JP2001194371A - 化学分析装置 - Google Patents

化学分析装置

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JP2001194371A
JP2001194371A JP2000005911A JP2000005911A JP2001194371A JP 2001194371 A JP2001194371 A JP 2001194371A JP 2000005911 A JP2000005911 A JP 2000005911A JP 2000005911 A JP2000005911 A JP 2000005911A JP 2001194371 A JP2001194371 A JP 2001194371A
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reaction
reaction vessel
reaction container
light source
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Katsuhiro Kanbara
克宏 神原
Hiroyasu Uchida
裕康 内田
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】反応容器の個体差や取付け誤差によるバラツキ
に極力影響されない正確な測光タイミングを取得し測光
する化学分析装置を提供する。 【解決手段】被測定液の測光位置以前に反応容器自身を
検知する反応容器検知手段を設け測光タイミングを取得
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は化学分析装置に係
り、特に被測定液の測定における正確な測定タイミング
取得手段に関する。
【0002】
【従来の技術】血清等の検体に所望の試薬を混合し反応
させた反応液を被測定液とし、その吸光度を測定するこ
とで化学分析を行う化学分析装置が知られている。
【0003】特開平5−172827 号公報には、各々単1の
検定用分析物を支持する複数の反応セルを搬送及び位置
決めし、かつ、キャリア内の複数のセルの各々について
複数の免疫学的検定のいずれか1つを選択的に行うのに
用いる、複数の試薬パックを搬送及び位置決めする構成
の分析物試料キャリア用円形台が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、分析
装置の分野では被測定液の少量化や処理能力の向上が求
められており、これに伴い反応容器の小形化及び装置動
作の高速化が進められている。反応容器の小形化は、反
応容器をはじめとする部品の製作誤差や反応ディスクな
どの組立誤差、または個体差など各種誤差の位置決めに
対する影響度を相対的に大きくしている。また、高速化
は反応容器の小形化と合いまり被測定液の測光時間を極
端に短くする。したがって、例えば反応ディスクに複数
個の反応容器を配置し、各々の反応容器に対応する検知
板を反応ディスクに設け反応ディスクの位置決めを行う
場合や上述のように測光タイミングを取得する場合など
は、各々の反応容器とそれらに対応する検知板との相対
位置が全ての反応容器で常に同一とは限らないため、位
置決め精度や測光タイミング取得の精度が低下する問題
がある。また、精度低下を補うために部品精度管理や信
号処理回路に負担が掛り高価な部品や回路を必要とする
といった問題が生じる。
【0005】本発明は、以上のような問題に対処して成
されたもので、化学分析装置において正確かつ高精度な
位置決め精度の向上あるいは測定タイミングの取得を可
能にすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、少なくとも
被測定液を収容する反応容器を備えた化学分析装置にお
いて、前記測定手段の近傍に設けられ前記反応容器自身
を検知することにより測定タイミングを正確に取得する
測定タイミング取得手段を有することにより達成され
る。
【0007】本発明は、具体的には次に掲げる装置を提
供する。
【0008】本発明は、被測定液を収容する反応容器
と、前記反応容器を保持し搬送する反応容器保持機構
と、前記反応容器内の被測定液の物性を測定する測定手
段とを備えた化学分析装置において、前記測定手段の近
傍に設けられ前記反応容器自身を検知することにより前
記測定手段の測定タイミングを取得する測定タイミング
取得手段を有する化学分析装置を提供する。
【0009】本発明は、更に測定タイミング取得手段を
光学的センサと信号処理手段により構成する化学分析装
置を提供する。
【0010】本発明は、更に光学的センサを特定周波数
を発するレーザー光源と、該レーザー光源の持つ特定周
波数を感知する受光素子により構成し、選択的に特定の
前記反応容器を検知し測定タイミングを得る化学分析装
置を提供する。
【0011】本発明は、前記測定手段を光源と、該光源
からの光の吸光度測定を行う光度計とから構成し、該光
源を併用して前記反応容器の通過を光学センサで検知
し、該検知によって取得した信号を処理することによっ
て前記測定手段の測定タイミングを取得する化学分析装
置を提供する。
【0012】本発明は、更に前記光学センサは光ファイ
バおよび受光素子を含み、該光ファイバの受光位置を反
応容器の底部とした化学分析装置を提供する。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図1から図2
