JP4082815B2

JP4082815B2 - 試料処理装置

Info

Publication number: JP4082815B2
Application number: JP37856498A
Authority: JP
Inventors: 庸介田中; 康浩大山; 洋一中村
Original assignee: Sysmex Corp
Current assignee: Sysmex Corp
Priority date: 1998-12-29
Filing date: 1998-12-29
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2018-12-29
Also published as: JP2000199763A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体試料を吸引採取し希釈等の処理を行う試料処理装置に関するものであり、例えば試料分析装置に備えられ好適使用される。
【０００２】
【従来の技術】
尿や血液などの生体体液試料を分析装置に供し測定する際、液中の粒子成分を均一に分散させるためその試料を攪拌してから吸引することが必要である。攪拌装置の一方式として、容器内の液体試料に対して複数回、吸引及び吐出を繰り返すことによって攪拌し、液体試料を吸引採取するものが知られている。特開平９−１７１０２３号（試料攪拌・吸引装置）、特開平９−１７１０２４号（試料攪拌装置）には上記工程を効率的に行うため、吸排攪拌用のピペットと吸引採取用のピペットとを備えることが開示されている。
【０００３】
また、吸引した試料の一部を定量採取する定量装置として、上記公報あるいは特開平０９−１７１０２５号公報に記載されたようなサンプリングバルブを使用することが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
所定量の試料は所定量の希釈液や染色液と混合調整された後、測定されるが、これらの流体的動作が正常に行われないと、正しい測定結果が得られない。
【０００５】
一方、上記記載のサンプリングバルブは精密加工を必要とするため製作に時間を要し、また高価であった。このため、同機能を精度を確保しつつ安価に実現することも要望されていた。
【０００６】
本発明は、これら試料の処理に係る動作が正しく機能しているか否か動作状態をチェックする機能を備える試料吸引装置を提供することを第１の目的とし、さらに、コストダウンすることを第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の試料処理装置は、試料吸引経路に設けられた試料定量部、試料定量部に希釈液を供給する希釈液ポンプ、および希釈液ポンプからの希釈液及び試料定量部で定量された試料を受入れて混合する混合部からなる試料処理系と、希釈前の試料の特性を検出する第１の検出部と、希釈後の特性を検出する第２の検出部と、第１の検出部からの測定結果及び第２の検出部からの測定結果に基づき上記試料処理系の動作状態を判定する判定部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
試料吸引経路から試料定量部に導入された試料は試料定量部で定量される。希釈液ポンプからの希釈液がその定量された試料とともに混合部に移送されこれらの液は混合される。第１の検出部で希釈前の試料の特性を測定し、第２の検出部で希釈後の特性、すなわち混合液の特性を測定する。定量される試料の量、供給される希釈液の量、希釈液の特性は既知であるので、上記試料処理動作が正常に機能しているならば得られた試料の特性と混合液の特性には所定の関係が生じているはずである。もし両者の関係が所定の関係からずれていればそれは上記動作が正常に行われなかったことになる。そこで、第１の検出部からの測定結果及び第２の検出部からの測定結果を用いれば上記試料処理動作の状態を判定することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
試料としては、尿や血液など生体体液のみならず、希釈処理を必要とする液体すべてが対象となる。
【００１０】
上記装置において、第１、第２の検出部で検出するものを例えば液の導電率とすることができ、検出部を、対象の液に接触するよう距離を置いて配置された２つの電極と、それら電極間に交流電圧を供し得られる抵抗値から試料の導電率を計測する測定回路とから構成することができる。試料が尿の場合、導電率の変動が大きいため、導電率を測定することが好ましい。
