JP4264405B2 - 分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、対象物（たとえば分析用具の試薬部）に対して液体（たとえば試料）を分注するための分注装置を備えた分析装置に関する。

分析装置としては、１または複数の試薬パッドが設けられた試験片を用いて、試薬パッドでの呈色の程度を把握することにより、試料における特定成分の分析を行うように構成されたものがある。このような分析装置は、試薬パッドに試料を点着するための分注装置を備えたものとして構成される。

分注装置としては、たとえばシリンジに対してピストンを相対的に移動させることによって吸引力および吐出力を発生させるためのポンプユニットを備えたものが採用されている（たとえば特許文献１−３参照）。分注装置においては、ポンプユニットのシリンジにチップを装着して試料の吸引・吐出を行うように構成されたもの、あるいはポンプユニットのシリンジをノズルに連結し、ノズルにチップを装着して試料の吸引・吐出を行うように構成されたものがある。いずれの構成においても、分注装置に対する試料の吸引量および分注装置からの試料の吐出量は、シリンジに対するピストンの相対的な移動距離を選択することにより調製されている。シリンジに対するピストンの移動は、たとえばパルスモータやリニアモータからの駆動力をピストンに入力することにより行われている。

その一方で、分析装置としては、小型かつ比較的に構成が簡易で安価なものもある。このような分析装置においては、コスト面を考慮して、構成が簡易で安価に入手可能なポンプ機構が採用されている。その一例として、本願の図３に示したポンプユニット５２がある。

このポンプユニット５２は、シリンジ５４Ａに対してピストン５４Ｂを相対動させることによって、シリンジ５４Ａに装着されたチップ（あるいはシリンジ５４Ａに連結されたノズルに装着されたチップ）の内部の圧力を変動させ、チップにおいて試料を吸引し、あるいはチップから試料を吐出するように構成されたものである。ピストン５４Ｂは、直動シャフト５５Ｂを介してモータ駆動部５５Ａに連結されており、モータ駆動部５５Ａに対して直動シャフト５５Ｂを上下動させることにより、シリンジ５４Ａに対して相対動させられるように構成されている。

上述のポンプユニット５２は、構成が簡易で安価に入手が可能である反面、構成が簡易であるために直動シャフト５５Ｂにガタツキが生じやすいものとなっている。そのため、ポンプユニット５２では、直動シャフト５５Ｂを移動させるときに軸ブレが生じる。直動シャフト５５Ｂの軸ブレは、直動シャフト５５Ｂの移動距離のバラツキ、ひいてはシリンジ５４Ａに対するピストン５４Ｂの移動距離のバラツキとして現れる。すなわち、同一のポンプユニット５２では、吐出タイミング（シリンジ５４Ａに対するピストン５４Ｂの相対位置）に起因する吐出量のバラツキが生じる（図６および図７参照）。そのため、同一の分析装置においては、複数の試薬パッドを備えた試験片を用いる場合には試薬パッド相互で点着量にバラツキが生じる。その結果、試薬パッドごとに測定値の信頼性が異なったものとなる。

また、異なるポンプユニット５２相互では、部品自体の寸法誤差や部品の組み立て誤差によって直動シャフト５５Ｂのガタツキの具合が異なったものとなる。そのため、異なるポンプユニット５２相互においては、吐出量のバラツキに固有の特徴が生じる。その結果
、ポンプユニット５２が有する固有の吐出量のバラツキによって、異なる分析装置相互において測定感度にバラツキが生じる。

このような問題を解決するためには、直動シャフト５５Ｂの移動時に軸ブレが生じないようにすればよい。しかしながら、直動シャフト５５Ｂの軸ブレを抑制するためには、装置構成が複雑化し、分注装置のコストが高くなる。

特開平５−２５６８５７号公報 特開２００２−３６４５２６号公報 特開２００４−１７００７７号公報

本発明は、製造コストをさほど増加させることなく、ポンプユニットにおける吐出液量のバラツキが与える影響（たとえばポンプ機構が分析装置に組み込まれた場合において、ポンプ機構に起因して生じる測定誤差）を低減することを課題としている。

