試料の自動臨床分析装置

【課題】試料の自動臨床分析装置。
【解決手段】装置は各モジュールと、２つの移動アーム装置との組立体から構成され、各モジュールは互いに機能的に関係し合い、かつ試薬モジュールと温置反応容器を担持する回転カルーセルとの同心の環による円形タイプの１実施形態の中央制御装置により制御される。隣接して外側に配置された同じくカルーセルと同心の、着脱可能な棚を使って使い捨て反応容器を給送するモジュールと走査装置とは、棚から温置カルーセルの溝へ向って反応容器を押し込むことで給送する装置と結合している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は先行技術に対して重要な特性である新規性と、発明に相当する進歩とを与える試料の自動臨床分析装置を開示することを目的とする。
【０００２】
装置は基本的に反応容器の入路モジュールと、試料の入路モジュールと、試薬溜めと、試料移送アーム装置と、試薬アーム装置と、走査装置とから構成される。これらのモジュールは互いに任意に相互作用しまた中央制御装置に隣接して置かれる定温器とも相互作用しながら、互に関連したかつ中央制御装置により調整される機能を実行する。
【０００３】
反応容器の進入は、配分と反応が実行される使い捨て反応容器を操作者が装置に案内する領域を介して行われる。この領域は定温器に隣接しこれの外側に置かれるが、好ましくは各自が反応容器の支えまたは棚用の、定温器と同心の円周の各円弧の形状をなす２つの座席を具備し、さらに反応容器の押込み器を装備した装填装置を具えるのがよい。
【０００４】
試料の入路は、操作者が個々に分析用の一次チューブを導入しかつ処理したチューブを集める領域である。入路は定温器から離れており、連続装填システムを具えている。このシステムは、試料が来て止まるピペットポイントである特定位置に全チューブを１つずつ臨ませ、また反復したり分析の数を増やしたりする必要のある場合はチューブを再循環領域に維持し、そして既に処理済みのチューブは入路の特定領域に戻すことができる。
【０００５】
試料アーム装置は試料入路を定温器に連結するためのものであり、前記定温器の１以上の位置において定温器の回転により試料を反応容器に配分することができる。
【０００６】
試薬溜めは定温器と内側で同心の円形の環の形状をなして構成されており、円形運動が与えられる複数の着脱可能な小段部を含んで試料分析用の試薬と希釈剤とを収容する。
【０００７】
試薬アーム装置は試薬溜めの内側に配置され、極座標系の、つまり半径と角度の運動の自由を有し、これにより試薬溜めの任意の位置へ近寄ることができる。
【０００８】
読取り装置の本体は定温器と外側で同心の円形の環の形状をなすが、好ましくは放射状に配置した溝の形の反応容器用の複数の座席を具えて、反応容器を定温器から案内し他端から退出させるのがよい。この装置にはその上方部分に蓋（図示せず）が設けられ、部分的に曝露されて追加の試薬を配分することができる。
【０００９】
装置は種々の二次的要素により完成する。以下これらを非制限的に掲示する：
−プルーブを洗浄するための溶液用タンク
−廃液用タンク
−使用済み反応容器を貯蔵するタンク
−吸引と用量投与の能力のある２つのプルーブ（試料用と試薬用）と洗浄作業とを提供する流体システム
−各要素を制御する電子システムとコンピュータ
ユーザーとのインターフェース用のタッチスクリーン
−ホストコンピュータと相互連絡するシステム
装置をよく理解するために、非制限な例として本発明の好ましい実施形態を示したいくつかの図面を添付する。
【実施例】
【００１０】
図１及び２に見られるように、本発明の機械は、番号１で示された反応容器の入路用モジュールと、試料の入路用モジュール２と、試薬溜め３と、試料アーム装置４と、試薬アーム装置５と、走査装置７とを具備している。前記モジュールの各々は残部及び中央の定温器６と組み合わされる。この組立体は内臓コンピュータの付いた制御装置により制御され、スクリーン８を介してモニターすることがきる。反応容器の入路は、配分と反応が実行される使い捨て反応容器を操作者が案内する領域である。入路は定温器６に隣接して位置し、定温器に対して外側に配置されて２つの支え９及び１０を備えている。各支えは反応容器の棚を案内するためのもので、定温器６と装填案内装置１１とに対して同心の円周の各円弧の形状をなして配置される。装填案内装置１１は反応容器用の押込み器を含み、押込み器は反応容器を１つずつ直接棚から定温器６のあいた空所の１つへ移送する。１つの棚の反応容器が使い尽くされると、押込み器は他の棚へ行き、ユーザーは空になった棚を工程を停止させずに取り替えることができる。