JP2016027309A - 液採取装置及びその液採取装置を備えた自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新たなセンサを追加することなく、液面センサを利用して吸入対象の液面に発生した泡を検知することができるようにする。
【解決手段】液採取装置は、前回のプローブ下降動作の際に検出された液面高さに基づいて計算により求められた吸入動作後の液面高さと、今回のプローブ下降動作の際に実際に検出された液面高さとの差分をとり、その差分が予め装置側に設定されている許容誤差の最大値として設定された第１のしきい値を超え、第１のしきい値よりも大きく設定された第２のしきい値以下であるときに泡の存在を検知し、さらに泡の存在を検知したときはオペレータに警告を表示するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プローブを介して容器内に収容されている液を採取する液採取装置及びその液採取装置を備えた自動分析装置に関するものである。

例えば自動分析装置は、所定量の検体を反応容器に分注し、さらにその検体に所定量の試薬を添加した後、所定の測定部において反応容器内の反応を光学的に測定するという一連の動作が自動的に実行されるようになっている。検体に添加される種々の試薬は装置の所定の試薬収容部にオペレータによって設置され、その設置された試薬の情報と設置位置とが対応付けられて装置側に登録されている。

かかる自動分析装置において、検体容器から検体を採取して反応容器に分注する作業や、試薬収容部に設置された試薬を採取して反応容器に分注する作業は、液の吸入と吐出を行なうプローブを利用して行なわれることが一般的である。その場合、プローブを目的の検体や試薬を収容した容器上の位置に配置し、そこから下降させてプローブ先端をその容器内に進入させて液を吸入した後、プローブを反応容器の位置へ移動させて吸入した液を反応容器に分注する。

上記の自動分析装置では、プローブで検体や試薬の吸入を行なう際に、プローブが必要以上に検体や試薬内に浸漬されて汚染されることを防止することを目的の一つとして、プローブの先端が液面に接触したことを検知する液面センサが設けられることがある（例えば、特許文献１参照。）。この場合、吸入対象の液の上方からプローブを下降させてプローブ先端が液に接触したときのプローブの位置を液面センサに基づいて検出し、その位置から必要な距離だけプローブを下降させてから液の吸入を行なうことで、プローブの外面が必要以上に検体や試薬によって汚染されることを防止できる。

また、液面センサによってプローブ先端が液に接触したときのプローブの高さを検出することで、その容器内の液面高さを求めることができるため、吸入対象の液の残量を自動的に認識するという機能も実現される。

特許第５０９３１６４号公報

自動分析装置の検体としては血清などが挙げられるが、このような検体に添加される試薬には界面活性剤が含まれている場合が多く、そのような試薬の液面には泡が発生しやすい。しかし、装置に設けられた液面センサでは、プローブ先端が泡に接触した場合でも液面に接触した場合と同様に検知してしまうため、液面センサが試薬の液面を検知したのか泡を検知したのかを区別することはできない。そのため、試薬の液面に泡が発生している場合、プローブ先端が泡に接触してそれを液面センサが検知すると、その位置を基準に試薬の吸入動作が実行されてしまい、所定量の試薬が吸入されず、その試薬が添加された検体についての分析結果の信頼性が低くなる。さらには、試薬の液面の泡が原因で分析結果の信頼性が低下しても、オペレータはそれを認識することは困難であった。

液面センサに加えて圧力センサを追加し、プローブにかかる圧力の微小変化を検出することで、プローブ先端が液面に接触したのか泡に接触したのかを判断することも考えられる。しかし、液面センサとは別に圧力センサを追加する必要があるため、装置コストが増大するほか、圧力の微小変化を高精度に検出する必要があるため、センサの調整が難しいという問題がある。

そこで、本発明は、新たなセンサを追加することなく、液面センサを利用して吸入対象の液面に発生した泡を検知することができるようにすることを目的とするものである。

本発明にかかる液採取装置の一実施形態は、プローブ、プローブ駆動機構、ポンプ、液面センサ、プローブ動作制御手段、液面高さ検出手段、吸入後液面高さ算出手段、液面高さ記憶部、第１しきい値保持部、第２しきい値保持部、差分算出手段、泡検知手段及び警告表示手段を備えている。

この実施形態の液面センサはプローブの先端が液面に接触したことを検知するものである。プローブ駆動機構はプローブを少なくとも鉛直方向へ駆動するものであり、プローブ動作制御手段はプローブ下降動作と吸入動作が実行されるようにプローブ駆動機構及びポンプを制御するように構成されたものである。液面高さ検出手段はプローブ下降動作の際のプローブ先端が液面に接触したときのプローブの位置を検知することにより、吸入動作前の液面高さを検出するように構成されたものである。吸入後液面高さ算出手段は液面高さ検出手段により検出された吸入動作前の液面高さとその吸入動作の際の吸入量に基づいて、その吸入動作後の液面高さの理論値を算出するように構成されており、液面高さ記憶部はその液面高さの理論値を記憶するものである。

第１しきい値保持部は予め設定された第１のしきい値を保持しており、第２しきい値保持部は予め設定された第２のしきい値を保持している。第１のしきい値とは、吸入後液面高さ算出手段により算出された吸入動作後の液面高さの理論値と吸入動作後の実際の液面高さとの相違として許容される誤差の最大値である。第２のしきい値は第１のしきい値よりも大きく設定されたものである。

差分算出手段は、同一の吸入対象の容器に対して２回目以降のプローブ下降動作を実行する際に、液面高さ検出手段により検出された液面高さと、液面高さ記憶部に記憶されている当該容器についての吸入動作後の液面高さの理論値との差分を算出するように構成されたものである。泡検知手段は、差分算出手段により算出された差分値と第１のしきい値及び第２のしきい値とを比較し、差分値が第１のしきい値を超え、かつ第２のしきい値以下であるときに泡の存在を検知するように構成されたものであり、警告表示手段は、泡検知手段が泡の存在を検知したときに、オペレータの認識しうる方法でその旨を出力するように構成されたものである。

すなわち、この実施形態では、前回のプローブ下降動作の際に検出された液面高さに基づいて計算により求められた吸入動作後の液面高さと、今回のプローブ下降動作の際に実際に検出された液面高さとの差分をとり、その差分が予め装置側に設定されている許容誤差の最大値として設定された第１のしきい値を超え、第１のしきい値よりも大きく設定された第２のしきい値以下であるときに泡の存在を検知し、さらに泡の存在を検知したときはオペレータに警告を表示するように構成されている。