本発明においては、分析用具からの応答量に基づいて試料の分析を行うとともに、モータからの駆動力によってシリンジに対してピストンを相対動させることにより液体を吸引・吐出し、かつ上記分析用具に対して試料を供給するために利用される分注装置を備えた分析装置において、上記モータは、上記ピストンに連結され、かつ外部から供与された駆動パルス数に応じた距離だけ直進運動する直動シャフトを備えている一方、上記モータを制御するための制御手段と、上記分析用具からの応答に基づいて試料の分析に必要な演算を行うための演算手段と、上記分析用具からの応答量と試料における特定成分の濃度との関係を示す第１関係式または第１対応表、ならびに上記シリンジに対する上記ピストンの相対位置から起算した上記シリンジに対する上記ピストンの相対移動距離と当該相対移動距離に対する液体の吐出量との関係を示す第２関係式または第２対応表を記憶した記憶手段と、を備えており、上記記憶手段はまた、目的量の液体を吸引したときの上記シリンジに対する上記ピストンの相対位置を基準点とし、上記基準点をゼロカウントとして積算された上記モータに入力される駆動パルス数の積算値と、上記モータに１駆動パルスを入力させたときに吐出される液体の量と、の関係を記憶しており、上記演算手段は、上記シリンジに対する現在の上記ピストンの位置、および上記モータに入力された駆動パルス数から、吐出される液体の量を演算し、かつ、吐出させるべき液体の量と演算された液体の吐出量との誤差量を勘案して、上記特定成分の濃度の演算を行うように構成されていることを特徴とする、分析装置が提供される。

上記分注装置は、たとえばシリンジに連結され、かつ液体を吸引・吐出させるためのノズルを備えたものとして構成される。この場合、ノズルは、シリンジに対してピストンを相対動させることによってシリンジの内部に気体を吸引可能な状態とシリンジの内部の気体を排出可能な状態とを選択させることにより、ノズルにおいて液体を吸引する状態と液体を吐出する状態とを選択できるように構成される。

上記分析装置は、分析用具として、試料における特定成分と反応して呈色する１以上の試薬部を備えたものを使用するように構成される。この場合、分析装置は、１以上の試薬部における呈色の程度を測光するための測光手段をさらに備えたものとして構成される。

図１および図２に示した分析装置１は、試験片２０，２１を用いて血液における特定成分の濃度分析を行うように構成されたものであり、筐体３、試験片載置台４、分注装置５、および測光装置６を有している。

筐体３は、分析装置１の外観形状を規定するとともに、各種の要素を収容するためのものである。この筐体３は、開口３０，３１、および一対のガイド凸部３２を有している。

開口３０は、試験片載置台４の一部が筐体３の外部に突出することを許容するためのものであり、筐体３の前面３３に設けられている。この開口３０は、蓋３４によって開放状態と閉鎖状態とが選択されるようになされている。開口３０が開放された状態では、筐体３の内部と外部とが連通し、試験片載置台４が筐体３の内部に収容される状態と、試験片載置台４の大部分が筐体３の外部に突出して後述する第１および複数の第２スリット４１，４２が露出する状態と、が選択可能とされている。

開口３１は、筐体３に対してラック３５を出し入れする際に利用されるものである。この開口３１は、筐体３の側面３６に設けられており、ラック３５によって開放状態と閉鎖状態とが選択されるようになされている。ここで、ラック３５は、チップ５８および試料を収容した容器（図示略）を保持するためのものであるとともに、使用済みのチップ５８を収容するためのものである。

一対のガイド凸部３２は、後述する試験片載置台４の一対のガイド凹部４３に係合させるためのものであるとともに、試験片載置台４の移動経路を規定するためのものである。これらのガイド凸部３２は、Ｄ１，Ｄ２方向に間隔を隔てて設けられているとともに、図面上には明確に表れていないが、Ｄ３，Ｄ４方向に延びている。

筐体３にはさらに、操作パネル３７およびディスプレイ３８が設けられている。操作パネル３７は、測定条件を設定し、あるいは分析装置１の動作を規定するための各種操作ボタン３７Ａが設けられたものである。ディスプレイ３８は、測定結果や操作ボタン３７Ａの操作結果などを表示するものである。

試験片載置台４は、試験片２０，２１を載置するためのものであるとともに、試験片２０，２１を目的位置に移動させるためのものである。この試験片載置台４は、筐体３に対して第１および第２停止位置の間をＤ３，Ｄ４方向に往復移動可能とされている。第１停止位置は、試験片載置台４に試験片２０，２１を載置し、あるいは試験片載置台４から試験片２０，２１を取り外すための位置であり、後述する試験片載置台４の第１および第２スリット４１，４２が筐体３の外部に露出した位置である。第２停止位置は、試薬パッド２０Ａ，２１Ａの呈色の程度を測光するための位置であり、試薬パッド２０Ａ，２１Ａが後述する測光装置６の発光要素６１と対面する位置である。試験片載置台４は、第１および第２停止位置に加えて、第１および第２停止位置の間にある第３停止位置、すなわち試験片２０，２１の試薬パッド２０Ａ，２１Ａに対して分注装置５を用いて試料を点着するための位置に停止可能とされている。

