CN110691975B - 自动分析装置和分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供防止反应容器内的液体与后添加的液体局部高浓度地接触、装置故障的产生频度少并且高性能的自动分析技术。自动分析装置(1)具备：反应容器盘(120)，其保持反应容器(116)；搅拌机构(124)，其非接触地搅拌反应容器(116)内的液体；搬运机构(125)，其在反应容器盘(120)和搅拌机构(124)之间搬运反应容器(116)；试剂盘(122)，其保持试剂容器(121)；以及试剂分注机构(123)，其吸引并排出试剂容器(121)内的试剂，搅拌机构(124)被设置在试剂分注机构(123)排出试剂的位置，试剂分注机构(123)向设置在搅拌机构(124)的反应容器(116)排出从试剂容器(121)吸引的试剂。

Description

自动分析装置和分析方法
技术领域
本发明涉及分析生物体样本的自动分析装置和分析方法。
背景技术
自动分析装置通过使被检测体检查的步骤的一部分自动化，而对迅速并高效的临床检查业务产生贡献。在普通的自动分析装置中，具备用于将样本、试剂等的规定量的溶液分注到反应容器中的分注机构、以及对反应容器内的样本、试剂等进行搅拌的搅拌机构。
以前，在自动分析装置向反应容器排出多个溶液并搅拌的情况下，通过一次的排出动作，随后将不同的溶液的全部量添加到已经加入了所排出的溶液的反应容器中，然后进行搅拌。例如自动分析装置首先向反应容器排出样本，接着一次性地向已经加入了样本的反应容器排出全部量的试剂。
这时，从分注机构排出的试剂以液滴形状施加到反应容器中。因此，在紧接着排出试剂后，先加入到反应容器中的样本与后添加的试剂不均匀地混合，两种溶液在后添加的试剂的浓度高的状态下接触。这样，有可能在混合溶液中局部地形成浓度比从本来设计的化学反应的浓度比偏离的状态。
通常在化学反应中，如果溶液的混合比例从本来的设计值偏离，则有时产生危害，因此混合多个溶液时的浓度比被严格地控制。例如在使用有机溶剂使蛋白质变性而使与蛋白质结合的测定对象物质游离出来的化学反应的情况下，如果有机溶剂局部高浓度地与先加入到反应容器内的血清等液体接触，则有时在该接触位置引起超出本来设想的蛋白质的变性反应，从而产生很多不溶物。
上述不溶物有可能成为自动分析装置的处理的自动化的危害而对分析结果产生影响。另外，所产生的不溶物有可能造成装置的故障。因此，减少这样的不溶物的产生对确保装置的分析性能、防止故障是有效的。
为了抑制添加的溶液超出设想地高浓度地与其他溶液接触，理想的是使先加入到反应容器内的溶液产生流动，并向其排出溶液，由此使得成为后添加的溶液迅速地扩散的状况。
作为在分注时形成溶液的流动的技术，在专利文献1中公开了“在试剂分注用喷嘴设置搅拌叶片”的装置。由此，该装置能够与分注同时地进行搅拌，从而能够达到上述目的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭63-148166号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在使用专利文献1所记载的设置了搅拌叶片的试剂分注用喷嘴的情况下，在一边搅拌溶液一边向反应容器排出试剂时，存在排出的试剂被搅拌叶片甩出而导致分注精度下降的可能性。另外，反应容器需要大到供搅拌叶片放入的程度，对反应容器的大小产生限制。进而，搅拌叶片直接与反应容器内的溶液接触，因此例如有可能产生由变性而不溶解的蛋白质引起的污染、因与有机溶剂的接触造成的搅拌叶片的防水涂层的剥离等弊端。
由于以上的理由，理想的是在排出时形成溶液的流动，同时以非接触方式进行溶液的搅拌。
本发明鉴于上述情况，其目的在于：提供防止反应容器内的液体与后添加的液体局部高浓度地接触、装置故障的产生频度少并且高性能的自动分析技术。
解决方案
