JP2001041964A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗浄液の無駄を生じることなく、測定項目に
応じて反応容器中の未反応物質を洗浄により有効に分離
できる自動分析装置を提供する。 【解決手段】 試料および／または試薬を分注する分注
手段３，４と、分析の途中で反応容器中の未反応物質を
洗浄により分離する洗浄分離手段６と、該洗浄分離手段
６の洗浄条件を測定項目に関連して設定する洗浄条件設
定手段１３と、該洗浄条件設定手段１３による洗浄条件
に基づいて前記洗浄分離手段６の動作を制御する制御手
段１１とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動分析装置、特
に分析の途中で反応容器中の未反応物質を洗浄により分
離するいわゆるＢＦ分離機能を有する自動分析装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動分析装置として、例えば繰り
返し使用する反応容器を洗浄する際に、その来歴をチェ
ックして洗浄回数を制御したり、洗浄に使用する洗剤を
変更するようにしたものがある。

【０００３】また、装置内に洗剤液と希釈液とを収容
し、測定項目毎に最適な希釈濃度に洗剤を希釈してプロ
ーブを洗浄したり（特開平４−１６９８５１号公報）、
反応容器を洗浄する（特開平７−３３３２２８号公報）
ことにより、洗剤の無駄を省くと共に、反応容器等の基
材の劣化を防止するようにしたものも提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＢＦ分
離機能を有する従来の自動分析装置にあっては、ＢＦ分
離の洗浄条件を装置により固定的に設定している。すな
わち、ＢＦ分離を行なう分析では、ＢＦ分離洗浄が十分
行われないと、未反応物質の影響により非特異的な反応
が生じて、測定感度の不良や測定再現性の安定性不良が
生じるため、このような現象が生じないように、予め装
置の最適なＢＦ分離洗浄条件を設定している。

【０００５】ここで、最適なＢＦ分離洗浄条件は、未反
応物質の除去のし易さが、測定する物質の物性、濃度、
使用する試薬の種類等によって異なるので、もっとも除
去しずらい条件においても、未反応物質を十分に除去で
きるように設定されている。

【０００６】このため、例えば、感度が必要とされない
測定項目、再現性が必要とされない測定項目、あるいは
物性や濃度の面から洗浄対象物質の除去が容易な測定項
目の場合には、過剰な洗浄となって、洗浄液の無駄が生
じることになる。また、特異性親和物の結合の力が弱い
物質の測定においては、洗浄回数が多いために、あるい
は物理的な洗浄力が強いために、反応物質まで除去して
しまい、正確な測定値が得られなくなるおそれがある。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、洗浄液の無駄を生じることなく、
測定項目に応じて反応容器中の未反応物質を洗浄により
有効に分離できるようにした自動分析装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１に記載の自動分析装置の発明は、試料および／また
は試薬を分注する分注手段と、分析の途中で反応容器中
の未反応物質を洗浄により分離する洗浄分離手段と、該
洗浄分離手段の洗浄条件を測定項目に関連して設定する
洗浄条件設定手段と、該洗浄条件設定手段による洗浄条
件に基づいて前記洗浄分離手段の動作を制御する制御手
段とを有することを特徴とするものである。

【０００９】請求項１の発明によると、測定項目に関連
して、例えば測定する被検物質もしくは測定に使用する
試薬に応じて設定された洗浄条件に基づいて洗浄分離手
段の動作が制御されるので、各測定項目について必要最
小限の洗浄で反応容器中の未反応物質を有効に分離する
ことが可能となり、洗浄液の無駄を防止できる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１の自動
分析装置において、前記洗浄条件設定手段は、前記洗浄
分離手段の動作回数を設定することを特徴とするもので
ある。

【００１１】請求項２の発明によると、測定項目に応じ
て洗浄分離手段の動作回数が制御されるので、簡単な制
御で各測定項目に対して最適な洗浄が可能となる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２の自動分析装置において、前記洗浄条件設定手段は、
前記洗浄分離手段による前記反応容器に対する液体の吸
引および／または吐出速度を設定することを特徴とする
ものである。

