CN110199199A - 自动分析装置 - Google Patents

Abstract

为了分析性能的提高、装置的每单位空间的处理能力的提高，需要将具有分别不同的目标温度的多个单元更集中地配置于装置上。因此，需要减轻在单元间互相产生的温度的影响。基于装置的使用环境温度与各单元的目标温度的关系和单元要求的温度精度，使装置内的单元配置适当，从而减轻在单元间互相产生的温度影响，能够进行高效的温度控制。

Description

自动分析装置

技术领域

本发明涉及临床用的自动分析装置，其定量或定性地分析血液、尿等来源于生物体的试样。

背景技术

在临床用的自动分析装置中，将分析反应过程中的反应环境温度在各反应过程中控制为适当的温度对分析性能的提高产生良好的影响。适当的温度依赖各反应过程而决定。执行各反应过程的各单元在各反应过程中控制反应环境温度，以使成为适当的温度。因此，各单元的目标温度和要求的温度精度依赖于该单元负责的反应过程，在同一自动分析装置内存在要求各种目标温度和温度精度的单元。

就单元要求的温度精度而言，既有允许相对于目标温度的上限温度与下限温度的差为2～3度这样较大的范围的单元，也存在仅允许0.3度以下的单元。另外，就各单元的目标温度而言，既有比设置装置的环境的温度，即使用环境温度更高的单元，也存在更低的单元。

另一方面，降低使用分析装置时的运用成本的要求强烈，作为该要求之一，对于装置设置时占有的空间，要求增加每单位空间的分析处理能力。作为提高每单位空间的分析处理能力的方法之一，考虑在维持处理能力的状态下缩小装置尺寸。在该情况下，需要将装置内的单元间的间隔进一步缩小而配置于装置内，作为结果，容易在单元间相互产生热的影响。

在专利文献1中公开了一种自动分析装置，以“实现有效的散热，并且使反应试剂单元的冷却机构有效地发挥作用”为目的，构成为“将箱体分隔成作为低温部的上部和作为高温部的下部，将产生热的电源、控制单元及导管容纳于下部。另外，将从冷却装置产生的热从导管排散到箱体外，将从电源、控制单元产生的热排散到箱体外”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-083979号公报

发明内容

发明所要解决的课题

若在目标温度不同的单元间产生热的移动，且对互相的单元的控制温度产生影响，则可能到达目标温度前的时间延长、温度控制所需要的能量增加等，温度控制的效率降低。

在专利文献1所记载的方式中记载有通过导管向装置外散热，但并非减轻在单元间产生的热的相互影响。

用于解决课题的方案

用于解决上述课题的本申请发明的结构如下。即，特征在于具备：第一温度控制单元及第二温度控制单元，其分别具有温度调节机构，该温度调节机构具有热交换部；吸气导管，其将从吸气口吸引的空气向上述热交换部供给；排气导管，其将来自上述热交换部的空气朝向排气口排出；以及控制装置，其以使上述第一温度控制单元成为第一目标温度，使上述第二温度控制单元成为比第一目标温度高的第二目标温度的方式控制各个温度调节机构，上述第一温度控制单元配置于比上述第二温度控制单元靠近上述吸气口的位置。

发明效果

通过使具有不同的目标温度的多个单元的装置内配置最佳化，减轻在单元间产生的温度影响，实现有效的温度控制。

附图说明

图1是本发明的自动分析装置的结构。

图2是吸气导管和排气导管的配置。

图3是进行冷却的多个温度控制单元的配置。

图4是进行冷却的温度控制单元和进行加热的温度控制单元的配置。

具体实施方式

在本实施例中，以自动分析装置作为一个例子来说明。自动分析装置可以列举例如生物化学自动分析装置、免疫自动分析装置、基因自动分析装置等。但是，这仅是本发明的一个例子，本发明不限于以下说明的实施方式，广泛地包括使样品和试剂反应，并基于该反应的结果进行样品的分析的装置。例如，也包括用于临床检查的质量分析装置、测定血液的凝固时间的凝固分析装置等。另外，也可以应用于它们与生物化学自动分析装置、免疫自动分析装置等的复合系统或应用了它们的自动分析系统。

