JP2020143923A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べて分注プローブ内面の洗浄力を向上させた自動分析装置を提供する。【解決手段】自動分析装置は、試薬や試料を反応容器に分注する分注プローブ７ａ，８ａ，１１ａ，１２ａに洗浄水を供給するギアポンプ３４と、ギアポンプ３４から吐出された洗浄水を分注プローブ７ａ，８ａ，１１ａ，１２ａまで送液する洗浄流路１０６と、洗浄水の水温を測定する温度計１０７と、温度計１０７の測定結果に応じてギアポンプ３４から吐出される洗浄水の吐出圧を調整することで分注プローブ７ａ，８ａ，１１ａ，１２ａへ供給する洗浄水の流量を調整する流量制御部と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、試料容器に収容された血液や尿などの生体試料（以下試料と称する）の定性・定量分析を行う自動分析装置に関する。

特許文献１には、試薬や試料を反応容器に分注する分注プローブと、分注プローブに洗浄水を供給するギアポンプと、ギアポンプから吐出された洗浄水を分注プローブまで送液する洗浄流路と、洗浄流路の圧力を測定する圧力センサと、ギアポンプの吐出口側と吸引口側とを接続する戻り流路と、戻り流路を流れる洗浄水の流量を調整する流量調整部と、圧力センサの測定結果に応じて流量調整部の開閉度を変更することで戻り流路を流れる洗浄水の流量を調整する制御部を備えることが記載されている。

ＷＯ２０１８−０５５９３１

自動分析装置、例えば、生化学自動分析装置では、試料の成分分析を行うために、試薬と試料をそれぞれの吸引機構に搭載されたプローブで吸引し、セル内に吐出することで試料と試薬を反応させて、その変化を測定することで分析結果を算出している。

このような自動分析装置では、次の試薬または試料の分注の際に試薬または試料がプローブに残留したままでは繰り越しによるコンタミネーションが発生してしまう。

このコンタミネーションを防止するために、プローブの外面および内面の洗浄を行っている。このうち、プローブ内面の洗浄は、一般的には内洗水をギアポンプで高圧にして吐出することで行っている。

このギアポンプは長期的な使用で圧力が低下することがわかっている。これまで圧力低下の対策としては、オペレータによる圧力の監視、またはサービスマンのギアポンプの定期的な調整が行われていた。

また、特許文献１には、自動分析装置自体によるギアポンプ吐出圧の監視および調整機能を設けることが記載されている。

しかしながら、この特許文献１に記載の技術では、洗浄水の温度低下による試薬または試料のコンタミネーションが考慮されておらず、洗浄力の更なる改善の余地があることが本発明者らの検討により明らかとなった。

本発明は、従来に比べて分注プローブ内面の洗浄力を向上させた自動分析装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、反応容器に試料と試薬を各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定する自動分析装置であって、前記試薬や前記試料を前記反応容器に分注する分注プローブと、前記分注プローブに洗浄水を供給するギアポンプと、前記ギアポンプから吐出された洗浄水を前記分注プローブまで送液する洗浄流路と、前記洗浄水の水温を測定する温度計と、前記温度計の測定結果に応じて前記ギアポンプから吐出される前記洗浄水の吐出圧を調整することで前記分注プローブへ供給する前記洗浄水の流量を調整する流量制御部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、従来に比べて分注プローブ内面の洗浄力を向上させることができ、洗浄水温低下による試薬または試料のコンタミネーションの発生率を従来に比べて低減することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

本発明の実施例１の自動分析装置の全体構成の概略を示した図である。 実施例１の自動分析装置における試薬プローブ、試料プローブの内洗流路の構成を示した図である。 実施例１の自動分析装置における試薬プローブ、試料プローブ中の主要な洗浄対象箇所を示す概略図である。 実施例１の自動分析装置における圧力自動調整のフローチャート図である。 本発明の実施例２の自動分析装置における試薬プローブ、試料プローブの内洗流路の構成を示した図である。 実施例２の自動分析装置における圧力自動調整のフローチャート図である。 本発明の実施例３の自動分析装置における試薬プローブ、試料プローブの内洗流路の構成を示した図である。

以下に本発明の自動分析装置の実施例を、図面を用いて説明する。

まず、本発明に至った経緯について表１を用いて説明する。

最初に、洗浄水温低下により試薬または試料のコンタミネーションが発生する理由について説明する。

プローブの内径を１．０（ｍｍ）としたときの水温、粘度、動粘度、および各流量におけるレイノルズ数を表１に示す。

ここで、表１に示すようなレイノルズ数は式（１）で算出される。

上記式（１）中、Ｒｅはレイノルズ数、Ｌは代表長さ（円管では内径）（ｍ）、Ｕは代表流速（円管では断面平均流速）（ｍ／ｓ）、υは動粘度（ｍ^２／ｓ（×１０^−６））である。

また、流速は下記の式（２）で算出される。

上記式（２）中、Ｖは流速（ｍ／ｓ）、Ｑは流量（ｍ^３／ｓ）、Ｄはプローブの直径（ｍ）である。

プローブ内の洗浄水の流れが層流（レイノルズ数が低い）の場合、洗浄水が一本の直線状となって流れるため、プローブ内に付着した汚れを巻き込むことが出来ない。このため、洗浄効果が落ち、試薬あるいは試料のコンタミネーションが発生してしまう恐れがある。

逆に、プローブ内の洗浄水の流れが乱流になる（臨界レイノルズ数に達する）と、洗浄水がプローブ内部に付着した汚れを巻き込みながら流れるため、洗浄効果が発揮され、試薬または試料のコンタミネーションを防ぐことができる。

