CN1093639C - 使用多种试剂的自动分析方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对多个分析项目进行分析的分析方法和自动分析装置，排有多个反应容器的反应盘反复进行1圈加1个节距的旋转和为接受试样而作的停止，在从停止到停止的间隔中间还作2次不添加试样的中途停止。在为接受试样而停止时，在试剂添加位置上添加添加时间最晚的第3试剂，中途停止时在试剂添加位置上添加第1和第2试剂。本发明可在不会引起试样反应过程混乱的前提下向一列反应容器提供试剂，且可以使反应时间不同的反应共存于同一列反应容器上。

Description

使用多种试剂的自动分析方法及装置

本发明涉及对生物试样进行自动分析的方法及装置，尤其涉及通过生化分析或免疫分析对多个分析项目进行分析的方法及装置。

日本发明专利公告1984-22905号公报中记载了一种在单一反应线上配置多个反应容器以进行多个分析项目的分析操作的随机选取式自动分析装置。该先行技术中的分析仪具有用于第1试剂和第2试剂的2台试剂吸管装置。即，通过1台试剂吸管装置把用于各分析项目的第1试剂加入反应容器，再通过另外1台试剂吸管装置把用于各分析项目的第2试剂加入。

日本发明专利公告1994-103311号公报中则记载了一种具有单一试剂吸管装置的多分析项目分析用分析仪。该分析仪以向反应盘上配置的一列反应容器添加前一种试样起到添加后一种试样止的一个机器工作周期为单位而动作。而且，对反应盘的旋转动作进行控制，使其在从前一周期中一列反应容器为接受试样而停止到后一周期中一列反应容器为接受试样而停止的间隔中间，在一列反应容器的移送途中作数次中途停止而不接受任何试样。另外，在反应盘为接受试样而停止时，给反应容器添加与先前接受的试样的分析项目对应的第1试剂。

另外，日本发明专利公告1994-103311号公报中的分析仪在为接受试样而停止时，试剂接受位置与试样接受位置相邻，以便可以添加用于先行的分析项目的第1试剂。即，双方的反应容器相邻。然而，一旦试样接受位置与试剂接受位置相邻，由于试样吸管装置和试剂吸管装置都是使支承喷嘴的支臂旋转，故两个装置会形成物理性相互干扰碰撞。

而且，该1994-103311号公报中的分析仪的试剂接受位置与搅拌位置是隔开设置的，而当试剂接受位置与搅拌位置分开设置时，试样及试剂要在添加后经过一定时间后才被搅拌，故对反应的进行不利。

本发明的目的在于提供一种分析方法及分析装置，在通过单一试剂吸管装置对同一反应容器添加2种以上试剂的场合，可以把试样添加位置与试剂添加位置隔开设置，可在不给试样反应过程造成混乱的前提下给一列反应容器添加试剂。

本发明的又一目的在于提供一种分析方法及分析装置，可在同一列反应容器上进行与不同分析项目的种类对应的、反应时间不同的反应。

本发明适用于如下的分析装置，该分析装置是在向排成圆环状的一列反应容器添加前一种试样起到添加后一种试样止的周期单位期间，使一列反应容器移动，以使多个反应容器横穿光度计的光束，并在周期单位的途中使一列反应容器作不添加试样的中途停止，而且在设于一列反应容器的移动路径途中的单一的试剂添加位置上添加试剂。

另外，试样添加位置与试剂添加位置以试样吸管装置和试剂吸管装置同时工作时不会相互干扰碰撞的距离隔开设置，当一列反应容器为添加试样而停止时，在给位于试样添加位置的反应容器添加某种试样的同时，把使用最多试剂的分析项目用的试剂中添加时间最晚的试剂添加给位于试剂添加位置的反应容器，以及在中途停止时，给位于试剂添加位置的反应容器添加使要分析的试样产生第1反应用的第1试剂。

在本发明的最佳实施例中，在给停止于试剂添加位置的反应容器添加试剂后，在该试剂添加位置上，通过搅拌装置对停止的反应容器中的物质进行搅拌。在设定分析装置时，使添加时间最晚的试剂为第3试剂，并把使用第1、第2及第3试剂的分析项目的反应时间设定为使用第1及第2试剂的分析项目的反应时间的2倍。最好是使一列反应容器作多次中途停止，关于使用第1、第2及第3试剂的分析项目，是在一列反应容器为添加其他分析项目的试样而停止时，给位于试剂添加位置的反应容器添加该第3试剂，以及在1次中途停止时，给位于试剂添加位置上的反应容器添加该第2试剂。而在为添加其他分析项目的试样而停止时，与无需第2及第3试剂的特定分析项目对应的特定反应容器即使位于试剂添加位置，也不会有任何试剂添加给该特定反应容器。

