JP6474747B2 - 自動分析装置及びその洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動分析装置及びその洗浄方法に係り、特に分注プローブの洗浄機構を備えた自動分析装置及びその洗浄方法に関する。

血液や尿などの生体試料に含まれる各種成分を分析する自動分析装置では、一般に、試料用分注プローブを洗浄機構により洗浄し、繰返し使用する方式がとられている。近年、自動分析装置においては、検体量の微量化や分析の高感度化が求められている。試料や試薬の分注に用いられるプローブの外面や内面の洗浄が不十分であると、吸引量や吐出量のばらつきの発生やコンタミネーションの発生により、分析精度が低下する。このため、プローブの外面や内面の清浄度を、長期間にわたりより高い状態に保つことが求められている。

プローブの外面や内面を清浄に保持する技術として、例えば特許文献１には、超音波発生部材により反応容器内の洗浄液を攪拌させて、試薬ノズルや検体ノズルのノズル洗浄処理を行う分析装置が開示されている。また、特許文献２には、洗浄槽内の洗浄液をヒータにより加熱した状態で、サンプル分注プローブを洗浄する自動分析装置が開示されている。

また、超音波発生部材による超音波洗浄やヒータによる加熱洗浄により、洗浄処理を加速させる効果を高める技術として、例えば特許文献３には、分注プローブ洗浄部のセラミックヒータを、熱電対の温度検出結果を元に温度制御するようにした分注装置が開示されている。

特許第４８９２３８４号公報 特開２００８−２０２９４５号公報 特開２００５−３６１０号公報

特許文献３に記載の分注装置は、熱電対によりヒータの温度を測定するものであり、洗浄液の液温自体の測定は行っていない。このため、外気温の変動や、ヒータが目的温度に到達してから洗浄液が目的温度に到達するまでの時間差等の要因により、ヒータによる測定温度と洗浄液の液温との間にずれが生じることがある。このため、特許文献３の技術では、洗浄液の液温を正確に把握して、ヒータの出力を所望の範囲内に制御することは困難である。

そこで、本発明の目的は、自動分析に用いるプローブの洗浄処理を適正に制御することができる自動分析装置及びその洗浄方法を提供することにある。

本発明に係る自動分析装置の好ましい実施形態としては、試料分注機構により分注された試料と、試薬分注機構により分注された試薬とを混合して、その混合液を分析する自動分析装置であって、前記試料分注機構内又は前記試薬分注機構内の圧力を検出する圧力センサと、前記試料分注機構又は前記試薬分注機構を洗浄する洗浄槽と、前記洗浄槽に収容される洗浄液の洗浄能力を向上させる洗浄加速機構と、前記圧力センサにより検出される圧力に基づき、前記洗浄加速機構を管理するためのパラメータを算出する処理部と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る自動分析装置の洗浄方法の好ましい実施形態としては、試料分注機構により分注された試料と、試薬分注機構により分注された試薬とを混合して、その混合液を分析する自動分析装置の洗浄方法であって、前記試料分注機構又は前記試薬分注機構により、該試料分注機構又は該試薬分注機構の洗浄を行う洗浄槽内に収容されている洗浄液を吸引し、前記吸引時点における前記試料分注機構内又は前記試薬分注機構内の圧力を、圧力センサにより検出し、前記圧力センサにより検出された圧力に基づき、前記洗浄槽の洗浄能力を向上させる洗浄加速機構を管理するためのパラメータを算出することを特徴とする。

本発明によれば、自動分析に用いるプローブの洗浄処理を適正に制御することができる自動分析装置及びその洗浄方法を実現することができる。

実施例１に係る自動分析装置の概略図である。 試料分注機構１１と制御部５０との接続関係を示す図である。 圧力センサ１４０により検出された圧力の変化状態を示す図である。 実施例１に係る自動分析装置の洗浄加速機構を制御する制御フローを説明するチャート図である。 実施例２に係る自動分析装置の洗浄加速機構を制御する制御フローを説明するチャート図である。 実施例３に係る自動分析装置の洗浄加速機構を制御する制御フローを説明するチャート図である。

図１は、実施例１に係る自動分析装置の概略図である。図１において、自動分析装置１００には、その略中央に反応ディスク１が設置されている。反応ディスク１内には、反応容器２が円周上に並べて設置されている。反応ディスク１の周囲には、洗浄機構３、分光光度計４、攪拌機構５、６が配置されている。洗浄機構３には、洗浄用ポンプ２０が接続されている。反応ディスク１には恒温槽４１が接続されている。反応ディスク１に設置された反応容器２は、恒温槽４１により一定温度に保持されている。

反応ディスク１の近傍には、試薬ボトル１０を円周上に複数個載置可能な試薬ディスク９が設置されている。反応ディスク１と試薬ディスク９の間には、試薬分注機構７、８が設置されている。試薬分注機構７、８は、それぞれ、アームの先端に、試薬用分注プローブ７ａ、８ａが接続されて構成されており、アームと、アームを支持する支柱により、試薬用分注プローブ７ａ、８ａの回転及び上下動が可能に構成されている。