上述の表１に示した通り、水温が低い場合でも流量を増やすことにより高いレイノルズ数を保つことができる。しかしながら、洗浄水温低下を考慮して、常に高いレイノルズ数を確保するように装置の設計を行うことには問題がある。

この理由の一つとして、レイノルズ数が高すぎると、洗浄水がプローブから吐出する勢いが強すぎ、状態が不安定になって分注精度が悪くなる可能性があるためである。また、水圧によって流路が耐えられなくなり、最悪の場合、水漏れを起こす可能性がある。

例えば、１時間あたり１０００テストを処理する自動分析装置では、１テストあたり３．６秒で処理を進める。このような短い限られた時間の中で洗浄効果を上げるためには、適切なレイノルズ数を保つことが望まれる。

さらに、自動分析装置の設置環境や、分析を行う季節、使用時間帯によっては、給水温度が装置仕様の１５℃から３２℃の範囲から外れてしまう可能性がある。そのため、給水温度が１５℃を下回った場合は、流量を増やして臨界レイノルズ数を超えるように調整することが望まれる。逆に、給水温度が３２℃を上回った場合は、流量を減らして臨界レイノルズ数に近づくように調整することが望まれる。したがって、臨界レイノルズ数に近づくよう洗浄水温に応じて流量を変える技術が望まれることが本発明者らの検討によって明らかとなった。

このような知見に基づき、ギアポンプから吐出される洗浄水温を監視し、好適にはプローブから吐出される洗浄水の流量や吐出圧を監視して、ギアポンプ吐出圧の調整機能を設けることによって、オペレータおよびサービスマンの作業削減、分析性能の信頼性をより向上させることが可能な自動分析装置を完成させた。

＜実施例１＞
本発明の自動分析装置の実施例１について図１乃至図４を用いて説明する。

まず自動分析装置の全体構成について図１を用いて説明する。図１は本実施例の自動分析装置の全体構成を概略的に示す図である。

図１に示す自動分析装置１００は、複数の反応容器２に試料と試薬を各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定する装置である。図１に示すように、試料搬送機構１７、反応ディスク１、試料分注機構１１、試料用シリンジ１９、試薬ディスク９、試薬分注機構７，８、試薬用シリンジ１８、洗浄槽１３，１４，２９，３０，３１，３２、洗浄容器２３，２４、撹拌機構５，６、光源４ａ、分光光度計４、洗浄機構３、洗浄用ポンプ２０、コントローラ２１を備えている。

反応ディスク１には試料と試薬とを混合して反応させるための反応容器２が円周上に複数個並んでいる。反応ディスク１の近くには血液等の試料が含まれた試料容器１５を載せた試料ラック１６を移動する試料搬送機構１７が設置されている。

反応ディスク１と試料搬送機構１７の間には、回転および上下動可能な試料分注機構１１，１２が設置されており、それぞれ試料プローブ１１ａ，１２ａを備えている。試料プローブ１１ａ，１２ａには試料用シリンジ１９が接続されている。試料プローブ１１ａ，１２ａは回転軸を中心に円弧を描きながら移動して試料搬送機構１７により試料分注位置に搬送された試料容器１５から反応容器２への試料分注を行う。

試料分注機構１１の稼動範囲には、試料プローブ１１ａを洗浄水により洗浄する洗浄槽１３、および特別な洗浄水により洗浄する洗浄容器２３が配置されている。試料分注機構１２の稼動範囲には、試料プローブ１２ａを洗浄水により洗浄する洗浄槽１４、および特別な洗浄水により洗浄する洗浄容器２４が配置されている。

試薬ディスク９の中には複数の試薬ボトル１０が円周上に載置可能である。試薬ディスク９は保冷されており、吸引口（図示省略）が設けられたカバーによって覆われている。試薬ボトル１０は、試料の分析に用いる試薬を収容した容器である。

反応ディスク１と試薬ディスク９の間には回転および上下動可能な試薬分注機構７，８が設置されており、それぞれ試薬プローブ７ａ，８ａを備えている。試薬プローブ７ａ，８ａには試薬用シリンジ１８が接続されている。試薬プローブ７ａ，８ａは回転軸を中心に円弧を描きながら移動して、吸引口から試薬ディスク９内にアクセスし、試薬ボトル１０から反応容器２への試薬の分注を行う。

試薬分注機構７の稼動範囲には試薬プローブ７ａを洗浄水により洗浄する洗浄槽３２が配置され、試薬分注機構８の稼動範囲には試薬プローブ８ａを洗浄水により洗浄する洗浄槽３１が配置されている。

反応ディスク１の周囲には、反応容器２に分注された試料と試薬との混合液（反応液）を攪拌する撹拌機構５，６、光源４ａから反応容器２の反応液を介して得られる透過光を測定することにより反応液の吸光度を測定する分光光度計４、使用済みの反応容器２を洗浄する洗浄機構３等が配置されている。

撹拌機構５，６は、水平方向への回転動作および上下動作が可能なように構成されており、反応容器２に挿入することにより試料と試薬の混合液（反応液）の攪拌を行う。撹拌機構５，６の稼動範囲には、撹拌機構５，６を洗浄水により洗浄する洗浄槽２９，３０が配置されている。また、洗浄機構３には、洗浄用ポンプ２０が接続されている。

コントローラ２１は、ＣＰＵやメモリなどを備えたコンピュータ等から構成され、上記の自動分析装置１００内の各機器・機構の動作を制御するとともに、分光光度計４における検出結果から試料中の所定の成分の濃度を求める演算処理を行う。

このコントローラ２１による各機器の動作の制御は各種プログラムで実行される。このプログラムはデータベース（図示省略）や内部記録媒体、外部記録媒体に格納されており、ＣＰＵによって読み出され、実行される。なお、コントローラ２１で実行される動作の制御処理は、１つのプログラムにまとめられていても、それぞれが複数のプログラムに別れていてもよく、それらの組み合わせでもよい。また、プログラムの一部または全ては専用ハードウェアで実現してもよく、モジュール化されていても良い。

