JP3121603B2 - 複数個のサンプル及び試薬の自動化学分析装置 - Google Patents

複数個のサンプル及び試薬の自動化学分析装置

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JP3121603B2 JP01508140A JP50814089A JP3121603B2 JP 3121603 B2 JP3121603 B2 JP 3121603B2 JP 01508140 A JP01508140 A JP 01508140A JP 50814089 A JP50814089 A JP 50814089A JP 3121603 B2 JP3121603 B2 JP 3121603B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 化学的検査、特にバイオ化学検査の場合、試験管又は
他のサンプル容器からの、多数のサンプルで実施しなけ
ればならない場合が多い。更に、多数のサンプルの各々
に異なる検査を実施する必要がある場合も多く、各々の
検査のために１種類又は複数種の試薬をサンプルと混合
させ、光学分析の如き分析を実施しなければならない。
かかる多くの検査を多数のサンプルで実施するには多大
な時間を要し、失敗も多くなる。最近では、サンプル容
器からサンプル液を、又試薬容器から試薬を自動的に吸
入して分析のためにテストセル内にて２種類を混合させ
るようにロボットシステムが開発されている。サンプル
容器及びテストセルは、ターンテーブル上に円形列を成
して位置決め可能である。アーム上の単数又は複数個の
プローブによってサンプル液はテストセル内に運ばれ、
試薬は試薬容器からテストセルに運ばれる。
発明の説明 本発明は改良型自動分析装置に関する。
本発明の１実施例において、ターンテーブルは円形列
を成す複数個のサンプル容器と複数個の比較的大きな試
薬容器を取外し可能に支持する。円形列の多数の透明テ
ストセルもターンテーブル上に支持される。選定テスト
セルを照明してセルからの光を検出するように光学分析
装置を位置決めする。並進運動可能なプローブは、サン
プル及び試薬容器のいずれか選択した容器から液体を吸
入して選定テストセル内に吸入液を配分する。該プロー
ブは、プローブを並進運動させ、ターンテーブルを回転
させることによって全てのサンプル及び試薬容器及び全
てのテストセル上に選択によって位置決め可能である。
サンプルと試薬の有効寿命を延長させるようにターン
テーブル上に支持されるサンプル及び試薬容器を冷却装
置で冷却させるのが望ましい。テストセルは、サンプル
及び試薬容器から熱絶縁されて包囲するセグメントとし
てまとめられる。プローブから液体を配分する前にプロ
ーブ内に吸入された液体を加熱するためにヒータを設け
る。更にテストセルを加熱するためのヒータを設けても
よい。加熱により反応率は高まり、適当な温度にて全て
の読み取りが確実に実施される。
プローブは垂直並進運動可能に取付けた回転アームの
末端に位置決めするのが望ましい。プローブの垂直高を
検知するための検知装置や、容器内の液体に対するプロ
ーブの位置を検出するためのレベル検知装置を設けても
よい。かくて、全ての容器内における液体のレベルは監
視され、プローブの液に浸る深さが制御可能となる。光
学エンコーダを用いれば、ターンテーブル、及び回転ア
ームの各々の角度位置とアームの高さを正確に示すこと
ができる。
同様にターンテーブル上のサンプル及び試薬と共に冷
却する必要のない複数個の固定ステーションをプローブ
の通路に沿って、しかもターンテーブルから離れて設け
てもよい。該固定ステーションの１つはプローブ洗浄装
置であるのが望ましい。プローブ洗浄装置は、プローブ
を位置決め可能な筒部と、洗浄液を該筒部に導入するた
めの流体入口とを包含する。更に該洗浄装置は、プロー
ブの先端を位置決めする筒部の基部に導管を有する。該
導管は、プローブ端の洗浄後、そこから流体分析装置ま
で液体を噴射すべくプローブを位置決めするように流体
分析装置と連結する。
ターンテーブルは、細長いサンプル容器及び試薬容器
を担持するようにした第１トレイと、該第１トレイと共
に回転するように該トレイと取外し可能に連結する第２
トレイとを備える。第２トレイは比較的短いサンプル容
器を担持するようにしてある。
テストセルは、内外面に沿って弯曲する内外透明壁を
包含するのが望ましい。弯局面により反射と色収差が最
少限になるので、Ｆナンバーが５未満のランプ及びレン
ズシステムの使用が可能となる。かくて低出力ランプの
使用が可能である。テストセルは多重セルの円形セグメ
ントに形成してもよい。各円形セグメントはセル分割壁
によって連結する内外弯曲壁を包含する。使用後に処分
するために狭い傾斜路に沿って引込み部にセグメントを
配分可能なように各セグメント底部にノッチを設けても
よい。
テストセルを照明するランプへの電気出力レベルは光
学分析における対象波長（wavelength of interest）の
関数として制御可能である。このレベル制御により、常
に必要という訳ではないが特殊な波長の光を得るために
高い電気入力を必要とするランプの寿命が長くなる。分
析装置は、テストセルから光を受けて、異なる波長の光
を検知装置列の異なる部分に向ける回折格子を包含す
る。
テストセル内に導入されるサンプル液と試薬の混合
は、プローブをテストセル内に挿入してプローブとター
ンテーブルとを僅かに相対運動させることにより実施さ
れる。プローブ又はターンテーブルの駆動装置を揺動さ
せることによって運動が実施される。
制御装置はサンプルに一致するバーコード入力及びサ
ンプル用の特殊検知手順を決定するバーコード入力に応
答するのが望ましい。かかる手順には、較正サイクルが
あり、ターンテーブル上の所定の複数個の容器から標準
サンプルを光学分析して較正曲線を定める。次に他のサ
ンプル容器からサンプルのテストを較正するために該較
正曲線を使用する。希釈度の関数として分析出力を与え
る装置によってサンプルをいかなるようにも自動的に希
釈することが望ましい。かかる希釈は、分析出力レベル
が最高較正レベル以上である時に自動的に実施されるか
又はオペレータの指示に従って希釈される。
分析装置は、それぞれ複数個のコイルを有する多数の
モータを有する。全てのモータのコイルに単一組の駆動
