自動分析装置とその液体試料の温度上昇抑制方法
【課題】音波発生手段が発生した音波によって液体試料を撹拌する際、簡単な構造で液体試料の温度上昇を簡易に抑制することが可能な自動分析装置とその液体試料の温度上昇抑制方法を提供すること。
【解決手段】検体と試薬を含む液体試料が分注される反応容器を複数保持するキュベットホイールと、音波によって液体試料を撹拌する表面弾性波素子とを備え、検体と試薬との反応液の光学的特性をもとに検体を分析する自動分析装置とその液体試料の温度上昇抑制方法。自動分析装置は、反応容器７を冷却する冷却水を保持する冷却水保持部６ｂがキュベットホイール６の各反応容器に隣接する位置に形成され、表面弾性波素子１８による液体試料の撹拌までに冷却水保持部へ冷却水を供給する分注装置を備えている。
【解決手段】検体と試薬を含む液体試料が分注される反応容器を複数保持するキュベットホイールと、音波によって液体試料を撹拌する表面弾性波素子とを備え、検体と試薬との反応液の光学的特性をもとに検体を分析する自動分析装置とその液体試料の温度上昇抑制方法。自動分析装置は、反応容器７を冷却する冷却水を保持する冷却水保持部６ｂがキュベットホイール６の各反応容器に隣接する位置に形成され、表面弾性波素子１８による液体試料の撹拌までに冷却水保持部へ冷却水を供給する分注装置を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動分析装置とその液体試料の温度上昇抑制方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動分析装置は、検体と試薬の反応液の光学的特性を測定することにより、検体中の成分濃度等を分析しており、検体と試薬の均一な反応を促進させるために検体や試薬を含む液体試料を撹拌する撹拌装置を備えている。このような撹拌装置として、液体試料を撹拌棒によって接触撹拌する撹拌装置の他に、いわゆるキャリーオーバーを回避する目的から音波発生手段が発生した音波を照射することによって非接触で撹拌する撹拌装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４８２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、音波発生手段は、駆動に伴って熱が発生する。このため、特許文献１に開示された撹拌装置は、音波発生手段が発生する熱による液体試料の温度上昇を抑制するため、音波発生手段を冷却する発熱抑制（冷却）手段を当接させて設けている。この結果、特許文献１に開示された撹拌装置は、構造が複雑になり、故障発生の要因になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、音波発生手段が発生した音波によって液体試料を撹拌する際、簡単な構造で液体の温度上昇を簡易に抑制することが可能な自動分析装置とその液体試料の温度上昇抑制方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の自動分析装置は、検体と試薬を含む液体試料が分注される反応容器を複数保持するキュベットホイールと、前記各反応容器に配置され、出射する音波によって前記液体試料を撹拌する表面弾性波素子とを備え、前記検体と前記試薬との反応液の光学的特性をもとに前記検体を分析する自動分析装置であって、前記キュベットホイールは、前記反応容器を冷却する冷却水を保持する冷却水保持部が前記各反応容器に隣接する位置に形成され、前記表面弾性波素子による前記液体試料の撹拌までに前記冷却水保持部へ冷却水を供給する冷却水供給手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の自動分析装置は、上記の発明において、前記冷却水供給手段は、前記試薬を分注する試薬分注装置又は前記検体を分注する検体分注装置を含む分注装置であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の自動分析装置は、上記の発明において、前記試薬を保持した試薬容器を収容する試薬保冷庫又は緊急検体を保持した検体容器を収容するスタット保冷庫を含む保冷庫を備え、前記冷却水は、前記保冷庫に収容された冷却水容器から前記分注装置によって前記冷却水保持部へ分注されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の自動分析装置は、上記の発明において、前記分注装置は、前記反応容器内の前記液体試料の液量に応じた量の冷却水を前記冷却水保持部へ分注することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の自動分析装置は、上記の発明において、分析終了後の前記反応容器から前記液体試料を吸引廃棄した後、洗浄液を吐出吸引して洗浄する洗浄装置を備え、前記冷却水保持部の冷却水は、前記液体試料の分析終了後、前記洗浄装置によって吸引廃棄されることを特徴とする。
【００１１】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の自動分析装置の液体試料の温度上昇抑制方法は、上記の発明において、検体と試薬を含む液体試料が分注される反応容器を複数保持するキュベットホイールと、前記各反応容器に配置され、出射する音波によって前記液体試料を撹拌する表面弾性波素子とを備え、前記検体と前記試薬との反応液の光学的特性をもとに前記検体を分析する自動分析装置の液体試料の温度上昇抑制方法であって、前記各反応容器と隣接する位置に形成された冷却水保持部へ前記液体試料の撹拌までに冷却水を分注する分注工程と、前記冷却水保持部に冷却水が分注された後、前記表面弾性波素子が出射する音波によって前記反応容器に分注される液体試料を撹拌する撹拌工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、表面弾性波素子による液体試料の撹拌までに冷却水保持部へ冷却水を供給する冷却水供給手段を備えているので、液体試料の撹拌に伴って表面弾性波素子が発熱し、この熱が反応容器に伝わっても、冷却水保持部に供給された冷却水によって反応容器が液体試料と共に冷却され、簡単な構造で液体試料の温度上昇を簡易に抑制することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の自動分析装置とその液体試料の温度上昇抑制方法にかかる実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の自動分析装置の概略構成図である。図２は、図１の自動分析装置のＡ部拡大断面図である。図３は、図２に示すＡ部におけるキュベットホイールの斜視図である。
【００１４】
自動分析装置１は、血球成分を含む血液や尿等の検体を自動分析する装置であり、図１に示すように、本体２に試薬保冷庫３，４、反応槽５、検体容器移送機構１３、検体分注装置１５、測光装置１６、洗浄装置１７、第一撹拌駆動装置２０及び第二撹拌駆動装置２３を備えており、制御部２５によって作動が制御される。
【００１５】
試薬保冷庫３，４は、上部を蓋３ａ，４ａによって覆われた内部に駆動手段によって回転される試薬トレイが配置され、内部が所定温度に保冷されている。試薬保冷庫３，４は、前記試薬トレイ上に、図１に示すように、それぞれ第一試薬の試薬容器３ｂと冷却水容器３ｃ及び第二試薬の試薬容器４ｂと冷却水容器４ｃが周方向に複数配置され、駆動手段によって回転されて試薬容器３ｂ，４ｂを周方向に搬送する。複数の試薬容器３ｂ，４ｂは、それぞれ検査項目に応じた試薬が満たされ、外面には収容した試薬の種類，ロット及び有効期限等の試薬情報を記録した情報記録媒体（図示せず）が付加されている。ここで、試薬保冷庫３，４は、蓋３ａ，４ａに試薬吸引のためのプローブ孔３ｄ，４ｄが形成されている。また、試薬保冷庫３，４の外周には、試薬容器３ｂ，４ｂ及び冷却水容器３ｃ，４ｃに貼付した情報記録媒体に記録された情報を読み取り、制御部２５へ出力する読取装置（図示せず）が設置されている。
【００１６】
反応槽５は、図１及び図２に示すように、上部を蓋５ａによって覆われるキュベットホイール６と恒温槽１０を備えている。ここで、蓋５ａには、図１に示すように、試薬や検体を反応容器７へ吐出させるためのプローブ孔５ｂと、冷却水を冷却水保持部６ｂへ吐出させるためのプローブ孔５ｃ〜５ｅが設けられている。これらのプローブ孔５ｃ〜５ｅは、プローブ孔５ｃが試薬分注装置１１による冷却水の分注に、プローブ孔５ｄが試薬分注装置１２による冷却水の分注に、それぞれ使用される。そして、プローブ孔５ｅは、検体分注装置１５による冷却水の分注に使用される。
