JP2007333701A - 分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分析可能である受光量を確保するとともに反応容器への検体および試薬の分注量を低減した分析装置を提供すること。
【解決手段】この発明にかかる分析装置は、検体を収容した反応容器２１に光を照射する光源と反応容器２１を通過した光を受光するフォトダイオードアレイとを備え、フォトダイオードアレイによる受光量をもとに検体を分析する分析装置において、反応容器２１における光の照射領域Ｓ１の長手方向は、矢印Ｙに示す反応容器２１の移動方向と一致することを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

この発明は、検体を収容した反応容器を通過した光の光量をもとに検体を分析する分析装置に関する。

従来、血液や体液等の検体を自動的に分析する装置として、試薬が分注された反応容器に検体を加え、反応容器内の試薬と検体の間で生じた反応を光学的に検出する分析装置が知られている。このような分析装置では、検体を収容した反応容器に光を照射後、反応容器内の液体を通過した所定波長の光の光量をもとに検体の分析を行っている。（特許文献１参照）。

特開平５−１６４７６３号公報

近年、人体への負担軽減や装置の運用コスト低減のため、反応容器への検体および試薬の分注量の低減が求められている。ここで、従来の分析装置は、反応容器を通過した光が入射するスリットのスリット幅を狭くすることによって分析精度を確保するとともに、スリットの高さを高くすることによって分析可能である受光量を確保している。しかしながら、スリットの高さを高くした場合、反応容器内の液体の液面高さをスリット高さに対応させて高くせざるを得ないため、反応容器への検体および試薬の分注量を低減することができないという問題があった。

本発明は、上記した従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、分析可能である受光量を確保するとともに反応容器への検体および試薬の分注量を低減した分析装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる分析装置は、検体を収容した反応容器に光を照射する発光手段と前記反応容器を通過した光を受光する受光手段とを備え、前記受光手段による受光量をもとに前記検体を分析する分析装置において、前記反応容器における光の照射領域の長手方向は、前記反応容器の移動方向と一致することを特徴とする。

また、この発明にかかる分析装置は、前記発光手段における発光部分の長手方向は、前記反応容器の移動方向と一致することを特徴とする。

また、この発明にかかる分析装置は、前記発光手段と前記反応容器との間に、長手方向が前記反応容器の移動方向と一致する窓を設けたことを特徴とする。

また、この発明にかかる分析装置は、前記反応容器と前記受光手段との間に前記反応容器を通過した光を絞るスリットを備え、前記スリットの長手方向は、前記反応容器の移動方向と一致することを特徴とする。

また、この発明にかかる分析装置は、検体を収容した反応容器と、前記反応容器を移動させる移動手段と、前記反応容器に測定用の光を照射する発光手段と、前記反応容器を通過した光を受光する受光手段とを備え、前記受光手段による受光量をもとに前記検体を分析する分析装置において、前記発光手段は反応容器の移動方向と同方向に延伸する横長の発光部を有し、前記受光手段の前方には前記移動方向と同方向に延伸する横長のスリットを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、反応容器における光の照射領域の長手方向を前記反応容器の移動方向と一致させることによって、分析可能である受光量を確保するとともに反応容器への検体および試薬の分注量を低減することができる。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態である分析装置について説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。

図１は、本実施の形態にかかる分析装置１の構成を示す模式図である。図１に示すように、分析装置１は、分析対象である検体および試薬を反応容器２１にそれぞれ分注し、分注した反応容器２１内で生じる反応を光学的に測定する測定機構２と、測定機構２を含む分析装置１全体の制御を行うとともに測定機構２における測定結果の分析を行う制御機構３とを備える。分析装置１は、これらの二つの機構が連携することによって複数の検体の生化学的、免疫学的あるいは遺伝学的な分析を自動的に行う。

測定機構２は、大別して検体移送部１１、検体分注機構１２、反応テーブル１３、試薬庫１４、読取部１６、試薬分注機構１７、攪拌部１８、測光部１９および洗浄部２０を備える。また、制御機構３は、制御部３１、入力部３２、分析部３３、記憶部３４および出力部３５を備える。測定機構２および制御機構３が備えるこれらの各部は、制御部３１に電気的に接続されている。

