JP5380020B2 - 自動分析方法及び自動分析装置 - Google Patents

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Description

この発明は、イオン選択性電極及び参照電極を用いることにより、試料中の成分、及び校正液の電位をそれぞれ測定し、前記校正液の電位の測定結果に基づき前記試料中の成分の測定結果を出力する自動分析方法に関する。
試料中の成分の測定結果を次の手順により出力する。先ず、スタートアップし、校正液の洗浄をする。また、スタートアップ時、又は校正液の洗浄時にイオン選択性電極(ISE)の出力電位を自動調整する。その後、測定結果を出力する出力ステップに移行する。
測定結果を出力する出力ステップでは、先ず、試料中にノズルを入れて、試料を吸引し、イオン選択性電極及び参照電極により、試料中の成分の電位を測定する。また、校正液にノズルを入れて、校正液を吸引し、イオン選択性電極及び参照電極により、校正液の電位を測定する。校正液の電位の測定結果に基づき試料中の成分の測定結果を出力する。
校正液の電位の測定結果に基づき、電極の安定性及び信頼性が分かる。安定性及び信頼性のある電極で測定した試料中の成分の測定結果は、信頼性の高いものとなる。一方で、安定性及び信頼性が低下し電位不良となった電極で測定した試料中の成分の測定結果は、信頼性の低いものとなる。
出力ステップに移行する前に、温度変化や長時間の経過等を要因として、電極の安定性及び信頼性が低下した電極の電位不良となる場合がある。従来の自動分析方法においては、出力ステップに移行する前、電極の電位不良が生じたことを分からずに、出力ステップに移ってしまう。出力ステップにおいて、校正液の電位が設定値を超えた場合、電極の電位不良が報知される。試料中の成分の測定結果を信頼性の低いものとし、データエラーとする。つまり、試料の測定結果の出力に移行するまで、電極の電位不良は報知されない。
また、校正液を吸引するときに、ノズルにエアーが入って、適度な吸引が行われない場合がある。従来の自動分析方法においては、試料中の成分を測定する前後で、校正液の電位差を確認し、電位差が設定値を超えた場合、電極の電位不良が報知される。試料中の成分の測定結果を信頼性の低いものとし、データエラーとする。つまり、試料の測定結果の出力に移行するまで、電極の電位不良は報知されない。
従来の技術(例えば、特許文献1)においては、イオン選択性電極、参照電極、参照電極内部液、各電極に流入する試料、校正液の温度を決められた温度状態に制御する。それにより、外気温度に影響されることなく、試料中の成分の測定結果を正確に出力するようにしている。
特開2007−93252号公報
しかしながら、上記2つの従来の自動分析方法では、試料を吸引するまで、電極の電位不良は報知されず、測定結果を出力する出力ステップにおいて、電極の電位不良が報知されるため、信頼性の低い無駄な測定結果を出力する要因となり、信頼性の高い測定結果を効率良く出力することが困難となるという問題点があった。
この発明は、上記の問題を解決するものであり、測定結果を出力する出力ステップに移行する前に、電極の電位不良を報知することにより、信頼性の高い測定結果を効率良く出力することが可能な自動分析方法及び自動分析装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、この実施形態は、信頼性の低い無駄な測定結果を出力しないために、測定結果を出力する出力ステップに移行する前に、電極の電位不良を報知することに着目した。
具体的に、この実施形態の自動分析方法は、イオン選択性電極及び参照電極を用いることにより、試料中の成分、及び校正液の電位をそれぞれ測定し、前記校正液の電位の測定結果に基づき前記試料中の成分の測定結果を出力する自動分析方法において、前記校正液の電位を所定時間毎に取得する監視ステップと、前記取得した前記校正液の電位が予め定められた許容範囲を超えたとき、エラーを報知するステップと、少なくとも前記校正液の電位が前記許容範囲内にあるとき、前記試料中の成分の測定結果を出力する出力ステップとを有し、前記監視ステップは、イオン選択性電極の出力電位が0となるように補正し、かつ、前記校正液による洗浄を終了してから前記出力ステップを開始するまでの間であって、前記校正液の電位が前記許容範囲を超えたときは、それ以前の校正液の電位を表示部に表示させることを特徴とする。