試薬用分注プローブ７ａ、８ａには、試薬用シリンジ１８が接続されている。試薬用シリンジ１８は、試薬用分注プローブ７ａ、８ａに液体を吸引吐出させるものである。試薬用分注プローブ７ａ、８ａは、試薬用シリンジ１８を作動させることで、試薬ボトル１０内に収容された試薬を吸引し、アームの移動により、支柱を中心として円弧を描きながら反応容器２の位置まで移動する。さらに試薬用分注プローブ７ａ、８ａは、試薬用シリンジ１８を作動させることで、吸引した試薬を反応容器２に分注する。試薬用分注プローブ８ａには、試薬用分注プローブ８ａの流路内部の圧力を検知する圧力センサ２４０が接続されている。

反応ディスク１の近傍には、ラック１６を保持しつつ移動する試料搬送機構１７が設置されている。ラック１６には、血液等の検査試料を収容する試料容器１５が保持される。

反応ディスク１と試料搬送機構１７との間には、試料分注機構１１が設置されている。試料分注機構１１は、アーム１１１の先端に試料用分注プローブ１１ａが接続されており、アーム１１１と、アーム１１１を支持する支柱１１２により、試料用分注プローブ１１ａの回転及び上下動が可能に構成されている。試料用分注プローブ１１ａには、試料用シリンジ１９が接続されている。試料用シリンジ１９は、試料用分注プローブ１１ａに液体を吸引吐出させるものである。

試料用分注プローブ１１ａは、試料用シリンジ１９を作動させることで、試料容器１５内に収容された試料を吸引し、アーム１１１の移動により、支柱１１２を中心として円弧を描きながら反応容器２の位置に移動する。さらに試料用分注プローブ１１ａは、試料用シリンジ１９を作動させることで、吸引した試料を反応容器２に分注する。試料用分注プローブ１１ａには、試料用分注プローブ１１ａの流路内部の圧力を検知する圧力センサ１４０が接続されている。

また、攪拌機構５、６も、試薬分注機構７、８、試料分注機構１１と同様に、支柱に支持されたアームの先端に、攪拌用プローブが接続されて構成されている。

試料用分注プローブ１１ａにより分注された試料と、試薬用分注プローブ７ａ、８ａにより分注された試薬は、反応容器２内で混合されて、その混合液が、分光光度計４により分析される。

試薬分注機構７、８、試料分注機構１１、攪拌機構５、６に備えられている各プローブの動作範囲内には、各プローブの洗浄を行うための洗浄槽３３、３２、１３、３１、３０が設置されている。

例えば試料用分注プローブ１１ａの洗浄は、通常、洗浄槽１３を用いて行われる。試料用分注プローブ１１ａを、より強力に洗浄するときには、洗浄槽１４２を用いて洗浄処理を行う。洗浄槽１４２には、洗浄液用シリンジ１４４を介して、洗浄液タンク１４３が接続されている。洗浄液タンク１４３には、例えばアルカリ洗浄液等の、洗浄能力の高い洗浄液が収容されており、この洗浄液は、洗浄液用シリンジ１４４により、洗浄液供給流路１４７を介して洗浄槽１４２に送液される。

洗浄槽１４２には、洗浄能力を向上させる洗浄加速機構１４５が設置されている。洗浄加速機構１４５としては、例えば超音波発生機やヒータを用いることができ、これらを併用することもできる。洗浄加速機構１４５を設置した洗浄槽１４２では、試料用分注プローブ１１ａを単に洗浄液に浸漬する場合と比較して、洗浄処理をより強力に行うことができる。

試薬用分注プローブ７ａ、８ａの洗浄は、通常、洗浄槽３３、３２を用いて行われる。試薬用分注プローブ７ａ、８ａを、より強力に洗浄するときには、洗浄槽２４２を用いて洗浄処理を行う。洗浄槽２４２には、洗浄液用シリンジ２４４を介して、洗浄液タンク２４３が接続されており、洗浄液タンク２４３内の洗浄液は、洗浄液用シリンジ２４４により、洗浄液供給流路２４７を介して洗浄槽２４２に送液される。

洗浄槽２４２には、洗浄槽１４２と同様、洗浄能力を向上させる洗浄加速機構２４５が設置されており、洗浄液タンク２４３には、洗浄液タンク１４３と同様、例えばアルカリ洗浄液等の、洗浄能力の高い洗浄液が収容されている。

上記した攪拌機構５、６、試薬分注機構７、８、試料分注機構１１、試料搬送機構１７、洗浄加速機構１４５、２４５、洗浄液用シリンジ１４４、２４４、試薬用シリンジ１８、試料用シリンジ１９、分光光度計４、試薬ディスク９、洗浄用ポンプ２０、恒温槽４１は、それぞれ制御部５０に接続されており、制御部５０により各々の動作が制御される。

次に、図２を用いて、試料分注機構１１と制御部５０との接続関係及び試料分注機構１１の制御について説明する。図２は、試料分注機構１１と制御部５０との接続関係を示す図である。

試料用分注プローブ１１ａと試料用シリンジ１９とは、分注流路６０により接続されている。分注流路６０は、分岐ブロック３４において分岐しており、分岐路６１に圧力センサ１４０が接続されている。また、試料用シリンジ１９は、分注流路６２により、ポンプ３６を介して純水３７を収容する純水タンク３８に接続されている。分注流路６２には、試料用シリンジ１９とポンプ３６との間の位置に、分注流路６２の開閉を制御する電磁弁３５が設置されている。