を用いて説明する。図1は本発明を適用した化学分析装
置の概略図である。図2は図1の測光部周辺の断面図で
ある。この装置は、主として、サンプルディスク1,試
薬ディスク2,反応ディスク3,反応槽4,サンプリン
グ機構5,ピペッティング機構6,攪拌機構7,測光系
8,反応容器検知手段24,洗浄機構10,制御部11
から構成される。すなわち、被測定液を収容した複数の
反応容器13を反応容器ホルダ14を介して円形テーブ
ル15上に配置し一定温度の例えば温水を満たした反応
槽4内を回転と停止を一定サイクルで繰返し間欠移送す
る反応ディスク3と、反応容器13内の被測定液の吸光
度測定を行う光度計16と光源17とレンズ26及び測
光信号処理部12からなる測光系8と、検体を採取した
試料容器19を複数個保持し回動するサンプルディスク
1と、試料容器19から検体を反応容器13に分取する
サンプリング機構5と、検体と混合させる試薬の入った
試薬ボトル20を一定温度に保令させた恒温槽内21に
複数個保持し回動する試薬ディスク2と、試薬を反応容
器13に分取するピペッティング機構6と、反応ディス
ク3周辺に配置された検体と試薬を混合する攪拌機構7
や反応容器13の洗浄を行う洗浄機構10および装置を
制御する制御部11から構成される。サンプルディスク
1には採取した検体を入れた複数個の試料容器19が円
形ディスク18上に並べられており、図示はされないが
駆動機構により位置決め可能に回転制御される。試薬デ
ィスク2には、検体と混合し反応させる試薬の入った試
薬ボトル20が円形ディスク28上に複数個並べられて
おり、その周囲は温度制御された保冷庫21になってい
る。また、図示されないが駆動機構により円形ディスク
28は、位置決め可能に回転制御される。反応ディスク
3は、被測定液である検体と試薬の混合溶液を入れる反
応容器13を複数個保持した反応容器ホルダ14が複数
個取付けられており、駆動機構29により回転と停止を
一定サイクルで繰返し反応容器を間欠移送する。反応槽
4は、反応容器13の移動軌跡に沿って設置され、例え
ば温度制御された温水により反応容器13内の溶液を一
定温度に制御する恒温槽である。サンプリング機構5
は、一端にプローブ30を持ち他端は支承軸31に取付
けられるアーム32と、支承軸31を回転中心にサンプ
ルディスク1と反応ディスク3間を往復可能にする駆動
機構により構成され、サンプルディスク1の検体を反応
容器13に分取する。同様にピペッティング機構6は、
一端にプローブ33を持ち他端は支承軸34に取付けら
れるアーム35と、支承軸34を回転中心に試薬ディス
ク2と反応ディスク3間を往復可能にする駆動機構によ
り構成され、試薬ボトル20の試薬を反応容器13に分
取する。攪拌機構7は、反応容器13に分取された検体
と試薬を混合するヘラ36を一端に持ち他端は回転支点
となる支承軸37に取付けられるアーム38と、図示さ
れないがヘラ36の洗浄を行う洗浄槽と反応ディスク3
間を往復可能にする駆動機構39から構成される。測光
系8は、光源17と光度計16とレンズ26及び測光信
号処理部12から構成され、光源17から発せられ反応
容器13を透過した光を反応槽4の窓52から光度計1
6で受け、光度計16内部で分光後受光部で電気信号に
変換し、その信号を測光信号処理部12で処理すること
で被測定液の吸光度を測定する。反応容器検知手段24
は、光源17とその光源17から発せられた光を受ける
受光素子40から成る光学センサによって構成し、光度
計16近傍で測光以前に反応容器13が順次通過して光
源17と受光素子40間の光束を横切る位置に配置され
る。本実施例では、反応槽4内部での受光を可能にする
ためと反応容器検知手段の空間分解能を向上させるため
に光を反応槽4の窓52を利用して設けた受光部53で
受け、光ファイバ25を介して受光素子40に光を導く
ようにして光学センサを構成している。受光素子40か
らの信号は検知信号処理部27に出力される。また、光
源17は測光系の光源17を併用している。洗浄機構1
0は、複数のノズル41とその上下駆動機構42から構
成され、反応容器13の洗浄を行う。本実施例の化学分
析装置は、上記記載の他シリンジやポンプなどを構成品
として持ち、それらも含めすべて制御部11により制御
される。
【0014】上記のように構成された分析装置は概ね次
の様な動作手順により分析を行う。まず、洗浄機構10
により洗浄された反応容器13が反応ディスク3の駆動
により試料分注位置に移送されるとサンプルディスク1
が回転し、検体をサンプリング位置に移送する。試薬デ
ィスク2も同様に所望の試薬ボトル20をピペッティン
グ位置へ移送する。続いてサンプリング機構5が動作
し、プローブ30を用いて試料容器19から反応容器1
3へ検体を分取する。検体を収容した反応容器13は試
薬分注位置へ移送され試薬ピペッティング機構6の動作
により試薬ディスク2上の試薬ピペッティング位置から
反応容器13へ試薬を分取する。その後、反応容器13
は攪拌位置に移送され攪拌機構7により検体と試薬の混
合が行われる。攪拌が完了した被測定液である反応液は
後述するように位置決め、あるいは測光タイミングが正
確に測られて、反応容器13が光源17と光度計16間
を通過する際に測光される。測光は数サイクル間行わ
れ、測光が終了した反応容器13は洗浄機構10により
洗浄される。このような一連の動きは各反応容器13に
対し実行され分析が行われる。
【0015】ここで、前述の測光の際に測光のタイミン
グについて説明すると、本実施例では、前記反応容器検
知手段24により測光する手前で反応容器13自身を検
