説明

自動分析装置

【課題】
サンプル量や分析項目が異なっていても、均一な攪拌効果が得られ、従って再現性の高い分析結果が得られる自動分析装置を提供すること。
【解決手段】
反応容器中の液体の液量が、少なくとも攪拌の直前には予め定めた量になっているように、該反応容器に調整液を添加する手段を備えた自動分析装置。
調整液は、サンプルの希釈に用いられる希釈液,生理的食塩水などの他、被攪拌液の液性(粘度,表面張力など)を調整するような特殊な液体であっても良い。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、血液,尿などの生体サンプルの定性・定量分析を行う自動分析装置に係わり、特に攪拌手段を備えた自動分析装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、化学分析装置としては、例えば、血清等のサンプルに所望の試薬を混合して反応させた反応液を分析対象とし、その吸光度を測定することで化学分析を行う化学分析装置が知られている。この種の化学分析装置は、サンプルおよび試薬を反応容器に注入する機構と、反応容器内のサンプルおよび試薬を攪拌する機構と、反応中または反応が終了したサンプルの物性を分析する機構等から構成されている。
【0003】
ところで、分析装置の分野では、サンプルおよび試薬の微量化が大きな技術課題となっている。すなわち、分析項目数が増加するのに伴い、1つの項目に割くことのできるサンプル量が少量になっていることや、サンプル自体が多量に準備できない乳幼児の血液検査といった少量サンプルの分析が行われている。また、分析内容が高度化するにつれて、高価な試薬が一般的に利用されるようになり、コストの面からも、試薬の微量化が要望されている。
【0004】
このようなサンプルおよび試薬の微量化は、反応容器の小形化を進め、また反応容器の小形化は新たな技術課題、例えば、ヘラなどによる機械的な反応液の攪拌では反応液の持ち出し量や洗浄液の持ち込み量の液量比が増大し、分析結果に影響を及ぼすといった新たな課題をもたらした。この攪拌に関する課題を解決する1つの方法として、例えば特許文献1に記載されたような、超音波を用いた非接触攪拌手段の提案がなされているが、反応容器に注入されるサンプルおよび試薬は分析項目により各々サンプルと試薬の混合比が異なるため、反応容器内の被測定液の液量はまちまちであり、効率な攪拌のために高度な制御が必要である。
【0005】
【特許文献1】特開2003−35715号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1記載の技術は、被攪拌液の液面高さが変わっても攪拌効率が低下しないように、高さ方向が異なる複数の超音波発振子を備えている。この場合、被攪拌液の液面高さに応じてどの制御超音波発振子を動作させるかなどの複雑な制御が必要である。また、被攪拌液の液性(粘性など)に応じて発振強度を調整することも望ましい。超音波攪拌にかぎらず、へらで攪拌する方式であっても、被攪拌液の減少は、攪拌の均一性確保を難しくしている。
【0007】
本発明の目的は、サンプルの量や液性が変わっても均一な攪拌が可能であり、かつ簡単な構成の攪拌機構を備えた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】
【0008】
上記目的を達成するための本発明の手段は以下の通りである。
【0009】
反応容器中の液体の液量が、少なくとも攪拌の直前には予め定めた量になっているように、該反応容器に調整液を添加する手段を備えた自動分析装置。
【0010】
反応容器とはサンプルと試薬を混合,反応させるための容器であり、反応容器中の反応液は例えば光学的な方法(吸光度の変化測定など)で定性・定量分析される。攪拌手段としては、へらなどを被攪拌液中に浸漬して、へらを動作させて攪拌する方法,反応容器の外側から超音波を照射して音響放射圧で被攪拌液を流動させる方法など種々の方法を適用できる。「少なくとも攪拌の直前には」とは、反応容器が攪拌手段に達して攪拌が実行される前にという意味である。調整液とは、サンプルの希釈に用いられる希釈液,生理的食塩水などの他、被攪拌液の液性(粘度,表面張力など)を調整するような特殊な液体であっても良い。自動分析装置では、試薬の量がサンプルの量の数倍となり、被攪拌液の液性は試薬の液性で左右される。従い、試薬の液性に応じて、調整液の液性を最適化し、どの分析項目であっても被攪拌液の液性を同じに近づけることもできるようになる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、サンプル量や分析項目が異なっていても、均一な攪拌効果が得られ、従って再現性の高い分析結果が得られる自動分析装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【実施例1】
