JP4051355B2

JP4051355B2 - 試薬保冷装置及びそれを用いた自動分析装置

Info

Publication number: JP4051355B2
Application number: JP2004101801A
Authority: JP
Inventors: 賢一伊藤; 武志渋谷
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP2005283529A

Description

本発明は血液，尿等の生体サンプルの定性・定量分析を行う自動分析装置に好適な試薬保冷装置及びそれを用いた自動分析装置に係り、特に設置する試薬の数によらず均一かつ効果的に試薬を保冷することができる試薬保冷装置及びそれを用いた自動分析装置に関する。

血液，尿等の生体サンプルの定性・定量分析を行う自動分析装置では、生体サンプル中の測定対象成分と特異的に反応して物性の変化する試薬を生体サンプルと混合，反応させて分析を行う。医学の進歩に伴い測定対象成分の数は増加しており、それに合わせて使用する試薬の種類も非常に多くなっている。

このような多くの試薬を分析ごとに試薬庫から取り出して設置し、使用後に元に戻すのは効率的でなく、一般的な自動分析装置では装置上に試薬保冷庫が設けられることが多い。

特許文献１には試薬の変性を招かずに試薬を効果的に冷却できる新規な試薬保冷庫構造が開示されている。この試薬保冷庫は、保冷庫内を試薬ボトルを配置する空間と冷却媒体が循環する空間とに仕切ることを特徴としている。

また、特許文献１には従来の技術として、冷風を放射状に配列された試薬ボトルの中央部の間隙を通って上昇させ、壁にぶつかって蓋の放射方向に拡散させる。そして試薬ボトルと容器の間の空隙を通って冷風を下降させることにより、冷風が試薬ボトルの周囲を上昇・拡散・下降する間に試薬ボトルが冷却される試薬保冷庫構造が開示されている。

特開平５−２８０８５１号公報

特許文献１記載の技術では、試薬ボトルは底部のみが冷却されるため冷却効率がそれ程高くないという問題がある。冷却効率の向上のためには、特許文献１に記載された従来技術のような、冷気が試薬ボトルの周囲を流れる構造が望ましいと思われる。

しかし、本発明者らは特許文献１の従来技術に記載された方法では保冷庫内に試薬ボトルが偏って配置されたときに庫内の温度分布が均一にならないという問題があることを見出した。すなわち、冷気は通気抵抗の少ない、試薬ボトルが置かれていない部分を優先して流れるためその部分が強く冷却される一方で、肝心の試薬ボトル周辺は冷気の流れが悪いためあまり冷却されないという問題があることを見出した。また、試薬保冷庫の上部カバーには、試薬を吸引するための孔が開けられているのが普通だが、この孔から室温の空気が保冷庫内に流入するためこれを考慮しないと温度分布が不均一となる可能性がある。

分析結果は試薬の温度に影響される可能性があるため、同一の試薬を用いた分析を行っても試薬保冷庫内の温度分布が偏っていては、分析結果の再現性が低下する懸念がある。

本発明の目的は、簡単な構造で庫内の温度の均一化を可能にした試薬保冷庫及びそれを備えた自動分析装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の構成は以下の通りである。

試薬容器を配置する試薬配置空間と、該試薬配置空間と区切られ、該試薬配置空間の下方に設けられた冷気通流空間とを備えた試薬保冷庫であって、前記冷気通流空間は、冷気を該冷気通流空間に取り入れる冷気取り入れ口部と、冷気を該冷気通流空間か取り出す冷気取り出し口部とに区画されており、前記冷気取り入れ口部と前記試薬配置空間とを連通し該試薬配置空間に設置された試薬の側面部に向けて冷気を噴出す冷気吹き出し口と、前記冷気取り出し口部と前記試薬配置空間とを連通し、該試薬配置空間に設置された試薬の側面部から冷気を回収する冷気回収口と、を備えた試薬保冷庫。試薬容器の側面部から冷気を吹き付け、かつ試薬容器の側面部から冷気を回収することにより効率の良い冷却が可能となる。このような冷却を行うため、試薬配置空間の下方に冷気通流空間を設けたものである。

