JP5941692B2 - Automatic analyzer - Google Patents
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Description
本発明は試薬や検体等の溶液を所定量吸引し、その後反応容器に所定量吐出する分注機構を備えた自動分析装置に関する。 The present invention relates to an automatic analyzer including a dispensing mechanism that sucks a predetermined amount of a solution such as a reagent or a specimen and then discharges the predetermined amount to a reaction container.
血液や尿などの検体中に含まれる特定成分や成分量を自動で分析する自動分析装置が知られている。このような自動分析装置では、検体や試薬などの溶液を所定量吸引して反応容器に吐出する分注機構が備えられている。一般的な分注機構は主に、溶液中に浸漬して所定量の溶液を採取するノズルと、ノズル内に試料を吸引させ、また、吐出させるシリンジと、ノズルとシリンジをつなぐ流路と、シリンジに所定の駆動動作を行わせるシリンジ駆動手段と、から構成されている。 There is known an automatic analyzer that automatically analyzes a specific component or component amount contained in a specimen such as blood or urine. Such an automatic analyzer is provided with a dispensing mechanism that sucks a predetermined amount of a solution such as a specimen or a reagent and discharges the solution to a reaction container. A general dispensing mechanism mainly includes a nozzle that is immersed in a solution to collect a predetermined amount of solution, a syringe that sucks and discharges a sample in the nozzle, a flow path that connects the nozzle and the syringe, Syringe driving means for causing the syringe to perform a predetermined driving operation.
自動分析装置による分析プロセスでは、分注機構により測定対象物質ごとにあらかじめ定められた所定の量の検体を吸引した後、反応容器に順次分注し、所定量の試薬と混合させてから、反応容器内の反応溶液に含まれる特定成分を吸光法、発光法等の検出手段により測定する。従い、試薬や検体等の溶液が所定の量の通りに正しく分注されていないと、分析結果が正しく得られなくなる可能性がある。このため、自動分析装置においては、検体および試薬等の溶液を所定の量だけ正しく分注することが重要である。 In an analysis process using an automatic analyzer, a predetermined amount of specimen that has been determined in advance for each substance to be measured is aspirated by a dispensing mechanism, and then dispensed sequentially into a reaction container, mixed with a predetermined amount of reagent, and then reacted. A specific component contained in the reaction solution in the container is measured by a detection means such as an absorption method or a luminescence method. Accordingly, there is a possibility that the analysis result cannot be obtained correctly unless the solution of the reagent or the sample is correctly dispensed according to a predetermined amount. Therefore, in an automatic analyzer, it is important to correctly dispense a predetermined amount of a solution such as a specimen and a reagent.
近年では自動分析装置で取り扱う試薬・検体等の溶液の量の微量化が進行しており、現在では数μＬレベルの分注が要求されることもある。分注量の微量化に伴い、正しい分注量を得ることは難しくなる。 In recent years, the amount of reagents, specimens, and other solutions handled by automatic analyzers has been miniaturized, and at present, dispensing of several μL level is sometimes required. Acquiring the correct amount of dispensing becomes difficult as the amount of dispensing decreases.
所定量の溶液を正確に分注するための方法として、液面の位置を検知して、液面から所定の深さだけノズルを溶液内に突っ込ませ、溶液の吸引を行う方式がある。この方式では確実に液面より下から溶液の吸引を開始するため、空気の吸引等による空吸いによる吸引量のばらつきを防ぐことができる。この機能を実現するため、自動分析装置の分注機構には、ノズルが液面に接したことを検知する液面検知機構が備えられていることが一般的である。 As a method for accurately dispensing a predetermined amount of solution, there is a method in which the position of the liquid surface is detected, a nozzle is thrust into the solution by a predetermined depth from the liquid surface, and the solution is sucked. In this method, since the suction of the solution is surely started from below the liquid level, it is possible to prevent variations in the suction amount due to the empty suction due to air suction or the like. In order to realize this function, the dispensing mechanism of the automatic analyzer is generally provided with a liquid level detection mechanism that detects that the nozzle is in contact with the liquid level.
しかしこの場合、溶液の表面に泡が存在すると、この泡の表面を液面と誤って検知してしまうことがある。そうすると、真の液面でない位置から溶液の吸引を開始してしまうため、空吸いが生じて分注量がばらつき、分析結果に影響する可能性がある。
このような溶液の吸引量不足を引き起こす泡の誤検知を回避するための方式として、特許文献１，２に記載された発明がある。
However, in this case, if bubbles exist on the surface of the solution, the surface of the bubbles may be mistakenly detected as the liquid level. In this case, since the suction of the solution is started from a position that is not the true liquid level, there is a possibility that empty suction occurs and the dispensing amount varies, thereby affecting the analysis result.
As a method for avoiding such erroneous detection of bubbles that causes a shortage of the suction amount of the solution, there are inventions described in Patent Documents 1 and 2.