このような試験片載置台４は、第１スリット４１、複数（本実施形態では３個）の第２スリット４２、一対のガイド凹部４３、およびギア部４４を有している。

第１スリット４１は、多成分測定用の試験片２０を保持するためのものであり、筐体３のＤ１，Ｄ２方向に延びるように形成されている。多成分測定用の試験片２０は、複数（本実施形態では５個）の試薬パッド２０Ａが設けられたものである。各試薬パッド２０Ａのそれぞれは、たとえばグルコース、アルブミン、カルシウムなどの特定成分と反応して呈色する試薬を担持させたものである。これに対して、各第２スリット４２は、単一成分測定用の試験片２１を保持するためのものであり、筐体３のＤ３，Ｄ４方向に延びるように形成されている。単一成分測定用の試験片２１は、１つの試薬パッド２１Ａが設けられたものである。試薬パッド２１Ａは、たとえばグルコース、アルブミン、カルシウムなどの特定成分と反応して呈色する試薬を担持させたものである。

一対のガイド凹部４３は、筐体３に設けられた一対のガイド凸部３２に係合させるためものである。すなわち、試験片載置台４は、各ガイド凹部４３が対応するガイド凸部３２
と係合することにより、一対のガイド凸部３２に沿ってＤ３，Ｄ４方向に移動させられるように構成されている。

ギア部４４は、モータ４５の回転駆動力を試験片載置台４に入力させるための部分である。このギア部４４は、モータ４５の出力軸４６に固定されたギア４７に係合させるための複数の歯（図示略）を有している。したがって、試験片載置台４は、モータ４５の出力軸４６の回転方向に応じて筐体３に対してＤ３方向またはＤ４方向へ移動させられる。これにより、試験片載置台４は、Ｄ３，Ｄ４方向に往復移動可能とされている。

図２に示した分注装置５は、血液などの試料を吸引し、その試料を試験片２０，２１の試薬パッド２０Ａ，２１Ａに点着するためのものである。この分注装置５は、ノズル５０に対してフレキシブルチューブ５１を介してポンプユニット５２を連結した構成を有している。

ポンプユニット５２は、ノズル５０に対して吸引力または吐出力を作用させるためのものである。このポンプユニット５２は、図３、図４（ａ）および図４（ｂ）に示したように、支持プレート５３に対して、ポンプ機構部５４およびパルスモータ５５を固定した構成を有しており、ポンプ機構部５４とパルスモータ５５との間がガイドブロック５６によって接続されている。

支持プレート５３は、ポンプ機構部５４を固定するための起立壁５３Ａと、パルスモータ５５を固定するための水平壁５３Ｂとを有しており、起立壁５３Ａにおいて筐体３の側壁３９に固定されている。この支持プレート５３には、水平壁５３Ｂから起立壁５３Ａに連続するスリット５３Ｃが設けられている。このスリット５３Ｃは、水平壁５３Ｂに設けられ部分においてパルスモータ５５の直動シャフト５５Ｂが挿通されるのを許容し、起立壁５３Ａに設けられた部分において後述するガイドブロック５６の移動を許容する。

ポンプ機構部５４は、ノズル５０の内部に圧力変動を生じさせるためのものであり、シリンジ５４Ａの内部に、シリンジ５４Ａに対して相対動可能にピストン５４Ｂが挿入された構成を有している。シリンジ５４Ａは、支持プレート５３の起立壁５３Ａに固定されている。ピストン５４Ｂは、ガイドブロック５６を介して後述するパルスモータ５５の直動シャフト５５Ｂに連結されている。ガイドブロック５６には、パルスモータ５５の直動シャフト５５Ｂの下端部およびピストン５４Ｂの上端部がそれぞれ固定されているとともに、スリット５３Ｃにおける起立壁５３Ａに設けられた部分に対して係合されている。

