JP6647288B2

JP6647288B2 - 自動分析装置及び方法

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Publication number: JP6647288B2
Application number: JP2017514060A
Authority: JP
Inventors: 晃啓安居; 早織千田; 匡章平野
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Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2020-02-14
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Description

本発明は、血液や尿等の生体試料の定量・定性分析を行う自動分析装置及び方法に関する。

血液や尿等の生体試料（以下、試料と称する）に含まれる特定成分の定量・定性分析を行う自動分析装置は、分析結果の再現性が高く、また、処理速度が速いことから、現在の診断等には欠かせないものとなっている。

自動分析装置で用いられる測定方法としては、試料中の分析対象成分と反応することによって反応液の色が変わるような試薬を用いる分析方法(比色分析)や、試料中の分析対象成分と直接あるいは間接的に特異的に結合する物質に標識体を付加した試薬を用い、標識体をカウントする分析方法(免疫分析)などが知られており、試料容器に収容された試料、及び試薬容器に収容された試薬を分注装置などで反応容器に分注し、混合することにより分析を行っている。

上記のような分析において試料が収容される試料容器としては、上部に開口部を持つ開放型の試料容器のほか、開口端がゴム栓等で密閉されて内部が減圧された真空採血管等を試料容器として用いる場合があり、種々の試料分注方法が検討されている。

真空採血管等のように閉栓された試料容器から試料を分注する技術として、例えば、特許文献１（特開平４−２５２９６０号公報）には、複数のサンプル容器をサンプリング位置へ移動させるようになっているサンプル・キャリヤと、サンプリング位置情報に移動経路を持つように設置した側方並進器と、この側方並進器によって側方に位置させられるように装着した垂直方向並進器と、サンプル容器内へ、そして、サンプル容器外へ垂直方向並進器によって垂直方向に移動させられるようになっているサンプリング・プローブと、サンプル容器からサンプルを吸い出すようにプローブに接続した液体ポンプと、前記両並進器およびポンプを作動させて前記の吸出し操作を実施させるコントローラ手段とを有するサンプリング装置において、前記両並進器が流動駆動式アクチュエータであり、サンプル容器が直立しており、少なくとも１つのサンプル容器が閉じていることを特徴とするサンプリング装置が開示されている。

特開平４−２５２９６０号公報

近年、自動分析装置における処理能力の向上や分析コストの削減などの要求が高まっており、上記のように試料に試薬を添加するような分析方法では、使用する試薬の量を低減することが求められている。このため、自動分析装置で１回の分析に使用する試料は１桁のマイクロリットルのオーダーとなっており、高い分注精度が求められる。

一方、従来技術のように、開口端がゴム栓等で密閉された真空採血管のような試料容器から開栓することなく直接試料を採取する場合、分注装置の試料ノズルで直接ゴム栓等を貫いて試料容器内の試料に浸漬させるため、試料ノズルにかかる挿入負荷を考慮する必要がある。したがって、密閉型の試料容器のゴム栓等の貫通に用いられる試料ノズルは、開放型の試料容器に用いられるものと比較して外径を太くし、かつ、ゴム栓等への挿入荷重の低減を考慮して先端形状を鋭利とする必要がある。

しかしながら、試料ノズルの外径が太く、また、先端が鋭利な場合には、試料ノズルの開口部が広くなるために吐出の勢いが低下するとともに、開口部が反応容器底面に対して斜めにならざるを得ないため、試料ノズルの先端から試料が離れにくくなる。特に、全血や遠心分離された血球のように粘度の高い試料を分注する場合は、反応容器底面に試料を濡れ広がらせることが非常に困難となり、試料ノズルが反応容器から離脱する際に試料を持ち帰ってしまうという問題点がある。

本願発明は上記に鑑みてなされたものであり、試料ノズルの外形や試料の粘性によらず、微量の試料を精度良く分注することができる自動分析装置及び方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、分析対象の試料を吸引及び吐出することにより、試料容器中の試料を反応容器に分注する試料ノズルを備えた試料分注機構と、前記試料ノズルを前記試料容器中に挿入し、前記試料容器中の試料を吸引する試料吸引処理と、前記試料吸引処理の後、液体を前記試料ノズルにより吸引する液体吸引処理と、前記試料ノズルから前記液体、試料の一部の順番で空の前記反応容器に前記液体と前記試料の一部とを吐出する吐出処理と、を実施するように前記試料分注機構を制御する制御部とを備えたものとする。

本発明によれば、試料ノズルの外形や試料の粘性によらず、微量の試料を精度良く分注することができる。

第１の実施の形態に係る自動分析装置の全体構成を概略的に示す図である。第２の試料分注機構を抜き出して概略的に示す図である。洗浄槽、液体供給部、及び水滴除去部を抜き出して概略的に示す縦断面図である。第１の実施の形態における試料の分注動作の流れを示す図である。第１の実施の形態における試料の分注動作の詳細を示すフローチャートである。第２の実施の形態における洗浄槽、液体供給部、及び水滴除去部を抜き出して概略的に示す縦断面図である。

本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態を図１〜図５を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る自動分析装置の全体構成を概略的に示す図である。

