JP2004177308A - 吸引状態判定方法及び自動化学分析装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】センサが発生するノイズに影響されるほどの微少な量の試料に対しても適正に分注が行われているかを判定することができる。
【解決手段】試料を吸引する動力であるポンプと、試料を伝達させる流路と、その流路の先端に設置されて試料を吸引／吐出するプローブとを有し、流路内の圧力を経時的に測定して流路内の吸引状態を判定する吸引状態判定方法において、正常な状態の流路の少なくともポンプの駆動が終了した後の所定区間における経時的な圧力の推移を参照圧力値として予め記憶する過程と、その後実際にポンプを駆動して試料を吸引して伝達させ、駆動を終了した後の前記所定区間の圧力の経時的推移を測定対象圧力として検出する過程と、前記所定区間内での前記参照圧力と測定対象との比較を行い、吸引異常の有無を判定する過程とを有することを特徴とする。
【選択図】図２
【解決手段】試料を吸引する動力であるポンプと、試料を伝達させる流路と、その流路の先端に設置されて試料を吸引／吐出するプローブとを有し、流路内の圧力を経時的に測定して流路内の吸引状態を判定する吸引状態判定方法において、正常な状態の流路の少なくともポンプの駆動が終了した後の所定区間における経時的な圧力の推移を参照圧力値として予め記憶する過程と、その後実際にポンプを駆動して試料を吸引して伝達させ、駆動を終了した後の前記所定区間の圧力の経時的推移を測定対象圧力として検出する過程と、前記所定区間内での前記参照圧力と測定対象との比較を行い、吸引異常の有無を判定する過程とを有することを特徴とする。
【選択図】図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は分注装置等の自動化学分析装置に係り、特に試料を吸引するときの吸引流路内の圧力を検知する機能を備えた自動化学分析装置及びそれを用いた吸引状態判定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、人体の血清等を対象としてこれを試料（サンプル）として用い、これに所望の試薬を加えて化学反応を起こさせて、この反応液内の特定成分の濃度を例えば比色法により測定して診断に供するようにした自動化学分析装置が知られている。
【０００３】
このような化学分析を行うにあたっては分析すべき試料を予め用意し、この試料を測定項目に応じて複数の反応容器に分配する動作が必要になる。
【０００４】
図７は、このような分配動作の概要を示すものとして特開２００２−４００３２号公報に開示された構成図である。
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、試料５１０が満たされた複数の試料容器５０２が例えば円形テーブル５０３に収納されたサンプラ５０１と、複数の反応容器５０４が収納されこれらを一定サイクルで搬送、停止状態を繰り返して間欠移動させる反応ディスク５０５と、の間にはサンプリングアーム５０６が配置されている。このサンプリングアーム５０６は、先端にプローブ５０７を備えると共に基部のセンタシャフト５０８を支点として矢印Ｃ、Ｄの方向に揺動可能に構成されている。
【０００５】
このような構成で、サンプリングアーム５０６のプローブ５０７を先ずサンプラ５０１の試料容器５０２の上に位置させてサンプリングアーム５０６と共にプローブ５０７を下降させて試料５１０を吸入した後再上昇させる。次に、サンプリングアーム５０６を揺動させて反応ディスク５０５の反応容器５０４上に位置させサンプリングアーム５０６を前記同様に下降させ吸入している試料５１０を反応容器５０４内に吐出することにより試料５１０の分配動作いわゆるサンプリングが行われる。このようなサンプリング動作はサイクル毎に繰り返され、分析すべき試料の測定項目に応じて複数の反応容器５０４に対するサンプリングが行われる。
【０００６】
また、反応ディスク５０５の周囲の他の位置には試薬部（図示せず）等が配置され、反応容器５０４に所望の試薬の分配が行われるように構成されている。
【０００７】
ここで、通常サンプリングは、図７（ｂ）に示すように、試料容器５０２中の試料５１０の液面を液面センサ（図示せず）にて検知し、吸引量に見合う程度にプローブ５０７（ノズル）を試料中に下降させる、あるいは吸引量に見合うだけ連続的にプローブを下降させることによって行われる。
【０００８】
ところで、このような生化学検査等においては、前記試料は採取工程においてフィブリン等を発生させてサンプリング装置のピペッタ等を詰まらせることがあるため、それを検知する手段を設けることが講じられてきた。具体的には、ピペッタによる試料の吸引吐出の際に重要な流路内の圧力をモニタして、各流路内の状態が「詰まり」か「正常」であるかを判別する手段を装置に設けるのである。（例えば、特許文献１参照。）
【０００９】
この特許文献１に記載の技術は、試料を吸引するピペッタとシリンジとを繋ぐチューブ内の経時的な圧力を試料吸引開始から吸引後試料の液面を離れるまで順次記憶し、大気圧又はある特定の基準圧力と吸引開始後一定時間経った特定部分の圧力変化の平均値の差をある閾値と比較し、その閾値より前記特定部分の圧力変化の平均値の差が大きければピペッタに詰まりが発生したと判断するものである。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１０−４８２２０号公報（段落〔０００８〕−〔００３３〕、第３図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このような自動化学分析装置では、プローブ５０７の吸引吐出の条件はサンプルによらず共通であった。さらに、装置の高速化に伴い、各ユニットの動作スピードも高速化し、試料容器５０２周辺の静電容量、あるいは導電率の感度等の点から、試料容器５０２が小さく、かつ試料５１０が数μｌ程度の少量の場合、プローブ５０７による試料５１０の吸引吐出動作時に、誤動作を起こす場合がある。
【００１３】
すなわち、通常試料５１０の液面検出は、静電容量あるいは導電率検出方式で行われる為に、試料５１０の液量が微量である場合にはノイズが発生し、特に吸引時に誤動作を引き起こすおそれがあった。
【００１４】
加えて、吸引吐出動作自体の高速化によって、吸引吐出性能への悪影響が考えられる。
【００１５】
このため、例えば新生児、小児などの微量な試料の測定のための吸引が困難であると共に、吸引吐出動作を、適切に精度良く行う事は困難であった。
【００１６】
特に、特許文献１記載の図４のグラフは、滑らかな曲線を描いている。これはノイズ（振動）を考慮しなくてもいいサンプル量だからである。
【００１７】
すなわち、特許文献１には、「微少なサンプルの吸引量の不足は判定しづらい」というそれまでの問題点を解消しようとしてはいるものの、１０μｌ程度を限度とした圧力の閾値を設定しているにすぎなかった。これは、センサが発生するノイズを考慮に入れなければいけないほどの微少な試料の吸引量についての対策は何ら講じられてはいなかったからである。
【００１８】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、センサが発生するノイズに影響されるほどの微少な量の試料に対しても適正に分注が行われているかを判定することができる吸引状態判定方法及び自動化学分析装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するための、請求項１記載の発明は、試料を吸引する動力であるポンプと、試料を伝達させる流路と、その流路の先端に設置されて試料を吸引／吐出するプローブとを有し、前記流路内の圧力を経時的に測定して流路内の吸引状態を判定する吸引状態判定方法において、正常な状態の流路の少なくともポンプの駆動が終了した後の所定区間における経時的な圧力の推移を参照圧力値として予め記憶する過程と、その後実際にポンプを駆動して試料を吸引して伝達させ、駆動を終了した後の前記所定区間の圧力の経時的推移を測定対象圧力値として検出する過程と、前記所定区間内での前記参照圧力値と前記測定対象圧力値との比較を行い、吸引異常の有無を判定する過程とを有することを特徴とする。
【００２１】
係る方法を採用することにより、単なる流路内の圧力の閾値を設定するのではなく、試料の量又はポンプの駆動時間に基づいて予め設定された参照圧力値（参照モデルのセンサ出力電圧）と対比することによって吸引状態の判定を行っているので、センサが発生するノイズに影響されるほどの微少な量の試料に対しても適正に分注が行われているかを判定することができる。