この発明の第1の形態によると、測定結果を出力する出力ステップに移行する前に、所定時間毎に取得した校正液の電位が許容範囲を超えたときに電極の電位不良を報知するようにしたので、信頼性の低い無駄な測定結果を出力する事態を減少させ、信頼性の高い測定結果を効率良く出力することが可能となる。
また、この発明の第2の形態によると、所定時間毎に取得した校正液の電位が許容範囲内にある場合においても、予め定められた時間を経過したときの校正液の予測電位が許容範囲を超える場合に電極の電位不良を報知するようにしたので、信頼性の低い無駄な測定結果を出力する事態をさらに減少させ、信頼性の高い測定結果を出力する効率を向上させことが可能となる。
さらに、この発明の第3の形態によると、所定時間毎に取得した校正液の電位が許容範囲内にある場合においても、校正液の予測電位が許容範囲を超えるときまでの経過時間を報知するようにしたので、信頼性の低い無駄な測定結果を出力する事態をなくし、信頼性の高い測定結果を出力する効率をさらに向上させことが可能となる。
(構成)
この発明の一実施の形態に係る自動分析方法の構成について図1を参照して説明する。
図1は、自動分析装置の各構成を概念的に示した構成図である。
この自動分析装置を用いて、試料の成分の測定結果を出力する出力ステップを以下のように行う。
ポンプ10の回転によりノズル11内が陰圧になり、ノズル11が反応セル12から試料を所定量吸引する。吸引された試料はチューブを通って、イオン選択性電極21と参照電極22とに流入する。
試料に含まれるナトリウムイオン、カリウムイオン、塩素イオンなどの各電解質に選択的に応答するイオン選択性電極21とこの電極の基準となる参照電極22とにより構成されるイオン選択性電極モジュールの各電極間の起電力を測定することにより、試料中の電解質の濃度を求める。このイオン選択性電極21及び参照電極22は、試料に含まれる生化学検査項目や免疫検査項目などの成分を分析する自動分析装置や電解質を専用に測定する装置に装着されて用いられる。
このイオン選択性電極21では、試料に含まれる特定のイオンに対して選択的に応答する感応物質を含む成分により構成される感応膜の電位を、内部電極を介して出力ピンに出力する。また、参照電極22では、試料に対して発生する一定な電位を、内部電極を介して出力ピンに出力する。そして、イオン選択性電極21及び参照電極22間の電位差である起電力を測定することにより、特定イオンの濃度を求めることができる。
また、ポンプ10の回転によりノズル11内が陰圧になり、ノズル11が校正液カップ13から校正液を所定量吸引する。また、吸引された校正液はチューブを通って、イオン選択性電極21と参照電極22とに流入する。ポンプ10の回転により校正液カップボトル15から校正液カップ13にチューブを通って校正液が送り出される。
また、ポンプ10の回転により、ボトル14から参照電極内部液が押し出され、チューブを通って参照電極22に流入し、ここで、試料又は校正液と合流する。
試料がイオン選択性電極21と参照電極22とに満ちると、ポンプ10の回転を一時停止する。電位計23は、イオン選択性電極21で発生した電位を測定し、デジタルデータとして制御部31に出力する。また、電位計23は、参照電極22で発生した電位を測定し、デジタルデータとして制御部31に出力する。この2つの電位のデータは制御部31内のメモリーに記憶される。制御部31は、試料の2つの電位のデータに基づき、試料中の成分の測定結果(試料の電解質濃度)を算出する。試料中の成分の測定結果は制御部31内のメモリーに記憶させる。また、制御部31は、操作部32の指示を受けて、試料の2つの電位のデータ、及び試料中の成分の測定結果を表示部33に表示させる。
一方で、校正液がイオン選択性電極21と参照電極22とに満ちると、ポンプ10の回転を一時停止する。電位計23は、イオン選択性電極21で発生した電位を測定し、デジタルデータとして制御部31に出力する。また、電位計23は、参照電極22で発生した電位を測定し、デジタルデータとして制御部31に出力する。この2つの電位のデータは制御部31内のメモリーに記憶される。制御部31は、校正液の電位の測定結果(校正液の2つの電位のデータ)を制御部31内のメモリーに記憶させる。また、制御部31は、操作部32の指示を受けて、校正液の2つの電位のデータを表示部33に表示させる。
