JP2005164508A - 自動分析装置及び自動分析装置の分析方法 - Google Patents

自動分析装置及び自動分析装置の分析方法 Download PDF

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Abstract

【課題】
複数の分注タイミングの試薬の混在でも高い処理能力のある自動分析装置を提供する。
【解決手段】
複数の反応容器と、該複数の反応容器を一定のサイクルで搬送する反応容器搬送手段と、試料を前記反応容器搬送手段上の反応容器に分注する試料分注手段と、試料−試薬反応過程において添加タイミングの異なる試薬を分注し、かつ該添加タイミングの数が、１つのサイクル時間内に試薬を分注できる回数より多い試薬分注手段と、前記試薬分注手段の試薬添加タイミングの内、最も遅い分注タイミングを有する試薬を用いる分析が予め定められた回数以上連続する場合は、前記試料分注手段で試料分注を行わないサイクルを設けるように該試料分注手段を制御する制御手段と、を備えた自動分析装置。
【選択図】図１

Description

本発明は血液，尿等の生体成分の定性・定量分析を実行する自動分析装置に係り、特に添加タイミングの異なる複数種の試薬を同一の試薬分注プローブにより分注する機構を備えた自動分析装置に関する。
反応容器内において、血液や尿等の生体試料を試薬と混合させ、反応液を測定することによって試料の被検項目を分析する自動分析装置では、試薬容器からの試薬液を試薬分注装置によって反応容器に供給するのが一般的である。
試薬を被検項目に対応づけて反応容器に加える方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、回転可能の反応テーブルに円状に反応容器を並べ、反応テーブル上の１つの位置で試料を試料プローブにより反応容器に分注し、３つの位置で反応容器に試薬を分注する方法が知られている。この従来例では、１つの試薬分注位置では第１試薬と呼ばれる最初に試料に添加される試薬専用のプローブで試薬を分注し、残り２つの試薬分注位置では１つの兼用の試薬プローブで、２番目に試料に添加する第２試薬とその次に添加する第３試薬を分注する。分析項目によって第１試薬と第２試薬のみを用いるもの、第１試薬と第３試薬を用いるもの、すべての試薬を用いるものがある。装置の１回の動作サイクル中に試料プローブと２つの試薬プローブは反応テーブルのそれぞれの位置で１回の分注が可能である。動作サイクル毎に反応テーブルは回転し、反応容器は反応テーブル上での位置を変える。ある動作サイクルに試料分注位置にあった反応容器は、２サイクル後に第１の試薬分注位置、１７サイクル後に第２の試薬分注位置、４８サイクル後に第３の試薬分注位置に移動する。
この従来技術では、全ての分析項目で第２試薬および第３試薬が用いられないことに着目し、第２試薬と第３試薬の分注を１つの試薬プローブで兼用しているため、装置がコンパクトで低コスト化が可能である。なお、上記は分かり易くするための例示であり、装置によっては第４試薬を用いるようなものもある。
特開２００３−２１６４５号公報
特許文献１記載の技術では、全ての分析項目で第２試薬および第３試薬が用いられないことに着目し、第２試薬分注位置と第３試薬分注位置の試薬分注を１つの試薬プローブで分注している。このことは裏を返せば、１つのサイクルで第２試薬と第３試薬の両方を分注しなくてはならない分析が設定されると、対応できない。この問題を避けるため、第２試薬と第３試薬にそれぞれ専用の試薬プローブを設けると装置が複雑かつ大型になり、装置のコストが上がる問題がある。また、１つのサイクルで試薬分注を２回以上行うようにすると分析処理速度が低下するという問題がある。
本発明の目的は、添加タイミングの異なる複数種の試薬を同一の試薬分注プローブにより分注する機構を備えた場合においても、分析依頼項目の分析順序によらず処理能力の低下の少ない分析装置を提供することにある。
