JP2004340791A - 自動分析装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】微量の検体の攪拌に適し、検体や洗浄液等の持ち込み量が少なく、なおかつ短時間で十分に攪拌できる攪拌機構を備えた自動分析装置の提供を課題とする。
【解決手段】反応容器5内に向けて空気を吐出するノズル34と、空気の吐出先が反応容器5の内壁面5aに対して回転移動するように、ノズル34を回転させるモータ25とを有する攪拌ユニット12を備える構成を採用した。
【選択図】 図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体試料に対して種々の検査を実施する自動分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動分析装置では、人体の尿,血液等からなる検体を反応容器に分注し、さらに検査項目毎に設定される所定の試薬を分注して混合することにより生ずる反応状態を検出することで、検体の分析を行う。反応状態の検出には、一般に、検体および試薬の分注された反応容器に白色光を照射し、その透過光を分光して、特定波長の吸光度を測定する手法が用いられている。
この吸光度は、検体および試薬の混合状態、すなわち攪拌の程度により変化するため、この変化が生じないレベルまで十分に攪拌する必要がある。従来の自動分析装置では、攪拌棒と呼ばれるヘラやスクリューを反応容器内の検体および試薬の混合液に降下させ、回転もしくは揺動させることで均一に混合させている。
【0003】
ところで、この自動分析装置の分野では、分析項目が増加する傾向にあるため、1項目に使用できる検体量が少なくなってきていることや、高価な試薬によりランニングコストがかかることから、検体および試薬の微量化が要望されている。この検体および試薬の微量化に伴い、反応容器も小さくする必要が生じている。
従来の攪拌棒の回転、揺動による攪拌機構では、攪拌棒の大きさ、揺動の大きさが攪拌能力を決定する重要な要素であり、攪拌棒が大きく、揺動が大きいほど攪拌能力も高くなる。従い、反応容器の小型化にあわせて攪拌棒の小型化、揺動の幅の縮小を進めると攪拌能力が低下することとなり、攪拌能力を維持したうえで、今以上に小型化することが難しい状況にある。このことが、反応容器の小型化、すなわち、検体および試薬の微量化の妨げとなっている。
【0004】
また、攪拌動作後には、攪拌棒に検体および試薬の混合液が付着し、攪拌棒の洗浄後には洗浄水が付着する。分析対象となる検体および試薬の微量化に伴い、相対的に、これら攪拌棒に付着した液の持ち込み量が増加することとなり、分析結果に影響を及ぼす問題が生じている。
【0005】
この問題を解決する一手段として、下記特許文献1に開示されている自動分析装置がある。すなわち、反応容器の外部から反応容器に向かって音波を照射し、容器内の検体および試薬の混合液からなる被攪拌物を攪拌するものである。この音波による攪拌は、混合液と接触する攪拌部材を介さない非接触攪拌であり、音波により励起される被攪拌物自体の流れにより攪拌されるため、次の被攪拌物への持ち込みが発生せず、また、寸法的な制約もなく、少量の被攪拌物でも混合可能となっている。
【0006】
また、上記問題を解決する別手段として、下記特許文献2に開示されている生化学・免疫自動分析装置がある。これについて、図8を参照しながら説明する。なお、同図は、この従来の攪拌手段の動作を示す図である。
すなわち、反応セル101A,101B,101Cは、回転反応器のロータ102に取り付けられて回転するようになっている。この回転により、反応セル101A,101B,101Cは、ステータ103に対して、同図の矢印方向に相対移動する。ステータ103には、図示を省略する第1試薬,第2試薬と検体を分注するための分注機構が配設されており、ロータ102の回転によって反応セル101A,101B,101Cが移動し、各分注機構が配設されたポイントに来たときに分注がなされるようになっている。
さらに、ステータ103には、後述の攪拌手段が攪拌ポジションaの位置に配設されており、第2試薬がポジションbで分注された後に、攪拌ポジションaで攪拌がなされる。
【0007】
前記攪拌手段は、圧縮空気ライン104を備え、圧縮空気ライン104は、攪拌ポジションaで反応セル101A,101B,101Cに接続され、反応セル101A,101B,101Cに圧縮空気を供給する。圧縮空気ライン104は電磁弁105に接続されており、電磁弁105の開閉時間により、圧縮空気ライン104から反応セル101A,101B,101Cに供給する空気の量が調節される。
上記のように、圧縮空気ライン104から電磁弁105の開閉を制御して圧縮空気を供給し、攪拌強度を制御しているので、分析項目に応じて異なる攪拌条件を選択することが可能となっている。
【0008】
【特許文献1】
特開2001−242176号公報
【特許文献2】