为了解决上述问题，本发明的代表性的自动分析装置之一具备：反应容器盘，其保持反应容器；搅拌机构，其非接触地搅拌上述反应容器内的液体；搬运机构，其在上述反应容器盘和上述搅拌机构之间搬运上述反应容器；试剂盘，其保持试剂容器；试剂分注机构，其吸引并排出上述试剂容器内的试剂，上述搅拌机构被设置在上述试剂分注机构排出上述试剂的位置，上述试剂分注机构向设置在上述搅拌机构的上述反应容器排出从上述试剂容器吸引的上述试剂。
另外，本发明的代表性的分析方法之一包括：搬运机构将加入了样本的反应容器从反应容器盘搬运到非接触式的搅拌机构并进行设置的步骤；上述搅拌机构开始上述反应容器内的上述样本的搅拌的步骤；在上述搅拌机构开始上述搅拌后，试剂分注机构向上述反应容器排出试剂的步骤；以及上述搬运机构将排出上述试剂后的上述反应容器从上述搅拌机构送回到上述反应容器盘的步骤。
本说明书包含成为本申请的优先权的基础的日本专利申请号2017-110454号的公开内容。
发明效果
根据本发明，能够提供减少在反应容器内产生的不溶物、装置故障的产生频度少并且高性能的自动分析技术。上述以外的问题、结构和效果由以下的实施方式的说明予以明确。
附图说明
图1是实施例的自动分析装置的概要图。
图2是表示自动分析装置的动作步骤的流程的一个例子的图。
图3是表示试剂分注机构和搅拌机构的动作步骤的图。
图4是表示试剂分注机构和搅拌机构的动作步骤的流程的一个例子的图。
图5是表示喷嘴与倾斜的反应容器接触的状况的图。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的实施例。此外，本发明的实施例以免疫分析装置为主要对象，但本发明能够应用于全部的自动分析装置。例如，本发明还能够应用于生物化学自动分析装置、遗传基因分析装置、质量分析装置、细菌检查装置。
另外，本发明的实施例在将根据比重差而分离的液体、包含磁性颗粒这样的固体的液体作为对象的情况下产生效果，能够应用于在用户使用自动分析装置进行分析时使用的全部液体。
图1是实施例的自动分析装置的概要图。自动分析装置1具备：分析部101，其用于进行分析动作；控制部102，其用于控制装置整体的动作；输入部103，其用于用户向装置输入信息；以及显示部104，其用于向用户显示信息。此外，输入部103和显示部104也可以是同一部件，作为其一个例子，可以列举触摸式的监视器。
自动分析装置1的分析部101具备：搬运机构112，其用于将包含样本的样本容器111搬运到样本分取位置；样本分注机构113，其用于排出样本；分注芯片装拆部114，其用于将样本分注机构113用的一次性分注芯片相对于样本分注机构113装拆；分注芯片安装架115，其安装了上述分注芯片；反应容器安装架117，其安装了反应容器116；搬运机构118，其用于搬运分注芯片和反应容器116；反应容器盘120，其能够将反应容器116内的液体保持为恒定温度，且具备多个开口部119；试剂盘122，其用于保持包含测定试剂的试剂容器121；试剂分注机构123，其向反应容器116排出测定试剂；搅拌机构124，其非接触地搅拌反应容器116所收容的液体；搬运机构125，其在反应容器盘120和搅拌机构124之间搬运反应容器116；检测部131，其进行血液中的成分的检测；以及检测部用分注机构132，其用于向检测部131排出反应容器116内的液体。
以下，参照图1说明自动分析装置1的分析步骤的概要。自动分析装置1在分析之前，从反应容器安装架117搬运反应容器116，并将该反应容器116设置到反应容器盘120上的开口部119。
样本分注机构113在分取样本之前先接驳分注芯片装拆部114，将分注芯片安装到前端。样本分注机构113经由分注芯片从样本容器111吸引样本，并排出到反应容器盘120上的反应容器116。当从一个样本容器111的样本分注结束时，样本分注机构113将分注芯片废弃到分注芯片装拆部114。分注了样本的反应容器116通过搬运机构125而被搬运到搅拌机构124。