つまり棚の装填は続行される。前記棚は好ましいケースでは、図２１の細部に見られるように８つのカラムを含有する。図２１は支え１２を示し、支え１２は図２２に見られる彎曲した形を呈することができ、さらに反応容器を内部で収容するようにされた１３、１３'、１３"．．．のような８つの垂直な溝を備えている。また支えは底部においてその面の１つが穴１４、１４'、１４"．．．を有し、穴１４．．．は支えの内部に収容された反応容器を開口、すなわち穴１４．．．に対向する部分に存在する穴１５、１５'、１５"．．．を貫通して個々に排除できるようにされている。開口１５、１５'、１５"．．．は反応容器よりも幾分狭くして、後者が押込み器装置１１により押し動かされるとき以外は常に棚で保持できるようにされている。反応容器が重力で１つのカラム１３から退出すると、別の反応容器が棚の下の部分で使えるようになり、そうしてこのカラムの反応容器が使い尽くされる。
【００１１】
好ましくは、各棚の８つのカラムは１つの面を薄い板１６で接合し、他の面はばらばらにしておいて、これらが図２２に示すように彎曲できるようにするのがよい。棚は好ましくは透明な半剛性材料で作って上方の蓋（図示せず）を備え、また下端部には反応容器の落下を防ぐ小さなフランジを具えるようにする。棚は垂直にかつ、反応容器が退出のため滑動できるように休止する各カラムの進入タレットの下方端を通って案内される。
【００１２】
板１６にはラベル（図示せず）が粘着され、ラベルは電子系すなわち装置に含まれるアンテナ（図示せず）により情報を記録し回復できる「タグ」を含有している。この素子を用いることにより、使用可能な反応容器の数をいつでもチェックすることができる。前記情報は反応容器を棚から引き出すたびに更新される。加えて、この素子は反応容器や棚の製造バッチや特有の特徴に関する情報をも含有できる。タグはこのことやその他の情報をコード方式により含有して、第三者による任意の修正や複製を事実上不可能にすることができる。このようにして原型とは異なる棚や反応容器を具えた装置の使用を防ぐことができる。
【００１３】
試料のチューブ２０の支え１９がこの上を移動するテーブル１８を備えた試料入路モジュール２は、図１７乃至２０に詳細に示されている。前記テーブル１８は実際には２つの領域、一方は試料の入路、他方はそれの退路に分けられており、両方とも対応するベクトル２１と２２とにより例示されている。個々の支え１９は以下に説明する試料のチューブ２０を自動心出し固締する手段を所持し、また底部にはテーブル１８の下側に配置された可動式磁気要素２３及び２４と相互作用する磁気要素を具え、さらに前記磁気手段を使って試料のチューブをテーブル１８の入路からフィーダーへ自動的に進入させる。フィーダーは２６、２６'、２６"などの個々の座席を具備した無端チェーン２５の形状をなし、個々の座席に支え１９が次々と嵌着されて試料受取り領域へ動かされる。
【００１４】
試料チューブの支えは図９乃至１５に詳細に見ることができる。前記支え１９は平坦な下方基部２７を有し、これに、外部の磁気手段との相互作用で回転を生じさせることができる図１３の磁気装置２８が連動して、試料のチューブが攪拌される。磁気装置２８はまた磁気装置２３及び２４と相互作用して、チューブの支えをしてテーブル１８上を摺動させる。加えて、支えの各々１９は３つの回転アーム２９、３０、３１を所持し（図１１）、試料のチューブ２０をこれらでしっかりと挟持することができる。図１４、１５及び１６。前記アーム２９、３０、３１はこれらの下方の軸３２、３３、３４上を回転し、歯付きの扇形３５、３６、３７を描いて同じ中心の冠歯車３８と噛み合う。この構成により、支え１９の中でのチューブ２０の自動心出しは保証され、チューブ２０は全ての環境の下で支え１９に対して同軸の配置で保持される。
【００１５】
試料アーム装置４は図５及び６で詳細に見ることができる。前記試料アームは、装置２５により定温器６の１以上の位置で停止したチューブから定温器６の回転により定温器に載置された任意の反応容器に試料を集めるためのものである。配分は、適当な流体装置に連結された、試料や他の試薬のチューブの栓を穿孔できるプルーブ３９により実行される。試料アームはまた試薬溜め３の所望の位置から希釈剤を吸引して、それを定温器６の対応する位置に配分することができる。試料アームが到達できる３つの位置、つまり図５の試料のチューブ１９と対応して示してあるピペットポイントと、配分ポイントと、希釈剤の吸引ポイントとは、アーム４がプルーブを直線的に移動させるために直線上に配置されている。プルーブにはまた垂直な動きが与えられ、試料チューブと、反応容器と、試薬の瓶との内部に届くようにされる。
