JP4379190B2 - 分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体試料をチャンネル中に保持した分析ディスクを回転させながら、このディスクに光を照射して、液体試料中の成分を分析するようにした分析装置に関する。特に、分析ディスクに設けたチャンネルが、既に分析の行われた使用済みのチャンネルであるにもかかわらず、ユーザーがそれに気づかず、誤って再び液体試料を注入してしまうことにより、誤った測定結果を得ることを防止するものである。

従来、分析ディスクに設けたチャンネルに血液や尿などの液体試料を注入した後に、分析ディスクを回転させながらレーザー光を照射し、そのディスクからの透過光を検出することによって、液体試料中の成分を分析する分析装置がある（例えば特許文献１参照）。

このような分析装置について、以下、図面を用いて説明する。図５は分析ディスクの概略構成を示す斜視図であり、図６は分析ディスクが装着される分析装置のブロック図である。

図５において、１０１は、その内部に検査すべき液体試料が流れる４つの各測定用チャンネルを備えた分析ディスクである。各チャンネルは、分析ディスクの内外と連通する液体試料の注入口１０２、中空の流路１０３、流路１０３のうちディスクの外形に沿った円弧形状部分に試薬を形成した検査スポット１０４を備えている。検査スポット１０４に塗布された試薬は、例えば液体試料中の成分が抗原・抗体反応により検査スポット１０４に付着するようなものが使用される。そして注入口１０２から液体試料を注入すると、液体試料は流路１０３を流れていく構造である。また図示はしないが、分析ディスクには、各チャンネルに対応して番号または記号等が付されており、ユーザーがチャンネルを識別できるようにしてある。

このような分析ディスクは、例えば２枚の基板の貼り合せで構成され、注入口１０２となる開口と、流路１０３となる凹溝と、その凹溝の一部に塗布された試薬を有する基板と、光学的なトラックや各チャンネルの位置情報などを備えたもう一枚の基板とからなる。

また、上記分析ディスクが装着される分析装置は、図６に示すように、分析ディスク１０１の回転制御や分析ディスクを載置するトレイの開閉制御などを行う駆動制御ブロック１１４と、得られたデータを演算し、分析を行う測定ブロック１１５の大きく２つに分かれている。

駆動制御ブロック１１４は、分析ディスクに対して検出光を照射するレーザー照射部１０５と、分析ディスクの回転駆動を制御する回転制御部１０６と、トレイの開閉制御を行うトレイ開閉制御部１０７と、レーザー照射部１０５の照射位置を制御するための測定位置制御部１０８とで構成されている。また、測定ブロック１１５は、レーザー照射部１０５から照射され分析ディスク１０１を透過した検出光を受光するレーザー受光部１０９と、レーザー受光部１０９で受光した光信号を電気信号に変換する信号変換部１１０と、得られた電気信号を演算する演算部１１１と、演算された信号に基づき液体試料中の成分を分析する液体試料分析部１１２と、各部に測定に関する命令を発行する命令発行部１１３と測定チャンネル選択部１１６で構成されている。
このように構成された分析装置は、分析ディスク１０１を装着後、駆動制御ブロック１１４により、分析ディスク１０１を回転させながら、レーザー照射部１０５から出力されたレーザーを分析ディスク１０１に当てることで、相対的に分析ディスク１０１のトラック上をトレースする。
そして検査スポット１０４内の液体試料の情報を、透過光としてレーザー受光部１０９が検出する。また、レーザー照射部１０５とレーザー受光部１０９は、分析ディスク１０１の半径方向に移動可能であるため、分析ディスク１０１内の任意の領域の情報を検出することができる。検出された透過光を電気信号に変換し、測定ブロック１１５で解析を行うことで、分析ディスク１０１に注入した液体試料の測定が可能である。

なお、測定に先立ってユーザーは、分析ディスクのチャンネルに液体試料を注入する準備が必要となる。図５では例として４チャンネルとしており、ユーザーはその内の未使用のチャンネルを目視で判断して、液体試料を注入してから分析装置に装填する。その後、測定チャンネル選択部１１６に測定したいチャンネル番号をセットすると、このセットしたチャンネルについて分析装置が測定を開始する。
特開平５−５７４１号公報