【００１１】
また、上記装置において、試料定量部が、所定量の容量を有する定量通路と、定量通路の下流端部、上流端部においてそれぞれ分岐する分岐流路と、定量通路の下流側、上流側にそれぞれ設けられるバルブと、分岐流路にそれぞれ設けられるバルブとを包含し、一方の分岐流路側にバルブを介して希釈液ポンプが接続され、他方の分岐流路側にバルブを介して混合部が接続されることがコストダウンを図る点から好ましい。１００μＬ以上の定量を行うときにはこのような構成でも充分精度は確保されている。
【００１２】
【実施例】
図１は、本発明の試料処理装置周辺の概略構成図であり、尿中の有形成分の分類計数を行う装置において試料の攪拌、吸引、染色処理を行う部分の流体回路を示している。容器２０には試料としての尿が入っている。
【００１３】
１０は管１２（外径２．４ｍｍ、内径２．０ｍｍ）と管１４（外径０．９ｍｍ、内径０．７ｍｍ）とが一体化構成された複合管である。管１２、１４はステンレス製であり両者は密着配置されレーザ溶接により一体化されている。管１２は容器２０内の試料を複数回吸排することにより攪拌する。管１４は攪拌された試料を吸引採取する。管１２、１４にはそれぞれ樹脂製チューブ２２、２８が接続される。
【００１４】
管１４の開口は、管１２の開口から離れた位置で、かつ、容器２０の底が管１２先端に当接した状態において容器２０の底に塞がれない位置に形成されている。これは、複合管１０が容器２０の底に当接しているときにも管１４から試料を吸引することができるようにするための工夫である。また、後で説明する吸排攪拌が終了したとき、管１２の開口部に気泡が付着していることがあるが、その場合に管１４からその気泡を吸引しないようにするという効果もある。具体的には、管１２の開口及び管１４の開口はそれぞれ各管の先端に形成され、管１４の開口は管１２の開口よりも２ｍｍ程上方に形成されている。
【００１５】
複合管１０はアーム１６に保持され、駆動部１８により上下に移動できるように構成されている。駆動部としては各種利用することができるが、ここでは２つのプーリにベルトを掛け渡し、そのベルトとアームとを連結させている。
【００１６】
管１２にはチューブ２２を介して所定量（例えば２ｍＬ）の液体を吸引及び排出することができる吸排攪拌用ポンプＰ１が接続されている。ポンプとしては各種利用できるが、ここではコストダウンのためダイヤフラムシートを移動させて吸引、排出を行うタイプのポンプを使用している。ポンプＰ１と管１２の間には試料の導電率を計測する検出部Ｓ１が設けられている。検出部Ｓ１は試料が流れる箇所に距離を置いて配置された２つの電極２４ａ、２４ｂと、それら電極２４ａ、２４ｂ間に交流電圧を供し得られる抵抗値から試料の導電率を測定する測定回路２６とから構成されている。各電極としてチューブが接続可能なステンレス製パイプを用いている。
【００１７】
図２は図１に示す装置の動作フロー図である。図２の流れに従って装置の動作を説明する。
【００１８】
（１）試料の有無確認
アーム１６が下降し容器２０内に進入し、管１０は設定された最下点から１０ｍｍ程度上の位置で停止する。バルブＶ８が開き試料攪拌用のポンプＰ１が吸引モードになり試料が２ｍＬ吸引される。このとき検知部Ｓ１で導電率δ１〔ｍＳ／ｃｍ〕が測定され判定部５４へ送られ、予め設定された値ａと比較される。導電率δ１は温度により変化するので、温度補償されていることが好ましい。
【００１９】
δ１＜ａのときは、試料量不足又は吸引動作不良と判定し、以降の動作（攪拌動作や試料定量採取動作等）は行わないとする。ａは定数であり、試料の有無を好適に判別できる値が適当である。尿の導電率は個人差が大きい。しかしながらほとんどが５〜３８〔ｍＳ／ｃｍ〕であることから、ａの値としては２〜５〔ｍＳ／ｃｍ〕とすることができる。正しく試料の分析を行うため容器２０内に試料が４〜１０ｍＬ入っていることが推奨される。４〜１０ｍＬあれば、δ１≧ａとなり試料量は足りていると判定される。
【００２０】
（２）吸排攪拌
δ１≧ａのときは、試料量が足りていると判定し、引き続き吸排攪拌動作を行う。すなわち、管１０が最下点まで下降し、ポンプＰ１の動作モードが排出モード、吸引モード、・・・、排出モードと交互に数回切換える。
【００２１】
（３）試料の吸引
