JP5054751B2 - 自動分析装置、および自動分析装置の稼動方法 - Google Patents

Description

本発明は臨床検査用の自動分析装置、および自動分析装置の稼動方法に関し、親検体の希釈処理に関する。

臨床検査用の自動分析装置では、検査にかかるランニングコストの削減を目的として、反応液量の低減が求められている。反応液量は分析で使用する検体量と比例関係になっており、反応液量の低減には検体の微量化が必須である。しかし現状の検体サンプリング技術では最小サンプリング量に限界があり、このため反応液量の大幅な低減は困難である。

そこで検体の微量サンプリング技術として、一般に検体の希釈処理が行われる。検体の希釈処理の方法としては特開平８−１９４００４号公報（特許文献１）に記載されているものが提案されている。

特開平８−１９４００４号公報

通常、検体の希釈処理は希釈ディスクを用いて行う。

希釈ディスクには希釈セルが環状に配列されており、希釈ディスクは希釈ディスクが有する希釈セルの総数に対して、共通の因数を持たない数を１ステップ送りとして回転動作する。

この回転動作が繰り替えされる間の希釈ディスクが停止しているときに、希釈ディスクにアクセスする各機構（親検体サンプリング機構、希釈液吐出機構、撹拌機構、希釈検体サンプリング機構）により、親検体の希釈処理（親検体サンプリング、希釈液吐出、希釈検体撹拌、希釈検体サンプリング）を実施する。

しかし、この方式による検体の希釈処理では、希釈ディスクが上記に定められた数を１ステップ送りとして回転動作を行う。すなわち、希釈ディスクの停止中に各機構（親検体サンプリング機構、希釈液吐出機構、撹拌機構、希釈検体サンプリング機構）が同時に夫々の機構動作をする。

このため、希釈ディスクにアクセスする各機構の配置が制限を受けることとなり、装置の省スペース化設計などの障害となる場合がある。

本発明は、上記の課題に鑑み、各機構の配置が制限を受けることとなり、自動分析装置の省スペース化設計などの障害とならない自動分析装置を提供することを目的とする。

本発明は、親検体が入る親検体容器が配列された検体ディスクを含む検体配列収納部と、反応セルが配列された反応ディスクと、希釈セルを環状に配列した希釈ディスクと、前記検体配列収納部から前記親検体を希釈セルに分注する親検体サンプリング機構と、前記親検体を分注した前記希釈セルに希釈液を吐出する希釈液吐出機構と、前記希釈セルに分注した前記親検体と前記希釈液を撹拌混合する撹拌機構と、前記希釈セルで前記親検体と前記希釈液を撹拌混合した希釈検体を前記反応セルに分注する希釈検体サンプリング機構と、前述した各種ディスク、および各種機構の作動を制御する制御手段を備える。そして、前記制御手段に備えた制御機能で、前記希釈ディスク上の任意に選択した１個の希釈セルに対し、前記親検体の希釈処理で実施する親検体のサンプリング、希釈液の吐出、希釈検体の撹拌および希釈検体のサンプリングの一連動作を連続して順次行うようにした。

このため、親検体の希釈処理では上記各種機構は、希釈ディスクの回転動作に伴う制限が無いため、希釈ディスクに対して自由にアクセスポジションを決めることができる。

更に本発明は、２つの希釈ディスクは回転軸心を同心とし、かつ内外周２列並びに配置する構成とし、それぞれ２つの希釈ディスクが独立して動作するようにした。

また本発明は親検体の希釈処理で使用する各機構（親検体サンプリング機構、希釈液吐出機構、希釈検体撹拌機構、希釈検体サンプリング機構）は、それぞれ２つの希釈ディスクにアクセス可能な配置する構成とし、希釈ディスクが回転して希釈セルを各機構のアクセスポジションまで移動させ、順次、希釈処理を行う。

更にまた、本発明は、２つの希釈ディスクでは、各希釈ディスク上の任意に選択した１個の希釈セルを使用し、親検体の希釈処理で実施する親検体サンプリング、希釈液吐出、希釈検体撹拌および希釈検体サンプリングの一連動作を連続して順次行う。任意に選択した１個の希釈セルによる希釈処理が終了した後、希釈ディスクが回転し、前記希釈セルの１セル隣の希釈セルを使用して、次の希釈処理を行う。

