JP2012103183A - 分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】循環水中に塵などの異物が混入した場合、循環水中の異物を検出する検出器を流路に配置することで、常時異常をオペレータに報告すると共に自動で自己改善を実施し、散乱光による分析装置のデータ信頼性向上、および試薬、サンプル等の使用コストを低減させることができる分析装置を提供する。
【解決手段】分析装置において、循環水の流路上に設けられた異物測定用光源８，１０，１２，１４，１６，１８，２０と、異物測定用光源に対応して設置され、異物測定用光源からの光による流路上の循環水からの散乱光を検出する異物測定用検出器９，１１，１３，１５，１７，１９，２１と、循環水の異物を蓄積するフィルタ７とを備え、処理部は、異物測定用検出器からの検出信号に基づいて、循環水中の異物を検出し、その検出情報に基づいて、循環水の流路の給水、排水、および流水の方向を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は測定対象に光を照射して、測定対象にて散乱する光を測定する分析装置に関し、特に、測定対象の恒温用に用いる循環水中の異物の検出に関するものである。

測定対象に光を照射してその散乱光を測定する分析装置として、例えば免疫血清検査における試薬の濁度測定に関する特開昭６０−０４０９３７号公報（特許文献１）に開示されたものがあった。この免疫血清検査においては、測定対象に光を照射し、散乱光の強度の時間的変化を測定することにより、凝集反応などの反応量を分析する。

特開昭６０−０４０９３７号公報

散乱光を用いた分析装置においては、循環水中に塵などの異物が混入した場合にはノイズとして検出して測定結果に影響を与える。散乱光は微小な光を基準として分析するために、異物等の影響を受けやすい。

しかし、分析装置はオペレータの作業により塵などの異物が混入することを避けにくい。そのため、異物を混入させやすい循環水は特に測定結果に対してノイズとして影響を与える要因になりうる。

また、従来の分析装置では目視による反応槽中の恒温水の状態確認とセルブランク測定（空セルによる分析）によるチェックのみ行っていたため、測定するときに異常を発見するケースが多く見受けられた。そのため、事前に異常があるかどうかのチェックは故意的にオペレーションをかけて行わなければならない。

そこで、本発明の目的は、散乱光を用いた分析装置において、循環水中に塵などの異物が混入した場合、循環水中の異物を検出する検出器を流路に配置することで、常時異常をオペレータに報告すると共に自動で自己改善を実施し、散乱光による分析装置のデータ信頼性向上、および試薬、サンプル等の使用コストを低減させることができる分析装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、代表的なものの概要は、測定対象を格納する反応容器と、循環水が入った反応層に設置された反応容器に光を照射する分析用光源と、反応容器内の被測定液体からの散乱光を検出する分析用検出器と、分析用検出器の検出信号を処理する処理部と、循環水の流路上に少なくとも１つ設けられた異物測定用光源と、異物測定用光源に対応して設置され、異物測定用光源からの光による流路上の循環水からの散乱光を検出する異物測定用検出器と、循環水の異物を蓄積するフィルタとを備え、処理部は、異物測定用検出器からの検出信号に基づいて、循環水中の異物を検出し、その検出情報に基づいて、循環水の流路の給水、排水、および流水の方向を制御するものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。

すなわち、代表的なものによって得られる効果は、散乱光を用いる分析装置にて循環水の流路中に塵などの異物が混入した場合、分析に影響する前に異物を取り除くことができ、且つ自動にて改善処理を実施し、無駄な試薬の使用やオペレータ作業を軽減することができる。また、全ての改善処理を適用しても効果が見受けられなくとも、異常箇所を特定し、短時間の交換や清掃で顧客先の装置停止時間を軽減することが可能となる。

異物の検知には散乱光を用いているために透過光よりも精度が高く、より細かい異物も検知することができる。

また、自動改善化以外にも、透過光の分析装置にはエラーの軽減、散乱光の分析装置には測定精度の向上を図ることもできる。

本発明の一実施の形態に係る分析装置の構成を示す構成図である。 本発明の一実施の形態に係る分析装置の異常検出の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る分析装置の異常検出の異常箇所特定用の組み合わせを示す表である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

