JP2015161658A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】汎用試薬容器を使用可能な自動分析装置を提供すること。
【解決手段】自動分析装置は、複数の試薬容器を設置するための複数のホルダーを有する試薬ディスク１４と、試薬ディスクを回転駆動する回転駆動部２３と、複数のホルダーに設置された試薬容器から試薬を吸引するプローブ部１７と、プローブ部を回転及び上下に移動するプローブ移動部２４と、試薬容器各々の容器種類に基づいてホルダーごとに試薬吸引位置を決定する試薬吸引位置決定部３７と、決定された試薬吸引位置に従ってプローブ部の回転と回転駆動部の回転とを制御する機構制御部３０とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、自動分析装置に関する。

近年、試薬コスト削減や試薬の多種多様化に伴って、自動分析装置で汎用試薬容器を使用したいというユーザニーズが高まってきている。しかしながら、一般的に、自動分析装置は、予め使用可能な試薬容器（基準容器）が設定されている。そのため、汎用試薬容器を使用した場合、基準容器の容器口の位置と汎用試薬容器の容器口の位置とが異なり、汎用試薬容器から試薬プローブにより反応容器に分注する時に、試薬プローブが容器口の淵にあたるなどして、正確に試薬を吸引できなくなる恐れがある。

特開２００９−３００１５２号公報

目的は、汎用試薬容器を使用可能な自動分析装置を提供することにある。

実施形態によれば、自動分析装置は、複数の試薬容器を設置するための複数のホルダーを有する試薬ディスクと、試薬ディスクを回転駆動する回転駆動部と、複数のホルダーに設置された試薬容器から試薬を吸引するプローブ部と、プローブ部を回転及び上下に移動するプローブ移動部と、試薬容器各々の容器種類に基づいてホルダーごとに試薬吸引位置を決定する試薬吸引位置決定部と、決定された試薬吸引位置に従ってプローブ部の回転と回転駆動部の回転とを制御する機構制御部とを具備する。

図１は本実施形態に係る自動分析装置の概略を示す図である。 図２は図１の自動分析装置の測定部及び機構部の外観を示す図である。 図３は試薬容器の外観を示す図である。 図４は試薬ディスクに配置される試薬容器の一例を示す図である。 図５は図１の容器情報記憶部に予め記憶されている試薬容器情報の一例を示す図である。 図６は図１のホルダー管理表発生部で発生されるホルダー管理表の一例を示す図である。 図７は図１の吸引位置特定部による試薬容器種類に応じた回転補正角を示す容器情報を示す図である。 図８は試薬プローブ回転角と試薬テーブル回転角を示す図である。 図９は試薬容器の種類ごとの試薬吸引位置を例示する図である。 図１０は図８の試薬容器の種類Ｂに対応する試薬テーブル回転補正角を示す図である。 図１１は図１のデータ処理部によるホルダー管理表の作成手順を示す図である。 図１２は図１の検査工程制御部による検査工程手順を示す図である。

以下、本実施形態に係る自動分析装置について図面を参照しながら説明する。図１に本実施形態に係る自動分析装置の概略を示している。図２は図１の自動分析装置の機構部３１の外観を示す図である。機構部３１の一構成部分をなす反応ディスク１１は、円周上に配列された複数の反応管１０を保持する。反応ディスク１１は、機構駆動部３０の一構成部分をなす反応ディスク回転駆動部（図示しない）により回転される。試料ディスク１２は、反応ディスク１１の近傍に配置されている。試料ディスク１２は、試料が収容された恒温下に維持される試料容器１２ａを保持する。試料ディスク１２は、機構駆動部３０の一構成部分をなす試料ディスク回転駆動部（図示しない）により回転される。反応ディスク１１と試料ディスク１３との間にはサンプルアーム部１５が配置される。サンプルアーム部１５の試料プローブ１５ｃは支柱１５ａからアーム１５ｂを介して支持される。試料プローブ１５ｃは、機構駆動部３０の一構成部分をなす試料プローブ駆動部（図示しない）により回転され、昇降される。試料プローブ１５ｃの回動軌道上に、試料ディスク１２上の試料吸引位置と反応ディスク１１上の試料分注位置とが設定される。試料ディスク１２上の試料吸入位置において試料容器１２ａから試料が試料プローブ１５ｃを介して吸引される。吸引された試料は、反応ディスク１１上の試料分注位置において複数の反応管１０に順次分注される。