パルスモータ５５は、ピストン５４Ｂを上下動させるための動力を発生させるためのものであり、モータ駆動部５５Ａ、およびこのモータ駆動部５５Ａの中心に螺合された直動シャフト５５Ｂを有している。このパルスモータ５５は、モータ駆動部５５Ａによって直動シャフト５５Ｂに回転力を作用させることにより、直動シャフト５５Ｂが上下動するように構成されている。そして、直動シャフト５５Ｂは、上述のようにガイドブロック５６を介してピストン５４Ｂに連結されている。そのため、直動シャフト５５Ｂを上下動させた場合には、直動シャフト５５Ｂの運動に連動してピストン５４Ｂが上下動する。これにより、ポンプ機構部５４は、ノズル５０（図２参照）の内部に圧力変動を生じさせることができる。

ガイドブロック５６は、ポンプ機構部５４のピストン５４Ｂとパルスモータ５５の直動シャフト５５Ｂとの間を連結するためのものであるとともに、直動シャフト５５Ｂの上下動を規制するためのものである。このガイドブロック５６は、係合部５６Ａおよび突出部５６Ｂを有している。係合部５６Ａは、支持プレート５３のスリット５３Ｃにおける起立壁５３Ａの部分に係合させるためのものである。すなわち、ガイドブロック５６は、係合
部５６Ａがスリット５３Ｃに係合することにより、その移動方向が規制されるように構成されている。突出部５６Ｂは、支持プレート５３の起立壁５３Ａに設けられたセンサ５７によって検出させるためのものである。センサ５７は、ピストン５４Ｂが必要以上に下方に移動させられることを防止するのに利用されるものである。すなわち、後述する制御部７２（図５参照）は、センサ５７において突出部５６Ｂが検出されたことが確認されたときに、モータ駆動部５５Ａに対する駆動パルスの入力を中止し、ピストン５４Ｂの下動を停止させる。

図２に示したノズル５０は、先端部にチップ５８を装着して使用されるものであり、水平方向および垂直方向に移動可能とされている。このノズル５０は、ポンプユニット５２からの動力により空気を吸引可能な状態と、空気を排出可能な状態とを選択可能とされている。すなわち、ノズル５０においては、チップ５８を装着した状態において空気を吸引可能な動作を行うことにより試料を吸引してチップ５８の内部に試料を保持させることができる一方、空気を排出可能な動作を行うことによりチップ５８に保持された試料を吐出することができる。

ここで、ノズル５０における試料の吸引量および吐出量は、ポンプユニット５２から付与される動力の大きさ、すなわち図３、図４（ａ）および図４（ｂ）から予想されるように、シリンジ５４Ａに対するピストン５４Ｂの相対的な移動距離に依存する。そして、ピストン５４Ｂの移動距離は、パルスモータ５５の直動シャフト５５Ｂの移動距離、すなわちモータ駆動部５５Ａに入力される駆動パルス数に依存する。後述するように、モータ駆動部５５Ａに入力する駆動パルス数は、制御部７２によって制御される。

図２に示したように、測光装置６は、試験片２０，２１の試薬パッド２０Ａ，２１Ａ（図１参照）の呈色状態を把握するためのものである。この測光装置６は、ホルダ６０に固定された発光要素６１および受光要素６２を有している。発光要素６１は試験片２０，２１の試薬パッド２０Ａ，２１Ａ（図１参照）に対して光を照射するためのものであり、たとえばＬＥＤランプなどで構成されている。一方、受光要素６２は、試薬パッド２０Ａ，２１Ａ（図１参照）からの反射光を受光するためのものであり、たとえばフォトダイオードにより構成されている。この測光装置６では、試験片載置台４をＤ３方向に移動させて試験片２０，２１（図１参照）の試薬パッド２０Ａ，２１Ａを発光要素６１に対面させることにより、試薬パッド２０Ａ，２１Ａ（図１参照）の測光を行うことができる。

図５に示したように、分析装置１はさらに、上述した各要素に加えて、記憶部７０、演算部７１および制御部７２を備えている。

記憶部７０は、特定要素（たとえばノズル５０、試験片載置台４、ポンプユニット５２、あるいは測光装置６（図２参照））を動作させるときに必要なプログラムなどを記憶し、また特定要素を動作させているときに必要な情報および特定要素（たとえばセンサ５７、受光要素６２あるいは演算部７１）から送信されてくる信号を一時的に記憶するためのものである。

