JP2016133425A - 自動分析装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被検試料と試薬との混合液を収容する第1の容器と、前記混合液を撹拌する撹拌子と、前記撹拌子を洗浄するための第2の容器と、前記撹拌子に対する外力に応じて前記撹拌子が発生する電気信号を検出し、当該電気信号に基づいて、前記第1の容器と前記第2の容器との少なくとも一つに対する前記撹拌子の相対的な位置を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする自動分析装置。
【選択図】図3
Description
サンプルプローブ30は、サンプル吸引位置に配置されたサンプル容器20内に下降し、液面を検知すると、さらに所定量だけ下降してサンプル容器20内のサンプルを所定量だけ吸引する。サンプルプローブ30は、サンプルを吸引し終わると上昇する。サンプルプローブ30が上昇し終わると、サンプル分注アーム31は回動して、サンプルプローブ30を、反応ユニット4のサンプル吐出位置に移動させる。その後、サンプルプローブ30は、サンプル吐出位置に配置された反応ユニット4における反応管40に、吸引したサンプルを所定量だけ吐出する。サンプルは、測定対象項目毎に反応管40に分注される。
また、洗浄に関連して、撹拌子80を洗浄するための撹拌子洗浄機構が、撹拌子80の移動軌道下に設けられている。簡単のため、図1においては、撹拌子洗浄機構は不図示とし、撹拌子洗浄機構が有する撹拌子洗浄槽のみを、単に洗浄槽70(第2の容器)として図示している。同様に、各種プローブ(サンプルプローブ30、第1試薬プローブ60a及び第2試薬プローブ60b)を洗浄するための洗浄機構が、各種プローブの移動軌道下に設けられている。上記同様に、当該各種洗浄機構における各種洗浄槽(サンプルプローブ洗浄槽71、第1試薬プローブ洗浄槽72a及び第2試薬プローブ洗浄槽72b)を図示している。
撹拌アーム81は、制御部11における駆動ユニット110を介して、例えば鉛直水平調整移動可能な機構を有する。撹拌子80は、撹拌アーム81の先端に取り付けられる。撹拌子80は、反応ユニット4上の撹拌位置に配置された反応管40内のサンプルと試薬との混合液(又は反応液)を撹拌する。当該混合液が撹拌されることにより、サンプルと試薬との化学反応が促進する。
駆動ユニット110は、例えば、ステッピングモータ(パルス電圧に同期して動作する同期電動機)であり、撹拌部8の鉛直水平位置を調整可能に移動させる。
検出ユニット111は、撹拌子80(ピエゾ素子)の起電力を監視(モニタリング)し、当該起電力の変位を検出する。
判定ユニット112は、検出ユニット111より検出された起電力の変位に基づいて、撹拌部8において撹拌が正常に行われているかを判定する。判定ユニット112は、当該判定結果を、少なくとも必要に応じて機構制御ユニット113とシステム制御部13に送信する。或いは、判定ユニット112は、ホーム動作(初期動作)時又は保守動作時において、検出ユニット111より検出された起電力の変位に基づいて、撹拌部8における撹拌子80のホーム位置を判定する。判定ユニット112は、当該判定結果を、必要に応じて機構制御ユニット113に送信する。
機構制御ユニット113は、分析部12における機構ユニット120(後述)に関する種々の動作を制御する。機構制御ユニット113は例えば、サンプルユニット2を回動させる。機構制御ユニット113は例えば、各種分注アームを所望の位置に移動させる。機構制御ユニット113は例えば、判定ユニット112より送信された判定結果に基づいて、サンプリング動作(又は分注動作:例えば、第1試薬プローブ60aが、所望の第1試薬容器50aに移動中である場合等を想定)を停止させる。
機構ユニット120は、分析部12における駆動可能な機構系の総称である。例えば、サンプルユニット2の回動に係るモータ、各種分注アームの駆動に係るアクチュエータ等が挙げられる。
また、システム制御部13は、出力部15における表示ユニット150に、例えば生分析データ等の所定の情報を表示させる。システム制御部13は、出力部15における印刷ユニット151に所定の情報を印刷させる。