検体移送部１１は、血液や尿等、液体である検体を収容した複数の検体容器１１ａを保持し、図中の矢印方向に順次移送する複数の検体ラック１１ｂを備える。検体移送部１１上の所定位置に移送された検体容器１１ａ内の検体は、検体分注機構１２によって、反応テーブル１３上に配列して搬送される反応容器２１に分注される。

検体分注機構１２は、鉛直方向への昇降および自身の基端部を通過する鉛直線を中心軸とする回転を自在に行うアーム１２ａを備える。このアーム１２ａの先端部には、検体の吸引および吐出を行うプローブが取り付けられている。検体分注機構１２は、図示しない吸排シリンジまたは圧電素子を用いた吸排機構を備える。検体分注機構１２は、上述した検体移送部１１上の所定位置に移送された検体容器１１ａの中からプローブによって検体を吸引し、アーム１２ａを図中時計回りに旋回させ、反応容器２１に検体を吐出して分注を行う。

反応テーブル１３は、反応容器２１への検体や試薬の分注、反応容器２１の攪拌、洗浄または測光を行うために反応容器２１を所定の位置まで移送する。この反応テーブル１３は、制御部３１の制御のもと、図示しない駆動機構が駆動することによって、反応テーブル１３の中心を通る鉛直線を回転軸として回動自在である。反応テーブル１３の上方と下方には、図示しない開閉自在な蓋と恒温槽がそれぞれ設けられている。

試薬庫１４は、反応容器２１内に分注される試薬が収容された試薬容器１５を複数収納できる。試薬庫１４には、複数の収納室が等間隔で配置されており、各収納室には試薬容器１５が着脱自在に収納される。試薬庫１４は、制御部３１の制御のもと、図示しない駆動機構が駆動することによって、試薬庫１４の中心を通る鉛直線を回転軸として時計回りまたは反時計回りに回動自在であり、所望の試薬容器１５を試薬分注機構１７による試薬吸引位置まで移送する。試薬庫１４の上方には、開閉自在な蓋（図示せず）が設けられている。また、試薬庫１４の下方には、恒温槽が設けられている。このため、試薬庫１４内に試薬容器１５が収納され、蓋が閉じられたときに、試薬容器１５内に収容された試薬を恒温状態に保ち、試薬容器１５内に収容された試薬の蒸発や変性を抑制することができる。

試薬容器１５の側面部には、試薬容器１５に収容された試薬に関する試薬情報が記録された記録媒体が付されている。記録媒体は、符号化された各種の情報を表示しており、光学的に読み取られる。試薬庫１４の外周部には、この記録媒体を光学的に読み取る読取部１６が設けられている。読取部１６は、記録媒体に対して赤外光または可視光を発し、記録媒体からの反射光を処理することによって、記録媒体の情報を読み取る。また、読取部１６は、記録媒体を撮像処理し、撮像処理によって得られた画像情報を解読して、記録媒体の情報を取得してもよい。

試薬分注機構１７は、検体分注機構１２と同様に、検体の吸引および吐出を行うプローブが先端部に取り付けられたアーム１７ａを備える。アーム１７ａは、鉛直方向への昇降および自身の基端部を通過する鉛直線を中心軸とする回転を自在に行う。試薬分注機構１７は、試薬庫１４上の所定位置に移動された試薬容器１５内の試薬をプローブによって吸引し、アーム１７ａを図中時計回りに旋回させ、反応テーブル１３上の所定位置に搬送された反応容器２１に分注する。攪拌部１８は、反応容器２１に分注された検体と試薬との攪拌を行い、反応を促進させる。

測光部１９は、所定の測光位置に搬送された反応容器２１に光を照射し、反応容器２１内の液体を透過した光を受光して強度測定を行う。この測光部１９による測定結果は、制御部３１に出力され、分析部３３において分析される。

