CN101470124B - 自动分析装置及其分注方法 - Google Patents

Abstract

一种自动分析装置及其分注方法，通过驱动机构使具有分注探头的分注装置或容器移动，通过分注探头向容器分注多种液体，测定并分析所分注的各液体反应后的反应液的光学特性。该自动分析装置具备驱动控制单元，该驱动控制单元控制驱动机构，以使液体的液面和分注探头前端在铅垂方向上的位置相对移动，在分注含有沉降成分的液体时，使分注探头在铅垂方向上不同的多个位置抽吸液体。

Description

自动分析装置及其分注方法

技术领域

本发明涉及一种自动分析装置及其分注方法。

背景技术

以往，在分注检测体或试剂时所使用的自动分析装置的分注装置，有时会对下述检测体进行分注，即，探取后随着时间的经过其成分会沉降的检测体，例如，用于分析作为红血球成分的血红蛋白Alc(HbAIc)的血液(全血)。在这样的情况下，分注装置检测在检测体容器中的血液的液面高度，使分注探头的前端探至在血液中央部附近预先设定的固定位置，在分注探头停止的状态下，通过1次的抽吸动作来抽吸血球成分，并向反应容器分注血球成分(例如，参照日本专利第3763212号公报)。

然而，由于以血液为主的含有沉降成分的检测体源于生物体，并且每个人都有差别，因此沉降成分的沉降速度不相同。此外，在向自动分析装置放置检测体后，检测体被分注至反应容器之前的时间因检查的受理状況的不同而不同。另外，检测体容器有多种形状，并且所探取的检测体的量也有多种。因此，存在下述问题：在向反应容器分注含有沉降成分的检测体时，若不考虑沉降成分的沉降状态而使分注探头的前端探至检测体中的一定位置，则所抽吸的沉降成分的浓度不均，不能够得到正确的测定值。此外，例如，在血红蛋白Alc的分析中，若全血中的血球成分发生沉淀，则会由于抽吸了上清的血浆，产生血红蛋白Alc的分析不正确的问题。

发明内容

本发明的自动分析装置通过驱动单元使具有分注探头的分注装置或者容器移动，通过上述分注探头向上述容器分注多种液体，测定并分析所分注的各液体反应之后的反应液的光学特性，该自动分析装置的特征在于，具备驱动控制单元，该驱动控制单元控制上述驱动单元，以使上述液体的液面和上述分注探头前端在铅垂方向上的位置相对移动，在分注含有沉降成分的液体时，使上述分注探头在铅垂方向上不同的多个位置抽吸上述液体。

优选本发明的自动分析装置，在上述的发明中，还具备液面检测单元，该液面检测单元对保持在上述容器中的液体的液面进行检测。

优选上述分注探头由导电性金属构成，是上述液面检测单元的一个结构要素。

优选上述驱动控制单元根据上述容器的形状确定上述分注探头在铅垂方向的下降极限位置，并控制上述驱动单元，以使上述分注探头在上述液体的液面和上述下降极限位置之间移动。

优选本发明的自动分析装置，在上述的发明中，还具备信息取得单元，该信息取得单元取得上述容器的形状信息。

优选上述驱动控制单元控制上述驱动单元，以使上述分注探头在铅垂方向上不同的多个位置停止，并依次抽吸上述含有沉降成分的液体。

优选上述驱动控制单元控制上述驱动单元，以使上述分注探头在铅垂方向上移动的同时连续抽吸上述含有沉降成分的液体。

优选上述驱动控制单元通过控制上述驱动单元，使上述分注探头在铅垂方向上从上方往下方移动的同时抽吸上述含有沉降成分的液体。

本发明的分注方法通过分注探头来分注被收容在容器内的含有沉降成分的液体，该分注方法的特征在于，包括分注工序，该分注工序通过上述分注探头，在铅垂方向上不同的多个位置上，抽吸并分注上述含有沉降成分的液体。

