分注装置および自動分析装置
【課題】製造コストを維持しつつも、装置ごとの特性によらずに分注異常を高い精度で検知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。
【解決手段】液体を吸引または吐出するプローブ２と、プローブ２が前記液体を吸引または吐出するために必要な圧力を発生するシリンジ４と、シリンジ４によって発生し、プローブ２に加えられる圧力を測定する圧力測定部６と、圧力測定部６で測定した結果を用いることにより、当該装置固有の特性に基づいた物理量の補正を行う際に適用される補正係数を設定する設定部１４と、設定部１４で設定した補正係数を含む情報を記憶する記憶部１５と、記憶部１５で記憶する補正係数を用いて前記物理量の補正を行う補正部１６と、を備える。
【解決手段】液体を吸引または吐出するプローブ２と、プローブ２が前記液体を吸引または吐出するために必要な圧力を発生するシリンジ４と、シリンジ４によって発生し、プローブ２に加えられる圧力を測定する圧力測定部６と、圧力測定部６で測定した結果を用いることにより、当該装置固有の特性に基づいた物理量の補正を行う際に適用される補正係数を設定する設定部１４と、設定部１４で設定した補正係数を含む情報を記憶する記憶部１５と、記憶部１５で記憶する補正係数を用いて前記物理量の補正を行う補正部１６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を分注する分注装置、および当該分注装置を備えて検体の分析を行う自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
検体の成分を分析する自動分析装置では、検体や試薬を反応容器へ分注するために分注装置が用いられる。分注装置は、細管状のプローブと、このプローブによって検体や試薬を吸引または吐出するのに必要な圧力を発生するシリンジとを管路によって接続し、その管路を介してシリンジで発生した圧力をプローブへ伝達する構成を有する。
【０００３】
従来、前述した構成を有する分注装置において、圧力センサを用いてプローブに加えられる圧力を検出し、この検出した結果に基づいてプローブ先端の詰まりなどの分注異常を検知する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この従来技術では、プローブの詰まりの有無を判定するためにプローブに加わる圧力の閾値を予め設定しておき、その閾値と圧力センサで測定した実測値と比較することによってプローブの詰まりを検出している。
【０００４】
【特許文献１】実公平２−４５８１８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、分注異常としてのプローブの詰まりを検出するための閾値が、プローブの先端径、シリンジの径、圧力センサの感度、配管経路内の摩擦などの装置ごとの特性差に応じて変化するため、使用する装置によらずに同じ判定結果を得るには、閾値として装置ごとの特性差を考慮し、ある程度の幅を持たせた値を設定をせざるを得ず、分注異常の検知精度を向上させることが難しかった。
【０００６】
このような従来技術の課題を解決するため、プローブの先端径やシリンジの径のバラツキを少なくしたり、感度のバラツキが少ない圧力センサを適用するなどの方法も考えられる。しかしながら、この場合には、プローブ、シリンジ、圧力センサなどが高価となり、製造コストの上昇を招く結果となっていた。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、製造コストを維持しつつも、装置ごとの特性によらずに分注異常を高い精度で検知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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る分注装置は、液体を吸引または吐出するプローブと、前記プローブが前記液体を吸引または吐出するために必要な圧力を発生する圧力発生手段と、前記圧力発生手段によって発生し、前記プローブに加えられる圧力を測定する圧力測定手段と、前記圧力測定手段で測定した結果を用いることにより、当該装置固有の特性に基づいた物理量の補正を行う際に適用される補正係数を設定する設定手段と、前記設定手段で設定した補正係数を含む情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段で記憶する補正係数を用いて前記物理量の補正を行う補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明における「液体」には、微量の固体成分を含有する液体も含まれる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記記憶手段は、前記補正係数の設定を行うときに前記設定手段が参照すべき参照量を記憶し、前記設定手段は、前記圧力測定手段で測定した結果と、前記記憶手段で記憶する前記参照量とを用いることによって補正係数を設定することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記圧力測定手段は、前記プローブに加えられる圧力の変化を検出して電気信号に変換する圧力センサと、前記圧力センサの出力に対し、増幅およびＡ／Ｄ変換を含む信号処理を施す信号処理回路と、を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記物理量は、前記圧力センサの出力であることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記物理量は、前記信号処理回路における信号の増幅率であることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記物理量は、前記信号処理回路でＡ／Ｄ変換後に出力されるディジタル値であることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項記載の発明において、前記補正手段で補正した量を用いて当該装置における分注異常を検知する異常検知手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記異常検知手段は、前記プローブに加わる吐出圧の最大値を所定の閾値とを比較することによって前記プローブの詰まりの有無を判定し、前記プローブによる分注量を所定の正常範囲と比較することによって前記分注量の多寡を判定することを特徴とする。
【００１７】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、前記物理量は、前記閾値および前記正常範囲であることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、検体と試薬とを反応させることによって前記検体の分析を行う自動分析装置であって、請求項１〜９のいずれか一項に記載の分注装置を、前記検体を分注する検体分注手段として備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、液体を吸引または吐出するプローブと、前記プローブが前記液体を吸引または吐出するために必要な圧力を発生する圧力発生手段と、前記圧力発生手段によって発生し、前記プローブに加えられる圧力を測定する圧力測定手段と、前記圧力測定手段で測定した結果を用いることにより、当該装置固有の特性に基づいた物理量の補正を行う際に適用される補正係数を設定する設定手段と、前記設定手段で設定した補正係数を含む情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段で記憶する補正係数を用いて前記物理量の補正を行う補正手段と、を備えたことにより、製造コストを維持しつつも、装置ごとの特性によらずに分注異常を高い精度で検知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が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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、分注対象の液体Ｌｑを直接吸引または吐出する細管状のプローブ２と、プローブ２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２を移送するプローブ移送部３と、プローブ２に圧力を伝達する圧力伝達用媒体である洗浄液Ｗａの吸排動作を行うシリンジ４と、プローブ２とシリンジ４とを接続し、洗浄液Ｗａの流路をなすチューブ５と、プローブ２に加わる圧力を検出する圧力測定部６と、を備える。ここで、洗浄液Ｗａは、イオン交換水や蒸留水等の非圧縮性流体から成る。
【００２１】