洗浄部２０は、図示しないノズルによって、測光部１９による測定が終了した反応容器２１内の混合液を吸引して排出するとともに、洗剤や洗浄水等の洗浄液を注入および吸引することで洗浄を行う。この洗浄した反応容器２１は再利用されるが、検査内容によっては１回の測定終了後に反応容器２１を廃棄してもよい。

つぎに、制御機構３について説明する。制御部３１は、ＣＰＵ等を用いて構成され、分析装置１の各部の処理および動作を制御する。制御部３１は、これらの各構成部位に入出力される情報について所定の入出力制御を行い、かつ、この情報に対して所定の情報処理を行う。入力部３２は、キーボード、マウス等を用いて構成され、検体の分析に必要な諸情報や分析動作の指示情報等を外部から取得する。分析部３３は、測光部１９から取得した測定結果に基づいて吸光度等を演算し、検体の成分分析等を行う。記憶部３４は、情報を磁気的に記憶するハードディスクと、分析装置１が処理を実行する際にその処理にかかわる各種プログラムをハードディスクからロードして電気的に記憶するメモリとを用いて構成され、検体の分析結果等を含む諸情報を記憶する。記憶部３４は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＰＣカード等の記憶媒体に記憶された情報を読み取ることができる補助記憶装置を備えてもよい。出力部３５は、ディスプレイ、プリンタ、通信機構等を用いて構成され、検体の分析結果を含む諸情報を出力するほか、図示しない通信ネットワークを介して所定の形式にしたがった情報を図示しない外部装置に出力してもよい。

以上のように構成された分析装置１では、列をなして順次搬送される複数の反応容器２１に対して、検体分注機構１２が検体容器１１ａ中の検体を分注し、試薬分注機構１７が試薬容器１５中の試薬を分注した後、測光部１９が検体と試薬とを反応させた状態の試料の分光強度測定を行い、この測定結果を分析部３３が分析することで、検体の成分分析等が自動的に行われる。また、洗浄部２０が測光部１９による測定が終了した後に搬送される反応容器２１を搬送させながら洗浄することで、一連の分析動作が連続して繰り返し行われる。

つぎに、図２〜図４を参照して図１に示す測光部１９について説明する。図２は、図１に示す測光部１９における要部の側面図であり、図３は、測光部における要部の平面図である。また、図４は、測光部１９における要部の斜視図である。図４は、説明の容易化のために測光部１９を構成する部位を一部省略する。

図２および図３に示すように、測光部１９は、光を照射する光源１９１と、光源１９１から照射された光を反応容器２１に対して集光するレンズ１９２と、反応容器２１を通過した光をスリット１９５に対して集光するレンズ１９３，１９４と、レンズ１９３，１９４によって集光された光を絞るスリット１９５と、スリット１９５から出力された光を所定の各波長に分光するグレーティング１９６と、グレーティング１９６によって分光された各波長の光を受光するフォトダイオードを１次元または２次元に配列したフォトダイオードアレイ（以下、「ＰＤＡ」とする。）１９７とを備える。

光源１９１は、たとえば、発光部分であるフィラメント１９１ｆを有するハロゲンランプによって構成される。フィラメント１９１ｆにおいては、図３の矢印Ｙに示す反応容器２１の移動方向の長さＬｆが、図２に示す反応容器２１の高さ方向と一致する方向の長さＬｈおよび図３に示す反応容器２１の移動方向に対して垂直方向の長さＬｖよりも長い。なお、ここで、反応容器２１の移動方向は図３の矢印Ｙに示すような円弧方向であるが、以下においてはこの方向を平面投射した場合の直線方向を反応容器の移動方向として説明する。フィラメント１９１ｆは、図４に示すように、フィラメント１９１ｆの長手方向が、矢印Ｙに示す反応容器の移動方向と一致するよう配設されている。この結果、図４に示すように、反応容器２１における光の照射領域Ｓ１の長手方向は、反応容器２１の移動方向と一致する。