以下是对附图的简单说明。

图1是本发明一实施例的生化自动分析装置的概略构造图。

图2(A)、图2(B)、图2(C)分别为反应过程的模式示例。

图1的分析装置是使血清试样与所需的试剂在反应线上进行反应的装置。反应盘5上的一列反应容器6以从添加前一种试样起到添加后一种试样止为机器周期的1个单位而反复作旋转动作。在各周期中间，一列反应容器被步进马达一类的输送装置移动，使多个反应容器6横穿光度计13的光束。

反应盘5每次在试样接受位置A上接受某种试样时便停止旋转动作。在单位周期中间，一列反应容器移动相当于多个反应容器的角度。这1个周期中的移动角度或是1个回转加1个节距，或是1个回转减1个节距，或是半个回转加1个节距。由作为控制装置的微型电子计算机1来控制一列反应容器在各个周期途中停止而不添加任何试样。在一列反应容器的移动路径上，设有试样接受位置A、容器清洗位置D、试剂接受位置E、测光位置F等。试样接受位置A成为试样添加站，试剂接受位置E则成为试剂添加站。单一的试剂吸管装置4作为试剂添加装置发挥作用。

当一列反应容器为添加试样而停止时，微型电子计算机1控制试剂吸管装置4及试剂盘2的动作，把使用最多试剂的分析项目所用的试剂中添加顺序排在最后的试剂添加给试剂接受位置E的反应容器。当一列反应容器在中途停止时，微型电子计算机1控制试剂吸管装置4及试剂盘2的动作，把使需要分析的试样发生第1反应所用的第1试剂添加给试剂接受位置E的反应容器。

测量分析项目所需的试剂数量取决于分析项目的种类。就某一分析项目而言，为了与试样发生第1反应而最先添加的是第1试剂，为了第2反应而第2次添加的是第2试剂，为了第3反应而第3次添加的是第3试剂，为了第4反应而第4次添加的是第4试剂。

当要对分析仪进行编程，以使其能够处理3种试剂以内的分析项目时，可以使用图2(A)、图2(B)、图2(C)所示的反应过程模式。图中S表示试样，R1表示以最初的定时添加的试剂，R2表示以第2个定时添加的试剂，R3表示以第3个定时添加的试剂。

图2(A)是用2种试剂的分析项目的反应过程模式，总反应时间为10分钟。图2(B)也是用2种试剂的分析项目的反应过程模式，但其总反应时间为5分钟。而图2(C)则是用3种试剂的分析项目的反应过程模式，总反应时间为10分钟。图2(C)的总反应时间设定为图2(B)的总反应时间的2倍。

以下结合图2(A)、(B)、(C)说明图1的实施例的动作。拥有48个透光性反应容器的转台式反应盘5在1个机器周期间旋转1圈加移动1个反应容器的距离(节距)，而在该1圈加1个节距的旋转途中设有3次停止期间，即进行所谓分割旋转。在各个停止期间，反应容器停止在预定的单一试剂添加位置E，以在这一周期添加第1试剂、第2试剂、第3试剂等。对反应盘5的旋转进行控制，使已添加了试剂的反应容器每次转动1圈加1个节距，在预定的试剂添加时间中应最后添加的R3的添加定时到来时反应容器到达试剂添加位置E。

为了与反应盘5的动作相呼应，对在各个测量项目中已将多种试剂(最多到第3试剂)保持在预定位置上的试剂盘2进行旋转控制，使其停止在已决定了所需试剂规定的试剂吸入位置C。与此同时，具有在试剂吸入位置C和试剂添加位置E之间移动的吸管探头33的单一试剂吸管装置4工作。另外，对反应台5每一周期的分割旋转时所需的全部反应容器6的吸光度以1个周期的间隔进行测量。

在图1的装置中，48个透光性方形反应容器6在旋转式的反应盘5上排成圆环状。反应容器6可用塑料或玻璃制作。具体地说，反应容器6沿反应盘5的旋转中心周围的圆周而排成一列。因而，一旦反应盘5旋转，一列反应容器6即沿其排列方向、即沿反应盘5的旋转中心周围的圆而移动。40个试剂容器3配置在旋转式的试剂盘2上。35个被测量试样和22个标准试样的试样杯11设置在旋转式的试样盘10上。

