JP6824059B2

JP6824059B2 - 自動分析機の動作方法

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Publication number: JP6824059B2
Application number: JP2017021776A
Authority: JP
Inventors: ライナー・クリンゲルヘーファー; トシュテン・ミヒェルス; ホルガー・パファール; ダーヴィト・ゾルバッハ
Original assignee: シーメンスヘルスケアダイアグノスティクスプロダクツゲゼルシヤフトミツトベシユレンクテルハフツング
Priority date: 2016-02-10
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2021-02-03
Anticipated expiration: 2037-02-09
Also published as: ES2831337T3; CN107064534A; EP3206036B1; CN107064534B; US20170227565A1; EP3206036A1; JP2017142251A

Description

本発明は、生体外自動診断システムの分野に属する。本発明の主題は、自動分析機においてサンプル液を移送する方法に関する。

近年、自動分析機において、体液サンプルまたは他の生体サンプルの生理学的パラメータを決定するためのいくつかの検出法、および分析法が、自動化して多数回実施され、こうした分析機は、生体外診断システムとも呼ばれる。

現行の分析機では、サンプルを用いて多数の検出反応、および分析を実施することが可能である。多数の検査を自動化して実施することを可能とするために、測定セル、反応コンテナ、および試薬コンテナを空間移送するための様々な装置、例えば把持部機能を備えた移送アーム、輸送ベルト、または回転可能な輸送ホイールなどが必要となり、また、液体を移送するための装置、例えばピペット装置なども必要となる。こうした機械は、制御ユニットを含み、適切なソフトウェアによって、所望の分析について、主に独立して計画し、作業工程を処理することが可能である。

自動的に動作するかかる分析機で使用される分析法の多くは、光学法に基づく。これらの方法は、液体サンプル中の分析物、すなわち検出または判定予定の物質の質的および量的検出を容易にする。臨床関連パラメータ、例えば分析物の濃度または活性などの決定は、多くの場合、サンプルの一部を、１つまたはそれ以上の試験試薬と、反応容器中、これは測定セルでもよいが、容器中で混合し、その結果生化学反応または特定の結合反応を開始させ、試験混合物の光学特性または他の物理的特性に、測定可能な変化を生じさせることによって実施される。

自動動作分析器は、生体体液を検査するために使用され、ピペット装置によって、必要となる試薬を、ピペットニードルを用いて測定キュベットに充填する。本明細書では、測定キュベットは、ロボットアームにより、キュベット把持部によって自動分析機内の様々な位置に自動的に変位され、前記ロボットアームは、ロボットステーションの一部である。測定後、使用済みの測定キュベットは、例えば廃棄処分の目的で廃棄シュートから廃棄コンテナに運び込まれる。

自動分析器には、サンプルの分析を処理するために、多数の様々なサンプル処理用の機械アセンブリが必要となる。例として、一次容器に導入されたサンプルのうち、幾分かのサンプル液が、ピペット装置を用いて部分標本容器（ａｌｉｑｕｏｔｖｅｓｓｅｌ）に移送される。このプロセスはまた、部分標本の採取、すなわち部分採取とも呼ばれる。一次容器は、分析器から再び迅速に離れることができ、残ったサンプル液をさらなる分析器に送ることができる。そこで、サンプルのさらなる分析を促し、時間的に並行して実行することができる。その後、サンプルを分析する目的で、サンプル液の一部、または全体を部分標本容器から取り出し、分析器においてさらに処理する。

部分標本の採取には、どの分析が分析器において実施予定であるか、かつ／またはサンプルについて分析器において行われる分析の回数に拘わらず、サンプルを分析器に投入する速度を高速のまま保つという選択肢を含めて、様々な利点がある。

しかし、部分標本の採取は、すべてのサンプルについて可能であるわけではない。例として、特に小児科のサンプルでは、利用可能なサンプル液が非常に少なく、部分標本採取することが可能でないことが多い。同様に、サンプルのようなある制御材料を分析する特定の制御測定の場合も、部分標本採取することは可能でない。これらの場合、部分標本を採取し部分標本容器にピペット操作によって投入することは省かれる。

