JP6986925B2

JP6986925B2 - 電解質濃度測定装置

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Publication number: JP6986925B2
Application number: JP2017200952A
Authority: JP
Inventors: 祥人渡部; 淳史岸岡; 哲義小野; 雅文三宅
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2017-10-17
Filing date: 2017-10-17
Publication date: 2021-12-22
Anticipated expiration: 2037-10-17
Also published as: JP2019074417A

Description

生体試料中の陽イオンまたは陰イオンを測定する電解質濃度測定装置に関する。

生化学自動分析装置などに搭載されるフロー型電解質濃度測定装置は、血清や尿などの検体中の電解質濃度を高精度かつ高スループットで分析する。フロー型電解質濃度測定装置は、通常、複数のイオン（ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオンなど）を同時に分析するため、検出するイオンに対応した複数のイオン選択性電極（ＩＳＥ：Ion Selective Electrode）が搭載される。また、電解質濃度測定装置内では定常的に数種類の試薬が使用されている。使用する試薬の種類は装置構成によって異なるが、例えば、検体分析前後に流す内部標準液、検体を希釈する希釈液、比較電極液などがある。

特許文献１には、各試薬供給装置で用いられる試薬の残量の情報を効率的に監視することが可能な集中監視システムについて記載されている。

特開２００７−２４０４３０号公報

図１に従来の電解質濃度測定装置の測定部のブロック図を示す。測定部１８０は、イオン選択性電極である塩素イオン電極１０１、カリウムイオン電極１０２及びナトリウムイオン電極１０３の３種類の電極と比較電極１０４とを備える。シッパーシリンジ１３５を用いて、比較電極１０４の流路に比較電極液ボトル１６１から比較電極液が導入される。一方、イオン選択性電極の流路には、内部標準液用シリンジ１３１を使用して内部標準液ボトル１４１から希釈槽１１０に分注された内部標準液あるいは、希釈液用シリンジ１３３を使用して希釈液ボトル１５１から希釈槽１１０に吐出された希釈液で希釈された検体が導入される。比較電極と各イオン選択性電極との電位差（起電力）はイオン選択性電極の流路に導入された液中の分析対象イオン濃度によって変化するため、その起電力を電位測定部１７１で測定し、測定された起電力に基づきイオン濃度を算出する。

図１の装置における試薬ボトル交換時の試薬プライムについて説明する。電解質濃度測定においては同じ試薬であってもロット間の微小な濃度差が分析値に影響する。そのため、試薬ボトルを交換した際には流路を新しいボトルの試薬に入れ替えるプライム作業を行う必要がある。とりわけ、極々微小の濃度変化が分析値に大きな影響を与える内部標準液は、十分に試薬プライムを行うことが必要である。起電力は電解質濃度のみならず、例えば温度等によっても変動するため、検体での起電力に基づきイオン濃度を算出する際、電解質濃度が既知の内部標準液の起電力で補正する。したがって、内部標準液の試薬プライムが不十分であることにより内部標準液の濃度が本来の濃度と変わってしまっては、検体濃度の正確な計測も不可能になってしまう。

内部標準液ボトル１４１を交換したときは、内部標準液用シリンジ１３１を用いて希釈槽１１０に内部標準液を吐出させる。その後、真空吸引ノズル１０６にて希釈槽１１０内の内部標準液を廃液タンク１１１へ流出させる。これを複数回繰り返すことにより、内部標準液の試薬プライムを行う。

同様に、希釈液ボトル１５１を交換したときは、希釈液用シリンジ１３３を用いて希釈槽１１０に希釈液を吐出させる。その後、真空吸引ノズル１０６にて希釈槽１１０内の希釈液を廃液タンク１１１へ流出させる。これを複数回繰り返すことにより、希釈液の試薬プライムを行う。

また、比較電極液ボトル１６１を交換したときは、ピンチ弁１０５を閉にし、切替え弁１２２を開にした後、シッパーシリンジ１３５を用いて比較電極液を廃液タンク１１１へ流出させる。これを複数回繰り返すことにより、比較電極液の試薬プライムを行う。

従来装置では、それぞれの試薬ボトルから廃液までの流路が１系統であること及び、測定中に試薬プライムを行うとノイズを発生し電位測定に悪影響を及ぼすため、試薬プライムは、全分析を停止して行わなければならなかった。このため、プライム作業を実行している間は装置のダウンタイムとなり、実質的な分析スループットの低下原因となっていた。

装置で使用する内部標準液や希釈液などの試薬は、例えば２Ｌのボトルで供給されるのが一般的である。試薬ボトルの交換タイミングは日々の測定内容に左右され、約１〜８時間毎に交換作業が発生していた。大規模検査センタでは多数の装置を並べて運用しており、試薬ボトル交換のタイムスケジュールに縛られていた。

このように、従来装置では試薬ボトルを交換する際に全分析を停止して試薬プライムを行わなければならない。これに対して、本発明は、全分析を停止することなく試薬プライムを実施可能とし、装置の連続的稼働時間を延長できる電解質濃度測定装置を提供する。