特許文献１には、静電容量式の液面検知により、液体に接触するときに出力される接触信号を検出した後、その液体から離れるときに出力される離脱信号までの時間により泡接触による液面誤検知を判別することで、泡があっても誤検知により分注動作を中断させることなく、分析を続行できる技術が提案されている。 In Patent Literature 1, after detecting a contact signal that is output when contacting a liquid by capacitance type liquid level detection, it is based on bubble contact depending on the time until a separation signal that is output when leaving the liquid. A technique has been proposed in which analysis can be continued without discriminating a dispensing operation due to erroneous detection even if bubbles are detected by determining liquid level erroneous detection.
特許文献２では、ＣＣＤカメラにより溶液表面の画像を解析し、泡を含む異物位置を特定し、異物がない場所に吸引位置を移動させることで、異物があった場合にこれを回避して吸引を続行することで、泡があっても分注動作を中断させることなく、分析を続行できる技術が提案されている。 In Patent Document 2, an image of the solution surface is analyzed by a CCD camera, the position of a foreign substance including bubbles is specified, and the suction position is moved to a place where there is no foreign substance, thereby avoiding the suction when there is a foreign substance. By continuing the above, there has been proposed a technique capable of continuing the analysis without interrupting the dispensing operation even if bubbles are present.
特許文献１では、導電性を有するノズル先端の接触端部が液面に接触し、接触信号が発信された後に実行されるノズル停止動作中に、接触端分が液面でない部分に侵入することで、離脱信号が検出されるか否かにより、再下降の判別を行う方式である。従い、溶液の吸引領域に泡が存在した場合、泡の表面に接触端部が接触し、その後泡が消失するか、あるいは、泡の内部の空気層に接触端部が侵入することで離脱信号が発信される。 In Patent Document 1, the contact end portion of the nozzle tip having conductivity contacts the liquid surface, and the contact end portion enters the portion that is not the liquid surface during the nozzle stop operation performed after the contact signal is transmitted. In this method, the lowering is determined again depending on whether or not a separation signal is detected. Therefore, if bubbles exist in the suction area of the solution, the contact end comes into contact with the surface of the foam, and then the foam disappears, or the contact end enters the air layer inside the foam and the separation signal Is sent.
一方、泡表面から真の液面までの距離が、導電性を有するノズル先端の接触端部の大きさよりも小さいような泡で、ノズル侵入中に泡が消失しない場合、ノズルは離脱信号を発信する前に真の液面に達してしまい、その結果、正確な液面からの突っ込み深さで溶液を吸引することが不可能となる可能性がある。泡の判別精度を上げるには、ノズル先端の導電性を有する接触端部が十分に小さいノズルが必要となる。チップ全体が導電性を有するディスポーサブルチップを利用したノズルには適用できず、分注性能確保の支障となる可能性がある。 On the other hand, if the distance from the bubble surface to the true liquid surface is smaller than the size of the contact end of the conductive nozzle tip, and the bubble does not disappear during nozzle penetration, the nozzle will send out a separation signal. The true liquid level may be reached before the solution is drawn, and as a result, it may not be possible to aspirate the solution with an accurate penetration depth from the liquid level. In order to increase the accuracy of bubble discrimination, a nozzle having a sufficiently small contact end having conductivity at the nozzle tip is required. The entire chip cannot be applied to a nozzle using a disposable chip having conductivity, which may hinder dispensing performance.
また、特許文献２には、本来の溶液吸引位置に泡が存在することを検知した場合、泡が存在せず吸引可能と判断された位置へ吸引位置を移動させることで、吸引の継続が可能であるが、溶液表面が泡で埋め尽くされ、吸引可能な位置がないと判断された場合には吸引を断念しなければならない。 Further, in Patent Document 2, when it is detected that bubbles are present at the original solution suction position, it is possible to continue suction by moving the suction position to a position where it is determined that there is no bubble and suction is possible. However, if it is determined that the solution surface is filled with bubbles and there is no position where suction is possible, suction must be abandoned.
以上に鑑みて本発明は、従前手段に生じるこれらの問題を解決するためになされたものであり、溶液の液面の吸引位置に泡を検知した場合に、泡の大きさや、泡の液面占有率にかかわらず、一定の突っ込み深さで溶液の吸引を続行させ、再検査によるスループット低下を回避することを目的として考案された。 In view of the above, the present invention has been made in order to solve these problems that occur in conventional means, and when bubbles are detected at the suction position of the liquid level of the solution, the size of the bubble and the liquid level of the bubble It was devised for the purpose of continuing the suction of the solution at a constant penetration depth regardless of the occupation ratio and avoiding a decrease in throughput due to retesting.
上記に鑑み、本発明の特徴は以下の通りである。すなわち、液体を吸引する吸引手段と、前記吸引手段を液体に対して下降させる駆動手段と、を備えた自動分析装置であって、前記液体の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で得られた画像に基づき、前記吸引手段による吸引位置における泡の有無を判定する判定手段と、前記判定手段によって泡の存在を検知した場合には、泡の下にある真の液面から液体を吸引するよう駆動手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。 In view of the above, the features of the present invention are as follows. That is, an automatic analyzer comprising a suction means for sucking a liquid and a drive means for lowering the suction means with respect to the liquid, the image pickup means for picking up an image of the liquid, and the image pickup means. Based on the obtained image, when the presence of bubbles is detected by the determination means for determining the presence or absence of bubbles at the suction position by the suction means, the liquid is sucked from the true liquid surface under the bubbles. And a control means for controlling the drive means.