特許第3093124号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1に示される自動分析装置では、音波を照射することにより被攪拌物に音響流を生じさせ攪拌を行うが、この際、音波が被攪拌物に吸収されて温度上昇が生じたり、検体および試薬の物性の変化が生じたりする可能性がある。例えば血液を検体とする場合、適切な反応状態を得るためには、検体の温度を37℃±0.1℃の範囲内に管理する必要があるため、このような温度上昇が起きると、反応状態の検出に影響を及ぼす虞がある。
温度上昇、物性の変化が、反応状態の検出に影響を及ぼさないレベルの音波で攪拌することも可能ではあるが、一方で、現在の自動分析装置は、処理速度2〜5秒/テストと高速で動作しているので、この処理速度に対応し、なおかつ、十分なレベルまで攪拌することが難しくなる。
【0010】
上記特許文献2に記載の生化学・免疫自動分析装置では、ロータ102に配設された反応セル101A,101B,101Cが、ステータ103に配設された攪拌ポジションaに来た時点で、圧縮空気ライン104と接続される。従って、ステータ103に設けられた圧縮空気ライン104とロータ102に設けられた反応セル101A,101B,101Cとの間に圧縮空気が漏れないような接続機構が必要であり、また、この接続機構には接続時以外は閉となるような弁が必要となる。
【0011】
また、反応セル101A,101B,101C自体にも、ステータ103に設けられた分注ラインからの被攪拌物の分注時と、攪拌時の圧縮空気ライン104に接続された状態で開となり、それ以外の移動時には閉となる弁構造等の機構を付加する必要がある。
また、分析が行われた後、反応セル101A,101B,101Cは、中の検体が吸引等により廃棄され、次いで洗浄された後に、別の検体の分析に使用される。反応セル101A,101B,101Cに弁構造等の機構が付加されると、その箇所の洗浄が十分に行えず、また、洗浄後に洗浄液が付着して残りやすくなる。洗浄が不十分であったり、洗浄液が残っていると、次に分析される検体に、前の検体が持ち越されたり、洗浄液の残りにより濃度が変化したりするため、分析結果に影響が生じる虞がある。
また、反応セル101A,101B,101Cへの弁構造等の特別な構造の付加は、反応セル101A,101B,101C自体のコストアップの要因ともなる。
【0012】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、微量の検体の攪拌に適し、検体や洗浄液等の持ち込み量が少なく、なおかつ短時間で十分に攪拌できる攪拌手段を備えた自動分析装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、請求項1に記載の自動分析装置は、検体及び試薬が分注される反応容器と、該反応容器内で前記検体及び前記試薬を攪拌する攪拌手段と、該攪拌手段で攪拌された前記検体及び前記試薬の混合液から前記検体の検査を行う分析手段とを備えた自動分析装置において、前記攪拌手段が、前記反応容器内に向けて気体を吐出するノズルと、前記気体の吐出先が前記反応容器の内部空間に対して回転移動するように、前記ノズルまたは前記反応容器の何れか一方もしくは両方を相対的に回転させる回転機構とを備えることを特徴とする。
上記請求項1に記載の自動分析装置によれば、回転機構により、ノズルまたは反応容器の何れか一方もしくは両方を相対的に回転させながら、ノズルから気体を反応容器内の混合液に吹き付けることで、気体が攪拌棒と同等の役目をなし、混合溶液に旋回流を形成させることができる。しかも、この時の攪拌は、攪拌棒とは異なり、非接触で攪拌することができるため、次の被攪拌物への持ち込みが発生しない。
【0014】
請求項2に記載の自動分析装置は、請求項1に記載の自動分析装置において、前記ノズルの吐出先が、前記反応容器の内壁面に向けられていることを特徴とする。
上記請求項2に記載の自動分析装置によれば、より確実な攪拌効果を得ることができる。すなわち、攪拌される混合液は、その粘性抵抗によって反応溶液中心部と内壁面近傍で攪拌条件が異なり、一般的に内壁面近傍は攪拌されにくい。したがって、内壁面近傍では、反応容器内の中央部分にある混合液に比較して、十分な攪拌がなされない場合がある。一般的に、混合液を分析する際には、反応容器の壁面(例えば透明ガラス)を通して内部の混合液に分析用の光を照射し、さらに混合液から発せられる光を受光して分析を行うが、上述のような未攪拌状態にある混合液がその光路途中にあると、分析精度に影響を及ぼす虞がある。これに対し、本発明では、ノズルの吐出先を内壁面に向けてここを積極的に攪拌するので、確実な攪拌効果を得ることができ、境界層内における未攪拌状態を解消することが可能となっている。
【0015】
請求項3に記載の自動分析装置は、請求項2に記載の自動分析装置において、前記ノズルが、前記回転機構の回転軸線と略平行方向に延在する基部と、該基部に対して曲げられた吐出先端とを有するとともに、前記吐出先端を、前記回転軸線を通る視線で見た場合に、前記回転軸線から最も遠い外形部分と前記回転軸線との間の距離を近づけるように、前記基部が前記回転軸線からずらされていることを特徴とする。