本発明の一実施例である電解質濃度測定装置は、イオン選択性電極と比較電極との間の電位を測定する電位測定部と、電位測定部で測定される電解液をイオン選択性電極の流路に導入するための希釈槽と、複数の試薬ボトルが接続可能とされ、希釈槽に試薬を供給する送液機構と、廃液タンクとを有し、送液機構は複数の試薬ボトルのそれぞれに対して、試薬の流れる方向を廃液タンクとする第１系統と試薬の流れる方向を希釈槽とする第２系統との間で切り換える第１の切換えバルブを備え、第１の切換えバルブにより、第１の試薬ボトルが第２系統とされている期間に、第２の試薬ボトルが第１系統とされ、第２の試薬ボトルが第２系統とされている期間に、第１の試薬ボトルが第１系統とされる。

電解質濃度測定装置内に同種試薬のボトルを複数本設置し、分析を停止せずに試薬プライムを行うことができ、装置オペレーターは比較的自由なタイミングで試薬ボトルを交換できる。その結果、装置のダウンタイム及びオペレーターの負荷を大幅に低減することができる。

それ以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

従来のフロー型電解質濃度測定装置の測定部のブロック図である。実施例１のフロー型電解質濃度測定装置のブロック図である。実施例１のフロー型電解質濃度測定装置において、試薬ボトルＡの試薬プライム時の流路を示す図である。実施例１のフロー型電解質濃度測定装置において、試薬ボトルＢの試薬プライム時の流路を示す図である。電解質濃度測定のフローチャートである。電解質濃度測定時における試薬プライム可能なタイミングを説明する図である。試薬プライムのフローチャートである。実施例２のフロー型電解質濃度測定装置のブロック図である。実施例２のフロー型電解質濃度測定装置において、試薬ボトルＡの試薬プライム時の流路を示す図である。実施例２のフロー型電解質濃度測定装置において、試薬ボトルＢの試薬プライム時の流路を示す図である。実施例２の変形例に係るフロー型電解質濃度測定装置のブロック図である。実施例３のフロー型電解質濃度測定装置のブロック図である。実施例３のフロー型電解質濃度測定装置において、試薬ボトルＡの試薬プライム時の流路を示す図である。実施例３のフロー型電解質濃度測定装置において、試薬ボトルＢの試薬プライム時の流路を示す図である。実施例３の変形例に係るフロー型電解質濃度測定装置のブロック図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図中、同じ構成要素については同じ符号を付して、詳細な説明の繰り返しは省略する。また、以下の具体的な実施例は発明の理解のためのものであり、その記載によって限定的に解釈されるべきものではない。

図２Ａは、実施例１に関わるフロー型電解質濃度測定装置２００のブロック図である。電解質濃度測定装置２００は測定部２８０、記録演算部１８１、出力部１８２、制御部１８３、入力部１８４を備えている。記録演算部１８１は、電位測定部１７１で計測した起電力に基づき試薬の濃度値等の測定を行う。制御部１８３は装置全体の制御を実行し、例えば検体の分注処理や、測定部２８０におけるシリンジ動作、電位測定部１７１による計測等を制御する。入力部１８４はキーボード、バーコードリーダ等であり、装置に対する制御、分析対象に関する情報の入力がなされる。出力部１８２はプリンタ、モニタ等であり、分析結果の出力や制御内容の設定等に用いられる。記録演算部１８１や、制御部１８３はＰＣ（Personal Computer）のような計算機に実装される。

図１の測定部１８０が各試薬ボトルと送液機構が１系統であったのに対して、図２Ａの測定部２８０では各試薬ボトルと送液機構を複数系統備えており、各流路には試薬を流す方向を切換える切替えバルブを具備している。

具体的には、内部標準液の系統として、内部標準液ボトルＡ１４１及びそれに接続される内部標準液用シリンジＡ１３１、内部標準液用ボトルＢ１４２及びそれに接続される内部標準液用シリンジＢ１３２、そして内部標準液の流れる方向を切換える切換えバルブ２０１、２０２、２０３、２０４を備えている。同様に、希釈液の系統として、希釈液ボトルＡ１５１及びそれに接続される希釈液用シリンジＡ１３３、希釈液用ボトルＢ１５２及びそれに接続される希釈液用シリンジＢ１３４、そして希釈液の流れる方向を切換える切換えバルブ２０５、２０６、２０７、２０８を備えている。同様に、比較電極液の系統として、比較電極液ボトルＡ１６１及びそれに接続される比較電極液用送液ポンプＡ２２１、比較電極液用ボトルＢ１６２及びそれに接続される比較電極液用ポンプＢ２２２、そして比較電極液の流れる方向を切換える切換えバルブ２０９、２１０、２１１、２１２を備えている。

各試薬ボトルに対する試薬プライムについて図２Ｂ及び図２Ｃを用いて説明する。いずれの場合においても、試薬プライムの流れを太線で、測定用試薬の流れを破線で示すものとする。図２Ｂは、各試薬ボトルＡの試薬プライム時の流路を纏めて示す図であり、図２Ｃは、各試薬ボトルＢの試薬プライム時の流路を纏めて示す図である。いうまでもなく、図２Ｂと図２Ｃは各試薬の流路を纏めて示したに過ぎず、異なる試薬の流路が同時に用いられることを意味しない。具体的には、図２Ｂに示された１つの希釈槽１１０に対して、内部標準液と希釈液とを同時に吐出するような動作は現実的には行われない。

