JP7002669B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、試薬や試料を分注する、交換可能なプローブを有する自動分析装置に関する。

自動分析装置、例えば生化学自動分析装置では、血清や尿などの生体試料（以下試料と称する）の成分分析を行う。このため、分注用プローブを用いて試料と試薬とをそれぞれ反応容器に分注して反応させ、反応液に生じる色調や濁りの変化を、分光光度計等の測光ユニットにより光学的に測定する。そのため、プローブの汚れや変形等が分注精度や、自動分析装置の信頼性に与える影響は大きい。

このため、汚れや操作不良等により使用不可となったプローブは交換する必要がある（例えば、特許文献１）。試薬や試料を分注するプローブは、交換可能とするため、自動分析装置内の流路とニップルにより接続されている。自動分析装置では通常、流路内は液体（システム水）で満たされており、プローブ内も例外ではない。そのため、メンテナンス等によりプローブ接続用のニップルを外すことで、プローブ内の液体がプローブ先端よりたれることがある。従来の自動分析装置では、プローブ先端から垂れる液体を受ける容器をあらかじめ用意することやマニュアルに注意喚起をする等にとどまっていた。

特開２０１０－８５０９８号公報

洗浄後のプローブ内に液体が残存するため、プローブ交換時にプローブ先端にシステム水が液滴となって付着することにより、自動分析装置の機構に不具合が生じる可能性がある。プローブの交換にあたり、プローブからの液垂れ、プローブ先端への液滴の付着をなくすことで、メンテナンス性及び信頼性の高い自動分析装置を提供する。

本発明の一実施態様である自動分析装置は、分注機構のアーム部に交換可能に取り付けられるプローブと、プローブと接続され、分注流路を形成するチューブと、チューブに接続され、分注流路内のシステム水の吐出または吸引を行うシリンジと、コントローラとを有し、コントローラは、プローブをアーム部から取り外す前に、プローブからシステム水が除去されるよう、シリンジに分注流路からシステム水を吸引させる。

分注用のプローブ交換時にプローブ先端からの液垂れや液滴の付着をなくすことで、メンテナンス性及び信頼性の高い自動分析装置を提供する。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

自動分析装置の概略構成図である。 試薬分注機構の構成図である。 従来技術における試薬プローブ交換前の分注流路の状態を示す図である。 試薬プローブ先端からのシステム水の液垂れ、液滴の付着を示す図である。 試薬プローブ交換のフローチャートである。 本実施例による試薬プローブの交換の様子を示す図である。 本実施例による試薬プローブの交換の様子を示す図である。

本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に自動分析装置の概略構成図を示す。自動分析装置１００は、反応容器１０２内で化学反応させた反応液を測定して成分分析を行うための装置であり、主要な構成として、反応ディスク１０１、洗浄機構１０３、分光光度計１０４、撹拌機構１０５、洗浄槽１０６、第１試薬分注機構１０７、第２試薬分注機構１０７ａ、洗浄槽１０８、試薬ディスク１０９、第１試料分注機構１１１、第２試料分注機構１１１ａ、洗浄槽１１３、試料搬送機構１１７、コントローラ１１８を有している。

反応ディスク１０１には、反応容器１０２が円周上に配置されている。反応容器１０２は試料と試薬とを混合させた混合液を収容するための容器であり、反応ディスク１０１上に複数並べられている。反応ディスク１０１の近くには、試料容器１１５を搭載したサンプルラック１１６を搬送する試料搬送機構１１７が配置されている。

反応ディスク１０１と試料搬送機構１１７との間には、回転および上下動可能な第１試料分注機構１１１及び第２試料分注機構１１１ａが配置されており、各々サンプルプローブ１１１ｂを備えている。サンプルプローブ１１１ｂには各々試料用シリンジ１２２が接続されている。サンプルプローブ１１１ｂは回転軸を中心に円弧を描きながら水平移動し、上下移動して試料容器１１５から反応容器１０２への試料分注を行う。

