JP2017072505A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】廃液ラインの詰まりを効果的に防止することの可能な自動分析装置を提供する。【解決手段】自動分析装置は、恒温水１５２を貯留する恒温槽１５０と、恒温槽から恒温水を排水するための排水ライン１０と、廃液を貯留する廃液タンク１５１と、廃液タンクから廃液を排出するための廃液ライン５０と、廃液ラインに排水ラインを接続するコネクタ２２とを具備する。コネクタは、廃液タンクの直下に設けられる。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、自動分析装置に関する。

医療分野で用いられる自動分析装置は、検体と検査試薬との化学反応を利用して、血液や尿などに含まれる成分の濃度や活性値を、光学的あるいは電気的に測定する。分析の過程で生じた種々の廃液は、装置に設けられた廃液ラインを通って外部に排出される。

自動分析装置は様々な薬品を使用するので廃液ラインが詰まりやすく、対策が必要である。例えば、廃液ラインに専用の洗剤を流したり、高圧排水したりする。適切なメンテナンス時期を知るために廃液ラインの詰まりを検知する技術もある。

実開昭６２−０９６５７３号公報 特開平０１−２２９９７３号公報 特開平０５−１７２８２４号公報 特開２００３−２９４７６３号公報

既存のように専用洗剤の使用や高圧排水は、必然的にコストの増加をもたらす。例えば高圧排水するためには廃液部の材質や構造に十分な考慮を求められるし、故障のリスクも高まる。

目的は、廃液ラインの詰まりを効果的に防止することの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、恒温水を貯留する恒温槽と、前記恒温槽から前記恒温水を排水するための排水ラインと、廃液を貯留する廃液タンクと、前記廃液タンクから前記廃液を排出するための廃液ラインと、前記廃液ラインに前記排水ラインを接続するコネクタとを具備する。前記コネクタは、前記廃液タンクの直下に設けられる。

図１は、実施形態にかかる自動分析装置１の構成を模式的に示す斜視図である。 図２は、図１に示される自動分析装置１における配管系統の第１の実施形態を示す図である。 図３は、図１に示される自動分析装置１における配管系統の第２の実施形態を示す図である。 図４は、図１に示される自動分析装置１における配管系統の他の実施形態を示す図である。

図１は、実施形態にかかる自動分析装置１の構成を模式的に示す斜視図である。自動分析装置１は、第１試薬庫１０２と、第２試薬庫１０３と、反応機構としての反応ディスク１０５と、サンプルディスク１０６と、洗浄装置１２０と、電解質測定装置１３０と、恒温槽１５０と、廃液タンク１５１と、測光装置１４０と、操作入力部１６１と、制御部（制御ユニット）１６２と、表示部（表示ユニット）１６３とを備える。

第１試薬庫１０２は、複数の試薬ラック１０１を収納する。それぞれの試薬ラック１０１は、試薬を収納する試薬容器１０７を保持する。第１試薬庫１０２は、全体としてほぼ円柱の形状を有する。その円柱の外側に、反応ディスク１０５が回転自在に設けられる。反応ディスク１０５は、第１試薬庫１０２の外側周囲に沿って配置される、複数の反応容器１０４を有する。

円環状の第２試薬庫１０３が、反応ディスク１０５の外周に沿って設けられる。第２試薬庫１０３は、第１試薬庫１０２と同様に、複数の試薬容器１０７を収容する。さらに、サンプルディスク１０６が、反応ディスク１０５の外側に回転自在に設けられる。サンプルディスク１０６は、被検試料を収納するサンプル容器１１７を複数、保持する。

また、自動分析装置１は、第１試薬アーム１０８と、第２試薬アーム１０９と、サンプルアーム１１０とを備える。第１試薬アーム１０８は、第１試薬プローブ１１４を有する。第１試薬プローブ１１４は、第１試薬庫１０２に保持される試薬容器１０７の試薬を吸引し、反応容器１０４に吐出する。つまり第１試薬プローブ１１４は、試薬分注機構の一例である。