本発明に係る液採取装置のさらに好ましい実施形態は、液面高さ記憶部が、容器に収容された液の液面高さの初期値も記憶しており、差分算出手段は、吸入対象の容器に対する１回目のプローブ下降動作を実行する際に液面高さ検出手段により検出された液面高さと初期値保持部に保持された当該容器内の液の液面高さの初期値との差分を、泡検知手段が泡の検知に用いる前記差分値として算出するように構成されていることが好ましい。これにより、新たに設置された容器に対して１回目の吸入動作を行なう際に、その容器内に泡が発生しているか否かを検知することができる。

ところで、第２のしきい値が容器内の液面に発生しうる泡の大きさの最大値よりも小さく設定されていると、泡が発生しているにもかかわらず泡の発生が検知されないことが起こる。また、第２のしきい値が容器内の液面に発生しうる泡の大きさの最大値を大幅に超えて大きく設定されていると、例えば、吸入対象である試薬容器が新たな試薬容器に交換されていた場合やオペレータによって試薬が補充されていたような場合でも、泡が発生していると認識されてしまうことが起こりうる。したがって、第２のしきい値としては、発生しうる泡の大きさの最大値に比べて極端に小さい値や大きい値は、好ましい値とはいえない。そこで、第２のしきい値としては、容器内の液面に発生しうる泡の大きさの最大値に基づいて設定されたものであることが好ましい。

プローブによる吸入対象となる液を収容した容器が複数設けられ、第２のしきい値が吸入対象の液の種類ごとに個別に設定されている場合には、吸入対象の液の種類に応じて第２のしきい値を選択するしきい値選択手段をさらに備え、泡検知手段は、しきい値選択手段の選択した第２のしきい値を用いて泡の存在を検知するように構成されていることが好ましい。吸入対象の液の液面に発生する泡の大きさは、液の種類（性質）によって変わることがあるからである。

また、プローブによる吸入対象となる液を収容した容器が複数設けられ、第２のしきい値は吸入対象の液を収容した容器の大きさ又は形状ごとに個別に設定されている場合には、吸入対象の液を収容した容器の大きさ又は形状に応じて第２のしきい値を選択するしきい値選択手段をさらに備え、泡検知手段は、しきい値選択手段の選択した第２のしきい値を用いて泡の存在を検知するように構成されていることが好ましい。吸入対象の液の液面に発生する泡の大きさは、液を収容する容器の大きさや形状によっても変わることがあるからである。

プローブによる吸入対象となる液を収容した容器が複数設けられている場合には、第１のしきい値についても、吸入対象の液を収容した容器の大きさ又は形状ごとに個別に設定されていることが好ましい。ポンプによる吸入精度による吸入後の液面高さの誤差は、容器の大きさや形状によっても異なってくるからである。その場合、吸入対象の液を収容した容器吸入対象の液を収容した容器の大きさ又は形状に応じて第１のしきい値を選択するしきい値選択手段をさらに備え、泡検知手段は、しきい値選択手段の選択した第１のしきい値を用いて泡の存在を検知するように構成されている。

さらに、泡検知手段は、差分算出手段により算出された差分値が第２のしきい値を超えているときにその吸入対象の液を収容した容器が新たな容器であることを検知するように構成されていることが好ましい。そうすれば、例えば試薬容器が新たなものに交換されたり試薬が充填されたりした場合に、装置側がそれを自動で認識することができるようになる。

さらに好ましい実施形態の一例として、プローブ動作制御手段、液面高さ検出手段、吸入後液面高さ算出手段、液面高さ記憶部、しきい値保持部、差分算出手段及び泡検知手段を備えた演算制御装置と、演算制御装置に接続され、演算制御装置の有する情報を表示する情報表示部と、をさらに備え、警告表示手段は、泡検知手段が泡の存在を検知したときにその旨を情報表示部に表示するように構成されているものが挙げられる。

本発明に係る自動分析装置の一実施形態は、検体を収容した検体容器から検体を採取し、検体を反応させるための反応容器に分注する検体採取機構と、本発明の液採取装置によって構成され、試薬を収容した試薬容器から試薬を吸入して反応容器に分注する試薬分注機構と、検体及び試薬を収容した反応容器内を測定する測定部と、を備えたものである。

自動分析装置のさらに好ましい実施形態の一例として、検体採取機構、試薬分注機構及び測定部をそれぞれ備えた分析装置が複数設けられており、分析装置の各々は、複数の検体容器が保持された検体ラックを一方向に搬送するベルトコンベアを備え、互いに隣接して配置された分析装置のうち一方のベルトコンベアの終端と他方のベルトコンベアの始端が対向するように配置されており、それらのベルトコンベアの間が、一方のベルトコンベアの終端に到達した検体ラックを保持して他方のベルトコンベアの始端へ輸送する輸送機構を有する装置間輸送装置によって連結されているものが挙げられる。

本発明の液採取装置の一実施形態では、前回のプローブ下降動作の際に検出された液面高さに基づいて計算により求められた吸入動作後の液面高さと、今回のプローブ下降動作の際に実際に検出された液面高さとの差分をとり、その差分が予め装置側に設定されている許容誤差の最大値として設定された第１のしきい値を超え、第１のしきい値よりも大きく設定された第２のしきい値以下であるときに泡の存在を検知するように構成されているので、圧力センサなどの新たなセンサを設けることなく、液面に発生した泡を検知することができる。さらに、泡の存在を検知したときはオペレータに警告を表示するように構成されているので、オペレータは液面に泡が発生していることを認識することが容易である。

本発明の自動分析装置の一実施形態では、試薬分注機構が本発明の液採取装置によって構成されているので、検体に添加する試薬を収容した試薬容器内の液面に泡が発生している場合にそれを検知することができ、オペレータがそれを認識することができる。

液採取装置の一実施例を示す概略構成図である。 同実施例のプローブ周辺の機構を概略的に示す図である。 同実施例の液の採取及び分注動作を示すフローチャートである。 液採取装置の他の実施例を示す概略構成図である。 同実施例の液の採取及び分注動作を示すフローチャートである。 自動分析装置の一実施例を示す概略構成図である。 同実施例の構成を概略的に示す平面図である。 同実施例における装置間輸送装置の輸送機構を示す平面図である。 同輸送機構の正面図である。 同輸送機構の斜め上側からみた分解斜視図である。 同輸送機構の斜め下側からみた分解斜視図である。 同実施例の制御系統を示すブロック図である。