制御部31は、校正液の電位の測定結果に基づき電極の電位不良であるか否かを判断し、電極の電位不良でない場合、試料中の成分の測定結果を出力する。ここで、電極の電位不良とは、イオン選択性電極21、参照電極22、参照電極内部液、ポンプ10、チューブその他の電位を測定するための構成を含むモジュールの不良をいう。
試料の電解質濃度の測定を終了した試料、校正液及び参照電極内部液は廃液ボトル16に排出される。
以上のようにして、自動分析装置を用いて、試料の成分の測定結果を出力する出力ステップを行う。
(動作)
次に、自動分析方法の各動作について、図2を参照にして説明する。図2は、自動分析方法の各動作を示すフロー図である。
先ず、電位自動補正を行う(ステップS101)。電位自動補正では、イオン選択性電極(ISE)の出力電位が、0付近となるように補正する。また、このとき、校正液洗浄を行う。
次に、制御部31の内部メモリーに記憶されている電位データをリセットする(ステップS102)。電位データのリセットでは、電位データを制御部31の内部メモリーから消去し、例えば、ROM(リードオンリーメモリー)、HDD(ハードディスクドライブ)などの記憶領域(図示省略)に記憶する。
この電位自動補正実施後15秒経過した場合(ステップS103;Y)、監視ステップ(ステップS104)に移行する。校正液の洗浄及び電位自動補正の完了直後は、一般的に電気変動があるため、15秒の時間経過を設けた。なお、監視ステップの詳細については後に説明する。
この監視ステップの後に試料の成分の測定結果を出力する出力ステップを行う(ステップS105)。ここで、出力ステップでは、校正液の電位データに基づき、試料の成分の測定結果を出力するステップをいう。出力ステップ後に、自動分析を終了しない場合(ステップS106;N)、監視ステップ(ステップS104)に戻る。
以上に説明したように、監視ステップ(ステップS104)は、校正液の洗浄(ステップS101)を終了してから出力ステップ(ステップS105)を開始するまでの間に設けられている。それにより、最初の出力ステップ(ステップS105)において、無駄な測定結果を出力するのを防止することが可能となる。
また、監視ステップ(ステップS104)は、出力ステップ(ステップS105)を終了してから次の出力ステップ(ステップS105)を開始するまでの間に設けられている。それにより、無駄な測定結果の出力が予測される次の出力ステップ(ステップS105)に移行するのを防止することが可能となる。
次に、監視ステップ等の各動作について、図3を参照にして説明する。図3は、監視ステップ等の各動作を示すフロー図である。
先ず、監視ステップを終了しない場合(ステップS201;N)、校正液の電位データを所定時間(4.5秒)毎に取得する(ステップS202)。制御部31は、4.5秒毎に電位計23から出力された校正液の電位データを受け、制御部31の内部メモリーに記憶させる(ステップS203)。
1個目に取得した校正液の電位データを変数y1の値としていない場合(y1=NULL)、その校正液の電位データを変数y1の値とする。変数y1に値が設定されており、かつ、2個目に取得した校正液の電位データを変数y2の値としていない場合(y1<>NULL、y2=NULL)、その校正液の電位データを変数y2の値とする。変数y1、y2に値が設定されており、かつ、3個目に取得した校正液の電位データを変数y3の値としていない場合(y1<>NULL、y2<>NULL、y3=NULL)、その校正液の電位データを変数y3の値とする。
また、4個目以降の校正液の電位データが取得された場合、変数y2の値を変数y3の値とし、変数y1の値を変数y2とし、4個目以降に取得した校正液の電位データを変数y3とする。
次に、校正液の電位データが許容範囲内にあるか否かを判断する(ステップS204)。許容範囲は、信頼性の高い測定結果を出力するための最低限の範囲(−198mV〜220mV)に定められている。測定結果の信頼性をより高めるため許容範囲を狭めても良い。また、操作部32の指定を受けて、許容範囲を変更するようにしても良い。