【００１６】
試薬溜め３は、定温器６に対して内側で同心の円形の環により形成される。これは好ましくは、円形の動きが与えられる複数の着脱可能な小段部を備えて試料分析に必要な試薬と希釈剤とを収容するのがよい。これは試薬の保存に必要な温度で試薬を保持する冷却装置を装備してもよい。段部は、試薬と希釈剤の提示に応じて異なるサイズのチューブや瓶用の種々のタイプの座席を具え、座席はアダプターの使用を回避する自動心出し装置を具備するのが好ましいが、それに限定されるものではない。試薬の複数の位置は、磁気的攪拌を必要とする試薬についてはそれが提供される。
【００１７】
試薬用アーム装置５は試薬のカルーセルの内部に同心に配置され、図２、極方向につまり半径と角度とに動きの自由を持つ。これにより試薬の吸引のため試薬溜めの任意の位置に、また吸引した試薬の配分のため定温器６やスキャナー７の任意の位置に立ち入ることが可能となる。吸引は、好ましくは焼き戻された、垂直運動のできるプルーブ４０により実行される。これは、反応容器を定温器からスキャナー７へ押し込むための半径方向の押し子４１を所持している。極移動は、試料アーム装置４との衝突を避けるため制限することができる。
【００１８】
スキャナー７は定温器６と同心の円形の環の円弧の形状をなしている。図１、２及び８。好ましくは、これは両端が開口した放射状の溝４２の形の多数の座席を具えて、反応容器を定温器から案内して他端から退出させるようにする。溝は蓋（図示せず）で覆われ、蓋は追加の試薬を配分できるように一部が曝露されている。前記溝４２は、反応容器の走査準備時にこれらを直接定温器から移送できるように定温器６の同数の空孔に面している。移送は試薬アーム５の半径方向の押し子４１でスキャナー７の溝４２の１つに向って押し込むことにより実行される。走査のため進入した反応容器は、同じ溝を通った既に走査済みの反応容器を、この目的のため設けられた開口４３を通ってごみ容器へ突き出す。スキャナー７は、各反応容器に光束を透過させ伝導された光を捕捉でき次にそれを処理して各反応容器に生じた反応の光学情報を得ることができる光学系を装備している。読みは独立しており、同時にかつ非同期に取ることができる。
【００１９】
本発明の装置の本質的利点の１つは、個々の機能を実行する一連のモジュールに分割して、これらが連繋しながら互いに独立に同時に調子を合わせて働くことである。加えて、相互作用するモジュールは互いに隣接するから、反応容器を複数の位置で独立にかつ他の操作と同時に装填することができる。同様に、反応容器用に利用できる２つの装填装置を所持することにより、反応容器の棚は連続装填が可能になり装置の進行は阻まれない。
【００２０】
さらに、試料と試薬の両方の配分は円形の環の形状をなす定温器６において直接実行され、残りのモジュールは定温器を中心として、あるいはそれの内側に配置されるから、組立体が占めるスペースは最適化される。反応容器は、図７の反応容器４４、４４’、４４”の配置により見ることができるように、単純に押し込む動きで反応容器の入路と定温器と隣接するスキャナーとの間を移送することができる。このことは反応容器のモジュール間の移送距離を最小化し、移送時間も短縮して作業のスピードを上げ、さらに移送システムの煩雑さを回避する。押し込み方式はまた、反応容器の連続装填方式と反応容器の任意の進入とを容易に遂行させる。
【００２１】
同様に、動きを与えられた定温器は試料アーム装置４の複雑性をも減殺する。というのは定温器６は反応容器４４を試料配分位置に置く装置であって、また試料アーム装置４を水平に単一方向に動かすことができるから、機構を簡単にしかつ試薬アーム５との重なり問題を最小化するからである。定温器６の動きはカルーセルの任意の空孔へ接近させて反応容器を着座させる。
【００２２】
記述した構成はいろいろな試験の最適の実行を同時に可能とする。
１．常に空の反応容器が使えるように、反応容器は予め定温器６に装填しておくことができる。
２．いろいろな試験依頼を伴った試料が到着すると、各試料に対する個々の依頼に応じて、試料アーム４はこれらを希釈したり必要なだけ多くの空の反応容器に配分したりする。
３．反応容器は試験のいろいろな相を各相に規定された温置時間の間そのまま保持して定温器６で試験することができる；いくつかの試験が他より長い温置を必要としても問題ではない。というのは各自が終了すると、次の相は個々のベースで必ずしも試験開始の次数によらずに連結できるからである。
４．試薬アーム５は極運動ができ、反応容器の任意の位置に移動できるから必要な試薬をいつでも任意の反応容器に配分することができる。
