CN101680834B - 测光装置及自动分析装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种测光装置及自动分析装置。在一边使容器移动一边利用波长不同的多个光对被保持于该容器内的液体的光学特性进行测量的自动分析装置中使用的测光装置及自动分析装置。测光装置(13)包括沿容器(5)的移动方向排列的分别射出不同波长的多个光源(13b)、隔着容器与多个光源相对配置且接收从上述多个光源射出的波长不同的多个光的受光元件(13d)，上述多个光源沿着容器的移动方向的排列长度(L)被设定为小于上述容器的排列节距(P)。

Description

测光装置及自动分析装置
技术领域
本发明涉及一种测光装置及自动分析装置。
背景技术
以往，自动分析装置使用下述测光装置，上述测光装置根据测量对象不同而使用不同波长的光对试剂和被检液反应后的反应液进行测光。作为这样的自动分析装置，公知有使分别射出不同波长的光的多个光源和多个受光元件相对并使它们以与设置在比色杯轮盘(cuvette wheel)上的多个反应容器相同的中心角沿排列方向排列的前分光方式的自动分析装置(例如，参照专利文献1)。该自动分析装置在一边使比色杯轮盘进行间歇旋转一边使反应容器移动时，根据上述反应容器横切从各光源射出的不同波长的光的光轴时的反应液的吸光度来分析被检体的成分浓度等。
专利文献1：日本实公平6-19079号公报
但是，专利文献1所公开的前分光方式的自动分析装置是从多个光源射出预先分光了的不同波长的光。因此，专利文献1的自动分析装置存在下述问题：在使比色杯轮盘间歇旋转时，会存在仅横切从射出不同波长的光的多个光源中的一部分光源中射出的光轴的反应容器。例如，在图9所示的测光装置中，从光源L1～L5分别射出不同波长的多个光(波长λ1～λ5)，透过了被保持于反应容器C中的液体的光被与光源L1～L5相对配置的受光元件R1～R5接收。
此时，在图9所示的测光装置中，为了便于说明，对排列在比色杯轮盘H上的27个反应容器C沿逆时针方向标注了1～27 的序号，每次间歇旋转以7个反应容器C为单位进行移动。在此，从比色杯轮盘H的旋转方向观察时，1号反应容器C位于紧接着光源L1、受光元件R1的前方。图10是表示从比色杯轮盘H的内侧观察比色杯轮盘H进行旋转之前的光源L1～L5、受光元件R1～R5及反应容器C的配置、并且将多个反应容器C排列在直线上的示意图。
但是，在测量被保持在多个反应容器C内的液体的光学特性时，比色杯轮盘H从图10所示的状态向箭头所示的顺时针方向进行一次间歇旋转。这样，排列在比色杯轮盘H上的多个反应容器C如图11所示地向右方移动7个。结果，1～3号反应容器C通过光源L1～L5，利用波长不同的多个光(波长λ1～λ5)测量液体的光学特性完成。但是，有时会有4～7号反应容器C只通过一部分波长的光源，液体的光学特性测量未完成的情况。
例如，在用光源L1、L2及受光元件R1、R2进行测量的情况下，如图11所示，1～6号反应容器C的光学特性测量完成，7号反应容器C的光学特性测量未完成。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供一种在比色杯轮盘进行一次间歇旋转时，能够利用波长不同的多个光对被保持在横切多个光源移动的多个反应容器内的液体的光学特性进行测量的测光装置及自动分析装置。
为了解决上述问题而达到目的，本发明的一技术方案的测光装置是在一边使容器移动一边利用波长不同的多个光对被保持于该容器内的液体的光学特性进行测量的自动分析装置中使用的测光装置，其特征在于，该测光装置包括：沿上述容器的移动方向排列的、各自射出不同波长的光的多个光源；隔着上 述容器与上述多个光源相对配置且接收从上述多个光源射出的波长不同的多个光的受光元件，上述多个光源沿着上述容器的移动方向的排列长度被设定为小于上述容器的排列节距。
另外，在本发明的另一技术方案中，其特征在于，上述受光元件与上述多个光源设置为相同的数量。
另外，在本发明的另一技术方案中，其特征在于，上述多个光源在上述光学特性测量所使用的由每个测量项目决定的光源组的光源之间至少配置一个测量不使用的光源。