第２試薬アーム１０９は、第２試薬プローブ１１５を有する。第２試薬プローブ１１５は、第２試薬庫１０３に保持される試薬容器１０７の試薬を吸引し、反応容器１０４に吐出する。つまり第２試薬プローブ１１５は、試薬分注機構の一例である。

サンプルアーム１１０は、サンプルプローブ１１６を有する。サンプルプローブ１１６は、サンプルディスク１０６に保持されるサンプル容器１１７のサンプルを吸引して反応容器１０４に吐出する。つまりサンプルプローブ１１６は、サンプル分注機構の一例である。

各プローブ１１４，１１５，１１６は、吸引した液体を反応容器１０４に吐出した後、他の液体を吸引する前に洗浄槽（各プローブのアームによる水平移動経路途中に設けられる）の内側で洗浄される。例えばプローブで蒸留水等を吸引、吐出することで、そのプローブを洗浄することができる。あるいは、蒸留水等を外側に吹き掛けたりしてもプローブを洗浄することができる。プローブを洗浄してできた廃液は、各洗浄槽の底に設けられる廃液口から廃液タンク１５１まで導かれる。

撹拌装置１１１、洗浄装置１２０、電解質測定装置１３０、および測光装置１４０が、反応ディスク１０５の周りに配置される。また、恒温水１５２で満たされる恒温槽１５０が、反応ディスク１０５の下方に設けられる。反応容器１０４が恒温水１５２に浸かることで反応容器１０４内部の温度が一定に保たれる。

分析の実施中においては、恒温水１５２の温度は、ヒータやサーモスタットなど（図示せず）により一定の範囲内（例えば３７°Ｃ程度）に制御される。ロックウールなどの保温部材により恒温槽１５０を包むようにすれば熱の放散を防止することができ、より好ましい。

撹拌装置１１１は、反応容器１０４に分注された液体に撹拌子を浸し、反応容器１０４内の液体を撹拌する。液体を撹拌し終わると、撹拌子は反応容器１０４から抜き出され、他の反応容器１０４の液体を撹拌する前に洗浄される。例えば蒸留水等を吹き掛けて撹拌子を洗浄することができる。撹拌子も洗浄槽（撹拌子の水平移動経路途中に設けられる）の内側で洗浄される。洗浄槽からの廃液は、廃液タンク１５１まで導かれる。

洗浄装置１２０は、洗浄液庫としての洗剤庫１２１と、廃液ノズル１２２、洗浄ノズル１２３及び反応容器１０４内部を乾燥させる乾燥ノズル１２４等を備えて構成される。洗剤庫１２１は、自動分析装置１の内部下方に設けられ、複数種類の洗浄液Ｘ（洗剤）を収容する。

廃液ノズル１２２は、測定後の反応容器１０４の液を廃液として吸引する。吸引された廃液は廃液タンク１５１に貯留される。洗浄ノズル１２３は、洗剤庫１２１の各種の洗浄液Ｘや純水を反応容器１０４に吐出する。反応容器１０４内に吐出された洗浄液や純水は、洗浄ノズル１２３に併設される吸引ノズルで吸引され、廃液タンク１５１に排出される。乾燥ノズル１２４は、洗浄後の反応容器１０４の内部を乾燥させる。

電解質測定装置１３０は、電極を有するプローブを備える。電解質測定装置１３０は、プローブを被検試料に浸して被検試料のイオン濃度を測定する。測定後のプローブは蒸留水などで洗浄され、その廃液は廃液タンク１５１まで導かれる。

廃液タンク１５１は、例えば、サンプルプローブ１１６の洗浄水、試薬プローブ１１４，１１５の洗浄水、反応容器１０４の洗浄水、反応容器１０４の反応測定後の反応液、撹拌子を洗浄した洗浄水、電解質測定装置１３０の電極のプローブの洗浄水、あるいは、洗浄ノズル１２３の廃液などを所定量貯留することができる。