本発明の課題解決手段は次の通りである。
複数の反応容器と、該複数の反応容器を一定のサイクルで搬送する反応容器搬送手段と、試料を前記反応容器搬送手段上の反応容器に分注する試料分注手段と、試料−試薬反応過程において添加タイミングの異なる試薬を分注し、かつ該添加タイミングの数が、１つのサイクル時間内に試薬を分注できる回数より多い試薬分注手段と、前記試薬分注手段の試薬添加タイミングの内、最も遅い分注タイミングを有する試薬を用いる分析が予め定められた回数以上連続する場合は、前記試料分注手段で試料分注を行わないサイクルを設けるように該試料分注手段を制御する制御手段と、を備えた自動分析装置。
上記構成を別に表現すると以下のようになる。
複数の反応容器と、反応容器に試料を吐出する試料プローブと、複数の試薬容器を載置可能な試薬ディスクと、複数の試薬容器のうちの１つから吸引した試薬を反応容器に吐出する試薬プローブと、反応容器内の液体の特性を測定する検出器を有し、一定周期のサイクルをもち、おおむね１サイクル毎に試料を一つずつの反応容器に吐出し、試料を吐出した反応容器に試薬毎に定められた試薬吐出時間後のサイクルに試薬プローブで試薬を吐出し、所定の反応時間後の液体の特性を検出器で測定して、試料の特定成分の濃度を分析するようにした自動分析装置において、少なくとも１つの試薬プローブで吐出する試薬の試薬吐出時間の種類（試薬吐出タイミングの種類）が、試薬プローブで１つのサイクル時間内に試薬を吐出できる回数よりも多く、最長の試薬吐出時間を有する試薬（最も遅いタイミングで吐出する試薬）を用いる分析が所定の連続上限回数以上連続する場合は試料吐出を行わないサイクルを設けるとよい。
また、連続上限回数が変更可能であるとよい。
また、試薬内に載置された試薬の種類に応じて連続上限回数が自動的に変更されるとよい。
また、試薬プローブが複数搭載され、それぞれの試薬プローブに異なる連続上限回数を設定可能であるとさらによい。
また、反応容器は反応容器ディスクの円周上に配置され、反応ディスクはサイクルごとに一定角度回転し、試薬プローブは反応ディスク上の複数の位置で試薬を反応容器に吐出できるとよい。
本発明においては複数のタイミングの試薬分注を要する分析が混在している場合でも、分析ができないサイクルが長く連続することがないため、分析の能率の高い高速の自動分析装置を提供することができる。
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明が適用された自動分析装置の一実施例を示す。
試料を保持するサンプル容器１０を複数搭載可能なサンプルディスク１２，試薬を保持する試薬容器４０を複数搭載可能な第１試薬ディスク４１および第２試薬ディスク４２，周上に１６０個の反応容器３５を配置した反応ディスク３６，サンプル容器１０から吸引した試料を反応容器３５に分注するサンプルプローブ１５，第１試薬ディスク４１内の試薬容器４０から吸引した試薬を反応容器３５に分注する第１試薬プローブ２０，第２試薬ディスク４２内の試薬容器４０から吸引した試薬を反応容器３５に分注する第２試薬プローブ２１，反応容器３５内の液体を撹拌する攪拌装置３０，反応容器３５を洗浄する容器洗浄機構４５，反応ディスク３６の外周付近に設置された光源５０および検出光学装置
５１，装置全体の動作を制御し、外部とのデータの交換を行うコントローラ６０からなる。
本実施例の装置は以下のように動作する。複数の試料が操作者によりサンプル容器１０に入れられてサンプルディスク１２にセットされる。それぞれの試料で必要な分析の種類はコントローラ６０に入力される。装置は６秒を動作サイクルとして動作する。反応ディスク３６は１回の動作サイクルに、時計回りに１１９ピッチ回転する。１ピッチは反応容器１個分である。