装置を接続してもよく、その場合それぞれモータと協働
する選定駆動装置は一度に一個のモータを選定する。各
々の選定駆動装置はそれのモータの全てのコイルと接続
可能である。該モータには緩衝継手を取付ける。
検知装置列からの出力は多重化されて増幅される。増
幅器の出力はアナログ−デジタル変換器を介してコンピ
ュータに供給される。デジタル−アナログ変換器を介し
てコンピュータは増幅器のゲインを調節し、アナログ−
デジタル変換器の範囲内で出力を供給する。
図面の簡単な説明 本発明の前記及び他の目的、特徴並びに利点は、各図
面にて同一部品を同一番号で示す添附の図面を参照とす
る本発明の好適実施例より明らかである。図面は必ずし
も縮尺どうりではなく、本発明の原理を説明するために
拡大してある部分であることに留意されたい。
第１図は本発明の一実施例を示す分析装置の平面図、 第2A図は第１図の装置の線２−２における部分断面図
で、アームを回転させたもの、 第2Bはターンテーブル及びアーム駆動機構の側面図、 第３図は第１図及び第２図のプローブアームを示す部
分裂開拡大図、 第４図は、プローブと協働弁及びヒータポンプの概略
図、 第５図は第１図の装置のテストセルセグメントを示す
平面図、 第６図は第５図のテストセルセグメントの被覆しない
側面図、 第７図は光検知装置の回路の説明図、 第８図は使用済みのテストセルセグメントを処方する
ための傾斜路及び引出し部の概略図、 第９図は第１図の洗浄装置／噴射装置の断面図、 第10図は本発明装置の電気ブロック図、 第11A及び11B図は実施すべき検査のバーコード出力用
シートの両側面を示す説明図、そして 第12図は第１図の装置で用いるモータ駆動回路を示す
説明図である。
好適実施例の説明 第１図には本発明に係る分析装置を平面図で示す。該
分析装置は、42個のサンプル容器22とそれらを包囲する
14個の大型試薬容器24より成る円形列を担持するターン
テーブル20を有する。それぞれ内部に14個のテストセル
を有する10個のテストセルセグメント26は該試薬容器を
包囲する。第2A図に示す如く、プローブ30は回転アーム
32の下方にのびている。第１図に示す如く、アーム32
は、回転可能であり、プローブ30はアームの回転および
ターンテーブルの回転によりサンプル及び試薬容器並び
にテストセルのいずれの位置へも到達可能である。次に
アーム32は垂直に移動可能であり、選択した容器又はテ
ストセル内にプローブ30の先端を位置決めして液体を吸
上げるか又は配分する。該プローブは弯曲通路34を通
る。
第２図に示す如く、サンプル及び試薬容器は壁36によ
ってテストセルから隔離される。該壁は例えばペルチェ
（Peltier）クーラーからの空気流により内側容器が冷
却される故にサンプル及び試薬の有効寿命が延長される
ので、テストセル内のサンプル及び試薬の混合体を高温
保持可能となり反応率が増加する。ある種の試薬や溶液
には連結してはならないものがある。かくて、かかる液
体の容器には弯曲トレイ38を設ける。該トレイにより容
器はプローブの通路34に沿って位置決めされる。
通常の手順によれば、プローブ内にサンプル又は試薬
を入れた後で、プローブ側部からサンプル又は試薬を除
去するためにプローブを洗浄する。この洗浄行程は度々
実施されるので、通路34に沿ったターンテーブルの近く
に洗浄場所40を設ける。標準行程の場合、プローブ30に
より試薬容器24から350ミリリットルの試薬を引き上げ
る。次にプローブを移動させて洗浄場所に浸し、プロー
ブ側部から試薬を洗い流す。次にプローブ内に試薬を吸
引してエアポケットを作った後、プローブをサンプル容
器内に位置決めしてからサンプルを吸引する。この後で
プローブをテストセルの方に移動させてテストセル内に
サンプルと試薬を配分する。サンプルと試薬をテストセ
ル内に配分する正確な時間は制御装置によって記録さ
れ、光学分析する以前に所定時間内の反応が可能であ
る。テストセル内に液体を注入して充分混合するが、こ
れで混合が不充分な場合、テストセル内にプローブを位
置決めすることによって混合し、プローブ又はターンテ
ーブル或いはその両方を主要駆動モータによって僅かに
揺動させる。プローブとテストセルの通路が弯曲してい
るので、両方を共に駆動させるとプローブの撹拌運動は
楕円形になる。
第３図に示す如く、プローブ30の上端からのチューブ
42の周囲は加熱装置44で包囲される。かくて、プローブ
内に吸入された液体はテストセルに配分する前に適当な
反応温度まで加熱される。従って、光学分析装置のテス
トセルの下方に位置決めしたヒーター46（第２図）の加
熱能力は大きなものでなくてもよい。
第４図に示す如く、２個の往復ポンプ48及び50のいず
れかによって液体は管45及び弁46を介してプローブ内と
ヒーター44の周囲に吸入される。少量の液体を正確に吸
入したり、多量の液体を僅かに正確さを欠いて吸入可能
なように該２個のポンプの横断面積は異なる。２方向ス
プール弁46によりタンク52からポンプ内へ緩衝溶液の吸
入が可能となる。更にタンク52からテストセル内に緩衝
溶液を配分するのが望ましい場合もある。例えば、サン
プルを入れたテストセル内にサンプルを希釈するために
測定量の緩衝溶液を自動的に配分する装置を設けてもよ
い。該装置内にサンプルを配置する以前にむしろ自動的
にサンプルを希釈することによって希釈関数としての分
析結果の計算結果におけるミスが最少限になる。同様
に、出力が該装置の較正レベル以上になった場合、該装
置は自動的にサンプルを希釈し、希釈サンプルから正確
な測定を実施する。補助のポンプ及び溶液源を設けても
よい。
ターンテーブルと駆動機構の詳細に関しては第2A図及
び第2B図を参照されたい。
ターンテーブルは、ターンテーブル用筒部62の基部を
通って延長する駆動軸60に取外し可能に位置決めされ
る。該ターンテーブルのセンタ−ハブ64は軸60の降下位
置にあり、軸60によって担持されるピン66により該位置
にキー止めされる。ハブ64に取付けたディスク68及び70
には、通常の試験管サンプル容器を収容可能なような穴
を設ける。試験管22はストラット73を介してディスク68
及び70により担持される下方担持体ディスク72によって
支持される。上向きフランジ74は、ディスク68及び70の
周囲に設けた比較的大きな周辺穴内に位置決めした試薬
容器24を支持する。試薬容器は、試薬のレベルが低い時