また、スリット部材１９５ａには、スリット１９５が設けられており、このスリット１９５は、フィラメント１９１ｆと同様に、図３の矢印Ｙに示す反応容器２１の移動方向と一致する方向の長さＬｓｆが、図２に示す反応容器２１の高さ方向と一致する方向の長さＬｓｈおよび図３に示す反応容器２１の移動方向に対して垂直方向の長さＬｓｖよりも長い。スリット１９５は、図４に示すように、スリット１９５の長手方向が、矢印Ｙに示す反応容器の移動方向と一致するよう配設されている。すなわち、スリット１９５は、反応容器２１を通過した光が入射する入射口の長手方向が、矢印Ｙに示す反応容器２１の移動方向と一致するように配設されている。

従来の分析装置においては、図８に示すように、スリット部材１９５ｐは、スリット１９５ｈのスリット幅Ｄｓを狭くすることによって分析精度を確保していた。また、従来では、スリット１９５ｈの高さＨｓを高くしている。さらに、反応容器２１における光の照射領域Ｓ１０の長手方向と反応容器２１の高さ方向とを一致させるため、反応容器２１の高さ方向とフィラメント１９１ｆの長手方向とが一致するように光源を配設している。このように、従来では、スリット１９５ｈに多くの光が入射するように、スリット１９５ｈの高さと光源の配設位置とを調整することによって分析可能である受光量を確保していた。しかし、スリット１９５ｈの高さを分析可能である受光量を得られる程度に高くした場合、反応容器２１内の液体２２の液面高さをスリット１９５ｈの高さＨｓに対応させてｈ２の高さまで高くせざるを得なかった。このため、従来の分析装置においては、矢印Ｙｐに示すように、液面高さを、人体への負担軽減や装置の運用コスト低減達成のために要求されるｈ１の高さまで減らすことができず、検体および試薬の分注量を減らすことがなかった。

これに対し、本実施の形態にかかる分析装置１においては、図４に示すように、フィラメント１９１ｆの長手方向を矢印Ｙに示す反応容器の移動方向と一致するよう配設することによって、反応容器２１における光の照射領域Ｓ１の長手方向を反応容器２１の移動方向と一致させている。このように、反応容器２１における光の照射領域Ｓ１は、反応容器２１の移動方向と一致する方向の長さが反応容器２１の高さ方向の長さよりも長い。さらに、スリット１９５の反応容器２１の移動方向と一致する方向の長さＬを領域Ｓ１に対応させて長くすることによって、反応容器２１の領域Ｓ２から出射してスリット１９５に入射する光の量を十分に確保することができる。したがって、反応容器２１を通過した光が入射するスリット１９５ｈのスリット幅Ｄ（Ｌｓｈ）を分析精度を確保できる幅にまで狭くした場合であっても、スリット１９５の長さＬ（Ｌｓｆ）を領域Ｓ１に対応させて長くすることによって、分析可能である受光量を確保することができる。このように、分析装置１においては、照射領域Ｓ１における反応容器２１の高さ方向と一致する方向の長さを長くしなくとも、分析可能である受光量を確保することができる。この結果、分析装置１は、図４の矢印Ｙｎに示すように、反応容器２１内における液面高さをｈ２の高さからｈ１の高さまで減らすことができ、検体および試薬の分注量の低減を可能にする。

このように、本実施の形態にかかる分析装置１においては、反応容器２１における光の照射領域の長手方向を反応容器２１の移動方向と一致させることによって、分析可能である受光量を確保するとともに反応容器への検体および試薬の分注量を低減することができる。

なお、本実施の形態においては、光源１９１の発光部分であるフィラメント１９１ｆの長手方向を反応容器２１の移動方向と一致するように配設して、反応容器２１における光の照射領域Ｓ１の長手方向を反応容器２１の移動方向と一致させていたが、これに限らない。たとえば、光源１９１は、反応容器２１の移動方向と一致する方向の広がり幅が反応容器２１の移動方向と垂直である方向の広がり幅よりも大きな光を照射し、反応容器２１における光の照射領域Ｓ１の長手方向を反応容器２１の移動方向と一致させてもよい。また、図５に示すように、光源１９１と反応容器２１との間に、照射領域Ｓ１と対応するように長手方向が反応容器２１の移動方向と一致する窓１９８ａを設けて、反応容器２１における光の照射領域の長手方向と反応容器２１の移動方向とを一致させてもよい。

