JP2001124788A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、自動分析装置の可動式試薬供
給部内の試薬ポンプから吐出される試薬量を観測し、常
に必要量の試薬を吐出できるよう制御手段を有し、か
つ、試薬ポンプの異常をオペレータに告知する手段を有
した自動分析装置を提供することである。 【解決手段】自動分析装置において、可動式試薬供給部
内の試薬ポンプ吐出部に試薬検出用光源とその光を受光
する光検出部を設けることにより解決できる。 【効果】試薬送液手段から吐出される試薬液量を計測で
きることから常に必要とされる試薬を吐出されることか
ら装置データの信頼性向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試薬等を使用して
分析対象である検体の成分を分析する自動分析装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術の試薬の供給機構として、試薬
を吸引し保持するノズルと、そのノズルを移動し反応容
器内に試薬を吐出する試薬ピペッティング機構と、シリ
ンジポンプと流路切替バルブと試薬吐出ノズルからなる
ディスペンサ機構と、試薬容器に一体化したピストンに
よるピストン機構のものがある。

【０００３】また、複数の反応容器を保持し、所定の位
置でサンプルおよび試薬が供給される反応容器フォルダ
と、前記サンプルの物性を計測する計測手段とを備えた
化学分析装置において、複数の試薬容器と、前記試薬容
器の下部に、各々の試薬容器に対応して設けられた送液
手段を有する方法が特開平１１−６４３４１号で提案さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】試薬ピペッティング機
構の場合、無駄な試薬量が発生する。すなわちノズル内
に吸引された試薬は純水と混ざり合わないように、その
間に空気層が設けられているが、それでもノズル内壁を
伝って純水は試薬の上部に混ざり合う。そこで混ざり合
った試薬を分析に供しないようにするために、実際に分
析に必要な試薬量より３割程度多めにノズル内に吸引す
る。本分析に供される試薬は非常に高価であり、従っ
て、この余分な試薬量はコスト上昇につながる。

【０００５】試薬ディスペンサ機構の場合も同様に余分
な試薬量はコスト上昇につながる。

【０００６】どの試薬に対しても迅速に試薬を吐出する
ためには、予め分析を開始する前に、全ての試薬を試薬
容器から切替バルブまでの配管、切替バルブから吐出ノ
ズルまでの配管に満たしておく必要がある。しかし、こ
の部分に満たされた試薬は、装置の長時間停止時には性
能劣化するため捨てられることになる。

【０００７】ピストン方式では、上記いずれの例と比較
しても無駄な試薬量は少ない。それでも装置のシャット
ダウン時に試薬容器からピペッタ先端まで流路に試薬が
残り捨てられることとなる。また試料の濃度に応じて供
給する試薬量を変更する必要があるが、ピストンの往復
動作量は、ピストンの上部に設けられた回転させるため
の歯車の位置が固定されているため、予め決められた試
薬量しか吐出することができない。

【０００８】これらの問題点を解決した方法を提案した
のが特開平１１−６４３４１号である。

【０００９】試薬を吐出するポンプとしてマイクロポン
プを利用している。マイクロポンプ制御部から所定回数
振動するように、その回数に相当する時間だけ交流信号
を印加される。これに応じてアクチュエータが振動しア
クチュエータに接続しているダイヤフラムが振動し試薬
を吐出させる。反応容器に吐出される試薬量はダイヤフ
ラムの振動回数に比例する。しかし、マイクロポンプ内
に気泡やごみなの混入により試薬吐出が出来なくなる。
また試薬量はダイヤフラムの振動回数に比例しない場合
があり、吐出量の変化を検出できないという問題点があ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による自動分析装
置では、試薬等を使用して分析対象である検体の成分を
分析する機構を有する分析部と、検体の成分の分析に使
用する薬品を格納する試薬容器と、分析部へ試薬容器内
の試薬を吐出する試薬ポンプ及びポンプの動力となるア
クチュエータを、試薬容器毎に１組又はは複数組有する
試薬格納部と、前記分析部及び試薬格納部の動作を統括
し且つ装置動作に必要な情報の処理を行なうＣＰＵ、メ
モリ、Ｉ／Ｏ、シーケンサ等の電子回路や、Ｈ／Ｄ等の
各種記憶装置によって構成される制御部と、装置各部位
に対し、動作に必要な電力を供給する電源部と試薬容器
内の試薬を吐出する試薬流路を挟む位置に、光源と光検
出器を有し、光源から発生する光を吐出された前記試薬
が遮ることによって光検出器に入光する光量の変化によ
り試薬吐出量を測定する手段を有することで解決でき
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１、図２を用いて本発明による
自動分析装置の説明をする。