制御部31は、校正液の電位データが許容範囲を超えたと判断した場合(ステップS204;N)、制御部31は、電極の電位不良として、ブザー(図示省略)を鳴らすことによりエラー報知をし、(ステップS212)。それにより、信頼性の低い無駄な測定結果を出力する事態を減少させ、信頼性の高い測定結果を効率良く出力することが可能となる。なお、制御部31が電極の電位不良の情報を表示部33に表示させることによりエラー報知をしても良い。
制御部31は、エラー報知(ステップS212)の後、記憶されている校正液の電位データをリセットする(ステップS213)。制御部31は、校正液の電位データを制御部31の内部メモリーから消去し、新たな記憶領域(例えばROM、HDD)に記憶させることにより、校正液の電位データのリセットをする。
制御部31は、校正液の電位データが許容範囲内にあると判断した場合(ステップS204;Y)、制御部31が、変数y3に値が設定されているか否かの判断(ステップS205)に移る。
変数y3に値が設定されていない場合(y3=NULL)(ステップS205;N)、監視ステップの終了か否かの判断(ステップS201)に戻る。制御部31は、変数y3に値が設定されていると判断した場合(y3<>NULL)(ステップS205;Y)、制御部31は、校正液の電位データを取得した後から予め定められた時間(10分)経過後の予測電位を求める(算出ステップS206)。なお、予め定められた時間(10分)は、自動分析開始(スタート)から試料の成分の測定結果を最初に出力するまでの最短時間である。
算出ステップは、取得した校正液の電位データを含む、制御部31は、過去に記憶した3個の校正液の電位データに基づき、予め定められた時間と校正液の電位との関係を求め、求めた前記関係により、校正液の予測電位を算出する。
予め定められた時間xと校正液の電位yとの関係は、回帰式(y=a+bx)で表すことができる。ここで、aを切片とし、bを傾きとする。切片a、傾きbを求める式を以下に示す。
b=Σ(xi−xg)(yi−yg)/Σ(xi−xg)
a=yg−bxg
なお、xgは、x1、x2、x3、…の平均である。また、ygは、y1、y2、y3、…の平均である。
時間(x1、x2、x3、…)と校正液の電位(y1、y2、y3、…)から回帰式の切片a、傾きbを求める。切片a、傾きbを求めた回帰式に、予め定められた時間x(例えば、10分)を代入すると、校正液の電位yを算出することができる。算出した校正液の電位yが許容範囲の境界値(例えば、−198mV〜220mV)内にあるか否かを判断することが可能となる。
算出ステップの前に、例えば操作部32の指示を受けて、予め定められた時間を指定するようにしても良い。予め定められた時間を指定することにより、監視ステップの時間が異なる機種に対し同じソフトウェアにより対応させることが可能となる。
次に、校正液の予想電位が許容範囲内にあるか否かを判断する(ステップS207)。
校正液の予想電位が許容範囲を超えている場合(ステップS207;N)、電極の電位不良として、ブザーを鳴らすことによりエラー報知をする(ステップS214)。それにより、信頼性の低い無駄な測定結果を出力する事態をさらに減少させ、信頼性の高い測定結果を出力する効率を向上させことが可能となる。
エラー報知(ステップS214)の後、記憶されている校正液の電位データをリセットする(ステップS215)。校正液の電位データのリセットは、校正液の電位データを制御部31の内部メモリーから消去し、新たな記憶領域(例えばROM、HDD)に記憶させることによる。
校正液の予想電位が許容範囲内にあると判断した場合(ステップS207;Y)、変数y1を変数y2の値(電位データ)とし、変数y2を変数y3の値(電位データ)とし、変数y3の値をNULLとする(y1←y2、y2←y3、y3=NULL)(ステップS208)。
校正液の電位データを取得してから所定時間(4.5秒)を経過した場合(ステップS209;Y)、監視ステップの終了か否かの判断(ステップS201)に戻る。
監視ステップの終了である場合(ステップS201;Y)、記憶されている校正液の電位データをリセットする(ステップS210)。校正液の電位データのリセットは、校正液の電位データを制御部31の内部メモリーから消去し、新たな記憶領域(例えばROM、HDD)に記憶させることによる。その後、出力ステップ(ステップS211)に移行する。