分析器のピペット装置のピペットニードル内にシステム液（Ｓｙｓｔｅｍｌｉｑｕｉｄ）が存在するため、サンプル液をピペット操作する度に、サンプル液はシステム液と混ざり、したがってサンプル液がシステム液で希釈されることになる。この結果、ピペットプロセス後の、所与量のサンプル液中のサンプル材料の方が、ピペットプロセス前の、同じ所与量のサンプル液中のサンプル材料よりも僅かに少なくなる。その結果、部分標本採取して、またはせずに実施される分析結果は、所与量のサンプル中に含まれる分析物の量が互いに異なることになり得るため、互いに異なり、互いに同等とならないことがある。これは望ましくなく、例えば新生児学の治療法決定の場合、非常に影響力が高く、極めて問題となり得る。

したがって、本発明の目的は、自動分析機において、分析が部分標本採取して実施されたか、それとも部分標本採取せずに実施されたかに拘わらず、分析の分析結果を比較しやすくする、サンプルを処理する方法、および対応する分析機を利用可能にすることである。

本発明によれば、この目的は、下記の主題および方法によって達成される。

本発明は、分析が部分標本採取して実施されたか、それとも部分標本採取せずに実施されたかに拘わらず、分析結果を比較しやすくするという概念から生じたものであり、部分標本採取する分析では、追加のピペットプロセスのため、希釈作用が生じるが、部分標本採取しない分析でも、一次容器からのピペット操作容量を適用させることによって、分析結果を比較しやすくすることを達成することができる。

部分標本採取しない分析において、一次容器からピペット操作によって採取する容量を、容量依存補正係数および容量非依存補正係数に応じて低減させることによって、自動分析機における分析結果の比較の改善を達成できることが判明した。このことは、希釈作用の補正を特に正確に実行することができ、また、部分標本採取して、またはせずに実施された分析結果が極めて詳細に同等となるという点で有利である。

本発明の主題は、制御機を含む自動分析機において、システム液を含む少なくとも１つの自動ピペット装置を用いて、第１のサンプル液を第１の一次容器から第１の目標容器に移送し、第２のサンプル液を第２の一次容器から第２の目標容器に移送する方法であって：
ａ）ピペット装置を用いて、第１の一次容器から第１のサンプル液の第１の液体容量Ｖ１を受ける工程と、
ｂ）ピペット装置を用いて、第１のサンプル液の第１の液体容量Ｖ１を部分標本容器に分注する（ｄｉｓｐｅｎｓｅ）工程と、
ｃ）ピペット装置を用いて、部分標本容器から第１のサンプル液の第２の液体容量Ｖ２を受ける工程と、
ｄ）ピペット装置を用いて、第１のサンプル液の第２の液体容量Ｖ２を第１の目標容器に分注する工程と、
ｅ）ピペット装置を用いて、第２の一次容器から第２のサンプル液の第３の液体容量Ｖ３を受ける工程と、
ｆ）ピペット装置を用いて、第２のサンプル液の第３の液体容量Ｖ３を第２の目標容器に分注する工程と
を含み、第２のサンプル液の第３の液体容量Ｖ３は、制御機を用いて、以下の関係：
Ｖ３＝ａＶ２＋ｂ
に従って自動的に確定され、式中、Ｖ２は第１のサンプル液の第２の液体容量を示し、ａは所定の液体容量依存補正係数を示し、ｂは所定の液体容量非依存補正係数を示し、補正係数ａは１に等しくない、方法である。

このことは、部分標本を採取する処理と、部分標本を採取しない処理という異なる処理の仕方において、同等の結果が得られ、それぞれの処理の仕方とは無関係に分析が比較しやすくなるという点で、有利である。例として、本発明による方法では、追加のピペットプロセスにおいて部分標本を採取するときにピペット装置に残留するが、第１の目標容器には到達しない分析物の量を正確に考慮に入れることができ、したがって部分標本を採取しない処理において考慮に入れ、補正することが可能となる。