まず、内部標準液ボトルＡ１４１の内部標準液をプライムし、内部標準液ボトルＢ１４２の内部標準液を測定に用いる場合を図２Ｂに示す。内部標準液ボトルＡ１４１の試薬プライムを行う場合、切替え弁２０４及び２０２を作動させ、内部標準液用シリンジＡ１３１から廃液タンク１１１への流路を開通し、内部標準液用シリンジＡ１３１を用いて内部標準液ボトルＡ１４１の内部標準液を通導させる。このとき、切替え弁２０１及び２０３を作動させ、内部標準液用シリンジＢ１３２から内部標準液供給ノズル１０９への流路を開通し、内部標準液用シリンジＢ１３２を用いて内部標準液ボトルＢ１４２の内部標準液を希釈槽１１０へ吐出して測定に用いる。

これに対して、内部標準液ボトルＢ１４２の内部標準液をプライムし、内部標準液ボトルＡ１４１の内部標準液を測定に用いる場合を図２Ｃに示す。内部標準液ボトルＢ１４２の試薬プライムを行う場合、切替え弁２０１及び２０２を作動させ、内部標準液用シリンジＢ１３２から廃液タンク１１１への流路を開通し、内部標準液用シリンジＢ１３２を用いて内部標準液ボトルＢ１４２の内部標準液を通導させる。このとき、切替え弁２０３及び２０４を作動させ、内部標準液用シリンジＡ１３１から内部標準液供給ノズル１０９への流路を開通し、内部標準液用シリンジＡ１３１を用いて内部標準液ボトルＡ１４１の内部標準液を希釈槽１１０へ吐出して測定に用いる。

続いて、希釈液の試薬プライムについて説明する。同様に、試薬プライムの流れを太線で、測定用試薬の流れを破線で示す。

希釈液ボトルＡ１５１の希釈液をプライムし、希釈液ボトルＢ１５２の希釈液を測定に用いる場合を、図２Ｂに示す。希釈液ボトルＡ１５１の試薬プライムを行う場合、切替え弁２０７及び２０８を作動させ、希釈液用シリンジＡ１３３から廃液タンク１１１への流路を開通し、希釈液用シリンジＡ１３３を用いて希釈液ボトルＡ１５１の希釈液を通導させる。このとき、切替え弁２０５及び２０６を作動させ、希釈液用シリンジＢ１３４から希釈液供給ノズル１０８への流路を開通し、希釈液用シリンジＢ１３４を用いて希釈液ボトルＢ１５２の希釈液を希釈槽１１０へ吐出して測定に用いる。

これに対して、希釈液ボトルＢ１５２の希釈液をプライムし、希釈液ボトルＡ１５１の希釈液を測定に用いる場合を図２Ｃに示す。希釈液ボトルＢ１５２の試薬プライムを行う場合、切替え弁２０６及び２０８を作動させ、希釈液用シリンジＢ１３４から廃液タンク１１１への流路を開通し、希釈液用シリンジＢ１３４を用いて希釈液ボトルＢ１５２の希釈液を通導させる。このとき、切替え弁２０５及び２０７を作動させ、希釈液用シリンジＡ１３３から希釈液供給ノズル１０８への流路を開通し、希釈液用シリンジＡ１３３を用いて希釈液ボトルＡ１５１の希釈液を希釈槽１１０へ吐出して測定に用いる。

続いて、比較電極液の試薬プライムについて説明する。同様に、試薬プライムの流れを太線で、測定用試薬の流れを破線で示す。

比較電極液ボトルＡ１６１の比較電極液をプライムし、比較電極液ボトルＢ１６２の比較電極液を測定に用いる場合を図２Ｂに示す。比較電極液ボトルＡ１６１の試薬プライムを行う場合、切替え弁２１２及び２１０を作動させ、比較電極液用送液ポンプＡ２２１から廃液タンク１１１への流路を開通し、比較電極液用送液ポンプＡ２２１を用いて比較電極液ボトルＡ１６１の比較電極液を通導させる。このとき、切替え弁２０９及び２１１を作動させ、比較電極液用送液ポンプＢ２２２から比較電極１０４への流路を開通し、シッパーシリンジ１３５を用いて比較電極液ボトルＢ１６２の比較電極液を比較電極１０４へ通導させて測定に用いる。

これに対して、比較電極液ボトルＢ１６２の比較電極液をプライムし、比較電極液ボトルＡ１６１の比較電極液を測定に用いる場合を図２Ｃに示す。比較電極液ボトルＢ１６２の試薬プライムを行う場合、切替え弁２０９及び２１０を作動させ、比較電極用送液ポンプＢ２２２から廃液タンク１１１への流路を開通し、比較電極液用送液ポンプＢ２２２を用いて比較電極液ボトルＢ１６２の比較電極液を通導させる。このとき、切替え弁２１１及び２１２を作動させ、比較電極液用送液ポンプＡ２２１から比較電極１０４への流路を開通し、シッパーシリンジ１３５を用いて比較電極液ボトルＡ１６１の比較電極液を比較電極１０４へ通導させて測定に用いる。

次に、試薬プライムのタイミングについて説明する。一般的な検体測定装置では、電解質濃度測定部、生化学的測定部および／または免疫学的測定部を備えている。検体測定に際しては、どの項目を測定するかを診断目的に応じて検体毎に選択し、装置へ検査依頼登録を行っている。したがって、一日の検体測定において、全ての検体で電解質濃度測定を行っているのではなく、生化学的測定および／または免疫学的検査を行っているが電解質濃度測定を行わない検体もある。