试剂分注机构123从试剂盘122上的试剂容器121吸引测定试剂，并排出到上述反应容器116。试剂分注机构123例如在搅拌机构124开始反应容器116所收容的液体的搅拌后，开始液体的排出。试剂分注机构123既可以与搅拌机构124同时运转，也可以在搅拌机构124停止的期间运转。反应容器116所收容的样本和试剂的混合液通过被搅拌机构124搅拌而产生流动。
搅拌机构124被设置在试剂分注机构123排出试剂的位置。或者，搅拌机构124在试剂分注机构123排出试剂时支承反应容器116。搅拌机构124例如在试剂分注机构123向反应容器116排出规定量的试剂结束之前，搅拌反应容器116内的液体。这样，与在试剂分注机构123排出大量的试剂结束后开始溶液的搅拌的情况相比，难以产生不溶物。此外，“规定量的试剂”是指试剂分注机构123从试剂容器121吸引的试剂中的一部分量的试剂。
作为非接触方式的搅拌机构124，有使组合了自转和公转的旋转动作作用于反应容器116的机构、即进行偏心搅拌的机构、从压电元件向反应容器116侧面照射超声波而使反应容器116内的液体产生旋转流的机构等。在使用了非接触方式的搅拌机构124的情况下，不产生由于搅拌叶片造成的样本或试剂的甩出，因此提高了分析的精度。
试剂分注机构123对试剂的排出和搅拌机构124的搅拌结束后的反应容器116通过搬运机构125被再次设置到反应容器盘120上的开口部119。反应容器盘120例如作为恒温箱而发挥功能，在一定时间内对设置在开口部119的反应容器116保持恒温。
检测部用分注机构132吸引保持恒温结束后的反应容器116中的反应液，并将该反应容器116搬运到检测部131。检测部131具备光电倍增管等检测发光量的单元，进行反应液的发光量的测定。然后，控制部102利用校正曲线，根据发光数据计算出浓度值，并将计算出的分析结果显示于显示部104。
图2是表示自动分析装置1的动作步骤的流程的一个例子的图。参照图1和图2，说明作为自动分析装置1的主要部分的试剂分注机构123和搅拌机构124的动作步骤的概要。此外，以下说明使用利用超声波的机构作为搅拌机构124的情况。
试剂分注机构123具备能够旋转和上下运动的臂，在该臂的前端部设置有喷嘴。另外，试剂分注机构123具备使喷嘴吸引或排出溶液的注射器、连接喷嘴和注射器的流路、以及控制注射器驱动的控制机构。
试剂分注机构123例如使臂以轴为中心旋转，使臂的前端移动到设置在旋转轨道126上的试剂盘122上的试剂容器121的上方。然后，试剂分注机构123使喷嘴的前端部下降，使喷嘴的前端部浸渍到试剂容器121内的试剂中，并吸引规定量的试剂。
另一方面，保持在反应容器盘120上的开口部119的反应容器116通过搬运机构125被搬运到设置于喷嘴旋转轨道126上的搅拌机构124(201)。搅拌机构124向加入到反应容器116中的样本、试剂等的液体照射声波，由此使其产生流动(202)。
试剂分注机构123在反应容器116内的液体产生流动的期间，使喷嘴移动到搅拌机构124的上方，向反应容器116内排出所吸引的试剂(203)。反应容器116在试剂的排出和搅拌结束后，通过搬运机构125返回到反应容器盘120上的规定的开口部119(204)。
试剂分注机构123也可以根据向反应容器116排出的试剂的总量、或从开始向反应容器116排出试剂后经过的时间，变更每单位时间的要排出的液量。这样，能够抑制成为目标的溶液相对于组分比的偏差。
例如在设在从开始排出试剂后TA秒后每单位时间排出的液量为VA，在从开始排出上述试剂后TB秒后(在此TA≤TB)每单位时间排出的液量为VB的情况下，将试剂分注机构123设定得排出试剂使得VA≤VB的关系成立。
试剂分注机构123也可以在通过搅拌机构124搅拌反应容器内的液体的状态下，以所设定的排出速度连续地排出液体。这样，能够防止试剂分注机构123添加的试剂在高浓度的状态下与反应容器内的液体接触。