上記請求項3に記載の自動分析装置によれば、回転軸線回りに回転するノズルによって形成される回転体の最大外径寸法を小さくすることができる。これにより、回転するノズルの回転体形状を細くできるので、細い反応容器内にも挿入して回転させることが可能となる。
【0016】
請求項4に記載の自動分析装置は、請求項1または請求項2に記載の自動分析装置において、前記ノズルが、互いに吐出先の異なる複数の吐出口を備えていることを特徴とする。
上記請求項4に記載の自動分析装置によれば、各吐出口から、互いに吐出先の異なる気体が吐出され、反応容器内の混合液の攪拌に供される。
【0017】
請求項5に記載の自動分析装置は、請求項1または請求項2に記載の自動分析装置において、前記ノズルが、前記内部空間に対する回転方向とは逆回転方向に向かって前記気体を螺旋状に吐出する吐出口を備えていることを特徴とする。
上記請求項5に記載の自動分析装置によれば、ノズルの回転方向を前方とした場合、この前方とは逆回転方向である後方でかつ、斜め下に向かって気体を吐出する。これにより、攪拌される混合液中に気泡が発生するのを防止することができる。
【0018】
請求項6に記載の自動分析装置は、請求項1から請求項5の何れか1項に記載の自動分析装置において、前記気体の吐出圧または吐出流量の少なくとも一方を調節する吐出条件調節手段が備えられていることを特徴とする。
上記請求項6に記載の自動分析装置によれば、粘度の低い混合液を攪拌する場合には、比較的低い吐出圧力または少ない吐出流量で旋回流を発生させることにより、適切な攪拌効果を得ることができる。また、混合液の粘度が高い場合には、より高い吐出圧力またはより多くの吐出流量で旋回流を発生させることにより、適切な攪拌効果を得ることができる。
【0019】
請求項7に記載の自動分析装置は、請求項1から請求項6の何れか1項に記載の自動分析装置において、前記回転機構が、前記ノズルを前記反応容器に対して回転させるモータを備え、該モータのロータに前記ノズルが一体に設けられていることを特徴とする。
上記請求項7に記載の自動分析装置によれば、駆動機構であるモータ内にノズルを組み込めるので、攪拌手段を非常に簡素かつコンパクトに構成することができる。
【0020】
請求項8に記載の自動分析装置は、請求項1から請求項6の何れか1項に記載の自動分析装置において、前記回転機構が、前記ノズルを回転可能に軸支する軸受と、前記ノズルに設けられた羽と、前記ノズルに供給する前記気体の一部を前記羽に吹き付ける回転用気体供給流路とを備え、前記ノズルを前記反応容器に対して回転させることを特徴とする。
上記請求項8に記載の自動分析装置によれば、ノズルを回転駆動させるためのモータ等の駆動源が不要となる。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の自動分析装置の各実施形態を、図面を参照しながら以下に説明するが、本発明がこれらのみに限定解釈されるものでないことは勿論である。
【0022】
(第1の実施の形態)
まず、図1〜図4を参照しながら、本発明の第1実施形態の説明を行う。図1は、本実施形態の自動分析装置の概略構成を示す平面図である。また、図2は、同自動分析装置に備えられている攪拌ユニットの構成を示す縦断面図である。また、図3は、同攪拌ユニットにより攪拌されている被攪拌溶液の状態を示す縦断面図である。また、図4(a)〜図4(c)は、同攪拌ユニットに備えられているノズルの変形例を示す図である。
【0023】
図1に示すように、本実施形態の自動分析装置は、装置本体1上に、反応ディスク2,検体用ターンテーブル3,試薬用ターンテーブル4が配設された構成となっている。
反応ディスク2には、複数本の反応容器5が同心円周上に沿って環状配置されており、また、検体用ターンテーブル3には、複数本の検体容器6が同心円周上に沿って環状配設されている。また、試薬用ターンテーブル4には、複数本の試薬ボトル7が、同心円周上に沿って環状配設されている。
【0024】
各検体容器6には、分析対象となる検体、すなわち、血液、尿、糞便溶解液、培養細胞液等が収められており、また、各試薬ボトル7には、分析項目に必要な複数種類の試薬が個別に収められている。
反応ディスク2,検体用ターンテーブル3,試薬用ターンテーブル4は、それぞれ、図示しない回転機構により間欠的に回転動作し、所定の位置に位置決めすることが可能となっている。すなわち、反応ディスク2には、検体分注ポジションP1,試薬分注ポジションP3,攪拌ポジションP5,測定ポジションP6,反応容器洗浄ポジションP7が設定されており、図示しない装置コントローラによりその位置が記憶され、位置制御されている。同様に、検体用ターンテーブル3,試薬用ターンテーブル4にも、それぞれ、検体吸引ポジションP2,試薬吸引ポジションP4が設定されている。
【0025】
