生化学分析装置
【課題】 白色ＬＥＤを用いながらも、正確に検体の定量分析を行う。
【解決手段】 生化学分析装置２は、搬送トレイ６、測光部２０を備える。搬送トレイ６は、スライド３を保持して搬送する。測光部２０は、ＬＥＤユニット２１、フォトダイオード２９を備える。ＬＥＤユニット２１は、カン３０の底板３０ａに、白色ＬＥＤチップ３１、青色ＬＥＤチップ３２、緑色ＬＥＤチップ３３が１２０°ピッチで同心円状に組み付けられている。青色ＬＥＤチップ３２は、約４００ｎｍを波長ピークとする波長領域の青色光を照射する。緑色ＬＥＤチップ３３は、約５０５ｎｍを波長ピークとする波長領域の緑色光を照射する。フィルタホイール２４に、第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７を組み付ける。第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７は、それぞれ異なる波長領域の光を透過する。モータ２５の駆動により、フィルタホイール２４を回動する。
【解決手段】 生化学分析装置２は、搬送トレイ６、測光部２０を備える。搬送トレイ６は、スライド３を保持して搬送する。測光部２０は、ＬＥＤユニット２１、フォトダイオード２９を備える。ＬＥＤユニット２１は、カン３０の底板３０ａに、白色ＬＥＤチップ３１、青色ＬＥＤチップ３２、緑色ＬＥＤチップ３３が１２０°ピッチで同心円状に組み付けられている。青色ＬＥＤチップ３２は、約４００ｎｍを波長ピークとする波長領域の青色光を照射する。緑色ＬＥＤチップ３３は、約５０５ｎｍを波長ピークとする波長領域の緑色光を照射する。フィルタホイール２４に、第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７を組み付ける。第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７は、それぞれ異なる波長領域の光を透過する。モータ２５の駆動により、フィルタホイール２４を回動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物質を含む分析素子の定量分析を行う生化学分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
血液等の試料（検体）の定量分析（検査）を行い、患者の健康状態を診断することは広く一般に知られている。その検査方法としては、試薬層上に血液を点着した分析素子としての化学分析スライド（以下、スライドと称する）を所定時間恒温保持した後に、光源からスライドに測定光を照射し、スライドからの反射光量を測定して、血液の検査を行っている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
一方、近年、医療分野において、開業医、専門医の診察室、病棟及び外来患者向け診療所などの「患者にちかいところ」で行われるポイントオブケア検査（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｃａｒｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ：ＰＯＣＴ）が注目されてきている。この検査は、中央検査室で集中且つ大量に検体を測定することで処理されている従来からの病院での通常の検査に比べて、患者が検査を受けに行ったり、検体を検査に送ったりする必要がなく、患者の近くで検査が行われることにより、検査結果を即座に医師が判断し、迅速な処置を施したり、治療の過程や予後のモニタリングを行うことができるという利点がある。また、検体の運搬や設備にかかるコストが少なくて済む他に、検体量も少なくて済み、患者負担の軽減も図ることができる等の利点がある。例えば、このＰＯＣＴ対応装置として、糖尿病患者の血糖モニター検査を始めとして色々な検査機器が開発されている。
【０００４】
例えば、本出願人は、富士ドライケム３５００（商品名）等の卓上型の生化学分析装置を開発し提供している。この卓上型の生化学分析装置では、例えば、２７種類の生化学・免疫項目や、３種類の電解質分析項目を備えており、多項目の検査が可能である反面、大型化してしまい、どこでも利用することができるというレベルには普及していない。そこで、このような医療環境の変化に応じて、従来からの高機能大量処理対応の生化学分析装置の他に、少量処理であるが医療現場において患者の近くで迅速に検査が可能なハンディタイプ（ポータブルタイプ）の生化学分析装置の開発が望まれていた。
【０００５】
ハンディタイプの生化学分析装置の開発においては、例えば、スライドの装填部、インキュベータ、測光部等をそれぞれコンパクト化し、且つ軽量化する必要がある。さらに、ハンディタイプの生化学分析装置では、電源として電池等の内部電源を用いるため、上記した各部における消費電力を軽減する必要がある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の化学分析装置における測定部構造では、光源としてタングステンランプを用いており、タングステンランプは、消費電力が多い、発熱量が多い、短波長側（４００ｎｍ近辺）の光量が得にくい、寿命が短い等の問題があった。そこで、光源として、ランプに比べて消費電力の少ないＬＥＤを用いることが提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００７】
また、特許文献３の窒化物半導体ＬＥＤでは、窒化物半導体よりなる緑色ＬＥＤに対し、特定の短波長領域をカットする光学フィルタを設けることにより、半値幅を狭くして色純度を上げ、さらには、青色ＬＥＤに対し、特定の長波長領域をカットする光学フィルタを設けることにより、半値幅を狭くして色純度を上げている。
【特許文献１】特開昭６４−１８０４７号公報
【特許文献２】特開２００４−１５１０９９号公報
【特許文献３】特開平８−２５０７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２の拡散反射率読み取りヘッドでは、光源としてＬＥＤを用いているが、単色ＬＥＤとフィルタとの構成のため、多波長（４００、５０５、５４０、５７７、６００、６２５、６５０ｎｍ）の測定が困難であるという問題があった。また、特許文献３の窒化物半導体ＬＥＤでは、発光ピークを移動させるとともに、色純度を上げることはできるが、光量を得ることができない波長があるため、この窒化物半導体ＬＥＤを光源として生化学分析装置に用いた場合にも、正確に検体の検査を行うことができないという問題があった。
【０００９】
さらに、大型の生化学分析装置と同等の測定数２７項目のスペックをもつためには、本来上記した７波長の光を照射する７種類のＬＥＤが必要であるが、７種類それぞれのＬＥＤを製造することは難しく、特注品となりコストも非常に高くなる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ランプに比べて消費電力の少ない白色ＬＥＤを用いながらも、正確に検体の検査を行うことができる生化学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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の生化学分析装置は、被測定物質を含む分析素子に測定光を照射する光源と、前記分析素子からの反射光または透過光の光量を測定する測定手段とを備え、前記測定手段の測定結果に基づいて前記被測定物質の定量分析を行う生化学分析装置において、前記光源は、白色光を照射する白色ＬＥＤと、前記白色ＬＥＤで不足する領域光を照射する補足ＬＥＤとを備えたことを特徴とする。
【００１２】
なお、前記補足ＬＥＤは、４６０ｎｍ以下の波長の光を照射する第１補足ＬＥＤと、５０５ｎｍ周辺の波長の光を照射する第２補足ＬＥＤとから構成されることが好ましく、これら補足ＬＥＤは、青色光を照射する青色ＬＥＤと緑色光を照射する緑色ＬＥＤとから構成されることがさらに好ましい。
【００１３】
また、前記光源と前記分析素子との間、または、前記分析素子と前記測定手段との間に設けられ、前記光源から照射された光、前記反射光及び透過光のいずれか１つのうちの特定の波長領域の光を透過するフィルタを備えることが好ましい。
【００１４】