ここで、前記判定区間は、吸引動作に係るポンプの駆動が終了した直後を含む所定の時間的区間であって、判定を有効とする区間は、吸引する試料の量又はポンプの駆動時間に基づいて設定される。
また、前記センサ出力電圧の経時的な推移は、測定対象たる流路内の圧力の経時的な推移に依存するため、本発明においては同様に扱うものとする。
【００２２】
上記課題を解決するための、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の吸引状態判定方法において、前記吸引異常の有無を判定する過程は、前記判定区間における測定対象圧力値と前記参照圧力値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する過程であることを特徴とする。
【００２３】
このように、流路内の吸引状態を確実に検知することができる判定区間を吸引量又は吸引時間（ポンプの駆動時間）に基づいて特定し、その判定区間において測定対象圧力値と参照圧力値との差分を算出した結果を判定材料としているので、流路内の吸引状態を確実に検出することができる。
ここで、様々なサンプルによる実験等を予め行って、様々な吸引時間に対して、吸引終了（ポンプ駆動終了）後、前記差分が顕著にあらわれる時期（タイミング）とをテーブルとして作成しておき、そのテーブルに基づいて判定区間を設定してもよい。
【００２４】
上記課題を解決するための、請求項３記載の発明は、請求項１に記載の吸引状態判定方法において、前記吸引異常の有無を判定する過程は、前記判定区間における測定対象圧力値と前記参照圧力値とをそれぞれ平滑化させて、所定値以上の差分があった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する過程であることを特徴とする。
【００２５】
係る方法を採用することにより、予め記憶された正常時の試料の結果を基準とすることで、流路内に異常が発生した場合には正圧の方向にその差分が発現するので、流路内の吸引状態の発生を的確に検知することができる。
【００２６】
上記課題を解決するための、請求項４記載の発明は、請求項１に記載の吸引状態判定方法において、前記吸引異常の有無を判定する過程は、前記判定区間における測定対象圧力の積分値と前記参照圧力の積分値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する過程であることを特徴とする。
【００２７】
係る方法を採用することにより、予め記憶された正常時の試料の結果に対する差分を累積的に検知し、予め設定した値に達することで吸引状態と判定するので、経時的に流路内の吸引状態の発生を的確に検知することができる。
【００２８】
上記課題を解決するための、請求項５記載の発明は、請求項１に記載の吸引状態判定方法において、前記吸引異常の有無を判定する過程は、前記判定区間における測定対象圧力のピーク値と前記参照圧力のピーク値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する過程であることを特徴とする。
【００２９】
係る方法を採用することにより、判定区間内において、それぞれの任意の各ピーク値につき判定が行えるので、解像度が高くなり、流路内の吸引状態の発生を高精度で検知することができる。ここで、前記ピーク値とは、前記判定区間における任意の極大値である。
【００３０】
上記課題を解決するための、請求項６記載の発明は、試料を吸引する動力であるポンプと、試料を伝達させる流路と、その流路の先端に設置されて試料を吸引／吐出するプローブとを有し、前記流路内の圧力を経時的に測定する圧力検出手段を前記流路に備えた自動化学分析装置において、正常な状態の流路の少なくともポンプの駆動が終了した後の所定区間における経時的な圧力の推移を参照圧力値として予め記憶する記憶手段と、駆動を終了した後の前記所定区間の圧力の経時的推移を測定対象圧力値として前記所定区間内での前記参照圧力値との比較を行い、流路内の吸引異常の有無を判定する判定手段を備えたことを特徴とする。
【００３１】
係る構成とすることにより、単なる流路内の圧力の閾値を設定するのではなく、試料の量に基づいて予め設定された参照モデルのセンサ出力電圧と対比することによって吸引状態の判定を行っているので、センサが発生するノイズに影響されるほどの微少な量の試料に対しても適正に分注が行われているかを判定することができる。
【００３２】
上記課題を解決するための、請求項７記載の発明は、請求項６に記載の自動化学分析装置において、前記判定手段は、前記判定区間における測定対象圧力値と前記参照圧力値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する手段であることを特徴とする。
【００３３】
このように、流路内の吸引状態を確実に検知することができる判定区間を吸引量又は吸引時間（ポンプの駆動時間）に基づいて特定し、その判定区間において測定対象圧力値と参照圧力値との差分を算出した結果を判定材料としているので、流路内の吸引状態を確実に検出することができる。
ここで、様々なサンプルによる実験等を予め行って、吸引時間について、吸引終了（ポンプ駆動終了）後、前記差分が顕著にあらわれる時期（タイミング）とをテーブルとして前記記憶手段に記憶させておき、そのテーブルに基づいて判定区間を設定してもよい。
【００３４】
上記課題を解決するための、請求項８記載の発明は、請求項６に記載の自動化学分析装置において、前記判定手段は、前記判定区間における測定対象圧力値と前記参照圧力値とをそれぞれ平滑化させて、所定値以上の差分があった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する手段であることを特徴とする。
【００３５】
係る構成とすることにより、予め記憶された正常時の試料の結果を基準とすることで、流路内に異常が発生した場合には正圧の方向にその差分が発現するので、流路内の吸引状態の発生を的確に検知することができる。
【００３６】
上記課題を解決するための、請求項９記載の発明は、請求項６に記載の自動化学分析装置において、前記判定手段は、前記判定区間における測定対象圧力の積分値と前記参照圧力の積分値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する手段であることを特徴とする。
【００３７】
係る構成とすることにより、予め記憶された正常時の試料の結果に対する差分を累積的に検知し、予め設定した値に達することで吸引異常と判定するので、経時的に流路内に生じた吸引異常の発生を的確に検知することができる。
【００３８】
上記課題を解決するための、請求項１０記載の発明は、請求項６に記載の自動化学分析装置において、前記判定手段は、前記判定区間における測定対象圧力のピーク値と前記参照圧力のピーク値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する手段であることを特徴とする。
【００３９】
係る構成とすることにより、判定区間内において、それぞれの任意の各ピーク値につき判定が行えるので、解像度が高くなり、流路内の吸引状態の発生を高精度で検知することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００４１】
図１は、本発明に係る自動化学分析装置の一実施の形態における構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態における自動化学分析装置は、
シリンダ６及びプランジャ７を有するシリンジポンプ１と、
水が収容された容器２と、
患者から採取した試料が収容されたサンプルカップ３と、
酵素反応など試料の化学反応を行う反応管４と、
一端が前記シリンジポンプ１に接続され、他端が試料を吸引及び吐出するプローブ５をなす流路９と、
係るプローブ５からの洗浄水を受けると共に、プローブ５の内外を洗浄するために用いる洗浄カップ１６と、
一端を前記容器２に収容された水に没した流路８の他端が接続されたポンプ１０と、
係るポンプ１０と前記シリンジポンプ１との間に介在し、一端がシリンジポンプに接続された流路１３の他端と、一端を解放端とした流路１４の他端と、一端が前記ポンプ１０に接続された流路１１の他端とを連結する電磁弁１５と、
前記プランジャ７を駆動させるポンプ駆動手段２２と、サンプル量テーブルを参照して前記ポンプ駆動手段２２を制御する制御装置２１と、前記流路９に設置され、流路９内の圧力変化を経時的に検知する圧力検出手段２０と、前記プローブ５を駆動させるプローブ駆動手段２３とを有してなる。