しかしながら、上記従来の構成は、ユーザー自身が分析ディスクの未使用チャンネルを目視により判断し、その未使用のチャンネルに液体試料を注入してから分析装置に挿入し、測定を行うものである。このとき注入される液体試料の色が薄かったり、チャンネル内で起きる呈色反応の呈色の度合いが小さかったりする場合には、ユーザーが目視を誤り、既に液体試料を注入して分析を行ったチャンネルを未使用チャンネルであると判断して、再度液体試料を注入して分析を行ってしまう恐れがあり、このような場合には、正しい分析を行うことができない問題がある。さらに、上記従来の構成は、測定を行うべきチャンネルをユーザーが手入力で測定チャンネル選択部１１６を通じて分析装置に設定するものであるため、ユーザーが間違ったチャンネルを入力してしまうと、正しい分析ができないという問題も有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、上述のような誤測定を防止する機能を有した分析装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の分析装置は、液体試料が注入される液体試料注入口とその液体試料注入口に連続する流路とからなるチャンネルを、少なくとも１つ以上備えた分析ディスクを回転駆動させながら、この分析ディスクに光を照射し、前記チャンネルより得られる反射光または透過光から前記チャンネル内の液体試料中の成分を分析する分析装置であって、前記分析装置は、分析ディスクが装着されると、前記分析ディスクを回転駆動手段により回転駆動し、光照射手段により前記各チャンネルに光を照射するとともに受光手段によりチャンネルからの反射光または透過光を得、この反射光または透過光の特性に基づき、液体試料が注入されていない未使用チャンネルを検出し、未使用チャンネルが検出されれば、前記分析ディスクの回転を停止し、前記分析ディスクを装置本体に装着した状態で、少なくとも１つの未使用チャンネルにその注入口から液体試料を注入可能なように、部分的にディスクを分析装置の外部に露出させるようにしたことを特徴とするものである。

また本発明の分析装置は、分析ディスクを載置した状態で装置内に装填、または装置外へ排出するためのトレイを有しており、未使用チャンネルを検出した後に、前記回転駆動手段は、液体試料を注入すべき未使用チャンネルが装置の排出方向に最も近く位置するようにして分析用ディスクの回転を停止させ、前記分析ディスクをトレイに載置した状態で、前記未使用チャンネルにその注入口から液体試料を注入可能な位置まで前記トレイを移動させるようにしたことを特徴とするものである。

また本発明の分析装置は、分析ディスクを載置した状態で装置内に装填、または装置外へ排出するためのトレイを有しており、前記トレイの排出時において、トレイに載置された分析ディスクの上部を覆うとともに、分析ディスクの注入口に液体試料を注入可能にする前記分析装置の上部に開口を有しており、検出された液体試料を注入すべき未使用チャンネルが、前記開口に対向して位置するよう、前記分析ディスクの回転が停止されるようにしたことを特徴とするものである。

また本発明の分析装置の外装ケースには、部分的に開閉が行われて装置内部と連通する開口を形成する扉を有しており、検出された液体試料を注入すべき未使用チャンネルが、前記扉に対向して位置するよう、前記分析ディスクの回転が停止されるようにしたことを特徴とするものである。

また本発明の分析装置は、未使用チャンネルを検出してディスクの回転を停止させるとともに、前記検出した未使用チャンネルのうち、液体試料が注入されるべきチャンネルを特定して記憶しておき、再度、分析ディスクを回転駆動して分析を開始するときには、記憶した未使用チャンネルについて、分析を行うようにしたことを特徴とするものである。

さらに本発明の分析装置は、各分析ディスクを識別するために前記ディスクに設けられた識別情報と、前記識別情報に対応した未使用チャンネルに関する情報とを記憶しておくメモリ手段を有しており、分析装置に分析用ディスクが装着されるごとに、前記識別情報およびそれに対応する未使用チャンネルの情報をメモリ手段より読み出し、読み出された情報にもとづき、当該未使用チャンネルかどうかを検査するようにしたことを特徴とするものである。

本発明の分析装置によれば、ユーザーが間違って使用済みのチャンネルに液体試料を注入してしまったり、分析装置に対して間違ったチャンネル設定してしまったりすることを防ぐことができる。

以下に、本発明の分析装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における分析装置のブロック図であり、図２は本発明における分析装置のトレイ排出時を示したものである。なお図中、従来と同様の構成部分については同じ符号を付して説明する。

従来の分析装置では、ユーザー自身が分析ディスク１０１の未使用チャンネルを目視で判別して、その未使用チャンネルに液体試料を注入していたが、本発明の分析装置では、分析装置自身に未使用チャンネルの検出を行わせ、検出され未使用チャンネルにユーザーが液体試料を注入するよう分析装置が指示するようにしている。