この記憶部７０においてはさらに、演算部７１において試料中の特定成分の濃度演算に必要な情報を記憶している。より具体的には、記憶部７０は、受光要素６２での受光量（試薬パッド２０Ａ，２１Ａ（図１参照）での反射量）と、当該試薬パッド２０Ａ，２１Ａ（図１参照）において測定対象となる特定成分の濃度と、の関係を示す複数の検量線、ならびにシリンジ５４Ａに対するピストン５４Ｂ（図３参照）の相対移動距離と、当該相対移動距離に対応した液体の吐出量との関係を示す相関式または対応表を記憶している。複数の検量線は、特定量（たとえば４μＬ）の試料を試薬パッド２０Ａ，２１Ａ（図１参照）に点着したときの関係として、試験片２０，２１における測定項目に応じた数だけ記憶
させられている。もちろん、記憶部７０においては、検量線に代えて、対応表という形で、受光量と濃度との関係を記憶しておいてもよい。

演算部７１は、制御部７２の制御対象の制御量を演算するとともに、受光要素６２での受光量を記憶部７０において記憶された検量線（対応表）に当てはめることにより、特定成分の濃度を演算するものである。後述するように、演算部７１は、必要に応じて試薬パッド２０Ａ，２１Ａ（図１参照）に対する試料の点着量のずれを考慮して、特定成分の濃度演算を行う。

制御部７２は、上述のように特定要素（たとえばノズル５０、試験片載置台４、ポンプユニット５２あるいは測光装置６（図２参照））の動作を制御するためのものである。

記憶部７０、演算部７１および制御部７２は、たとえばＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭを組み合わせて構成することができる。

ここで、シリンジ５４Ａに対するピストン５４Ｂの相対移動距離と、当該相対移動距離に対応した液体の吐出量との関係について説明しておく。図６に一例を示したように、ノズル５０での吐出量（試薬パッド２０Ａ，２１Ａに対する点着量）は一定ではなくバラツキがある。なお、図示した例では、ノズル５０からは、１駆動パルス当たりに、理論量０．０４μＬの液滴が吐出されるように構成されている。図示した例では、たとえば図７に示したように、ある基準点（たとえば試料を４０μＬ吸引した状態）から起算して、１００パルスおよび１５０パルスに相当する分だけピストンを移動させた場合には、それぞれノズルから４．３６μＬ（理論値は４．００μＬ）および６．２４μＬ（理論値は６．００μＬ）の試料が吐出され、それぞれ＋９％および＋４％の誤差を含んでいる。また、基準点からカウントして１０１〜２００パルス（１００パルス分）および１５１〜２５０パルス（１００パルス分）に相当する分だけピストンを移動させた場合には、それぞれ吐出量が３．６８μＬ（理論値は４．００μＬ（誤差−８％））および吐出量が３．８０μＬ（理論値は４．００μＬ（誤差−５％））である。

このようなバラツキは、従来技術において触れたように、モータ駆動部５５Ａを駆動させたときの直動シャフト５５Ｂの軸ブレに起因するものであり、異なるポンプユニット５２相互において同様なバラツキを示すのではなく、各ポンプユニット５２が固有のバラツキを有している。そのため、ピストン５４Ｂの相対移動距離と、ノズル５０での吐出量との関係については、分注装置５（分析装置１）ごとに予め調べておく必要があり、その結果に応じて、記憶部７０に対して、ピストン５４Ｂの相対移動距離と、ノズル５０での吐出量との関係が相関式または対応表として記憶される。

より具体的には、まず対象となる分注装置５（分析装置１）におけるピストン５４Ｂの基準位置を設定する。この基準点は、たとえば１回の測定において必要な点着合計量よりも大きな量の試料を、ノズル５０において吸引可能な位置から選択される。たとえば１回の測定において最大９個の試薬パッド２０Ａ，２１Ａに試料を点着するとともに、それぞれの試薬パッド２０Ａ，２１Ａに４μＬずつ試料を点着する場合には、合計点着量が３６μＬとなる。この場合には、ノズル５０において３６μＬ以上の試料を吸引する必要があるために、ピストン５４Ｂの基準位置は、３６μＬよりも大きな量である、たとえば４０μＬの試料を吸引させたときの位置として設定される。

