JP3119773U - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サンプリングプローブの流路抵抗をチェックし異常とみなされる時にはプローブは詰り気味であるというアラームを発生させる。
【解決手段】サンプリングプローブの内部洗浄水を開閉する電磁弁を一定時間開いて、サンプリングプローブ先端から吐出される洗浄水をサンプルディスクに置かれた直径の決まった容器で受け、吐出終了後、サンプリングプローブを下降させ、液面検知で停止させて容器内に吐出された量を測定することにより流路抵抗度合いを知る。この流路抵抗度合いをプローブ詰り検知判定アルゴリズムに補正を加える。自動分析装置に必要不可欠な液面検知機能を活用することにより流路抵抗度合いを簡単に知ることができる。また、プローブ機差により抵抗に機差があっても補正により正確な詰り検知判定ができる。
【選択図】図３

Description

本考案は血液，尿等の成分を定量あるいは定性分析する自動分析装置に係り、特に試料吸引時のサンプリングプローブの詰り検知に関する。

自動分析装置においては試料と試薬を反応容器内で混合してその反応の進行を光を透過してその吸光度の変化を測定している。試料を反応容器に分注する際に正しくサンプリングプローブ内に吸引出来たかをチェックする詰り検知機能が付加されることが多くなってきた。近年、試料の微量化に伴い、サンプリングプローブの先端がさらに細く絞られてきており、試料内にフィブリンなどが析出するとサンプリングプローブが詰まって正しく分注できなくなってしまうからである。その詰りの検知方法としては分注流路内に圧力センサを設け、吸引時の圧力波形観察を行って判定する方法がとられている。

特開２００３−２５４９８２号公報

サンプリングプローブの先端が絞られているが、その部分の内径は約０.２mm 程度であり、その内径の大きさをサンプリングプローブの個体差が無く精度よく製造するのは困難である。僅かな内径の違いからプローブを交換した時に分注性能が変わってしまうと言うことが発生してしまう。原因のひとつは内径が予定より細く出来ているとプローブ内を洗浄したときに洗浄水の流量がかわってしまうために試料同士のキャリオーバが発生しやすくなる。また、洗浄後のプローブ内の残圧に内径に起因する個体差が現れるため、その残圧の影響で吸引した試料が押出されたりして分注性能が低下する。さらに長年使用しているうちにプローブ内に蛋白質が付着して詰り気味になってしまっていて分注精度に影響を与えているのに知らないで使用を続けているためなどである。先端が従来にまして細く絞られているため、僅かな蛋白質がコーティング状態になるだけで影響が大きい。これらの僅かな変化は試料の吸引吐出の僅かな圧力変化を圧力センサだけで捉えるのは非常に困難である。

プローブ交換時のスクリーニングや、プローブ先端内径の蛋白付着状態を定期的にチェックする必要がある。

本考案の目的は、上記従来装置の欠点を鑑み、サンプリングプローブの内径が多少ばらついてもプローブ交換時のスクリーニングで許容範囲外のものを排除することや、プローブ先端内径の蛋白付着状態を定期的にチェックを簡単にできるようにすることである。また、プローブの詰り検知も先端内径がばらついても正しくできるようにすることである。

サンプリングプローブあるいは試薬プローブ先端からプローブ内の洗浄水を一定時間吐出させ、その吐出された洗浄水量を容器に受け、その容器内の水量を自動的に測定可能にする。その容器内の水量を自動的に測定する方法として、現在では自動分析装置の必要不可欠なサンプリングプローブあるいは試薬プローブに付加された容器内の液面検知機能を使用するようにすれば、非常に簡単に先端のプローブ内径や蛋白質コーティング状態のチェックを行うことができる。

一定時間，一定圧力を加圧して水を流してその流量を測定すればプローブの抵抗（圧力損失）を測定したことになる。

このプローブ自身が持っている個体差のある圧力損失を試料を吸引した時の流路内の圧力波形の観察と詰り検知判定のアルゴリズムに加味するようにする。

本考案によれば、自動分析装置が本来持っている機能で簡単にサンプリングプローブの流路抵抗状態を調べることができるのでプローブを流れる洗浄水量や、プローブ先端詰り状態をチェックすることができる。また、プローブ内径に左右されないで詰り検知時の判定を正しく行うことができる。