另外，在本发明的另一技术方案中，其特征在于，上述受光元件的数量少于上述多个光源的数量。
另外，在本发明的另一技术方案中，其特征在于，在从上述多个光源射出的光入射到一个受光元件的情况下，上述多个光源分时地进行点亮，使得在一个容器通过上述多个光源和上述一个受光元件之间的时间内，利用上述波长不同的多个光进行的上述光学特性测量结束。
另外，在本发明的另一技术方案中，其特征在于，上述多个光源是半导体光源。
另外，本发明的另一技术方案的自动分析装置一边使容器移动一边利用波长不同的多个光来测量被保持于该容器内的液体的光学特性，其特征在于，该自动分析装置具有上述测光装置。
本发明的测光装置包括：沿容器的移动方向排列的分别射出不同波长的多个光源、隔着容器与多个光源相对配置且接收从多个光源射出的不同波长的多个光的受光元件，多个光源沿容器的移动方向的排列长度被设定为小于容器的排列节距，本发明的自动分析装置具有上述测光装置。因此，本发明的测光装置及自动分析装置，在比色杯轮盘进行一次间歇旋转时，起 到能利用波长不同的多个光对被保持在横切多个光源移动的多个反应容器内的液体的光学特性进行测量的效果。
附图说明
图1是实施方式1的自动分析装置的概略构成图。
图2是将本发明的测光装置与比色杯轮盘、驱动控制部及驱动部一起表示的示意图。
图3是从比色杯轮盘的内侧观察构成测光装置的多个LED及多个受光元件和反应容器的配置、并且将多个反应容器排列在直线上的示意图。
图4是表示构成LED阵列的多个LED射出的波长不同的多个光的波长的排列顺序的图。
图5是表示构成LED阵列的多个LED射出的波长不同的多个光的另一形式的波长的排列顺序的图。
图6是从比色杯轮盘的内侧观察实施方式2的测光装置中的构成测光装置的多个LED及多个受光元件和反应容器的配置、并且将多个反应容器排列在直线上的示意图。
图7是从比色杯轮盘的内侧观察实施方式3的测光装置中的构成测光装置的多个LED及多个受光元件和反应容器的配置、并且将多个反应容器排列在直线上的示意图。
图8是表示光学特性测量所使用的两个光源的1个点亮周期中的点亮时刻的图。
图9是说明以往的测光装置的测光方法的图，是表示比色杯轮盘及分析光学系统的示意图。
图10是从比色杯轮盘的内侧观察构成图9的测光装置的多个LED及多个受光元件和反应容器的配置、并且将多个反应容器排列在直线上的示意图。
图11是比色杯轮盘从图10所示的位置进行间歇旋转后的示意图。
附图标记说明
1、自动分析装置；2、3、试剂台；4、比色杯轮盘；5、反应容器；6、驱动控制部；7、驱动部；7a、驱动电路；7b、脉冲马达；8、9、试剂分注机构；10、被检体容器移送机构；11、架子；11a、被检体容器；12、被检体分注机构；13、测光装置；13a、LED阵列；13b、LED；13c、受光元件阵列；13d、受光元件；13e、杂散光阻断件；13f、测光控制部；14、清洗机构；15、16、搅拌装置；17、控制部；18、输入部；19、显示部；P、反应容器的排列节距。
具体实施方式
实施方式1
以下，参照附图详细说明本发明实施方式1的测光装置及自动分析装置。图1是实施方式1的自动分析装置的概略构成图。图2是将本发明的测光装置与比色杯轮盘、驱动控制部及驱动部一起表示的示意图。
如图1所示，自动分析装置1包括试剂台2、3、比色杯轮盘4、被检体容器移送机构10、测光装置13、清洗机构14、第一搅拌装置15、第二搅拌装置16及控制部17。
如图1所示，试剂台2、3沿其圆周方向分别配置有多个第一试剂的试剂容器2a和第二试剂的试剂容器3a，被驱动部件旋转驱动而沿圆周方向输送试剂容器2a、3a。多个试剂容器2a、3a内装满了与各自的检查项目相应的规定的试剂，在外表面上粘贴有表示收容的试剂的种类、批号及有效期等信息的识别条形码标签(未图示)。在此，在试剂台2、3的外周设置有用于读取粘贴在试剂2a、3a上的识别条形码标签所记录的试剂信息并将该试剂信息向控制部17输出的读取装置。