シリンジ４は、シリンダ４ａとピストン４ｂとを有し、ピストン駆動部７によってピストン４ｂがシリンダ４ａの内部を図１で鉛直上下方向に摺動することにより、洗浄液Ｗａを介してプローブ２に伝達すべき圧力を発生する。この意味で、シリンジ４は、圧力発生手段の少なくとも一部の機能を実現する。シリンジ４は、チューブ５とは異なるチューブ８にも接続されている。このチューブ８の他端は、洗浄液Ｗａの流量を調整する電磁弁９に接続されている。電磁弁９には、別のチューブ１０も接続されており、このチューブ１０の他端は洗浄液Ｗａの吸排動作を行うポンプ１１に接続されている。ポンプ１１は、さらに別のチューブ１２に接続されている。このチューブ１２の他端は、洗浄液Ｗａを収容する洗浄液タンク１３に達している。
【００２２】
圧力測定部６は、チューブ５に接続されてチューブ５の内部に充填された洗浄液Ｗａの圧力変化を検出して電気信号に変換する圧力センサ６１と、圧力センサ６１から出力された電気信号に対して増幅やＡ／Ｄ変換などの信号処理を施す信号処理回路６２とを有する。圧力測定部６は、プローブ２の近傍に設置すればより好ましいが、圧力センサ６１の感度などの条件によってはプローブ２とシリンジ４の中間部に設置してもよいし、シリンジ４の近傍に設置してもよい。
【００２３】
引き続き、分注装置１の構成を説明する。分注装置１は、装置固有の特性に応じて所定の物理量の補正を行う際に適用される補正係数αの設定を行う設定部１４と、設定部１４で設定した補正係数αを含む各種情報を記憶する記憶部１５と、記憶部１５で記憶する補正係数αを読み出して物理量の補正演算を行う補正部１６と、補正部１６での補正結果を用いて分注異常を検知する異常検知部１７と、各種情報の入力および出力をそれぞれ行う入力部１８および出力部１９と、分注装置１の動作を制御する制御部２０と、を備える。
【００２４】
記憶部１５は、補正係数αの他、その補正係数αを設定する際に設定部１４が参照すべき参照量を記憶する。本実施の形態における参照量としては、既知の感度Ｓ0を有する標準圧力センサ６１ｓを具備するとともに、所定の条件を満たすプローブ２、シリンジ４、配管系を具備する標準分注装置１ｓが所定の基準液体Ｌｑ0の分注を行ったときに、標準圧力センサ６１ｓから出力された出力電圧の時間変化が挙げられる。
【００２５】
図２は、標準分注装置１ｓのプローブ２が基準液体Ｌｑ0を正常に分注したときの標準圧力センサ６１ｓの出力電圧の時間変化を模式的に示す図である。同図において、横軸（ｔ）は時間であり、縦軸（Ｖ）は標準圧力センサ６１ｓの出力電圧である。一般に、プローブ２の吐出圧と圧力センサ６１の出力電圧とは、誤差を除けば線形な関係にある。このため、プローブ２の吐出圧は、標準圧力センサ６１ｓの出力電圧とほぼ同様の時間変化すなわち図２に示す曲線Ｌのような時間変化を示す。したがって、標準圧力センサ６１ｓの出力電圧の最大値Ｖ0は、プローブ２の吐出圧（正圧）の最大値に対応する。
【００２６】
記憶部１５は、上述した標準圧力センサ６１ｓからの出力電圧の時間変化に加えて、分注異常の有無を判定するため、標準分注装置１ｓにおいて基準液体Ｌｑ0を分注するときにプローブ２の詰まりを検知する閾値Ｖth、および標準分注装置１ｓにおいて基準液体Ｌｑ0を分注するときのプローブ２の分注量の正常範囲をＲ（Ｌｑ0）を記憶している。これらの閾値Ｖthや正常範囲Ｒ（Ｌｑ0）については、標準分注装置１ｓにおいてプローブ２に加わる吐出圧の正常時の時間変化に基づいて適宜設定することができる。
【００２７】
なお、基準液体Ｌｑ0は、粘性が一定である液体であればよく、例えば洗浄液Ｗａと同様にイオン交換水や蒸留水などを用いることができる。また、標準分注装置１ｓの構成が本実施の形態に係る分注装置１の構成と同じであることはいうまでもない。
【００２８】
入力部１８は、キーボードやマウスを有するが、トラックボール、トラックパッドなどのポインティングデバイスや、音声入力用のマイクロフォン等のユーザインターフェースをさらに有してもよい。また、出力部１９は、各種情報を表示する液晶、プラズマ、有機ＥＬ、ＣＲＴ等のディスプレイ装置を有するが、音声出力用のスピーカや、紙などに情報を印刷して出力するプリンタをさらに有してもよい。
【００２９】
設定部１４、記憶部１５、補正部１６、異常検知部１７、および制御部２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、およびＲＯＭなどを用いて構成されている。また、記憶部１５として、ハードディスクを具備した補助記憶装置や、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスクなどの各種記憶媒体を装着可能な補助記憶装置を具備してもよい。
【００３０】
なお、記憶部１５で記憶する出力電圧の最大値Ｖ0、詰まり検知用の閾値Ｖth、分注量の正常範囲Ｒ（Ｌｑ0）は、入力部１８から入力するようにしてもよいし、適当な記憶媒体に予め書き込んで記憶させておき、記憶部１５が具備する補助記憶装置から読み込むようにしてもよい。
【００３１】
以上の構成を有する分注装置１が液体Ｌｑの分注動作を行う際には、制御部２０の制御のもと、まず電磁弁９を開き、ポンプ１１によって洗浄液Ｗａを吸引し、シリンジ４、チューブ５およびプローブ２の順に洗浄液Ｗａを順次流入し充填させた後、電磁弁９を閉じてポンプ１１の動作を終了する。その後、プローブ２で液体Ｌｑの吸引または吐出を行う際には、制御部２０の制御のもと、ピストン駆動部７が駆動してシリンジ４のピストン４ｂを移動させることにより、洗浄液Ｗａを介してプローブ２の先端部に適当な吸引圧（負圧）または吐出圧（正圧）を発生させる。なお、プローブ２の先端部で液体Ｌｑを吸引したとき、液体Ｌｑと洗浄液Ｗａとの間には空気層が介在するため、液体Ｌｑを吸引または吐出するときに液体Ｌｑが洗浄液Ｗａと混合することはない。
【００３２】
次に、設定部１４における補正係数αの設定処理の概要を、図３に示すフローチャートを参照して説明する。分注装置１では、基準液体Ｌｑ0に対する分注動作を開始し（ステップＳ１）、基準液体Ｌｑ0を吐出する際のプローブ２の吐出圧を圧力測定部６で測定する（ステップＳ２）。ステップＳ２で測定する吐出圧に対応する圧力センサ６１からの出力電圧は、概ね図２に示す曲線Ｌと同様の時間変化を示すが、曲線Ｌと一致するとは限らない。また、圧力センサ６１の感度Ｓも標準圧力センサ６１ｓの感度Ｓ0と一致するとは限らない。実際、本実施の形態に係る分注装置１で使用する圧力センサ６１の感度は、±２０〜３０％程度のバラツキが想定される。このため、ステップＳ２における測定によって圧力センサ６１から出力される出力電圧の最大値Ｖが図２の最大値Ｖ0と同じであるとは限らない。
【００３３】
その後、設定部１４では、ステップＳ２における測定結果を用いて補正係数αを設定する（ステップＳ３）。以下、このステップＳ３における補正係数αの設定処理について詳述する。圧力センサ６１の感度Ｓは、上述したように±２０〜３０％程度のバラツキが含まれるのに対し、互いに異なる感度を有する複数の圧力センサ６１（標準圧力センサ６１ｓを含む）を用いて液体Ｌｑを正常に分注したときの圧力センサ６１の出力電圧の最大値Ｖと圧力センサ６１の感度Ｓの比の値Ｖ／Ｓは、圧力センサ６１の感度Ｓのバラツキと比較して十分に小さいことが分かっている。そこで、この比の値Ｖ／Ｓは、圧力センサ６１の感度Ｓによらずに一定値を取ると仮定する（仮定Ｉ）。なお、分注装置１の他の構成要素に関しては、従来の分注装置と同程度で同じ条件下にあるものとする。
【００３４】
以後、分注装置１が具備している圧力センサ６１の感度をＳ1とし、この圧力センサ６１で基準液体Ｌｑ0を正常に分注したときの出力電圧の最大値がＶ1であったとすると、前述した仮定Ｉにより、
Ｖ0／Ｓ0＝Ｖ1／Ｓ1 （１）
が成り立つ。式（１）から
Ｖ0／Ｖ1＝Ｓ0／Ｓ1 （２）
が得られる。この式（２）は、圧力センサ６１の感度Ｓ1が不明であっても、記憶部１５で記憶している値Ｖ0と圧力センサ６１の出力電圧の最大値Ｖ1を用いることによって、標準圧力センサ６１ｓの感度Ｓ0と圧力センサ６１の感度Ｓ1の比の値に等しい量が得られることを意味している。このため、設定部１４は、記憶部１５からＶ0を読み出して参照するとともにステップＳ２における圧力測定部６の測定結果を得ることによって、補正係数αを
α＝Ｖ0／Ｖ1 （３）
として算出し、設定する。式（３）からも明らかなように、圧力センサ６１の感度Ｓ1が標準圧力センサ６１ｓの感度Ｓ0と等しい場合（Ｓ1＝Ｓ0）には、α＝１となる。
【００３５】
ステップＳ３で設定した補正係数αの値は、制御部２０の制御のもと、記憶部１５へ格納され、記憶される（ステップＳ４）。
【００３６】
なお、設定部１４では、上述したステップＳ１〜ステップＳ３の処理を所定の回数だけ繰り返し行い、１回ごとに求めた補正係数αの値を平均することによって得られるα(mean)を補正係数として設定するようにしてもよい。
【００３７】
続いて、異常検知部１７における液体Ｌｑ分注時の分注異常検知処理の概要について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。まず、分注装置１では、液体Ｌｑの分注動作を開始し（ステップＳ１１）、液体Ｌｑを吐出する際のプローブ２の吐出圧を測定する（ステップＳ１２）。
