自動分析装置
【課題】
小型で試薬搭載数が多く、処理能力の高い自動分析装置を提供する。
【解決手段】
反応ディスクの中と外にそれぞれ試薬ディスクを設け、試薬プローブで両方の試薬ディスクからの共通の位置に吐出可能とし、それぞれの試薬ディスクにサイクルごとに複数の試薬プローブのうちの１本ずつが交互にアクセスするように構成する。また独立して回転可能な２つのアームで構成される試薬プローブにより、複数のポイントへのアクセスが可能であり、かつ複数の試薬プローブの干渉回避が可能である。
【効果】
第１試薬と第２試薬を両方の試薬ディスクに配置可能であり、装置サイズを大きくすることなく試薬搭載数を増やし、サイクルの時間を短くして処理能力が高い自動分析装置が実現可能である。
小型で試薬搭載数が多く、処理能力の高い自動分析装置を提供する。
【解決手段】
反応ディスクの中と外にそれぞれ試薬ディスクを設け、試薬プローブで両方の試薬ディスクからの共通の位置に吐出可能とし、それぞれの試薬ディスクにサイクルごとに複数の試薬プローブのうちの１本ずつが交互にアクセスするように構成する。また独立して回転可能な２つのアームで構成される試薬プローブにより、複数のポイントへのアクセスが可能であり、かつ複数の試薬プローブの干渉回避が可能である。
【効果】
第１試薬と第２試薬を両方の試薬ディスクに配置可能であり、装置サイズを大きくすることなく試薬搭載数を増やし、サイクルの時間を短くして処理能力が高い自動分析装置が実現可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は血液等の成分を自動的に分析する自動分析装置に係り、特により多くの試薬を搭載でき、かつ時間あたりの処理能力の高い自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液等の生体試料を自動的に分析し、結果を出力する自動分析装置は、患者数の多い大病院，中小病院，医院から検査を請け負い検査を行う検査センターなどにおいて効率良く分析を行うのになくてはならない装置になっている。
【０００３】
そのような自動分析装置は、コンパクトでより多種類の分析ができ、かつ処理速度の高いものが望まれており、従来種々のものが提案されている。例えば特許文献には同心円状に試薬を載置可能にした試薬ディスクを２つ設け、かつ同心円状の各試薬容器列に対応して独立して可動可能な試薬プローブを設けた自動分析装置が開示されている。すなわち、試薬ディスクを同心円状に配置することにより、試薬の搭載可能数を多くし、かつ試薬プローブを各試薬容器列に対応して独立して可動可能に設けることにより、処理速度の低下を防ごうというものである。
【０００４】
しかしこの技術によれば、１つの試薬ディスク上の試薬容器列にアクセスする複数の試薬プローブは同一の回転軸を中心にして動作するため、同一試薬ディスク上の試薬容器からの試薬は反応ディスク上の同一の分注位置にある反応容器にしか分注することができない、また、異なる試薬ディスク上の試薬容器からの試薬は反応ディスク上の異なる位置にしか分注することができず、ランダムな組み合わせの分析を高速で処理できないという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するために、特許文献２では、複数の試薬ディスクの間を結ぶレールに沿って往復動が可能であり、更にレールに直交方向に往復動可能な移動機構を有する試薬分注プローブを備えた自動分析装置が開示されている。すなわち試薬分注プローブの可動範囲を広くすることにより、アクセスできる試薬容器、および反応容器の範囲を広くすることにより自由度を向上させている。またレールに沿って往復動が可能な試薬分注プローブを複数設ける、あるいは該レールを複数設けるなどにより、処理速度の向上を図っている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１０９５７号公報
【特許文献２】特開２００４−４５１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし特許文献に記載の技術では、試薬分注プローブの動作可能範囲にレールが必要であることから、レールを支持するフレームが必要となるが、フレームには高い機械的強度が要求される。
【０００８】
特に高い処理速度が必要とされる場合には、複数の試薬分注プローブを設ける必要があるため、フレームには複数のレールを取り付けることとなり、これら複数の試薬分注プローブが同時に、かつ高速で動作することにより、特に動作の起動，停止時に発生する振動が該レールを介して他の試薬分注プローブに伝播し、試薬の飛散り，分注精度の低下などの問題が発生する。
【０００９】
これを低減するためにフレームの機械的強度を上げる必要があるが、機械的強度を増すためにはフレームが大きくなるという問題が発生する。通常、片持ちの支持方法では強度が低く、フレーム同士をつないで箱型にすることにより強度が上がるが、フレームは複数の試薬ディスクと反応容器の間を結んでいるため試薬ディスクの上空を覆う形状となってしまい、試薬ディスク内に配置される試薬の交換作業が非常に困難となる。処理能力の高い装置では試薬の消費速度も速く、試薬交換の頻度は多くなるため、試薬交換作業が行いにくいことは大きな問題となる。
【００１０】
また試薬分注プローブがレール上に配置される構造では、試薬分注プローブの可動範囲が広くなるのに比例してレールも長くする必要があり、コストアップの要因ともなる。
【００１１】
更に、複数の試薬分注プローブを設けた場合、２本の試薬分注プローブが近接した場所に同時にアクセスしたい場合など、お互いのレールが障害物となり実際には１本の試薬分注プローブしか動作できなくなるなどの制限が生じるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の課題解決手段は次の通りである。
【００１３】
複数の試薬容器を周上に配置する試薬ディスクと、複数の反応容器を周上に配置する反応ディスクと、を備え、前記試薬容器に収容された試薬と試料を前記反応容器中で反応させ、該反応を分析する機構を備えた自動分析装置において、前記試薬ディスクを複数備え、更に前記試薬容器から吸引した試薬を反応容器に吐出する試薬分注プローブを備え、前記試薬分注プローブは第１の回転軸を中心として回転動作する第１アームと前記第１アーム内に配置された第２の回転軸を中心として回転動作する第２アームで構成され、前記第１アームと前記第２アームは独立した回転動作が可能な機構を備えている。これにより、試薬分注プローブは広範囲にアクセスが可能であると同時に、試薬ディスク上空に支持構造体等の障害物が発生せず、試薬交換等のメンテナンス作業が容易に可能となる。更に、高処理能力化のためには、前記第１アームと前記第２アームが独立して回転動作が可能な試薬分注プローブは複数設けられていても良い。この場合、複数の試薬分注プローブは独立して装置に取り付け可能であるため、他の試薬分注プローブの動作により発生する振動による飛散りや分注性能の低下等の影響を受けず、安定した分注性能を確保できる。
【００１４】
また、試薬分注プローブがアクセスできる範囲は、第１アーム内にある第２アーム回転中心の軌跡上を中心とした第２アームの回転半径内であり、この範囲は第１アームと第２アームの長さのみによって決定されるため、これらの長さを変更することにより用途に応じた可動範囲を容易に設定可能である。
【００１５】
更に複数の試薬分注プローブが動作する場合において、近接する場所にアクセスする必要が生じた場合でも、第１アームと第２アームの動作タイミングをずらすことにより、お互いの干渉を避けることが可能であり、前述のレールを用いた例の場合のように、他の機構の動作に制限を受けずに性能を最大限に発揮することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上に示したように、本発明においては第１試薬と第２試薬を搭載する試薬ディスクを２つもち、１回のサイクル中にそれぞれの試薬ディスクから１本の試薬プローブでのみ試薬を吸引するので、多くの試薬を搭載し、また独立して回転可能な２つのアームで構成される試薬プローブにより、複数のポイントへのアクセスが可能であり、かつ複数の試薬プローブの干渉回避が可能であることから時間あたりの処理能力の高い自動分析装置を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１実施例の斜視図であり、図２は上面図である。