【００４２】
また、前記圧力検出手段２０には、流路９内に吸引状態が発生したか否かを判定する判定手段１００及び圧力検出手段２０によって検出された圧力値（具体的にはセンサの出力電圧値）を記憶する記憶手段１０１が設置されている。
また、前記制御装置２１は、前記判定手段１００及び記憶手段１０１から得られた情報に基づきポンプ駆動手段２２を制御する必要があるので、前記制御装置２１と前記判定手段１００及び記憶手段１０１とが前記情報を伝達可能なように接続されている。
【００４３】
次に、本発明の一実施の形態における動作について図１及び図２を参照して以下に説明する。尚、本実施形態における動作の説明は、試料の化学的分析測定の過程と、前記化学的分析測定の過程内における流路内圧力の測定の過程とに分けて説明する。
【００４４】
（試料の化学的分析測定）
まず、初期状態として、流路８から流路９を経てプローブ５の先端までの区間（流路８〜流路１３〜シリンジポンプ１〜流路９及びプローブ５の先端）は予め水が充填されている（Ｓ１）。
【００４５】
次に、プローブ５がサンプルカップ３上に移動する前に電磁弁１５を操作して流路１１と流路１３との間を流通状態にすると共に、流路１１と流路１４との間を閉鎖状態にしておき、ポンプ１０を操作して流路８より水を吸引／吐出し、流路１１、流路１３、シリンジポンプ１、流路９及びプローブ５のそれぞれの内部を水により洗浄する（Ｓ２）。そのときプローブ５は洗浄カップ１６内にある。
【００４６】
その後、電磁弁１５を操作して、流路１１と流路１３との間を閉鎖状態にすると共に、流路１１と流路１４との間を流通状態にしておき、水と試料との混合を防止するためにプランジャ７を引いてプローブ５の先端内に一定量の空気を吸引する。
【００４７】
この後、プローブ５の先端内に空気を保持したまま、プローブ５を下降させてサンプルカップ３内の試料中にその先端を没入させる。そしてプランジャ７を引くことにより、プローブ５の先端内に試料が水によって薄まることを防ぐためのダミーサンプル及び所定量の試料を吸引（Ｓ３）した後、プローブ５を上昇させてサンプルカップ３の上方に位置させる。
【００４８】
この試料吸引の際には、測定対象たる流路９に設置された測定手段２０が流路９内の圧力を経時的に測定し、その経時変化を記憶手段１０１に記憶すると共に、流路９における試料吸引が正常であるか否かを判定手段１０１によって判定している。
【００４９】
判定手段１０１は、まず、前記試料吸引に要した時間に基づいて判定区間を設定する（Ｓ４）。この判定区間は、例えば、様々なサンプルによる実験等を予め行って、吸引時間につき、吸引終了（ポンプ駆動終了）後、正常と判断されたサンプルと異常と判断されたサンプルとの差分が顕著にあらわれる時期（タイミング）とをテーブルとして前記記憶手段に記憶させておき、そのテーブルに基づいて設定される。
【００５０】
その後、試料吸引に要した時間又は吸引量が同じである参考モデルの吸引に係る情報を前記記憶手段から読み出し（Ｓ５）、前記判定区間内における参照モデルの圧力の挙動に対して測定対象の圧力がどのように推移するかを比較する（Ｓ６）。
この判定手段１０１による参照モデルと測定対象との比較の結果、「異常」であると判定された場合（Ｓ７−「異常」）には、適正な測定を行うことができないので、測定を中止すると共に、報知手段等により検者にその旨報知する（Ｓ８）。
【００５１】
前記判定手段１０１による判定により、測定対象たる流路９に流通の異常がないと判定された場合（Ｓ７−「正常」）には、プローブ５をプローブ制御手段によって移動させて、反応管４の底にあて、プランジャ７を押圧することにより、プローブ５の先端内に保持された試料が反応管４内に吐出される（Ｓ８）。
【００５２】
試料を吐出した後は、反応管４から上昇させたプローブ５を、洗浄カップ１６上で次の試料の吸引／吐出を待つ。このときダミーサンプルはプローブ５の先端にある。
【００５３】
例えば、実際の測定が１つの試料に対して測定項目テーブル２４に示された順番通りに行われたとする。試料の量が測定項目テーブルに示されたＴ−ＣＨＯのように、２μｌの場合、ダミーサンプルの量が８μｌとすると、最初に吸引される試料の量は、１０μｌであり、反応管４に分注される量は２μｌである。
【００５４】
吐出された２μｌのサンプルが入った反応管４内には、試薬分注機構（図示せず）によってＴ−ＣＨＯ試薬が分注され、化学反応が起き、それを測定し、サンプルカップ３内から吐出された試料中のＴ−ＣＨＯの濃度が測定される（Ｓ９）。
【００５５】
前記待機状態において、測定を続行する場合（図１に記載の測定項目テーブル２４に従って測定を行う場合等；Ｓ１０−Ｙｅｓ）には、前述のように改めて試料を吸引し、測定を続行しない場合（Ｓ１０−Ｎｏ）には、そのまま測定を終了する。
【００５６】
以下、同じサンプルカップ３から測定項目テーブル２４に示されるＴＰの測定に関わる試料の吸引吐出について説明する。
【００５７】
洗浄カップ１６上にあるプローブ５の先端に空気とダミーサンプルを保持したままでプローブ５をサンプルカップ３内の試料にその先端を没入させる。そしてプランジャ７を引くことにより、ＴＰの測定に必要な量４μｌだけを吸引する。本発明は、前述のようなダミーサンプル及び試料を吸引する場合だけでなく、このような少量の試料のみを吸引する場合にきわめて有用である。
【００５８】
その後、プローブ５をＴ−ＣＨＯの試料を分注したのとは別の反応管４内に挿入し、底にあて、プランジャ７を押圧することによりプローブ５内の試料を反応管４内に分注する。
【００５９】
そのほか、測定項目テーブル２４に示したＣＲＰやＡＦＰについても同様に、試料が反応管４に吸引／吐出され、試料中の濃度を測定して終了する。
【００６０】
ここで、前記測定手段２０によって測定される流路９内の圧力変化の概略図を図３に示す。
【００６１】
図３（ａ）は、試料の量が３５μｌであった場合、図３（ｂ）は、試料の量が２μｌであった場合を示す。
【００６２】
また、異常試料の例として粘度の高いグリセリン１００重量％溶液を用意し、正常な試料の例として、粘度が正常試料の粘性上限に近いグリセリン６０重量％溶液を用意して前記２つの試料の量において試行した。
【００６３】
まず、図３（ａ）に示すように、試料を３５μｌとして吸引した場合、異常粘度例（グリセリン１００重量％）を吸引した後のセンサの出力値はポンプが駆動を終了した後も変化が少ないが、正常粘度例（グリセリン６０重量％）を吸引した後のセンサ出力値はポンプが駆動を終了した後、次第に低下している。
【００６４】
また、異常粘度例（グリセリン１００重量％）の場合には、ポンプが駆動を終了した後も流路９内の圧力が大気圧に戻り難いが、正常粘度例（グリセリン６０重量％）の場合にはポンプが駆動を終了した後も流路９内の圧力が大気圧に比較的速やかに戻ることがわかり、異常粘度例と正常粘度例との出力差が吸引動作後の時間が長くなるほど大きくなる。すなわち、正常粘度例を吸引した場合と異常粘度例を吸引した場合との区別は吸引直後より所定時間放置した方が明確となることがわかる。
【００６５】
ここで、図３（ｂ）に示すように、試料を２μｌとした場合には、正常粘度例が大気圧に戻る時間が短いため、以上のように所定時間放置することが有効であるとはいえない。
【００６６】
従って発明者らは、試料の量と流路の圧力を検知するタイミングとして吸引直後から経過する時間との関連を明確にするべく以下の実験を行った。
【００６７】
（実施例）
次に、本発明の一実施例について以下に説明する。
【００６８】
図４乃至図６は本発明に係る自動化学分析装置及びそれを用いた吸引状態判定方法の一実施例として試料の様々な量における正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の比較を示す図である。
【００６９】
具体的には、図４（ａ）は試料を２μｌとしたときの正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の比較を示す図、図４（ｂ）は試料を４μｌとしたときの正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の比較を示す図、図５（ａ）は試料を７．５μｌとしたときの正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の比較を示す図、図５（ｂ）は試料を９．５μｌとしたときの正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の比較を示す図、図６（ａ）は試料を１５μｌとしたときの正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の比較を示す図、図６（ｂ）は試料を３５μｌとしたときの正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の比較を示す図である。