吸排攪拌が終了すると、バルブＶ１，Ｖ２を開き試料吸引用ポンプＰ２を吸引モードにして、管１４から試料を所定量（ここでは８００μＬ）吸引する。試料はチューブ２８を介して検知部Ｓ２による検知領域、試料定量部３４と流れる。検知部Ｓ２は試料が流れる箇所に配置された２つの電極３０ａ、３０ｂと、それら電極３０ａ、３０ｂからの電気的信号を受けて試料の導電率を測定する測定回路３２とからなる。また、各電極としてチューブが接続可能なステンレス製パイプを用いている。構成は検知部Ｓ１と同様である。
【００２２】
試料定量部３４は、試料が吸引される経路の途中に設けられた２つのバルブＶ１、Ｖ２と、バルブＶ１、Ｖ２間に接続された所定量の容量（ここでは４００μＬ）を有する定量通路３６と、その定量通路３６の下流端部（管１４側）、上流端部に接続される分岐流路３８、４０と、分岐流路３８、４０にそれぞれ設けられたバルブＶ３、Ｖ４とから構成されている。試料が流れる経路においてチューブ内径をあまり変化させずに容量を稼ぐため、定量通路３６はコイル状に巻いた長いチューブを使用している。分岐流路４０にはバルブＶ４を介して一定量の希釈液を分注する希釈液用ポンプＰ３が接続される。分岐流路３８はバルブＶ３を介して後で述べる混合反応部（混合部）４１に接続される。
【００２３】
（４）導電率の測定（試料）
バルブＶ１、Ｖ２を開き（バルブＶ３、Ｖ４は閉じている）、試料吸引ポンプＰ２を吸引モードにすることにより試料が管１４から検知部Ｓ２、試料定量部３０と流れる。そのとき検知部Ｓ２により試料の導電率δ２〔ｍＳ／ｃｍ〕が測定され判定部５４へ送られ、予め設定された値ｂと比較される。
【００２４】
δ２＜ｂのときは吸引動作不良又は試料量不足と判定し、以降の動作（試料定量採取動作等）は行わない。そして、「ショートサンプルエラー」なるメッセージを発する。ｂは２〜５〔ｍＳ／ｃｍ〕が適当である。ｂ＝ａとすることができるが、導電率の計測誤差及び計測の意味を考慮しｂ≠ａとすることもできる。
【００２５】
δ２≧ｂのときは、試料の量、吸引動作とも問題なしと判定し、続いて希釈、染色動作を行う。
【００２６】
（５）試料の定量
バルブＶ１、Ｖ２を閉じることにより所定量の試料が試料定量部３４の定量通路３６において定量される。
【００２７】
（６）希釈・染色
４１はヒータ等により摂氏３５±２度に温度コントロールされた混合反応部である。混合反応部４１は内側にチャンバ４３を有する反応ブロック材４２を備える。チャンバ４３の下部には排出流路４７が設けられ、絶縁性の樹脂製部材４８を介しニップル５０へと続いている。反応ブロック材４２、ニップル５０はともにステンレス製であり電極としても機能している。そして反応ブロック材４２、ニップル５０からの電気的信号を受けて試料の導電率を測定する測定回路５２とともにチャンバ４３内の液の導電率を測定する検知部Ｓ３を構成している。
【００２８】
チャンバ４３の上部には試料定量部３４の分岐流路３８からつながるノズル４４、染色液分注用ポンプＰ４からつながるノズル４５が配置されている。４６はモータによりプロペラ状部材を回転させてチャンバ４３内の液を攪拌する攪拌手段である。
【００２９】
希釈・染色動作について説明する。バルブＶ１、Ｖ２を閉じバルブＶ３、Ｖ４を開いた状態でポンプＰ３を吐出モードにすることにより定量通路３６に充満された４００μＬの試料は１１６０μＬの希釈液とともにチャンバ４３に移送され吐出される。ほぼ同時にバルブＶ１１を開きバルブＶ１２を閉じた状態でポンプＰ４を吐出モードにすることによりチャンバ４３に４０μＬの染色液が吐出され、さらに攪拌手段４６が動作し、これらチャンバ４３内の液は均一に混合される。結果、測定用の液１６００μＬが作製される（希釈倍率は４倍）。
【００３０】
（７）導電率の測定（混合液）
作製された測定用の液は排出流路４７、電極５０、開いたバルブＶ５を経て測定部（不図示）へ移送され、尿中の各有形成分（細菌、赤血球、白血球、上皮細胞、円柱等）が分類、計数される。測定部は有形成分がフローセルの光照射ゾーンを流れる際に生成される信号を検出するものである。上記測定用の液の移送中に検知部Ｓ３により測定用の液の導電率δ３〔ｍＳ／ｃｍ〕が計測される。
【００３１】
（８）判定
検知部Ｓ２、Ｓ３の測定結果は判定部５４へ送られ試料処理動作が正常であったか否か判定される。
混合液中の試料液、希釈液、染色液の比率は決まっており温度も一定であるので、希釈・染色処理後の混合液の導電率δ３は、希釈・染色処理前の試料の導電率δｘ、希釈液の導電率δｓ、染色液の導電率δｔの関数として与えられる。δｓ、δｔは既知のある定数で与えられるので、希釈・染色処理前の試料の導電率δｘはδ３の関数δｘ＝ｐ×δ３−ｑで表わされる（ｐ、ｑは定数）。そこで、検知部Ｓ３により測定される導電率δ３を用いれば希釈・染色処理前の試料の導電率δｘを算出することができる。
