JP2783376B2 - 自動化学分析装置 - Google Patents
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Description
り、原水の状態、必要な純水の目的に応じ、自動化、一
体化、小型化された、純水精製機能を有する給水システ
ムを備えた自動化学分析装置に関するものである。
方法は、分析反応の温度や反応物質の湿度などの分析条
件を正確に規定できるため再現性、定量精度に優れ、こ
れを自動化した装置、いわゆる、自動化学分析装置は、
病院や臨床検査センタ−において、病気の診断や早期発
見に不可決の装置として広く使用されている。
水には、試料や試薬を定量移注するための送液用,ノズ
ル等装置各部の洗浄,反応槽の給水用等の多くの用途が
ある。上記の純水は、配管系に使用されているピペッ
タ,ポンプや開閉弁を損傷させないようにするため、微
粒子,塵埃等が少なくピユアでなければならない。さら
に、分析動作中、サンプリング系のピペッタ,ノズル等
において使用される純水は、装置の機能の面からも塵埃
等を含まずピユアでなければならない。例えば試薬の液
面検知をノズルが静電容量の変化を感知する場合には、
純水の比抵抗が十分必要となる。特に生菌、かびなどに
よる生物学的汚染等に関して厳しい管理が必要である。
おいては、その給水系の純水を精製する純水製造部は、
既製の市販品を使用し、自動化学分析装置本体から別置
され大型化して構築されており、自動化学分析装置全体
を含めたシステム的見地に立って、例えば水質、圧力、
漏水などの純水制御を検討されていない。さらに、前記
純水製造部と自動化学分析装置本体との接続配管状況か
ら接続配管部における生菌などの雑菌の発生、気泡の発
生、水質の変化について配慮されていないという欠点が
あった。
法においては、必要な試料や試薬を定量移注するための
送液用の純水と、ノズル等装置各部の洗浄,反応槽給水
用の純水とを精製する純水製造部は、上述の如く自動化
学分析装置本体から別置して大型化して構築されている
のみならず、精製時において特に自動化学分析装置の各
部の動作を制御するコントロ−ラへ測定デ−タを演算す
るデ−タ処理部からの必要な信号を供給せず、また純水
製造部から自動化学分析装置への信号も供給せず、互い
に、ばらばらに独立して動作させていた。
下、雑菌の発生、微粒子の混入など流路の詰り、汚れ等
により電気伝導度が低下し、Ca,Mg,Naなどのス
ケ−ル成分の残留による影響により分析デ−タの異常と
なり、十分な電気伝導度が得られなかった。これらの水
質が直接的原因となり発生する液面検知電気系誤動作に
よる誤った検体の認識などの問題があった。
るためなされたもので、自動化学分析装置は、その本体
と純水製造部とを一体化、かつ、小型化して構築し、使
用する純水の使用量および水質等も含めたシステム設計
を行うことにより、分析性能や装置の機能を高め、全シ
ステムが経済的であり、かつ、使い易く、分析デ−タの
信頼性が高い自動化学分析装置を提供することを目的と
するものである。
め、本発明の一実施例に係る自動化学分析装置の構成
は、試料容器が保持されている試料テ−ブルと、反応容
器列を保持,移送する反応ラインを有する反応テ−ブル
と、試薬が保持されている試薬テ−ブルと、前記試料テ
−ブル上の試料容器中の試料の一部および前記試薬テ−
ブルの試薬容器中の試薬の一部を吸入し、前記反応容器
に吐出,移注するサンプリング部と、前記各部に純水を
供給する純水製造部と、前記反応容器において反応処理
された試料を光学的に測定する測光部と、前記各部の動
作を制御するコントロ−ラと、前記コントロ−ラと接続
され、前記測光部からの測定デ−タを演算処理するデ−
タ処理部とから構成し、前記純水製造部は、複数種の純
水精製モジュ−ルにより構成してユニット化し、この自