まず、本発明の分析装置の概要について説明する。

本発明では、反応容器に格納した測定対象に光を照射して、測定対象により散乱する光を検出する分析装置において、反応容器を恒温するための循環水中の異物を検出するように、光源および検出器を循環水の流路に配置する。

このような分析装置において、配置した全ての検出器からの出力は検出回路部にて信号処理され、処理後に演算部へ入力してその変化を観測すると共に一定間隔毎に記憶領域に保存する。

演算部の演算により、循環水の流路中に異物が規定以上検出され、異常検出時にはスタンバイ状態であれば自動で改善処理を実施し、オペレーション時にはオペレータにアラームで警告し、スタンバイ移行後に上記同様に改善処理を実施する。

改善処理には循環水交換による異物の除去、排水処理によるフィルタの掃除、脱気による泡の除去、次亜鉛素酸による細菌の除去（この動作のみオペレータ作業）をそれぞれ実施する。上記実施でも改善されない場合には異常箇所を明らかにした上でオペレータに対して交換または清掃要求のアラームを表示する。

フィルタのろ過精度としては最低５００μｍ（２０メッシュ）とし、循環水の流速に応じてそれ以上のろ過精度のフィルタを使用することで、より細かい異物までフィルタで低減することを可能にする。また、従来の分析装置同様にフィルタ自体の定期交換はなく、従来ではオペレータが月１回フィルタ掃除をすることになっているのを自動化しているため、定期メンテナンスも不要としている。

次に、図１により、本発明の一実施の形態に係る分析装置の構成について説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る分析装置の構成を示す構成図である。

図１において、分析装置は、反応容器２に格納された測定対象３に光を照射する分析用光源４、測定対象３からの散乱光を検出する分析用検出器１、分析用検出器１からの検出信号が入力され、信号処理を行う検出回路部３１、検出回路部３１で処理された信号を演算し、一定間隔毎に記憶領域３３に記録する演算部３２、記憶領域３３に記録された情報に基づいて、分析装置全体の制御を行う制御部３４、各種表示を行う表示部３５から構成されている。また、検出回路部３１、演算部３２および制御部３４で処理部を構成している。

また、反応容器２は、循環水５が循環されている反応槽６の中に浸かった状態で、測定され、恒温状態での測定が行われている。

循環水５は、循環流路２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０を介して循環しており、その循環流路には、異物測定用光源８，１０，１２，１４，１６，１８，２０、および異物測定用検出器９，１１，１３，１５，１７，１９，２１が配置されており、異物測定用検出器９，１１，１３，１５，１７，１９，２１で散乱光を検出することにより、異物の検出を行っている。

また、循環流路には、ポンプ２２、三方電磁弁２３により、循環水５の循環や、給水排水が行われ、フィルタ７により、異物の除去を行っている。

分析装置では、分析用光源４より反応容器２に格納された測定対象３に光を照射し、測定対象３にて照射された光は散乱し、光軸より垂直方向に角度をもつ位置にある分析用検出器１にて測定対象３の測定を行っている。

循環水５の中の監視には循環流路２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０に複数の異物測定用光源８，１０，１２，１４，１６，１８，２０により光を照射させて、光軸より垂直方向に角度をもつ位置にある異物測定用検出器９，１１，１３，１５，１７，１９，２１にて散乱光で測定する。

それぞれの異物測定用検出器９，１１，１３，１５，１７，１９，２１には検出回路部３１が接続されており、異物測定用検出器９，１１，１３，１５，１７，１９，２１からの出力を信号処理し、演算部３２にて変化を測定すると共に記憶領域３３に一定間隔毎に記録する。これら複数の異物測定用検出器９，１１，１３，１５，１７，１９，２１の組み合わせから異物の特定を行えるようにしている。

異常の検知方法としては、異物の大小に分けている。具体的な数値を例とすると、大きい異物は最頻値±［標準偏差値（ＳＤ）×１０倍］を１０回以上検知した場合とし、小さい異物は最頻値±［標準偏差値（ＳＤ）×４倍］を１００回以上検知した場合で判断できる。