機構部３１の一構成部分をなす試薬庫１４の試薬ディスク１４ｄは、回転自在に支持されており、その回転は回転駆動部２３により駆動される。試薬ディスク１４ｄは、試薬を収容する複数の試薬容器１４ａを着脱自在に設置するための複数のホルダー１４ｂを有する。複数のホルダー１４ｂは試薬ディスク１４ｄの円周方向に沿って円形に配列される。各ホルダー１４ｂは、様々な試薬メーカーによる様々な種類の試薬容器１４ａに適合している。試薬容器１４ａは、図３、図４に示すように、一般的にはくさび形状を有する。試薬容器１４ａは、その上面に試薬分注機構１７の試薬プローブ１７ｃを挿出入させるための試薬吸引口１４ｃを有する。また試薬容器１４ａの背面には、試薬識別情報、試薬製造年月日、使用期限、試薬容器種類などの試薬情報が典型的にはバーコードラベルとして設けられている。バーコードラベルに代えて、他の情報記憶媒体として例えばＩＣチップ又はＲＦＩＤであってもよい。各試薬容器背面のバーコードラベルは、試薬ディスク１４ｄの外周近傍に配置された読取部（バーコードリーダ）３５に読み取られる。読み取られたバーコードは読み取り制御部３４で解読され、データ処理部３６に供給される。

試薬容器１４ｃは複数の種類のものが流通しており、種類の異なる試薬容器１４ａでは、図４に例示するように、試薬容器１４ａの上面における試薬吸引口１４ｃの中心位置が相違する。例えば試薬容器種類Ａではその試薬吸引口１４ｃは背面から側面からｘ１の距離、背面からｙ１の距離で規定される位置に設けられている。試薬容器種類Ｂではその試薬吸引口１４ｃは背面から側面からｘ２の距離、背面からｙ２の距離で規定される位置に設けられている。試薬容器種類Ｃではその試薬吸引口１４ｃは背面から側面からｘ３の距離、背面からｙ３の距離で規定される位置に設けられている。なお、試薬吸引口１４ｃの開口直径、口縁高等も容器種類に応じて異なる場合があるがここではその中心位置の違いにのみ特化して説明する。

なお、試薬吸引口１４ｃの位置を容器座標系（ｘn、ｙn）で表現し、試薬吸引位置を試薬ディスク回転中心を原点とした試薬ディスク座標系（Ｘn、Ｙn）で表現する。

試薬ディスク１４と反応ディスク１１との間には試薬アーム部１４が配置される。試薬アーム部１７の試薬プローブ１１７ｂは支柱１７ａからアーム１７ｂを介して支持される。試薬プローブ１１７ｂは、機構駆動部３０の一構成部分をなす試薬プローブ移動部２４により回転される。試薬プローブ１７ｃの回動軌道上に、試薬吸引位置と反応ディスク１１上の試薬分注位置とが設定される。試薬ディスク１４上の試薬吸入位置において試薬容器１４ａから試薬が試薬プローブ１７ｃを介して吸引される。吸引された試薬は、反応ディスク１１上の試薬分注位置において適宜、反応管１０に分注される。

なお、図２においては、試薬庫１４とともに他系統の試薬庫１３が反応ラインの内側に設けられ、同様に試薬分注機構１６が試薬庫１３の近傍に配置されている。このように試薬庫及び試薬分注機構が複数系統設けられているが、以下の説明では、試薬庫１４、試薬分注機構１７についてのみ説明するが、試薬庫１３、試薬分注機構１６に関しては試薬庫１４、試薬分注機構１７の説明をそのまま適用することができる。