以上が自動分析装置１００の一般的な構成である。

上述のような自動分析装置１００による検査試料の分析処理は、一般的に以下の順に従い実行される。

まず、試料搬送機構１７によって反応ディスク１近くに搬送された試料ラック１６の上に載置された試料容器１５内の試料を、試料分注機構１１，１２の試料プローブ１１ａ，１２ａにより反応ディスク１上の反応容器２へと分注する。次に、試薬ディスク９上の試薬ボトル１０から試薬分注機構７，８によって、分析に使用する試薬を先に試料を分注した反応容器２に対して分注する。続いて、撹拌機構５，６で反応容器２内の試料と試薬との混合液の撹拌を行う。

その後、光源４ａから発生させた光を撹拌後の混合液の入った反応容器２を透過させ、透過光の光度を分光光度計４により測定する。分光光度計４により測定された光度を、Ａ／Ｄコンバータ（図示省略）およびインターフェイス（図示省略）を介してコントローラ２１に送信する。

コントローラ２１における演算処理によって試料中の所定の成分の濃度を求め、結果を表示部（図示省略）等にて表示させるとともに、記憶部（図示省略）に記憶させる。

次に試薬プローブ７ａ，８ａ、試料プローブ１１ａ，１２ａの内面の洗浄を行うための構成について図１以降を参照して説明する。

試薬の吸引，分注に使用している試薬プローブ７ａ，８ａや、試料の吸引，分注に使用している試料プローブ１１ａ，１２ａは使い捨てではない。このため、同一のプローブを連続して使用している。

ここで、同一プローブを使用する場合、前動作で吐出を行った試薬，試料がプローブ内に残留すると、次動作で吸引を行う試薬，試料と混ざるコンタミネーションが発生してしまい、分析結果が正常に判定されない可能性がある。

このため、一般的には、プローブの外面および内面の洗浄を行っている。

プローブ外面の洗浄は、洗浄槽１３，１４，３１，３２内において洗浄水を当該プローブ外面に向けて吐出することで行っている。プローブ内面の洗浄は、洗浄槽１３，１４，３１，３２内においてポンプで高圧にした洗浄水を当該プローブから吐出することで行っている。洗浄水を高圧にするためにはギアポンプ３４が用いられることが多い。

ここで、上述のように、ギアポンプ３４が正常に作動していても、洗浄水温が低下するとプローブの洗浄効果が低下する点に着目した。洗浄水温が低下した場合、試料または試薬を十分に洗浄しきれずにプローブ内に残る恐れがあり、コンタミネーションの発生リスクが高くなる恐れがある。

現在の洗浄水温低下の対策としては、サービスマンのギアポンプ３４の定期的な調整が行われており洗浄効果を維持しているが、この方法では、装置の稼働状況に応じて適宜吐出圧を調整することが困難であり、この点についても改善の余地がある。

コンタミネーションのリスクを低減することで更に分析性能の信頼性が高い自動分析装置を市場に提供することができる。そこで、装置の稼働中に洗浄水温を監視し、ギアポンプ３４吐出圧の監視、調整機能を実現するための本発明の特徴的な流路構成を採用する。

以下、図２を用いて流路構成について説明する。図２は試薬プローブ７ａ，８ａ、試料プローブ１１ａ，１２ａの内面の洗浄を行うための流路構成を示している。

図２に示すように、試薬プローブ７ａ，８ａ、試料プローブ１１ａ，１２ａを洗浄するための流路は、貯水部２０１、洗浄用ポンプ２０、ギアポンプ３４、洗浄流路１０６、戻り流路１０５、絞り部１０１、圧力センサ１０２、温度計１０７、分岐管１０４、電磁弁１０８，１０９，１１０，１１１、試薬プローブ圧力センサ１１２，１１３、試料プローブ圧力センサ１１４，１１５、試薬プローブ流量計１１６，１１７、試料プローブ流量計１１８，１１９、制御部１０３にて構成されている。

このうち、流量制御部は、戻り流路１０５、絞り部１０１、および絞り部１０１の開閉度を制御する制御部１０３から構成される。本実施例では、この流量制御部によって、温度計１０７の測定結果に応じてギアポンプ３４から吐出される洗浄水の吐出圧を調整することで分注プローブ７ａ，８ａ，１１ａ，１２ａへ供給する洗浄水の流量が調整される。

より具体的には、流量制御部は、温度計１０７の測定結果に基づいて洗浄流路１０６の洗浄水のレイノルズ数を求め、求めたレイノルズ数が目標範囲内を保つために必要な洗浄水の目標流量を求め、流量計１１６，１１７，１１８，１１９の測定結果が目標流量となるようにギアポンプ３４の吐出圧を調整する。

洗浄用ポンプ２０は、本流路においては、貯水部２０１に貯留された洗浄水をギアポンプ３４に供給するポンプである。洗浄用ポンプ２０はギアポンプ３４に接続されており、ギアポンプ３４は洗浄用ポンプ２０から供給される洗浄水を高圧にして試薬プローブ７ａ，８ａ、試料プローブ１１ａ，１２ａに向けた洗浄水の吐出を行う。

