JP4538365B2 - 試薬保冷庫、及びそれを備えた自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、試薬保冷庫、及びそれを備えた自動分析装置に係り、特に保冷庫内の試薬容器から試薬を分注するための開口部を備えた試薬保冷庫、及びそれを備えた自動分析装置に関する。

試薬容器から試薬を分注するための開口部を備えた試薬保冷庫は、保冷庫内の液体容器の温度と比較し、装置周囲雰囲気の温度が高い場合、液体を吸引するための開口部から周囲雰囲気が侵入することにより液体容器表面に結露が生じてしまう可能性がある。装置周囲雰囲気の湿度がより高い場合は更に結露が発生する可能性が高くなる。

結露が発生すると液体容器の個別情報を管理するために液体容器に貼り付けてあるバーコードラベルに結露水が付着し、バーコードラベルの情報が読めなくなる場合がある。また、結露した液体が液体容器の中に滴下した場合は液体容器内の液体が滴下した液体により濃度が薄まり分析データ不良の原因となる可能性もあった。

この問題を解決するため、特許文献１では、発生した結露が試薬容器内に滴下しないよう保冷庫の蓋部を傾斜させて対処することが提案されている。

特開平８−２６２０３０号公報

試薬保冷庫には試薬分注プローブを挿入し保冷庫内の試薬容器から試薬を分注するための開口部が複数設けられている。この開口部の直下に結露が発生するが、もし開口部直下に同じ試薬容器が長時間置かれていると、その試薬容器に結露がたまってしまう。

特許文献１記載の技術では結露を吸収する吸湿剤を併用することも記載されているが、同じ試薬容器が開口部の下に置かれた場合、吸湿量が飽和するなどにより必ずしも問題が解決しない恐れがある。

本発明の目的は、開口部の蓋を閉めたり、空調を行ったり、試薬容器を別の保冷庫に移設するなどの対策をしなくても結露による障害を低減することができる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。

上記目的を解決するための本発明の構成は以下の通りである。

試薬容器を含む液体容器を複数保持する試薬容器保持手段と、該試薬容器保持手段に保持された試薬容器を保冷する試薬容器保冷手段と、前記試薬容器保持手段に保持された試薬容器から試薬を吸引するために前記試薬保冷手段に設けられた開口部と、前記試薬容器保持手段に保持された試薬容器を移動させる試薬容器移動手段と、を備えた試薬保冷庫において、前記試薬容器から試薬を吸引する予定が無い場合でも、前記試薬容器移動手段を予め定めた動作パターンで動作させる制御手段を備えた試薬保冷庫。

従来の試薬保冷庫は、試薬を吸引する予定が無い場合は、目的の試薬を吸引するため、開口部の下に目的の試薬容器を移動する必要が無く、試薬容器移動手段を停止させていた。

同一試薬容器を開口部の下に一定時間以上停止させておくと、結露がその試薬容器上にたまり前記した障害を発生させる可能性がある。それを回避するためには、同一の試薬容器が開口部の下に一定時間以上停止しないようにすれば良い。そのため、本発明では、現時点で試薬を吸引する予定が無いことを検知した場合でも、あたかも試薬分注予定があるかのように試薬容器移動手段を移動させることに特徴がある。現時点で試薬を吸引する予定が無いことを装置が認識するための手段として、オペレータが自動分析装置に分析依頼済みの検体に対し、試薬の分注（添加）がすべて終了したことを分析装置の制御ソフトウェアが認識したことをトリガーとする方法、予め定めた時間以上に試薬容器移動手段が動作停止していることを、試薬容器移動手段の位置検知手段とタイマー等を連携させて検知する方法等がある。

試薬容器移動手段は、分析動作時は一定のタイミングで動作を繰り返しているのが普通である。すなわち、一定の動作サイクル（１サイクルが数秒で構成される）内で動作が完結するようになっている。前記予め定めた動作パターンは、このような分析動作時と同一の動作パターンで試薬移動手段を移動するように制御するようにしても良い。実際の分析動作時には、開口部の下に移動しようとしている試薬容器の位置が開口部から遠いか近いかによって移動時間が変わってくるが、前記予め定めたパターンは動作時間が一定であることが、制御プログラムが簡単となるため好ましい。例えば、試薬容器を１つずつ移動させるような動作パターンは試薬容器が開口部の下に位置している時間がすべての試薬容器に関し均一となるため好ましい。