【0013】
図1は、本発明の実施形態に係る自動分析装置の構成を示す斜視図であり、また、図2は、図1に示す自動分析装置に装備されている攪拌機構周辺の縦断面図である。
【0014】
本実施形態に係る自動分析装置は、図1に示すように、主として、サンプルディスク1,試薬ディスク2,反応ディスク3,反応槽4,サンプリング機構5,ピペッティング機構6,攪拌機構7,測光機構8,洗浄機構9,表示部10,入力部11,記憶部12,制御部13を備えて構成されている。
【0015】
図1において、サンプルディスク1には、採取したサンプルが入れられた複数の試料容器16が、円形ディスク17の円周上に固定されて並べられており、円形ディスク17は、図示しないモータや回転軸等から構成される駆動機構により、位置決め可能に周方向回転する。
【0016】
また、図1において、試薬ディスク2には、サンプルと混合して反応させるための試薬が入れられた複数の試薬ボトル18、および調整液ボトル18bが、円形ディスク19の円周上に固定されて並べられており、その周囲は、温度制御された保冷庫20になっている。また、円形ディスク19は、図示しないモータや回転軸等から構成される駆動機構により、位置決め可能に周方向回転する。
【0017】
また、図1において、反応ディスク3には、サンプルおよび試薬を入れるための反応容器21を保持した反応容器ホルダ22が、複数取り付けられており、駆動機構23により、周方向回転と停止とを一定サイクルで繰り返して、反応容器21を間欠移送する。
【0018】
また、図1において、反応槽4は、反応容器21の移動軌跡に沿って設置され、サンプルと試薬の化学反応を促進するために、例えば、温度制御された恒温水により、反応容器21内の反応液を一定温度に制御する恒温槽である。反応容器21は反応槽4内を移動する。
【0019】
また、図1において、サンプリング機構5は、プローブ24と、支承軸25に取り付けられたアーム26と、支承軸25を回転中心にサンプルディスク1と反応ディスク3との間を往復可能にする駆動機構とを備えて構成され、予め定められたシーケンスに従って、サンプルディスク1の回転と共に定位置に移送されてくる試料容器16内のサンプルを、反応容器21に供給する。同様に、ピペッティング機構6は、プローブ27と、支承軸
28に取り付けられたアーム29と、支承軸28を回転中心に試薬ディスク2と反応ディスク3との間を往復可能にする駆動機構とを備えて構成され、予め定められたシーケンスに従って、試薬ディスク2の回転と共に定位置に移送されてくる試薬ボトル18内の試薬、または調整液ボトル18b内の調整液を、反応容器21に供給する。なお、試料容器
16および試薬ボトル18の各々には、異なる種類のサンプルおよび試薬が入れられており、必要量が反応容器21に供給される。同様に調整液ボトル18bには異なる種類の調整液が入れられており、必要量が反応容器21に供給される。
【0020】
また、図1において、攪拌機構7は、その位置(攪拌位置)に移送されてきた反応容器21の側面から音波を照射することで、反応容器21内のサンプル,試薬および調整液を撹拌して混合する非接触攪拌機構であり、攪拌位置で反応容器21の側面から音波を照射可能になる位置に固定した固定部31と、圧電素子(図2の30)を駆動する圧電素子ドライバ14と、攪拌機構コントローラ15とも含み構成される。攪拌機構コントローラ
15は、制御部13に接続され、圧電素子ドライバ14を駆動すると共に、攪拌機構7全体を制御する。
【0021】
なお、攪拌機構7においては、図2に示すように、固定部31には、音源となる圧電素子30が、その片面が反応槽4の恒温水に浸されるようにして設けられている。圧電素子30は、電極32を複数個持ち、圧電素子ドライバ14によって所定の周波数で加振され、加振される電極32によって音波の照射位置を変えることが可能な構成となっている。
