JP2007024684A - Automatic analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体に光を照射し、前記液体による吸収のある吸収光と吸収のない非吸収光とをもとに前記液体の吸光度を算出する自動分析装置に関するものである。 The present invention relates to an automatic analyzer that irradiates a liquid with light and calculates the absorbance of the liquid based on absorbed light absorbed by the liquid and non-absorbed light not absorbed.
従来、容器(キュベット)に血液、尿である検体と試薬とを混合攪拌し、光源から発した所定の波長の光を照射し、この光の吸光度を測定することによって検体を分析する自動分析装置が知られている。たとえば、透過光の光量を積分型から逐次比較型へ変更し、測定回数を増やすことによって、高分解能の吸光度測定を行う技術が開示されている(特許文献1)。 Conventionally, an automatic analyzer that analyzes a sample by mixing and stirring a sample such as blood and urine and a reagent in a container (cuvette), irradiating light of a predetermined wavelength emitted from a light source, and measuring the absorbance of this light It has been known. For example, there is disclosed a technique for performing high-resolution absorbance measurement by changing the amount of transmitted light from an integral type to a successive approximation type and increasing the number of measurements (Patent Document 1).
近年、多数の検体を分析するため、このキュベットの小型化が図られている。キュベットが小型化すると、光がキュベットを透過する光路長が減少し、入射光と透過光との光量差が微弱になり、吸光度測定が行えない。このように従来の測定回路では吸光度測定が行なえず、高価な高分解能の測定回路が必要になるという問題点があった。 In recent years, the cuvette has been downsized to analyze a large number of specimens. When the cuvette is downsized, the optical path length through which light passes through the cuvette decreases, the light amount difference between incident light and transmitted light becomes weak, and absorbance measurement cannot be performed. As described above, the conventional measurement circuit cannot measure the absorbance, and there is a problem that an expensive high-resolution measurement circuit is required.
たとえば、光路長が10mm、入射光の電圧が2Vである場合、吸光度の分解能を1/10,000とするためには、測定分解能を460μVにする必要がある。測定回路電圧を±10Vとし、16ビットのA/D変換器を用いた場合、測定分解能は305μVとなるため、測定可能である。しかし、光路長が1mmとなった場合、必要な測定分解能は46μVになり、前記測定回路では測定分解能が足りないため、吸光度の分解能を1/10,000にすることができない。
For example, when the optical path length is 10 mm and the incident light voltage is 2 V, the measurement resolution needs to be 460 μV in order to make the
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高分解能の測定回路を用いなくても吸光度を算出できる自動分析装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an automatic analyzer capable of calculating absorbance without using a high-resolution measurement circuit.
上記目的を達成するために、請求項1にかかる自動分析装置は、液体に光を照射し、当該液体の光学的特性を算出する自動分析装置において、時間の経過とともに波長が変化する光を出射する光源部と、前記光源部から出射され、且つ、容器に保持された前記液体を透過した光を検出する検出部と、前記検出部において検出された光の光量を利用して前記液体の光学的特性を演算する演算手段と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an automatic analyzer according to claim 1 emits light whose wavelength changes over time in an automatic analyzer that irradiates a liquid with light and calculates the optical characteristics of the liquid. A light source unit, a detection unit that detects light emitted from the light source unit and transmitted through the liquid held in a container, and an optical component of the liquid using the amount of light detected by the detection unit. And an arithmetic means for calculating the target characteristic.
また、請求項2にかかる自動分析装置は、上記の発明において、前記光源部は、前記液体が吸収を持つ第1の波長と前記液体が吸収を持たない第2の波長とを少なくとも含む範囲で波長が変化する光を出射することを特徴とする。
In the automatic analyzer according to
また、請求項3にかかる自動分析装置は、上記の発明において、前記光源部は、前記第1の波長の光と前記第2の波長の光とを含む光を出射する光源と、前記光源から出射された光の波長を選択して当該光を出射する波長選択手段と、を有することを特徴とする。 Further, in the automatic analyzer according to claim 3, in the above invention, the light source unit includes: a light source that emits light including light of the first wavelength and light of the second wavelength; and the light source. Wavelength selection means for selecting the wavelength of the emitted light and emitting the light.