図１において、自動分析装置１００は、分析対象の試料を収容した試料容器１５と、１つ以上の試料容器１５を搭載した試料ラック１６と、試料ラック１６を搬送する試料搬送機構１７と、試料の分析に用いる試薬を収容した試薬ボトル１０と、複数の試薬ボトル１０を周方向に並べて配置した試薬ディスク９と、試料と試薬とを混合して反応させる反応容器２と、複数の反応容器２を周方向に並べて配置した反応ディスク１と、試料搬送機構１７により試料分注位置に搬送された試料容器１５から反応容器２に試料を分注する第１及び第２の試料分注機構１１，１２と、試薬ボトル１０から反応容器２に試薬を分注する試薬分注機構７，８と、反応容器２に分注された試料と試薬の混合液（反応液）を攪拌する攪拌機構５，６と、図示しない光源から反応容器２の反応液を介して得られる透過光を測定することにより、反応液の吸光度を測定する分光光度計４と、使用済みの反応容器２を洗浄する洗浄機構３と、自動分析装置１００の全体の動作を制御する制御部２１とから概略構成されている。分光光度計４が混合液（反応液）の吸光度を測定することにより自動分析装置１００の分析はなされる。この吸光度から試薬に応じた分析項目の所定成分の濃度等などが算出される。なお、図１においては、図示の簡単のため、自動分析装置１００を構成する各機構と制御部２１との接続は一部省略して示している。

試料搬送機構１７により搬送される試料ラック１６に搭載される試料容器１５は上部に開口部を有しており、上部の開口部をゴム栓等の蓋部材８６で閉栓した密閉型の試料容器（閉栓容器）と、上部の開口部の蓋部材等を除去することにより開放した開放型の試料容器（開栓容器）とがある。

第１の試料分注機構１１は、その先端を下方に向けて配置された試料ノズル１１ａを有しており、試料ノズル１１ａには、試料用ポンプ１９が接続されている。第１の試料分注機構１１は、水平方向への回転動作及び上下動作が可能なように構成されており、試料ノズル１１ａを開放型の試料容器１５に挿入して試料を吸引し、試料ノズル１１ａを反応容器２に挿入して試料を吐出することにより、試料容器１５からから反応容器２への試料の分注を行う。また、第１の試料分注機構１１は、試料ノズル１１ａを反応容器２に挿入して試料（又は、反応液）を吸引し、他の反応容器２に吐出することにより、反応容器２間での試料（又は、反応液）の分注を行う。第１の試料分注機構１１の稼動範囲には、試料ノズル１１ａを洗浄水により洗浄する洗浄槽１３が配置されている。

図２は、第２の試料分注機構を抜き出して概略的に示す図である。

図２に示すように、第２の試料分注機構１２は、横方向に延在するよう配置されたアーム４２と、アーム４２の一端にその先端を下方に向けて配置された試料ノズル１２ａと、アーム４２の他端に配置され、アーム４２の水平方向への回転動作及び上下動作を行うアーム駆動機構４１とを備えている。試料ノズル１２ａには、アーム駆動機構４１内を通して設置された管路（図示せず）を介してシリンジポンプ５１が接続されており、シリンジポンプ駆動機構５１ａにより駆動される。また、シリンジポンプ５１には、水タンク８１に貯留された純水などのシステム水７４をシリンジポンプ５１及び試料ノズル１２ａ内に供給するポンプ５３が接続されており、ポンプ５３とシリンジポンプ５１とを接続する管路には、管路の開閉（流通と遮断の切換）を行う電磁弁５２が設けられている。

試料ノズル１２ａの下端部は、鋭角（例えば、試料ノズル１２ａの軸方向と、試料ノズル１２ａの先端角αが１５°〜２０°程度）に形成されており、密閉型の試料容器１５の蓋部材を貫通可能に構成されている。つまり、第２の試料分注機構１２は、試料ノズル１２ａを開放型の試料容器１５や密閉型の試料容器１５に挿入して試料を吸引し、試料ノズル１２ａを反応容器２に挿入して吐出することにより、試料容器１５から反応容器２への試料の分注を行う。

第２の試料分注機構１２の稼動範囲には、試料ノズル１２ａを洗浄水により洗浄する洗浄槽１４と、試料ノズル１２ａに吸引させるシステム水（純水等）などの液体を貯留する液体吸引位置に配置された液体供給部７１と、試料ノズル１２ａの外壁に付着した水滴を除去する真空吸引位置に配置された水滴除去部７２とが配置されている。

図３は、洗浄槽、液体供給部、及び水滴除去部を抜き出して概略的に示す縦断面図である。

図３に示すように、洗浄槽１４には、水タンク８１に貯留され、ポンプ７９により供給されるシステム水７４を洗浄水として吐出することにより試料ノズル１２ａを洗浄する洗浄ノズル７３が設けられている。また、ポンプ７９と洗浄ノズル７３を接続する管路には、管路の開閉（流通と遮断の切換）を行う電磁弁７７が設けられている。洗浄槽１４において、洗浄ノズル７３から吐出された洗浄水は、試料ノズル１２ａを洗浄する洗浄位置を通り、その下方に設けられた廃液口７８を介して廃液タンク（図示せず）に廃棄される。

液体供給部７１には、水タンク８１に貯留されたシステム水７４がポンプ７９により供給されており、液体供給部７１とポンプ７９を接続する管路には、管路の開閉（流通と遮断の切換）を行う電磁弁７５が設けられている。液体供給部７１は、洗浄槽１４に隣接して配置されており、液体供給部７１の洗浄槽１４側に設けられた放出部７１ａから洗浄槽１４の洗浄位置にシステム水７４の一部を放出している。