もちろん、分析動作時と異なる一定パターンで動作させてもかまわない。

このような分析動作時以外の試薬容器移動手段の動作は分析を制御する制御装置(ＰＣ)で制御することができる。しかし、この方法では、分析を停止している間もＰＣを含む制御装置の電力を消費するため省エネルギーの観点からは好ましくない。そのため、電源系統を複数に分け、分析動作時以外の試薬容器移動手段の動作を制御するための専用の制御装置を設けることもできる。その場合は、試薬容器移動手段の動作パターンを記憶する記憶装置も同じ電源系統で動作するようにすることが好ましい。記憶手段としては揮発性メモリを用いると、動作立ち上げ毎にパターンを不揮発性記憶手段から読み込む必要があり効率が悪いので、フラッシュメモリやハードディスク等の不揮発性の記憶手段を用いることが好ましい。

また、雰囲気の温度，湿度によっては結露の心配がない場合があり、その場合でも分析動作時以外の試薬移動手段を動作させておくことは省エネルギーの観点からは好ましくない。従い、雰囲気の温度，湿度を検知する検知手段を備え、検知手段の検知結果に基づいて動作しないようにすることもできる。その場合は、動作させる必要がある温度，湿度の範囲を予め決めておき、雰囲気の温度，湿度がその範囲に入るかどうかを判断する判断手段を備えることになる。

本発明により、保冷庫内に生じた結露による悪影響を防止し分析装置の信頼性を向上することができる。

本発明は、保冷庫内に設置した液体容器表面に生じる結露を防止するという目的を、機構の追加による製造コストを上げることなく、分析動作中以外に液体容器の位置を移動することで実現したことを特徴とする。また、装置周囲温度を検知する温度センサを追加するだけで分析動作中以外においても液体容器を移動する必要のない条件を判別し、結露防止動作を停止することにより液体容器を移動するために必要な消費電力を低減することを実現した。

以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。

保冷庫内に設置した液体容器を保冷庫の開口部位置に移動する機構は図１のような分析装置に用いられている。操作部ユーザインターフェース１から指示により、試料の入った試料容器２を架設した搬送ラック３が分析部に搬送される。分析部に搬送された試料は操作部１から指示された分析を行うため、試料容器２内の測定用液体を、試料分注機構４を用いて吸引し、反応ディスク５に架設した反応容器６に注入する。また、試薬を保冷する試薬保冷庫７内に架設した試薬容器８を、試薬を吸引する位置に移動し、試薬容器８内の試薬を試薬分注機構９により吸引し、反応ディスク５に乗った反応容器６に注入する。反応容器６に注入された試料と試薬は攪拌機構１０により撹袢する。これによる化学反応の発色を光源ランプ，分光用回折格子，光検知器により構成される光度計１１で測光し分析を行う。分析後は次の試料を分析するため、反応容器６を洗浄機構１２により洗浄する。分析を行うための試料を吸引後、試料容器２を架設した搬送ラック３は分析部から搬出される。図１は試薬保冷庫７の蓋の一部を断面表示し、保冷されている複数の試薬容器８の一部が見えるようにしてある。試薬保冷庫７は試薬を充填した円周上に配置された複数の試薬容器８を保冷し、試薬容器８から試薬を吸引するための少なくとも１つの開口部１３がある。分析動作時以外に、吸引する試薬の入った試薬容器８を試薬保冷庫７の開口部
１３の位置に回転移動するディスク回転機構を分析動作時と同じ周期で回転と停止を繰り返すことにより試薬容器８の位置を移動させ、特定の試薬容器が試薬を吸引するための開口部１３の近傍に所定の時間以上、停止したままとならないようにすることにより、試薬容器８の表面に温度や湿度が高い装置周囲雰囲気が接することによって発生する結露を防止することができる。図３の試薬ディスク動作例１に示したように、回転と停止動作を分析動作時と同じ周期ｎで行うことにより、分析動作が開始されるときに試薬ディスクの回転を分析動作中と同じ動作に直ちに移行することができる。

