JP6559329B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明はフローセルを有する自動分析装置に関する。

特許文献１には、血液、尿等の生体サンプル中の特定成分の定性・定量分析を行う自動分析装置においては、フローセルタイプの検出器を含む流路機構を備える分析装置が開示されている。フローセル検出器を含む流路構成としては、測定対象物を含む反応液や試薬等の液体および空気を吸引或いは吐出するためのノズル、測定対象物を検出するためのフローセル検出器、液体および空気を吸引或いは吐出するための圧力差を発生させるためのシリンジ、検出を終えた液体と空気を排出するためのドレイン、そしてノズル、フローセル検出器、シリンジ、ドレインを連絡する流路を有する。

流路には更に、大気開放部が設けられる場合もある。大気開放部により、流路内が水で満たされた場合に流路内の水位平衡を保ち、ノズルから大気開放部までの流路内液体を保持することができる。

特開２０１０−２５６０５０号公報

流路に大気開放部が設けられている場合、大気開放部等から蒸発により流路内の液量が減少し、本流路を水で満たすことができなくなる場合がある。長時間その状態が継続すると、フローセルの状態を一定に保つことが難しくなる場合がある。

本発明は、検出流路内を液体で満たすことにより、フローセル内の状態を常に一定に保つことにある。

上記課題を解決するための本発明の構成は以下の通りである。

すなわち、分析対象の液体を収容するフローセルを含む検出ユニットと、前記フローセルの上流に位置し、フローセルに導入する液体を吸引する吸引ノズルと、前記フローセルの下流に位置し、フローセルに液体を供給するポンプと、前記フローセル、吸引ノズルおよび前記ポンプを接続する流路と、電源と、少なくとも前記ポンプに対する電源の切断を指示する電源切断指示部と、を備えた自動分析装置であって、前記電源切断指示部からの電源の切断指示を受信していない場合は第一の液体供給処理を行い、前記電源切断指示部からの電源の切断指示を受信した場合は第二の液体供給処理を行って、前記フローセルに液体を供給する制御部を備えたことを特徴としている。

本発明により、免疫フローセル内の状態を常に一定に保つことができる。

分析装置の全体構成を示す図である。 検出ユニット部の詳細構造を示す図である。 リザーバユニットの詳細構造を示す図である。 リザーバユニットの詳細構造を示す図である。 フローセル流路への液体供給・給水フローを示すフローチャートである。 第一の液体供給処理を示すフローチャートである。 第二の液体供給処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例を説明する。

先ず図１を用いて本実施形態による自動分析装置の全体構成を説明する。

分析装置１００には、ラック１０１を格納するラック搬送部１２０が接続されており、ラック搬送部１２０には自動分析装置の電源投入指示部１２１および電源切断指示部１２２が備わっている。電源投入指示部１２１及び電源切断指示部１２２はオペレータが入力可能なボタンである。なお、当該自動分析装置の各機構動作を制御する制御コンピュータ１２３の表示部に、電源投入または電源切断を指示する入力部を備えていても良い。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。

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。

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。

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。

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。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。

インキュベータディスク１０４及び検出ユニット１１６間で反応容器１０５を移載する反応容器搬送機構１１５により、反応容器１０５を把持して上昇し、回転移動によって検出ユニット１１６に反応容器１０５を搬送する。反応容器は検出ユニット１１６内で分析される。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、図２を用いて検出ユニット部の詳細分析フローを示す。

図２は分析装置におけるフローセル検出器を含む流路構成およびその周辺部材の概略構成を示した図である。検出ユニットおよびその近傍は、液体や空気を吸引或いは吐出するための吸引ノズル２０１、測定対象物を検出するためのフローセル検出器２０２、液体や空気を吸引或いは吐出するための圧力差を発生させるためのシリンジ２０３、シリンジ２０３に接続されたシステム水供給ポンプ２０４、液体や空気を排出するためのドレイン流路２０５、排出された液体を貯蔵し定期交換されるドレインタンク２０６、ノズルとフローセル検出器の入口接続部２０７を連絡する第一流路２０８、フローセル検出器の出口接続部２０９から第一弁２１０を経由して分岐部２１１へと連絡する第二流路２１２、次いで分岐部２１１を経由してシリンジへと連絡する第三流路２１３、分岐部２１１から第二弁２１４を経由してドレイン２０５へと連絡する第四流路２１６、第二弁とドレインの間に設置された大気開放部２１７と、吸引ノズルで吸引する液体（反応補助液）を貯蔵する液体容器２１８、当該容器に反応補助液（例えば、希釈液、洗浄液、試薬、システム水等）を供給する流路２１９、当該容器からオーバーフローした液体を廃棄するための流路２２０、吸引ノズル２０１を洗浄する洗浄槽２２１、液体容器２１８を特定の位置に保持するテーブル２２２、反応容器設置部２２３、テーブル駆動機構２２４を備えている。なお、流路２１９、流路２２１、テーブル２２２、反応容器設置部２２３、洗浄槽２２１、テーブル駆動機構２２４を併せてリザーバユニット２３０と総称する。