例として、補正係数ａおよびｂは、処理の仕方が異なる一連の比較測定において確定することができ、測定結果に対する分析物の低減量または増大量の影響を決定することができる。生じる影響は必ずしも分析物の増減量、または量の差異に正比例に依存するというわけではないので、結果が生じ得る範囲全体にわたって一連の測定を実施する必要が生じ得る。

補正係数ａは、ピペットプロセス中のサンプル液とシステム液との混合を補正する。例として、こうした混合は、ピペット装置のピペットニードルの内部で生じ、例えば、ピペット操作されるサンプル液の容量、および使用するシステム液に依存し得る。

補正係数ｂは、ピペットニードルの外側でのサンプル液の広がりを補正する。これは、ピペット操作されるサンプル液の容量とは無関係であるが、例えば、ピペットニードルをサンプル液に浸漬させる深さ、およびピペットニードルの材料に依存し得る。

さらに、補正係数ａおよびｂは、例えば、サンプル液、ピペットニードル、および／またはシステム液の温度に依存し得る。

好ましくは、ピペット装置は、少なくとも１つのピペットニードルを含む。

本方法の好ましい実施形態では、補正係数ａ、および補正係数ｂは、第２のサンプル液の第３の液体容量Ｖ３が、第１のサンプル液の第２の液体容量Ｖ２未満となるように予め定められる。

本方法のさらに好ましい実施形態では、補正係数ａは、ゼロよりも大きく、１未満である。

本方法のさらに好ましい実施形態では、補正係数ｂは、ゼロに等しくない。

本方法のさらに好ましい実施形態では、補正係数ｂは、ゼロ未満である。

本方法のさらに好ましい実施形態では、補正係数ｂは、ピペット装置のピペットニードルの外側に付着した第１のサンプル液の容量に相当する。

本方法のさらに好ましい実施形態では、補正係数ａおよび／または補正係数ｂは、ピペット装置について実験によって決定される。好ましくは、実験による決定は、自動分析器を用いて実行される。このことは、それぞれのピペット装置について補正を精確に確定することができるという点で有利である。

本方法のさらに好ましい実施形態では、補正係数ａおよび／または補正係数ｂは、ピペット装置を用いて、第１の液体、および第２の液体を異なる回数で受け、分注する一連の比較測定によって決定される。このことは、ピペットプロセスが異なる回数で行われるそれぞれの分析器の処理の仕方ごとに、補正を具体的に確定することができるという点で有利である。

本方法のさらに好ましい実施形態では、システム液は水である。このことは、システム液が毒物学的観点から概ね無害であるという点で有利であり、この点で、分析器を操作している人物に対するいかなる危険も排除することが可能となる。さらに、水は比較的簡単に高純度で入手可能である。

本方法のさらに好ましい実施形態では、第１のサンプル液および／または第２のサンプル液は、患者、較正物質（ｃａｌｉｂｒａｔｏｒ）、制御材料、および／または制御溶液のサンプルを含む。

本方法のさらに好ましい実施形態では、第１のサンプル液および／または第２のサンプル液は、体液、好ましくは血液または尿を含む。

本発明のさらなる主題は、液体容量を移送するための、システム液を含む少なくとも１つの自動ピペット装置と、少なくとも１つの制御機とを含む自動分析機であって、制御機は、第１のサンプル液を第１の一次容器から第１の目標容器に移送し、第２のサンプル液を第２の一次容器から第２の目標容器に移送する、本発明の方法の１つによる方法を実行するように制御することができるように構成される、自動分析機に関する。

自動分析機の好ましい実施形態では、自動ピペット装置は、ロボットによって変位可能、またはロボットによって旋回可能な移送アームに締結されている。このことは、分析器内の様々な位置において、ピペットプロセスを、自動ピペット装置によって自動的に実行することができるという点で有利である。

自動分析機のさらに好ましい実施形態では、自動分析機は、それぞれが１つの一次容器、部分標本容器、および／または目標容器を受ける多数の受け位置、ならびに／またはロボットによって変位可能、かつ／またはロボットによって旋回可能な移送アームを有する多数の自動ピペット装置を含む。このことは、分析器において多数のサンプルおよび分析を同時に処理することができ、また、分析の処理時間を低減させることができ、したがって、サンプル処理量を増大させることができるという点で有利である。

