JP2014119329A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な機構を追加することなく反応容器の有無検知を実現し、さらに透明な反応容器の有無検知を実現することが可能な自動分析装置を提供する。
【解決手段】凝固時間検出部は反応容器架設部５１と検出器５３と光源５４を備えている。反応容器移送機構１６により搬送されたディスポーザブル反応容器１３の架設前後では散乱光強度に変化が生じる。この散乱光強度の変化を検出器５３で検出することでディスポーザブル反応容器１３の有無検知機能を実現する。
【選択図】図２

Description

本発明は、血液や尿などのサンプルに含まれる成分量を分析する自動分析装置であって、特に生化学分析項目、免疫分析項目、血液凝固時間項目、凝固・線溶マーカ項目が測定可能な自動分析装置に関する。

サンプルに含まれる成分量を分析する分析装置として、光源からの光を、サンプルと試薬とが混合した反応液に照射して得られる単一又は複数の波長の透過光量または散乱光量を測定して、光量と濃度の関係から成分量を算出する自動分析装置が知られている。

特許文献１に記載の自動分析装置においては、回転と停止を繰り返す反応ディスクに、光学的に透明な反応セルが円周状に並べられ、反応ディスク回転中に、予め配置された透過光測定部により、約１０分間、一定の時間間隔で反応による光量の経時変化（反応過程データ）が測定される。反応終了後、反応容器は洗浄機構により洗浄されて、再び分析に使用される。

反応液の反応には、基質と酵素との呈色反応を用いる比色分析と、抗原と抗体との結合による凝集反応を用いるホモジニアス免疫分析の、大きく２種類の分析分野が存在し、後者のホモジニアス免疫分析では、免疫比濁法やラテックス凝集法などの測定方法が知られている。

免疫比濁法では、抗体を含有した試薬を用い、サンプルに含まれる測定対象物（抗原）との免疫複合体を生成させ、これらを光学的に検出し、成分量を定量する。ラテックス凝集法では、表面に抗体を感作（結合）させたラテックス粒子を含有した試薬を用い、試料中に含まれる抗原との抗原抗体反応によりラテックス粒子を凝集させ、これらを光学的に検出し、成分量を定量する。さらに、化学発光や電気化学発光による検出技術とＢ／Ｆ分離技術によって、より高感度な免疫分析を行うヘテロジニアス免疫分析装置も知られている。

また、特許文献２に記載された血液の凝固能を測定する自動分析装置も存在する。血液は血管内部では流動性を保持して流れているが、一旦出血すると、血漿や血小板中に存在する凝固因子が連鎖的に活性化され、血漿中のフィブリノーゲンがフィブリンに変換され析出することで止血に至る。

このような、血液凝固能には血管外に漏れ出した血液が凝固する外因性のものと、血管内で血液が凝固する内因性のものが存在する。血液凝固能（血液凝固時間）に関する測定項目としては、外因系血液凝固反応検査のプロトロンビン時間（ＰＴ）、内因系血液凝固反応検査の活性化部分トロンボプラスチン時間（ＡＰＴＴ）と、フィブリノーゲン量（Ｆｂｇ）等が存在する。

これらの項目は、いずれも凝固を開始させる試薬を添加することにより析出するフィブリンを、光学的、物理的、電気的手法で検出することによっている。光学的手段を用いる方法としては、反応液に光を照射し、反応液中に析出してくるフィブリンを散乱光や透過光の経時的な強度変化をとらえることで、フィブリンが析出し始める時間を算出する方法が知られている。特許文献２に代表される血液凝固自動分析装置において、血液凝固反応（特にＦｂｇ項目）の凝固時間は数秒と短いため０．１秒間隔程度の短い間隔での測光が必要なことと、反応液が凝固してしまうと洗浄による反応容器の再利用は不可能なため、反応は独立した測光ポートで行われ、反応容器は使い捨てである。血液凝固・線溶検査分野には、血液凝固時間測定のほか、凝固因子測定、凝固・線溶マーカ測定も含まれる。凝固因子測定は主に血液凝固時間測定部にて測定されるが、凝固・線溶マーカは合成基質法、ラテックス凝集法による分析が行われる。血液凝固時間項目は従来からのＰＴ、ＡＰＴＴ、Ｆｂｇでほぼ固定されているのに対し、凝固・線溶マーカ項目は、ＤＩＣ（播種性血管内凝固）等の早期診断・治療の要求から今後も増加が見込まれ、自動分析装置の処理能力向上が必要となってきている。しかしながら、特許文献２においては、凝固・線溶マーカは、透過光測定可能な測光ポートにて測定されており、従来の血液凝固分析装置では、凝固時間も凝固・線溶マーカも固定の測光ポートで分析することが通常であった。