【００１３】請求項３の発明によると、吸引速度を上げ
ることで、一定時間吸引を行なう場合に反応容器内の液
体の吸引量を多くでき、したがって反応容器内の残存液
を少なくできるので、洗浄分離効果を高めることが可能
となり、また、吐出速度を上げることで、反応容器内で
液体（洗浄液）を乱流させることができ、これにより未
反応物質を多少の非特異的吸着があっても剥がして除去
する洗浄能力を高めることが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る自
動分析装置の構成を線図的に示すものである。この自動
分析装置は、複数個の反応容器１を同一円周上に等間隔
に保持する反応テーブル２と、この反応テーブル２の周
辺部分に反応容器１に対して機能するように配置された
試薬分注部３、サンプル分注部４、攪拌部５、洗浄部
６、測光部７および反応容器交換部８とを有している。
試薬分注部３およびサンプル分注部４は、それぞれ分注
に先立って試薬分注ノズルおよびサンプル分注ノズル
（ともに図示せず）を洗浄するためのノズル洗浄槽３ａ
および４ａを有しており、攪拌部５は攪拌に先立って攪
拌棒（図示せず）を洗浄するための洗浄槽５ａを有して
いる。また、洗浄部６は、反応容器1内の反応液の吸引
および反応容器１への洗浄液の分注・吸引を行なう一対
の吸引ノズルおよび吐出ノズルからなるＢＦノズル（図
示せず）の洗浄槽６ａを有している。

【００１５】反応テーブル２の回動動作を含む各部の動
作は、制御手段を構成するＣＰＵ１１により分析原理に
従って制御され、これにより測光部７からの出力信号に
基づいて各検体の所定の測定項目の測定値がディスプレ
イやプリンタからなる出力部１２に出力されるようにな
っている。ＣＰＵ１１には、測定項目やそれに関連する
洗浄部６での洗浄条件等の各種情報を入力して設定する
ための洗浄条件設定部を構成する入力部１３が接続され
ていると共に、入力部１３からの入力情報や分析動作プ
ログラム等を格納する記憶部１４が接続されている。

【００１６】図２は、図１に示した自動分析装置により
免疫分析を行なう場合の分析動作の一例を示すフローチ
ャートで、サンドイッチ法による免疫分析動作を示して
いる。この免疫分析では、反応テーブル２を例えば矢印
方向にステップ移動させながら、各反応容器１に対し
て、先ず反応テーブル２の１回転目で、試薬分注部３に
おいて測定項目に応じた抗体または抗原が固定された固
相試薬を分注し、次にサンプル分注部４で図示しない検
体容器から血清等の検体を分注した後、攪拌部５で攪拌
する。その後、洗浄部６で洗浄して、抗原抗体反応によ
り固相試薬に結合した抗原または抗体と、結合しない物
質とを分離する１回目のＢ／Ｆ分離を行なう。

【００１７】次に、２回転目で、試薬分注部３において
測定項目と特異的に結合する抗体または抗原に発光性ま
たは発色性の標識物質を固定した標識試薬を分注した
後、攪拌部５で攪拌し、さらに洗浄部６で洗浄して２回
目のＢ／Ｆ分離を行なう。

【００１８】さらに、３回転目で、試薬分注部３におい
て標識物質を発光または発色反応させる基質溶液を分注
して、攪拌部５で攪拌してから測光部７で測光する。そ
の後、洗浄部６で洗浄して反応容器１を空にしてから、
反応容器交換部８で新しい反応容器と交換して、次の分
析に備える。したがって、この場合には、各反応容器１
が試薬分注部３を始点に３周することで、所望の測定項
目の分析が終了することになる。

【００１９】なお、図１に示す自動分析装置は、競合法
による免疫分析も可能である。この場合には、例えば、
反応テーブル２の１回転目で、先ず試薬分注部３におい
て測定項目と同じ抗原または抗体に発光性または発色性
の標識物質を固定した標識試薬を分注し、次にサンプル
分注部４で図示しない検体容器から血清等の検体を分注
した後、攪拌部５で攪拌する。次に、２回転目で、試薬
分注部３において測定項目に応じた抗体または抗原が固
定された固相試薬を分注した後、攪拌部５で攪拌して競
合反応させる。その後、洗浄部６で洗浄して、抗原抗体
反応により固相試薬に結合した物質と、結合しない物質
とを分離するＢ／Ｆ分離を行なう。さらに、３回転目
で、試薬分注部３において標識物質を発光または発色反
応させる基質溶液を分注して、攪拌部５で攪拌してから
測光部７で測光する。その後、洗浄部６で洗浄して反応
容器１を空にしてから、反応容器交換部８で新しい反応
容器と交換して、次の分析に備える。したがって、この
場合にも、各反応容器１が試薬分注部３を始点に３周す
ることで、所望の測定項目の分析が終了することにな
る。

