説明

自動分析装置

【課題】
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おいて、装置の高速処理化に耐え得る被測定液の攪拌混合とパドルの洗浄時間を十分確保することにある。
【解決手段】
被測定液を収容する反応容器内に注入されたサンプルおよび試薬を攪拌混合する攪拌機構と、混合された被測定液を分析対象として化学分析する分析手段を備えた自動分析装置において、攪拌機構のパドルの切替えを可能とするパドル切替え手段を備えたことを特徴とする自動分析装置を提供することで成される。

【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、特に被測定液を攪拌混合する攪拌機構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を備えて構成されている。
【0003】
ところで、分析装置の分野では、分析開始から結果を得るまでの時間短縮が要求されており、装置の処理の高速化が技術課題となっている。近年の健康診断等が充実してきたことや、分析項目の増加に伴う処理時間の延長が背景にある。
【0004】
このような処理の高速化は、分析装置におけるそれぞれの機構の動作を高速化し、また、サンプルや試薬の分取,反応液の攪拌,プローブやパドルの洗浄,反応液の測定など各工程の時間短縮を進めることになり、サンプル或いは試薬の飛散りや、攪拌不足、または洗浄不足といった技術課題をもたらすことになる。
【0005】
特許文献1には、攪拌する試薬の液性に応じて異なる材質からなる攪拌棒(パドル,攪拌へら)を使い分けることが記載されている。
【0006】
【特許文献1】特開平7−253432号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
分析処理速度の高速化に伴い、攪拌に使える時間が短くなってきている。攪拌に要する時間は被攪拌液に攪拌棒を浸漬して攪拌するための時間以外に、攪拌棒を洗浄して次ぎの測定に影響が無いようにすることも必要である。特許文献1記載の技術は試薬の液性との相性については考慮されているが、攪拌棒を交換するための時間を短くするなどの攪拌棒交換のための機構については考慮されていない。
【0008】
本発明の目的は、自動分析装置において、装置の高速処理化に耐え得る被測定液の攪拌混合とパドルの洗浄時間を確保できる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】
【0009】
本発明は、被測定液を収容する反応容器内に注入されたサンプルおよび試薬を攪拌混合する攪拌機構と、混合された被測定液を分析対象として化学分析する分析手段を備えた自動分析装置において、攪拌機構のパドルの切替えを可能とするパドル切替え手段を備えたことを特徴とする自動分析装置を提供している。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、攪拌機構のパドルを切替えて用いるため、従来同等の攪拌混合時間とパドルの洗浄時間を確保でき、装置の高速化に伴うサイクルタイムの短縮が実現できる。
【0011】
また、被測定液に対応したパドルを選択できるので、効率的に攪拌混合が可能となる。
【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参照して説明する。
【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能の一部とパドルステーション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,プローブ洗浄槽7a,7b,攪拌機構8,パドルステーション9,パドル洗浄槽10,測光機構11,洗浄機構12,表示部13,入力部14,記憶部15,制御部16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17が、円形ディスク18の円周上に固定されて並べられており、円形ディスク18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19が、円形ディスク20の円周上に固定されて並べられており、その周囲は、図示しない温度制御された保冷庫21になっている。また、円形ディスク20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22を保持した反応容器ホルダ23が、複数取り付けられており、図示しない駆動機構により、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22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22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22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22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17内のサンプルを、反応容器22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19内の試薬を、反応容器22に供給する。なお、試料容器17および試薬ボトル19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22に供給される。サンプリング機構5のプローブ24およびピペッティング機構6のプローブ27は、各プローブ24,27の移動軌跡上に配置されたプローブ洗浄槽7a,7bでサンプルまたは試薬の分取後にそれぞれ洗浄される。
【0020】