以上，同时进行搅拌机构124对反应容器116内的液体的搅拌和试剂分注机构123对试剂的排出。但是，根据混合的溶液的种类、反应容器内的液量，有时难以实现利用超声波的非接触方式的搅拌机构124。另外，在使用利用了超声波的非接触方式的搅拌机构124的情况下，可以考虑通过照射超声波而产生与磁性颗粒结合的测定对象物质的解离、反应液的温度提升。
也可以在这样的情况下，试剂分注机构123间歇地向反应容器116多次排出试剂，搅拌机构124在试剂分注机构123停止向反应容器116排出试剂的期间搅拌液体。即，也可以非同时地进行搅拌机构124的搅拌动作和试剂分注机构123的排出动作。此后，记载使组合了自转和公转的旋转动作作用于反应容器的方式的搅拌机构124的例子。
图3是表示试剂分注机构123和搅拌机构301的动作步骤的图。在图3中，示意地表示分别顺序交替地操作搅拌机构301和试剂分注机构123的动作步骤。
图4是表示试剂分注机构123和搅拌机构301的动作步骤的流程的一个例子的图。
如图3和图4所示，自动分析装置1例如在将反应容器302设置到搅拌机构301后(401)，通过搅拌机构301搅拌反应容器302内的液体(402)。然后，自动分析装置1停止搅拌机构301的搅拌，排出由设置在试剂分注机构123的喷嘴303吸引的试剂的一部分(403)。自动分析装置1在再次实施搅拌机构301的搅拌后(404)，再次排出残留在喷嘴303内的试剂的一部分(405)。到试剂分注机构123排出了所吸引的试剂的全部量为止，重复进行上述搅拌和排出(406)。
另外，在试剂分注机构123间歇地排出试剂的情况下，试剂的排出量也可以是可变的。这样，能够防止试剂分注机构123添加的试剂在高浓度的状态下与反应容器内的液体接触。
在设第N次排出的液量为VN，第N+1次排出的液量为VN+1的情况下，例如将试剂分注机构123设定得向反应容器302多次排出试剂，而VN≤VN+1的关系成立。然后，到试剂分注机构123排出了所吸引的试剂的全部量为止，重复进行搅拌机构301的间歇搅拌和试剂分注机构123的间歇排出。这样，抑制成为目标的溶液相对于组分比的偏离，而难以产生不溶物。
另外，搅拌机构301也可以根据试剂分注机构123向反应容器302排出的试剂的总量、或从开始向反应容器302排出试剂后经过的时间，变更搅拌的速度。在此，搅拌的速度例如在进行偏心搅拌的搅拌机构的情况下，表示反应容器302的自转速度和/或公转速度，在超声波方式的搅拌机构的情况下，表示向反应容器302照射的超声波的强度。
搅拌机构301例如根据试剂分注机构123向反应容器302排出的试剂的总量、或从开始向反应容器302排出试剂后经过的时间，按照液体不从反应容器302甩出的基准的目标搅拌速度，搅拌反应容器302所收容的液体。上述目标搅拌速度例如是通过实验确定的值。这样，能够使试剂分注机构123排出的试剂充分扩散到反应容器302内的液体中。
例如在设在试剂分注机构123向反应容器302排出了N次的试剂后实施的搅拌的速度为UN、在排出了N+1次的试剂后实施的搅拌的速度为UN+1的情况下，搅拌机构301对液体进行搅拌，使得UN≥UN+1的关系成立。然后，到试剂分注机构123排出了所吸引的试剂的全部量为止，重复进行搅拌机构301的间歇搅拌和试剂分注机构123的间歇排出。这样，即使在反应容器302内的液体的量增加了的情况下，也能够不使该液体飞散到外部地进行搅拌。
此外，根据混合的溶液的种类和液量比，预先设定搅拌机构301和试剂分注机构123的驱动条件即可。例如，与用户通过输入部103输入的测定项目对应地预先确定上述驱动条件，并按照该条件使试剂分注机构123和搅拌机构301动作。
另外，在试剂分注机构123间歇地排出了试剂的情况下，在喷嘴303的前端有可能残留一部分试剂。在该情况下，担心会对自动分析装置1的分注性能产生影响。为了抑制该问题，理想的是，试剂分注机构123使喷嘴303接触或接近反应容器302的内壁地排出试剂。