图1是应用了本实施例的单元最优配置的自动分析装置的概略结构图。

自动分析装置由检体输送单元102、试剂保管单元104、检体分注单元105、试剂分注单元106、反应促进单元107、以及测定单元108构成，上述检体输送单元102将容纳有作为分析对象的试样的采血管等检体容器101输送至检体吸引位置110，上述试剂保管单元104对放入有用于分析的试剂的试剂容器103进行温度控制，以使该试剂温度在某温度范围内，上述检体分注单元105将检体容器内的试样分注至反应容器，上述试剂分注单元106将试剂容器内的试剂分注至反应容器，上述反应促进单元107设置容纳混合检体和试剂而成的反应液的反应容器，且以使该反应液的液温进入某温度范围内的方式进行控制，上述测定单元108对由反应促进单元促进了反应的反应液中的物质的量进行光学测定。另外，配置有环境温度测定传感器，该环境温度测定传感器用于测定配置有自动分析装置的周围环境的温度。这些单元由控制装置113控制。

检体输送单元102可以为例如搭载有一个或多个检体容器101的检体架、在盘的圆周上配置有检体容器101的检体盘。在为检体架的情况下，该检体架被输送带机构、机械手等输送装置输送至检体分注单元的吸引位置。

试剂保管单元104例如可以使多个试剂容器配置于圆周上，通过使旋转而将任意的试剂容器输送到期望的位置，也可以构成为，将试剂容器配置成一列，或纵横地各配置多列。

在测定单元108中，以该单元内的测定流路内的反应液为对象进行光学测定，在该测定时，在该流路内的该反应液的温度被控制在某温度范围内的状态下进行测定。作为测定动作的一个例子，可以举出反应液的吸光度的测量、向反应液添加试剂、施加电压时的发光量的测定、反应液中的粒子数的测量、或者反应液与电极膜接触时的电流值、电压值的变动的测量。因此，在测定单元108内设有光电倍增管、光度计等测光器、CCD等拍摄元件、测定电流值、电压值的变动的电流计、电压计等。

反应促进单元107通过将反应容器的温度保持在预定的温度范围内，从而进行稳定的反应。例如，可以为培养箱，其在圆周上配置有多个反应容器的状态下利用加热器等对周围进行加热，从而进行温度控制，也可以为恒温槽，其使反应容器浸渍于供被控制在恒定的温度范围的液体循环的槽内。

根据分析装置要求的分析性能，有时考虑检体间的残余影响，检体分注单元分注检体时与检体接触的部分使用可以每当检体改变便更换的分注头，使检体和试剂反应的反应容器每次使用未使用的反应容器。此时，使用了一次的分注头、反应容器被废弃。执行某时间段的分析所需要的新的分注头、反应容器保管于消耗品保管单元111，且通过消耗品输送单元112被适时地供给至使用它们的场所。

接下来，图2表示本发明中的温度控制所需要的单元和导管的配置。

反应促进单元107为了促进混合检体和试剂而成的反应液的反应，需要将反应液的温度在其反应期间控制在某范围内。要求该目标温度Ta例如为37℃、允许的温度精度TaΔ低于±0.5℃这样的精度极高的温度控制。

测定单元108要求测定时的测定流路内的反应液的目标温度Tb为28℃，允许的温度精度TbΔ低于±1℃左右。

试剂保管单元104需要将试剂在适当的温度状态下保管。因此，试剂保管单元104内要求设置于该单元的试剂的目标温度Td例如为7.5℃，温度精度TdΔ为±2.5℃。即，以维持试剂温度在5～10℃的范围的方式进行温度控制。

