が脱落した状態であることを報知するエラー情報を出力する（ステップＳ５）。このエラー情報として、例えば画面上でエラーの内容（「チップ脱落」等）を表示出力してもよいし、音声や警報等によってエラーの内容を出力してもよい。なお、このステップＳ５の後、停止したプローブ１１をプローブ移送部１３によって自動的に上昇させるような制御を行うようにしてもよい。
【００３０】
エラー情報の報知を受けたオペレータは、該当するプローブ１１に対して洗浄等のメンテナンス処理を施すことができる。その際のメインテナンス処理は、プローブ１１が試料Ｓｐの液面にごくわずかに触れただけなので、簡単な処理で済む。
【００３１】
ステップＳ３で出力信号の大きさＰ1が基準値Ｔｈ1を超えない場合（ステップＳ３でＮｏ）、プローブ１１は下降し続ける。その後、液面検知部２６によって液面が検知され（ステップＳ６でＹｅｓ）、信号処理部２８から出力された液面検知信号を受信した制御部１５は、プローブ１１の下降を停止する制御信号をプローブ移送部１３に送出し、プローブ１１の下降を停止させ（ステップＳ７）、シリンジ２０を用いて試料Ｓｐの吸引を行う（ステップＳ８）。この吸引を行う際には、制御部１５の制御のもと、チューブＴ２とチューブＴ３とが連通するように電磁弁２３の開閉状態を変更し、ピストン２０ｂを駆動する。なお、液面検知部２６が液面を検知しない間（ステップＳ６でＮｏ）は、ステップＳ３に戻って上述した処理を繰り返す。
【００３２】
以上説明した本実施の形態に係る分注装置１によれば、プローブ１１と試料容器２の近傍に設けられた電極１６との間の静電容量の変化を判定部１８によって検出することにより、キャリーオーバやコンタミネーションの発生を防止することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、接触検知部１４は、試料Ｓｐとプローブ１１との接触を電気的に接触することができれば如何なる構成を有していてもよく、必ずしもプローブ１１と電極１６との静電容量を検出する構成を有する必要はない。例えば、２本のプローブの一方から電流を流してもう一方のプローブで受ける導通方式を採用してもよい。
【００３４】
本実施の形態に係る分注装置１は、試料と試薬とを反応させることによって試料の分析を行う自動分析装置に適用することができる。以下、分注装置１を用いて自動分析装置を構成した場合について説明する。
【００３５】
図４は、本実施の形態に係る自動分析装置要部の構成を模式的に示す図である。同図に示す自動分析装置１００は、試料および試薬を反応容器にそれぞれ分注し、その反応容器内の液体に対する光学的な測定を行う測定機構１０１と、この測定機構１０１の駆動制御を行うとともに測定機構１０１における測定結果の分析を行う制御分析機構２０１とを有し、これら二つの機構が連携することによって複数の試料の免疫学的な分析を自動的かつ連続的に行う装置である。以後、自動分析装置１００が不均一系反応を用いた免疫学的な測定を行うものとして説明する。
【００３６】
最初に、自動分析装置１００の測定機構１０１について説明する。測定機構１０１は、試料Ｓｐを収容する試料容器２が搭載された複数のラック１２１を収納して順次移送する試料移送部１０２と、試料Ｓｐとの抗原抗体反応に適用する担体試薬を収容する担体試薬容器３を保持する担体試薬容器保持部１０３と、各種液体試薬を収容する液体試薬容器４を保持する液体試薬容器保持部１０４と、試料と試薬とを反応させる反応容器５を保持する反応容器保持部１０５と、を備える。
【００３７】
担体試薬容器保持部１０３は、担体試薬容器３を保持するホイールと、このホイールの底面中心に取り付けられ、その中心を通る鉛直線を回転軸としてホイールを回転させる駆動手段とを有する。液体試薬容器保持部１０４および反応容器保持部１０５も担体試薬容器保持部１０３と同様、ホイールおよびこのホイールを回転させる駆動手段をそれぞれ有する。
【００３８】
各容器保持部内は一定の温度に保たれている。例えば、液体試薬容器保持部１０４は、試薬の劣化や変性を抑制するために室温よりも低温に設定され、反応容器保持部１０５内は、人間の体温と同程度の温度に設定される。
【００３９】