本発明によれば、溶液面の吸引位置に泡がある場合であっても、泡の下部にある真の液面から溶液の吸引を実施することできるため、空吸いのない正確な分注が可能となる。さらに、泡の有無や大きさに関らず、溶液内へのノズル突っ込み量を一定にすることができ、分析の正確性を確保することが可能となる。これにより、微量分注の場合であっても、分注量のばらつきに基づく再検査数を低減させ、分析の信頼性を確保しつつシステムのスループット低下を回避することができる。 According to the present invention, even when there is a bubble at the suction position on the solution surface, the solution can be sucked from the true liquid surface at the bottom of the bubble, so accurate dispensing without empty suction is possible. It becomes possible. Furthermore, regardless of the presence or size of bubbles, the amount of nozzle penetration into the solution can be made constant, and the accuracy of analysis can be ensured. Thereby, even in the case of a small amount of dispensing, it is possible to reduce the number of re-examination based on the variation in the dispensing amount, and to avoid a reduction in system throughput while ensuring the reliability of analysis.
以下、本発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described below.
はじめに、図１を用いて本実施形態による分析装置の全体構成を説明する。分析装置１００の、搬送ラック１０１には、サンプルを保持するサンプル容器１０２が架設されており、ラック搬送ライン１１７によって、サンプル分注ノズル１０３の近傍のサンプル分注位置まで移動させる。インキュベータディスク１０４には、複数の反応容器１０５が設置可能であり、円周方向に設置された反応容器１０５をそれぞれ所定位置まで移動させるための回転運動が可能である。サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向に移動可能であり、サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７、反応容器攪拌機構１０８、サンプル分注チップ及び反応容器廃棄孔１０９、サンプル分注チップ装着位置１１０、インキュベータディスク１０４の所定箇所、の範囲を移動し、サンプル分注チップおよび反応容器の搬送を行う。 First, the overall configuration of the analyzer according to the present embodiment will be described with reference to FIG. A sample container 102 for holding a sample is installed on the transport rack 101 of the analyzer 100, and is moved to a sample dispensing position near the sample dispensing nozzle 103 by a rack transport line 117. A plurality of reaction vessels 105 can be installed on the incubator disk 104, and a rotational motion for moving each of the reaction vessels 105 installed in the circumferential direction to a predetermined position is possible. The sample dispensing tip and reaction container transport mechanism 106 can move in three directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis, and the sample dispensing chip and reaction container holding member 107, the reaction container stirring mechanism 108, and the sample dispensing chip. In addition, the range of the reaction container disposal hole 109, the sample dispensing tip mounting position 110, and a predetermined portion of the incubator disk 104 is moved to carry the sample dispensing tip and the reaction container.
サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７には、未使用の反応容器とサンプル分注チップが複数設置されている。サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６は、サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７の上方に移動し、下降して未使用の反応容器を把持した後上昇し、さらに、インキュベータディスク１０４の所定位置上方に移動し、下降して反応容器を設置する。 The sample dispensing tip and reaction vessel holding member 107 is provided with a plurality of unused reaction vessels and sample dispensing tips. The sample dispensing tip / reaction container transport mechanism 106 moves above the sample dispensing tip / reaction container holding member 107, descends, lifts after gripping an unused reaction container, and further moves to a predetermined position of the incubator disk 104. Move upward and move down to install the reaction vessel.
次いで、サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６は、サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７の上方に移動し、下降して未使用のサンプル分注チップを把持した後、上昇し、サンプル分注チップ装着位置１１０の上方に移動し、下降してサンプル分注チップを設置する。サンプル分注ノズル１０３は、回動及び上下動可能であり、サンプル分注チップ装着位置１１０の上方に回動移動した後、下降して、サンプル分注ノズル１０３の先端にサンプル分注チップを圧入して装着する。サンプル分注チップを装着したサンプル分注ノズル１０３は、搬送ラック１０１に載置されたサンプル容器１０２の上方に移動した後、下降して、サンプル容器１０２に保持されたサンプルを所定量吸引する。サンプルを吸引したサンプル分注ノズル１０３は、インキュベータディスク１０４の上方に移動した後、下降して、インキュベータディスク１０４に保持された未使用の反応容器１０５に、サンプルを吐出する。サンプル吐出が終了すると、サンプル分注ノズル１０３は、サンプル分注チップ及び反応容器廃棄孔１０９の上方に移動し、使用済みのサンプル分注チップを廃棄孔から廃棄する。 Next, the sample dispensing tip and reaction vessel transport mechanism 106 moves above the sample dispensing tip and reaction vessel holding member 107, descends and holds an unused sample dispensing tip, and then moves up to sample sample. It moves above the tip placement position 110 and descends to install the sample dispensing tip. The sample dispensing nozzle 103 can be rotated and moved up and down, and after rotating and moving above the sample dispensing tip mounting position 110, the sample dispensing nozzle 103 is lowered and press-fitted into the tip of the sample dispensing nozzle 103. And put on. The sample dispensing nozzle 103 equipped with the sample dispensing tip moves upward above the sample container 102 placed on the transport rack 101 and then descends to suck a predetermined amount of the sample held in the sample container 102. The sample dispensing nozzle 103 that has sucked the sample moves upward above the incubator disk 104 and then descends to discharge the sample into an unused reaction vessel 105 held on the incubator disk 104. When the sample discharge is completed, the sample dispensing nozzle 103 moves above the sample dispensing tip and the reaction container discarding hole 109 and discards the used sample dispensing tip from the disposal hole.