なお、制御部11(駆動ユニット10、検出ユニット11、判定ユニット112及び機構制御ユニット113)とシステム制御部13とを、まとめて制御手段として扱う。
記憶ユニット140は例えば、自動分析装置1の動作プログラム、生分析データ、分析結果、設定された測定項目、測定に用いる試薬及び試薬残量等の様々な情報を記憶する。
演算ユニット141は、生分析データから分析結果を演算すると共に、当該演算された分析結果を、必要に応じて出力部15に送信する。
表示ユニット150は、検体情報、測定項目の選択画面、分析結果及びシステムエラー(後述)等を表示する。印刷ユニット151は、表示ユニット150に表示されている所定の情報等を、紙面に印刷する。
図3は、実施形態に係る自動分析装置1の動作(実施例)を示すフローチャートである。当該実施例では、撹拌子80のホーム位置(初期中心位置)を調整するホーム動作(初期動作)と、サンプルの分析を行う測定動作とを実行するものとする。また駆動ユニット110には、ステッピングモータを採用して実施するものとする。つまり、駆動ユニット110に印加したパルス数が、撹拌子80の移動距離に比例する。また、後述の起電力のモニタリングは、撹拌子80の水平移動時及び下降時に行い、上昇時には行わないものとする。以下、図3における各ステップ毎に説明する。
(ステップS1)
使用者によるスイッチ操作等により、自動分析装置1は、ホーム動作を開始する。
駆動ユニット110は、撹拌アーム81を駆動させ、撹拌子80を洗浄槽70の上方に位置させる。ただし、あくまでも洗浄槽70の近傍(例えば、装置設計上の規定値)であり、機構的な公差等は考慮されていない。つまり、この段階では厳密なホーム位置調整は行われていない。駆動ユニット110は、当該近傍位置から撹拌子80を下降させ、撹拌子80を洗浄槽70に挿入する。この状態を仮ホーム位置と呼ぶものとする。
図4(a)は、実施形態に係る自動分析装置1において、洗浄槽70の中心位置算出に関する模式図である。また、ステップS3及びS4では、図5(a)を、撹拌子80が洗浄槽70の左右内壁に接触したときのピエゾ素子の起電力を示す例示的なグラフとして説明する。
駆動ユニット110は、仮ホーム位置にある撹拌子80を、洗浄槽70の水平方向の一方(便宜上左側と呼ぶ)の内壁に接触するまで、左側に移動させる。図5(a)において、時刻t0は撹拌子80が洗浄槽70における仮ホーム位置にある所定の時刻を示し、時刻t1は撹拌子80が当該一方の内壁に接触した時刻を示す。接触の瞬間、ピエゾ素子の起電力が定常値から負方向に変位している。このとき、記憶ユニット140は、撹拌子80が仮ホーム位置から当該一方の内壁に接触するまでに駆動ユニット110に印加したパルス数(第1のパルス数)を記憶する。つまり、撹拌子80が洗浄槽70における仮ホーム位置から当該一方の内壁に接触するまでの距離(第1の距離201)が算出されている。その後、駆動ユニット110は、撹拌子80を仮ホーム位置に再び移動させる。図5(a)において、時刻t2は撹拌子80が当該一方の内壁から離間した時刻を示す。離間の瞬間より、ピエゾ素子の起電力が定常値に戻っている。
駆動ユニット110は、仮ホーム位置にある撹拌子80を、洗浄槽70の他方(便宜上右側と呼ぶ)の内壁に接触するまで、右側に移動させる。図5(a)において、時刻t3は撹拌子80が当該他方の内壁に接触した時刻を示す。接触の瞬間、ピエゾ素子の起電力が定常値から正方向に変位している。このような起電力の変位の正負から接触の方向を判別することができる。このとき、記憶ユニット140は、撹拌子80が仮ホーム位置から当該他方の内壁に接触するまでに駆動ユニット110に印加したパルス数(第2のパルス数)を記憶する。つまり、撹拌子80が洗浄槽70における仮ホーム位置から当該他方の内壁に接触するまでの距離(第2の距離202)が算出されている。
演算ユニット141は、ステップS3における第1のパルス数(又は第1の距離201)と、ステップS4における第2のパルス数(又は第2の距離202)とに基づき、洗浄槽70の左右内壁の位置(左右縁の位置)及び当該内壁間距離を算出する。更に、演算ユニット141は、第1のパルス数と第2のパルス数との中央値(中間値)を算出することで、洗浄槽70の中心位置(水平方向の基準位置)を算出する。記憶ユニット140は、当該中心位置を修正後のホーム位置(洗浄槽70に対するホーム位置)として記憶する。駆動ユニット110は、撹拌子80を洗浄槽70の外に移動させる。図5(a)において、時刻t4は撹拌子80が当該他方の内壁から離間した時刻を示す。離間の瞬間より、ピエゾ素子の起電力が定常値に戻っている。