反応ディスク１１の反応ライン近傍には、機構部３０の一構成部分をなす撹拌部２０、洗浄部２１、測光部２２等が配設されている。機構部３０の動作は機構制御部２９により制御される。それにより分析処理が進行する。

システム制御部２５は、システム全体の動作制御を司る。操作部２６は、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、スイッチボタン等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスからなり、操作者が様々な分析条件、例えば試薬吸引位置の修正や値を入力するために設けられている。表示部６は、例えばＣＲＴディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示デバイスからなり、上記分析条件、試薬吸引位置の一覧、分析工程進捗状況、測定結果等を表示するために設けられている。

データ処理部３６は、吸引位置特定部３７、ホルダー管理表発生部３８、容器種類特定部３９を有する。容器種類特定部３９は、ホルダー１４ｂに設置された試薬容器ごとに読取制御部３４で解読されたバーコード情報から容器種類を特定する。吸引位置特定部３７は、容器種類特定部３９で特定された容器種類を、図５に例示する記憶部２７の容器情報記憶部２８に記憶されている容器情報に照会することにより、その容器固有の試薬吸引口の位置を特定する。容器情報記憶部２８に記憶されている容器情報の一例を図５に示している。容器情報は、市場に流通している試薬容器の複数の種類を対象として、容器種類ごとに吸引口の中心位置（ｘn、ｙn）を有する。図９に示すように、試薬吸引位置の特定、つまり試薬容器座標系で表現されている試薬吸引口（ｘn、ｙn）を、試薬ディスク座標系で表現される試薬吸引位置（Ｘn、Ｙn）に変換するには、試薬ディスク１４ｄの回転に伴う試薬容器１４ａの試薬吸引口の中心位置の回転軌道と、試薬プローブ１７ｃの回転軌道との交点計算による。基準となるべき試薬吸引位置（基準試薬吸引位置）Ｐ0（＝ＰA）は、図８に示すように、標準的な容器種類Ａの試薬容器１４ａを対象として決定される。同様に、容器種類Ｂ，Ｃ，Ｄの試薬容器の試薬吸引位置ＰB、ＰC、ＰDは、容器種類Ｂ，Ｃ，Ｄの試薬吸引口の位置に基づいて決定される。

ホルダー管理表発生部３８は、ホルダー１４ｂに設置された試薬容器ごとに読取制御部３４で解読されたバーコード情報、吸引位置特定部３７でホルダーごとに特定された試薬吸引位置とから図６に例示するホルダー管理表を作成する。ホルダー管理表は表示部４１に表示される。操作者は必要に応じて操作部２６を介してホルダー管理表の吸引位置を修正し、また吸引位置を追加する。

実際に機構制御部２９が試薬ディスク１４ｄの回転及び試薬プローブ１７ｃの回転を制御するにあたっては、図７に示す回転補正表が用いられる。回転補正表においては、基準となるべき試薬吸引位置（基準試薬吸引位置）Ｐ0（＝ＰA）に対応する試薬プローブ１７ｂの基準回転角に対する補正角、試薬ディスク１４ｄの基準回転角に対する補正角を、複数の試薬吸引位置それぞれに対して事前に決定している。基準試薬吸引位置ＰAに従って決定されている。同様に、試薬ディスク１４ｄの基準回転角は、基準試薬吸引位置ＰAに従って決定されている。試薬容器種類Ｂ，Ｃ，Ｄそれぞれの試薬プローブ１７ｂの基準回転角に対する回転補正角、試薬ディスク１４の基準回転角に対する回転補正角として予め決定されている。例えば図１０に示すように試薬容器種類Ｂの試薬プローブ１７ｂに関する回転補正角は、試薬吸引口のｙ座標が基準とされた試薬容器種類Ａのｙ座標に等価であり従って試薬吸引口の中心位置の回転軌道はＡ、Ｂともに同じであるので”ゼロ”、一方、試薬ディスク１４の基準回転角に対する回転補正角Δφ1は試薬吸引口のｘ座標が基準とされた試薬容器種類Ａのｘ座標と異なることからｘ座標差に応じた回転角に決定されている。