优选本发明的分注方法还包括液面检测工序，该液面检测工序检测上述含有沉降成分的液体的液面。

优选上述分注工序使上述分注探头在上述液体的液面和根据上述容器的形状而确定的下降极限位置之间移动，并分注上述液体。

优选本发明的分注方法还包括形状信息取得工序，该形状信息取得工序取得上述容器的形状信息，确定上述分注探头在铅垂方向上的下降极限位置。

优选上述分注工序使上述分注探头在铅垂方向上不同的多个位置停止，并抽吸上述含有沉降成分的液体。

优选上述分注工序使上述分注探头在铅垂方向上移动的同时抽吸上述含有沉降成分的液体。

优选上述分注工序使上述分注探头在铅垂方向上从上方往下方移动的同时抽吸上述含有沉降成分的液体。

针对如上所述的内容，以及本发明的其他目的、特征、优点、技术上和产业上的意义，相信通过下面对于本发明的详细说明，并参照附图，能够有更深层的理解。

附图说明

图1是本发明的自动分析装置的概略结构图。

图2是表示在图1的自动分析装置中使用的检测体分注装置的概略结构的框图。

图3是说明分注探头向检测体中的探入深度的图。

图4是说明本发明的分注方法的流程图。

图5是表示由血球成分的沉降引起的、全血样中的血球成分的分注适合浓度相对于探入深度的时间变化的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的自动分析装置及其分注方法的相关实施方式进行详细说明。图1是本发明的自动分析装置的概略结构图。图2是表示在图1的自动分析装置中所使用的检测体分注装置的概略结构的框图。

自动分析装置1是自动分析含有血球成分的血液、尿等的检测体的装置，如图1所示，具备试剂盘2、3，比色杯轮盘(cuvette wheel)4，检测体容器移送机构8，分析光学系统11，清洗机构12，第一搅拌装置13，第二搅拌装置14，控制部15以及检测体分注装置20。

如图1所示，试剂盘2、3分别在圆周方向上配置了多个第一试剂的试剂容器2a和第二试剂的试剂容器3a，试剂盘2、3被驱动单元旋转而在圆周方向上搬送试剂容器2a、3a。多个试剂容器2a、3a盛满了含有前处理液的试剂，所述前处理液分别对应于检查项目而使血球成分溶血，在外表面上附加了信息记录媒体(未图示)，该信息记录媒体记录有所收容的试剂的种类、批次(lot)以及有效期等的信息。在此，在试剂盘2、3的外周上，设置有读取装置，该读取装置读取被附加在试剂容器2a、3a上的信息记录媒体所记录的试剂信息，并向控制部15输出该信息。

如图1所示，比色杯轮盘4沿着圆周方向排列有多个反应容器5，受到与驱动试剂盘2、3的驱动单元不同的驱动单元的驱动，在箭头所示的方向上旋转，从而使反应容器5在圆周方向上移动。比色杯轮盘4配置在光源11a和分光部11b之间，具有保持部4a和光路4b，所述保持部4a保持反应容器5，所述光路4b由圆形的开口构成，用于将从光源11a射出的光束导向分光部11b。保持部4a以规定间隔沿着圆周方向被配置在比色杯轮盘4的外周，在保持部4a的内周侧形成有沿着半径方向延伸的光路4b。

反应容器5是被称为比色杯的成形为四角筒状的容器，该比色杯由下述材料构成，即，能够透射在分析光学系统11所射出的分析光中包含的光的80％以上的光学透明的材料、例如含有耐热玻璃的玻璃、环状聚烯烃或聚苯乙烯等。通过设置在近傍的试剂分注装置6、7，将试剂从试剂盘2、3的试剂容器2a、3a分注至反应容器5中。在此，试剂分注装置6、7分别在水平面内转动，并且在可在升降于上下方向的臂6a、7a上设有分注试剂的分注探头6b、7b，试剂分注装置6、7具有通过清洗水来清洗分注探头6b、7b的清洗单元。

如图1所示，检测体容器移送机构8一边使所排列的多个架(lac)9沿着箭头方向一个一个地步进，一边进行移送。架9保持着多个收容了检测体的检测体容器9a。在此，检测体容器9a上贴有记录了所收容的检测体的检测体信息以及容器的形状信息的条形码等的记录媒体，每当由检测体容器移送机构8移送的架9的步进停止时，通过检测体分注装置20，向各反应容器5分注检测体。此外，在记录媒体所记录的容器的形状信息中，除了容器的种类之外，至少还包括由容器的种类而决定的容器底壁的厚度。另一方面，也可以沿着被检测体容器移送机构8移送的架9的移送路线设置形状检测单元，该形状检测单元根据检测体容器9a的外形而检测出形状，利用形状检测单元，机械式地检测检测体容器9a的外形。

在此，如图1所示，在检测体容器移送机构8中设有读取装置10，该读取装置10作为信息取得单元，对贴在被保持于架9的检测体容器9a上的上述记录媒体进行读取，向控制部15输出所读取的检测体信息以及形状信息。此外，在架9中，为了通过液面检测机构23来检测被保持在检测体容器9a中的检测体的液面，设置了电极板9b(图2参照)。