水滴除去部７２には、真空ポンプ８０が接続されており、水滴除去部７２と真空ポンプ８０を接続する管路には、管路の開閉（流通と遮断の切換）を行う電磁弁７６が設けられている。水滴除去部７２において、試料ノズル１２ａの外壁から吸引された水滴は、真空ポンプ８０を介して廃液タンク（図示せず）に廃棄される。

試薬分注機構７，８には、試薬用ポンプ１８が接続されており、試薬分注機構７，８の稼動範囲には、試薬分注機構７，８の試薬ノズル７ａ，８ａを洗浄する洗浄槽３２，３３が配置されている。また、攪拌機構５，６の稼動範囲には、攪拌機構５，６を洗浄する洗浄槽３０，３１が配置されている。また、洗浄機構３には、洗浄用ポンプ２０が接続されている。

制御部２１は、各ポンプ１８〜２０，５３，７９，８０や、各電磁弁５２，７５〜７７、各駆動機構４１，５１ａなどを含む自動分析装置１００の全体の動作を制御し、後述する試料の分注動作を行うとともに、分光光度計４からの測定結果に基づいて試料の分析を行う。

ここで、本実施の形態における分注動作について、図４及び図５を参照しつつ説明する。

図４は、本実施の形態における試料の分注動作の流れを示す図である。図４では、密閉型の試料容器１５から反応容器２に試料を分注する場合を示している。

分注動作では、まず、アーム駆動機構４１によりアーム４２を駆動して試料ノズル１２ａを洗浄槽１４の洗浄位置に移動し、電磁弁５２，７７を流通させて（開けて）システム水７４を洗浄ノズル７３及び試料ノズル１２ａから吐出し、試料ノズル１２ａの外側および内側を洗浄するとともに、試料ノズル１２ａ内をシステム水８９で満たす（状態（ａ））。このとき、前回の試料の分注動作時の試料や分節空気などの不要物９４は破棄される。試料ノズル１２ａの洗浄終了後、電磁弁５２，７７を遮断する（閉じる）。

続いて、試料ノズル１２ａを真空吸引位置に移動し、電磁弁７６を開けて水滴除去部７２により試料ノズル１２ａの外壁の水滴８２を除去する（状態（ｂ））。試料ノズル１２ａの外壁の水滴の除去後、電磁弁７６を閉じる。

続いて、試料ノズル１２ａを真空吸引位置外に移動し、シリンジポンプ駆動機構５１ａによりシリンジポンプ５１を駆動して、試料ノズル１２ａの先端に分節空気８３（容量Ｖ１）を吸引する（状態（ｃ））。

続いて、密閉型の試料容器１５の上方から試料ノズル１２ａを下降させることにより、密閉型の試料容器１５の蓋部材８６（例えばゴム栓）を貫通させて試料容器１５内に試料ノズル１２ａを挿入し、試料ノズル１２ａが試料容器１５内の試料８４に浸漬した状態でシリンジポンプ５１を駆動して、試料８５（容量Ｖ２）を吸引する（状態（ｄ））。なお、容量Ｖ２は、実際に反応容器２に吐出して分析に用いる試料の量よりも十分に多い量とする。

続いて、試料ノズル１２ａを蓋部材８６から引き抜いて、試料容器１５から離脱させる（状態（ｅ））。

続いて、試料ノズル１２ａを洗浄槽１４の洗浄位置に移動し、電磁弁７７を開けてシステム水７４を洗浄ノズル７３から吐出し、試料ノズル１２ａの外側を洗浄する（状態（ｆ））。このとき、シリンジポンプ５１を駆動することにより、試料ノズル１２ａの先端にシステム水８８（容量Ｖ３）を吸引する。

続いて、試料ノズル１２ａを液体吸引位置に移動し、液体供給部７１に貯留されたシステム水７４に浸漬させてシリンジポンプ５１を駆動することにより、試料ノズル１２ａの先端に追加のシステム水９０（容量Ｖ４）を吸引する（状態（ｇ））。その後、試料ノズル１２ａを液体供給部７１から離脱させる。試料ノズル１２ａの液体供給部７１からの離脱後に電磁弁７５を一定時間開けて液体供給部７１にシステム水７４を供給し、液体供給部７１のシステム水７４を補充するとともに、放出部７１ａからシステム水７４を放出させて液体供給部７１のシステム水７４の置換を行う。なお、試料ノズル１２ａの先端には、状態（ｆ）において予め吸引されたシステム水８８が存在するので、試料ノズル１２ａ内の試料８５が液体供給部７１のシステム水７４に拡散することによる分注誤差の発生を防止することができる。また、試料ノズル１２ａの液体供給部７１からの離脱後に液体供給部７１のシステム水７４を置換するので試料ノズル１２ａの外壁等に微量に残留している可能性のある試料成分が液体供給部７１のシステム水７４中に残ることを防止することができる。

続いて、試料ノズル１２ａを真空吸引位置に移動し、電磁弁７６を開けて水滴除去部７２により試料ノズル１２ａの外壁の水滴８２を除去する（状態（ｈ））。試料ノズル１２ａの外壁の水滴の除去後、電磁弁７６を閉じる。なお、１ｕＬ程度の試料を分注する本実施の形態の試料ノズル１２aの内径は１ｍｍ以下であり、これに対して、試料ノズル１２ａの外壁と水滴除去部７２の内壁の間隔は衝突等のリスクを回避するため数ミリ程度開いている。このため、試料ノズル１２ａ内のシステム水や試料等の液体が真空ポンプ８０の吸引力で抜けてしまうことはない。