【００１８】
筐体６２上の反応ディスク３６には５４個の反応容器３５が円周上に並んでいる。反応ディスク３６の内側に試薬ディスク４２が、外側に試薬ディスク４１が配置されている。試薬ディスク４１，４２にはそれぞれ複数の試薬容器４０が円周上に載置可能である。１つの試薬容器４０には２つの試薬が入る。反応ディスク３６の近くにサンプル容器１０を載せたラック１１を移動する搬送機構１２が設置されている。試薬ディスク４１と試薬ディスク４２の間には回転及び上下動可能な試薬プローブ２０，２１，２２，２３が設置されている。試薬分注プローブの構成については後述する。
【００１９】
試薬プローブ２０，２１，２２，２３はそれぞれ試薬用ポンプ２４と接続している。反応容器３５と搬送機構１２の間には、回転及び上下動可能なサンプルプローブ１５，１６が設置されている。サンプルプローブ１５，１６はそれぞれサンプル用ポンプ１４に接続している。反応ディスク３６の周囲には、攪拌装置３０，３１，光源５０，検出光学装置５１，容器洗浄機構４５が配置されている。容器洗浄機構４５は洗浄用ポンプ４６に接続している。
【００２０】
サンプルプローブ１５，１６，試薬プローブ２０，２１，２２，２３，攪拌装置３０，３１のそれぞれの動作範囲に洗浄ポート５４が設置されている。
【００２１】
サンプル用ポンプ１４，試薬用ポンプ２４，洗浄用ポンプ４６，検出光学装置５１，反応容器３５，試薬ディスク４１，試薬プローブ２０，２１，２２，２３，サンプルプローブ１５，１６はそれぞれコントローラ６０に接続している。
【００２２】
反応ディスク３６には図３に示したようにサンプル分注位置，第１タイミング試薬分注位置，第２タイミング試薬分注位置，第３タイミング試薬分注位置，攪拌位置，測定位置，洗浄位置が決められている。また反応ディスクは定められたサイクル時間を単位として１１ピッチずつ半時計回りに回転して停止する。すなわちあるサイクルで１の位置にあった反応容器は次のサイクルでは２の位置に進む。
【００２３】
図４は本発明による試薬分注プローブの構成の一例である。
【００２４】
試薬分注プローブは水平方向と上下方向の動作の組み合わせで動作する。水平方向の動作は、第１アーム７４と第２アーム７９の回転の組み合わせで動作する。
【００２５】
第１アーム７４は、第１アーム駆動用モータ７０の回転駆動力がベルト７１によりプーリ７２に伝達され、プーリ７２と結合された中空のシャフト７３、及び第１アーム７４に伝達されることで回転動作が行われる。
【００２６】
第２アーム７９は、第２アーム駆動用モータ７５の回転駆動力がモータ７５の軸に直結され、中空のシャフト７３の中に配置されるシャフト７６に伝達され、さらにベルト７７を介して第１アーム内にあって第２アーム回転中心となるシャフト７８に伝達されることで行われる。
【００２７】
上下動作は、上下動作駆動用モータ８０の回転をプーリおよびベルト８１により直線運動に変換し、ベルト８１にスライダ８２を固定する。スライダ８２はシャフト７３に結合されており、これにより第１アームおよび第２アームが同時に上下することで実現される。
【００２８】
試薬分注プローブのアクセスできる範囲は斜線部８５の範囲である。
【００２９】
図５は本発明による試薬分注プローブの別の構成の一例である。
【００３０】
第１アーム７４の回転は前述のとおりであるが、第２アーム７９の回転では、第２アーム駆動用モータ７５は第１アーム７４の内部に配置されている点が異なる。また、上下動作は上下動作駆動用モータ８０に直結されたボールネジ８３により回転を直線運動に変換し、ボールネジのナットと結合されたスライダ８２が上下することで行われる。なお本構成例ではシャフト７３は中空である必要はないが、軽量化のためには中空であることが望ましい。
【００３１】
図４の構成例では、モータ７０，７５，８０全てが、装置のテーブルカバー上面８４より下の位置に配置されるため、モータ７０，７５，８０の配線がテーブルカバー上面８４の下に収まり外観がすっきりするという利点がある。一方図５の構成例では、第１アーム７４内に第２アーム駆動用モータ７５が配置されるため、図４におけるシャフト７６が不要となり、部品点数の削減と上下動作する部品の軽量化が図れることから上下動作駆動用モータ８０の必要トルクを小さくすることができるという利点がある。
【００３２】
また、図示しないが第２アーム駆動用モータ７５は第２アーム回転中心となるシャフト７８の上部に配置し、シャフト７８と直結する構造でもよい。この場合はベルト７７が不要となり更なる部品点数の削減が可能である。
【００３３】
この装置を用いての分析は次の手順で行われる。
【００３４】
サンプル容器１０には血液等の検査対象の試料が入れられ、ラック１１に載せられて搬送機構１２によって運ばれる。まず、サンプルプローブ１５が特定位置にあるサンプル容器１０から１番目のテストに必要な量の試料を吸引する（図２）。１番目のサイクルで、反応ディスク上１の位置にある反応容器３５にサンプルプローブ１５から所定の量の試料を吐出する。その間に試薬プローブ２０は試薬ディスク４１上の１つの試薬容器４０から、１番目のテストに対応する第１試薬を所定量吸引する（図６）。
【００３５】
２番目のサイクルでは当該反応容器は反応ディスク上２の位置に進む。ここで、試薬プローブ２０は第１試薬を所定量当該反応容器に吐出する。その間にサンプルプローブ１５は洗浄される（図７）。
【００３６】
３番目のサイクルでは、当該反応容器は反応ディスク上３の位置で、攪拌装置３０により試薬と試料が攪拌される。その間に試薬プローブ２０は洗浄される（図８）。
【００３７】
４番目のサイクルでは、当該反応容器が反応ディスク上４の位置に回転する最中に光源５０と検出光学装置５１の間を通過し、光学的な測定が行われる。反応ディスクの回転中に攪拌装置３０は洗浄ポート５４で洗浄される（図９）。
【００３８】
９番目，１４番目，１９番目，２４番目，２９番目，３４番目，３９番目のサイクルでも同様に光学的な検出が行われる。
【００３９】
１番目のテストが第２試薬を第２タイミングで分注するものである場合は、１６番目のサイクルで試薬プローブ２２が試薬ディスク４１上の試薬容器４０から第２試薬を吸引し（図１０）、１７番目のサイクルで反応ディスク上１７の位置にある当該反応容器に吐出する（図１１）。１８番目のサイクルで攪拌装置３１により反応ディスク上１８の位置にある当該反応容器内の液を攪拌する。その間に試薬プローブ２２を洗浄する（図１２）。
【００４０】
１番目のテストが第２試薬を第３タイミングで分注するものである場合は、２６番目のサイクルで試薬プローブ２２が試薬ディスク４１上の試薬容器４０から第２試薬を吸引し、２７番目のサイクルで反応ディスク上２７の位置にある当該反応容器に吐出する。２８番目のサイクルで攪拌装置３１により反応ディスク上２８の位置にある当該反応容器内の液を攪拌する。その間に試薬プローブ２２を洗浄する。
【００４１】
第２試薬を分注して攪拌してから光学的測定を繰り返した後、４４番目のサイクルおよび４９番目のサイクルで反応ディスク上４４または４９の位置で容器洗浄機構４５により当該反応容器の液を吸引して洗浄液を注入する。また、５４番目のサイクルで洗浄液を完全に吸引する。
【００４２】
検出光学装置５１で複数回行われた光学的測定結果はコントローラ６０に送られて、１番目のテストの測定項目の濃度を計算される。
【００４３】
２番目のテストは、まず１番目のサイクル中にサンプルプローブ１６で特定位置にあるサンプル容器１０から２番目のテストに必要な量の試料を吸引する（図６）。２番目のサイクルで、反応ディスク上１の位置にある反応容器３５にサンプルプローブ１６から所定の量の試料を吐出する。その間に試薬プローブ２１は試薬ディスク４２上の１つの試薬容器４０から、２番目のテストに対応する第１試薬を所定量吸引する（図７）。
【００４４】
３番目のサイクルでは当該反応容器は反応ディスク上２の位置に進む。ここで、試薬プローブ２１は第１試薬を所定量当該反応容器に吐出する。その間にサンプルプローブ１６は洗浄される（図８）。