試薬配置空間の形状はどのようなものであっても良いが、製造の容易性を考慮すると、円柱（円板）形状，角柱形状が基本になる。この場合、冷気噴出し口は冷気回収口より円柱，角柱等の中心に近い側に位置していることが好ましい。その方が冷気噴出し口の数を減らすことができコスト低減となる可能性があるからである。

試薬配置空間は略円柱形状であり、前記冷気噴出し口は該試薬配置空間の円柱と同心円をなす略円柱の側面に設けられ、かつ前記冷気回収口は該試薬配置空間の内周面に設けられていることがより好ましい。

冷気噴出し口は前記試薬配置空間の円柱と同心円をなす略円柱の側面の円周上の一部に設けられ、かつ前記冷気回収口は該試薬配置空間の内周面の円周の一部に設けられていることが好ましい。冷気が円柱形状の試薬配置空間の内周（または外周）から外周（または内周）に向けて円柱の半径方向に沿って流れる場合、試薬容器の配置が偏っていると、試薬容器の密度が低い部分に多くの冷気が流れるため、その部分が強く冷却される場合がある。これは試薬配置空間の温度分布を不均一にする。冷気噴出し口の円周上の全面に設けるのでなく、その一部を塞ぐことにより、冷気の流れを半径方向に沿ったもののみでなく、試薬配置空間内で渦を巻くようにすることにより、試薬の配置が偏っていてもある程度温度分布を均一にすることができるようになる。

より温度分布を均一にするために冷気噴出し口に対面しない前記冷気回収口の面積は、前記冷気噴出し口に対面する前記冷気回収口の面積より大きくすることが効果的である。

また、冷気噴出し口は、前記冷気取り入れ口部と反対方向に設けられていても良い。

試薬分注ノズルの挿入穴からの外気の侵入による温度の不均一を防ぐため、ノズル挿入穴は前記冷気噴出し口が設けられた側に設けられていることが好ましい。

本発明によれば簡単な試薬保冷庫の構造で試薬ボトルの配列に係りなく試薬保冷庫内の温度分布を均一にできるので、装置の待機状態が長時間続いても試薬の冷却状態にバラツキがなく安定した分析を行える。

また、冷却媒体を直接試薬ボトルに噴きつけられるので冷凍機の運転能力もさほど必要でなく、冷凍機を小型で安価なものにできる効果がある。

以下、本発明の実施例を図を参照して説明する。

図１に本発明に係る自動分析装置の構成図を示す。

試料ディスク１はその円周上に試料の入った複数の試料容器２を配列し回転して試料容器２をピペッティング位置に移動させ、試料分注プローブ３にて試料を反応容器４に必要量移し換える。試薬ディスク５はその円周上に試薬を収容した複数の試薬ボトル６を配列し、試薬が周囲環境により変性するのを防止するため低温に温度制御された試薬保冷庫７の中に収納された状態で回転し試薬ボトル６をピペッティング位置に移動させ試薬分注プローブ８にて先に試料を移し換えた反応容器４に必要量移し換える。試料と試薬の入った反応容器４は一定温度に制御された恒温槽９の中で化学反応を促進され、この反応過程を光度計１０で測定することで試料の分析を行う。

このような自動分析装置に適用される試薬保冷装置１１は図２および図３のように試薬を収納する試薬保冷庫７と試薬を保冷するための冷却媒体を発生させる冷凍機１２からなり、試薬保冷庫７は、試薬を収容した複数の試薬ボトル６をその円周上に配列できる回転可能な試薬ディスク５とその試薬ディスク５を収納する試薬ジャケット１３と試薬ジャケット１３に取付けられた内蓋１４と試薬ジャケット１３の上部開放部を覆う試薬カバー
１５から構成される。

試薬ディスク５にはモータなどの駆動部１６が連結されており正逆方向に自由に回転でき、試薬ディスク５に配列される試薬ボトル６の開口部６ａを試薬カバー１５に設けられた孔１５ａの位置に移動させ、試薬保冷庫７の外部より試薬分注プローブ８を降下させ試薬の吸引をし、試薬保冷庫７の外部に配置された試料と反応させる反応容器４へ試薬分注プローブ８を移動させ試薬の吐出を行う。