５．前記試薬アーム５は任意の試薬を任意の位置から吸収することができる。というのは試薬もまた大きな柔軟性に合った独立の円運動ができるからである。
６．反応容器のスキャナー７への移送は、定温器６の任意の位置からスキャナー７の任意の位置まで行うことができる。
７．それぞれの走査はいつでも所望のときに、所望の時間行うことができる。全てこれは、論理的な機械的制約を除けば、最大の柔軟性を許容して各試料のいろいろな特性の試験を任意に遂行させる。
【００２３】
本発明の装置の操作過程において、操作者は試験の遂行前と遂行中に一連の操作を実行しなければならない。試験を始めるには、依頼される試験に必要な全ての試薬が試薬溜め３になければならない。彼はまた液体の容器を維持しなければならない。彼はまた反応容器の棚を対応するマガジン９及び１０に配置しなければならない。
【００２４】
−ユーザーは試料入路モジュール２で、処理される試料のチューブを導入しかつ既に処理した試料を除去する。
−反応容器装填装置は、定温器６に恒久的に使用できる反応容器の手ごろな数を自動的に維持する。
−試料入路装置２は試料のチューブとそれらの支えとをバーコードにより識別する。これは好ましくは各試料について実行される試験を回復するために、遠隔コンピュータやホストコンピュータと連絡されるのがよい。また、実行される試験のリストは分析装置の実際のコンピュータに記録してもよい。
−各反応容器で実行される試験に応じて、要求された温置時間が終了すれば試薬アーム５は適当な試薬を対応する反応容器に配分する。
−各試験について適当な時点に達すると、反応容器はより多くの試薬が追加的に配分されるスキャナー７の位置へ移動する。
−スキャナー７は進行中の反応の同時かつ非同期の光学走査を実行する。好ましくは、分析装置のコンピュータは終了した試験の結果をホストコンピュータに送信するようにする。
【００２５】
本発明を記述しまた好ましい例を基準にして図示した。一方、諒解されるように本発明は図面に示しかつ記述により説明した前記具体的実施形態に限定されるとみなすべきではない。というのも等効の実施形態は、もっぱら添付請求項により制限される本発明の範囲に明らかに包含されるからである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の装置の、前方部分からの斜視図である。
【図２】図１に示した同装置の平面図である。
【図３】試薬アームの詳細図である。
【図４】容器用の支えすなわち反応容器の棚と、押込み装置との詳細斜視図である。
【図５】入路装置と試料アーム装置との斜視図である。
【図６】同試料アームの拡大詳細図である。
【図７】カルーセルと、反応容器の支えに対して位置した反応容器押込み装置との斜視図である。
【図８】カルーセルと走査領域との斜視図である。
【図９】試料のチューブを案内する支えの立面図である。
【図１０】試料のチューブの同支えの詳細図である。
【図１１】試料のチューブの同支えの詳細図である。
【図１２】試料のチューブの同支えの詳細図である。
【図１３】磁気要素を取り外した試料の支えの斜視図である。
【図１４】試料のチューブを取り付けた試料の支えの側面図である。
【図１５】試料のチューブを取り付けた試料の支えの斜視図である。
【図１６】図１４に示した切断面の断面図である。
【図１７】磁気試料入路装置の詳細図である。
【図１８】磁気試料入路装置の詳細図である。
【図１９】磁気試料入路装置の詳細図である。
【図２０】同試料入路組立体の斜視図である。
【図２１】反応容器の棚の弧状姿勢の斜視図である。
【図２２】反応容器の棚の弧状姿勢の平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１反応容器の入路モジュール
２試料の入路
４試料アーム装置
５試薬アーム装置
６中心定温器
７走査装置
８スクリーン

【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の自動臨床分析装置において、装置は各モジュールと２つの移動アーム装置との組立体を含み、各モジュールは互いに機能的に関係し合い、かつ試薬のモジュールと反応容器を搬送する回転カルーセルとの同心の環による円形タイプの１実施形態の中央制御装置により制御され、隣接して外側に配置された同じくカルーセルと同心の、着脱可能な棚により使い捨て反応容器を供給するモジュールと走査装置とは、棚から温置カルーセルの溝へ向って反応容器を押し込むことで給送する機器と結合し、円形の試薬溜めに対して半径方向に配置されるアーム装置のうちの１つは極移動が可能で、試薬容器と所望の反応容器と他のアーム装置とを直