洗浄流路１０６は、ギアポンプ３４から吐出された洗浄水を試薬プローブ７ａ，８ａ、試料プローブ１１ａ，１２ａまで送液する流路である。

洗浄流路１０６には、ギアポンプ３４停止時の洗浄用ポンプ２０の吐出圧、およびギアポンプ３４動作中の洗浄流路１０６の圧力を測定する圧力センサ１０２が配置されている。

また、圧力センサ１０２は、試薬プローブ７ａ，８ａの吐出圧を検出する試薬プローブ圧力センサ１１２，１１３や、試料プローブ１１ａ，１２ａの吐出圧を検出する試料プローブ圧力センサ１１４，１１５と伴に用いることで、試薬分注機構７，８の試薬プローブ７ａ，８ａによる試薬の吸引と吐出、および試料分注機構１１，１２の試料プローブ１１ａ，１２ａによる試料の吸引と吐出が正常に動作しているかを確認できるようになっている。

上述した洗浄流路１０６には、温度計１０７が配置されている。温度計１０７は、洗浄流路１０６を流れる洗浄水の水温を測定している。水温の測定は自動分析装置１００の稼働中は常に行ってもよいし、決められた時間、または時間間隔で行うことができる。

上述した洗浄流路１０６は分岐管１０４が配置されている。分岐管１０４は、洗浄水を試薬プローブ７ａ，８ａ、試料プローブ１１ａ，１２ａへ流路を分岐するために備えられている。また、分岐管１０４の流路内には洗浄水に含まれている可能性がある異物を除去するためのフィルタ１０４ａを備えている。

分岐管１０４で分岐された洗浄流路１０６部分には洗浄水の流れを制御するために電磁弁１０８，１０９，１１０，１１１がそれぞれ備えられている。電磁弁１０８，１０９，１１０，１１１を開くことで洗浄水が試薬プローブ７ａ，８ａまたは試料プローブ１１ａ，１２ａに流れ、洗浄が行われる。

分岐管１０４で分岐された後の洗浄流路１０６部分には洗浄水の流量を測定するための試薬プローブ流量計１１６，１１７、試料プローブ流量計１１８，１１９がそれぞれ備えられている。洗浄水の流量の測定は常に行ってもよいし、決まった時間または時間間隔で行ってもよい。なお、洗浄流路１０６における洗浄水の流量を測定する流量計は分岐管１０４より手前の洗浄流路１０６上に１つだけ設置することができる。

また、洗浄流路１０６には、ギアポンプ３４に対して並列に配置され、ギアポンプ３４の吐出口側と吸引口側とを接続する戻り流路１０５が配置されている。この戻り流路１０５には、戻り流路１０５を流れる洗浄水の流量を調整するためにその開閉度が調整可能な絞り部１０１が配置されている。

絞り部１０１は、例えば比例電磁弁で構成され、その開閉度は後述する制御部１０３によって調整される。

制御部１０３は、コントローラ２１内に配置されており、温度計１０７で測定した洗浄流路１０６を流れる洗浄水温の結果、および流量計１１６，１１７，１１８，１１９の洗浄水流量の結果に応じて絞り部１０１の開閉度を変更することで戻り流路１０５を流れる洗浄水の流量を調整する。

例えば、制御部１０３は、温度計１０７で洗浄水温を、流量計１１６，１１７，１１８，１１９で洗浄水の流量を測定し、これらの測定結果からレイノルズ数を求める。その後、求めたレイノルズ数が目標範囲内であるか否かを判断し、範囲外であるときは洗浄水の流れの状態が目標範囲内に収まるように、流量計１１６，１１７，１１８，１１９の値を確認しながら、水温に応じた目標流量に調整されるよう、絞り部１０１の開閉度を変更する。

より具体的な開閉度の調整を説明すると、レイノルズ数が目標範囲より高い場合は、絞り部１０１を開き方向に調整を行う。これにより、ギアポンプ３４より吐出された洗浄水のうち、戻り流路１０５を介してギアポンプ３４の吸入口側に流れる量を増加させることで分岐管１０４側へ流れる量を減少させ、分注プローブ７ａ、８ａ，１１ａ，１２ａ側への流量を減らす。

これに対し、レイノルズ数が目標範囲より低い場合は、絞り部１０１を閉じ方向に調整を行う。これにより、ギアポンプ３４より吐出された洗浄水のうち、戻り流路１０５を介してギアポンプ３４の吸入口側に流れる量を減少させることで分岐管１０４側へ流れる量を増加させ、分注プローブ７ａ，８ａ，１１ａ，１２ａ側への流量を増やす。

洗浄水の場合、臨界レイノルズ数は２３００である。ここで、目標レイノルズ数の基準値を２３００と設定しても、層流と乱流との切り換わりで乱流を安定して発生させることができない恐れがある。このため、目標レイノルズ数の基準値は安定して乱流が発生すると考えられる３０００とすることが望ましい。

ただし、レイノルズ数が高ければ洗浄効果が高くなるが、レイノルズ数が高すぎる（流速が早すぎる）と分注精度に影響を与える可能性があるため、必要以上に高くしないことが望ましい。

なお、レイノルズ数の目標範囲は洗浄水の性質や装置環境に応じて適宜設定することができ、例えば、目標レイノルズ数の基準値＋３０％以内、望ましくは目標レイノルズ数の基準値＋２０％以内、より望ましくは目標レイノルズ数の基準値＋１０％以内、とすることができる。

レイノルズ数を算出するプローブの位置は、図３に示すように、プローブのうち径が太くなっている位置が望ましく、主な洗浄したい対象部位とすることが望ましい。

ここで、上述のように、本実施例では流量計が試薬プローブ流量計１１６，１１７、試料プローブ流量計１１８，１１９と合計で４個配置されている。

試薬プローブ７ａ，８ａ、試料プローブ１１ａ，１２ａの内径を比較すると、一般的に、試料プローブ１１ａ，１２ａに比べて試薬プローブ７ａ，８ａの系の方が太い。このため、洗浄水の流量や圧力が同じ場合を考えると、試料プローブ１１ａ，１２ａに比べて洗浄力が低下し、コンタミネーションの発生確率が高くなることが懸念される。そこで、洗浄水の流量を複数個所で測定する場合は、最も洗浄に不安が残る箇所の値、本実施例であれば試薬プローブ７ａ，８ａでの値、を用いることが望ましい。