根据输入检体信息的各种规定量的试样液从试样盘10的规定位置上的试样容器中被保持在试样用可动臂30上的喷嘴31吸入后向反应盘5上处于试样添加位置A的反应容器6吐出。为了做到这一点，设有试样吸管装置8和微型注射装置15。单一的试剂吸管装置4和注射装置17根据操作人员输入的检体信息旋转。从停止位置受到控制的试剂盘2上处于试剂吸入位置C的试剂容器(瓶)中把根据输入信息而定的规定量的试剂吸入被可动臂32支承的试剂用喷嘴33内，并向反应盘上位于试剂添加位置E的反应容器6吐出。用搅拌装置9把反应容器内生成的反应液进行搅拌的位置与反应盘5的试剂添加位置E一致。

另外，分析装置还具有：用根据输入信息规定的波长对在反应盘5旋转时横穿光束的各反应容器6的吸光度进行测量的多波长光度计13、对测量结束后的反应容器进行清洗的清洗装置12和清洗用给水排水泵装置16、LOG转换器18、A/D转换器19、用于各装置的动作控制及数据处理的计算机1、输出用打印机21、带输入输出及显示用接触面板的LCD20、用于程序、测量条件及数据存储的软盘装置22、将反应盘上的各反应容器保持在一定温度的循环式恒温水槽14、把计算机1与各装置连接用的接口24等。

在用图1所示的装置开始测量时，操作人员先根据需要将标准试样和被测量试样置于试样盘10上，并输入各试样液的测量项目、即分析项目选择信息。同时操作人员把测量所需的全部试剂置于试剂盘2上。每个测量项目的测量条件由软盘22提供。测量条件示例见表1。

表1

画面信息	测量条件
				分析项目	TP	AST	BIL
分析法	终端	比例	终端
				试样量(μl)	5	12	5
第1试剂量(μl)	270	250	150
				第2试剂量(μl)	0	75	200
第3试剂量(μl)	0	0	100
				第1试剂设置位置	1	2	4
第2试剂设置位置	0	3	5
				第3试剂设置位置	0	0	6
主波长(nm)	700	376	660
				副波长(nm)	546	340	660

如表1所示，作为测量条件，从带接触面板的LCD20输入试样反应液的吸光度运算条件(表中的分析法)、试样的采集量(表中的试样量)、第1试剂、第2试剂、第3试剂的添加条件(表中的试剂量、各试剂在试剂盘上的位置)、测量波长(表中的主波长、副波长)、标准液浓度、K系数等，并在画面上显示。

如表1所示，可以是与TP一样只使用第1试剂的1次注液法、与AST一样使用第1试剂和第2试剂的2次注液法、与BIL一样使用全部第1、第2、第3试剂的3次注液法。另外，还可以是表中未示出的使用第1试剂和第3试剂添加定时的第2试剂的2次注液法。

一旦以上准备工作结束，操作人员即启动装置。而一旦装置启动，反应盘5和试样盘10即旋转，应最先测量的试样液(标准液或被检试样)的试样杯11和最先使用的清洁反应容器6分别位于各转盘10和5的规定位置。在这一状态下，通过试样吸管装置8和微型注射装置15的动作而将该试样的与最先测量的分析项目相应的量(表1中的试样量)从试样杯11吸入反应容器6中。

接着，反应盘5沿逆时针方向作后述的规定旋转动作，而已加入了试样的反应容器从位置A起，最终在1个机器周期后停止于旋转1圈加1个节距(1个反应容器的距离)的位置B，并进入下一个周期的动作。即，每次各动作(机器)周期(本例中1个周期为18秒，即200次检验/小时)开始时，反应盘5停止在逆时针方向前进1个节距的位置上，下一个试样液被采集到位于左侧相邻的位置A的反应容器内。另外，在反应盘5旋转时，通过光度计13的光束的全部反应容器的吸光度都被测量。换句话说，对各周期的全部48个反应容器的吸光度都通过基于输入信息的与各分析项目对应的各种波长进行测量。

还有，为了实现本发明，必须控制上述各周期中反应盘5的旋转动作。即，在反应盘如前述那样逆时针方向前进1圈加1个节距的1个周期中，以适当的定时和适当的位置设置3次停止时间，使试剂吸管装置4与注射装置17、搅拌装置9连动，添加和混合为各反应容器所必要、从而为各分析项目所必要的第1、第2、第3试剂。在为添加试剂所需的3次停止时间中，有1次是与前述的各周期开始时间、即试样的采集时间一致，从而可减少反应盘停止时间。

另外，当反应盘为了添加试剂而停止时，如果对位于规定的试剂添加位置的反应容器添加第3试剂R3、即在分析仪中预定的全反应过程模式中最晚的时间添加的试剂，则可实现快速分析。