に試薬の回収を容易にするために傾斜可能である。
図示の試験管22は軸の左側又は軸の右側のターンテー
ブルに位置決めされ、一部を図示した小サンプル用容器
76用のトレイをハブ64に位置決めする。小型容器用トレ
イは容器用の穴を設けたディスク78を有する。該ディス
クはハブ64の上端に落とし込み可能な中央ハブ80により
担持される。
テストセルセグメント26はストラット84によってディ
スク68と連結する外側リング82によって担持される。テ
ストセルセグメントはブリット（bullet）止め86（図示
せず）によってリング82の弯曲スロット内に保持され
る。
ターンテーブル筒部全体は第２図に示すカバープレー
ト88によって被覆可能である。該カバープレートの開口
部はヒンジ付クロージャ90によって閉鎖可能で第１図に
破線28で示す。カバープレートをのせて閉鎖した場合サ
ンプル及び試薬を冷却保持可能である。クロージャ90
は、テストセルセグメント並びにサンプル及び試薬容器
を選択により取り換えるために開口可能であり、プレー
ト88全部はターンテーブル又は小サンプル容器用トレイ
を取り換える場合に除去可能である。
軸60に固定した光学エンコーダディスク94及び１組の
LED並びに検知装置96を用いてターンテーブルの位置を
主要制御装置に正確に知らせることができる。
アーム32は軸受102を中心に下方ハブ100を回転させる
ベルト98によって回転する。ハブ100はプレート104の穴
にある垂直案内柱102′を担持する。プレート104は支持
軸106に固定されるので、プレート100および柱102′の
回転によってアーム32を回転させる。
アーム32の高さは、軸受102及びプレート100を介して
軸106内へ延長するねじ108よって調節可能である。ベル
ト110によるねじ108の回転で軸106及び回転プレート104
は上下に並進運動可能である。プレート104は検知装置1
12によってそれの最高点にて検知される。回転中のアー
ム32の角度位置は、１組のLEDと光学エンコーダ116を見
る検知装置114によって検知可能である。
分析装置の駆動装置は組立てやすくて製造しやすく、
修理が簡単でなければならないし、又分析装置にほとん
ど騒音を加えることがないようにして過度な騒音が規制
されているような環境でも使用可能にする必要がある。
複雑な機械加工部品や鋳造部品も回避することが望まし
い。
第2B図はターンテーブル及びプローブアームの駆動装
置を示す。３個のステップモータMT,MR及びMVがターン
テーブルを駆動させ、アームを回転させ、アームを垂直
駆動させる。各々は緩衝器を介して装置に接続される。
例えば、モータMTは４個より成る１組の緩衝アイソレー
タ204を介して取付部202に接続される。該モータもゴム
製継手208を介して軸206を駆動させる。軸206は、軸受2
16によって担持される軸214に取付けたホイール212を駆
動させるベルト210を駆動させる。軸214も第２ベルト22
0を駆動させるホイール218を担持する。ベルト220はホ
イール222を駆動させてターンテーブルの軸60を回転さ
せる。何個かのホイールとベルトを用いて所望の歯車比
で駆動させることができる。
同様に、モータMRは、軸受230によって担持されるホ
イール226,228及びベルト224,98を介して回転アームの
下方ハブ100を駆動させる。ねじ108はベルト110を介し
てモータMVにより直接駆動する。
第５図及び第６図はテストセルセグメント26を示す。
該セグメントは、個々のテストセルを画定する分割壁12
2により連結する外側及び内側壁118及び120を包含す
る。壁118及び120は、分割壁を通過する光をさえぎって
測定の妨害しないように分析装置の光通路に相当する高
さまで内側分割装置に沿ってつや消し123になってい
る。同様にセグメント底部は透明なので蛍光分析が可能
となる。共用分割壁122を有するセルを形成することに
よって、所与の円周に形成可能なセルの数を最大限にす
ることができるので使用するプラスチック量は減少し成
形は簡単になる。
前述の如く、ターンテーブルの回転によって第2A図に
概略を示す光学分析ステーションに選定テストセルを移
動させることができる。分析装置において、ランプ124
からの光は開口部126とレンズ装置128を介してテストセ
ルの方に向かう。該光は、筒部62の壁130及び132の穴を
通り、テストセルの透明内外側壁118及び120を通る。該
光はミラー134によって反射して凹形ホログラフィ回折
格子136に到る。該格子は波長に応じて光を分離し、検
知装置列138に沿って分離光を配分する。かくて、テス
トセル内の液体によるランプ124からの光の吸収は波長
の関数として決定可能となる。検知装置列から得られた
データにより２色性（bichromatic）及び３色性（trich
romatic）修正を容易に実施可能となる。
検知装置の回路を第７図に示す。列138の各ダイオー
ドからの信号は、139及び141の如き前置増幅器によって
選択的に増幅される。信号が充分に大きいことが判明し
ている場合、前置増幅器は不必要である。ダイオードか
ら利得制御増幅器145への信号の全てが、マルチプレク
サ143によって多重化される。利得制御増幅器145の出力
は、アナログ−デジタル変換器147によって変換され、
局所プロセス制御装置164に与えられる。制御装置164は
デジタル−アナログ変換器149を介して信号を戻して利
得制御増幅器145のゲインを調節する。安価な４ビット
デジタル−アナログ変換器149を用いると、ログ増幅器
の出力は安価なアナログ−デジタル変換器147の範囲内
にて保持可能となる。
第５図に示すように、内外側壁118,120の内外両用は
共に弯曲している。この曲線により反射及び光行差が最
小限になるので、Ｆナンバーが５未満の照明システムを
使うことができる。先行技術の装置の場合、扁平壁のテ
ストセルを用いていたので光行差を回避するためにＦナ
ンバーの高い照明システムが必要であった。そしてＦナ
ンバーが高いと高出力ランプが必要となる。
第６図に示す如く、テストセルセグメントの基部には
中央ノッチ151を設ける。該ノッチにより分析装置から
使用済みのセグメントを処理するのが容易になる。第８
図に示す如く、ノッチ151（図６参照）に収容可能な程
度に充分狭い傾斜路153をターンテーブルカバーの開口