なお、最も洗浄に不安が残る箇所の値を用いる場合に限られず、複数個所の流量の値の平均値や、流路径や重要度に応じて重み付けして加重平均を用いることができる。

また、本実施例では、制御部１０３は、温度計１０７の測定結果が戻り流路１０５や絞り部１０１での制御範囲を超える場合は注意アラームを発生させる。

図２は電磁弁１０８，１０９，１１０，１１１への異物の噛みこみを防止するため流路の上流にフィルタ１０４ａを組み込んだ構成となっている。圧力センサ１０２を用いてギアポンプ３４の吐出圧を把握し、また試薬プローブ圧力センサ１１２，１１３により試薬プローブ７ａ，８ａの洗浄水の吐出圧を検出することができ、試料プローブ圧力センサ１１４，１１５により試料プローブ１１ａ，１２ａの洗浄水の吐出圧を検出することができる。

このため、制御部１０３において、ギアポンプ３４の吐出圧と試薬プローブ７ａ，８ａ、試料プローブ１１ａ，１２ａから吐出する洗浄水の圧力を比較することで分岐管１０４内のフィルタ１０４ａの詰まり具合を判定する。

すべてのプローブで圧力が低下している場合はフィルタ１０４ａの詰まりの可能性が高く、単一のプローブで圧力が低下している場合は電磁弁１０８，１０９，１１０，１１１の動作不良が疑われる。そこで、フィルタ１０４ａが詰まっていると判定されたときは、制御部１０３は、フィルタ１０４ａの清掃・交換が必要であるとの警告を表示部にて表示させ、オペレータに清掃・交換を促す。

フィルタ１０４ａが組み込まれていない場合においても、圧力センサ１０２から試薬プローブ圧力センサ１１２，１１３または試料プローブ圧力センサ１１４，１１５間の流路の詰まり具合（詰まりの有無も含む）、あるいは電磁弁１０８，１０９，１１０，１１１の動作不良を検出することが可能である。

つまり、制御部１０３は、圧力センサ１０２の測定値とプローブ圧力センサ１１２，１１３，１１４，１１５の測定値との差分により洗浄流路１０６の異常を判定することができる。なお、フィルタ１０４ａがある場合には制御部１０３はこの差分によりフィルタ１０４ａの詰まり具合を判定することができる。

なお、洗浄流路１０６は、ギアポンプ３４の下流側において開閉弁（図示省略）を備えた戻り流路（図示省略）を備えており、試薬プローブ７ａ，８ａ、試料プローブ１１ａ，１２ａの洗浄や洗浄流路１０６の圧力調整を行う際には開閉弁を閉じ、それ以外の時は開閉弁を開いてギアポンプ３４が吐出する洗浄水を貯水部２０１に還元することで、ギアポンプ３４がオーバーヒートすることを防止している。開閉弁の代わりにリリーフ弁を用いてもよい。

次に、制御部１０３を含めた流量制御部による、洗浄水温および洗浄水の流量の測定結果からレイノルズ数を目標範囲内に収まるための、ギアポンプ３４の吐出圧の圧力調整フローの流れを図４のフローチャートを用いて説明する。図４は制御部１０３による洗浄流路１０６の流量調整のフローチャート図である。

まず初めに、温度計１０７で洗浄流路１０６を流れる洗浄水温を測定する（ステップＳ３０１）。

次いで、制御部１０３は、ステップＳ３０１の水温測定の結果の入力を受けて、水温が低すぎる、または高すぎることによって流量調整の制御範囲を超えていないか否かを判定する（ステップＳ３０２）。制御範囲を超えたと判定される場合は処理をステップＳ３０３に進め、装置上で注意アラームを出させ（ステップＳ３０３）、処理をステップＳ３０８に進めて制御を終了させる。

これに対し、制御範囲を超えていないと判定されたときは、試薬プローブ流量計１１６，１１７および試料プローブ流量計１１８，１１９で洗浄水の流量を測定する（ステップＳ３０４）。なお、このステップＳ３０４はステップＳ３０３より前に実行してもよい。

次いで、制御部１０３は、ステップＳ３０４で測定した各プローブにおける洗浄水の流量測定の結果の入力を受けて、洗浄水温および洗浄水流量の測定結果からレイノルズ数を算出する（ステップＳ３０５）。レイノルズ数は、上述の式（１）に基づき算出される。

次いで、制御部１０３は、ステップＳ３０５で算出されたレイノルズ数が目標範囲内に収まっているか否かを判定する（ステップＳ３０６）。目標範囲内に収まっていると判定されたときは処理をステップＳ３０８に進め、絞り部１０１の調整は行わずに処理を終了する。これに対し、目標範囲に収まっていないと判定されたときはステップＳ３０７に処理を進める。

次いで、制御部１０３は、レイノルズ数を目標範囲内に収めるために必要な目標の流量になるよう絞り部１０１の調整を行う（ステップＳ３０７）。調整終了後、ステップＳ３０８に処理を進めて、調整を終了する（ステップＳ３０８）。