さらに、前記フィルタを、それぞれが異なる波長領域の光を透過するように複数設け、前記光源から照射された光、前記反射光及び透過光のいずれか１つの光軸に、前記複数のフィルタを選択的にセットするフィルタ切替手段を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の生化学分析装置によれば、被測定物質を含む分析素子に測定光を照射する光源と、前記分析素子からの反射光または透過光の光量を測定する測定手段とを備え、測定手段の測定結果に基づいて被測定物質の定量分析を行い、光源は、白色光を照射する白色ＬＥＤと、白色ＬＥＤで不足する領域光を照射する補足ＬＥＤとを備えたから、ランプに比べて消費電力の少ない白色ＬＥＤを用いながらも、正確に被測定物質の定量分析を行うことができる。特に、一般的で安価な白色ＬＥＤと入手し易いフィルタとで７波長のうちの例えば５波長（５４０、５７７、６００、６２５、６５０ｎｍ）をカバーし、任意の波長を得て、その他（４００、５０５ｎｍ）の光については他の安価なＬＥＤで補うことにより、特注品の高価なＬＥＤを使用することなく、広く一般的に用いられるＬＥＤの使用が可能になる。したがって、多項目のスペックを有する光源を安価に提供することができる。
【００１６】
また、補足ＬＥＤは、４６０ｎｍ以下の波長の光を照射する第１補足ＬＥＤと、５０５ｎｍ周辺の波長の光を照射する第２補足ＬＥＤとから構成されるから、より一層確実に、補足ＬＥＤにより、白色ＬＥＤで不足する領域光を照射することができる。
【００１７】
さらに、光源と分析素子との間、または、分析素子と測定手段との間に設けられ、光源から照射された光、反射光及び透過光のいずれか１つのうちの特定の波長領域の光を透過するフィルタを備えるから、特定の波長領域の光による被測定物質の定量分析を行うことができ、より一層正確に被測定物質の定量分析を行うことができる。
【００１８】
また、フィルタを、それぞれが異なる波長領域の光を透過するように複数設け、光源から照射された光、反射光及び透過光のいずれか１つの光軸に、複数のフィルタを選択的にセットするフィルタ切替手段を備えるから、複数の異なる波長領域の測定光により、被測定物質の定量分析を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明を実施したポータブルタイプの生化学分析装置（以下、本分析装置と称する）２を示す斜視図である。本分析装置２は、分析素子としてのスライド３に点着された検体（被測定物質）の定量分析（検査）を行うものであり、上カバー４、下カバー５、搬送トレイ（以下、トレイと称する）６を備える。トレイ６は、スライド３を保持して搬送するものである。トレイ６は、前後方向に移動可能に設けられている。図１（Ａ）は、トレイ６がスライド３の測光を行う測光位置に位置する状態を示し、図１（Ｂ）は、トレイ６が手前方向に移動されてスライド３をセットするセット位置に位置する状態を示す。トレイ６は、図１（Ａ）に示す測光位置と、セット位置よりも手前側に移動されてスライド３を排出口９に排出する排出位置（図４（Ｂ）参照）との間で移動可能に設けられている。なお、以降では、手前方向を前方向と呼び、奥方向を後方向と呼ぶことにする。
【００２０】
上カバー４の内部には、インキュベータ８が設けられている。インキュベータ８は、ヒータ等を備え、スライド３を予め設定された時間恒温保持する。下カバー５の前面には、分析を行った後のスライド３を排出する排出口９が形成されている。下カバー５の左側面には、本分析装置２と操作装置１０とを電気的に接続するための接続孔５ａが形成されている。操作装置１０には、市販の携帯情報端末（ＰＤＡ）が用いられ、メモリカード等を介して種々の分析項目用のアプリケーションがインストールされている。このアプリケーションを起動することで、各種の分析項目に対応した処理手順に基づき分析処理が行われる。操作装置１０には、表示部１１と操作部１２とが設けられており、接続ケーブル１３のコネクタ１４を接続孔５ａに挿入することにより、本分析装置２に接続される。表示部１１には、操作者に操作を促す旨の表示や、スライド３に点着した検体の分析結果などが表示される。操作者は、表示部１１の表示に基づいて操作部１２を操作することにより、各種処理を行うことができる。下カバー５の内部には、内部電源が組み込まれている。内部電源には、４本の単三電池が用いられる。この内部電源により、インキュベータ８、後述する位置検出センサ１８、ＬＥＤユニット２１、モータ２５、フォトダイオード２９、制御基板５０等が駆動される。
【００２１】
図２に示すように、スライド３は、多層フィルム１５と、この多層フィルム１５を保持する保持枠１６とから構成される。保持枠１６には、点着領域を制限する円孔１６ａが形成されている。多層フィルム１５は、下から順に、透明支持体、反応層、反射層、展開層が積層されて構成されている。反応層は、ドライ状態の試薬によって構成されている。スライド３に検体が点着されると、検体は、展開層で均一に展開されて反射層を通過した後、反応層の試薬と反応して発色する。発色濃度は、検体中の検査対象物質の量に比例したものとなる。検体は、全血、血清、血漿、尿等である。
【００２２】
図３及び図４に示すように、下カバー５の内部には、トレイ６を移動可能に保持するための搬送レール１７が設けられている。搬送レール１７の略中央部には、スライド３を支持する支持レール部１７ａが２本形成されている。トレイ６は、操作者がトレイ６を移動させる際の把手となる把手部６ａと、矩形状の保持板６ｂとを備える。把手部６ａは、操作者が持ちやすいような形状で形成されている。
【００２３】
保持板６ｂには、スライド３が嵌め込まれるスライド開口６ｃが形成されている。このスライド開口６ｃは、スライド３のサイズよりも若干大きいサイズとされている。トレイ６を搬送レール１７に取り付け、トレイ６を図４（Ａ）に示すようなスライド３をセットするセット位置まで移動すると、スライド開口６ｃから、２本の支持レール部１７ａが露出する状態となる。スライド３をスライド開口６ｃに嵌め込むと、スライド３の側部が保持板６ｂに保持され、スライド３の下面３ａが支持レール部１７ａの上端に支持される状態となる。これにより、スライド３と搬送レール１７との間には空気層が形成される。また、支持レール部１７ａの上端の幅は狭くされているため、スライド３と支持レール部１７ａとの接触面積は非常に小さい。図４（Ｂ）に示すように、支持レール部１７ａは、トレイ６を排出位置まで移動させたときには、スライド開口６ｃから露出しない長さで形成されている。これにより、トレイ６を排出位置まで移動させると、スライド３は、支持レール部１７ａにより支持されていない状態となり、排出口９に排出される。
【００２４】
搬送レール１７の左右の端部には、トレイ６の位置を検出する位置検出センサ１８が設けられている。位置検出センサ１８は、制御基板５０のＣＰＵ５１に接続されており、トレイ６の位置検出信号をＣＰＵ５１に送る（図１１参照）。
【００２５】
保持板６ｂの中央部において、スライド開口６ｃより後方には、円盤状の黒板１９Ｂが設けられている。また、保持板６ｂの中央部において、黒板１９Ｂより後方には、円盤状の白板１９Ｗが設けられている。白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂは、それぞれ保持板６ｂの下面から嵌め込まれて保持板６ｂに固着されている。白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂは、濃度基準板として用いられるものである。トレイ６が移動する際に、白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂが、下カバー５の内部の略中心部に設けられた測光部２０（図５参照）の上方に位置するときに、測光部２０によって測光が行われる。なお、白板１９Ｗが測光部２０の上方に位置する白板測光位置と、黒板１９Ｂが測光部２０の上方に位置する黒板測光位置とをトレイ６が通過する際に、図示しないクリック機構によってそれぞれ適度なクリック感が付与される。これにより、白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂからの反射光の測光を容易に行うことができる。
【００２６】
図１及び図３では図示は省略したが、下カバー５の内部の略中心部には、測光部２０が設けられている。図５に示すように、測光部２０は、スライド３に測定光を照射して、スライド３からの反射光の光量を測定するものであり、ＬＥＤユニット（光源）２１、第１集光レンズ２２、第１集光レンズ２２を保持する第１鏡筒２３、フィルタホイール２４、モータ２５、第２集光レンズ２６、第３集光レンズ２７、これらレンズ２６,２７を保持する第２鏡筒２８、２個のフォトダイオード（測定手段）２９を備える。なお、フォトダイオード２９の個数は２個に限定されることなく、適宜変更可能である。また、スライド３からの反射光の光量を測定する測定手段としては、フォトダイオード２９に限定されることなく、光量を測定することができるものであれば、適宜変更可能である。
【００２７】