圧力センサ１４０により検知された圧力信号は、アンプ５４を介してＡ／Ｄ変換器５５に伝達され、圧力信号として信号処理部５１に伝達される。信号処理部５１は、例えばマイクロプロセッサであり、演算部５１ａ、メモリ部５１ｂ、判定部５１ｃの機能を有しており、圧力センサ１４０から伝達された圧力信号を処理、記憶するとともに、制御部５０と交信する。

制御部５０は、信号処理部５１との交信に基づき、試料用分注プローブ駆動部５２、試料用シリンジ駆動部５３、電磁弁３５、洗浄液用シリンジ駆動部５６、洗浄加速機構１４５を制御する。

洗浄槽１４２を用いた試料用分注プローブ１１ａの洗浄は、例えば、以下のステップ１１〜ステップ１４の手順により行うことができる。なお、以下の説明では、洗浄加速機構１４５として、ヒータを用いた場合について説明する。

まず、ステップ１１では、洗浄液用シリンジ駆動部５６は、制御部５０からの指令に基づき、洗浄液用シリンジ１４４を駆動し、洗浄液タンク１４３内の洗浄液１４６を、洗浄槽１４２に供給する。

次いで、ステップ１２では、制御部５０は、洗浄加速機構１４５を駆動する。洗浄加速機構１４５としてヒータを用いる場合には、洗浄槽１４２内の洗浄液が加熱される。なお、図１及び図２に示す例では、洗浄加速機構１４５を、洗浄槽１４２に設置する例を示したが、洗浄液供給流路１４７中に洗浄加速機構１４５を設置し、洗浄液を洗浄液供給流路１４７内で加熱した状態で、洗浄槽１４２に供給してもよい。

次いで、ステップ１３では、試料用分注プローブ駆動部５２は、制御部５０からの指令に基づき、試料用分注プローブ１１ａの先端を、洗浄槽１４２内の洗浄液１４６に浸漬させるように下降させる。

次いで、ステップ１４では、試料用シリンジ駆動部５３は、制御部５０からの指令に基づき、試料用シリンジ１９を駆動し、洗浄槽１４２内の洗浄液１４６を、試料用分注プローブ１１ａにより吸引させる。試料用分注プローブ１１ａ内には、洗浄加速機構１４５により加熱された洗浄液が吸引される。これにより、例えば洗浄槽１３において行われる浸漬のみによる洗浄と比較して、洗浄効率が向上する。

試料用分注プローブ１１ａによる洗浄液の吸引時に、圧力センサ１４０は、試料用分注プローブ１１ａ内の圧力を検出する。圧力センサ１４０により検出された圧力は、上記したように、アンプ５４、Ａ／Ｄ変換機５５を介して、圧力情報として、信号処理部５１に伝達される。図３に、圧力センサ１４０により検出された圧力の変化状態を示す。図３では、縦軸に、洗浄液１４６の吸引時に圧力センサ１４０により検出された圧力を示し、横軸に、吸引開始時点からの経過時間を示している。

なお、試料用分注プローブ１１ａ内に吸引された洗浄液は、試料用シリンジ駆動部５３により試料用シリンジ１９を駆動することで、適宜、不図示の排出部に吐出する。

上記した洗浄槽１４２での洗浄を行った後、試料用分注プローブ１１ａに付着した洗浄液１４６の残存成分を取り除くため、以下のステップ２１〜ステップ２２の手順により、純水による洗浄を行ってもよい。

まず、ステップ２１では、試料用分注プローブ駆動部５２は、制御部５０の指令に基づき、試料用分注プローブ１１ａを、洗浄槽１４２から洗浄槽１３に移動させる。

次いで、ステップ２２では、ポンプ３６を駆動して、純水３７を試料用分注プローブ１１ａ側に引き上げた後、電磁弁３５を開とし、ポンプ３６により試料用分注プローブ１１ａ内に高圧の圧力をかけることで、試料用分注プローブ１１ａ内の液体を純水３７により押し出し、試料用分注プローブ１１ａ内を洗浄する。なお、洗浄槽１３には、試料用分注プローブ１１ａの外側の表面を、純水により洗浄する機構を設置してもよい。

次に、実施例１に係る自動分析装置の洗浄方法において、圧力センサにより取得された圧力情報に基づき洗浄加速機構を制御する制御フローについて、図４のチャート図を用いて説明する。

なお、以下の説明では、洗浄加速機構１４５を管理するためのパラメータとして、洗浄液の液温を採用する場合を例に説明する。この場合、信号処理部５１の演算部５１ａは、圧力センサ１４０により取得された圧力情報に基づき、圧力検出時点における洗浄液の液温を算出し、制御部５０は、算出された洗浄液の液温に基づいて、洗浄加速機構１４５の出力の制御を行う。

まず、ステップ３１では、事前準備として、予め互いに異なる温度に設定した複数の洗浄液を用意する。そして、各液温の洗浄液を、同一の試料用分注プローブ１１ａによりそれぞれ吸引し、吸引時における試料用分注プローブ１１ａ内の圧力を、圧力センサ１４０により検出して圧力波形を取得する。