進運動により連結して試料を担持するチューブを反応容器と連結し、また装置は試料のチューブ用支えの入路と退路とのためのテーブルにより完成し、テーブルは前記支えを連続フィーダーに向って自動的に移動させる手段を有し、フィーダーは試料のチューブの同支えを線形アーム装置に向けて給送し、線形アーム装置は試料を温置反応容器にピペットで移すことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の試料の自動臨床分析装置において、反応容器入路装置は、反応容器を搬送するカルーセルに隣接した２つの弧状の支えを具備し、各前記支えは反応容器押込み装置にアクセスできる反応容器の棚を収容でき、反応容器押込み装置は、試薬溜めとカルーセルとの組立体に対して同じく放射状の歯付き扇形部に移動できることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項２に記載の試料の自動臨床分析装置において、反応容器の支えまたは棚は、薄層状の壁部により一面を互いに結合させた、前記面が彎曲できて支えに適合する多数の真直ぐなカラムの構造を有し、さらに底部には反応容器のカラムを保持する保持用のフランジと反応容器の退出用の開口とを具えることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項２及び３に記載の試料の自動臨床分析装置において、反応容器の棚の真直ぐな縦の各構成部分は底部に、それらの外側の面と内側の面とに互いに整列した開口を有し、開口は反応容器よりも小径にしてこれらの偶発的脱落を防ぐようにされることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１に記載の試料の自動臨床分析装置において、試薬溜めと反応容器のカルーセルとは、これらの温度を独立に制御するためサーモスタット式に制御されることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１に記載の試料の自動臨床分析装置において、試料のチューブの入路装置は、それぞれ試料のチューブの入路と退路の役割により互いに逆方向に動く磁気手段付きのテーブルを具え、磁気手段は試料のチューブを有した支えを、チューブの個々の支えのための多数の座席を装備した連続フィーダーに送らせることができ、さらに試料のチューブの入路退路用のテーブル上を移動アーム装置に向けて移動して、試料を温置反応容器に移送することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６に記載の試料の自動臨床分析装置において、試料のチューブは、基部に磁気手段を装備した自動心出しする支えの中に案内され、これは試料のチューブの、入路退路用のテーブルの磁気手段との相互作用を可能にしてそれらを移動させ、また同様に装置の他の場所の他の磁気手段との相互作用を可能にして回転を生じさせ試料のチューブを攪拌することを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７に記載の試料の自動臨床分析装置において、試料のチューブの自動心出しする支えは、支えに載置された試料のチューブとの接触を確立するようにされた複数の垂直なアームを具え、前記各アームは同時に回転できてチューブの自動心出しの効力を生じさせることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項６及び７に記載の試料の自動臨床分析装置において、試料チューブ用支えの自動心出しアームは、これらの下方の軸の周りを回転して歯付きの扇形を描き、歯付きの扇形は中心に配置された単一の歯車と噛み合って前記アームの回転の同時化を生じさせることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の試料の自動臨床分析装置において、試料アーム装置はプルーブを運搬する長手方向に移動可能なアームを具え、プルーブは試料のチューブの栓を通過して定量の試料をピペッティングにより集め、それを先に選択したカルーセルの反応容器へ移すことができることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の試料の自動臨床分析装置において、試薬アーム装置は円形の試薬溜めに対して半径方向の構造を有し、また所定の反応容器に沈積させる試薬を捕集するプルーブの付いた、回転と半径方向への移動のための手段を装備し、さらにカルーセルの反応容器を押し込んで除外するための端部押込み装置を具えることを特徴とする装置。

【図１】