【００４５】
４番目のサイクルでは、当該反応容器は反応ディスク上３の位置で、攪拌装置３０により試薬と試料が攪拌される。その間に試薬プローブ２１は洗浄される（図９）。
【００４６】
５番目のサイクルでは、当該反応容器が反応ディスク上４の位置に回転する最中に光源５０と検出光学装置５１の間を通過し、光学的な測定が行われる。反応ディスクの回転中に攪拌装置３０は洗浄ポート５４で洗浄される。
【００４７】
１０番目，１５番目，２０番目，２５番目，３０番目，３５番目，４０番目のサイクルでも同様に光学的な検出が行われる。
【００４８】
２番目のテストが第２試薬を第２タイミングで分注するものである場合は、１７番目のサイクルで試薬プローブ２３が試薬ディスク４２上の試薬容器４０から第２試薬を吸引し（図１１）、１８番目のサイクルで反応ディスク上１８の位置にある当該反応容器に吐出する（図１２）。１９番目のサイクルで攪拌装置３１により反応ディスク上１８の位置にある当該反応容器内の液を攪拌する。その間に試薬プローブ２３を洗浄する（図９）。
【００４９】
２番目のテストが第２試薬を第３タイミングで分注するものである場合は、２７番目のサイクルで試薬プローブ２３が試薬ディスク４２上の試薬容器４０から第２試薬を吸引し、２８番目のサイクルで反応ディスク上２７の位置にある当該反応容器に吐出する。２９番目のサイクルで攪拌装置３１により反応ディスク上２８の位置にある当該反応容器内の液を攪拌する。その間に試薬プローブ２３を洗浄する。
【００５０】
第２試薬を分注して攪拌してから光学的測定を繰り返した後、４５番目のサイクルおよび５０番目のサイクルで反応ディスク上４４または４９の位置で容器洗浄機構４５により当該反応容器の液を吸引して洗浄液を注入する。また、５５番目のサイクルで洗浄液を完全に吸引する。
【００５１】
検出光学装置５１で複数回行われた光学的測定結果はコントローラ６０に送られて、２番目のテストの測定項目の濃度を計算される。
【００５２】
３番目のテストでは、１番目のテストを同じ工程を２サイクル遅れて繰り返す。４番目のテストでは、２番目のテストと同じ工程を２サイクル遅れて繰り返す。以下順次同様の工程が繰り返され、複数のテストにおいて試料中の測定項目の濃度が分析される。
【００５３】
この実施例においては、奇数番目のサイクルにおいて試薬ディスク４１からは奇数番目のサイクルに試薬プローブ２０が、偶数番目のサイクルに試薬プローブ２２がアクセスして試薬を吸引するので、同じサイクルに２つのプローブが同時にアクセスすることがない。同様に試薬ディスク４２には奇数番目のサイクルには試薬プローブ２３が、偶数番目のサイクルには試薬プローブ２１がアクセスして試薬を吸引するので、同じサイクルに同時に２つのプローブがアクセスすることがない。従ってサイクルの時間を短くし、一定時間に分析できる数を増やすことができる。
【００５４】
また、１回のサイクル中にそれぞれの試薬ディスクから１つの試薬プローブのみが試薬を吸引するため、試薬を吸引する時間や、プローブを移動する時間を長く取ることができ、安定して精度の高い試薬分注が可能である。
【００５５】
また、２つの試薬ディスクは独立に回転可能であり、１回のサイクル中にそれぞれの試薬ディスクから１つの試薬プローブのみが試薬を吸引するため、同時に吸引する試薬の組み合わせが自由に選択でき、分析項目が不規則な組み合わせでも対応できる処理能力の高い分析が可能である。
【００５６】
また、この実施例の場合は、奇数番目のテストに用いる試薬を第１試薬，第２試薬共に試薬ディスク４１から吸引し、偶数番目のテストに用いる試薬を第１試薬，第２試薬共に試薬ディスク４２から吸引するため、同じ検査項目に用いる第１試薬と第２試薬を同じ側の試薬ディスクに入れておくことができる。そのため、試薬交換を同じ側の試薬ディスクに対して行えばよく、試薬交換の手間が省け、間違いも少なくなる。
【００５７】
また、この実施例の場合は、試薬容器４０に２つの試薬を入れておけるので、１つの検査項目に対応する第１試薬と第２試薬を１つの試薬容器４０に入れておくことができ、１度に第１試薬と第２試薬を交換できるので、試薬交換の手間が省け、間違いも少なくなる。
【００５８】
また、この実施例の場合は、反応ディスク３６上の第１タイミング試薬供給位置には偶数番目のサイクルに試薬プローブ２０が、奇数番目のサイクルに試薬プローブ２１がアクセスして第１試薬を吐出するので、１つのサイクル内に２つのプローブがアクセスすることがない。同様に、反応ディスク３６上の第２タイミング試薬供給位置および第３タイミング試薬供給位置には、奇数番目のサイクルには試薬プローブ２２、偶数番目のサイクルには試薬プローブ２３がアクセスして第２試薬を吐出するので、１つのサイクル内に２つのプローブがアクセスすることがない。また、第１タイミング試薬吐出位置と第２タイミング試薬吐出位置および第３タイミング試薬吐出位置は離れているため、それぞれの位置へのプローブのアクセスを同時に行うことができる。したがって、サイクル内に試薬の吐出に要する時間を１回分のみ取ればよく、サイクル時間を短くして、一定時間内に分析できる数を増やすことができる。
【００５９】
また、１回のサイクル内に試薬を同じ位置に１つのプローブのみが試薬を吐出するので、吐出にかけられる時間を長くでき、再現性が高く、精度の高い吐出ができる。したがって分注される試薬の量の精度が高く、精度の高い分析が可能である。
【００６０】
また、この実施例の場合は、試薬プローブ２０と試薬プローブ２３は奇数番目のサイクルに試薬を吸引して偶数番目のサイクルに試薬を吐出し、試薬プローブ２１と試薬プローブ２２は偶数番目のサイクルに試薬を吸引して奇数番目のサイクルに試薬を吐出するので、それぞれのプローブは２回のサイクルの時間の中で試薬の吸引，吐出，洗浄を行えばよく、動作時間を余裕を持たせて安定した動作をさせることができる。
【００６１】
また、それぞれの試薬プローブの動作時間を長く取れるので、プローブの移動範囲を長く取れ、その結果試薬ディスクを大きくすることができ、多くの種類の検査に必要な試薬を同時に試薬ディスクに搭載しておくことができる。
【００６２】
また、この実施例の場合は、試薬プローブ２０と試薬プローブ２１の吐出位置が一致しているため、どちらのプローブで第１試薬を吐出した場合でも等価なタイミングでの分注が可能であり、等しい条件での反応仮定の分析が可能である。
【００６３】
また、この実施例の場合は、試薬プローブ２２と試薬プローブ２３が共通の第２タイミング試薬位置および第３タイミング試薬位置にアクセスして第２試薬を吐出することができるので、第２試薬の混合タイミングが異なる複数の種類の反応を分析することができ、分析可能な項目の種類を増やすことができる。
【００６４】
また、試薬プローブ２２と試薬プローブ２３の吐出位置が共通しているので、等価な条件での分析が可能である。
【００６５】
また、試薬ディスク４１と試薬ディスク４２は、反応ディスク上の試薬吐出位置をはさんで、反応ディスク３６の外側と内側にあるために、２つの試薬ディスク間の距離が短く設置でき、２つの反応ディスクと試薬吐出位置の上部に設置するレール２５，２６が短くてすみ、装置のコンパクト化が可能である。
【００６６】
また、試薬ディスク４１と試薬ディスク４２が近接して設置してあるため、共通した試薬吐出位置までの距離が短く、試薬プローブの移動距離が短くてすみ、サイクル時間を短くして一定時間に分析できる数を増やすことができる。
【００６７】
また、この実施例の場合は、サンプルプローブ１５とサンプルプローブ１６が交互に試料吸引と試料吐出を繰り返すために、１つのサイクルにはサンプル容器１０と反応容器
３５にそれぞれ１つのサンプルプローブしかアクセスしないため、サイクルの時間を短くし、一定時間に分析できる数を増やすことができる。
【００６８】
また、サンプルプローブ１５，サンプルプローブ１６のそれぞれは２つのサイクルで試料の吸引と吐出と洗浄を行えばよいので、余裕を持った時間で分注とプローブ移動が行え、分注量の精度を高くすることができ、分析精度を高くすることが可能である。
【００６９】
