JP4881765B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、血液，尿等の生体サンプルの定性・定量分析を自動で行う自動分析装置に係わり、特に試薬容器から直接試薬を分注する機構を備えた自動分析装置に関する。

血清や尿などの生体サンプルの定性・定量分析を自動で行う自動分析装置には分析に使用する試料を保持する試料容器，試薬を保持する試薬容器、これらを反応させる反応容器などを具備しており、また検体と試薬とをそれぞれ所定量分取し反応容器に分注する分注機構を具備しているのが普通である。試薬分注機構の分注方式のひとつには、図１に示すような試薬容器側では試薬を吸引し、反応容器側では試薬を吐出する試薬プローブと、試薬プローブでの吸引吐出量を制御する試薬ピペッタとで構成されるピペッティング方式がある。この方式では試薬の分注タイミングの重複しない試薬は一組の試薬分注機構で分注を行うことが可能なため、分析装置内の試薬分注機構を最少一組にすることが可能であり、シンプルな機構系を実現することが可能である。

しかし、ピペッティング方式は、複数種類の試薬を同一の試薬プローブで吸引吐出しなければならず、そこに試薬同士のコンタミネーションが生じる場合があり、コンタミネーションの影響を回避するための、洗剤で洗浄する、分析順番変更するなどの手順を組み込む必要がある。

一方、図２に示すような試薬吐出用のノズルと試薬容器を試薬チューブで連結し、試薬チューブの途中に吸引吐出量を制御する試薬ピペッタと吸引吐出を切替える試薬切替弁とで構成されるディスペンシング方式は、試薬ノズルを含む試薬流路と試薬容器が一対一で対応するためピペッティング方式のような試薬同士のコンタミネーションが生じる心配はない。しかし、ピペッティング方式にはない試薬流路や切替弁内部の洗浄が定期的に必要となる。

すなわち、ピペッティング方式は、ディスペンシング方式に比べてシンプルな試薬分注機構を実現でき、流路の定期的な洗浄を必要としない分、試薬同士のコンタミネーションが生じる場合があり、コンタミネーションの影響を回避するための、洗剤で洗浄する、分析順番変更するなどの手順を組み込む必要があり、ディスペンシング方式はピッペッティング方式に比べて流路内に複数の試薬が流入しないため、ピペッティング方式のような試薬同士のコンタミネーションが生じる心配はなが、試薬流路や切替弁内部の洗浄が定期的に必要となる。また、分注機構をシンプルに構成させるために、試薬ピペッタの吸引吐出動作を複数の試薬流路に伝達するための切替弁が存在する場合はその試薬流路はさらに複雑になる。このような従来の方式の自動分析装置は例えば特許文献１〜５に記載されている。

特開平０７−１５９４１６号公報 特開平１１−２１１７３１号公報 特開２００２−１８１８２９号公報 特開平０８−３３４５１７号公報 特開平０７−１５９４１７号公報

背景技術の通り、ピペッティング方式はシンプルな機構系を実現することが可能である反面、試薬同士のコンタミネーションを考慮する必要があり、ディスペンシング方式は試薬同士のコンタミネーションが生じる心配はないが、試薬流路や切替弁といった要素が増える分、システム構成や制御が複雑に内部の洗浄が定期的に必要となる。

本発明の目的は、シンプルな試薬分注機構系でありながら、試薬同士のコンタミネーションを考慮する必要がない試薬分注方式を備えた自動分析装置を提供することにある。

ディスペンシング方式と同様に試薬ノズルと試薬容器とを一対一で対応させながら、長い試薬流路やその試薬流路内に存在する試薬ピペッタを省略することで、単純な構造の試薬流路を提供することが可能となる。試薬容器を直接圧迫することによって試薬分注を行うことで、従来試薬流路内に存在した試薬ピペッタや切替弁が不要となるため、試薬流路自身も短くすることが可能となる。