ここで、図４〜図６には、正常粘度例及び異常粘度例の他にそれらの中間の粘度の例である参考例として、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）７．５重量％溶液を記載した。
【００７０】
図４（ａ）に示すように、試料を２μｌとした場合、ポンプ駆動中０．６秒時からポンプ駆動が終了した０．７秒時を経て１．２秒時まで正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の差が明らかに現れている。また、図４（ｂ）に示すように、試料を４μｌとした場合、ポンプ駆動中０．７秒時からポンプ駆動が終了した０．８秒時を経て１．５秒時まで正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の差が明らかに現れている。
【００７１】
また、図５（ａ）に示すように、試料を７．５μｌとした場合、ポンプ駆動中０．７秒時からポンプ駆動が終了した０．９秒時を経て１．４秒時まで正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の差が明らかに現れており、図５（ｂ）に示すように、試料を９．５μｌとした場合、ポンプ駆動中０．７秒時からポンプ駆動が終了した０．９５秒時を経て１．４秒時まで正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の差が明らかに現れている。
【００７２】
図６（ａ）に示すように、試料を１５μｌとした場合、ポンプ駆動中０．６秒時からポンプ駆動が終了した０．９秒時を経て１．３秒時まで正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の差が明らかに現れており、図６（ｂ）に示すように、試料を３５μｌとした場合、ポンプ駆動中０．６秒時からポンプ駆動が終了した１．２秒時を経て１．５５秒時まで正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の差が明らかに現れている。
【００７３】
このように見てみると、当然のことながら試料の量が多くなるに従ってポンプの駆動時間は長くなるが、正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の差はポンプが吸引に係る駆動中に出現し、ポンプの吸引駆動が終了したときには明確な差となって現れている。また、このようにして現れた差はポンプの吸引終了後所定時間継続し、収束している。
【００７４】
従って、本発明における吸引状態判定方法は、所定の量の試料の正常なセンサ出力電圧の経時的な推移を予め記憶しておき、それに基づいてポンプ駆動後から所定区間を判定区間として判定することとなる。
また、当然のことながら吸引量はポンプが駆動する時間に依存し、図４〜図６に示すサンプル例によれば、吸引状態を検出する時期（タイミング）を、ポンプが駆動終了した後に、ポンプが駆動した時間の約何重量％の時間が経過したときとすることが好ましいかがわかるので、これによって得られた検出時期を前記判定区間に含めることが好ましい。例えば、図４（ａ）に示す試料が２μｌのときは、ポンプ駆動時間（０．５秒〜０．７秒時）の約６０％（０．１２秒）がポンプ駆動終了後経過したとき（０．８２秒時）に判定を行うことが望ましい。
【００７５】
本発明に係る自動化学分析装置は、このような吸引状態判定方法を行う判定手段が判定対象となる流路に設置されてなるものである。
【００７６】
さらに、本発明における自動化学分析装置及びそれを用いた吸引状態判定方法の他の実施の形態としては、前記判定手段及び当該判定手段が行う判定方法が、予め記憶された正常時の試料のセンサ出力電圧値の所定区間における挙動に対して平滑化したものを算出して判定しても良い。すなわち、予め記憶された正常時の試料の結果を基準とすることで、流路内に異常が発生した場合には正圧の方向にその差分が発現するので、流路内の吸引状態の発生を的確に検知することができる。
【００７７】
また、本発明における自動化学分析装置及びそれを用いた吸引状態判定方法の他の実施の形態としては、前記判定手段及び当該判定手段が行う判定方法が、予め記憶された正常時の試料のセンサ出力電圧値の所定区間における挙動と検査時の試料のセンサ出力電圧値の所定区間における挙動との間の積分値を算出してそれが所定値以上であった場合に吸引状態が発生したと判定しても良い。これは、予め記憶された正常時の試料の結果に対する差分を累積的に検知し、予め設定した値に達することで吸引状態と判定するので、経時的に流路内の吸引状態の発生を的確に検知することができる。
【００７８】
加えて、本発明における自動化学分析装置及びそれを用いた吸引状態判定方法の他の実施の形態としては、前記判定手段及び当該判定手段が行う判定方法が、予め記憶された正常時の試料の判定区間内のセンサ出力電圧値のピークと前記記憶手段に記憶された同量の試料の吸引量のセンサ出力電圧値のピークとの差が所定値以上であった場合に流路内の吸引状態と判定しても良い。これは判定区間内において、それぞれの任意の各ピーク値につき判定が行えるので、解像度が高くなり、流路内の吸引状態の発生を高精度で検知することができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明に係る自動化学分析装置及びそれを用いた吸引状態判定方法によれば、単なる流路内の圧力の閾値を設定するのではなく、試料の量に基づいて予め設定された参照モデルのセンサ出力電圧と対比することによって吸引状態の判定を行っているので、センサが発生するノイズに影響されるほどの微少な量の試料に対しても適正に分注が行われているかを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動化学分析装置の一実施の形態における構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る吸引状態判定方法の一実施の形態における動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る吸引状態判定方法の一実施の形態における試料の量と試料の粘度との関係を示す図である。
【図４】本発明に係る吸引状態判定方法の一実施例における試料の量と試料の粘度との関係を示す図である。
【図５】本発明に係る吸引状態判定方法の一実施例における試料の量と試料の粘度との関係を示す図である。
【図６】本発明に係る吸引状態判定方法の一実施例における試料の量と試料の粘度との関係を示す図である。
【図７】従来における自動化学分析装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ シリンジポンプ
２ 容器
３ サンプルカップ
４ 反応管
５ プローブ
６ シリンダ
７ プランジャ
８ 流路
９ 流路
１０ ポンプ
１１ 流路
１３ 流路
１４ 流路
１５ 電磁弁（開閉弁）
１６ 洗浄カップ
２０ 圧力検出手段
２１ 制御装置
２２ ポンプ駆動手段
２３ プローブ駆動手段
１００ 判定手段
１０１ 記憶手段
【発明の属する技術分野】
本発明は分注装置等の自動化学分析装置に係り、特に試料を吸引するときの吸引流路内の圧力を検知する機能を備えた自動化学分析装置及びそれを用いた吸引状態判定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、人体の血清等を対象としてこれを試料（サンプル）として用い、これに所望の試薬を加えて化学反応を起こさせて、この反応液内の特定成分の濃度を例えば比色法により測定して診断に供するようにした自動化学分析装置が知られている。
【０００３】
このような化学分析を行うにあたっては分析すべき試料を予め用意し、この試料を測定項目に応じて複数の反応容器に分配する動作が必要になる。
【０００４】
図７は、このような分配動作の概要を示すものとして特開２００２−４００３２号公報に開示された構成図である。
