生化学自動分析装置
【課題】各反応容器の測光時間を自由に設定でき、装置構成の自由度を増して装置ユニットの最適配置を行なえるようにする。
【解決手段】1つの反応容器が回転反応器の外周をほぼ一周するのに必要なステップ数が2であるような生化学自動分析装置において、回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、回転反応器の反応容器の総数をN、反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数をXとするとき、計算式2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、n<N−1、X<n、N≠221かつn≠112、X≧3)で表わされる正の整数n、N、Xで、回転反応器の回転動作を制御する。
【解決手段】1つの反応容器が回転反応器の外周をほぼ一周するのに必要なステップ数が2であるような生化学自動分析装置において、回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、回転反応器の反応容器の総数をN、反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数をXとするとき、計算式2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、n<N−1、X<n、N≠221かつn≠112、X≧3)で表わされる正の整数n、N、Xで、回転反応器の回転動作を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば血液や尿のような生体試料について、複数項目についての分析を行うようにした生化学自動分析装置の技術分野に属し、特に試薬や希釈液が混合された試料を所定の時間反応させる回転反応器の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【0002】
図1は、従来の生化学自動分析装置の全体構成を示す図である。従来の生化学自動分析装置1は、生体試料を入れた所定数のサンプル容器2、2、…および通常の希釈液である生理食塩水以外の特別な希釈液を入れた希釈液容器3、3、…がセットされるサンプルターンテーブル4、サンプル容器2から吸引され、希釈されたサンプルを入れる希釈容器5、5、…がセットされる希釈ターンテーブル6、第1試薬を入れた所定数の第1試薬容器7、7、…がセットされる第1試薬ターンテーブル8、第2試薬を入れた所定数の第2試薬容器9、9、…がセットされる第2試薬ターンテーブル10、希釈ターンテーブル6の希釈容器5からサンプリングした希釈サンプルと、第1試薬ターンテーブル8の第1試薬容器7からサンプリングした第1試薬および第2試薬ターンテーブル10の第2試薬容器9からサンプリングした第2試薬をそれぞれ入れて反応させる所定数の反応容器11、11、…がセットされる反応ターンテーブル(以下、回転反応器と呼ぶ)12からなっている。
【0003】
サンプルターンテーブル4においては、外側にサンプル容器2、2、…が2列配置されているとともに、内側に希釈液容器3、3、…が2列配置され、これらの容器2、2、…;3、3、…はそれぞれ所定本数セットされている。そして、このサンプルターンテーブル4は所定速度でステップ送りされている。
【0004】
サンプルターンテーブル4の周囲には、サンプル希釈ピペット13が配置されている。このサンプル希釈ピペット13は、図示しないサンプル希釈ピペット左右・上下駆動機構により左右、上下に駆動されて、サンプルターンテーブル4と希釈ターンテーブル6との間で、図示しない洗浄装置を通って左右の回動により往復動する。そして、サンプル希釈ピペット13がサンプルターンテーブル4の所定位置においてサンプル容器2に上下動によるアクセスしたとき、図示しないサンプル用ポンプが作動してサンプルを所定量吸引し、希釈ターンテーブル6の所定位置において希釈容器5にアクセスしたとき、このサンプルとともにサンプル希釈ピペット13自体から供給される所定量の希釈液(通常は生理食塩水)を注入し、その結果、サンプルが希釈容器5内で所定倍数に希釈されるようにしている。その後、サンプル希釈ピペット13は図示しない希釈洗浄装置により洗浄されるようになっている。
【0005】
希釈ターンテーブル6の周囲には、サンプル希釈ピペット13の他に、サンプリングピペット14、希釈撹拌装置15、洗い壷と呼ばれている希釈洗浄装置16が配置されている。希釈容器5内の希釈サンプルは、希釈撹拌装置15により撹拌されて、試料が均一に希釈される。これらの各装置13、14、15、16の配置の自由度を確保するために、希釈ターンテーブル6は、この希釈ターンテーブル6上の円周上に配置された希釈容器5の総数と共通の因数を持たない数を1ステップの送り数としてステップ送りされるようになっている。
【0006】
サンプリングピペット14は、図示しないサンプリングピペット左右・上下駆動機構により左右、上下に駆動されて、希釈ターンテーブル6と回転反応器12との間で希釈洗浄装置16を通って左右の回動により往復動するようになっている。そして、サンプリングピペット14は、希釈ターンテーブル6の所定位置において上下動により希釈容器5にアクセスしたとき、図示しない希釈サンプル用ポンプが作動して、所定量の希釈サンプルを吸引し、回転反応器12の所定位置において、上下動により、反応容器11にアクセスしたとき、吸引した希釈サンプルをその反応容器11に注入するようにしている。
【0007】
希釈撹拌装置15は、図示しない撹拌装置上下駆動機構により上下に駆動されるとともに、図示しない撹拌棒が前後運動(希釈ターンテーブル6の径に沿う方向の直進往復運動)されるようになっている。そして、希釈ターンテーブル6の所定の希釈容器5の希釈サンプル内に撹拌棒が進入しかつ前後運動することによりサンプルの希釈が均一に行われるようにしている。希釈洗浄装置16は、希釈サンプルを反応容器11に注入した後、サンプリングピペット14を洗浄するようになっている。
【0008】
回転反応器12の周囲には、サンプリングサンプルピペット14の他に、第1試薬ピペット17、第2試薬ピペット18、第1反応撹拌装置19、第2反応撹拌装置20、検出器である多波長光度計21、恒温槽22および反応容器洗浄装置23が配置されている。
【0009】