また、請求項4にかかる自動分析装置は、上記の発明において、前記波長選択手段は、前記光源と前記容器との間、または前記容器と前記検出部との間に配置されることを特徴とする。
The automatic analyzer according to
また、請求項5にかかる自動分析装置は、上記の発明において、前記波長選択手段は、音響光学素子であることを特徴とする。
The automatic analyzer according to
また、請求項6にかかる自動分析装置は、上記の発明において、前記光源部は、前記第1の波長の光を出射する第1の光源と、前記第2の波長の光を出射する第2の光源と、を有することを特徴とする。
In the automatic analyzer according to
また、請求項7にかかる自動分析装置は、上記の発明において、前記検出部は、前記光源から出射され前記容器を透過した光を受光し、受光した光に対応した信号を出力する受光素子と、前記第1の波長及び前記第2の波長において前記受光素子が出力した信号の交流成分を増幅する増幅手段と、を有することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the above invention, in the above invention, the detection unit receives a light emitted from the light source and transmitted through the container, and a light receiving element that outputs a signal corresponding to the received light. And amplifying means for amplifying the AC component of the signal output from the light receiving element at the first wavelength and the second wavelength.
また、請求項8にかかる自動分析装置は、上記の発明において、前記演算手段は、前記増幅手段によって増幅された交流成分をもとに前記液体の吸光度を演算することを特徴とする。 The automatic analyzer according to claim 8 is characterized in that, in the above invention, the calculation means calculates the absorbance of the liquid based on the alternating current component amplified by the amplification means.
本発明にかかる自動分析装置は、液体に照射する光の波長を時間の経過とともに変化するようにしたので、各波長における光量の変化分を増幅できるようになる。さらに、光量の変化分が増幅できるようになることで、光量変化が小さい場合でも吸光度を算出できるという効果を奏する。 In the automatic analyzer according to the present invention, the wavelength of light applied to the liquid is changed with the passage of time, so that the amount of change in the amount of light at each wavelength can be amplified. Furthermore, since the amount of change in the amount of light can be amplified, the absorbance can be calculated even when the amount of change in the amount of light is small.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる自動分析装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of an automatic analyzer according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
(実施の形態)
図1は、この発明にかかる自動分析装置1の概要構成を示すブロック図である。図1に示すように、この自動分析装置1は、光を発する光源部2と、透過光を検出する検出部3と、光源部2と検出部3とを制御するとともに吸光度を算出する制御部4と、液体7を収容するキュベット5と、キュベット5を保持するキュベットホルダ6とを有する。
(Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an
光源部2は、光を出射する光源20と、光源20が出射した光の波長を選択する音響光学素子(AOTF)21とを有する。検出部3は、スリット30と、スリット30を通過した光を受光し、受光した光量に対応した電流を出力する受光素子31と、受光素子31が出力した電流を電圧に変換するI−V変換部32と、I−V変換部32が出力した電圧を平滑化する平滑部33と、平滑部33が出力した平滑化された電圧をデジタル値に変換するA/D変換部35aと、I−V変換部32が出力した電圧の交流成分を所定の倍率で増幅する交流増幅部34と、交流増幅部34が増幅した電圧をデジタル値に変換するA/D変換部35bとを有する。制御部4は、AOTF21を制御するAOTF制御部42と、交流増幅部34を制御する増幅制御部40と、液体7の吸光度を算出する吸光度演算部41とを有する。
The
ここで、この自動分析装置1が液体7の吸光度を算出する動作について説明する。まず、制御部4は、光源20に制御信号S1を出力して光源20を発光させるとともにAOTF21に制御信号S2を出力しAOTF21が所定の波長の光を出射させる。
Here, an operation in which the
図2は、AOTF21が出射する光の波長の時間変化を示す模式図である。図2に示すように、AOTF21は、時間経過とともに選択する光の波長を変化させる。時刻t0では、液体7が吸収を持つ波長である波長λ1を選択し、時刻t1では液体7が吸収を持たない波長である波長λ2を選択する。なお、AOTF21から出射する光の波長は異なっても光の強度が同じとなるように制御する。又は、光源の分光特性を予め記憶しておき、後から補正を加えても良い。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a temporal change in the wavelength of light emitted from the