分析光学系统11用于使分析光对试剂和检测体反应后的反应容器5内的液体试样进行透射，从而进行分析，如图1所示，具有光源11a、分光部11b以及受光部11c。从光源11a射出的分析光对反应容器5内的液体试样进行透射，由设置在与分光部11b对向的位置的受光部11c来接受光。受光部11c与控制部15连接。

清洗机构12在通过喷嘴12a抽吸并排出反应容器5内的液体试样后，通过喷嘴12a反复注入并抽吸洗涤剂或清洗水等的清洗液等，由此，对结束了由分析光学系统11进行的分析后的反应容器5进行清洗。

第一搅拌装置13以及第二搅拌装置14利用搅拌棒13a、14a对分注的检测体和试剂进行搅拌，使它们反应。

控制部15与试剂盘2、3、试剂分注装置6、7、检测体容器移送机构8、分析光学系统11、清洗机构12、搅拌装置13、14、输入部16、显示部17以及检测体分注装置20等连接，并控制各部的动作，控制部15使用了微型计算机等。如图2所示，控制部15具备驱动控制部15a、运算部15b以及存储部15c。

驱动控制部15a控制自动分析装置1的各部的动作，并且控制驱动机构22，该驱动机构22使由检测体容器9a所保持的检测体的液面和分注探头20b前端在铅垂方向上的位置相对移动。特别是，驱动控制部15a控制驱动机构22，使得在分注含有沉降成分的检测体、例如用于分析作为红血球成分的HbAlc的全血时，基于电压检测部26所检测到的液面信息，从检测体中的铅垂方向上不同的多个位置进行抽吸。此时，驱动控制部15a存储从输入部16输入的检测体的抽吸条件，按照该抽吸条件来控制驱动机构22。驱动控制部15a根据由读取装置10或上述形状检测单元取得的检测体容器9a的形状信息，确定检测体容器9a的种类，考虑由种类所确定的底壁的厚度，将分注探头20b在铅垂方向能够下降的位置确定为下降极限位置，即，在抽吸检测体时分注探头20b的探入深度100％的位置，并且向存储部15c输出各检测体容器9a的探入深度100％的位置信息。此外，驱动控制部15a根据从附加在试剂容器2a、3a上的信息记录媒体读取的信息，控制自动分析装置1，使得在试剂批次不同的情况或者有效期之外等的情况下中止分析作业，或者向操作者发出警报。

在此，如图3所示，分注探头20b的探入深度，是指在将检测体S的液面位置设为0％，将分注探头20b在铅垂方向的下降极限位置设为100％时，用百分比来表示从分注探头20b下端的检测体的液面向检测体中的侵入量。此外，在图3中，为了便于说明，将检测体容器9a的底面设置为平面。但是，检测体容器9a的底面也可以是曲面，在该情况下，考虑底壁的厚度将分注探头20b能够下降的位置作为下降极限位置。

运算部15b根据从受光部11c输入的各波长的光量信号，计算各反应容器5内的液体试样的各波长的吸光度，并分析检测体的成分浓度等。存储部15c存储校准(calibration)数据或分析结果等，所述校准数据是与各种分析模式对应的在自动分析装置1的分析动作和/或吸光度的运算中必要的数据。此外，存储部15c针对每个检测体容器9a，存储从驱动控制部15a输入的探入深度100％的位置信息.

输入部16是进行输入操作的部分，用于向控制部15输入有关检查项目或含有沉降成分的检测体的分注顺序等，例如是键盘和/或鼠标等。显示部17用于显示分析内容、分析结果或警报等，例如是显示器等。此外，自动分析装置1还具备将分析结果制成一览表等并打印输出的输出部。

如图2所示，检测体分注装置20在被驱动机构22驱动的臂20a上设置有分注检测体的分注探头20b。臂20a被由驱动机构22进行升降驱动和转动驱动的支柱21支撑着。分注探头20b是液面检测机构23的一个结构要素，例如，由不锈钢等的导电性材料成形而成。在此，由于分注探头20b在抽吸血球成分时，若从下方向上方移动来进行抽吸，则会产生浓度过浓而导致不能够抽吸血球成分的情况，因此优选从上方往下方移动来进行抽吸。分注探头20b在每次分注检测体时，都在未图示的清洗槽中清洗检测体所接触的内外的面。