第1試薬ピペット17は、図示しない第1試薬ピペット左右・上下駆動機構により左右、上下に駆動されて、回転反応器12と第1試薬ターンテーブル8との間で、左右の回動による往復動するようになっている。そして、第1試薬ピペット17は、第1試薬ターンテーブル8の所定位置において、上下動により第1試薬容器7にアクセスしたとき、図示しない第1試薬用ポンプが作動して、所定量の第1試薬を吸引し、回転反応器12の所定位置において、上下動により反応容器11にアクセスしたとき、吸引した第1試薬をその反応容器11に注入するようにしている。
【0010】
第1反応撹拌装置19は、図示しない撹拌装置上下駆動機構により上下に駆動されるとともに、図示しない撹拌棒が、回転運動かつ前後方向の往復動をされるようになっている。そして、回転反応器12の所定の反応容器11の希釈サンプルと第1試薬内に撹拌棒が進入した後、回転かつ前後運動(回転反応器12の径に沿う方向の直進往復運動)することにより、希釈サンプルの反応が均一に、かつ、確実に行われるようにしている。
【0011】
第2試薬ピペット18は、図示しない第2試薬ピペット左右・上下駆動機構により左右、上下に駆動されて、回転反応器12と第2試薬ターンテーブル10との間で、左右の回動による往復動するようになっている。そして、第2試薬ピペット18は、第2試薬ターンテーブル10の所定位置において、上下動により第2試薬容器9にアクセスしたとき、図示しない第2試薬用ポンプが作動して、所定量の第2試薬を吸引し、回転反応器12の所定位置において、上下動により反応容器11にアクセスしたとき、吸引した第2試薬をその反応容器11に注入するようにしている。
【0012】
第2反応撹拌装置20は、第1反応撹拌装置19とまったく同じ構成を有しており、図示しない撹拌装置上下駆動機構により、上下に駆動されるとともに、後述する撹拌棒が、回転運動かつ前後方向の往復動をされるようになっている。そして、回転反応器12の所定の反応容器11の希釈サンプルと第2試薬内に撹拌棒が進入した後、回転かつ前後運動することにより、希釈サンプルの反応が、均一にかつ確実に行われるようにしている。
【0013】
多波長光度計21は、反応容器11内の希釈サンプルの吸光度等を測定して、反応容器11内での希釈サンプルの反応状態を検出するようにしている。恒温槽22は、回転反応器12の反応容器11を、常時一定の温度に保持するようになっている。
【0014】
反応容器洗浄装置23は、図示しない廃液ポンプにより、反応容器11に入っている検出の終了した希釈サンプルを吸入し、かつ、これを廃液タンクに排出した後、図示しない洗浄液ポンプにより、洗浄液をこの反応容器11内に供給して、この洗浄液により反応容器11内を洗浄し、その後洗浄液を廃液タンクに排出するようになっている。
【0015】
これらの各装置14、17、18、19、20、21、22、23の配置の自由度を確保するために、回転反応器12も、この回転反応器12上の周縁部に全周に渡って配置された反応容器11の総数と共通の因数を持たない数を1ステップ当たりの反応容器の送り数として、ステップ送りされるようになっている。その場合、回転反応器12は、1ステップにつき半周以上回転するようにされている。
【0016】
図2に、回転反応器の周上に配置された反応容器の配列の一例を示す。環状の反応容器ホルダ24に複数本の反応容器a〜oが保持され、例えば時計方向に回転駆動されて一定のサイクルで回転と停止が行われ、連続的に分析されるようになっている。反応容器ホルダ24の周囲には、図示しないサンプル分注装置、第1試薬及び第2試薬分注装置、検出器、洗浄装置等が配置され、それぞれ位置Aでサンプル分注、位置Bで第1試薬分注、位置Cで第2試薬分注、位置Dで吸光度測定、位置Eで洗浄が行われる。
【0017】
1サイクル(1つの反応容器に試料を入れてから、次の反応容器に試料を入れるまでのサイクル)において、反応容器は(1回転+1ピッチ)分移動するようになっており、図2(a)の停止状態を所定時間維持した後、ホルダ24は、時計方向に所定時間回転して(1回転+1ピッチ)分移動し、図2(b)の状態で停止する。そして、位置Bにおいて第1試薬が、さらに(4回転+4ピッチ)分移動した後、位置Cにおいて第2試薬が、それぞれ分注され、ほぼ1回転する間に、各反応容器が光源25と光検出器26を結ぶ光軸位置Dを横切り、このとき各反応容器内の試料の吸光度が測定される。このようなサイクルを繰り返し、洗浄位置Eにおいて、直前まで反応容器に分注され混合されたサンプル及び試薬は洗い落とされる。さらに、(1回転+1ピッチ)分移動した位置Aにおいて、新たなサンプルが分注され、新たなサイクルがスタートする。
【0018】
以後、回転と停止を1サイクルとして、同様の動作を繰り返すことにより、1ピッチ毎に反応容器が先に進み、連続的に各反応容器の測光が行われる。なお、1サイクルでの移動量を(1回転−1ピッチ)とし、1サイクルごとに反応容器が後に進むようにしても同様である。
【0019】
【特許文献1】特許第3419430号公報
【特許文献2】特許第2908923号公報
【特許文献3】特開平1−127962号公報
【特許文献4】特開昭63−73155号公報
【特許文献5】特開昭58−68670号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0020】
ところで、上記従来の生化学自動分析装置において、分析に使用する反応容器の総数をN、1サイクルに検出をかねて移動する反応容器の数をMとすると、一般に、
N±1=M
の関係がある。1サイクルの時間は回転時間と停止時間の和となるが、装置における処理能力を上げるためには、1サイクルの時間を短縮する必要がある。しかし、停止時間を縮めるのには限度があるので、回転時間を縮めることが考えられるが、反応容器の数が増加し、処理スピードを速くしてほぼ1回転させながら反応容器を測光しようとすると、1反応容器の測光に使用できる時間が極めて短くなってしまい、信頼性のあるデータを取得することができない。
【0021】
また、従来の装置では1サイクルで1ピッチずつ移動するために、試料分注の直近の位置で試薬分注と反応容器の洗浄を行うことになるため、試料分注、試薬分注、反応容器洗浄の位置関係が固定されてしまい、装置構成上の自由度が無くなり、オペレーション上の最適配置が不可能になってしまうという問題がある。
【0022】
本発明の目的は、上述した点に鑑み、各反応容器の測光時間を自由に設定でき、装置構成の自由度を増して装置ユニットの最適配置を行うことができるようにした生化学自動分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0023】
この目的を達成するため、本発明にかかる生化学自動分析装置は、
複数の反応容器が周縁部に配置された回転反応器を備え、1つの反応容器が回転反応器の外周をほぼ一周するのに必要なステップ数が2であるような生化学自動分析装置において、