そこで、試薬プライムを実行する第１のタイミングとして、上述のような検体測定の電解質項目の測定依頼が無い時期に試薬プライムを行う。そのようなタイミングでは電位測定を行っていないため、ノイズが発生しても測定に悪影響を及ぼさない。

次に、電解質濃度測定のフローを図３に示す。電解質濃度測定時は、まず内部標準液で希釈槽の洗浄（Ｓ３０１）を行い、次に内部標準液の測定（Ｓ３０２）を行う。最後に希釈液で検体を希釈し、検体測定（Ｓ３０３）を行う。Ｓ３０１からＳ３０３を１検体測定サイクルとし、各検体において電解質項目の測定依頼がある毎に、本サイクルを繰り返すことで、電解質濃度測定を行っている。

図４に、表４０１として図３の電解質濃度測定フローをもとに電解質濃度測定中に試薬プライム可能なタイミングを示す。希釈槽の洗浄時（Ｓ３０１）では電位測定を行わないため、ノイズが発生しても測定に悪影響を及ぼさず、内部標準液、希釈液、比較電極液のいずれについても試薬プライムが可能である。そこで、試薬プライムを実行する第２のタイミングとして、電解質項目の測定中において、希釈槽洗浄の時期に試薬プライムを行えるものとする。

試薬プライム全体の流れについて、図５を用いて説明する。試薬プライムは制御部１８３により制御される。また、試薬プライムの開始は、操作者によって指示されてもよいが、各試薬ボトル内の試薬量をモニタする試薬量モニタ機構（図示せず）を設け、試薬ボトル切替えのタイミングを管理することが望ましい。試薬量をモニタするには、試薬ボトルの重量を計測する重量センサや、流路において気泡の発生を計測する気泡センサを用いることができる。制御部は、試薬量モニタ機構の検知結果に基づき、新しい試薬ボトルがセットされたことを認識でき、また試薬ボトル交換のタイミングを判断する。なお、試薬量モニタ機構を備えずとも分析回数やシリンジの動作履歴などから試薬の消費量を管理しても良い。

まず、次試薬ボトルがあらかじめセットされる（Ｓ５０１）。制御部が新しい試薬ボトルがセットされたことを認識すると、次試薬ボトルの試薬プライムをタイミング１または／およびタイミング２にて行う。ここで、先に述べたように、タイミング１は検体測定において電解質項目の測定依頼が無いときであり、タイミング２は電解質項目の測定を行っているが、１検体測定サイクルの中で、内部標準液の測定及び検体測定を行っていないときである（Ｓ５０２）。一般に、流路が新しいボトルの試薬に適切に入れ替えられたことを保証するため、装置毎にシリンジまたはポンプの大きさや流路の容量に基づき、プライムを完了させるために必要なシリンジまたはポンプの動作回数（「プライム回数」という）が定められている。そのため、１回のタイミングでプライム回数が足りない場合は、複数タイミングに分けて試薬プライムを実施する（Ｓ５０３）。続いて、現在使用中の試薬ボトル中の試薬残量が少量になった場合、試薬プライム済みの次試薬ボトルに切り替える（Ｓ５０４）。次試薬ボトル切替え直後に、残流路分のプライムを行う（Ｓ５０５）。残流路分のプライムの方法は、図１に関連して説明したプライム方法と同じである。その後、空ボトルの廃棄（Ｓ５０６）を行い、最後に新ボトルのセット（Ｓ５０７）を行う。

ボトル切替え直後に残流路分の試薬プライムを行うＳ５０５の動作を実施することで、試薬供給ノズルの先端まで、試薬プライムを行うことが可能である。本動作は、特に極々微小の濃度変化が分析値に大きな影響を与える内部標準液において、非常に有効な動作である。

本実施例では各試薬流路に切替え弁を４つ備えた例を示したが、切替え弁の数及び設置位置は図示した例に限定されるものではない。

図６Ａは、実施例２に関わるフロー型電解質濃度測定装置３００のブロック図である。実施例１では内部標準液用シリンジ及び希釈液用シリンジを各２個ずつ備えていたが、実施例２の装置３００は内部標準液用シリンジ及び希釈液用シリンジともに各１個を備えるものとし、各試薬流路を切換える切換えバルブはシリンジの手前に備えており、各試薬ボトルには送液ポンプを接続している。電解質濃度測定にあたっては流路に流す試薬の流量を精度よく制御するためシリンジを用いるが、試薬プライムの場合は測定時ほど厳密な流量制御は必要ない。このため、実施例２ではシリンジよりも安価なポンプを用いて試薬プライムを実行可能とするものである。

具体的には、内部標準液の系統として、内部標準液ボトルＡ１４１および内部標準液送液ポンプＡ３１１、内部標準液ボトルＢ１４２および内部標準液送液ポンプＢ３１２、内部標準液の流れる方向を切換える切換えバルブ３０３、３０４、３０５、３０６および、内部標準液用シリンジ３０１を備えている。希釈液の系統としては、希釈液ボトルＡ１５１および希釈液送液ポンプＡ３１３、希釈液ボトルＢ１５２および希釈液送液ポンプ３１４、希釈液の流れる方向を切換える切換えバルブ３０７、３０８、３０９、３１０および、希釈液用シリンジ３０２を備えている。比較電極液の系統は、実施例１と同じである。