試薬ディスク１０９は、その中に試薬を収容した試薬ボトル１１０や洗剤ボトル１１２等が複数個円周上に載置可能となっている保管庫である。試薬ディスク１０９は保冷されている。

反応ディスク１０１と試薬ディスク１０９の間には回転および上下動が可能な第１試薬分注機構１０７、第２試薬分注機構１０７ａが設置されており、それぞれ試薬プローブ１２０を備えている。試薬プローブ１２０は、試薬分注機構１０７または試薬分注機構１０７ａにより、上下および水平移動が行われる。試薬プローブ１２０には各々試薬用シリンジ１２１が接続されている。この試薬用シリンジ１２１により、試薬プローブ１２０を介して試薬ボトル１１０、洗剤ボトル１１２、希釈液ボトル、前処理用試薬ボトル等から吸引した試薬、洗剤、希釈液、前処理用試薬等を反応容器１０２に分注する。

反応ディスク１０１の周囲には、反応容器１０２内部を洗浄する洗浄機構１０３、反応容器１０２内の混合液を通過した光の吸光度を測定するための分光光度計１０４、および反応容器１０２へ分注した試料と試薬とを混合する撹拌機構１０５等が配置されている。

また、第１試薬分注機構１０７や第２試薬分注機構１０７ａの動作範囲上に試薬プローブ１２０用の洗浄槽１０８が、第１試料分注機構１１１、第２試料分注機構１１１ａの動作範囲上にサンプルプローブ１１１ｂ用の洗浄槽１１３が、撹拌機構１０５の動作範囲上に撹拌機構１０５用の洗浄槽１０６がそれぞれ配置されている。

各機構はコントローラ１１８に接続され、コントローラ１１８によりその動作が制御されている。コントローラ１１８は、コンピュータ等から構成され、自動分析装置内の上述した各機構の動作を制御するとともに、血液や尿等の液体試料中の所定の成分の濃度を求める演算処理を行う。

次に、分注機構による分注動作の仕組みを、図２を参照しながら説明する。試薬分注機構も試料分注機構もその構造は同様である。図２には、試薬分注機構１０７の構造をその関係する流路も含めて示している。

試薬分注機構１０７に取り付けられる試薬プローブ１２０の位置を決めるために、試薬分注機構１０７のアーム部２０６はプローブガイド２０２を備えている。プローブ交換時には、アーム部２０６の上面にトップカバー２０５が設けられているので、トップカバー２０５を開いて、古いプローブをプローブガイド２０２から抜き取り、新しいプローブをプローブガイド２０２に挿入する。試薬プローブ１２０はプローブガイド２０２により定められる位置に固定される。試薬プローブ１２０はチューブ２０１とニップル２０３により接続されることにより分注流路が形成される。なお、ここでプローブはチューブ２０１と交換可能に取り付けられる分注流路部分を指し、プローブ先端から一体に形成されていなくてもよい。試薬プローブ１２０は分注流路を構成するチューブ２０１を介して、試薬用シリンジ１２１と接続され、さらに、分注流路の途中には圧力センサ２０４が設けられている。

通常動作時において、分注流路内はシステム水（純水）３０１で満たされており、試薬用シリンジ１２１を動作させて分注流路の内のシステム水を吐出または吸引させることで、試薬の吸引または吐出を行っている。このため、従来、試薬プローブ交換時にも、試薬プローブ１２０を含む分注流路内には、図３に示すように、試薬プローブ１２０とチューブ２０１との接続箇所（ニップル２０３の位置）を超えて、試薬プローブ側にもシステム水３０１が満たされた状態となっていた。

この状態で、試薬プローブ１２０を交換するために、試薬プローブ１２０と流路用のチューブ２０１を接続しているニップル２０３を緩めた状態を図４に示す。接続部が解放されることにより、試薬プローブ１２０内のシステム水３０１が自重によって流れだし、試薬プローブ１２０の先端からの液垂れや液滴となってプローブ先端に付着するといったことが起こる。特に、プローブ先端に付着した液滴は、機構に不具合が生じる可能性がある。