また、この実施例の場合には、サンプルプローブ１５で分注を行ったテストに対しては、第１試薬は試薬ディスク４１上から試薬プローブ２０で分注し、第２試薬は試薬ディスク４１から試薬プローブ２２で分注される。サンプルプローブ１６で分注を行ったテストに対しては、第１試薬は試薬ディスク４２上から試薬プローブ２１で分注し、第２試薬は試薬ディスク４２から試薬プローブ２３で分注される。したがってサンプルプローブ１５，試薬ディスク４１，試薬プローブ２０，試薬プローブ２２が第１のセット，サンプルプローブ１６，試薬ディスク４２，試薬プローブ２１，試薬プローブ２３が第２のセットとなり、別のセットと組み合わされることはない。したがって、試薬ディスク４１に配置した試薬に対応する分析項目に対しては、サンプルプローブ１５，試薬プローブ２０，試薬プローブ２２を用いたキャリブレーションのみが必要であり、試薬ディスク４２に配置した試薬に対応する分析項目に対しては、サンプルプローブ１６，試薬プローブ２１，試薬プローブ２３を用いたキャリブレーションのみが必要である。それぞれのセットでのキャリブレーションのみが必要なので、キャリブレーションの回数を少なくして試薬と時間の無駄を省くことができ、プローブ間の特性の違いによる分析結果の差の発生をなくすことができる。
【００７０】
また、仮に試薬分注の第１タイミングと、第２または第３のタイミングが偶数サイクル分ずれていたら、第１試薬と第２試薬を１つのサイクル中に同じサイクルから吸引しなければならなくなるが、本実施例の場合は、試薬分注の第１タイミングと、第２または第３のタイミングが奇数サイクル分ずれているため、第１試薬と第２試薬を吸引する試薬ディスクが交互に繰り返される。
【００７１】
本実施例の場合は、反応容器３５数が５４個であり１サイクルで反応容器が１１ピッチ分回転するので、５サイクルで反応容器は１周プラス１ピッチ分回転する。したがって、反応ディスク上のある位置にある反応容器が、１ピッチ隣り合った位置に移動するのは５サイクル後になる。これがもし偶数サイクルで反応容器が１周プラス１ピッチ分回転するように構成されている場合は、１ピッチ隣り合った位置に移動するのが偶数サイクル後ということになる。その場合は、偶数サイクル分ずつの時間差で移動される位置が連続することになる。その場合、第１試薬を分注するタイミングと第２試薬を分注するタイミングを偶数サイクルと奇数サイクルとに分けようとすると、吐出位置が遠く離れてしまい、試薬プローブを離れた位置に設置する必要がある。本実施例では奇数サイクルで反応容器が１周プラス１ピッチ分回転するように構成している為、第１試薬と第２試薬の吐出位置を近くに設置でき、装置を小型に構成可能である。これは、奇数サイクルで反応容器が１周マイナス１ピッチ分回転するように構成しても同じ効果が得られる。
【００７２】
また、本実施例の場合は、奇数サイクルで反応容器位置が１ピッチ分ずれるように構成されるため、検出光学装置５１の測定位置を加速状態または減速状態で通過するために測定ができない反応容器の列が連続したタイミングとなる。この連続したタイミングを反応過程の測定に関係のない、反応容器洗浄のタイミングに合わせることができるので、反応過程には測定が欠如するタイミングがない連続した分析ができ、短時間で反応する項目から長時間で反応する項目まで広い種類の項目の分析が可能である。
【００７３】
別の使用形態では、図１，図２，図３と同様な構成の装置において、１サイクルごとに反応ディスク３６が時計回りに４３ピッチ分回転する。この場合でも反応ディスク上１の位置にあった反応容器は次のサイクルでは反応ディスク上２の位置に移動する。この場合は、５サイクルのうち４回検出光学装置５１の位置を通過するので、測定回数が多くなり、分析の精度を高くすることができる。
【００７４】
図１３は本発明の第２実施例の試薬ディスクである。この場合試薬ディスク４１には試薬容器４０が二重円周上に配置される。試薬ディスク４２にも同様に配置される。この実施例の場合は、小さな試薬ディスクに多くの試薬を配置できるので、装置のサイズを大きくすることなく分析できる項目数を多くすることができる。
【００７５】
次に試薬分注プローブ同士の干渉回避の動作の一例として図１２の場合について説明する。図１２では試薬プローブ２０が第１試薬を、試薬プローブ２３が第２試薬をそれぞれ当該反応容器に吐出した状態であり、次のサイクルでは、試薬プローブ２０、及び試薬プローブ２３は洗浄ポート５４に戻り洗浄を行う。洗浄ポート５４への移動は、第１アーム７４と第２アーム７９を同時に動作させて行うのが時間的に最短となるため理想的であるが、試薬プローブ２０が洗浄ポート５４に戻る動作軌跡近傍には試薬プローブ２１があるため干渉の回避が必要となる。このような場合は試薬プローブ２０の第１アーム７４のみを第２アーム７９を動作させても試薬プローブ２１と干渉しない位置まで動作させ（図
１３）、その後に第２アーム７９を動作させ洗浄ポート５４に移動させる（図１４）。一方、試薬プローブ２３は洗浄ポート５４に戻る動作軌跡近傍に障害となるものがないため、第１アーム７４と第２アーム７９を同時に動作させ洗浄ポート５４に戻ることが可能である（図１４）。この例で示したように、本発明による試薬プローブでは第１アーム７４と第２アーム７９の動作が独立しているため、その動作タイミングについても自由に変えることができ、それによってプローブ移動の軌跡を変えて、近接したポイントへの移動の場合などに機構同士の干渉を回避することが可能である。
【００７６】
また、動作タイミングをずらすことにプローブ先端の振動を抑制できるという別の効果も得ることができる。第１アーム７４と第２アーム７９を同時に動作させ、同時に停止させるような動作を行うと、停止時には第１アーム７４の停止による振動と第２アーム７９の停止による振動が加算され振動が大きくなるが、例えば上記の例のように第１アーム
７４を先に動作させ、第２アーム７９をタイミングを遅らせて動作させることにより、全体動作の終了時には第２アーム７９の停止のみとなるため振動を小さくすることができ、試薬の飛散りを防止できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】第１実施例の分析装置の斜視図。
【図２】第１実施例の分析装置の上面図。
【図３】第１実施例の主要部分の説明図。
【図４】第１実施例の試薬分注プローブの構成図。
【図５】第２実施例の試薬分注プローブの構成図。
【図６】第１実施例の分析装置の動作の説明図。
【図７】第１実施例の分析装置の動作の説明図。
【図８】第１実施例の分析装置の動作の説明図。
【図９】第１実施例の分析装置の動作の説明図。
【図１０】第１実施例の分析装置の動作の説明図。
【図１１】第１実施例の分析装置の動作の説明図。
【図１２】第１実施例の分析装置の動作の説明図。
【図１３】第２実施例の試薬ディスクの構成図。
【図１４】試薬プローブの干渉回避動作の説明図。
【図１５】試薬プローブの干渉回避動作の説明図。
【符号の説明】
【００７８】
１０…サンプル容器、１１…ラック、１２…搬送機構、１４…サンプル用ポンプ、１５，１６…サンプルプローブ、２０，２１，２２，２３…試薬プローブ、２４…試薬用ポンプ、３０，３１…攪拌装置、３５…反応容器、３６…反応ディスク、４０…試薬容器、
４１，４２…試薬ディスク、４５…容器洗浄機構、４６…洗浄用ポンプ、５０…光源、
５１…検出光学装置、５４…洗浄ポート、６０…コントローラ、６２…筐体、７０…第１アーム駆動用モータ、７１，７７，８１…ベルト、７２…プーリ、７３，７６，７８…シャフト、７４…第１アーム、７５…第２アーム駆動用モータ、７９…第２アーム、８０…上下動作駆動用モータ、８２…スライダ、８３…ボールネジ、８４…テーブルカバー上面、８５…プローブのアクセス可能範囲。
【技術分野】
【０００１】
本発明は血液等の成分を自動的に分析する自動分析装置に係り、特により多くの試薬を搭載でき、かつ時間あたりの処理能力の高い自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液等の生体試料を自動的に分析し、結果を出力する自動分析装置は、患者数の多い大病院，中小病院，医院から検査を請け負い検査を行う検査センターなどにおいて効率良く分析を行うのになくてはならない装置になっている。
【０００３】