【００１７】
キュベットホイール６は、図２及び図３に示すように、内周に歯車８ａを形成した内歯車部材８が内側に取り付けられたリング状の部材である。キュベットホイール６は、それぞれ凹溝状に成形され、反応容器７を抜き差し自在に配置する容器保持部６ａと、冷却水が分注される冷却水保持部６ｂとが周方向に沿って複数形成されている。容器保持部６ａは、半径方向外周側に形成され、冷却水保持部６ｂは、半径方向内周側の容器保持部６ａに隣接した位置に形成されている。冷却水保持部６ｂは、分注した冷却水によって反応容器７を反応容器７が保持した液体試料と共に冷却する。このため、キュベットホイール６は、容器保持部６ａと冷却水保持部６ｂとを隔てる壁の厚さを１ｍｍ以下に設定することが望ましく、冷却水保持部６ｂの容器保持部６ａと冷却水保持部６ｂとを隔てる壁を除く、恒温槽１０の環状凹部１０ｃに面する壁には断熱コーティング等の断熱処理を施す。
【００１８】
キュベットホイール６は、恒温槽１０内周上部にベアリング９を配置すると共に、内歯車部材８の歯車８ａを駆動モータの回転軸に取り付けた歯車と噛合させる。そして、キュベットホイール６は、前記駆動モータを回転させることにより、周方向に回転することによって複数の反応容器７を周方向に搬送する。このとき、キュベットホイール６は、例えば、一周期で時計方向に（１周−１反応容器）／４回転し、四周期で（１周−１反応容器）回転する。尚、キュベットホイール６は、上面に蓋５ａに形成されたピン孔５ｆに係合して蓋５ａをキュベットホイール６に対して位置決めする位置決めピン６ｃが設けられている。また、キュベットホイール６は、反応容器７を測光するための測光窓６ｄが形成されている。
【００１９】
恒温槽１０は、図２に示すように、本体１０ａの中央に周方向に延びる環状の液流路１０ｂが形成されると共に、本体１０ａの上部には環状凹部１０ｃが形成されている。恒温槽１０は、僅かな隙間をおいて環状凹部１０ｃにキュベットホイール６外周の容器保持部６ａと冷却水保持部６ｂの部分を配置し、液流路１０ｂに恒温液Ｌhを流通させることにより容器保持部６ａに配置される反応容器７を、反応容器７が保持した液体試料Ｌsと共に所定温度範囲に保温する。
【００２０】
ここで、反応容器７は、測光装置１６から出射された分析光に含まれる光の８０％以上を透過する光学的に透明な素材、例えば、耐熱ガラスを含むガラス，環状オレフィンやポリスチレン等によって四角筒状に成形されたキュベットと呼ばれる容器である。各反応容器７の底面には、図２に示すように、保持した液体試料を音波によって撹拌する表面弾性波素子１８が配置されている。
【００２１】
試薬分注装置１１，１２は、それぞれ水平面内を回動すると共に、上下方向に昇降されるアーム１１ａ，１２ａに試薬や冷却水を分注する分注プローブ１１ｂ，１２ｂが設けられている。また、試薬分注装置１１，１２は、洗浄水によって分注プローブ１１ｂ，１２ｂの内外を洗浄する洗浄槽１１ｃ、１２ｃが試薬保冷庫３，４と反応槽５との間に設けられている。そして、試薬分注装置１１，１２は、試薬保冷庫３，４の試薬容器３ｂ，４ｂから反応容器７に試薬を分注し、冷却水容器３ｃ，４ｃから冷却水保持部６ｂに冷却水を分注する。このとき、試薬分注装置１１，１２は、制御部２５の制御のもとに、表面弾性波素子１８による反応容器７に保持された液体試料の撹拌までに冷却水保持部６ｂへ冷却水を供給する。このため、試薬分注装置１１，１２は、分注プローブ１１ｂ，１２ｂの移動軌跡上にプローブ孔３ｄ，４ｄとプローブ孔５ｂ〜５ｄが位置するように配置される。
【００２２】
検体容器移送機構１３は、図１に示すように、ラックセット部１３ａ、ラック搬送路１３ｂ及びラック回収部１３ｃを有している。ラックセット部１３ａは、作業者が手作業によってラックＲをセットする。ラックＲは、検体を収容した複数の検体容器を保持する部材であり、ラックセット部１３ａにセットすると、矢印で示すようにラック搬送路１３ｂを通ってラック回収部１３ｃへ搬送される。そして、ラックＲは、ラック搬送路１３ｂ上の検体分注位置Ｐsで検体分注装置１５によって検体容器から反応槽５の反応容器７へ検体が分注される。そして、ラックセット部１３ａ、ラック搬送路１３ｂ及びラック回収部１３ｃに囲まれた中央にスタット保冷庫１４が配置されている。
【００２３】
スタット保冷庫１４は、緊急検体を収容して反応容器７へ供給するために所定温度に保冷する保冷庫であり、上部を蓋１４ａによって覆われた内部に駆動手段によって回転される容器トレイが配置されている。スタット保冷庫１４は、前記容器トレイ上に、図１に示すように、それぞれ緊急検体を保持した検体容器１４ｂと冷却水を保持した冷却水容器１４ｃが配置されている。このとき、検体容器１４ｂは、前記容器トレイの回転中心の同心円に配置されている。また、スタット保冷庫１４は、蓋１４ａに形成されたプローブ孔１４ｄを使用して検体容器１４ｂから検体を反応容器７へ分注し、プローブ孔１４ｅを使用して冷却水容器１４ｃから冷却水保持部６ｂへ冷却水を分注する。
【００２４】
検体分注装置１５は、図１に示すように、アーム１５ａに検体を分注する分注プローブ１５ｂが設けられている。検体分注装置１５は、ラック搬送路１３ｂを搬送されるラックＲに保持された検体容器から反応容器７へ検体を分注する。アーム１５ａは、駆動機構によって昇降駆動と回動駆動される支柱に支持されている。このため、検体分注装置１５は、洗浄水によって分注プローブ１５ｂの内外を洗浄する洗浄槽１５ｃが検体容器移送機構１３と反応槽５との間に設けられると共に、分注プローブ１５ｂの移動軌跡上にプローブ孔５ｂ，５ｅ、検体分注位置Ｐs、プローブ孔１４ｄ，１４ｅ及び洗浄槽１５ｃが配置される。このとき、検体分注装置１５は、制御部２５の制御のもとに、表面弾性波素子１８による反応容器７に保持された液体試料の撹拌までに冷却水保持部６ｂへ冷却水を供給する。
【００２５】
測光装置１６は、反応容器７内の液体試料に分析光を透過させて光学的特性（吸光度）を測定する装置であり、制御部２５と接続されている。
【００２６】
洗浄装置１７は、反応容器７内の液体試料を吸引する吸引ノズルと、希釈洗剤又は洗浄水を吐出する吐出ノズルを有する複数組のノズル群と、反応容器７内の洗浄水を吸引する吸引ノズルと、乾燥空気を吐出して反応容器７内を乾燥させる空気ノズルを有している。洗浄装置１７は、反応容器７内の液体試料を吸引し、希釈洗剤又は洗浄水の吐出と希釈洗剤又は洗浄水の吸引を複数回繰り返すことにより反応容器７を洗浄した後、乾燥空気によって反応容器７内を乾燥させる。また、洗浄装置１７は、各反応容器７における分析終了後、キュベットホイール６の反応容器７を配置する容器保持部６ａに隣接した位置に形成された冷却水保持部６ｂ内の冷却水を吸引して廃棄する際にも使用される。
【００２７】
第一撹拌駆動装置２０及び第二撹拌駆動装置２３は、表面弾性波素子１８を駆動して音波を出射させ、この音波によって検体と試薬とを撹拌する。第一撹拌駆動装置２０及び第二撹拌駆動装置２３は、構成が同一であるので、第一撹拌駆動装置２０について説明し、第二撹拌駆動装置２３は同一の構成要素に同一の符号を使用する。
【００２８】
第一撹拌駆動装置２０は、図４に示すように、駆動回路２１及び駆動制御部２２を有している。
【００２９】
ここで、第一撹拌駆動装置２０によって駆動される表面弾性波素子１８を説明すると、表面弾性波素子１８は、エポキシ樹脂或いはジェル等の音響整合層を介して反応容器７の底面に配置される。表面弾性波素子１８は、図５に示すように、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）等からなる圧電基板１８ａ上に櫛歯状電極（ＩＤＴ）からなる振動子１８ｂ、バスバー１８ｃ及び端子１８ｄが形成されている。バスバー１８ｃは、圧電基板１８ａの一方の面から、他方の面に延びて振動子１８ｂと端子１８ｄとの間を接続している。表面弾性波素子１８は、振動子１８ｂを反応容器７の底面に配置され、表面弾性波を出射する。但し、表面弾性波素子１８は、振動子１８ｂ、バスバー１８ｃ及び端子１８ｄを圧電基板１８ａの一方の面に形成し、他方の面を反応容器７の底面に当接させて配置することにより、バルク波によって液体試料を撹拌するようにしてもよい。