回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、
回転反応器の反応容器の総数をN、
反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数をX
とするとき、
計算式2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、n<N−1、X<n、N≠221かつn≠112、X≧3)で表わされる正の整数n、N、Xにより、回転反応器の回転動作が制御されることを特徴としている。
【発明の効果】
【0024】
本発明の生化学自動分析装置によれば、
複数の反応容器が周縁部に配置された回転反応器を備え、1つの反応容器が回転反応器の外周をほぼ一周するのに必要なステップ数が2であるような生化学自動分析装置において、
回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、
回転反応器の反応容器の総数をN、
反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数をX
とするとき、
計算式2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、n<N−1、X<n、N≠221かつn≠112、X≧3)で表わされる正の整数n、N、Xにより、回転反応器の回転動作が制御されるので、
各反応容器の測光時間を自由に設定でき、装置構成の自由度を増して装置ユニットの最適配置を行うことができるようにした生化学自動分析装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図3は、本発明にかかる生化学自動分析装置の回転反応器の一実施例である。本実施例は、複数の反応容器が周縁部に配置された回転反応器を備え、1つの反応容器が回転反応器の外周をほぼ一周するのに必要なステップ数が2であるような生化学自動分析装置であって、回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、回転反応器の反応容器の総数をN、反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数をXとするとき、計算式2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、n<N−1、X<n、X≧3)で表わされる正の整数n、N、Xにより、回転反応器の回転動作が制御される。その一例として、N=37、n=20、X=3の場合を示す。
【0026】
環状の反応容器ホルダに37本の反応容器が保持され、例えば時計方向に回転駆動されて一定のサイクルで回転と停止が行われ、連続的に分析されるようになっている。今、理解を容易にするため、各反応容器に時計回りのナンバリングを行ない、1〜37までの連番を付した。反応容器ホルダの周囲には、サンプル分注装置、第1試薬及び第2試薬分注装置、検出器、洗浄装置等が配置され、それぞれ位置A(1の位置)でサンプル分注、位置B(21の位置)で第1試薬分注、位置C(25の位置)で第2試薬分注、位置D(8と9の間)で吸光度測定、位置E(15と18の位置)で洗浄が行われる。
【0027】
本実施例では、1サイクル(1つの反応容器に試料を入れてから、次の反応容器に試料を入れるまで)あたり、反応容器は20ピッチ分移動するようになっている。すなわち、最初、図3の停止状態を所定時間維持した後、反応容器ホルダは、時計方向に所定時間回転して20ピッチ分移動し、図3の反応容器1は、図4の2の位置で停止する。そして、位置Bにおいて第1試薬が分注される。さらに、図3の反応容器1は、1サイクル20ピッチの移動を16回繰り返した後、図4の17の位置で停止し、位置Cにおいて第2試薬が分注される。これは、反応容器が反応容器ホルダのすべての位置を一巡する際に、ほぼ中程の時間帯で第2試薬を分注させるための設定である。さらに、図3の反応容器1は、所定の回数、移動を繰り返し、図4の検出器Dの位置を通過する際に、反応した試料の吸光度が計測される。この計測のタイミングは、第2試薬分注後、任意のタイミングで良い。そして、最初の移動から34サイクル目および36サイクル目の移動で、図3の反応容器1が図4の洗浄装置の位置Eに停止したとき、反応容器の洗浄が行なわれる。最後に、37サイクル目の移動で、図3の反応容器1は、最初のサンプル分注位置Aに戻る。以降、これらの一連の動作を繰り返すことにより、サンプルの分析が連続して行なわれる。
【0028】
図5から図12は、1つの反応容器が回転反応器の外周をほぼ一周するのに必要なステップ数が2であるような生化学自動分析装置であって、回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、回転反応器の反応容器の総数をN、反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数をXとするとき、計算式2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、n<N−1、X<n、X≧3)で表わされる正の整数n、N、Xにより回転反応器の回転動作が制御される場合の、n、N、Xの組み合わせに、どのような例があるかを、一覧表として示したものである。
【0029】
図の縦軸は、回転反応器の反応容器の総数N、図の横軸は、反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数X、図の縦軸と横軸とが交差する位置に書かれている数値は、回転反応器の1ステップの送り反応容器数nである。例えば、図3の例は、縦軸Nが37で、横軸Xが3の場合に相当し、nの値は20である。
【0030】
図5〜12では、Nについては、6≦N≦400、Xについては、3≦X≦10の範囲をとりあえず挙げたが、N<400、X<10の場合についても、計算式2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、n<N−1、X<n、X≧3)を満足するn、N、Xの組み合わせを挙げることは可能である。
【0031】
この制御方式を従来の制御方式と比較すると、例えば、特許第3419430号公報の請求項2に記載されている生化学自動分析装置では、回転反応器の反応容器の総数Nを221、回転反応器の1ステップの送り反応容器数nを112、反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数Xを3とする回転反応器の制御方法が採用されている。これは、2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、X≧3)という本発明の制御方式に含まれる。従って、本発明の制御方式においては、この従来技術を含めないようにするために、N≠221かつn≠112という条件を付帯させなければならない。