这样，在自动分析装置中，将作为目标的温度、温度精度不同的单元配置于同一装置内。

一般来说，临床用自动分析装置规定了对其进行使用的周围环境的温度即使用环境温度T，要求在其使用环境温度范围内使用。有时该温度范围例如为15℃到32℃，比各单元要求的温度的范围大。因此，根据各单元的目标温度和使用环境温度，各单元要求的是冷却控制还是加热控制，有所不同。

例如，试剂保管单元104的目标温度Td为7.5℃。因此，即使在最低的使用环境温度15℃的环境下使用的情况下，也需要进行冷却。即，只要装置在使用环境温度内被使用，就始终需要冷却控制。反应促进单元107的目标温度Ta为37℃，即使在装置的最高使用环境温度32℃的环境下使用的情况下也需要加热控制。即，在装置在使用环境温度内被使用的情况下，就始终需要加热控制。另一方面，在测定单元108中，其目标温度Tb为28℃，在使用环境温度T为15℃时需要加热控制，在使用环境温度为32℃时需要冷却控制。

在需要冷却控制的单元中，可以将珀耳帖元件等热交换元件作为用于温度控制的温度调节机构来使用。热交换元件具备热交换部，该热交换部在控制温度的单元与该单元的外部之间进行热交换，在热交换元件对单元进行冷却控制的情况下，热交换部向该单元的外部进行散热。相反，在热交换元件对单元进行加热控制的情况下，热交换部从该单元的外部吸热。若这些在热交换部产生的废热、吸热对作为温度控制对象的单元以外的其它单元的温度产生影响，则可能该其它单元的温度控制变得不稳定，由于温度控制而需要大量能量。为了减轻该影响，设置有供热交换用的空气流动的吸气导管、排气导管，上述热交换用的空气用于将因这些单元的热交换而产生的热排出到装置外。

图2表示本发明的自动分析装置内的导管配置状态。本发明的导管由分开形成的吸气用导管201和排气用导管202构成。

吸气用导管201在装置的侧面具有用于吸入外部空气的导管吸气口201-1。另外，为了将从吸气用导管201吸入的外部空气送入分别设于试剂保管单元104和测定单元108的温度控制单元104-1、108-1，吸气用导管201与单元吸气口104-2、108-2连接。

排气用导管202具备用于向装置的背面排气的导管废弃口202-1。另外，为了将从试剂保管单元104和测定单元108产生的废热送出，排气用导管202与设于各单元的温度控制单元104-1、108-1的各自的单元排气口104-3、108-3连接。

对本申请发明中的在导管内流动的气体的活动进行说明。从吸气用导管的导管吸气口201-1吸入的空气201-2的一部分通过吸气用导管201到达试剂保管单元104的单元吸气口104-2(箭头104-4)。另一部分通过吸气用导管201到达测定单元的单元吸气口108-2(箭头108-4)。被单元吸气口104-2、108-2吸入的空气在朝向单元排气口104-3、108-3移动的期间，在与温度控制单元104-1、108-1之间进行热交换。

从单元排气口出来的空气(箭头104-5、108-5)受到来自各温度控制单元的温度影响。例如，在温度控制单元进行冷却控制的情况下，从温度控制单元向空气进行散热，相比单元吸气口，单元排气口的空气成为高温。另一方面，在温度控制单元进行加热控制的情况下，从空气向温度控制单元进行吸热，相比单元吸气口，单元排气口侧的空气成为低温。从单元排气口排出的空气通过排气用导管202而从导管排气口202-1向装置外排出(箭头104-5、108-5)。

在通过各温度控制单元104-1、108-1的期间，在空气和热交换部之间进行热交换，因此在排气用导管202内流动的空气的温度不稳定。因此，通过在排气导管的周围卷绕隔热材料，能够减轻排气导管内的不稳定的空气温度对装置产生的影响。