【００３８】
ステップＳ１２の後、補正部１６は、記憶部１５から設定済みの補正係数αを読み出し、この読み出した補正係数αを用いることによって、ステップＳ２で測定した圧力センサ６１の出力電圧Ｖ（ｔ）を
Ｖ'（ｔ）＝α×Ｖ（ｔ） （４）
と補正する（ステップＳ１３）。この補正後の値Ｖ'（ｔ）は、圧力センサ６１からの出力電圧を標準圧力センサ６１ｓからの出力電圧へと換算した値にほかならない。
【００３９】
その後、異常検知部１７では、補正後のセンサ出力電圧Ｖ'（ｔ）を用いて分注装置１の分注動作の異常検知を行う（ステップＳ１４）。具体的には、センサ出力電圧Ｖ'（ｔ）を記憶部１５で記憶する詰まり検知用の閾値Ｖthと比較することによってプローブ２の詰まりの有無を判定するとともに、センサ出力電圧Ｖ'（ｔ）を用いて算出されるプローブ２の分注量を記憶部１５で記憶する分注量の正常範囲Ｒ（Ｌｑ0）と比較することによってプローブ２の分注量の多寡を判定する。
【００４０】
異常検知部１７が分注異常を検知した場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）には、制御部２０の制御のもと、分注動作を中止し（ステップＳ１６）、出力部１９から異常情報を出力する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７で出力する異常情報としては、分注異常の具体的な内容（詰まりの有無、分注量の多寡など）が含まれるようにすればより好ましい。
【００４１】
他方、異常検知部１７が分注異常を検知しなかった場合（ステップＳ１５でＮｏ）、続いて行うべき分注処理があれば（ステップＳ１８でＹｅｓ）、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返す。他方、続いて行うべき分注処理がなければ（ステップＳ１８でＮｏ）、一連の処理を終了する。
【００４２】
なお、ステップＳ１３において補正部１６が補正する物理量は、圧力センサ６１の出力電圧以外でもよく、例えば、プローブ２の詰まり検知用の閾値Ｖthや分注量の正常範囲Ｒ（Ｌｑ0）を補正してもよい。この場合、分注装置１（一般に標準分注装置１ｓとは異なる）において基準液体Ｌｑ0を用いて分注したときの詰まり検知用の閾値をＶth(1)とすると、この閾値Ｖth(1)と標準分注装置１ｓで基準液体Ｌｑ0を用いて分注したときの詰まり検知用の閾値Ｖthとの比の値は、各分注装置がそれぞれ備える圧力センサ６１および６１ｓの感度の比の値と等しいはずである。したがって、
Ｖth／Ｖth(1)＝Ｓ0／Ｓ1＝Ｖ0／Ｖ1 （５）
が成立する。ここで、最後の等式は式（２）による。式（５）により、閾値Ｖth(1)は、標準分注装置１ｓにおける既知の閾値Ｖthを用いて
Ｖth(1)＝（Ｖ1／Ｖ0）×Ｖth＝α-1×Ｖth （６）
と表される。ここで、最後の等式は式（３）による。分注装置１における分注量の正常範囲Ｒ(1)（Ｌｑ0）についても、標準分注装置１ｓにおける分注量の正常範囲Ｒ（Ｌｑ0）を、補正係数αを用いて上記同様の補正演算を実行することによって求めることができる。
【００４３】
また、他の物理量として、例えば信号処理回路６２における信号の増幅率を補正してもよいし、信号処理回路６２におけるＡ／Ｄ変換後のディジタル値を補正してもよい。その際にも、式（３）で与えられる補正係数αを用いて補正演算を行うことはいうまでもない。
【００４４】
以上説明した分注装置１によれば、プローブ２や圧力センサ６１として高価な機器を使用することなく、装置内部の調整によって機差によるバラツキを補正し、分注異常の検知を含む測定精度の向上を実現することができる。したがって、製造コスト自体が従来の分注装置と比較して上昇してしまうこともなく、経済的である。
【００４５】
本実施の形態に係る分注装置１は、検体の成分の分析を行う自動分析装置に適用することができる。図５は、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。同図に示す自動分析装置１００は、液体Ｌｑに相当する検体と試薬とを所定の容器にそれぞれ分注し、その容器内部に収容された液体に対して光学的な測定を行う測定機構１０１と、この測定機構１０１を含む自動分析装置１００の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１０２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検体の成分の生化学的な分析を自動的かつ連続的に行う装置である。
【００４６】
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、主として一般検体を収容する検体容器２１が搭載された複数のラック２２を収納して順次移送する検体移送部３１と、一般検体以外の各種検体（検量線作成用のスタンダード検体、精度管理検体、緊急検体、ＳＴＡＴ検体、再検査用検体等）を収容する検体容器２３を保持する検体容器保持部３２と、試薬容器２４を保持する試薬容器保持部３３と、検体と試薬とを反応させる容器である反応容器２５を保持する反応容器保持部３４と、反応容器２５の内部に収容された液体を攪拌する攪拌部３５と、反応容器２５内部を通過した光の波長成分ごとの強度等を測定する測光部３６と、を備える。
【００４７】
また、測定機構１０１は、検体移送部３１上の検体容器２１や検体容器保持部３２上の検体容器２３に収容された検体を反応容器２５に分注する検体分注部３７と、試薬容器保持部３３上の試薬容器２４に収容された試薬を反応容器２５に分注する試薬分注部３８と、反応容器２５の洗浄を行う洗浄部３９と、を備える。このうち、検体分注部３７および試薬分注部３８は、上述した分注装置１と同様の機能構成を有しており、反応容器２５内部に収容されている液体の液面を検知することができる。
【００４８】
検体容器２１および２３には、内部に収容する検体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それぞれ貼付されている（図示せず）。同様に、試薬容器２４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貼付されている（図示せず）。このため、測定機構１０１には、検体容器２１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、検体容器２３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、および試薬容器２４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が設けられている。
【００４９】
検体容器保持部３２、試薬容器保持部３３、および反応容器保持部３４は、検体容器２３、試薬容器２４および反応容器２５をそれぞれ収容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（図示せず）。
【００５０】
各容器保持部の内部は一定の温度に保たれている。例えば、試薬容器保持部３３内は、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る。また、反応容器保持部３４内は、人間の体温と同程度の温度に設定される。
【００５１】
測光部３６は、白色光を照射する光源と、反応容器２５を透過してきた白色光を分光する分光光学系と、分光光学系で分光した光を成分ごとに受光して電気信号に変換する受光素子とを有する。
【００５２】
なお、検体の成分の生化学的な分析を行う際には一つの検体に対して２種類の試薬を用いることが多いため、第１試薬用の試薬容器保持部３３と第２試薬用の試薬容器保持部３３とを別個に設けてもよい。この場合には、個々の試薬容器保持部３３に対応した試薬分注部３８を２個設ければよい。また、検体または試薬の分注後の適当なタイミングで複数の反応容器２５内部の液体の攪拌を同時に行うため、攪拌部３５を複数個設けてもよい。
【００５３】
ところで、図５では、測定機構１０１の主要な構成要素を模式的に示すことを主眼としているため、構成要素間の位置関係は必ずしも正確ではない。正確な構成要素間の位置関係は、試薬容器保持部３３の数や分注動作のインターバルにおける反応容器保持部３４のホイールの回転態様などの各種条件に応じて定められるべき設計的事項である。
【００５４】
次に、自動分析装置１００の制御分析機構１０２について説明する。制御分析機構１０２は、検体の分析に必要な情報や自動分析装置１００の動作指示信号などを含む情報の入力を受ける入力部５１と、検体の分析に関する情報を出力する出力部５２と、測定機構１０１における測定結果に基づいて検体の分析データを生成するデータ生成部５３と、検体の分析に関する情報や自動分析装置１００に関する情報を含む各種情報を記憶する記憶部５４と、制御分析機構１０２内の各機能または各手段の制御を行うとともに測定機構１０１の駆動制御を行う制御部５５と、を備える。