【0032】
また、特許第2908923号公報の請求項1に記載されている生化学自動分析装置では、回転反応器の反応容器の総数をN、回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、反応容器が回転反応器の外周に沿ってほぼ一周するのに必要なステップ数をP、反応容器が最初の位置からPステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数をXとしたとき、仮にP=2の場合に限定したとしても、常にX=±1に設定されているので、本発明の付帯条件、X≧3と相違し、本発明と明確に区別される。
【0033】
また、特許第2908923号公報の請求項2に記載されている生化学自動分析装置では、回転反応器の反応容器の総数をN、回転反応器の1ステップの送り反応容器数をnとしたとき、n<N/2で、nとNは互いに素という条件であるから、本発明の2n=N+Xが常にn>N/2と等価であることを考えると、本発明と明確に区別される。
【0034】
また、特開平1−127962号公報に記載されている生化学自動分析装置では、1つの反応容器が回転反応器の外周に沿ってほぼ一周するのに必要なステップ数は1に設定されており、本発明の前提条件である、1つの反応容器が回転反応器の外周に沿ってほぼ一周するのに必要なステップ数が2であることと相違し、本発明と明確に区別される。
【0035】
また、特開昭63−73155号公報に記載されている生化学自動分析装置では、回転反応器の反応容器の総数をN、回転反応器の1ステップの送り反応容器数をnとしたとき、Nは奇数で、かつ1サイクルにつき、反応容器を半回転プラス1ピッチ回転させる回転反応器を備えた場合が、請求項1に記載されている。これを、実施例に即して理解すれば、n=(N/2−0.5)+1の場合が示されていると理解できる。これは、2n=N+1であることを意味し、本願で言うところのX=1の場合に相当する。また、従来技術の中では、n=N/2+1なる回転反応器の例が挙げられているが、これは、2n=N+2であることを意味し、本願で言うところのX=2の場合に相当する。従って、これらの技術は、本発明の付帯条件、X≧3と相違し、本発明と明確に区別される。
【0036】
また、特開昭58−68670号公報の請求項1に記載されている生化学自動分析装置では、回転反応器の反応容器の総数をN、回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、反応容器が回転反応器の外周に沿ってほぼ一周するのに必要なステップ数をPとすると、n=N/P±1(ただし、Pは正の整数)で制御され、仮に本願のように、P=2にしたとすれば、2n=N±2、すなわち、X=±2となるが、本願では、常にX≧3なので、本発明と明確に区別される。
【0037】
このように、本発明は、従来技術と比較しても十分に新規性があり、特許性を主張できるものである。
【産業上の利用可能性】
【0038】
生化学自動分析装置に、広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】従来の生化学自動分析装置を示す図である。
【図2】従来の生化学自動分析装置用回転反応器の一例を示す図である。
【図3】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の一実施例を示す図である。
【図4】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の動作の一実施例を示す図である。
【図5】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その1)を示す図である。
【図6】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その2)を示す図である。
【図7】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その3)を示す図である。
【図8】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その4)を示す図である。
【図9】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その5)を示す図である。
【図10】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その6)を示す図である。
【図11】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その7)を示す図である。
【図12】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その8)を示す図である。
【符号の説明】
【0040】
1…生化学自動分析装置、2…サンプル容器、3…希釈液容器、4…サンプルターンテーブル、5…希釈容器、6…希釈ターンテーブル、7…第1の試薬容器、8…第1の試薬ターンテーブル、9…第2の試薬容器、10…第2の試薬ターンテーブル10、11…反応容器、12…反応ターンテーブル(回転反応器)、13…サンプル希釈ピペット、14…サンプリングピペット、15…希釈撹拌装置、16…希釈洗浄装置、17…第1の試薬ピペット、18…第2の試薬ピペット、19…第1の反応撹拌装置、20…第2の反応撹拌装置、21…多波長光度計、22…恒温槽、23…反応容器洗浄装置、24…反応容器ホルダ、25…光源、26…光検出器、a〜o…反応容器、A…サンプル分注装置(位置)、B…第1試薬分注装置(位置)、C…第2試薬分注装置(位置)、D…検出器(光軸)、E…洗浄装置(位置)
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば血液や尿のような生体試料について、複数項目についての分析を行うようにした生化学自動分析装置の技術分野に属し、特に試薬や希釈液が混合された試料を所定の時間反応させる回転反応器の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【0002】