（実施例１）
液採取装置の一実施例について説明する。

図１に示されているように、この液採取装置は、プローブ２、ポンプ４、プローブ駆動機構５、液面センサ８、演算制御装置１０及び情報表示部３０を備えている。ポンプ４は例えばシリンジポンプであり、プローブ２を介して液の吸入と吐出を行なうものである。プローブ駆動機構５はプローブ２を水平面内方向と鉛直方向へ駆動するものである。液面センサ８は静電容量センサであり、プローブ２の先端が液面に接触したときにその静電容量変化を検出することで、プローブ２の先端による液面への接触を検知するものである。

図２に示されているように、プローブ２の先端は鉛直下向きの状態でアーム３４の先端部に保持されている。アーム３４の基端部は鉛直向きに配置された支持軸３２によって支持されており、アーム３４の先端が水平方向へ延びている。支持軸３２はプローブ駆動機構５を構成する上下動駆動部６と回転駆動部７によって水平面内での回転と鉛直方向における上下動を行ない、これによってアーム３４に保持されたプローブ２を水平面内方向において円弧を描くように移動させ、さらにその軌道上の位置で上下動させることができる。上下動駆動部６と回転駆動部７はそれぞれパルスモータを構成として含み、パルスモータに与えるパルス数によってプローブ２の位置を制御することができる。プローブ２の基端はチューブ３６を介してシリンジポンプ４と接続されている。

アーム３４の内部にセンサ基板８（液面センサ）が設けられている。センサ基板８は、プローブ２の先端が液面に接したときのプローブ２の先端と液面との間の静電容量の変化を検出するものである。

図１に戻って、演算制御装置１０はポンプ４及びプローブ駆動機構５の動作制御を行なうとともに、液面センサ８からの検知信号に基づいて種々の演算処理を行なうものである。情報表示部３０は演算制御装置１０の有する情報を表示するものである。演算制御装置１０は、例えば汎用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）又は専用のコンピュータによって実現される。情報表示部３０は、例えば汎用のＰＣモニタ又は専用のモニタによって実現される。

演算制御装置１０はプローブ動作制御手段１２、液面高さ検出手段１４、吸入後液面高さ算出手段１６、差分算出手段１８、泡検知手段２０、警告表示手段２２、液面高さ記憶部２４、第１しきい値保持部２５及び第２しきい値保持部２６を備えている。プローブ動作制御手段１２、液面高さ検出手段１４、吸入後液面高さ算出手段１６、差分算出手段１８、泡検知手段２０及び警告表示手段２２の各手段は、この演算制御装置１０に組み込まれたプログラムとそのプログラムを実行する演算部（ＣＰＵ）によって実現される機能である。液面高さ記憶部２４、第１しきい値保持部２５及び第２しきい値保持部２６は、この演算制御装置１０に設けられたハードディスクや不揮発性メモリによって実現される。

プローブ動作制御手段１２は、吸入対象の液についてオペレータが指定した分注条件に基づいて、目的の液を収容した容器上の位置からプローブ２を下降させるプローブ下降動作、その容器内の液を所定量だけ吸入する吸入動作、及び吸入した液を所定の分注位置に分注する分注動作を実行するために、ポンプ４及びプローブ駆動機構５を制御するように構成されたものである。プローブ下降動作は、液面センサ８の検知信号に基づいて行なわれ、プローブ２は先端が液面に接触した高さからさらに一定の距離だけ下降した位置で停止するようになっている。吸入動作はその位置で実行されるようになっている。

液面高さ検出手段１４は、プローブ下降動作の際に、液面センサ８の検知信号に基づいてプローブ２の先端が液面に接したときのプローブ２の高さを、例えばプローブ駆動機構５のパルスモータに与えられたパルス数から求め、それによって容器内の液面高さＨ₁を検出するように構成されている。ここで検出される液面高さＨ₁は、吸入動作が実行される前の液面高さである。検出された液面高さＨ₁は液面高さ記憶部２４に記憶される。

吸入対象の容器内に収容されている液量の初期値は、その容器が設置されたときに装置に入力されるようになっており、その入力値に基づいてその容器内の液面高さの初期値Ｈ₀として液面高さ記憶部２４に記憶されるようになっている。容器内の液面高さの初期値Ｈ₀はその容器からの１回目の液の吸入動作を行なう際の液面における泡の存在の有無の判定に用いられる。液面高さの初期値Ｈ₀は、１回目の吸入動作が終了した後に、後述する吸入後液面高さ算出手段１８によって求められる吸入後の液面高さの理論値Ｈ₀に置き換えられ、２回目以降の液の吸入動作の際の泡の検知にはその理論値Ｈ₀が用いられる。

吸入後液面高さ算出手段１８は、液面高さ検出手段１４により検出された吸入動作実行前の液面高さＨ₁を用い、その液面高さＨ₁から液の吸入量に相当する高さを差し引いた吸入動作後の液面高さＨ₀を算出するように構成されている。吸入後液面高さ算出手段１８により算出された液面高さＨ₀は、吸入後の実際の液面高さではなく、吸入条件に基づいて計算により求めた液面高さの理論値である。算出された液面高さの理論値Ｈ₀も液面高さ記憶部２４に記憶される。この理論値Ｈ₀は、同じ容器に対して実行される次回のプローブ下降動作の後で、後述する差分算出手段１８による差分ΔＨの算出に用いられる。

差分算出手段１８は、液面高さ検出手段１４によって容器内の液面高さＨ₁が検出されたときに、同じ容器について前回の液採取の際に、吸入後液面高さ算出手段１８により算出されている理論値Ｈ₀と、今回検出された液面高さＨ₁との差分ΔＨ（＝Ｈ₁−Ｈ₀）を算出するように構成されている。

泡検知手段２０は、差分算出手段１８によって算出された差分ΔＨを用い、第１しきい値保持部２５に保持されている第１のしきい値と第２しきい値保持部２６に保持されている第２のしきい値に基づいて、吸入対象の容器の液面に泡が発生しているか否かを検知するように構成されている。