動化学分析装置の筐体内に収納され、純水水質の監視,
制御を行なうと共に、原水条件,分析条件に応じて前記
複数種の純水精製モジュ−ルの組合せ構成を決定し、当
該自動化学分析装置を一体システムとして制御する制御
手段とを具備したものである。
Ca,Mgの硬度成分に応じたモジュ−ル化された各種
の純水精製ユニットの構成を決定する。例えばイオン交
換樹脂ユニット,逆浸透膜ユニットの組み合わせからな
る純水製造部を自動化学分析装置本体と同一筐体内に収
納し、かつ、機能を一体化し、一体システムとして前記
純水製造部の制御を自動化学分析装置各部の動作を制御
するコントロ−ラと、前記コントロ−ラと接続された測
定デ−タを演算処理するデ−タ処理部とにより行わせる
ようにしたものである。
本発明の構成によれば、純水製造部を目的に応じ、複数
の純水精製モジュ−ルの組合わせを決定し、当該自動化
学分析装置本体と同一筐体内に収納したので、一体化、
小型化した自動化学分析装置を構築することができる。
また、コントロ−ラとデ−タ処理部とからなる制御部と
により、原水,自動化学分析装置の用途に応じた純水を
供給する一体システムとして制御するので、質,量とも
に充足した純水を経済的に得ることができる。
原水の圧力,流量、例えばMPa,l/hを規定する。
送水ポンプから送られる原水は、純水精製モジュ−ルユ
ニットを透過する際、例えばアニオン系,カチオン系イ
オン交換樹脂と原水に含まれる負イオン、正イオンとの
吸着作用により比抵抗、MΩ−cmが上昇する。また、
逆浸透膜モジュ−ルの逆浸透膜による圧力差により微粒
子が除去された清浄な純水を得る。
力スイッチ、流路開閉弁からの信号により、前記コント
ロ−ラとデ−タ処理部との階層システムが一体のシステ
ムとして制御を行わせるようにしたので、原水の成分,
原水の使用量,得られる純水の水質,圧力が制御され、
この自動化学分析装置に最適動作をさせる。
照して説明する。図1は、本発明の一実施例に係る自動
化学分析装置の一部ブロック図を含む略示説明図、図2
は、図1の実施例に係る自動化学分析装置における純水
精製ユニットモジュ−ルの構成を示すブロック図、図2
は、図1の実施例に係る自動化学分析装置の正面図およ
び側面図である。
析装置全体について説明する。図1において、自動化学
分析装置は、複数試料、例えば400/1h個の試料間
の自動測定をする分析ユニットUと、前記分析ユニット
Uを制御し測定デ−タを印字するデ−タ処理部Dとによ
り構成されている。前記両者は、電源の供給および信号
伝達のため接続ケ−ブル40によって接続されている。
置されている円形上の試料テ−ブル12と、前記試料テ
−ブル12の近傍に位置し反応容器3を保持する円形上
の反応テ−ブル1と、前記両テ−ブルの隣接して試薬容
器17が備えられている第一試薬テ−ブル9,第二試薬
テ−ブル10と、前記各テ−ブルの試料,試薬を前記反
応容器3に吐出,移送するサンブリング部111,1
12,113と、前記サンブリング部111,112,11
3の動作を支援するピペッタ部6と、前記反応容器3で
反応処理された試料を測定する光源部4と光度計5から
なる測光部と、前記各部に純水を供給しコントロ−ラ3
3を有する純水製造部18と、前記純水製造部18の給
水動作を支援するタンク14,給水ポンプ15等の付属
機器と、これらの各部の動作を制御するコントロ−ラ3
8と、前記各部を接続する配管,配線類とからなってい
る。
心分離などにより血液全体より分離した患者毎の血清が
一定量注入されている試料容器16が円形状に載置さ
れ、該試料テ−ブル12は駆動装置(図示せず)により
回転させられる。
反応を処理させる反応容器3が円形上に列設され反応ラ
イン2により保持されている。該反応テ−ブル1は駆動
装置(図示せず)により回転させられる。前記反応容器