液面检测机构23是检测在检测体容器9a内的检测体的液面的单元，如图2所示，具备震荡电路24、微分电路25以及电压检测电路26。

震荡电路24产生交流信号，并输入至微分电路25。如图2所示，微分电路25具有电阻25a、25b，电容器25c、25d以及运算放大器25e，通过震荡电路24所产生的交流信号的频率来进行调整，使得输入感度变高。微分电路25的+侧输入端经由导线23a与分注探头20b连接。电压检测电路26与微分电路25的输出端连接，检测出微分电路25的输出电压Vout，对应于该值，分注探头20b的下端检测在检测体容器9a内存在的检测体的液面位置。此时检测到的检测体的液面位置作为液面位置信号而被输出至驱动控制部15a，驱动控制部15a将该位置确定为在进行检测体分注时分注探头20b的探入深度0％的位置。

在该情况下，微分电路25根据分注探头20b与液体的液面为非接触状态的静电容量值，通过震荡电路24的频率来进行调节使得输入感度变高，对于接触状态的静电容量值，微分电路25使感度变低。因此，电压检测电路26通过输出电压Vout的变化来检测液面。另外，微分电路25的+侧输入端、震荡电路24以及设置在架9上的电极板9b通过地线连接在一起。

在以上结构的自动分析装置1中，试剂分注装置6依次将第一试剂从试剂容器2a分注至随着旋转的比色杯轮盘4而沿着圆周方向被搬送过来的多个反应容器5中。从通过检测体分注装置20而被保持在架9上的多个检测体容器9a依次将检测体分注至被分注了第一试剂的反应容器5中。每当比色杯轮盘4停止时，通过第一搅拌装置13来搅拌被分注了检测体的反应容器5，第一试剂与检测体发生反应。通过试剂分注装置7，从试剂容器3a依次向搅拌了第一试剂和检测体之后的反应容器5中分注第二试剂，然后，在比色杯轮盘4停止时，通过第二搅拌装置14来进行搅拌，进一步促进反应。在此，对于不同的分析对象的检测体而言，不一定必须分注第一试剂和第二试剂这两者，有时也可以分注其中的一种。

接着，若比色杯轮盘4再次旋转，则比色杯轮盘4的反应容器5依次相对于光源11a相对移动，反应容器5通过分析光学系统11。由此，受光部11c向控制部15输出光信号。控制部15根据从受光部11c输入的各波长的光量信号，求出各反应容器5内的液体试样的各波长的吸光度，并分析检测体的成分浓度等。此时，控制部15存储所分析的检测体的成分浓度等的分析结果，在显示部17上显示分析结果。然后，在通过清洗机构12来清洗分析结束后的反应容器5之后，在下一次检测体的分析中再使用反应容器5。

此时，在检测体分注装置20从保持在架9上的检测体容器9a分注含有沉降成分的检测体(例如全血)时，通过驱动控制部15a来控制驱动机构22，使分注探头20b在铅垂方向上不同的多个位置停止，在各停止位置通过分注探头20b依次抽吸全血，并向反应容器5中吐出全血。此时，参照图4所示的流程图，说明在分注探头进行分注时控制部15所实行的分注方法。

在此，作为分注检测体之前的准备，操作者将保持检测体容器9a的架9放置在检测体容器移送机构8中，并且，从输入部16输入分注探头20b对全血样的抽吸条件，例如断续抽吸，即，在探入深度0％、40％、100％这3个位置使分注探头20b停止并抽吸全血样。然后，自动分析装置1在控制部15的控制下，开始全血样的分注。

另外，探入深度100％的位置预先设置在分注探头20b与检测体容器9a的底不接触的位置。在使用多个种类的检测体容器9a的情况下，可以按照不同检测体容器9a的种类分别设定探入深度100％的位置，根据容器形状或者贴在检测体容器9a上的条形码等的上述记录媒体来读取检测体容器9a的种类，按照检测体容器9a的种类来变更探入深度100％的位置。

如图4所示，在全血样的分注中，首先，控制部15从驱动控制部15a取得从输入部16输入的检测体的抽吸条件(步骤S100)。接着，控制部15取得由读取装置10输出的检测体容器9a的形状信息(步骤S102)。接着，控制部15基于根据所取得的形状信息而确定的检测体容器9a的种类，确定分注探头20b的探入深度100％的位置(步骤S104)。

接着，控制部15使分注探头20b向检测体分注位置移动(步骤S106)。接着，控制部15按照断续抽吸的抽吸条件使分注探头20b下降，并且取得由液面检测机构23输出的液面位置信号(步骤S108)。取得该液面位置信号是对检测体的液面检测。然后，控制部15根据所取得的液面位置信号，确定分注探头20b的探入深度0％的位置(步骤S110)。