AOTF21から出射した光は、キュベット5に収容された液体7を透過し、キュベットホルダ6とスリット30とを順次通過し、受光素子31に受光される。受光素子31は、受光した光の強度に対応した電流を出力し、I−V変換部32は、この電流に対応した電圧に変換し、平滑部33と交流増幅部34とにこの電圧を出力する。
Light emitted from the AOTF 21 passes through the
図3は、I−V変換部32が出力する電圧の時間変化を示す模式図である。図3に示すように、I−V変換部32は、時刻t0で電圧V2を出力し、時刻t1で電圧V1を出力する。I−V変換部32は、AOTF21が出射する光の波長の時間変化(λ1〜λ2)に対応し、電圧V2〜V1を平滑部33と交流増幅部34とに出力する。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a time change of the voltage output from the IV
平滑部33は、I−V変換部32が出力した電圧V1〜V2の平均値を演算し、A/D変換部35aに出力する。図4は、平滑部33が出力する電圧を示す模式図である。図4に示すように、平滑部33は、電圧V1〜V2の平均電圧値Vdc=(V1+V2)/2を出力する。A/D変換部35aは、入力したアナログ値をデジタル値に変換し、平滑信号S4を制御部4に出力する。
The
一方、交流増幅部34は、I−V変換部32が出力した電圧V1〜V2の交流部分のみを増幅信号S3にしたがって増幅し、A/D変換部35bに出力する。図5は、交流増幅部34が出力する電圧を示す模式図である。図5に示すように、交流増幅部34は、図3に示した交流部分のみを増幅率Aで増幅した交流電圧(+Vac/2〜−Vac/2)を出力する。A/D変換部35bは、入力したアナログ値をデジタル値に変換し、交流信号S5を制御部4に出力する。
On the other hand, the AC amplifying
ここで、制御部4の吸光度演算部41が吸光度を求める方法について説明する。一般に液体7の吸光度Vaは、入射光量V0、透過光量VXとした場合、以下の式(1)によって求められる。
Va=log(VO/VX) ・・・(1)
ところで、入射光量VOは、波長λ2の光が出射された時の電圧(Vdc+Vac/2A)に対応し、透過光量VXは、波長λ1の光が出射された時の電圧(Vdc−Vac/2A)に対応する。そこで、光量によって表された式(1)は、電圧によって表された式(2)となる。
Va=log(Vdc+Vac/2A)/(Vdc−Vac/2A) ・・・(2)
Here, a method in which the
Va = log (V O / V X ) (1)
By the way, the incident light quantity V O corresponds to the voltage (Vdc + Vac / 2A) when the light of wavelength λ2 is emitted, and the transmitted light quantity V X is the voltage (Vdc−Vac /) when the light of wavelength λ1 is emitted. 2A). Therefore, the expression (1) expressed by the amount of light becomes the expression (2) expressed by the voltage.
Va = log (Vdc + Vac / 2A) / (Vdc−Vac / 2A) (2)
吸光度演算部41は、平滑信号S4をもとに平均電圧:Vdcと、交流信号S5をもとに交流電圧:±Vacと、増幅信号S3をもとに増幅率:Aを式(2)に代入し、吸光度Vaを算出することができる。
The
すなわち、キュベット5が小型化し、入射光と透過光との光量差が微弱である場合、入射光の光量に対応する電圧と透過光の光量に対応する電圧との差分をA/D変換部35bの分解能の範囲内に入る電圧まで増幅することによって、吸光度を算出するようにしている。
That is, when the
この実施の形態では、光源20が出射した光をAOTF21が液体7が吸収を持つ波長の光と液体7が吸収を持たない波長の光とを選択して出射することで、交流増幅部34が各波長における変化分をA/D変換部35bが変換できる値にまで増幅することができる。そのため、光量変化が小さい場合でも吸光度を算出できる。
In this embodiment, the
(変形例1)
つぎに、この発明にかかる実施の形態の変形例1について説明する。実施の形態では、光源20とキュベット5との間にAOTF21を配置していたが、この変形例1では、AOTF21をキュベット5と受光素子31との間に配置している。
(Modification 1)
Next, a first modification of the embodiment according to the present invention will be described. In the embodiment, the
図6は、この変形例1である自動分析装置1Aの概要構成を示すブロック図である。図6に示すように、光源部2を光源部2Aに代え、検出部3を検出部3Aに代えている。なお、その他の構成は、実施の形態で示した自動分析装置1と同一であり、同一の構成部分には同一の符号を付している。
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of an automatic analyzer 1A which is the first modification. As shown in FIG. 6, the
光源部2Aは、光源20とAOTF21とを有し、制御信号S1によって光を駆動点灯する。駆動点灯した光は、キュベット5に収容された液体7を透過し、AOTF21に入射する。AOTF21は、AOTF制御部42によって制御され、液体7による吸収のある波長の光と液体7による吸収のない波長の光とを出射する。
The light source unit 2A includes a light source 20 and an
透過光は、受光素子31とI−V変換部32とを介し、電圧に変換され平滑部33と交流増幅部34とに入力される。平滑部33は、透過光の平均値に対応した電圧を、A/D変換部35aを介して制御部4に平滑信号S4を出力する。また、交流増幅部34は、透過光の交流成分を増幅し、A/D変換部35bを介して制御部4に交流信号S5を出力する。制御部4は、平滑信号S4と交流信号S5とをもとに吸光度Vaを算出する。
The transmitted light is converted into a voltage via the
(変形例2)
つぎに、この実施の形態の変形例2について説明する。実施の形態では、AOTF21を用いて波長を選択していたが、この変形例2では、AOTF21に代えて波長λ2の単色光を発する光源と波長λ1の単色光を発する光源との双方を備え、装置を簡素化している。