液面高さ検出手段１４により検出された液面高さＨ₁は、前回の液の吸入後の液面高さの実測値であるといえる。Ｈ₀は前回の吸入動作後の液面高さを計算で求めた理論値であるから、液面センサ８によって正常に容器内の液面が検知されていれば、Ｈ₁≒Ｈ₀となるはずである。Ｈ₁≒Ｈ₀となっているか否かを差分ΔＨ（＝Ｈ₁−Ｈ₀）によって判断するためのしきい値が第１のしきい値である。第１のしきい値は、ポンプ４の吸入精度による吸入量の誤差を考慮して設定されたものである。

液面センサ８によって正常に容器内の液面が検知されない場合とは、液面に泡が発生し、その泡にプローブ２の先端が接したときに液面センサ８が液面として検知した場合である。その場合は必ずＨ₁＞Ｈ₀となり、ΔＨは第１のしきい値を超える。液面センサ８によって正常に液面が検知されている場合、差分ΔＨ（＝Ｈ₁−Ｈ₀）はプラスの値になることもマイナスの値になることもありうるため、第１のしきい値は−α〜＋αとして設定されていてもよいが、液面センサ８が泡を検知したときは必ずＨ₁＞Ｈ₀となるのであるから、第１のしきい値はプラス側にのみ設定されていればよい。この実施例では、第１のしきい値はプラス側にのみ設定されている。差分算出手段１８によって算出された差分ΔＨが第１のしきい値を超えたときは、容器内の液面に泡が発生していることが疑われる。

ただし、ΔＨが第１のしきい値を超える場合として、前回の液の採取の後に、その容器が新たな（液が充填された）容器に交換されていた場合や容器内の液が補充されていた場合が考えられる。そこで、ΔＨが第１のしきい値を超えたときに、その原因が液面に発生した泡によるものであるのか、又は液が増量したことによるものであるのかを判断するためのしきい値が第２のしきい値である。第２のしきい値は、その容器内の液面に発生しうる泡の大きさの最大値を考慮したものである。したがって、ΔＨがこの第２のしきい値を超えている場合には、その容器が新たな容器に交換されているか、液が補充されていると判断することができる。

気泡検知手段２０は、液面高さ検出手段１６によって容器内の液面高さＨ₁が検出されたときに、まずそのＨ₁と理論値Ｈ₀とを比較し、その差分ΔＨが第１のしきい値を超えているか否か、そのΔＨが第２のしきい値を超えているか否かによって以下のように判断するように構成されている。
ΔＨ≦０（Ｈ₁≦Ｈ₀）・・正常
第１のしきい値＜ΔＨ≦第２のしきい値・・液面に泡が発生している
第２のしきい値＜ΔＨ・・吸入対象の容器が新たな容器に交換されている

警告表示手段２２は、気泡検知手段２０によって液面に泡が発生していることが検知されたときに情報表示部３０にその旨を出力するように構成されている。情報表示部３０にその旨が表示されることで、オペレータがそれを認識することができる。

次に、この実施例の液の採取動作について図１とともに図３のフローチャートを用いて説明する。

この液採取装置が吸入対象とする液は、例えば自動分析装置に設置された複数種類の試薬などである。吸入対象となりうる液が複数存在し、それぞれが個別の容器に収容されて設置されている。オペレータによって採取すべき液の種類や量などの条件が指定されると、その条件に基づいて吸入対象の液（の容器）を特定し、プローブ２をその容器の上方の位置から液面センサ８が液面を検知するまで下降させる（プローブ下降動作）。

液面センサ８が液面を検知するとプローブ２を停止させ、そのときのプローブ２の位置に基づいて吸入対象容器内の液面高さＨ₁を求める。当該吸入対象容器に対する最初の吸入動作である場合は、液面高さ記憶部２４に記憶されている液面高さの初期値Ｈ０を用い、当該吸入対象容器に対する２回目以降の吸入動作である場合は、液面高さ記憶部２４に記憶されている前回の吸入動作後の液面高さの理論値Ｈ₀を用いて、Ｈ₁とＨ₀を比較し、Ｈ₁≦Ｈ₀であれば正常と判断してプローブ２をさらに一定距離だけ下降させ、液の吸入動作を実行する。その容器についての理論値Ｈ₀が液面高さ記憶部２４に記憶されていない場合はその容器に対する液の採取動作は初めて行なわれたものであり、正常と判断し、プローブ２をさらに一定距離だけ下降させて所定量の液を吸入し（吸入動作）、所定の容器（分注位置）にその液を分注する（分注動作）。

Ｈ₁＞Ｈ₀の場合は、差分算出手段１８が差分ΔＨ（＝Ｈ₁−Ｈ₀）を算出し、ΔＨが第１のしきい値以下であれば正常と判断し、プローブ２をさらに一定距離だけ下降させて液の吸入動作を実行する。ΔＨが第１のしきい値を超えている場合は、ΔＨを第２のしきい値と比較し、第２のしきい値以下であれば液面に泡が発生していると判断する。その場合、情報表示部３０にその旨を出力してから以降の吸入動作及び分注動作を実行する。この液採取装置が自動分析装置に組み込まれたものである場合には、この吸入動作で採取された液を用いて実行された分析の結果が情報表示部３０に表示される際に、容器に泡が発生していた可能性がある旨の警告を表示するようにしてもよい。そうすれば、オペレータは、その分析結果の信頼性が疑わしいものであることを認識することができる。

また、別の実施態様としては、泡検知手段２０によって液面の泡が検出された場合に、その旨の警告を表示し、オペレータが確認するまで以降の吸入動作及び分注動作を中断するように構成されていてもよい。

ΔＨが第２のしきい値を超えている場合は、その容器を新たな容器と判断し、以降の吸入動作及び分注動作を実行する。ΔＨが第２のしきい値を超えている場合も、情報表示部３０に容器が新たな容器である旨の表示がなされるようになっていてもよい。

プローブ下降動作の際に検出された液面高さＨ₁と吸入量条件に基づき、今回の吸入動作後の液面高さの理論値Ｈ₀が算出される。図３では、液の分注動作の後にＨ₀が算出されるようになっているが、この算出のタイミングはＨ₀の算出が可能なタイミングであればいずれのタイミングであってもよい。