次に、ステップ３２では、演算部５１ａは、ステップ３１で得られた各液温の圧力波形における、吸引開始時点から所定時間（ｔ１）経過後における圧力（Ｐ_ｔ１（Ｔ））についての、特徴量を算出する。特徴量は、圧力センサ１４０により検出される圧力の圧力変化の特徴を表すものであり、例えば、液温Ｔの洗浄液についての、吸引開始時点から所定時間（ｔ１）経過後における吸引圧力の絶対値（｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜）を、所定温度（α℃）の洗浄液についての、吸引開始時点から所定時間（ｔ１）経過後における吸引圧力の絶対値（｜Ｐ_ｔ１（α）｜）で除して、平均化した値｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（α）｜を用いることができる。

次に、ステップ３３では、演算部５１ａは、ステップ３２で算出した、各洗浄液の特徴量の値から、洗浄液の液温と特徴量との関係式を算出する。演算部５１ａは、算出した関係式を、メモリ部５１ｂに記憶する。

次に、ステップ３４では、上記したステップ１３、ステップ１４で説明したようにして、洗浄槽１４２内の洗浄液１４６を、試料用分注プローブ１１ａにより吸引し、圧力センサ１４０により、試料用分注プローブ１１ａ内の圧力を検出して、圧力波形を取得する。

次に、ステップ３５では、演算部５１ａは、ステップ３４で取得した圧力波形における、吸引開始時点から所定時間（ｔ１）経過後における吸引圧力（Ｐ_ｔ１（Ｔ））について、特徴量（例えば｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（α）｜）を算出する。

次いで、ステップ３６では、演算部５１ａは、メモリ部５１ｂに記憶されている関係式を読み出し、この関係式に、ステップ３５で算出された特徴量を代入して、洗浄液の液温Ｔを算出する。

次いで、ステップ３７では、判定部５１ｃは、演算部５１ａで算出された液温Ｔと、メモリ部５１ｂに記憶されている、洗浄液の適正温度とを比較し、その比較結果に基づき、洗浄加速機構１４５が適切に作動しているか否かを判定する。演算部５１ａでは、必要に応じて、この判定結果に基づき、洗浄加速機構１４５の出力の調整量を算出し、制御部５０に伝達する。制御部５０は、伝達された情報に応じて、洗浄加速機構１４５を制御する。

なお、制御部５０による洗浄加速機構１４５の制御は、必ずしも行わなくてもよい。例えば、判定部５１ｃは、演算部５１ａにより算出された洗浄液の液温と、メモリ部５１ｂに記憶されている、洗浄液の適正温度とを比較し、異常ありと判定した場合には、その旨を不図示の表示部に表示して、ユーザに洗浄加速機構１４５の交換を促す管理を行うようにしてもよい。

特徴量としては、例えば、吸引開始時点から所定の時間経過後における吸引圧力の絶対値（｜Ｐ_ｔ１｜）を用いてもよい。ただし、特徴量として、｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（α）｜を用いることで、試料用分注プローブ１１ａ毎の圧力変化のばらつきが平均化されるため、液温との関係で、包括的な関係式を得られ易いため好ましい。

以上説明した自動分析装置１００の洗浄方法によれば、圧力センサ１４０により取得された圧力情報に基づいて、洗浄加速機構１４５を管理するためのパラメータとしての洗浄液の液温を、正確に把握することができる。このため、この値に基づいて、洗浄加速機構１４５の出力を適切に管理し、又は適切に制御することができる。従って、洗浄加速機構１４５により、試料用分注プローブ１１ａの洗浄効果を高めることができ、試料用分注プローブ１１ａの清浄度を高い状態に保つことができる。

（検証例１）
以下に、上述した手順により、圧力センサ１４０により得られた圧力情報から洗浄液の温度を算出したときの、算出結果の正確性についての検討を行った。

まず、事前準備として、温度の異なる複数の洗浄液を用意した。洗浄液の液温Ｔは、Ｔ＝２０℃、３０℃、４０℃、５０℃、６０℃とした。各洗浄液の液温Ｔは、洗浄槽１４２から試料用分注プローブ１１ａを外した状態で熱電対を挿入し、それぞれ、上記した各液温Ｔとなっていることを事前に確認した。

次に、各洗浄液を、同一の試料用分注プローブ１１ａにより吸引し、圧力センサ１４０により圧力情報を取得して、圧力波形を得た。次に、各洗浄液の特徴量として、各洗浄液の圧力波形における、吸引開始時点から所定時間（ｔ１）経過後の吸引圧力の絶対値｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜と、２０℃の洗浄液の圧力波形における、吸引開始時点から所定時間（ｔ１）経過後の吸引圧力の絶対値｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜との比｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜を、演算部５１ａにおいて算出した。

次に、演算部５１ａにおいて、各洗浄液について得られた特徴量を、液温に対してプロットして、液温と特徴量との関係を算出した。その結果、下記の関係式（１）が算出され、｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜は、洗浄液の温度に対して、直線関係を有することが確認された。