試薬ディスク５は円周状の突起５ａが最低１箇所設けてあり内蓋１４と試薬カバー１５にも試薬ディスク５の突起５ａに接触しない近い位置に隣接して円周状の突起１４ｃと
１５ｂを設けることで駆動部１６周辺の隙間より試薬保冷庫７の外部へ冷気が流れ出るのを防止している。

試薬ジャケット１３には冷凍機１２から送られる冷却媒体を試薬ジャケット１３へ取り込む冷気取入口１３ａと試薬保冷庫７の中を循環した冷却媒体を冷凍機１２に回収するための冷気取出口１３ｂが設けてある。

内蓋１４はその内周側面に試薬ボトル６を配置する空間に試薬ジャケット１３の冷気取入口１３ａよりの冷気を送り込む冷気取入口１４ａと外周側面に冷凍機１２へ冷気を回収する冷気取出口１４ｂを設け、冷気取入口１４ａに対面する冷気取出口１４ｂの総面積は冷気取入口１４ａに対面しない冷気取出口１４ｂの総面積より小さいことにより冷気が試薬保冷庫７の内部形状に沿った円周方向の流れとなり試薬保冷庫７の隅々に冷気を行き渡らせることができる（図４参照）。

なお、試薬ジャケット１３を断熱材製とすれば試薬保冷庫７の外気に対する断熱効果を高め、より試薬の冷却効率を高められる。

図５は他の実施例を示す図であり、内蓋１４の冷気取入口１４ａと冷気取出口１４ｂが対面しない構造を備えている。

また、内蓋１４の冷気取入口１４ａと冷気取出口１４ｂを設ける位置は内蓋１４の外周側面，内周側面のどちらでも良く限定されるものではない。

図６は、試薬容器を配置する試薬配置空間の下方に設けた冷気通流空間の構成を示す図である。冷凍機からの冷気は冷気取り入れ口から冷気通流空間に導入される。冷気通流空間は冷気取り入れ口が設けられている空間と試薬配置空間を通過して戻ってきた冷気を冷凍機へ回収する冷気取り出し口が設けられている空間に区画壁２０により分けられている。冷気取り入れ口から導入された冷気は、冷気通流空間の上方に設けられた試薬配置空間の内周面の冷気取り入れ口から試薬容器の側面に向けて噴出す。冷気取り入れ口（冷気噴出し口）は内周面の全面に設けられているのではなく、図７に示すように円周の半分程度のみに沿って複数個設けられている。一方、噴出した冷気を回収する冷気取り出し口（冷気回収口）は試薬配置空間の内周面に設けられているが、この冷気回収口も内周の全面に設けられているのでなく内周の３／４のみに設けられている。冷気噴出し口と冷気回収口が対向して設けられ、冷気が試薬配置空間の半径方向に沿って流れるようにすると、試薬容器の配置が偏っている場合などに試薬庫内の温度分布が均一でなくなる可能性があるため、冷気が試薬配置空間内で渦を巻くように冷気噴出し口と冷気回収口を配置するのである。また、図８に試薬配置空間のカバー及びカバーに設けられた試薬分注プローブのノズル挿入穴の位置を示す。ノズル挿入穴は第１試薬を分注するための第１試薬プローブを挿入する第１試薬プローブ挿入穴と、第２試薬を分注するための第２試薬プローブを挿入する第２試薬プローブ挿入穴がそれぞれ設けられている。

この穴から室温の空気が試薬配置空間に流入し温度分布が均一にならない可能性があるため、図７の冷気噴出し口はこれらプローブ挿入穴が配置された部分に設けられる。

図９に試薬配置空間内の冷気噴出し口，冷気回収口を全周に設けた場合と、図７に示すように部分的に冷気噴出し口，冷気回収口を設けた場合での保冷庫内の温度分布の違いを示す。試薬容器は同心円の周上に内周側と外周側の２列にわたって設け、試薬容器内の試薬の温度を測定した。噴出し口に近い内周側の試薬容器に対しても部分的に噴出し口を設けた方が、試薬の温度は低いことが分かる。また外周側の試薬容器では、全面的に噴出し口を設けた場合は第２試薬分注プローブ挿入口（Ｒ２吸引位置と表記）で１１.８℃ となっているのに対し、部分的に冷気噴出し口，冷気回収口を設けた場合では１０.８℃ と１度温度が低下していることが分かる。また周方向での最高温度と最低温度との温度差は前者が２.４℃ であるのに対し、後者は１.７℃ に留まる。このように部分的に冷気噴出し口，冷気回収口を設けた場合の方が保冷庫内の温度分布が均一になっていることが分かる。