図５及び図６に示すように、ＬＥＤユニット２１は、有底円筒状に形成された金属製のカン３０の底板３０ａに、白色ＬＥＤチップ３１、青色ＬＥＤチップ（第１補足ＬＥＤ）３２、緑色ＬＥＤチップ（第２補足ＬＥＤ）３３が組み付けられたものである。各ＬＥＤチップ３１〜３３は、１２０°ピッチで同心円状に組み付けられている。各ＬＥＤチップ３１〜３３には、それぞれ２本の導線３４が取り付けられており、一方は、アース用として底板３０ａに接続され、他方は、リード線３５〜３７に接続されている。リード線３５〜３７及びアース線３８は、一方の端部が底板３０ａに取り付けられ、他方の端部が後述する制御基板５０に接続されている。カン３０の内部には、各ＬＥＤチップ３１〜３３からの光の通路上に保護ガラス３９が取り付けられている。なお、図６（Ａ）は正面断面図であり、図６（Ｂ）は側面断面図である。
【００２８】
ＬＥＤユニット２１は、図７に示すような波長領域の測定光を照射する。白色ＬＥＤチップ３１は、図８（Ａ）に示すような波長領域の白色光を照射する。この白色光は、励起光約４６０ｎｍと蛍光約５７５ｎｍとを波長ピークとする波長領域の光である。したがって、本分析装置２で２７種類の生化学・免疫項目を測定するためには、４００ｎｍ〜４６０ｎｍの波長や５０５ｎｍ周辺の波長の光量が少ない光となっている。このため、白色光だけの場合には、スライド３に点着された検体の定量分析を正確に行うことができない。そこで、一般的な青色ＬＥＤチップ３２により、図８（Ｂ）に点線で示すような約４００ｎｍを波長ピークとする波長領域の青色光を照射するとともに、一般的な緑色ＬＥＤチップ３３により、図８（Ｂ）に一点鎖線で示すような約５０５ｎｍを波長ピークとする波長領域の緑色光を照射する。これにより、ＬＥＤユニット２１から、図７に示すような波長領域の測定光が照射される。
【００２９】
図５及び図９に示すように、フィルタホイール２４は、円板状に形成されており、同一の角度ピッチで、同心円状に第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７が組み付けられている。第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７は、特定の波長領域の光をそれぞれ透過するものである。第１バンドパスフィルタ４１は４００ｎｍ周辺の光を、第２バンドパスフィルタ４２は５０５ｎｍ周辺の光を、第３バンドパスフィルタ４３は５４０ｎｍ周辺の光を、第４バンドパスフィルタ４４は５７７ｎｍ周辺の光を、第５バンドパスフィルタ４５は６００ｎｍ周辺の光を、第６バンドパスフィルタ４６は６２５ｎｍ周辺の光を、第７バンドパスフィルタ４７は６５０ｎｍ周辺の光を透過する。なお、第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７で透過する特定の波長領域は、上記した数値に限定されることなく、分析項目等に応じて適宜変更されるものである。
【００３０】
図１０（Ａ）に示す曲線Ａは、第１バンドパスフィルタ４１により透過する光の波長領域を示し、曲線Ｂは、第３バンドパスフィルタ４３により透過する光の波長領域を示す。図１０（Ｂ）に示す曲線Ｃは、第１バンドパスフィルタ４１を透過した測定光の波長領域を示し、曲線Ｄは、第３バンドパスフィルタ４３を透過した測定光の波長領域を示す。
【００３１】
図５に示すように、フィルタホイール２４の中心には、モータ２５のシャフト２５ａが取り付けられており、モータ２５の駆動により、フィルタホイール２４は回動する。このモータ２５の駆動により、第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７のうちのいずれ１つを、ＬＥＤユニット２１の光軸に位置させる。モータ２５は、制御基板５０のＣＰＵ５１に接続されており（図１１参照）、ＣＰＵ５１により駆動が制御される。本実施形態では、フィルタ切替手段は、フィルタホイール２４とモータ２５とから構成される。
【００３２】
第２集光レンズ２６及び第３集光レンズ２７は、第２鏡筒２８に保持されている。ＬＥＤユニット２１から照射された測定光は、第１集光レンズ２２により集光され、第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７のうちのＬＥＤユニット２１の光軸に位置するいずれか１つを透過し、第２集光レンズ２６、第３集光レンズ２７を介してスライド３に入射する。
【００３３】
スライド３に入射した測定光は、スライド３で反射され、その散乱反射光がフォトダイオード２９に入射する。フォトダイオード２９は、スライド３からの散乱反射光を光電変換して測光信号を出力する。フォトダイオード２９からの測光信号は、下カバー５の内部に設けられた制御基板５０に送られる。この測光信号は、制御基板５０のＣＰＵ５１を介して操作装置１０の分析部５６に送られる（図１１参照）。同様にして、白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂが上述した入射位置に位置するときに、ＬＥＤユニット２１から照射された測定光による白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂからの散乱反射光をフォトダイオード２９で測光する。白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂの測光信号は、制御基板５０のＣＰＵ５１を介して操作装置１０の分析部５６に送られ、対数変換処理等によって基準光学濃度データとされる。分析部５６は、この基準光学濃度データをメモリ５７に記憶する。
【００３４】
図１１に示すように、制御基板５０には、ＣＰＵ５１、ドライバ５２,５３が設けられている。ＣＰＵ５１は、操作装置１０からの各種指令や位置検出センサ１８からの位置信号に基づき、各ドライバ５２,５３を駆動して、モータ２５、フォトダイオード２９、各ＬＥＤ３１〜３３、インキュベータ８のヒータを制御する。そして、分析項目に対応した第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７のうちの１つをＬＥＤユニット２１の光軸にセットした後に、トレイ６の移動位置に基づき、白板１９Ｗ、黒板１９Ｂ、スライド３を測光し、これをＣＰＵ５１を介して操作装置１０の分析部５６に送る。なお、スライド３を測光する前に、インキュベータ８によりスライド３が所定の温度に一定時間保持される。
【００３５】
操作装置１０の内部には、分析部５６、メモリ５７が設けられている。分析部５６では、白板及び黒板の基準光学濃度に基づいてスライド３の光学濃度の較正を行った後に、このスライド３の光学濃度に基づき予め記憶されている検量線に基づいて、対応する分析項目の成分データを求め、これをメモリ５７に検査識別データとともに記憶し、さらに分析結果を表示部１１に表示する。メモリ５７に記憶された成分データは、検査識別データとともに外部のパソコン等に取り込むことができ、患者の一連の検査結果を時間軸に沿って表示したり、グラフ化したりすることができる。なお、必要に応じてこのような処理アプリケーションを操作装置１０に付加することで、操作装置１０自体で各種データ管理が可能になる。検量線は、予めスライド３の光学濃度と分析結果の成分データとの関係を関数表現したものであり、スライド３の光学濃度から分析項目の成分を求めることができる。なお、必要に応じてアプリケーションや検量線を書き換えることで、他の各種分析や検査を行うことができる。
【００３６】
上記構成による作用について、図１２のフローチャートを用いて説明する。本発明の本分析装置２は、手軽に持ち運ぶことができるとともに内部電源のみで駆動するため、自由な場所で手軽に使用することができる。
【００３７】
本分析装置２の電源スイッチをＯＮにして操作装置１０を本分析装置２に接続すると、操作装置１０の表示部１１に分析項目の選択メニューが表示され、分析項目を選択することで、この分析項目の処理フローが開始される。先ず、選択された分析項目に対応する第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７のうちの１つが選択され、これがＬＥＤユニット２１の光軸にセットされる。次に、トレイ６を引き出す旨の指示が表示される。トレイ６をセット位置まで引き出すと、操作装置１０の表示部１１に、スライド３をセットして検体を点着する旨の指示が表示される。また、インキュベータ８のヒータの予熱が開始される。
【００３８】