知することにより測光タイミングを各々の反応容器13
に対して取得することとしている。図2と図3を用いて
測光タイミングに関して説明する。反応容器13が光源
17と光ファイバ25の受光部53の間を横切ると受光
素子40の出力は図3のように変化するので、検知信号
処理部27はあるしきい値9をもとに出力信号の変化を
捕らえ制御部11へ渡す。制御部11では検知信号処理
部27から得たタイミングに検知された反応容器13が
測光位置へ移動する時間を加味し測光タイミングとし測
光信号処理部12へ渡すことにより測光が行われる。本
実施例では光ファイバ25による受光位置を線54で示
すように反応容器13の底部としているが、これは受光
素子40による検知信号変化が反応容器13に収容され
ている被測定液の影響を受けないようにするためであ
る。しかし、これは一例であり反応容器13に検知部を
設け、その検知部を検知することも可能である。例え
ば、反応容器の底面に検知のための突起を設けたりする
などである。また、本実施例では、測光系8の光源17
と反応容器検知手段24の光源17を同一に構成してい
るが、それぞれ別の光源とすることも可能である。ま
た、反応容器検知手段24の光源17は、ランプばかり
でなくLEDやレーザー光源を含む。例えば、光源17
を単波長のレーザー光源とし、また反応容器13の側壁
や底面の厚み分に光源とするレーザー光の波長を吸光す
るように着色することでよりノイズに強い構成にした
り、反応容器13の着色を意図的にレーザーの波長に合
わせ変える事で特定反応容器の選択的な測光が可能とな
る。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、反
応容器自身を測光前に検知し測光タイミングを取得する
ので、反応容器の個体差や取付け誤差によるバラツキに
極力影響されない正確な位置決めあるいは測光タイミン
グに依存して測光する化学分析装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した化学分析装置の概略図であ
る。
【図2】図1の測光部周辺の断面図である。
【図3】受光素子の出力変化としきい値を説明する図で
ある。
【符号の説明】
1…サンプルディスク、2…試薬ディスク、3…反応デ
ィスク、4…反応槽、5…サンプリング機構、6…ピペ
ッティング機構、7…攪拌機構、8…測光系、9…しき
い値、10…洗浄機構、11…制御部、12…測光信号
処理部、13…反応容器、14…反応容器ホルダ、15
…円形テーブル、16…光度計、17…光源、18…円
形ディスク、19…試料容器、20…試薬ボトル、21
…保冷庫、24…反応容器検知手段、25…光ファイ
バ、26…レンズ、27…検知信号処理部、28…円形
ディスク、29…駆動機構、30…プローブ、31…支
承軸、32…アーム、33…プローブ、34…支承軸、
35…アーム、36…ヘラ、37…支承軸、38…アー
ム、39…駆動機構、40…受光素子、41…ノズル、
42…上下駆動機構。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G058 CB04 CD04 CE08 CF18 ED03 GA03 GE04 2G059 AA01 BB12 CC16 DD05 DD16 EE01 FF12 GG01 GG10 JJ11 JJ17 KK01 KK10

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被測定液を収容する反応容器と、前記反応
    容器を保持し搬送する反応容器保持機構と、前記反応容
    器内の被測定液の物性を測定する測定手段とを備えた化
    学分析装置において、前記測定手段の近傍に設けられ前
    記反応容器自身を検知することにより前記測定手段の測
    定タイミングを取得する測定タイミング取得手段を有す
    ることを特徴とする化学分析装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の化学分析装置において、測
    定タイミング取得手段を光学的センサと信号処理手段に
    より構成することを特徴とする化学分析装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の化学分析装置において、光
    学的センサを特定周波数を発するレーザー光源と、該レ
    ーザー光源の持つ特定周波数を感知する受光素子により
    構成し、選択的に特定の前記反応容器を検知し測定タイ
    ミングを得ることを特徴とする化学分析装置。
  4. 【請求項4】被測定液を収容する反応容器と、前記反応
    容器を保持し搬送する反応容器保持機構と、前記反応容
    器内の被測定液の物性を測定する測定手段とを備えた化
    学分析装置において、前記測定手段は光源と、該光源か
    らの光の吸光度測定を行う光度計とから構成し、該光源
    を併用して前記反応容器の通過を光学センサで検知し、
    該検知によって取得した信号を処理することによって前
    記測定手段の測定タイミングを取得することを特徴とす
    る化学分析装置。
  5. 【請求項5】請求項4において、 前記光学センサは光ファイバおよび受光素子を含み、該
    光ファイバの受光位置を反応容器の底部としたことを特
    徴とする化学分析装置。
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