【００５５】
データ生成部５３は、測定機構１０１の測光部３６から受信した測定結果の分析演算を行う。この分析演算では、測光部３６から送られてくる測定結果に基づいて反応容器２５内部の液体の吸光度を算出したり、吸光度の算出結果と検量線や分析パラメータ等の各種情報とを用いて反応容器２５内部の液体の成分を定量的に求める成分量算出処理等を行ったりすることにより、検体ごとの分析データを生成する。このようにして生成された分析データは、出力部５２から出力される一方、記憶部５４に書き込まれて記憶される。
【００５６】
記憶部５４は、分析項目、検体情報、試薬の種類、検体や試薬の分注量、検体や試薬の有効期限、分析に使用する検量線に関する情報、検量線の有効期限、各分析項目の参照値や許容値などの分析に必要なパラメータ、およびデータ生成部５３で生成した分析データなどを記憶、管理する。
【００５７】
なお、入力部５１、出力部５２、記憶部５４および制御部５５は、分注装置１の入力部１８、出力部１９、記憶部１５および制御部２０の機能をそれぞれ兼備している。
【００５８】
このような自動分析装置１００においては、検体として血液等の固形成分を有する液体を用いることがあるため、それらの固形成分がプローブ２の内部に付着することによってプローブ２の詰まりを生じやすい上、洗浄が十分でない場合には分注量の誤差も生じる可能性がある。したがって、検体分注部３７や試薬分注部３８に対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、装置ごとの特性差によらず、分注異常を適確に検知することが可能となる。
【００５９】
以上説明した本発明の一実施の形態によれば、液体を吸引または吐出するプローブと、このプローブが前記液体を吸引または吐出するために必要な圧力を発生するシリンジと、このシリンジによって発生し、プローブに加えられる圧力を測定する圧力測定部と、この圧力測定部で測定した結果を用いることにより、当該装置固有の特性に基づいた物理量の補正を行う際に適用される補正係数を設定する設定部と、この設定部で設定した補正係数を含む情報を記憶する記憶部と、この記憶部で記憶する補正係数を用いて物理量の補正を行う補正部と、を備えたことにより、製造コストを維持しつつも、装置ごとの特性によらずに分注異常を高い精度で検知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が可能となる。
【００６０】
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は、凝集法等の均一系反応に基づいて血液型の判定を行ったり、感染症関連の抗原や抗体の検出を行うタイプの自動分析装置の検体分注手段としても好適である。このタイプの自動分析装置は、血球および血漿、血清などの検体を所定の希釈液によって希釈した後、複数の検体をマトリックス状に収容可能なウェルを有するマイクロプレートを用いて検体と試薬との混合および攪拌を行い、ウェル内で所定の反応時間を経過させた後、反応像（凝集像）を高精度ＣＣＤカメラで撮影することによって検体の分析を行う。この場合、検体の分注量は微量であるため、分注異常を高精度で検知する必要がある。したがって、本発明に係る分注装置を用いることにより、装置ごとの特性によらずに分注異常を適確に検知し、誤判定を防止することができる。
【００６１】
また、本発明に係る分注装置を、不均一系反応に基づく免疫分析を行う自動分析装置に適用してもよい。この場合には、不均一系反応を用いた免疫分析に必要なＢ／Ｆ洗浄を行うＢ／Ｆ洗浄部と、測光部として発光物質の発光量をカウントする光電子増倍管とを設ければよい。これらの点を除く自動分析装置の構成は、上述した自動分析装置１００の構成とほぼ同様であるが、圧力伝達用媒体として洗浄液の代わりにエアーを適用し、そのエアーによる圧力の加減によって検体や試薬を分注する構成としてもよい。さらに、プローブの先端にディスポーザブルチップを取り付け可能な構成としてもよい。このタイプの自動分析装置で免疫分析などを行う場合にも、検体の分注量は微量であることが多いため、上述した均一系反応に基づく分析を行う自動分析装置と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
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】
【００６３】
【図１】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。
【図２】基準液体分注時における圧力センサからの出力電圧の時間変化の概要を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る分注装置が行う補正係数設定処理の概要を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態に係る分注装置が行う分注異常検知処理の概要を示すフローチャートである。
【図５】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】
【００６４】
１ 分注装置
１ｓ 標準分注装置
２ プローブ
３ プローブ移送部
４ シリンジ
４ａ シリンダ
４ｂ ピストン
５、８、１０、１２ チューブ
６ 圧力測定部
７ ピストン駆動部
９ 電磁弁
１１ ポンプ
１３ 洗浄液タンク
１４ 設定部
１５、５４ 記憶部
１６ 補正部
１７ 異常検知部
１８、５１ 入力部
１９、５２ 出力部
２０、５５ 制御部
２１、２３ 検体容器
２２ ラック
２４ 試薬容器
２５ 反応容器
３１ 検体移送部
３２ 検体容器保持部
３３ 試薬容器保持部
３４ 反応容器保持部
３５ 攪拌部
３６ 測光部
３７ 検体分注部
３８ 試薬分注部
３９ 洗浄部
５３ データ生成部
６１ 圧力センサ
６１ｓ 標準圧力センサ
６２ 信号処理回路
１００ 自動分析装置
１０１ 測定機構
１０２ 制御分析機構
ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３ 情報コード読取部
Ｌ 曲線
Ｌｑ 液体
Ｌｑ0 基準液体
Ｗａ 洗浄液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を分注する分注装置、および当該分注装置を備えて検体の分析を行う自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
検体の成分を分析する自動分析装置では、検体や試薬を反応容器へ分注するために分注装置が用いられる。分注装置は、細管状のプローブと、このプローブによって検体や試薬を吸引または吐出するのに必要な圧力を発生するシリンジとを管路によって接続し、その管路を介してシリンジで発生した圧力をプローブへ伝達する構成を有する。
【０００３】
従来、前述した構成を有する分注装置において、圧力センサを用いてプローブに加えられる圧力を検出し、この検出した結果に基づいてプローブ先端の詰まりなどの分注異常を検知する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この従来技術では、プローブの詰まりの有無を判定するためにプローブに加わる圧力の閾値を予め設定しておき、その閾値と圧力センサで測定した実測値と比較することによってプローブの詰まりを検出している。
【０００４】
【特許文献１】実公平２−４５８１８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、分注異常としてのプローブの詰まりを検出するための閾値が、プローブの先端径、シリンジの径、圧力センサの感度、配管経路内の摩擦などの装置ごとの特性差に応じて変化するため、使用する装置によらずに同じ判定結果を得るには、閾値として装置ごとの特性差を考慮し、ある程度の幅を持たせた値を設定をせざるを得ず、分注異常の検知精度を向上させることが難しかった。
【０００６】