なお、親検体の希釈処理は２つの希釈ディスク間で一定動作ずらして実施する。一方の希釈ディスクＡが希釈検体サンプリング動作を行っている間に、もう一方の希釈ディスクＢでは次の希釈処理について親検体サンプリング、希釈液吐出、希釈検体撹拌動作を実施しておき、希釈ディスクＡでの希釈検体サンプリング動作が終了した後、すぐに希釈ディスクＢの希釈検体サンプリング動作に移行する。

このように２つの希釈ディスク間で希釈処理を一定動作ずらして行うことで、効率よく、連続して希釈処理を行うことができる。

本発明によれば、親検体の希釈処理で使用する各機構（親検体サンプリング機構、希釈液吐出機構、希釈検体撹拌機構、希釈検体サンプリング機構）は、希釈ディスクの回転動作に伴う制限が無いため、希釈ディスクに対して自由にアクセスポジションを決めることができる。各機構の配置の自由度が向上することで装置の省スペース化など、設計上、非常に有益となる。

本発明の実施例に係るもので、臨床検査用の自動分析装置の全体構成を示し た図である。 本発明の実施例に係るもので、親検体の希釈処理にかかわるところの構成を 詳細に示した図である。

本発明の実施例を図１、図２に基づいて詳細に説明する。

本発明の実施例を示す。

図１は本発明で使用する生化学用の自動分析装置の全体構成図である。

自動分析装置は、試験管などに採取した親検体１を設置する検体ディスク２（検体配列収納部）と、親検体１の希釈処理をする希釈ディスク３と、試薬ボトル４を収納・保冷する試薬保冷庫５と、一定間隔のサイクルで回転動作しながら反応液を反応させる反応ディスク６を持つ。

親検体１は親検体サンプリング機構７で吸引され、希釈ディスク３上に配列された希釈セル８へ分注される。親検体１が分注された希釈セル８に希釈液吐出機構９から希釈液が吐出され、希釈検体撹拌機構１０で撹拌・混合される。希釈ディスク３で希釈処理された希釈検体は希釈検体サンプリング機構１１により吸引され、反応ディスク６に配列された反応セル１２に分注される。

この希釈検体に試薬ボトル４から試薬サンプリング機構１３で試薬を吸引して添加し、反応セル１２で希釈検体と試薬を反応させた後、分光光度計１４で吸光度を測定する。測定データをコンピュータ５０（制御手段）に取り込み、分析結果を出力する。希釈セル８は洗浄機構１５により洗浄され、再使用される。

なお、前述した各種ディスク、および各種機構の作動を制御するコンピュータ５０（制御手段）は、希釈ディスク上の任意に選択した１個の希釈セルに対し、親検体の希釈処理で実施する親検体のサンプリング、希釈液の吐出、希釈検体の撹拌および希釈検体のサンプリングの一連動作を連続して順次行う制御機能を有する。

この制御機能により、親検体の希釈処理で使用する各機構（親検体サンプリング機構、希釈液吐出機構、希釈検体撹拌機構、希釈検体サンプリング機構）は、希釈ディスクの回転動作に伴う制限が無いため、希釈ディスクに対して自由にアクセスポジションを決めることができる。各機構の配置の自由度が向上することで装置の省スペース化など、設計上、非常に有益となる。

また、制御手段は、１個の希釈セルによる親検体の希釈処理が終了後、希釈ディスクが回転し、希釈セルの１セル隣の希釈セルで次の希釈処理を行うように各種ディスク、および各種機構の作動を制御する制御機能を有する。

こうして１セル毎に順送りしながら希釈セルで希釈処理を行うので、希釈ディスクが一回転することで全セルが使用できるので、運転の制御が容易である。

図２は親検体の希釈処理について、詳しく示した図である。

希釈ディスクは、回転軸心を同心とし、かつ平面上で内外周２列並びに配置され、２つの希釈ディスクがそれぞれ独立して動作できる構造とし、希釈ディスクＡ１６および希釈ディスクＢ１７には希釈セル１８が環状に配列される。