如图1所示，沿比色杯轮盘4的圆周方向排列有多个反应容器5，利用脉冲马达7b(参照图2)使比色杯轮盘4朝箭头所示的方向进行间歇旋转而使反应容器5沿圆周方向移动。例如，如图2所示，比色杯轮盘4上保持有27个反应容器5，在一次间歇旋转的时机，使反应容器5以7个为单位进行移动，通过进行4次间歇旋转而旋转一圈多1个容器的量。比色杯轮盘4包括：用于保持反应容器5的保持部；用于将LED阵列13a的各LED13b(参照图3)所射出的光引导至受光元件阵列13c的相对应的各受光元件13d(参照图3)的、由圆形的开口部构成的光路。
在比色杯轮盘4的外周沿圆周方向以规定间隔配置保持部，在保持部上形成有沿半径方向延伸的光路。利用驱动部7控制比色杯轮盘4的工作。即，如图2所示，驱动部7包括驱动电路7a和用于驱动比色杯轮盘4旋转的脉冲马达7b，利用使用了CPU等的驱动控制部6经由驱动电路7a控制脉冲马达7b的驱动，从而来控制比色杯轮盘4的间歇旋转。
另外，图3表示从比色杯轮盘4的内侧观察构成测光装置13的多个LED13b及多个受光元件13d和反应容器5的配置、并且将多个反应容器5排列在直线上的示意图。图3所示的箭头表示由于比色杯轮盘4的旋转而引起的反应容器5的移动方向。
反应容器5是被称为比色杯的容器，其是由能够使从测光装置13射出的分析光(例如，340～800nm)所包含的光的80％以上透过的光学性透明材料、例如由包含耐热玻璃的玻璃、环烯烃、聚苯乙烯等成形为方筒形状的容器。反应容器5通过设置在其附近的试剂分注机构8、9从试剂台2、3的试剂容器2a、 3a分别注入试剂。在此，试剂分注机构8、9分别设有测管8b、9b，该测管8b、9b用于向在水平面内朝箭头方向转动的臂8a、9a分别注入试剂，该试剂分注机构8、9还具有用清洗水对测管8b、9b进行清洗的清洗部件。
如图1所示，被检体容器移送机构10一边使排列着的多个架子11沿箭头方向一个一个前进一边进行移送。架子11保持着收容了被检体的多个被检体容器11a。在此，每当利用被检体容器移送机构10移送的架子11的前进停止时，被检体容器11a通过具有沿水平方向转动的臂12a和测管12b的被检体分注机构12向各反应容器5分别注入被检体。因此，被检体分注机构12具有用清洗水对测管12b进行清洗的清洗部件。
测光装置13是用于使分析光(例如，340～800nm)透过试剂和被检体进行反应后的反应容器5内的液体试样而进行分析的光学系统，如图1及图2所示，测光装置13具有LED阵列13a、受光元件阵列13c及测光控制部13f。
如图3和图4所示，在LED阵列13a上以阵列状配置有用于分别射出波长不同的多个光(波长λ1～λ5)的多个LED 13b。此时，多个LED 13b排列成从左侧起依次射出波长为λ1、λ2、......λ5的光。而且，如图3所示，LED阵列13a将多个LED13b的沿排列方向的长度L设定为比反应容器5的排列节距P短，从而在反应容器5通过时，使波长不同的多个光(波长λ1～λ5)横切保持于反应容器5内的液体试样。
受光元件阵列13c隔着排列在比色杯轮盘4上的反应容器5与多个LED13b相对配置，且受光元件阵列13c上排列有多个分别接收从各LED13b射出的波长不同的多个光的受光元件13d。受光元件阵列13c上设有干涉过滤器等杂散光阻断件13e，该杂散光阻断件13e用于阻断从与同成为各受光元件13d的受光侧 的前表面相对应的LED13b相邻的LED13b射出的杂散光的入射。在此，作为受光元件13d，例如使用光电二极管。
测光控制部13f控制LED阵列13a的多个LED13b的点亮，并且测量多个受光元件13d接收到的光量，且将与受光量相对应的光信号向控制部17输出。
清洗机构14利用喷嘴14a吸引并排出反应容器5内的液体试样，然后利用喷嘴14a反复注入并吸引洗涤剂、清洗水等清洗液，从而对利用测光装置13的测光结束后的反应容器5进行清洗。
第一搅拌装置15及第二搅拌装置16利用搅拌棒15a、16a对分别注入的被检体和试剂进行搅拌，使被检体和试剂发生反应。
控制部17使用具有运算功能、存储功能、控制功能及计时功能等的微计算器，与试剂台2、3、驱动控制部6、试剂分注机构8、9、被检体容器移送机构10、被检体分注机构12、测光装置13、清洗机构14、搅拌装置15、16、输入部18及显示部19等相连接。控制部17控制上述各部的工作，并且根据与从测光控制部13f输入的每个波长的受光量相对应的光信号求出吸光度，并根据该吸光度分析被检体的成分浓度等。而且，控制部17基于从粘贴在试剂容器2a、3a上的识别条形码标签的记录读取的信息控制自动分析装置1而使其在试剂的批号不同的情况、过期等情况下停止分析作业，或者向操作者发出警报。