部28（第１図）下方に設ける。テストセルの使用後は、
使用済みのセグメントに対して新しいテストセグメント
を押しつけて傾斜路153に沿って移動させることによっ
て使用済みのセグメントを処方することが可能となる。
傾斜路153は、分析ハウジング内に予め位置決めした引
き出し（drawer）155にセグメントを案内する。該引き
出し155の後部には傾斜路153を収容するための開口部
（スリット）があるので、該引き出し155を使用済みの
テストセグメントと共に処方することが可能である。
第９図は新規の洗浄ステーション40を示す。一般に洗
浄ステーションは深皿部142によって包囲される中央筒
部140を有する。洗浄液は筒部基部の入口144からプロー
ブ30を越えて上方に向けられ、プローブの外壁を洗浄し
て筒部壁146をつたって深皿部142に到る。深皿部からの
汚れた洗浄液は導管148を介して流される。
本発明の装置の場合、洗浄溶液は側口150を介して導
入される。該口部150の下方にはプローブの末端部を受
けてその周囲を密閉するようにＯ型リングを設ける。Ｏ
型リング152は、ポンプ156を介して流通分析装置158に
到る噴射ステーション導管154の口部にある。プローブ
を噴射ステーションへ移動させる以前に先ずプローブを
洗浄するのが一般的である。第９図に示す洗浄装置／噴
射装置組立体は単一のステーションにて２種の機能を果
す。プローブは降下して噴射ステーションに到達した時
に洗浄される。流通分析装置は既知のいかなる種類のも
のであってもよく、多種多様の分析装置がある。例えば
既知の流通分析装置には、pH及び他のイオン,CO2及びO2
の検出に用いるものがある。更に該分析装置は光学分析
装置でもよい。
第10図には本発明装置の電気ブロック図を示す。該装
置は、ホストコンピュータ及び端子160を備え、ユーザ
ー入力を受けてユーザープロンプトを提供し、実施すべ
き検定を指示し、印刷リポートを与える。該ホストコン
ピュータはバーコード読取器162に接続する。サンプル
容器と試薬容器の両者共サンプルと試薬確認のためのバ
ーコードラベルをそれぞれ有する。装置にバーコードを
入力することにより誤記が最小限になる。
第11A図及び第11B図は特別な患者のサンプルに応じて
実施すべき特殊な検査のために使用する単一シートの両
側面を示すものである。分析装置で検査可能な一般化学
作用，薬品及び特殊化学作用のリストが人に判読可能な
型式で記録されていることがわかる。かかる各々の検査
を確認できるように各々にバーコードがつけてある。各
々のプロフィルは実施すべき複数の検査より成る単一入
力に一致する。装置にてサンプルを確認するためにサン
プル容器の患者の確認用ラベルをオペレーターが走査し
た後で、オペレータは患者独自にチャートから必要な分
析を決定し、第11A及び第11Bのシートのバーコードを走
査することによって装置で実施すべき分析を指示する。
検査の確認に加えて、数個のトレイのうちのどれを分
析装置に位置決めするかが光学的に符号化されたシート
によって指示される。コンピュータ装置で識別される特
殊な試薬を伴う試薬トレイを手前に置く。バーコード入
力は、どの試薬トレイがターンテーブル上にあるかを示
すために使用される。最後に、バーコード入力を用いて
特別指令が装置に与えられる。
バーコード入力を用いることによりミスが少なくな
り、キーボード又はカーソルのいずれかによりプロセッ
サに直接入力するより効果的である。
装置のプリンタ165は、人が判読可能な形式と、機械
読取り可能なバーコードの両方にて記載されたサンプル
源にそれぞれ一致する一連の接着ラベルを形成可能な種
類のものである。
装置を臨床化学分析装置として使用する場合、患者確
認のために単数又は複数個のラベルを患者のベッド又は
分析者による読取可能な他の都合のよい場所にクリップ
ボードに留めておいて患者のあらゆる作業オーダーや患
者からの見本に取付けることができる。例えば名前，ド
クター，識別番号及びテスト結果など患者の随意の統計
をキーボードで記録する。
更にキーボード入力によって又はRS232の通信口を介
して別の装置によるテスト結果を含めたデータを同一の
記録型式にて記録可能となる。
かくて、患者のデータを扱うハードウェア及びソフト
ウェアシステムを設け、個々の患者のデータ結果に相当
するようにコード化したバーコードラベルを記録し、該
ラベルを各々のサンプルごとのテスト必要事項の構成部
分として読み取り、どのテストが必要でどの操作を実施
すべきかを示すシートを読み取り、適当な試薬及びテス
トサンプルを挿入する場所を自動的に設け、自動較正装
置にて化学検査を実施し、RS232の出力によって又はハ
ードコピープリントによって或いはグラフィック端子に
アルファベット順に又は記号で表示することにより結果
を記録することによって、或いはオペレータが必要とす
るようにこれらのものを組合わせることによってスルー
プットが増加し、エラーが少なくなり、余分なハードウ
ェアを用いる必要がなくなる。
ホストコンピュータ160からの指示に応答し、各種セ
ンサからのデータを集めながら装置の多くのエレメント
の操作を制御する局所制御装置164を設ける。特に、該
制御装置は、ターンテーブルのステップモータMTと、ア
ームを回転させるステップモータMRと、アームを垂直駆
動させるステップモータMVと、関連のエンコーダET,ER,
及びEVを駆動させる。第12図に示す如く、モータコイル
への駆動装置は多重式に共用可能である。例えばターン
テーブルとアーム及び各種ポンプを駆動させる数個のス
テップモータの各々は４個のコイル166を有する。該コ
イルは４個の駆動装置168に接続し、各々は各モータの
コイルに接続する。いかなる時も駆動するようにした特
殊モータは多数のモータ駆動装置170によって選択さ
れ、各々は全てのコイルに共通の接続部を介して電流を
モータに導入する。かくて、例えば各コイルに４個の駆
動装置より成る組をそれぞれ設ける場合に20個の駆動装
置が必要であっても多重式にすれば９個の駆動装置のみ
で５個のモータを駆動させることができる。
同様に制御装置164は、レベル検知装置LDを監視す
る。これはコンデンサの１枚の板として働く金属プロー
ブ30を有する簡単なコンデンサ検知装置であることが望
ましい。プローブがサンプル容器，試薬容器又はテスト