接着，控制部15使分注探头20b抽吸检测体(步骤S112)，分注方法结束。此时，例如，若将从全血样抽吸的血球成分的量设定为6μL，将抽吸位置设定为探入深度0％、40％、100％，则自动分析装置1在探入深度0％、40％、100％的各停止位置中分别抽吸2μL的血球成分。

在此，全血样随着的时间的经过而血球成分发生沉降，在上层部血球成分变稀，在下层部血球成分变浓。因此，随着时间的经过，全血样的血球成分的分注适合浓度C的范围发生变化，如图5的示意图所示。因此，在探入深度0％、40％、100％的各停止位置，从全血样分别抽吸2μL的血球成分。若进行这样的抽吸，则分注的合计6μL的血球成分在各探入深度的血球成分的浓度被平均化，因此能够将全血样的浓度不均抑制为较小，能够在与混和状态大致相同的浓度下简单地分注血球成分。

但是，抽吸位置不仅限于上述限定的位置，例如，也可以设定为探入深度0％、100％或者20％、50％、70％，另外，在各抽吸位置的抽吸量也可以不同。

在此，在分注探头20b抽吸了检测体之后，控制部15控制驱动机构22，使分注探头20b向反应容器5的分注位置移动，将抽吸的检测体吐出至反应容器5中。然后，控制部15控制驱动机构22，使吐出了检测体的分注探头20b向清洗槽移动，在清洗之后，对保持在架9上的下一个检测体容器9a进行分注新的全血样的作业。

本发明的自动分析装置1如上所述，将全血样从保持在架9上的检测体容器9a分注至反应容器5中，在分注时，在全血样的铅垂方向上不同的多个位置抽吸血球成分。因此，根据本发明的分注方法，即使不考虑血球成分的沉降状态，也能够将全血样的浓度不均抑制为较小，能够在与混和状态大致相同的浓度下从检休容器9a简单地分注血球成分。

另外，在上述的实施方式中，选择了断续抽吸作为检测体的抽吸条件，在步骤S112中分注探头20b抽吸检测体时，使分注探头20b停止在铅垂方向上不同的多个位置，分注探头20b在各停止位置从全血样依次抽吸血球成分。但是，也可以选择连续抽吸作为检测体的抽吸条件，在步骤S112中分注探头20b抽吸检测体时，使分注探头20b在铅垂方向上从探入深度0％的位置开始移动至探入深度100％的位置，在移动的同时分注探头20b从全血样连续抽吸血球成分。这样，自动分析装置1还有下述优点：由控制部15进行的对于使分注检测体的检测体分注装置20动作的驱动机构22的控制变得简单。

另外，上述实施方式说明了含有沉降成分的分注检测体的情况。但是，对于含有沉降成分的液体的分注，本发明不仅限于分注对象是检测体的情况，例如，也可适用于分注含有沉降成分的试剂的情况。

此外，检测体容器9a在相同的容器中保持一定量的检测体即可，检测体分注装置20也可以不具备液面检测机构23，也可不需要取得检测体容器9a的形状的形状检测单元和/或读取装置10。

Claims (6)

1.一种分注方法，通过分注探头来分注被收容在容器内的含有沉降成分的液体，该分注方法包括：

接收在铅垂方向上不同的多个位置的用户输入；

确定该容器的形状；

根据所确定的容器的形状，确定该容器的种类；其中，每种容器具有已知厚度的底壁；

根据该底壁的厚度，确定该分注探头的下降极限位置；

使用液面检测器确定该容器中的液体的液面；

从所述多个位置将该液体抽吸到该分注探头中，其中所述多个位置分布在所述下降极限位置与所述液面之间；以及

从该分注探头分注该液体；

其中，该容器的形状的确定是通过(i)从附加在该容器上的记录媒体获得与该容器相关的形状信息，或者(ii)使用检测容器的外形的形状检测器。

2.如权利要求1所述的分注方法，其特征在于，

在所述抽吸步骤中，使上述分注探头在铅垂方向上不同的多个位置停止，并抽吸上述液体。

3.如权利要求1所述的分注方法，其特征在于，

在使上述分注探头在铅垂方向上移动的同时抽吸上述液体。

4.如权利要求3所述的分注方法，其特征在于，

使上述分注探头在铅垂方向上从上方往下方移动的同时抽吸上述液体。

5.如权利要求1所述的分注方法，其特征在于，

该容器的形状的确定是通过读取装置，该读取装置对附加在该容器上的该记录媒体进行读取。

6.如权利要求1所述的分注方法，其特征在于，

该容器的形状的确定是通过该形状检测器。

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