JP3067305B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続的に搬送されてく
る各種の被検液を、測光手段を用いて自動的に分析する
自動分析装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動分析装置は、反応容器にサンプルを
分注・攪拌し、さらに試薬を分注・攪拌した後、測光手
段により測光することにより被検液成分を分析する作業
を、連続的かつ自動的に行う装置である。この自動分析
装置は、大きなタ−ンテ−ブルに反応容器を配設し、タ
−ンテ−ブルをステップ送りしながら停止時に個々の反
応容器に、サンプルプロ−ブ、試薬プロ−ブを移動させ
てサンプル、試薬の分注をする。さらに、攪拌棒を移動
させて攪拌を行わせるようになっている。

【０００３】また、反応容器にサンプル、試薬を分注・
攪拌する場合、反応容器、ノズル、攪拌棒等を用いる
が、適正な分析、測定を行うためにこれらを適宜洗浄し
ながら用いる。そして、反応容器内の被検液はできるだ
け一定の温度状態を維持した恒温状態とされている。こ
のようにして、自動分析装置では連続的にサンプル分
注、試薬分注をし、測光した後に反応容器、被検液の廃
棄を行うのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の自動分析装置では、攪拌棒を用いてサンプル・試薬
の攪拌を行うため攪拌装置を必要とする。したがって、
攪拌装置を反応容器の搬送経路の近傍に設けなければな
らず、装置小型化のために障害となっている。また、攪
拌棒による攪拌を行う場合は、異なるサンプル・試薬の
攪拌毎に攪拌棒の洗浄が必要となる。ところが、この洗
浄作業が分析処理を迅速に行うためには障害となるとと
もに、充分な洗浄が行われないと攪拌棒によるキャリオ
−バ−が生じてしまうという不具合がある。

【０００５】また、従来の自動分析装置では、反応容器
を大きな反応テ−ブルを用いて主に水平面内移動をさせ
ながら、一連の分析処理作業を行うようになっているの
で装置の平面積が大きくなり、装置の大型化を招いてし
まうという不具合がある。また、サンプル・試薬の分注
・攪拌作業位置と測光位置とが離れていないために、分
注・攪拌時に測光ができないという不具合があった。

【０００６】本発明は、上記不具合を解決すべく提案さ
れるもので、装置の小型化を図り、さらに分析処理能力
の向上および分析測定の適正化を図ることのできる自動
分析装置を提供することを目的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は，上記目的を達
成するために、反応容器を連続的に搬送する搬送手段
と、反応容器に少なくともサンプルを分注してサンプル
と試薬を含んだ被検液を作成する分注手段と、サンプル
と試薬による反応に応じた結果を測光する測光手段とを
有する自動分析装置において、上記搬送手段が、反応容
器中の被検液が揺動するよう搬送中の反応容器の姿勢を
変化させたままで反応容器の搬送を可能とする姿勢保持
手段と、このように姿勢が変化された状態の反応容器を
異なった方向に搬送するように配置された搬送ラインと
を有することを特徴とするものである。本発明は，上記
目的を達成するために、反応容器を連続的に搬送する手
段と、反応容器に試薬およびサンプル等を分注する手段
と、被検液を測光する手段とを有する自動分析装置にお
いて、反応容器の搬送手段に少なくとも水平面内および
垂直面内を移動するチェ−ンを用い、チェ−ンに固定さ
れた反応容器の搬送中に被検液が攪拌されるようにした
ことを特徴とする自動分析装置とした。