（実施例２）
図４を用いて液採取装置の他の実施例を説明する。

この実施例の液採取装置は、ポンプ４及びプローブ駆動機構６の動作制御を行なう演算制御装置１０ａの有する機能が、図１から図３を用いて説明した実施例１の演算制御装置１０の有する機能と相違しており、他の構成は実施例１と同じである。

この実施例の演算制御装置１０ａは、実施例１の演算制御装置１０の機能に加え、しきい値選択手段１９及び液情報記憶部２８を備えている。さらに、実施例１における第１しきい値保持部２５及び第２しきい値保持部２６は第１のしきい値、第２のしきい値としてそれぞれ単一の値を保持するものであるが、この実施例における第１しきい値保持部２５ａと第２しきい値保持部２６ａは、第１のしきい値、第２のしきい値としてそれぞれ複数の値を保持している。

吸入対象の容器の液面に発生する泡の大きさは液の種類、その容器の大きさや形状によってかわってくることがある。また、ポンプ４の吸入精度による吸入後の液面高さの許容誤差の範囲は、容器の大きさや形状によって異なる。そのため、第１しきい値保持部２５ａには、第１のしきい値として、吸入対象の液を収容した容器の大きさや形状に応じたものが保持されている。第２しきい値保持部２６ａには、第２のしきい値として、吸入対象の液の種類に応じたもの、又は容器の大きさ又は形状に応じたものが保持されている。液の種類や容器の大きさ又は形状は、予め液情報として装置側に登録されており、液情報保持部２８に登録されている。

しきい値選択手段１９は、オペレータの指定した条件に基づいて特定された吸入対象液の情報を液情報保持部２８から読み取り、その液を収容する容器の大きさ又は形状に応じた第１のしきい値を第１しきい値保持部２５ａから選択するとともに、その液の種類、容器の大きさ又は形状に応じた第２のしきい値を第２しきい値保持部２６ａから選択するように構成されている。泡検知手段２０は、しきい値選択手段１９が選択した第１のしきい値と第２のしきい値を用いて、液面に発生した泡の検知を行なうようになっている。

この実施例の動作を図４とともに図５のフローチャートを用いて説明する。

オペレータによって採取すべき液の種類や量などの条件が指定されると、その条件に基づいて吸入対象の液（の容器）を特定し、その液の情報が液情報保持部２８から読み出される。読み出された液の種類、容器の大きさ又は形状に基づいて第１のしきい値及び第２のしきい値が選択される。ここで選択された第１のしきい値と第２のしきい値が、吸入対象容器内の泡の検知に用いられる。以降のプローブ下降動作から分注動作までの一連の流れについては実施例１と同じであるので、ここでは詳細な説明を省略する。

（実施例３）
次に、上記の液採取装置を適用した自動分析装置の一実施例について図６及び図７を用いて説明する。この実施例で適用されている液採取装置は、実施例１及び実施例２のいずれのものであってもよい。

この自動分析装置１０１は、２つの自動分析装置１０２ａ，１０２ｂと装置間輸送装置１１２により構成されている。自動分析装置１０２ａ，１０２ｂは水平面内の一方向であるＸ方向に並んで配置され、両自動分析装置１０２ａ，１０２ｂのそれぞれの搬送機構１０６ａと１０６ｂの間が装置間輸送装置１１２によって連結されている。この自動分析装置１０１では、前段側の自動分析装置１０２ａにおいてサンプリングの終了した検体が装置間輸送装置１１２を介して後段側の自動分析装置１０２ｂに導入され、後段側の自動分析装置１０２ｂにおいてもその検体のサンプリングと分析がなされる。

前段側の自動分析装置１０２ａは、分析動作部１０４ａ、搬送機構１０６ａ及びラック導入機構１１８ａを備えている。搬送機構１０６ａは検体容器を保持した検体ラック１２０をＸ方向の一方側（図６及び図７において左側）へ搬送するベルトコンベア１０７ａを備えている。ベルトコンベア１０７ａの周囲はカバーで覆われている。搬送機構１０６ａの始端側（図６及び図７において右側）に検体ラック配置部１０８ａが設けられ、終端側（同図において左側）に検体ラック回収部１１０ａが設けられている。検体ラック配置部１０８ａと検体ラック回収部１１０ａのカバーは開閉可能であり、ユーザーが検体ラック配置部１０８ａのカバーを開けて検体ラックをベルトコンベア１０７ａ上に配置したり、検体ラック回収部１１０ａのカバーを開けてサンプリングの終了した検体ラックを取り出したりすることができる。

ラック導入機構１１８ａは水平面内においてＸ方向と直交するＹ方向へ移動し、ベルトコンベア１０７ａ上の検体ラック１２０を保持して分析動作部１０４ａ側へ導入したり、サンプリングの終了した検体ラック１２０をベルトコンベア１０７ａ上に配置したりするものである。

分析動作部１０４ａには、試薬収容部１２２ａ、検体収容部１２３ａ、測定部１２４ａ、サンプリングアーム１２５ａ、試薬アーム１２７ａ及び１２９ａが設けられている。試薬収容部１２２ａには種々の試薬を収容した複数の試薬容器１２１ａが同一円周上に設置されている。検体収容部１２３ａは複数の検体ラック１２０を収容することができ、ラック導入機構１１８ａによって導入された検体ラック１２０がこの検体収容部１２３ａに収容されるようになっている。測定部１２４ａは複数の測定ポート（図示は省略）を備えており、それらの測定ポートに配置された反応容器内の反応を光学的に測定するようになっている。試薬収容部１２２ａ、検体収容部１２３ａ及び測定部１２４ａはそれぞれ水平面内において回転するターンテーブルになっており、試薬容器、検体容器及び測定ポートをその円周上の任意の位置に移動させることができる。

サンプリングアーム１２５ａは検体収容部１２３ａと測定部１２４ａとの間において水平方向へ延びるように配置されている。サンプリングアーム１２５ａの先端部に、検体を採取するためのプローブ１２６ａがその先端を鉛直下向きにした状態で固定されている。サンプリングアーム１２５ａの基端部は、鉛直向きに配置された軸によって支持されており、その軸を中心に回転するとともにその軸に沿って上下動を行なうことができる。これにより、プローブ１２６ａは、検体収容部１２３ａ上の位置と測定部１２４ａ上の位置との間で円軌道を描くように移動し、検体容器上の位置又は反応容器上の位置から下降して検体を吸入したり反応容器に検体を分注したりすることができる。サンプリングアーム１２５ａ及びプローブ１２６ａは検体採取機構１４０ａ（図１２を参照。）を構成している。