以上の一実施形態に係る自動分析方法では、算出ステップにおいて、取得した校正液の電位データを記憶したとき、記憶した校正液の電位データを含み、過去に記憶した所定の複数個(例えば3個)の校正液の電位データに基づき、校正液の電位データを取得した後から予め定められた時間(例えば10分)を経過したときの校正液の予測電位を制御部31が算出した。
この発明は、以上の一実施形態に限らない。例えば、算出ステップにおいて、取得した校正液の電位データを記憶したとき、記憶した校正液の電位データを含み、過去に記憶した所定の複数個の校正液の電位データに基づき、前記校正液の電位データを取得した後から校正液の予測電位が前記許容範囲を超えるときまでの経過時間を制御部31が算出するようにしても良い。
切片a、傾きbを求めた回帰式に、校正液の電位yとして許容範囲の境界値(例えば、−198m又は220mV)を代入すると、経過時間xを算出することができる。制御部31が、その経過時間xを表示部33に表示させる。少なくとも経過時間xが試料中の成分の測定結果の出力を終了するまでの時間を超えたとき、試料中の成分の測定結果を出力する出力ステップに移行する。それにより、信頼性の低い無駄な測定結果を出力する事態をなくし、信頼性の高い測定結果を出力する効率をさらに向上させことが可能となる。
また、エラーを報知するステップ以前の記憶した校正液の電位データを表示するステップを設けても良い。例えば、エラーを報知するステップ以前の記憶した校正液の電位データを制御部31は内部メモリーから消去し、ROMやHDDなどの記憶領域に記憶させる。制御部31は、操作部32の指示を受けて、記憶領域に記憶させた校正液の電位データを表示部33に表示させる。記憶領域に記憶させた校正液の電位データは、エラーをチェックするときの有効な資料となる。
さらに、前記実施形態では、出力ステップとは、試料の成分の測定結果を出力するステップであった。それにより、監視ステップにおいて電極の電位不良があった場合、出力ステップに移行しないことにより、信頼性のない無駄な測定結果の出力を防止することが可能となった。これに限らず、出力ステップは、少なくとも試料の成分の測定結果を出力するステップを含み、試料の成分、及び校正液の電位を測定するステップを含ませても良い。それにより、信頼性のない測定結果の出力を招く無駄な測定をしないで済ますことが可能となる。
次に、この発明の実施例について図4〜図6を参照にして説明する。
先ず、実施例1について、図4を参照にして説明する。図4は、算出ステップにより求めた10分後の校正液の予測電位のデータ等を表した図である。
所定時間(4.5秒)毎に校正液の電位を取得した。時間と校正液の電位との関係は、時間が0.0秒、4.5秒、9.0秒、…のとき、校正液の電位が18.0mV、17.3mV、16.5mV、…であった。次に、取得した校正液の電位データを含む、過去の3つの電位データにより、回帰式の切片及び傾きを求めた。
時間9.0秒、13.5秒、18.0秒、…のときの各回帰式の切片は18.02mV、18.10mV、17.87mV、…であった。また、各回帰式の傾きは、−0.17、−0.18、−0.16、…であった。制御部31は、時間9.0秒、13.5秒、18.0秒、…のときの各回帰式に基づき、10分後の校正液の予測電位(−83.48mV)、(−90.97mV)、(−78.27mV)…をそれぞれ算出した。
そして、時間が382.5秒のときの回帰式から制御部31は、10分後の校正液の電位(−199.63mV)を算出した。制御部31は、校正液の電位(−199.63mV)が許容範囲(−198mV〜220mV)を超えたことにより、ブザーを鳴らすことによりエラー報知をした。
次に、実施例2について、図5を参照にして説明する。図5は、算出ステップにより求めた10分後の校正液の予測電位のデータ等を表した図である。
所定時間(4.5秒)毎に校正液の電位を取得した。時間が0.0秒、4.5秒、9.0秒、…のとき、校正液の電位が33.7mV、34.1mV、34.3mV、…であった。次に、取得した校正液の電位データを含む、過去の3つの電位データにより回帰式の切片及び傾きを求めた。制御部31は、時間9.0秒、13.5秒、18.0秒…のときの各回帰式に基づき、10分後の校正液の予測電位74.33mV、54.42mV、61.33mV…をそれぞれ算出した。
