JP2009031203A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】血液や尿等の液体試料および前記試料と混合する試薬を分注プローブにより吸引する自動分析装置において、分注プローブの洗浄監視機能を有する自動分析装置を提供する。
【解決手段】プローブ２０５および分注シリンジ２０３を接続する配管２０４にインピーダンス測定センサ２０７を設置する。インピーダンス測定センサ２０７の出力であるインピーダンスを監視し、プローブ２０５および配管２０４の洗浄が十分であるか否かを判定するインピーダンス測定制御部２０６を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、分注プローブの洗浄監視機能を有する自動分析装置に関する。

血液や尿等の液体試料中の成分を、多項目にわたって分析する自動分析装置は、試薬またはサンプルを分注するプローブの洗浄や反応容器の洗浄を行う洗浄機能を具備している。

プローブの洗浄は、通常、分注動作毎にイオン交換水を洗浄槽に吐出することにより行われる。また、反応容器の洗浄は、測定終了時にイオン交換水を反応容器に吐出した後、この水を吸引することにより行われる。従来は、分析の対象となる試料において、洗剤等を用いないでイオン交換水によって上記プローブ等を洗浄するだけでも、次の試料に影響を及ぼさない項目が多かったが、ここ数年、免疫関連物質等の測定のために、以前より高い測定精度が要求されるようになり、クロスコンタミネーションによる次試料への影響が無視できないようになってきた。特に、近年開発された自動分析装置用の試薬は特殊な試薬を配合しているため、次試料への影響を更に抑える必要が生じている。

特許文献１には、被洗浄物が下降または水平方向に通過する上部の位置に被洗浄物を通すための通過口を備えた中空部材と、通過口を介して中空部材の内部を通過する被洗浄物に向けて中空部材の側部から洗浄液を断続的に吐出するための洗浄液吐出部とを具備する構成が開示されている。これにより、従来技術よりも短時間で洗浄を行うことができ、洗浄液の使用量を少なくすることができると記載されている。

特許文献２には、測定項目の組み合わせに応じて、水、洗剤、試薬ブランク液を選択して反応容器内へ分注調製し、項目の測定が行われる測定流路に供給してこの測定流路を洗浄する構成が開示されている。ただし、洗剤は１種類であり、各項目に対して洗剤を選択できる構成を有していない。

特許文献３には、複数の洗剤を収容する複数の洗剤収容部と、複数の洗剤のうち、各々の項目に対して有効に洗浄できる少なくとも１種類の洗剤を分注プローブに吸引させ、分注プローブを洗浄する構成が開示されている。

上述のように、自動分析装置に関していくつかの分注プローブ洗浄方法が提案されている。これらの提案はすべて、分注プローブをいかに速く、かつ、十分に洗浄できるかに注目している。

しかしながら、分注プローブが分析性能に支障をきたさない程度に洗浄ができているかどうかの監視を行っていないため、実際に検証した結果を積み重ねて問題がないことを確認し、製品化しているのが現状である。

このため、装置としてアラームが出ないような分注プローブの洗浄機構の不具合において、分注プローブの洗浄が不完全となり、クロスコンタミネーションによる次試料への影響が出てくる可能性がある。その結果、装置としての分析性能の信頼性は下がり、最悪の場合、分析データの異常となる可能性があった。

特開平１１−２７１３２１号公報 特開昭６３−８８４６１号公報 特開平６−２０７９４４号公報

本発明の目的は、分注プローブ内のインピーダンスを監視した上で分注プローブの洗浄を行い、洗浄した後に分注プローブの洗浄が十分であるか否かを検知するとともに、分注プローブの洗浄が不十分な場合には、十分に洗浄されるまで繰り返し洗浄する、分注プローブの洗浄監視機能を有する自動分析装置を提供することである。

本発明による自動分析装置は、分注シリンジと、配管を介して該分注シリンジに接続したプローブと、該分注シリンジを動作させて試料容器内の試料を吸引・吐出する分注手段と、該プローブの洗浄手段とを含む自動分析装置であって、該プローブ内の流体のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、該インピーダンス測定手段からの信号に基づいて前記洗浄手段の制御を行う制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、分注プローブを流れる流体の汚染状態が判定できる。また、複数個のインピーダンスを測定するセンサを設置することにより、洗浄が十分されているか否かを明確にすることができる。また、クロスコンタミネーションによる次試料への影響がなくなり、分析を高精度に行うことが可能となる。さらに、洗浄が十分にされているか否かを明確にすることができるため、洗浄メンテナンスが容易になる。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