(Modification 2)
Next, a second modification of this embodiment will be described. In the embodiment, the wavelength is selected using the
図7は、この変形例2である自動分析装置1Bの概要構成を示すブロック図である。図7に示すように、実施の形態に示した光源部2を光源部2Bに代え、制御部4を制御部4Bに代えている。なお、その他の構成は、実施の形態で示した自動分析装置1と同一であり、同一の構成部分には同一の符号を付している。
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of an
光源部2Bは、波長λ1の光を出射する光源20Aと、波長λ2の光を出射する光源20Bとを有する。また、制御部4Bは、光源制御部43を有し、制御信号S5によって光源20A,20Bの点灯を制御する。なお、この光源20A,20Bは、LED等によって実現できる。
The
光源部2Bの構成を簡易かつ安価にできる。また、この変形例2では、光源部2Bは、2つの光源20A,20Bを備えるようにしていたが、液体7の吸光波長の数に応じて3以上の光源を備えるようにしてもよい。
The configuration of the
1,1A,1B 自動分析装置
2,2A,2B 光源部
3,3A 検出部
4,4B 制御部
5 キュベット
6 キュベットホルダ
7 液体
20,20A,20B 光源
21 AOTF
30 スリット
31 受光素子
32 I−V変換部
33 平滑部
34 交流増幅部
35a,35b A/D変換部
40 増幅制御部
41 吸光度演算部
42 AOTF制御部
43 光源制御部
1, 1A,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30
Claims (8)
時間の経過とともに波長が変化する光を出射する光源部と、
前記光源部から出射され、且つ、容器に保持された前記液体を透過した光を検出する検出部と、
前記検出部において検出された光の光量を利用して前記液体の光学的特性を演算する演算手段と、
を有することを特徴とする自動分析装置。 In an automatic analyzer that irradiates a liquid with light and calculates the optical characteristics of the liquid,
A light source unit that emits light whose wavelength changes over time;
A detection unit that detects light emitted from the light source unit and transmitted through the liquid held in a container;
A computing means for computing the optical characteristics of the liquid using the amount of light detected by the detection unit;
The automatic analyzer characterized by having.
前記第1の波長の光と前記第2の波長の光とを含む光を出射する光源と、
前記光源から出射された光の波長を選択して当該光を出射する波長選択手段と、
を有することを特徴とする請求項2に記載の自動分析装置。 The light source unit is
A light source that emits light including light of the first wavelength and light of the second wavelength;
Wavelength selecting means for selecting the wavelength of the light emitted from the light source and emitting the light;
The automatic analyzer according to claim 2, further comprising:
前記第1の波長の光を出射する第1の光源と、
前記第2の波長の光を出射する第2の光源と、
を有することを特徴とする請求項2に記載の自動分析装置。 The light source unit is
A first light source that emits light of the first wavelength;
A second light source that emits light of the second wavelength;
The automatic analyzer according to claim 2, further comprising:
前記光源から出射され前記容器を透過した光を受光し、受光した光に対応した信号を出力する受光素子と、
前記第1の波長及び前記第2の波長において前記受光素子が出力した信号の交流成分を増幅する増幅手段と、
を有することを特徴とする請求項2に記載の自動分析装置。 The detector is
A light receiving element that receives light emitted from the light source and transmitted through the container, and outputs a signal corresponding to the received light;
Amplifying means for amplifying an alternating current component of the signal output from the light receiving element at the first wavelength and the second wavelength;
The automatic analyzer according to claim 2, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005207454A JP2007024684A (en) | 2005-07-15 | 2005-07-15 | Automatic analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2005207454A JP2007024684A (en) | 2005-07-15 | 2005-07-15 | Automatic analyzer |
Publications (1)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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