温度の測定値を表１に示す。

自動分析装置の一実施例の説明図。本発明の試薬保冷装置の外観図。本発明の試薬保冷庫部の断面図。実施例１の冷気の流れを図示した説明図。実施例２の冷気の流れを図示した説明図。試薬保冷庫下部の冷気通流空間の構成を示した図。試薬保冷庫上部の試薬配置空間の構成を示した図。試薬保冷庫のカバーの構成を示した図。保冷庫内温度分布を示した図。

符号の説明

１…試料ディスク、２…試料容器、３…試料分注プローブ、４…反応容器、５…試薬ディスク、５ａ，１４ｃ，１５ｂ…突起、６…試薬ボトル、６ａ…試薬ボトル開口部、７…試薬保冷庫、８…試薬分注プローブ、９…恒温槽、１０…光度計、１１…試薬保冷装置、１２…冷凍機、１３…試薬ジャケット、１３ａ，１４ａ…冷気取入口、１３ｂ，１４ｂ…冷気取出口、１４…内蓋、１５…試薬カバー、１５ａ…孔、１６…駆動部。

Claims

試薬容器を配置する試薬配置空間と、
該試薬配置空間と区切られ、該試薬配置空間の下方に設けられた冷気通流空間と、
を備えた試薬保冷庫であって、
前記冷気通流空間は、冷気を該冷気通流空間に取り入れる冷気取り入れ口部と、冷気を該冷気通流空間から取り出す冷気取り出し口部とに区画されており、
前記冷気取り入れ口部と前記試薬配置空間とを連通し該試薬配置空間に設置された試薬の側面部に向けて冷気を噴出す冷気吹き出し口と、
前記冷気取り出し口部と前記試薬配置空間とを連通し、該試薬配置空間に設置された試薬の側面部から冷気を回収する冷気回収口と、
を備えたことを特徴とする試薬保冷庫。
請求項１記載の試薬保冷庫において、
前記冷気噴出し口は前記冷気回収口より中心側に位置していることを特徴とする試薬保冷庫。
請求項１記載の試薬保冷庫において、
前記試薬配置空間は略円柱形状であり、前記冷気噴出し口は該試薬配置空間の円柱と同心円をなす略円柱の側面に設けられ、かつ前記冷気回収口は該試薬配置空間の内周面に設けられていることを特徴とする試薬保冷庫。
請求項３記載の試薬保冷庫において、
前記冷気噴出し口は前記試薬配置空間の円柱と同心円をなす略円柱の側面の円周上の一部に設けられ、かつ前記冷気回収口は該試薬配置空間の内周面の円周の一部に設けられていることを特徴とする試薬保冷庫。
請求項４記載の試薬保冷庫において、
前記冷気噴出し口に対面しない前記冷気回収口の面積は、前記冷気噴出し口に対面する前記冷気回収口の面積より大きいことを特徴とする試薬保冷庫。
請求項４記載の試薬保冷庫において、
前記冷気噴出し口は、前記冷気取り入れ口部と反対方向に設けられていることを特徴とする試薬保冷庫。
請求項４〜６のいずれかに記載の試薬保冷庫において、
前記試薬配置空間の上方に該試薬配置空間全体を覆うカバーを設け、該カバーには該試薬配置空間内に設置された試薬容器から試薬を吸引するためのノズル挿入穴が設けられており、
かつ該ノズル挿入穴は前記冷気噴出し口が設けられた側に設けられていることを特徴とする試薬保冷庫。
請求項１〜７のいずれかに記載の試薬保冷庫を備えたことを特徴とする自動分析装置。