反応容器１０４は、反応ディスク１０５の回転駆動に伴って恒温槽１５０内を移動する。測光装置１４０は、反応容器の移動速度に対して十分に速い周期で、光源からの光を反応容器１０４の液部に照射する。液部を挟んで対抗する位置に設けられる受光部により、混合液の吸光度変化が測定される。その測定から得られた被検試料の分析信号を、測光装置１４０は制御部１６２に出力する。

反応容器１０４は、反応ディスク１０５の回転駆動に伴って恒温槽１５０内を円軌道を描くように移動する。反応容器１０４の描く円軌道に沿って恒温水１５２が流れるように、恒温槽１５０内に流路が形成される。

操作入力部１６１は、ユーザの操作により、分析条件、各種コマンド信号など、分析処理で必要とされる様々な指令等が入力可能であり、入力に応じた信号を制御部１６２に送る機能を有する。
制御部１６２は、電解質測定装置１３０や測光装置１４０などで得られる各種データを処理する。また制御部１６２は、回転機構、測光装置１４０、洗浄装置１２０、撹拌装置１１１、各種アーム１０８〜１１０、各プローブ１１４〜１１６等の各機構部の動作を制御して、分析に係る一連の手順を実行する。

制御部１６２は、例えば所定のプロセッサとメモリとから構成される。特に、制御部１６２は、実施形態に係る制御機能としてバルブコントローラ１６２ａを備える。

表示部１６３は、制御部１６２の制御に応じて、測定結果やメッセージを表示する機能を有する。

上記構成の自動分析装置１において分析が開始されると、まず、各プローブ１１４〜１１６により被検試料と試薬とが反応容器１０４に分注され、撹拌子により混合される。混合された混合液は、恒温槽１５０において所望の測定温度に保持される。所定温度の混合液について、測光装置１４０において吸光度が測定され、電解質測定装置１３０により電解質が測定される。

被検試料間、試薬間、及び混合液間のクロスコンタミネーションを防ぐために、繰り返し使用される各プローブ１１４〜１１６、反応容器１０４、撹拌子などは、洗浄装置１２０により洗浄される。例えば、分注毎、撹拌毎、混合液の測定終了毎、検査終了後に、水や洗浄液Ｘを吸引し、吐出し、乾燥させることにより洗浄が行われる。次に、上記構成を基礎として複数の実施形態を説明する。

［第１の実施形態］
図２は、図１に示される自動分析装置１における配管系統の第１の実施形態を示す図である。図２において、恒温槽１５０は、恒温水１５２を排水するための排水ライン１０に接続される。排水ライン１０に対する排水（恒温水１５２）の流入を制御する電磁弁１１が、排水ライン１０の途中に設けられる。さらに、排水ライン１０は恒温槽１５０から電磁弁１１に至る流路の途中で分岐される。分岐された一方を排水ライン２０とし、他方を排水ライン３０として区別する。

一方、廃液タンク１５１は排出口６１、オーバフロー口６２およびフロートスイッチ６３を備える。廃液タンク１５１に溜められた廃液は排出口６１から排出される。溜まりすぎた廃液はオーバフロー口６２からも排出され、これにより廃液の貯留量が一定量に制限される。廃液がオーバフロー口６２に達するとフロートスイッチ６３がオンになり、廃液がオーバフローしていることが制御部１６２（図１）に通知される。

オーバフロー口６２からの廃液は、オーバフロー口６２に流入した廃液を排出するためのオーバフロー廃液ラインとしての廃液ライン４０に、コネクタ３２を介して排出される。コネクタ３２は、廃液ライン４０に排水ライン３０を接続する。排水ライン３０における排水（恒温水１５２）の流入を制御する電磁弁２１が、排水ライン３０の途中に設けられる。