図１は、本発明による自動分析装置における一実施例の概略構成図である。

図１において、自動分析装置１０１は、制御部１０２、格納部１０３、分析部１０４および攪拌部１０５を含む構成としてある。

制御部１０２は、電子回路や記憶装置により各部の詳細な動作制御を行う。

格納部１０３は、検体１０６を入れた検体格納部１０７および試薬１０９を入れた試薬格納部１１４を含む構成としてある。

分析部１０４は、反応容器１０８を透過する光の光源１１７および透過光を検出する分光器１１８を含む構成としてある。

攪拌部１０５においては、検体格納部１０７から反応容器１０８に吐出された検体と、試薬格納部１１４から反応容器１０８に吐出された試薬１０９とを、制御部１０２からの信号を駆動回路１２０で変換して圧電素子１１０を駆動し、圧電素子１１０で発生した超音波１１１により攪拌を行うようになっている。駆動波形検出部１１９は、圧電素子１１０から発生する駆動波形を検出して制御部１０２にフィードバックする検出部である。

分析部１０４および攪拌部１０５にある反応容器１０８は、反応槽１１２に溜められた水を代表とする保温媒体１１３に浸っており、一定の温度に保たれている。

検体１０６は、検体プローブ１２１により吸引され、反応容器１０８に吐出される。試薬１０９も、試薬プローブ１２２により吸引され、反応容器１０８に吐出される。反応容器１０８内に吐出された検体１０６および試薬１０９は攪拌部１０５において攪拌され、光源１１７は、反応容器１０８を透過し、分光器１１８で組成分析を行う。

検体プローブ１２１は検体１０６を吐出した後、検体プローブ洗浄槽１２３にて洗浄動作を行い、次検体の吸引を行う。同様に、試薬プローブ１２２も試薬１０９を吐出した後、試薬プローブ洗浄槽１２４にて洗浄動作を行い、次項目の試薬の吸引を行う。

また、これら複数の反応容器１０８は、反応ディスク１１５に設置され、反応ディスクモータ１１６を制御部１０２で制御することにより、反応ディスク１１５とともに回転または移動し、攪拌部１０５と分析部１０４との間を行き来する。

図２は、本発明による第１実施形態の自動分析装置の検体および試薬を分注する手段を示す構成図である。検体および試薬の分注動作は、同様の動作シーケンスとなることから同じ構成として説明する。

本図において、試料容器２０１は検体容器または試薬容器であり、試料２０２は検体または試薬である。分注シリンジ２０３は、樹脂製の配管２０４を介して金属製のプローブ２０５に接続してある。インピーダンス測定センサ２０７は、プローブ２０５近傍の配管２０４に設置してあり、インピーダンス測定制御部２０６に電気的に接続してある。

このインピーダンス測定センサ２０７は、インピーダンス測定手段と呼んでもよい。

分注シリンジ２０３、配管２０４およびプローブ２０５の内部には、あらかじめ精製水が保持してあり、分注シリンジ２０３による吸引の際、この精製水が分注シリンジ２０３側に移動するとともに、プローブ２０５から少量の空気と試料とが吸引される。すなわち、この状態では、分注シリンジ２０３、配管２０４およびプローブ２０５の内部には、分注シリンジ２０３側から順に、精製水、空気層および試料が保持される。

ここで、分注シリンジ２０３を動作させて試料２０２を吸引・吐出する手段を分注手段と呼ぶ。

分注動作においては、試料容器２０１内の試料２０２を分注シリンジ２０３の動作によりプローブ２０５を介して吸引する。つぎに、プローブ２０５を移動し、分注シリンジ２０３の動作により、図１に示す反応容器１０８に吸引した試料２０２を吐出する。

その後、洗浄槽（図示せず）にてプローブ２０５の外壁および内壁を洗浄する。この時、インピーダンス測定センサ２０７によりプローブ２０５近傍の配管２０４を通過する流体のインピーダンスを測定する。

そして、インピーダンス測定センサ２０７からの出力信号が所定の値の範囲内であるか否かをインピーダンス測定制御部２０６で判別し、配管２０４およびプローブ２０５の洗浄が十分であるか否かを判定する。

ここで、配管２０４およびプローブ２０５の洗浄を行う手段を洗浄手段と呼ぶ。また、インピーダンス測定制御部２０６は、インピーダンス測定手段からの信号に基づいて洗浄手段の制御を行う制御手段と呼ぶことにする。

図３は、本発明による第１実施形態のインピーダンス測定センサおよびインピーダンス測定制御部の内部構造を示す詳細図である。

本図において、インピーダンス測定センサ２０７の内部には、電極３０１、３０２が流路３０３を挟んで設置してあり、流路３０３には、吸引または吐出される試料が流れるようになっている。流路３０３は、図２に示す配管２０４またはプローブ２０５に接続してある。電極３０１、３０２は、導線３０４を介してインピーダンス測定制御部２０６と電気的に接続してある。インピーダンス測定制御部２０６には、定電流源３０５および演算部３０６が内蔵してある。