【００３０】
駆動回路２１は、駆動制御部２２からの制御信号に基づいて発振周波数を変更可能な発振回路を有しており、数十ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ程度の高周波電力を表面弾性波素子１８へ出力する。ここで、表面弾性波素子１８と駆動回路２１との間は、キュベットホイール６が回転しても電力が電送されるように、接触電極Ｅを介して接続されている。
【００３１】
駆動制御部２２は、駆動回路２１の作動を制御し、表面弾性波素子１８による液体試料の撹拌動作を制御する。駆動制御部２２は、例えば、表面弾性波素子１８が発する音波の特性（周波数，強度，位相等）、波形（正弦波，三角波，矩形波，バースト波等）或いは変調（振幅変調，周波数変調等）等を制御する。また、駆動制御部２２は、内蔵したタイマに従って駆動回路２１が発振する発振信号の周波数を切り替えることができる。
【００３２】
制御部２５は、例えば、マイクロコンピュータ等が使用される。制御部２５は、試薬保冷庫３，４、反応槽５、試薬分注装置１１，１２、検体容器移送機構１３、検体分注装置１５、測光装置１６、洗浄装置１７、撹拌駆動装置２０，２３、入力部２６及び出力部２７等と接続され、これら各部の作動を制御する。制御部２５は、測光装置１６が測定した光学的特性（吸光度）をもとに検体に含まれる特定成分の濃度等を算出する。
【００３３】
このとき、自動分析装置１は、制御部２５から入力される分析項目や分析条件に基づいて試薬分注装置１１，１２及び検体分注装置１５が反応容器７に分注する試薬や検体を含む液体試料の液量（分注量）と、その液量で表面弾性波素子１８を駆動して撹拌した際の液体試料の初期温度と上昇温度の関係を測定しておく。そして、測定した液体試料の液量（分注量）と上昇温度の関係から液体試料の液温を所定温度範囲（３７℃±α）に保持するのに必要な冷却水の水量を計算し、予め制御部２５に液体試料の液量（分注量）と冷却水の水量との関係式又はテーブルとして記憶させておく。制御部２５は、分析の際に試薬分注装置１１，１２及び検体分注装置１５へ入力する試薬や検体の分注量と冷却水の水量との関係をもとに、反応容器７が保持する試薬や検体を含む液体試料の液量に応じた量の冷却水を冷却水保持部６ｂへ分注するよう試薬分注装置１１，１２及び検体分注装置１５に制御信号を出力する。
【００３４】
入力部２６は、制御部２５へ検査項目や検体の分注手順等に関する入力操作を行う部分であり、例えば、キーボードやマウス等が使用される。出力部２７は、分析内容、分析結果或いは警報等を表示する部分であり、ディスプレイパネル等が使用される。この他、出力部２７は、分析結果を一覧表等にしてプリントアウトするプリンタ（図示せず）を備えている。
【００３５】
以上のように構成される自動分析装置１は、回転するキュベットホイール６によって周方向に沿って搬送されてくる複数の反応容器７に試薬分注装置１１が試薬容器３ｂから第一試薬を順次分注する。第一試薬が分注された反応容器７は、検体分注装置１５によってラックＲに保持された複数の検体容器から順次検体が分注される。
【００３６】
検体が分注された反応容器７は、キュベットホイール６が停止する都度、第一撹拌駆動装置２０によって第一試薬と検体が撹拌されて反応する。第一試薬と検体が撹拌された反応容器７は、試薬分注装置１２によって試薬容器４ｂから第二試薬が順次反応液へ分注された後、キュベットホイール６の停止時に第二撹拌駆動装置２３によって撹拌され、更なる反応が促進される。
【００３７】
次いで、キュベットホイール６が再び回転すると、キュベットホイール６は、反応容器７が測光装置１６に対して順次相対移動し、反応容器７が測光装置１６を通過する。これにより、測光装置１６が制御部２５に測光光量に対応した測定信号を波長ごとに出力する。
【００３８】
制御部２５は、測光装置１６から入力される測光量に対応した測定信号をもとに各反応容器７内の液体試料の波長ごとの吸光度を求め、検体に含まれる特定成分の濃度等を算出する。この際、制御部２５は、特定成分の濃度等の分析結果を記憶し、分析結果を出力部２７に表示する。また、反応容器７は、第一試薬の分注後、反応終了後までの間に合計３６の測定点で測光装置１６によって測光される。このようにして、分析が終了した反応容器７は、洗浄装置１７によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。
【００３９】
このとき、自動分析装置１は、液体試料の温度上昇抑制方法によって反応容器７が保持している液体試料の温度上昇が抑制される。以下、本発明の自動分析装置の液体試料の温度上昇抑制方法を図６に示すフローチャートを参照して説明する。ここで、自動分析装置１においては、複数の反応容器７のそれぞれにおいて異なる処理が並行して実行される。このため、図６に示すフローチャートは、説明を簡略化するため、１つの反応容器７について説明し、各ステップの間に存在するキュベットホイール６が回転するステップを省略して説明している。
【００４０】
制御部２５は、試薬分注装置１１に第一試薬を反応容器７へ分注させる（ステップＳ１００）。次に、制御部２５は、検体分注装置１５に検体を反応容器７へ分注させる（ステップＳ１０２）。このとき、反応容器７内の第一試薬と検体とを含む液体試料Ｌsの量を図７に示す。
【００４１】
次いで、制御部２５は、検体分注装置１５に冷却水を反応容器７と隣接する位置にある冷却水保持部６ｂに分注させる（ステップＳ１０４）。このとき、検体分注装置１５は、スタット保冷庫１４内の冷却水容器１４ｃから冷却水を分注する。検体分注装置１５は、分注された第一試薬と検体の分注量をもとに制御部２５から出力される制御信号に応じて第一試薬と検体の分注量に対応した量の冷却水Ｗcを分注する（図８参照）。その後、制御部２５は、第一撹拌駆動装置２０に制御信号を出力し、駆動制御部２２の制御のもとに表面弾性波素子１８を駆動し、反応容器７内の第一試薬と検体を撹拌させる（ステップＳ１０６）。
【００４２】
このとき、撹拌に伴って表面弾性波素子１８が発熱し、この熱が反応容器７へ伝わる。しかし、反応容器７は、隣接する冷却水保持部６ｂに冷却水が分注され、冷却水保持部６ｂ側から冷却されている。このため、反応容器７は、表面弾性波素子１８から伝わる熱が冷却水保持部６ｂ側へと流れ、冷却水内の第一試薬と検体の反応液の温度上昇が抑えられる。
【００４３】
次に、制御部２５は、試薬分注装置１２に第二試薬を反応容器７へ分注させる（ステップＳ１０８）。これにより、反応容器７は、図９に示すように、液体試料Ｌsの量が増加する。次いで、制御部２５は、冷却水保持部６ｂに冷却水を追加分注させる（ステップＳ１１０）。これにより、冷却水保持部６ｂには、第二試薬の分注量に対応した量の冷却水が分注され、冷却水の水位が図１０に示す位置まで上昇する。
【００４４】
このとき、冷却水を追加分注するのは、分注対象の冷却水保持部６ｂの位置がプローブ孔５ｃ〜５ｅの位置に一致し、或いはキュベットホイール６を回転させて一致させることができれば、試薬分注装置１１，１２又は検体分注装置１５のどれから分注してもよい。また、冷却水保持部６ｂへ分注することによって冷却水が減少した場合、冷却水容器３ｃ，４ｃ，１４ｃには、それぞれ試薬分注装置１１，１２や検体分注装置１５が使用している分注プローブ１１ｂ，１２ｂ，１５ｂから内洗水を補充し、冷却水とする。
【００４５】
その後、制御部２５は、第二撹拌駆動装置２３に制御信号を出力し、駆動制御部２２の制御のもとに表面弾性波素子１８を駆動し、反応容器７内の反応液と第二試薬とを撹拌させる（ステップＳ１１２）。そして、このようにして試薬と検体との反応が終了後、制御部２５は、測光装置１６から入力される測定信号をもとに算出した吸光度から、制御部２５は、検体に含まれる特定成分の濃度等を分析結果として算出する（ステップＳ１１４）。
【００４６】
次に、制御部２５は、洗浄部１７に反応容器７を洗浄させ（ステップＳ１１６）、冷却水保持部６ｂ内の冷却水を吸引廃棄させる（ステップＳ１１８）。次いで、制御部２５は、洗浄部１７に反応容器７を乾燥させる（ステップＳ１２０）。
【００４７】