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、試料５１０が満たされた複数の試料容器５０２が例えば円形テーブル５０３に収納されたサンプラ５０１と、複数の反応容器５０４が収納されこれらを一定サイクルで搬送、停止状態を繰り返して間欠移動させる反応ディスク５０５と、の間にはサンプリングアーム５０６が配置されている。このサンプリングアーム５０６は、先端にプローブ５０７を備えると共に基部のセンタシャフト５０８を支点として矢印Ｃ、Ｄの方向に揺動可能に構成されている。
【０００５】
このような構成で、サンプリングアーム５０６のプローブ５０７を先ずサンプラ５０１の試料容器５０２の上に位置させてサンプリングアーム５０６と共にプローブ５０７を下降させて試料５１０を吸入した後再上昇させる。次に、サンプリングアーム５０６を揺動させて反応ディスク５０５の反応容器５０４上に位置させサンプリングアーム５０６を前記同様に下降させ吸入している試料５１０を反応容器５０４内に吐出することにより試料５１０の分配動作いわゆるサンプリングが行われる。このようなサンプリング動作はサイクル毎に繰り返され、分析すべき試料の測定項目に応じて複数の反応容器５０４に対するサンプリングが行われる。
【０００６】
また、反応ディスク５０５の周囲の他の位置には試薬部（図示せず）等が配置され、反応容器５０４に所望の試薬の分配が行われるように構成されている。
【０００７】
ここで、通常サンプリングは、図７（ｂ）に示すように、試料容器５０２中の試料５１０の液面を液面センサ（図示せず）にて検知し、吸引量に見合う程度にプローブ５０７（ノズル）を試料中に下降させる、あるいは吸引量に見合うだけ連続的にプローブを下降させることによって行われる。
【０００８】
ところで、このような生化学検査等においては、前記試料は採取工程においてフィブリン等を発生させてサンプリング装置のピペッタ等を詰まらせることがあるため、それを検知する手段を設けることが講じられてきた。具体的には、ピペッタによる試料の吸引吐出の際に重要な流路内の圧力をモニタして、各流路内の状態が「詰まり」か「正常」であるかを判別する手段を装置に設けるのである。（例えば、特許文献１参照。）
【０００９】
この特許文献１に記載の技術は、試料を吸引するピペッタとシリンジとを繋ぐチューブ内の経時的な圧力を試料吸引開始から吸引後試料の液面を離れるまで順次記憶し、大気圧又はある特定の基準圧力と吸引開始後一定時間経った特定部分の圧力変化の平均値の差をある閾値と比較し、その閾値より前記特定部分の圧力変化の平均値の差が大きければピペッタに詰まりが発生したと判断するものである。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１０−４８２２０号公報（段落〔０００８〕−〔００３３〕、第３図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このような自動化学分析装置では、プローブ５０７の吸引吐出の条件はサンプルによらず共通であった。さらに、装置の高速化に伴い、各ユニットの動作スピードも高速化し、試料容器５０２周辺の静電容量、あるいは導電率の感度等の点から、試料容器５０２が小さく、かつ試料５１０が数μｌ程度の少量の場合、プローブ５０７による試料５１０の吸引吐出動作時に、誤動作を起こす場合がある。
【００１３】
すなわち、通常試料５１０の液面検出は、静電容量あるいは導電率検出方式で行われる為に、試料５１０の液量が微量である場合にはノイズが発生し、特に吸引時に誤動作を引き起こすおそれがあった。
【００１４】
加えて、吸引吐出動作自体の高速化によって、吸引吐出性能への悪影響が考えられる。
【００１５】
このため、例えば新生児、小児などの微量な試料の測定のための吸引が困難であると共に、吸引吐出動作を、適切に精度良く行う事は困難であった。
【００１６】
特に、特許文献１記載の図４のグラフは、滑らかな曲線を描いている。これはノイズ（振動）を考慮しなくてもいいサンプル量だからである。
【００１７】
すなわち、特許文献１には、「微少なサンプルの吸引量の不足は判定しづらい」というそれまでの問題点を解消しようとしてはいるものの、１０μｌ程度を限度とした圧力の閾値を設定しているにすぎなかった。これは、センサが発生するノイズを考慮に入れなければいけないほどの微少な試料の吸引量についての対策は何ら講じられてはいなかったからである。
【００１８】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、センサが発生するノイズに影響されるほどの微少な量の試料に対しても適正に分注が行われているかを判定することができる吸引状態判定方法及び自動化学分析装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するための、請求項１記載の発明は、試料を吸引する動力であるポンプと、試料を伝達させる流路と、その流路の先端に設置されて試料を吸引／吐出するプローブとを有し、前記流路内の圧力を経時的に測定して流路内の吸引状態を判定する吸引状態判定方法において、正常な状態の流路の少なくともポンプの駆動が終了した後の所定区間における経時的な圧力の推移を参照圧力値として予め記憶する過程と、その後実際にポンプを駆動して試料を吸引して伝達させ、駆動を終了した後の前記所定区間の圧力の経時的推移を測定対象圧力値として検出する過程と、前記所定区間内での前記参照圧力値と前記測定対象圧力値との比較を行い、吸引異常の有無を判定する過程とを有することを特徴とする。
【００２１】
係る方法を採用することにより、単なる流路内の圧力の閾値を設定するのではなく、試料の量又はポンプの駆動時間に基づいて予め設定された参照圧力値（参照モデルのセンサ出力電圧）と対比することによって吸引状態の判定を行っているので、センサが発生するノイズに影響されるほどの微少な量の試料に対しても適正に分注が行われているかを判定することができる。
ここで、前記判定区間は、吸引動作に係るポンプの駆動が終了した直後を含む所定の時間的区間であって、判定を有効とする区間は、吸引する試料の量又はポンプの駆動時間に基づいて設定される。
また、前記センサ出力電圧の経時的な推移は、測定対象たる流路内の圧力の経時的な推移に依存するため、本発明においては同様に扱うものとする。
【００２２】
上記課題を解決するための、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の吸引状態判定方法において、前記吸引異常の有無を判定する過程は、前記判定区間における測定対象圧力値と前記参照圧力値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する過程であることを特徴とする。
【００２３】
このように、流路内の吸引状態を確実に検知することができる判定区間を吸引量又は吸引時間（ポンプの駆動時間）に基づいて特定し、その判定区間において測定対象圧力値と参照圧力値との差分を算出した結果を判定材料としているので、流路内の吸引状態を確実に検出することができる。
ここで、様々なサンプルによる実験等を予め行って、様々な吸引時間に対して、吸引終了（ポンプ駆動終了）後、前記差分が顕著にあらわれる時期（タイミング）とをテーブルとして作成しておき、そのテーブルに基づいて判定区間を設定してもよい。
【００２４】
上記課題を解決するための、請求項３記載の発明は、請求項１に記載の吸引状態判定方法において、前記吸引異常の有無を判定する過程は、前記判定区間における測定対象圧力値と前記参照圧力値とをそれぞれ平滑化させて、所定値以上の差分があった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する過程であることを特徴とする。
【００２５】
係る方法を採用することにより、予め記憶された正常時の試料の結果を基準とすることで、流路内に異常が発生した場合には正圧の方向にその差分が発現するので、流路内の吸引状態の発生を的確に検知することができる。
【００２６】
上記課題を解決するための、請求項４記載の発明は、請求項１に記載の吸引状態判定方法において、前記吸引異常の有無を判定する過程は、前記判定区間における測定対象圧力の積分値と前記参照圧力の積分値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する過程であることを特徴とする。
【００２７】
係る方法を採用することにより、予め記憶された正常時の試料の結果に対する差分を累積的に検知し、予め設定した値に達することで吸引状態と判定するので、経時的に流路内の吸引状態の発生を的確に検知することができる。
【００２８】