使用においては、定電流源３０５により電極３０１、３０２間に定電流を流し、この時の定電流の電流値と電極３０１、３０２間の電位差とを演算部３０６において流路３０３内の流体のインピーダンスを算出することにより、配管２０４およびプローブ２０５の洗浄が十分であるか否かを判定する。流体中に洗剤や汚れが残っている場合には、流体のインピーダンスは低い値となる。

本実施形態では、電源として定電流源３０５を用いたが、電源はこれに限らず、定電圧源でもよい。また、電源は直流に限らず、交流、高周波でもよい。

図４は、本発明による第２実施形態の自動分析装置の検体および試薬を分注する手段を示す構成図である。

上述の第１実施形態は、インピーダンス測定センサ２０７を１個だけ設置した場合である。これに対して、第２実施形態では複数個のインピーダンス測定センサ２０７を設置する。例えば、インピーダンス測定センサ２０７を、プローブ２０５近傍の配管２０４に設置するとともに、分注シリンジ２０３近傍の配管２０４に設置する。

これら２か所のインピーダンス測定センサ２０７の出力信号をインピーダンス測定制御部２０６で、所定の値の範囲内であるか否かを判別し、配管２０４およびプローブ２０５のどの部位が十分に洗浄されているか、または十分には洗浄されていないかを判定することができる。

本実施形態では、インピーダンス測定センサ２０７を２か所に設置したが、配管２０４の中央部に１個または複数個のインピーダンス測定センサ２０７を設置してもよい。これにより、配管２０４のどの部位の洗浄が十分でないかをより精確に特定することができる。

本発明による第３実施形態を、図５を用いて説明する。

図５は本実施形態における洗浄動作の工程を示すフロー図である。

上述した第１、２実施形態においては、プローブ２０５近傍および分注シリンジ２０３近傍の配管２０４を流れる流体のインピーダンスの測定を行うことにより、洗浄が十分であるか否かの判定ができる。一方、第３実施形態では、第１、２実施形態に示す動作に加えて、洗浄が不十分と判断した場合には、洗浄動作を繰り返し行うことを可能とする。

まず、ステップ２５０において、洗浄動作リトライ回数の上限値ｎを設定する。ｎが０の場合、またはｎが未設定の場合、ステップ２５５において、装置の動作を停止するとともに、アラームを発生させる。ｎが０でない場合、プローブ洗浄動作２５１を行い、インピーダンス測定２５２を行う。

そして、ステップ２５３において、洗浄が十分か否かを判定する。洗浄が十分の場合、ステップ２５４において、次検体の吸引動作または次項目の試薬分注動作に移行する。洗浄が十分でない場合、ステップ２５０に戻って洗浄動作の回数が上限値ｎか否かを判別し、上限値ｎでない場合、再度、プローブ洗浄動作２５１を行う。洗浄動作の回数が上限値ｎに達した場合、洗浄動作を停止する。この時、洗浄が不十分であることをオペレータに知らせるべく、警報を発する警報発生手段を設置してもよい。

また、分析装置から出力された結果のデータにもオペレータの注意を喚起すべく、洗浄が不十分であることを記載してもよい。

洗浄動作リトライ回数の上限値ｎを大きくすれば、装置としての処理能力が低下することから、上限値ｎの設定はオペレータの任意とし、処理能力を優先させるのであれば上限値ｎを小さくし、分析精度を優先させるのであれば上限値ｎを大きくする。

通常、自動分析装置におけるプローブ２０５および分注シリンジ２０３を接続している配管２０４は、１日の測定終了後に洗浄メンテナンスを行うように取り扱い説明書に記載してある。この洗浄メンテナンスは、上述の洗浄動作と動作シーケンスは異なる。

ほとんどの場合には、この洗浄メンテナンス動作で十分な洗浄が行えるが、経年変化などによる劣化によっては、部品を交換しなくてはならない。この交換作業も取り扱い説明書に記載しているが、ランニングコスト節減や労力軽減のため、装置としての性能を満足していれば交換されないのが実際であり、装置としての性能を満足しなくなって初めて、装置のメンテナンスを行う場合も多い。

したがって、上記洗浄メンテナンス中にもインピーダンス測定制御部２０６にて洗浄状態を監視し、洗浄が不十分である場合には、部品交換が必要な部位をオペレータおよびサービスマンに警報を発し、装置の保全を図ることができる。

ここで、オペレータに洗浄メンテナンスの実行を依頼する手段をメンテナンス依頼手段と呼ぶことにする。また、サービスマンに流路洗浄の点検を依頼する手段を点検依頼手段と呼ぶことにする。

本発明による自動分析装置を示す概略構成図である。 本発明による第１実施形態の自動分析装置の分注手段を示す構成図である。 本発明による第１実施形態のインピーダンス測定センサおよびインピーダンス測定制御部の内部構造を示す詳細図である。 本発明による第２実施形態の自動分析装置の分注手段を示す構成図である。 洗浄動作の工程を示すフロー図である。