操作者は、スライド３をトレイ６にセットして検体を点着した後に、トレイ６を押し込むと、その移動途中で、白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂが順に測光部２０によって測光される。白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂには、ＬＥＤユニット２１から照射され、上述したように選択された第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７のうちの１つを透過した測定光が照射される。このとき、ＬＥＤユニット２１から照射される測定光は、白色ＬＥＤチップ３１により照射された白色光に、青色ＬＥＤチップ３２、緑色ＬＥＤチップ３３から照射された青色光、緑色光が補充された光であるため、第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７のいずれを用いても、十分な光量を得ることができる。これら白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂの測光信号は、制御基板５０のＣＰＵ５１を介して操作装置１０の分析部５６に送られ、対数変換処理によって基準光学濃度データとされる。
【００３９】
トレイ６が押し込まれて測光位置に移動すると、スライド３が測光部２０の上方に位置する。ここで、インキュベータ８により、スライド３を所定時間恒温保持すると、スライド３の反応層が、検査対象物質の量に対応した濃度で発色する。
【００４０】
恒温状態を所定時間保った後、スライド３が測光部２０によって測光される。この測光信号は、ＣＰＵ５１を介して分析部５６に送られ、測定光学濃度データとされる。分析部５６では、この測定光学濃度データを白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂによる基準光学濃度データに基づき較正し、この較正データに基づき検量線から分析項目の例えば成分データを得る。この成分データは、メモリ５７に検査識別データとともに格納される他に、操作装置１０の表示部１１に表示される。
【００４１】
トレイ６を引き出して排出位置に移動させると、測定後のスライド３を排出口９から排出することができる。測定を継続する場合には、トレイ６をセット位置に移動させ、上述した動作を繰り返す。測定を終了する場合には、トレイ６を押し込んで、電源スイッチをＯＦＦにする。
【００４２】
このように、ＬＥＤユニット２１から照射される測定光を、白色ＬＥＤチップ３１により照射された白色光に、青色ＬＥＤチップ３２から照射された青色光及び緑色ＬＥＤチップ３３から照射された緑色光が補充された光にすることにより、各分析項目で必要な波長領域の光を十分な光度で得ることができ、ランプ（例えば、タングステンランプ）に比べて消費電力の少ないＬＥＤユニット２１を用いながらも、白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂからの反射光の測光による基準光学濃度データと、スライド３からの反射光の測光による測定光学濃度データとを、正確なものにすることができる。これにより、生化学分析を精度よく行うことができる。さらに、ランプに比べて消費電力の少ないＬＥＤユニット２１を用いることにより、電源として電池を用いることができ、しかも、ポータブルタイプの本分析装置２の使用可能時間を長くすることができる。また、特注品のＬＥＤを用いることなく、市販されている一般的な各ＬＥＤチップ３１〜３３を用いることができ、ＬＥＤによる光源を安価に製造することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、ポータブルタイプの本分析装置２に適用したが、これに限定されることなく、卓上タイプや据え置きタイプの生化学分析装置に適用してもよい。この場合にも、消費電力を抑えることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、補足ＬＥＤとして、青色ＬＥＤチップ３２及び緑色ＬＥＤチップ３３を設け、青色ＬＥＤチップ３２により、約４００ｎｍを波長ピークとする波長領域の青色光を照射するとともに、緑色ＬＥＤチップ３３により、約５０５ｎｍを波長ピークとする波長領域の緑色光を照射したが、これに限定されることなく、補足ＬＥＤとしては、白色ＬＥＤチップ３１で不足する領域光を照射するものであればよい。
【００４５】
さらに、本実施形態では、各ＬＥＤチップ３１〜３３を、１２０°ピッチで同心円状に組み付けたが、これに限定されることなく、図１３に示すように、最も使用される波長領域の光を照射する白色ＬＥＤチップ３１を、底板３０ａの中心に配置し、その左側に青色ＬＥＤチップ３２を、右側に緑色ＬＥＤチップ３３を配置するようにしてもよい。各ＬＥＤチップ３２,３３は、白色ＬＥＤチップ３１から同距離の位置に配置することが好ましい。なお、各ＬＥＤチップ３２,３３を配置する位置は、白色ＬＥＤチップ３２の左右に限定されることなく、白色ＬＥＤチップ３２を挟み込む位置であればよく、上下や斜めに配置するようにしてもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、スライド３で反射した反射光をフォトダイオード２９で測定したが、スライド３を透過した透過光をフォトダイオード２９で測定する透過タイプの生化学分析装置に本発明を実施してもよい。
【００４７】
さらに、本実施形態では、フィルタホイール２４に第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７を組み付けたが、バンドパスフィルタの枚数は限定されることなく、分析項目の増減に応じて適宜変更されるものである。
【００４８】
また、本実施形態では、フィルタホイール２４を、ＬＥＤユニット２１とスライド３との間に設け、第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７により特定の波長のみをスライド３に照射するようにしたが、フィルタホイール２４を、スライド３とフォトダイオード２９との間に設け、第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７により、スライド３で反射した反射光のうちの特定の波長のみフォトダイオード２９に入射させるようにしてもよい。
【００４９】
さらに、本実施形態では、ＰＤＡである操作装置１０を用いて、表示部１１、操作部１２、分析部５６を構成したが、これに代えて、表示部、操作部、分析部を本分析装置２に一体的に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明を実施したポータブルタイプの生化学分析装置と操作装置とを示す斜視図である。
【図２】スライドを示す斜視図である。
【図３】下カバーと搬送トレイとを示す斜視図である。
【図４】下カバーと搬送トレイとを示す平面図である。
【図５】測光部を示す側面図である。
【図６】ＬＥＤユニットを示す正面図及び側面図である。
【図７】ＬＥＤユニットから照射される測定光の波長領域を示すグラフである。
【図８】白色ＬＥＤチップから照射される白色光と青色ＬＥＤチップから照射される青色光と緑色ＬＥＤチップから照射される緑色光との波長領域を示すグラフである。
【図９】フィルタホイールと第１〜第７バンドパスフィルタとを示す正面図である。
【図１０】第１バンドパスフィルタと第３バンドパスフィルタにより透過する光の波長領域と、第１バンドパスフィルタと第３バンドパスフィルタとを透過した測定光の波長領域とを示すグラフである。
【図１１】生化学分析装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図１２】各処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】白色ＬＥＤチップの左右に青色ＬＥＤチップ及び緑色ＬＥＤチップを配置した実施形態のＬＥＤユニットを示す正面図である。
【符号の説明】
【００５１】
２ 生化学分析装置
３ スライド（分析素子）
６ 搬送トレイ
６ａ 把手部
６ｂ 保持板
６ｃ スライド開口
１０ 操作装置
１１ 表示部
１２ 操作部
１７ 搬送レール
１７ａ 支持レール部
２０ 測光部
２１ ＬＥＤユニット（光源）
２４ フィルタホイール
２５ モータ
２９ フォトダイオード（測定手段）
３０ カン
３０ａ 底板
３１ 白色ＬＥＤチップ
３２ 青色ＬＥＤチップ（第１補足ＬＥＤ）
３３ 緑色ＬＥＤチップ（第２補足ＬＥＤ）
４１〜４７ 第１〜第７バンドパスフィルタ
５０ 制御基板
５１ ＣＰＵ
５６ 分析部
５７ メモリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物質を含む分析素子の定量分析を行う生化学分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
血液等の試料（検体）の定量分析（検査）を行い、患者の健康状態を診断することは広く一般に知られている。その検査方法としては、試薬層上に血液を点着した分析素子としての化学分析スライド（以下、スライドと称する）を所定時間恒温保持した後に、光源からスライドに測定光を照射し、スライドからの反射光量を測定して、血液の検査を行っている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