セル内の液体に接触すると、静電容量は突然変化する。
使用可能な液体量を監視してプローブを液体内に深く浸
す必要がないように液体の水位を信号で示すようにして
ある。同様に洗浄ステーションにおいて、プローブを噴
射ステーションの密閉部下方に移動させる際の基準を信
号によって与え、洗浄液が洗浄ステーションにあること
を確認できるようにしてある。
同様に制御装置によってペルチェ冷却装置，ターンテ
ーブルのヒーター及びプローブヒーターC,HT及びHPを制
御し、協働するセンサに応答する。該制御装置はプロー
ブポンプPPと協働する弁Ｖを駆動させる。又光学分析装
置のランプＬ及びシャッタＳに加えられる電圧を制御す
る。更に検知装置列Ｄからデータを受ける。同様に流通
分析装置と協働するポンプPAを制御し、分析装置Ａから
のデータを受けて制御する。
ホストコンピュータ160にプログラム化されたものに
多くあるが、その中にランプの寿命を延長させるために
分析装置のランプ１に与えられる電圧レベルを制御する
ことがある。約340ナノメータの低周波数の光を得るた
めにハロゲン充填クォーツランプを用いる。該ランプは
340ナノメータを得るために非常に加熱されるので寿命
が短くなる。該ランプの寿命は電圧入力を減少させるこ
とによって実質的に増加可能であり、特別な一連の列に
低周波信号は不必要となる。
同様にホストコンピュータ160は装置の自動多重点較
正をも支持する。トレイの所定の位置に標準型サンプル
を配置した場合、装置によって一連の較正テストが実施
され、ホストコンピュータはその結果を用いて較正曲線
を作成する。次に装置はテストから較正出力を自動的に
供給する。更に該出力が装置の最高較正レベル以上であ
れば、サンプルは自動的に希釈されて該出力を較正範囲
のものにし、分析結果報告の際に希釈を考慮する。同様
に装置はサンプルを希釈するというユーザーの特別な指
示にも従う。サンプルが非常に濃いことをユーザーが知
っている場合にこのことは特に効果的であるが、サンプ
ル希釈に際しユーザーがミスをした場合には不能とな
る。同様にサンプルの使用量が制限されている場合も有
効である。較正曲線の下端にてかかる検査を実施した場
合においてさえ希釈によりより多くの数の検査が可能と
なる。
本発明を特に好適実施例を示す図面を参照して説明し
てきたが当然のことながら当業者には明らかな如く、添
附の請求の範囲の主旨を逸脱することなく各種別型及び
改変型が可能であることを理解されたい。例えば、記載
の装置はテストセルを使用する吸収型テストに関しての
み説明したが、光学フィルタホイールを使用し、入力光
線と検知装置を直角にした蛍光型テストも可能である。
本発明は、一つのターンテーブルに、多数のサンプル
容器、多数の試薬容器及び多数の透明テストセルを、互
いに別部材として、円形列に且つ取り外し可能に個別に
支持さる構造としたので、一つのターンテーブルに多数
のサンプル容器、多数の試薬容器及び多数の透明テスト
セルをコンパクトに配置したシンプルな分析システムと
することができ、また、前記した構造を有する一つのタ
ーンテーブルを包含している上に、プローブの並進と該
ターンテーブルの回転とによって全てのサンプルと試薬
容器及び全てのテストセル上に選択により位置決め可能
なプローブ、並びに、該プローブの通路に沿って設けら
れた固定洗浄ステーション、を包含しているので、多数
のサンプルの各々に異なる分析を迅速に実施することが
できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ランガー、ルネ ジエー 米国 マサチユーセツツ 02762、プレ インヴイル、デイアフイールド ドライ ヴ ４ (72)発明者 ジヨーンズ、カーミツト ダブリユ 米国 マサチユーセツツ 01701、フラ ミンガム、マートル ストリート 14 (72)発明者 ベル、チヤールズ エー 米国 マサチユーセツツ 02193、ウエ ストン、ウツド リツジ ロード 18 (56)参考文献 特開 昭62−19769（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−194463（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−214857（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−119854（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−14741（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−121150（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−168553（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−73094（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−234336（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−85792（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−144071（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−123693（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−110060（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−122157（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−191562（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−147761（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−203459（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−104158（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−189656（ＪＰ，Ｕ)