【０００８】

【作用】このように被検液は、分析処理作業を行うため
に搬送されていく過程で、反応容器内で揺動することに
なり攪拌効果が生じる。したがって、攪拌装置は不要で
あるとともに、攪拌棒によるキャリオ−バ−のおそれも
ない。また、反応容器の搬送手段は最小の平面積を用い
て設けられるので、装置の小型化を実現できる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の１実施例
を説明してゆく。本発明に用いるキュベット（反応容
器）１は、図１に示すように偏平なカプセル状を呈して
おり、厚さ方向の一方の平面部のほぼ中央位置に分注用
孔２が形成されている。また、幅方向の平面部は測光用
面として形成されている。なお、長さ方向の両面は曲面
に形成されている。また、キュベット１の内部容積は、
分注する反応液量に比較して充分余裕があるように形成
されており、反応液はキュベット１内部を移動し特に曲
面部内壁に衝たることにより充分な攪拌がなされるよう
になっている。

【００１０】図２は、自動分析装置の斜視図である。図
９は、自動分析装置の主要部を表した平面図である。上
記キュベット１は、装置４本体上部に配設されているキ
ュベットパック５内に例えば１パック100 個単位で収納
され、キュベットパック５から１個づつ送り出されたキ
ュベット１は、キュベットチェ−ン６のキュベット固定
部に分注用孔２が上に向くようにして固定される。キュ
ベットチェ−ン６には、キュベット１を固定するための
キュベット固定部が定ピッチで取りつけられており、固
定されたキュベット１が９秒間隔で間欠移送されるよう
になっている。このように、従来のような大きな反応テ
−ブルを用いないので、装置が大型化してしまうことが
ない。

【００１１】図３は、キュベットロ−ダ７の拡大斜視図
である。キュベットパック５からキュベットガイド８に
沿って整列して押し出される。押し出されたキュベット
１は、キュベットチェ−ン６の上部に達すると、キュベ
ットチェ−ン６の近傍に移動可能に設けられているキュ
ベットチャック９が上昇してくるとともにキュベットガ
イド８方向に移動し、手前のキュベット１を挟み込み保
持する。次に、キュベットチャック９は、キュベットガ
イド８から離れるとともに下降しながら（一点鎖線）キ
ュベットチェ−ン６に付設されているキュベット固定部
10に、キュベット１を固定するのである。

【００１２】こうして、キュベットチェ−ン６に固定さ
れたキュベット１が、水平面内を搬送（第１搬送）され
てゆく過程で、搬送路の近傍に設けられている希釈液分
注ユニット45により、その後分注される各試薬を希釈す
るための希釈液の分注が行われる。分注は、図示してい
ない希釈液タンクからシリンジ吸引動作により吸引した
後、希釈液をキュベット１に順次押し出すようにして行
う。なお、分注量は予めデ−タ処理装置に入力されてい
るテスト項目によりおのおの定められているのでそれに
基づいて分注されるが、高濃度試薬を用いずに一般試薬
を用いる場合は希釈液の分注は不要であることはいうま
でもない。

【００１３】希釈液が分注されたキュベット１がキュベ
ットチェ−ン６を介して搬送されてゆく方向には、試薬
格納庫11が設けられている。試薬格納庫11は、タ−ンテ
−ブルに分析項目毎に第１試薬、第２試薬がセット（例
えば40項目分) されており、第１試薬分注位置12に第１
試薬が、第２試薬分注位置13に第２試薬が位置するよう
になっている。そして、キュベット１に第１試薬が分注
され、所定の過程を経て第２試薬が分注されるようにな
っている。試薬格納庫11では、ペルチェ素子すなわち電
子的な熱交換デバイスにより冷却されるようになってお
り、試薬は常時12°C ±4 °C に温度制御されている。
第１試薬と第２試薬のボトルの形態は、一体化されたも
のであっても独立のものであってもよい。いずれにして
もこれらを同一のタ−ンテ−ブルに配置するため、図４
に示すように試薬ＩＤ用のバ−コ−ド14を一方に付着さ
せて、バ−コ−ドリ−ダ（図示していない）により識別
させることとなるが、この場合、他方には付着させる必
要がないことはいうまでもない。