また、本実施の形態にかかる分析装置１においては、ハロゲンランプを光源１９１として用いた場合について説明したが、これに限らず、たとえばキセノンランプを光源１９１として用いてもよい。

また、上記実施の形態においては、反応テーブル１３を時計回りまたは反時計回りの回動としたが、これは直線方向の移動でもよい。また、測光部１９における光源１９１として、単一のフィラメント１９１ｆを有した場合について説明したが、図６に示すように反応テーブル１３の移動方向に応じて短い管であるフィラメント１９１ｆを２体直列接続的に配設して、反応容器２１の移動方向と同じ方向に延伸する横長の発光部を有してもよい。この場合、フィラメント１９１ｆにおける反応容器２１の移動方向と同じ方向の長さに対応させて、受光部を形成するＰＤＡ１９７の前面、あるいは、反応容器２１を通過した光がＰＤＡ１９７に入射する光路上に設けられたスリット１９５の長手方向を、反応容器２１の移動方向と同じ方向に延伸させてもよい。また、光源１９１は、図７に示すように、反応テーブル１３の移動方向と平行に上下２本のフィラメント１９１ｆを並列的に配置して光量のアップを図るようにしてもよい。また、図４においては、光源１９１の照射領域Ｓ１は、液体２２の液面高さｈ１におけるほぼ中央位置に設定したが、中央位置に限ることなく必要に応じてこれより上方あるいは下方に設定してもよい。

実施の形態にかかる分析装置の要部構成を示す模式図である。 図１に示す測光部における要部の側面図である。 図１に示す測光部における要部の平面図である。 図１に示す測光部における要部の斜視図である。 図１に示す測光部における要部の他の例を示す斜視図である。 図２に示すフィラメントの他の例を示す図である。 図２に示すフィラメントの他の例を示す図である。 従来技術にかかる分析装置の測光部における要部の斜視図である。

符号の説明

１ 分析装置
２ 測定機構
３ 制御機構
１１ 検体移送部
１１ａ 検体容器
１１ｂ 検体ラック
１２ 検体分注機構
１２ａ，１７ａ アーム
１３ 反応テーブル
１４ 試薬庫
１５ 試薬容器
１６ 読取部
１７ 試薬分注機構
１８ 攪拌部
１９ 測光部
２０ 洗浄部
２１ 反応容器
３１ 制御部
３２ 入力部
３３ 分析部
３４ 記憶部
３５ 出力部
１９１ 光源
１９１ｆ，１９１ｆｓ フィラメント
１９２，１９３，１９４ レンズ
１９５，１９５ｈ スリット
１９５ａ，１９５ｐ スリット部材
１９６ グレーティング
１９７ ＰＤＡ

Claims (5)

1. 検体を収容した反応容器に光を照射する発光手段と前記反応容器を通過した光を受光する受光手段とを備え、前記受光手段による受光量をもとに前記検体を分析する分析装置において、
   前記反応容器における光の照射領域の長手方向は、前記反応容器の移動方向と一致することを特徴とする分析装置。
2. 前記発光手段における発光部分の長手方向は、前記反応容器の移動方向と一致することを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
3. 前記発光手段と前記反応容器との間に、長手方向が前記反応容器の移動方向と一致する窓を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の分析装置。
4. 前記反応容器と前記受光手段との間に前記反応容器を通過した光を絞るスリットを備え、
   前記スリットの長手方向は、前記反応容器の移動方向と一致することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の分析装置。
5. 検体を収容した反応容器と、前記反応容器を移動させる移動手段と、前記反応容器に測定用の光を照射する発光手段と、前記反応容器を通過した光を受光する受光手段とを備え、前記受光手段による受光量をもとに前記検体を分析する分析装置において、
   前記発光手段は反応容器の移動方向と同方向に延伸する横長の発光部を有し、
   前記受光手段の前方には前記移動方向と同方向に延伸する横長のスリットを設けたことを特徴とする分析装置。

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