試薬ディスク１１１には、複数の試薬容器１１８が設置されている。試薬ディスク１１１の上部には試薬ディスクカバー１１２が設けられ、試薬ディスク１１１内部は所定の温度に保温される。試薬ディスクカバー１１２の一部には、試薬ディスクカバー開口部１１３が設けられている。試薬分注ノズル１１４は回転と上下移動が可能であり、試薬ディスクカバー１１２の開口部１１３の上方に回転移動した後に下降し、試薬分注ノズル１１４の先端を所定の試薬容器内の試薬に浸漬して、所定量の試薬を吸引する。次いで、試薬分注ノズル１１４は上昇した後に、インキュベータディスク１０４の所定位置の上方に回転移動して、反応容器１０５に試薬を吐出する。 A plurality of reagent containers 118 are installed on the reagent disk 111. A reagent disk cover 112 is provided above the reagent disk 111, and the inside of the reagent disk 111 is kept at a predetermined temperature. A reagent disk cover opening 113 is provided in a part of the reagent disk cover 112. The reagent dispensing nozzle 114 can be rotated and moved up and down. The reagent dispensing nozzle 114 descends after rotating above the opening 113 of the reagent disk cover 112 and immerses the tip of the reagent dispensing nozzle 114 in the reagent in a predetermined reagent container. Then, a predetermined amount of reagent is aspirated. Next, after the reagent dispensing nozzle 114 is raised, the reagent dispensing nozzle 114 rotates and moves above a predetermined position of the incubator disk 104 to discharge the reagent into the reaction vessel 105.
サンプルと試薬の吐出された反応容器１０５は、インキュベータディスク１０４の回転によって所定位置に移動し、サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６によって、反応容器攪拌機構１０８へと搬送される。 The reaction container 105 from which the sample and reagent have been discharged moves to a predetermined position by the rotation of the incubator disk 104 and is conveyed to the reaction container agitating mechanism 108 by the sample dispensing tip and the reaction container conveying mechanism 106.
反応容器攪拌機構１０８は、反応容器に対して回転運動を加えることで反応容器内のサンプルと試薬を攪拌し、混和する。攪拌の終了した反応容器は、サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６によって、インキュベータディスク１０４の所定位置に戻される。 The reaction vessel stirring mechanism 108 agitates and mixes the sample and the reagent in the reaction vessel by applying a rotational motion to the reaction vessel. The stirred reaction container is returned to a predetermined position of the incubator disk 104 by the sample dispensing tip and the reaction container transport mechanism 106.
反応液吸引ノズル１１５は回転と上下移動が可能であり、サンプルと試薬の分注し、攪拌が終了し、インキュベータディスク１０４で所定の反応時間が経過した反応容器１０５の上方に移動し、下降し、反応容器１０５内の反応液を吸引する。反応液吸引ノズル１１５で吸引された反応液は、検出部ユニット１１６で分析される。反応液の吸引された反応容器１０５は、インキュベータディスク１０４の回転によって所定位置に移動し、サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６によって、インキュベータディスク１０４からサンプル分注チップ及び反応容器廃棄孔１０９の上方に移動し、廃棄孔から廃棄する。
次に本発明の主要部分について検体を分注する分注機構を模式的に表した図２を引用して説明する。検体分注機構は軸２０１に取り付けられたアーム２０２の先端にノズル２０３が設置されている。アームは軸を中心に回転し、ノズル回転円周２０４上に設けられた、チップ装着位置２０５、サンプルラック２０６上の検体吸引位置２０７、インキュベータ２０８上の検体吐出位置２０９、チップ廃棄場所２１０の各点を通過する。なお、本実施例ではアームは軸２０１を中心として回転運動することによって、種々の機構の間を移動しているが、他の方式であっても良い。例えば、分注機構がＸＹＺ駆動機構上に取り付けられており、ＸＹ軸に沿って所望の位置まで移動した後に、Ｚ軸に沿って上下動するように構成しても良い。
The reaction solution suction nozzle 115 can rotate and move up and down, dispenses the sample and the reagent, completes the stirring, moves to a position above the reaction vessel 105 where a predetermined reaction time has passed by the incubator disc 104, and descends. Then, the reaction solution in the reaction vessel 105 is sucked. The reaction liquid sucked by the reaction liquid suction nozzle 115 is analyzed by the detection unit 116. The reaction container 105 with the reaction solution sucked is moved to a predetermined position by the rotation of the incubator disk 104, and the sample dispensing tip and the reaction container discard hole 109 are moved from the incubator disk 104 by the sample dispensing chip and reaction container transport mechanism 106. Move upward and discard from the waste hole.