【００１２】図１において、制御部（1）は、ＣＰＵ・
メモリ・Ｉ／Ｏ等を有する情報処理装置又はシーケンサ
等で構成され、自動分析装置の動作及び分析動作に必要
な情報を処理又は統括制御する。分析部(6)は、試薬と検
体を混合する容器である反応セル(8)と、複数の反応セ
ル(8)を搭載し同時に移動させるための可動式反応ディ
スク(7)と、可動式反応ディスク(7)を動作させるための
反応ディスクモータ(4)と、反応セル(8)内での変化を検
出する検出器(5)とからなり、分析対象である検体の成
分を分析する。電力部(2)は、制御部(1)、分析部(6)、
可動式試薬ディスク(17)の構成要素に対し、各構成要素
の動作に必要な電力を商用電源(23)より変換し供給す
る。

【００１３】図１の構成では、検体の成分の分析に使用
する薬品を格納する一個の試薬容器(10)に対し、試薬ポ
ンプ(11）アクチュエータ(12)が、各一個ずつ接続され
る。アクチュエータ(12)は、ピエゾ素子で構成され、制
御部(1)からのアクチュエータ駆動信号(20)を機械的変
位(ピエゾ素子に電圧を印可した際に生じる伸び又は縮
み)に変換し、試薬ポンプ(11）を駆動する。試薬ポンプ
(11)はマイクロポンプで構成され、アクチュエータ(12)
のピエゾ素子により発生した機械的変位によって、試薬
容器(10)内部の試薬を、分析部(6)の構成要素である反
応セル(8)へ試薬を吐出する。

【００１４】マイクロポンプは、吸入口(27)から吐出口
(32)に向かって、入口弁(28)と、ポンプ室(29)と、ダイ
ヤフラム(30)と、出口弁(31)とから構成されている。制
御部(1)からは吐出する試薬量に応じてアクチュエータ
駆動信号(20)を出しアクチュエータ(12)により交流信号
を発生させダイヤフラム(30)を振動させる。これによっ
て、吐出する試薬の量に応じた回数だけを加振させるよ
うになっている。

【００１５】図２、３を用いて試薬吐出に対する動作説
明をする。

【００１６】制御部(1)からのアクチュエータ駆動信号
(20)によりアクチュエータ(12)を駆動し試薬ポンプ(11)
を通じノズル(24)から試薬(25)が吐出される。吐出口(3
2)から吐出された試薬(25)は、流体ではなく滴状の試薬
(26)として断続的に吐出される。このことから必要量に
応じた試薬量分の加振回数を設定し(33)、試薬ポンプ(1
1)を駆動し試薬(25)を吐出させる(34)。試薬検出用光源
(13)は、試薬ポンプ(11)駆動と同期して発光させるか、
または連続点灯させておく。滴状の試薬(26)が試薬検出
光(22)を横切った時に光検出器(14)に入光する光量の減
少を検出する。

【００１７】通常、検出用光源として使用される発光素
子は半導体レーザーや水銀レーザーなどが用いられてい
る。また、光検出する際の受光素子としてはフォトダイ
オードなどが用いられている。光検出器(14)で得られた
試薬検出信号(21)は制御部(1)に送られ制御部(1)内に設
けられたカウンタ回路部でもって信号のカウントを行う
(35)。試薬ポンプ(11)であるマイクロポンプの加振回数
と試薬吐出数は比例関係にあるので試薬検出信号(21)の
カウント数が加振回数と同じでなければ不足分だけ加振
回数を再設定し試薬を吐出させる。さらに制御部(1)内
に設けられた質量判定回路部では信号の振幅により滴状
の試薬(26)の質量を割り出す(36)。この結果から規定の
質量にならないようであれば再度必要量になるよう加振
回数を設定し常に必要な試薬量を吐出するようフィード
バックを掛け試薬吐出動作を終了させる(37)。また、こ
のような一連のフィードバックを掛けても試薬吐出量が
規定の値にならない場合がある。