排出口６１からの廃液は、廃液ライン５０に流入しなかった廃液を排出するためのメイン廃液ラインとしての廃液ライン５０に、コネクタ２２を介して排出される。コネクタ２２は、廃液ライン５０に排水ライン２０を接続する。排水ライン２０に対する排水（恒温水１５２）の流入を制御する電磁弁２１が、排水ライン２０の途中に設けられる。

ところで、コネクタ２２は、廃液タンク１５１の真下に接続される。つまりコネクタ２２は、廃液タンク１５１と廃液ライン５０とが最小距離で接続される位置に設けられる。これにより廃液タンク１５１と廃液ライン５０とを接続する流路を無くすることができ、廃液によって当該箇所が詰まることを確実に防止することができる。

さらに、廃液ライン５０における液体の流入を検知する流量センサ５１が、コネクタ２２の下流側に設けられる。また、廃液ライン４０における液体の流入を検知する流量センサ４１が、コネクタ３２の下流側に設けられる。流量センサ５１で検知された流入および流量センサ４１で検知された流入は、制御部１６２に通知される。

制御部１６２のバルブコントローラ１６２ａは、流量センサ５１で検知された流入と、流量センサ４１で検知された流入とに基づいて、電磁弁１１、２１、３１の開度を制御する。すなわち、各流路の内径にも拠るが、電磁弁２１の開度を大きくすれば廃液ライン５０に多くの恒温水を流せるし、電磁弁３１の開度を大きくすれば廃液ライン４０に多くの恒温水を流すことができる。また、電磁弁１１を閉じ気味にして電磁弁２１および３１の開度を大きくすれば、廃液ライン４０、５０に流れる恒温水の量を増やせる。逆に、電磁弁１１を最大限に開くことで、ほとんどの恒温水を排水ライン１０から排出することができる。

つまりバルブコントローラ１６２ａは、流量センサ５１、４１のセンシング値に基づいて、流入の減ってきたラインにより多くの恒温水が導かれるように電磁弁１１、２１、３１の開度を調節する。このように詰まりの疑いのあるラインに選択的に大量の恒温水を流すことで、詰まりの原因となる汚れを落とすことができる。

さらに、バルブコントローラ１６２ａは、時間的な要素によっても電磁弁１１、２１、３１の開度を調節する。例えば自動分析装置１の装置立ち上げのタイミング、あるいは恒温水の交換が実施されるタイミングで電磁弁１１、２１、３１を一斉に開き、恒温水１５２を一気に排出する。これにより恒温水を大量に流すことができ、洗浄性能をより高められる。

詰まりは、装置が動作しておらず、廃液ライン４０、５０に薬品等の廃液が滞留している状態において最も発生しやすい。そこで、上記タイミングで恒温水を排水することで、詰まりを未然に防ぐことができる。

以上説明したようにこの実施形態では、恒温槽１５０に貯留された恒温水１５２を排水する排水ラインを、廃液タンク１５１の排出口６１の真下に接続するようにした。これにより恒温水１５２を用いて廃液ライン４０，５０を洗浄することが可能になる。恒温水１５２はヒトの体温程度に保温されているので、常温の水を用いるよりも高い洗浄効果を期待することができる。すなわち廃液ライン４０，５０の詰まりの原因になる、管の内壁に沈着した薬品等を効率良く落とすことができる。

また、流量センサ４１、５１で検知された流入に基づいて電磁弁１１、２１、３１の開度を制御するようにしたので、例えば詰まりの度合いの大きい廃液ラインに優先的に恒温水を流すことができる。これにより詰まりを防止する効果をさらに高められる。あるいは、必要時に必要量のみ恒温水１５２を廃液ラインに導くようにすることで、薬品等を含む廃液の量が過剰に増加してしまうことを防ぐこともできる。さらに、恒温水に由来する排水を再利用しているので、環境に配慮するという観点からもメリットがある。