その後、制御部２５は、総ての反応容器７の分析が終了したか否かを判定する（ステップＳ１２２）。このとき、制御部２５は、入力部２６から入力される分析依頼をもとに判定する。判定の結果、分析が終了していない場合（ステップＳ１２２，Ｎｏ）、制御部２５は、ステップＳ１００へ戻る。一方、分析が終了している場合（ステップＳ１２２，Ｙｅｓ）、制御部２５は、自動分析装置の液体試料の温度上昇抑制方法を終了する。
【００４８】
（実施例１）
ここで、本発明による液体試料の温度抑制効果を確認するため、自動分析装置１において、反応容器７に第一試薬と検体とを分注して液体試料の容量を１８０μＬとし、反応容器７に隣接する冷却水保持部６ｂに同量の冷却水を分注した後、反応容器７内の液体試料を第一撹拌駆動装置２０で表面弾性波素子１８を駆動して撹拌した。次に、第一試薬と検体の反応液に更に第二試薬を１００μＬ分注し、冷却水保持部６ｂに同量の冷却水を追加分注した後、反応容器７内の液体試料を第二撹拌駆動装置２３で表面弾性波素子１８を駆動して撹拌した。
【００４９】
このとき、赤外線温度計を使用し、第一試薬の分注後、反応終了後までの合計３６の測光点（Ｐ0〜Ｐ35）で測光と併せて反応容器７内の液体試料の温度を測定した。温度の測定結果を実施例１として図１１に示す。図１１において、反応容器７内の液体試料は、測光点Ｐ0〜Ｐ1の間に第一撹拌駆動装置２０が駆動した表面弾性波素子１８によって撹拌され、測光点Ｐ19〜Ｐ20の間に第二撹拌駆動装置２３が駆動した表面弾性波素子１８によって撹拌されている。
【００５０】
（比較例１，２）
一方、比較のため、冷却水保持部６ｂに冷却水を分注せずに合計３６の測光点（Ｐ0〜Ｐ35）で実施例１と同様に測定した反応容器７内の液体試料の温度測定結果を図１１に比較例１として示す。また、冷却水保持部６ｂには冷却水を分注せず、反応容器７に第一試薬と検体とを分注した容量８０μＬの液体試料を第一撹拌駆動装置２０で表面弾性波素子１８を駆動して撹拌し、更に第二試薬を１５μＬ分注した液体試料を第二撹拌駆動装置２３で表面弾性波素子１８を駆動して撹拌した際の実施例１と同様に測定した反応容器７内の液体試料の温度測定結果を図１１に比較例２として示す。
【００５１】
表面弾性波素子１８によって撹拌した場合、自動分析装置１は、表面弾性波素子１８が発熱しても、冷却水保持部６ｂに分注した冷却水によって反応容器７を冷却する。このため、本発明方法によれば、簡単な構造でありながら、図１１に示すように、反応容器７に保持された液体試料の温度上昇を簡易に抑制し、液体試料の温度を所定温度に保持することができる。このため、自動分析装置１は、信頼性の高い分析結果を得ることができる。しかし、冷却水保持部６ｂに分注した冷却水によって反応容器７を冷却しないと、表面弾性波素子１８による撹拌の際に、反応容器７内の液体試料の温度が、所定温度範囲を簡単に超えてしまい、測定結果の信頼性に不安がある。
【００５２】
また、自動分析装置１は、音波発生素子１８を冷却する発熱抑制（冷却）手段を設けず、冷却水保持部６ｂに分注した冷却水によって反応容器７を簡易に冷却するので、反応槽５の構造が簡単になり、故障発生の要因になるという問題が回避されるほか、製造コストを低減することができるという利点を有している。
【００５３】
尚、上記実施の形態は、冷却水保持部６ｂに分注した冷却水を洗浄装置１７によって吸引して廃棄した。しかし、冷却水保持部６ｂに分注した冷却水は、試薬分注装置１１，１２の分注プローブ１１ｂ，１２ｂによって吸引し、洗浄槽１１ｃ、１２ｃへ廃棄し、又は検体分注装置１５の分注プローブ１５ｂによって吸引し、洗浄槽１５ｃへ廃棄してもよい。
【００５４】
また、冷却水保持部へ冷却水を供給する冷却水供給手段は、試薬分注装置１１，１２、検体分注装置１５又は洗浄装置１７とは別に設けてもよく、この場合、冷却水保持部から冷却水を廃棄する手段を冷却水供給手段と一体に設けても、或いは冷却水供給手段と別個に設けてもよい。
【００５５】
更に、上記実施の形態は、検体が試験管形状の容器に保持されている場合について説明した。しかし、検体は、例えば、マイクロプレートに保持されていてもよい。この場合、検体を分注する検体分注装置１５は、アーム１５ａが伸縮するか、屈曲する構成とする。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の自動分析装置の概略構成図である。
【図２】図１の自動分析装置のＡ部拡大断面図である。
【図３】図２に示すＡ部におけるキュベットホイールの斜視図である。
【図４】図１の自動分析装置において反応容器内の液体試料を撹拌する表面弾性波素子を駆動する撹拌駆動装置の概略構成図である。
【図５】表面弾性波素子の構造を拡大して示す斜視図である。
【図６】本発明の自動分析装置の液体試料の温度上昇抑制方法を説明するフローチャートである。
【図７】図２に示す反応容器に第一試薬と検体とを含む液体試料を分注した状態を示す図である。
【図８】冷却水保持部に第一試薬と検体の分注量に対応した量の冷却水を分注した状態を示す図である。
【図９】図７に示す反応容器に第二試薬を分注した状態を示す図である。
【図１０】図８に示す冷却水保持部に冷却水を追加分注した状態を示す図である。
【図１１】実施例１及び比較例１，２の結果を示す反応容器内の液体試料の温度変化図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 自動分析装置
２ 本体
３，４ 試薬保冷庫
３ａ，４ａ 蓋
３ｂ，４ｂ 試薬容器
３ｃ，４ｃ 冷却水容器
３ｄ，４ｄ プローブ孔
５ 反応槽
５ａ 蓋
５ｂ〜５ｅ プローブ孔
５ｆ ピン孔
６ キュベットホイール
６ａ 容器保持部
６ｂ 冷却水保持部
６ｃ 位置決めピン
６ｄ 測光窓
７ 反応容器
８ 内歯車部材
９ ベアリング
１０ 恒温槽
１０ａ 本体
１０ｂ 液流路
１０ｃ 環状凹部
１１，１２ 試薬分注装置
１３ 検体容器移送機構
１４ スタット保冷庫
１４ａ 蓋
１４ｂ 検体容器
１４ｃ 冷却水容器
１４ｄ，１４ｅ プローブ孔
１５ 検体分注装置
１６ 測光装置
１７ 洗浄装置
１８ 表面弾性波素子
２０ 第一撹拌駆動装置
２１ 駆動回路
２２ 駆動制御部
２３ 第二撹拌駆動装置
２５ 制御部
２６ 入力部
２７ 出力部
Ｅ 接触電極
Ｌh 恒温液
Ｌs 液体試料
Ｒ ラック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動分析装置とその液体試料の温度上昇抑制方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動分析装置は、検体と試薬の反応液の光学的特性を測定することにより、検体中の成分濃度等を分析しており、検体と試薬の均一な反応を促進させるために検体や試薬を含む液体試料を撹拌する撹拌装置を備えている。このような撹拌装置として、液体試料を撹拌棒によって接触撹拌する撹拌装置の他に、いわゆるキャリーオーバーを回避する目的から音波発生手段が発生した音波を照射することによって非接触で撹拌する撹拌装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４８２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、音波発生手段は、駆動に伴って熱が発生する。このため、特許文献１に開示された撹拌装置は、音波発生手段が発生する熱による液体試料の温度上昇を抑制するため、音波発生手段を冷却する発熱抑制（冷却）手段を当接させて設けている。