另外，要求更高精度的温度管理的单元(例如反应促进单元107)通过配置于与该排气导管202物理上分离的位置，从而能够减轻在排气导管流动的排气的温度的影响。特别是对于装置内而言，受空气的对流带来的影响较大，垂直方向(重力方向)的热移动较多。因此，以在从重力方向观察装置的俯视图内，使排气用导管202的投影面和要求高精度的温度控制的反应促进单元107的投影面不重合的方式分别配置排气用导管202和反应促进单元107。由此，抑制反应促进单元107从排气导管受到的热的影响，可进行有效且高精度的温度控制。此外，在另外存在要求高精度的温度管理的单元的情况下，也与反应促进单元同样，配置于与排气导管物理上分离的位置是有效的。

接下来，使用图3(a)、(b)，对具有比装置的环境温度Tg低的目标温度的多个单元的配置进行说明。

本实施例作为一个例子以目标温度比装置的环境温度Tg低的试剂保管单元305和测定单元306为例来说明。试剂保管单元的目标温度设为Te，测定单元的目标温度设为Tf。为了将这些单元控制为目标温度，各自的温度控制单元305-1、306-1进行冷却控制。在Te＜Tf的情况下，认为从试剂保管单元305比从测定单元306产生更多的废热。

一般而言，在自动分析装置配置有多个马达、电磁阀等热源，装置内的温度多比装置外高。因此，如图3(b)所示，从导管吸气口201-1吸入到吸气用导管201内的空气201-2的温度301虽然在导管吸气口与使用环境温度Tg相同，但存在越远离导管吸气口变得越高的倾向。

从单元吸气口流入的空气(箭头305-4、306-4)的温度与温度控制单元的热交换部的温度309、310的温度差311、312越大，越能够有效地排出更多的热。因此，将目标温度低的试剂保管单元305配置于接近导管吸气口201-1的位置。测定单元306由于目标温度与装置的使用环境温度的差较小，因此在热交换部排出的热量也小，即使与空气的温度差小，也能够充分且有效地进行热交换。

由此，能够提高装置整体的热交换效率。另外，不限于试剂保冷单元305和测定单元306，在将需要冷却的多个温度控制单元配置于装置内的情况下，通过将目标温度与装置的使用环境温度Tg的差更大的单元设置于接近导管吸气口的位置，能够提高装置整体的热交换的效率。

接下来，使用图4(a)、(b)，对配置具有比装置的使用环境温度Tj低的目标温度的单元和具有比装置的使用环境温度Tj高的目标温度的单元的情况下的配置位置进行说明。

本实施例作为一个例子，以试剂保管单元405和测定单元406为例来说明，该试剂保管单元405具有比装置的环境温度Tj低的目标温度(Th)，该测定单元406具有比环境温度高的目标温度(Ti)。

就具有高的目标温度(Ti)的测定单元406而言，由于温度控制单元406-1进行加热控制，因此在空气从单元吸气口406-2流向单元排气口406-3的期间吸热。因此，从单元吸气口406-2进来的空气(箭头406-4)的温度越高，在该单元进行的热交换的效率越高。

根据以上，在将以目标温度Th进行冷却控制的试剂保管单元405和以目标温度Ti进行加热控制的测定单元406配置于装置内的情况下，优选的是，将需要冷却控制的试剂保管单元405设置于接近导管吸气口201-1的位置，将需要加热控制的测定单元406设置于远离导管吸气口201-1的位置。

由此，能够向需要冷却的温度控制单元供给低温度407的空气(箭头405-4)，能够向需要加热控制的温度控制单元供给在装置内进行了加热的高温度的空气(箭头406-4)。由此，能够增大各热交换部与空气的温度差411、412，提高热交换的效率。另外，不限于试剂保冷单元405和测定单元406，在将需要冷却处理的多个单元和需要加热处理的多个单元设置于装置上的情况下，通过将需要冷却处理的单元配置于比需要加热处理的单元靠近导管吸气口近的位置，而且将进行冷却动作的多个单元中的将目标温度与使用环境温度的差更大的单元设置于接近导管吸气口的位置，能够提高装置整体的热交换的效率。同样地，通过将进行加热动作的多个温度控制单元中的目标温度与使用环境温度的差更大的单元设置于远离导管吸气口的位置，能够提高热交换的效率。