分析に用いる試薬は、試料分注の２サイクル後に分注される第１試薬，１７サイクル後に分注される第２試薬，４８サイクル後に分注される第３試薬に分類されており、第１試薬は第１試薬ディスク４１に、第２試薬と第３試薬は第２試薬ディスク４２に搭載される。分析の種類によってどの試薬を用いるかは決められており、第１試薬のみ，第１試薬と第２試薬，第１試薬と第３試薬，第１試薬と第２試薬と第３試薬を用いる場合の４種類がある。
コントローラは、現在行おうとしている分析が可能である場合は、サンプルプローブ
１５を動作させてサンプル容器１０から試料を吸引し、反応容器３５に吐出する。その反応容器３５は２サイクル後に第１試薬プローブ２０の動作位置に移動し、第１試薬プローブ２０はその分析に対応する試薬を第１試薬ディスク４１内の試薬容器４０から吸引してその反応容器３５に吐出する。次のサイクルで攪拌装置３０により試料と試薬は撹拌される。１７サイクル後にはその反応容器３５は第２試薬プローブ２１の動作位置に移動する。その分析が第２試薬を必要とするものである場合には、第２試薬プローブ２１は第２試薬ディスク４２内の試薬容器４０から対応する試薬を吸引し、攪拌装置３０に分注し、次のサイクルで攪拌装置３０により試料と試薬は撹拌される。４８サイクル後にはその反応容器３５は第２試薬プローブ２１の動作位置に移動する。その分析が第３試薬を必要とするものである場合には、第２試薬プローブ２１は第２試薬ディスク４２内の試薬容器４０から対応する試薬を吸引し、攪拌装置３０に分注し、次のサイクルで攪拌装置３０により試料と試薬は撹拌される。試料分注後１０分経過するまで、反応容器３５が検出光学装置５１の前を通過するたびに光学的検出が行われ、コントローラ６０にデータが送られる。１０分経過後、反応容器３５は容器洗浄機構４５で反応液を吸引され、洗浄される。
図２は第１実施例で分析可能かどうかの判断手順のフローチャートである。まず行おうとしている分析が第２試薬を必要とするものかどうか調べ、必要ない場合は右の判定に進む。必要である場合は、３１サイクル前に試料分注があったかどうか調べ、なかった場合は右の判定に進む。あった場合はそれが第３試薬を必要とするものか調べ、必要ないものであったら右の判定に進む。必要であった場合は、他の分析を先に行うことが可能かどうか調べ、ない場合にはそのサイクルは分注を行わない。あった場合はその分析に対して最初から判定を行う。右の判定に進んだ場合は、第３試薬を必要とするものかどうか調べ、必要ない場合は試料分注を行う。必要な場合は、第３試薬を必要とする分注が５サイクル連続しているかどうか調べ、連続していない場合は試料分注を行う。５サイクル連続している場合はそのサイクルでは分注を行わない。
図３は第１実施例の動作の例を説明する図である。図で、丸，三角，四角の記号は、それぞれサンプルプローブ１５，第１試薬プローブ２０，第２試薬プローブ２１による分注動作を示し、実際に行われる場合を黒塗り、実施されない場合を白抜きで示している。第１反応容器には、サイクル１に第１，第３試薬を必要とする分析１の試料が分注され、サイクル３に第１試薬、サイクル４９に第３試薬が分注される。第２反応容器以下も同様である。分析１から分析５まで第３試薬を要する分析が５回続いたため、第６反応容器には分析６の分注は行わず、次のサイクルに第７反応容器に行われる。第３２反応容器に分注される分析２７は第２試薬を必要としないため、４９サイクルで第１反応容器の第３試薬分注と競合しない。分析３０は第２試薬を必要とするため、第３５反応容器に分注すると、サイクル５２で第４反応容器で行っている分析４の第３試薬分注と競合するため、分注されない。次のサイクルでも分析５と競合するため分注されない。分析６も第３試薬を必要とするが、第６反応容器は空けてあるため第３７反応容器に分析３０を分注しても競合しない。