この結果、特許文献１に開示された撹拌装置は、構造が複雑になり、故障発生の要因になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、音波発生手段が発生した音波によって液体試料を撹拌する際、簡単な構造で液体の温度上昇を簡易に抑制することが可能な自動分析装置とその液体試料の温度上昇抑制方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の自動分析装置は、検体と試薬を含む液体試料が分注される反応容器を複数保持するキュベットホイールと、前記各反応容器に配置され、出射する音波によって前記液体試料を撹拌する表面弾性波素子とを備え、前記検体と前記試薬との反応液の光学的特性をもとに前記検体を分析する自動分析装置であって、前記キュベットホイールは、前記反応容器を冷却する冷却水を保持する冷却水保持部が前記各反応容器に隣接する位置に形成され、前記表面弾性波素子による前記液体試料の撹拌までに前記冷却水保持部へ冷却水を供給する冷却水供給手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の自動分析装置は、上記の発明において、前記冷却水供給手段は、前記試薬を分注する試薬分注装置又は前記検体を分注する検体分注装置を含む分注装置であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の自動分析装置は、上記の発明において、前記試薬を保持した試薬容器を収容する試薬保冷庫又は緊急検体を保持した検体容器を収容するスタット保冷庫を含む保冷庫を備え、前記冷却水は、前記保冷庫に収容された冷却水容器から前記分注装置によって前記冷却水保持部へ分注されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の自動分析装置は、上記の発明において、前記分注装置は、前記反応容器内の前記液体試料の液量に応じた量の冷却水を前記冷却水保持部へ分注することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の自動分析装置は、上記の発明において、分析終了後の前記反応容器から前記液体試料を吸引廃棄した後、洗浄液を吐出吸引して洗浄する洗浄装置を備え、前記冷却水保持部の冷却水は、前記液体試料の分析終了後、前記洗浄装置によって吸引廃棄されることを特徴とする。
【００１１】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の自動分析装置の液体試料の温度上昇抑制方法は、上記の発明において、検体と試薬を含む液体試料が分注される反応容器を複数保持するキュベットホイールと、前記各反応容器に配置され、出射する音波によって前記液体試料を撹拌する表面弾性波素子とを備え、前記検体と前記試薬との反応液の光学的特性をもとに前記検体を分析する自動分析装置の液体試料の温度上昇抑制方法であって、前記各反応容器と隣接する位置に形成された冷却水保持部へ前記液体試料の撹拌までに冷却水を分注する分注工程と、前記冷却水保持部に冷却水が分注された後、前記表面弾性波素子が出射する音波によって前記反応容器に分注される液体試料を撹拌する撹拌工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、表面弾性波素子による液体試料の撹拌までに冷却水保持部へ冷却水を供給する冷却水供給手段を備えているので、液体試料の撹拌に伴って表面弾性波素子が発熱し、この熱が反応容器に伝わっても、冷却水保持部に供給された冷却水によって反応容器が液体試料と共に冷却され、簡単な構造で液体試料の温度上昇を簡易に抑制することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の自動分析装置とその液体試料の温度上昇抑制方法にかかる実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の自動分析装置の概略構成図である。図２は、図１の自動分析装置のＡ部拡大断面図である。図３は、図２に示すＡ部におけるキュベットホイールの斜視図である。
【００１４】
自動分析装置１は、血球成分を含む血液や尿等の検体を自動分析する装置であり、図１に示すように、本体２に試薬保冷庫３，４、反応槽５、検体容器移送機構１３、検体分注装置１５、測光装置１６、洗浄装置１７、第一撹拌駆動装置２０及び第二撹拌駆動装置２３を備えており、制御部２５によって作動が制御される。
【００１５】
試薬保冷庫３，４は、上部を蓋３ａ，４ａによって覆われた内部に駆動手段によって回転される試薬トレイが配置され、内部が所定温度に保冷されている。試薬保冷庫３，４は、前記試薬トレイ上に、図１に示すように、それぞれ第一試薬の試薬容器３ｂと冷却水容器３ｃ及び第二試薬の試薬容器４ｂと冷却水容器４ｃが周方向に複数配置され、駆動手段によって回転されて試薬容器３ｂ，４ｂを周方向に搬送する。複数の試薬容器３ｂ，４ｂは、それぞれ検査項目に応じた試薬が満たされ、外面には収容した試薬の種類，ロット及び有効期限等の試薬情報を記録した情報記録媒体（図示せず）が付加されている。ここで、試薬保冷庫３，４は、蓋３ａ，４ａに試薬吸引のためのプローブ孔３ｄ，４ｄが形成されている。また、試薬保冷庫３，４の外周には、試薬容器３ｂ，４ｂ及び冷却水容器３ｃ，４ｃに貼付した情報記録媒体に記録された情報を読み取り、制御部２５へ出力する読取装置（図示せず）が設置されている。
【００１６】
反応槽５は、図１及び図２に示すように、上部を蓋５ａによって覆われるキュベットホイール６と恒温槽１０を備えている。ここで、蓋５ａには、図１に示すように、試薬や検体を反応容器７へ吐出させるためのプローブ孔５ｂと、冷却水を冷却水保持部６ｂへ吐出させるためのプローブ孔５ｃ〜５ｅが設けられている。これらのプローブ孔５ｃ〜５ｅは、プローブ孔５ｃが試薬分注装置１１による冷却水の分注に、プローブ孔５ｄが試薬分注装置１２による冷却水の分注に、それぞれ使用される。そして、プローブ孔５ｅは、検体分注装置１５による冷却水の分注に使用される。
【００１７】
キュベットホイール６は、図２及び図３に示すように、内周に歯車８ａを形成した内歯車部材８が内側に取り付けられたリング状の部材である。キュベットホイール６は、それぞれ凹溝状に成形され、反応容器７を抜き差し自在に配置する容器保持部６ａと、冷却水が分注される冷却水保持部６ｂとが周方向に沿って複数形成されている。容器保持部６ａは、半径方向外周側に形成され、冷却水保持部６ｂは、半径方向内周側の容器保持部６ａに隣接した位置に形成されている。冷却水保持部６ｂは、分注した冷却水によって反応容器７を反応容器７が保持した液体試料と共に冷却する。このため、キュベットホイール６は、容器保持部６ａと冷却水保持部６ｂとを隔てる壁の厚さを１ｍｍ以下に設定することが望ましく、冷却水保持部６ｂの容器保持部６ａと冷却水保持部６ｂとを隔てる壁を除く、恒温槽１０の環状凹部１０ｃに面する壁には断熱コーティング等の断熱処理を施す。
【００１８】
キュベットホイール６は、恒温槽１０内周上部にベアリング９を配置すると共に、内歯車部材８の歯車８ａを駆動モータの回転軸に取り付けた歯車と噛合させる。そして、キュベットホイール６は、前記駆動モータを回転させることにより、周方向に回転することによって複数の反応容器７を周方向に搬送する。このとき、キュベットホイール６は、例えば、一周期で時計方向に（１周−１反応容器）／４回転し、四周期で（１周−１反応容器）回転する。尚、キュベットホイール６は、上面に蓋５ａに形成されたピン孔５ｆに係合して蓋５ａをキュベットホイール６に対して位置決めする位置決めピン６ｃが設けられている。また、キュベットホイール６は、反応容器７を測光するための測光窓６ｄが形成されている。
【００１９】
恒温槽１０は、図２に示すように、本体１０ａの中央に周方向に延びる環状の液流路１０ｂが形成されると共に、本体１０ａの上部には環状凹部１０ｃが形成されている。恒温槽１０は、僅かな隙間をおいて環状凹部１０ｃにキュベットホイール６外周の容器保持部６ａと冷却水保持部６ｂの部分を配置し、液流路１０ｂに恒温液Ｌhを流通させることにより容器保持部６ａに配置される反応容器７を、反応容器７が保持した液体試料Ｌsと共に所定温度範囲に保温する。
【００２０】
ここで、反応容器７は、測光装置１６から出射された分析光に含まれる光の８０％以上を透過する光学的に透明な素材、例えば、耐熱ガラスを含むガラス，環状オレフィンやポリスチレン等によって四角筒状に成形されたキュベットと呼ばれる容器である。各反応容器７の底面には、図２に示すように、保持した液体試料を音波によって撹拌する表面弾性波素子１８が配置されている。
【００２１】
試薬分注装置１１，１２は、それぞれ水平面内を回動すると共に、上下方向に昇降されるアーム１１ａ，１２ａに試薬や冷却水を分注する分注プローブ１１ｂ，１２ｂが設けられている。また、試薬分注装置１１，１２は、洗浄水によって分注プローブ１１ｂ，１２ｂの内外を洗浄する洗浄槽１１ｃ、１２ｃが試薬保冷庫３，４と反応槽５との間に設けられている。そして、試薬分注装置１１，１２は、試薬保冷庫３，４の試薬容器３ｂ，４ｂから反応容器７に試薬を分注し、冷却水容器３ｃ，４ｃから冷却水保持部６ｂに冷却水を分注する。このとき、試薬分注装置１１，１２は、制御部２５の制御のもとに、表面弾性波素子１８による反応容器７に保持された液体試料の撹拌までに冷却水保持部６ｂへ冷却水を供給する。このため、試薬分注装置１１，１２は、分注プローブ１１ｂ，１２ｂの移動軌跡上にプローブ孔３ｄ，４ｄとプローブ孔５ｂ〜５ｄが位置するように配置される。