输入部18是进行根据检查项目、被检体的测量项目向控制部17输入测光所使用的波长、即所使用的LED13b的指定等的操作的部分，例如，使用键盘、鼠标等。显示部19是用于显示分析内容、分析结果或警报等的部分，使用显示面板等。
在如上所述构成的自动分析装置1中，试剂分注机构8从试 剂容器2a向利用进行间歇旋转的比色杯轮盘4而沿圆周方向输送来的多个反应容器5依次分别注入第一试剂。被分别注入有第一试剂的反应容器5利用被检体分注机构12从保持于架子11上的多个被检体容器11a依次分别注入被检体。被分被注入有被检体的反应容器5在每次比色杯轮盘4的间歇旋转停止时，利用第一搅拌装置15进行搅拌而使第一试剂和被检体发生反应。第一试剂和被检体被搅拌了的反应容器5利用试剂分注机构9从试剂容器3a依次分别注入第二试剂，然后在比色杯轮盘4的间歇旋转停止时，利用第二搅拌装置16进行搅拌而进一步促进反应。
此时，测光装置13将LED阵列13a的多个LED13b的沿排列方向的长度L设定为比反应容器5的排列节距P短。因此，在测光装置13中，当比色杯轮盘4进行间歇旋转时，以7个为单位移动的反应容器5都通过LED阵列13a而进行移动。因此，在测光装置13中，多个LED13b射出的波长不同的多个光(波长λ1～λ5)横切被保持于反应容器5内的液体试剂，利用波长不同的多个光来测量光学特性。
因此，与使多个光源和多个受光元件相对且使它们以与设置在比色杯轮盘上的多个反应容器相同的中心角沿排列方向排列的以往的自动分析装置相比，自动分析装置1能够利用波长不同的光对在一次间歇旋转的时机移动的全部7个反应容器5进行测光。而且，测光装置13由于使用半导体光源、即LED作为光源，因此，除了能够使测光装置13自身小型化，也能够减小比色杯轮盘4，能够使整个自动分析装置1小型化。
在此，通常，自动分析装置1根据测量项目利用不同的两种波长的光的组合测量被保持在反应容器5内的液体试样的光学特性。例如，在使进行测量的两种波长的光的组合为(λ1、λ2)、(λ2、λ3)、(λ3、λ4)、(λ4、λ5)的情况下，在使射出的光的波长为λ1，λ2......λ5地配置了多个LED13b的图4的LED阵列13a中，与该多个LED 13b相邻的LED 13b射出的光有可能作为杂散光而入射到不与该多个LED 13b成对的受光元件13d。
因此，为了阻断这样的杂散光的入射，将LED阵列13a以如下的方式进行排列：如图5所示地以使多个LED 13b从左侧起射出波长为λ1、λ4、λ2、λ5、λ3的光的方式在测量所使用的光源组的光源之间至少配置一个测量不使用的光源。若使用这样地排列了多个LED 13b的测光装置13，则自动分析装置1在测量光学特性时不会受到杂散光的影响，提高了分析精度。
实施方式2
接着，参照附图详细说明本发明的实施方式2的测光装置及自动分析装置。在实施方式1的测光装置中，光源的数量和受光元件的数量相同，但是在实施方式2的测光装置中，受光元件的数量少于光源的数量。图6是从比色杯轮盘的内侧观察构成测光装置的多个LED及多个受光元件和反应容器的配置、并且将多个反应容器排列在直线上的示意图。在此，实施方式2之后的自动分析装置与实施方式1的自动分析装置及测光装置基本结构相同，仅是测光装置的结构部分不同，因此对于相同的结构部分标注相同的附图标记。
如图6所示，实施方式2的测光装置20具有LED阵列13a、受光元件阵列13c及测光控制部13f。LED阵列13a使用排列了从左侧起依次射出波长为λ1、λ4、λ2、λ5、λ3的光的多个LED13b的图5所示的LED阵列13a。另外，受光元件13c具有如下三个受光元件13d：与射出波长为λ1的光的LED13b相对配置的受光元件13d；与射出波长为λ4、λ2的光的LED13b相对配置的受光元件13d；与射出波长为λ5、λ3的光的LED13b相对配置的受光 元件13d。此时，测光装置20通过由(λ1、λ2)、(λ2、λ3)、(λ3、λ4)、(λ4、λ5)构成的不同的两种波长的光的组合来测量被保持于反应容器5内的液体试剂的光学特性。