図1は、従来の生化学自動分析装置の全体構成を示す図である。従来の生化学自動分析装置1は、生体試料を入れた所定数のサンプル容器2、2、…および通常の希釈液である生理食塩水以外の特別な希釈液を入れた希釈液容器3、3、…がセットされるサンプルターンテーブル4、サンプル容器2から吸引され、希釈されたサンプルを入れる希釈容器5、5、…がセットされる希釈ターンテーブル6、第1試薬を入れた所定数の第1試薬容器7、7、…がセットされる第1試薬ターンテーブル8、第2試薬を入れた所定数の第2試薬容器9、9、…がセットされる第2試薬ターンテーブル10、希釈ターンテーブル6の希釈容器5からサンプリングした希釈サンプルと、第1試薬ターンテーブル8の第1試薬容器7からサンプリングした第1試薬および第2試薬ターンテーブル10の第2試薬容器9からサンプリングした第2試薬をそれぞれ入れて反応させる所定数の反応容器11、11、…がセットされる反応ターンテーブル(以下、回転反応器と呼ぶ)12からなっている。
【0003】
サンプルターンテーブル4においては、外側にサンプル容器2、2、…が2列配置されているとともに、内側に希釈液容器3、3、…が2列配置され、これらの容器2、2、…;3、3、…はそれぞれ所定本数セットされている。そして、このサンプルターンテーブル4は所定速度でステップ送りされている。
【0004】
サンプルターンテーブル4の周囲には、サンプル希釈ピペット13が配置されている。このサンプル希釈ピペット13は、図示しないサンプル希釈ピペット左右・上下駆動機構により左右、上下に駆動されて、サンプルターンテーブル4と希釈ターンテーブル6との間で、図示しない洗浄装置を通って左右の回動により往復動する。そして、サンプル希釈ピペット13がサンプルターンテーブル4の所定位置においてサンプル容器2に上下動によるアクセスしたとき、図示しないサンプル用ポンプが作動してサンプルを所定量吸引し、希釈ターンテーブル6の所定位置において希釈容器5にアクセスしたとき、このサンプルとともにサンプル希釈ピペット13自体から供給される所定量の希釈液(通常は生理食塩水)を注入し、その結果、サンプルが希釈容器5内で所定倍数に希釈されるようにしている。その後、サンプル希釈ピペット13は図示しない希釈洗浄装置により洗浄されるようになっている。
【0005】
希釈ターンテーブル6の周囲には、サンプル希釈ピペット13の他に、サンプリングピペット14、希釈撹拌装置15、洗い壷と呼ばれている希釈洗浄装置16が配置されている。希釈容器5内の希釈サンプルは、希釈撹拌装置15により撹拌されて、試料が均一に希釈される。これらの各装置13、14、15、16の配置の自由度を確保するために、希釈ターンテーブル6は、この希釈ターンテーブル6上の円周上に配置された希釈容器5の総数と共通の因数を持たない数を1ステップの送り数としてステップ送りされるようになっている。
【0006】
サンプリングピペット14は、図示しないサンプリングピペット左右・上下駆動機構により左右、上下に駆動されて、希釈ターンテーブル6と回転反応器12との間で希釈洗浄装置16を通って左右の回動により往復動するようになっている。そして、サンプリングピペット14は、希釈ターンテーブル6の所定位置において上下動により希釈容器5にアクセスしたとき、図示しない希釈サンプル用ポンプが作動して、所定量の希釈サンプルを吸引し、回転反応器12の所定位置において、上下動により、反応容器11にアクセスしたとき、吸引した希釈サンプルをその反応容器11に注入するようにしている。
【0007】
希釈撹拌装置15は、図示しない撹拌装置上下駆動機構により上下に駆動されるとともに、図示しない撹拌棒が前後運動(希釈ターンテーブル6の径に沿う方向の直進往復運動)されるようになっている。そして、希釈ターンテーブル6の所定の希釈容器5の希釈サンプル内に撹拌棒が進入しかつ前後運動することによりサンプルの希釈が均一に行われるようにしている。希釈洗浄装置16は、希釈サンプルを反応容器11に注入した後、サンプリングピペット14を洗浄するようになっている。
【0008】
回転反応器12の周囲には、サンプリングサンプルピペット14の他に、第1試薬ピペット17、第2試薬ピペット18、第1反応撹拌装置19、第2反応撹拌装置20、検出器である多波長光度計21、恒温槽22および反応容器洗浄装置23が配置されている。
【0009】
第1試薬ピペット17は、図示しない第1試薬ピペット左右・上下駆動機構により左右、上下に駆動されて、回転反応器12と第1試薬ターンテーブル8との間で、左右の回動による往復動するようになっている。そして、第1試薬ピペット17は、第1試薬ターンテーブル8の所定位置において、上下動により第1試薬容器7にアクセスしたとき、図示しない第1試薬用ポンプが作動して、所定量の第1試薬を吸引し、回転反応器12の所定位置において、上下動により反応容器11にアクセスしたとき、吸引した第1試薬をその反応容器11に注入するようにしている。
【0010】
第1反応撹拌装置19は、図示しない撹拌装置上下駆動機構により上下に駆動されるとともに、図示しない撹拌棒が、回転運動かつ前後方向の往復動をされるようになっている。そして、回転反応器12の所定の反応容器11の希釈サンプルと第1試薬内に撹拌棒が進入した後、回転かつ前後運動(回転反応器12の径に沿う方向の直進往復運動)することにより、希釈サンプルの反応が均一に、かつ、確実に行われるようにしている。
【0011】
第2試薬ピペット18は、図示しない第2試薬ピペット左右・上下駆動機構により左右、上下に駆動されて、回転反応器12と第2試薬ターンテーブル10との間で、左右の回動による往復動するようになっている。そして、第2試薬ピペット18は、第2試薬ターンテーブル10の所定位置において、上下動により第2試薬容器9にアクセスしたとき、図示しない第2試薬用ポンプが作動して、所定量の第2試薬を吸引し、回転反応器12の所定位置において、上下動により反応容器11にアクセスしたとき、吸引した第2試薬をその反応容器11に注入するようにしている。
【0012】
第2反応撹拌装置20は、第1反応撹拌装置19とまったく同じ構成を有しており、図示しない撹拌装置上下駆動機構により、上下に駆動されるとともに、後述する撹拌棒が、回転運動かつ前後方向の往復動をされるようになっている。そして、回転反応器12の所定の反応容器11の希釈サンプルと第2試薬内に撹拌棒が進入した後、回転かつ前後運動することにより、希釈サンプルの反応が、均一にかつ確実に行われるようにしている。
【0013】
多波長光度計21は、反応容器11内の希釈サンプルの吸光度等を測定して、反応容器11内での希釈サンプルの反応状態を検出するようにしている。恒温槽22は、回転反応器12の反応容器11を、常時一定の温度に保持するようになっている。
【0014】