装置本体1には、さらに検体用分注ユニット8,試薬用分注ユニット9が配設されている。これら検体用分注ユニット8,試薬用分注ユニット9は、それぞれ分注プローブ(図示略)を備えており、図示しない駆動機構により、同図の紙面垂直方向の上下動作と、紙面垂直軸線回りの回転動作とが可能となっている。前記各分注プローブは、それぞれ、図示しないシリンジポンプに接続されており、検体もしくは試薬を吸引、吐出できるようになっている。さらに、これら分注プローブには、その内部に洗浄液を供給するための洗浄液供給ポンプ(図示略)が接続されており、分注動作後に各分注プローブの先端から洗浄液を排出することにより、各分注プローブ内を洗浄できるようになっている。
【0026】
検体用分注ユニット8は、同図に示す回転動作を行うことにより、反応ディスク2上の検体分注ポジションP1と検体用ターンテーブル3上の検体吸引ポジションP2との間を行き来できる位置に配設されている。また、試薬用分注ユニット9は、同図に示す回転動作を行うことにより、反応ディスク2上の試薬分注ポジションP3と試薬用ターンテーブル4上の試薬吸引ポジションP4との間を行き来できる位置に配設されている。
【0027】
そして、検体分注ポジションP1と検体吸引ポジションP2との間であって、検体用分注ユニット8が回転動作により通過する経路上の位置に、検体用分注ユニット8に備えられている前記分注プローブの外部の洗浄と、前記分注プローブ内を洗浄した後の洗浄液の排出とを行う検体用洗浄槽10が配設されている。同様に、試薬分注ポジションP3と試薬吸引ポジションP4との間であって、試薬用分注ユニット9が回転動作により通過する経路上の位置に、試薬用分注ユニット9に備えられている前記分注プローブの外部の洗浄と、前記分注プローブ内を洗浄した後の洗浄液の排出とを行う試薬用洗浄槽11が配設されている。
【0028】
また、攪拌ポジションP5の外周位置には攪拌ユニット12が配設されており、攪拌ポジションP5の位置に来た反応容器5内の混合液を攪拌するようになっている。測定ポジションP6の外周位置には測定ユニット13が配設されており、測定ポジションP6の位置に来た反応容器5内の混合液の吸光度を測定するようになっている。反応容器洗浄ポジションP7の外周位置には、反応容器洗浄ユニット14が配設されており、測定および分析の完了した混合液を廃棄し、反応容器5を洗浄するようになっている。
【0029】
図2に示すように、前記攪拌ユニット12は、シャフト23を上下方向に動作させるZ駆動軸22を有しており、このZ駆動軸22のシャフト23にアーム24が固定されている。
符号25はモータであり、そのモータシャフト26がアーム24を貫いた状態でアーム24上に配設されている。モータシャフト26には、アーム24よりも下側の位置でプーリ27が取り付けられている。また、アーム24の先端にはベアリング28が配設されており、このベアリング28に流路ジョイント29が回動可能に嵌合している。この流路ジョイント29は、アーム24の下側まで突き抜けた状態で軸支されている。
【0030】
流路ジョイント29の上端側には、ロータリジョイント30が配設されている。ロータリジョイント30は、回転面31を有しており、この回転面31を境として回転可能に支持されている。ここで、ロータリジョイント30の回転面31の上側をジョイント上部30aとし、下側をジョイント下部30bとする。ジョイント上部30aは、アーム24上に固定された筒状のベース部材32に嵌合した状態で固定されており、回転しないようになっている。
【0031】
また、流路ジョイント29の、アーム24よりも下に突き出た箇所には、プーリ33が固定されており、さらにその下端には、圧縮空気を吐出するノズル34が固着されている。ノズル34の先端は湾曲しており、ロータリジョイント30が有する鉛直方向の回転軸線35に対して斜め方向に気体が放出されるようになっている。
図3に示すように、ノズル34は、前記回転軸線35と略平行方向に延在する基部34aと、この基部34aに対して斜めに曲げられた吐出先端34bとを有しており、おおよそ「く」の字形状をなしている。そして、吐出先端34bは、その最下端に形成された開口である吐出口34b1の吐出先が、前記反応容器5の内壁面5aに向けられている。
なお、このノズル34は、前記攪拌ポジションP5の外周位置に配置されており、攪拌ポジションP5に来た反応容器5内に対して上下することで進退可能となっている。
【0032】
図2に示すように、プーリ27とプーリ33は、タイミングベルト36で互いに連結されている。モータ25が回転すると、ロータリジョイント30の回転面31よりも下側の部分、すなわち、ジョイント下部30bと流路ジョイント29およびノズル34が、一体になって前記回転軸線35回りに回転するようになっている。
ジョイント上部30aの上端には、チューブ37が接続されており、このチューブ37は、フローコントローラ38を介してコンプレッサ39に接続されている。これにより、コンプレッサ39から供給された空気がフローコントローラ38を介してロータリジョイント30に送出され、さらに流路ジョイント29を通過してからノズル34の先端(前記吐出口34b1)から反応容器5の内壁面5aに向かって放出されるようになっている。