システム制御部２５は、次工程で用いる試薬を保持しているホルダーをホルダー管理表から特定し、その試薬吸引位置情報を機構制御部２９に供給する。機構制御部２９は、供給された試薬吸引位置から図７の回転補正表に従って回転補正角に変換して、試薬プローブ１７ｂの回転、試薬ディスク１４の回転を制御する。

次に、本実施形態の試薬ディスク１４のホルダー管理表の発生方法について、図１１のフローチャートを用いて説明する。ホルダー管理表の発生処理は、システム制御部２５の制御のもとで行われる。試薬ディスク１４ｄが１回転される（ステップＳ１１）。その１回転の期間中、読取部３５による複数のホルダー１４ｂに設置されている複数の試薬容器１４ａの背面に張り付けられているバーコードの光学的読み取り動作が繰り返される（ステップＳ１２）。読取部３５で読み取られたバーコードは、読み取り制御部３４で解読され、データ処理部３６に供給される。Ｓ１１，Ｓ１２は、全ての試薬容器１４ａの背面に張り付けられているバーコードの読み取りが完了するまで繰り返される（ステップＳ１３）。

データ処理部３６の容器種類特定部３９により、解読されたバーコード情報から容器種類が特定される（Ｓ１４）。吸引位置特定部３７により、容器種類特定部３９で特定された容器種類が、容器情報記憶部２８に記憶されている容器情報（図５参照）に照会される（ステップＳ１５）。それにより容器固有の試薬吸引口の位置が特定される。（ステップＳ１６）。試薬吸引位置特定部３７により、試薬吸引口（ｘn、ｙn）は、試薬ディスク座標系で表現される試薬吸引位置（Ｘn、Ｙn）に変換される。試薬ディスク１４ｄの回転に伴う試薬容器１４ａの試薬吸引口の中心位置の回転軌道と、試薬プローブ１７ｃの回転軌道との交点が、試薬吸引位置（Ｘn、Ｙn）として与えられる。

ホルダー管理表発生部３８により、ホルダー１４ｂに設置された試薬容器ごとに読取制御部３４で解読されたバーコード情報、吸引位置特定部３７でホルダーごとに特定された試薬吸引位置とからホルダー管理表が作成される（ステップＳ１６）。ホルダー管理表は表示部４１に表示される（ステップＳ１７）。操作者は必要に応じて操作部２６を介してホルダー管理表の吸引位置を修正し、また吸引位置を追加する。

図１２には、本実施形態に係る自動分析過程における試薬吸引吐出動作手順を示している。操作部２６を介したオペレータからの指示により分析が開始される。システム制御部２５の制御のもとで、複数の検査項目の手順及び各々の試料吸引分注、試薬吸引分注、攪拌、反応、測光、洗浄などの分析工程手順を記述した検査管理表に従って、次の工程又は後工程で使用する試薬の種類が特定される（ステップＳ２１）。特定された種類の試薬が設置されたホルダー１４ｂがホルダー管理表で特定され（ステップＳ２２）、またそのホルダナンバーと共に試薬容器に応じた試薬吸引位置が読み出される（ステップＳ２３）。そして試薬吸引位置に対応する回転補正角が回転補正表から特定され（ステップＳ２４）、その回転補正角に従ってプローブ１７ｃ及び試薬ディスク１４ｄが回転される（Ｓ２５）。試薬がプローブ１７ｃを介して吸引され、反応容器に吐出される。