上記課題を解決するための、請求項５記載の発明は、請求項１に記載の吸引状態判定方法において、前記吸引異常の有無を判定する過程は、前記判定区間における測定対象圧力のピーク値と前記参照圧力のピーク値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する過程であることを特徴とする。
【００２９】
係る方法を採用することにより、判定区間内において、それぞれの任意の各ピーク値につき判定が行えるので、解像度が高くなり、流路内の吸引状態の発生を高精度で検知することができる。ここで、前記ピーク値とは、前記判定区間における任意の極大値である。
【００３０】
上記課題を解決するための、請求項６記載の発明は、試料を吸引する動力であるポンプと、試料を伝達させる流路と、その流路の先端に設置されて試料を吸引／吐出するプローブとを有し、前記流路内の圧力を経時的に測定する圧力検出手段を前記流路に備えた自動化学分析装置において、正常な状態の流路の少なくともポンプの駆動が終了した後の所定区間における経時的な圧力の推移を参照圧力値として予め記憶する記憶手段と、駆動を終了した後の前記所定区間の圧力の経時的推移を測定対象圧力値として前記所定区間内での前記参照圧力値との比較を行い、流路内の吸引異常の有無を判定する判定手段を備えたことを特徴とする。
【００３１】
係る構成とすることにより、単なる流路内の圧力の閾値を設定するのではなく、試料の量に基づいて予め設定された参照モデルのセンサ出力電圧と対比することによって吸引状態の判定を行っているので、センサが発生するノイズに影響されるほどの微少な量の試料に対しても適正に分注が行われているかを判定することができる。
【００３２】
上記課題を解決するための、請求項７記載の発明は、請求項６に記載の自動化学分析装置において、前記判定手段は、前記判定区間における測定対象圧力値と前記参照圧力値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する手段であることを特徴とする。
【００３３】
このように、流路内の吸引状態を確実に検知することができる判定区間を吸引量又は吸引時間（ポンプの駆動時間）に基づいて特定し、その判定区間において測定対象圧力値と参照圧力値との差分を算出した結果を判定材料としているので、流路内の吸引状態を確実に検出することができる。
ここで、様々なサンプルによる実験等を予め行って、吸引時間について、吸引終了（ポンプ駆動終了）後、前記差分が顕著にあらわれる時期（タイミング）とをテーブルとして前記記憶手段に記憶させておき、そのテーブルに基づいて判定区間を設定してもよい。
【００３４】
上記課題を解決するための、請求項８記載の発明は、請求項６に記載の自動化学分析装置において、前記判定手段は、前記判定区間における測定対象圧力値と前記参照圧力値とをそれぞれ平滑化させて、所定値以上の差分があった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する手段であることを特徴とする。
【００３５】
係る構成とすることにより、予め記憶された正常時の試料の結果を基準とすることで、流路内に異常が発生した場合には正圧の方向にその差分が発現するので、流路内の吸引状態の発生を的確に検知することができる。
【００３６】
上記課題を解決するための、請求項９記載の発明は、請求項６に記載の自動化学分析装置において、前記判定手段は、前記判定区間における測定対象圧力の積分値と前記参照圧力の積分値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する手段であることを特徴とする。
【００３７】
係る構成とすることにより、予め記憶された正常時の試料の結果に対する差分を累積的に検知し、予め設定した値に達することで吸引異常と判定するので、経時的に流路内に生じた吸引異常の発生を的確に検知することができる。
【００３８】
上記課題を解決するための、請求項１０記載の発明は、請求項６に記載の自動化学分析装置において、前記判定手段は、前記判定区間における測定対象圧力のピーク値と前記参照圧力のピーク値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する手段であることを特徴とする。
【００３９】
係る構成とすることにより、判定区間内において、それぞれの任意の各ピーク値につき判定が行えるので、解像度が高くなり、流路内の吸引状態の発生を高精度で検知することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００４１】
図１は、本発明に係る自動化学分析装置の一実施の形態における構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態における自動化学分析装置は、
シリンダ６及びプランジャ７を有するシリンジポンプ１と、
水が収容された容器２と、
患者から採取した試料が収容されたサンプルカップ３と、
酵素反応など試料の化学反応を行う反応管４と、
一端が前記シリンジポンプ１に接続され、他端が試料を吸引及び吐出するプローブ５をなす流路９と、
係るプローブ５からの洗浄水を受けると共に、プローブ５の内外を洗浄するために用いる洗浄カップ１６と、
一端を前記容器２に収容された水に没した流路８の他端が接続されたポンプ１０と、
係るポンプ１０と前記シリンジポンプ１との間に介在し、一端がシリンジポンプに接続された流路１３の他端と、一端を解放端とした流路１４の他端と、一端が前記ポンプ１０に接続された流路１１の他端とを連結する電磁弁１５と、
前記プランジャ７を駆動させるポンプ駆動手段２２と、サンプル量テーブルを参照して前記ポンプ駆動手段２２を制御する制御装置２１と、前記流路９に設置され、流路９内の圧力変化を経時的に検知する圧力検出手段２０と、前記プローブ５を駆動させるプローブ駆動手段２３とを有してなる。
【００４２】
また、前記圧力検出手段２０には、流路９内に吸引状態が発生したか否かを判定する判定手段１００及び圧力検出手段２０によって検出された圧力値（具体的にはセンサの出力電圧値）を記憶する記憶手段１０１が設置されている。
また、前記制御装置２１は、前記判定手段１００及び記憶手段１０１から得られた情報に基づきポンプ駆動手段２２を制御する必要があるので、前記制御装置２１と前記判定手段１００及び記憶手段１０１とが前記情報を伝達可能なように接続されている。
【００４３】
次に、本発明の一実施の形態における動作について図１及び図２を参照して以下に説明する。尚、本実施形態における動作の説明は、試料の化学的分析測定の過程と、前記化学的分析測定の過程内における流路内圧力の測定の過程とに分けて説明する。
【００４４】
（試料の化学的分析測定）
まず、初期状態として、流路８から流路９を経てプローブ５の先端までの区間（流路８〜流路１３〜シリンジポンプ１〜流路９及びプローブ５の先端）は予め水が充填されている（Ｓ１）。
【００４５】
次に、プローブ５がサンプルカップ３上に移動する前に電磁弁１５を操作して流路１１と流路１３との間を流通状態にすると共に、流路１１と流路１４との間を閉鎖状態にしておき、ポンプ１０を操作して流路８より水を吸引／吐出し、流路１１、流路１３、シリンジポンプ１、流路９及びプローブ５のそれぞれの内部を水により洗浄する（Ｓ２）。そのときプローブ５は洗浄カップ１６内にある。
【００４６】
その後、電磁弁１５を操作して、流路１１と流路１３との間を閉鎖状態にすると共に、流路１１と流路１４との間を流通状態にしておき、水と試料との混合を防止するためにプランジャ７を引いてプローブ５の先端内に一定量の空気を吸引する。
【００４７】
この後、プローブ５の先端内に空気を保持したまま、プローブ５を下降させてサンプルカップ３内の試料中にその先端を没入させる。そしてプランジャ７を引くことにより、プローブ５の先端内に試料が水によって薄まることを防ぐためのダミーサンプル及び所定量の試料を吸引（Ｓ３）した後、プローブ５を上昇させてサンプルカップ３の上方に位置させる。
【００４８】
この試料吸引の際には、測定対象たる流路９に設置された測定手段２０が流路９内の圧力を経時的に測定し、その経時変化を記憶手段１０１に記憶すると共に、流路９における試料吸引が正常であるか否かを判定手段１０１によって判定している。
【００４９】
判定手段１０１は、まず、前記試料吸引に要した時間に基づいて判定区間を設定する（Ｓ４）。この判定区間は、例えば、様々なサンプルによる実験等を予め行って、吸引時間につき、吸引終了（ポンプ駆動終了）後、正常と判断されたサンプルと異常と判断されたサンプルとの差分が顕著にあらわれる時期（タイミング）とをテーブルとして前記記憶手段に記憶させておき、そのテーブルに基づいて設定される。