次いで、モータ駆動部５５Ａに駆動パルスを１つ入力してピストン５４Ｂを移動させた上で、そのときにノズル５０から吐出される試料の量を計測する。このような駆動パルスの入力（ピストン５４Ｂの移動）および吐出量の計測を繰り返し行うと、図６に示したようなグラフまたは当該グラフに相当する対応表が得られる。このようにして得られたグラ
フまたは対応表からは、モータ駆動部５５Ａに対する駆動パルスの入力数をカウントしておくことにより、ピストン５４Ｂが基準位置からどれだけ離れた位置にあるかを把握することができ、さらには、現在のピストン５４Ｂの位置から１駆動パルスに相当する分だけピストンを移動させたときに、どれだけの量の試料がノズル５０から吐出されるかを把握できる。換言すれば、ピストン５４Ｂがどの位置にあっても、その位置から１駆動パルス分だけピストン５４Ｂを移動させたときのノズル５０からの吐出量を把握することができる。この知見からは、次の２つの情報を得ることができる。

第１の情報は、目的量の試料をノズル５０から吐出させるのに必要となる駆動パルス数が、現在のピストン５４Ｂの位置から起算して何パルス目であるかということである。すなわち、現在のピストン５４Ｂの位置からピストン５４Ｂを１駆動パルスに相当する分だけ移動させたときのノズル５０からの吐出量が把握できれば、１駆動パルス当たりの吐出量を現在のピストン５４Ｂの位置から積算し、その積算値が目的量に最も近くなる駆動パルス数を演算することができる。このような演算は、演算に必要なプログラムを記憶部７０に記憶させておくことにより、演算部７１において実行することができる。

第１の情報によれば、演算部７１において演算された駆動パルス数に応じて制御部７２によってモータ駆動部５５Ａを駆動すれば、ノズル５０から吐出される試料の量を全ての試薬パッド２０Ａ，２１Ａにおいて目的量に近づけることができる。これにより、試薬パッド２０Ａ，２１Ａ相互での点着量のバラツキを抑制し、点着量のバラツキに起因する測定誤差を抑制することができる。しかも、上述したピストン５４Ｂの移動距離とノズル５０からの吐出量との関係は、分注装置５（分析装置１）ごとに調べられ、分注装置５（分析装置１）ごとに吐出量のバラツキを抑制することができる。これにより、異なる分析装置１相互間における測定感度のバラツキを抑制することができる。

一方、第２の情報は、モータ駆動部５５Ａに特定数の駆動パルスを入力させたときに、現在のピストン５４Ｂの位置から起算すればどの程度の量の試料がノズル５０から吐出されるかを把握することができる。すなわち、現在のピストン５４Ｂの位置からピストン５４Ｂを１駆動パルスに相当する分だけ移動させたときのノズル５０からの吐出量が把握できれば、１駆動パルス当たりの吐出量を現在のピストン５４Ｂの位置から積算し、その積算値が特定数の駆動パルスをモータ駆動部５５Ａに入力した後においてどの程度となるかを把握することができる。これにより、ノズル５０から吐出される試料の量が目的量からずれて誤差を含んでいる場合であっても、その誤差量を把握することができる。そして、試料吐出量（点着量）の誤差量を把握できれば、誤差量を考慮して試料中の特定成分の濃度を演算することができる。すなわち、目的量からの誤差量に応じて、たとえば測光装置６の受光要素６２での受光量を補正した上で、その補正量に基づいて試料中の特定成分の濃度演算を行うことができる。たとえば、試料点着量が目的量よりも１０％多い場合、測光装置６の受光要素６２での受光量を１０％減じた補正量を演算した上で、その補正量に基づいて試料中の特定成分の濃度演算を行うことができる。このような吐出量（点着量）の誤差量および補正量は、演算に必要なプログラムを記憶部７０に記憶させておくことにより、演算部７１において実行することができる。

第２の情報によれば、試薬パッド２０Ａ，２１Ａに対する点着量にバラツキがあったとしても、そのバラツキを許容しつつ、適切な濃度演算を行うことができる。しかも、上述したピストン５４Ｂの移動距離とノズル５０からの吐出量との関係は、分注装置５（分析装置１）ごとに算出されるため、上述した第１の情報の場合と同様に、異なる分析装置１相互間における測定感度のバラツキを抑制することができる。