なお、実施形態では、洗浄槽70の中心位置を撹拌子80のホーム位置(基準位置)とした。しかしながら、当該例に拘泥されず、撹拌子80の基準位置は任意に選ぶことができる。或いは自動分析装置1が、当該基準位置を任意に選択できるように実施してもよい。
機構ユニット120は、反応ユニット4を、撹拌子80の撹拌位置に所定の反応管40が来るように、回動させる。ただし、あくまでも当該反応管40の近傍(例えば、装置設計上の規定値)であり、機構的な公差等は考慮されていない。つまり、この段階では厳密なホーム位置調整は行われていない。駆動ユニット110は、当該近傍位置から撹拌子80を下降させ、撹拌子80を反応管40に挿入する。この状態を先同様、仮ホーム位置と呼ぶものとする。
図4(b)は、実施形態に係る自動分析装置1において、反応管40の中心位置算出に関する模式図である。ステップS3及びステップS4においては、図5(a)を、撹拌子80が反応管40の左右内壁に接触したときのピエゾ素子の起電力を示す例示的なグラフとして説明したが、ステップS7及びS8では、同図を、撹拌子80が反応管40の左右内壁に接触したときのピエゾ素子の起電力を示す例示的なグラフとして説明する(なぜなら両者は略同一のグラフとなるため)。
駆動ユニット110は、仮ホーム位置にある撹拌子80を、反応管40の水平方向の一方(便宜上左側と呼ぶ)の内壁に接触するまで、左側に移動させる。図5(a)において、時刻t0は撹拌子80が反応管40における仮ホーム位置にある時刻を示し、時刻t1は撹拌子80が当該一方の内壁に接触した時刻を示す。接触の瞬間、ピエゾ素子の起電力が定常値から負方向に変位している。このとき、記憶ユニット140は、撹拌子80が仮ホーム位置から当該一方の内壁に接触するまでに駆動ユニット110に印加したパルス数(第3のパルス数)を記憶する。つまり、撹拌子80が反応管40における仮ホーム位置から当該一方の内壁に接触するまでの距離(第3の距離203)が算出されている。その後、駆動ユニット110は、撹拌子80を仮ホーム位置に再び移動させる。図5(a)において、時刻t2は撹拌子80が当該一方の内壁から離間した時刻を示す。離間の瞬間より、ピエゾ素子の起電力が定常値に戻っている。
駆動ユニット110は、仮ホーム位置にある撹拌子80を、反応管40の他方(便宜上右側と呼ぶ)の内壁に接触するまで、右側に移動させる。図5(a)において、時刻t3は撹拌子80が当該一方の内壁に接触した時刻を示す。接触の瞬間、ピエゾ素子の起電力が定常値から正方向に変位している。このような起電力の変位の正負から接触の方向を判別することができる。このとき、記憶ユニット140は、撹拌子80が仮ホーム位置から当該他方の内壁に接触するまでに駆動ユニット110に印加したパルス数(第4のパルス数)を記憶する。つまり、撹拌子80が反応管40における仮ホーム位置から当該他方の内壁に接触するまでの距離(第4の距離204)が算出されている。
演算ユニット141は、ステップS7における第3のパルス数(又は第3の距離203)と、ステップS8における第4のパルス数(又は第4の距離204)とに基づき、反応管40の左右内壁の位置(左右縁の位置)及び当該内壁間距離を算出する。更に、演算ユニット141は、第3のパルス数と第4のパルス数との中央値(中間値)を算出することで、反応管40の中心位置(水平方向の基準位置)を算出する。記憶ユニット140は、当該中心位置をホーム位置(反応管40に対するホーム位置)として記憶する。駆動ユニット110は、撹拌子80を反応管40の外に移動させる。図5(a)において、時刻t4は撹拌子80が当該他方の内壁から離間した時刻を示す。離間の瞬間より、ピエゾ素子の起電力が定常値に戻っている。
なお、実施形態では、反応管40の中心位置を撹拌子80のホーム位置(基準位置)とした。しかしながら、当該例に拘泥されず、撹拌子80の基準位置は任意に選ぶことができる。或いは自動分析装置1が、当該基準位置を任意に選択できるように実施してもよい。
