JP3715149B2 - 生化学分析装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液、尿等の検体を点着用ピペットにより手動で化学分析スライドに点着しインキュベータのセルに挿入し、前記検体中に含まれる特定成分を定量分析する生化学分析装置に関し、特に点着後の化学分析スライドの搬送機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、検体の小滴を点着供給するだけでこの検体中に含まれている特定の化学成分又は有形成分を定量分析することのできるドライタイプの化学分析スライドが開発され、実用化されている。この化学分析スライドを用いると、従来の湿式分析法と比べて簡単かつ迅速に検体の分析を行うことができるので、それらは特に、数多くの検体を分析する必要のある医療機関、研究所等において好適に用いられている。
【０００３】
またこのような化学分析スライドを用いて検体中の化学成分等の定量的な分析を行うには、検体を化学分析スライドに点着させた後、これをインキュベータ内で所定時間恒温保持させつつ、その呈色反応（色素生成反応）を、所定の波長を含む測定光をこの化学分析スライドに照射してその光学濃度の変化を測定し、この光学濃度から、予め求めておいた光学濃度と所定の生化学物質の物質濃度との対応を表す検量線を用いて検体中の所定の生化学物質の物質濃度を求めるように構成された生化学分析装置が用いられる。
【０００４】
そして、上記生化学分析装置としては、例えば、特開平５−２２３８２９号公報等に開示されているように、各検体が収容された検体容器から点着用ノズルユニットにより自動的に検体を吸引し化学分析スライドに点着するように設けられ、その点着タイミングはインキュベータでの一連の測定処理に連係した所定のタイミングで行われ、点着後の化学分析スライドは直ちにインキュベータのセルに挿入され、測定を行うようになされている。
【０００５】
また、特開平６−２８８９１６号公報には、上記のような自動点着に加えて、手動で検体の点着を行う場合に、空いているセルを判定してそのセルがスライド挿入位置に到達するまでの時間を算出し、点着から挿入までの時間が一定となるように点着タイミングを設定し、このタイミングで点着を行うようにした生化学分析方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような自動的に検体の点着を行うようにした生化学分析装置では機構が複雑で高価となることから、検体の点着は点着用ピペットを用いてオペレーターが手動で行うようにし、機構の簡素化を図るようにした装置が考えられる。
【０００７】
このような手動で検体を点着するものでは、点着後の化学分析スライドを直ちにインキュベータのセルに挿入するためには、インキュベータの測定処理に対応したタイミングで点着を行う必要があり、オペレーターは装置の指示に従って所定のタイミングになるまで待たなければならず操作性に難点がある。
【０００８】
特に、インキュベータでは複数のセルに挿入された化学分析スライドを順次測定位置に移動させて順に測光を行っており、その測光の間の所定のタイミングで空いたセルに次の化学分析スライドを挿入して測定性能を確保するようにしており、空いたセルの位置に応じて化学分析スライドの挿入タイミングが異なり、また、スライドの挿入処理が行われるときと行われないときとで測光周期が異なり、一定間隔で手動の点着を行うことができず、装置の表示を監視しつつ点着を待たなければならず、安定した点着操作を行うについて問題を有する。
【０００９】
オペレーターの点着操作としては任意のタイミングで点着が行えることが好ましいが、これでは挿入タイミングとずれてしまい、インキュベータの受け入れ態勢が整うまで化学分析スライドを搬送できずに、点着後の化学分析スライドが長い時間放置されることになる。それにより、点着後の化学分析スライドにおける検体が蒸発したり、外光の影響を受けて測定精度に影響を与える問題を有する。
【００１０】