【0033】
以上説明の構成を有する本実施形態の自動分析装置の動作を以下に説明する。
まず、検体用分注ユニット8および試薬用分注ユニット9の前記各分注プローブを、それぞれ、検体用洗浄槽10,試薬用洗浄槽11上の位置に移動させる。この位置で一度停止させた後、前記洗浄液供給ポンプから洗浄液が前記各分注プローブの先端まで送られる。これにより、前記各分注プローブの洗浄が行われるとともに、これら分注プローブ内および分注プローブに接続された配管内が洗浄液で満たされる。
【0034】
次に、検体用分注ユニット8の前記分注プローブが、検体吸引ポジションP2に移動され、さらにこの分注プローブを降下させることで、この位置にある検体容器6内に挿入される。検体容器6内の検体の液面下数mmの位置まで先端が降下したところで分注プローブの動作が止められ、次いで前記シリンジポンプが動作して検体が吸引される。
所定量の吸引が完了すると、前記分注プローブは、検体容器6と機械的に干渉しない高さまで引き上げられ、次に、検体分注ポジションP1に移動される。移動完了後、前記分注プローブは、検体分注ポジションP1に設置されている反応容器5内に降下され、前記シリンジポンプの動作により所定量の検体の分注が行われる。
【0035】
分注の完了後、前記分注プローブは反応容器5と干渉しない位置まで引き上げられ、検体用洗浄槽10上に移動される。洗浄槽10上の位置に達すると、前記洗浄液供給ポンプが動作して洗浄液が分注プローブに送られる。これにより、分注プローブ内の余った検体を外部に流し出すとともに、分注プローブ先端の洗浄が行われる。以上により、1つの反応容器5への検体の分注が完了する。
【0036】
検体の分注完了後、反応ディスク2が回転動作し、反応容器5は試薬分注ポジションP3に送られる。試薬分注ポジションP3と試薬吸引ポジションP4との間でも、分注ユニット9が分注ユニット8と同様に動作し、試薬吸引ポジションP4で試薬ボトル7から試薬を吸引し、試薬分注ポジションP3において検体の入った反応容器5内に試薬を分注する。
試薬の分注完了後、反応ディスク2が回転動作し、反応容器5は攪拌ポジションP5に送られる。攪拌ポジションP5では、攪拌ユニット12が作動して検体および試薬の混合液の攪拌がなされる。
【0037】
攪拌後、検体と試薬が反応するのに要する所定時間を経過した後、反応容器5は測定ポジションP6に送られ、測定ユニット13により分析項目に応じた所定の波長で吸光度の変化等が測定され、分析が行われる。
分析が完了した反応容器5は、反応容器洗浄ポジションP7に送られ、反応容器洗浄ユニット14によって洗浄される。
以上が、本実施形態の自動分析装置における分析作業の一連の動作であり、予め設定された分析プログラムに従って作業が繰り返し行われる。
【0038】
続いて、前記攪拌ユニット12の動作の詳細について以下に説明する。
反応容器5内に検体および試薬が分注された後、反応容器5は、反応ディスク2の回転により攪拌ポジションP5に送られる。反応容器5が攪拌ポジションP5に移動すると同時に、コンプレッサ39の弁を開いて空気の供給を開始する。次いでモータ25の回転が開始され、これによりノズル34が前記回転軸線35回りに回転する。ノズル34が回転している状態でZ駆動軸22を駆動させ、ノズル34を反応容器5内に降下させる。
【0039】
前述したように、ノズル34の先端は、ロータリジョイント30の回転軸線35に対して斜め方向に向けられている。そして、この時の攪拌ユニット12は、その回転軸線35が反応容器5の中心軸線と同軸をなすように設置される。そのため、ノズル34は、図3で示したように反応容器5の内壁面5aに向かって斜めに空気を排出する。
【0040】
ノズル34の先端を反応容器5内の被攪拌液(検体および試薬の混合液)Mの液面付近まで降下させると、被攪拌液Mは、排出された空気gにより反応容器5の内壁面5aから押し退けられる。ノズル34の回転に伴い、空気gの排出される位置が変化するため、被攪拌液Mが押し退けられる位置も変化する。回転動作により連続的に空気gの排出される位置が変化することにより、被攪拌液Mに、前記回転軸線35回りの旋回流が生じ、攪拌が行われる。
【0041】
ここで、被攪拌液Mの粘度に応じて、空気gの吹き付け圧による被攪拌液Mの押し退け量が異なるので、旋回流の発生状態(流速等)も異なったものとなってくる。すなわち、粘度の低い被攪拌液Mでは、比較的低い供給圧力もしくは少ない供給流量で旋回流を発生させることができるが、粘度の高い被攪拌液Mでは、旋回流を発生させるために、より高い供給圧力もしくはより多くの供給流量が必要となる。
そこで、フローコントローラ38は、被攪拌液Mの粘度に応じた供給条件を予め設定しておくことで、その供給条件に従った供給圧力または供給流量で空気gを供給できるようになっている。
【0042】