【００１４】図４は、上記試薬ボトル近傍の拡大斜視図
である。試薬ボトル15は、ボトル本体16と分注器17とが
分離結合可能に形成されており、分注器17にはノズル18
が設けられている。そして、このノズル18をボトル本体
16の底部に形成されているフィルム面19に差し込むこと
により、ボトル本体16内の試薬がノズル18に導かれるよ
うになっている。このノズル18外周には圧電素子20が設
けられており、さらに圧電素子20には外部より電圧を与
えるための接点21が設けられている。そして、第１試薬
分注位置および第２試薬分注位置で電圧発生器22により
一定周波数の制御電圧をかけ、時間制御することで分析
条件に合わせた分注量の吐出制御ができるようになって
いる。なお、この場合、時間を一定にして与える周波数
を変化させることにより分注量の吐出制御をすることも
できる。また、試薬格納庫11の内部には試薬の劣化防止
を図るために保冷手段が設けられている。さらに、第１
試薬、第２試薬の吐出口にはシャッタ23が設けられてお
り、試薬吐出時に駆動機構24を介して開放されるように
なっているとともに、この部分にはヒ−タ−25が組み込
まれ結露防止を図っている。

【００１５】図５は、試薬ボトルの他の実施例を示した
ものである。ボトル本体16の上面には、空気孔26が形成
されている。分注する場合は、分注器17に設けてあるピ
ストン27をソレノイド28で押すことにより行う。図６Ａ
の断面図に従い具体的に説明すると、分注器17には試薬
吸引弁側ボ−ル29、試薬吐出弁側ボ−ル30と、これらを
それぞれ上方向（ボトル本体16方向) に付勢しているバ
ネ31、32が設けられており、上下方向に延在する第１の
管路33ａを密閉している。また、第１の管路33ａのほぼ
中央位置には直交する方向に第２の管路33b が連続形成
されており、第２の管路33a 内には後述するピストン34
と一体動する遊動体34b が配設されている。また、分注
器17には第２の管路33b の中心軸線に沿ってピストン34
が設けられており、このピストン34はバネ35により分注
器17外側方向に付勢されており、ピストン端面34a は図
６Ｂ（分注器17の底面図）に示すように、固定位置変動
可能に設けられているストッパ36により係止されるよう
になっている。

【００１６】このように構成されているので、ソレノイ
ド28を矢印方向に動作させると、ピストン34の端面34a
が押されピストン34はストロ−クＳ分だけ移動する。す
ると第１の管路33ａ内に圧力が生じ、吐出弁側ボ−ル30
を押して第１の管路33ａとの間に隙間を生じ、ストロ−
クＳ分だけの試薬を吐出できる。一方、ソレノイド28が
反矢印方向に戻ると、ピストン34はバネ35力によりスト
ッパ36に係止されるまで戻される。すると、第１の管路
33ａ内は陰圧となり吸引弁側ボ−ル29と管路33とに隙間
が生じ、ストロ−クＳ分の試薬が吸引される。こうした
動作により分注が行われるが、分析項目等により試薬分
注量を調整する場合は、ストロ−ク量を変えるか分注回
数を変えることにより調整する。なお、ストロ−ク量を
変えるにはストッパ36を移動させることにより行うよう
になっている。

【００１７】図７は、試薬ボトルの他の実施例を示した
ものである。この実施例は、分注器にインクジェットプ
リンタ等で一般的に用いられている圧電素子を使用した
ものである。分注器17には、前記実施例と同様に吸引側
弁ボ−ル29、吐出側弁ボ−ル30と、これらをそれぞれ上
方向に付勢しているバネ31、32が設けられており、上方
向に延在するパイプ37を密閉している。また、パイプ37
の外周には円筒形の圧電素子38が接着等により固定され
ている。この圧電素子38の内筒側と外筒側には、リ−ド
線39が接続されており、リ−ド線39の他方端は分注器17
外側に設けてある端子40に接続されている。そして、圧
電素子38の内外に電圧をかけることにより、パイプ37に
収縮動を与えパイプ37内に体積変化を起こさせて分注を
行うのである。