また、測定された伝導率δ３を用いれば前記のようにチャンバ４３内の液（混合液）の有無も検知することができる。
【００３２】
検知部Ｓ２による導電率δ２が温度補償された値であって、試料の定量、希釈、染色の各動作が正常であれば、δｘ≒δ２となるはずである。温度補償されているとは、得られるδ２が所定温度（ここでは摂氏３５±２度）における試料の導電率であるということである。そのために、検知部を上記所定温度に温度コントロールするか、液温を検知して上記液温に換算した導電率を得るようにすればよい。もし、δｘがδ２に対して有意な差があれば、試料の定量、希釈、染色のいづれかにおいて動作異常が発生したということができる。
【００３３】
以上のことを検知するため、例えば、Ｄ＝｜（δ２−δｘ）／δ２｜とおき、Ｄ≦ｃなら正常と判定し、Ｄ＞ｃなら異常と判定し「動作エラー」の警報を発するようにする。そして、以降の動作（測定部における測定動作等）は行わないようにする。あるいは測定しても測定結果に異常を示すマークを付与することとする。
【００３４】
このように導電率のチェックにより装置の動作信頼性を確保することができる。ｃの値としては例えば０．０５とすることができる。
【００３５】
以上で、試料処理動作における動作状態判定の説明は終了する。反応部４１で作製された測定用の液が測定部へ移送されると、アーム１６が上昇し、容器２０内から引き上げられ、流体回路の各部が洗浄される。以下に洗浄動作について説明する。
【００３６】
バルブＶ９が開き洗浄液が管１２及びチューブ２２からなる攪拌ラインのチューブ２２、管１２に供給され、また、バルブＶ１０が開きエアーブローがも供給されることにより洗浄される。バルブＶ９が閉じ洗浄液の供給が止まった後も、しばらくバルブＶ１０は開いたままエアーブローが供給され攪拌ライン１２、２２から液が完全に除去される。
【００３７】
吸引ラインのチューブ２８、管１４は、バルブＶ７、Ｖ２、Ｖ１が開き洗浄液が流路に供給されることにより洗浄される。
【００３８】
反応部４１のチャンバ４３は、バルブ６、Ｖ４、Ｖ３が開き洗浄液がチャンバ４３内に吐出され排出され洗浄される。
【００３９】
バルブ１１が閉じバルブＶ１２が開きポンプＰ４がポンプ内に染色液を引き入れることにより次回の染色処理に備える。
【００４０】
【発明の効果】
本発明では、第１の検出部で希釈前の試料の特性を測定し、第２の検出部で希釈後の特性、すなわち混合液の特性を測定している。そして、これら測定結果から上記試料処理動作の状態を判定しているので、試料の処理に係る動作が正しく機能しているか否か動作状態をチェックすることができる。
【００４１】
また、試料定量部を簡易構成とすることによりさらなるコストダウンが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の試料処理装置の実施例の概略構成図である。
【図２】図１に示す装置の動作フロー図である。
【符号の説明】
１２試料吸引用管
１４試料吸排攪拌用管
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３検知部
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ポンプ
３４試料定量部
４１混合反応部（混合部）

Claims

試料吸引経路に設けられた試料定量部、試料定量部に希釈液を供給する希釈液ポンプ、および希釈液ポンプからの希釈液及び試料定量部で定量された試料を受入れて混合する混合部からなる試料処理系と、希釈前の試料の特性を検出する第１の検出部と、希釈後の特性を検出する第２の検出部と、第１の検出部からの測定結果及び第２の検出部からの測定結果に基づき上記試料処理系の動作状態を判定する判定部と、を備えることを特徴とする試料処理装置。
試料定量部が、所定量の容量を有する定量通路と、定量通路の下流端部、上流端部においてそれぞれ分岐する分岐流路と、定量通路の下流側、上流側にそれぞれ設けられるバルブと、分岐流路にそれぞれ設けられるバルブとを包含し、一方の分岐流路側にバルブを介して希釈液ポンプが接続され、他方の分岐流路側にバルブを介して混合部が接続されることを特徴とする請求項１記載の試料処理装置。
判定部が、第１の検出部からの測定結果及び第２の検出部からの測定結果に基づき上記試料処理系の動作が正常であったか否かを判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の試料処理装置。