次に、図３及び図４にリザーバユニット２３０の詳細を示す。

テーブル２２２は、その上に反応容器設置部２２３、液体容器２１８、洗浄槽２２１を有し、テーブル回転機構３０１とテーブル上下機構３０２からなるテーブル駆動機構２２４により、所望の位置に位置付けられる。テーブル回転機構３０１は、当該テーブルを回転させるモータと、モータの駆動をテーブルに伝達する回転駆動ベルトにより構成される。テーブル上下機構は、テーブルを上下方向に移動させるモータと、モータの駆動をテーブルに伝達する上下駆動ベルトにより構成される。テーブル２２２は軸を介して上下駆動ベルトを接続されている。

テーブル上下機構の上下駆動ベルトにはテーブル位置調整機構としてカウンターウェイト３０４が取り付けられており、テーブル上下駆動機構３０２に電力が供給されていないときに、自重によりテーブル２２０が鉛直方向下向きに落下することを防ぐ。つまり、カウンターウェイト３０４により、テーブル上下機構３０２に電力が供給されていない状態でも、テーブル２２０を含めたリザーバユニット２３０の重さとカウンターウェイト３０４の重さが、上下駆動ベルト３０５を介してつりあうことにより、テーブルが一定の上下位置に保たれる。

図４はカウンターウェイト３０４を用いない場合のリザーバユニット２３０の構成図である。カウンターウェイトに替えて、バネ３０６、バネ保持部３０７、及びバネ保持部３０８により構成されている。バネ保持部３０８はリザーバユニット２３０の下端に接続されている。またバネ保持部３０７は所定の高さに固定されている。

テーブル上下機構３０２に電力が供給されていない状態でも、リザーバユニット２３０自身の重さと、バネ保持部３０８に引っ張られたバネ３０６が元の形状に戻ろうとする弾性力がつりあうことにより、液体容器保持部材が鉛直方向下向きに移動せず、一定の位置を保つことが可能である。

なお、テーブル位置調整機構の構成は上記の実施例に限定されるものではなく、電源をＯＦＦ時においてもリザーバユニット２３０の重量を支えることができる構造であれば、他の構成であっても良い。

なお、本流路構成においては、吸引ノズルからドレインまでの全流路は固定されており、フローセル検出器２０２が、吸引ノズル２０１やポンプ２０４等の他機構と比べて鉛直方向上方に固定されている。インキュベータディスク１０４上の所定の反応容器１０５を反応容器設置部２２３に移載させ、テーブル回転機構３０１によりテーブル２２２を回転させて、吸引ノズル２０１の直下に反応容器１０５を移動させる。その後、液体容器保持部材上下駆動機構３０２を上昇させて吸引ノズル２０１を反応容器１０５に挿入する。吸引ノズル２０１が反応容器１０５に挿入されたら、シリンジ２０３により吸引ノズル２０１を介して反応液をフローセル検出器２０２内へ送液する。吸引ノズル２０１で吸引された反応液は、フローセル検出器２０２内で分析される。

次に、図５乃至図７を用いて、フローセルへの液体供給・給水フローに関して説明する。

まず、自動分析装置システムに対して電源切断指示が出されているか否かを判断する（ステップＳ５０１）。電源切断指示が出されていない場合（稼働状態である場合）は、分析動作が終了してスタンバイに移行してから一定時間が経過するか否かを判断し（ステップＳ５０２）、一定時間毎に第一の液体供給処理を実施させる（ステップＳ５０３）。そのため、第一の液体供給処理は、自動分析システムがスタンバイ状態にある限り、一定時間間隔で繰り返される。