ここでは一例として２つ希釈ディスクが有する希釈セルの総数を６０個（各３０個）とする。

親検体サンプリング機構１９、希釈液吐出機構２０、希釈検体撹拌機構２１、希釈検体サンプリング機構２２、希釈セル洗浄機構Ａ２３、希釈セル洗浄機構Ｂ２４の各機構は、２つの希釈ディスクに対して図２で示す各ポジション（親検体分注ポジションＡ２５、親検体分注ポジションＢ２６希釈液吐出ポジションＡ２７、希釈液吐出ポジションＢ２８、希釈検体撹拌ポジションＡ２９、希釈検体撹拌ポジションＢ３０、希釈検体吸引ポジションＡ３１、希釈検体吸引ポジションＢ３２、希釈セル洗浄ポジションＡ３３、希釈セル洗浄ポジションＢ３４）でアクセスする。希釈ディスクが回転し、希釈セル１８を各ポジションに移動して希釈処理を行う。

２つの希釈ディスクは各種機構の一連動作が及ぶ範囲内に配置されている。これにより、一つの各種機構で２つの希釈ディスクに対するアクセスを行なうことができる。このため、希釈ディスク毎に各種機構を別々に備えなくて済むので、構成が簡単になる。

また、２つの希釈ディスクは、独立して回転作動するので、個々の希釈ディスク毎に各種機構の動作を実行できる。このため、一方の希釈ディスクで希釈検体サンプリング動作を行っている間に、他方の希釈ディスクでは次の希釈処理について親検体サンプリング、希釈液吐出、希釈検体撹拌動作を実施できるので、全体の処理時間を短縮化できる。

更に、二つの希釈ディスクは、回転軸心を同心とし、かつ平面上で内外周２列並びに配置されているので、二つの希釈ディスクを別々に並べるのに比べ、コンパクトな配置になり、一つの各種機構で二つの希釈ディスクにアクセスする構成にする上でも好都合である。

表１および表２は、図２に示す希釈ディスクＡ１６と希釈ディスクＢ１７に対する各種機構の動作をまとめて表した。

表中の数字（１−Ａ〜３０−Ａ、１−Ｂ〜３０−Ｂ）は２つの希釈ディスクが有する希釈セルＮｏ．を示しており、太枠線内の位置で希釈処理を行う。なお、ここでは１検体２項目分析の場合を想定し、一つの希釈検体から反応セル３６への分注動作を２回行うとする。

まず親検体の希釈処理は以下の４つの動作からなる。この動作は、コンピュータ５０（制御手段）の制御機能により制御される。

（１）．親検体サンプリング動作：
検体ディスク３７から親検体３８を親検体サンプリング機構で吸引し、希釈ディスク上の希釈セル１８へ分注する。

（２）．希釈液吐出動作：
親検体３８が分注された希釈セル１８に希釈液吐出機構２０から希釈液を吐出す
る。

（３）．希釈検体撹拌動作：
希釈検体攪拌機構２１を用い、親検体３８と希釈液を攪拌・混合する。

（４）．希釈検体サンプリング動作：
撹拌・混合した希釈検体を希釈検体サンプリング機構２２で吸引し、反応ディス
ク３５上の反応セル３８へ分注する。

表１および表２より、１サイクル目で希釈ディスクＡ１６の希釈セル（Ｎｏ．１−Ａ）を用い、親検体サンプリング動作（１）を実施する。２サイクル目では希釈ディスクＡ１６が回転し、希釈セル（Ｎｏ．１−Ａ）に対し、希釈液吐出動作（２）および希釈検体撹拌動作（３）を順次行う。

３〜４サイクル目では、希釈ディスクＡ１６が回転し、希釈セル（Ｎｏ．１−Ａ）の希釈検体サンプリング動作（４）を実施する。５サイクル目では、希釈セル（Ｎｏ．１−Ａ）の希釈検体サンプリング動作が終了後、希釈ディスクＡ１６が回転し、一つとなりの希釈セル（Ｎｏ．３０−Ａ）を用いて、次の希釈処理に移行する。

希釈ディスクＢ１７では、３〜４サイクル目で希釈ディスクＡ１６が希釈検体サンプリング動作を実施している間に、希釈セル（Ｎｏ．１−Ｂ）を用い、希釈処理（１）〜（３）を実施する。