本実施例においては、第２試薬を必要とする分析を実施するとき、試料分注時に３１サイクル前の分析で第３試薬を必要としないことを確認するので、第２試薬を分注する１７サイクル後に、４８サイクル前に試料分注された反応容器３５が第３試薬を必要としていることがなく、第２試薬プローブ２１が第２試薬と第３試薬を同じサイクルで分注が必要で動作不能となることがない。
また、本実施例では、第３試薬を必要とする分析が５サイクル以上続いた場合は、強制的に空サイクルを設ける（試料分注を行わないサイクルを設ける）ため、第２試薬を必要とする分析ができずに待ち続けるサイクル数は最大５サイクルで終わり、長い時間分析が中断されることがなく分析効率の高い自動分析装置が提供できる。
また、本実施例の場合は、強制的な空サイクルを５サイクルに１回必ず入れるわけではなく、第３試薬を必要としない分析が間に入っている場合は強制空サイクルを入れないので、無駄な空サイクルを入れることがなく、分析効率の高い自動分析装置を提供できる。
また、本実施例の場合は、第２試薬を必要としてその分析ができなくても、別の分析を先にできる場合はそれを先に行うため、無駄サイクルの発生が少なくなり、分析効率の高い自動分析装置を提供することができる。
また、本実施例では、第２試薬の必要性と第３試薬の必要性を調べるという単純なアルゴリズムで判別するため、いろいろな種類の分析が入り混じっていても迅速かつ安全に判別が行え、信頼性の高い自動分析装置を提供することができる。
本発明の別の実施例では、まずそのサイクルに可能な分析の中から第２試薬を必要とする分析を選び、その分析を優先的に実行する。
この実施例の場合は、個々の試料で複数の分析が必要な場合、その中から第２試薬を必要な分析を先に実行するようになる。それにより、個々の試料の分析の最後に第２試薬が必要な分析だけが残る確率が低くなり、試料分注を行えずに無駄サイクルとなる確率が低くなり、分析効率の高い自動分析装置を提供することができる。
また、この実施例の場合は、第３試薬を必要とする分析よりも第２試薬を必要とする分析を先に実行する可能性が高くなるので、第３試薬を必要とする分析が５回連続する可能性が低くなり、空サイクルを入れなければならない回数が減り、分析効率の高い自動分析装置を提供することができる。
本発明の別の実施例では、第３試薬を必要とする分析の連続を許すサイクル数を変更できるようにする。
この実施例では、第２試薬を必要とする分析と第３試薬を必要とする分析の比率に応じて最適な許容サイクル数を設定できる。第２試薬を必要とする分析に対して、第３試薬を必要とする分析の数が１０倍程度であるときは許容サイクル数を５に設定しておき、２０倍程度であるときは６に設定すると、無駄となるサイクル数が最も少なくなる。第２試薬を必要とする分析と第３試薬を必要とする分析が混在していない場合は、連続を許すサイクル数に上限を設定しないほうが無駄となるサイクル数が少ない。このように設定することで分析効率の高い自動分析装置を提供することができる。
さらに、第３試薬を必要とする分析の連続を許すサイクル数を、装置に搭載されている試薬の種類から自動的に変更されるようにすることもできる。例えば、第２試薬を必要とする分析の試薬の数と第３試薬を必要とする分析の試薬の数の比が１０以上のときは上限を６、１０未満のときは上限を５、混在がない場合は上限なしという様に装置が自動的に設定する。
この実施例の場合には、操作者が意識をしないでも最適な許容サイクル数に設定されるため、設定の手間が不要な上に、設定ミスによる分析効率の低下を防ぐことができる。
また、これまでの実施例では複数のタイミングの試薬分注をまかなう試薬プローブが１つだけであったが、複数の試薬プローブが複数タイミングの試薬分注をまかなう場合もある。そのような装置では、それぞれの試薬プローブに対して別々の許容サイクル数を設定できるようにするとよい。