第一の液体供給処理の詳細を図６に示す。第一の液体供給処理では、装置の電源はＯＮであり、ポンプからの給水が可能であるため、ポンプからの給水を利用してフローセルを含む流路に液体を供給する。そのため、テーブル回転機構３０１により、テーブル２２２を回転させて、吸引ノズル２０１の直下に洗浄槽２２１を移動させる（Ｓ６０１）。その後、テーブル上下機構３０２によりテーブルを上昇させ、吸引ノズル２０１を洗浄槽２２１内に挿入する（ステップＳ６０２）。システム水供給ポンプ２０４を動作させ、シリンジ２０３からの流路を経由して吸引ノズル２０１およびドレイン２０５側の両方にシステム水を供給する（ステップＳ６０３）。システム水の供給が終了後、テーブル上下機構３０２が下降して吸引ノズル２０１が洗浄槽２２１から引き抜かれ（ステップＳ６０４）、スタンバイに移行する（ステップＳ６０５）。

なお、前述した一定時間とは、大気開放部２１７等からの蒸発により流路内を液体で満たせなくなる時間以内とし、システム水供給量は吸引ノズル２０１からシリンジ２０３へと連絡する流路の分岐部２１１の区間、および大気開放部２１７からシリンジ２０３へと連絡する流路の分岐部２１１の区間の両区間を十分に満たす量とする。第一の液体供給処理により流路内は常に液体で満たされた一定状態となる。

一方、自動分析装置システムに電源切断指示がだされた場合、自動分析装置システム内の各機構に電源が供給されないため、流路内に設けられた大気開放部等から蒸発により液体がなくなる可能性があったとしても、本流路内へポンプにより水を充填させることができない。ゆえに、自動分析装置システムが停止状態で、ポンプやモータに電力が供給されず稼動できない状態において、電源切断指示が発せられてから実際に自動分析装置システムが停止する前に、流路内に液体を供給するため第二の液体供給処理を実行する（ステップＳ５０４）。

図７に第二の液体供給処理について述べる。まず、テーブル回転機構３０１により、テーブル２２２を回転させて、吸引ノズル２０１の直下に洗浄槽２１９を移動させる（ステップＳ７０１）。その後、テーブル上下機構により、吸引ノズル２０１を洗浄槽２２１内に挿入する（ステップＳ７０２）。システム水供給量ポンプ２０４を動作させ、シリンジ２０３からの流路を経由して吸引ノズル２０１およびドレイン２０５側の両方にシステム水を供給する（ステップＳ７０３）。ステップＳ７０３と同時に、流路２１９から液体容器２１８にシステム水を供給し、容器内をシステム水で満たす（ステップＳ７０４）。テーブル回転機構３０１により、水で満たされた充分な容積のある液体容器２１８を吸引ノズル２０１の直下に移動させ、テーブル上下機構３０２により、吸引ノズル２０１を液体容器２１８内システム水に浸漬させる（ステップＳ７０５）。ステップＳ７０５が終了すると、自動分析装置システムの電源を停止させる（ステップＳ５０５）。テーブルはテーブル位置保持機構により、電源が通電していない状態でも所定の位置をキープし、吸引ノズル２０１が液体容器２１８内システム水に浸漬させた位置を維持し続けることが出来る。

第二の液体供給処理により、大気開放部２１７等からの蒸発で失われる流路中の液体を、液体容器２１８内のシステム水に浸漬された吸引ノズル２０１が補充することにより、流路内を常に水で満たすことが可能となる。なお、本実施例ではテーブル回転機構３０１及びテーブル上下機構３０２が液体容器２１８及び洗浄槽２２１を吸引ノズル２０１に移動させているが、吸引ノズル２０１側に回転駆動機構、上下駆動機構及び上下位置保持機構が付与されている場合でも可とする。