５サイクル目で希釈ディスクＡ１６の希釈検体サンプリング動作が終了後、希釈セル（Ｎｏ．１−Ｂ）の希釈検体サンプリング動作（４）を行う。７サイクル目では希釈セル（Ｎｏ．１−Ｂ）の希釈検体サンプリング動作が終了後、希釈ディスクＢ１７が回転し、一つとなりの希釈セル（Ｎｏ．３０−Ｂ）を用いて、次の希釈処理に移行する。

また５〜６サイクル目では、希釈ディスクＡ１６において希釈セル（Ｎｏ．３０−Ａ）を用い、希釈処理（１）〜（３）を実施する。７サイクル目で希釈セル（Ｎｏ．１−Ｂ）の希釈検体サンプリング動作が終了後、希釈セル（Ｎｏ．３０−Ａ）の希釈検体サンプリング動作に移行する。

このように２つの希釈ディスク間で希釈処理を一定動作ずらして実施することで、連続して希釈処理を行うことができる。希釈処理が次々と連続して行われるので、全体の処理時間を短縮化できる。

希釈セル１８は希釈セル洗浄機構Ａ２３および希釈セル洗浄機構Ｂ２４により洗浄され再利用される。希釈セル洗浄機構Ａ２３は親検体サンプリング機構１９が希釈ディスクＡ１６にアクセスしている時に希釈ディスクＡ１６の希釈セル洗浄動作を行い、また希釈セル洗浄機構Ｂ２４は希釈検体サンプリング機構２２が希釈ディスクＢ１７にアクセスしている時に希釈ディスクＢ１７の希釈セル洗浄動作を行う。

ここで２つの希釈ディスクは表１および表２に示すように、１セル隣の希釈セルを順次使用しながら希釈処理を連続して行うが、反応ディスク３５の回転動作の１サイクルを７秒間とするならば、特定の希釈セルが希釈検体サンプリング動作終了から希釈セル洗浄ポジションに到達するまで７００秒間（１００サイクル）かかる。

通常、希釈検体サンプリング動作終了から分析結果が出力されるまで６００秒を要するが、このため分析不良などで再分析が必要か確定するまでの時間、希釈検体を保持することができる。再分析が必要となった場合には、希釈ディスクを回転させ、該当する希釈検体が入った希釈セルを希釈検体吸引ポジションまで移動して、再度、希釈検体サンプリング動作を直ぐに実施する。再分析が迅速にできる。

ヘモグロビンＡ１ｃの分析では、親検体３８を希釈処理した後、希釈検体サンプリング動作を行うまでに希釈検体を一定時間、放置する必要がある。この分析項目の場合では、希釈処理（１）〜（３）を実施した後、希釈検体サンプリング動作（４）を行わず、次の希釈処理を優先して行う。必要時間が経過した後、希釈ディスクを回転させ、該当する希釈検体の入った希釈セルを希釈検体吸引ポジションまで移動して、希釈検体サンプリング動作（４）を行う。

本発明は希釈ディスクを利用した検体希釈を行う臨床用の自動分析装置において、希釈処理で用いる各機構（親検体サンプリング機構、希釈液吐出機構、希釈検体撹拌機構、希釈検体サンプリング機構）の配置を自由に設定でき、装置設計上の制限が緩和される。

１…親検体、２…検体ディスク、３…希釈ディスク、４…試薬ボトル、５…試薬保冷庫、６…反応ディスク、７…親検体サンプリング機構、８…希釈セル、９…希釈液吐出機構、１０…希釈検体撹拌機構、１１…希釈検体サンプリング機構、１２…反応セル、１３…試薬サンプリング機構、１４…分光光度計、１５…希釈セル洗浄機構、１６…希釈ディスクＡ、１７…希釈ディスクＢ、１８…希釈セル、１９…親検体サンプリング機構、２０…希釈液吐出機構、２１…希釈検体撹拌機構、２２…希釈検体サンプリング機構、２３…希釈セル洗浄機構Ａ、２４…希釈セル洗浄機構Ｂ、２５…親検体分注ポジションＡ、２６…親検体分注ポジションＢ、２７…希釈液吐出ポジションＡ、２８…希釈液吐出ポジションＢ、２９…希釈検体撹拌ポジションＡ、３０…希釈検体撹拌ポジションＢ、３１…希釈検体吸引ポジションＡ、３２…希釈検体吸引ポジションＢ、３３…希釈セル洗浄ポジションＡ、３４…希釈セル洗浄ポジションＢ、３５…反応ディスク、３６…反応セル、３７…検体ディスク、３８…親検体。