Claims (52)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ターンテーブルの中央部分に多数のサンプ
    ル容器と多数の比較的大型の試薬容器とを円形列に且つ
    取り外し可能に支持するターンテーブルと、 該ターンテーブルの周辺部分に円形列に且つ取り外し可
    能に支持される多数の透明なテストセルと、 該ターンテーブル上の選定テストセルを照明しかつ該セ
    ルからの光を検出する光学分析装置と、 選定したサンプル及び試薬容器から液体を回収し、回収
    した液体を選択したテストセル内に配分する移動可能な
    プローブにして、該プローブの移動と該ターンテーブル
    の回転とによって全てのサンプルと試薬容器及び全ての
    テストセル上に選択により位置決め可能なプローブと、
    そして、 該プローブの通路に沿って設けられた固定洗浄ステーシ
    ョンと、 を包含させて多数のサンプルの各々に異なる分析を実施
    できるようにしたことを特徴とする分析システム。
  2. 【請求項２】該ターンテーブルから離れて該プローブの
    通路に沿って位置決めする複数個の固定ステーションを
    更に包含することを特徴とする請求項１記載の分析シス
    テム。
  3. 【請求項３】該プローブを回転アームの末端に位置決め
    することを特徴とする請求項１記載の分析システム。
  4. 【請求項４】該アームを垂直移動可能に取付けることを
    特徴とする請求項３記載の分析システム。
  5. 【請求項５】該プローブの垂直高を検知するための検知
    装置と容器内の液体に対するプローブの位置を検知する
    ためのレベル検知装置とを更に包含することを特徴とす
    る請求項４記載の分析システム。
  6. 【請求項６】該ターンテーブルと該回転アームの各々の
    角度位置を示す光学エンコーダを更に包含することを特
    徴とする請求項３記載の分析システム。
  7. 【請求項７】テストセルを加熱するヒーターを更に包含
    することを特徴とする請求項１記載の分析システム。
  8. 【請求項８】液体が該プローブから配分される前に該プ
    ローブに吸入された液体を加熱するヒーターを更に包含
    することを特徴とする請求項１記載の分析システム。
  9. 【請求項９】プローブ洗浄装置が該プローブを位置決め
    するための筒部と、洗浄流体を該筒部に導入するための
    流体入口とを包含し、更に該プローブの先端を位置決め
    する該筒部の基部に導管を包含し、該導管が該プローブ
    の末端を洗浄した後でそこから分析装置へ液体を注入す
    べく該プローブを位置決めするように分析装置と連結す
    ることを特徴とする請求項８記載の分析システム。
  10. 【請求項１０】該ターンテーブルが、細長いサンプル容
    器と試薬容器を担持するようにした第１トレイと、比較
    的短いサンプル容器を担持するようにしたもので、該第
    １トレイ上に位置決め可能で該第１トレイと共に回転す
    るように取外し可能に連結した第２トレイとを包含する
    ことを特徴とする請求項１記載の分析システム。
  11. 【請求項１１】該テストセルが内外透明壁を包含し、該
    テストセルを照明する光が全体として該テストセル壁と
    直角に該テストセルに当たるように該壁が該光学分析装
    置に合致するように弯曲していることを特徴とする請求
    項１記載の分析システム。
  12. 【請求項１２】該テストセルが、多重セルの円形セグメ
    ントを包含し、各円形セグメントが、セル分割壁によっ
    て連結する内外弯曲壁を包含することを特徴とする請求
    項11記載の分析システム。
  13. 【請求項１３】光学分析における対象波長の関数として
    該テストセルを照明するランプへの電気入力のレベルを
    制御するための光制御装置を更に包含することを特徴と
    する請求項１記載の分析システム。
  14. 【請求項１４】該テストセルが、内外透明壁を包含し、
    該テストセルを照明する光が全体として該テストセル壁
    と直角に該テストセルに当たるように該壁が該光学分析
    装置に合致するように弯曲していることを特徴とする請
    求項13記載の分析システム。
  15. 【請求項１５】該テストセルから光を受け、異なる波長
    の光を検出装置列の個々の部分に指向させる回折格子を
    包含することを特徴とする請求項14記載の分析システ
    ム。
  16. 【請求項１６】該テストセルから光を受け、異なる波長
    の光を検出装置列の個々の部分に指向させる回折格子を
    包含することを特徴とする請求項１記載の分析システ
    ム。
  17. 【請求項１７】該プローブの移動運動と、選定容器又は
    テストセル内のプローブの位置までの該ターンテーブル
    の回転を制御する制御装置を更に包含し、該制御装置
    が、該テストセル内の液体を混合するためにテストセル
    内にプローブを位置決めして該プローブとターンテーブ
    ルとの間の短い相対運動を更に制御することを特徴とす
    る請求項１記載の分析システム。
  18. 【請求項１８】該制御装置が該ターンテーブルを運動さ
    せることを特徴とする請求項17記載の分析システム。
  19. 【請求項１９】該制御装置が該プローブを運動させるこ
    とを特徴とする請求項18記載の分析システム。
  20. 【請求項２０】較正曲線を規定し規定の較正曲線で他の
    サンプル容器からの液体のテストを較正するように所定
    の複数の容器から標準サンプルを光学分析するためにプ
    ログラム化した制御装置を更に包含することを特徴とす
    る請求項１記載の分析システム。
  21. 【請求項２１】サンプルを自動的に希釈し、希釈量の関
    数として分析出力を与える制御装置を更に包含すること
    を特徴とする請求項１記載の分析システム。
  22. 【請求項２２】該制御装置が出力レベルを最高の較正レ