【００５０】
その後、試料吸引に要した時間又は吸引量が同じである参考モデルの吸引に係る情報を前記記憶手段から読み出し（Ｓ５）、前記判定区間内における参照モデルの圧力の挙動に対して測定対象の圧力がどのように推移するかを比較する（Ｓ６）。
この判定手段１０１による参照モデルと測定対象との比較の結果、「異常」であると判定された場合（Ｓ７−「異常」）には、適正な測定を行うことができないので、測定を中止すると共に、報知手段等により検者にその旨報知する（Ｓ８）。
【００５１】
前記判定手段１０１による判定により、測定対象たる流路９に流通の異常がないと判定された場合（Ｓ７−「正常」）には、プローブ５をプローブ制御手段によって移動させて、反応管４の底にあて、プランジャ７を押圧することにより、プローブ５の先端内に保持された試料が反応管４内に吐出される（Ｓ８）。
【００５２】
試料を吐出した後は、反応管４から上昇させたプローブ５を、洗浄カップ１６上で次の試料の吸引／吐出を待つ。このときダミーサンプルはプローブ５の先端にある。
【００５３】
例えば、実際の測定が１つの試料に対して測定項目テーブル２４に示された順番通りに行われたとする。試料の量が測定項目テーブルに示されたＴ−ＣＨＯのように、２μｌの場合、ダミーサンプルの量が８μｌとすると、最初に吸引される試料の量は、１０μｌであり、反応管４に分注される量は２μｌである。
【００５４】
吐出された２μｌのサンプルが入った反応管４内には、試薬分注機構（図示せず）によってＴ−ＣＨＯ試薬が分注され、化学反応が起き、それを測定し、サンプルカップ３内から吐出された試料中のＴ−ＣＨＯの濃度が測定される（Ｓ９）。
【００５５】
前記待機状態において、測定を続行する場合（図１に記載の測定項目テーブル２４に従って測定を行う場合等；Ｓ１０−Ｙｅｓ）には、前述のように改めて試料を吸引し、測定を続行しない場合（Ｓ１０−Ｎｏ）には、そのまま測定を終了する。
【００５６】
以下、同じサンプルカップ３から測定項目テーブル２４に示されるＴＰの測定に関わる試料の吸引吐出について説明する。
【００５７】
洗浄カップ１６上にあるプローブ５の先端に空気とダミーサンプルを保持したままでプローブ５をサンプルカップ３内の試料にその先端を没入させる。そしてプランジャ７を引くことにより、ＴＰの測定に必要な量４μｌだけを吸引する。本発明は、前述のようなダミーサンプル及び試料を吸引する場合だけでなく、このような少量の試料のみを吸引する場合にきわめて有用である。
【００５８】
その後、プローブ５をＴ−ＣＨＯの試料を分注したのとは別の反応管４内に挿入し、底にあて、プランジャ７を押圧することによりプローブ５内の試料を反応管４内に分注する。
【００５９】
そのほか、測定項目テーブル２４に示したＣＲＰやＡＦＰについても同様に、試料が反応管４に吸引／吐出され、試料中の濃度を測定して終了する。
【００６０】
ここで、前記測定手段２０によって測定される流路９内の圧力変化の概略図を図３に示す。
【００６１】
図３（ａ）は、試料の量が３５μｌであった場合、図３（ｂ）は、試料の量が２μｌであった場合を示す。
【００６２】
また、異常試料の例として粘度の高いグリセリン１００重量％溶液を用意し、正常な試料の例として、粘度が正常試料の粘性上限に近いグリセリン６０重量％溶液を用意して前記２つの試料の量において試行した。
【００６３】
まず、図３（ａ）に示すように、試料を３５μｌとして吸引した場合、異常粘度例（グリセリン１００重量％）を吸引した後のセンサの出力値はポンプが駆動を終了した後も変化が少ないが、正常粘度例（グリセリン６０重量％）を吸引した後のセンサ出力値はポンプが駆動を終了した後、次第に低下している。
【００６４】
また、異常粘度例（グリセリン１００重量％）の場合には、ポンプが駆動を終了した後も流路９内の圧力が大気圧に戻り難いが、正常粘度例（グリセリン６０重量％）の場合にはポンプが駆動を終了した後も流路９内の圧力が大気圧に比較的速やかに戻ることがわかり、異常粘度例と正常粘度例との出力差が吸引動作後の時間が長くなるほど大きくなる。すなわち、正常粘度例を吸引した場合と異常粘度例を吸引した場合との区別は吸引直後より所定時間放置した方が明確となることがわかる。
【００６５】
ここで、図３（ｂ）に示すように、試料を２μｌとした場合には、正常粘度例が大気圧に戻る時間が短いため、以上のように所定時間放置することが有効であるとはいえない。
【００６６】
従って発明者らは、試料の量と流路の圧力を検知するタイミングとして吸引直後から経過する時間との関連を明確にするべく以下の実験を行った。
【００６７】
（実施例）
次に、本発明の一実施例について以下に説明する。
【００６８】
図４乃至図６は本発明に係る自動化学分析装置及びそれを用いた吸引状態判定方法の一実施例として試料の様々な量における正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の比較を示す図である。
【００６９】
具体的には、図４（ａ）は試料を２μｌとしたときの正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の比較を示す図、図４（ｂ）は試料を４μｌとしたときの正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の比較を示す図、図５（ａ）は試料を７．５μｌとしたときの正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の比較を示す図、図５（ｂ）は試料を９．５μｌとしたときの正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の比較を示す図、図６（ａ）は試料を１５μｌとしたときの正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の比較を示す図、図６（ｂ）は試料を３５μｌとしたときの正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の比較を示す図である。
ここで、図４〜図６には、正常粘度例及び異常粘度例の他にそれらの中間の粘度の例である参考例として、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）７．５重量％溶液を記載した。
【００７０】
図４（ａ）に示すように、試料を２μｌとした場合、ポンプ駆動中０．６秒時からポンプ駆動が終了した０．７秒時を経て１．２秒時まで正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の差が明らかに現れている。また、図４（ｂ）に示すように、試料を４μｌとした場合、ポンプ駆動中０．７秒時からポンプ駆動が終了した０．８秒時を経て１．５秒時まで正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の差が明らかに現れている。
【００７１】
また、図５（ａ）に示すように、試料を７．５μｌとした場合、ポンプ駆動中０．７秒時からポンプ駆動が終了した０．９秒時を経て１．４秒時まで正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の差が明らかに現れており、図５（ｂ）に示すように、試料を９．５μｌとした場合、ポンプ駆動中０．７秒時からポンプ駆動が終了した０．９５秒時を経て１．４秒時まで正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の差が明らかに現れている。
【００７２】
図６（ａ）に示すように、試料を１５μｌとした場合、ポンプ駆動中０．６秒時からポンプ駆動が終了した０．９秒時を経て１．３秒時まで正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の差が明らかに現れており、図６（ｂ）に示すように、試料を３５μｌとした場合、ポンプ駆動中０．６秒時からポンプ駆動が終了した１．２秒時を経て１．５５秒時まで正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の差が明らかに現れている。
【００７３】
このように見てみると、当然のことながら試料の量が多くなるに従ってポンプの駆動時間は長くなるが、正常粘度例と異常粘度例とのセンサ出力電圧の差はポンプが吸引に係る駆動中に出現し、ポンプの吸引駆動が終了したときには明確な差となって現れている。また、このようにして現れた差はポンプの吸引終了後所定時間継続し、収束している。