如果将本发明的思想进一步扩展，则在将无论使用环境温度如何始终需要冷却的单元A、无论使用环境温度如何始终需要加热的单元B、需要根据使用环境温度切换冷却和过热来控制的单元C配置于分析装置上的情况下，优选的是，相对于导管吸气口，按A→C→B的顺序沿着吸气导管的上表面投影路径配置。另外，在具有应以比单元A～C高的温度精度控制的单元D的情况下，优选的是，配置于远离单元A～C的废热通过的排气导管的上表面投影路径的位置。

另外，在将从吸气用导管供给的空气使用于散热的情况下，越吸引温度更低的空气，热交换效率越好。因此，从导管吸气口吸引的空气优选不受来自装置的热影响。更优选的是，通过使吸气用导管的导管吸气口位于装置的正面，从而减少吸引的空气从装置受到的热的影响，能够吸引温度更接近使用环境温度的空气，能够提高温度控制单元的温度控制的效率。在该情况下，使导管排气口位于装置的背面。

另外，优选的是，在导管吸气口设置用于去除灰尘的过滤器，以使空气中飞扬的灰尘等异物不会经由导管吸气口吸入到装置内。在该情况下，优选定期清扫、去除积存于过滤器的灰尘，若考虑对过滤器的访问，则优选吸气口设于用户易于访问的装置正面。

另外，排气用导管及导管排气口由于流动有在温度控制单元的热交换部受到散热或吸热的影响的空气，因此其温度不稳定。为了减轻对配置于装置内的温度控制单元的影响，优选的是，在导管及导管排气口追加隔热材料。具体来说，考虑将隔热材料卷绕于导管的周围。另外，通过将导管排气口设于设有导管吸气口的装置的表面的对面，从而从该排气口排出到装置外的空气向远离装置的场所扩散，另外，从导管排气口排出到装置外的空气从导管吸气口被再次吸引，能够防止对于单元的温度产生影响。

另外，也可以在导管排气口设置用于使排气用导管内的空气向装置外积极地流动的风扇。由此，能够将排气导管内存在的温度不稳定的空气更有效地排出到装置外，能够减轻该排气对装置内的需要温度控制的单元产生的影响。

此外，在本实施例中以免疫自动分析装置为一个例子进行了说明，如上所述地也能够应用于其它的分析装置。作为能够应用的装置，可举出生物化学分析装置、基因分析装置、质量分析装置、凝固分析装置等。另外，作为分析装置以外，可举出用于进行生物体试样的前处理的检体前处理系统等。在这样的装置中，例如包括用于保管试剂的试剂保管箱、用于保管生物体试样的试样保管箱、保管试剂和试样的反应液的反应液保管部、用于对试剂、试样等液体进行搅拌处理的搅拌机构、用于去除反应液中的杂物的分离机构、用于对反应液实施测定处理的测定机构、用于对生物体试样实施离心处理的离心处理机构、对生物体试样实施前处理的前处理机构等各种温度管理机构。任意的机构都能够应用本发明，根据装置的环境温度与目标温度的关系来决定配置。