ノズル34は、その吐出口34b1を被攪拌液Mの液面付近に停止させて回転することで被攪拌液Mに旋回流を発生させる。このとき、吐出口34b1周囲の被攪拌液Mは、排出される空気gにより押し退けられた状態になっているため、ノズル34が被攪拌液Mに触れることはなく、非接触で攪拌することが可能である。また、供給圧力もしくは供給流量の調節により、押し退ける量、すなわち旋回流の発生状態を制御することができ、被攪拌液Mの量が少量であっても対応することが可能となっている。
【0043】
以上説明の本実施形態の分析装置によれば、検体および試薬の微量化に対応でき、なおかつ攪拌を非接触で行えるため、攪拌機構を備えたことに付随する、次の分析への被攪拌液Mの持込みを防ぐことが可能となっている。また、被攪拌液M自体を空気gにより直接押し退けて旋回流を発生させるものであるため、攪拌効果が高く、短時間で十分な攪拌を行うことも可能としている。
【0044】
なお、本実施形態では、前記ノズル34の形状を「く」の字形状としてが、これに限らず、例えば図4(a)に示すように、互いに吐出先の異なる2つ(複数)の吐出口34b1を備えたY字形状を採用しても良い。この場合には、2方向に空気gを排出することができ、さらに攪拌能力を向上させることが可能となる。なお、吐出口の数をさらに増やしても良い。
【0045】
また、図4(b)に示すように、ノズル34が、前記反応容器5の内部空間に対する回転方向とは逆回転方向に向かって空気gを螺旋状に吐出する吐出口34b1を備える構成を採用しても良い。このようにノズル34の先端形状としてねじれた形状を採用することにより、ノズル34の回転方向を前方とした場合、この前方とは逆回転方向である後方でかつ、前記内壁面5aが位置する斜め下に向かって空気gを排出するものであるため、被攪拌液M中に気泡が発生するのを防止することができ、安定した攪拌が可能となる。
【0046】
また、図4(c)に示すように、前記流路ジョイント29に対するノズル34の取り付け位置を、回転軸線35からオフセットさせた位置に取り付ける構成を採用しても良い。すなわち、ノズル34の吐出先端34bを、回転軸線35を通る視線で見た場合に、この回転軸線35から最も遠い位置にある吐出口34b1(外形部分)と回転軸線35との間の距離r1を近づけるように、基部34aの軸線34a1が距離r2(同図の例では、r1=r2としている。)だけ回転軸線35からずらされたものとなっている。この場合、より細い内部空間を有する反応容器5内にも接触することなく、ノズル34を挿入して攪拌させることが可能となる。
【0047】
また、本実施形態では、コンプレッサ39により空気gを供給するものとしているが、これに限らず、例えばArガス,窒素ガス,水素ガス,ヘリウムガス等のその他の気体を被攪拌液Mの物性に応じて使い分ける構成も採用可能である。
【0048】
(第2の実施の形態)
続いて、本発明の自動分析装置の第2実施形態の説明を、図5を参照しながら以下に行う。なお、本実施形態の説明においては、上記第1実施形態との相違点を中心に説明し、その他については上記第1実施形態と同様であるとして説明を省略する。
【0049】
図5に示すように、本実施形態の自動分析装置では、ノズル34を回転させる回転機構としてモータ41をアーム24上に備え、このモータ41のロータにノズル34を一体に設ける構成を採用している。
すなわち、中空シャフト42を前記ロータとするモータ41が、アーム24上に配設されている。中空シャフト42内にはロータリジョイント30が挿入されており、嵌合材43を介して、ジョイント下部30bが嵌合、固定されている。さらに、ジョイント上部30aは、アーム24上に固定されているベース部材44に固定されている。
【0050】
この構成によれば、モータ41が中空シャフト42を回転させると、ジョイント下部30bおよび流路ジョイント29およびノズル34が回転軸線35回りに回転する。そして、モータ41でノズル34を回転させながら吐出口34b1から空気gを放出することで、反応容器5内の被攪拌液Mの攪拌を行うことができる。
【0051】
以上説明の本実施形態の自動分析装置においても、上記第1実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。さらに、本実施形態では、モータ41の中空シャフト42内にノズル34を配置する構成を採用しているので、攪拌ユニット12を非常に簡素かつコンパクトに構成することも可能としている。
【0052】
(第3の実施の形態)
続いて、本発明の自動分析装置の第3実施形態の説明を、図6及び図7を参照しながら以下に行う。なお、本実施形態の説明においては、上記第1実施形態との相違点を中心に説明し、その他については上記第1実施形態と同様であるとして説明を省略する。
【0053】
図6及び図7に示すように、本実施形態の自動分析装置は、前記ノズル34の役目をなすノズル部材53を備え、このノズル部材53を回転駆動させるための回転機構が、ノズル部材53を回転軸線35回りに回転可能に軸支するベアリング(軸受)52と、ノズル部材53に一体に設けられたフィン(羽)59と、ノズル部材53に供給する空気gの一部をフィン59に吹き付ける回転用気体供給流路59aとを備え、ノズル部材53を反応容器5に対して回転させる構成を採用している。