続いて、試料ノズル１２ａを真空吸引位置外に移動し、シリンジポンプ駆動機構５１ａによりシリンジポンプ５１を駆動して、試料ノズル１２ａの先端に空気９１（容量Ｖ５）を吸引する（状態（ｉ））。この空気９１は、反応容器２に試料を吐出する前に、試料８５の吐出スピードを上げるための加速区間として使用するものであり、したがって、空気９１の容量Ｖ５は試料を加速させるのに十分な量であればよい。なお、この容量Ｖ５は２μＬ程度でありシステム水９０を１５ｍｍ程度吸引することにより空気９１は吸引される。

続いて、試料ノズル１２ａを反応容器２に挿入し、試料ノズル１２ａの先端を空の反応容器２の底面にわずかに接触させた状態で、シリンジポンプ５１により、空気９１、システム水９０、システム水８８、試料８５の一部（状態（ｉ））の試料９２（容量Ｖ６）参照）の順番で吐出する（状態（ｊ））。システム水９０，８８（容量Ｖ３＋Ｖ４）と試料８５の一部（容量Ｖ６）が吐出された後、試料ノズル１２ａを反応容器２から離脱させ、洗浄槽１４の洗浄位置に移動する（すなわち、状態（ａ）に移行する）。以後、状態（ａ）〜状態（ｊ）を伴う分注動作を必要に応じて繰り返す。

なお、状態（ｊ）においては、空気９１（容量Ｖ５）の吐出中にシステム水８８，９０と試料８５aが加速される。そして、システム水８８，９０と試料８５の速度が十分に上がったところで、試料ノズル１２ａの先端から、先ず、システム水８８，９０が飛び出す。システム水８８，９０は粘性が低いため、反応容器２の底面に接触した際に容易に濡れ広がり、反応容器２の底面と試料ノズル１２a内部の液体とがシステム水８８，９０を介して繋がる。その後、連続的に試料ノズル１２ａの先端から分析に使用するための試料９２（容量Ｖ６）が飛び出す。このように、試料９２が飛び出す際には、既に試料ノズル１２ａ内の試料等の液体と反応容器２の底面はシステム水８８，９０を介して繋がっているため、試料９２の粘性が高い場合においても、システム水８８，９０とともに試料９２が反応容器２の底面に確実に濡れ広がる（試料９２とシステム水８８，９０の混合物９３）ので、試料ノズル１２aが反応容器２から離脱する際に試料９２を持ち帰ってしまうことはない。また、試料ノズル１２ａ内には余分な試料９５（容量Ｖ７）を残すので、分節空気８３やシステム水８９が反応容器２内に飛び出すことはない。

なお、図４においては、密閉型の試料容器１５から反応容器２に試料を分注する場合を例示して説明したが、開放型の試料容器１５から反応容器２に試料を分注する場合においても、同様の状態（ａ）〜状態（ｊ）を伴う分注動作を行うことができる。

図５は、本実施の形態における試料の分注動作の詳細を示すフローチャートである。

図５において、まず、制御部２１は、アーム駆動機構４１を制御して試料ノズル１２ａを洗浄槽１４の洗浄位置の洗浄ノズル７３の前に移動し（ステップＳ１０）、電磁弁５２，７７を開けてシステム水７４を洗浄ノズル７３及び試料ノズル１２ａから吐出し洗浄する。前回の分注動作時の試料や分節空気などの不要物９４が試料ノズル内１２ａに残っている場合には不要物９４を破棄する。この洗浄工程では、試料ノズル１２ａの外側および内側を洗浄するとともに、試料ノズル１２ａ内をシステム水８９で満たす（ステップＳ２０）。その後、電磁弁５２，７７を閉じる（ステップＳ２５）。

次に、試料ノズル１２ａを真空吸引位置に移動し（ステップＳ３０）、電磁弁７６を開けて水滴除去部７２により試料ノズル１２ａの外壁の水滴８２を除去する（ステップＳ４０）。その後、電磁弁７６を閉じる（ステップＳ４５）。