（式１）
｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜＝０．００５×Ｔ＋１．１
・・・（１）
得られた上記関係式（１）を、メモリ部５１ｂに記憶した。
次に、４５℃に設定した洗浄液と、５５℃に設定した洗浄液を用意した。これらの洗浄液を、同一の試料用分注プローブ１１ａにより吸引して、圧力センサ１４０により圧力情報を取得して、圧力波形を得た。なお、これらの洗浄液は、洗浄槽１４２から試料用分注プローブ１１ａを外した状態で、洗浄槽１４２内に熱電対を挿入し、予め、液温が４５℃、５５℃であることを確認した。

次に、４５℃の洗浄液及び５５℃の洗浄液について、それぞれの特徴量｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜を、演算部５１ａにおいて算出した。具体的には、各洗浄液について得られた圧力波形における、吸引開始時点から所定時間（ｔ１）経過後の吸引圧力の絶対値｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜と、事前に取得されている、２０℃の圧力波形における、吸引開始時点から所定時間（ｔ１）経過後の吸引圧力の絶対値｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜との比｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜を、特徴量として算出した。

その結果、４５℃の洗浄液では、｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜＝０．８８であり、５５℃の洗浄液では、｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜＝０．８４であった。

次に、演算部５１ａにおいて、各洗浄液について算出した特徴量の値を、上記式（１）に代入して、液温Ｔを算出した。算出結果を表１に示す。

表１において、丸括弧内の温度は、熱電対で予め実測した洗浄液の温度である。表１から明らかなように、圧力センサ１４０により取得した圧力情報に基づいて算出した洗浄液の温度は、熱電対により実測した洗浄液の温度と近い温度であり、洗浄液の温度が正確に算出されていることが確認された。

なお、試料用分注プローブ１１ａや試薬分注プローブ７ａ、８ａは、通常、１ｍｍ以下の細径の中空パイプが用いられており、この中空部に、温度測定用の部材を挿入して、プローブ内に吸引された洗浄液の温度を測定することは困難である。また、一般に、洗浄液は高コストであるため、ランニングコストや環境負荷を考慮して、通常、洗浄槽１４２は小型化されて設置されている。従って、洗浄槽１４２内に温度測定用の部材を挿入すると、試料用分注プローブ１１ａと温度測定用の部材とが洗浄槽１４２内で接触し、互いに干渉する。このため、自動分析装置１００において、洗浄液の液温を直接測定する手法では、洗浄液の液温を正確に把握することは困難である。

検証例１では、上記したように、圧力センサ１４２により取得された圧力情報を用いることで、洗浄液の液温を、正確に把握することができた。

実施例１において、例えば洗浄液の温度について、適正温度の基準範囲を設定しておけば、上記した洗浄液の液温の算出結果に基づき、洗浄液の液温が基準範囲内となるようにヒータの出力を制御することで、洗浄液の液温を適正な範囲に保持することができる。

実施例１では、演算部５１ａが、圧力情報の特徴量と、洗浄液の温度との関係式を算出する場合の例を示したが、必ずしもこの形態に限られない。例えば、洗浄加速機構１４５を管理するためのパラメータとして、洗浄加速機構１４５の出力電力を採用してもよい。この場合、演算部５１ａは、圧力情報の特徴量と、ヒータの出力電力との関係式を算出し、この関係式を用いて、圧力検出時点におけるヒータの出力電力を算出し、算出された出力電力の値を参照して、ヒータの出力を制御する。

また、圧力情報に基づき、洗浄液の液温の経時変化やヒータの出力電力の経時変化を算出し、これらに基づいて、洗浄加速機構１４５の出力を制御するようにしてもよい。

また、特徴量としては、時間ｔ１における吸引圧力の絶対値の比である｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜や、時間ｔ１における吸引圧力の絶対値以外にも、ある時間区間内の洗浄液吸引圧力の平均値、洗浄液吸引初期過程における圧力変動の微分係数、吸引停止後に発生する圧力揺動の振幅や位相等を用いることも可能である。

なお、特徴量の算出に先立ち、圧力情報データのスムージングなどの前処理を行うことで、外乱ノイズなどに由来する圧力情報の揺らぎによる誤差の影響を低減することが出来る。

洗浄加速機構１４５の出力の管理や制御は、例えば、洗浄液による洗浄と同時に、リアルタイムで行うことができる。また、別の方法として、洗浄加速機構１４５の出力の管理や制御を、自動分析装置による分析の終了後にＳＴＡＮＤＢＹ状態になったタイミングで行うようにしてもよい。また、別の方法として、１日の分析開始前又は１日の分析開始後の時点で、洗浄加速機構１４５の出力の調整を行なっておき、このときに予め決定した出力により、一日の洗浄処理を制御するようにしてもよい。

また、洗浄加速機構の出力が基準範囲内となっていない場合に、アラームを出すように構成しても良い。

実施例２では、例えば試料用分注プローブ１１ａにおいて、試料を繰り返し吸引、分注することで、試料用分注プローブ１１ａの内径が変化し、液体吸引時の吸引圧力が経時的に変化したときの、洗浄加速機構を管理するためのパラメータを算出する場合の例である。

実施例１と異なる点は、圧力測定の基準とする液体として、常温の洗浄液を使用し、この常温の洗浄液を試料用分注プローブ１１ａにより吸引する時に、圧力センサ１４０により検出される基準圧力により、関係式（１）を補正した補正関係式を用いて、洗浄液の液温を算出する点である。