【0022】
図2において、サンプルおよび試薬が注入された反応容器21は、反応容器ホルダ22によって反応ディスク3に固定され、反応ディスク3の周方向回転に従って、恒温水を入れた反応槽4に浸漬された状態で移動する。そして、攪拌位置に移送されて停止すると、反応容器21内部の被反応液の液量と液性に応じた圧電素子30が、圧電素子ドライバ
14によって所定の周波数で加振される。圧電素子30が加振されることによって発生された振動は、反応槽4の恒温水内を音波として伝播し、反応容器21内部の被反応液であるサンプルおよび試薬に到達する。伝達された振動波により旋回流が引き起こされ、サンプルの移動が促進され、サンプルおよび試薬の撹拌が行われることとなる。
【0023】
図1に戻って、測光機構8は、図示していないが、光源と、光度計と、レンズと、測光信号処理部とを備えて構成され、反応容器21内の反応液の吸光度を測定するなど、サンプルの物性を光で測定する。洗浄機構9は、複数のノズル33と、その上下駆動機構34とを備えて構成され、反応容器21内の反応液を吸引し、洗浄液を吐き出し、その位置
(洗浄位置)に移送されてきた反応容器21を洗浄する。
【0024】
また、図1において、表示部10は、分析項目や分析結果等の各種画面表示を行い、入力部11は、分析項目等の各種情報の入力を行う。また、記憶部12は、各機構を制御するための予め定めたシーケンス(プログラム)や分析項目等の各種情報を記憶している。
【0025】
本実施形態に係る自動分析装置は、上記に記載のほかに、シリンジやポンプ等を構成要素として持ち、それらも含め、全て、記憶部12に記憶されているシーケンスに従って、制御部13により制御される。
【0026】
以上のように構成された自動分析装置の動作について、以下に説明する。
【0027】
まず、洗浄機構9により洗浄された反応容器21が、反応ディスク3の駆動によって試料注入位置に移送されてくると、サンプルディスク1が回転し、サンプルが入った試料容器16をサンプリング位置に移送する。試薬ディスク2も、同様に、所望の試薬ボトル
18をピペッティング位置へ移送する。
【0028】
続いて、サンプリング機構5が動作し、プローブ24を用いて、サンプリング位置に移送されてきた試料容器16から、試料注入位置に移送されてきた反応容器21へサンプルを注入する。サンプルが注入された反応容器21は、試薬注入位置に移送され、ピペッティング機構6の動作により、試薬ディスク2上のピペッティング位置に移送されてきた試薬ボトル18から、試薬注入位置に移送されてきた反応容器21へ試薬が注入される。
【0029】
その後、反応容器21は、調整液注入位置へ移送される。その間、試薬ディスク2は所望の調整液ボトル18bをピペッティング位置へ移送し、反応容器21が調整液注入位置へ到着するとピペッティング機構6の動作により、調整液ボトル18bから、調整液注入位置に移送されてきた反応容器21へ調整液が注入される。
【0030】
サンプル,試薬および調整液が注入された反応容器21は、攪拌位置に移送され、攪拌機構7により、攪拌が行われる。
【0031】
攪拌が完了した反応液は、反応容器21が光源と光度計との間を通過する際に、測光機構8により吸光度が測定される。この測定は、数サイクル間行われ、測定が終了した反応容器21は、洗浄機構9により洗浄される。
【0032】
このような一連の動作が、各反応容器21に対して実行され、本実施形態に係る自動分析装置による分析が行われる。
【0033】
さて、本実施形態の特徴となる点について説明する。
【0034】
本実施形態においては、反応容器21が攪拌位置に移送されるまでにサンプルおよび試薬に加えて、調整液が注入されることで被反応液の液量、および液性が一定範囲内に調整されることに特徴がある。
【0035】
上記特徴のために、制御部13の指示に従って装置は次の準備を行う。
(1)調整液の種類を決定する。
(2)調整液の注入量を決定する。
【0036】