異物の例として、小さい異物には細菌（約１μｍ）があり、大きい異物には金属片（約５００μｍ以上）がある。ゴミや泡は細菌以上の大きさではあるが、５００μｍ以下のも存在する。特に泡は変形するため、フィルタ７で防げるものではない。

次に、図２および図３により、本発明の一実施の形態に係る分析装置の異常検出の動作について説明する。図２は本発明の一実施の形態に係る分析装置の異常検出の動作を示すフローチャートであり、分析装置立ち上げ直後から測定開始として、異物検知および改善の流れを示している。図３は本発明の一実施の形態に係る分析装置の異常検出の異常箇所特定用の組み合わせを示す表である。

図２において、まず、測定を開始すると（Ｓ１００）、異物が検出されていないかを判断し（Ｓ１０１）、もし、Ｓ１０１で異物があった場合はオペレーション動作がないか確認し（Ｓ１０２）、動作している場合はデータアラームを付加し、オペレーション終了待ちとして（Ｓ１０３）、フラグを０にリセットし（Ｓ１０４）再監視する。

Ｓ１０２でオペレーション動作していない場合に改善処理に移行する。最初の改善処理は水交換により大小のゴミ等を除去する（Ｓ１０５）。

その後、異物が検出されていないかを判断し（Ｓ１０６）、フラグが３になっているかを判断し（Ｓ１０７）、Ｓ１０７でフラグが３になっていない場合は、フラグが０か、小さい異物か、大きい異物を判断し（Ｓ１０９）、Ｓ１０９でフラグが０であれば、脱気ユニット３６にて脱気処理を実施し、泡（気泡）を除去し、フラグに１を加える（Ｓ１１０）。ゴミと泡は大小関係なく見受けられ、且つ頻度も高いために最初に処理を行う。

Ｓ１０９で大きい異物の場合はフィルタ７に異常の可能性があるため、フィルタ７の掃除により異物を除去し（Ｓ１１１）、フラグに１を加える（Ｓ１１３）。フィルタ７の掃除方法としては、ポンプ２２で流路方向を逆転し、三方電磁弁２３を切り替えて排水を行う。これにより、フィルタ７に蓄積した異物を除去することができる。排水後、三方電磁弁２３およびポンプ２２を再度切り替えて今度は給水を行う。その後、循環できるように三方電磁弁２３を切り替える。

Ｓ１０９で小さい異物としては細菌等が考えられるため、オペレータに次亜鉛素酸を入れるように指示する表示を表示部３５などに行い、オペレータに次亜鉛素酸を入れてもらい、改善を試みて（Ｓ１１２）、フラグに１を加える（Ｓ１１３）。

また、Ｓ１０７でフラグが３になっている場合は、再測定し、例えば図３に示すような表に基づいて、異常箇所を特定して、異常箇所名とその旨のアラームを表示部３５などに出力する（Ｓ１０８）。

この異常箇所の特定は、図３に示すように、異物測定用検出器９，１１，１３，１５，１７，１９，２１の組み合わせにより、流路中の各機能部の異常か否かを前後の異物測定用検出器９，１１，１３，１５，１７，１９，２１にて判断する。

単体の異物測定用検出器９，１１，１３，１５，１７，１９，２１で判断するのは流路および給水のみにしている。判断方法としては検出器単体においては、大きい異物は最頻値±［標準偏差値（ＳＤ）×１０倍］を１０回以上検知した場合とし、小さい異物は最頻値±［標準偏差値（ＳＤ）×４倍］を１００回以上検知した場合にて判断している。

２つの異物測定用検出器の差で判断する場合には、最頻値が低い異物測定用検出器をベースとして標準偏差を算出し、最頻値が大きい異物測定用検出器との差が標準偏差の４倍を小さい異物、標準偏差の１０倍を大きい異物として異常を判断している。