换句话说，为了实现尽量减少反应盘转动的快速分析，对反应盘的旋转动作作如下控制，即当反应盘5为了接受试样而停止时，对位于试剂添加位置E的规定的反应容器不是添加该分析项目用的第1试剂，而是添加在预定的全体反应过程模式中应在最晚的试剂添加时间添加的那个试剂。例如，对于用3种试剂的分析项目，在试剂添加时间如图2所示的那样，在反应开始后有0分钟、1.5分钟、5分钟3种的场合，把应在最晚的5分钟试剂添加时间添加的试剂、即第3试剂(R3)添加给为了接受试样而停止时位于试剂添加位置的规定的反应容器。又，如果是只使用R1和R2的分析项目，由于不需添加R3，故可用5分钟结束测量。

反应盘的转动与反应过程的模式密切相关，因而对为接受试样而停止时位于规定试剂添加位置上的反应容器添加的用于该分析项目的试剂种类、以及从试样添加位置到该试剂添加位置的反应容器移动数量都应根据反应模式来决定。

这里以某个特定反应容器说明在用分析装置开始分析操作时添加试样及试剂的方法。在分析操作刚开始时，一列反应容器中不添加任何试样。在反应盘的第1周期的第1停止时间(相当于前述的各周期开始时间)，特定反应容器停止于图1中的A位置，与前述的第一个试样的第一个分析项目相应的试样量被加入特定反应容器中。到第1个周期的第2停止时间为止，特定反应容器逆时针方向前进12个节距后到达规定位置。到第1个周期的第3停止时间为止，特定反应容器进一步逆时针方向前进5个节距后到达试剂添加位置E。控制试剂盘2，使在该第3停止时间，与该分析项目对应的第1试剂的容器3停止于试剂吸入位置(图中C位置)。在这一状态下，试剂吸管装置4和注射装置17工作，在特定反应容器中添加一定量的第1试剂。另外，在第3停止时间中，在添加了R1后，该反应容器中的液体在规定位置E被搅拌装置9搅拌。

然后特定反应容器作规定的转动，到第2周期的第1停止时间为止，特定反应容器到达从添加位置A逆时针方向前进1个节距的规定位置B。从添加第1试剂起过1.5分钟后、即在第6周期的第2停止时间，特定反应容器再次停止于规定位置E，同时控制试剂盘2，使第一个分析项目的第2试剂停止于吸入位置(图中C位置)。在这一状态下，试剂吸管装置4和注射装置17工作，在特定反应容器中添加一定量的第2试剂。另外，在第2停止时间中，该反应容器中的液体在规定位置E被搅拌装置9搅拌。

在从添加第2试剂起再过3.5分钟后的第18周期的第3停止时间，特定反应容器再次停止于规定位置E，同时控制试剂盘2，使第一个分析项目的第3试剂停止于吸入位置C。在这一状态下，吸管装置4和注射装置17工作，在特定反应容器中添加一定量的第3试剂。另外，在该第3停止时间中，该反应容器中的液体在规定位置E被搅拌装置9搅拌。

如上所述，就最初的1个反应容器而言，在第1周期将试样液和第1试剂添加给反应容器，并将反应液进行搅拌以进行第1反应。从添加第1试剂起过1.5分钟后，即在第6周期添加第2试剂，在再过3.5分钟后的第18周期，即在本实施例中设定的最晚的试剂添加时间(添加第1试剂再过5分钟后)添加第3试剂，进行规定的第2及第3反应。在各周期中该反应容器通过多波长光度计的光束，用根据输入信息并就不同分析项目而选择的波长来测量吸光度并记忆在存储器中。当测量最终进行到第35周期(添加第1试剂再过10分钟后)时，在第38-41周期的第1停止时间，特定反应容器停止在清洗装置12下面、即图1中D的清洗位置并被清洗。清洗后的该反应容器在第49周期的第1停止时间停止于前述的A位置，采集与第49项测量项目对应的试样液。

另外，在针对前述各测量项目而输入的试剂添加条件中，当第2试剂R2及第3试剂R3的输入值为0时，即使与这些项目对应的反应容器停止于试剂添加位置E，由于计算机1根据0输入信息而进行控制，试剂吸管装置4不工作，故不添加第2或第3试剂，而成为1次注液法或2次注液法。另外，在只有R2的输入为0时，也可以不添加第2试剂而添加第3试剂，即采用添加时间不同的2次注液法。