反応容器洗浄装置23は、図示しない廃液ポンプにより、反応容器11に入っている検出の終了した希釈サンプルを吸入し、かつ、これを廃液タンクに排出した後、図示しない洗浄液ポンプにより、洗浄液をこの反応容器11内に供給して、この洗浄液により反応容器11内を洗浄し、その後洗浄液を廃液タンクに排出するようになっている。
【0015】
これらの各装置14、17、18、19、20、21、22、23の配置の自由度を確保するために、回転反応器12も、この回転反応器12上の周縁部に全周に渡って配置された反応容器11の総数と共通の因数を持たない数を1ステップ当たりの反応容器の送り数として、ステップ送りされるようになっている。その場合、回転反応器12は、1ステップにつき半周以上回転するようにされている。
【0016】
図2に、回転反応器の周上に配置された反応容器の配列の一例を示す。環状の反応容器ホルダ24に複数本の反応容器a〜oが保持され、例えば時計方向に回転駆動されて一定のサイクルで回転と停止が行われ、連続的に分析されるようになっている。反応容器ホルダ24の周囲には、図示しないサンプル分注装置、第1試薬及び第2試薬分注装置、検出器、洗浄装置等が配置され、それぞれ位置Aでサンプル分注、位置Bで第1試薬分注、位置Cで第2試薬分注、位置Dで吸光度測定、位置Eで洗浄が行われる。
【0017】
1サイクル(1つの反応容器に試料を入れてから、次の反応容器に試料を入れるまでのサイクル)において、反応容器は(1回転+1ピッチ)分移動するようになっており、図2(a)の停止状態を所定時間維持した後、ホルダ24は、時計方向に所定時間回転して(1回転+1ピッチ)分移動し、図2(b)の状態で停止する。そして、位置Bにおいて第1試薬が、さらに(4回転+4ピッチ)分移動した後、位置Cにおいて第2試薬が、それぞれ分注され、ほぼ1回転する間に、各反応容器が光源25と光検出器26を結ぶ光軸位置Dを横切り、このとき各反応容器内の試料の吸光度が測定される。このようなサイクルを繰り返し、洗浄位置Eにおいて、直前まで反応容器に分注され混合されたサンプル及び試薬は洗い落とされる。さらに、(1回転+1ピッチ)分移動した位置Aにおいて、新たなサンプルが分注され、新たなサイクルがスタートする。
【0018】
以後、回転と停止を1サイクルとして、同様の動作を繰り返すことにより、1ピッチ毎に反応容器が先に進み、連続的に各反応容器の測光が行われる。なお、1サイクルでの移動量を(1回転−1ピッチ)とし、1サイクルごとに反応容器が後に進むようにしても同様である。
【0019】
【特許文献1】特許第3419430号公報
【特許文献2】特許第2908923号公報
【特許文献3】特開平1−127962号公報
【特許文献4】特開昭63−73155号公報
【特許文献5】特開昭58−68670号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0020】
ところで、上記従来の生化学自動分析装置において、分析に使用する反応容器の総数をN、1サイクルに検出をかねて移動する反応容器の数をMとすると、一般に、
N±1=M
の関係がある。1サイクルの時間は回転時間と停止時間の和となるが、装置における処理能力を上げるためには、1サイクルの時間を短縮する必要がある。しかし、停止時間を縮めるのには限度があるので、回転時間を縮めることが考えられるが、反応容器の数が増加し、処理スピードを速くしてほぼ1回転させながら反応容器を測光しようとすると、1反応容器の測光に使用できる時間が極めて短くなってしまい、信頼性のあるデータを取得することができない。
【0021】
また、従来の装置では1サイクルで1ピッチずつ移動するために、試料分注の直近の位置で試薬分注と反応容器の洗浄を行うことになるため、試料分注、試薬分注、反応容器洗浄の位置関係が固定されてしまい、装置構成上の自由度が無くなり、オペレーション上の最適配置が不可能になってしまうという問題がある。
【0022】
本発明の目的は、上述した点に鑑み、各反応容器の測光時間を自由に設定でき、装置構成の自由度を増して装置ユニットの最適配置を行うことができるようにした生化学自動分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0023】
この目的を達成するため、本発明にかかる生化学自動分析装置は、
複数の反応容器が周縁部に配置された回転反応器を備え、1つの反応容器が回転反応器の外周をほぼ一周するのに必要なステップ数が2であるような生化学自動分析装置において、
回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、
回転反応器の反応容器の総数をN、
反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数をX
とするとき、
計算式2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、n<N−1、X<n、N≠221かつn≠112、X≧3)で表わされる正の整数n、N、Xにより、回転反応器の回転動作が制御されることを特徴としている。
【発明の効果】
【0024】
本発明の生化学自動分析装置によれば、
複数の反応容器が周縁部に配置された回転反応器を備え、1つの反応容器が回転反応器の外周をほぼ一周するのに必要なステップ数が2であるような生化学自動分析装置において、
回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、
回転反応器の反応容器の総数をN、
反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数をX
とするとき、
計算式2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、n<N−1、X<n、N≠221かつn≠112、X≧3)で表わされる正の整数n、N、Xにより、回転反応器の回転動作が制御されるので、
各反応容器の測光時間を自由に設定でき、装置構成の自由度を増して装置ユニットの最適配置を行うことができるようにした生化学自動分析装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図3は、本発明にかかる生化学自動分析装置の回転反応器の一実施例である。本実施例は、複数の反応容器が周縁部に配置された回転反応器を備え、1つの反応容器が回転反応器の外周をほぼ一周するのに必要なステップ数が2であるような生化学自動分析装置であって、回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、回転反応器の反応容器の総数をN、反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数をXとするとき、計算式2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、n<N−1、X<n、X≧3)で表わされる正の整数n、N、Xにより、回転反応器の回転動作が制御される。その一例として、N=37、n=20、X=3の場合を示す。