本発明によれば、自動分析機への架設時まで試薬の漏出等の心配もなく取扱いの簡便な試薬容器を提供することができ、また、試薬容器を直接圧迫する手段を用意ことで、長い試薬流路や試薬流路内の分注ピペッタ、切替弁が省略されることによって、定期的な流路洗浄や切替弁の分解清掃などを必要とせず、また、試薬同士のコンタミネーションが生じないため、コンタミネーションの影響を回避するための、洗剤で洗浄する、分析順番を変更するなどの手順を組み込む必要がない自動分析機を提供できる。また試薬容器が密閉形態をしているため、自動分析機架設時の縦横方向の制限を受けないので自由な設置位置を可能とし、設置面積の省スペース化にも貢献できる。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

試薬容器容量を外部圧力により減少させる手段と容器の形状の一例を図３に示す。一対のローラーで試薬容器を挟み、容器上方から扱きながら下降させることにより容器容量を減少させる（３０１）。蛇腹構造の試薬容器とし、上方からの圧力により容器容量を減少させる（３０２）。円筒形のシリンダと、可動式のピストンとで構成された注射器様の試薬容器で、ピストンを下降させることにより容器容量を減少させる（３０３）などが考えられる。何れの形態においても、試薬容器の一端に配置した試薬吐出部から、容器容量減少分の試薬を吐出する。分析に使用するため自動分析装置に架設された試薬容器は、下部に配置した試薬吐出部が常時開放された状態になっているため、試薬容器本体が大気圧による容器圧迫に耐えうる強度を有し、試薬分注手段による外圧によってのみ容器容量を減少させることが可能な材質および形状とする。

試本実施例では３０３の形状を例に説明する。

図４に示すとおり、円筒形のシリンダ４０１と、可動式のピストン４０２とで構成される注射器様の構造を有する試薬容器４０３の間隙４０４に試薬を充填した状態で使用する。試薬吐出部４０５は、フィルムによる封止がなされ、輸送時の試薬の漏出を防ぐ構造となっている。なお、この封止は後述する試薬容器固定部に架設する際、剥離される。

図５に示すとおり、試薬容器のシリンダ先端部５０１と接続する試薬ノズル５０２と、試薬容器のピストン先端部５０３と接続するピストン押さえ５０４と、ピストン押さえ
５０４を所望する試薬分注量分下降させる制御棒５０５そして所望する試薬分注量分の下降距離を制御するパルスモータ５０６とで構成する試薬容器固定部に試薬容器をセットすることで、試薬の分注を実現する。フィルム５０９で封止されたシリンダ先端部５０１が接する試薬ノズル５０２上面には５０７のようにシリンダ先端部内径より小さい直径でかつ、高さの不均一な刃５０８が、封止フィルム破砕用に取り付けてある。刃高の不均一さは最も高い位置から円周に沿って左右に徐々に刃高が低くなるが、左右それぞれ１８０°まで刃が連続せず、円形に封止フィルム５０９が切り取られるのを防ぐ構造とする。

制御棒５０５とパルスモータ５０６とは、本説明ではラックアンドピニオン方式で接続するとしているが、モータの制御する下降量が伝達できれば、その方式はラックアンドピニオンに限定されない。

本発明の試薬容器を複数備えた試薬分注機構の一例を説明する。

図６は反応容器６０１が円周状に連なった反応ディスク６０２の軌道と、円周状に配置した試薬容器６０３の軌道の関係を上面および側面から表したものである。試薬ノズル
６０４の先端の高さが反応ディスク６０２に接しない程度の段差を以って、試薬ノズルの軌道の一部が反応容器６０１の軌道上を通過する構成とし、試薬容器を固定している試薬ディスク６０５を回転させることで任意の試薬容器を反応容器の上に位置させ、所望する分注量を吐出することが可能となる。