このような自動分析装置においては使い捨ての反応容器を用いるため、反応容器の検出部へ架設した際の有無検知を備えている。検知の方法としては特許文献３のようなマイクロスイッチを用いる方法や、特許文献４のような光センサで検出する方法がある。

米国特許第４４５１４３３号公報 特開２０００−３２１２８６号公報 特開平１−１６２１５６号公報 特開平１１−３１６２３５号公報

反応容器の有無検知機能は、検出部に反応容器が架設していない状態で試薬を吐出してしまうリスク低減のために必要な機能である。

上記特許文献３のように反応容器有無検知のための機構を追加することで検知することは可能であるが、検出ポートの数だけ有無検知の機構が必要となってしまう。

また、光源からの光を透過するために反応容器は透明なものを使用するため、特許文献４のように反射型や透過型の光センサで検出を行うと検出部のセンサへの影響が懸念される。

よって、本発明の目的としては複雑な機構を追加することなく反応容器の有無検知を実現し、さらに透明な反応容器の有無検知を実現することが可能な自動分析装置を提供することである。

反応容器の有無検知機能を備える自動分析装置において、検出部の検知器に有無検知機能を共通化して上記機能を実現する。

本発明によれば、機構を追加することなく反応容器の有無検知をすることが可能である。また、散乱光強度を検知器でモニタするため、透明な反応容器の精度の高い有無検知を実現することが出来る。

本発明の一実施例の血液凝固時間測定装置の全体構成を示すシステムブロック図である。 本発明の一実施の形態である血液凝固時間測定部の概略図である。 本発明の一実施の形態における、反応容器を反応容器架設部に架設した際の散乱光強度の変化の模式図である。 本発明の一実施の形態における、反応容器を反応容器架設部から廃棄した際の散乱光強度の変化の模式図である。 本発明の一実施の形態における、架設状態の変動を検出することを示す模式図である。

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、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは原則として同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は可能な限り省略するようにしている。

図１は、本発明の一実施例のベースとなる血液凝固能測定装置の全体構成を示すシステムブロック図である。図１に示すように、血液凝固能測定装置は凝固時間検出部１２を複数備えた反応容器温調ブロック１１、測定に使用されるディスポーザブル反応容器１３が複数ストックされている反応容器供給部１４、ディスポーザブル反応容器１３を移送する反応容器移送機構１６、試薬昇温機能付き試薬分注機構１７、反応容器廃棄部１８、検体分注機構２０、検体ディスク２１、試薬ディスク２３、コンピュータ３１から構成されている。

次に、血液凝固時間測定の機構動作の概略を説明する。

反応容器移送機構１６により、反応容器供給部１４からディスポーザブル反応容器１３が凝固時間検体分注ポジション１５に移送される。この状態から血液凝固時間測定は開始される。検体分注機構２０に分取された検体は、生化学分析部の検体分注ポジションを通過して、凝固時間検体分注ポジション１５のディスポーザブル反応容器１３に分注される。反応容器移送機構１６により検体が分注されたディスポーザブル反応容器１３は、反応容器温調ブロック１１に備わる凝固時間検出部１２へと移送され、反応容器は凝固時間検出部１２で温調され、検体は３７℃まで昇温される。試薬は試薬容器２４から試薬昇温機能付き試薬分注機構１７により吸引され、３７℃にプリヒートされる。プリヒートが完了した試薬は、検体が入ったディスポーザブル反応容器１３へ吐出される。このとき、試薬吐出勢いにより検体と試薬の攪拌も実施され、血液凝固時間測定が開始する。血液凝固時間測定が完了したディスポーザブル反応容器１３は、反応容器移送機構１６により、反応容器廃棄部１８に廃棄される。

次に、図１の自動分析装置１における制御系及び信号処理系について簡単に説明する。コンピュータ３１は、インターフェース３２を介して、反応容器移送機構制御部１９、検体分注制御部３３、試薬分注制御部３４、Ａ／Ｄ変換器３５に接続されている。コンピュータ３１は、反応容器移送機構制御部１９に対して指令を送り、反応容器移送動作を制御する。検体分注制御部３３に対して指令を送り、検体の分注動作を制御する。また、コンピュータ３１は、試薬分注制御部３４に対して指令を送り、試薬の分注動作を制御する。