【００２２】
検体容器移送機構１３は、図１に示すように、ラックセット部１３ａ、ラック搬送路１３ｂ及びラック回収部１３ｃを有している。ラックセット部１３ａは、作業者が手作業によってラックＲをセットする。ラックＲは、検体を収容した複数の検体容器を保持する部材であり、ラックセット部１３ａにセットすると、矢印で示すようにラック搬送路１３ｂを通ってラック回収部１３ｃへ搬送される。そして、ラックＲは、ラック搬送路１３ｂ上の検体分注位置Ｐsで検体分注装置１５によって検体容器から反応槽５の反応容器７へ検体が分注される。そして、ラックセット部１３ａ、ラック搬送路１３ｂ及びラック回収部１３ｃに囲まれた中央にスタット保冷庫１４が配置されている。
【００２３】
スタット保冷庫１４は、緊急検体を収容して反応容器７へ供給するために所定温度に保冷する保冷庫であり、上部を蓋１４ａによって覆われた内部に駆動手段によって回転される容器トレイが配置されている。スタット保冷庫１４は、前記容器トレイ上に、図１に示すように、それぞれ緊急検体を保持した検体容器１４ｂと冷却水を保持した冷却水容器１４ｃが配置されている。このとき、検体容器１４ｂは、前記容器トレイの回転中心の同心円に配置されている。また、スタット保冷庫１４は、蓋１４ａに形成されたプローブ孔１４ｄを使用して検体容器１４ｂから検体を反応容器７へ分注し、プローブ孔１４ｅを使用して冷却水容器１４ｃから冷却水保持部６ｂへ冷却水を分注する。
【００２４】
検体分注装置１５は、図１に示すように、アーム１５ａに検体を分注する分注プローブ１５ｂが設けられている。検体分注装置１５は、ラック搬送路１３ｂを搬送されるラックＲに保持された検体容器から反応容器７へ検体を分注する。アーム１５ａは、駆動機構によって昇降駆動と回動駆動される支柱に支持されている。このため、検体分注装置１５は、洗浄水によって分注プローブ１５ｂの内外を洗浄する洗浄槽１５ｃが検体容器移送機構１３と反応槽５との間に設けられると共に、分注プローブ１５ｂの移動軌跡上にプローブ孔５ｂ，５ｅ、検体分注位置Ｐs、プローブ孔１４ｄ，１４ｅ及び洗浄槽１５ｃが配置される。このとき、検体分注装置１５は、制御部２５の制御のもとに、表面弾性波素子１８による反応容器７に保持された液体試料の撹拌までに冷却水保持部６ｂへ冷却水を供給する。
【００２５】
測光装置１６は、反応容器７内の液体試料に分析光を透過させて光学的特性（吸光度）を測定する装置であり、制御部２５と接続されている。
【００２６】
洗浄装置１７は、反応容器７内の液体試料を吸引する吸引ノズルと、希釈洗剤又は洗浄水を吐出する吐出ノズルを有する複数組のノズル群と、反応容器７内の洗浄水を吸引する吸引ノズルと、乾燥空気を吐出して反応容器７内を乾燥させる空気ノズルを有している。洗浄装置１７は、反応容器７内の液体試料を吸引し、希釈洗剤又は洗浄水の吐出と希釈洗剤又は洗浄水の吸引を複数回繰り返すことにより反応容器７を洗浄した後、乾燥空気によって反応容器７内を乾燥させる。また、洗浄装置１７は、各反応容器７における分析終了後、キュベットホイール６の反応容器７を配置する容器保持部６ａに隣接した位置に形成された冷却水保持部６ｂ内の冷却水を吸引して廃棄する際にも使用される。
【００２７】
第一撹拌駆動装置２０及び第二撹拌駆動装置２３は、表面弾性波素子１８を駆動して音波を出射させ、この音波によって検体と試薬とを撹拌する。第一撹拌駆動装置２０及び第二撹拌駆動装置２３は、構成が同一であるので、第一撹拌駆動装置２０について説明し、第二撹拌駆動装置２３は同一の構成要素に同一の符号を使用する。
【００２８】
第一撹拌駆動装置２０は、図４に示すように、駆動回路２１及び駆動制御部２２を有している。
【００２９】
ここで、第一撹拌駆動装置２０によって駆動される表面弾性波素子１８を説明すると、表面弾性波素子１８は、エポキシ樹脂或いはジェル等の音響整合層を介して反応容器７の底面に配置される。表面弾性波素子１８は、図５に示すように、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）等からなる圧電基板１８ａ上に櫛歯状電極（ＩＤＴ）からなる振動子１８ｂ、バスバー１８ｃ及び端子１８ｄが形成されている。バスバー１８ｃは、圧電基板１８ａの一方の面から、他方の面に延びて振動子１８ｂと端子１８ｄとの間を接続している。表面弾性波素子１８は、振動子１８ｂを反応容器７の底面に配置され、表面弾性波を出射する。但し、表面弾性波素子１８は、振動子１８ｂ、バスバー１８ｃ及び端子１８ｄを圧電基板１８ａの一方の面に形成し、他方の面を反応容器７の底面に当接させて配置することにより、バルク波によって液体試料を撹拌するようにしてもよい。
【００３０】
駆動回路２１は、駆動制御部２２からの制御信号に基づいて発振周波数を変更可能な発振回路を有しており、数十ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ程度の高周波電力を表面弾性波素子１８へ出力する。ここで、表面弾性波素子１８と駆動回路２１との間は、キュベットホイール６が回転しても電力が電送されるように、接触電極Ｅを介して接続されている。
【００３１】
駆動制御部２２は、駆動回路２１の作動を制御し、表面弾性波素子１８による液体試料の撹拌動作を制御する。駆動制御部２２は、例えば、表面弾性波素子１８が発する音波の特性（周波数，強度，位相等）、波形（正弦波，三角波，矩形波，バースト波等）或いは変調（振幅変調，周波数変調等）等を制御する。また、駆動制御部２２は、内蔵したタイマに従って駆動回路２１が発振する発振信号の周波数を切り替えることができる。
【００３２】
制御部２５は、例えば、マイクロコンピュータ等が使用される。制御部２５は、試薬保冷庫３，４、反応槽５、試薬分注装置１１，１２、検体容器移送機構１３、検体分注装置１５、測光装置１６、洗浄装置１７、撹拌駆動装置２０，２３、入力部２６及び出力部２７等と接続され、これら各部の作動を制御する。制御部２５は、測光装置１６が測定した光学的特性（吸光度）をもとに検体に含まれる特定成分の濃度等を算出する。
【００３３】
このとき、自動分析装置１は、制御部２５から入力される分析項目や分析条件に基づいて試薬分注装置１１，１２及び検体分注装置１５が反応容器７に分注する試薬や検体を含む液体試料の液量（分注量）と、その液量で表面弾性波素子１８を駆動して撹拌した際の液体試料の初期温度と上昇温度の関係を測定しておく。そして、測定した液体試料の液量（分注量）と上昇温度の関係から液体試料の液温を所定温度範囲（３７℃±α）に保持するのに必要な冷却水の水量を計算し、予め制御部２５に液体試料の液量（分注量）と冷却水の水量との関係式又はテーブルとして記憶させておく。制御部２５は、分析の際に試薬分注装置１１，１２及び検体分注装置１５へ入力する試薬や検体の分注量と冷却水の水量との関係をもとに、反応容器７が保持する試薬や検体を含む液体試料の液量に応じた量の冷却水を冷却水保持部６ｂへ分注するよう試薬分注装置１１，１２及び検体分注装置１５に制御信号を出力する。
【００３４】
入力部２６は、制御部２５へ検査項目や検体の分注手順等に関する入力操作を行う部分であり、例えば、キーボードやマウス等が使用される。出力部２７は、分析内容、分析結果或いは警報等を表示する部分であり、ディスプレイパネル等が使用される。この他、出力部２７は、分析結果を一覧表等にしてプリントアウトするプリンタ（図示せず）を備えている。
【００３５】
以上のように構成される自動分析装置１は、回転するキュベットホイール６によって周方向に沿って搬送されてくる複数の反応容器７に試薬分注装置１１が試薬容器３ｂから第一試薬を順次分注する。第一試薬が分注された反応容器７は、検体分注装置１５によってラックＲに保持された複数の検体容器から順次検体が分注される。
【００３６】
検体が分注された反応容器７は、キュベットホイール６が停止する都度、第一撹拌駆動装置２０によって第一試薬と検体が撹拌されて反応する。第一試薬と検体が撹拌された反応容器７は、試薬分注装置１２によって試薬容器４ｂから第二試薬が順次反応液へ分注された後、キュベットホイール６の停止時に第二撹拌駆動装置２３によって撹拌され、更なる反応が促進される。
【００３７】