一方、近年、医療分野において、開業医、専門医の診察室、病棟及び外来患者向け診療所などの「患者にちかいところ」で行われるポイントオブケア検査（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｃａｒｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ：ＰＯＣＴ）が注目されてきている。この検査は、中央検査室で集中且つ大量に検体を測定することで処理されている従来からの病院での通常の検査に比べて、患者が検査を受けに行ったり、検体を検査に送ったりする必要がなく、患者の近くで検査が行われることにより、検査結果を即座に医師が判断し、迅速な処置を施したり、治療の過程や予後のモニタリングを行うことができるという利点がある。また、検体の運搬や設備にかかるコストが少なくて済む他に、検体量も少なくて済み、患者負担の軽減も図ることができる等の利点がある。例えば、このＰＯＣＴ対応装置として、糖尿病患者の血糖モニター検査を始めとして色々な検査機器が開発されている。
【０００４】
例えば、本出願人は、富士ドライケム３５００（商品名）等の卓上型の生化学分析装置を開発し提供している。この卓上型の生化学分析装置では、例えば、２７種類の生化学・免疫項目や、３種類の電解質分析項目を備えており、多項目の検査が可能である反面、大型化してしまい、どこでも利用することができるというレベルには普及していない。そこで、このような医療環境の変化に応じて、従来からの高機能大量処理対応の生化学分析装置の他に、少量処理であるが医療現場において患者の近くで迅速に検査が可能なハンディタイプ（ポータブルタイプ）の生化学分析装置の開発が望まれていた。
【０００５】
ハンディタイプの生化学分析装置の開発においては、例えば、スライドの装填部、インキュベータ、測光部等をそれぞれコンパクト化し、且つ軽量化する必要がある。さらに、ハンディタイプの生化学分析装置では、電源として電池等の内部電源を用いるため、上記した各部における消費電力を軽減する必要がある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の化学分析装置における測定部構造では、光源としてタングステンランプを用いており、タングステンランプは、消費電力が多い、発熱量が多い、短波長側（４００ｎｍ近辺）の光量が得にくい、寿命が短い等の問題があった。そこで、光源として、ランプに比べて消費電力の少ないＬＥＤを用いることが提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００７】
また、特許文献３の窒化物半導体ＬＥＤでは、窒化物半導体よりなる緑色ＬＥＤに対し、特定の短波長領域をカットする光学フィルタを設けることにより、半値幅を狭くして色純度を上げ、さらには、青色ＬＥＤに対し、特定の長波長領域をカットする光学フィルタを設けることにより、半値幅を狭くして色純度を上げている。
【特許文献１】特開昭６４−１８０４７号公報
【特許文献２】特開２００４−１５１０９９号公報
【特許文献３】特開平８−２５０７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２の拡散反射率読み取りヘッドでは、光源としてＬＥＤを用いているが、単色ＬＥＤとフィルタとの構成のため、多波長（４００、５０５、５４０、５７７、６００、６２５、６５０ｎｍ）の測定が困難であるという問題があった。また、特許文献３の窒化物半導体ＬＥＤでは、発光ピークを移動させるとともに、色純度を上げることはできるが、光量を得ることができない波長があるため、この窒化物半導体ＬＥＤを光源として生化学分析装置に用いた場合にも、正確に検体の検査を行うことができないという問題があった。
【０００９】
さらに、大型の生化学分析装置と同等の測定数２７項目のスペックをもつためには、本来上記した７波長の光を照射する７種類のＬＥＤが必要であるが、７種類それぞれのＬＥＤを製造することは難しく、特注品となりコストも非常に高くなる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ランプに比べて消費電力の少ない白色ＬＥＤを用いながらも、正確に検体の検査を行うことができる生化学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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の生化学分析装置は、被測定物質を含む分析素子に測定光を照射する光源と、前記分析素子からの反射光または透過光の光量を測定する測定手段とを備え、前記測定手段の測定結果に基づいて前記被測定物質の定量分析を行う生化学分析装置において、前記光源は、白色光を照射する白色ＬＥＤと、前記白色ＬＥＤで不足する領域光を照射する補足ＬＥＤとを備えたことを特徴とする。
【００１２】
なお、前記補足ＬＥＤは、４６０ｎｍ以下の波長の光を照射する第１補足ＬＥＤと、５０５ｎｍ周辺の波長の光を照射する第２補足ＬＥＤとから構成されることが好ましく、これら補足ＬＥＤは、青色光を照射する青色ＬＥＤと緑色光を照射する緑色ＬＥＤとから構成されることがさらに好ましい。
【００１３】
また、前記光源と前記分析素子との間、または、前記分析素子と前記測定手段との間に設けられ、前記光源から照射された光、前記反射光及び透過光のいずれか１つのうちの特定の波長領域の光を透過するフィルタを備えることが好ましい。
【００１４】
さらに、前記フィルタを、それぞれが異なる波長領域の光を透過するように複数設け、前記光源から照射された光、前記反射光及び透過光のいずれか１つの光軸に、前記複数のフィルタを選択的にセットするフィルタ切替手段を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の生化学分析装置によれば、被測定物質を含む分析素子に測定光を照射する光源と、前記分析素子からの反射光または透過光の光量を測定する測定手段とを備え、測定手段の測定結果に基づいて被測定物質の定量分析を行い、光源は、白色光を照射する白色ＬＥＤと、白色ＬＥＤで不足する領域光を照射する補足ＬＥＤとを備えたから、ランプに比べて消費電力の少ない白色ＬＥＤを用いながらも、正確に被測定物質の定量分析を行うことができる。特に、一般的で安価な白色ＬＥＤと入手し易いフィルタとで７波長のうちの例えば５波長（５４０、５７７、６００、６２５、６５０ｎｍ）をカバーし、任意の波長を得て、その他（４００、５０５ｎｍ）の光については他の安価なＬＥＤで補うことにより、特注品の高価なＬＥＤを使用することなく、広く一般的に用いられるＬＥＤの使用が可能になる。したがって、多項目のスペックを有する光源を安価に提供することができる。
【００１６】
また、補足ＬＥＤは、４６０ｎｍ以下の波長の光を照射する第１補足ＬＥＤと、５０５ｎｍ周辺の波長の光を照射する第２補足ＬＥＤとから構成されるから、より一層確実に、補足ＬＥＤにより、白色ＬＥＤで不足する領域光を照射することができる。
【００１７】
さらに、光源と分析素子との間、または、分析素子と測定手段との間に設けられ、光源から照射された光、反射光及び透過光のいずれか１つのうちの特定の波長領域の光を透過するフィルタを備えるから、特定の波長領域の光による被測定物質の定量分析を行うことができ、より一層正確に被測定物質の定量分析を行うことができる。
【００１８】
また、フィルタを、それぞれが異なる波長領域の光を透過するように複数設け、光源から照射された光、反射光及び透過光のいずれか１つの光軸に、複数のフィルタを選択的にセットするフィルタ切替手段を備えるから、複数の異なる波長領域の測定光により、被測定物質の定量分析を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明を実施したポータブルタイプの生化学分析装置（以下、本分析装置と称する）２を示す斜視図である。本分析装置２は、分析素子としてのスライド３に点着された検体（被測定物質）の定量分析（検査）を行うものであり、上カバー４、下カバー５、搬送トレイ（以下、トレイと称する）６を備える。トレイ６は、スライド３を保持して搬送するものである。トレイ６は、前後方向に移動可能に設けられている。図１（Ａ）は、トレイ６がスライド３の測光を行う測光位置に位置する状態を示し、図１（Ｂ）は、トレイ６が手前方向に移動されてスライド３をセットするセット位置に位置する状態を示す。トレイ６は、図１（Ａ）に示す測光位置と、セット位置よりも手前側に移動されてスライド３を排出口９に排出する排出位置（図４（Ｂ）参照）との間で移動可能に設けられている。なお、以降では、手前方向を前方向と呼び、奥方向を後方向と呼ぶことにする。
【００２０】