なお、実施例２では、実施例１で使用した自動分析装置１００と同様の構成の自動分析装置を使用するため、その説明は省略する。また、試料用分注プローブ１１ａの洗浄処理も、実施例１と同様にして行うことができるため、その説明は省略する。

図５は、実施例２に係る自動分析装置の洗浄方法において、圧力センサにより取得された圧力情報に基づき洗浄加速機構を制御する制御フローを説明するチャート図である。実施例２では、実施例１の自動分析装置１００を長期間使用して、試料用分注プローブ１１ａの内径が狭くなることで、吸引圧力が低下した場合における、洗浄加速機構１４５の制御又は管理を行う場合について説明する。

まず、ステップ４１では、実施例１で算出した関係式（１）を変形した、補正関係式を算出する。例えば、常温（２３℃）の洗浄液の、吸引開始時点から所定の時間（ｔ１）経過後における吸引圧力の絶対値｜Ｐ_ｔ１（２３℃）｜を用いて、関係式（１）を変形する。この場合には、具体的には、関係式（１）の右辺にＴ＝２３を代入して、｜Ｐ_ｔ１（２３℃）｜／｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜の値（＝１．２１５）を算出した後、関係式（１）の左辺に｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜／｜Ｐ_ｔ１（２３℃）｜を乗じ、右辺に１／１．２１５を乗じることで、特徴量を｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（２３℃）｜とする補正関係式（２）が算出される。

（式２）
｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（２３℃）｜＝（０．００５×Ｔ＋１．１）／１．２１５ ・・・（２）
演算部５１ａは、算出された補正関係式（２）を、メモリ部５１ｂに記憶する。なお、試料用分注プローブ１１ａの内面への血清の固着により内径が縮小した場合、圧力の絶対値｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜は、試料用分注プローブ１１ａ毎に変化するが、｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜は、大幅には変化しないことが確認されており、この事実を前提として、関係式（１）から補正関係式（２）の算出が行われている。

次に、ステップ４２では、常温（２３℃）の洗浄液を試料用分注プローブ１１ａにより吸引し、吸引時の圧力を圧力センサ１４０により検出して、圧力波形を取得する。そして、この圧力波形から、吸引開始時点から時間ｔ１経過時点での圧力Ｐ_ｔ１（２３℃）の絶対値｜Ｐ_ｔ１（２３℃）｜を、基準圧力として取得する。

次に、ステップ４３では、実施例１のステップ３４と同様にして、洗浄槽１４２内の洗浄液１４６を、試料用分注プローブ１１ａにより吸引し、圧力センサ１４０により、試料用分注プローブ１１ａ内の圧力を検出して、圧力波形を取得する。

次に、ステップ４４では、演算部５１ａは、ステップ４３で得られた圧力波形における、吸引開始時点から時間ｔ１経過時点での圧力（Ｐ_ｔ１（Ｔ））について、特徴量｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（２３℃）｜を算出する。

次いで、ステップ４５では、判定部５１ｃは、演算部５１ａで算出された特徴量を、メモリ部５１ｂに記憶されている補正関係式（２）に代入して、洗浄液の液温を算出する。

次に、ステップ４６では、判定部５１ｃ及び制御部５０は、演算部５１ａで算出された液温に基づき、洗浄加速機構１４５の管理又は制御を行う。洗浄加速機構１４５の管理又は制御は、実施例１のステップ３７と同様にして行うことができる。

（検証例）
以下に、上述した手順により、圧力センサ１４０により得られた圧力情報から洗浄液の温度を算出したときの、算出結果の正確性についての検討を行った。

まず、実施例１の検証例１で使用した試料用分注プローブ１１ａの内表面及び外表面に、血清を接触させて乾燥させる操作を複数回繰り返して、血清を強制的に固着させた。これにより、試料用分注プローブ１１ａの実効的な径が小さくなった。血清を固着させた後の試料用分注プローブ１１ａにより、２０℃の液温の洗浄液を吸引し、吸引圧力｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜を圧力センサ１４０により測定したところ、血清付着前の試料用分注プローブ１１ａによる洗浄液（液温２０℃）の吸引時の圧力の１．１倍となっていた。

まず、関係式（１）を補正した補正関係式（２）を算出した。検証例２では、圧力測定の基準とする液体として、常温（２３℃）の洗浄液を使用した。このため、上記したステップ４１で説明した手順により、補正関係式（２）を算出した。得られた補正関係式（２）を、メモリ部５１ｂに記憶した。

次に、血清を強制的に付着させた試料用分注プローブ１１ａにより、常温（２３℃）の洗浄液の吸引を行い、圧力センサ１４０により、吸引圧力の測定を行った。このとき得られた圧力波形から、吸引開始時点から時間ｔ１経過時点での圧力の絶対値｜Ｐ_ｔ１（２３℃）｜を取得した。

次に、５０℃に設定した洗浄液と、７０℃に設定した洗浄液を用意した。これらの洗浄液を、同一の試料用分注プローブ１１ａにより吸引して、圧力センサ１４０により圧力情報を取得して、圧力波形を得た。なお、これらの洗浄液は、洗浄槽１４２から試料用分注プローブ１１ａを外した状態で、洗浄槽１４２内に熱電対を挿入し、予め、液温が５０℃、７０℃であることを確認した。