本発明はかかる点に鑑み、オペレーターが任意のタイミングで化学分析スライドに検体を点着しても蒸発や外光の影響をなくして良好な測定精度を確保しつつ点着操作性を高めるようにした生化学分析装置を提供せんとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明の生化学分析装置は、点着用ピペットを使用して手動で検体が点着された化学分析スライドを、インキュベータの複数のセルに一つずつ挿入し、該化学分析スライドを恒温保持すると共に前記検体中の所定の生化学物質の濃度を順次測定するについて、前記化学分析スライドに検体を点着する点着部と前記インキュベータとの間に、検体の蒸発及び外光を遮断するスライド押さえを備えた挿入待機部を設置したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記点着部における化学分析スライドへの点着は任意の時期に行われ、インキュベータの所定のセルに挿入する待機の間、前記挿入待機部に保留するのが好適である。
【００１３】
【発明の効果】
上記のような本発明によれば、化学分析スライドに検体を点着する点着部とインキュベータとの間に、スライド押さえによって検体の蒸発及び外光を遮断する挿入待機部を設置したことにより、インキュベータへの挿入タイミングとずれた時期の点着が行われても、挿入待機部で点着後の化学分析スライドが保護されて、そのまま放置されて検体が蒸発したり、外光の影響を受けて測定精度が低下することがなくなり、オペレータの点着時期の自由度が増し、操作性が向上し、点着ミスの低減が図れ精度のよい点着により測定精度が高められる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。図１は一実施形態の生化学分析装置の概略平面構成を示す図である。
【００１５】
生化学分析装置１０は、未使用の化学分析スライド１を収容するスライド待機部１１と、化学分析スライド１に血液、尿等の検体を点着する点着部１２と、点着後の化学分析スライド１を収容して所定時間恒温保持するインキュベータ１４と、上記点着部１２とインキュベータ１４との間に点着後の化学分析スライド１を一次保留する挿入待機部１３とを備え、搬送手段１５によって上記スライド待機部１１から順次化学分析スライド１を点着部１２に搬送し、この点着部１２に位置する化学分析スライド１に対しオペレーターによって図示しない点着用ピペットを用いその先端にノズルチップを装着してから該ノズルチップ内に検体容器から検体を吸引して化学分析スライド１に所定量の点着を手動で行った後、前記挿入待機部１３に搬送し、スライド押さえ３３で化学分析スライド１を覆って検体の蒸発及び外光を遮断した状態で保留した後、所定のタイミングでこの化学分析スライド１を搬送手段１５によってインキュベータ１４のセル５５（収納部）に挿入し、このインキュベータ１４で恒温保持した化学分析スライド１の呈色度合（反射光学濃度）を測定手段１８の測光ヘッド２７で測定し、さらに、測定後の化学分析スライド１を前記搬送手段１５によってインキュベータ１４の中心側の廃却孔５６に落下排出するものである。
【００１６】
また、前記化学分析スライド１は、矩形状のマウント内に少なくとも試薬層が配設され、マウントの上下部分には開口が設けられて上部の開口である円形状の開口部１ａの中心に検体の点着が行われる。
【００１７】
前記装置１０の各部の構造を説明すれば、まず、搬送手段１５は、その断面正面図を図２に示すように、インキュベータ１４の中心に向けて直線状に延びる搬送台３０が、その前後端の脚部３０ａによって下方の平板状の基台３１に設置され、該搬送台３０には略中央部に前記スライド待機部１１が、それよりインキュベータ１４側に前記点着部１２が、さらにインキュベータ１４側に前記挿入待機部１３が配設されている。
【００１８】
上記スライド待機部１１には、化学分析スライド１を保持するスライドガイド３２が設置され、このスライドガイド３２に未使用の化学分析スライド１が通常複数枚重ねられて保持される。上記スライドガイド３２は、前記搬送台３０の搬送面と同一高さに最下端部の化学分析スライド１が位置するように、該搬送台３０の凹部に装着され、最下端部の前面側には１枚の化学分析スライド１のみが通過し得る開口３２ａが形成されている。また、後面側には後述の挿入部材３６が挿通可能な開口が形成され、底面には前記搬送台３０に形成されたスリット３０ｂに連通する溝３２ｂが形成されている。なお、このスライドガイド３２には、化学分析スライド１を複数枚重ねて収納したカートリッジをセットするようにしてもよい。