【００１８】分注器17の上部のボトル本体16から試薬が
流入する箇所には、試薬残量検知端子41が設けてあり、
この端子にはリ−ド線42が接続され、リ−ド線42の他端
は分注器17外側に設けてある端子40に接続されている。
また、試薬ボトルの外側に配設されている移動台43には
コンタクトプロ−ブ44が設けられており、このコンタク
トプロ−ブ44は分注器17の端子40に着脱自在となるよう
に構成されている。そこで試薬を分注するには、先ず端
子40にコンタクトプロ−ブ44を接続させ、圧電素子38に
数十キロヘルツのパルス電圧を与える。すると、パイプ
37の内側の体積が減少し吐出弁側ボ−ル30を押し、吐出
弁を開いてパイプ37収縮分の試薬を吐出することとな
る。

【００１９】一方、圧電素子38の内径が元の状態に戻る
と、パイプ37内は陰圧となり吸引側弁ボ−ル29が下がり
吸引弁が開きパイプ37体積変化分の試薬が吸引される。
このようにパイプ37の体積変化により試薬の分注、吸引
を行うが、パイプ37の体積変化は小さいため微少量の吐
出を行わせるのに適している。以上の動作により試薬の
分注を行うが、分析項目等により試薬分注量を変える場
合は、圧電素子38に与える電圧パルス数を変えることに
より、分析項目に応じた分注量を変化させて吐出すると
いう調整方法をとればよい。なお、本実施例では試薬残
量検知端子41間に電圧を与え、その抵抗値の変化を見る
ことによりボトル本体16内の試薬の有無を検知できる。

【００２０】このようにして試薬ボトルから第１試薬が
分注されると、キュベットチェ−ン６は第１搬送（水平
面内搬送）から垂直面内搬送（第２搬送）へと変わる。
このようにキュベットチェ−ン６が第２搬送状態となる
のは、測光の段階まで複数回ある。キュベットチェ−ン
６の第１搬送から第２搬送への変化に伴い、キュベット
１の向きも同時に変わることとなり、反応液がキュベッ
ト１内部を移動し希釈液と第１試薬とが攪拌される。こ
の場合、反応液はキュベット１の分注用孔２を有してい
ない底面および曲面に沿って移動するので、効果的な攪
拌ができるとともに反応液が分注用孔２から漏出するの
を防止できる。

【００２１】第２搬送路の近傍には試薬ブランク測光位
置46が設けられており、この試薬ブランク測光位置46に
よりキュベット１を測光し、試薬ブランクを測定する。
試薬ブランク測光位置46は、ファイバ−で光路が形成さ
れ、その光路端の一方は後述する第２試薬分注後の走査
光学系内に組み込まれている。

【００２２】キュベットチェ−ン６が垂直面内搬送をす
る第２搬送は、以後下降、上昇動しながらその都度キュ
ベット１内の反応液の攪拌を行うが、こうした攪拌の後
サンプル分注を行う。このサンプル分注を行うサンプル
プロ−ブ47は、試薬格納庫11と後述するサンプラ−48と
の間に設けられている。サンプラ−48は、サンプルカッ
プ49を10本収納可能な小タ−ンテ−ブル50が、大テ−ブ
ル51の円周上に６個配設できるようになっている。な
お、個々のサンプルカップ49には、バ−コ−ドが付着さ
れており、自動ＩＤ読み取りが可能となっている。小タ
−ンテ−ブル50と大テ−ブル51とはそれぞれ回転可能で
あり、コンピュ−タ制御により先ず大テ−ブル51を回転
させて小タ−ンテ−ブル50を選択した後、小タ−ンテ−
ブル50を回転させて、検査したい所定のサンプルをサン
プル吸引位置にセットできるようになっている。なお、
小タ−ンテ−ブル50のうちの一つを緊急検査等の特殊検
査用として用いるようにすることができることはいうま
でもない。