次に、分析装置１を用いた試料の分析動作について説明する。

分析装置１を用いて試料の分析を行う場合には、まず試験片載置台４に試験片２０，２１をセットする。試験片２０，２１のセットは、試験片載置台４を筐体３の手前側に移動させて第１停止位置に試験片載置台４を停止させ、第１スリット４１および第２スリット４２のそれぞれが露出した状態で行われる。この状態は、たとえば所定の操作ボタン３７Ａを押下することにより、あるいは蓋３４を開けることにより自動的に達成される。また、試験片載置台４に試験片２０，２１をセットした場合には、試験片載置台４を筐体３の内部に移動させた後に、蓋３４が閉められる。試験片載置台４の筐体３の内部への移動は、たとえば所定の操作ボタン３７Ａを押下することにより、あるいは蓋３４を閉めることにより自動的に達成される。

ここで、試験片載置台４にセットすべき試験片２０，２１は、測定すべき特定成分の種類に応じて選択される。先にも触れたように、所定の複数の特定成分の測定を行う場合には、多成分測定用の試験片２０が試験片載置台４における第１スリット４１にセットされる。一方、多成分測定用の試験片２０では対応できない特定成分について、あるいは多成分測定用の試験片２０において測定可能な特定成分のうちの１つの特定成分についてのみ測定を行う場合には、単一成分測定用の試験片２１が第２スリット４２に個別にセットされる。

以上のようにして試験片２０，２１のセットが完了した場合には、たとえば試料中の特定成分の濃度が自動的に測定される。分析装置１における測定は、試薬パッド２０Ａ，２１Ａに試料を点着した後に、試薬パッド２０Ａ，２１Ａの呈色状態を測光した上で、その測光結果に基づいて行われる。

試薬パッド２１Ａに対する試料の点着は、試験片載置台４を第３停止位置に停止させた状態とした上で、分注装置５によって試料を吸引した後に、それを吐出させることにより行われる。

より具体的には、分注装置５により試料の吸引を行う場合には、まず制御部７２は、ラック３５に保持されたチップ５８の上方にノズル５０を移動させた後に、ノズル５０を下動させてノズル５０にチップ５８を装着させる。次いで、制御部７２は、ノズル５０をラック３５に保持された試料を保持した容器（図示略）の上方に移動させた後にノズル５０を下動させ、パルスモータ５５に目的数の駆動パルスを入力させてピストン５４Ｂを上動させる。これにより、チップ５８の内部に負圧が発生し、チップ５８の内部に試料が吸引される。一方、分注装置５により試料の吐出を行う場合には、制御部７２は、ノズル５０の先端が目的とする試薬パッド２０Ａ，２１Ａに対面するようにノズル５０を移動させた後、パルスモータ５５に目的数の駆動パルスを入力させてピストン５４Ｂを下動させる。これにより、チップ５８の内部からは、ピストン５４Ｂの移動量に応じた量だけ試料が吐出され、それが目的とする試薬パッド２０Ａ，２１Ａに点着される。このような試料の点着は、ノズル５０を移動させつつ、点着すべき試薬パッド２０Ａ，２１Ａの数だけ行われる。

なお、試料吐出時におけるパルスモータ５５に入力すべき駆動パルスの数は、予め設定された数としてもよく、また上述のように、ピストン５４Ｂの位置に応じて、演算部７１によって目的量の試料と吐出するのに最適な駆動パルス数を演算した上で、その演算値を採用してもよい。前者のように予め設定された数の駆動パルスをパルスモータ５５に入力させる場合には、演算部７１においては、上述のように予め設定された数の駆動パルスをパルスモータ５５に入力したときのノズル５０から吐出量、ひいては目的量（理論吐出量）からの誤差量が演算される。

試薬パッド２０Ａ，２１Ａにおける呈色状態の測光を行う場合には、制御部７２は、試
験片載置台４を第２停止位置に停止させた状態とし、測光装置６を動作させる。測光装置６においては、各発光要素６１から対応する試薬パッド２０Ａ，２１Ａに対して光が照射される一方で、各受光要素６２において、試薬パッド２０Ａ，２１Ａにおいて反射した光が受光される。

試料中の特定成分の濃度演算は、演算部７１において、各受光要素６２での受光量を、上述の検量線（対応表）に当てはめることにより行われる。ただし、パルスモータ５５に対して予め設定された数の駆動パルスの数が入力された場合には、先に演算した誤差量に基づいて各受光要素６２での受光量を演算部７１において補正した上で、その補正量を上述の検量線（対応表）に当てはめることにより濃度演算が行われる。