図5(b)は、撹拌子80が反応管40の上端縁に接触したときの、ピエゾ素子の起電力を示す例示的なグラフである。
駆動ユニット110は、撹拌子80を、ステップS9にて得られた反応管40の縁位置の上方(規定位置、例えばスタンバイ位置)に移動させる。更に駆動ユニット110は、撹拌子80を、反応管40の上端縁に接触するまで移動(下降)させる。図5(b)において、時刻T0は撹拌子80が反応管40における規定位置にある時刻を示し、時刻T1は撹拌子80が当該上端縁に接触した時刻を示す。接触の瞬間、ピエゾ素子の起電力が定常値から負方向に変位している。なお、左右内壁に接触した場合と異なり、上端縁への接触による変位が見られた後は、ゆるやかに定常値に近づいていく。このとき、記憶ユニット140は、撹拌子80が規定位置から当該他方の内壁に接触するまでに駆動ユニット110に印加したパルス数(第5のパルス数)を記憶する。
演算ユニット141は、ステップS10における第5のパルス数を用いて、規定位置から反応管40開口部(鉛直方向の基準位置)までの高さ(第5の距離205)を算出する。
駆動ユニット110は、撹拌子80を、反応管40に対するホーム位置に移動させる。以上で自動分析装置1はホーム動作を終了する。
(ステップS13)
以降引き続き、自動分析装置1は測定動作を開始する。
機構ユニット120は、サンプル分注ユニット3及びサンプルユニット2を必要に応じて駆動させ、サンプルプローブ30を、所望のサンプル容器20近傍に配置する。機構ユニット120は、サンプルプローブ30を保持するサンプル分注アーム31を、サンプルプローブ30がサンプル容器20のサンプルに到達するように、鉛直下方向に移動させる。サンプルプローブ30は、収容されているサンプルを吸引する。
機構ユニット120は、サンプル分注ユニット3及び反応ユニット4を必要に応じて駆動させ、サンプルプローブ30を、所望の反応管40近傍に配置する。サンプルプローブ30は、吸引したサンプルを当該反応管40に吐出する。
機構ユニット120は、第1試薬分注ユニット6a及び第1試薬庫5aを必要に応じて駆動させ、第1試薬プローブ60aを、所望の第1試薬容器50a近傍に配置する。機構ユニット120は、第1試薬プローブ60aを保持する第1試薬分注アームを、第1試薬プローブ60aが第1試薬容器50aの第1試薬に到達するように、鉛直下方向に移動させる。第1試薬プローブ60aは、収容されている第1試薬を吸引する。
機構ユニット120は、第1試薬分注ユニット6a及び反応ユニット4を必要に応じて駆動させ、第1試薬プローブ60aを、ステップS13でサンプルを吐出された反応管40近傍に配置する。第1試薬プローブ60aは、吸引した第1試薬を当該反応管40に吐出する。
機構ユニット120は、第1試薬又は第2試薬を吐出した反応管40が、撹拌子80の撹拌位置(ホーム位置調整済み)に来るように、反応ユニット4を回動させる。駆動ユニット110は、撹拌子80を、反応管40内の混合液に到達可能に下降させる。撹拌子80は、ピエゾ素子の振動により、混合液を撹拌する。
なお、撹拌子80を反応管40内の混合液に到達可能に下降させる時、又は撹拌中に、反応管40との接触等の異常があれば、検出ユニット111は、当該異常を起電力の変位として検出する。判定ユニット112は、当該起電力の変位に基づいて、例えば、起電力が所定の閾値(規定値)を上回った又は下回った(異常電圧が検出された)場合、異常がある旨(システムエラー/撹拌動作の異常を知らせるための情報)をシステム制御部13に送信する。
ステップS16において、異常が検出された場合、自動分析装置1は、サンプリング動作及び撹拌動作を停止させる。停止された項目の測定結果については、その旨を知らせるためのフラグが立つ。当該ステップは、正常に撹拌動作が行われた場合、省略される。
表示ユニット150は、測定結果を表示する。また必要に応じて、印刷ユニット151は、測定結果を印刷する。ただし、ステップS17において、サンプリング動作及び撹拌動作を停止させた場合は、表示ユニット150は、停止された項目の測定結果に関するシステムエラーを表示する。また必要に応じて、印刷ユニット151は、当該システムエラーを印刷する。