次に、試料ノズル１２ａを真空吸引位置から離脱させ真空吸引位置外に移動し（ステップＳ５０）、試料ノズル１２ａの先端に分節空気８３を吸引する（ステップＳ６０）。

次に、試料容器１５内に試料ノズル１２ａを挿入し（ステップＳ７０）、試料８５を吸引する（ステップＳ８０）。

次に、試料ノズル１２ａを試料容器１５から離脱させ（ステップＳ９０）、試料ノズル１２ａを洗浄槽１４の洗浄ノズル前の洗浄位置に移動する（ステップＳ１００）。

ここで、予め制御部２１に設定された分注動作の動作条件（以降、分注動作条件と称する）に基づいて、試料ノズル１２ａの外壁の洗浄が必要であるかどうかを判定し（ステップＳ１１０）、判定結果がＹＥＳの場合は、電磁弁７７を開けてシステム水７４を洗浄ノズル７３から吐出し、試料ノズル１２ａの外側を洗浄する（ステップＳ１２０）。続いて、分注動作条件に基づいて、試料ノズル１２ａの先端へのシステム水８８の吸引が必要であるかどうかを判定し（ステップＳ１３０）、判定結果がＹＥＳの場合には、試料ノズル１２ａの先端にシステム水８８を吸引する（ステップＳ１４０）。なお、ステップＳ１１０やＳ１３０において、試料ノズル洗浄やシステム水８８の吸引が不要である（すなわち、Ｓ１１０やステップＳ１３０での判定結果がＮＯである）場合としては、試料容器１５に収容された分注対象の試料の粘度が低いことが予めわかっている場合（例えば、試料が全血ではなく用手溶血の場合）や、試料の分注量が比較的多い場合（例えば、１０ｕＬ程度の場合）である。なお、試料ノズル洗浄が要でシステム水８８の吸引が不要な場合もある。例えば、用手溶血の場合、試料ノズル１２ａの周りに付着した試料を落としたいが、試料の粘度が低いためにシステム水を吸引する必要がない場合である。試料がどのようなフローを辿るかについては、予め分注動作条件を決めておき、分析対象となる試料がこの条件に合致するか否かを判定することで実現できる。

ステップＳ１１０，Ｓ１３０での判定結果がＮＯである場合、又は、ステップＳ１４０の処理が終了した場合は、試料ノズル１２ａの液体吸引位置への移動が必要であるかどうかを判定し（ステップＳ１５０）、判定結果がＹＥＳの場合には、試料ノズル１２ａを液体吸引位置に移動する（ステップＳ１６０）。続いて、分注動作条件に基づいて、試料ノズル１２ａの先端へのシステム水９０の吸引が必要であるかどうかを判定し（ステップＳ１７０）、判定結果がＹＥＳの場合には、試料ノズル１２ａの先端にシステム水９０を吸引する（ステップＳ１８０）。なお、ステップＳ１７０において、システム水９０の吸引が不要である（すなわち、ステップＳ１８０での判定結果がＮＯである）場合としては、試料容器１５に収容された分注対象の試料の粘度が低いことが予めわかっている場合（例えば、試料が全血ではなく用手溶血の場合）や、試料の分注量が比較的多い場合（例えば、１０ｕＬ程度の場合）である。

ステップＳ１５０，Ｓ１７０での判定結果がＮＯである場合、又は、ステップＳ１８０の処理が終了した場合は、分注動作条件に基づいて、試料ノズル１２ａの液体吸引位置からの離脱速度が高速である（高速離脱である）かどうかを判定し（ステップＳ１９０）、判定結果がＹＥＳの場合には、液体吸引位置から試料ノズル１２ａを高速で離脱し（ステップＳ２０１）、判定結果がＮＯの場合には、液体吸引位置から試料ノズル１２ａを試料ノズル１２ａの外壁の水滴が除去される程度に低速で離脱する（ステップＳ２０２）。これにより、試料ノズル１２ａの外壁の水滴量を制御することができる。例えば、後述のステップ２３０で水滴を除去する工程がある場合には、水滴量を制御するよりも試料ノズル１２ａの移動速度を優先することができる。一方、後述のステップ２３０の水滴を除去する工程を行わない場合には、ステップ２０２での水滴除去を優先するために試料ノズル１２ａの移動速度を低速にすることができる。

ステップＳ２０１，Ｓ２０２の処理が終了すると、続いて、分注動作条件に基づいて、試料ノズル１２ａを真空吸引位置に移動する必要があるかどうかを判定し（ステップＳ２１０）、判定結果がＹＥＳの場合には、試料ノズル１２ａを真空吸引位置に移動し（ステップＳ２２０）、電磁弁７６を開けて水滴除去部７２により試料ノズル１２ａの外壁の水滴８２を除去し（ステップＳ２３０）、その後、電磁弁７６を閉じ（ステップＳ２３５）、試料ノズル１２ａを真空吸引位置から離脱し真空吸引位置外に移動する（ステップＳ２４０）。

ステップＳ２１０での判定結果がＮＯの場合、又は、ステップＳ２４０の処理が終了した場合は、分注動作条件に基づいて、試料ノズル１２ａの先端に空気９１を吸引する必要があるかどうかを判定し（ステップＳ２５０）、判定結果がＹＥＳの場合には、試料ノズル１２ａの先端に空気９１を吸引する（ステップＳ２６０）。ステップＳ２５０での判定結果がＮＯの場合、又は、ステップＳ２５０の処理が終了した場合は、試料ノズル１２ａを反応容器２に移動（挿入）し（ステップＳ２７０）、反応容器２内に試料を吐出して（ステップＳ２８０）、ステップＳ１０に戻る。

次に、具体例について説明する。試料ノズル１２ａが、微量の全血と、予め溶血された用手溶血を反応容器に吐出する場合について説明する。この違いは、例えば、試料容器に付されたバーコードなどの識別情報や、試料ラック１６に付されたバーコードなどの識別情報により装置は認識することができ。この識別情報と分注動作条件に基づき、図５のフローが決定し、決定したフローに基づき試料ノズル１２ａの分注動作がなされる。