【００１９】
上記スライド待機部１１の前方の点着部１２及び挿入待機部１３は、図３に平面図を、図４に断面正面図を、図５に断面側面図を詳細に示している。
【００２０】
この部分の前記搬送台３０の上部には、スライド押さえ３３を内蔵した開閉カバー３４が設置されている。開閉カバー３４は平面が略矩形状でその一側部が取付具２９によって前記搬送台３０に対して起伏動可能に取り付けられ、その点着部１２に対応する位置には略矩形状の開口３４ａが形成されている。また、開閉カバー３４の底面には前記スライド押さえ３３の大きさに相当する凹部３４ｂが形成されている。
【００２１】
上記開閉カバー３４の上面には透明材料による点着ガイド４７が固着されている。この点着ガイド４７は、基部が開口３４ａ側方の開閉カバー３４の上面に固着され、これから開口３４ａの中心に位置する化学分析スライド１の開口部１ａに向けて延び、先端部に凹状の切欠き部４７ａが形成されてなり、この先端切欠き部４７ａに点着用ピペットの先端を当てて検体の点着を行うように設けられている。なお、この点着ガイド４７は、図３に鎖線で示すように開口３４ａの反対側に取り付けるようにしてもよいし、また、両方に取り付けることも可能である。また、上記点着ガイド４７と共に上方に延びるスライドガイド３２の案内と開閉カバー３４の把手を兼ねた板部材４８が固着されている。
【００２２】
上記開閉カバー３４は反スライド搬送方向に移動させてから起伏回動するように、開閉カバー３４に設けたピン３４ｃが搬送台３０の長孔３０ｃに係合してロックされる。なお、点検、清掃等のために前記開閉カバー３４を開閉する際には、前記スライドガイド３２を外した状態で行う。
【００２３】
前記スライド押さえ３３は平面が略矩形状であり、点着部１２に対応する位置には上記開閉カバー３４の矩形状開口３４ａに連通する長円形状の開口３３ａが形成され、両側の上縁部には鍔部３３ｂが形成され、スライドガイド３２に近い方の底面角部は斜面３３ｃに形成されている。そして、インキュベータ１４側の挿入待機部１３に対応する位置の底面は平坦に形成されている。
【００２４】
上記スライド押さえ３３の鍔部３３ｂを含む上面部が前記開閉カバー３４の凹部３４ｂ内に挿入され、開閉カバー３４の下面の両側に平板状の底面板３５が固着され、この底面板３５の内側辺はスライド押さえ３３の鍔部３３ｂより内側に位置して該鍔部３３ｂの底面を受け、開閉カバー３４から離脱しないようにスライド押さえ３３を保持している。上記凹部３４ｂはスライド押さえ３３の形状より大きく形成され、このスライド押さえ３３が上下及び前後左右に若干移動可能となっている。さらに、スライド押さえ３３の挿入待機部１３側の上面には、図４に示すようにバネ受け孔３４ｄが設けられ、このバネ受け孔３４ｄにスプリング２８が開閉カバー３４の下面との間に縮装され、スライド押さえ３３が下方に付勢されている。
【００２５】
点着部１２及び挿入待機部１３における搬送台３０のスライド搬送面は、前記スライドガイド３２の開口３２ａと同じ高さに形成され、前記スライド押さえ３３の底面との間に化学分析スライド１が搬送される扁平空間が形成されると共に、挿入待機部１３ではスライド押さえ３３の底面によって化学分析スライド１のマウント部を押圧して、開口部１ａに蓋をするように遮蔽し、点着された検体の蒸発防止（乾燥防止）と外光に露出しないように遮光する構造となっている。
【００２６】
そして、搬送手段１５による化学分析スライド１の搬送は、前記搬送台３０上に載置されたプレート状の挿入部材３６（図２参照）の前進移動によって行われる。すなわち、前記搬送台３０の中央には前後方向に延びるスリット３０ｂが形成され、該スリット３０ｂ上の搬送面に挿入部材３６がスライド可能に載置され、この挿入部材３６の後端底部にスリット３０ｂを通して下方からブロック３７が固定され、該ブロック３７が上記スリット３０ｂに沿って前後方向に摺動自在に設けられている。また、前記スライドガイド３２によるスライド待機部１１より後方の位置における搬送台３０の上には、上記挿入部材３６を押える補助板３８が配設され、該補助板３８はカバー３９内に若干上下移動可能に保持されている。