3は、前記反応テ−ブル1に設けられている恒温槽(図
示せず)により一定の温度で保持されている。
第一試薬テ−ブル9、第二試薬テ−ブル10のそれぞれ
試薬容器17a,17bに備えられ、それぞれ恒温槽
(図示せず)により一定の温度に保持されている。
11,112,113の三式あり、ピペッタ部6と接続さ
れている。前記ピペッタ部6はシリンジ構造(図示せ
ず)となっている。前記サンプリング部111,サンプ
リング部112,113は全く同様の構造であるので、前
記サンプリング部111を説明し、他のサンプリング部
112,113については省略する。
空部を有するア−ム11aとその先端部にはノズル8a
と中空の軸管8rとを有し、中空の軸管8rを中心とし
て前記ア−ム11aが回転し、それに伴って前記ノズル
8aも回転する。また、前記中空の軸管8rが上下に移
動することにより、前記ノズル8aも昇降する。前記の
ノズル8aとア−ム11aと中空の軸管8rとは、ピペ
ッタ部6と該ピペッタ部6を介して純水の給水ポンプ1
5とに配管接続されている。
一定容積のオ−バ−フロ−の機能を備えた洗浄槽7が設
けられ、前記ノズル8aを前述の昇降運動により、その
先端を前記洗浄槽7中に没入させ、該ノズル8aの内面
と外壁とを洗浄する。この洗浄より試料間のキャリオ−
バによるクロスコンタミネ−シヨンが防止される。
回転運動と中空の軸管8rの上下運動により、前記試料
テ−ブル上に載置された所定の前記試料容器16内に前
記ノズル8aが挿入され、前記ピペッタ部6のシリンジ
ピストンの往復運動により前記試料容器16内の試料を
前記ノズル8aより所定量吸引する。再度ア−ム11a
の回転運動と中空の軸管8rの上下運動とを行ない、前
記反応テ−ブル1上にある所定の前記反応容器3内に給
水ポンプ15を経た前記純水製造部18からの純水と共
に試料を吐出する。
第一試薬テ−ブル9上の試薬容器17aから、サンプリ
ング部113は第二試薬テ−ブル10上の試薬容器17
bからそれぞれ所望の試薬を一定量前記反応容器3内に
吐出するようになっている。このようにして前記反応容
器3内には、所定の試料,試薬が純水製造部18からの
純水と共に注入される。
ている前記反応容器3は、恒温槽により一定温度に保た
れ、一定時間経過して反応が完了する。反応が完了した
前記反応容器3は、そのまま光源部4と光度計5とによ
り測光され測定値を得る。
を制御すると共に前記デ−タ処理装置Dと接続されデ−
タ処理装置Dからの制御指令をうけると共に、前記純水
製造部18の純水精製コントロ−ラ33とも接続され制
御指令を発信している。
信号伝達のため接続ケ−ブル40により前記分析ユニッ
トUの前記コントロ−ラ38と接続され、該コントロ−
ラ38を介して前記純水製造部18のコントロ−ラ33
とも接続され、共に前記分析ユニットU全体を制御す
る。そして、このデ−タ処理部Dは、前記試料を指定さ
れた項目のみ分析しその結果を打ちだすランダムアクセ
ス機能,緊急試料の割込み測定,無人で動作する自動立
上げ機能などを備えており、上記の光源部4と光度計5
とにより得られた測定値を病気診断のため最終デ−タと
して打ち出す。
前記純水製造部18は分析ユニットU装置内に配設さ
れ、上記の送液用と洗浄用との純水を精製している。図
1において、前記純水製造部18は、水源20、例えば
上水道水管と、給水の通水,遮断をする流路開開弁21
と、原水中の赤さび,粒子等を取除く繊維状フィルタ1
9と、前記繊維状フィルタ19と接続された加圧水を送
水する高圧ポンプ23と、前記高圧ポンプ23の送水側
と接続された逆浸透原理により残留塩素を除去する逆浸
透膜モジュ−ル27と、この逆浸透膜モジュ−ル27と
接続された脱イオン化作用のあるイオン交換樹脂モジュ
−ル36と、純水精製コントロ−ラ33等から構成され
ている。
の送水口が、フロ−トスイッチ13を有する別体となっ