各試薬ボトルに対する試薬プライムについて図６Ｂ及び図６Ｃを用いて説明する。いずれの場合においても、試薬プライムの流れを太線で、測定用試薬の流れを破線で示すものとする。図２Ｂ、図２Ｃと同様に、図６Ｂは各試薬ボトルＡの試薬プライム時の流路を纏めて示す図であり、図６Ｃは、各試薬ボトルＢの試薬プライム時の流路を纏めて示す図である。なお、比較電極液の系統については実施例１と同じであるため、説明を省略する。

まず、内部標準液ボトルＡ１４１の内部標準液をプライムし、内部標準液ボトルＢ１４２の内部標準液を測定に用いる場合を図６Ｂに示す。内部標準液ボトルＡ１４１の試薬プライムを行う場合、切替え弁３０６及び３０４を作動させ、内部標準液送液ポンプＡ３１１から廃液タンク１１１への流路を開通し、内部標準液送液ポンプＡ３１１を用いて内部標準液ボトルＡ１４１の内部標準液を通導させる。このとき、切替え弁３０３及び３０５を作動させ、内部標準液送液ポンプＢ３１２から内部標準液用シリンジ３０１を経て内部標準液供給ノズル１０９へ至る流路を開通し、内部標準液用シリンジ３０１を用いて内部標準液ボトルＢ１４２の内部標準液を希釈槽１１０へ吐出して測定に用いる。

これに対して、内部標準液ボトルＢ１４２の内部標準液をプライムし、内部標準液ボトルＡ１４１の内部標準液を測定に用いる場合を図６Ｃに示す。内部標準液ボトルＢ１４２の試薬プライムを行う場合、切替え弁３０３及び３０４を作動させ、内部標準液送液ポンプＢ３１２から廃液タンク１１１への流路を開通し、内部標準液送液ポンプＢ３１２を用いて内部標準液ボトルＢ１４２の内部標準液を通導させる。このとき、切替え弁３０５及び３０６を作動させ、内部標準液送液ポンプＡ３１1から内部標準液用シリンジ３０１を経て内部標準液供給ノズル１０９へ至る流路を開通し、内部標準液用シリンジ３０１を用いて内部標準液ボトルＡ１４１の内部標準液を希釈槽１１０へ吐出して測定に用いる。

希釈液ボトルＡ１５１の希釈液をプライムし、希釈液ボトルＢ１５２の希釈液を測定に用いる場合を図６Ｂに示す。希釈液ボトルＡ１５１の試薬プライムを行う場合、切替え弁３１０及び３０８を作動させ、希釈液送液ポンプＡ３１３から廃液タンク１１１への流路を開通し、希釈液送液ポンプＡ３１３を用いて希釈液ボトルＡ１５１の希釈液を通導させる。このとき、切替え弁３０７及び３０９を作動させ、希釈液送液ポンプＢ３１４から希釈液用シリンジ３０２を経て希釈液供給ノズル１０８へ至る流路を開通し、希釈液用シリンジ３０２を用いて希釈液ボトルＢ１５２の希釈液を希釈槽１１０へ吐出して測定に用いる。

これに対して、希釈液ボトルＢ１５２の希釈液をプライムし、希釈液ボトルＡ１５１の希釈液を測定に用いる場合を図６Ｃに示す。希釈液ボトルＢ１５２の試薬プライムを行う場合、切替え弁３０７及び３０８を作動させ、希釈液送液ポンプＢ３１４から廃液タンク１１１への流路を開通し、希釈液送液ポンプＢ３１４を用いて希釈液ボトルＢ１５２の希釈液を通導させる。このとき、切替え弁３１０及び３０９を作動させ、希釈液送液ポンプＡ３１３から希釈液用シリンジ３０２を経て希釈液供給ノズル１０８へ至る流路を開通し、希釈液用シリンジ３０２を用いて希釈液ボトルＡ１５１の希釈液を希釈槽１１０へ吐出して測定に用いる。

試薬プライムのタイミング及び試薬プライムの全体の流れについては、実施例１と同じである。また、実施例１と同じく、ボトル切替え直後に残流路分の試薬プライムを行うという動作を実施することで、試薬供給ノズルの先端まで、試薬プライムを行うことができ、これは、極々微小の濃度変化が分析値に大きな影響を与える内部標準液において、非常に有効である。本実施例においても各試薬流路に切替え弁を４つ備えた例を示したが、切替え弁の数及び設置位置は問わない。

本実施例の場合、内部標準液用シリンジおよび希釈液用シリンジが各１つでよいため、実施例１と比較して装置構造の単純化、低コスト化が可能となる。一方で、残流路分にシリンジが含まれる。このため、特に分析値に大きな影響を与える内部標準液においては、次試薬ボトル切り替え直後の残流路分のプライムにおいて、シリンジ内の試薬プライムを十分に行う必要がある。

また、本実施例は各試薬流路に送液ポンプを備えているため、試薬を加圧して送液することができる。そのため、例えば高標高地で低圧環境下にさらされる場合においても、安定した送液が可能となる利点もある。