【0054】
すなわち、本実施形態の自動分析装置では、アーム24に、これを上下に貫くホルダー51が配設されている。このホルダー51は円筒形状を有しており、その下部に前記ベアリング52が配設されている。さらに、このベアリング52には、前記ノズル部材53が圧入により、回転軸線35回りに回転可能に保持されている。
一方、ホルダー51の上部には継ぎ手55が配設されており、継ぎ手55には、チューブ56が接続されている。
ノズル部材53には、図6に示す縦断面で見た場合に吐出口58が斜め下を向くノズル孔54が設けられおり、また、ノズル部材53の上面には前記フィン59が一体に形成されている。
また、ホルダー51の側壁面には、フィン59よりも下でかつベアリング52よりも上の位置に、複数の通風孔57が形成されている。そして、ホルダー51の内部空間からフィン59を通過して各通風孔57に至るまでの流路が、前記回転用気体供給流路59aをなしている。
【0055】
以上説明の構成を有する本実施形態の自動分析装置によれば、チューブ56を通してホルダー51内に圧縮した空気gを供給すると、この空気gの一部が、ノズル孔54を通って吐出口58から前記反応容器5内に放出される。同時に、ホルダー51内に供給された空気gの残りは、回転用気体供給流路59aを流れるが、その際に、フィン59に吹き付けられてこれに回転力を付与する。
ノズル部材53は、ベアリング52によって回転可能に保持されているため、フィン59に空気があたると回転をはじめる。また、フィン59を通過した空気gは、各通風孔57を通って、外部に放出される。このように、空気gがホルダー51内に供給されるとノズル部材53が回転するため、ノズル孔54から空気gが回転しながら噴出され、反応容器5内の被攪拌液Mが攪拌される。
【0056】
以上説明の本実施形態の自動分析装置においても、上記第1実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。さらに、本実施形態では、攪拌ユニット12をより小さく軽量に構成することができ、なおかつ、空気gの供給以外に、ノズル部材53を回転駆動させるためのモータ等の駆動源が不要となるという効果も有している。また、ノズル部材53が細いパイプ形状ではないため、万一、他の部材との干渉が生じた場合でも、変形や破損が生じ難いようにもなっている。
【0057】
なお、上記第1実施形態〜第3実施形態では、ノズル34(またはノズル部材53)側のみを反応容器5に対して回転させるものとしたが、これに限らず、ノズル34(またはノズル部材53)側を静止させた状態で反応容器5側を回転軸線35回りに回転させるように構成しても良い。さらには、ノズル34(またはノズル部材53)及び反応容器5の双方を同軸かつ逆回転方向に向かって回転させるようにしても良い。
【0058】
【発明の効果】
本発明の請求項1に記載の自動分析装置は、その攪拌手段が、反応容器内に向けて気体を吐出するノズルと、気体の吐出先が回転移動するように、ノズルまたは反応容器の何れか一方もしくは両方を相対的に回転させる回転機構とを備える構成を採用した。この構成によれば、非接触で攪拌を行うものであるため、反応容器内の混合液の分析を行う際に、これに前回分析時の混合液や洗浄液等を持ち込んでしまうのを防ぐことが可能となる。したがって、混合液や洗浄液の持ち込みによる分析結果への影響を確実に防ぐことが可能となる。また、攪拌を気体の吹き付けにより行うものであるため、微量の検体の攪拌にも対応することが可能である。なおかつ、混合液を気体の吹き付けにより直接押し退けて旋回流を発生させることができるので、攪拌効果が高く、短時間で十分に攪拌することが可能となる。
【0059】
また、請求項2に記載の自動分析装置は、前記ノズルの吐出先を反応容器の内壁面に向ける構成を採用した。この構成によれば、より確実な攪拌効果を得ることができるので、分析精度をより向上させることが可能となる。
【0060】
また、請求項3に記載の自動分析装置は、回転軸線から最も遠い外形部分と回転軸線との間の距離を近づけるように、ノズルの基部を回転軸線からずらす構成を採用した。この構成によれば、より細い反応容器内の攪拌にも対応することができるので、検体の微量化に貢献することが可能となる。
【0061】
また、請求項4に記載の自動分析装置は、ノズルが、互いに吐出先の異なる複数の吐出口を備える構成を採用した。この構成によれば、互いに吐出先の異なる気体が混合液の攪拌に供されるので、1本の吐出先を有する場合に比較してより高い攪拌効果を得ることが可能となる。
【0062】
また、請求項5に記載の自動分析装置は、前記ノズルが、その回転方向とは逆回転方向に向かって気体を螺旋状に吐出する吐出口を備える構成を採用した。この構成によれば、攪拌される混合液中に気泡が発生するのを防止することができるので、安定した攪拌が可能となる。