本実施形態によれば、試薬吸引口の位置が異なる様々な種類の試薬容器を簡易に使用することができる。

なお、上述の説明では、試薬容器の種類をその背面等に貼付されているバーコードラベル等の情報記憶媒体から認識し、その容器種類から試薬吸引口の位置を特定した。しかし、試薬吸引口の位置情報を情報記憶媒体に記憶させておき、又は併用するようにしてもよい。さらに試薬ディスクの上方に試薬容器の上面を撮影するカメラを設置しておき、撮影画像からパターン認識等の画像処理により試薬吸引口領域を抽出してその位置を特定するようにしても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…反応管、１１…反応ディスク、１２…試料ディスク、１５…サンプルアーム部、１４…試薬庫、２０…撹拌部、２１…洗浄部、２２…測光部、２３…回転駆動部、２４…試薬プローブ移動部、２５…システム制御部、２６…操作部、２７…記憶部、２８…容器情報記憶部、２９…機構制御部、３０…機構駆動部、３１…機構部、３６…データ処理部、３７…吸引位置特定部、３８…ホルダー管理表発生部、３９…容器種類特定部、４１…表示部。

Claims (9)

1. 複数の試薬容器を設置するための複数のホルダーを有する試薬ディスクと、
   前記試薬ディスクを回転駆動する回転駆動部と、
   前記複数のホルダーに設置された試薬容器から試薬を吸引するプローブ部と、
   前記プローブ部を回転及び上下に移動するプローブ移動部と、
   前記試薬容器各々の容器種類に基づいて前記ホルダーごとに試薬吸引位置を決定する試薬吸引位置決定部と、
   前記決定された試薬吸引位置に従って前記プローブ部の回転と前記回転駆動部の回転とを制御する機構制御部とを具備することを特徴とする自動分析装置。
2. 前記試薬容器各々の容器種類を、前記試薬容器各々に設けられている情報記憶媒体を介して認識する容器種類認識部を更に備えることを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
3. 前記情報記憶媒体は、バーコード、ＩＣチップ又はＲＦＩＤであることを特徴とする請求項２記載の自動分析装置。
4. 前記容器種類認識部は、複数の容器種類と複数の試薬吸引位置との対応表のデータを記憶する記憶部を更に備えることを特徴とする請求項２記載の自動分析装置。
5. 前記ホルダーに対する前記試薬吸引位置の一覧を表示する表示部を更に備えることを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
6. 前記表示された前記試薬吸引位置は操作者入力に従って修正されることを特徴とする請求項５記載の自動分析装置。
7. 複数の試薬容器を設置するための複数のホルダーを有する試薬ディスクと、
   前記試薬ディスクを回転駆動する回転駆動部と、
   前記複数のホルダーに設置された試薬容器から試薬を吸引するプローブ部と、
   前記プローブ部を回転及び上下に移動するプローブ移動部と、
   前記ホルダー各々に対する試薬吸引位置の対応表のデータを記憶する記憶部と、
   前記対応表に従って前記プローブ部の回転と前記回転駆動部の回転とを制御する機構制御部とを具備することを特徴とする自動分析装置。
8. 前記試薬ディスクを撮影するカメラによる画像に基づいて、前記ホルダー各々に対する前記試薬吸引位置を決定する試薬吸引位置決定部を更に備えることを特徴とする請求項７記載の自動分析装置。
9. 複数の試薬容器を設置するための複数のホルダーを有する試薬ディスクと、
   前記試薬ディスクを回転駆動する回転駆動部と、
   前記複数のホルダーに設置された試薬容器から試薬を吸引するプローブ部と、
   前記プローブ部を回転及び上下に移動するプローブ移動部と、
   前記試薬容器各々に設けられている情報記憶媒体を読み取る読取部と、
   前記情報記憶媒体から読み取った試薬吸引口の位置に基づいて、前記ホルダーごとに試薬吸引位置を決定する試薬吸引位置決定部と、
   前記決定された試薬吸引位置に従って前記プローブ部の回転と前記回転駆動部の回転とを制御する機構制御部とを具備することを特徴とする自動分析装置。

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