図１に自動分析装置の構成及び流路を示す。サンプリングアームに取り付けられたサンプリングプローブの上流側に圧力センサ，シリンジ及び電磁弁及び加圧ポンプ，純水タンクが取り付けられている。図２は通常の試料吸引の説明図である。

自動分析装置での通常の分析手順を説明する。まず、サンプリングプローブ２５が洗浄槽４にある状態で、流路内を洗浄電磁弁１５を開いてプローブ内の洗浄及び水充填を行う。また同時に外洗電磁弁１３を開いてサンプリングプローブ２５の先端部の外側も洗浄する。その後、試料シリンジ１６のプランジャ２２を下降させてプローブ先端に分節空気
２６を３μｌ吸引する。サンプリングアーム３を回転させ、サンプルディスク１に設置された検体２にサンプリングプローブ２５を下降させてプローブ先端が液面に接触するやいなや（液面検知機構２４で検知する）プローブの下降を停止させ、試料シリンジのプランジャを下降させて試料を吸引する（ダミー試料含めて約１２μｌ）。サンプリングプローブは上昇させて反応容器５の上に移動して下降し、サンプリングプローブ先端を反応容器に接触させて試料シリンジのプランジャを上昇させて試料を約２μｌ吐出する。洗浄槽４に戻りプローブの内外の洗浄をおこなう。これが一連の分注動作である。反応容器に試薬が添加され測定が行われ、分析が終了した反応容器は反応容器洗浄機構１２で洗浄される。分注流路内の純水と吸引した試料との間には分節空気３μｌが存在するが、これは試料の流路内純水への拡散による薄まりを防止すれためのものである。サンプリングプローブの先端絞り部の流路抵抗が増大すると、吸引時にシリンジのプランジャが停止してもこの分節空気が膨張から縮小への変化が継続されままの状態でサンプリングプローブが上昇して液面を離れるために吸引不足が生じることとなる。

次に本考案のサンプリングプローブの流路抵抗の測定方法について説明する。図３にプローブ先端から吐出された水を容器に受けて流量を測定する方法をしめした。決められた直径の空容器２８をサンプルディスク１に置く。自動分析装置の操作部の画面からプローブ流路抵抗測定の指令を与える。サンプリングプローブは空容器２８上に移動して、加圧ポンプ２０を一定圧に作動させたまま、サンプリングプローブ内洗浄電磁弁１５を５秒間開く。そうするとサンプリングプローブから洗浄水が容器内に吐出される。その後、サンプリングプローブは上限点から下降して容器内の液面を検知して停止させる。下降して停止するまでのステッピングモータへ付与したパルス数を数えてサンプリングプローブの下降量Ｌを計算する。その下降量から逆算して容器内の液面高さＨを求め、それと容器の直径から５秒間に吐出された洗浄水量Ｖ０を求める。このＶ０がある範囲内にない場合は
「プローブが詰り気味である、あるいは許容範囲外」である旨の警報を発するようにする。加圧ポンプ２０の圧力はおおよそ一定値に圧力計１９で合わせるが、試料分注系は精度を必要とするので厳密な圧力測定を圧力センサ７で測定し、圧力が規定値より高ければその分Ｖ０は高くなるので補正すると流路抵抗測定精度が高まる。また、流路抵抗は水温によっても変化するので圧力センサに温度測定機能をもたせて水温補正を行うとさらに精度は高まる。

続いて、試料吸引時の詰り検知判定アルゴリズムへの適用例を説明する。

図４に試料吸引時の圧力センサ７の圧力モニター波形を示す。グラフで横軸は時間で縦軸は引圧をしめす。また、下方にシリンジのプランジャの動作とサンプリングプローブの動作シーケンスを示した。波形（ａ）３０は正常の吸引時の波形を示す。波形（ｂ）３１は吸引時にプローブが試料内のフィブリンなどの異物で詰まった時の波形をしめす。

大きく引圧があがり、膨張した分節空気が縮小を継続しているため、プランジャが停止してもだらだらと下降する曲線をしめす。

波形（ｃ）３２はサンプリングプローブの先端絞り部が許容範囲内でも比較的細い場合を示す。全体が引圧にシフトしている。波形（ｄ）３３は、サンプリングプローブの先端絞り部が許容範囲内でも比較的太い場合を示す。全体が引圧が小さい方にシフトしている。波形（ｅ）３４は、シリンジ内など上流側流路内の気泡が存在した場合の波形をしめす。気泡が膨張するために引圧があまり上がらず、またゆっくり下降する。