１００：分析装置
１０１：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
１０６：反応容器搬送機構
１０７：サンプル分注チップ及び反応容器保持部材
１０８：反応容器撹拌機構
１０９：サンプル分注チップ及び反応容器廃棄孔
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
１１３：試薬ディスクカバー開口部
１１４：試薬分注ノズル
１１５：反応容器搬送機構
１１６：検出ユニット
１１７：ラック搬送ライン
１２０：ラック搬送部
１２１：電源投入指示部
１２２：電源切断指示部
１２３：制御コンピュータ
２０１：吸引ノズル
２０２：フローセル検出器
２０３：シリンジ
２０４：システム水供給ポンプ
２０５：ドレイン流路
２０６：ドレインタンク
２０７：入口接続部
２０８：第一流路
２０９：出口接続部
２１０：第一弁
２１１：分岐部
２１２：第二流路
２１３：第三流路
２１４：第二弁
２１６：第四流路
２１７：大気開放部
２１８：液体容器
２１９：流路
２２０：流路
２２１：洗浄槽
２２２：テーブル
２２３：反応容器設置部
２２４：テーブル駆動機構
２３０：リザーバユニット
３０１：テーブル回転機構
３０２：テーブル上下機構
３０４：カウンターウェイト
３０５：上下駆動ベルト
３０６：バネ
３０７：バネ保持部
３０８：バネ保持部

Claims (9)

1. 分析対象の液体を収容するフローセルを含む検出ユニットと、
   前記フローセルに導入する液体を吸引する吸引ノズルと、
   前記吸引ノズルにより吸引される液体を収容する容器と、
   前記フローセルに液体を供給するポンプと、
   排出された液体を貯蔵するタンクと、
   大気を開放する大気開放部と、
   前記ポンプに対する電源の切断を指示する電源切断指示部と、
   前記電源切断指示部からの電源の切断指示を受信していない場合は第一の液体供給処理を行い、前記電源切断指示部からの電源の切断指示を受信した場合は第二の液体供給処理を行う制御部と、を備え、
   前記液体の流路を介して、前記ノズル、前記フローセル、前記大気開放部、前記タンクの順に接続され、
   前記フローセルは、前記容器、前記吸引ノズル、前記大気開放部、及び、前記タンクよりも、重力方向上側に配置され、
   前記大気開放部は、前記タンクよりも、重力方向上側に配置され、
   前記制御部は、前記第二の液体供給処理において、前記フローセルに液体を供給し、前記吸引ノズルを前記容器内の液体に浸漬させてから電源を切断する、自動分析装置。
2. 前記制御部は、前記第一の液体供給処理において一定時間間隔で前記フローセルに液体を供給するように前記ポンプを制御する、請求項１記載の自動分析装置。
3. 前記容器を所望の位置に位置付けるテーブルを更に備え、
   前記制御部は、前記第二の液体供給処理において、前記電源を切断する前に前記容器内に液体を供給する、請求項１記載の自動分析装置。
4. 前記テーブルを垂直方向に移動させる垂直駆動機構と、
   電源切断時に前記テーブルの上下方向の位置を保持する位置調整機構を備える、請求項３記載の自動分析装置。
5. 前記垂直駆動機構はモータと、該モータの駆動をテーブルに伝達する上下駆動ベルトを有し、
   前記位置調整機構は前記上下駆動ベルトに取り付けられたカウンターウェイトである、請求項５記載の自動分析装置。
6. 前記位置調整機構は、前記テーブルの位置を所定の位置に保持する弾性体を有する、請求項５記載の自動分析装置。
7. 分析対象の液体を収容するフローセルを含む検出ユニットと、
   前記フローセルに導入する液体を吸引する吸引ノズルと、
   前記吸引ノズルにより吸引される液体を収容する容器と、
   前記フローセルに液体を供給するポンプと、
   排出された液体を貯蔵するタンクと、
   大気を開放する大気開放部と、を備える自動分析装置におけるメンテナンス方法であって、
   前記液体の流路を介して、前記ノズル、前記フローセル、前記大気開放部、前記タンクの順に接続され、
   前記フローセルは、前記容器、前記吸引ノズル、前記大気開放部、及び、前記タンクよりも、重力方向上側に配置され、
   前記大気開放部は、前記タンクよりも、重力方向上側に配置され、
   電源の切断指示を受信していない場合は第一の液体供給処理を行い、電源の切断指示を受信した場合は第二の液体供給処理を行い、
   前記第二の液体供給処理では、前記フローセルに液体を供給してから電源を切断し、前記容器内の液体に前記吸引ノズルを浸漬させる、メンテナンス方法。
8. 前記第一の液体供給処理は、一定時間間隔で前記フローセルに液体を供給する、請求項８記載の自動分析装置。
9. 前記第二の液体供給処理は、前記フローセル内に液体を供給する第一のステップと、前記容器内を液体で満たす第二のステップと、前記容器内に前記吸引ノズルを挿入する第三のステップを有する、請求項８記載の自動分析装置。

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