次に、本実施例の効果について説明する。

上述した本発明の実施例１の自動分析装置１００は、反応容器２に試料と試薬を各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定するものである。特に、試薬や試料を反応容器２に分注する分注プローブ７ａ，８ａ，１１ａ，１２ａと、分注プローブ７ａ，８ａ，１１ａ，１２ａに洗浄水を供給するギアポンプ３４と、ギアポンプ３４から吐出された洗浄水を分注プローブ７ａ，８ａ，１１ａ，１２ａまで送液する洗浄流路１０６と、洗浄水の水温を測定する温度計１０７と、温度計１０７の測定結果に応じてギアポンプ３４から吐出される洗浄水の吐出圧を調整することで分注プローブ７ａ，８ａ，１１ａ，１２ａへ供給する洗浄水の流量を調整する流量制御部と、を備えている。

これによって、試薬または試料のコンタミネーションを招く憾みのある洗浄水温の変化に基づいて洗浄水の流量が調整されるため、洗浄に適切な洗浄水流量が保たれる。従って、従来に比べて分注プローブ内面の洗浄力を向上させることができ、洗浄水の温度低下による試薬または試料のコンタミネーションを低減することができる。

また、洗浄流路１０６における洗浄水の流量を測定する流量計１１６，１１７，１１８，１１９を更に備え、流量制御部は、温度計１０７の測定結果に基づいて洗浄流路１０６の洗浄水のレイノルズ数を求め、目標範囲内に収まるために必要な洗浄水の目標流量を求め、流量計１１６，１１７，１１８，１１９の測定結果が目標流量となるようにギアポンプ３４の吐出圧を調整するため、洗浄に適した洗浄水の流れ状態をより高精度に保つことができ、洗浄力の向上をより確実に図ることができる。

更に、流量制御部は、ギアポンプ３４に対して並列に配置され、ギアポンプ３４の吐出口側と吸引口側とを接続する戻り流路１０５、戻り流路１０５に配置され、戻り流路１０５を流れる洗浄水の流量を調整する絞り部１０１、および絞り部１０１の開閉度を制御する制御部１０３、から構成され、制御部１０３は、温度計１０７および流量計１１６，１１７，１１８，１１９の測定結果に応じて絞り部１０１の開閉度を変更して戻り流路１０５を流れる洗浄水の流量を調整することでギアポンプ３４の吐出圧を調整する。

特に、制御部１０３は、流量計１１６，１１７，１１８，１１９で測定した洗浄流路１０６の流量値が目標流量より多い場合は絞り部１０１を開き方向に変更し、洗浄流路１０６の流量値が目標流量より少ない場合は絞り部１０１を閉じ方向に変更する。

これによって、ギアポンプ３４の駆動力を制御することなく、洗浄水温に応じて洗浄流路１０６から試薬プローブ７ａ，８ａ、試料プローブ１１ａ，１２ａまで送液される洗浄水の水量を調節することができ、大型、且つ高価なコントロールシステムを組み込むことを不要として、装置の小型化や低コスト化を図ることができる。

また、オペレータおよびサービスマンの作業削減、および分析性能の信頼性をより向上させた自動分析装置が得られる。

更に、洗浄流路１０６の圧力の調整を行うためにギアポンプ３４の回転数をコントロールする必要がなく、ギアポンプ３４に加わる負荷を必要以上に増加させる必要もないため、回転数を調整することによってギアポンプのギアに掛かる衝撃を増加させることがなく、ギアポンプ３４の寿命が短くなることを抑制することができる、との効果も奏する。

また、温度計１０７の測定結果が流量制御部の制御範囲を超える場合は注意アラームを発生させることにより、適切でない条件で分析が実行されることを抑制し、適切な対処をユーザに促すことができる。従って、正確な分析結果が求められるまでの時間を短縮し、また消耗品の消耗を抑制することができる。

＜実施例２＞
本発明の実施例２の自動分析装置について図５および図６を用いて説明する。図５は実施例２における試薬プローブ７ａ，８ａ、試料プローブ１１ａ，１２ａの内面の洗浄を行うための流路構成を示している。

なお、実施例１と同じ構成には同一の符号を示し、説明は省略する。以下の実施例においても同様とする。

本実施例の自動分析装置では、図５に示すように、実施例１の自動分析装置１００から流量計１１６，１１７，１１８，１１９が省略されている。

このような本実施例においても、流量制御部は、戻り流路１０５、絞り部１０１、および絞り部１０１の開閉度を制御する制御部１０３Ａ、から構成される。

実施例１との違いは、流量制御部は、温度計１０７の測定結果に基づいて洗浄流路１０６の洗浄水のレイノルズ数を求め、目標範囲内に収まるために必要な洗浄流路１０６の調整目標圧と圧力センサ１０２で測定した洗浄流路１０６の圧力値とを比較し、圧力値が調整目標範囲内に収まるようにギアポンプ３４の吐出圧を調整する。

特に、制御部１０３Ａは、温度計１０７および圧力センサ１０２の測定結果に応じて絞り部１０１の開閉度を変更して戻り流路１０５を流れる洗浄水の流量を調整することでギアポンプ３４の吐出圧を調整する。

そのために、水温と流量および圧力の関係をあらかじめ装置に記憶させておく。その上で、圧力センサ１０２でギアポンプ３４の吐出圧Ｐを測定し、レイノルズ数を目標範囲内に収まるために必要な調整目標範囲内に吐出圧Ｐが収まるように戻り流路１０５の絞り部１０１の開閉度の調整を行う。

具体的には、レイノルズ数が目標レイノルズ数より低い場合は吐出圧Ｐは調整目標範囲より圧が低い。したがって、制御部１０３Ａは、絞り部１０１を閉じ方向に調整を行う。これによりギアポンプ３４より吐出された洗浄水の一部が戻り流路１０５を介してギアポンプ３４の吸入口側に流れる量が減少するとともに分岐管１０４側へ流れる量が増加して圧力が逃げなくなるため、洗浄流路１０６が高圧側に調整される。