因此，测光装置20在测量液体试剂的光学特性的情况下，波长不同的两种光不会同时入射到一个受光元件13d。因此，测光装置20除了具有实施方式1中的效果之外，还能够通过3个受光元件13d测量液体试剂的光学特性，能够减少受光元件数量。而且，5个LED13b在光学特性测量所使用的(点亮)两个LED13b之间至少配置一个测量不使用的(不点亮)的光源，进行点亮的两个LED13b之间的间隔变宽。因此，在测光装置20中，LED13b所射出的光仅入射到与之成对的受光元件13d上，其他LED13b射出的光不会作为杂散光而入射到该受光元件13d上，因此，进一步提高了测光精度。
实施方式3
接着，参照附图详细说明本发明实施方式3的测光装置及自动分析装置。在实施方式2的测光装置中，光源的数量为5个，而受光元件的数量为3个，但是，在实施方式3的测光装置中，受光元件的数量为1个。图7是从比色杯轮盘的内侧观察构成测光装置的多个LED及多个受光元件和反应容器的配置、并且将多个反应容器排列在直线上的示意图。图8是表示光学特性测量所使用的两个光源的1个点亮周期的点亮时机的图。
如图7所示，实施方式3的测光装置25具有LED阵列13a、受光元件13d及测光控制部13f，在测量被保持于反应容器5内的液体试剂的光学特性时，通过测光控制部13f控制LED阵列13a，使5个LED13b分时地进行点亮。
例如，在测光装置25利用由光学性(λ1、λ2)构成的两种波长的光的组合对被保持于反应容器5内的液体试剂的光学特 性进行测量的情况下，如图8所示，在1个点亮周期T内，利用控制部13f对射出波长为λ1的光的LED13b和射出波长为λ2的光的LED13b的点亮(开、关)进行控制。此时，测光控制部13f关闭分别射出波长为λ3～λ5的光的3个LED13b。
这样，测光装置25除了具有实施方式1的效果之外，还能够通过使光学特性测量所使用的多个LED13b分时地进行点亮而将受光元件13d减少为1个。
另外，说明了自动分析装置具有两个试剂台、使用两种试剂的情况，但是，试剂台可以是一个，可以在一个试剂台上放置第一试剂的试剂容器和第二试剂的试剂容器，或者也可以在一个试剂台上放置1种试剂容器。
另外，自动分析装置使用LED作为半导体光源，但是也可以使用半导体激光作为半导体光源。另外，由比色杯轮盘4的一次间歇旋转而横切LED阵列13a射出的光的反应容器5的数量、构成测光装置的LED13b的数量、受光元件13d的数量并不限定于实施方式的数量。
产业上的可利用性
如上述所，本发明的测光装置及自动分析装置适用于在比色杯轮盘进行一次间歇旋转时，利用波长不同的光对被保持于横切多个光源而移动的多个反应容器内的液体的光学特性进行测量。

Claims (7)

1.一种测光装置，其用于一边使均匀排列的多个容器移动一边利用波长不同的多个光对被保持于该多个容器内的液体的光学特性进行测量的自动分析装置，其特征在于，该测光装置包括：
沿上述多个容器的移动方向排列的分别射出不同波长的光的多个光源；
隔着上述多个容器与上述多个光源相对配置且接收从上述多个光源射出的波长不同的多个光的受光元件；
上述多个光源沿着上述多个容器的移动方向的排列长度被设定为小于上述多个容器的排列节距。
2.根据权利要求1所述的测光装置，其特征在于，
上述受光元件与上述多个光源设置为相同的数量。
3.根据权利要求1所述的测光装置，其特征在于，
上述多个光源在上述光学特性测量所使用的由每个测量项目决定的光源组的光源之间至少配置一个测量不使用的光源。
4.根据权利要求1所述的测光装置，其特征在于，
上述受光元件的数量少于上述多个光源的数量。
5.根据权利要求4所述的测光装置，其特征在于，
在从上述多个光源射出的光入射到一个受光元件的情况下，上述多个光源分时地进行点亮，使得在一个容器通过上述多个光源和上述一个受光元件之间的时间内，利用上述波长不同的多个光进行的上述光学特性的测量结束。
6.根据权利要求1所述的测光装置，其特征在于，
上述多个光源是半导体光源。
7.一种自动分析装置，其具有权利要求1～6中任一项所述的测光装置。
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