また、廃液タンク１５１に廃液が流入しなくとも、恒温水１５２を廃液ライン４０，５０に流すことで廃液ラインの詰まりを検知することが可能である。つまり、廃液タンク１５１が空に近い状態（例えば装置の起動時の自己診断時、測定業務開始前、測定業務中断中、測定業務終了後装置シャットダウン処理中など）であっても廃液ラインの詰まりを検知することが可能である。したがって、廃液詰まりの有無を確認する機会が増え、廃液詰まりが生じる前にメンテナンスを実施できる可能性が高まる。ひいては作業者の負担を軽減することも可能になる。

これらのことから第１の実施形態によれば、廃液ラインの詰まりを効果的に防止することの可能な自動分析装置を提供することが可能となる。

［第２の実施形態］
図３は、図１に示される自動分析装置１における配管系統の第２の実施形態を示す図である。図３において図２と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。

恒温槽１５０は、恒温水１５２の貯留量を一定量に制限するためのオーバフロー口７０を備える。オーバフロー口７０は、オーバフロー口７０に流入した恒温水１５２を排水するための排水ライン８０に接続される。排水ライン８０の途中に、排水ライン８０に対する排水（恒温水１５２）の流入を制御する電磁弁８１が設けられる。さらに、排水ライン８０は恒温槽１５０から電磁弁８１に至る流路の途中で、排水ライン２０と排水ライン３０とに分岐される。排水ライン２０はコネクタ２２により、廃液ライン５０に接続され、排水ライン３０はコネクタ３２により廃液ライン４０に接続される。

上記構成によれば、オーバフローした恒温水１５２が廃液ライン４０、５０に導かれる。通常、検査の実施時においては恒温水１５２は常時補充されているので、オーバフロー水も絶えず発生している状態にある。そこで、オーバフロー水を廃液ライン４０、５０に導くことで、廃液ライン４０、５０を常時洗浄している状態を実現することができる。従って第２の実施形態によっても、廃液ラインの詰まりを効果的に防止することの可能な自動分析装置を提供することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
図４は、図１に示される自動分析装置１における配管系統の他の実施形態を示す図である。図４において図２と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。

図４において、排水ライン２０を廃液ライン５０に接続するコネクタ２３は、その下流側を流れる液体（つまり廃液ライン５０を流れる液体）に螺旋流（渦）を発生させる機構を備える。例えば、排水ライン２０から流入する恒温水１５２が廃液ライン５０の円周方向に流れるようにコネクタ２３内部の管路を形成することで、恒温水を螺旋状に流出させることができる。あるいはコネクタ２３の内部に螺旋状の溝を切ることによっても、同様の螺旋流を生じさせることができる。このように恒温水１５２を螺旋流として廃液ライン５０に流すことで、詰まりの原因となる汚れを効率よく落とすことができる。

同様に、排水ライン３０を廃液ライン４０に接続するコネクタ３３も、その下流側を流れる液体（つまり廃液ライン４０を流れる液体）に螺旋流を発生させる機構を備える。このようにすれば、廃液ライン４０の詰まりの原因となる汚れを効率よく落とすことができる。

また上記実施形態では、廃液ラインへの恒温水の流量を基準として各電磁弁１１、２１、３１の開度を調節するようにした。これに限らず、例えば廃液ラインにおける液体の流速を基準として各電磁弁１１、２１、３１の開度を調節するようにしても良い。

また、流量センサ４１、５１はいずれか片方だけが設けられていても良く、電磁弁１１、２１、３１はいずれか２つ、あるいはいずれか１つだけでもよい。さらに、廃液ライン４０、５０のいずれかをランダムに選択し、選択したラインに大量の恒温水１５２を排水するようにしても良い。このようにしても、汚れが蓄積することを防止することができる。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、上記各実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、上記各実施形態における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

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するものであり、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。