Next, a main part of the present invention will be described with reference to FIG. 2 schematically showing a dispensing mechanism for dispensing a specimen. In the sample dispensing mechanism, a nozzle 203 is installed at the tip of an arm 202 attached to a shaft 201. The arm rotates about an axis, and each of a tip mounting position 205, a specimen suction position 207 on the sample rack 206, a specimen discharge position 209 on the incubator 208, and a tip disposal place 210 provided on the nozzle rotation circumference 204 is provided. Pass the point. In this embodiment, the arm moves between various mechanisms by rotating around the shaft 201, but other methods may be used. For example, the dispensing mechanism may be mounted on an XYZ drive mechanism, and may be configured to move up and down along the Z axis after moving to a desired position along the XY axis.
次に、本発明を適用した分注プロセスを、図３を用いて説明する。 Next, a dispensing process to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
アーム３０１は液面検知機構３０２を搭載し、検体３０３吸引時の液面３０４の接触を検出することができる。ただし、このとき検知する液面には泡表面の液面も含められる。液面検知機構３０２は既存の方法であれば手段を問わないが、例えばノズルと溶液が接する箇所に導電性を有する部材を使用し、溶液とノズルが接触することで変化する静電容量値を検知して、ノズル先端と液面との接触を検知し、その時のノズル位置から液面高さを知る方式であってもよい。また、ノズルを溶液に対して下降させつつ、吸引動作と吐出動作を繰り返し、ノズル先端と液面が接触した位置におけるノズル内圧の変動に基づいて検知してもよい。 The arm 301 is equipped with a liquid level detection mechanism 302 and can detect the contact of the liquid level 304 when the sample 303 is aspirated. However, the liquid level detected at this time includes the liquid level of the foam surface. The liquid level detection mechanism 302 may be any means as long as it is an existing method. For example, a conductive member is used at a position where the nozzle and the solution are in contact, and the capacitance value that changes when the solution and the nozzle are in contact with each other is determined. It is possible to detect the contact between the tip of the nozzle and the liquid level and know the height of the liquid level from the nozzle position at that time. Alternatively, the suction operation and the discharge operation may be repeated while the nozzle is lowered with respect to the solution, and the detection may be performed based on the fluctuation of the nozzle internal pressure at the position where the nozzle tip contacts the liquid surface.
この液面検知機構３０２により液面位置を検知した後、吸引する検体の液面高さに応じてアームを上下方向３０５に駆動して、ノズル３０６先端３０７の高さが液面より所定量だけ下になるような状態で吸引動作を行うことが可能である。 After the liquid level position is detected by the liquid level detection mechanism 302, the arm is driven in the vertical direction 305 in accordance with the liquid level height of the sample to be sucked, and the height of the tip 307 of the nozzle 306 is a predetermined amount from the liquid level. It is possible to perform the suction operation in such a state that it is down.
検体３０３を吸引するときには、検体３０３内に突っ込むノズル３０６先端３０７領域が分析ごとに異なると、ノズル３０６の外壁に付着した状態で反応容器内に持ち込まれる検体３０３の量がばらつき、検体３０３の分注量が正しく得られなくなる可能性がある。このため、液面検知により検体液面３０４の位置を検知して、検体液面３０４から所定の突っ込み量だけノズル３０６を突っ込むこととし、この突っ込み量を通常は一定とすることで、反応容器内への持ち込み量がばらつくことを回避している。 When aspirating the sample 303, if the region of the tip 307 of the nozzle 306 thrusting into the sample 303 is different for each analysis, the amount of the sample 303 brought into the reaction container in a state of adhering to the outer wall of the nozzle 306 varies. There is a possibility that the dosage cannot be obtained correctly. For this reason, the position of the specimen liquid surface 304 is detected by liquid level detection, and the nozzle 306 is thrust from the specimen liquid surface 304 by a predetermined thrust amount. The variation in the amount brought into the premises is avoided.
しかし、検体液面３０４に泡が存在すると、この泡の表面を液面と誤検知することがある。この場合、液面検知後に所定の突っ込み量だけ下降しても、ノズル３０６先端３０７が泡の内部の空気中に停止してしまう。この状態で吸引を行うと、検体３０３の空吸引が発生し、正確な量の分注が実現できない。本発明では後述する方法により、泡の高さ情報を得て、泡の高さ情報をもとに突っ込み深さを変更することで、前記の検体空吸引を回避する。 However, if bubbles exist on the sample liquid surface 304, the surface of the bubbles may be erroneously detected as a liquid surface. In this case, the tip 307 of the nozzle 306 stops in the air inside the foam even if it falls by a predetermined amount after the liquid level is detected. If aspiration is performed in this state, the sample 303 is aspirated and an accurate amount cannot be dispensed. In the present invention, the above-described sample empty suction is avoided by obtaining the bubble height information by the method described later and changing the penetration depth based on the bubble height information.