試薬アーム１２７ａ及び１２９ａは、それぞれ試薬収容部１２２ａと測定部１２４ａとの間において水平方向へ延びるように配置されている。試薬アーム１２７ａの先端部には試薬を採取するためのプローブ１２８ａが、試薬アーム１２８ａの先端部には試薬を採取するためのプローブ１３０ａが、それぞれ先端を鉛直下向きにした状態で固定されている。試薬アーム１２７ａ及び１２９ａの基端部は、それぞれが鉛直向きに配置された軸によって支持されており、その軸を中心に回転するとともにその軸に沿って上下動を行なうことができる。これにより、プローブ１２７ａと１２９ａは、試薬収容部１２２ａ上の位置と測定部１２４ａ上の位置との間で円軌道を描くように移動し、試薬容器上の位置上の位置から下降して試薬を吸入し反応容器に試薬を分注することができる。試薬アーム１２７ａとプローブ１２８ａ、試薬アーム１２９ａとプローブ１３０ａはそれぞれ独立した試薬分注機構１４２ａ（図１２を参照。）を構成している。

なお、この実施例では、２つの試薬アーム１２７ａ及び１２９ａによって試薬分注機構１４２ａが構成されているが、試薬アームが１つだけであってもよい。２つの試薬アーム１２７ａ及び１２９ａが設けられていることにより、２以上の試薬を使用する分析項目に対応することができる。

この試薬分注機構１４２ａ（図１２を参照。）には、実施例１又は実施例２の液採取装置が適用されている。すなわち、試薬アーム１２７ａ及び１２９ａは図２におけるアーム３４に対応し、プローブ１２８ａ及び１３０ａは図２におけるプローブ２に対応する。図７には示されていないが、プローブ１２８ａとプローブ１３０ａの先端が液面に接触したことを検知する液面センサ１４４ａ（図１２を参照。）がこの試薬分注機構１４２ａ（図１２を参照。）に設けられており、液面センサ１４４ａの検知信号はこの自動分析装置全体を管理する演算制御装置１３４（図１２を参照。）に取り込まれるようになっている。

後段側の自動分析装置１０２ｂは前段側の自動分析装置１０２ａと同じ構成を有する。自動分析装置１０２ｂの搬送機構１０６ｂに設けられたベルトコンベア１０７ｂの始端と前段側のベルトコンベア１０７ａの終端とは装置間輸送装置１１２によって連結されている。

装置間輸送装置１１２は、前段側のベルトコンベア１０７ａの終端にきた検体ラック１２０を保持して後段側のベルトコンベア１０７ｂの始端に配置する輸送機構とその輸送機構を覆う開閉式の遮蔽カバー１１４を備えている。輸送機構については後述する。

装置間輸送装置１１２の輸送機構の一例について図８から図１１を用いて説明する。

輸送機構１１００は水平面を有するテーブル１１０２を備えている。テーブル１１０２は基台１１１８によって支持されている。テーブル１１０２の水平面は両端に配置されるベルトコンベア１０７ａ，１０７ｂの搬送面とほぼ同じ高さに設定されている。テーブル１１０２のＸ方向における一方側（図において右側）の端部近傍の位置は輸送対象である検体ラックを保持して輸送を開始する輸送開始位置１１０３ａであり、この輸送開始位置１１０３ａに前段側のベルトコンベア１０７ａの終端がくるように配置されている。テーブル１１０２のＸ方向における他方側（図において左側）の端部近傍の位置は検体ラックの輸送完了位置１１０３ｂとなっており、この輸送完了位置１１０３ｂに後段側のベルトコンベア１０７ｂの始端がくるように配置されている。

テーブル１１０２上の両側縁部にＸ方向に延びた腕部材１１０４と腕部材１１０６が対向して配置されている。腕部材１１０４と腕部材１１０６はテーブル１１０２の側縁部においてＸ方向とＹ方向へ駆動される。腕部材１１０４と腕部材１１０６は、Ｘ方向に対しては同時に同方向へ連動して移動し、Ｙ方向に対してテーブル１１０２を中心として対称な方向へ連動して移動する。図には示されていないが、腕部材１１０４と腕部材１１０６を駆動するモータ等の機構は基台１１１８の内部に収容されている。

腕部材１１０４は、輸送開始位置１１０３ａ側端部に突起１１０４ａを備え、輸送完了位置１１０３ｂ側端部に突起１１０４ｂを備えている。突起１１０４ａと突起１１０４ｂは検体ラックの腕部材１１０４側側面に設けられた凹部（図示は省略）に嵌め込まれて検体ラックと係合するものである。腕部材１１０４のＹ方向への移動は、突起１１０４ａ，１１０４ｂが検体ラックの凹部に嵌め込まれる位置と検体ラック自体に接触しない位置との間で行なわれる。

腕部材１１０６は、輸送開始位置１１０３ａ側端部に突起１１０６ａを備え、輸送完了位置１１０３ｂ側に突起１１０６ｂを備えている。突起１１０６ａと突起１１０６ｂは検体ラックの後背面と係合するものである。腕部材１１０６のＹ方向への移動は、突起１１０６ａ，１１０６ｂが検体ラックの背面に係合する位置と突起１１０６ａ，１１０６ｂが検体ラックに接触しない位置との間で行なわれる。

腕部材１１０４と１１０６は、検体ラックを保持して輸送開始位置１１０３ａから輸送完了位置１１０３ｂまでテーブル１１０２上をスライドさせて輸送するハンドラを構成している。このハンドラは、輸送開始位置１１０３ａ側と輸送完了位置１１０３ｂ側の２箇所に保持部を備えている。輸送開始位置１１０３ａ側の保持部は腕部材１１０４の突起１１０４ａと腕部材１１０６の突起１１０６ａで構成され、輸送完了位置１１０３ｂ側の保持部は腕部材１１０４の突起１１０４ｂと腕部材１１０６の突起１１０６ｂで構成される。

以下において、腕部材１１０４と腕部材１１０６をまとめて「ハンドラ１１０４，１１０６」、ハンドラ１１０４，１１０６の輸送開始位置１１０３ａ側の保持部を「第１保持部１１０４ａ，１１０６ａ」、輸送完了位置１１０３ｂ側の保持部を「第２保持部１１０４ｂ，１１０６ｂ」と称する。