换句话说，在尝试图2的反应过程模式的组合时，如果使试剂添加位置与应该在预定的多个试剂添加时间中最晚的时间添加试剂的反应容器的移动位置一致，则反应盘的转动浪费最小。另外，还可以使该试剂添加位置与反应液的搅拌位置一致。

在上述实施例中最多是3次注液法，当然也可以把反应盘1个周期的停止时间定为4次、5次，并通过对此以及试剂添加装置、试剂盘的旋转、停止位置及搅拌装置进行适当控制，从而实现反应时间不同的1次注液法、2次注液法、3次注液法、4次注液法、5次注液法等。

以上说明的实施例虽然采用的是具有单一试剂吸管装置、单一试剂盘、单一反应盘、单一试样吸管装置及单一试样盘的非常单纯的装置，但可自由对应1次注液法到多次注液法的测量系统，而且可采用多个反应时间并存的测量系统。另外，决定整个装置可靠性的试剂添加系统是单一的，这不仅便于维修保养，可显著提高装置可靠性，还大大降低了装置的价格。

如上所述，本发明可提供这样一种多项目分析用的自动分析装置，即使把需要1次注液法试剂添加的分析项目与需要3次注液法以上试剂添加的分析项目混放在同一反应容器移动路径上，也可以通过单一的试剂吸管装置供给这些项目所需的试剂，而不会在向该移动路径上的反应容器作周期性试样采集操作时发生混乱，而且可适合反应时间不同的分析项目。

Claims (7)

1.一种分析方法，是在向排成圆环状的一列反应容器添加前一种试样起到添加后一种试样止的周期单位期间，使所述一列反应容器移动，以使多个反应容器横穿光度计的光束，并在所述周期单位的途中使所述一列反应容器作不添加试样的中途停止，以及在设于所述一列反应容器移动路径途中的单一的试剂添加位置上添加试剂，

其特征在于，试样添加位置与试剂添加位置以试样吸管装置和试剂吸管装置同时工作时不会相互干扰碰撞的距离隔开设置，当所述一列反应容器为添加试样而停止时，在给位于试样添加位置的反应容器添加某种试样的同时，把使用最多试剂的分析项目用的试剂中添加时间最晚的试剂添加给位于所述试剂添加位置的反应容器，

以及在作所述中途停止时，给位于所述试剂添加位置的反应容器添加使要分析的试样产生第1反应用的第1试剂。

2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，在设定所述分析装置时，使所述添加时间最晚的试剂为第3试剂，并把使用第1、第2及第3试剂的分析项目的反应时间设定为使用第1及第2试剂的分析项目的反应时间的2倍。

3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，在给停止于所述试剂添加位置的反应容器添加试剂后，在该试剂添加位置上，通过搅拌装置对停止的反应容器中的物质进行搅拌。

4.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，使所述一列反应容器多次作所述中途停止，

对于使用第1、第2及第3试剂的分析项目，是在一列反应容器为添加其他分析项目的试样而停止时，给位于所述试剂添加位置的反应容器添加该第3试剂，以及在1次中途停止时，给位于所述试剂添加位置的反应容器添加该第2试剂。

5.根据权利要求4所述的分析方法，其特征在于，在为添加所述其他分析项目的试样而停止时，与无需第2及第3试剂的特定分析项目对应的特定反应容器即使位于所述试剂添加位置上，也不会有任何试剂添加给该特定反应容器。

6.一种自动分析装置，具有：在向反应盘上的一列反应容器添加前一种试样起到添加后一种试样止的周期单位中，使所述一列反应容器进行移动、以使多个反应容器横穿光度计的光束的移动装置；

在所述周期单位途中使所述一列反应容器作不添加任何试样的中途停止的控制装置；

在所述一列反应容器移动路径上的试剂添加位置添加与各分析项目对应的试剂用的单一试剂添加装置，

其特征在于，试样添加位置与试剂添加位置以试样吸管装置和试剂吸管装置同时工作时不会相互干扰碰撞的距离隔开设置，所述控制装置对所述试剂添加装置作如下控制，即，当所述一列反应容器为添加某种试样而停止时，向位于所述试剂添加位置的反应容器添加使用最多试剂的分析项目中添加顺序排在最后的试剂，以及，

所述控制装置对所述试剂添加装置作如下控制，即，在所述中途停止时，向位于所述试剂添加位置的反应容器添加使要分析的试样产生第1反应用的第1试剂。

7.根据权利要求6所述的自动分析装置，其特征在于，还具有在给停止于所述试剂添加位置的反应容器添加某种试剂后、且在该反应容器停于所述试剂添加位置的期间对该反应容器中的物质进行搅拌的搅拌装置。

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