符号说明

101—检体容器，102—检体输送单元，103—试剂容器，104—试剂保管单元，104-1—试剂保管单元的温度控制单元，104-2—试剂保管单元的单元吸气口，104-3—试剂保管单元的单元排气口，104-4—从吸气用导管吸入到试剂保管单元的单元吸气口的空气，104-5—从试剂保管单元的单元排气口排出到排气用导管的空气，105—检体分注单元，106—试剂分注单元，107—反应促进单元，108—测定单元，108-1—测定单元的温度控制单元，108-2—测定单元的单元吸气口，108-3—测定单元的单元排气口，108-4—从吸气用导管吸入到测定单元的单元吸气口的空气，108-5—从测定单元的单元排气口排出到排气用导管的空气，110—检体吸引位置，111—消耗品保管单元，112—消耗品输送单元，113—控制装置，114—环境温度测定传感器，201—吸气用导管，201-1—导管吸气口，201-2—从导管吸气口吸入的空气，202—排气用导管，201-1—导管排气口，301—吸气用导管内的空气的温度，305—温度控制单元，306—温度控制单元，302—使用环境温度，305-1—温度控制单元，306-2—温度控制单元，305-2—单元吸气口，306-2—单元吸气口，305-3—单元排气口，306-3—单元排气口，305-4—从单元吸气口进入的空气，306-4—从单元吸气口进入的空气，307—单元吸气口的空气的温度，308—单元吸气口的空气的温度，309—热交换部的温度，310—热交换部的温度，311—吸引口的空气的温度与热交换部的温度差，312—吸引口的空气的温度与热交换部的温度差，401—吸气用导管内的空气的温度，405—温度控制单元，406—温度控制单元，402—使用环境温度，405-1—温度控制单元，406-2—温度控制单元，405-2—单元吸气口，406-2—单元吸气口，405-3—单元排气口，406-3—单元排气口，405-4—从单元吸气口进入的空气，406-4—从单元吸气口进入的空气，407—单元吸气口的空气的温度，408—单元吸气口的空气的温度，409—热交换部的温度，410—热交换部的温度，411—吸引口的空气的温度与热交换部的温度差，412—吸引口的空气的温度与热交换部的温度差。

Claims (12)

1.一种自动分析装置，其特征在于，具备：

第一温度控制单元及第二温度控制单元，其分别具有温度调节机构，该温度调节机构具有热交换部；

吸气导管，其将从吸气口吸引的空气向所述热交换部供给；

排气导管，其将来自所述热交换部的空气朝向排气口排出；以及

控制装置，其以使所述第一温度控制单元成为第一目标温度，使所述第二温度控制单元成为比第一目标温度高的第二目标温度的方式控制各个温度调节机构，

所述第一温度控制单元配置于比所述第二温度控制单元靠近所述吸气口的位置。

2.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，

该自动分析装置具备测定周围环境温度的传感器，

预先设定有预定的周围环境温度范围，

所述控制装置控制所述第一温度控制单元的温度调节机构，以使该第一温度控制单元始终为比所述周围环境温度范围低的目标温度。

3.根据权利要求2所述的自动分析装置，其特征在于，

所述控制装置根据由所述传感器测定的周围环境温度对所述所述第二温度测定单元的温度调节机构以切换加温控制和冷却控制的方式进行控制。

4.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，

具备第三温度控制单元，该第三温度控制单元以比所述第一温度控制单元及第二温度控制单元高的温度精度被管理，

该第三温度控制单元配置于远离所述排气导管的上表面投影区域的位置。

5.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，

所述吸气导管的吸气口和所述排气导管的排气口设于装置的面对面的侧面。

6.根据权利要求5所述的自动分析装置，其特征在于，

将所述吸气导管的吸气口配置于装置的正面侧，而且将所述排气导管的排气口配置于装置的背面侧。

7.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，

具有保管用于分析的消耗品的单元，

就该单元而言，从吸气导管的吸气口观察，位于吸气导管内的空气流的下游，而且，从排气导管的排气口观察，位于排气导管内的空气流的上游。

8.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，

在所述排气导管的排气口设置制造从排气导管朝向装置外的气流的风扇。

9.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，

在所述吸气导管的吸气口设置去除空气中的异物的过滤器。

10.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，

所述第一温度控制单元为保冷保管用于试样的分析的试剂的试剂保管箱。

11.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，

所述第二温度控制单元为测定试样与试剂的反应液的测定单元。

12.根据权利要求3所述的自动分析装置，其特征在于，

所述第三温度控制单元为促进试样和试剂的反应的反应促进单元。