波形（ｂ）は検体由来のため偶発的に発生する。

波形（ｃ），（ｄ）の状況は使用しているプローブにリンクしているので同じプローブを使用する限り恒常的に発生する。

波形（ｅ）は気泡がいつも流路に滞在しているとは限らずどちらかといえば偶発的である。

前述した容器を利用したプローブの流路抵抗測定値(そのほとんどは先端絞り部の抵抗)との強い相互関係を示すのは波形（ｃ）の場合である。図３に流路抵抗値の違うプローブとの波形をしめす。このように許容範囲にあるサンプリングプローブではプローブが上昇する時刻Ｊ点では各プローブの引圧はほぼゼロで同じである。しかし途中の波形は異なり、その分補正してやる必要がある。詰り判定方式は途中の波形をも使った多点解析を用いているからである。このような補正をしないと、先端絞り部の内径が少し小さいプローブはいつも詰まっているという判定になってしまう。

試料の吸引時にフィブリンがサンプリングプローブの先端部の細く絞ってある部分を通り抜けて上方のプローブの太い部分に入り込んでしまうとテーパ部にひかかってなかなか出てこれなくなってしまう。このような場合は反応容器への吐出時に圧力が異常に上昇するので検知してアラームを発生できる。この時は、装置をとめて本考案の「容器を利用した流路抵抗の測定」をやれば確実に詰りを再確認することができる。また、使用中になんらかの理由でプローブを特に先端部を大きく曲げたにもかかわらず丁寧に曲げを戻して使用している時が多々ある。その場合は内径がつぶれているにもかかわらず、外見ではわからないことが多い。このような時も本考案でチェックすれば発見できる。

実施例としては試料用のサンプリングプローブを例として述べたが、試薬分注機構８についても同様な機能を持たせることが出来る。

自動分析装置の構成及び流路図を示す。 試料を通常分注で吸引する場合の動作を示す。 空容器に洗浄水を受けて流路抵抗を測定する方法を示す。 試料吸引時の圧力センサの引圧波形を示す。

符号の説明

１…サンプルディスク、２…検体、３…サンプリングアーム、４，１１…洗浄槽、５…反応容器、６…反応ディスク、７…圧力センサ、８…試薬分注機構、９…試薬ディスク、１０…試薬ボトル、１２…反応容器洗浄機構、１３…外洗電磁弁、１４…反応容器洗浄電磁弁、１５…サンプリングプローブ内洗浄電磁弁、１６…試料シリンジ、１７…試薬プローブ内洗浄電磁弁、１８…試薬シリンジ、１９…圧力計、２０…加圧ポンプ、２１…純水タンク、２２…プランジャ、２３…脱気装置、２４…液面検知機構、２５…サンプリングプローブ、２６…分節空気、２７…試料、２８…受け空容器、２９…洗浄水、３０…波形（ａ）、３１…波形（ｂ）、３２…波形（ｃ）、３３…波形（ｄ）、３４…波形（ｅ）、３５…プランジャ動作シーケンス、３６…サンプリングプローブ動作シーケンス。

Claims (4)

1. 試料をサンプリングプローブで反応容器に分注し、試薬プローブで試薬を添加し混合させ反応させて分析を行う自動分析装置において、サンプリングプローブあるいは試薬プローブ先端からプローブ内の洗浄水を一定時間吐出させ、その吐出された洗浄水量を容器に受け、その容器内の水の量を自動的に測定可能にした自動分析装置。
2. 請求項１において、その容器内の水量を自動的に測定する方法として、サンプリングプローブあるいは試薬プローブに付加された、容器内の液面高さ検知機能を使用するようにした自動分析装置。
3. 請求項１において、更にプローブ内の洗浄流路内の圧力を測定する圧力センサを有し、サンプリングプローブに分析する試料を吸引した際に正しく吸引出来たかを前記圧力センサで検知するようにし、正しく吸引できたかの判定アルゴリズム計算式に、前記測定した容器内の水量データを用いて補正を加えるようにした自動分析装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、圧力センサに水温を検知する機能をもたせ、流路内の水温をモニターするようにした自動分析装置。
   
   

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