例えば、撹拌子80を交換した際に、撹拌子80のホーム位置がずれることが考えられる。係る場合、ステップS1乃至ステップS12に述べたホーム動作のみ(保守動作)を行ってもよい。
以上に述べた実施形態に係る自動分析装置1によれば、次の効果を得ることができる。
実施形態に係る自動分析装置1は、測定動作を実行する前に、撹拌子80が有するピエゾ素子の起電力を用いて、洗浄槽70と反応管40とに対する撹拌子80の相対的な位置調整を自動的に実行する(ホーム動作)。すなわち、撹拌異常の発生の防止に寄与するという効果を奏する。
また、実施形態に係る自動分析装置1は、万一の撹拌異常に対しても、撹拌子80が有するピエゾ素子の起電力を常にモニタリングすることで、異常電圧(すなわち撹拌異常)を検出した際に、即座にサンプリング動作及び撹拌動作を停止させることができる。
更に、実施形態に係る自動分析装置1は、ホーム動作だけを保守動作として実行することができる。これにより、据付け時やメンテナンスによる部品交換時に生じる機械的な公差等によるホーム位置のずれを解消することができる。すなわち、当該観点においても、撹拌異常の発生の防止に寄与するという効果を奏する。
Claims (6)
- 被検試料と試薬との混合液を収容する第1の容器と、
前記混合液を撹拌する撹拌子と、
前記撹拌子を洗浄するための第2の容器と、
前記撹拌子に対する外力に応じて前記撹拌子が発生する電気信号を検出し、当該電気信号に基づいて、前記第1の容器と前記第2の容器との少なくとも一つに対する前記撹拌子の相対的な位置を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする自動分析装置。 - 前記撹拌子はピエゾ素子を有し、
前記電気信号は前記ピエゾ素子の起電力である
ことを特徴とする請求項1記載の自動分析装置。 - 前記制御手段は、前記撹拌子を水平移動させるためのパルス数に基づいて、前記第1の容器又は前記第2の容器に対する水平方向の基準位置を算出することを特徴とする請求項1又は2記載の自動分析装置。
- 前記制御手段は、前記撹拌子を鉛直移動させるためのパルス数に基づいて、前記第1の容器又は前記第2の容器に対する鉛直方向の基準位置を算出することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項記載の自動分析装置。
- 前記制御手段は、前記電気信号に応答して、撹拌動作の異常を知らせるための情報を出力部に出力させることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項記載の自動分析装置。
- 前記制御手段は、前記電気信号に応答して、所定のサンプリング動作及び所定の撹拌動作のうち少なくとも一方を停止させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項記載の自動分析装置。
Priority Applications (1)
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JP2015008761A JP2016133425A (ja) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | 自動分析装置 |
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ID=56426101
Family Applications (1)
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JP2015008761A Pending JP2016133425A (ja) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | 自動分析装置 |
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2015
- 2015-01-20 JP JP2015008761A patent/JP2016133425A/ja active Pending
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