第１保持部１１０４ａ，１１０６ａは、腕部材１１０４と１１０６の輸送開始位置１１０３ａ側の端部で検体ラックを両側から挟み込むことによって、検体ラックの一方側の側面の凹部に突起１１０４ａを嵌め込むとともに検体ラックの反対側後背面を突起１１０６ａで支持する。第２保持部１１０４ｂ，１１０６ｂは、腕部材１１０４と１１０６の輸送完了位置１１０３ｂ側の端部で検体ラックを両側から挟み込むことによって、検体ラックの一側面の凹部に突起１１０４ｂを嵌め込むとともに検体ラックの反対側後背面を突起１１０６ｂで支持する。ハンドラ１１０４，１１０６は、検体ラックを保持した状態でＸ方向へ移動し、検体ラックをテーブル１１０２上でスライドさせて輸送する。テーブル１１０２の腕部材１１０６側の側縁部には、テーブル１１０２上をスライドする検体ラックの側面に設けられた溝に嵌め込まれて検体ラックの転倒を防止するガイドレール１１０８が設けられている。

輸送開始位置１１０３ａの側方には、輸送開始位置１１０３ａへの検体ラックの到達を検知する開始センサ１１１０が設けられている。輸送完了位置１１０３ｂの側方には、輸送完了位置１１０３ｂへの検体ラックの到達を検知する終了センサ１１１２が設けられている。また、輸送開始位置１１０３ａの近傍に、前段側のベルトコンベア１０７ａによって輸送開始位置１１０３ａまで搬送されてきた検体ラックを輸送開始位置１１０３ａで一時的に停止させておくためのストッパ１１１４が設けられている。

基台１１１８の側部に回路基板１１１６が設けられている。回路基板１１１６はハンドラ１１０４，１１０６の動作を制御する制御部（以下において、制御部１１１６とも記載）をなしている。開始センサ１１１０及び終了センサ１１１２は配線を介して回路基板１１１６に接続されている。開始センサ１１１０及び終了センサ１１１２の信号は回路基板１１１６に取り込まれ、ハンドラ１１０４，１１０６による検体ラックの輸送動作の開始や検体ラックの輸送エラーの有無の判定に利用される。

なお、図１０及び図１２では、配線や回路基板１１１６に搭載されているモジュールの図示を省略している。図１１では回路基板１１１６に搭載されているモジュールの一部は図示しているが、配線の図示を省略している。

次に、この自動分析装置１０１全体の制御系統について図１２を用いて説明する。

第１自動分析装置１０２ａには分析動作部１０４ａ、搬送機構１０６ａ及びラック導入機構１１８ａの動作を制御する制御部１３２ａが設けられ、第２自動分析装置１０２ｂには分析動作部１０４ｂ、搬送機構１０６ｂ及びラック導入機構１１８ｂの動作を制御する制御部１３２ｂが設けられている。装置間輸送装置１１２には輸送機構１１００の動作を制御する制御部１１１６が設けられている。

制御部１３２ａ，１３２ｂ及び１１１６はそれぞれ演算制御装置１３４と接続されている。第１自動分析装置１０２ａの分析動作部１０４ａで得られた測定データや第２自動分析装置１０２ｂの分析動作部１０４ｂで得られた測定データは制御部１３２ａを介して演算制御装置１３４に取り込まれ、演算制御装置１３４において検体中の成分の同定や定量が行なわれる。

既述のように、第１自動分析装置１０２ａの分析動作部１０４ａは、検体採取機構１４０ａと試薬分注機構１４２ａを備えている。試薬分注機構１４２ａは実施例１又は実施例２の液採取機構を適用したものであり、この試薬分注機構１４２ａには、プローブ１２８ａ及び１３０ａの先端が液面に接触したことをそれぞれ検知する液面センサ１４４ａが設けられている。同様に、第２自動分析装置１０２ｂの分析動作部１０４ｂは、検体採取機構１４０ｂと試薬分注機構１４２ｂを備えており、試薬分注機構１４２ｂには、プローブ１２８ｂ及び１３０ｂの先端が液面に接触したことをそれぞれ検知する液面センサ１４４ｂが設けられている。液面センサ１４４ａの検知信号は制御部１３２ａを介して演算制御装置１３４に取り込まれ、液面センサ１４４ｂの検知信号は制御部１３２ｂを介して演算制御装置１３４に取り込まれる。

演算制御装置１３４は、実施例１の演算制御装置１０又は実施例２の演算制御装置１０ａを実現するものであり、情報表示部１３８は実施例１又は実施例２の情報表示部３０を実現するものである。演算制御装置１３４は、実施例１又は実施例２において説明した、液面の泡検知機能を用いて試薬容器内の液面の泡の検知を行ない、試薬吸入の際に試薬の液面に泡が検知された場合はその旨を情報表示部１３８に表示する。そして、泡の検知された試薬を用いて分析がなされた場合に、その分析結果を情報表示部１３８に表示する際に、試薬の液面に泡が存在していた可能性がある旨の警告を行なう。

２，１２６ａ，１２６ｂ，１２８ａ，１２８ｂ，１３０ａ，１３０ｂ プローブ
４ ポンプ
５ プローブ駆動機構
６ 上下動駆動部
７ 回転駆動部
８，１４４ａ，１４４ｂ 液面センサ
１０，１０ａ，１３４ 演算制御装置
１２ プローブ動作制御手段
１４ 液面高さ検出手段
１６ 吸入後液面高さ算出手段
１８ 差分算出手段
１９ しきい値選択手段
２０ 泡検知手段
２２ 警告表示手段
２４ 液面高さ記憶部
２５ 第１しきい値保持部
２６，２６ａ 第２しきい値保持部
２８ 液情報保持部
３０，１３８ 情報表示部
１０４ａ，１０４ｂ 分析動作部
１０６ａ，１０６ｂ 搬送機構
１１２ 装置間輸送装置
１１８ａ，１１８ｂ ラック導入機構
１２０ 検体ラック
１２１ａ，１２１ｂ 試薬容器
１２２ａ，１２２ｂ 試薬収容部
１２３ａ，１２３ｂ 検体収容部
１２４ａ，１２４ｂ 測定部
１２５ａ，１２５ｂ サンプリングアーム
１３２ａ，１３２ｂ，１１１６ 制御部
１３６ 情報入力部
１１００ 輸送機構