第1の準備は、例えば、入力部11から分析項目ごとにパラメータとして分析項目に対応した調整液種を登録することで実現できる。また、例えば、図3に示すように、分析項目ごとに、予め対応付けたテーブルを記憶部12に格納しておき、分析項目に対応する調整液をこのテーブルから検索して、調整液種を決定するようにしてもよい。また、例えば、分析項目の試薬に対応する調整液種の情報をバーコードとして付随させ、試薬の登録時に試薬情報の一部として記憶部12に格納しておき、調整液種を決定するようにしてもよい。
【0037】
第2の準備は、例えば、図4に示すように非反応液のターゲット液量と分析項目ごとに与えられたサンプル量と試薬量との差分を算出することで決定される。
【0038】
なお、非反応液の粘性,濡れ性といった液性は、適切な調整液の注入により溶液の攪拌に適した領域に調整される。
【0039】
以上、2つの準備を行って調整液を注入し、被反応液の液量および液性を整えることで、サンプルおよび試薬の微量化を過度な反応容器21の小形化で補うことなく、サンプルおよび試薬の微量化を図れる。
【0040】
すなわち、反応容器の小形化がもたらすと予測される新たな技術課題に遭遇することなくサンプルおよび試薬の微量化を図れる。
【0041】
また、被反応液の液量および液性が一定範囲に調整されることで、攪拌機構7の簡素化が図れる。
【0042】
すなわち、分析項目ごとにまちまちであった液量や液性に対応するために高度な制御が必要なくなり、また、電極32の数を減らすことか可能となるなど攪拌機構7の構成の簡略化が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明の実施形態に係る自動分析装置の構成を示す斜視図。
【図2】本発明の実施形態に係る自動分析装置に装備されている攪拌機構周辺の縦断面図。
【図3】本発明の実施形態に係る各種テーブルの構成例を示す説明図。
【図4】本発明の実施形態に係る調整液量の設定の一例を示す図。
【符号の説明】
【0044】
1 サンプルディスク
2 試薬ディスク
3 反応ディスク
4 反応槽
5 サンプリング機構
6 ピペッティング機構
7 攪拌機構
8 測光機構
9 洗浄機構
10 表示部
11 入力部
12 記憶部
13 制御部
14 圧電素子ドライバ
15 攪拌機構コントローラ
16 試料容器
17,19 円形ディスク
18a 試薬ボトル
18b 調整液ボトル
20 保冷庫
21 反応容器
22 反応容器ホルダ
23 駆動機構
24,27 プローブ
25,28 支承軸
26,29 アーム
30 圧電素子
31 固定部
32 電極
33 ノズル
34 上下駆動機構

【特許請求の範囲】
【請求項1】
反応容器中の液体の液量が、少なくとも攪拌の直前には予め定めた量になっているように、該反応容器に調整液を添加する手段を備えた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、
前記調整液は複数種類あり、分析項目に応じて予め指定された調整液が添加されることを特徴とする自動分析装置。
【請求項3】
請求項1記載の自動分析装置において、
前記予め定めた量は、分析項目に応じて指定されていることを特徴とする自動分析装置。
【請求項4】
請求項1または2記載の自動分析装置において、
前記調整液は分析項目の登録と同時に登録されることを特徴とする自動分析装置。
【請求項5】
請求項1または2記載の自動分析装置において、
前記調整液は予め分析項目と対応付けられたテーブルにより指定されることを特徴とする自動分析装置。
【請求項6】
請求項1または2記載の自動分析装置において、
分析項目に用いられる試薬ボトルに調整液情報を持たせ、この情報により調整液を指定することを特徴とする自動分析装置。
【請求項7】
請求項1記載の自動分析装置において、
調整液の液量がサンプル量と試薬量とに基づいて算出されることを特徴とする自動分析装置。
【請求項8】
請求項1記載の自動分析装置において、
調整液の必要量を認識し、残量が所定量に満たない場合、測定を開始しないことを特徴とする自動分析装置。
【請求項9】
請求項1記載の自動分析装置において、
測定中に調整液の残量が所定量に満たないと判明した場合、該当する測定結果にアラームを付記することを特徴とする自動分析装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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