本実施例において、撮影手段３０８は、検体吸引位置のアーム３０１の上方に設置される。撮影手段３０８は、検体容器３０９が検体吸引位置に運ばれてからアーム３０１が検体吸引位置に移動するまでの間に、検体の液面の画像情報を撮影し、連結している画像処理手段３１０に画像情報を送信する。 In the present embodiment, the imaging unit 308 is installed above the arm 301 at the specimen aspirating position. The imaging unit 308 captures image information on the liquid level of the sample between the time when the sample container 309 is moved to the sample aspiration position and the time when the arm 301 moves to the sample aspiration position. Send image information to.
次に、画像処理から分注に至るプロセスについて、図４を用いて説明する。 Next, a process from image processing to dispensing will be described with reference to FIG.
画像処理手段は送信された検体容器４０１内の画像を処理し、プローブ軌道４０２上の吸引位置４０３における異物４０４の存在の有無を判定する。このときの判定では、異物の有無を判断する範囲を、検体吸引位置であって、ノズルに装着されたチップ先端の内径４０５内であるとし、この範囲内に画像処理で抽出された異物４０４が含まれるかどうかを基準とする。 The image processing means processes the transmitted image in the sample container 401 and determines whether or not the foreign substance 404 exists at the suction position 403 on the probe trajectory 402. In this determination, it is assumed that the range for determining the presence or absence of foreign matter is the specimen suction position and within the inner diameter 405 of the tip of the tip attached to the nozzle, and the foreign matter 404 extracted by image processing is within this range. It is based on whether it is included.
異物が存在しないと判断された場合は、アームが吸引位置へ回転し、通常の上下動作により吸引動作を行う。 When it is determined that there is no foreign object, the arm rotates to the suction position and performs a suction operation by a normal vertical movement.
一方、異物４０４が存在すると判断された場合は、画像処理手段により、異物４０４の形状の判定を行う。形状成分の抽出を行った結果、形状が泡の特徴的な形状であると判断された場合、異物４０４を泡と判断してプローブ下降動作を通常の動作と変更するよう制御する。泡の特徴的な形状としては、例えば画像処理手段で円形などの異物形状が認識できた場合である。 On the other hand, when it is determined that the foreign object 404 exists, the shape of the foreign object 404 is determined by the image processing means. As a result of extracting the shape component, when it is determined that the shape is a characteristic shape of the bubble, the foreign substance 404 is determined to be a bubble, and the probe lowering operation is controlled to be changed to a normal operation. The characteristic shape of the bubbles is, for example, a case where a foreign object shape such as a circle can be recognized by the image processing means.
円形状の泡画像が認識された場合は、抽出した円成分の直径４０６および円の中心と吸引位置の距離４０７を撮影手段から得られた画像より測定し、吸引位置４０３における泡の表面４０８から真の液面までの距離４０９を算出する。一例として、円成分の直径をＲ、円の中心と吸引位置との距離をｒとすると、泡の表面から真の液面までの距離ｘは以下のように算出される。
ｘ＝√（Ｒ2−ｒ2）
When a circular bubble image is recognized, the diameter 406 of the extracted circle component and the distance 407 between the center of the circle and the suction position are measured from the image obtained from the imaging means, and the bubble surface 408 at the suction position 403 is measured. The distance 409 to the true liquid level is calculated. As an example, if the diameter of the circle component is R, and the distance between the center of the circle and the suction position is r, the distance x from the surface of the bubble to the true liquid level is calculated as follows.
x = √ (R 2 −r 2 )
なお、泡の形状は円形状に限るものではなく、既存の式によって吸引位置における泡の表面から真の液面までの位置を求めることができるものであれば、その他の形状に近似して算出しても良い。また、独自に式を構築して泡の表面から真の液面までの位置を算出するようにしても良い。 Note that the shape of the bubble is not limited to a circular shape, and can be calculated by approximating other shapes as long as the position from the surface of the bubble to the true liquid level at the suction position can be obtained by an existing formula. You may do it. Alternatively, the position from the surface of the bubble to the true liquid level may be calculated by constructing an expression independently.
算出した距離ｘに基づいてアームの追加下降量を決定し、アームの駆動量として追加的に設定する。この場合には、プローブが検出した第一の液面高さは泡の表面であるので、第一の液面高さから距離ｘだけプローブをさらに下降させ、その後に検知した第二の液面高さが真の液面高さであると判断する。このようにプローブの下降動作を制御することによって、泡表面の下方にある正しい液面から吸引動作を行うことが可能となる。 The additional lowering amount of the arm is determined based on the calculated distance x, and is additionally set as the driving amount of the arm. In this case, since the first liquid level height detected by the probe is the surface of the bubble, the probe is further lowered by the distance x from the first liquid level height, and the second liquid level detected thereafter Judge that the height is the true liquid level. By controlling the lowering operation of the probe in this way, it is possible to perform the suction operation from the correct liquid surface below the bubble surface.
次に本発明を適用した場合の、検体吸引時の動作について、図５を引用して説明する。 Next, the operation during sample aspiration when the present invention is applied will be described with reference to FIG.