また、測定機構１０１は、試料移送部１０２上の試料容器２に収容されている試料Ｓｐを反応容器保持部１０５で保持する反応容器５に分注する試料分注部１０６と、担体試薬容器保持部１０３上の担体試薬容器３に収容されている担体試薬を反応容器５に分注する担体試薬分注部１０７と、液体試薬容器保持部１０４上の液体試薬容器４に収容されている液体試薬を反応容器５に分注する液体試薬分注部１０８と、反応容器５を反応容器保持部１０５に設置したり反応容器保持部１０５から取り除いたりするために反応容器５を移送する反応容器移送部１０９と、を備える。
【００４０】
試料容器２には、その内部に収容する試料を識別する識別情報をバーコードまたは２次元コード等の情報コードにコード化して記録した情報コード記録媒体が貼付されている（図示せず）。同様に、担体試薬容器３および液体試薬容器４にも、内部に収容する試薬を識別する識別情報を情報コードにコード化して記録した情報コード記録媒体がそれぞれ貼付されている（図示せず）。このため、測定機構１０１は、試料容器２に貼付された情報コードを読み取る情報コード読取部ＣＲ１、担体試薬容器３に貼付された情報コードを読み取る情報コード読取部ＣＲ２、および液体試薬容器４に貼付された情報コードを読み取る情報コード読取部ＣＲ３を備える。
【００４１】
試料分注部１０６は、本実施の形態に係る分注装置１によって実現される。この試料分注部１０６の動作線上には、未使用のチップ１２を保持するチップ格納部１１６と、使用済みのチップ１２をプローブ１１から取り外して廃棄するチップ廃棄部１２６とが設けられている。試料分注部１０６のプローブ１１に対してチップ１２を装着する際には、チップ格納部１１６内の所定のチップ装着位置でプローブ１１を下降させることによってチップ１２を装着する。他方、チップ廃棄部１２６でチップ１２をプローブから脱却する際には、例えばスリット状の切り欠きを有する治具をチップ廃棄部１２６に設けておき、このスリット部分にプローブ１１を挿入した後、プローブ１１を上昇させることによって使用済のチップ１２を取り外し、廃棄ボックスへ自動的に落下させる構成とすればよい。
【００４２】
担体試薬分注部１０７および液体試薬分注部１０８は、試料分注部１０６とほぼ同様の構成を有する。本実施の形態においては、担体試薬分注部１０７および液体試薬分注部１０８でプローブの先端にチップを装着することは想定していないが、試料分注部１０６と同様、分注するたびにプローブの先端に新たなチップを装着するような構成とすることも可能である。
【００４３】
反応容器移送部１０９の動作線上には、未使用の反応容器５を保持する反応容器格納部１１９と、使用後の反応容器５を廃棄する反応容器廃棄部１２９とが設けられている。反応容器移送部１０９は、反応容器５の内部に液体がある場合であってもその液体をこぼすことなく移送できるものであれば如何なる構成を有していてもよい。
【００４４】
引き続き測定機構１０１の構成を説明する。測定機構１０１は、担体試薬のＢ／Ｆ洗浄を行うＢ／Ｆ洗浄部１１０と、反応容器５の内部に収容された液体を攪拌する攪拌棒を有する攪拌部１１１と、反応容器５内の反応液から発光する光を検出する測光部１１２と、を備える。
【００４５】
Ｂ／Ｆ洗浄部１１０は、生理食塩水等のＢ／Ｆ洗浄液を反応容器５に対して吐出する吐出用ノズルと、Ｂ／Ｆ洗浄後のＢ／Ｆ洗浄液を反応容器５から吸引して廃棄する吸引用ノズルとを有する。
【００４６】
測光部１１２は、微弱な光を検出可能な光電子増倍管を有する。なお、反応液から発生する蛍光を測定する場合には、測光部１１２として励起光を照射するための光源を設ければよい。
【００４７】
以上の構成を有する測定機構１０１において、１回の回転動作で反応容器保持部１０５が回転する角度は予め定められており、その回転によって試料Ｓｐや各種試薬の分注等を同時多発的に行うことができるような構成となるように、全ての構成要素が配置されている。この意味で、図４はあくまでも測定機構１０１の構成要素を模式的に示すものに過ぎない。すなわち、測定機構１０１の構成要素間の相互の位置関係は、反応容器保持部１０５のホイールの回転態様等の条件に応じて定められるべき設計的事項である。
【００４８】
続いて、自動分析装置１００の制御分析機構２０１の構成を説明する。制御分析機構２０１は、測定機構１０１における測定結果に基づいて試料Ｓｐの分析データを生成するデータ生成部２０２と、試料Ｓｐの分析に必要な情報および自動分析装置１００の動作指示信号の入力を受ける入力部２０３と、分析結果を含む情報を出力する出力部２０４と、分析結果を含む情報を記憶する記憶部２０５と、自動分析装置１００の制御を行う制御部２０６と、を備える。
【００４９】