自動分析機は、好ましい実施形態では、多数の機械アセンブリを含む。例として、機械アセンブリとは、例えばサンプル容器用のディスク形輸送支承デバイス（ｄｉｓｋ−ｓｈａｐｅｄｔｒａｎｓｐｏｒｔａｎｄｂｅａｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）、例えば試薬コンテナ用のディスク形輸送支承デバイス、培養ブロック、光度計、またはサンプルを処理するために必要となる、自動分析機の別のアセンブリである。

さらに好ましい実施形態では、サンプルは、非固定キュベットに配置され、少なくとも１つ、好ましくは少なくとも２つの機械アセンブリが、キュベット用の受け位置として構成されている。このことは、多数のサンプルおよび分析を、特に柔軟に処理することができるという点で有利である。

本発明の意味において、「サンプル」とは、検出予定物質（分析物）をおそらく含む材料を意味するものと理解されたい。特に、用語「サンプル液」には、血液、血漿、血清、痰、滲出液、気管支肺胞洗浄液（ｂｒｏｎｃｈｏａｌｖｅｏｌａｒｌａｖａｇｅ）、リンパ液、滑液、精液、膣粘液（ｖａｇｉｎａｌｍｕｃｕｓ）、大便、尿、髄液など、ヒトまたは動物の生体液、またはその他、例えば光度計、好ましくは均質化または細胞溶解による比濁計判定用に調製された組織または細胞培養サンプルが含まれる。さらに、植物の液体または組織、法医学によるサンプル、水および汚水サンプル、食料品、調剤薬もやはり、サンプルとして働くことができ、その場合、判定前におそらくは適切なサンプル前処理を施さなければならない。

量的検出には、サンプル中の分析物の量、濃度、または活性の測定が伴う。「量的検出」という表現には、サンプル中の分析物の概算的な量、濃度、もしくは活性しか検出できないか、または量、濃度、もしくは活性の相対標示を示す働きしかできない半定量法も含まれる。質的検出とは、サンプル中に分析物が実在することの検出として、またはサンプル中の分析物の量、濃度、もしくは活性が、規定された閾値、または規定されたいくつかの閾値を下回るか、または上回ることの標示として理解されたい。

例として、第１の目標容器および／または第２の目標容器は、いずれの場合においても測定セル、好ましくはいずれの場合においても測定キュベットである。

例として、測定キュベットは、ガラス、プラスチック、または金属で作られたキュベットまたは反応容器である。有利には、測定キュベットは、光学的に透明な材料から製造され、こうしたキュベットは、光学分析法を使用する場合に特に有利となり得る。用語「測定キュベット」と「キュベット」とは、同義として使用する。

第１の一次容器および／または第２の一次容器は、例えば、いずれの場合においても血液サンプル管である。

例として、部分標本容器は、ガラス、プラスチック、または金属で作られた容器である。好ましくは、部分標本容器は、例えば、測定セルまたは測定キュベットである。

本発明について、図面に基づき例示によってより詳細に説明する。

第１の一次容器（１）、部分標本容器（２）、および第１の目標容器（３）間で部分標本採取するピペットプロセス（１１、１２）の概略図である。第２の一次容器（４）と第２の目標容器（５）との間で部分標本採取しないピペットプロセス（１３）の概略図である。

すべての図において、同じ部材には、同じ参照符号が付されている。

図１および図２に記載の容器（１、２、３、４、５）は、詳細には記載されていないが、自動分析機に配置され、自動分析機は、サンプルを処理するように構成され、サンプルの処理を制御するコンピュータシステムを有する制御ユニットと、サンプルを処理するための多数の機械アセンブリ、例えばピペット装置、および輸送デバイスなどとを含む。

図１は、第１の一次容器（１）、部分標本容器（２）、および第１の目標容器（３）間で部分標本採取するピペットプロセス（１１、１２）の図を概略的に示す。第１の一次容器（１）と部分標本容器（２）との間のピペットプロセス（１１）では、ピペット装置によって、第１の一次容器（１）から第１のサンプル液の第１の液体容量Ｖ１を採取し、その第１の液体容量Ｖ１を部分標本容器（２）に再び分注する。第１の液体容量Ｖ１は、３００．０マイクロリットル（μｌ）である。