【0026】
環状の反応容器ホルダに37本の反応容器が保持され、例えば時計方向に回転駆動されて一定のサイクルで回転と停止が行われ、連続的に分析されるようになっている。今、理解を容易にするため、各反応容器に時計回りのナンバリングを行ない、1〜37までの連番を付した。反応容器ホルダの周囲には、サンプル分注装置、第1試薬及び第2試薬分注装置、検出器、洗浄装置等が配置され、それぞれ位置A(1の位置)でサンプル分注、位置B(21の位置)で第1試薬分注、位置C(25の位置)で第2試薬分注、位置D(8と9の間)で吸光度測定、位置E(15と18の位置)で洗浄が行われる。
【0027】
本実施例では、1サイクル(1つの反応容器に試料を入れてから、次の反応容器に試料を入れるまで)あたり、反応容器は20ピッチ分移動するようになっている。すなわち、最初、図3の停止状態を所定時間維持した後、反応容器ホルダは、時計方向に所定時間回転して20ピッチ分移動し、図3の反応容器1は、図4の2の位置で停止する。そして、位置Bにおいて第1試薬が分注される。さらに、図3の反応容器1は、1サイクル20ピッチの移動を16回繰り返した後、図4の17の位置で停止し、位置Cにおいて第2試薬が分注される。これは、反応容器が反応容器ホルダのすべての位置を一巡する際に、ほぼ中程の時間帯で第2試薬を分注させるための設定である。さらに、図3の反応容器1は、所定の回数、移動を繰り返し、図4の検出器Dの位置を通過する際に、反応した試料の吸光度が計測される。この計測のタイミングは、第2試薬分注後、任意のタイミングで良い。そして、最初の移動から34サイクル目および36サイクル目の移動で、図3の反応容器1が図4の洗浄装置の位置Eに停止したとき、反応容器の洗浄が行なわれる。最後に、37サイクル目の移動で、図3の反応容器1は、最初のサンプル分注位置Aに戻る。以降、これらの一連の動作を繰り返すことにより、サンプルの分析が連続して行なわれる。
【0028】
図5から図12は、1つの反応容器が回転反応器の外周をほぼ一周するのに必要なステップ数が2であるような生化学自動分析装置であって、回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、回転反応器の反応容器の総数をN、反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数をXとするとき、計算式2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、n<N−1、X<n、X≧3)で表わされる正の整数n、N、Xにより回転反応器の回転動作が制御される場合の、n、N、Xの組み合わせに、どのような例があるかを、一覧表として示したものである。
【0029】
図の縦軸は、回転反応器の反応容器の総数N、図の横軸は、反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数X、図の縦軸と横軸とが交差する位置に書かれている数値は、回転反応器の1ステップの送り反応容器数nである。例えば、図3の例は、縦軸Nが37で、横軸Xが3の場合に相当し、nの値は20である。
【0030】
図5〜12では、Nについては、6≦N≦400、Xについては、3≦X≦10の範囲をとりあえず挙げたが、N<400、X<10の場合についても、計算式2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、n<N−1、X<n、X≧3)を満足するn、N、Xの組み合わせを挙げることは可能である。
【0031】
この制御方式を従来の制御方式と比較すると、例えば、特許第3419430号公報の請求項2に記載されている生化学自動分析装置では、回転反応器の反応容器の総数Nを221、回転反応器の1ステップの送り反応容器数nを112、反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数Xを3とする回転反応器の制御方法が採用されている。これは、2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、X≧3)という本発明の制御方式に含まれる。従って、本発明の制御方式においては、この従来技術を含めないようにするために、N≠221かつn≠112という条件を付帯させなければならない。
【0032】
また、特許第2908923号公報の請求項1に記載されている生化学自動分析装置では、回転反応器の反応容器の総数をN、回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、反応容器が回転反応器の外周に沿ってほぼ一周するのに必要なステップ数をP、反応容器が最初の位置からPステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数をXとしたとき、仮にP=2の場合に限定したとしても、常にX=±1に設定されているので、本発明の付帯条件、X≧3と相違し、本発明と明確に区別される。
【0033】
また、特許第2908923号公報の請求項2に記載されている生化学自動分析装置では、回転反応器の反応容器の総数をN、回転反応器の1ステップの送り反応容器数をnとしたとき、n<N/2で、nとNは互いに素という条件であるから、本発明の2n=N+Xが常にn>N/2と等価であることを考えると、本発明と明確に区別される。
【0034】
また、特開平1−127962号公報に記載されている生化学自動分析装置では、1つの反応容器が回転反応器の外周に沿ってほぼ一周するのに必要なステップ数は1に設定されており、本発明の前提条件である、1つの反応容器が回転反応器の外周に沿ってほぼ一周するのに必要なステップ数が2であることと相違し、本発明と明確に区別される。
【0035】