【００７４】
従って、本発明における吸引状態判定方法は、所定の量の試料の正常なセンサ出力電圧の経時的な推移を予め記憶しておき、それに基づいてポンプ駆動後から所定区間を判定区間として判定することとなる。
また、当然のことながら吸引量はポンプが駆動する時間に依存し、図４〜図６に示すサンプル例によれば、吸引状態を検出する時期（タイミング）を、ポンプが駆動終了した後に、ポンプが駆動した時間の約何重量％の時間が経過したときとすることが好ましいかがわかるので、これによって得られた検出時期を前記判定区間に含めることが好ましい。例えば、図４（ａ）に示す試料が２μｌのときは、ポンプ駆動時間（０．５秒〜０．７秒時）の約６０％（０．１２秒）がポンプ駆動終了後経過したとき（０．８２秒時）に判定を行うことが望ましい。
【００７５】
本発明に係る自動化学分析装置は、このような吸引状態判定方法を行う判定手段が判定対象となる流路に設置されてなるものである。
【００７６】
さらに、本発明における自動化学分析装置及びそれを用いた吸引状態判定方法の他の実施の形態としては、前記判定手段及び当該判定手段が行う判定方法が、予め記憶された正常時の試料のセンサ出力電圧値の所定区間における挙動に対して平滑化したものを算出して判定しても良い。すなわち、予め記憶された正常時の試料の結果を基準とすることで、流路内に異常が発生した場合には正圧の方向にその差分が発現するので、流路内の吸引状態の発生を的確に検知することができる。
【００７７】
また、本発明における自動化学分析装置及びそれを用いた吸引状態判定方法の他の実施の形態としては、前記判定手段及び当該判定手段が行う判定方法が、予め記憶された正常時の試料のセンサ出力電圧値の所定区間における挙動と検査時の試料のセンサ出力電圧値の所定区間における挙動との間の積分値を算出してそれが所定値以上であった場合に吸引状態が発生したと判定しても良い。これは、予め記憶された正常時の試料の結果に対する差分を累積的に検知し、予め設定した値に達することで吸引状態と判定するので、経時的に流路内の吸引状態の発生を的確に検知することができる。
【００７８】
加えて、本発明における自動化学分析装置及びそれを用いた吸引状態判定方法の他の実施の形態としては、前記判定手段及び当該判定手段が行う判定方法が、予め記憶された正常時の試料の判定区間内のセンサ出力電圧値のピークと前記記憶手段に記憶された同量の試料の吸引量のセンサ出力電圧値のピークとの差が所定値以上であった場合に流路内の吸引状態と判定しても良い。これは判定区間内において、それぞれの任意の各ピーク値につき判定が行えるので、解像度が高くなり、流路内の吸引状態の発生を高精度で検知することができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明に係る自動化学分析装置及びそれを用いた吸引状態判定方法によれば、単なる流路内の圧力の閾値を設定するのではなく、試料の量に基づいて予め設定された参照モデルのセンサ出力電圧と対比することによって吸引状態の判定を行っているので、センサが発生するノイズに影響されるほどの微少な量の試料に対しても適正に分注が行われているかを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動化学分析装置の一実施の形態における構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る吸引状態判定方法の一実施の形態における動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る吸引状態判定方法の一実施の形態における試料の量と試料の粘度との関係を示す図である。
【図４】本発明に係る吸引状態判定方法の一実施例における試料の量と試料の粘度との関係を示す図である。
【図５】本発明に係る吸引状態判定方法の一実施例における試料の量と試料の粘度との関係を示す図である。
【図６】本発明に係る吸引状態判定方法の一実施例における試料の量と試料の粘度との関係を示す図である。
【図７】従来における自動化学分析装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ シリンジポンプ
２ 容器
３ サンプルカップ
４ 反応管
５ プローブ
６ シリンダ
７ プランジャ
８ 流路
９ 流路
１０ ポンプ
１１ 流路
１３ 流路
１４ 流路
１５ 電磁弁（開閉弁）
１６ 洗浄カップ
２０ 圧力検出手段
２１ 制御装置
２２ ポンプ駆動手段
２３ プローブ駆動手段
１００ 判定手段
１０１ 記憶手段
Claims (10)
- 試料を吸引する動力であるポンプと、試料を伝達させる流路と、その流路の先端に設置されて試料を吸引／吐出するプローブとを有し、前記流路内の圧力を経時的に測定して流路内の吸引状態を判定する吸引状態判定方法において、
正常な状態の流路の少なくともポンプの駆動が終了した後の所定区間における経時的な圧力の推移を参照圧力値として予め記憶する過程と、その後実際にポンプを駆動して試料を吸引して伝達させ、駆動を終了した後の前記所定区間の圧力の経時的推移を測定対象圧力として検出する過程と、前記所定区間内での前記参照圧力値と前記測定対象圧力値との比較を行い、吸引異常の有無を判定する過程とを有することを特徴とする吸引状態判定方法。 - 前記吸引異常の有無を判定する過程は、前記判定区間における測定対象圧力値と前記参照圧力値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する過程であることを特徴とする請求項１に記載の吸引状態判定方法。
- 前記吸引異常の有無を判定する過程は、前記判定区間における測定対象圧力値と前記参照圧力値とをそれぞれ平滑化させて、所定値以上の差分があった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する過程であることを特徴とする請求項１に記載の吸引状態判定方法。
- 前記吸引異常の有無を判定する過程は、前記判定区間における測定対象圧力の積分値と前記参照圧力の積分値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する過程であることを特徴とする請求項１に記載の吸引状態判定方法。
- 前記吸引異常の有無を判定する過程は、前記判定区間における測定対象の圧力のピーク値と前記参照圧力のピーク値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する過程であることを特徴とする請求項１に記載の吸引状態判定方法。
- 試料を吸引する動力であるポンプと、試料を伝達させる流路と、その流路の先端に設置されて試料を吸引／吐出するプローブとを有し、前記流路内の圧力を経時的に測定する圧力検出手段を前記流路に備えた自動化学分析装置において、
正常な状態の流路の少なくともポンプの駆動が終了した後の所定区間における経時的な圧力の推移を参照圧力値として予め記憶する記憶手段と、駆動を終了した後の前記所定区間の圧力の経時的推移を測定対象圧力値として前記所定区間内での前記参照圧力値との比較を行い、流路内の吸引異常の有無を判定する判定手段を備えたことを特徴とする自動化学分析装置。 - 前記判定手段は、前記判定区間における測定対象圧力値と前記参照圧力値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する手段であることを特徴とする請求項６に記載の自動化学分析装置。
- 前記判定手段は、前記判定区間における測定対象圧力値と前記参照圧力値とをそれぞれ平滑化させて、所定値以上の差分があった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する手段であることを特徴とする請求項６に記載の自動化学分析装置。
- 前記判定手段は、前記判定区間における測定対象圧力の積分値と前記参照圧力の積分値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する手段であることを特徴とする請求項６に記載の自動化学分析装置。
- 前記判定手段は、前記判定区間における測定対象圧力のピーク値と前記参照圧力のピーク値との差分を求めて、その値が所定値以上であった場合に流路内に吸引異常が生じたと判定する手段であることを特徴とする請求項６に記載の自動化学分析装置。
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