具体的には、まず、分析ディスク１０１を分析装置に挿入し、回転制御部１０６の制御に基づき、分析ディスク１０１を回転させる。同時にレーザー照射部１０５から照射したレーザーを分析ディスク１０１内のチャンネルに当て、その透過光をレーザー受光部１０９で受け取る。透過光から得られた電気信号を測定チャンネル検出部１１８で分析し、そのチャンネルが使用済み、すなわち液体試料が既に注入されたものか否かを判定する。

使用済みか否かの判定は以下のようにして行うことができる。すなわち、予め未使用チャンネルの検査スポット１０４内へのレーザー透過率から得られる電気信号の大きさをある程度のマージンを持たせて分析ディスク自身が記憶しておく。そして実際の測定に先立って、分析ディスクの各チャンネルの検査スポットの透過率を抽出し、記憶した未使用時のデータと照らし合わせて判定するといった方法で実現できる。
このようにして分析ディスクの各チャンネルから未使用チャンネルを検出すると、チャンネル番号をチャンネル情報記憶メモリ１１７に記憶させ、回転制御部１０６により、その未使用チャンネルをトレイの排出口に最も近く位置するように分析ディスクの回転を止めるようにする。なお未使用チャンネルが複数検出された場合には、液体試料を注入すべきチャンネルを一つ選択し、そのチャンネル番号を記憶し、さらに選択されたチャンネルがトレイの排出方向に最も近く位置するように、分析ディスクの回転を停止させる。
ここで、トレイの排出口に最も近接した位置に未使用チャンネルを停止させる方法であるが、たとえば、メモリにチャンネル番号を記憶させた後、一旦、分析ディスクの回転を任意の位置で完全に停止させた後、そこから所望のチャンネル位置までゆっくりと回転させて止めるような方法がある。また、分析ディスクの未使用チャンネルを検出したときに回転制御を止め、惰性で未使用チャンネルがトレイ排出口方向に最も近接するまで回転させた後、回転を停止させることもできる。
このようにして回転停止された分析ディスクは、チャンネル部分がトレイ開閉制御部１０７により検出チャンネル部分１２１のみがユーザーから見えるようにトレイを排出させる。分析ディスクはその半分程度を引き出すように、トレイ１１９を移動するようにすればよい。

ここで分析ディスク１０１には、トラックのピットで、あるいはバーコード等で各分析ディスクを識別するための識別情報を記憶しておくようにする。その識別情報として、例えば各ディスクの番号を入れておけば、測定に際して分析ディスクを分析装置に装着してその識別情報を読み出せば、分析ディスクの使用状況に関する情報を得ることができる。分析ディスクの使用状況に関する情報としては、分析を行う毎にチャンネル情報記憶メモリ１１７に測定済みチャンネル情報をディスクの識別情報に対応させて記憶させておく。これによって、次回、分析ディスクを装着したときにチャンネル情報記憶メモリからそのディスクの未使用チャンネルの情報を得ることができる。

また、分析ディスクの装着後に、識別情報を最初に判別するようにすれば、分析ディスクでないディスクが使用されたとしても、識別情報がないため分析不能のエラーを返すなどして処理できる。さらに識別情報として、各分析ディスクの使用期限なども記憶しておけば、使用期限の過ぎた分析ディスクに対しても、分析不能のエラーとしてユーザーに知らせることができる。

ユーザーは、分析装置より分析不能のエラー等がなく、トレイ１１９とともに排出された分析ディスクに対して、分析ディスクがトレイ上に載置された状態で、未使用チャンネルに液体試料を注入する。その後、トレイ１１９を閉じれば、チャンネル情報記憶メモリ１１７に記憶されているチャンネル情報を基に、正しいチャンネルでの測定が自動的に行われる。

以上のように本実施の形態１においては、分析装置自身に未使用チャンネルの検出を行わせ、分析ディスクのうち未使用チャンネル部分を排出させることにより、ユーザーが液体試料を使用済みチャンネルに誤って注入してしまう可能性をなくすことができる。また、チャンネル情報記憶メモリ１１７に記憶された未使用チャンネルに対して、自動的に分析を開始する構成により、ユーザー自身が分析すべきチャンネルを分析装置に対して入力設定する必要がないため、間違ったチャンネルを分析するようなことも防止することができる。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における分析装置の斜視図を示すものであり、液体試料を注入するために、トレイを排出した状態を示している。

図３において、１０１は分析ディスク、１１９はディスクが載置され装置本体からの排出、および装置本体への装着をするためのトレイ、１２０は分析装置本体、１２１は未使用チャンネルとして検出された液体試料を注入すべきチャンネル、１２２はトレイカバーである。