    ベル以上に決定したサンプルを自動的に希釈することを
    特徴とする請求項21記載の分析システム。
  23. 【請求項２３】該制御装置が、オペレータの指示に応じ
    てサンプルを自動的に希釈するようにした請求項21記載
    の分析システム。
  24. 【請求項２４】サンプルに相当するバーコード入力と、
    サンプルに対する特定の検定手順を決定するバーコード
    入力に応答する制御装置を更に包含することを特徴とす
    る請求項１記載の分析システム。
  25. 【請求項２５】ラベル片を印刷するための装置を包含
    し、各ラベルが人に判読可能でかつ機械判読可能なバー
    コード式にテストサンプル源を認識することを特徴とす
    る請求項１記載の分析システム。
  26. 【請求項２６】サンプル容器及び試薬容器を冷却するた
    めの装置を更に包含し、該テストセルがそれから熱絶縁
    されることを特徴とする請求項１記載の分析システム。
  27. 【請求項２７】該テストセルがサンプル容器及び試薬容
    器を包囲してセグメント上に共に取付けられ、複数個の
    セグメントがテストセルの完全列を成すことを特徴とす
    る請求項１記載の分析システム。
  28. 【請求項２８】該ターンテーブルに支持されるサンプル
    及び試薬容器を冷却するための冷却装置を更に包含し、
    該テストセルが該サンプル及び試薬容器から熱絶縁され
    ることを特徴とする請求項27記載の分析システム。
  29. 【請求項２９】該ターンテーブルと、移動可能なプロー
    ブを駆動させるためのモータを更に包含し、該モータが
    緩衝継手を介して該システムと連結することを特徴とす
    る請求項１記載の分析システム。
  30. 【請求項３０】円形列を成す複数個のサンプル容器とそ
    れらの周辺部に円形列を成す複数個の比較的大きな試薬
    容器を取外し可能に支持するターンテーブルと、 該ターンテーブルに支持され、該サンプル及び試薬容器
    から熱絶縁しながら該試薬容器を包囲して周辺列を成す
    多数の透明セルと、 選定テストセルを照明し、セルからの光を検出する光学
    分析装置と、 サンプル及び試薬容器から液体を吸入し、吸入液体をテ
    ストセルに配分するためのプローブを担持する回転アー
    ムにして、該プローブが該アーム及びターンテーブルの
    回転によって全てのサンプル及び試薬容器並びに全ての
    テストセル上に選択により位置決め可能にした回転アー
    ムと、 該アーム上にプローブの半径にて弯曲通路に沿って該タ
    ーンテーブルに隣接するプローブ洗浄ステーションと、 該アーム上にプローブの半径にて弯曲通路に沿って位置
    決めした複数個の固定容器とを包含することを特徴とす
    るサンプル及び試薬を混合しそれを光学分析するための
    分析システム。
  31. 【請求項３１】該プローブ洗浄装置が、プローブを位置
    決めするための筒部と、洗浄液を該筒部に導入するため
    の流体入口を包含し、該洗浄装置が更にプローブの先端
    を位置決めする筒部基部に導管を包含し、該導管がプロ
    ーブ端洗浄後にそこから分析装置に液体を注入するよう
    にプローブを位置決めするように分析装置と連結するこ
    とを特徴とする請求項30記載の分析システム。
  32. 【請求項３２】円形列を成す複数個のサンプル容器と複
    数個の比較的大型の試験容器を取外し可能に支持するタ
    ーンテーブルと、 該ターンテーブルに位置決め可能でかつそこから取外し
    も可能であり、該ターンテーブルと共に回転するように
    それに連結され、比較的短いサンプル容器を担持するよ
    うにしたトレイと、 該ターンテーブルに支持され、該サンプル及び試薬容器
    から熱絶縁しながら該試薬容器を包囲して周辺列を成す
    透明テストセルと、 選定テストセルを照明し、セルからの光を検出する光学
    分析装置と、 サンプル及び試薬容器の中の選定したものから液体を吸
    入し、吸入した液体を選定テストセル内に配分する移動
    可能なプローブにして、通路に沿う移動および該ターン
    テーブルの回転によって全てのサンプル及び試薬容器及
    び全てのテストセル上に選択により位置決め可能にした
    プローブとを包含することを特徴とするサンプル及び試
    薬を混合してそれを光学分析するための分析システム。
  33. 【請求項３３】円形列を成す複数個のサンプル容器とそ
    れらの周辺部に円形列を成す複数個の比較的大きな試験
    容器を取外し可能に支持するターンテーブルと、 該ターンテーブルに支持されるサンプル及び試薬容器を
    冷却するための冷却装置と、 該ターンテーブルに支持され、該サンプル及び試薬容器
    から熱絶縁しながら該試薬容器を包囲して周辺列を成す
    多数の透明セルと、 選定テストセルを照明し、セルからの光を検出する光学
    分析装置と、 サンプル及び試薬容器から液体を吸入し、吸入液体をテ
    ストセルに配分するためのプローブを担持する回転アー
    ムにして、該プローブが該アーム及びターンテーブルの
    回転によって全てのサンプル及び試薬容器並びに全ての
    テストセル上に選択により位置決め可能にした回転アー
    ムと、 該アーム上のプローブ半径にて弯曲通路に沿って該ター
    ンテーブルに隣接するプローブ洗浄シテーションと、 該アーム上のプローブの半径にて弯曲通路に沿って該プ
    ローブ洗浄ステーションの向う側に位置決めした複数個
    の固定容器とを包含することを特徴とするサンプル及び
    試薬を混合してそれを光学分析するための分析システ
    ム。
  34. 【請求項３４】テストセルを加熱するヒータを更に包含
    することを特徴とする請求項33記載の分析システム。
  35. 【請求項３５】該プローブから液体が配分される前にプ
    ローブに吸入された液体を加熱するヒータを更に包含す
    ることを特徴とする請求項33記載の分析システム。
  36. 【請求項３６】該ターンテーブルが、細長いサンプル容
    器及び試薬容器を担持するようにした第１トレイと、該
    第１トレイ上に取外し可能に位置決めされ、該第１トレ