Claims (10)

1. 液を収容した容器に上方から挿入され該容器内の液を吸入するプローブと、
   前記プローブを少なくとも鉛直方向へ駆動するプローブ駆動機構と、
   前記プローブを介して液の吸入と吐出を行なうポンプと、
   前記プローブの先端が液面に接触したことを検知する液面センサと、
   吸入対象の液を収容した容器上の位置から前記プローブを下降させて該容器内に進入させるプローブ下降動作及びその容器内の液を予め設定された量だけ吸入する吸入動作が実行されるように前記プローブ駆動機構と前記ポンプを制御するプローブ動作制御手段と、
   前記液面センサの検知信号に基づき、前記プローブ下降動作の際の前記プローブ先端が液面に接触したときの前記プローブの位置を検知することにより、前記吸入動作前の液面高さを検出するように構成された液面高さ検出手段と、
   前記液面高さ検出手段により検出された前記吸入動作前の液面高さとその吸入動作の際の吸入量に基づいて、その吸入動作後の液面高さの理論値を算出するように構成された吸入後液面高さ算出手段と、
   前記吸入後液面高さ算出手段により算出された液面高さの理論値を記憶する液面高さ記憶部と、
   前記吸入後液面高さ算出手段により算出された前記吸入動作後の液面高さの理論値と前記吸入動作後の実際の液面高さとの相違として許容される誤差の最大値として設定された第１のしきい値を保持する第１しきい値保持部と、
   前記第１のしきい値よりも大きく設定された第２のしきい値を保持する第２しきい値保持部と、
   同一の吸入対象の容器に対して２回目以降の前記プローブ下降動作を実行する際に前記液面高さ検出手段により検出された液面高さと、前記液面高さ記憶部に記憶されている当該容器についての前記吸入動作後の液面高さの理論値との差分を算出するように構成された差分算出手段と、
   前記差分算出手段により算出された差分値と前記第１のしきい値及び前記第２のしきい値とを比較し、前記差分値が前記第１のしきい値を超え、かつ前記第２のしきい値以下であるときに泡の存在を検知するように構成された泡検知手段と、
   前記泡検知手段が泡の存在を検知したときに、オペレータの認識しうる方法でその旨を出力するように構成された警告表示手段と、を備えた液採取装置。
2. 前記液面高さ記憶部は、前記容器に収容された液の液面高さの初期値を記憶しており、
   前記差分算出手段は、吸入対象の容器に対する１回目の前記プローブ下降動作を実行する際に前記液面高さ検出手段により検出された液面高さと前記液面高さ記憶部に記憶されている当該容器内の液の液面高さの初期値との差分を、前記泡検知手段が泡の検知に用いる前記差分値として算出するように構成されている請求項１に記載の液採取装置。
3. 前記第２のしきい値は、容器内の液面に発生しうる泡の大きさの最大値に基づいて設定されたものである請求項１又は２に記載の液採取装置。
4. 前記プローブによる吸入対象となる液であって互いに異なる種類の液を収容した容器が複数設けられ、前記第２のしきい値は吸入対象の液の種類ごとに個別に設定されており、
   吸入対象の液の種類に応じて前記第２のしきい値を選択するしきい値選択手段をさらに備え、
   前記泡検知手段は、前記しきい値選択手段の選択した前記第２のしきい値を用いて泡の存在を検知するように構成されている請求項３に記載の液採取装置。
5. 前記プローブによる吸入対象となる液を収容した容器が複数設けられ、前記第１のしきい値は吸入対象の液を収容した容器の大きさ又は形状ごとに個別に設定されており、
   吸入対象の液を収容した容器の大きさ又は形状に応じて前記第１のしきい値を選択するしきい値選択手段をさらに備え、
   前記泡検知手段は、前記しきい値選択手段の選択した前記第１のしきい値を用いて泡の存在を検知するように構成されている請求項３に記載の液採取装置。
6. 前記プローブによる吸入対象となる液を収容した容器が複数設けられ、前記第２のしきい値は吸入対象の液を収容した容器の大きさ又は形状ごとに個別に設定されており、
   吸入対象の液を収容した容器の大きさ又は形状に応じて前記第２のしきい値を選択するしきい値選択手段をさらに備え、
   前記泡検知手段は、前記しきい値選択手段の選択した前記第２のしきい値を用いて泡の存在を検知するように構成されている請求項３に記載の液採取装置。
7. 前記泡検知手段は、前記差分算出手段により算出された差分値が前記第２のしきい値を超えているときにその吸入対象の液を収容した容器が新たな容器であることを検知するように構成されている請求項１から６のいずれか一項に記載の液採取装置。
8. 前記プローブ動作制御手段、前記液面高さ検出手段、前記吸入後液面高さ算出手段、前記液面高さ記憶部、前記しきい値保持部、前記差分算出手段及び前記泡検知手段を備えた演算制御装置と、
   前記演算制御装置に接続され、前記演算制御装置の有する情報を表示する情報表示部と、をさらに備え、
   前記警告表示手段は、前記泡検知手段が泡の存在を検知したときにその旨を前記情報表示部に表示するように構成されている請求項１から７のいずれか一項に記載の液採取装置。
9. 検体を収容した検体容器から検体を採取し、検体を反応させるための反応容器に分注する検体採取機構と、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の液採取装置によって構成され、試薬を収容した試薬容器から試薬を吸入して反応容器に分注する試薬分注機構と、
   検体及び試薬を収容した反応容器内を測定する測定部と、を備えた自動分析装置。
10. 前記検体採取機構、前記試薬分注機構及び前記測定部をそれぞれ備えた分析装置が複数設けられており、
    前記分析装置の各々は、複数の検体容器が保持された検体ラックを一方向に搬送するベルトコンベアを備え、互いに隣接して配置された分析装置のうち一方のベルトコンベアの終端と他方のベルトコンベアの始端が対向するように配置されており、それらの前記ベルトコンベアの間が、前記一方のベルトコンベアの終端に到達した前記検体ラックを保持して前記他方のベルトコンベアの始端へ輸送する輸送機構を有する装置間輸送装置によって連結されている請求項９に記載の自動分析装置。

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