そのような自動分析装置は、コンパクトでより多種類の分析ができ、かつ処理速度の高いものが望まれており、従来種々のものが提案されている。例えば特許文献には同心円状に試薬を載置可能にした試薬ディスクを２つ設け、かつ同心円状の各試薬容器列に対応して独立して可動可能な試薬プローブを設けた自動分析装置が開示されている。すなわち、試薬ディスクを同心円状に配置することにより、試薬の搭載可能数を多くし、かつ試薬プローブを各試薬容器列に対応して独立して可動可能に設けることにより、処理速度の低下を防ごうというものである。
【０００４】
しかしこの技術によれば、１つの試薬ディスク上の試薬容器列にアクセスする複数の試薬プローブは同一の回転軸を中心にして動作するため、同一試薬ディスク上の試薬容器からの試薬は反応ディスク上の同一の分注位置にある反応容器にしか分注することができない、また、異なる試薬ディスク上の試薬容器からの試薬は反応ディスク上の異なる位置にしか分注することができず、ランダムな組み合わせの分析を高速で処理できないという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するために、特許文献２では、複数の試薬ディスクの間を結ぶレールに沿って往復動が可能であり、更にレールに直交方向に往復動可能な移動機構を有する試薬分注プローブを備えた自動分析装置が開示されている。すなわち試薬分注プローブの可動範囲を広くすることにより、アクセスできる試薬容器、および反応容器の範囲を広くすることにより自由度を向上させている。またレールに沿って往復動が可能な試薬分注プローブを複数設ける、あるいは該レールを複数設けるなどにより、処理速度の向上を図っている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１０９５７号公報
【特許文献２】特開２００４−４５１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし特許文献に記載の技術では、試薬分注プローブの動作可能範囲にレールが必要であることから、レールを支持するフレームが必要となるが、フレームには高い機械的強度が要求される。
【０００８】
特に高い処理速度が必要とされる場合には、複数の試薬分注プローブを設ける必要があるため、フレームには複数のレールを取り付けることとなり、これら複数の試薬分注プローブが同時に、かつ高速で動作することにより、特に動作の起動，停止時に発生する振動が該レールを介して他の試薬分注プローブに伝播し、試薬の飛散り，分注精度の低下などの問題が発生する。
【０００９】
これを低減するためにフレームの機械的強度を上げる必要があるが、機械的強度を増すためにはフレームが大きくなるという問題が発生する。通常、片持ちの支持方法では強度が低く、フレーム同士をつないで箱型にすることにより強度が上がるが、フレームは複数の試薬ディスクと反応容器の間を結んでいるため試薬ディスクの上空を覆う形状となってしまい、試薬ディスク内に配置される試薬の交換作業が非常に困難となる。処理能力の高い装置では試薬の消費速度も速く、試薬交換の頻度は多くなるため、試薬交換作業が行いにくいことは大きな問題となる。
【００１０】
また試薬分注プローブがレール上に配置される構造では、試薬分注プローブの可動範囲が広くなるのに比例してレールも長くする必要があり、コストアップの要因ともなる。
【００１１】
更に、複数の試薬分注プローブを設けた場合、２本の試薬分注プローブが近接した場所に同時にアクセスしたい場合など、お互いのレールが障害物となり実際には１本の試薬分注プローブしか動作できなくなるなどの制限が生じるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の課題解決手段は次の通りである。
【００１３】
複数の試薬容器を周上に配置する試薬ディスクと、複数の反応容器を周上に配置する反応ディスクと、を備え、前記試薬容器に収容された試薬と試料を前記反応容器中で反応させ、該反応を分析する機構を備えた自動分析装置において、前記試薬ディスクを複数備え、更に前記試薬容器から吸引した試薬を反応容器に吐出する試薬分注プローブを備え、前記試薬分注プローブは第１の回転軸を中心として回転動作する第１アームと前記第１アーム内に配置された第２の回転軸を中心として回転動作する第２アームで構成され、前記第１アームと前記第２アームは独立した回転動作が可能な機構を備えている。これにより、試薬分注プローブは広範囲にアクセスが可能であると同時に、試薬ディスク上空に支持構造体等の障害物が発生せず、試薬交換等のメンテナンス作業が容易に可能となる。更に、高処理能力化のためには、前記第１アームと前記第２アームが独立して回転動作が可能な試薬分注プローブは複数設けられていても良い。この場合、複数の試薬分注プローブは独立して装置に取り付け可能であるため、他の試薬分注プローブの動作により発生する振動による飛散りや分注性能の低下等の影響を受けず、安定した分注性能を確保できる。
【００１４】
また、試薬分注プローブがアクセスできる範囲は、第１アーム内にある第２アーム回転中心の軌跡上を中心とした第２アームの回転半径内であり、この範囲は第１アームと第２アームの長さのみによって決定されるため、これらの長さを変更することにより用途に応じた可動範囲を容易に設定可能である。
【００１５】
更に複数の試薬分注プローブが動作する場合において、近接する場所にアクセスする必要が生じた場合でも、第１アームと第２アームの動作タイミングをずらすことにより、お互いの干渉を避けることが可能であり、前述のレールを用いた例の場合のように、他の機構の動作に制限を受けずに性能を最大限に発揮することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上に示したように、本発明においては第１試薬と第２試薬を搭載する試薬ディスクを２つもち、１回のサイクル中にそれぞれの試薬ディスクから１本の試薬プローブでのみ試薬を吸引するので、多くの試薬を搭載し、また独立して回転可能な２つのアームで構成される試薬プローブにより、複数のポイントへのアクセスが可能であり、かつ複数の試薬プローブの干渉回避が可能であることから時間あたりの処理能力の高い自動分析装置を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１実施例の斜視図であり、図２は上面図である。
【００１８】
筐体６２上の反応ディスク３６には５４個の反応容器３５が円周上に並んでいる。反応ディスク３６の内側に試薬ディスク４２が、外側に試薬ディスク４１が配置されている。試薬ディスク４１，４２にはそれぞれ複数の試薬容器４０が円周上に載置可能である。１つの試薬容器４０には２つの試薬が入る。反応ディスク３６の近くにサンプル容器１０を載せたラック１１を移動する搬送機構１２が設置されている。試薬ディスク４１と試薬ディスク４２の間には回転及び上下動可能な試薬プローブ２０，２１，２２，２３が設置されている。試薬分注プローブの構成については後述する。
【００１９】
試薬プローブ２０，２１，２２，２３はそれぞれ試薬用ポンプ２４と接続している。反応容器３５と搬送機構１２の間には、回転及び上下動可能なサンプルプローブ１５，１６が設置されている。サンプルプローブ１５，１６はそれぞれサンプル用ポンプ１４に接続している。反応ディスク３６の周囲には、攪拌装置３０，３１，光源５０，検出光学装置５１，容器洗浄機構４５が配置されている。容器洗浄機構４５は洗浄用ポンプ４６に接続している。
【００２０】
サンプルプローブ１５，１６，試薬プローブ２０，２１，２２，２３，攪拌装置３０，３１のそれぞれの動作範囲に洗浄ポート５４が設置されている。
【００２１】
サンプル用ポンプ１４，試薬用ポンプ２４，洗浄用ポンプ４６，検出光学装置５１，反応容器３５，試薬ディスク４１，試薬プローブ２０，２１，２２，２３，サンプルプローブ１５，１６はそれぞれコントローラ６０に接続している。
【００２２】
反応ディスク３６には図３に示したようにサンプル分注位置，第１タイミング試薬分注位置，第２タイミング試薬分注位置，第３タイミング試薬分注位置，攪拌位置，測定位置，洗浄位置が決められている。また反応ディスクは定められたサイクル時間を単位として１１ピッチずつ半時計回りに回転して停止する。すなわちあるサイクルで１の位置にあった反応容器は次のサイクルでは２の位置に進む。