分析装置の動作において、装着された分析ディスク１０１から未使用チャンネルを検出し、その未使用チャンネルをトレイの排出方向に最も近い位置で停止させるまでの操作は、上記実施の形態１と同様のため、ここでは説明を省略する。

本実施の形態２では、トレイ１１９及び分析ディスク１０１上を覆うトレイカバー１２２を設けたことを特徴としている。このトレイカバー１２２には、１つの未使用チャンネル１２１に対応した大きさであり、かつ、未使用チャンネル１２１がトレイの排出方向に最も近い位置に停止したときに、未使用チャンネル１２１に液体試料を注入可能なように、未使用チャンネル１２１に対向する位置が開口する穴を設けてある。

このトレイカバー１２２は、分析装置本体に対してスライド可能になっており、トレイ１１９が排出された状態において、分析ディスク１０１をトレイ１１９に着脱する場合には、トレイカバー１２２は、分析ディスク１０１の着脱の邪魔にならないよう、分析装置本体１２０内部に収納される。また、トレイカバー１２２は、透明でも不透明でもよく、液体試料中の成分の分析や、未使用チャンネルの検出などの光学的な処理を、トレイカバー１２２に設けた穴の位置で行うことで、トレイカバー１２２が光学的検出の妨げになることを防止することができる。

分析に先立って、分析装置１２０が未使用チャンネルを検出し、検出した未使用チャンネルがトレイカバー１２２の穴に位置するよう、回転制御をかけて分析ディスク１０１を停止させる。この状態でトレイ１１９を排出し、ユーザーはトレイカバー１２２の穴の部分から露出したチャンネルの注入口に液体試料を注入する。

このように本実施の形態２によれば、トレイカバー１２２を設けることによって、ユーザーは検出した未使用チャンネルに対して確実に液体試料を注入することができ、使用済みの他のチャンネルへ液体試料を間違って注入することを未然に防ぐことができる。

また、本実施の形態２においては、上述の実施の形態１のように、トレイの排出量が１チャンネル分の幅だけ開けるような特別なトレイの開閉制御を行う必要もなく、トレイの全排出の位置と、分析装置本体へ完全に収納した位置との２つの位置をとるよう構成すればよい。また分析ディスクのチャンネル数が増減すれば、それにあわせてトレイカバーの形状を変更させればよく、より多数のチャンネルを持った分析ディスクにも対応することができる。

（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３における分析装置を示す斜視図である。図４において、１０１は分析ディスク、１１９はディスクが載置され装置本体からの排出、および装置本体への装着をするためのトレイ、１２０は分析装置本体、１２１は未使用チャンネルとして検出された液体試料を注入すべきチャンネル、１２３は装置本体の上部において開閉可能な扉で形成され、開いた状態においては装置内部と連通する液体試料注入用の窓である。

分析装置の動作において、装着された分析ディスク１０１から未使用チャンネルを検出し、その未使用チャンネルを特定の位置で停止させるまでの動作は、上記実施の形態１とほぼ同様のため、ここでは説明を省略する。

本実施の形態３では、分析装置のケーシングの上部に液体試料注入用の窓１２３を形成したことを特徴としている。液体試料注入用の窓１２３の詳細な構造は図示しないが、 分析装置１２０の上部にスライド式の扉で形成している。窓１２３の開口の大きさは、未使用チャンネル１２１の領域より若干大きく、窓１２３が開いた状態で、その開口から分析装置本体内部に収納された分析ディスク１０１の未使用チャンネル１２１に対して、液体試料を注入可能にする程度の大きさに構成している。なお、ディスク１０１の未使用チャンネル１２１は、分析ディスクの回転により周方向に回転するため、液体試料注入用窓１２３は、その下部に分析ディスクが位置するようにし、液体試料の分析を行う光学部品と干渉しないようにさえすれば、分析装置本体のどこへ設置してもよい。

分析装置１２０が未使用チャンネルを検出すれば、検出されたチャンネル１２１が液体試料注入窓１２３の真下に来るように回転制御をかけて分析ディスクを止める。分析ディスクが止まったのを確認してから、ユーザーは液体試料注入窓１２３を開け、そこから見えるチャンネルの注入口に液体試料を注入し、その後、液体試料注入窓１２３を閉めれば測定が開始される。