まず、検体吸引位置における検体液面の画像処理を行い、デフォルトの吸引位置において液面に異物が存在するか判断する。異物がなく吸引可能であると判断された場合は、通常の下降動作にて下降し、液面を検出したらその液面位置から所定の量下降したのち、検体の吸引を行う。 First, image processing of the sample liquid surface at the sample aspiration position is performed, and it is determined whether there is a foreign substance on the liquid surface at the default aspiration position. If it is determined that there is no foreign matter and suction is possible, the sample is lowered by a normal lowering operation. When the liquid level is detected, the sample is aspirated after the liquid level is lowered by a predetermined amount.
一方、デフォルトの吸引位置において検体液面に異物が存在していると判断された場合には、検出された異物の形状成分を抽出する。形状が泡に特有の形状、例えば円もしくは円に近い形状である場合には、検知された異物は泡と判断する。この場合、得られた画像情報から、デフォルト吸引位置における泡の表面から真の液面までの距離ｘを算出し、アームの上下駆動パターンを変更したうえで下降して、真の液面の下から所定量の検体を吸引する。 On the other hand, when it is determined that a foreign substance exists on the sample liquid surface at the default suction position, the shape component of the detected foreign substance is extracted. When the shape is a shape peculiar to bubbles, for example, a circle or a shape close to a circle, the detected foreign matter is determined as a bubble. In this case, from the obtained image information, the distance x from the surface of the bubble to the true liquid level at the default suction position is calculated, and after descending after changing the vertical drive pattern of the arm, below the true liquid level A predetermined amount of specimen is aspirated.
異物の形状成分が泡に特有の形状でない場合は、泡以外の異物と判断し、吸引を断念する。この場合、検体容器を所定の位置に排出する、あるいは、オペレータに異物が存在することを通知するアラームを発しても良い。 If the shape component of the foreign material is not a shape specific to the foam, it is determined as a foreign material other than the foam, and the suction is abandoned. In this case, the sample container may be discharged to a predetermined position, or an alarm may be issued to notify the operator that there is a foreign object.
なお、本実施例では検体の吸引を例として説明したが、精度管理試料やキャリブレータ、試薬の吸引時にも同様に、液面の泡立ちによる吸引量のばらつきが分析結果の信頼性に影響を与える可能性がある。従って、同様に上方から容器の開口部における泡や異物の検知を行い、泡が存在する場合には、吸引プローブの下降量を変更することによって、正しい液面位置から正確な量の精度管理試料、キャリブレータ、試薬を吸引しても良い。 In this example, sample aspiration has been described as an example. Similarly, when a quality control sample, calibrator, or reagent is aspirated, variation in the amount of aspiration caused by bubbling of the liquid level can affect the reliability of analysis results. There is sex. Accordingly, bubbles and foreign substances are similarly detected from above at the opening of the container, and when bubbles are present, the amount of the precision control sample is accurately measured from the correct liquid surface position by changing the descending amount of the suction probe. A calibrator and a reagent may be aspirated.
また本実施例では吸引対象の溶液の上方に撮像手段を設けて、液面の画像を取得し、異物の有無および異物の種類や異物の大きさといった情報を得る方式であったが、例えば、撮像手段を吸引対象の溶液を収容した容器の下方に設け、下方から画像を得るようにしても良い。この場合の容器、及びホルダー等の容器を保持する手段は透明であることが望ましい。下方に撮像手段を設けることによって、プローブの動作を邪魔しないため、撮像手段を設置することが容易である。 Further, in this embodiment, an imaging means is provided above the solution to be sucked to acquire an image of the liquid level and obtain information such as the presence or absence of foreign matter, the type of foreign matter, and the size of the foreign matter. An imaging means may be provided below the container containing the solution to be aspirated to obtain an image from below. In this case, the container and the means for holding the container such as a holder are preferably transparent. By providing the imaging means below, the operation of the probe is not disturbed, so it is easy to install the imaging means.
また、液面検知機能と高さ調節機能を有する溶液分注用ノズルであれば、分注形態は限定するものではない。例えば、使い捨て可能なチップを装着して分注するノズルであっても良い。この場合は、例えばチップは導電性を有するなどして、液面検知が可能な方式であればよい。もちろん、溶液を直接吸引・吐出するノズル等を用いても良い。 Further, the dispensing mode is not limited as long as it is a solution dispensing nozzle having a liquid level detection function and a height adjustment function. For example, it may be a nozzle for dispensing with a disposable tip. In this case, for example, the chip may have a conductivity so long as it can detect the liquid level. Of course, a nozzle that directly sucks and discharges the solution may be used.