また、図1において、攪拌機構8は、パドル30と、パドル30を保持するアーム32と、パドル30を反応ディスク3とパドルステーション9との間を往復可能にする図示しない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、反応ディスク3の回転と共に定位置(攪拌位置)に移送されてくる反応容器22内のサンプル,試薬を、反応容器22の開口面からパドル30を浸漬し回転させることにより撹拌混合する。
【0021】
なお、攪拌機構8においてソケット31は、図2に示すように、回転中心に配置し、磁力を持つ強磁性体でありパドル30を磁力で保持する保持部33と、パドル30を側面から軽く締付けパドルを保持すると共に姿勢を維持するチャック34と、チャック34の保持力を調整するバネ35とから成り、パドル30が着脱可能な構成になっている。また、パドル30は、ソケット31と磁力により締結するため、結合部は磁性体で構成され、反応液に浸漬する部位は磁力の影響を防ぐために非磁性体で構成される。
【0022】
また、図1および図2において、パドルステーション9は、回転中心となる支承軸36と、支承軸36に取り付けられた複数のパドル30を保持するパドルホルダ37と、図示しないモータ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と上下動する。また、図2に示すように、パドルホルダ37はパドル30の入出が容易なように円形ディスクが扇形に切りかかれており、パドルホルダ37上には回転体38とバネ39とから構成されパドル保持位置を安定させる保持具が配置されている。
【0023】
また、図1において、パドル洗浄槽10は、パドルステーション9の近傍に配置され、パドル30の洗浄を行う。
【0024】
図1において、サンプルおよび試薬が注入された反応容器22は、反応容器ホルダ23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。
【0025】
そして、攪拌位置に移送されて停止すると、予めパドルステーション9からパドル30を装着し待機していた攪拌機構8が下降し、パドル30を反応液に浸漬させる。パドル30が回転されることによって被測定液であるサンプルおよび試薬が攪拌混合されることとなる。
【0026】
また、図1において、測光機構11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22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12は、複数のノズル40と、図示されない上下駆動機構とを備えて構成され、反応容器22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22を洗浄する。
【0027】
また、図1において、表示部13は、分析項目や分析結果等の各種画面表示を行い、入力部14は、分析項目等の各種情報の入力を行う。また、記憶部15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。
【0028】
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15に記憶されているシーケンスに従って、制御部16により制御される。
【0029】
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。
【0030】
まず、洗浄機構12により洗浄された反応容器22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17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19をピペッティング位置へ移送する。
【0031】
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17から、試料注入位置に移送されてきた反応容器22へサンプルを注入する。サンプルの注入を終了したサンプル機構5は、プローブ24をプローブ洗浄槽7aに移動させ、プローブ24の洗浄が行われる。
【0032】
サンプルが注入された反応容器22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19から、試薬注入位置に移送されてきた反応容器22へ試薬が注入される。試薬の注入を終了したピペッティング機構6は、プローブ27をプローブ洗浄槽7bに移動させ、プローブ27の洗浄が行われる。
【0033】
サンプルおよび試薬が注入された反応容器22は、攪拌位置に移送され、予めパドルステーション9からパドル30を装着した攪拌機構8により、攪拌が行われる。反応液の攪拌を終了した攪拌機構8は、パドル30を戻すためパドルステーション9へ回動する。
【0034】
攪拌が完了した反応液は、反応容器22が光源と光度計との間を通過する際に、測光機構11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22は、洗浄機構12により洗浄される。
【0035】
このような一連の動作が、各反応容器22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。
【0036】
さて、本実施形態の特徴となる点について説明する。
【0037】
本実施形態においては、反応容器22が攪拌位置に移送されるまでに、攪拌機構8がパドルステーション9でパドル30の装着脱を行うことに特徴がある。
【0038】
上記特徴を動作に従い説明する。
【0039】
はじめにパドル30を持たない攪拌機構8は、パドルステーション9のパドル装着脱位置に回転移動する。同時にパドルステーション9はパドルホルダ37を回転し、装着するパドル30をパドル装着脱位置へ移送し位置決め停止する。停止後、パドルステーション9は上昇しパドル30上部を攪拌機構8のソケット31に挿入する。ソケット31の保持部33は結合部のラウンド形状と磁力によりパドル30を回転軸合わせで保持する。また、ソケット31のチャック34は、パドル姿勢を保ち、かつ落下を防止する。
【0040】
攪拌機構8は、パドル30が装着されると攪拌位置に回転移動し待機する。