次いで、キュベットホイール６が再び回転すると、キュベットホイール６は、反応容器７が測光装置１６に対して順次相対移動し、反応容器７が測光装置１６を通過する。これにより、測光装置１６が制御部２５に測光光量に対応した測定信号を波長ごとに出力する。
【００３８】
制御部２５は、測光装置１６から入力される測光量に対応した測定信号をもとに各反応容器７内の液体試料の波長ごとの吸光度を求め、検体に含まれる特定成分の濃度等を算出する。この際、制御部２５は、特定成分の濃度等の分析結果を記憶し、分析結果を出力部２７に表示する。また、反応容器７は、第一試薬の分注後、反応終了後までの間に合計３６の測定点で測光装置１６によって測光される。このようにして、分析が終了した反応容器７は、洗浄装置１７によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。
【００３９】
このとき、自動分析装置１は、液体試料の温度上昇抑制方法によって反応容器７が保持している液体試料の温度上昇が抑制される。以下、本発明の自動分析装置の液体試料の温度上昇抑制方法を図６に示すフローチャートを参照して説明する。ここで、自動分析装置１においては、複数の反応容器７のそれぞれにおいて異なる処理が並行して実行される。このため、図６に示すフローチャートは、説明を簡略化するため、１つの反応容器７について説明し、各ステップの間に存在するキュベットホイール６が回転するステップを省略して説明している。
【００４０】
制御部２５は、試薬分注装置１１に第一試薬を反応容器７へ分注させる（ステップＳ１００）。次に、制御部２５は、検体分注装置１５に検体を反応容器７へ分注させる（ステップＳ１０２）。このとき、反応容器７内の第一試薬と検体とを含む液体試料Ｌsの量を図７に示す。
【００４１】
次いで、制御部２５は、検体分注装置１５に冷却水を反応容器７と隣接する位置にある冷却水保持部６ｂに分注させる（ステップＳ１０４）。このとき、検体分注装置１５は、スタット保冷庫１４内の冷却水容器１４ｃから冷却水を分注する。検体分注装置１５は、分注された第一試薬と検体の分注量をもとに制御部２５から出力される制御信号に応じて第一試薬と検体の分注量に対応した量の冷却水Ｗcを分注する（図８参照）。その後、制御部２５は、第一撹拌駆動装置２０に制御信号を出力し、駆動制御部２２の制御のもとに表面弾性波素子１８を駆動し、反応容器７内の第一試薬と検体を撹拌させる（ステップＳ１０６）。
【００４２】
このとき、撹拌に伴って表面弾性波素子１８が発熱し、この熱が反応容器７へ伝わる。しかし、反応容器７は、隣接する冷却水保持部６ｂに冷却水が分注され、冷却水保持部６ｂ側から冷却されている。このため、反応容器７は、表面弾性波素子１８から伝わる熱が冷却水保持部６ｂ側へと流れ、冷却水内の第一試薬と検体の反応液の温度上昇が抑えられる。
【００４３】
次に、制御部２５は、試薬分注装置１２に第二試薬を反応容器７へ分注させる（ステップＳ１０８）。これにより、反応容器７は、図９に示すように、液体試料Ｌsの量が増加する。次いで、制御部２５は、冷却水保持部６ｂに冷却水を追加分注させる（ステップＳ１１０）。これにより、冷却水保持部６ｂには、第二試薬の分注量に対応した量の冷却水が分注され、冷却水の水位が図１０に示す位置まで上昇する。
【００４４】
このとき、冷却水を追加分注するのは、分注対象の冷却水保持部６ｂの位置がプローブ孔５ｃ〜５ｅの位置に一致し、或いはキュベットホイール６を回転させて一致させることができれば、試薬分注装置１１，１２又は検体分注装置１５のどれから分注してもよい。また、冷却水保持部６ｂへ分注することによって冷却水が減少した場合、冷却水容器３ｃ，４ｃ，１４ｃには、それぞれ試薬分注装置１１，１２や検体分注装置１５が使用している分注プローブ１１ｂ，１２ｂ，１５ｂから内洗水を補充し、冷却水とする。
【００４５】
その後、制御部２５は、第二撹拌駆動装置２３に制御信号を出力し、駆動制御部２２の制御のもとに表面弾性波素子１８を駆動し、反応容器７内の反応液と第二試薬とを撹拌させる（ステップＳ１１２）。そして、このようにして試薬と検体との反応が終了後、制御部２５は、測光装置１６から入力される測定信号をもとに算出した吸光度から、制御部２５は、検体に含まれる特定成分の濃度等を分析結果として算出する（ステップＳ１１４）。
【００４６】
次に、制御部２５は、洗浄部１７に反応容器７を洗浄させ（ステップＳ１１６）、冷却水保持部６ｂ内の冷却水を吸引廃棄させる（ステップＳ１１８）。次いで、制御部２５は、洗浄部１７に反応容器７を乾燥させる（ステップＳ１２０）。
【００４７】
その後、制御部２５は、総ての反応容器７の分析が終了したか否かを判定する（ステップＳ１２２）。このとき、制御部２５は、入力部２６から入力される分析依頼をもとに判定する。判定の結果、分析が終了していない場合（ステップＳ１２２，Ｎｏ）、制御部２５は、ステップＳ１００へ戻る。一方、分析が終了している場合（ステップＳ１２２，Ｙｅｓ）、制御部２５は、自動分析装置の液体試料の温度上昇抑制方法を終了する。
【００４８】
（実施例１）
ここで、本発明による液体試料の温度抑制効果を確認するため、自動分析装置１において、反応容器７に第一試薬と検体とを分注して液体試料の容量を１８０μＬとし、反応容器７に隣接する冷却水保持部６ｂに同量の冷却水を分注した後、反応容器７内の液体試料を第一撹拌駆動装置２０で表面弾性波素子１８を駆動して撹拌した。次に、第一試薬と検体の反応液に更に第二試薬を１００μＬ分注し、冷却水保持部６ｂに同量の冷却水を追加分注した後、反応容器７内の液体試料を第二撹拌駆動装置２３で表面弾性波素子１８を駆動して撹拌した。
【００４９】
このとき、赤外線温度計を使用し、第一試薬の分注後、反応終了後までの合計３６の測光点（Ｐ0〜Ｐ35）で測光と併せて反応容器７内の液体試料の温度を測定した。温度の測定結果を実施例１として図１１に示す。図１１において、反応容器７内の液体試料は、測光点Ｐ0〜Ｐ1の間に第一撹拌駆動装置２０が駆動した表面弾性波素子１８によって撹拌され、測光点Ｐ19〜Ｐ20の間に第二撹拌駆動装置２３が駆動した表面弾性波素子１８によって撹拌されている。
【００５０】
（比較例１，２）
一方、比較のため、冷却水保持部６ｂに冷却水を分注せずに合計３６の測光点（Ｐ0〜Ｐ35）で実施例１と同様に測定した反応容器７内の液体試料の温度測定結果を図１１に比較例１として示す。また、冷却水保持部６ｂには冷却水を分注せず、反応容器７に第一試薬と検体とを分注した容量８０μＬの液体試料を第一撹拌駆動装置２０で表面弾性波素子１８を駆動して撹拌し、更に第二試薬を１５μＬ分注した液体試料を第二撹拌駆動装置２３で表面弾性波素子１８を駆動して撹拌した際の実施例１と同様に測定した反応容器７内の液体試料の温度測定結果を図１１に比較例２として示す。
【００５１】
表面弾性波素子１８によって撹拌した場合、自動分析装置１は、表面弾性波素子１８が発熱しても、冷却水保持部６ｂに分注した冷却水によって反応容器７を冷却する。このため、本発明方法によれば、簡単な構造でありながら、図１１に示すように、反応容器７に保持された液体試料の温度上昇を簡易に抑制し、液体試料の温度を所定温度に保持することができる。このため、自動分析装置１は、信頼性の高い分析結果を得ることができる。しかし、冷却水保持部６ｂに分注した冷却水によって反応容器７を冷却しないと、表面弾性波素子１８による撹拌の際に、反応容器７内の液体試料の温度が、所定温度範囲を簡単に超えてしまい、測定結果の信頼性に不安がある。
【００５２】
また、自動分析装置１は、音波発生素子１８を冷却する発熱抑制（冷却）手段を設けず、冷却水保持部６ｂに分注した冷却水によって反応容器７を簡易に冷却するので、反応槽５の構造が簡単になり、故障発生の要因になるという問題が回避されるほか、製造コストを低減することができるという利点を有している。
【００５３】
尚、上記実施の形態は、冷却水保持部６ｂに分注した冷却水を洗浄装置１７によって吸引して廃棄した。しかし、冷却水保持部６ｂに分注した冷却水は、試薬分注装置１１，１２の分注プローブ１１ｂ，１２ｂによって吸引し、洗浄槽１１ｃ、１２ｃへ廃棄し、又は検体分注装置１５の分注プローブ１５ｂによって吸引し、洗浄槽１５ｃへ廃棄してもよい。
【００５４】
また、冷却水保持部へ冷却水を供給する冷却水供給手段は、試薬分注装置１１，１２、検体分注装置１５又は洗浄装置１７とは別に設けてもよく、この場合、冷却水保持部から冷却水を廃棄する手段を冷却水供給手段と一体に設けても、或いは冷却水供給手段と別個に設けてもよい。