【００２３】
図４は本発明による試薬分注プローブの構成の一例である。
【００２４】
試薬分注プローブは水平方向と上下方向の動作の組み合わせで動作する。水平方向の動作は、第１アーム７４と第２アーム７９の回転の組み合わせで動作する。
【００２５】
第１アーム７４は、第１アーム駆動用モータ７０の回転駆動力がベルト７１によりプーリ７２に伝達され、プーリ７２と結合された中空のシャフト７３、及び第１アーム７４に伝達されることで回転動作が行われる。
【００２６】
第２アーム７９は、第２アーム駆動用モータ７５の回転駆動力がモータ７５の軸に直結され、中空のシャフト７３の中に配置されるシャフト７６に伝達され、さらにベルト７７を介して第１アーム内にあって第２アーム回転中心となるシャフト７８に伝達されることで行われる。
【００２７】
上下動作は、上下動作駆動用モータ８０の回転をプーリおよびベルト８１により直線運動に変換し、ベルト８１にスライダ８２を固定する。スライダ８２はシャフト７３に結合されており、これにより第１アームおよび第２アームが同時に上下することで実現される。
【００２８】
試薬分注プローブのアクセスできる範囲は斜線部８５の範囲である。
【００２９】
図５は本発明による試薬分注プローブの別の構成の一例である。
【００３０】
第１アーム７４の回転は前述のとおりであるが、第２アーム７９の回転では、第２アーム駆動用モータ７５は第１アーム７４の内部に配置されている点が異なる。また、上下動作は上下動作駆動用モータ８０に直結されたボールネジ８３により回転を直線運動に変換し、ボールネジのナットと結合されたスライダ８２が上下することで行われる。なお本構成例ではシャフト７３は中空である必要はないが、軽量化のためには中空であることが望ましい。
【００３１】
図４の構成例では、モータ７０，７５，８０全てが、装置のテーブルカバー上面８４より下の位置に配置されるため、モータ７０，７５，８０の配線がテーブルカバー上面８４の下に収まり外観がすっきりするという利点がある。一方図５の構成例では、第１アーム７４内に第２アーム駆動用モータ７５が配置されるため、図４におけるシャフト７６が不要となり、部品点数の削減と上下動作する部品の軽量化が図れることから上下動作駆動用モータ８０の必要トルクを小さくすることができるという利点がある。
【００３２】
また、図示しないが第２アーム駆動用モータ７５は第２アーム回転中心となるシャフト７８の上部に配置し、シャフト７８と直結する構造でもよい。この場合はベルト７７が不要となり更なる部品点数の削減が可能である。
【００３３】
この装置を用いての分析は次の手順で行われる。
【００３４】
サンプル容器１０には血液等の検査対象の試料が入れられ、ラック１１に載せられて搬送機構１２によって運ばれる。まず、サンプルプローブ１５が特定位置にあるサンプル容器１０から１番目のテストに必要な量の試料を吸引する（図２）。１番目のサイクルで、反応ディスク上１の位置にある反応容器３５にサンプルプローブ１５から所定の量の試料を吐出する。その間に試薬プローブ２０は試薬ディスク４１上の１つの試薬容器４０から、１番目のテストに対応する第１試薬を所定量吸引する（図６）。
【００３５】
２番目のサイクルでは当該反応容器は反応ディスク上２の位置に進む。ここで、試薬プローブ２０は第１試薬を所定量当該反応容器に吐出する。その間にサンプルプローブ１５は洗浄される（図７）。
【００３６】
３番目のサイクルでは、当該反応容器は反応ディスク上３の位置で、攪拌装置３０により試薬と試料が攪拌される。その間に試薬プローブ２０は洗浄される（図８）。
【００３７】
４番目のサイクルでは、当該反応容器が反応ディスク上４の位置に回転する最中に光源５０と検出光学装置５１の間を通過し、光学的な測定が行われる。反応ディスクの回転中に攪拌装置３０は洗浄ポート５４で洗浄される（図９）。
【００３８】
９番目，１４番目，１９番目，２４番目，２９番目，３４番目，３９番目のサイクルでも同様に光学的な検出が行われる。
【００３９】
１番目のテストが第２試薬を第２タイミングで分注するものである場合は、１６番目のサイクルで試薬プローブ２２が試薬ディスク４１上の試薬容器４０から第２試薬を吸引し（図１０）、１７番目のサイクルで反応ディスク上１７の位置にある当該反応容器に吐出する（図１１）。１８番目のサイクルで攪拌装置３１により反応ディスク上１８の位置にある当該反応容器内の液を攪拌する。その間に試薬プローブ２２を洗浄する（図１２）。
【００４０】
１番目のテストが第２試薬を第３タイミングで分注するものである場合は、２６番目のサイクルで試薬プローブ２２が試薬ディスク４１上の試薬容器４０から第２試薬を吸引し、２７番目のサイクルで反応ディスク上２７の位置にある当該反応容器に吐出する。２８番目のサイクルで攪拌装置３１により反応ディスク上２８の位置にある当該反応容器内の液を攪拌する。その間に試薬プローブ２２を洗浄する。
【００４１】
第２試薬を分注して攪拌してから光学的測定を繰り返した後、４４番目のサイクルおよび４９番目のサイクルで反応ディスク上４４または４９の位置で容器洗浄機構４５により当該反応容器の液を吸引して洗浄液を注入する。また、５４番目のサイクルで洗浄液を完全に吸引する。
【００４２】
検出光学装置５１で複数回行われた光学的測定結果はコントローラ６０に送られて、１番目のテストの測定項目の濃度を計算される。
【００４３】
２番目のテストは、まず１番目のサイクル中にサンプルプローブ１６で特定位置にあるサンプル容器１０から２番目のテストに必要な量の試料を吸引する（図６）。２番目のサイクルで、反応ディスク上１の位置にある反応容器３５にサンプルプローブ１６から所定の量の試料を吐出する。その間に試薬プローブ２１は試薬ディスク４２上の１つの試薬容器４０から、２番目のテストに対応する第１試薬を所定量吸引する（図７）。
【００４４】
３番目のサイクルでは当該反応容器は反応ディスク上２の位置に進む。ここで、試薬プローブ２１は第１試薬を所定量当該反応容器に吐出する。その間にサンプルプローブ１６は洗浄される（図８）。
【００４５】
４番目のサイクルでは、当該反応容器は反応ディスク上３の位置で、攪拌装置３０により試薬と試料が攪拌される。その間に試薬プローブ２１は洗浄される（図９）。
【００４６】
５番目のサイクルでは、当該反応容器が反応ディスク上４の位置に回転する最中に光源５０と検出光学装置５１の間を通過し、光学的な測定が行われる。反応ディスクの回転中に攪拌装置３０は洗浄ポート５４で洗浄される。
【００４７】
１０番目，１５番目，２０番目，２５番目，３０番目，３５番目，４０番目のサイクルでも同様に光学的な検出が行われる。
【００４８】
２番目のテストが第２試薬を第２タイミングで分注するものである場合は、１７番目のサイクルで試薬プローブ２３が試薬ディスク４２上の試薬容器４０から第２試薬を吸引し（図１１）、１８番目のサイクルで反応ディスク上１８の位置にある当該反応容器に吐出する（図１２）。１９番目のサイクルで攪拌装置３１により反応ディスク上１８の位置にある当該反応容器内の液を攪拌する。その間に試薬プローブ２３を洗浄する（図９）。
【００４９】
２番目のテストが第２試薬を第３タイミングで分注するものである場合は、２７番目のサイクルで試薬プローブ２３が試薬ディスク４２上の試薬容器４０から第２試薬を吸引し、２８番目のサイクルで反応ディスク上２７の位置にある当該反応容器に吐出する。２９番目のサイクルで攪拌装置３１により反応ディスク上２８の位置にある当該反応容器内の液を攪拌する。その間に試薬プローブ２３を洗浄する。
【００５０】
第２試薬を分注して攪拌してから光学的測定を繰り返した後、４５番目のサイクルおよび５０番目のサイクルで反応ディスク上４４または４９の位置で容器洗浄機構４５により当該反応容器の液を吸引して洗浄液を注入する。また、５５番目のサイクルで洗浄液を完全に吸引する。
【００５１】
検出光学装置５１で複数回行われた光学的測定結果はコントローラ６０に送られて、２番目のテストの測定項目の濃度を計算される。
【００５２】
３番目のテストでは、１番目のテストを同じ工程を２サイクル遅れて繰り返す。４番目のテストでは、２番目のテストと同じ工程を２サイクル遅れて繰り返す。以下順次同様の工程が繰り返され、複数のテストにおいて試料中の測定項目の濃度が分析される。