次に、５０℃の洗浄液及び７０℃の洗浄液について、演算部５１ａにおいて、特徴量｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（２３℃）｜を算出した。具体的には、各洗浄液について得られた圧力波形における、吸引開始時点から所定の時間（ｔ１）経過後における吸引圧力の絶対値｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜と、事前に取得されている、２３℃の洗浄液の圧力波形における、吸引開始時点から所定の時間（ｔ１）経過後における吸引圧力の絶対値｜Ｐ_ｔ１（２３℃）｜との比｜Ｐ_ｔ１（Ｔ）｜／｜Ｐ_ｔ１（２３℃）｜を、特徴量として算出した。

次に、演算部５１ａにおいて、各洗浄液について算出した特徴量の値を、補正関係式（２）に代入して、洗浄液の液温Ｔを算出した。算出結果を表２に示す。

表２において、丸括弧内の温度は、熱電対で予め実測した洗浄液の温度である。表２から明らかなように、圧力センサ１４０により取得した圧力情報に基づき算出した洗浄液の温度は、熱電対により実測した洗浄液の温度と近い温度であり、洗浄液の温度が正確に算出されていることが確認された。

実施例２によれば、試料用分注プローブ１１ａの使用状態に依存することなく、洗浄加速機構１４５の出力を、適切に管理又は制御することができる。即ち、実施例２によれば、試料用分注プローブ１１ａを繰り返し使用することで、同一の試料用分注プローブ１１ａによる液体吸引時の圧力が経時的に変化したときに、圧力情報と洗浄液の液温との関係式を改めて算出したり、｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜を検出し直したりしなくても、関係式（１）を変形した補正関係式（２）を算出するだけで、実施例１と略同等の手順により、洗浄液の液温を算出することができる。

試料用分注プローブ１１ａの吸引能力が変化した場合に、関係式（１）をそのまま使用して、液温を正確に算出するためには、洗浄液の液温を一旦２０℃まで低下させて｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜を検出し直し、この値を関係式（１）に代入する必要がある。一方、補正関係式（２）を用いた実施例２の方法では、試料用分注プローブ１１ａの吸引能力が変化したときに、洗浄液の液温を２０℃まで低下させて｜Ｐ_ｔ１（２０℃）｜を検出し直さなくても、常温（２３℃）の状態のまま検出した｜Ｐ_ｔ１（２３℃）｜を代入するだけで、洗浄液の液温を正確に算出することができる。

なお、上記した実施例２では、基準圧力の算出に、常温の洗浄液を用いたが、基準圧力の算出には、予め所定の温度に設定した洗浄液や純水を用いるようにしてもよい。

例えば、所定の反応容器２（図１参照）に純水や洗浄液等の液体を注入しておき、恒温槽４１を作動させて一定時間保持することで、この反応容器２内の液体の温度は、所定の設定温度に保持される。この反応容器２内の液体を、試料用分注プローブ１１ａにより吸引し、吸引時に圧力センサ１４０により測定された圧力を、基準圧力として用いることで、より正確に温度管理された液体の吸引圧力を、基準圧力として用いることができる。

実施例１、２では、洗浄加速機構１４５として、ヒータを用いた場合について説明した。実施例３では、洗浄加速機構１４５として、超音波洗浄器を用いた場合について説明する。

図６は、実施例３に係る自動分析装置の洗浄方法において、圧力センサにより取得された圧力情報に基づき洗浄加速機構を制御する制御フローを説明するチャート図である。

まず、実施例１のステップ３１〜ステップ３６と同様にして、試料用分注プローブ１１ａによる吸引圧力の圧力情報を取得し、洗浄液の液温Ｔを算出する。

次に、ステップ５１において、演算部５１ａは、算出した液温Ｔを用いて、下記式（３）により超音波の出力Ｕを算出する。

（式３）
Ｕ＝（ｄＴ／ｄｔ）ＣｐＭ ・・・（３）
式（３）において、Ｕは、超音波の出力、Ｔは温度、ｔは時間、Ｃｐは洗浄液の比熱、Ｍは洗浄液の体積を示している。

次に、ステップ５２において、判定部５１ｃ及び制御部５０は、演算部５１ａで算出された液温に基づき、洗浄加速機構１４５の管理又は制御を行う。洗浄加速機構１４５の管理又は制御は、実施例１のステップ３７と同様にして行うことができる。

実施例３によれば、洗浄加速機構１４５として超音波洗浄器を用いた場合に、洗浄加速機構１４５を管理するためのパラメータとして、洗浄加速器の超音波出力を用いることができる。このため、超音波洗浄器の出力の管理又は制御を、効率的に行うことが可能となる。

以上、実施例１〜３では、試料用分注プローブ１１ａにより圧力情報を取得し、この圧力情報に基づき、洗浄液の液温の算出及びこれに基づく洗浄加速機構１４５の管理又は制御を行う場合を例に説明したが、試薬用分注プローブ８ａにより圧力情報を取得する場合にも、実施例１〜３で説明したのと同様にして、洗浄液の液温の算出及びこれに基づく洗浄加速機構１４５の管理又は制御を行うことができる。

