JP6138564B2

JP6138564B2 - 自動分析装置

Info

Publication number: JP6138564B2
Application number: JP2013087034A
Authority: JP
Inventors: 健横川; 章人和久井; 創山崎
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-04-18
Also published as: JP2014211336A

Description

本発明はサンプルに含まれる成分量を分析するサンプル分析装置、例えば血液や尿に含まれる成分量を分析する自動分析装置に関する。

サンプルに含まれる成分量を分析するサンプル分析装置として、光源からの光を、サンプル、又はサンプルと試薬とが混合した反応液に照射し、その結果得られる単一又は複数の波長の透過光量を測定し吸光度を算出して、ランベルト・ベールの法則に従い、吸光度と濃度の関係から成分量を割り出す自動分析装置が広く用いられている（例えば特許文献１）。これらの装置においては、回転と停止を繰り返すセルディスクに、反応液を保持する多数のセルが円周状に並べられ、セルディスク回転中に、予め配置された透過光測定部により、約１０分間、一定の時間間隔で吸光度の経時変化が測定される。

自動分析装置は透過光量を測定するシステムを備える一方、反応液の反応には、基質と酵素との呈色反応と、抗原と抗体との凝集反応の大きく２種類の反応が用いられる。前者は生化学分析であり、検査項目としてＬＤＨ（乳酸脱水素酵素）、ＡＬＰ（アルカリホスファターゼ）、ＡＳＴ（アスパラギン酸オキソグルタル酸アミノトンラフェナーゼ）などがある。後者は免疫分析であり、検査項目としてＣＲＰ（Ｃ反応性蛋白）、ＩｇＧ（免疫グロブリン）、ＲＦ（リウマトイド因子）などがある。後者の免疫分析で測定される測定物質は血中濃度が低く高感度が要求される。これまでも、ラテックス粒子の表面に抗体を感作（結合）させた試薬を用い、サンプル中に含まれる成分を認識し凝集させる際に、反応液に光を投光し、ラテックス凝集塊に散乱されずに透過した光量を測定することでサンプル中に含まれる成分量を定量するラテックス免疫凝集法での高感度化が図られてきた。さらに装置としては、透過光量を測定するのではなく、散乱光量を測定することによる高感度化も試みられている。例えばセル回転方向と同一平面上に蛍光・散乱光測定検出系を配置し小型化と装置調整を容易にする方法（特許文献２）等が開示されている。

米国特許第４４５１４３３号明細書特開平１−２９５１３４号公報

散乱光は照射光波長、散乱体である粒子の粒径、散乱角度により大きく散乱光量が変化するため、高感度を得るためには、ラテックス試薬の粒径に応じた散乱光受光角度で検出することが重要である。汎用装置である自動分析装置では多種のラテックス試薬が使用され、そのラテックス粒子の粒径は一般的には０．１μｍ〜１．０μｍ程度とされているが、粒径は開示されていない。従来の技術では自動分析装置で散乱光を検出している構成であっても、多種の粒径のラテックス試薬に対応できるものではないため、どの粒径のラテックス試薬に対しても高感度な検出を実現できる配置は明らかでなかった。

また、散乱光受光器の散乱角度の角度選択性を向上させるためには、目的の散乱角度の散乱光を検出するために他の散乱光の受光を遮光するスリット３３ｂを設け、受光器３２のスリット３３ｂが測定対象に可能な限り近いことが要求される。しかし、図４のように複数の受光器３２を１つの散乱光測定部に設けてしまうと、スリット３３ｂ同士が重なり合ってしまうため、散乱角度の選択が出来なくなってしまう。

以上のことから、多種のラテックス試薬に対して高感度な検出を行い、散乱角度の角度選択性が高い装置を実現することが本発明の解決しようとする課題である。

本発明の自動分析装置は、サンプルと試薬とが混合した反応液を収めたセルを円周上に保持し、回転と停止を繰り返すセルディスクと、光源と受光器とスリットを備え、前記セルディスクの回転中に前記光源からの照射光を前記セルに照射し、前記セル中の反応液による散乱光を前記スリットを介して前記受光部で受光し、当該散乱光を測定する散乱光測定部とを有し、前記散乱光測定部は、前記セルディスクの回転による前記セルの移動方向に対して複数有し、夫々の前記散乱光測定部の受光器は、水平面に対し異なる受光角度で配置され、かつ、前記セルの移動方向に対し垂直な面内に配置されるものである。