このとき、制御棒７０１とモータ７０２との関係は、各試薬容器に対して一対を用意するのではなく、制御棒７０１のみ各試薬容器に配置し、モータ７０２は試薬吐出位置に１個配置することで多数の駆動部を必要としない構成を実現できる。図７に示すとおり、各試薬容器の制御棒７０１とモータ７０２の関係は、試薬ディスク７０３が回転するときはスライダ７０４によりモータ７０２が移動し、制御棒７０１のラック部からモータ７０２のピニオン部が試薬ディスク７０３の回転に障害とならない位置まで遊離する。試薬ディスク７０３の回転が終了し、試薬分注を要する試薬容器が試薬吐出位置に停止すると、スライダ７０４によりモータ７０２が移動し、制御棒７０１のラック部にモータ７０２のピニオン部を接続させる。このとき、モータのピニオン部はパルスモータの回転角度に合わせた歯車の幅つまり、パルスモータの１パルスの回転角度が４.５° の場合、歯車の山も４.５° にし、８０枚の歯を持つ構成とすれば、一度制御棒７０１を離れ、他の制御棒で任意のパルス数回転し、再び制御棒７０１と接続する際、制御棒７０１のラック部とモータ７０２のピニオン部とで山と山が接触することなく、言い換えればラック部とピニオン部の接触により制御棒７０１の高さ方向の位置を変えることなく、制御棒７０１とモータ７０２の接続，遊離を繰り返すことが可能となる。

本発明の試薬容器の配置方向の一例を説明する。

図５に示すとおり、試薬容器はシリンダ先端部５０１のみが開放した試薬が漏出しにくい構造となっているため、図８に示すとおり、試薬容器固定部８０１を横向きに配置し試薬ノズル８０２を下向きに屈曲させ、反応容器８０３の軌道上に位置させ、試薬容器固定部８０１に試薬容器８０４を横向きに架設し、複数の試薬容器固定部を水平に配置して、これを水平方向にスライドさせることで、任意の試薬容器を反応容器の上に位置させ、所望する分注量を吐出することが可能となる。

自動分析装置のピペッティング方式の構成を示す図。 自動分析装置のディスペンシング方式の構成を示す図。 本発明における試薬容器の形状を示す図。 本発明における試薬容器の一例を示す図。 本発明における試薬分注機構の一例を示す図。 本発明における試薬分注機構と反応ディスクの位置関係を示す図。 本発明における制御棒とモータの位置関係を示す図。 本発明における試薬分注機構の配置の一例を示す図。

符号の説明

３０１ 試薬容器の形状例１
３０２ 試薬容器の形状例２
３０３ 試薬容器の形状例３
４０１ シリンダ
４０２ ピストン
４０３，８０４ 試薬容器
４０４ 間隙
４０５ 試薬吐出部
５０１ シリンダ先端部
５０２，６０４，８０２ 試薬ノズル
５０３ ピストン先端部
５０４ ピストン押さえ
５０５，７０１ 制御棒
５０６ パルスモータ
５０７ フィルム破砕用の刃設置図
５０８ フィルム破砕用の刃
５０９ 封止フィルム
６０１，８０３ 反応容器
６０２ 反応ディスク
６０３ 試薬容器
６０５，７０３ 試薬ディスク
７０２ モータ
７０４ スライダ
８０１ 試薬容器固定部

Claims (3)

1. 試薬と試料を反応させる反応容器と、複数の該反応容器を円周上に配置した反応ディスクと、を備えた自動分析装置において、
   注射器状の試薬容器と、該試薬容器を取り外し可能に設置する試薬容器設置機構と、該試薬容器の注射器のピストンを把持するピストン把持機構と、該ピストン把持機構を該試薬容器に収容された試薬を押し出すように移動させるピストン移動機構と、複数の前記試薬容器設置機構を円周上に配置した試薬容器移動機構と、を備え、かつ、
   該試薬容器移動機構の試薬容器設置機構が配置された円周と、反応ディスクの反応容器が配置された円周とが交わる位置において、前記ピストン移動機構を、該試薬容器に収容された試薬を押し出すように駆動可能なピストン駆動機構と、
   を備えたことを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１記載の自動分析装置において、
   前記試薬容器の試薬吐出部は輸送時はフィルムによる封止で試薬の漏出を防止し、試薬容器架設部への設置時に封止が除去され、試薬の吐出が可能となることを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項１記載の自動分析装置において、
   前記ピストン駆動機構は、ピストンを駆動しないときには、円周が交わる位置から退避させることが可能な、退避機構を備えたことを特徴とする自動分析装置。

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