上カバー４の内部には、インキュベータ８が設けられている。インキュベータ８は、ヒータ等を備え、スライド３を予め設定された時間恒温保持する。下カバー５の前面には、分析を行った後のスライド３を排出する排出口９が形成されている。下カバー５の左側面には、本分析装置２と操作装置１０とを電気的に接続するための接続孔５ａが形成されている。操作装置１０には、市販の携帯情報端末（ＰＤＡ）が用いられ、メモリカード等を介して種々の分析項目用のアプリケーションがインストールされている。このアプリケーションを起動することで、各種の分析項目に対応した処理手順に基づき分析処理が行われる。操作装置１０には、表示部１１と操作部１２とが設けられており、接続ケーブル１３のコネクタ１４を接続孔５ａに挿入することにより、本分析装置２に接続される。表示部１１には、操作者に操作を促す旨の表示や、スライド３に点着した検体の分析結果などが表示される。操作者は、表示部１１の表示に基づいて操作部１２を操作することにより、各種処理を行うことができる。下カバー５の内部には、内部電源が組み込まれている。内部電源には、４本の単三電池が用いられる。この内部電源により、インキュベータ８、後述する位置検出センサ１８、ＬＥＤユニット２１、モータ２５、フォトダイオード２９、制御基板５０等が駆動される。
【００２１】
図２に示すように、スライド３は、多層フィルム１５と、この多層フィルム１５を保持する保持枠１６とから構成される。保持枠１６には、点着領域を制限する円孔１６ａが形成されている。多層フィルム１５は、下から順に、透明支持体、反応層、反射層、展開層が積層されて構成されている。反応層は、ドライ状態の試薬によって構成されている。スライド３に検体が点着されると、検体は、展開層で均一に展開されて反射層を通過した後、反応層の試薬と反応して発色する。発色濃度は、検体中の検査対象物質の量に比例したものとなる。検体は、全血、血清、血漿、尿等である。
【００２２】
図３及び図４に示すように、下カバー５の内部には、トレイ６を移動可能に保持するための搬送レール１７が設けられている。搬送レール１７の略中央部には、スライド３を支持する支持レール部１７ａが２本形成されている。トレイ６は、操作者がトレイ６を移動させる際の把手となる把手部６ａと、矩形状の保持板６ｂとを備える。把手部６ａは、操作者が持ちやすいような形状で形成されている。
【００２３】
保持板６ｂには、スライド３が嵌め込まれるスライド開口６ｃが形成されている。このスライド開口６ｃは、スライド３のサイズよりも若干大きいサイズとされている。トレイ６を搬送レール１７に取り付け、トレイ６を図４（Ａ）に示すようなスライド３をセットするセット位置まで移動すると、スライド開口６ｃから、２本の支持レール部１７ａが露出する状態となる。スライド３をスライド開口６ｃに嵌め込むと、スライド３の側部が保持板６ｂに保持され、スライド３の下面３ａが支持レール部１７ａの上端に支持される状態となる。これにより、スライド３と搬送レール１７との間には空気層が形成される。また、支持レール部１７ａの上端の幅は狭くされているため、スライド３と支持レール部１７ａとの接触面積は非常に小さい。図４（Ｂ）に示すように、支持レール部１７ａは、トレイ６を排出位置まで移動させたときには、スライド開口６ｃから露出しない長さで形成されている。これにより、トレイ６を排出位置まで移動させると、スライド３は、支持レール部１７ａにより支持されていない状態となり、排出口９に排出される。
【００２４】
搬送レール１７の左右の端部には、トレイ６の位置を検出する位置検出センサ１８が設けられている。位置検出センサ１８は、制御基板５０のＣＰＵ５１に接続されており、トレイ６の位置検出信号をＣＰＵ５１に送る（図１１参照）。
【００２５】
保持板６ｂの中央部において、スライド開口６ｃより後方には、円盤状の黒板１９Ｂが設けられている。また、保持板６ｂの中央部において、黒板１９Ｂより後方には、円盤状の白板１９Ｗが設けられている。白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂは、それぞれ保持板６ｂの下面から嵌め込まれて保持板６ｂに固着されている。白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂは、濃度基準板として用いられるものである。トレイ６が移動する際に、白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂが、下カバー５の内部の略中心部に設けられた測光部２０（図５参照）の上方に位置するときに、測光部２０によって測光が行われる。なお、白板１９Ｗが測光部２０の上方に位置する白板測光位置と、黒板１９Ｂが測光部２０の上方に位置する黒板測光位置とをトレイ６が通過する際に、図示しないクリック機構によってそれぞれ適度なクリック感が付与される。これにより、白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂからの反射光の測光を容易に行うことができる。
【００２６】
図１及び図３では図示は省略したが、下カバー５の内部の略中心部には、測光部２０が設けられている。図５に示すように、測光部２０は、スライド３に測定光を照射して、スライド３からの反射光の光量を測定するものであり、ＬＥＤユニット（光源）２１、第１集光レンズ２２、第１集光レンズ２２を保持する第１鏡筒２３、フィルタホイール２４、モータ２５、第２集光レンズ２６、第３集光レンズ２７、これらレンズ２６,２７を保持する第２鏡筒２８、２個のフォトダイオード（測定手段）２９を備える。なお、フォトダイオード２９の個数は２個に限定されることなく、適宜変更可能である。また、スライド３からの反射光の光量を測定する測定手段としては、フォトダイオード２９に限定されることなく、光量を測定することができるものであれば、適宜変更可能である。
【００２７】
図５及び図６に示すように、ＬＥＤユニット２１は、有底円筒状に形成された金属製のカン３０の底板３０ａに、白色ＬＥＤチップ３１、青色ＬＥＤチップ（第１補足ＬＥＤ）３２、緑色ＬＥＤチップ（第２補足ＬＥＤ）３３が組み付けられたものである。各ＬＥＤチップ３１〜３３は、１２０°ピッチで同心円状に組み付けられている。各ＬＥＤチップ３１〜３３には、それぞれ２本の導線３４が取り付けられており、一方は、アース用として底板３０ａに接続され、他方は、リード線３５〜３７に接続されている。リード線３５〜３７及びアース線３８は、一方の端部が底板３０ａに取り付けられ、他方の端部が後述する制御基板５０に接続されている。カン３０の内部には、各ＬＥＤチップ３１〜３３からの光の通路上に保護ガラス３９が取り付けられている。なお、図６（Ａ）は正面断面図であり、図６（Ｂ）は側面断面図である。
【００２８】
ＬＥＤユニット２１は、図７に示すような波長領域の測定光を照射する。白色ＬＥＤチップ３１は、図８（Ａ）に示すような波長領域の白色光を照射する。この白色光は、励起光約４６０ｎｍと蛍光約５７５ｎｍとを波長ピークとする波長領域の光である。したがって、本分析装置２で２７種類の生化学・免疫項目を測定するためには、４００ｎｍ〜４６０ｎｍの波長や５０５ｎｍ周辺の波長の光量が少ない光となっている。このため、白色光だけの場合には、スライド３に点着された検体の定量分析を正確に行うことができない。そこで、一般的な青色ＬＥＤチップ３２により、図８（Ｂ）に点線で示すような約４００ｎｍを波長ピークとする波長領域の青色光を照射するとともに、一般的な緑色ＬＥＤチップ３３により、図８（Ｂ）に一点鎖線で示すような約５０５ｎｍを波長ピークとする波長領域の緑色光を照射する。これにより、ＬＥＤユニット２１から、図７に示すような波長領域の測定光が照射される。
【００２９】
図５及び図９に示すように、フィルタホイール２４は、円板状に形成されており、同一の角度ピッチで、同心円状に第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７が組み付けられている。第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７は、特定の波長領域の光をそれぞれ透過するものである。第１バンドパスフィルタ４１は４００ｎｍ周辺の光を、第２バンドパスフィルタ４２は５０５ｎｍ周辺の光を、第３バンドパスフィルタ４３は５４０ｎｍ周辺の光を、第４バンドパスフィルタ４４は５７７ｎｍ周辺の光を、第５バンドパスフィルタ４５は６００ｎｍ周辺の光を、第６バンドパスフィルタ４６は６２５ｎｍ周辺の光を、第７バンドパスフィルタ４７は６５０ｎｍ周辺の光を透過する。なお、第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７で透過する特定の波長領域は、上記した数値に限定されることなく、分析項目等に応じて適宜変更されるものである。
【００３０】