【００２７】
また、前記ブロック３７の下部にはスライダ４０が取り付けられ、このスライダ４０は前記搬送台３０に沿って配設されたガイドロッド４１によって前後方向に摺動自在に支持されている。さらに、上記スライダ４０には搬送台３０の前後に配設されたプーリ４２，４３に巻き掛けられたベルト４４の一部が固着されている。そして、後方のプーリ４３は搬送モータ４５によって回転駆動され、上記スライダ４０と一体に移動するブロック３７によって前記挿入部材３６が前後方向に移動操作され、その先端部によってスライドガイド３２の下端部の化学分析スライド１の後端を押して、該化学分析スライド１を直線状にスライド待機部１１から点着部１２を経て挿入待機部１３に、さらに挿入待機部１３からインキュベータ１４に搬送するものである。
【００２８】
つまり、上記搬送モータ４５の駆動によってスライドガイド３２の下端の化学分析スライド１を点着部１２に搬送し、検体が点着された化学分析スライド１を挿入待機部１３に搬送して、インキュベータ１４の挿入タイミングとなるまでこの挿入待機部１３で保留し、所定のタイミングとなったときにインキュベータ１４のセル５５に挿入し、さらに測定後のセル５５内の化学分析スライド１をインキュベータ１４の中心部の廃却孔５６に搬送するように、この搬送モータ４５の駆動制御が行われる。
【００２９】
次に、インキュベータ１４は、その断面正面構造を図６に示すように、円盤状の回転部材５０が下部中心の回転筒５１によってベアリング５２を介して軸受け部５３に対して回転自在に支持され、この回転部材５０の上に上位部材５４が配設されている。上記上位部材５４の底面は平坦であり、回転部材５０の上面には円周上に所定間隔で複数（図１の場合６個）の凹部が形成されて両部材５１，５４間にスリット状空間によるセル５５が形成され、このセル５５の底面の高さは前記搬送手段１５の搬送台３０の搬送面の高さと同一に設けられ、該搬送台３０の先端部分に接近して回転部材５０の外周部分が位置している。なお、図１のインキュベータ１４は、上位部材５４を除去した回転部材５０の上面形状を示している。
【００３０】
また、前記回転筒５１の内孔は測定後の化学分析スライド１の廃却孔５６に形成され、この廃却孔５６の径は前記化学分析スライド１が通過可能な寸法に設定され、また、上記回転部材５０の中心部分には上記廃却孔５６に連通する開口５０ａが形成されている。そして、前記セル５５の中心側部分は、該セル５５と同一高さで中心側の開口５０ａに連通し、該セル５５に位置する化学分析スライド１がそのまま中心側に移動すると上記廃却孔５６に落下するように構成されている。
【００３１】
上記上位部材５４には図示しない加熱手段が配設され、その温度調整によってセル５５内の化学分析スライド１を恒温保持する一方、該上位部材５４にはセル５５に対応して化学分析スライド１のマウントを上から押えて検体の蒸発防止を行う押え部材５７が配設されている。上位部材５４の上面にはカバー５８が配設される一方、このインキュベータ１４は上方及び側方が上部カバー５９によって覆われ、底部が下部カバー６０で覆われ遮光が行われる。なお、加熱手段はセル５５における化学分析スライド１を３７±０．２℃に加熱保持する。
【００３２】
さらに、前記回転部材５０の化学分析スライド１を収納する各セル５５の底面中央には測光用の開口５５ａが形成され、該開口５５ａを通して図１に示す位置に配設された測光ヘッド２７による化学分析スライド１の反射光学濃度の測定が行われる。また、上記回転部材５０には、前記セル５５と同一円周上に濃度基準板用セル６１（図１参照）が形成され、この部分に前記測光ヘッド２７の校正用の白色と黒色の２つの濃度基準板６２が設置されている。なお、上記測光ヘッド２７はフィルターを備え、異なる波長の主波長及び副波長の光を照射してそれぞれ測定を行い、測定精度を高めるようにしている。
【００３３】