このような従来技術の課題を解決するため、プローブの先端径やシリンジの径のバラツキを少なくしたり、感度のバラツキが少ない圧力センサを適用するなどの方法も考えられる。しかしながら、この場合には、プローブ、シリンジ、圧力センサなどが高価となり、製造コストの上昇を招く結果となっていた。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、製造コストを維持しつつも、装置ごとの特性によらずに分注異常を高い精度で検知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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る分注装置は、液体を吸引または吐出するプローブと、前記プローブが前記液体を吸引または吐出するために必要な圧力を発生する圧力発生手段と、前記圧力発生手段によって発生し、前記プローブに加えられる圧力を測定する圧力測定手段と、前記圧力測定手段で測定した結果を用いることにより、当該装置固有の特性に基づいた物理量の補正を行う際に適用される補正係数を設定する設定手段と、前記設定手段で設定した補正係数を含む情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段で記憶する補正係数を用いて前記物理量の補正を行う補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明における「液体」には、微量の固体成分を含有する液体も含まれる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記記憶手段は、前記補正係数の設定を行うときに前記設定手段が参照すべき参照量を記憶し、前記設定手段は、前記圧力測定手段で測定した結果と、前記記憶手段で記憶する前記参照量とを用いることによって補正係数を設定することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記圧力測定手段は、前記プローブに加えられる圧力の変化を検出して電気信号に変換する圧力センサと、前記圧力センサの出力に対し、増幅およびＡ／Ｄ変換を含む信号処理を施す信号処理回路と、を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記物理量は、前記圧力センサの出力であることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記物理量は、前記信号処理回路における信号の増幅率であることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記物理量は、前記信号処理回路でＡ／Ｄ変換後に出力されるディジタル値であることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項記載の発明において、前記補正手段で補正した量を用いて当該装置における分注異常を検知する異常検知手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記異常検知手段は、前記プローブに加わる吐出圧の最大値を所定の閾値とを比較することによって前記プローブの詰まりの有無を判定し、前記プローブによる分注量を所定の正常範囲と比較することによって前記分注量の多寡を判定することを特徴とする。
【００１７】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、前記物理量は、前記閾値および前記正常範囲であることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、検体と試薬とを反応させることによって前記検体の分析を行う自動分析装置であって、請求項１〜９のいずれか一項に記載の分注装置を、前記検体を分注する検体分注手段として備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、液体を吸引または吐出するプローブと、前記プローブが前記液体を吸引または吐出するために必要な圧力を発生する圧力発生手段と、前記圧力発生手段によって発生し、前記プローブに加えられる圧力を測定する圧力測定手段と、前記圧力測定手段で測定した結果を用いることにより、当該装置固有の特性に基づいた物理量の補正を行う際に適用される補正係数を設定する設定手段と、前記設定手段で設定した補正係数を含む情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段で記憶する補正係数を用いて前記物理量の補正を行う補正手段と、を備えたことにより、製造コストを維持しつつも、装置ごとの特性によらずに分注異常を高い精度で検知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が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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、分注対象の液体Ｌｑを直接吸引または吐出する細管状のプローブ２と、プローブ２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２を移送するプローブ移送部３と、プローブ２に圧力を伝達する圧力伝達用媒体である洗浄液Ｗａの吸排動作を行うシリンジ４と、プローブ２とシリンジ４とを接続し、洗浄液Ｗａの流路をなすチューブ５と、プローブ２に加わる圧力を検出する圧力測定部６と、を備える。ここで、洗浄液Ｗａは、イオン交換水や蒸留水等の非圧縮性流体から成る。
【００２１】
シリンジ４は、シリンダ４ａとピストン４ｂとを有し、ピストン駆動部７によってピストン４ｂがシリンダ４ａの内部を図１で鉛直上下方向に摺動することにより、洗浄液Ｗａを介してプローブ２に伝達すべき圧力を発生する。この意味で、シリンジ４は、圧力発生手段の少なくとも一部の機能を実現する。シリンジ４は、チューブ５とは異なるチューブ８にも接続されている。このチューブ８の他端は、洗浄液Ｗａの流量を調整する電磁弁９に接続されている。電磁弁９には、別のチューブ１０も接続されており、このチューブ１０の他端は洗浄液Ｗａの吸排動作を行うポンプ１１に接続されている。ポンプ１１は、さらに別のチューブ１２に接続されている。このチューブ１２の他端は、洗浄液Ｗａを収容する洗浄液タンク１３に達している。
【００２２】
圧力測定部６は、チューブ５に接続されてチューブ５の内部に充填された洗浄液Ｗａの圧力変化を検出して電気信号に変換する圧力センサ６１と、圧力センサ６１から出力された電気信号に対して増幅やＡ／Ｄ変換などの信号処理を施す信号処理回路６２とを有する。圧力測定部６は、プローブ２の近傍に設置すればより好ましいが、圧力センサ６１の感度などの条件によってはプローブ２とシリンジ４の中間部に設置してもよいし、シリンジ４の近傍に設置してもよい。
【００２３】
引き続き、分注装置１の構成を説明する。分注装置１は、装置固有の特性に応じて所定の物理量の補正を行う際に適用される補正係数αの設定を行う設定部１４と、設定部１４で設定した補正係数αを含む各種情報を記憶する記憶部１５と、記憶部１５で記憶する補正係数αを読み出して物理量の補正演算を行う補正部１６と、補正部１６での補正結果を用いて分注異常を検知する異常検知部１７と、各種情報の入力および出力をそれぞれ行う入力部１８および出力部１９と、分注装置１の動作を制御する制御部２０と、を備える。
【００２４】
記憶部１５は、補正係数αの他、その補正係数αを設定する際に設定部１４が参照すべき参照量を記憶する。本実施の形態における参照量としては、既知の感度Ｓ0を有する標準圧力センサ６１ｓを具備するとともに、所定の条件を満たすプローブ２、シリンジ４、配管系を具備する標準分注装置１ｓが所定の基準液体Ｌｑ0の分注を行ったときに、標準圧力センサ６１ｓから出力された出力電圧の時間変化が挙げられる。
【００２５】
図２は、標準分注装置１ｓのプローブ２が基準液体Ｌｑ0を正常に分注したときの標準圧力センサ６１ｓの出力電圧の時間変化を模式的に示す図である。同図において、横軸（ｔ）は時間であり、縦軸（Ｖ）は標準圧力センサ６１ｓの出力電圧である。一般に、プローブ２の吐出圧と圧力センサ６１の出力電圧とは、誤差を除けば線形な関係にある。このため、プローブ２の吐出圧は、標準圧力センサ６１ｓの出力電圧とほぼ同様の時間変化すなわち図２に示す曲線Ｌのような時間変化を示す。したがって、標準圧力センサ６１ｓの出力電圧の最大値Ｖ0は、プローブ２の吐出圧（正圧）の最大値に対応する。
【００２６】
記憶部１５は、上述した標準圧力センサ６１ｓからの出力電圧の時間変化に加えて、分注異常の有無を判定するため、標準分注装置１ｓにおいて基準液体Ｌｑ0を分注するときにプローブ２の詰まりを検知する閾値Ｖth、および標準分注装置１ｓにおいて基準液体Ｌｑ0を分注するときのプローブ２の分注量の正常範囲をＲ（Ｌｑ0）を記憶している。これらの閾値Ｖthや正常範囲Ｒ（Ｌｑ0）については、標準分注装置１ｓにおいてプローブ２に加わる吐出圧の正常時の時間変化に基づいて適宜設定することができる。
【００２７】
なお、基準液体Ｌｑ0は、粘性が一定である液体であればよく、例えば洗浄液Ｗａと同様にイオン交換水や蒸留水などを用いることができる。また、標準分注装置１ｓの構成が本実施の形態に係る分注装置１の構成と同じであることはいうまでもない。
【００２８】
入力部１８は、キーボードやマウスを有するが、トラックボール、トラックパッドなどのポインティングデバイスや、音声入力用のマイクロフォン等のユーザインターフェースをさらに有してもよい。また、出力部１９は、各種情報を表示する液晶、プラズマ、有機ＥＬ、ＣＲＴ等のディスプレイ装置を有するが、音声出力用のスピーカや、紙などに情報を印刷して出力するプリンタをさらに有してもよい。