微量の全血の場合においては、図５のフローでステップＳ１１０、Ｓ１３０、Ｓ１５０、Ｓ１７０、Ｓ１９０、Ｓ２５０がＹＥＳのフローを辿る。これにより、試料ノズル１２ａが反応容器から離脱する際に試料を持ち帰ってしまう課題を解決することができる。微量の全血であっても、後述のように一部のステップは省略することができ、少なくともステップＳ１４０とＳ１８０のいずれかの工程は必須である。つまり、全血の場合には、制御部は、ステップＳ８０の試料吸引（試料吸引処理）、ステップＳ１４０とＳ１８０のいずれかのシステム水の吸引（液体吸引処理）、ステップＳ２８０の試料の吐出（試料吐出処理）を実施するように第２の試料分注機構１２を制御する。

一方、用手溶血の場合においては、図５のフローでステップＳ１１０、Ｓ１５０がＹＥＳであり、ステップＳ１３０、Ｓ１７０、Ｓ１９０、Ｓ２１０、Ｓ２５０がＮＯのフローを辿る。特に、用手溶血の場合は、試料を持ち帰ってしまう課題が生じ難いためである。ステップＳ１４０とＳ１８０のいずれのシステム水の吸引（液体吸引処理）を省略することができる。つまり、用手溶血の場合には、制御部は、Ｓ１４０やＳ１８０のシステム水の吸引（液体吸引処理）を実施することなく試料の一部を反応容器に吐出するように第２の試料分注機構１２を制御することが望ましい。

次に、本実施形態の要点について説明する。これまで説明したとおり、微量の全血（例えば５μＬ以下）においては、持ち帰りの課題を解決することが重要である。このために、試料ノズル１２ａで試料を吸引した後（試料吸引処理後）、試料よりも粘度又は比重が小さい液体を試料ノズルにより吸引（液体吸引処理）し、試料ノズルから液体、試料の一部の順番で空の反応容器にこれらを吐出する（吐出処理）。液体が確実の空の反応容器の底に濡れ広がり、かつ、反応容器の底と試料の一部とを繋いでいるため、試料を持ち帰ることなく反応容器の底に試料の一部を吐出することができる。

この液体は、試料の吸引前かつ吐出前に吸引できるのであれば、どの場所から供給されても構わない。例えば、液体貯留部から吸引することが考えられる。又は、洗浄ノズルから吐出される洗浄液を吸引することが考えられる。前者は貯留部から吸引するため液体吸引量が安定するという利点がある。一方、後者は流れる洗浄液を吸引するため液体吸引量の安定性には欠けるが試料ノズルの洗浄タイミングで液体を吸引できるため貯留部に立ち寄ることなく液体を吸引でき相対的に短時間で液体を吸引できる利点がある。いずれかから液体を吸引することが考えられる。但し、本発明はこれらの２つの場所からの吸引に限られるものではない。なお、この液体の量は例えば１μＬ程度である。

また、２つ目の要点は、ステップＳ２６０での空気吸引である。つまり、上記の液体吸引に加え、空気吸引（空気吸引処理）をし、試料の吐出の際に空気と共に上記液体を吐出することが望ましい。空気吸引をせずとも試料の持ち帰りの課題は大幅に改善されるが、空気吸引を行うことで確実性が増す。液体の吐出の際に液体と試料の吐出速度を上げるための助走距離が生まれ、吐出される試料自体が試料ノズル先端から離れ易くなるためである。

また、３つ目の要点は、ステップＳ１４０とＳ１７０の２回に分けてのシステム水の吸引である。この場合、ステップＳ１７０のシステム水の吸引が上記の液体吸引に相当する（液体吸引処理に相当）。一方、ステップＳ１４０は上記の持ち帰りの課題を解決することとは異なる作用がある。前述の状態（ｆ）で説明したように試料が液体供給部７１のシステム水に拡散することを防止することができる。これにより拡散することに起因する分注誤差の発生を防止することができる。従い、このように２回に分けてのシステム水を吸引することが望ましい。

但し、この場合１回目のシステム水は必ずしもシステム水を吸引する必要はない。つまり、吸引されなくとも微量の水が試料ノズル１２ａの先端に導入（付加）されればよい。この場合、ステップＳ１４０は、液体吸引処理ではなく、システム水（洗浄水）を試料ノズル内に導入する洗浄水導入処理として置き換えることができる。例えば、水を導入する方法として、直接吸引する他、試料を僅かに吸引し試料ノズル１２ａに空きスペースを設けてこのスペースに洗浄ノズルから吐出されるシステム水（洗浄水）を満たすことが考えられる。

以上のように構成した本実施の形態の作用効果を説明する。

開口端がゴム栓等で密閉された真空採血管のような試料容器から開栓することなく直接試料を採取する場合、分注装置の試料ノズルで直接ゴム栓等を貫いて試料容器内の試料に浸漬させるため、試料ノズルにかかる挿入負荷を考慮する必要がある。したがって、密閉型の試料容器のゴム栓等の貫通に用いられる試料ノズルは、開放型の試料容器に用いられるものと比較して外径を太くし、かつ、ゴム栓等への挿入荷重の低減を考慮して先端形状を鋭利とする必要がある。

しかしながら、試料ノズルの外径が太く、また、先端が鋭利な場合には、試料ノズルの開口部が広くなるために吐出の勢いが低下するとともに、開口部が反応容器底面に対して斜めにならざるを得ないため、試料ノズルの先端から試料が離れにくくなる。特に、全血や遠心された血球のように粘度の高い試料を分注する場合は、反応容器底面に試料を濡れ広がらせることが非常に困難となり、試料ノズルが反応容器から離脱する際に試料を持ち帰ってしまうという問題点があった。