変形例として、送液ポンプを１つとした構成を図７に示す。本変形例は、試薬ボトル毎に送液ポンプを設置するのではなく、廃液タンク１１１の直前に送液ポンプ３１５を設置するものである。本構成により、装置構造をより単純化することが可能となる。

図８Ａは、実施例３に関わるフロー型電解質濃度測定装置４００のブロック図である。実施例２では内部標準液及び希釈液ともに試薬ボトルに送液ポンプを接続していたのに対し、実施例３の装置４００では送液ポンプを接続していない。さらに、各試薬流路を切換える切換えバルブがシリンジの手前に１系統およびシリンジの後に１系統備えている。

具体的には、内部標準液の系統として、内部標準液ボトルＡ１４１、内部標準液用ボトルＢ１４２および内部標準液の流れる方向を切換える切換えバルブ４０１、４０２および、内部標準液用シリンジ３０１を備えている。希釈液の系統としては、希釈液ボトルＡ１５１、希釈液ボトルＢ１５２、希釈液の流れる方向を切換える切換えバルブ４０３、４０４および、希釈液用シリンジ３０２を備えている。比較電極液の系統は、実施例１および実施例２と同じである。

各試薬ボトルに対する試薬プライムについて図８Ｂ及び図８Ｃを用いて説明する。いずれの場合においても、試薬プライムの流れを太線で、測定用試薬の流れを破線で、タイミングにより試薬プライムまたは測定用試薬両方の流れが生じる共用部を点線で示すものとする。図２Ｂ、図２Ｃと同様に、図８Ｂは各試薬ボトルＡの試薬プライム時の流路を纏めて示す図であり、図８Ｃは、各試薬ボトルＢの試薬プライム時の流路を纏めて示す図である。なお、比較電極液の系統については実施例１及び実施例２と同じであるため、説明を省略する。

まず、内部標準液ボトルＡ１４１の内部標準液をプライムし、内部標準液ボトルＢ１４２の内部標準液を測定に用いる場合を図８Ｂに示す。内部標準液ボトルＡ１４１の試薬プライムを行う場合、切替え弁４０１及び４０２を作動させ、内部標準液ボトルＡ１４１から内部標準液用シリンジ３０１を経て廃液タンク１１１へ至る流路を開通し、内部標準液用シリンジ３０１を用いて内部標準液ボトルＡ１４１の内部標準液を通導させる。このとき、測定に用いる内部標準液は、内部標準液Ａの試薬プライムと全く同じタイミングでは通導できない。しかし、時間差で切替え弁４０１及び４０２を作動させ、内部標準液ボトルＢ１４２から内部標準液用シリンジ３０１を経て内部標準液供給ノズル１０９へ至る流路を開通し、内部標準液用シリンジ３０１を用いて内部標準液ボトルＢ１４２の内部標準液を希釈槽１１０へ吐出して測定に用いる。なお、測定を行う前に、切替え弁４０１及び４０２を作動させ、内部標準液ボトルＢ１４２から内部標準液用シリンジ３０１を経て廃液タンク１１１へ至る流路を開通し、内部標準液用シリンジ３０１を用いて内部標準液ボトルＢ１４２の内部標準液を通導させ、共用部について内部標準液ボトルＢ１４２による試薬プライムを行うことが望ましい。

これに対して、内部標準液ボトルＢ１４２の内部標準液をプライムし、内部標準液ボトルＡ１４１の内部標準液を測定に用いる場合を図８Ｃに示す。内部標準液ボトルＢ１４２の試薬プライムを行う場合、切替え弁４０１及び４０２を作動させ、内部標準液ボトルＢ１４２から内部標準液用シリンジ３０１を経て廃液タンク１１１へ至る流路を開通し、内部標準液用シリンジ３０１を用いて内部標準液ボトルＢ１４２の内部標準液を通導させる。このとき、測定に用いる内部標準液は、内部標準液Ｂの試薬プライムと全く同じタイミングでは通導できない。しかし、時間差で切替え弁４０１及び４０２を作動させ、内部標準液ボトルＡ１４１から内部標準液用シリンジ３０１を経て内部標準液供給ノズル１０９へ至る流路を開通し、内部標準液用シリンジ３０１を用いて内部標準液ボトルＡ１４１の内部標準液を希釈槽１１０へ吐出して測定に用いる。なお、測定を行う前に、切替え弁４０１及び４０２を作動させ、内部標準液ボトルＡ１４１から内部標準液用シリンジ３０１を経て廃液タンク１１１へ至る流路を開通し、内部標準液用シリンジ３０１を用いて内部標準液ボトルＡ１４１の内部標準液を通導させ、共用部について内部標準液ボトルＡ１４１による試薬プライムを行うことが望ましい。

続いて、希釈液の試薬プライムについて説明する。同様に、試薬プライムの流れを太線で、測定用試薬の流れを破線で、タイミングにより試薬プライムまたは測定用試薬両方の流れが生じる共用部を点線で示す。