【００５３】
この実施例においては、奇数番目のサイクルにおいて試薬ディスク４１からは奇数番目のサイクルに試薬プローブ２０が、偶数番目のサイクルに試薬プローブ２２がアクセスして試薬を吸引するので、同じサイクルに２つのプローブが同時にアクセスすることがない。同様に試薬ディスク４２には奇数番目のサイクルには試薬プローブ２３が、偶数番目のサイクルには試薬プローブ２１がアクセスして試薬を吸引するので、同じサイクルに同時に２つのプローブがアクセスすることがない。従ってサイクルの時間を短くし、一定時間に分析できる数を増やすことができる。
【００５４】
また、１回のサイクル中にそれぞれの試薬ディスクから１つの試薬プローブのみが試薬を吸引するため、試薬を吸引する時間や、プローブを移動する時間を長く取ることができ、安定して精度の高い試薬分注が可能である。
【００５５】
また、２つの試薬ディスクは独立に回転可能であり、１回のサイクル中にそれぞれの試薬ディスクから１つの試薬プローブのみが試薬を吸引するため、同時に吸引する試薬の組み合わせが自由に選択でき、分析項目が不規則な組み合わせでも対応できる処理能力の高い分析が可能である。
【００５６】
また、この実施例の場合は、奇数番目のテストに用いる試薬を第１試薬，第２試薬共に試薬ディスク４１から吸引し、偶数番目のテストに用いる試薬を第１試薬，第２試薬共に試薬ディスク４２から吸引するため、同じ検査項目に用いる第１試薬と第２試薬を同じ側の試薬ディスクに入れておくことができる。そのため、試薬交換を同じ側の試薬ディスクに対して行えばよく、試薬交換の手間が省け、間違いも少なくなる。
【００５７】
また、この実施例の場合は、試薬容器４０に２つの試薬を入れておけるので、１つの検査項目に対応する第１試薬と第２試薬を１つの試薬容器４０に入れておくことができ、１度に第１試薬と第２試薬を交換できるので、試薬交換の手間が省け、間違いも少なくなる。
【００５８】
また、この実施例の場合は、反応ディスク３６上の第１タイミング試薬供給位置には偶数番目のサイクルに試薬プローブ２０が、奇数番目のサイクルに試薬プローブ２１がアクセスして第１試薬を吐出するので、１つのサイクル内に２つのプローブがアクセスすることがない。同様に、反応ディスク３６上の第２タイミング試薬供給位置および第３タイミング試薬供給位置には、奇数番目のサイクルには試薬プローブ２２、偶数番目のサイクルには試薬プローブ２３がアクセスして第２試薬を吐出するので、１つのサイクル内に２つのプローブがアクセスすることがない。また、第１タイミング試薬吐出位置と第２タイミング試薬吐出位置および第３タイミング試薬吐出位置は離れているため、それぞれの位置へのプローブのアクセスを同時に行うことができる。したがって、サイクル内に試薬の吐出に要する時間を１回分のみ取ればよく、サイクル時間を短くして、一定時間内に分析できる数を増やすことができる。
【００５９】
また、１回のサイクル内に試薬を同じ位置に１つのプローブのみが試薬を吐出するので、吐出にかけられる時間を長くでき、再現性が高く、精度の高い吐出ができる。したがって分注される試薬の量の精度が高く、精度の高い分析が可能である。
【００６０】
また、この実施例の場合は、試薬プローブ２０と試薬プローブ２３は奇数番目のサイクルに試薬を吸引して偶数番目のサイクルに試薬を吐出し、試薬プローブ２１と試薬プローブ２２は偶数番目のサイクルに試薬を吸引して奇数番目のサイクルに試薬を吐出するので、それぞれのプローブは２回のサイクルの時間の中で試薬の吸引，吐出，洗浄を行えばよく、動作時間を余裕を持たせて安定した動作をさせることができる。
【００６１】
また、それぞれの試薬プローブの動作時間を長く取れるので、プローブの移動範囲を長く取れ、その結果試薬ディスクを大きくすることができ、多くの種類の検査に必要な試薬を同時に試薬ディスクに搭載しておくことができる。
【００６２】
また、この実施例の場合は、試薬プローブ２０と試薬プローブ２１の吐出位置が一致しているため、どちらのプローブで第１試薬を吐出した場合でも等価なタイミングでの分注が可能であり、等しい条件での反応仮定の分析が可能である。
【００６３】
また、この実施例の場合は、試薬プローブ２２と試薬プローブ２３が共通の第２タイミング試薬位置および第３タイミング試薬位置にアクセスして第２試薬を吐出することができるので、第２試薬の混合タイミングが異なる複数の種類の反応を分析することができ、分析可能な項目の種類を増やすことができる。
【００６４】
また、試薬プローブ２２と試薬プローブ２３の吐出位置が共通しているので、等価な条件での分析が可能である。
【００６５】
また、試薬ディスク４１と試薬ディスク４２は、反応ディスク上の試薬吐出位置をはさんで、反応ディスク３６の外側と内側にあるために、２つの試薬ディスク間の距離が短く設置でき、２つの反応ディスクと試薬吐出位置の上部に設置するレール２５，２６が短くてすみ、装置のコンパクト化が可能である。
【００６６】
また、試薬ディスク４１と試薬ディスク４２が近接して設置してあるため、共通した試薬吐出位置までの距離が短く、試薬プローブの移動距離が短くてすみ、サイクル時間を短くして一定時間に分析できる数を増やすことができる。
【００６７】
また、この実施例の場合は、サンプルプローブ１５とサンプルプローブ１６が交互に試料吸引と試料吐出を繰り返すために、１つのサイクルにはサンプル容器１０と反応容器
３５にそれぞれ１つのサンプルプローブしかアクセスしないため、サイクルの時間を短くし、一定時間に分析できる数を増やすことができる。
【００６８】
また、サンプルプローブ１５，サンプルプローブ１６のそれぞれは２つのサイクルで試料の吸引と吐出と洗浄を行えばよいので、余裕を持った時間で分注とプローブ移動が行え、分注量の精度を高くすることができ、分析精度を高くすることが可能である。
【００６９】
また、この実施例の場合には、サンプルプローブ１５で分注を行ったテストに対しては、第１試薬は試薬ディスク４１上から試薬プローブ２０で分注し、第２試薬は試薬ディスク４１から試薬プローブ２２で分注される。サンプルプローブ１６で分注を行ったテストに対しては、第１試薬は試薬ディスク４２上から試薬プローブ２１で分注し、第２試薬は試薬ディスク４２から試薬プローブ２３で分注される。したがってサンプルプローブ１５，試薬ディスク４１，試薬プローブ２０，試薬プローブ２２が第１のセット，サンプルプローブ１６，試薬ディスク４２，試薬プローブ２１，試薬プローブ２３が第２のセットとなり、別のセットと組み合わされることはない。したがって、試薬ディスク４１に配置した試薬に対応する分析項目に対しては、サンプルプローブ１５，試薬プローブ２０，試薬プローブ２２を用いたキャリブレーションのみが必要であり、試薬ディスク４２に配置した試薬に対応する分析項目に対しては、サンプルプローブ１６，試薬プローブ２１，試薬プローブ２３を用いたキャリブレーションのみが必要である。それぞれのセットでのキャリブレーションのみが必要なので、キャリブレーションの回数を少なくして試薬と時間の無駄を省くことができ、プローブ間の特性の違いによる分析結果の差の発生をなくすことができる。
【００７０】
また、仮に試薬分注の第１タイミングと、第２または第３のタイミングが偶数サイクル分ずれていたら、第１試薬と第２試薬を１つのサイクル中に同じサイクルから吸引しなければならなくなるが、本実施例の場合は、試薬分注の第１タイミングと、第２または第３のタイミングが奇数サイクル分ずれているため、第１試薬と第２試薬を吸引する試薬ディスクが交互に繰り返される。
【００７１】
本実施例の場合は、反応容器３５数が５４個であり１サイクルで反応容器が１１ピッチ分回転するので、５サイクルで反応容器は１周プラス１ピッチ分回転する。したがって、反応ディスク上のある位置にある反応容器が、１ピッチ隣り合った位置に移動するのは５サイクル後になる。これがもし偶数サイクルで反応容器が１周プラス１ピッチ分回転するように構成されている場合は、１ピッチ隣り合った位置に移動するのが偶数サイクル後ということになる。その場合は、偶数サイクル分ずつの時間差で移動される位置が連続することになる。その場合、第１試薬を分注するタイミングと第２試薬を分注するタイミングを偶数サイクルと奇数サイクルとに分けようとすると、吐出位置が遠く離れてしまい、試薬プローブを離れた位置に設置する必要がある。本実施例では奇数サイクルで反応容器が１周プラス１ピッチ分回転するように構成している為、第１試薬と第２試薬の吐出位置を近くに設置でき、装置を小型に構成可能である。これは、奇数サイクルで反応容器が１周マイナス１ピッチ分回転するように構成しても同じ効果が得られる。