Claims (6)

1. 反応セルが配列された反応ディスクと、希釈セルを環状に配列した希釈ディスクと、検体が収容された検体容器から親検体を前記希釈セルに分注する親検体サンプリング機構と、前記親検体を分注した前記希釈セルに希釈液を吐出する希釈液吐出機構と、前記希釈セルに分注した前記親検体と前記希釈液を撹拌混合する撹拌機構と、前記希釈セルで前記親検体と前記希釈液を撹拌混合した希釈検体を前記反応セルに分注する希釈検体サンプリング機構と、を備えた自動分析装置において、
   前記希釈ディスク上の希釈セルに対し、前記親検体の希釈処理で実施する親検体のサンプリング、希釈液の吐出、希釈検体の撹拌および希釈検体のサンプリングの一連動作を、１つの動作タイミングで１つの機構のみが動作するように、連続して順次行う制御手段を備え、
   独立に動作する２つの希釈ディスクを備え、
   前記２つの希釈ディスクは前記各種機構の一連動作が及ぶ範囲内に配置され、
   前記制御手段は、一方の希釈ディスクが希釈検体サンプリング動作を行っている間に、他方の希釈ディスクを使用して、親検体サンプリング、希釈液吐出、希釈検体撹拌動作を順次行い、前記一方の希釈ディスクの希釈検体サンプリング動作が終了した後、すぐに他方の希釈ディスクから希釈検体サンプリング動作ができるように制御する制御機能を有する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２つの希釈ディスクは、回転軸心を同心とし、かつ内外外周２列並びに配置したことを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項３記載の自動分析装置において、
   前記制御手段は、希釈ディスクは希釈検体による分析が終了し、再分析が必要か確定するまでの一定時間、希釈セル中の希釈検体を保持することができ、さらに再分析が必要となった場合、希釈ディスクが回転し、該当する希釈検体が入った希釈セルを希釈検体吸引ポジションまで移動させ、再度、希釈検体サンプリング動作を行うことができるように制御する制御機能を有することを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項３記載の自動分析装置において、
   前記制御手段は、希釈検体を一定時間放置した後、希釈検体サンプリング動作を行う必要のある分析項目の場合、該当する希釈検体については一定時間、希釈検体サンプリング動作を行わず、次の希釈処理を優先して実施するとともに、必要時間が経過した後、希釈ディスクが回転し、前記の希釈検体が入った希釈セルを希釈検体吸引ポジションまで移動させ希釈検体サンプリング動作を行うことができるように制御する制御機能を有することを特徴とする自動分析装置。
5. 反応セルが配列された反応ディスクと、希釈セルを環状に配列した希釈ディスクと、検体が収容された検体容器から親検体を前記希釈セルに分注する親検体サンプリング機構と、前記親検体を分注した前記希釈セルに希釈液を吐出する希釈液吐出機構と、前記希釈セルに分注した前記親検体と前記希釈液を撹拌混合する撹拌機構と、前記希釈セルで前記親検体と前記希釈液を撹拌混合した希釈検体を前記反応セルに分注する希釈検体サンプリング機構と、を備えた自動分析装置の稼動方法において、
   前記希釈ディスク上の希釈セルに対し、前記親検体の希釈処理で実施する親検体のサンプリング、希釈液の吐出、希釈検体の撹拌および希釈検体のサンプリングの一連動作を、１つの動作タイミングで１つの機構のみが動作するように、連続して順次行う制御手段を備え、
   独立に動作する２つの希釈ディスクを備え、
   前記２つの希釈ディスクは前記各種機構の一連動作が及ぶ範囲内に配置され、
   前記制御手段は、一方の希釈ディスクが希釈検体サンプリング動作を行っている間に、他方の希釈ディスクを使用して、親検体サンプリング、希釈液吐出、希釈検体撹拌動作を順次行い、前記希釈ディスクの希釈検体サンプリング動作が終了した後、すぐに他方の希釈ディスクから希釈検体サンプリング動作ができるように制御する制御機能を有することを特徴とする自動分析装置の稼動方法。
6. 請求項２記載の自動分析装置において、
   前記各種機構は外周列の前記希釈ディスクのまわりに配置されていることを特徴とする自動分析装置。

Images