以上説明した実施例１〜３に係る自動分析装置は、例えば、血液や尿などの生体試料に含まれる無機イオン、タンパク質、尿素などの含窒素成分、糖、脂質、酵素、ホルモン、薬物、腫瘍マーカ等の各種成分を分析する臨床化学分析の分野において、適用することができる。

１００…自動分析装置、１…反応ディスク、２…反応容器、３…洗浄機構、４…分光光度計、５、６…攪拌機構、７、８…試薬分注機構、７ａ、８ａ…試薬用分注プローブ、７１、８１、１１１…アーム、７２、８２、１１２…支柱、９…試薬ディスク、１０…試薬ボトル、１１…試料分注機構、１１ａ…試料用分注プローブ、１３、３０、３１、３２、３３…洗浄槽、１５…試料容器、１６…ラック、１７…試料搬送機構、１８…試薬用シリンジ、１９…試料用シリンジ、２０…洗浄用ポンプ、３４…分岐ブロック、３５…電磁弁、３６…ポンプ、３７…純水、３８…純水タンク、４１…恒温槽、５０…制御部、５１…信号処理部、５１ａ…演算部、５１ｂ…メモリ部、５１ｃ…判定部、５２…試料用分注プローブ駆動部、５３…試料用シリンジ駆動部、５４…アンプ、５５…Ａ／Ｄ変換器、５６…洗浄液用シリンジ駆動部、６０…分注流路、６１…分岐路、６２…分注流路、１４０、２４０…圧力センサ、１４２、２４２…洗浄槽、１４３、２４３…洗浄液タンク、１４４、２４４…洗浄液用シリンジ、１４５、２４５…洗浄加速機構、１４６…洗浄液、１４７、２４７…洗浄液供給流路

Claims (12)

1. 試料分注機構により分注された試料と、試薬分注機構により分注された試薬とを混合して、その混合液を分析する自動分析装置であって、
   前記試料分注機構内又は前記試薬分注機構内の圧力を検出する圧力センサと、
   前記試料分注機構又は前記試薬分注機構を洗浄する洗浄槽と、
   前記洗浄槽に収容される洗浄液の洗浄能力を向上させる洗浄加速機構と、
   前記圧力センサにより検出される圧力に基づき、前記洗浄加速機構を管理するためのパラメータを算出する処理部と、
   を有することを特徴とする自動分析装置。
2. 前記処理部は、前記圧力センサにより検出される圧力と、前記洗浄加速機構を管理するためのパラメータとの関係式を用いて、前記圧力センサにより検出された圧力に基づき、該圧力の検出時点における、前記洗浄加速機構を管理するためのパラメータを算出することを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。
3. 前記処理部は、前記関係式として、前記圧力センサにより検出される圧力の変化の特徴を表す特徴量と、前記洗浄加速機構を管理するためのパラメータとの関係式を算出することを特徴とする請求項２に記載の自動分析装置。
4. 前記処理部により算出された前記洗浄加速機構を管理するためのパラメータを用いて、前記洗浄加速機構を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。
5. 前記洗浄加速機構は、ヒータ又は超音波洗浄器であることを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。
6. 前記処理部は、前記洗浄加速機構を管理するためのパラメータとして、前記洗浄液の温度を算出することを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。
7. 前記処理部は、前記洗浄加速機構を管理するためのパラメータとして、前記超音波洗浄器の超音波出力を算出することを特徴とする請求項５に記載の自動分析装置。
8. 前記処理部は、前記洗浄加速機構を管理するためのパラメータとして、該洗浄加速機構の出力電力を算出することを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。
9. 前記処理部は、圧力測定の基準とする液体を前記試料分注機構又は前記試薬分注機構により吸引する時に、前記圧力センサにより検出される基準圧力を用いて、前記関係式を補正した補正関係式を算出することを特徴とする請求項３に記載の自動分析装置。
10. 前記自動分析装置は、前記試料又は前記試薬の少なくとも一方が分注される反応容器を一定温度に保持する恒温槽を備え、
    前記処理部は、前記恒温槽により前記反応容器内で温度調整された液体を前記試料分注機構又は前記試薬分注機構により吸引する時に、前記圧力センサにより測定された圧力を前記基準圧力として使用して、前記補正関係式を算出することを特徴とする請求項９に記載の自動分析装置。
11. 試料分注機構により分注された試料と、試薬分注機構により分注された試薬とを混合して、その混合液を分析する自動分析装置の洗浄方法であって、
    前記試料分注機構又は前記試薬分注機構により、該試料分注機構又は該試薬分注機構の洗浄を行う洗浄槽内に収容されている洗浄液を吸引し、前記吸引時点における前記試料分注機構内又は前記試薬分注機構内の圧力を、圧力センサにより検出し、
    前記圧力センサにより検出された圧力に基づき、前記洗浄槽の洗浄能力を向上させる洗浄加速機構を管理するためのパラメータを算出することを特徴とする自動分析装置の洗浄方法。
12. 前記圧力センサにより検出される圧力と、前記洗浄加速機構を管理するためのパラメータとの関係式を算出し、
    前記関係式を用いて、前記圧力センサにより検出された圧力から、前記圧力の検出時点における、前記洗浄加速機構を管理するためのパラメータを算出することを特徴とする請求項１１に記載の自動分析装置の洗浄方法。

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