    イと共に回転するように連結され、比較的短いサンプル
    容器を担持するようにした第２トレイとを包含すること
    を特徴とする請求項33記載の分析システム。
  37. 【請求項３７】該テストセルを照明する光が該テストセ
    ル壁にほぼ直角に当たるように該光学分析装置に合わせ
    て弯曲させた内外透明壁を包含することを特徴とする請
    求項33記載の分析システム。
  38. 【請求項３８】サンプルを吸入分配するプローブと、プ
    ローブ洗浄装置と、分析装置とを包含し、該プローブ洗
    浄装置が、プローブを位置決めする筒部と、該筒部に洗
    浄流体を導入するための流体入口とを備え、該洗浄装置
    が更にプローブの先端を位置決め可能な該筒部の基部に
    導管を有し、該導管が、プローブ端を洗浄した後でそこ
    から分析装置まで液体を注入するためにプローブを位置
    決めするように該分析装置と連結することを特徴とする
    請求項33記載の分析システム。
  39. 【請求項３９】サンプル照明ランプと、該サンプルから
    の光を検出するための光検出装置と、光学分析における
    対象波長の関数としてランプへの電気入力のレベルを制
    御するための光制御装置とを包含することを特徴とする
    請求項33記載の分析システム。
  40. 【請求項４０】テストセル内のサンプルを照明するため
    のランプ及びレンズシステムと、サンプルからの光を検
    出するための光検出装置とを包含し、該テストセルが、
    内外面に沿って弯曲した第１及び第２透明壁によって分
    析装置の光学軸線に沿って画定され、該ランプ及びレン
    ズシステムのＦナンバーが５より小さいことを特徴とす
    る請求項１〜39のいずれかに記載の分析システム。
  41. 【請求項４１】光学分析における対象波長の関数として
    該テストセルを照明するランプへの電気入力のレベルを
    制御するための光制御装置を更に包含することを特徴と
    する請求項40記載の分析システム。
  42. 【請求項４２】多重セルの円形セグメントを包含し、各
    円形セグメントがセル分割壁によって連結する内外湾曲
    壁を包含することを特徴とする請求項40記載の分析シス
    テム。
  43. 【請求項４３】多重セルの円形セグメントを包含し、各
    円形セグメントが狭い傾斜路に沿ってセグメントを案内
    するために底部に中央ノッチを包含することを特徴とす
    る請求項40記載の分析システム。
  44. 【請求項４４】列をなして形成され、底部にノッチを設
    けた多重テストセルのセグメントと、 該セグメントを受けるようにセグメントの下方に設ける
    容器と、 容器内に位置決めされる狭い傾斜路にして、該傾斜路の
    上方に位置決めされるノッチ付きのセグメントを受ける
    ために該セグメントの下に重ね合わされる上端部を有
    し、該セグメントを容器内に案内するようにした傾斜路
    とを包含することを特徴とする請求項１〜43のいずれか
    に記載の分析システム。
  45. 【請求項４５】該容器が、分析装置に固定した該傾斜路
    を受けるように後方側部に開口部を有する引出部である
    ことを特徴とする請求項44記載の分析システム。
  46. 【請求項４６】複数個の容器へ及び該複数の容器からサ
    ンプルを吸入配分するプローブを有する自動分析システ
    ムにおいて、電気制御装置によって、サンプルを分析し
    て出力を出す段階を包含し、 該出力が最高較正レベル以上である場合には、サンプル
    を自動的に希釈し、希釈量を補償する分析出力を出すこ
    とを特徴とする請求項33記載の分析システム。
  47. 【請求項４７】円形列の透明テストセルを取外し可能に
    支持するターンテーブルと、選定したテストセル内に液
    体を配分する移動可能なプローブと、を包含し、該プロ
    ーブがその移動とターンテーブルの回転とによって全て
    のテストセル上に該プローブを選択的に位置決め可能な
    分析システムであって、テストセル内の液体混合が、テ
    ストセル内にプローブを位置決めし、僅かに揺動運動さ
    せてターンテーブルを駆動させることによって行われる
    ことを特徴とする分析システム。
  48. 【請求項４８】テストセル内にて楕円形に攪拌するよう
    にプローブを駆動させる段階を更に包含することを特徴
    とする請求項47記載の分析システム。
  49. 【請求項４９】１列に形成した複数個のテストセルのセ
    グメントを傾斜路下方に沿って容器内に強制して入れる
    段階を包含することを特徴とする請求項１〜45のいずれ
    かに記載の分析システムにおいて使用したテストセルを
    配分する方法。
  50. 【請求項５０】該傾斜路が狭くて該セグメントの中央ノ
    ッチ内に収容されることを特徴とする請求項49記載の方
    法。
  51. 【請求項５１】複数個の容器へ及び複数個の容器からサ
    ンプルを吸入配分するプローブを有する請求項１〜45の
    いずれかに記載の自動分析システムにおいて使用される
    方法であって、電気制御装置によって、サンプルに一致
    するバーコード入力を検出する段階と、サンプル用とし
    て特定の検定手順を決定するバーコード入力を検出する
    段階と、該手順を実施する段階とを包含することを特徴
    とする方法。
  52. 【請求項５２】人が判読可能な複数個の化学的検定識別
    体と、使用者がプロセッサーに対して特定の化学的検定
    を認識させることを可能とするために各々の人が判別可
    能な化学検定に相応してそれと協働する機械判読可能な
    バーコードとを包含することを特徴とする請求項51に記
    載の方法において使用される機械判読可能なシート。
JP01508140A 1988-07-25 1989-07-24 複数個のサンプル及び試薬の自動化学分析装置 Expired - Fee Related JP3121603B2 (ja)

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