【００１８】というのは、試薬ポンプ(11)内に気泡やご
みなどの混入、試薬(25)不足、試薬ポンプ(11)の故障な
どにより試薬が吐出されない場合がある。このような場
合には、いくらフィードバック機能を掛けても規定の試
薬量を吐出されないので、オペレーターに装置の異常を
告知する(38)。

【００１９】

【発明の効果】自動分析装置の可動式試薬供給部内の、
試薬ポンプ吐出部に試薬検出用光源とその光を受光する
光検出部を設けることにより試薬が吐出されているか否
かを検出できる。また、光検出部で得られた信号の振
幅、カウント数により試薬吐出量を規定の試薬量か判断
できる機能を有したことにより次に述べる効果がある。

【００２０】試薬ポンプに気泡やつまりなどが生じた場
合、試薬は吐出されないので試薬ポンプを含めた機構系
の故障箇所を特定できる。これにより早期に装置のメン
テナンスができる。

【００２１】また、自動分析装置において試薬は分析結
果を左右する重大なパラメータのうちの１つであり規定
の試薬量が吐出されないことには装置性能を満足するこ
とができなくなる。ゆえに試薬吐出量の判断機能を有し
たことにより装置の分析結果における信頼性の向上が図
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動分析装置の一実施例の概略構成
図。

【図２】試薬吐出の詳細図。

【図３】試薬吐出フロー図。

【符号の説明】

1…制御部、2…電源部、3…試薬ディスク用モータ、4…
反応ディスク用モータ、5…検出器、6…分析部、7…可
動式反応ディスク、8…反応セル、9…筐体、10…試薬容
器、11…ポンプ、12…アクチュエータ、13…試薬検出用
光源、14…光検出器、15…試薬ディスク用軸、16…反応
ディスク用軸、17…可動式試薬ディスク、18…反応ディ
スクモータ制御信号、19…試薬ディスクモータ制御信
号、20…アクチュエータ駆動信号、21…試薬検出信号、
22…試薬検出光、23…商用電源、25…試薬、26…滴状の
試薬、27…吸入口、28…入口弁、29…ポンプ室、30…ダ
イヤフラム、31…出口弁、32…吐出口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 洋一郎 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 Ｆターム(参考） 2G058 EB00 ED21 GA02 GB06 GD01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試薬等を使用して分析対象である検体の
   成分を分析する機構を有する分析部と、試薬容器及び試
   薬ポンプを有する試薬格納部と、前記分析部及び試薬格
   納部の動作を統括し且つ装置動作に必要な情報の処理を
   行なう制御部を備えた自動分析装置において、前記分析
   部に前記試薬容器内の試薬を吐出する流路を挟む位置
   に、光源と光検出器を有し、光源から発生する光を吐出
   された前記試薬が遮ることによって光検出器に入光する
   光量の変化により試薬吐出量を測定することを特徴とし
   た自動分析装置。
2. 【請求項２】 請求項１における自動分析装置におい
   て、試薬吐出量をあらかじめ設定し光検出部からの出力
   結果を元に試薬吐出量を測定する制御部を有し、測定し
   て得られた結果から試薬吐出量を制御する機能を有した
   ことを特徴とする自動分析装置。
3. 【請求項３】 請求項１における自動分析装置におい
   て、試薬吐出量をあらかじめ設定し光検出部からの出力
   結果を元に試薬吐出量を測定する制御部を有し、測定し
   て得られた結果から試薬吐出量が設定した吐出量範囲を
   超えた場合にはオペレータに告知する機能を有したこと
   を特徴とする自動分析装置。