制御部２０６は、記憶部２０５が記憶するプログラムをメモリから読み出すことによって自動分析装置１００の各種動作の制御などを行う。このため、制御部２０６は、試料分注部１０６として適用される分注装置１の制御部１５の機能を兼備している。また、出力部２０４は、分注装置１の出力部２９の機能を兼備している。
【００５０】
以上の構成を有する制御分析機構２０１が測光部１１２から測定結果を受信すると、データ生成部２０２が測光部１１２から送られてきた測定結果に基づいて反応容器５内の反応液の発光量を算出する。また、データ生成部２０２では、前述した反応液の発光量の算出結果に加えて標準検体から得られる検量線や分析パラメータなどの情報を参照することによってその反応液の成分を定量的に求め、試料Ｓｐの分析データを生成する。このようにして得られた分析データは、出力部２０４から出力される一方、記憶部２０５に格納して記憶される。
【００５１】
なお、分注装置１を自動分析装置１００の試料分注部１０６として適用する場合には、エラー情報として、例えば出力部２０４で表示する分析結果の一覧表の中にリマーク情報を加えておき、どの段階で異常を検知したのかを明確に表示するようにしてもよい。
【００５２】
以上の構成を有する自動分析装置１００における分析処理の概要を説明する。ここでは、一例として、不均一系反応の一例である酵素免疫測定法（ＥＩＡ）のうち、特に２ステップのサンドイッチ法（非競合法）を用いることによって試料Ｓｐ中の所定の抗原の濃度を測定する場合を説明する。まず、試料Ｓｐ中の所定の抗原に特異的に結合する抗体によって感作された固相担体を含む担体試薬を担体試薬分注部１０７によって反応容器５に分注後、その反応容器５に対して試料Ｓｐを試料分注部１０６によって分注し、攪拌部１１１で担体試薬と試料とを混合し、１回目の免疫反応（抗原抗体反応）を行わせる。
【００５３】
上述した１回目の免疫反応の後、Ｂ／Ｆ洗浄部１１０にてＢ／Ｆ反応液のＢ／Ｆ洗浄を行い、抗体と特異的に結合せずに遊離している試料Ｓｐ（抗原を含む）や抗体を固相担体から分離除去する。続いて、Ｂ／Ｆ洗浄後の反応液に対し、標識物質である酵素（第１試薬）を液体試薬分注部１０８によって過剰に加えることにより、２回目の免疫反応を行わせる。この２回目の免疫反応後にもＢ／Ｆ洗浄部１１０にて反応液のＢ／Ｆ洗浄を行い、余剰して遊離している標識物質等を固相担体から分離除去する。
【００５４】
その後、２回目のＢ／Ｆ洗浄後の反応液に対し、標識物質である酵素が活性を発現する発色基質（第２試薬）を液体試薬分注部１０８によって分注することにより、反応液中の標識物質との間で発色反応を行わせ、この発色反応によって発色した光量を測光部１１２で光学的に測定する。
【００５５】
データ生成部２０２では、測光部１１２における測定によって得られたデータと抗原の濃度が既知の標準検体から得られたデータ（検量線）との比較演算を行うことにより、分析対象の抗原の試料Ｓｐ中の濃度を定量的に求めることによって分析データを生成する。
【００５６】
なお、免疫測定法としては、以上説明した２ステップのサンドイッチ法の代わりに１ステップのサンドイッチ法（競合法）を適用することも可能である。
【００５７】
また、酵素免疫測定法以外の不均一系反応を用いた免疫測定法として、例えば蛍光物質を標識物質とする蛍光免疫測定法（ＦＩＡ）、放射性同位体を標識物質とする放射性免疫測定法（ＲＩＡ）、化学発光基質を標識物質とする化学酵素免疫測定法（ＣＬＩＡ）、およびスピン試薬を標識物質とするスピン試薬免疫測定法（ＳＩＡ）などを適用することもできる。
【００５８】
さらに、自動分析装置１００を用いて均一系反応を用いた試料の免疫学的な分析を行うことも可能である。この場合には、上述した不均一系反応の場合のように反応液のＢ／Ｆ洗浄を行う必要はない。
【００５９】
以上説明した本実施の形態に係る自動分析装置１００によれば、試料分注部１０６として本実施の形態に係る分注装置１を適用することにより、チップ１２のプローブ１１への装着の不具合や試料Ｓｐのプローブ１１への付着等の異常をリアルタイムで検知することができるので、キャリーオーバやコンタミネーションの発生を防止することができる。この結果、オペレータが自動分析装置１００のメインテナンスをする際の作業の負荷を軽減することも可能となる。
【００６０】