本発明は、上述した実施の形態において採用された構成には限定されない。すなわち、分注装置５は、ポンプユニット５２にノズル５０が連結された構成とされていたが、ポンプユニットのシリンジにチップを装着し、このチップに試料を保持させ、かつチップに保持された試料を吐出するように構成してもよい。この場合、ポンプユニットは、水平方向および垂直方向に移動可能なように構成される。また、ポンプユニットとしては、リニアモータによりピストンを移動させるように構成されたものを採用することもできる。

本発明はさらに、試験片を用いて試料の分析を行うように構成された分析装置に限らず、その他の構成の分析用具（たとえば液相において試料と試薬とを反応させるように構成されたもの）を用いて試料の分析を行うように構成された分析装置にも適用することができる。制御部、演算部および記憶部は、専ら分注装置のためのものと、分注装置以外の要素を動作させるためのものと、を区別して設けてもよく、分注装置のものとそれ以外のものとを併用するようにしてもよい。

本発明に係る分析装置の一例を示す全体斜視図である。 図１のII−II線に沿う断面図である。 図１に示した分析装置におけるポンプユニットを説明するための正面図である。 （ａ）は図３に示したポンプユニットを、一部を破断して示した正面図であり、（ｂ）はIVｂ−IVｂ線に沿う断面図である。 図１に示した分析装置のブロック図である。 図１に示した分析装置における分注装置のパルスモータに入力されたパルスの数（ピストンの移動距離）と、ノズルからの試料の吐出量（試薬パッドへの点着量）と、の関係の一例を示すグラフである。 図６に示した関係における吐出量（点着量）の誤差の例を示す表である。

１ 分析装置
２０，２１ 試験片（分析用具）
２０Ａ，２１Ａ （試験片の）試薬パッド（分析用具の試薬部）
５ 分注装置
５０ （分注装置の）ノズル
５２ （分注装置の）ポンプユニット
５４ （分注装置の）ポンプ機構部
５４Ａ （ポンプ機構部の）シリンジ
５４Ｂ （ポンプ機構部の）ピストン
５５ パルスモータ（モータ）
５５Ｂ （パルスモータの）直動シャフト
６ 測光装置（測光手段）
７０ 記憶部（記憶手段）
７１ 演算部（演算手段）
７２ 制御部（制御手段）

Claims (3)

1. 分析用具からの応答量に基づいて試料の分析を行うとともに、モータからの駆動力によってシリンジに対してピストンを相対動させることにより液体を吸引・吐出し、かつ上記分析用具に対して試料を供給するために利用される分注装置を備えた分析装置において、
   上記モータは、上記ピストンに連結され、かつ外部から供与された駆動パルス数に応じた距離だけ直進運動する直動シャフトを備えている一方、
   上記モータを制御するための制御手段と、
   上記分析用具からの応答に基づいて試料の分析に必要な演算を行うための演算手段と、
   上記分析用具からの応答量と試料における特定成分の濃度との関係を示す第１関係式または第１対応表、ならびに上記シリンジに対する上記ピストンの相対位置から起算した上記シリンジに対する上記ピストンの相対移動距離と当該相対移動距離に対する液体の吐出量との関係を示す第２関係式または第２対応表を記憶した記憶手段と、を備えており、
   上記記憶手段はまた、目的量の液体を吸引したときの上記シリンジに対する上記ピストンの相対位置を基準点とし、上記基準点をゼロカウントとして積算された上記モータに入力される駆動パルス数の積算値と、上記モータに１駆動パルスを入力させたときに吐出される液体の量と、の関係を記憶しており、
   上記演算手段は、上記シリンジに対する現在の上記ピストンの位置、および上記モータに入力された駆動パルス数から、吐出される液体の量を演算し、かつ、吐出させるべき液体の量と演算された液体の吐出量との誤差量を勘案して、上記特定成分の濃度の演算を行うように構成されていることを特徴とする、分析装置。
2. 上記分注装置は、上記シリンジに連結され、かつ液体を吸引・吐出させるためのノズルを備えており、
   上記ノズルは、上記シリンジに対して上記ピストンを相対動させることによって当該シリンジの内部に気体を吸引可能な状態と当該シリンジの内部の気体を排出可能な状態とが選択され、かつ当該ノズルにおいて液体を吸引する状態と液体を吐出する状態とが選択されるように構成されている、請求項１に記載の分析装置。
3. 上記分析用具として、試料における特定成分と反応して呈色する１以上の試薬部を備えたものを使用するように構成されており、かつ、
   上記１以上の試薬部における呈色の程度を測光するための測光手段をさらに備えている、請求項１または２に記載の分析装置。

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