図１０（Ａ）に示す曲線Ａは、第１バンドパスフィルタ４１により透過する光の波長領域を示し、曲線Ｂは、第３バンドパスフィルタ４３により透過する光の波長領域を示す。図１０（Ｂ）に示す曲線Ｃは、第１バンドパスフィルタ４１を透過した測定光の波長領域を示し、曲線Ｄは、第３バンドパスフィルタ４３を透過した測定光の波長領域を示す。
【００３１】
図５に示すように、フィルタホイール２４の中心には、モータ２５のシャフト２５ａが取り付けられており、モータ２５の駆動により、フィルタホイール２４は回動する。このモータ２５の駆動により、第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７のうちのいずれ１つを、ＬＥＤユニット２１の光軸に位置させる。モータ２５は、制御基板５０のＣＰＵ５１に接続されており（図１１参照）、ＣＰＵ５１により駆動が制御される。本実施形態では、フィルタ切替手段は、フィルタホイール２４とモータ２５とから構成される。
【００３２】
第２集光レンズ２６及び第３集光レンズ２７は、第２鏡筒２８に保持されている。ＬＥＤユニット２１から照射された測定光は、第１集光レンズ２２により集光され、第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７のうちのＬＥＤユニット２１の光軸に位置するいずれか１つを透過し、第２集光レンズ２６、第３集光レンズ２７を介してスライド３に入射する。
【００３３】
スライド３に入射した測定光は、スライド３で反射され、その散乱反射光がフォトダイオード２９に入射する。フォトダイオード２９は、スライド３からの散乱反射光を光電変換して測光信号を出力する。フォトダイオード２９からの測光信号は、下カバー５の内部に設けられた制御基板５０に送られる。この測光信号は、制御基板５０のＣＰＵ５１を介して操作装置１０の分析部５６に送られる（図１１参照）。同様にして、白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂが上述した入射位置に位置するときに、ＬＥＤユニット２１から照射された測定光による白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂからの散乱反射光をフォトダイオード２９で測光する。白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂの測光信号は、制御基板５０のＣＰＵ５１を介して操作装置１０の分析部５６に送られ、対数変換処理等によって基準光学濃度データとされる。分析部５６は、この基準光学濃度データをメモリ５７に記憶する。
【００３４】
図１１に示すように、制御基板５０には、ＣＰＵ５１、ドライバ５２,５３が設けられている。ＣＰＵ５１は、操作装置１０からの各種指令や位置検出センサ１８からの位置信号に基づき、各ドライバ５２,５３を駆動して、モータ２５、フォトダイオード２９、各ＬＥＤ３１〜３３、インキュベータ８のヒータを制御する。そして、分析項目に対応した第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７のうちの１つをＬＥＤユニット２１の光軸にセットした後に、トレイ６の移動位置に基づき、白板１９Ｗ、黒板１９Ｂ、スライド３を測光し、これをＣＰＵ５１を介して操作装置１０の分析部５６に送る。なお、スライド３を測光する前に、インキュベータ８によりスライド３が所定の温度に一定時間保持される。
【００３５】
操作装置１０の内部には、分析部５６、メモリ５７が設けられている。分析部５６では、白板及び黒板の基準光学濃度に基づいてスライド３の光学濃度の較正を行った後に、このスライド３の光学濃度に基づき予め記憶されている検量線に基づいて、対応する分析項目の成分データを求め、これをメモリ５７に検査識別データとともに記憶し、さらに分析結果を表示部１１に表示する。メモリ５７に記憶された成分データは、検査識別データとともに外部のパソコン等に取り込むことができ、患者の一連の検査結果を時間軸に沿って表示したり、グラフ化したりすることができる。なお、必要に応じてこのような処理アプリケーションを操作装置１０に付加することで、操作装置１０自体で各種データ管理が可能になる。検量線は、予めスライド３の光学濃度と分析結果の成分データとの関係を関数表現したものであり、スライド３の光学濃度から分析項目の成分を求めることができる。なお、必要に応じてアプリケーションや検量線を書き換えることで、他の各種分析や検査を行うことができる。
【００３６】
上記構成による作用について、図１２のフローチャートを用いて説明する。本発明の本分析装置２は、手軽に持ち運ぶことができるとともに内部電源のみで駆動するため、自由な場所で手軽に使用することができる。
【００３７】
本分析装置２の電源スイッチをＯＮにして操作装置１０を本分析装置２に接続すると、操作装置１０の表示部１１に分析項目の選択メニューが表示され、分析項目を選択することで、この分析項目の処理フローが開始される。先ず、選択された分析項目に対応する第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７のうちの１つが選択され、これがＬＥＤユニット２１の光軸にセットされる。次に、トレイ６を引き出す旨の指示が表示される。トレイ６をセット位置まで引き出すと、操作装置１０の表示部１１に、スライド３をセットして検体を点着する旨の指示が表示される。また、インキュベータ８のヒータの予熱が開始される。
【００３８】
操作者は、スライド３をトレイ６にセットして検体を点着した後に、トレイ６を押し込むと、その移動途中で、白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂが順に測光部２０によって測光される。白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂには、ＬＥＤユニット２１から照射され、上述したように選択された第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７のうちの１つを透過した測定光が照射される。このとき、ＬＥＤユニット２１から照射される測定光は、白色ＬＥＤチップ３１により照射された白色光に、青色ＬＥＤチップ３２、緑色ＬＥＤチップ３３から照射された青色光、緑色光が補充された光であるため、第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７のいずれを用いても、十分な光量を得ることができる。これら白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂの測光信号は、制御基板５０のＣＰＵ５１を介して操作装置１０の分析部５６に送られ、対数変換処理によって基準光学濃度データとされる。
【００３９】
トレイ６が押し込まれて測光位置に移動すると、スライド３が測光部２０の上方に位置する。ここで、インキュベータ８により、スライド３を所定時間恒温保持すると、スライド３の反応層が、検査対象物質の量に対応した濃度で発色する。
【００４０】
恒温状態を所定時間保った後、スライド３が測光部２０によって測光される。この測光信号は、ＣＰＵ５１を介して分析部５６に送られ、測定光学濃度データとされる。分析部５６では、この測定光学濃度データを白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂによる基準光学濃度データに基づき較正し、この較正データに基づき検量線から分析項目の例えば成分データを得る。この成分データは、メモリ５７に検査識別データとともに格納される他に、操作装置１０の表示部１１に表示される。
【００４１】
トレイ６を引き出して排出位置に移動させると、測定後のスライド３を排出口９から排出することができる。測定を継続する場合には、トレイ６をセット位置に移動させ、上述した動作を繰り返す。測定を終了する場合には、トレイ６を押し込んで、電源スイッチをＯＦＦにする。
【００４２】