このように本実施の形態３では、液体試料注入用の窓１２３を分析装置本体の筐体に設け、その下部に検出した未使用チャンネルを止めた後、液体試料注入窓からユーザーがその部分に液体試料を注入するようにしたので、間違ったチャンネルに液体試料を注入することを防ぐことができる。

本発明にかかる分析装置は、未使用のチャンネルを自動で検出し、正確にその未使用チャンネルに対してユーザーが液体試料を注入できるように構成しているため、ユーザーが試料を注入すべきチャンネルを複数有する分析媒体に対して測定をおこなう機器等に有用である。

本発明の実施の形態１における分析装置のブロック図 同分析装置のディスク排出時の状態を示す斜視図および平面図 本発明の実施の形態２における分析装置の斜視図 本発明の実施の形態３における分析装置の斜視図 本発明および従来の分析装置に適用される分析ディスクの斜視図 従来の分析装置のブロック図

符号の説明

１０１ 分析ディスク
１０２ 注入口
１０３ 流路
１０４ 検査スポット
１０５ レーザー照射部
１０６ 回転制御部
１０７ トレイ開閉制御部
１０８ 測定位置制御部
１０９ レーザー受光部
１１０ 信号変換部
１１１ 演算部
１１２ 液体試料分析部
１１３ 命令発行部
１１４ 駆動制御部
１１５ 測定部
１１６ 測定チャンネル選択部
１１７ チャンネル情報記憶メモリ
１１８ 測定チャンネル検出部
１１９ トレイ
１２０ 分析装置
１２１ 検出チャンネル
１２２ トレイカバー
１２３ 液体試料注入用窓

Claims (6)

1. 液体試料が注入される液体試料注入口とその液体試料注入口に連続する流路とからなるチャンネルを、少なくとも１つ以上備えた分析ディスクを回転駆動させながら、この分析ディスクに光を照射し、前記チャンネルより得られる反射光または透過光から前記チャンネル内の液体試料中の成分を分析する分析装置であって、
   前記分析装置は、分析ディスクが装着されると、前記分析ディスクを回転駆動手段により回転駆動し、光照射手段により前記各チャンネルに光を照射するとともに受光手段によりチャンネルからの反射光または透過光を得、この反射光または透過光の特性に基づき、液体試料が注入されていない未使用チャンネルを検出し、
   未使用チャンネルが検出されれば、前記分析ディスクの回転を停止し、前記分析ディスクを装置本体に装着した状態で、少なくとも１つの未使用チャンネルにその注入口から液体試料を注入可能なように、部分的にディスクを分析装置の外部に露出させるようにしたことを特徴とする分析装置。
2. 分析装置は、分析ディスクを載置した状態で装置内に装填、または装置外へ排出するためのトレイを有しており、未使用チャンネルを検出した後に、前記回転駆動手段は、液体試料を注入すべき未使用チャンネルが装置の排出方向に最も近く位置するようにして分析用ディスクの回転を停止させ、前記分析ディスクをトレイに載置した状態で、前記未使用チャンネルにその注入口から液体試料を注入可能な位置まで前記トレイを移動させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の分析装置。
3. 分析装置は、分析ディスクを載置した状態で装置内に装填、または装置外へ排出するためのトレイを有しており、前記トレイの排出時において、トレイに載置された分析ディスクの上部を覆うとともに、分析ディスクの注入口に液体試料を注入可能にする前記分析装置の上部に開口を有しており、検出された液体試料を注入すべき未使用チャンネルが、前記開口に対向して位置するよう、前記分析ディスクの回転が停止されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の分析装置。
4. 分析装置の外装ケースには、部分的に開閉が行われて装置内部と連通する開口を形成する扉を有しており、検出された液体試料を注入すべき未使用チャンネルが、前記扉に対向して位置するよう、前記分析ディスクの回転が停止されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の分析装置。
5. 未使用チャンネルを検出してディスクの回転を停止させるとともに、前記検出した未使用チャンネルのうち、液体試料が注入されるべきチャンネルを特定して記憶しておき、再度、分析ディスクを回転駆動して分析を開始するときには、記憶した未使用チャンネルについて、分析を行うようにしたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の分析装置。
6. 被分析装置は、各分析ディスクを識別するために前記ディスクに設けられた識別情報と、前記識別情報に対応した未使用チャンネルに関する情報とを記憶しておくメモリ手段を有しており、分析装置に分析用ディスクが装着されるごとに、前記識別情報およびそれに対応する未使用チャンネルの情報をメモリ手段より読み出し、読み出された情報にもとづき、当該未使用チャンネルかどうかを検査するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の分析装置。

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