希釈液ボトルＡ１５１の希釈液をプライムし、希釈液ボトルＢ１５２の希釈液を測定に用いる場合を図８Ｂに示す。希釈液ボトルＡ１５１の試薬プライムを行う場合、切替え弁４０３及び４０４を作動させ、希釈液ボトルＡ１５１から希釈液用シリンジ３０２を経て廃液タンク１１１へ至る流路を開通し、希釈液用シリンジ３０２を用いて希釈液ボトルＡ１５１の希釈液を通導させる。このとき、測定に用いる希釈液は、希釈液Ａの試薬プライムと全く同じタイミングでは通導できない。しかし、時間差で切替え弁４０３及び４０４を作動させ、希釈液ボトルＢ１５２から希釈液用シリンジ３０２を経て希釈液供給ノズル１０８へ至る流路を開通し、希釈液用シリンジ３０２を用いて希釈液ボトルＢ１５２の希釈液を希釈槽１１０へ吐出して測定に用いる。

これに対して、希釈液ボトルＢ１５２の希釈液をプライムし、希釈液ボトルＡ１５１の希釈液を測定に用いる場合を図８Ｃに示す。希釈液ボトルＢ１５２の試薬プライムを行う場合、切替え弁４０３及び４０４を作動させ、希釈液ボトルＢ１５２から希釈液用シリンジ３０２を経て廃液タンク１１１へ至る流路を開通し、希釈液用シリンジ３０２を用いて希釈液ボトルＢ１５２の希釈液を通導させる。このとき、測定に用いる希釈液は、希釈液Ｂの試薬プライムと全く同じタイミングでは通導できない。しかし、時間差で切替え弁４０３及び４０４を作動させ、希釈液ボトルＡ１５１から希釈液用シリンジ３０２を経て希釈液供給ノズル１０８へ至る流路を開通し、希釈液用シリンジ３０２を用いて希釈液ボトルＡ１５１の希釈液を希釈槽１１０へ吐出して測定に用いる。

希釈液の場合も測定を開始する前に、測定に用いる希釈液により共用部について試薬プライムを行うようにしてもよい。

試薬プライムのタイミング及び試薬プライムの全体の流れについては、実施例１および実施例２と同じである。また、実施例１および実施例２と同じく、ボトル切替え直後に残流路分の試薬プライムを行うという動作を実施することで、試薬供給ノズルの先端まで、試薬プライムを行うことができ、これは、極々微小の濃度変化が分析値に大きな影響を与える内部標準液において、非常に有効である。本実施例では各試薬流路に切替え弁を２つ備えた例を示したが、切替え弁の数及び設置位置は問わない。

本実施例では内部標準液用シリンジおよび希釈液用シリンジが各１つでよいため、実施例１と比較して装置構造を単純化することが可能となる。一方で、１つのシリンジを試薬プライム用と測定用とで共用使用するため、内部標準液においてはシリンジ内試薬の濃度変化が分析値に影響を与えてしまうというおそれがある。このため、次試薬ボトルの試薬プライムを行った後、測定を開始する前に、測定に用いる内部標準液により共用部（シリンジ含む）の試薬プライムを行うことが望ましい。

次に、変形例として、内部標準液用シリンジを２つとした構成を図９に示す。これは、内部標準液の系統については実施例１を採用し、それ以外は実施例３を採用した変形例である。本変形例では、極々微小の濃度変化が測定値に大きな影響を与える内部標準液については、シリンジを２つ備えている。したがって、上述のようなシリンジ内試薬の濃度変化が分析値に影響を与えてしまうというおそれを大幅に解消でき、実施例１に比べて装置構成も単純化することができる。

以上の実施例１、実施例２、実施例３では、同種の試薬ボトルは２本設置しているが、２本以上であってもよい。また、装置内で使う全種類の試薬でなく、一部の試薬のみに本発明を適用することもできる。

各試薬流路のプライムに必要な試薬量については、例えば一律流路体積の３倍量としてもよい。あるいは、電解質濃度測定の特性を鑑み、極々微小の濃度変化が測定値に大きな影響を与える内部標準液は、流路体積の３倍量以上の試薬量で試薬プライムを行い、一方、極々微小な濃度変化は、測定値に大きな影響を与えない希釈液及び比較電極液は、内部標準液よりは少ない試薬量、例えば流路体積の３倍量未満の試薬量で試薬プライムを行う、というように定めてもよい。

シリンジの駆動方法については、モーターによるものでもアクチュエータによるものでもよく、さらには１つの駆動原で複数のシリンジを動かしてもよい。

試薬ボトルの交換については、オペレーターが手作業で交換してもよく、例えば回転テーブル方式などの空になった試薬ボトルを新たな試薬ボトルに交換可能な自動試薬ボトル交換機構を備えてもよい。

本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施例は本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。また、本発明は全てのイオン種に適用可能である。