【００２３】サンプルプロ−ブ47は、サンプラ−48上の
サンプル吸引位置52とサンプル吐出位置53との間を移動
できるようになっているとともに、各位置でサンプル分
注ノズル54が上下動できるようになっている。このサン
プルプロ−ブ47による実際の吸引、吐出は、図示してい
ないサンプル用ピペッタを介して行うようになってい
る。なお、サンプル分注ノズル54は、サンプル分注ノズ
ル54の移動経路中に設けられている図示していないサン
プル洗浄部で洗浄された後、サンプルの吸引をしキュベ
ット１に吐出するようになっている。

【００２４】サンプル分注されたキュベット１は、再び
第２搬送されることにより第１試薬とサンプルとが攪拌
される。また、キュベット１周辺に温風を循環させるこ
とにより恒温（4.2 分間）状態とする。キュベット１の
搬送方向には、自己ブランク測光位置55が設けられてお
り、前記試薬ブランク測光と同様にしてキュベット１を
測光し、自己ブランクを測定する。自己ブランク測光位
置55は、ファイバ−で光路が形成され、光路端の一方は
第２試薬分注後の走査光学系内に組み込まれていること
も前記と同様である。

【００２５】自己ブランク測定がなされたキュベット１
は、第２試薬分注位置へと進み、第１試薬と同様に試薬
分注が行われるとともに第２搬送により攪拌される。第
２試薬分注位置近傍には、キュベット乗せ換え部56が設
けられている。キュベット乗せ換え部56について図８に
従い説明すると、第２試薬が分注されたキュベット１が
キュベットチェ−ン６を介して搬送される方向に、キュ
ベット乗せ換えチャック57が設けられている。キュベッ
ト乗せ換えチャック57は、キュベットチャッキング部58
を有しチャック回転機構59により水平面内を回転可能で
あるとともに、チャック移送機構60により垂直面内を移
動可能に構成されている。

【００２６】そこで、キュベット乗せ換え箇所にキュベ
ット１が搬送されてくると、キュベットチャッキング58
がキュベット１を挟んで、そのまま矢印方向に90°回転
することによりキュベット１をキュベットチェ−ン６の
キュベット固定部10から抜き取る（一点鎖線）。なお、
このキュベット乗せ換えは、キュベット搬送周期である
９秒間内に終了するようにしてある。その後、キュベッ
ト１をチャック移送機構60により下方に移送する。キュ
ベット１を移送する下方にはキュベット縦列移送部61が
設けてあり、移送されてきたキュベット１を保持しなが
ら直線上に縦列移送（第３搬送）されるようになってい
る。キュベット１を縦列移送するキュベット縦列移送部
61は、キュベット保持部62が等間隔に形成されたキュベ
ット搬送帯63が、水平面内直線方向に移動できるように
なっているとともに、キュベット搬送帯63の側面に測光
用キュベットガイド64が設けられている。

【００２７】上記第３搬送においては、キュベット１は
図８に示すように縦列搬送されるが、この場合キュベッ
ト１の曲面部近傍箇所が測光対象面となり、後述する測
光部で順次測光される。なお、この場合もキュベット１
の搬送は９秒間隔で間欠移送される。また、キュベット
縦列移送部61の近傍には、図９に示すように測光部65が
設けられている。この測光部65は、キュベット１曲面部
近傍の測光面に測光光を透過させて行う後分光走査光学
系を用いている。測光部65では、光源のランプと分光器
および光度計を固定し、キュベット１はランプと分光器
との間に位置させる。そして、光度計を直線状に走査し
てキュベット１内の反応状態を測光するのである。な
お、前記のごとく自己ブランク、試薬ブランクの測光も
行われる。このように、測光部がサンプル、試薬の分
注、攪拌作業位置と離隔して設けられているので、分注
・攪拌と測光を同時にできる。なお、反応容器中に予め
試薬が保持されている場合には、サンプルのみを分注し
てもよい。また、測光部６５は、試薬の種類に応じて、
もっぱら受光のみを行う構成であってもよい。