１…自動分析装置、１０…排水ライン、１１…電磁弁、２０…排水ライン、２１…電磁弁、２２…コネクタ、２３…コネクタ、３０…排水ライン、３１…電磁弁、３２…コネクタ、３３…コネクタ、４０…廃液ライン、４１…流量センサ、５０…廃液ライン、５１…流量センサ、６１…排出口、６２…オーバフロー口、６３…フロートスイッチ、７０…オーバフロー口、８０…排水ライン、８１…電磁弁、１０１…試薬ラック、１０２…試薬庫、１０３…試薬庫、１０４…反応容器、１０５…反応ディスク、１０６…サンプルディスク、１０７…試薬容器、１０８…試薬アーム、１０９…試薬アーム、１１０…サンプルアーム、１１１…撹拌装置、１１４…試薬プローブ、１１５…試薬プローブ、１１６…サンプルプローブ、１１７…サンプル容器、１２０…洗浄装置、１２１…洗剤庫、１２２…廃液ノズル、１２３…洗浄ノズル、１２４…乾燥ノズル、１３０…電解質測定装置、１４０…測光装置、１５０…恒温槽、１５１…廃液タンク、１５２…恒温水、１６１…操作入力部、１６２…制御部、１６２ａ…バルブコントローラ、１６３…表示部

Claims (7)

1. 恒温水を貯留する恒温槽と、
   前記恒温槽から前記恒温水を排水するための排水ラインと、
   廃液を貯留する廃液タンクと、
   前記廃液タンクから前記廃液を排出するための廃液ラインと、
   前記廃液タンクの直下に設けられ、前記廃液ラインに前記排水ラインを接続するコネクタとを具備する、自動分析装置。
2. 前記恒温槽は、前記恒温水の貯留量を制限するためのオーバフロー口を備え、
   前記排水ラインは、前記オーバフロー口に流入した恒温水を排水するためのオーバフロー排水ラインを含み、
   前記コネクタは、前記廃液ラインに前記オーバフロー排水ラインを接続する、請求項１に記載の自動分析装置。
3. 前記排水ラインの途中に設けられ当該排水ラインを開閉するバルブと、
   前記恒温水の交換時に前記バルブを開いて当該恒温水を前記廃液ラインに導く制御部とをさらに具備する、請求項１に記載の自動分析装置。
4. 前記廃液タンクは、前記廃液の貯留量を制限するためのオーバフロー口を備え、
   前記廃液ラインは、前記オーバフロー口に流入した廃液を排出するためのオーバフロー廃液ラインを含み、
   前記コネクタは、前記オーバフロー廃液ラインに前記排水ラインを接続する、請求項１に記載の自動分析装置。
5. 前記廃液タンクは、前記廃液の貯留量を制限するためのオーバフロー口を備え、
   前記廃液ラインは、前記オーバフロー口に流入した廃液を排出するためのオーバフロー廃液ラインと、当該オーバフロー廃液ラインに流入しなかった廃液を排出するためのメイン廃液ラインとを含み、
   前記コネクタは、前記オーバフロー廃液ラインに前記排水ラインを接続する第１コネクタと、前記メイン廃液ラインに前記排水ラインを接続する第２コネクタとを含む、請求項１に記載の自動分析装置。
6. 前記第１コネクタの下流側に設けられる第１流量センサと、
   前記第２コネクタの下流側に設けられる第２流量センサと、
   前記恒温槽と前記第１コネクタとの間に設けられ前記排水ラインを開閉する第１バルブと、
   前記恒温槽と前記第２コネクタとの間に設けられ前記排水ラインを開閉する第２バルブと、
   前記第１流量センサで検知された流量と、前記第２流量センサで検知された流量とに基づいて、前記第１バルブの開度と前記第２バルブの開度とを制御する制御部とをさらに具備する、請求項５に記載の自動分析装置。
7. 前記コネクタは、下流側を流れる液体に螺旋流を形成する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の自動分析装置。