符号の説明

１０１…自動分析装置、１０２…制御部、１０３…格納部、１０４…分析部、１０５…攪拌部、１０６…検体、１０７…検体格納部、１０８…反応容器、１０９…試薬、１１０…圧電素子、１１１…超音波、１１２…反応槽、１１３…保温媒体、１１４…試薬格納部、１１５…反応ディスク、１１６…反応ディスクモータ、１１７…光源、１１８…分光器、１１９…駆動波形検出部、１２０…駆動回路、１２１…検体プローブ、１２２…試薬プローブ、１２３…検体プローブ洗浄槽、１２４…試薬プローブ洗浄槽、２０１…試料容器、２０２…試料、２０３…分注シリンジ、２０４…配管、２０５…プローブ、２０６…インピーダンス測定制御部、２０７…インピーダンス測定センサ。

Claims (10)

1. 分注シリンジと、配管を介して該分注シリンジに接続したプローブと、該分注シリンジを動作させて試料容器内の試料を吸引・吐出する分注手段と、該プローブの洗浄手段とを含む自動分析装置であって、該プローブ内の流体のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段とを有することを特徴とする自動分析装置。
2. 分注シリンジと、配管を介して該分注シリンジに接続したプローブと、該分注シリンジを動作させて試料容器内の試料を吸引・吐出する分注手段と、該プローブの洗浄手段とを含む自動分析装置であって、該配管内の流体のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段とを有することを特徴とする自動分析装置。
3. 分注シリンジと、配管を介して該分注シリンジに接続したプローブと、該分注シリンジを動作させて試料容器内の試料を吸引・吐出する分注手段と、該プローブの洗浄手段とを含む自動分析装置であって、該プローブ内の流体のインピーダンスを測定する第一のインピーダンス測定手段と、該配管内の流体のインピーダンスを測定する第二のインピーダンス測定手段とを有することを特徴とする自動分析装置。
4. 分注シリンジと、配管を介して該分注シリンジに接続したプローブと、該分注シリンジを動作させて試料容器内の試料を吸引・吐出する分注手段と、該プローブの洗浄手段とを含む自動分析装置であって、該プローブ内の流体のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、該インピーダンス測定手段からの信号に基づいて前記洗浄手段の制御を行う制御手段とを有することを特徴とする自動分析装置。
5. 分注シリンジと、配管を介して該分注シリンジに接続したプローブと、該分注シリンジを動作させて試料容器内の試料を吸引・吐出する分注手段と、該プローブの洗浄手段とを含む自動分析装置であって、該配管内の流体のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、該インピーダンス測定手段からの信号に基づいて前記洗浄手段の制御を行う制御手段とを有することを特徴とする自動分析装置。
6. 分注シリンジと、配管を介して該分注シリンジに接続したプローブと、該分注シリンジを動作させて試料容器内の試料を吸引・吐出する分注手段と、該プローブの洗浄手段とを含む自動分析装置であって、該プローブ内の流体のインピーダンスを測定する第一のインピーダンス測定手段と、該配管内の流体のインピーダンスを測定する第二のインピーダンス測定手段とを有し、第一のインピーダンス測定手段および第二のインピーダンス測定手段からの信号に基づいて該洗浄手段の制御を行う制御手段を有することを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項４から６のいずれかに記載の自動分析装置であって、前記制御手段が、前記インピーダンス測定手段の信号値が所定の値の範囲内でなかった場合に再度洗浄動作を行わせる手段を含むことを特徴とする自動分析装置。
8. 請求項７記載の自動分析装置であって、前記制御手段が、洗浄動作の回数の上限値を設定可能としてあることを特徴とする自動分析装置。
9. 請求項８記載の自動分析装置であって、前記制御手段で設定した前記上限値に達しても前記インピーダンス測定手段の信号値が所定の値の範囲内でなかった場合に、オペレータに対して警報を発する警報発生手段を有することを特徴とする自動分析装置。
10. 分注シリンジと、配管を介して該分注シリンジに接続したプローブと、該分注シリンジを動作させて試料容器内の試料を吸引・吐出する分注手段と、該プローブの洗浄手段とを含む自動分析装置であって、該プローブ内の流体のインピーダンスを測定する第一のインピーダンス測定手段と、前記配管内の流体のインピーダンスを測定する第二のインピーダンス測定手段を具備し、第一のインピーダンス測定手段および第二のインピーダンス測定手段からの信号に基づいて前記洗浄手段の制御を行う制御手段と、洗浄不足の部位を特定する手段とを具備し、オペレータに洗浄メンテナンスの実行を依頼するメンテナンス依頼手段、または、サービスマンに流路洗浄の点検を依頼する点検依頼手段を具備することを特徴とする自動分析装置。

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