また、別の実施例では、試薬プローブを１本のみ有する。この実施例では、１回のサイクルの中で、一本の試薬プローブが第１試薬と第２試薬、または第１試薬と第３試薬の２通りの分注が可能である。この場合も１つのサイクル内に第２試薬と第３試薬の分注を両方行うことはできないので、第３試薬を要する分析の連続するサイクルに上限を設けて、第２試薬の分注を要する分析が可能にすることで、長い時間分析が中断されることがなく、分析効率を高くすることができる。
本実施例の場合は、試薬プローブが１本ですむため、小形で低コストの自動分析装置を提供することができる。
第１実施例の分析装置の斜視図。 第１実施例の判別のフローチャート。 第１実施例の動作例の説明図。
符号の説明
１０…サンプル容器、１２…サンプルディスク、１５…サンプルプローブ、２０…第１試薬プローブ、２１…第２試薬プローブ、３０…攪拌装置、３５…反応容器、３６…反応ディスク、４０…試薬容器、４１…第１試薬ディスク、４２…第２試薬ディスク、４５…容器洗浄機構、５０…光源、５１…検出光学装置、６０…コントローラ。

Claims (7)

  1. 複数の反応容器と、
    該複数の反応容器を一定のサイクルで搬送する反応容器搬送手段と、
    試料を前記反応容器搬送手段上の反応容器に分注する試料分注手段と、
    試料−試薬反応過程において添加タイミングの異なる試薬を分注し、かつ該添加タイミングの数が、１つのサイクル時間内に試薬を分注できる回数より多い試薬分注手段と、
    前記試薬分注手段の試薬添加タイミングの内、最も遅い分注タイミングを有する試薬を用いる分析が予め定められた回数以上連続する場合は、前記試料分注手段で試料分注を行わないサイクルを設けるように該試料分注手段を制御する制御手段と、
    を備えたことを特徴とする自動分析装置。
  2. 請求項１記載の予め定められた回数が変更可能であることを特徴とする自動分析装置。
  3. 請求項１記載の予め定められた回数が、使用する試薬の種類に応じて自動的に変更される機能を備えたことを特徴とする自動分析装置。
  4. 請求項１記載の試薬分注手段を複数備え、かつそれぞれの試薬分注手段が前記予め定められた回数を異なるように設定できる機能を備えたことを特徴とする自動分析装置。
  5. 請求項１記載の反応容器搬送手段は、回転するターンテーブルの円周上に前記反応容器を配置しサイクルごとに一定角度回転する反応ディスクであり、
    前記試薬分注手段は該反応ディスク上の複数の位置で試薬を反応容器に吐出するものであることを特徴とする自動分析装置。
  6. 複数の反応容器と、
    該複数の反応容器を一定のサイクルで搬送する反応容器搬送手段と、
    試料を前記反応容器搬送手段上の反応容器に分注する試料分注手段と、
    試料−試薬反応過程において添加タイミングの異なる試薬を分注し、かつ該添加タイミングの数が、１つのサイクル時間内に試薬を分注できる回数より多い試薬分注手段と、を備えた自動分析装置の分析方法であって、
    前記試料分注手段を用いて前記反応容器に試料を分注する際に、
    前記試薬分注手段の試薬添加タイミングの内、最も遅い分注タイミングを有する試薬を用いる分析が予め定められた回数以上連続するかどうかを判断し、
    予め定められた回数以上連続する場合は、そのサイクルでは前記試料分注手段で試料分注を行わないようにすることを特徴とする自動分析装置の分析方法。
  7. 請求項６記載の自動分析装置の分析方法において、
    そのサイクルでは前記試料分注手段で試料分注を行わないようにする前に、
    そのサイクルで分注可能な試料の中から最も遅い分注タイミングを有する試薬以外の試薬を用いる分析が予定されている試料の有無を判断し、そのような試料がある場合は該試料を前記試料分注手段で試料分注することを特徴とする自動分析装置の分析方法。
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