JP5046804B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は自動分析装置およびそれに用いる液体容器に係り、特に収容した液体の蒸発防止効果が期待できる液体容器およびそれを用いた自動分析装置に関する。

血液や尿などの生体試料中の無機イオン，たんぱく，含窒素成分，糖，脂質，酵素，ホルモン，薬物，腫瘍マーカなどの成分を分析する臨床化学分析の大部分は自動分析装置で分析されている。この自動分析装置のうち、モノテストタイプ（１テストごとの使い捨てタイプ）やドライフィルムなどを用いる装置以外の大部分の装置では、試薬を収容した容器から使用の都度必要な試薬を繰り返し分取，注入して使用する方式をとっている。

通常、試薬容器は容器の蓋を取り開口の状態で、試薬成分の劣化防止のため装置内の所定温度の保冷庫などに収容されている。しかし、容器内の試薬は常に開放（開口）状態にあるため、常に汚染の危険性にさらされると共に、蒸発による濃度，組成の経時変化の危険性にもさらされている。例えば劣化防止のために保冷することにより保冷庫内が結露し、試薬容器の水滴が落下，混入する危険性がある。また、試薬容器設置付近の湿度によっては、容器内の試薬が蒸発し、その濃度が変化してしまうことが起こっている。特に生化学項目より測定対照濃度が低い、高感度が要求される免疫項目などでその影響が問題である。これらの問題に対し、従来は、試薬容器には蓋をし、装置側に蓋開閉機構を設けて、必要な試薬の分注の都度、蓋の開閉を行うようになっている。例えば特許文献１に記載の自動分析装置では弾性材からなる蓋板がばねの力により試薬容器の開口部に押し付けられ、密閉するような構成となっている。また、特許文献２に記載の方法では試薬容器のキャップ本体内にスリットの入った弾性体を有し、試薬分注の際に上方から押圧することによりスリットが開口し、押圧を解除することによりスリットが元の位置に復帰する構成をとる。試薬の分注の際、キャップを取り外すことなく試薬分取が可能で蒸発防止手段を提案している。さらに機械的な機構を設けずに蒸発防止を図る別の例として、特許文献３に記載の試薬含有容器の例がある。本例は試薬より比重が軽い液体により試薬の液面を覆って蒸発を防止しようとするものである。

実公平１−２４６２８号公報 特開２００５−３２４８３２号公報 特開２０００−１３７０３２号公報

上記従来の技術に示された機械的な蓋開閉機構を装置側に付加することは、開閉機構自体の構造がきわめて複雑となり、開閉機構稼動のソフト，機構設置のための装置内スペースの確保，装置製造コストなどに影響する。また機械的に開閉可能な形状の蓋，試薬容器が必要となり、製造コストなどにも影響が及ぶ。一方、スリット等により開口させ、試薬プローブにより試薬を吸引・分注する方式の場合は、試薬プローブが試薬容器に下降する際、誤ってスリットに接触し試薬が付着し、試薬のコンタミネーションが発生する危険性がある。また、試薬プローブには、液面を検知するまで下降し必要以上試薬に入らないようにする液面検知機能が付加されたものが多いが、スリットに接触した時点で液面検知機能が働き、誤動作の原因になる。比重の軽い試薬で覆う方法については、試薬と混合しないシリコンオイル，流動パラフィン等が提案されているが、もちろん本体の分析用試薬と接触することにより反応そのものに影響のない液体でなくてはならない。また、試薬プローブで吸引する際、試薬とともに吸引，反応容器あるいは測定容器に吐出し、反応液に混入してしまうことのほか、試薬分注量の誤差の原因になったり、試薬プローブ詰まりなどを起こす危険性を持っている。

本発明で解決しようとする課題は、複雑な蓋開閉機構など装置に特別な機構を設置することなく試薬容器内に収容された試薬の蒸発、および外部環境からの汚染を防ぐことにある。さらに、空気との接触を最小限にすることにより酸化などの試薬成分の劣化を防止することにある。また、試薬のコンタミネーションをひき起こすことなく液面検知も可能にし、コンタミネーション、試薬蒸発に起因するデータ不良が生じない自動分析装置および方法を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、機構設置に伴うスペースの増大の問題をなくし、機構，ソフト面をも複雑にせず、装置側，容器側両方の製造コスト，ランニングコストもできるだけ上げることなしに分析するのに適した自動分析装置および方法を提供することにある。

本発明は容器内に収容された試薬の液面上に、穴の開いた薄膜状のシートまたは薄板状のものを浮遊させ、液面を覆うことにより試薬の蒸発を防止するものである。薄膜もしくは薄板状のものには試薬プローブの直径サイズの穴すなわち開口部があり、そこを介して試薬プローブが試薬を吸引する。開口部は試薬プローブの直径により近く、しかも試薬プローブと接触することのない寸法の範囲の大きさであることが望ましい。また、試薬の吸引はピペッティング方式のプローブである必要はなく、チューブを開口部から挿入し、ディスペンサ方式の分注方法でも可能である。