以上説明した本発明の一実施の形態に係る分注装置および自動分析装置によれば、導電性を有する細管状のプローブと、前記プローブの長手方向の一方の端部に着脱自在に取り付けられ、絶縁性を有するチップと、前記プローブを移送するプローブ移送手段と、前記チップの先端で吸引または吐出すべき液体と前記プローブとの接触を電気的に検知する接触検知手段と、前記プローブ移送手段による前記プローブの移送中に前記接触検知手段が前記プローブと前記液体との接触を検知した場合、前記プローブ移送手段の駆動を停止する制御を行う制御手段と、を備えたことにより、ディスポーザブル方式のチップを用いて試料の分注を行う際に生じる異常をリアルタイムで適確に検出し、キャリーオーバーやコンタミネーションの発生を防止するとともに分注精度の低下を防止することが可能となる。
【００６１】
また、本実施の形態によれば、カメラや光学センサのように高価であるとともに配置のためのスペースを必要とする検知手段が不要であるため、装置の実装に要するコストを抑えるとともに、装置の小型化、省スペース化を容易に実現することが可能となる。
【００６２】
ここまで、本発明を実施するための最良の形態を詳述してきたが、本発明は上記一実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、本発明に係る分注装置（および自動分析装置の試料分注部）において試料の分注をする際には、シリンジおよびチューブにイオン交換水等の非圧縮性流体から成る洗浄液を充填し、この洗浄液を介してシリンジからチップ先端に吐出圧や吸引圧を伝達するような構成とすることも可能である。
【００６３】
また、本発明に係る分注装置を、試料の生化学的な分析を行う自動分析装置に適用することも可能である。この場合には、白色光を発生する光源と、この光源から発生した白色光のうち反応容器を透過してきた光を所定の周波数成分に分光する分光光学系と、この分光光学系で分光された成分ごとの光を受光する受光素子とを用いることによって測光部を構成する。この自動分析装置の制御分析機構では、測光部での測定結果に基づいて試料と試薬の反応液の吸光度を算出し、この算出した吸光度を用いて試料の分析データを生成する。
【００６４】
このように、本発明は、ここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る分注装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る分注装置の動作の概要を示すフローチャートである。
【図３】チップが脱落した状態でプローブが下降するときのある判定部内の増幅回路からの出力信号の大きさと時間との関係を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る自動分析装置要部の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 分注装置
２ 試料容器
３ 担体試薬容器
４ 液体試薬容器
５ 反応容器
１１ プローブ
１２ チップ
１３ プローブ移送部（プローブ移送手段）
１４ 接触検知部（接触検知手段）
１５、２０６ 制御部（制御手段）
１６ 電極
１７ 静電容量検出部（静電容量検出手段）
１８ 判定部（判定手段）
１９、２０ シリンジ
１９ａ、２０ａ シリンダ
１９ｂ、２０ｂ ピストン
２１、２４ ピストン駆動部
２２、２３、２５ 電磁弁
２６ 液面検知部
２７ 圧力センサ
２８ 信号処理部
２９、２０４ 出力部
１００ 自動分析装置
１０１ 測定機構
１０２ 試料移送部
１０３ 担体試薬容器保持部
１０４ 液体試薬容器保持部
１０５ 反応容器保持部
１０６ 試料分注部
１０７ 担体試薬分注部
１０８ 液体試薬分注部
１０９ 反応容器移送部
１１０ Ｂ／Ｆ洗浄部
１１１ 攪拌部
１１２ 測光部
１１６ チップ格納部
１１９ 反応容器格納部
１２１ ラック
１２６ チップ廃棄部
１２９ 反応容器廃棄部
１８１ 増幅回路
１８２ 比較回路
２０１ 制御分析機構
２０２ データ生成部
２０３ 入力部
２０５ 記憶部
ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３ 情報コード読取部
Ｓｐ 試料
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ チューブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に収容された液体を吸引し、この吸引した液体を所定の位置で吐出する分注装置であって、