ピペット装置では、第１のサンプル液がシステム液体と意図せず約３パーセント（％）混合し、希釈される。システム液は、水である。初めに、第１のサンプル液は、第１の一次容器（１）内では、サンプル液３００．０μｌ中に分析物を３００．０単位（ｕｎｉｔ）含んでいる。ピペットプロセス（１１）後、部分標本容器（２）内のサンプル液３００．０μｌは、希釈されたため、分析物を２９１．０単位しか含まず、システム液を９．０μｌ含む。

部分標本容器（２）と、第１の目標容器（３）との間のピペットプロセス（１２）では、ピペット装置によって、部分標本容器（２）から第１のサンプル液の第２の液体容量Ｖ２を採取し、その第２の液体容量Ｖ２を第１の目標容器（３）に再び分注する。第２の液体容量Ｖ２は、５０．０μｌである。

第１の一次容器（１）と部分標本容器（２）との間のピペットプロセス（１１）と同様に、ここでもやはり、ピペット装置において、第１のサンプル液がシステム液と意図せず約３％混合し、希釈される。第１のサンプル液は、当初、部分標本容器（２）内では、サンプル液３００．０μｌ中に分析物を２９１．０単位含み、システム液を９．０μｌ含んでいる。ピペットプロセス（１２）後、第１の目標容器（３）内のサンプル液５０．０μｌは、再び希釈されたため、分析物を４７．０単位しか含まず、システム液を３．０μｌ含む。

図２は、第２の一次容器（４）と第２の目標容器（５）との間で部分標本採取しないピペットプロセス（１３）の図を概略的に示す。ピペットプロセス（１３）では、ピペット装置によって、第２の一次容器（４）から第２のサンプル液の第３の液体容量Ｖ３を採取し、その第３のサンプル容量Ｖ３を第２の目標容器（５）に再び分注する。第１のサンプル液と、第２のサンプル液とは同じであり、したがって、第１のサンプル液の分析と第２のサンプル液の分析とは、同等の結果とならなければならない。第３の液体容量Ｖ３は、４８．５μｌである。第３の液体容量Ｖ３は、所与の第２の液体容量Ｖ２の場合、以下の関係：
Ｖ３＝ａＶ２＋ｂ
に従って確定され、式中、ａは所定の液体容量依存補正係数を示し、ｂは所定の液体容量非依存補正係数を示す。

補正係数ａは、第１の一次容器（１）から、部分標本容器（２）へのピペットプロセス（１１）中のサンプル液の希釈度から得られる。この希釈は、３％である。したがって、補正係数ａは、１００％−３％＝９７％の関係から、ａ＝０．９７として得られる。

補正係数ｂは、ゼロである。

したがって、第３の容量Ｖ３＝４８．５μｌは、第２の容量Ｖ２が５０μｌの場合に得られる。

ピペット操作（１３）中、ピペット装置において、第２のサンプル液がシステム液と意図せず３％混合し、希釈される。システム液は、水である。第２のサンプル液は、当初、第２の一次容器（４）内ではサンプル液４８．５μｌ中に分析物を４８．５単位含んでいる。ピペットプロセス（１３）後、第２の目標容器（５）内のサンプル液４８．５μｌは、希釈されたため、分析物をなおも４７．０単位含むが、システム液を１．５μｌ含む。

したがって、第１の目標容器（３）内のサンプル液と、第２の目標容器（５）内のサンプル液とは、同量の分析物を含んでいる。これによって、第１の目標容器（３）、および第２の目標容器（５）内のサンプル液の後続の分析において、同等の結果が得られやすくなる。

Ｖ３＝Ｖ２＝５０μｌとなる、本発明でない方法の場合、第２の目標容器（５）内に４８．５単位の分析物が存在することになる。しかし、第１の目標容器（３）内には、分析物は変わらず４７．０単位のまましかない。したがって、第１の一次容器（１）内の第１のサンプル液と、第２の一次容器（５）内の第２のサンプル液とがどちらも、５０．０μｌのサンプル液中に分析物を５０．０単位含んでいるとしても、第１の目標容器（３）内のサンプル液と、第２の目標容器（５）内のサンプル液とのその後の分析では、結果が互いに異なり、互いに同等でない結果が得られることになる。