Ａ／Ｄ変換器３５によってデジタル信号に変換された測光値は、コンピュータ３１に取り込まれる。
インターフェース３２には、印字するためのプリンタ３６、記憶装置であるメモリ３７や外部出力メディア３８、操作指令等を入力するためのキーボード３９、画面表示するためのＣＲＴディスプレイ（表示装置）４０が接続されている。表示装置４０としては、ＣＲＴディスプレイの他に液晶ディスプレイなどを採用できる。メモリ３７は、例えばハードディスクメモリまたは外部メモリにより構成される。メモリ３７には、各操作者のパスワード、各画面の表示レベル、分析パラメータ、分析項目依頼内容、キャリブレーション結果、分析結果等の情報が記憶される。

図２は本発明に関わるディスポーザブル反応容器１３の有無検知に関する凝固時間検出部１２の概略図を示している。凝固時間検出部１２は反応容器架設部５１と検出器５３と光源５４を備えている。例えば、検出器５３は、図示するように反応容器設置部５１の窪み内の側面側に設けられている。なお、図２では２つの検出器を設けている例である。反応容器搬送機構１６は反応容器１３を把持し、下降しながら、ディスポーザブル反応容器１３を反応容器設置部５１の窪みに挿入し、設置する。本発明では検出器５３が検出する散乱光強度をモニタすることによりディスポーザブル反応容器１３の有無検知機能を実現するものである。方法を以下に示す。

反応容器移送機構１６により搬送されたディスポーザブル反応容器１３を反応容器架設部５１に架設する際に、ディスポーザブル反応容器１３の架設前後の散乱光強度を示したのが図３である。ディスポーザブル反応容器１３の架設前後では散乱光強度に変化が生じる。この散乱光強度の変化を検出器５３で検出することでディスポーザブル反応容器１３の有無検知機能を実現する。この変化とは、例えば、架設前後の散乱光強度の差や比を用いて、反応容器１３の有無を検知することができる。

また、ディスポーザブル反応容器１３を反応容器架設部５１に架設する際に、図２における光源５４からディスポーザブル反応容器１３の底面に照射された散乱光が検知器５３に検知され、図３のようにピークを示す。また、ディスポーザブル反応容器１３を反応容器架設部５１から廃棄する場合は図４のような散乱光のピークを検出器５３が検出する。よって、散乱光のピークを検出することによりディスポーザブル反応容器１３のより精度の高い有無検知機能を実現することが可能となる。ディスポーザブル反応容器１３の架設、廃棄の際の散乱光強度のピークは、散乱光強度の閾値を超えた値と定義する。従い、検出器５３が予め設定された閾値を越える散乱光強度のピークを検出することで、反応容器の有無を検知することができる。

ディスポーザブル反応容器１３は、透明な容器であるため、容器架設の前後で大きな変化が検出できない場合がある。このような場合であっても、反応容器の底面が検出器５３とほぼ同じ高さに到達した僅かな間に、光源５４から照射された光がこの底面の曲面で反射した反射光が検出器５３に入射するため、大きなピークを得ることができる。従い、ピークを検出することで、透明度の高い反応容器であっても、飛躍的に検出感度を上げることができる。

散乱光強度のモニタリングは常時行うと、ソフトの処理への負担の増加が懸念される。そこで、ディスポーザブル反応容器１３を架設するタイミング、廃棄するタイミングをトリガとして、散乱光強度をモニタすることでソフトへの負担を軽減することに加えて、散乱光のピークを検出することでディスポーザブル反応容器１３のより精度の高い有無検知を行うことを可能とする。従い、反応容器の架設または廃棄のタイミングに予め設定された閾値を越える散乱光強度のピークを検出することで、反応容器の有無検知を行うことができる。