これに対して本実施の形態においては、試料ノズル１２ａで分析対象の試料を分注する場合に、必要に応じて洗浄槽１４の洗浄ノズルからの吐出される洗浄水を試料ノズル１２ａで吸引し、または、必要に応じて液体供給部７１の液体を試料ノズル１２ａで吸引し、試料ノズル１２ａから反応容器２に液体、試料の一部の順番で吐出するように構成したので、試料ノズル１２ａの外形や試料の粘性によらず、微量の試料を精度良く分注することができる。また、加えて、上記の空気吸引や、試料拡散を防止するための水を試料ノズル先端に導入することが望ましい。

なお、本実施の形態においては、開放型の試料容器１５の場合においても試料９２の容量Ｖ１０、及びシステム水８８，９０の容量Ｖ３，Ｖ４は変わらないので、試料容器１５が開放型であるか密閉型であるかによらず、微量の試料を精度良く分注することができる。

＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態を図６を参照しつつ詳細に説明する。

本実施の形態は、第１の実施の形態における液体供給部に、システム水に代えて試料の分析に用いる試薬を供給するように構成したものである。

図６は、本実施の形態における洗浄槽、液体供給部、及び水滴除去部を抜き出して概略的に示す縦断面図である。図中、第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

図６に示すように、洗浄槽１４には、水タンク８１に貯留され、ポンプ７９により供給されるシステム水７４を洗浄水として吐出することにより試料ノズル１２ａを洗浄する洗浄ノズル７３が設けられている。また、ポンプ７９と洗浄ノズル７３を接続する管路には、管路の開閉（流通と遮断の切換）を行う電磁弁７７が設けられている。洗浄槽１４において、洗浄ノズル７３から吐出された洗浄水は、試料ノズル１２ａを洗浄する洗浄位置を通り、その下方に設けられた廃液口７８を介して廃液タンク（図示せず）に廃棄される。

液体供給部１７１には、試薬タンク１８１に貯留された試薬１７４がポンプ１７９により供給されており、液体供給部１７１とポンプ１７９を接続する管路には、管路の開閉（流通と遮断の切換）を行う電磁弁１７５が設けられている。液体供給部１７１は、洗浄槽１４に隣接して配置されており、液体供給部１７１の洗浄槽１４側に設けられた放出部１７１ａから洗浄槽１４の洗浄位置に試薬１７４の一部を放出している。

図５のステップＳ１７０が試薬に置き換わったものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

以上のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は上記した各実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本願発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

例えば、数値等は一例であり、これに限るものではない。また、試料の吐出の際に試料ノズル１２ａの先端を反応容器２の底面にわずかに接触させることを説明したが、必ずしも接触させなくともよい。但し、接触させることで底面と試料ノズル先端とが物理的に繋がるためより持ち帰りの課題を解決する確実性が増す点で有利である。

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試薬ノズル
９試薬ディスク
１０試薬ボトル
１１第１の試料分注機構
１１ａ試料ノズル
１２第２の試料分注機構
１２ａ試料ノズル
１４洗浄槽
１５試料容器
１６試料ラック
１７試料搬送機構
１８試薬用ポンプ
１９試料用ポンプ
２０洗浄用ポンプ
２１制御部
３０，３１洗浄槽
４１アーム駆動機構
４２アーム
５１シリンジポンプ
５１ａシリンジポンプ駆動機構
５２，７５〜７７，１７５電磁弁
５３，７９，１７９ポンプ
７１，１７１液体供給部
７１ａ，１７１ａ放出部
７２水滴除去部
７３洗浄ノズル
７４，８８，８９，９０システム水
８０真空ポンプ
８１水タンク
８２水滴
８３分節空気
８４，８５，９２試料
８６蓋部材
９１空気
９４不要物
１８１試薬タンク
１００自動分析装置