【００２９】
設定部１４、記憶部１５、補正部１６、異常検知部１７、および制御部２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、およびＲＯＭなどを用いて構成されている。また、記憶部１５として、ハードディスクを具備した補助記憶装置や、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスクなどの各種記憶媒体を装着可能な補助記憶装置を具備してもよい。
【００３０】
なお、記憶部１５で記憶する出力電圧の最大値Ｖ0、詰まり検知用の閾値Ｖth、分注量の正常範囲Ｒ（Ｌｑ0）は、入力部１８から入力するようにしてもよいし、適当な記憶媒体に予め書き込んで記憶させておき、記憶部１５が具備する補助記憶装置から読み込むようにしてもよい。
【００３１】
以上の構成を有する分注装置１が液体Ｌｑの分注動作を行う際には、制御部２０の制御のもと、まず電磁弁９を開き、ポンプ１１によって洗浄液Ｗａを吸引し、シリンジ４、チューブ５およびプローブ２の順に洗浄液Ｗａを順次流入し充填させた後、電磁弁９を閉じてポンプ１１の動作を終了する。その後、プローブ２で液体Ｌｑの吸引または吐出を行う際には、制御部２０の制御のもと、ピストン駆動部７が駆動してシリンジ４のピストン４ｂを移動させることにより、洗浄液Ｗａを介してプローブ２の先端部に適当な吸引圧（負圧）または吐出圧（正圧）を発生させる。なお、プローブ２の先端部で液体Ｌｑを吸引したとき、液体Ｌｑと洗浄液Ｗａとの間には空気層が介在するため、液体Ｌｑを吸引または吐出するときに液体Ｌｑが洗浄液Ｗａと混合することはない。
【００３２】
次に、設定部１４における補正係数αの設定処理の概要を、図３に示すフローチャートを参照して説明する。分注装置１では、基準液体Ｌｑ0に対する分注動作を開始し（ステップＳ１）、基準液体Ｌｑ0を吐出する際のプローブ２の吐出圧を圧力測定部６で測定する（ステップＳ２）。ステップＳ２で測定する吐出圧に対応する圧力センサ６１からの出力電圧は、概ね図２に示す曲線Ｌと同様の時間変化を示すが、曲線Ｌと一致するとは限らない。また、圧力センサ６１の感度Ｓも標準圧力センサ６１ｓの感度Ｓ0と一致するとは限らない。実際、本実施の形態に係る分注装置１で使用する圧力センサ６１の感度は、±２０〜３０％程度のバラツキが想定される。このため、ステップＳ２における測定によって圧力センサ６１から出力される出力電圧の最大値Ｖが図２の最大値Ｖ0と同じであるとは限らない。
【００３３】
その後、設定部１４では、ステップＳ２における測定結果を用いて補正係数αを設定する（ステップＳ３）。以下、このステップＳ３における補正係数αの設定処理について詳述する。圧力センサ６１の感度Ｓは、上述したように±２０〜３０％程度のバラツキが含まれるのに対し、互いに異なる感度を有する複数の圧力センサ６１（標準圧力センサ６１ｓを含む）を用いて液体Ｌｑを正常に分注したときの圧力センサ６１の出力電圧の最大値Ｖと圧力センサ６１の感度Ｓの比の値Ｖ／Ｓは、圧力センサ６１の感度Ｓのバラツキと比較して十分に小さいことが分かっている。そこで、この比の値Ｖ／Ｓは、圧力センサ６１の感度Ｓによらずに一定値を取ると仮定する（仮定Ｉ）。なお、分注装置１の他の構成要素に関しては、従来の分注装置と同程度で同じ条件下にあるものとする。
【００３４】
以後、分注装置１が具備している圧力センサ６１の感度をＳ1とし、この圧力センサ６１で基準液体Ｌｑ0を正常に分注したときの出力電圧の最大値がＶ1であったとすると、前述した仮定Ｉにより、
Ｖ0／Ｓ0＝Ｖ1／Ｓ1 （１）
が成り立つ。式（１）から
Ｖ0／Ｖ1＝Ｓ0／Ｓ1 （２）
が得られる。この式（２）は、圧力センサ６１の感度Ｓ1が不明であっても、記憶部１５で記憶している値Ｖ0と圧力センサ６１の出力電圧の最大値Ｖ1を用いることによって、標準圧力センサ６１ｓの感度Ｓ0と圧力センサ６１の感度Ｓ1の比の値に等しい量が得られることを意味している。このため、設定部１４は、記憶部１５からＶ0を読み出して参照するとともにステップＳ２における圧力測定部６の測定結果を得ることによって、補正係数αを
α＝Ｖ0／Ｖ1 （３）
として算出し、設定する。式（３）からも明らかなように、圧力センサ６１の感度Ｓ1が標準圧力センサ６１ｓの感度Ｓ0と等しい場合（Ｓ1＝Ｓ0）には、α＝１となる。
【００３５】
ステップＳ３で設定した補正係数αの値は、制御部２０の制御のもと、記憶部１５へ格納され、記憶される（ステップＳ４）。
【００３６】
なお、設定部１４では、上述したステップＳ１〜ステップＳ３の処理を所定の回数だけ繰り返し行い、１回ごとに求めた補正係数αの値を平均することによって得られるα(mean)を補正係数として設定するようにしてもよい。
【００３７】
続いて、異常検知部１７における液体Ｌｑ分注時の分注異常検知処理の概要について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。まず、分注装置１では、液体Ｌｑの分注動作を開始し（ステップＳ１１）、液体Ｌｑを吐出する際のプローブ２の吐出圧を測定する（ステップＳ１２）。
【００３８】
ステップＳ１２の後、補正部１６は、記憶部１５から設定済みの補正係数αを読み出し、この読み出した補正係数αを用いることによって、ステップＳ２で測定した圧力センサ６１の出力電圧Ｖ（ｔ）を
Ｖ'（ｔ）＝α×Ｖ（ｔ） （４）
と補正する（ステップＳ１３）。この補正後の値Ｖ'（ｔ）は、圧力センサ６１からの出力電圧を標準圧力センサ６１ｓからの出力電圧へと換算した値にほかならない。
【００３９】
その後、異常検知部１７では、補正後のセンサ出力電圧Ｖ'（ｔ）を用いて分注装置１の分注動作の異常検知を行う（ステップＳ１４）。具体的には、センサ出力電圧Ｖ'（ｔ）を記憶部１５で記憶する詰まり検知用の閾値Ｖthと比較することによってプローブ２の詰まりの有無を判定するとともに、センサ出力電圧Ｖ'（ｔ）を用いて算出されるプローブ２の分注量を記憶部１５で記憶する分注量の正常範囲Ｒ（Ｌｑ0）と比較することによってプローブ２の分注量の多寡を判定する。
【００４０】
異常検知部１７が分注異常を検知した場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）には、制御部２０の制御のもと、分注動作を中止し（ステップＳ１６）、出力部１９から異常情報を出力する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７で出力する異常情報としては、分注異常の具体的な内容（詰まりの有無、分注量の多寡など）が含まれるようにすればより好ましい。
【００４１】
他方、異常検知部１７が分注異常を検知しなかった場合（ステップＳ１５でＮｏ）、続いて行うべき分注処理があれば（ステップＳ１８でＹｅｓ）、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返す。他方、続いて行うべき分注処理がなければ（ステップＳ１８でＮｏ）、一連の処理を終了する。
【００４２】
なお、ステップＳ１３において補正部１６が補正する物理量は、圧力センサ６１の出力電圧以外でもよく、例えば、プローブ２の詰まり検知用の閾値Ｖthや分注量の正常範囲Ｒ（Ｌｑ0）を補正してもよい。この場合、分注装置１（一般に標準分注装置１ｓとは異なる）において基準液体Ｌｑ0を用いて分注したときの詰まり検知用の閾値をＶth(1)とすると、この閾値Ｖth(1)と標準分注装置１ｓで基準液体Ｌｑ0を用いて分注したときの詰まり検知用の閾値Ｖthとの比の値は、各分注装置がそれぞれ備える圧力センサ６１および６１ｓの感度の比の値と等しいはずである。したがって、
Ｖth／Ｖth(1)＝Ｓ0／Ｓ1＝Ｖ0／Ｖ1 （５）
が成立する。ここで、最後の等式は式（２）による。式（５）により、閾値Ｖth(1)は、標準分注装置１ｓにおける既知の閾値Ｖthを用いて
Ｖth(1)＝（Ｖ1／Ｖ0）×Ｖth＝α-1×Ｖth （６）
と表される。ここで、最後の等式は式（３）による。分注装置１における分注量の正常範囲Ｒ(1)（Ｌｑ0）についても、標準分注装置１ｓにおける分注量の正常範囲Ｒ（Ｌｑ0）を、補正係数αを用いて上記同様の補正演算を実行することによって求めることができる。
【００４３】
また、他の物理量として、例えば信号処理回路６２における信号の増幅率を補正してもよいし、信号処理回路６２におけるＡ／Ｄ変換後のディジタル値を補正してもよい。その際にも、式（３）で与えられる補正係数αを用いて補正演算を行うことはいうまでもない。
【００４４】
以上説明した分注装置１によれば、プローブ２や圧力センサ６１として高価な機器を使用することなく、装置内部の調整によって機差によるバラツキを補正し、分注異常の検知を含む測定精度の向上を実現することができる。したがって、製造コスト自体が従来の分注装置と比較して上昇してしまうこともなく、経済的である。
【００４５】
