JP2003107096A

JP2003107096A - 自動分析装置

Info

Publication number: JP2003107096A
Application number: JP2001298977A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Fukugaki; 達也福垣; Katsuaki Takahashi; 克明高橋; Hidenori Kuno; 英紀久野
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Science Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Science Systems Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】反応容器の反応ディスクへの設置状態および反
応ディスクの停止誤差の有無に関わらず、吸光度測定位
置にある反応容器を光度計光束に対して正確に位置決め
することができる自動分析装置を提供する。【解決手段】予め反応ディスク内の反応容器固定部と反
応容器に一定の隙間を設け、さらに、反応ディスクとは
別に併設した反応容器位置決め手段により、吸光度測定
位置にある個々の反応容器の位置決めを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血液，尿等の生体
試料を分析する自動分析装置に係り、特に複数の反応容
器中で試料と試薬の化学反応を行わせ、その成分分析を
行う臨床検査用自動分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動分析装置として、特開平１１
−３１６２３７号公報に記載の自動分析装置がある。こ
の装置は、血液中の蛋白やイオン，尿中の成分などを分
析・定量するための比色測定部と、血液中のイオンを分
析するイオン分析部からなる装置で、１時間に数百テス
トから、大型の装置になると９０００テスト以上の処理
速度を持つ。特に比色測定部では処理速度を上げるため
に、自動分析装置の本体上面には多数の反応容器が反応
ディスクの円周上に設けられ、オーバーラップ処理によ
り順次検体を混合・反応・測定する装置である。

【０００３】この装置の構成は、検体，試薬を反応容器
に供給する自動検体・試薬供給機構，反応容器内の検体
・試薬を攪拌する自動攪拌機構と、反応中あるいは反応
が終了した反応液の物性を測定する光度計と、測定の終
了した反応液を吸引・排出し、反応容器を洗浄する自動
洗浄機構と、これらの動作を制御する制御部などからな
る。光度計では、光源から出る光束を反応容器内の被測
定溶液を透過させた後、分光装置に導き、特定の波長に
ついて測定した光強度値を基準濃度の溶液について、予
め測定した光強度値と比較し吸光度を算出することによ
り、被測定溶液中の化学成分を分析している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】化学・医用分析の分野
では、検体や試薬など液の微量化が大きな課題となって
いる。すなわち、分析項目の増大するのに伴い、単項目
に割くことのできる検体量が少量になっている。さら
に、サンプル自体が貴重で、多量に準備できないＤＮＡ
解析など、従来高度な分析とされていた微量のサンプル
や試薬などでの分析がルーチン的に行われるようになっ
てきている。また、分析内容が高度化するにつれて、高
価な試薬が一般的に利用されるようになり、ランニング
コストの面からも試薬の微量化が要望されている。

【０００５】検体や試薬の微量化を実現するためには、
反応容器を小型化することが最も効果的な手段である。
一方、反応容器の小型化に際して大きな課題となるの
は、反応容器と光度計光束との位置関係をいかにして一
定に保つかである。すなわち、前述のように自動分析装
置では光度計内の光源からの光束が反応容器を透過する
時の光強度値を測定しているため、光束は反応容器の液
面中のみを通過する必要があり、当然の如く、光束が反
応容器の壁面や液中以外を透過した場合は正確な測定結
果は得られない。一般的な自動分析装置では特開平１１
−３１６２３７号公報記載のように反応容器が光度計位
置まで移動する構成となっているため、反応容器と光度
計光束の位置関係は、反応容器の反応ディスクへの設置
状態および反応ディスクの停止位置精度に依存してい
る。さらに反応ディスクの停止位置精度に関しては、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、さらに位置決め精度が低下す
るという問題がある。

【０００６】係る課題に対し、従来の技術では例えば特
開平５−１７２８２７号公報に記載されているように、
反応ディスクをはじめとする個々の部品精度を向上させ
ることで対応しており、また反応ディスク停止精度低下
を補うために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ていた。

【０００７】本発明の目的は個々の部品精度を向上しな
くても、反応容器を正確に位置決めでき、正確な分析が
可能な自動分析装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は以下の通りである。

【０００９】（１）試料と試薬とを混合して反応させる
ための複数の反応容器と、該反応容器を測定位置まで移
送する反応ディスクと、試料容器に入った試料を前記反
応容器に分注するための試料分注機構と、前記反応容器
に試薬を分注する試薬分注機構と、試料と試薬とを混合
させるための攪拌機構と、前記試料と試薬の反応物を分
析する光度計と、を備えた自動分析装置において、前記
反応ディスクとは別に、反応容器の少なくとも高さ方向
の位置を変更する位置決め手段を備えた自動分析装置。

【００１０】（２）上記（１）において、反応ディスク
内の固定部と反応容器との間に反応ディスクの停止誤差
以上の隙間を設けた自動分析装置。

【００１１】（３）上記（１）において、前記決め手段
は、少なくとも反応液の吸光度を測定する前のタイミン
グで動作させるように制御される自動分析装置。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明では、少なくとも被測定液
を収容する反応容器を備えた自動分析装置において、反
応ディスク内の反応容器固定部と反応容器に一定の隙間
を有し、反応ディスクとは別に設けた反応容器位置決め
手段と前記隙間とを利用することにより吸光度測定位置
にある反応容器と光度計光束との位置関係を常に一定に
保つ構成とすることが好ましい。すなわち、本構成によ
ると前述した全ての誤差を吸収することができ、吸光度
測定位置にある反応容器の位置は光度計光束に対し、正
確に位置決めすることができるため、反応容器自体を小
型化でき、これにより検体と試薬の微量化が可能とな
る。さらに反応容器は反応ディスクに精度良く設置する
必要が無くなるため、反応容器を１個ずつ反応ディスク
に設置することができるため、ランニングコストを低減
することが可能となる。