【００２０】図１において、洗浄部６によるＢＦ分離で
は、一定時間（サイクルタイム）内で、先ずＢＦノズル
を反応容器１内へ侵入させ、次に反応容器１に対して液
体の吸引および洗浄液の吐出動作を繰り返して反応容器
１を洗浄し、その後ＢＦノズルを洗浄槽６ａに移動させ
てノズル自体の洗浄を行なう。

【００２１】図３は、洗浄部６における洗浄液吐出機構
の一例の構成を示すものである。ＢＦノズルを構成する
吐出ノズル２１は、三方弁２２を介してシリンジ２３お
よび洗浄液タンク２４に接続し、三方弁２２を介してシ
リンジ２３と洗浄液タンク２４とを連通させた状態で、
シリンジ２３を吸引動作させて所定量の洗浄液を吸引し
た後、三方弁２２を切り換えてシリンジ２３と吐出ノズ
ル２１とを連通させ、その状態でシリンジ２３を吐出動
作させることにより吐出ノズル２１から反応容器１内に
所定量の洗浄液を吐出するようにする。

【００２２】なお、図示しないがＢＦノズルを構成する
吸引ノズルを有する液体吸引機構も上記の洗浄液吐出機
構と同様に構成する。すなわち、吸引ノズルを三方弁を
介してシリンジおよび廃液タンクに接続し、三方弁を介
してシリンジと吸引ノズルとを連通させた状態で、シリ
ンジを吸引動作させて反応容器１内から液体を吸引した
後、三方弁を切り換えてシリンジと廃液タンクとを連通
させ、その状態でシリンジを吐出動作させることにより
吸引した液体を廃液タンク内に排出するようにする。

【００２３】この実施の形態では、洗浄部６でのＢＦ分
離の洗浄条件として、動作回数すなわちＢＦノズルによ
る反応容器１に対する吸引および吐出動作の繰り返し回
数である洗浄回数と、反応容器１からの洗浄液の吐出速
度と、反応容器１からの反応液や洗浄液の吸引速度との
三つのパラメータを、測定項目に関連して適宜設定す
る。

【００２４】以下、上記の三つのパラメータの設定につ
いて、具体的に説明する。 Ｉ．洗浄回数の設定 例えば、固相試薬としてビーズ固相を用いてＨＢｓ抗原
を分析する場合は、サンドイッチ法が適用され、高感度
が求められるために、標識試薬（この場合、標識抗体
液）の濃度も高く、かつベースも低く安定させる必要が
ある。したがって、この場合には強い洗浄が必要とされ
る。これに対し、ＦＴ４を分析する場合には、競合法で
分析され、反応物と固相との結合の親和力が弱いので、
弱い洗浄とする必要がある。このようなことから、例え
ば装置に設定されている最大洗浄回数が６回の場合に
は、 ＨＢｓ抗原＝６回 ＦＴ４ ＝４回 に設定する。

【００２５】ここで、ＦＴ４の場合のように、洗浄回数
が最大洗浄回数よりも少ない場合には、測定項目に対す
る設定洗浄回数の実施後、直ちにＢＦノズルを洗浄槽６
ａに移動させるように制御するか、あるいはＢＦノズル
は常に最大洗浄回数に相当する期間中、反応容器１内に
侵入させ、ＢＦノズルの各ノズルに連結された流路中の
三方弁の切り換えにより、洗浄回数を制御するようにす
る。具体的には、ＦＴ４の場合には、ＢＦノズルに連結
されている各シリンジは６回の吸引・排出動作を行なう
が、５回目および６回目の吸引・排出動作では三方弁に
よりＢＦノズル側の流路を閉じて、反応容器１に対して
は吸引・排出動作が行なわれないようにする。