【0041】
一方、パドルステーション9は、下降してパドルホルダ37に保持されている他のパドル30をパドル洗浄槽10に降ろす。洗浄槽にあるパドル30は、次のパドル着脱のタイミングまで洗浄される。
【0042】
攪拌が終了するタイミングに同期してパドルステーション9はパドル着脱位置へ上昇し、攪拌が終了した攪拌機構8は、パドル着脱位置へ回転移動し停止する。攪拌機構8の停止後、パドルステーション9はパドル30がソケット31から外れる高さまで下降してパドル30を切り離す。その後、パドルホルダ37は回転し、次に用いるパドル30をパドル着脱位置へ移送する。
【0043】
以上の動作を順次繰り返すことにより、パドル30の装着脱が実施される。
【0044】
また、上述の説明では攪拌機構8がひとつの場合を説明しているが、攪拌機構8をふたつ構成に持つ自動分析においては、ひとつのパドルステーション9に対してふたつの攪拌機構8が2箇所のパドル着脱位置で同時にパドル30の装着脱を行うような配置とシーケンスを組むことで可能となる。
【0045】
または、ひとつのパドルステーション9に対してふたつの攪拌機構8が1箇所もしくは2箇所のパドル着脱位置でタイミングを異にしてパドル30の装着脱を行うような配置とシーケンスを組むことで可能となる。
【0046】
ところで、反応液を攪拌混合することに着目した場合、パドル形状は反応液の性状に応じて、例えば、泡立ち易い性状の液を攪拌する場合には、泡立ち難い形状のパドル30を用いるなど、適宜選択して用いるのが望ましい。本実施例によれば、パドルステーション9に複数本のパドル30を設置可能であるため、形状の異なるパドル30を設置しておき、分析項目の性状に対応付けてパドル30を選択的に使い分けることが可能となる。
【0047】
また、パドル30に付着した反応液による反応液間のキャリーオーバーに着目した場合、攪拌に用いたパドル30は十分な洗浄が施されることが望ましい。本実施例によれば、攪拌機構8に装着されるまでのパドルホルダ37上に待機している間、十分な時間を掛けて洗浄可能となり、キャリーオーバーを防止出来る。
【0048】
以上、実施例の如く自動分析装置において、攪拌機構8がパドルステーション9でパドル30の装着脱を行う構成を成すことで、装置の高速化を攪拌時間や洗浄時間の短縮、または機構動作の単なる高速化で実現しようとした場合に予想される攪拌不足や洗浄不足、または反応液或いは洗浄液の飛散りといった技術課題を回避し、被測定液の攪拌混合とパドル30の洗浄時間を十分に確保しつつ、装置の高速処理化を成し得る。
【0049】
また、形状の異なるパドル30を分析項目に対応付けて用いることで、攪拌効率の向上や反応液の性状に適した攪拌混合が図れる。
【0050】
また、パドル30の洗浄時間を十分に確保できることで、キャリーオーバー影響のない安定した分析が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【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パドル装着部,パドルステーションおよびパドル洗浄槽の縦断面図。
【図3】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パドルステーションとパドル洗浄槽の上面図。
【符号の説明】
【0052】
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
7a,7b プローブ洗浄槽
8 攪拌機構
9 パドルステーション
10 パドル洗浄槽
11 測光機構
12 洗浄機構
13 表示部
14 入力部
15 記憶部
16 制御部
17 試料容器
18,20 円形ディスク
19 試薬ボトル
21 保冷庫
22 反応容器
23 反応容器ホルダ
24,27 プローブ
25,28,32,36 支承軸
26,29 アーム
30 パドル
31 ソケット
33 保持部
34 チャック
35,39 バネ
37 パドルホルダ
38 回転体
40 ノズル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のパドルを同一のパドル駆動機構に対し切替えて装着する、パドル装着機構を有する攪拌機構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、
前記攪拌機構は前記複数のパドルを搭載可能なパドルステーションを備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項3】
請求項2記載の自動分析装置において、
複数の攪拌機構が共通のパドルステーションを利用可能に配置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1〜3のいずれかに記載の自動分析装置において、
前記複数のパドルが形状の異なる複数種類のパドルであり、分析項目に対応付けられて使い分けることを特徴とする自動分析装置。
【請求項5】
請求項4記載の自動分析装置において、
前記パドルと前記パドル駆動機構とは磁性体を介して結合されることを特徴とする自動分析装置。
【請求項6】
請求項5記載の自動分析装置において、
前記パドルは前記パドル駆動機構との結合部以外は非磁性体から構成されてい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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【公開番号】特開2009−222452(P2009−222452A)
【公開日】平成21年10月1日(2009.10.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−65070(P2008−65070)
【出願日】平成20年3月14日(2008.3.14)
【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)】