【００２８】また、測光用キュベットガイド64には、シ
−トヒ−タが取りつけられており、温度制御することに
よりキュベット１内の反応液を37°C になるように恒温
化している。このようにして測光された後、第３搬送か
らキュベット１を押し出すことにより落下して廃棄箱に
収納されるのである。なお、装置には分析条件の処理装
置、測光デ−タ処理、緊急処理、自動再検処理、ホスト
コンピュ−タとの通信等の処理を行うＤＰＲが設けられ
ており、さらに分析結果のデ−タ表示、反応曲線のグラ
フ表示、装置状態の表示を行う液晶グラフィックパネル
66、さらに分析項目の入力、分析条件の入力、装置状態
の変更等の入力を行うメンブレンキ−ボ−ド67、さらに
分析結果のプリントアウト、分析条件等のプリントアウ
トを行うプリンタ−が設けられている。

【００２９】

【発明の効果】以上のごとく、本発明によれば反応容器
の姿勢を変化させたままで搬送して行く過程で、例えば
水平面内移動から垂直面内移動へと搬送方向を変えるよ
うに搬送ラインを構成したことにより、反応液を反応容
器内で揺動させて、攪拌することができる。また、反応
液を非接触状態で攪拌させることができ、攪拌装置が不
要となるだけでなく、攪拌具の洗浄作業も不要となる。
また、搬送手段の搬送ラインは異なる方向に反応容器を
搬送するように配置されているので、設置スペースを小
さくでき、装置の小型化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 キュベットの斜視図である。

【図２】 自動分析装置の斜視図である。

【図３】 キュベットロ−ド機構の一部斜視図である。

【図４】 試薬ボトル近傍の拡大斜視図である。

【図５】 他の実施例に係る試薬ボトル近傍の拡大斜視
図である。

【図６】 図５に係る試薬ボトルの縦断面図および底面
図である。

【図７】 他の実施例に係る試薬ボトル近傍の拡大斜視
図である。

【図８】 キュベット乗せ換え部の斜視図である。

【図９】 自動分析装置の主要部を表す平面図である。

【符号の説明】

１ キュベット ４ 装置 ５ キュベットパック ６ キュベットチェ−ン 11 試薬格納庫 12 第１試薬分注位置 13 第２試薬分注位置 45 希釈液分注ユニット 46 試薬ブランク測光位置 47 サンプルプロ−ブ 48 サンプラ− 49 サンプルカップ 50 小タ−ンテ−ブル 51 大テ−ブル 52 サンプル吸引位置 54 サンプル分注ノズル 55 自己ブランク位置 56 キュベット乗せ換え部 61 キュベット縦列移送部 65 測光部 66 液晶グラフィックパネル 67 メンブレンキ−ボ−ド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牛久保 昌夫 東京都渋谷区幡ケ谷二丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 森 康雄 東京都渋谷区幡ケ谷二丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−98860（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−37290（ＪＰ，Ａ) 実公 昭50−9993（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 35/00 - 35/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応容器を連続的に搬送する搬送手段
   と、反応容器に少なくともサンプルを分注してサンプル
   と試薬を含んだ被検液を作成する分注手段と、サンプル
   と試薬による反応に応じた結果を測光する測光手段とを
   有する自動分析装置において、 上記搬送手段が、反応容器中の被検液が揺動するよう搬
   送中の反応容器の姿勢を変化させたままで反応容器の搬
   送を可能とする姿勢保持手段と、このように姿勢が変化
   された状態の反応容器を異なった方向に搬送するように
   配置された搬送ラインとを有することを特徴とする自動
   分析装置。
2. 【請求項２】 前記搬送手段が、分注手段または測光手
   段の近傍で反応容器を分注または測光に適した向きの姿
   勢に維持するように構成されていることを特徴とする請
   求項１に記載の自動分析装置。
3. 【請求項３】 前記搬送手段の搬送ラインでの搬送方向
   の変更に同期して前記反応容器の姿勢を変化させること
   を特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。