１第１の一次容器
２部分標本容器
３第１の目標容器
４第２の一次容器
５第２の目標容器
１１、１２、１３ピペットプロセス

Claims

制御機を含む自動分析機において、システム液を含む少なくとも１つの自動ピペット装置を用いて、第１のサンプル液を第１の一次容器（１）から第１の目標容器（３）に移送し、第２のサンプル液を第２の一次容器（４）から第２の目標容器（５）に移送する方法であって：
ａ）ピペット装置を用いて、第１の一次容器（１）から第１のサンプル液の第１の液体容量Ｖ１を受ける工程と、
ｂ）ピペット装置を用いて、第１のサンプル液の第１の液体容量Ｖ１を部分標本容器（２）に分注する工程と、
ｃ）ピペット装置を用いて、部分標本容器（２）から第１のサンプル液の第２の液体容量Ｖ２を受ける工程と、
ｄ）ピペット装置を用いて、第１のサンプル液の第２の液体容量Ｖ２を第１の目標容器（３）に分注する工程と、
ｅ）ピペット装置を用いて、第２の一次容器（４）から第２のサンプル液の第３の液体容量Ｖ３を受ける工程と、
ｆ）ピペット装置を用いて、第２のサンプル液の第３の液体容量Ｖ３を第２の目標容器（５）に分注する工程と
を含み、第２のサンプル液の第３の液体容量Ｖ３は、制御機を用いて、以下の関係：
Ｖ３＝ａＶ２＋ｂ
に従って自動的に確定され、式中、Ｖ２は第１のサンプル液の第２の液体容量を示し、ａはピペットプロセス中のサンプル液とシステム液との混合を補正する液体容量依存補正係数を示し、ｂはピペットニードルの外側でのサンプル液の広がりを補正する液体容量非依存補正係数を示し、補正係数ａは１に等しくないことを特徴とする、前記方法。
補正係数ａ、および補正係数ｂは、第２のサンプル液の第３の液体容量Ｖ３が、第１のサンプル液の第２の液体容量Ｖ２未満となるように予め定められる、請求項１に記載の方法。
補正係数ａは、ゼロよりも大きく、１未満である、請求項１または２に記載の方法。
補正係数ｂは、ゼロに等しくない、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
補正係数ｂは、ゼロ未満である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
補正係数ｂは、ピペット装置のピペットニードルの外側に付着した第１のサンプル液の容量に相当する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
補正係数ａおよび／または補正係数ｂは、ピペット装置について実験によって決定される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
補正係数ａおよび／または補正係数ｂは、ピペット装置を用いて、第１のサンプル液、および第２のサンプル液を異なる回数で受け、分注する一連の比較測定によって決定される、請求項７に記載の方法。
システム液体は、水である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
第１のサンプル液および／または第２のサンプル液は、患者、較正物質、制御材料、および／または制御溶液のサンプルを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
第１のサンプル液および／または第２のサンプル液は、体液を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
体液が血液または尿である請求項１１に記載の方法。
液体容量を移送するための、システム液を含む少なくとも１つの自動ピペット装置と、少なくとも１つの制御機とを含む自動分析機であって、
制御機は、第１のサンプル液を第１の一次容器（１）から第１の目標容器（３）に移送し、第２のサンプル液を第２の一次容器（４）から第２の目標容器（５）に移送する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法を実行するように制御することができるように構成されることを特徴とする、前記自動分析機。
自動ピペット装置は、ロボットによって変位可能またはロボットによって旋回可能な移送アームに締結される、請求項１３に記載の自動分析機。
自動分析機は、それぞれが１つの一次容器（１、４）、部分標本容器（２）、および／または目標容器（３、５）を受ける多数の受け位置、ならびに／またはロボットによって変位可能かつ／またはロボットによって旋回可能な移送アームを有する多数の自動ピペット装置を含む、請求項１３または１４に記載の自動分析機。