【００７２】
また、本実施例の場合は、奇数サイクルで反応容器位置が１ピッチ分ずれるように構成されるため、検出光学装置５１の測定位置を加速状態または減速状態で通過するために測定ができない反応容器の列が連続したタイミングとなる。この連続したタイミングを反応過程の測定に関係のない、反応容器洗浄のタイミングに合わせることができるので、反応過程には測定が欠如するタイミングがない連続した分析ができ、短時間で反応する項目から長時間で反応する項目まで広い種類の項目の分析が可能である。
【００７３】
別の使用形態では、図１，図２，図３と同様な構成の装置において、１サイクルごとに反応ディスク３６が時計回りに４３ピッチ分回転する。この場合でも反応ディスク上１の位置にあった反応容器は次のサイクルでは反応ディスク上２の位置に移動する。この場合は、５サイクルのうち４回検出光学装置５１の位置を通過するので、測定回数が多くなり、分析の精度を高くすることができる。
【００７４】
図１３は本発明の第２実施例の試薬ディスクである。この場合試薬ディスク４１には試薬容器４０が二重円周上に配置される。試薬ディスク４２にも同様に配置される。この実施例の場合は、小さな試薬ディスクに多くの試薬を配置できるので、装置のサイズを大きくすることなく分析できる項目数を多くすることができる。
【００７５】
次に試薬分注プローブ同士の干渉回避の動作の一例として図１２の場合について説明する。図１２では試薬プローブ２０が第１試薬を、試薬プローブ２３が第２試薬をそれぞれ当該反応容器に吐出した状態であり、次のサイクルでは、試薬プローブ２０、及び試薬プローブ２３は洗浄ポート５４に戻り洗浄を行う。洗浄ポート５４への移動は、第１アーム７４と第２アーム７９を同時に動作させて行うのが時間的に最短となるため理想的であるが、試薬プローブ２０が洗浄ポート５４に戻る動作軌跡近傍には試薬プローブ２１があるため干渉の回避が必要となる。このような場合は試薬プローブ２０の第１アーム７４のみを第２アーム７９を動作させても試薬プローブ２１と干渉しない位置まで動作させ（図
１３）、その後に第２アーム７９を動作させ洗浄ポート５４に移動させる（図１４）。一方、試薬プローブ２３は洗浄ポート５４に戻る動作軌跡近傍に障害となるものがないため、第１アーム７４と第２アーム７９を同時に動作させ洗浄ポート５４に戻ることが可能である（図１４）。この例で示したように、本発明による試薬プローブでは第１アーム７４と第２アーム７９の動作が独立しているため、その動作タイミングについても自由に変えることができ、それによってプローブ移動の軌跡を変えて、近接したポイントへの移動の場合などに機構同士の干渉を回避することが可能である。
【００７６】
また、動作タイミングをずらすことにプローブ先端の振動を抑制できるという別の効果も得ることができる。第１アーム７４と第２アーム７９を同時に動作させ、同時に停止させるような動作を行うと、停止時には第１アーム７４の停止による振動と第２アーム７９の停止による振動が加算され振動が大きくなるが、例えば上記の例のように第１アーム
７４を先に動作させ、第２アーム７９をタイミングを遅らせて動作させることにより、全体動作の終了時には第２アーム７９の停止のみとなるため振動を小さくすることができ、試薬の飛散りを防止できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】第１実施例の分析装置の斜視図。
【図２】第１実施例の分析装置の上面図。
【図３】第１実施例の主要部分の説明図。
【図４】第１実施例の試薬分注プローブの構成図。
【図５】第２実施例の試薬分注プローブの構成図。
【図６】第１実施例の分析装置の動作の説明図。
【図７】第１実施例の分析装置の動作の説明図。
【図８】第１実施例の分析装置の動作の説明図。
【図９】第１実施例の分析装置の動作の説明図。
【図１０】第１実施例の分析装置の動作の説明図。
【図１１】第１実施例の分析装置の動作の説明図。
【図１２】第１実施例の分析装置の動作の説明図。
【図１３】第２実施例の試薬ディスクの構成図。
【図１４】試薬プローブの干渉回避動作の説明図。
【図１５】試薬プローブの干渉回避動作の説明図。
【符号の説明】
【００７８】
１０…サンプル容器、１１…ラック、１２…搬送機構、１４…サンプル用ポンプ、１５，１６…サンプルプローブ、２０，２１，２２，２３…試薬プローブ、２４…試薬用ポンプ、３０，３１…攪拌装置、３５…反応容器、３６…反応ディスク、４０…試薬容器、
４１，４２…試薬ディスク、４５…容器洗浄機構、４６…洗浄用ポンプ、５０…光源、
５１…検出光学装置、５４…洗浄ポート、６０…コントローラ、６２…筐体、７０…第１アーム駆動用モータ、７１，７７，８１…ベルト、７２…プーリ、７３，７６，７８…シャフト、７４…第１アーム、７５…第２アーム駆動用モータ、７９…第２アーム、８０…上下動作駆動用モータ、８２…スライダ、８３…ボールネジ、８４…テーブルカバー上面、８５…プローブのアクセス可能範囲。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の試薬容器を周上に配置する試薬ディスクと、複数の反応容器を周上に配置する反応ディスクとを備え、前記試薬容器に収容された試薬と試料を前記反応容器中で反応させ、該反応を分析する機構を備えた自動分析装置において、
前記試薬ディスクを複数備え、更に前記試薬容器から吸引した試薬を反応容器に吐出する試薬分注プローブを備え、 前記試薬分注プローブは、第１の回転軸を中心として回転動作する第１アームと、該第１アームに配置された第２の回転軸を中心として回転動作する第２アームと、から構成され、前記第１アームと前記第２アームは独立して回転動作が可能であることを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記第２の回転軸は前記第１アームのほぼ先端部に設けられていることを特徴とする自動分析装置。
【請求項１】
複数の試薬容器を周上に配置する試薬ディスクと、複数の反応容器を周上に配置する反応ディスクとを備え、前記試薬容器に収容された試薬と試料を前記反応容器中で反応させ、該反応を分析する機構を備えた自動分析装置において、
前記試薬ディスクを複数備え、更に前記試薬容器から吸引した試薬を反応容器に吐出する試薬分注プローブを備え、 前記試薬分注プローブは、第１の回転軸を中心として回転動作する第１アームと、該第１アームに配置された第２の回転軸を中心として回転動作する第２アームと、から構成され、前記第１アームと前記第２アームは独立して回転動作が可能であることを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記第２の回転軸は前記第１アームのほぼ先端部に設けられていることを特徴とする自動分析装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【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１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−８４３６５（Ｐ２００６−８４３６５Ａ）
【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２００４−２７０６５８（Ｐ２００４−２７０６５８）
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【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１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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