【００１３】以下に本発明の一実施例を図１から図３を
用いて説明する。図１は本発明を適用した自動分析装置
の概略図である。この装置は、主として、検体ディスク
１，試薬ディスク２，反応ディスク３，反応槽４，検体
分注機構５，試薬分注機構６，攪拌機構７，測光系８，
反応容器位置決め手段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
回動する検体ディスク１と、試料容器１９から検体を反
応容器１３に分取する検体分注機構５と、検体と混合さ
せる試薬の入った試薬ボトル２０を一定温度に保冷させ
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に分取する試薬分注機構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。検体デ
ィスク１には採取した検体を入れた複数個の試料容器１
９が反応ディスク３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反応ディ
スク３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。検体分注機構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を回転中心に検体ディス
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、検体ディスク１の検体を反応容器１３に分
取する。同様に試薬分注機構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の窓から光度計１６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の窓を利
用して設けた受光部で受け、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１０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。本実施例の自動分析装置は、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。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検
体ディスク１が回転し、検体を検体分注位置に移送す
る。試薬ディスク２も同様に所望の試薬ボトル２０を試
薬分注位置へ移送する。続いて検体分注機構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分注機構６の動作により試薬
ディスク２上の試薬分注位置から反応容器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を収容した反応容器は後
述するように光度計光束に対して正確に位置決めがなさ
れた後、反応容器１３が光源７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。

【００１４】ここで前述の吸光度測定位置における反応
容器１３の位置決め方法について図２と図３を用いて説
明する。図２は位置決め前の反応ディスク３と反応容器
１３を示した断面図である。反応ディスク固定部穴は反
応容器１３より大きく設定しており、隙間２０１，２０
２を有している。図３は吸光度測定位置において反応容
器１３を位置決めした状態を示した概略図である。反応
容器位置決め手段２４は反応ディスク３とは別に本体ベ
ース１２４に併設固定されており、反応ディスク３が吸
光度測定ポジションに到達した後、位置決めツメ１２１
により反応容器３を固定する。本実施例で示した位置決
め手段２４は圧縮コイルバネ１２２および垂直に擦動す
るクランク機構１２３と図示していないソレノイドなど
の動力源から構成している。反応容器３を位置決め固定
した状態での隙間２０１，２０２は、前述した種種の誤
差が無い場合の隙間寸法は同等となる。すなわち言い換
えれば、種種の誤差分だけ隙間２０１，２０２の寸法を
変化させ、種種の誤差を吸収している構造となってい
る。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、吸光度測定位置にある
反応容器を光度計光束に対し、正確に位置決めすること
ができるため、反応容器自体を小型化でき、これにより
検体と試薬の微量化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した自動分析装置の概略図。

【図２】位置決め前の反応ディスクと反応容器を示した
断面図。

【図３】反応容器を位置決めした状態を示す概略図。

【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…検体分注機構、６…試薬分注
機構、７…攪拌機構、８…測光系、１０…洗浄機構、１
１…制御部、１２…測光信号処理部、１３…反応容器、
１６…光度計、１８，２８…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
器位置決め手段、２９，３９…駆動機構、３０，３３…
プローブ、３１，３４，３７…支承軸、３２，３５，３
８…アーム、３６…ヘラ、４０…受光素子、４１…ノズ
ル、４２…上下駆動機構、１２１…位置決めツメ、１２
２…圧縮コイルバネ、１２３…クランク機構、１２４…
本体ベース、２０１，202,２０３…隙間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋克明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 (72)発明者久野英紀茨城県ひたちなか市大字市毛1040番地株式会社日立サイエンスシステムズ内Ｆターム(参考） 2G058 CB04 CC14 CC17 CD04 CF18 EA02 EA04 EB01 GA02 GE04 GE09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料と試薬とを混合して反応させるための
複数の反応容器と、該反応容器を測定位置まで移送する反応ディスクと、試料容器に入った試料を前記反応容器に分注するための
試料分注機構と、前記反応容器に試薬を分注する試薬分
注機構と、試料と試薬とを混合させるための攪拌機構と、前記試料と試薬の反応物を分析する光度計と、を備えた自動分析装置において、前記反応ディスクとは別に、反応容器の少なくとも高さ
方向の位置を変更する位置決め手段を備えたことを特徴
とする自動分析装置。
【請求項２】請求項１記載の自動分析装置において、反応ディスク内の固定部と反応容器との間に反応ディス
クの停止誤差以上の隙間を設けたことを特徴とする自動
分析装置。
【請求項３】請求項１記載の自動分析装置において、前記決め手段は、少なくとも反応液の吸光度を測定する
前のタイミングで動作させるように制御されることを特
徴とする自動分析装置。