图5是表示喷嘴303与倾斜的反应容器302接触的状况的图。以下，参照图5说明试剂分注机构123使喷嘴303接触或接近反应容器302的内壁地排出试剂的方法。
在执行上述的排出方法的情况下，搅拌机构301例如在反应容器302的开口部朝向铅垂方向的第一位置、反应容器302相对于铅垂方向的倾斜比第一位置大的第二位置处，停止反应容器302的搅拌。换言之，将自动分析装置1设定得在搅拌机构301停止搅拌的定时，反应容器302相对于喷嘴303有很大倾斜。此外，上述第一位置例如是指搬运机构125抓住反应容器302的位置。
将试剂分注机构123设定得例如在反应容器302在第二位置停止时，排出试剂的喷嘴303接触或接近反应容器302的内壁。试剂分注机构123一边接触或接近反应容器302的内壁，一边排出通过喷嘴303吸引的试剂中的一定量。这样，能够抑制在上述喷嘴303的前端残留一部分试剂的问题。
试剂分注机构123在排出一定量的试剂后，使喷嘴303从反应容器302离开，搅拌机构301再次开始搅拌。到试剂分注机构123排出了所吸引的试剂的全部量为止，搅拌机构301和试剂分注机构123重复进行上述动作。此外，使喷嘴303与反应容器302的内壁接触的动作既可以在每次试剂分注机构123的排出动作时实施，或者也可以只在试剂分注机构123的最后的排出时实施。
另外，也可以对搅拌机构301进行温度控制。例如对搅拌机构301进行温度控制使得反应容器302的温度成为37℃以上。这样，能够控制反应容器302内的液体和通过试剂分注机构123后添加的试剂之间的反应速度。例如，使用热敏电阻等温度控制机构，将搅拌机构301的温度控制得比反应容器盘120的温度高且为固定温度，由此能够控制反应容器302内的液体的温度。
[实施例的自动分析装置产生的效果]
实施例的自动分析装置1具备保持反应容器116的反应容器盘120、非接触地搅拌反应容器116内的液体的搅拌机构124、在反应容器盘120和搅拌机构124之间搬运反应容器116的搬运机构125、保持试剂容器121的试剂盘122、吸引并排出试剂容器121内的试剂的试剂分注机构123，搅拌机构124被设置在试剂分注机构123排出试剂的位置，试剂分注机构123向设置在搅拌机构124的反应容器116排出从试剂容器121吸引的试剂。
具有上述结构的自动分析装置1在试剂分注机构123排出试剂的位置设置有搅拌机构124，因此在反应容器116所收容的液体产生了流动的状态下注入试剂，能够抑制由于混合的溶液相对于希望的混合比产生偏离而产生的不溶物的沉淀。
另外，上述搅拌机构124非接触地搅拌反应容器116内的液体，因此能够防止将反应容器116内的样本、试剂分注机构123排出的试剂甩出反应容器116外。
因此，实施例的自动分析装置1实现防止反应容器内的液体与后添加的液体局部高浓度地接触、装置故障的产生频度少并且高性能的自动分析技术。
此外，本发明并不限于上述实施例，包含各种变形例子。例如，为了容易理解地说明本发明而详细说明了上述实施例，并不一定限于具备所说明的全部结构。另外，能够将某实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，另外还能够向某实施例的结构追加其他实施例的结构。另外，能够对各实施例的结构的一部分进行其他结构的追加/删除/置换。
在本说明书中引用的全部出版物、专利文献通过引用直接组合到本说明书中。
附图标记说明：
101：分析部；102：控制部；103：输入部；104：显示部；111：样本容器；112：搬运机构；113：样本分注机构；114：分注芯片装拆部；115：分注芯片安装架；116：反应容器；117：反应容器安装架；118：搬运机构；119：反应容器盘上的开口部；120：反应容器盘；121：测定试剂容器；122：试剂盘；123：试剂分注机构；124：搅拌机构；125：搬运机构；126：喷嘴旋转轨道；131：检测部；132：检测部用分注机构；301：搅拌机构；302：反应容器；303：喷嘴。