本発明の方法では薄膜状のシートあるいは薄板状のものが試薬上に浮遊するため、試薬の使用により試薬容器内の試薬液面が下がるのに伴って薄膜状のシートあるいは薄板状のものも移動する。このことにより試薬の液量が変化しても空気との接触面積が変わらないため蒸発を最小限に防ぐことができる。また、空気酸化による試薬成分の劣化を防止し、開封後の試薬の使用期間を長期化させられる可能性がある。また、試薬保冷庫内で結露した水滴や微細な異物等が落下した場合も、薄膜状のシートまたは薄板で覆われているため混入を防止できる。ピペッティング方式，ディスペンサ方式ともに効果は同様である。さらにピペッティング方式の試薬プローブの場合、試薬プローブはシートの開口部に接触することがないため、液面検知機能も正常動作可能であり、また、コンタミネーションによるデータ不良なども回避可能である。さらに特別な機構を設けずに蒸発防止を実現することにより装置製造上のコスト，装置のランニングコスト，特別なスペースの増設を不要にできる利点がある。

試薬容器内に収容された試薬の蒸発の防止を、試薬容器，分析装置ともに複雑な機構，ソフトを設けず実現した。

図１は、シングルマルチタイプの自動分析装置の動作原理図を示す。同図において、３は反応ディスクであり、この反応ディスク３の外周上には、例えば、１２０個というような、多数の反応容器（測定容器）４が設けられている。また、反応ディスク３の全体は、恒温槽９によって、所定の温度に保持されている。

１はサンプルディスク機構であり、この機構１には、多数の試料容器２５が配置されている。試料容器２５内の試料は、血清サンプリング機構２のサンプルプローブ２７によって適宜に抽出され、所定の反応容器に注入される。５は試薬ディスク機構であり、この機構５は、多数の試薬容器６を備えている。また、機構５には試薬ピペッティング機構７が配置されている。１０は多波長光度計、２６は光源であり、多波長光度計１０と光源２６との間に、測定対象を収容する反応ディスク３が配置される。１１は反応容器洗浄機構である。

１９はマイクロコンピュータ、２３はインターフェイス、１８はＬｏｇ変換器およびＡ／Ｄ変換器、１７は試薬用ピペッタ、１６は洗浄水ポンプ、１５は血清ピペッタである。また、２０はプリンタ、２１はＣＲＴ、２２は記憶装置としてのハードディスク、２４は操作パネルである。

上述の構成において、操作者は、操作パネル２４を用いて分析依頼情報の入力を行う。入力された分析依頼情報は、マイクロコンピュータ１９内のメモリに記憶される。試料容器２５に入れられ、サンプルディスク機構１の所定の位置にセットされた試料はマイクロコンピュータ１９のメモリに記憶された分析依頼情報に従って、血清用ピペッタ１５および血清サンプリング機構２のサンプルプローブ２７により、反応容器４に所定量分注される。

１２０個の反応容器４が設置されている反応ディスク３は、マシンサイクル（２０秒）ごとに１周と１反応容器分（１２１個分）回転する。試料が分注された反応容器４には試薬ディスク機構５に配置された試薬容器のうち、記憶されている分析依頼情報に従って、所定の試薬容器６が選択され、試薬ピペッティング機構７の試薬プローブ２８を用いて試薬用ピペッタ１７により反応容器４に所定量が分注される。撹拌機構８の攪拌棒２９により撹拌，混合される。反応容器４は恒温槽９により一定温度に保持されており、反応が行われる。反応の過程は一定時間ごとに多波長光度計１０によって測光され、設定された２つの波長を用いて混合液の吸光度が測定される。測定された吸光度を表す信号は対数変換器およびＡ／Ｄ変換器１８，インターフェイス２３を介してマイクロコンピュータ１９にとり込まれる。