このように、ＬＥＤユニット２１から照射される測定光を、白色ＬＥＤチップ３１により照射された白色光に、青色ＬＥＤチップ３２から照射された青色光及び緑色ＬＥＤチップ３３から照射された緑色光が補充された光にすることにより、各分析項目で必要な波長領域の光を十分な光度で得ることができ、ランプ（例えば、タングステンランプ）に比べて消費電力の少ないＬＥＤユニット２１を用いながらも、白板１９Ｗ及び黒板１９Ｂからの反射光の測光による基準光学濃度データと、スライド３からの反射光の測光による測定光学濃度データとを、正確なものにすることができる。これにより、生化学分析を精度よく行うことができる。さらに、ランプに比べて消費電力の少ないＬＥＤユニット２１を用いることにより、電源として電池を用いることができ、しかも、ポータブルタイプの本分析装置２の使用可能時間を長くすることができる。また、特注品のＬＥＤを用いることなく、市販されている一般的な各ＬＥＤチップ３１〜３３を用いることができ、ＬＥＤによる光源を安価に製造することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、ポータブルタイプの本分析装置２に適用したが、これに限定されることなく、卓上タイプや据え置きタイプの生化学分析装置に適用してもよい。この場合にも、消費電力を抑えることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、補足ＬＥＤとして、青色ＬＥＤチップ３２及び緑色ＬＥＤチップ３３を設け、青色ＬＥＤチップ３２により、約４００ｎｍを波長ピークとする波長領域の青色光を照射するとともに、緑色ＬＥＤチップ３３により、約５０５ｎｍを波長ピークとする波長領域の緑色光を照射したが、これに限定されることなく、補足ＬＥＤとしては、白色ＬＥＤチップ３１で不足する領域光を照射するものであればよい。
【００４５】
さらに、本実施形態では、各ＬＥＤチップ３１〜３３を、１２０°ピッチで同心円状に組み付けたが、これに限定されることなく、図１３に示すように、最も使用される波長領域の光を照射する白色ＬＥＤチップ３１を、底板３０ａの中心に配置し、その左側に青色ＬＥＤチップ３２を、右側に緑色ＬＥＤチップ３３を配置するようにしてもよい。各ＬＥＤチップ３２,３３は、白色ＬＥＤチップ３１から同距離の位置に配置することが好ましい。なお、各ＬＥＤチップ３２,３３を配置する位置は、白色ＬＥＤチップ３２の左右に限定されることなく、白色ＬＥＤチップ３２を挟み込む位置であればよく、上下や斜めに配置するようにしてもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、スライド３で反射した反射光をフォトダイオード２９で測定したが、スライド３を透過した透過光をフォトダイオード２９で測定する透過タイプの生化学分析装置に本発明を実施してもよい。
【００４７】
さらに、本実施形態では、フィルタホイール２４に第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７を組み付けたが、バンドパスフィルタの枚数は限定されることなく、分析項目の増減に応じて適宜変更されるものである。
【００４８】
また、本実施形態では、フィルタホイール２４を、ＬＥＤユニット２１とスライド３との間に設け、第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７により特定の波長のみをスライド３に照射するようにしたが、フィルタホイール２４を、スライド３とフォトダイオード２９との間に設け、第１〜第７バンドパスフィルタ４１〜４７により、スライド３で反射した反射光のうちの特定の波長のみフォトダイオード２９に入射させるようにしてもよい。
【００４９】
さらに、本実施形態では、ＰＤＡである操作装置１０を用いて、表示部１１、操作部１２、分析部５６を構成したが、これに代えて、表示部、操作部、分析部を本分析装置２に一体的に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明を実施したポータブルタイプの生化学分析装置と操作装置とを示す斜視図である。
【図２】スライドを示す斜視図である。
【図３】下カバーと搬送トレイとを示す斜視図である。
【図４】下カバーと搬送トレイとを示す平面図である。
【図５】測光部を示す側面図である。
【図６】ＬＥＤユニットを示す正面図及び側面図である。
【図７】ＬＥＤユニットから照射される測定光の波長領域を示すグラフである。
【図８】白色ＬＥＤチップから照射される白色光と青色ＬＥＤチップから照射される青色光と緑色ＬＥＤチップから照射される緑色光との波長領域を示すグラフである。
【図９】フィルタホイールと第１〜第７バンドパスフィルタとを示す正面図である。
【図１０】第１バンドパスフィルタと第３バンドパスフィルタにより透過する光の波長領域と、第１バンドパスフィルタと第３バンドパスフィルタとを透過した測定光の波長領域とを示すグラフである。
【図１１】生化学分析装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図１２】各処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】白色ＬＥＤチップの左右に青色ＬＥＤチップ及び緑色ＬＥＤチップを配置した実施形態のＬＥＤユニットを示す正面図である。
【符号の説明】
【００５１】
２ 生化学分析装置
３ スライド（分析素子）
６ 搬送トレイ
６ａ 把手部
６ｂ 保持板
６ｃ スライド開口
１０ 操作装置
１１ 表示部
１２ 操作部
１７ 搬送レール
１７ａ 支持レール部
２０ 測光部
２１ ＬＥＤユニット（光源）
２４ フィルタホイール
２５ モータ
２９ フォトダイオード（測定手段）
３０ カン
３０ａ 底板
３１ 白色ＬＥＤチップ
３２ 青色ＬＥＤチップ（第１補足ＬＥＤ）
３３ 緑色ＬＥＤチップ（第２補足ＬＥＤ）
４１〜４７ 第１〜第７バンドパスフィルタ
５０ 制御基板
５１ ＣＰＵ
５６ 分析部
５７ メモリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物質を含む分析素子に測定光を照射する光源と、前記分析素子からの反射光または透過光の光量を測定する測定手段とを備え、前記測定手段の測定結果に基づいて前記被測定物質の定量分析を行う生化学分析装置において、
前記光源は、白色光を照射する白色ＬＥＤと、前記白色ＬＥＤで不足する領域光を照射する補足ＬＥＤとを備えたことを特徴とする生化学分析装置。
【請求項２】
前記補足ＬＥＤは、４６０ｎｍ以下の波長の光を照射する第１補足ＬＥＤと、５０５ｎｍ周辺の波長の光を照射する第２補足ＬＥＤとから構成されることを特徴とする請求項１記載の生化学分析装置。
【請求項３】
前記光源と前記分析素子との間、または、前記分析素子と前記測定手段との間に設けられ、前記光源から照射された光、前記反射光及び透過光のいずれか１つのうちの特定の波長領域の光を透過するフィルタを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の生化学分析装置。
【請求項４】
前記フィルタを、それぞれが異なる波長領域の光を透過するように複数設け、
前記光源から照射された光、前記反射光及び透過光のいずれか１つの光軸に、前記複数のフィルタを選択的にセットするフィルタ切替手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の生化学分析装置。
【請求項１】
被測定物質を含む分析素子に測定光を照射する光源と、前記分析素子からの反射光または透過光の光量を測定する測定手段とを備え、前記測定手段の測定結果に基づいて前記被測定物質の定量分析を行う生化学分析装置において、
前記光源は、白色光を照射する白色ＬＥＤと、前記白色ＬＥＤで不足する領域光を照射する補足ＬＥＤとを備えたことを特徴とする生化学分析装置。
【請求項２】
前記補足ＬＥＤは、４６０ｎｍ以下の波長の光を照射する第１補足ＬＥＤと、５０５ｎｍ周辺の波長の光を照射する第２補足ＬＥＤとから構成されることを特徴とする請求項１記載の生化学分析装置。
【請求項３】
前記光源と前記分析素子との間、または、前記分析素子と前記測定手段との間に設けられ、前記光源から照射された光、前記反射光及び透過光のいずれか１つのうちの特定の波長領域の光を透過するフィルタを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の生化学分析装置。
【請求項４】
前記フィルタを、それぞれが異なる波長領域の光を透過するように複数設け、
前記光源から照射された光、前記反射光及び透過光のいずれか１つの光軸に、前記複数のフィルタを選択的にセットするフィルタ切替手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の生化学分析装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−９８２２９（Ｐ２００６−９８２２９Ａ）
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２８５１５８（Ｐ２００４−２８５１５８）
【出願日】平成１６年９月２９日（２００４．９．２９）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２９日（２００４．９．２９）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
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