本実施の形態に係る分注装置１は、検体の成分の分析を行う自動分析装置に適用することができる。図５は、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。同図に示す自動分析装置１００は、液体Ｌｑに相当する検体と試薬とを所定の容器にそれぞれ分注し、その容器内部に収容された液体に対して光学的な測定を行う測定機構１０１と、この測定機構１０１を含む自動分析装置１００の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１０２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検体の成分の生化学的な分析を自動的かつ連続的に行う装置である。
【００４６】
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、主として一般検体を収容する検体容器２１が搭載された複数のラック２２を収納して順次移送する検体移送部３１と、一般検体以外の各種検体（検量線作成用のスタンダード検体、精度管理検体、緊急検体、ＳＴＡＴ検体、再検査用検体等）を収容する検体容器２３を保持する検体容器保持部３２と、試薬容器２４を保持する試薬容器保持部３３と、検体と試薬とを反応させる容器である反応容器２５を保持する反応容器保持部３４と、反応容器２５の内部に収容された液体を攪拌する攪拌部３５と、反応容器２５内部を通過した光の波長成分ごとの強度等を測定する測光部３６と、を備える。
【００４７】
また、測定機構１０１は、検体移送部３１上の検体容器２１や検体容器保持部３２上の検体容器２３に収容された検体を反応容器２５に分注する検体分注部３７と、試薬容器保持部３３上の試薬容器２４に収容された試薬を反応容器２５に分注する試薬分注部３８と、反応容器２５の洗浄を行う洗浄部３９と、を備える。このうち、検体分注部３７および試薬分注部３８は、上述した分注装置１と同様の機能構成を有しており、反応容器２５内部に収容されている液体の液面を検知することができる。
【００４８】
検体容器２１および２３には、内部に収容する検体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それぞれ貼付されている（図示せず）。同様に、試薬容器２４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貼付されている（図示せず）。このため、測定機構１０１には、検体容器２１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、検体容器２３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、および試薬容器２４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が設けられている。
【００４９】
検体容器保持部３２、試薬容器保持部３３、および反応容器保持部３４は、検体容器２３、試薬容器２４および反応容器２５をそれぞれ収容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（図示せず）。
【００５０】
各容器保持部の内部は一定の温度に保たれている。例えば、試薬容器保持部３３内は、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る。また、反応容器保持部３４内は、人間の体温と同程度の温度に設定される。
【００５１】
測光部３６は、白色光を照射する光源と、反応容器２５を透過してきた白色光を分光する分光光学系と、分光光学系で分光した光を成分ごとに受光して電気信号に変換する受光素子とを有する。
【００５２】
なお、検体の成分の生化学的な分析を行う際には一つの検体に対して２種類の試薬を用いることが多いため、第１試薬用の試薬容器保持部３３と第２試薬用の試薬容器保持部３３とを別個に設けてもよい。この場合には、個々の試薬容器保持部３３に対応した試薬分注部３８を２個設ければよい。また、検体または試薬の分注後の適当なタイミングで複数の反応容器２５内部の液体の攪拌を同時に行うため、攪拌部３５を複数個設けてもよい。
【００５３】
ところで、図５では、測定機構１０１の主要な構成要素を模式的に示すことを主眼としているため、構成要素間の位置関係は必ずしも正確ではない。正確な構成要素間の位置関係は、試薬容器保持部３３の数や分注動作のインターバルにおける反応容器保持部３４のホイールの回転態様などの各種条件に応じて定められるべき設計的事項である。
【００５４】
次に、自動分析装置１００の制御分析機構１０２について説明する。制御分析機構１０２は、検体の分析に必要な情報や自動分析装置１００の動作指示信号などを含む情報の入力を受ける入力部５１と、検体の分析に関する情報を出力する出力部５２と、測定機構１０１における測定結果に基づいて検体の分析データを生成するデータ生成部５３と、検体の分析に関する情報や自動分析装置１００に関する情報を含む各種情報を記憶する記憶部５４と、制御分析機構１０２内の各機能または各手段の制御を行うとともに測定機構１０１の駆動制御を行う制御部５５と、を備える。
【００５５】
データ生成部５３は、測定機構１０１の測光部３６から受信した測定結果の分析演算を行う。この分析演算では、測光部３６から送られてくる測定結果に基づいて反応容器２５内部の液体の吸光度を算出したり、吸光度の算出結果と検量線や分析パラメータ等の各種情報とを用いて反応容器２５内部の液体の成分を定量的に求める成分量算出処理等を行ったりすることにより、検体ごとの分析データを生成する。このようにして生成された分析データは、出力部５２から出力される一方、記憶部５４に書き込まれて記憶される。
【００５６】
記憶部５４は、分析項目、検体情報、試薬の種類、検体や試薬の分注量、検体や試薬の有効期限、分析に使用する検量線に関する情報、検量線の有効期限、各分析項目の参照値や許容値などの分析に必要なパラメータ、およびデータ生成部５３で生成した分析データなどを記憶、管理する。
【００５７】
なお、入力部５１、出力部５２、記憶部５４および制御部５５は、分注装置１の入力部１８、出力部１９、記憶部１５および制御部２０の機能をそれぞれ兼備している。
【００５８】
このような自動分析装置１００においては、検体として血液等の固形成分を有する液体を用いることがあるため、それらの固形成分がプローブ２の内部に付着することによってプローブ２の詰まりを生じやすい上、洗浄が十分でない場合には分注量の誤差も生じる可能性がある。したがって、検体分注部３７や試薬分注部３８に対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、装置ごとの特性差によらず、分注異常を適確に検知することが可能となる。
【００５９】
以上説明した本発明の一実施の形態によれば、液体を吸引または吐出するプローブと、このプローブが前記液体を吸引または吐出するために必要な圧力を発生するシリンジと、このシリンジによって発生し、プローブに加えられる圧力を測定する圧力測定部と、この圧力測定部で測定した結果を用いることにより、当該装置固有の特性に基づいた物理量の補正を行う際に適用される補正係数を設定する設定部と、この設定部で設定した補正係数を含む情報を記憶する記憶部と、この記憶部で記憶する補正係数を用いて物理量の補正を行う補正部と、を備えたことにより、製造コストを維持しつつも、装置ごとの特性によらずに分注異常を高い精度で検知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が可能となる。
【００６０】
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は、凝集法等の均一系反応に基づいて血液型の判定を行ったり、感染症関連の抗原や抗体の検出を行うタイプの自動分析装置の検体分注手段としても好適である。このタイプの自動分析装置は、血球および血漿、血清などの検体を所定の希釈液によって希釈した後、複数の検体をマトリックス状に収容可能なウェルを有するマイクロプレートを用いて検体と試薬との混合および攪拌を行い、ウェル内で所定の反応時間を経過させた後、反応像（凝集像）を高精度ＣＣＤカメラで撮影することによって検体の分析を行う。この場合、検体の分注量は微量であるため、分注異常を高精度で検知する必要がある。したがって、本発明に係る分注装置を用いることにより、装置ごとの特性によらずに分注異常を適確に検知し、誤判定を防止することができる。
【００６１】
また、本発明に係る分注装置を、不均一系反応に基づく免疫分析を行う自動分析装置に適用してもよい。この場合には、不均一系反応を用いた免疫分析に必要なＢ／Ｆ洗浄を行うＢ／Ｆ洗浄部と、測光部として発光物質の発光量をカウントする光電子増倍管とを設ければよい。これらの点を除く自動分析装置の構成は、上述した自動分析装置１００の構成とほぼ同様であるが、圧力伝達用媒体として洗浄液の代わりにエアーを適用し、そのエアーによる圧力の加減によって検体や試薬を分注する構成としてもよい。さらに、プローブの先端にディスポーザブルチップを取り付け可能な構成としてもよい。このタイプの自動分析装置で免疫分析などを行う場合にも、検体の分注量は微量であることが多いため、上述した均一系反応に基づく分析を行う自動分析装置と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