本発明によれば、自動分析装置において複数の散乱角度で散乱光を受光することができる。これにより多種のラテックス試薬に対して高感度測定が可能になる。

また、複数の散乱光測定部を有することで受光器のスリットを可能な限りセルに近づけることが可能となり、散乱光の角度選択性の向上を図ることが出来る。

本発明による自動分析装置の全体構成例を示す概略図である。透過光測定部の説明図である。本発明による散乱光測定部の概略図である。複数の受光器を設けた散乱光測定部の概略図である。

本発明による自動分析装置の例について説明する。図１は、本発明による自動分析装置の全体構成例を示す概略図である。この自動分析装置は、高感度化のための散乱光測定部を搭載している。自動分析装置は主にサンプルディスク３、試薬ディスク６、セルディスク９の３種類のディスクと、これらのディスク間でサンプルや試薬を移動させる分注機構、これらを制御する制御部、測定部、測定したデータを処理する解析部、制御データ、測定データ、解析データを格納するデータ格納部、データ格納部からデータを入出力する入力部、出力部からなる。

サンプルディスク３には、サンプル１を収めたサンプルカップ２を円周上に複数配置する。試薬ディスク６には、試薬４を収めた試薬ボトル５を複数配置する。セルディスク９には、内部でサンプル１と試薬４とを混合させ反応液７とするセル８を円周上に複数配置する。サンプル分注機構１０は、サンプルカップ２からセル８にサンプル１を一定量移動させる。試薬分注機構１１は、試薬ボトル５からセル８に試薬４を一定量移動させる。攪拌部１２は、セル８内で、サンプル１と試薬４を攪拌し混合させる。洗浄部１４は、分析の終了したセル８から反応液７を排出し洗浄する。洗浄されたセル８には再びサンプル分注機構１０から次のサンプル１が分注され、試薬分注機構１１から新しい試薬４が分注され、別の反応に使用される。セル８は、温度・流量が制御された恒温槽内の恒温流体１７に浸漬されており、セル８及びその中の反応液７が一定温度に保たれた状態で移動される。恒温流体１７には水を用い、恒温流体の温度と流量を制御する恒温流体制御部にて制御する。温度は反応温度である３７±０．１℃に温調する。セルディスク円周上の一部に透過光測定部１３及び複数の散乱光測定部３１を備え付ける。

透過光測定部１３は、図２に示すように、ハロゲンランプ光源１５ａからの光をセル８に照射し、透過した光１６ａを、回折格子２２で分光後、フォトダイオードをアレイ上に並べたフォトダイオードアレイ２１で受光する。受光する波長は３４０ｎｍ，４０５ｎｍ，４５０ｎｍ，４８０ｎｍ，５０５ｎｍ，５４６ｎｍ，５７０ｎｍ，６００ｎｍ，６６０ｎｍ，７００ｎｍ，７５０ｎｍ，８００ｎｍとした。

散乱光測定部３１を図３に示す。図に示すように、散乱光受光器３２が、セル８の移動方向に対し垂直な面内に配置され、水平面に対し所定の受光角度で配置されている。また、目的の散乱角度の散乱光を検出するために他の散乱光の受光を遮光するスリット３３ｂが設けられている。透過光用光源１５ｂからの照射光１６ａがスリットＩ３３ａを通過してセル８に照射し、散乱光１６ｃがスリットII３３ｂを通過して散乱光受光器３２で受光する。この時の照射光１６ａは、例えばＬＥＤを光源とした並行光とし、散乱光１６ｃは２つの散乱角θ₁とθ₂を持つものとする。スリットII３３ｂを可能な限りセル８に近づけることで、散乱角θ₁とθ₂の差が小さくなり、散乱光受光器３２で受光する散乱光角度の角度選択性を高めることが可能となる。なお、スリットII３３ｂの開口部は長方形に限らず円形であってよい。