【0063】
また、請求項6に記載の自動分析装置は、気体の吐出圧または吐出流量の少なくとも一方を調節する吐出条件調節手段を備える構成を採用した。この構成によれば、攪拌する混合液の粘性に応じて吐出条件調整手段を調整することで、様々な粘度の混合液に対応することが可能となる。
【0064】
また、請求項7に記載の自動分析装置は、前記回転機構がノズルを回転させるモータを備え、そのロータにノズルが一体に設けられている構成を採用した。この構成によれば、攪拌手段を非常に簡素かつコンパクトに構成することが可能となる。
【0065】
また、請求項8に記載の自動分析装置は、前記回転機構が、ノズルを回転可能に軸支する軸受と、ノズルに設けられた羽と、気体の一部を羽に吹き付ける回転用気体供給流路とを備える構成を採用した。この構成によれば、ノズルを回転駆動するためのモータ等の駆動源が不要となるので、簡素な構造とすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動分析装置の第1実施形態を示す平面図である。
【図2】同自動分析装置に備えられている攪拌ユニットを示す縦断面図である。
【図3】同攪拌ユニットにより被攪拌液を攪拌している状態を示す縦断面図である。
【図4】(a)〜(c)は、それぞれ同攪拌ユニットに備えられるノズルの変形例を示す図である。
【図5】本発明の自動分析装置の第2実施形態を示す図であって、その攪拌ユニットを示す縦断面図である。
【図6】本発明の自動分析装置の第3実施形態を示す図であって、その攪拌ユニットを示す縦断面図である。
【図7】同攪拌ユニットに備えられているノズル部材を示す図であって、図6のA−A矢視図である。
【図8】従来の自動分析装置に備えられている攪拌手段の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
5・・・反応容器
5a・・・内壁面
12・・・攪拌ユニット(攪拌手段)
13・・・測定ユニット(分析手段)
30a・・・ジョイント上部(軸受)
34・・・ノズル
34a・・・基部
34b・・・吐出先端
38・・・フローコントローラ(吐出条件調節手段)
41・・・モータ
42・・・中空シャフト(ロータ)
53・・・ノズル部材(ノズル)
59・・・フィン(羽)
59a・・・回転用気体供給流路

Claims (8)

  1. 検体及び試薬が分注される反応容器と、該反応容器内で前記検体及び前記試薬を攪拌する攪拌手段と、該攪拌手段で攪拌された前記検体及び前記試薬の混合液から前記検体の検査を行う分析手段とを備えた自動分析装置において、
    前記攪拌手段が、前記反応容器内に向けて気体を吐出するノズルと、前記気体の吐出先が前記反応容器の内部空間に対して回転移動するように、前記ノズルまたは前記反応容器の何れか一方もしくは両方を相対的に回転させる回転機構とを備える
    ことを特徴とする自動分析装置。
  2. 請求項1に記載の自動分析装置において、
    前記ノズルの吐出先が、前記反応容器の内壁面に向けられている
    ことを特徴とする自動分析装置。
  3. 請求項2に記載の自動分析装置において、
    前記ノズルが、前記回転機構の回転軸線と略平行方向に延在する基部と、該基部に対して曲げられた吐出先端とを有するとともに、
    前記吐出先端を、前記回転軸線を通る視線で見た場合に、前記回転軸線から最も遠い外形部分と前記回転軸線との間の距離を近づけるように、前記基部が前記回転軸線からずらされている
    ことを特徴とする自動分析装置。
  4. 請求項1または請求項2に記載の自動分析装置において、
    前記ノズルが、互いに吐出先の異なる複数の吐出口を備えている
    ことを特徴とする自動分析装置。
  5. 請求項1または請求項2に記載の自動分析装置において、
    前記ノズルが、前記内部空間に対する回転方向とは逆回転方向に向かって前記気体を螺旋状に吐出する吐出口を備えている
    ことを特徴とする自動分析装置。
  6. 請求項1から請求項5の何れか1項に記載の自動分析装置において、
    前記気体の吐出圧または吐出流量の少なくとも一方を調節する吐出条件調節手段が備えられている
    ことを特徴とする自動分析装置。
  7. 請求項1から請求項6の何れか1項に記載の自動分析装置において、
    前記回転機構が、前記ノズルを前記反応容器に対して回転させるモータを備え、該モータのロータに前記ノズルが一体に設けられている
    ことを特徴とする自動分析装置。
  8. 請求項1から請求項6の何れか1項に記載の自動分析装置において、
    前記回転機構が、前記ノズルを回転可能に軸支する軸受と、前記ノズルに設けられた羽と、前記ノズルに供給する前記気体の一部を前記羽に吹き付ける回転用気体供給流路とを備え、前記ノズルを前記反応容器に対して回転させる
    ことを特徴とする自動分析装置。
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