Claims

分析対象の試料を吸引及び吐出することにより、試料容器中の試料を反応容器に分注する試料ノズルを備えた試料分注機構と、
前記試料ノズルを前記試料容器中に挿入し、前記試料容器中の試料を吸引する試料吸引処理と、前記試料吸引処理の後、液体を前記試料ノズルにより吸引する液体吸引処理と、前記試料ノズルから前記液体、試料の一部の順番で空の前記反応容器に前記液体と前記試料の一部とを吐出する吐出処理と、を実施するように前記試料分注機構を制御する制御部と、
洗浄ノズルから吐出される洗浄水により前記試料ノズルを洗浄する洗浄槽とを備え、
前記液体吸引処理では、前記洗浄ノズルから吐出される洗浄液を液体として前記試料ノズルにより吸引することを特徴とする自動分析装置。
分析対象の試料を吸引及び吐出することにより、試料容器中の試料を反応容器に分注する試料ノズルを備えた試料分注機構と、
前記試料ノズルを前記試料容器中に挿入し、前記試料容器中の試料を吸引する試料吸引処理と、前記試料吸引処理の後、液体を前記試料ノズルにより吸引する液体吸引処理と、前記試料ノズルから前記液体、試料の一部の順番で空の前記反応容器に前記液体と前記試料の一部とを吐出する吐出処理と、を実施するように前記試料分注機構を制御する制御部と、
前記液体吸引処理により吸引される液体を貯留する液体供給部と、
洗浄ノズルから吐出される洗浄水により前記試料ノズルを洗浄する洗浄槽とを備え、
前記制御部は、前記試料吸引処理と前記液体吸引処理との間に、前記洗浄ノズルから吐出される洗浄水を前記試料ノズル内に導入する洗浄水導入処理を実施するように前記試料分注機構を制御し、
前記液体吸引処理では、前記試料ノズル内に洗浄水が導入された状態で前記液体供給部の液体を前記試料ノズルにより吸引し、
前記吐出処理では、前記試料ノズルから前記液体、前記洗浄水、前記試料の一部の順番で吐出することを特徴とする自動分析装置。
分析対象の試料を吸引及び吐出することにより、試料容器中の試料を反応容器に分注する試料ノズルを備えた試料分注機構と、
前記試料ノズルを前記試料容器中に挿入し、前記試料容器中の試料を吸引する試料吸引処理と、前記試料吸引処理の後、液体を前記試料ノズルにより吸引する液体吸引処理と、前記試料ノズルから前記液体、試料の一部の順番で空の前記反応容器に前記液体と前記試料の一部とを吐出する吐出処理と、を実施するように前記試料分注機構を制御する制御部と、
前記液体吸引処理により吸引される液体を貯留する液体供給部と、
洗浄ノズルから吐出される洗浄水により前記試料ノズルを洗浄する洗浄槽とを備え、
前記制御部は、前記試料吸引処理と前記液体吸引処理との間に、前記洗浄ノズルから吐出される洗浄水を前記試料ノズル内に導入する洗浄水導入処理を実施するように、かつ前記液体吸引処理の後、前記試料ノズルにより空気の吸引を行う空気吸引処理を実施するように前記試料分注機構を制御し、
前記液体吸引処理では、前記試料ノズル内に洗浄水が導入された状態で前記液体供給部の液体を前記試料ノズルにより吸引し、
前記吐出処理では、前記試料ノズルから前記空気、前記液体、前記洗浄水、前記試料の一部の順番で吐出す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、
前記制御部は、前記液体吸引処理の後、前記試料ノズルにより空気の吸引を行う空気吸引処理を実施するように空気吸引処理を実施するように前記試料分注機構を制御し、
前記吐出処理では、前記試料ノズルから前記空気、前記液体、前記試料の一部の順番で吐出することを特徴とする自動分析装置。
請求項２又は３に記載の自動分析装置において、
前記液体供給部に貯留される液体は、水又は前記試料の分析に用いる試薬であ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、
前記試料は、全血又は予め溶血された用手溶血を含み、
前記制御部は、前記試料が全血の場合、前記試料吸引処理、前記液体吸引処理、前記吐出処理を実施するように前記試料分注機構を制御し、
前記制御部は、前記試料が用手溶血の場合、前記液体吸引処理を実施することなく空の前記反応容器に前記試料の一部を吐出するように前記試料分注機構を制御す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、
前記試料容器は、上部に有した開口部を蓋部材で閉じた密閉型の試料容器であり、
前記試料ノズルは、前記蓋部材を貫通可能に形成された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、
さらに、試料と試薬との反応液の吸光度を測定する分光光度計を備え、
前記液体と前記試料の一部が吐出された前記反応容器に試薬が吐出されることにより生成される反応液の吸光度を前記分光光度計は測定することを特徴とする自動分析装置。
分析対象の試料を吸引及び吐出することにより、試料容器中の試料を反応容器に分注する試料ノズルを備えた試料分注機構と、
洗浄ノズルから吐出される洗浄水により前記試料ノズルを洗浄する洗浄槽と、
前記試料ノズルに吸引させる液体を貯留する液体供給部と、
前記試料ノズルを前記試料容器中に挿入し、前記試料容器中の試料を吸引する試料吸引処理と、前記試料吸引処理の後に前記試料ノズルを前記洗浄槽に移動し、前記洗浄ノズルから吐出される洗浄水を前記試料ノズル内に導入する洗浄水導入処理と、前記洗浄水導入処理の後に前記試料ノズルを前記液体供給部に移動し、液体を前記試料ノズルにより吸引する液体吸引処理と、前記液体吸引処理の後に前記試料ノズルにより空気の吸引を行う空気吸引処理と、前記試料ノズルから前記空気、液体、洗浄水、試料の一部の順番で空の前記反応容器に吐出する吐出処理と、を実施するように前記試料分注機構を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする自動分析装置。
分析対象の試料を吸引及び吐出することにより、試料容器中の試料を反応容器に分注する試料ノズルを備えた試料分注機構と、を備えた自動分析装置における分析方法であって、
前記試料ノズルを前記試料容器中に挿入し、前記試料容器中の試料を吸引する試料吸引処理工程と、
前記試料吸引処理工程の後、液体を前記試料ノズルにより吸引する液体吸引処理工程と、
前記試料ノズルから前記液体、試料の一部の順番で空の前記反応容器に前記液体と前記試料の一部とを吐出する吐出処理工程と、
前記液体吸引処理工程の後、前記試料ノズルにより空気の吸引を行う空気吸引処理工程と、
前記試料の一部と試薬との反応液の吸光度を測定する工程と、
前記試料吸引処理工程と前記液体吸引処理工程との間に、前記試料ノズル内に水を導入する水導入処理工程とを有し、
前記吐出処理工程では、前記試料ノズルから前記空気、前記液体、前記水、前記試料の一部の順番で吐出することを特徴とする分析方法。