この実施例2では、所定時間毎の校正液の電位が許容範囲(−198〜220mV)内にあり、それにより、制御部31が、ブザー(図示省略)を鳴らすことがなく、エラー報知をしなかった。
次に、実施例3について、図6を参照にして説明する。図6は、算出ステップにより求めた経過時間のデータ等を表した図である。
所定時間(4.5秒)毎に校正液の電位を取得した。時間が0.0秒、4.5秒、9.0秒、…のとき、校正液の電位が120.6mV、120.1mV、120.6mV、…であった。次に、取得した校正液の電位データを含む、過去の3つの電位データにより回帰式の切片及び傾きを求めた。制御部31は、時間9.0秒、13.5秒、18.0秒…のときの各回帰式に基づき、10分後の校正液の予測電位120.43mV、187.77mV、181.52mV…を算出した。
この実施例3では、制御部31は、時間0.0秒から373.5秒まで、所定時間毎の校正液の電位が許容範囲(−198〜220mV)内にあることを判断し、ブザー(図示省略)を鳴らすことがなく、エラー報知をしなかった。
しかし、制御部31は、時間373.5秒のときの回帰式に、校正液の電位の許容範囲の限界値220mVを代入し、時間373.5秒のときからの経過時間を算出した。具体的には、制御部31は、校正液の電位の許容範囲を超えた220.23mVのときの経過時間(1597.5秒)を算出した。それにより、制御部31は、時間373.5秒のときに、表示部33に「20分24秒後に電極の電位不良となる」のエラー報知を表示させた。
この発明の一実施の形態に係る自動分析装置の各構成を概念的に示した構成図である。 自動分析方法の各動作を示すフロー図である。 監視ステップ等の各動作を示すフロー図である。 実施例1に係る算出ステップにより求めた10分後の校正液の電位データ等を表した図である。 実施例2に係る算出ステップにより求めた10分後の校正液の電位データ等を表した図である。 実施例3に係る算出ステップにより求めた経過時間のデータ等を表した図である。
符号の説明
10 ポンプ 11 ノズル 12 反応セル 13 校正液カップ
14 参照電極内部液ボトル 15 校正液ボトル 16 廃液ボトル
21 イオン選択性電極 22 参照電極 23 電位計
31 制御部 32 操作部 33 表示部

Claims (2)

  1. イオン選択性電極及び参照電極を用いることにより、試料中の成分、及び校正液の電位をそれぞれ測定し、前記校正液の電位の測定結果に基づき前記試料中の成分の測定結果を出力する自動分析方法において、
    前記校正液の電位を所定時間毎に取得する監視ステップと、
    前記取得した前記校正液の電位が予め定められた許容範囲を超えたとき、エラーを報知するステップと、
    少なくとも前記校正液の電位が前記許容範囲内にあるとき、前記試料中の成分の測定結果を出力する出力ステップと
    を有し、
    前記監視ステップは、イオン選択性電極の出力電位が0となるように補正し、かつ、前記校正液による洗浄を終了してから前記出力ステップを開始するまでの間であって、前記校正液の電位が前記許容範囲を超えたときは、それ以前の校正液の電位を表示部に表示させること、
    を特徴とする自動分析方法。
  2. イオン選択性電極及び参照電極を用いることにより、試料中の成分、及び校正液の電位
    をそれぞれ測定し、前記校正液の電位の測定結果に基づき前記試料中の成分の測定結果を
    出力する自動分析装置において、
    イオン選択性電極の出力電位が0となるように補正し、かつ、前記校正液による洗浄を終了してから前記出力ステップを開始するまでの間に、前記校正液の電位を所定時間毎に取得する電位計と、
    前記取得された前記校正液の電位が予め定められた許容範囲を超えたとき、エラーを報
    知部に出力するとともに、それ以前の校正液の電位を表示部に表示させ、少なくとも前記校正液の電位が前記許容範囲内にあるとき、前記試料中の成分の測定結果を報知部に出力する制御部と、
    を有することを特徴とする自動分析装置。
JP2008227766A 2008-09-05 2008-09-05 自動分析方法及び自動分析装置 Active JP5380020B2 (ja)

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