ディスポーザブル反応容器１３の有無検知を散乱光強度のモニタ（監視）により実現することで、ディスポーザブル反応容器１３の搬送の確実性のチェックを行うことが可能である。ディスポーザブル反応容器１３を架設後または廃棄後のタイミングで、散乱光強度がピークと定義した予め設定した閾値を超えるピークを検出しなかった場合は、ディスポーザブル反応容器１３の架設ミス、または廃棄ミスなどの架設異常または廃棄異常としてコンピュータ（制御部）３１がインターフェース３２と通してアラームを出す。ディスポーザブル反応容器１３の架設異常とアラームが出た場合は、試薬昇温機能付き試薬分注機構１７の駆動を止めて、ディスポーザブル反応容器１３が反応容器架設部５１に試薬を吐出することを防止することが出来る。また、ディスポーザブル反応容器１３の廃棄異常とアラームが出た場合は、反応容器移送機構１６の駆動を止めて、反応容器架設部５１にディスポーザブル反応容器１３がある状態でさらにディスポーザブル反応容器１３を架設することを防止することが可能である。

さらに、分析工程中の検知器５３が散乱光強度をモニタ（監視）する際に、メモリ３７内にストレージしている散乱光強度と比較して、予め設定している数値以上、又は、予め設定された数値との乖離が検出された場合は、ディスポーザブル反応容器１３の架設状態の変動、例えば、浮き上がり等の異常が生じたことを検出することが可能である（図５参照）。その際、コンピュータ（制御部）３１がインターフェース３２と通してアラームを出すことで、アラームが出された検体を自動的に再検査することが可能となる。

本実施例のように、検出部の検知器に反応容器有無検知機能を共通化することによって装置コストの削減を図り、複雑な機構を追加することなく精度良く反応容器有無検知を実現することが可能となる。また、ディスポーザブル反応容器１３の搬送の確実性向上も図ることや、分析行程中のディスポーザブル藩の容器１３の状態をモニタ（監視）することが可能であり、アラームが出された場合は自動的に再検査をするなどユーザへの負担を軽減することが可能となる。

１ 血液凝固能測定装置
１１ 反応容器温調ブロック
１２ 凝固時間検出部
１３ ディスポーサブル反応容器
１４ 反応容器供給部
１５ 凝固時間検体分注ポジション
１６ 反応容器移送機構
１７ 試薬昇温機能付き試薬分注機構
１８ 反応容器廃棄部
１９ 反応容器移送機構制御部
２０ 検体分注機構
２１ 検体ディスク
２２ 検体容器
２３ 試薬ディスク
２４ 試薬容器
３１ コンピュータ
３２ インターフェース
３３ 検体分注制御部
３４ 試薬分注制御部
３５ Ａ/Ｄ変換機
３６ プリンタ
３７ メモリ
３８ 外部出力メディア
３９ キーボード
４０ ＣＲＴディスプレイ（表示装置）
５１ 反応容器架設部
５２ 反応液
５３ 検出器
５４ 光源

Claims (9)

1. 検体と試薬を混合液し反応させるための反応容器と、血液凝固時間を測定する前記反応容器を温調する機能を備えた複数の検出部と、検体を前記反応容器に分注する検体分注機構と、試薬を前記反応容器に分注する試薬分注機構と、前記反応容器を移送する反応容器移送機構を備えた自動分析装置において、反応容器有無検知機能を前記検出部の光検出機能と共通化することを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   前記反応容器を前記検出部に架設した際の散乱光強度の変化で、反応容器の有無検知を行うことを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項１または２に記載の自動分析装置において、
   前記検出器が予め設定された閾値を超える散乱光強度のピークを検出することで、反応容器の有無検知を行うことを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項１〜３のいずれか記載の自動分析装置において、
   反応容器の架設または廃棄のタイミングに予め設定された閾値を超える散乱光強度のピークを検出することで、反応容器の有無検知を行うことを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項１〜４のいずれか記載の自動分析装置において、
   分析工程中の散乱光強度を検出器により監視することでメモリ内にストレージされた数値と比較することにより、反応容器架設状態の変動を検出することを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項１〜５のいずれか記載の自動分析装置において、
   メモリ内にストレージされた分析工程中の散乱光強度の数値と予め設定された数値との乖離を検出した場合、アラームを発信する制御部を備えることを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項６に記載の自動分析装置において、
   前記アラームが出された検体を自動的に再検査することを特徴とする自動分析装置。
8. 請求項１〜７のいずれか記載の自動分析装置において、
   前記検出器が予め設定された閾値を超える散乱光強度のピークを検出しなかった場合には、前記検出部への反応容器の架設または廃棄異常としてアラームを発信する制御部を備えることを特徴とする自動分析装置。
9. 請求項８に記載の自動分析装置において、
   前記架設または廃棄異常としてアラームが発信された場合は、試薬分注機構の駆動を停止させることを特徴とする自動分析装置。