ている貯水タンク14に配管接続され、続いて給水ポン
プ15,ピペッタ部6と配管接続されている。
ルタ19の出口には圧力スイッチ22、前記逆浸透膜モ
ジュ−ル27の入口には圧力モニタ24,出口には圧力
スイッチ30と水質計28、前記イオン交換樹脂モジュ
−ル36の入口には圧力モニタ29,出口には水質計3
2等が設けられている。
は、加圧上水道水の圧力調節用のしぼり弁26とフラッ
シング洗浄用に開閉弁25とが設けられおり、前記開閉
弁25の他端には、廃水口31が設けられている。
造部18の前記各構成機器と配線接続され制御すると共
に前記コントロ−ラ38と接続され、さらに前記コント
ロ−ラ38を介して前記デ−タ処理装置Dとも接続さ
れ、いわゆる階層システムが構成されている。
スについて説明する。純水精製モジュ−ルは、図1の如
く逆浸透膜モジュ−ル27とイオン交換樹脂モジュ−ル
36とにより構成されている場合について説明する。原
水流路を開閉する流路開閉弁21は、貯水タンク14に
備えられたフロ−トスイッチ13により常に純水を必要
とするタイミングで開閉する。上記流路開閉弁21を通
過した水道水は、繊維状フィルタ19に通水され、原水
に含まれる赤さび,粒子などが取除かれる。
−ル27へ加圧状態、例えば圧力0.7MPaにて送水
する。逆浸透膜モジュ−ル27においては、逆浸透の原
理により残留塩素、蒸発残留物が取除かれ純水となる。
さらにこの純水は、イオン交換樹脂モジュ−ル36によ
り脱イオン化され比抵抗の高い、例えば1MΩcm〜1
8MΩcmの純水となり、貯水タンク14に貯水され
る。
は、前記の純水を精製する各モジュ−ル27,36へ供
給する圧力および流量に大きく左右される。このため、
上記圧力モニタ24は前記逆浸透膜モジュ−ル27の入
口圧力,上記圧力モニタ29は、前記イオン交換樹脂モ
ジュ−ル36の入口圧力をそれぞれ計測し、純水精製コ
ントロ−ラ33に入力され、前記純水精製コントロ−ラ
33により前記圧力および流量が制御されている。
ルタ19の詰まりによる圧力低下を検知し、上記圧力ス
イッチ30は、前記逆浸透膜モジュ−ル27の出口に設
けられ、異常加圧を検知してそれぞれ誤動作を防止す
る。
逆浸透膜モジュ−ル27により得られた純水の比抵抗値
を測定し、上記水質計32は、前記イオン交換樹脂モジ
ュ−ル36により得られた純水の比抵抗値をそれぞれ測
定し、純水精製コントロ−ラ33に入力され、それぞれ
制御されている。
より行なわれ、前記逆浸透膜モジュ−ル27中間段の前
記しぼり弁26から抽水され、該逆浸透膜モジュ−ル2
7への加圧上水道水の圧力調節が行われ流量が調節され
る。また、前記逆浸透膜モジュ−ル27のフラッシング
洗浄は、前記開閉弁25により行われる。
ぼり弁26、前記開閉弁25、前記各圧力スィツチ2
2,24,29,30、前記各水質計28,32、前記
高圧ポンプ23と接続され、これらからの入力信号をう
け、必要な出力信号を前記分析ユニットUを制御するコ
ントロ−ラ38,前記デ−タ処理部Dとにより構成する
階層システムに送り、自動化学分析装置全体を制御す
る。
製造部18を上水道水の圧力と純水精製モジュ−ルを透
過して得られる純水の比抵抗値とを純水精製コントロ−
ラ33,コントロ−ラ38,デ−タ処理部Dによりフィ
−ドバック制御を行ない、所定水質の純水が確実に得ら
れる。
ルによるユニット化を説明する。図2(a),(b),
(c),(d)は、本発明の一実施例に係る自動化学分
析装置における純水精製モジュ−ルによるユニットの構
成を示すブロック図である。図中、図1と同一符号は同
等部分であるので、詳細な説明を省略する。
する繊維を用いたイオン交換繊維モジュ−ル、42は、
膜の電解質透析作用を利用した電気透析モジュ−ルであ
る。これらの4種類の純水精製モジュ−ルの構成を筐体