とり込まれた吸光度信号は濃度値に変換され、ハードディスク２２に保存されたり、プリンタ２０に出力される。また、ＣＲＴ２１に検査データを表示させることもできる。

測定が終了した反応容器４は洗浄機構１１により洗浄される。即ち、先ず反応液が吸引ノズル１２により吸引され、その後洗浄剤１３が注入ノズル１４により注入される。次に洗浄水ポンプ１６から送られる蒸留水を注入し、これを吸引する。蒸留水の注入，吸引を数回くり返すことにより、水洗浄（水すすぎ）が行われ、洗浄が終了する。洗浄の終了した反応容器は次の分析に供される。試薬容器６は図２に示すような一部開口部３０のある薄膜状シートもしくは薄板状のもの３１が試薬液面に浮遊した形状になっている。試薬プローブ２８は、開口部３０を介して試薬を吸引する。薄膜状シートもしくは薄板状のもの３１はテフロン（登録商標）シート，シリコンフィルムまたは発砲スチロール材質など液面に浮遊し、液揺れ等により試薬中に紛れ込まないような構成であることが必要である。また、開口部に触れることがないため試薬プローブ２８に付加した液面検知機能も正常に動作し、試薬液面を検知する。試薬の減少に伴い、薄膜状シート３１も液面を覆ったまま移動するため空気との接触が最小限に防止され、試薬の蒸発および外部環境からの汚染を防止することができる。また空気酸化に起因する成分劣化を防ぎ、開封後の試薬の使用期間を長期化することができる。さらに、空気と接触する部分がほとんどないために、試薬容器を収納された試薬ディスクの回転，停止に伴う液面の揺れに起因する泡立ちを防止することもできる。泡は液面の誤検知のほか、分注量の誤差要因にもなる。また、薄膜シートの開口部の位置は中央である必要はなく、形状も問わない。

試薬容器から試薬を分注する方法は試薬プローブに限らず、ディスペンサ方式でも良い。この場合は図３のようにあらかじめ薄膜シート，薄板に開いた開口部を介して試薬チューブ３２を挿入し分注する。一度チューブを挿入すれば試薬切れあるいは試薬交換の時まで容器に接触する必要がないため、試薬容器に完全なキャップ３３を設けることも可能である。薄膜シートもしくは薄板状のものは内蓋として機能し、空気との接触をさらに少なくすることができる。このため蒸発防止および成分の劣化等も防止できる。ディスペンサ方式の場合には開口部が開いていなくても試薬容器内壁との間隙でもチューブが挿入できれば可能である。

試薬を試薬プローブによるピペッティング方式で分取する際、図４に示すように試薬の液面上に浮遊する開口部の開いた薄膜もしくは薄板状のものを薄膜押し下げバー３４で機械的に押し下げ、開口部から上部にあふれ出た分の試薬３５を吸引分注しても良い。

試薬を容器に充填する場合は、空の容器に試薬を注入した後薄膜シートを試薬上に浮遊させても良いし、空の容器にあらかじめ薄膜シートを入れておき、その後試薬をシートの上から注入しても良い。この場合は液充填後薄膜シートは液面上に浮かび上がり、シートより上部に液は開口部からシートの下部に自然に移動する。

試料の成分分析において、試薬容器に収容された試薬を分注することにより反応させる化学分析装置，免疫分析装置，自動分析装置で利用可能。

本発明に基づく一実施例を示す自動分析装置の動作原理図。 本発明に基づく一実施例を示す試薬容器からの試薬分取方式１。 本発明に基づく一実施例を示す試薬容器からの試薬分取方式２。 本発明に基づく一実施例を示す試薬容器からの試薬分取方式３。

符号の説明

１ サンプルディスク機構
２ 血清サンプリング機構
３ 反応ディスク
４ 反応容器
５ 試薬ディスク機構
６ 試薬容器
７ 試薬ピペッティング機構
８ 撹拌機構
９ 恒温槽
１０ 多波長光度計
１１ 洗浄機構（ノズルアーム）
１２ 吸引ノズル
１３ 洗浄剤
１４ 洗剤注入ノズル
１５ 血清用ピペッタ
１６ 洗浄水ポンプ
１７ 試薬用ピペッタ
１８ Ｌｏｇ変換器およびＡ／Ｄ変換器
１９ マイクロコンピュータ
２０ プリンタ
２１ ＣＲＴ
２２ ハードディスク
２３ インターフェイス
２４ 操作パネル
２５ 試料容器
２６ 光源
２７ サンプルプローブ
２８ 試薬プローブ
２９ 攪拌棒
３０ 開口部
３１ 薄膜状シート
３２ 試薬チューブ
３３ 試薬容器キャップ
３４ 薄膜押し下げバー

Claims (2)

1. 容器内に試薬の液面上に浮遊する、開口部の開いた薄膜もしくは薄板状の試薬蒸発防止部材を備えた試薬容器を搭載し、
   該試薬容器に収容された試薬を前記試薬蒸発防止部材の開口部を介して所定量分注する分注機構と、
   前記分注機構が前記試薬容器に収容された試薬を分注する際に、前記試薬蒸発部材を機械的に押し下げる押し下げ手段と、を備え、
   該押し下げ手段により前記試薬蒸発防止部材を押し下げた際に前記開口部から上部にあふれ出た試薬を、前記分注機構が前記試薬蒸発部材に接触することなく吸引分注するよう構成し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、
   前記分注機構は、液面検知機能を備えることを特徴とする自動分析装置。

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