この場合の「同じ周期」の意味について補足説明する。自動分析装置の試薬ディスクの動作は常に一定のサイクルで動作するようになっているのが一般的である。例えば、１サイクルの時間を２秒とするとその２秒の間に、試薬ディスクを目的の試薬容器が試薬吸引位置に位置付けられるように回転し、試薬分注プローブを降下させ、試薬を吸引する等の一連の動作を行う。目的の試薬容器が試薬吸引位置の１８０度反対側にある場合には、ディスクの回転時間が長くかかり、ディスクの停止時間がその分短くなり、目的の試薬容器が試薬吸引位置の近傍にあった場合はディスクの停止時間が長くなるが、１サイクルの時間は常に一定に維持されている。すなわち、同じ周期とは同じサイクル時間でと言い換えることもできる。このように分析動作中途同じ周期で試薬ディスクを移動させることにより、分析動作モードに移行した場合でも、目的の試薬容器が現在どの位置に停止しているかを直ちに把握できるメリットがあり、また新たに分析動作スケジュールを設定する必要がないというソフトウェア開発上のメリットもある。１回の動作で試薬ディスクをどの程度回転させるかは自由に設定できるが、どの試薬容器も均一に開口部下に位置づけられるように、試薬容器１つずつ移動するようにすることがもっとも簡単である。

図２に示したように、ディスク回転機構駆動用モータにパルス数で回転角度を制御できるモータ１６を用いている場合、ディスクの回転位置を検出するための検知器１４としてフォトインタラプタを用い、所定の角度ごとにスリットが切られディスク回転と同期して回転する検知板１５とを組み合わせ、検知板１５が検知器１４を横切る回数を計測し、所定の角度だけ回転したことを検知し、回転と停止を繰り返す。モータ制御部１７によりモータを駆動するパルス数、または検知器１４と検知板１５を用いることにより回転する角度を制御し、停止するごとに試薬を吸引する開口部１３と試薬容器８の相対位置関係を記憶しておくことができ、分析動作が開始される場合、ディスク回転角度のリセットを行うこと無く、吸引する試薬が充填された試薬容器８を保冷庫の開口部１３の位置に直接移動して試薬吸引動作を行うことができる。また、図３の試薬ディスク動作例２に示したように回転と停止の周期は同じ時間間隔でなく、１周期目は回転し、２周期目と３周期目は停止したまま、４周期目は回転するというように規則に基づき動作間隔を変化させて行うことでも同様の効果を実現することができる。

図３の試薬ディスク動作例３に示したように、分析動作時以外は連続して試薬ディスク回転機構を回転させることで、制御方法を簡素化し開発コストを低減することができる。図３の試薬ディスク動作例４に示したように、時間を計測するタイマーを設け、分析動作時以外で所定の時間Ｔが経過しタイマーが起動した後、試薬ディスク回転機構を回転させることで、動作時間を短縮しディスク回転機構を動作させる消費電力を低減することができる。また、タイマーに所定の時間ＯＮ，所定の時間ＯＦＦを交互に繰り返すタイマーを用いることでも同様の効果を得ることができる。

図４に示したように、装置内に少なくとも２つの電源系統を設ける。本図では簡略化のため２つの電源系統Ａ，Ｂで示す。一方の電源系統Ａのみで試薬ディスク回転機構２６を動作できるようにする。例えば他方の電源系統Ｂに操作部ユーザインターフェースのモニタ２３，パソコン２４などを接続し、ある期間、分析動作を行わない場合、他方の電源系統Ｂのみを遮断しておくことで省電力とすることができる。また、他方の電源系統Ｂに試料分注機構制御部２７，反応ディスク機構制御部２８，洗浄機構制御部２９など試薬ディスク回転機構２６を動作させるのに必要の無い機構を接続しておくことで更に省電力とすることができる。他方の電源系統Ｂのみの遮断は手動のスイッチ１９を操作、または操作コイルを内蔵したスイッチを用いて操作部からの指示により操作コイルを電気的に動作させ遮断する。