１０１・・・塩素イオン電極、１０２・・・カリウムイオン電極、１０３・・・ナトリウムイオン電極、１０４・・・比較電極、１０５・・・ピンチ弁、１０６・・・真空吸引ノズル、１０７・・・シッパーノズル、１０８・・・希釈液供給ノズル、１０９・・・内部標準液供給ノズル、１１０・・・希釈槽、１１１・・・廃液タンク、１１２・・・真空ポンプ、１２２、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９、３１０、４０１、４０２、４０３、４０４・・・切替え弁、１３１・・・内部標準液用シリンジＡ、１３２・・・内部標準液用シリンジＢ、１３３・・・希釈液用シリンジＡ、１３４・・・希釈液用シリンジＢ、１３５・・・シッパーシリンジ、１４１・・・内部標準液ボトルＡ、１４２・・・内部標準液ボトルＢ、１５１・・・希釈液ボトルＡ、１５２・・・希釈液ボトルＢ、１６１・・・比較電極液ボトルＡ、１６２・・・比較電極液ボトルＢ、１７１・・・電位測定部、１８０、２８０、３８０、４８０・・・測定部、１８１・・・記録演算部、１８２・・・出力部、１８３・・・制御部、１８４・・・入力部、２２１・・・比較電極液送液ポンプＡ、２２２・・・比較電極液送液ポンプＢ、３０１・・・内部標準液用シリンジ、３０２・・・希釈液用シリンジ、３１１・・・内部標準液送液ポンプＡ、３１２・・・内部標準液送液ポンプＢ、３１３・・・希釈液送液ポンプＡ、３１４・・・希釈液送液ポンプＢ、３１５・・・ポンプ、２００、３００、４００・・・電解質濃度測定装置。

Claims

イオン選択性電極と比較電極との間の電位を測定する電位測定部と、
前記電位測定部で測定される電解液を前記イオン選択性電極の流路に導入するための希釈槽と、
複数の試薬ボトルが接続可能とされ、前記希釈槽に試薬を供給する送液機構と、
廃液タンクとを有し、
前記送液機構は前記複数の試薬ボトルのそれぞれに対して、前記試薬の流れる方向を前記廃液タンクとする第１系統と前記試薬の流れる方向を前記希釈槽とする第２系統との間で切り換える第１の切換えバルブを備え、
前記第１の切換えバルブにより、第１の試薬ボトルが前記第２系統とされている期間に、第２の試薬ボトルが前記第１系統とされ、前記第２の試薬ボトルが前記第２系統とされている期間に、前記第１の試薬ボトルが前記第１系統とされる電解質濃度測定装置。
請求項１において、
前記送液機構は、前記第１の切換えバルブと前記第１の試薬ボトルとの間に第１のシリンジを含む第１の流路と、前記第１の切換えバルブと前記第２の試薬ボトルとの間に第２のシリンジを含む第２の流路とを有する電解質濃度測定装置。
請求項１において、
前記送液機構は前記希釈槽に電解液を供給するシリンジと、
前記第１系統とされた試薬ボトルから試薬を流出させるポンプとを有し、
前記シリンジに前記第１の切換えバルブが接続され、前記第１の切換えバルブにより前記シリンジに接続される試薬ボトルが切り換えられる電解質濃度測定装置。
請求項３において、
前記第１の切換えバルブと前記複数の試薬ボトルのそれぞれとの間に前記ポンプを有する電解質濃度測定装置。
請求項１において、
前記送液機構は前記希釈槽または前記廃液タンクに電解液を供給するシリンジを有し、
前記第１の切換えバルブは、前記第１系統とされる試薬ボトルの前記シリンジからの吐出先を前記廃液タンクに切換え、前記第２系統とされる試薬ボトルの前記シリンジからの吐出先を前記希釈槽に切換える電解質濃度測定装置。
請求項１において、
比較電極液を前記比較電極の流路に導入する比較電極液ボトルを、第１の比較電極液ボトルと第２の比較電極液ボトルとの間で切り替える第２の切換えバルブと、
前記比較電極の流路に比較電極液を導入するシッパーシリンジと、
前記比較電極液を前記廃液タンクに流出させるポンプとを有し、
前記第２の切換えバルブは、前記第１の比較電極液ボトルが前記比較電極の流路に接続されている期間に前記第２の比較電極液ボトルを前記廃液タンクに接続し、前記第２の比較電極液ボトルが前記比較電極の流路に接続されている期間に前記第１の比較電極液ボトルを前記廃液タンクに接続する電解質濃度測定装置。
請求項１〜６のいずれか１項において、
制御部を有し、
前記制御部は、検体測定において電解質項目の測定依頼がないタイミングで、前記第１の切換えバルブを前記第１系統とした試薬ボトルによる試薬プライムを実行する電解質濃度測定装置。
請求項７において、
前記制御部は、電解質項目測定中の前記希釈槽を洗浄するタイミングで、前記第１の切換えバルブを前記第１系統とした試薬ボトルによる試薬プライムを実行する電解質濃度測定装置。
請求項８において、
前記制御部は、試薬プライムを複数のタイミングで実行する電解質濃度測定装置。
請求項７において、
前記制御部は、前記電位測定部での測定に前記第１の試薬ボトルが使用されている間に、前記第２の試薬ボトルを前記第１系統として試薬プライムを実行し、前記電位測定部での測定を前記第１の試薬ボトルから前記第２の試薬ボトルに切換える直後に、前記第２の試薬ボトルによる試薬プライムが実行されていない残流路について試薬プライムを実行する電解質濃度測定装置。
請求項１０において、
前記複数の試薬ボトルのそれぞれの試薬量をモニタする試薬量モニタ機構を有し、
前記制御部は、前記試薬量モニタ機構の検知結果に基づき、前記第１の試薬ボトルから前記第２の試薬ボトルに切換える電解質濃度測定装置。
請求項１１において、
前記試薬量モニタ機構は、試薬ボトルの重量を計測する重量センサまたは流路における気泡の発生を計測する気泡センサを有する電解質濃度測定装置。