導電性を有する細管状のプローブと、
前記プローブの長手方向の一方の端部に着脱自在に取り付けられ、絶縁性を有するチップと、
前記プローブを移送するプローブ移送手段と、
前記チップの先端で吸引または吐出すべき液体と前記プローブとの接触を電気的に検知する接触検知手段と、
前記プローブ移送手段による前記プローブの移送中に前記接触検知手段が前記プローブと前記液体との接触を検知した場合、前記プローブ移送手段の駆動を停止する制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする分注装置。
【請求項２】
前記接触検知手段は、
前記チップの先端で液体を吸引する液体吸引位置の近傍に設けられる電極と、
前記電極と前記プローブとの間の静電容量を検出する静電容量検出手段と、
前記静電容量検出手段で検出した静電容量を用いて前記プローブと前記液体との接触の有無を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の分注装置。
【請求項３】
前記判定手段は、
前記静電容量検出手段で検出した静電容量に対応する信号を所定の増幅率で増幅する増幅回路と、
前記増幅回路の出力を基準値と比較し、前記出力が前記基準値に達したとき所定の判定信号を前記制御手段へ出力する比較回路と、
を含むことを特徴とする請求項２記載の分注装置。
【請求項４】
試料と試薬とを反応させることによって前記試料の分析を行う自動分析装置であって、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の分注装置を、前記試料を分注する試料分注手段として備えたこと特徴とする自動分析装置。
【請求項１】
容器に収容された液体を吸引し、この吸引した液体を所定の位置で吐出する分注装置であって、
導電性を有する細管状のプローブと、
前記プローブの長手方向の一方の端部に着脱自在に取り付けられ、絶縁性を有するチップと、
前記プローブを移送するプローブ移送手段と、
前記チップの先端で吸引または吐出すべき液体と前記プローブとの接触を電気的に検知する接触検知手段と、
前記プローブ移送手段による前記プローブの移送中に前記接触検知手段が前記プローブと前記液体との接触を検知した場合、前記プローブ移送手段の駆動を停止する制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする分注装置。
【請求項２】
前記接触検知手段は、
前記チップの先端で液体を吸引する液体吸引位置の近傍に設けられる電極と、
前記電極と前記プローブとの間の静電容量を検出する静電容量検出手段と、
前記静電容量検出手段で検出した静電容量を用いて前記プローブと前記液体との接触の有無を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の分注装置。
【請求項３】
前記判定手段は、
前記静電容量検出手段で検出した静電容量に対応する信号を所定の増幅率で増幅する増幅回路と、
前記増幅回路の出力を基準値と比較し、前記出力が前記基準値に達したとき所定の判定信号を前記制御手段へ出力する比較回路と、
を含むことを特徴とする請求項２記載の分注装置。
【請求項４】
試料と試薬とを反応させることによって前記試料の分析を行う自動分析装置であって、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の分注装置を、前記試料を分注する試料分注手段として備えたこと特徴とする自動分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−３２２３９４（Ｐ２００７−３２２３９４Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５６５５４（Ｐ２００６−１５６５５４）
【出願日】平成１８年６月５日（２００６．６．５）
【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１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月５日（２００６．６．５）
【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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