図５に示したように、分析動作中に試薬ディスク回転機構２６を動作させる制御部３３とは別の電源系統に、もう１つの試薬ディスク回転機構制御部３２を設ける。分析動作中に試薬ディスク回転機構２６を動作させる電源系統Ｂを遮断した後、電源系統判別部３４の指示により制御系を切換えスイッチ３５をもう１つの試薬ディスク回転機構制御部３２に切換え、試薬ディスク回転機構２６を動作させることでも同様の効果を実現することができる。

試薬ディスク回転機構を動作させるために必要なパラメータを、蓄積したデータを記憶しておくための操作の不要な記憶媒体に記憶しておく。この記憶媒体の電源系統は試薬ディスク回転機構を動作させる電源系統と同じ電源系統で動作可能とし、停電により分析装置へのすべての電源系統が遮断された後、少なくとも試薬ディスク回転機構を動作させる電源系統のみが複電した場合、記憶媒体に記憶された試薬ディスク回転機構を動作させるために必要なパラメータを用いて試薬ディスク回転動作を行うことができる。試薬ディスク回転機構を動作させるために必要なパラメータ以外は別の記憶媒体に記憶することで必要な記憶媒体の記憶容量を小さくし、部品の小型化とコスト低減を行うことができる。また、試薬ディスク回転機構を動作させるために必要なパラメータ以外も記憶されている別の記憶媒体には電源が供給されていなくても試薬ディスク回転機構を動作できるため省電力とすることができる。

図６に示したように、装置近傍に装置周囲雰囲気温度を検出するバイメタルの検知器
４１を設ける。結露が発生する可能性のある温度に上昇したらバイメタルの検知器４１が閉じ、電気的に導通したことを試薬ディスク動作決定部４２が判別し、試薬ディスク回転制御部４３により試薬ディスク回転用モータ４４を回転させる。結露が発生する可能性の無い温度に低下してバイメタルの検知器４１が開き、電気的に導通が無いことを判別した場合、試薬ディスクモータ４４の回転を停止させることにより、省電力とすることができる。また、温度により抵抗値が規則的に変化するサーミスタを検知器に用いても同様な効果を実現することができる。また、装置周囲雰囲気の湿度を検出する検知器を用いる、または組み合わせて使用しても同様な効果を実現することができる。

図７に示したように、試薬ディスク回転機構のモータに駆動する電流によりトルクの大きさを制御できるモータ４４を用い、モータ駆動電流決定部４６により、モータ電流切換えスイッチ４７を切換えモータ駆動電流を切換えることができるようにする。分析動作中はモータ電流設定抵抗４８と４９の抵抗比から決定されるモータ電流設定基準電圧点５１の電圧により決められる電流をモータ４４の駆動電流とする。分析動作時以外に試薬ディスク回転用モータ４４を回転させる場合は、分析動作時と比較し試薬ディスクを低速度で回転させ、モータの回転に必要なトルクを低減し、モータを駆動する電流を低くしても回転できるようにする。この場合、モータ電流決定部４６の指示によりモータ電流切換えスイッチ４７をＯＮし、モータ電流設定基準電圧点５１の電圧を下げ、モータ４４の駆動電流を低減することで駆動時の静音化と消費電力の低減を実現することができる。

自動分析装置の構成を示した本発明の一実施例を示した図。 検知器と検知板の構成を示した図。 分析動作時以外の試薬ディスク動作例を示した図。 ２つの電源系統例を示した図。 ２つの電源系統例を示した図。 温度検知器接続の構成を示した図。 モータ駆動電流を切換える構成を示した図。