にそれぞれ収納し、4種類のユニット化された純水製造
部18を形成する。
−ル27とイオン交換樹脂モジュ−ル36とを接続して
構成する。図2(b)のユニットは、イオン交換樹脂モ
ジュ−ル36とイオン交換繊維モジュ−ル37、図2
(c)のユニットは、電気透析モジュ−ル42とイオン
交換繊維モジュ−ル37、図2(d)のユニットは、直
列に接続された二個の前記逆浸透膜モジュ−ル27とイ
オン交換繊維モジュ−ル37とにより構成されている。
ジュ−ルを使用しユニット化された純水製造部を組み込
んだ自動化学分析装置の構造について説明する。図3
は、本発明の一実施例に係る自動化学分析装置の正面図
および側面図であり、図中、図1と同一符号は同等部分
であるので詳細な説明を省略する。新たな符号のみを説
明する。
テ−ブル,反応テ−ブル等が組み込まれている分析部、
34は、純水製造部18を滑動させるロ−ラ、35は、
前記ロ−ラ34を滑走させるレ−ルである。筐体に収納
された純水製造部18は、ロ−ラ34とレ−ル35とに
より滑動させ分析部Aの下方部に押し込まれ、自動化学
分析装置へ組込まれる。
し、一体化することにより、自動化学分析装置の省スペ
−ス化をはかることができると共に、汚れの著しい純水
製造部18から分析ユニットUの他の部分への配管が最
短となる配管流路系を形成することが可能である。ま
た、純水精製コントロ−ラ33,コントロ−ラ38,デ
−タ処理部Dとにより階層システムを構成し、全体装置
をフィ−ドバック制御することにより、ランニングコス
トの低減を図り、所定水質の純水が確実に得られる。
は地域性を有しており、水温、PH値、硬度、例えばm
g/lの他、Fe、Caなど様々な金属イオンの含有率
も異なり、加えて比較的大規模の病院、臨床検査センタ
−では、貯水タンクに一旦貯溜してから使用するため沈
殿物や蒸発残留物などの影響が大きくなってくる。小規
模の病院では、やむをえず地下水を使用している場合も
ある。また、病院や臨床検査センタなどの規模によって
も必要な純水の水質が異なる場合がある。
その変化、使用する純水の水質、量等を前記階層システ
ムを構成する機器のいずれかに入力すると、前記階層シ
ステムにより図2(a)から図2(d)に示す如く4種
類のユニット化された純水製造部をランニングコスト,
経済性の点を判断し、前記階層システムの構成する機器
のいずれかから選択指令を出力する。この選択指令にし
たがい4種類のユニットのいずれかを手動にて自動化学
分析装置へ組み込むものである。
部の適用について説明する。市水道水と工業用回収水を
並列的に使用している施設については、工業用水が多量
の浮遊物等を含んでいるために図2(a)のユニット構
成を選定する。図2(a)のユニットは、逆浸透膜モジ
ュ−ル27とイオン交換樹脂モジュ−ル36とにより構
成し、前記逆浸透膜モジュ−ル27へ加圧する上水道水
の圧力と前記イオン交換樹脂モジュ−ル36とを透過し
て得られる純水の比抵抗値とより純水製造部18を制御
することにより、必要な純水を得られる。
換繊維モジュ−ル37は、原水の全てを純水として使用
することができ、捨て水が無いため効率的に給水システ
ムを構築できる。したがって、渇水期等において、原水
の回収率をあげたい場合には図2(b)のユニット構成
を選定する。反面、寿命が短く、例えば透過水量は原水
200l程度にて交換しなければならず、その頻度が多
くなり、メンテナンス,ランニングコスト必ずしも好ま
しくない場合がある。
透析モジュ−ル42は、自己洗浄機能を有しているため
に寿命が長く、例えば透過水量は原水で120,000
l程度あるが、反面、50%以上捨て水として廃水口3
1より廃棄させるため原水の消費量も多くなる。
水質が分析値に大きく影響するために、図2(d)に示
す如く、直列に接続された二個の逆浸透膜モジュ−ル2