【００２６】なお、上記項目とは別に、固相試薬に磁性
粒子を用いている場合には、測定項目によっては磁性粒
子への抗原や抗体、ブロッキング剤としてのタンパクの
吸着により磁石に対する集磁力が弱まって、ＢＦ分離洗
浄時に固相である磁性粒子も洗い流され、同時再現性不
良が発生することが知られている。したがって、このよ
うな測定項目の場合には、洗浄回数を少なく設定する。
このようにすれば、磁性粒子の流出を減らし、同時再現
性を向上させることができる。

【００２７】ＩＩ．ＢＦ分離洗浄液吐出速度の設定 例えば、固相試薬としてビーズ固相を用いる場合には、
吐出速度を上げたほうが固相に対して洗浄液が乱流を起
こして接することになるので、未反応物質を多少の非特
異的吸着があっても剥がして除去する洗浄能力を持たせ
ることができる。具体的には、０．４ｍＬの洗浄液で６
回洗浄する系において、ＨＢｓ抗原を測定する場合の洗
浄液の吐出速度を、０．４ｍＬ／secから０．６ｍＬ／s
ecに設定変更したところ、洗浄能力が１０倍向上したこ
とが確認できた。しかし、ＦＴ４では、逆に同時再現性
不良が発生したことが確認できた。これは、固相との結
合親和力が弱いために、結合物質までもが洗浄されてし
まったものと推測される。

【００２８】以上のことから、ＢＦ分離洗浄液吐出速度
は、測定項目がＨＢｓ抗原の場合には０．６ｍＬ／se
c、ＦＴ４の場合には０．４ｍＬ／secと設定するのが好
ましい。この洗浄液吐出速度は、図３において、シリン
ジ２３の駆動速度を制御することで容易に変更すること
ができる。

【００２９】なお、上記項目とは別に、固相試薬に磁性
粒子を用いている場合には、測定項目によっては磁性粒
子の特性によって、洗浄液の吐出速度を上げると液の乱
流により磁性粒子が流出してしまう場合があるが、この
ような測定項目の場合には、吐出速度を低く設定すれば
よい。

【００３０】ＩＩＩ．ＢＦ分離液体吸引速度の設定 吸引を固定した時間で行なう場合、吸引速度を上げると
液の吸引量が増加し、反応容器内の残液を極めて少なく
できる。しかし、吸引速度をあまり速く設定すると、固
相に対して物理的力が多く作用し、また、反応容器内の
残液が極めて少なくなって固相表面が乾燥し、例えばＦ
Ｔ４の分析では、同時再現性不良が発生する場合があ
る。

【００３１】以上のことから、ＦＴ４以外の測定項目で
は、一定時間内に吐出される洗浄液の１．５倍の液を吸
引できるように通常の吸引速度に設定し、ＦＴ４では
１．２倍となるように吸引速度を設定する。この吸引速
度は、上記の吐出速度の制御の場合と同様に、吸引ノズ
ルの連結されたシリンジの駆動速度を制御することで容
易に変更することができる。

【００３２】なお、上記項目とは別に、固相試薬に磁性
粒子を用いている場合には、吸引速度が遅いと、測定項
目によっては磁性粒子が流出してしまう場合があること
が知られている。これは、吸引速度の違いにより、洗浄
液と磁性粒子界面とに生じる表面張力に差が生じるため
と予測される。したがって、このような測定項目の場合
には、磁性粒子の流出が生じないように、磁性粒子の特
性に応じて吸引速度を適宜設定すればよい。

【００３３】以上のように、三つのパラメータを測定項
目に関連して適宜設定して、ＢＦ分離の洗浄動作を行な
うことにより、最適なＢＦ分離が可能となる。具体的に
は、４０秒のサイクルタイムで、０．４ｍＬの洗浄液で
６回の洗浄を実施する系では、ＨＢｓ抗原、ＦＴ４の各
測定項目に対するＢＦ分離の洗浄条件を表１のように設
定する。