符号の説明

１…操作部ユーザインターフェース、２…試料容器、３…搬送ラック、４…試料分注機構、５…反応ディスク、６…反応容器、７…試薬保冷庫、８…試薬容器、９…試薬分注機構、１０…攪拌機構、１１…光度計、１２…洗浄機構、１３…保冷庫の開口部、１４…試薬ディスクの回転位置検知器、１５…試薬ディスクの回転位置検知用検知板、１６…モータ、１７…モータ制御部、１８…電源系統Ａのスイッチ、１９…電源系統Ｂのスイッチ、２０…電源系統ＡのＤＣ電源、２１…電源系統ＢのＤＣ電源、２２…保冷庫（コンプレッサ）、２３…操作部モニタ、２４…操作部パソコン、２５…試薬ディスク回転機構制御部、２６…試薬ディスク回転機構、２７…試料分注機構制御部、２８…反応ディスク機構制御部、２９…洗浄機構制御部、３０…装置の主電源、３１…装置の主電源スイッチ、３２…電源系統Ａの試薬ディスク回転機構制御部、３３…電源系統Ｂの試薬ディスク回転機構制御部、３４…電源系統判別部、３５…切換えスイッチ、４１…温度検知器、４２…試薬ディスク動作決定部、４３…試薬ディスク回転機構制御部、４４…試薬ディスク回転用モータ、４５…電流電圧変換用抵抗、４６…モータ駆動電流決定部、４７…モータ電流切換えスイッチ、４８…モータ電流設定抵抗１、４９…モータ電流設定抵抗２、５０…モータ電流設定抵抗３、５１…モータ電流設定基準電圧点。

Claims (7)

1. 試薬容器を含む液体容器を複数保持する試薬容器保持手段と、
   該試薬容器保持手段に保持された試薬容器を保冷する試薬容器保冷手段と、
   前記試薬容器保持手段に保持された試薬容器から試薬を吸引するために前記試薬保冷手段に設けられた開口部と、
   前記試薬容器保持手段に保持された試薬容器を移動させる試薬容器移動手段と、
   を備えた試薬保冷庫において、
   前記試薬容器から試薬を吸引する予定が無い場合でも、前記試薬容器移動手段を分析動作時と同じ周期で、かつ前記試薬容器移動手段の回転と停止の周期を同じ時間間隔で実行する制御手段を備えたことを特徴とする試薬保冷庫。
2. 試薬を収容する試薬容器を複数保持する試薬容器保持手段と、
   該試薬容器保持手段に保持された試薬容器を保冷する試薬容器保冷手段と、
   前記試薬容器保持手段に保持された試薬容器から試薬を吸引するために前記試薬保冷手段に設けられた開口部と、
   前記試薬容器保持手段に保持された試薬容器を移動させる試薬容器移動手段と、
   を備えた試薬保冷庫において、
   分析動作時以外であっても、前記試薬容器移動手段を分析動作時と分析動作時と同じ周期で、かつ前記試薬容器移動手段の回転と停止の周期を同じ時間間隔で実行する制御手段を備えたことを特徴とする試薬保冷庫。
3. 試薬を収容する試薬容器を複数保持する試薬容器保持手段と、
   該試薬容器保持手段に保持された試薬容器を保冷する試薬容器保冷手段と、
   前記試薬容器保持手段に保持された試薬容器から試薬を吸引するために前記試薬保冷手段に設けられた開口部と、
   前記試薬容器保持手段に保持された試薬容器を移動させる試薬容器移動手段と、
   を備えた試薬保冷庫において、
   予め定めた時間以上に前記試薬容器移動手段が動作停止している場合は、前記試薬容器移動手段を分析動作時と同じ周期で、かつ前記試薬容器移動手段の回転と停止の周期を同じ時間間隔で実行する制御手段を備えたことを特徴とする試薬保冷庫。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の試薬保冷庫において、
   前記制御手段は、前記試薬容器移動手段の回転動作を、該試薬容器移動手段に保持された試薬容器１つずつ移動するように制御することを特徴とする試薬保冷庫。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の試薬保冷庫を備えた自動分析装置において、
   装置内に複数の電源系統を備え、該複数の電源系統のうちの１つの電源系統のみで前記試薬容器移動手段を前記分析動作時と同じ周期で動作させることができる機能を備えたことを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項５記載の自動分析装置において、
   前記試薬容器移動手段の前記分析動作時と同じ周期の動作パラメータを記憶する記憶手段が、該試薬容器移動手段を動作させる電源系統と同一の電源系統で動作することを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項５または６記載の自動分析装置において、
   自動分析装置が設置されている雰囲気の温度，湿度の少なくともいずれかを検出する検知手段を備え、
   該検知手段の出力に基づいて前記試薬容器移動手段を前記分析動作時と同じ周期で動作させる制御手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。

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