以上のように、本実施の形態では、散乱光を用いる分析装置にて循環水の流路中に塵などの異物が混入した場合、分析に影響する前に異物を取り除くことができ、且つ自動にて改善処理を実施し、無駄な試薬の使用やオペレータ作業を軽減することができる。また、全ての改善処理を適用しても効果が見受けられない場合であっても、異常箇所を特定し、短時間の交換や清掃で顧客先の装置停止時間を軽減することが可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、本実施の形態では、分析用検出器１では異物の検出を行っていないが、分析前などで反応容器２が存在していないときには、分析用検出器１での検出結果に基づいて異物を検出するようにしてもよい。

本発明は、測定対象に光を照射して、測定対象にて散乱する光を測定する分析装置に関し、測定対象の恒温用に用いる循環水中の異物を検出する機能を有する装置やシステムなどに広く適用可能である。

１…分析用検出器、２…反応容器、３…測定対象、４…分析用光源、５…循環水、６…反応槽、７…フィルタ、８…異物測定用光源（反応槽−フィルタ間）、９…異物測定用検出器（反応槽−フィルタ間）、１０…異物測定用光源（フィルタ−ポンプ間）、１１…異物測定用検出器（フィルタ−ポンプ間）、１２…異物測定用光源（ポンプ−三方電磁弁間）、１３…異物測定用検出器（ポンプ−三方電磁弁間）、１４…異物測定用光源（排水路間）、１５…異物測定用検出器（排水路間）、１６…異物測定用光源（三方電磁弁−三方電磁弁間）、１７…異物測定用検出器（三方電磁弁−三方電磁弁間）、１８…異物測定用光源（供給水路間）、１９…異物測定用検出器（供給水路間）、２０…異物測定用光源（三方電磁弁−反応槽間）、２１…異物測定用検出器（三方電磁弁−反応槽間）、２２…ポンプ、２３…三方電磁弁、２４…循環・排水用流路（反応槽−フィルタ間）、２５…循環・排水用流路（フィルタ−ポンプ間）、２６…循環・排水用流路（ポンプ−三方電磁弁間）、２７…排出用流路、２８…循環用流路（三方電磁弁−脱気ユニット・三方電磁弁間）、２９…供給用流路、３０…循環用流路（反応槽−三方電磁弁間）、３１…検出回路部、３２…演算部、３３…記憶領域、３４…制御部、３５…表示部、３６…脱気ユニット。

Claims (5)

1. 測定対象を格納する反応容器と、
   循環水が入った反応層に設置された前記反応容器に光を照射する分析用光源と、
   前記反応容器内の前記測定対象の液体からの散乱光を検出する分析用検出器と、
   前記分析用検出器の検出信号を処理する処理部と、
   前記循環水の流路上に少なくとも１つ設けられた異物測定用光源と、
   前記異物測定用光源に対応して設置され、前記異物測定用光源からの光による前記流路上の循環水からの散乱光を検出する異物測定用検出器と、
   前記循環水の異物を除去して蓄積するフィルタとを備え、
   前記処理部は、前記異物測定用検出器からの検出信号に基づいて、前記循環水中の異物を検出し、その検出情報に基づいて、前記循環水の流路の給水、排水、および流水の方向を制御することを特徴とする分析装置。
2. 請求項１に記載の分析装置において、
   前記処理部は、前記異物測定用検出器で、前記異物が基準値以上検知された際、前記異物を取り除くための改善処理を行うことを特徴とする分析装置。
3. 請求項２に記載の分析装置において、
   前記改善処理は、前記循環水の流路を逆流させ、前記フィルタに蓄積した前記異物を洗浄することで行うことを特徴とする分析装置。
4. 請求項２または３に記載の分析装置において、
   前記処理部は、前記異物が基準値以上検知された際、オペレーション時には警告を出し、オペレーション停止時には前記改善処理を行うことを特徴とする分析装置。
5. 請求項４に記載の分析装置において、
   前記処理部は、前記異物が基準値以上検知された際、オペレーション時には、前記分析用検出器による測定結果に対して警告の情報を付加することを特徴とする分析装置。

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