【００３４】

【表１】

【００３５】また、表２にＡＦＰの場合を例示するよう
に、測定項目によっては、吐出速度と吸引速度とを最適
化することで、洗浄回数を変えても同じ洗浄能力を有す
るようにしたり、あるいは洗浄能力が限界に達するよう
にすることができる。なお、表２において、洗浄能力は
被洗浄物質の洗浄後の残存濃度を示している。

【００３６】

【表２】

【００３７】したがって、測定項目毎に吐出速度および
吸引速度を最適化して、洗浄回数を最小値に設定すれ
ば、洗浄液を節約することができる。表３は、ＡＦＰ、
ＦＥＲおよびＴ３の各測定項目における従来の洗浄回数
と洗浄能力とを示し、表４は、同一測定項目に対して吐
出速度および吸引速度を最適化した洗浄液節約モードで
の洗浄回数と洗浄能力とを示している。なお、表３およ
び表４において、洗浄能力は、表２の場合と同様に、被
洗浄物質の洗浄後の残存濃度を示している。

【００３８】

【表３】

【００３９】

【表４】

【００４０】なお、本発明は、上述した実施の形態にの
み限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可
能である。例えば、上述した実施の形態では、固相試薬
としてビーズ固相や磁性粒子を用いる場合を説明した
が、反応容器自体に抗体や抗原を固相化して用いる場合
にも本発明を有効に適用することができる。また、ＢＦ
分離の洗浄条件は、必ずしも上記の洗浄回数、吐出速度
および吸引速度の三つのパラメータの全てを測定項目に
関連して設定する必要はなく、任意の一つあるいは二つ
のパラメータを設定するようにしてもよい。

【００４１】さらに、ＢＦノズルによる液体の吸引・吐
出は、シリンジに代えてポンプを用いて行うよう構成す
ることもできる。また、本発明は、ＢＦ分離洗浄を、Ｂ
Ｆノズルを用いないで行なう装置、例えば分離膜を用い
てＢＦ分離を行う装置においても、同様に洗浄回数や、
液の注入速度、除去速度をパラメータとすることで適用
可能である。また、本発明は上述した免疫学的測定に限
らず、生化学的測定、遺伝学的測定等の他の臨床検査に
適用することもできる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、測定項
目に関連して洗浄分離手段の洗浄条件を設定し、その設
定された洗浄条件に基づいて洗浄分離手段の動作を制御
するようにしたので、各測定項目毎に最適な洗浄を実施
することができ、測定値の信頼性を向上することができ
る。また、最適な洗浄条件の設定により、無駄な洗浄を
削減できるので、洗浄液の使用量を節約することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る自動分析装置の構成を線図的に
示す図である。

【図２】 図１に示した自動分析装置により免疫分析を
行なう場合の分析動作の一例を示すフローチャートであ
る。

【図３】 図１に示す洗浄部における洗浄液吐出機構の
一例の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 反応容器 ２ 反応テーブル ３ 試薬分注部 ３ａ ノズル洗浄槽 ４ サンプル分注部 ４ａ ノズル洗浄槽 ５ 攪拌部 ５ａ 洗浄槽 ６ 洗浄部 ６ａ 洗浄槽 ７ 測光部 ８ 反応容器交換部 １１ ＣＰＵ １２ 出力部 １３ 入力部 １４ 記憶部 ２１ 吐出ノズル ２２ 三方弁 ２３ シリンジ ２４ 洗浄液タンク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料および／または試薬を分注する分注
   手段と、分析の途中で反応容器中の未反応物質を洗浄に
   より分離する洗浄分離手段と、該洗浄分離手段の洗浄条
   件を測定項目に関連して設定する洗浄条件設定手段と、
   該洗浄条件設定手段による洗浄条件に基づいて前記洗浄
   分離手段の動作を制御する制御手段とを有することを特
   徴とする自動分析装置。
2. 【請求項２】 前記洗浄条件設定手段は、前記洗浄分離
   手段の動作回数を設定することを特徴とする請求項１に
   記載の自動分析装置。
3. 【請求項３】 前記洗浄条件設定手段は、前記洗浄分離
   手段による前記反応容器に対する液体の吸引および／ま
   たは吐出速度を設定することを特徴とする請求項１また
   は２に記載の自動分析装置。