また、特開昭63−73155号公報に記載されている生化学自動分析装置では、回転反応器の反応容器の総数をN、回転反応器の1ステップの送り反応容器数をnとしたとき、Nは奇数で、かつ1サイクルにつき、反応容器を半回転プラス1ピッチ回転させる回転反応器を備えた場合が、請求項1に記載されている。これを、実施例に即して理解すれば、n=(N/2−0.5)+1の場合が示されていると理解できる。これは、2n=N+1であることを意味し、本願で言うところのX=1の場合に相当する。また、従来技術の中では、n=N/2+1なる回転反応器の例が挙げられているが、これは、2n=N+2であることを意味し、本願で言うところのX=2の場合に相当する。従って、これらの技術は、本発明の付帯条件、X≧3と相違し、本発明と明確に区別される。
【0036】
また、特開昭58−68670号公報の請求項1に記載されている生化学自動分析装置では、回転反応器の反応容器の総数をN、回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、反応容器が回転反応器の外周に沿ってほぼ一周するのに必要なステップ数をPとすると、n=N/P±1(ただし、Pは正の整数)で制御され、仮に本願のように、P=2にしたとすれば、2n=N±2、すなわち、X=±2となるが、本願では、常にX≧3なので、本発明と明確に区別される。
【0037】
このように、本発明は、従来技術と比較しても十分に新規性があり、特許性を主張できるものである。
【産業上の利用可能性】
【0038】
生化学自動分析装置に、広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】従来の生化学自動分析装置を示す図である。
【図2】従来の生化学自動分析装置用回転反応器の一例を示す図である。
【図3】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の一実施例を示す図である。
【図4】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の動作の一実施例を示す図である。
【図5】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その1)を示す図である。
【図6】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その2)を示す図である。
【図7】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その3)を示す図である。
【図8】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その4)を示す図である。
【図9】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その5)を示す図である。
【図10】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その6)を示す図である。
【図11】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その7)を示す図である。
【図12】本発明に係る生化学自動分析装置用回転反応器の別の実施例(その8)を示す図である。
【符号の説明】
【0040】
1…生化学自動分析装置、2…サンプル容器、3…希釈液容器、4…サンプルターンテーブル、5…希釈容器、6…希釈ターンテーブル、7…第1の試薬容器、8…第1の試薬ターンテーブル、9…第2の試薬容器、10…第2の試薬ターンテーブル10、11…反応容器、12…反応ターンテーブル(回転反応器)、13…サンプル希釈ピペット、14…サンプリングピペット、15…希釈撹拌装置、16…希釈洗浄装置、17…第1の試薬ピペット、18…第2の試薬ピペット、19…第1の反応撹拌装置、20…第2の反応撹拌装置、21…多波長光度計、22…恒温槽、23…反応容器洗浄装置、24…反応容器ホルダ、25…光源、26…光検出器、a〜o…反応容器、A…サンプル分注装置(位置)、B…第1試薬分注装置(位置)、C…第2試薬分注装置(位置)、D…検出器(光軸)、E…洗浄装置(位置)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の反応容器が周縁部に配置された回転反応器を備え、1つの反応容器が回転反応器の外周をほぼ一周するのに必要なステップ数が2であるような生化学自動分析装置において、
回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、
回転反応器の反応容器の総数をN、
反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数をX
とするとき、
計算式2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、n<N−1、X<n、N≠221かつn≠112、X≧3)で表わされる正の整数n、N、Xにより、回転反応器の回転動作が制御されることを特徴とする生化学自動分析装置。
【請求項1】
複数の反応容器が周縁部に配置された回転反応器を備え、1つの反応容器が回転反応器の外周をほぼ一周するのに必要なステップ数が2であるような生化学自動分析装置において、
回転反応器の1ステップの送り反応容器数をn、
回転反応器の反応容器の総数をN、
反応容器が最初の位置から2ステップ送り後に最初の位置からずれる反応容器本数をX
とするとき、
計算式2n=N+X(ただし、nとNは互いに素、n<N−1、X<n、N≠221かつn≠112、X≧3)で表わされる正の整数n、N、Xにより、回転反応器の回転動作が制御されることを特徴とする生化学自動分析装置。
【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2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2006−84211(P2006−84211A)
【公開日】平成18年3月30日(2006.3.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−266869(P2004−266869)
【出願日】平成16年9月14日(2004.9.14)
【出願人】(000004271)日本電子株式会社 (811)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成18年3月30日(2006.3.30)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年9月14日(2004.9.14)
【出願人】(000004271)日本電子株式会社 (811)
【Fターム(参考)】
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