前記インキュベータ１４の回転駆動は、図示していないが、前記回転部材５０を支持する回転筒５１の外周部分にタイミングベルトが巻き掛けられ、このタイミングベルトが駆動モータの駆動プーリに対しても巻き掛けられ、該駆動モータの正逆回転駆動によって前記回転部材５０の往復回転駆動を行うように構成されている。そして、上記インキュベータ１４の回転操作は、該インキュベータ１４の所定回転位置の下方に配設された測光ヘッド２７に対して、まず、濃度基準板６２における白色基準板に続いて黒色基準板を位置させてその濃度を検出して校正を行った後に、順次１番から６番のセル５５を位置させて化学分析スライド１の呈色反応の光学濃度の測定を行い、この一連の測定の後、逆回転して基準位置に復帰し、次の回の測定を行うように、所定角度範囲内で往復回転駆動を行うように制御される。また、新たな点着後の化学分析スライド１を挿入待機部１３から挿入する処理は、例えば、前記濃度基準板６２による校正を行った後に、１番目のセル５５の測定を行うまでの回転操作の途中で空のセル５５（又は測定が終了した化学分析スライド１が入っているセル）を挿入待機部１３に対応する位置に停止させて、前記搬送手段１５の作動で挿入待機部１３にある化学分析スライド１を挿入するように制御される。
【００３４】
さらに、前記インキュベータ１４の下方には測定後の化学分析スライド１を回収する回収箱７０が配設されている。この回収箱７０には、回転筒５１の中心の前記廃却孔５６の下方に臨んで収容室７１が形成され、底部には廃却孔５６から落下してくる化学分析スライド１に接触してその落下方向を変更して分散させる突起７３が形成されている。
【００３５】
一方、前記生化学分析装置１０の本体上部には、図１に示すように操作パネル２０が設置され、この操作パネル２０にはＬＣＤ等による表示部２１が配設されて各種表示が行われると共に、スタートキー２２を含む操作部２３が配設され、点着動作と測定動作の連係操作が行われる。
【００３６】
次いで、本実施形態の動作を、図７の一例のタイムチャートに沿って説明する。このタイムチャートは上段に測光順序を示し、測光ヘッド２７上に位置させる濃度基準板６２又はセル５５の順を示し、次段から下方にスタートキー２２の状態、表示部２１の表示（ＬＣＤ表示）、搬送手段１５によるスライド動作、インキュベータ動作をそれぞれ示し、斜線部分がその動作状態にあることを表している。
【００３７】
まず、分析を行う前に、スライド待機部１１に化学分析スライド１をセットし、分析処理を開始する。前記インキュベータ１４の回転操作は、前述のように、基本的には測光ヘッド２７により、濃度基準板６２の白色基準板・黒色基準板の濃度を検出した後に、１番から６番のセル５５が順に移動して化学分析スライド１の濃度測定を行い、この一連の動作を繰り返すものであり、これとは別途にスタートキー２２の操作に応じて化学分析スライド１の点着部１２への搬送、点着後のスタートキー２２の操作に応じて挿入待機部１３への搬送、この挿入待機部１３からインキュベータ１４の動作に対応してセル５５への挿入動作を連係して行うものであり、上記動作に連係して表示が行われる。なお、点着後の化学分析スライド１に対してはセル５５に挿入後、例えば１０〜１２秒間隔で順次測定し、全体で１２０秒の測定時間が経過した時点で測定を終了するものであり、化学分析スライド１に対する測定は各測定回において主波長及び副波長の２波長でそれぞれ測定するが、濃度基準板６２に対する測定（校正）は各測定回で主波長と副波長の一方を交互に行うように設定されている。
【００３８】
測定を開始した段階でインキュベータ１４のセル５５に化学分析スライド１が収納されていないアイドル状態では、スタートキー２２は供給キー待ち状態で、「ソクテイカノウ」の表示がなされ、例えば最初に濃度基準板６２の濃度測定を行っている間にこの表示がなされた後に、オペレーターが点着を行うためにスタートキー２２を押下操作すると、表示は「ジュンビチュウ」となって搬送手段１５によってスライド待機部１１から１枚の化学分析スライド１が点着部１２に搬送供給される。点着部１２にスライド１が搬送されて点着可能状態となると、ブザーが鳴ってオペレーターに知らせる。これに応じて、スタートキー２２は点着キー待ち状態となり、表示は「テンチャクゴＳＴＡＲＴ」となる。オペレーターは点着部１２にある化学分析スライド１に対して点着用ピペットを用いて検体を点着した後、スタートキー２２の押下操作を行う。これにより、点着後のスライド１は挿入待機部１３に搬送され、スライド押さえ３３によって蒸発及び外光が遮断された状態で保留される。