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】
【００６３】
【図１】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。
【図２】基準液体分注時における圧力センサからの出力電圧の時間変化の概要を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る分注装置が行う補正係数設定処理の概要を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態に係る分注装置が行う分注異常検知処理の概要を示すフローチャートである。
【図５】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】
【００６４】
１ 分注装置
１ｓ 標準分注装置
２ プローブ
３ プローブ移送部
４ シリンジ
４ａ シリンダ
４ｂ ピストン
５、８、１０、１２ チューブ
６ 圧力測定部
７ ピストン駆動部
９ 電磁弁
１１ ポンプ
１３ 洗浄液タンク
１４ 設定部
１５、５４ 記憶部
１６ 補正部
１７ 異常検知部
１８、５１ 入力部
１９、５２ 出力部
２０、５５ 制御部
２１、２３ 検体容器
２２ ラック
２４ 試薬容器
２５ 反応容器
３１ 検体移送部
３２ 検体容器保持部
３３ 試薬容器保持部
３４ 反応容器保持部
３５ 攪拌部
３６ 測光部
３７ 検体分注部
３８ 試薬分注部
３９ 洗浄部
５３ データ生成部
６１ 圧力センサ
６１ｓ 標準圧力センサ
６２ 信号処理回路
１００ 自動分析装置
１０１ 測定機構
１０２ 制御分析機構
ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３ 情報コード読取部
Ｌ 曲線
Ｌｑ 液体
Ｌｑ0 基準液体
Ｗａ 洗浄液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吸引または吐出するプローブと、
前記プローブが前記液体を吸引または吐出するために必要な圧力を発生する圧力発生手段と、
前記圧力発生手段によって発生し、前記プローブに加えられる圧力を測定する圧力測定手段と、
前記圧力測定手段で測定した結果を用いることにより、当該装置固有の特性に基づいた物理量の補正を行う際に適用される補正係数を設定する設定手段と、
前記設定手段で設定した補正係数を含む情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段で記憶する補正係数を用いて前記物理量の補正を行う補正手段と、
を備えたことを特徴とする分注装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、前記補正係数の設定を行うときに前記設定手段が参照すべき参照量を記憶し、
前記設定手段は、前記圧力測定手段で測定した結果と、前記記憶手段で記憶する前記参照量とを用いることによって補正係数を設定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】
前記圧力測定手段は、
前記プローブに加えられる圧力の変化を検出して電気信号に変換する圧力センサと、
前記圧力センサの出力に対し、増幅およびＡ／Ｄ変換を含む信号処理を施す信号処理回路と、
を有することを特徴とする請求項１または２記載の分注装置。
【請求項４】
前記物理量は、前記圧力センサの出力であることを特徴とする請求項３記載の分注装置。
【請求項５】
前記物理量は、前記信号処理回路における信号の増幅率であることを特徴とする請求項３記載の分注装置。
【請求項６】
前記物理量は、前記信号処理回路でＡ／Ｄ変換後に出力されるディジタル値であることを特徴とする請求項３記載の分注装置。
【請求項７】
前記補正手段で補正した前記物理量を用いて当該装置における分注異常を検知する異常検知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の分注装置。
【請求項８】
前記異常検知手段は、
前記プローブに加わる吐出圧の最大値を所定の閾値とを比較することによって前記プローブの詰まりの有無を判定し、
前記プローブによる分注量を所定の正常範囲と比較することによって前記分注量の多寡を判定することを特徴とする請求項７記載の分注装置。
【請求項９】
前記物理量は、前記閾値および前記正常範囲であることを特徴とする請求項８記載の分注装置。
【請求項１０】
検体と試薬とを反応させることによって前記検体の分析を行う自動分析装置であって、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の分注装置を、前記検体を分注する検体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】
液体を吸引または吐出するプローブと、
前記プローブが前記液体を吸引または吐出するために必要な圧力を発生する圧力発生手段と、
前記圧力発生手段によって発生し、前記プローブに加えられる圧力を測定する圧力測定手段と、
前記圧力測定手段で測定した結果を用いることにより、当該装置固有の特性に基づいた物理量の補正を行う際に適用される補正係数を設定する設定手段と、
前記設定手段で設定した補正係数を含む情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段で記憶する補正係数を用いて前記物理量の補正を行う補正手段と、
を備えたことを特徴とする分注装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、前記補正係数の設定を行うときに前記設定手段が参照すべき参照量を記憶し、
前記設定手段は、前記圧力測定手段で測定した結果と、前記記憶手段で記憶する前記参照量とを用いることによって補正係数を設定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】
前記圧力測定手段は、
前記プローブに加えられる圧力の変化を検出して電気信号に変換する圧力センサと、
前記圧力センサの出力に対し、増幅およびＡ／Ｄ変換を含む信号処理を施す信号処理回路と、
を有することを特徴とする請求項１または２記載の分注装置。
【請求項４】
前記物理量は、前記圧力センサの出力であることを特徴とする請求項３記載の分注装置。
【請求項５】
前記物理量は、前記信号処理回路における信号の増幅率であることを特徴とする請求項３記載の分注装置。
【請求項６】
前記物理量は、前記信号処理回路でＡ／Ｄ変換後に出力されるディジタル値であることを特徴とする請求項３記載の分注装置。
【請求項７】
前記補正手段で補正した前記物理量を用いて当該装置における分注異常を検知する異常検知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の分注装置。
【請求項８】
前記異常検知手段は、
前記プローブに加わる吐出圧の最大値を所定の閾値とを比較することによって前記プローブの詰まりの有無を判定し、
前記プローブによる分注量を所定の正常範囲と比較することによって前記分注量の多寡を判定することを特徴とする請求項７記載の分注装置。
【請求項９】
前記物理量は、前記閾値および前記正常範囲であることを特徴とする請求項８記載の分注装置。
【請求項１０】
検体と試薬とを反応させることによって前記検体の分析を行う自動分析装置であって、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の分注装置を、前記検体を分注する検体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５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２８９７（Ｐ２００８−２８９７Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７１６０９（Ｐ２００６−１７１６０９）
【出願日】平成１８年６月２１日（２００６．６．２１）
【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２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２１日（２００６．６．２１）
【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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