１００ 分析装置
１０１ 搬送ラック
１０２ サンプル容器
１０３ サンプル分注ノズル
１０４ インキュベータディスク
１０５ 反応容器
１１０ サンプル分注チップ装着位置
１１１ 試薬ディスク
１１２ 試薬ディスクカバー
１１４ 試薬分注ノズル
２０２ アーム
２０３ ノズル
２０７ 検体吸引位置
２０９ 検体吐出位置
４０１ 検体容器
４０２ プローブ軌道
４０３ 吸引位置
４０４ 異物
４０８ 泡の表面
４０９ 真の液面までの距離
100 analyzer 101 transport rack 102 sample container 103 sample dispensing nozzle 104 incubator disk 105 reaction container 110 sample dispensing tip mounting position 111 reagent disk 112 reagent disk cover 114 reagent dispensing nozzle 202 arm 203 nozzle 207 sample suction position 209 sample discharge Position 401 Specimen container 402 Probe trajectory 403 Suction position 404 Foreign object 408 Foam surface 409 Distance to true liquid level
Claims (10)
前記吸引手段を液体に対して下降させる駆動手段と、を備えた自動分析装置であって、
前記液体の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で得られた画像に基づき、前記吸引手段による吸引位置における泡の有無を判定する判定手段と、
前記判定手段によって泡の存在を検知した場合には、前記泡の形状に基づいて当該泡の表面から真の液面位置までの距離を算出する算出手段と、
前記吸引手段を前記算出手段によって算出された距離下降させるよう前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えた自動分析装置。 A suction means for sucking the liquid;
A drive means for lowering the suction means relative to the liquid, and an automatic analyzer comprising:
An imaging means for capturing an image of the liquid;
Determination means for determining the presence or absence of bubbles at the suction position by the suction means, based on the image obtained by the imaging means;
When the presence of the bubble is detected by the determination unit, a calculation unit that calculates a distance from the surface of the bubble to a true liquid level position based on the shape of the bubble;
It said suction means and control means for controlling so that said driving means is a distance downward calculated by the calculating means, an automatic analyzer having a.
液体の液面位置を検知する液面検知機能を有することを特徴とする自動分析装置。 The automatic analyzer according to claim 1,
An automatic analyzer having a liquid level detection function for detecting a liquid level position of a liquid.
前記液面検知機能は前記吸引手段の先端と前記液体の液面との接触を検知して液面位置を検知する自動分析装置。 The automatic analyzer according to claim 2,
The liquid level detection function is an automatic analyzer that detects a liquid level position by detecting a contact between a tip of the suction means and a liquid level of the liquid.
前記判定手段によって泡の存在を検知した場合には、前記液面検知機能によって得られた液面位置から前記算出手段によって算出された距離前記吸引手段を下降させる自動分析装置。 The automatic analyzer according to claim 3,
An automatic analyzer that lowers the suction unit by the distance calculated by the calculation unit from the liquid level obtained by the liquid level detection function when the determination unit detects the presence of bubbles.
前記液面検知機能は、前記液面と前記吸引手段の接触によって変化する静電容量に基づいて液面位置を検知する自動分析装置。 The automatic analyzer according to claim 3,
The liquid level detection function is an automatic analyzer that detects a liquid level position based on a capacitance that is changed by contact between the liquid level and the suction unit.
前記吸引手段は、先端にチップを着脱可能なノズルと、前記ノズルを介して前記チップ内に液体を吸引するポンプと、を備え、
前記チップの少なくとも先端は導電性を有する部材によって形成されていることを特徴とする自動分析装置。 The automatic analyzer according to claim 5 ,
The suction means includes a nozzle capable of attaching and detaching a chip at a tip, and a pump for sucking liquid into the chip via the nozzle,
An automatic analyzer characterized in that at least the tip of the chip is formed of a conductive member.
前記吸引手段は、真の液面位置から所定量下の位置から液体の吸引を行う自動分析装置。 The automatic analyzer according to any one of claims 1 to 6 ,
The suction means is an automatic analyzer that sucks a liquid from a position below a predetermined amount from a true liquid surface position.
前記液体は、検体、試薬、精度管理試料、キャリブレータのいずれかである自動分析装置。 The automatic analyzer according to any one of claims 1 to 7 ,
The liquid analyzer is an automatic analyzer that is one of a specimen, a reagent, a quality control sample, and a calibrator.
当該吸引手段の駆動を制御する制御手段と、を備えた自動分析装置の制御方法であって、
前記吸引手段の吸引位置における泡の有無を判断する判定ステップと、
吸引位置に泡が検知された場合には、泡の形状に基づいて泡の表面から真の液面位置までの距離を得る算出ステップと、
真の液面から液体を吸引する吸引ステップと、を有する制御方法。 A suction means for sucking the liquid;
A control means for controlling the drive of the suction means, and a control method for an automatic analyzer comprising:
A determination step of determining the presence or absence of bubbles at the suction position of the suction means;
When a bubble is detected at the suction position, a calculation step for obtaining a distance from the surface of the bubble to the true liquid level position based on the shape of the bubble;
And a suction step of sucking liquid from a true liquid surface.
さらに、液体の液面と吸引手段の接触を検知する検知手段を備え、
前記検知手段によって検知された位置からさらに、前記算出ステップから得られた距離前記吸引手段を下降させる駆動ステップと、を有する制御方法。 The control method according to claim 9 , comprising:
Furthermore, a detection means for detecting the contact between the liquid level and the suction means is provided,
And a driving step of lowering the suction means by the distance obtained from the calculation step from the position detected by the detection means.
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