【００３９】
点着後のスタートキー２２の操作が、例えば図示のように１番のセル５５が測定位置にあるときに行われると、表示は「シバラクオマチクダサイ」に切り替わり、スライド挿入待ち状態及び次の点着のためのスライド供給待ち状態となる。化学分析スライド１のセル５５への挿入は濃度基準板６２の測定後で１番のセル５５が測定位置に移動する間に行われるもので、インキュベータ１４の動作が上記タイミングとなると、インキュベータ１４は制御部によって選択された所定のセル５５が挿入位置に移動停止するのに応じて、搬送手段１５の作動で挿入待機部１３にある化学分析スライド１がセル５５に挿入され、この搬送手段１５は次の化学分析スライド１を供給するための初期位置（原点）に戻ると共に、インキュベータ１４は１番のセル５５が測光位置に移動する測光処理に復帰する。そして、表示は「ソクテイカノウ」に変わり、スタートキー２２は次の化学分析スライド１を搬送するための供給キー待ち状態となる。スライド供給のためのスタートキー２２の操作が受け付けられるのは、表示が「ソクテイカノウ」のときである。
【００４０】
なお、点着後のスタートキー２２の操作時期に応じて、挿入待機部１３に搬送された化学分析スライド１がセル５５に挿入されるまでの保留時間は、１〜１２秒である。また、挿入待ち状態で、次測定のためにスタートキー２２が操作されると、表示は「ジュンビチュウ」となる。また、「ソクテイカノウ」の表示には空きセル数が同時に表示される。
【００４１】
以上の通り、この生化学分析装置１０は、手動で検体を点着するについて、スタートキー２２を操作して化学分析スライド１を点着位置に搬送させてから、時間的制限をそれほど受けることなく点着操作を行い、点着が完了したらスタートキー２２を再度操作すると、インキュベータ１４の挿入タイミングとなるまで点着後の化学分析スライド１を挿入待機部１３に搬送して一次保留し、この保留中はスライド押さえ３３によって化学分析スライド１を検体の蒸発防止及び外光を遮蔽して保持し、これにより検出精度の低下を防止しつつ、インキュベータ１４の測定動作に伴うタイミングにそれほど制限されることなく任意の時期に点着動作を行うことができ、その操作性が良好となり、点着ミスの発生も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態における生化学分析装置の要部機構の概略平面図
【図２】搬送手段の部分の断面正面図
【図３】点着部及び挿入待機部の平面図
【図４】点着部及び挿入待機部の断面正面図
【図５】挿入待機部の断面側面図
【図６】インキュベータの部分の断面正面図
【図７】インキュベータの測定動作、スライド搬送動作及び表示を示すタイムチャート
【符号の説明】
１ 化学分析スライド
10 生化学分析装置
11 スライド待機部
12 点着部
13 挿入待機部
14 インキュベータ
15 搬送手段
18 測定手段
20 操作パネル
21 表示部
22 スタートキー
23 操作部
27 測光ヘッド
30 搬送台
32 スライドガイド
33 スライド押さえ
33a 開口
33b 鍔部
34 開閉カバー
34a 開口
34b 凹部
35 底部材
36 挿入部材
45 搬送モータ
47 点着ガイド
50 回転部材
55 セル
62 濃度基準板

Claims (1)

1. 点着用ピペットを使用して手動で検体が点着された化学分析スライドを、インキュベータの複数のセルに一つずつ挿入し、該化学分析スライドを恒温保持すると共に前記検体中の所定の生化学物質の濃度を順次測定する生化学分析装置において、
   前記化学分析スライドに検体を点着する点着部と前記インキュベータとの間に、検体の蒸発及び外光を遮断するスライド押さえを備えた挿入待機部を設置し、
   前記点着部における点着後の化学分析スライドを、インキュベータの所定のセルに挿入する待機の間、前記挿入待機部に保留することにより、点着を任意の時期に可能とすることを特徴とする生化学分析装置。

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