Claims (7)

1.一种自动分析装置，其特征在于，
上述自动分析装置具备：
反应容器盘，其保持反应容器；
搅拌机构，其非接触地搅拌上述反应容器内的液体；
搬运机构，其在上述反应容器盘和上述搅拌机构之间搬运上述反应容器；
试剂盘，其保持试剂容器；以及
试剂分注机构，其吸引并排出上述试剂容器内的试剂，
上述搅拌机构被设置在上述试剂分注机构排出上述试剂的位置，
上述试剂分注机构向设置在上述搅拌机构的上述反应容器排出从上述试剂容器吸引的上述试剂，
上述试剂分注机构间歇地向上述反应容器多次排出上述试剂，
在上述试剂分注机构停止向上述反应容器排出上述试剂的期间，上述搅拌机构搅拌上述反应容器内的液体，
上述搅拌机构在第一位置、第二位置处停止上述反应容器的搅拌，与第一位置相比，上述反应容器相对于铅垂方向的倾斜在第二位置处更大，
当上述反应容器在上述第二位置处停止时，上述试剂分注机构的排出上述试剂的喷嘴接触或接近上述反应容器的内壁，
上述试剂分注机构根据向上述反应容器排出的上述试剂的总量、或从开始向上述反应容器排出试剂后经过的时间，来变更每单位时间的要排出的试剂的量。
2.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
在将从开始向上述反应容器排出上述试剂后TA秒后每单位时间要排出的液量设为VA、将从开始向上述反应容器排出上述试剂后TB秒后每单位时间要排出的液量设为VB的情况下，上述试剂分注机构排出上述试剂以使得VA≤VB的关系成立，其中，TA≤TB。
3.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
在将第N次排出的液量设为VN、将第N+1次排出的液量设为VN+1的情况下，上述试剂分注机构向上述反应容器多次排出上述试剂以使得VN≤VN+1的关系成立。
4.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
上述搅拌机构根据上述试剂分注机构向上述反应容器排出的上述试剂的总量、或从开始向上述反应容器排出试剂后经过的时间，来变更搅拌的速度。
5.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
在将上述试剂分注机构排出了N次的上述试剂后实施的搅拌的速度设为UN、将排出了N+1次的上述试剂后实施的搅拌的速度设为UN+1的情况下，上述搅拌机构对上述反应容器所收容的液体进行搅拌以使得UN≥UN+1的关系成立。
6.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
对上述搅拌机构进行温度控制。
7.一种分析方法，其特征在于，
上述分析方法包括如下步骤：
搬运机构将加入了样本的反应容器从反应容器盘搬运到非接触式的搅拌机构并进行设置；
上述搅拌机构开始上述反应容器内的上述样本的搅拌；
在上述搅拌机构开始上述搅拌后，试剂分注机构向上述反应容器排出试剂；以及
上述搬运机构将排出上述试剂后的上述反应容器从上述搅拌机构送回到上述反应容器盘，
上述试剂分注机构间歇地向上述反应容器多次排出上述试剂，
在上述试剂分注机构停止向上述反应容器排出上述试剂的期间，上述搅拌机构搅拌上述反应容器内的液体，
上述搅拌机构在第一位置、第二位置处停止上述反应容器的搅拌，与第一位置相比，上述反应容器相对于铅垂方向的倾斜在第二位置处更大，
当上述反应容器在上述第二位置处停止时，上述试剂分注机构的排出上述试剂的喷嘴接触或接近上述反应容器的内壁，
上述试剂分注机构根据向上述反应容器排出的上述试剂的总量、或从开始向上述反应容器排出试剂后经过的时间，来变更每单位时间的要排出的试剂的量。
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