これに対し、レイノルズ数が目標レイノルズ数より高い場合は、吐出圧Ｐは調整目標範囲より圧が高い。したがって、制御部１０３Ａは、絞り部１０１を開き方向に変更する。これにより、ギアポンプ３４より吐出された洗浄水の一部が戻り流路１０５を介してギアポンプ３４の吸入口側に流れる量が増加するとともに分岐管１０４側へ流れる量が減少して圧力が逃げるため、洗浄流路１０６が低圧側に調整される。

次に、制御部１０３Ａを含めた流量制御部による、洗浄水温および洗浄水圧の測定結果からレイノルズ数を目標範囲内に収まるための、ギアポンプ３４の吐出圧の圧力調整フローの流れを図６のフローチャートを用いて説明する。図６は制御部１０３Ａによる洗浄流路１０６の圧力調整フローチャート図である。

最初のステップＳ４０１およびステップＳ４０２や、その後のステップＳ４０３、ステップＳ４０８は、それぞれ図４に示したステップＳ３０１、Ｓ３０２、Ｓ３０３、Ｓ３０８と同じである。

ステップＳ４０２において制御範囲を超えていないと判定されたときは、ステップＳ４０１で測定した洗浄水の水温の測定結果の入力を受けて、レイノルズ数を算出する（ステップＳ４０４）。レイノルズ数は、上述の式（１）に基づき算出される。

次いで、制御部１０３Ａは、ステップＳ４０４で算出されたレイノルズ数が目標範囲内に収まっているか否かを判定する（ステップＳ４０５）。目標範囲内に収まっていると判定されたときは処理をステップＳ４０８に進め、絞り部１０１の調整は行わずに処理を終了する。これに対し、目標範囲に収まっていないと判定されたときはステップＳ４０６に処理を進める。

次いで、圧力センサ１０２により洗浄流路１０６の水圧を測定することでギアポンプ３４の吐出圧を測定する（ステップＳ４０６）。

次いで、制御部１０３Ａは、ステップＳ４０６で測定したギアポンプ３４の吐出圧Ｐの測定値の入力を受け、吐出圧Ｐが調整目標範囲内に収まるように絞り部１０１の開閉度の調整を行う（ステップＳ４０７）。調整終了後、ステップＳ４０８に処理を進めて、調整を終了とする（ステップＳ４０８）。

その他の構成・動作は前述した実施例１の自動分析装置と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。

本発明の実施例２の自動分析装置においても、前述した実施例１の自動分析装置とほぼ同様な効果が得られる。

また、洗浄流路１０６の圧力を測定する圧力センサ１０２を更に備え、流量制御部は、温度計１０７の測定結果に基づいて洗浄流路１０６の洗浄水のレイノルズ数を求め、求めたレイノルズ数が目標範囲内に収まるために必要な洗浄流路１０６の調整目標圧と圧力センサ１０２で測定した洗浄流路１０６の圧力値とを比較し、圧力値が調整目標圧となるようにギアポンプ３４の吐出圧を調整することによっても、洗浄に適した洗浄水の流れ状態をより高精度に保つことができ、洗浄力の向上をより確実に図ることができる。

更に、流量制御部は、ギアポンプ３４に対して並列に配置され、ギアポンプ３４の吐出口側と吸引口側とを接続する戻り流路１０５、戻り流路１０５に配置され、戻り流路１０５を流れる洗浄水の流量を調整する絞り部１０１、および絞り部１０１の開閉度を制御する制御部１０３Ａ、から構成され、制御部１０３Ａは、温度計１０７および圧力センサ１０２の測定結果に応じて絞り部１０１の開閉度を変更して戻り流路１０５を流れる洗浄水の流量を調整することでギアポンプ３４の吐出圧を調整する。

特に、制御部１０３Ａは、圧力センサ１０２で測定した洗浄流路１０６の圧力値が調整目標圧より高圧の場合は絞り部１０１を開き方向に変更し、洗浄流路１０６の圧力値が調整目標圧より低圧の場合は絞り部１０１を閉じ方向に変更することにより、ギアポンプ３４の駆動力を制御することなく、洗浄水温に応じて洗浄流路１０６から試薬プローブ７ａ，８ａ、試料プローブ１１ａ，１２ａまで送液される洗浄水の水量を調節することができ、大型、且つ高価なコントロールシステムを組み込むことを不要として、装置の小型化や低コスト化を図ることができる。

＜実施例３＞
本発明の実施例３の自動分析装置について図７を用いて説明する。図７は実施例３における試薬プローブ７ａ，８ａ、試料プローブ１１ａ，１２ａの内面の洗浄を行うための流路構成を示している。

図７に示すように、本実施例の自動分析装置では、流量制御部が、実施例１等の戻り流路１０５、絞り部１０１、制御部１０３，１０３Ａの替わりに、ギアポンプ３４の駆動出力（回転出力）を制御する制御部１０３Ｂ，コントロール機器３５から構成される。

また、本実施例では、制御部１０３Ｂは、温度計１０７の測定結果に基づいて洗浄流路１０６の洗浄水のレイノルズ数を求めるとともに目標範囲内に収めるために必要な洗浄水の目標流量を求め、コントロール機器３５は、流量計１１６，１１７，１１８，１１９の測定結果が目標流量となるようにギアポンプ３４の吐出圧を調整する。

その他の構成・動作は前述した実施例１の自動分析装置と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。

本発明の実施例３の自動分析装置においても、前述した実施例１の自動分析装置とほぼ同様な効果が得られる。

なお、図７では、洗浄流路１０６における洗浄水の流量を測定する流量計１１６，１１７，１１８，１１９を備えている場合について説明したが、実施例２のように流量計１１６，１１７，１１８，１１９を省略し、温度計１０７の測定結果に基づいて洗浄流路１０６の洗浄水のレイノルズ数を求め、目標範囲内に収めるために必要な洗浄流路１０６の調整目標圧と圧力センサ１０２で測定した洗浄流路１０６の圧力値とを比較し、圧力値が調整目標圧となるようにギアポンプ３４の吐出圧を調整することができる。