【００５５】
更に、上記実施の形態は、検体が試験管形状の容器に保持されている場合について説明した。しかし、検体は、例えば、マイクロプレートに保持されていてもよい。この場合、検体を分注する検体分注装置１５は、アーム１５ａが伸縮するか、屈曲する構成とする。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の自動分析装置の概略構成図である。
【図２】図１の自動分析装置のＡ部拡大断面図である。
【図３】図２に示すＡ部におけるキュベットホイールの斜視図である。
【図４】図１の自動分析装置において反応容器内の液体試料を撹拌する表面弾性波素子を駆動する撹拌駆動装置の概略構成図である。
【図５】表面弾性波素子の構造を拡大して示す斜視図である。
【図６】本発明の自動分析装置の液体試料の温度上昇抑制方法を説明するフローチャートである。
【図７】図２に示す反応容器に第一試薬と検体とを含む液体試料を分注した状態を示す図である。
【図８】冷却水保持部に第一試薬と検体の分注量に対応した量の冷却水を分注した状態を示す図である。
【図９】図７に示す反応容器に第二試薬を分注した状態を示す図である。
【図１０】図８に示す冷却水保持部に冷却水を追加分注した状態を示す図である。
【図１１】実施例１及び比較例１，２の結果を示す反応容器内の液体試料の温度変化図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 自動分析装置
２ 本体
３，４ 試薬保冷庫
３ａ，４ａ 蓋
３ｂ，４ｂ 試薬容器
３ｃ，４ｃ 冷却水容器
３ｄ，４ｄ プローブ孔
５ 反応槽
５ａ 蓋
５ｂ〜５ｅ プローブ孔
５ｆ ピン孔
６ キュベットホイール
６ａ 容器保持部
６ｂ 冷却水保持部
６ｃ 位置決めピン
６ｄ 測光窓
７ 反応容器
８ 内歯車部材
９ ベアリング
１０ 恒温槽
１０ａ 本体
１０ｂ 液流路
１０ｃ 環状凹部
１１，１２ 試薬分注装置
１３ 検体容器移送機構
１４ スタット保冷庫
１４ａ 蓋
１４ｂ 検体容器
１４ｃ 冷却水容器
１４ｄ，１４ｅ プローブ孔
１５ 検体分注装置
１６ 測光装置
１７ 洗浄装置
１８ 表面弾性波素子
２０ 第一撹拌駆動装置
２１ 駆動回路
２２ 駆動制御部
２３ 第二撹拌駆動装置
２５ 制御部
２６ 入力部
２７ 出力部
Ｅ 接触電極
Ｌh 恒温液
Ｌs 液体試料
Ｒ ラック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体と試薬を含む液体試料が分注される反応容器を複数保持するキュベットホイールと、前記各反応容器に配置され、出射する音波によって前記液体試料を撹拌する表面弾性波素子とを備え、前記検体と前記試薬との反応液の光学的特性をもとに前記検体を分析する自動分析装置であって、
前記キュベットホイールは、前記反応容器を冷却する冷却水を保持する冷却水保持部が前記各反応容器に隣接する位置に形成され、
前記表面弾性波素子による前記液体試料の撹拌までに前記冷却水保持部へ冷却水を供給する冷却水供給手段を備えることを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】
前記冷却水供給手段は、前記試薬を分注する試薬分注装置又は前記検体を分注する検体分注装置を含む分注装置であることを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。
【請求項３】
前記試薬を保持した試薬容器を収容する試薬保冷庫又は緊急検体を保持した検体容器を収容するスタット保冷庫を含む保冷庫を備え、
前記冷却水は、前記保冷庫に収容された冷却水容器から前記分注装置によって前記冷却水保持部へ分注されることを特徴とする請求項２に記載の自動分析装置。
【請求項４】
前記分注装置は、前記反応容器内の前記液体試料の液量に応じた量の冷却水を前記冷却水保持部へ分注することを特徴とする請求項３に記載の自動分析装置。
【請求項５】
分析終了後の前記反応容器から前記液体試料を吸引廃棄した後、洗浄液を吐出吸引して洗浄する洗浄装置を備え、
前記冷却水保持部の冷却水は、前記液体試料の分析終了後、前記洗浄装置によって吸引廃棄されることを特徴とする請求項４に記載の自動分析装置。
【請求項６】
検体と試薬を含む液体試料が分注される反応容器を複数保持するキュベットホイールと、前記各反応容器に配置され、出射する音波によって前記液体試料を撹拌する表面弾性波素子とを備え、前記検体と前記試薬との反応液の光学的特性をもとに前記検体を分析する自動分析装置の液体試料の温度上昇抑制方法であって、
前記各反応容器と隣接する位置に形成された冷却水保持部へ前記液体試料の撹拌までに冷却水を分注する分注工程と、
前記冷却水保持部に冷却水が分注された後、前記表面弾性波素子が出射する音波によって前記反応容器に分注される液体試料を撹拌する撹拌工程と、
を含むことを特徴とする自動分析装置の液体試料の温度上昇抑制方法。
【請求項１】
検体と試薬を含む液体試料が分注される反応容器を複数保持するキュベットホイールと、前記各反応容器に配置され、出射する音波によって前記液体試料を撹拌する表面弾性波素子とを備え、前記検体と前記試薬との反応液の光学的特性をもとに前記検体を分析する自動分析装置であって、
前記キュベットホイールは、前記反応容器を冷却する冷却水を保持する冷却水保持部が前記各反応容器に隣接する位置に形成され、
前記表面弾性波素子による前記液体試料の撹拌までに前記冷却水保持部へ冷却水を供給する冷却水供給手段を備えることを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】
前記冷却水供給手段は、前記試薬を分注する試薬分注装置又は前記検体を分注する検体分注装置を含む分注装置であることを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。
【請求項３】
前記試薬を保持した試薬容器を収容する試薬保冷庫又は緊急検体を保持した検体容器を収容するスタット保冷庫を含む保冷庫を備え、
前記冷却水は、前記保冷庫に収容された冷却水容器から前記分注装置によって前記冷却水保持部へ分注されることを特徴とする請求項２に記載の自動分析装置。
【請求項４】
前記分注装置は、前記反応容器内の前記液体試料の液量に応じた量の冷却水を前記冷却水保持部へ分注することを特徴とする請求項３に記載の自動分析装置。
【請求項５】
分析終了後の前記反応容器から前記液体試料を吸引廃棄した後、洗浄液を吐出吸引して洗浄する洗浄装置を備え、
前記冷却水保持部の冷却水は、前記液体試料の分析終了後、前記洗浄装置によって吸引廃棄されることを特徴とする請求項４に記載の自動分析装置。
【請求項６】
検体と試薬を含む液体試料が分注される反応容器を複数保持するキュベットホイールと、前記各反応容器に配置され、出射する音波によって前記液体試料を撹拌する表面弾性波素子とを備え、前記検体と前記試薬との反応液の光学的特性をもとに前記検体を分析する自動分析装置の液体試料の温度上昇抑制方法であって、
前記各反応容器と隣接する位置に形成された冷却水保持部へ前記液体試料の撹拌までに冷却水を分注する分注工程と、
前記冷却水保持部に冷却水が分注された後、前記表面弾性波素子が出射する音波によって前記反応容器に分注される液体試料を撹拌する撹拌工程と、
を含むことを特徴とする自動分析装置の液体試料の温度上昇抑制方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２１７０５０（Ｐ２０１０−２１７０５０Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６５２２７（Ｐ２００９−６５２２７）
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（５１０００５８８９）ベックマン コールター， インコーポレイテッド (174)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（５１０００５８８９）ベックマン コールター， インコーポレイテッド (174)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]