図１に示すように、散乱光測定部３１は、セルディスク９の回転によるセル８の移動方向に対して複数有する。図には３個の散乱光測定部３１を示しているが、この個数は２個以上の個数であればよい。また、複数の散乱光測定部３１の散乱光受光器３２の水平面に対する受光角度は各々異なる。これにより多種の粒径の散乱光を高感度に受光することが可能となる。さらに、複数の散乱光測定部３１の散乱光用光源１５ｂの波長は各々異なってもよい。つまり、光源は受光器毎に設けられ、受光器毎に光源波長が異なっていてもよい。

また、サンプル１中のある成分量の分析は、次の手順で行われる。まず、サンプル分注機構１０によりサンプルカップ２内のサンプル１をセル８内に一定量分注する。次に、試薬分注機構１１により試薬ボトル５内の試薬４をセル８内に一定量分注する。これら分注の際は、サンプルディスク３、試薬ディスク６、セルディスク９は制御部の制御下にそれぞれの駆動部によって回転駆動され、サンプルカップ２、試薬ボトル５、セル８を分注機構のタイミングに合わせて移動する。続いて、セル８内のサンプル１と試薬４とを攪拌部１２により攪拌し、反応液７とする。なお図１は簡略図であり、試薬ディスクや試薬分注機構を一つのみ図示しているが、典型的には２つの試薬ディスクと試薬分注機構、攪拌部が存在する。

反応液７の透過光及び散乱光は、セルディスク９が回転中に、透過光測定部１３及び散乱光測定部３１の測定位置を通過するたびに測定され、測定部を介して順次データ格納部に反応過程データとして蓄積される。約１０分間測光後、洗浄機構１４によりセル８内を洗浄し、次の分析を行う。その間、必要であれば別の試薬４を試薬分注機構１１によりセル８内に追加して分注し、攪拌部１２により攪拌し、さらに一定時間測定する。これにより一定の時間間隔を持った反応液７の反応過程データがデータ格納部に格納される。蓄積された反応過程データから、解析部においてそれぞれの検査項目ごとの検量線データに基づき成分量を分析する。各部の制御・分析に必要なデータは、入力部からデータ格納部に入力される。また、検量線データはデータ格納部に保持される。各種データや結果、及びアラームは出力部により表示等にて出力される。

１………サンプル
２………サンプルカップ
３………サンプルディスク
４………試薬
５………試薬ボトル
６………試薬ディスク
７………反応液
８………セル
９………セルディスク
１０……サンプル分注機構
１１……試薬分注機構
１２……攪拌部
１３……透過光測定部
１４……洗浄部
１５ａ…透過光用光源
１５ｂ…散乱光用光源
１６ａ…照射光
１６ｂ…透過光
１６ｃ…散乱光
１７……恒温流体
２１……フォトダイオードアレイ
２２……回折格子
３１……散乱光測定部
３２……散乱光受光器
３３ａ…スリットＩ
３３ｂ…スリットII

Claims

サンプルと試薬とが混合した反応液を収めたセルを円周上に保持し、回転と停止を繰り返すセルディスクと、
光源と受光器とスリットを備え、前記セルディスクの回転中に前記光源からの照射光を前記セルに照射し、前記セル中の反応液による散乱光を前記スリットを介して前記受光部で受光し、当該散乱光を測定する散乱光測定部とを有し、
前記散乱光測定部は、前記セルディスクの回転による前記セルの移動方向に対して複数有し、
夫々の前記散乱光測定部の光源、受光器及びスリットは、前記セルの移動方向に対して垂直な面内に配置され、かつ、
夫々の前記散乱光測定部の受光器は、前記光源からの照射光に対し異なる受光角度で配置されることを特徴とする自動分析装置。
請求項１記載の自動分析装置において、前記受光器毎に光源波長が異なることを特徴とする自動分析装置。