＜その他＞
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

例えば、分注プローブとして、試薬プローブ７ａ，８ａおよび試料プローブ１１ａ，１２ａを例に挙げて説明したが、分注プローブはこれらに限定されず、プローブ形状を有しており、洗浄水を吐出することで内面が洗浄されるプロープ形態の機構の洗浄する流路に対しても適用することができる。

更に、図４および図６に示すようなギアポンプ３４の吐出圧力の自動調整の制御は、自動分析装置１００のスタンバイ時やオペレータによる指示に基づいて実行するものとしてもよい。

１…反応ディスク
２…反応容器
３…洗浄機構
４…分光光度計
４ａ…光源
５，６…撹拌機構
７，８…試薬分注機構
７ａ，８ａ…試薬プローブ（分注プローブ）
９…試薬ディスク
１０…試薬ボトル
１１，１２…試料分注機構
１１ａ，１２ａ…試料プローブ（分注プローブ）
１３，１４…洗浄槽
１５…試料容器
１６…試料ラック
１７…試料搬送機構
１８…試薬用シリンジ
１９…試料用シリンジ
２０…洗浄用ポンプ
２１…コントローラ
２３，２４…洗浄容器
２９，３０…撹拌機構用洗浄槽
３１，３２…試薬分注機構用洗浄槽
３４…ギアポンプ
３５…コントロール機器（流量制御部）
１００…自動分析装置
１０１…絞り部（流量制御部、流量調整部）
１０２…圧力センサ
１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ…制御部（流量制御部）
１０４…分岐管
１０４ａ…フィルタ
１０５…戻り流路（流量制御部）
１０６…洗浄流路
１０７…温度計
１０８，１０９，１１０，１１１…電磁弁
１１２，１１３…試薬プローブ圧力センサ
１１４，１１５…試料プローブ圧力センサ
１１６，１１７…試薬プローブ流量計
１１８，１１９…試料プローブ流量計
２０１…貯水部

Claims (8)

1. 反応容器に試料と試薬を各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定する自動分析装置であって、
   前記試薬や前記試料を前記反応容器に分注する分注プローブと、
   前記分注プローブに洗浄水を供給するギアポンプと、
   前記ギアポンプから吐出された洗浄水を前記分注プローブまで送液する洗浄流路と、
   前記洗浄水の水温を測定する温度計と、
   前記温度計の測定結果に応じて前記ギアポンプから吐出される前記洗浄水の吐出圧を調整することで前記分注プローブへ供給する前記洗浄水の流量を調整する流量制御部と、を備えた
   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、
   前記洗浄流路における前記洗浄水の流量を測定する流量計を更に備え、
   前記流量制御部は、前記温度計の測定結果に基づいて前記洗浄流路の洗浄水のレイノルズ数を求め、求めたレイノルズ数が目標範囲内を保つために必要な前記洗浄水の目標流量を求め、前記流量計の測定結果が前記目標流量となるように前記ギアポンプの吐出圧を調整する
   ことを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   前記流量制御部は、前記ギアポンプに対して並列に配置され、前記ギアポンプの吐出口側と吸引口側とを接続する戻り流路、前記戻り流路に配置され、前記戻り流路を流れる前記洗浄水の流量を調整する流量調整部、および前記流量調整部の開閉度を制御する制御部、から構成され、
   前記制御部は、前記温度計および前記流量計の測定結果に応じて前記流量調整部の開閉度を変更して前記戻り流路を流れる前記洗浄水の流量を調整することで前記ギアポンプの吐出圧を調整する
   ことを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項３に記載の自動分析装置において、
   前記制御部は、前記流量計で測定した前記洗浄流路の流量値が前記目標流量より多い場合は前記流量調整部を開き方向に変更し、前記洗浄流路の流量値が前記目標流量より少ない場合は前記流量調整部を閉じ方向に変更する
   ことを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   前記洗浄流路の圧力を測定する圧力センサを更に備え、
   前記流量制御部は、前記温度計の測定結果に基づいて前記洗浄流路の洗浄水のレイノルズ数を求め、求めたレイノルズ数が目標範囲内を保つために必要な前記洗浄流路の調整目標圧と前記圧力センサで測定した前記洗浄流路の圧力値とを比較し、前記圧力値が前記調整目標圧となるように前記ギアポンプの吐出圧を調整する
   ことを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項５に記載の自動分析装置において、
   前記流量制御部は、前記ギアポンプに対して並列に配置され、前記ギアポンプの吐出口側と吸引口側とを接続する戻り流路、前記戻り流路に配置され、前記戻り流路を流れる前記洗浄水の流量を調整する流量調整部、および前記流量調整部の開閉度を制御する制御部、から構成され、
   前記制御部は、前記温度計および前記圧力センサの測定結果に応じて前記流量調整部の開閉度を変更して前記戻り流路を流れる前記洗浄水の流量を調整することで前記ギアポンプの吐出圧を調整する
   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、
   前記制御部は、前記圧力センサで測定した前記洗浄流路の圧力値が前記調整目標圧より高圧の場合は前記流量調整部を開き方向に変更し、前記洗浄流路の圧力値が前記調整目標圧より低圧の場合は前記流量調整部を閉じ方向に変更する
   ことを特徴とする自動分析装置。
8. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   前記温度計の測定結果が前記流量制御部の制御範囲を超える場合は注意アラームを発生させる
   ことを特徴とする自動分析装置。

Images