7を使用した構成のユニットにより純水を精製する。図
2(d)の構成のユニットは、図2(a)の構成のユニ
ットをさらに発展させ、ランニングコストが安価となり
雑菌をより少なくする利点がある。さらに、図2(c)
に示す如く、電気透析モジュ−ル42とイオン交換繊維
モジュ−ル37も採用することもできる。
ット化された純水製造部をそれぞれ別体としたが、各種
純水精製モジュ−ルを配管と切り替え弁とにより接続
し、前記コントロ−ラ33の選択指令により切り替え弁
を切り替え、任意の各種純水製造モジュ−ルの組合せを
構成しても差し支えない。また、本実施例においては、
純水精製コントロ−ラ33,コントロ−ラ38,デ−タ
処理部Dは、それぞれ別体とし階層システムを構成した
が、これらの機能を統合し、一台の制御装置または二台
の制御装置としても差し支えない。
れば、湿式分析方法における自動化学分析装置におい
て、純水製造部を純水精製モジュ−ルによりユニット化
し、かつ、分析部へ組み込み一体化したので、小型化し
た自動化学分析装置を提供することができる。また、純
水製造部を純水精製モジュ−ル構成によりユニット化に
際し、自動化学分析装置において使用される原水の量,
水質、純水の量,水質等も含めてその機能が最適となる
ようにシステム設計を行い、自動化学分析装置全体を一
体システムとしてコントロ−ラ、デ−タ処理部等により
制御することにより、その性能,機能を高め、全システ
ムとして経済的、かつ、使い易く、分析デ−タの信頼性
の高い自動化学分析装置を提供することができる。
部ブロック線図を含む略示説明図である。
る純水精製モジュ−ルによるユニットの構成を示すブロ
ック線図である。
図および側面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 試料容器が保持されている試料テ−ブル
と、反応容器列を保持する反応ラインを有する反応テ−
ブルと、試薬が保持されている試薬テ−ブルと、前記試
料テ−ブル上の試料容器中の試料および前記試薬テ−ブ
ルの試薬容器中の試薬を吸入し、前記反応容器に移注す
るサンプリング部と、前記各部に純水を供給する純水製
造部と、前記反応容器において反応処理された試料を光
学的に測定する測光部と、前記各部の動作を制御するコ
ントロ−ラと、前記測光部からの測定デ−タを演算処理
するデ−タ処理部とから構成される自動化学分析装置に
おいて、 前記純水製造部は、複数種の純水精製モジュ−ルにより
ユニット化し、当該自動化学分析装置内に収納され、 前記コントロ−ラは、純水水質の監視,制御を実施し、
原水条件,分析条件に応じて前記純水製造部の前記複数
種の純水精製モジュ−ルの組合せを決定し、前記デ−タ
処理部とともに当該自動化学分析装置を一体システムと
して制御するように構成されていることを特徴とする自
動化学分析装置。 - 【請求項2】 純水製造部は、イオン交換樹脂モジュ−
ル,逆浸透膜モジュ−ル,電気透析モジュ−ル,イオン
交換繊維モジュ−ルの純水精製ユニットのいづれかを少
なくとも一つ以上使用しまたは組合せて構成されている
ことを特徴とする請求項1記載の自動化学分析装置。 - 【請求項3】 コントロ−ラは、デ−タ処理部と一体化
して構成されていることを特徴とする請求項1または請
求項2記載のいずれかの自動化学分析装置。 - 【請求項4】 コントロ−ラは、純水製造部の純水水質
の監視,制御を実施する手段と、原水条件,分析条件に
応じて前記純水製造部の前記複数種の純水精製モジュ−
ルの組合せを決定し、デ−タ処理部とともに当該自動化
学分析装置を一体システムとして制御する手段とに分離
されて構成されていることを特徴とする請求項1または
請求項2記載のいずれかの自動化学分析装置。
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