その一例を説明する。一般的に、プローブには分注を行う際に、液面を自動的に検知し、分注機構の上下動を自動制御するため、液面検知機構が設けられている。液面検知機構は、プローブが接液したときに生じるプローブ１２０とプローブガイド２０２（基準電位とされている）との間の静電容量の変化を検知することで、液面の検知を行うものである。ところが、プローブ先端にシステム水の液滴が付着した状態でプローブガイド２０２からプローブを引き抜くと、この液滴がプローブガイド２０２の内側に付着し、この状態で新しいプローブをプローブガイド２０２に挿入することで、プローブ１２０とプローブガイド２０２とは短絡した状態となり、液面検知機構が機能しなくなってしまう。

これを防止するため、プローブガイド２０２の内側を絶縁体で覆っておけば、プローブに液滴が付着した状態で引き抜いても、プローブ１２０とプローブガイド２０２との間の絶縁を維持することは可能である。しかしながら、プローブ１２０ががたつかないよう、プローブ１２０とプローブガイド２０２との間の公差は極めて小さくされているため、プローブガイド２０２の構造を複雑にすると、そのためのコストがかかる。本実施例では、簡単な方法でプローブ交換時のシステム水の液垂れや液滴の付着を防止し、上述のような不具合の発生を防止する。

図５に本実施例における試薬プローブ１２０交換のフローチャートを示す。まず、コントローラ１１８の操作部より、試薬プローブ１２０を交換するメンテナンス実行ボタンを押下し、装置状態がメンテナンスに遷移する（Ｓ５０１）。コントローラ１１８は試薬分注機構１０７を動作させ、試薬プローブ１２０を洗浄槽１０８に移動させ、試薬プローブ１２０の洗浄を行う（リセット動作、Ｓ５０２）。洗浄動作においては、試薬プローブ１２０の内外が洗浄される。プローブ内部は、プローブからシステム水を吐出させることで洗浄する。プローブ外側を洗浄した洗浄水、プローブから吐出されたシステム水は真空吸引されて除去される。プローブ内洗により、試薬用シリンジ１２１内のプランジャは吐出を行った状態でリセット動作を終了している。そこで、洗浄完了後に試薬用シリンジ１２１の吸引動作を実施する（Ｓ５０３）。ここでの試薬用シリンジ１２１の吸引動作はニップル２０３より試薬プローブ１２０側に残っているシステム水３０１が空気に置き換わる量を行う必要がある。次に、コントローラは、プローブ交換が容易になる位置に移動可能にするため、分注機構のモータの励磁をＯＦＦし、トップカバー２０５のインターロックを解除し、操作部に試薬プローブ１２０が交換可能である旨を表示する（Ｓ５０４）。ユーザは表示を確認後、トップカバー２０５を開き、試薬プローブ１２０の交換作業を実施する（Ｓ５０５）。交換作業完了後、トップカバー２０５を閉じ、操作部より試薬プローブ１２０の交換完了ボタンを押下する（Ｓ５０６）。コントローラ１１８は、分注機構のモータの励磁をＯＮし、トップカバー２０５のインターロックを実行する。その後、試薬分注機構１０７を動作させ、試薬プローブ１２０を洗浄槽１０８に移動させ、試薬プローブ１２０の洗浄を行う（リセット動作、Ｓ５０７）。プローブ交換時にシリンジのプランジャは吸引動作を行っているので、洗浄時の吐出動作の実行を容易に行うことができる。その後、コントローラ１１８は、装置状態をスタンバイに遷移させる（Ｓ５０８）ことにより、次作業（測定やメンテナンスなど）が実施可能となる。

ステップＳ５０３において、試薬用シリンジ１２１の吸引動作を行うことで、試薬プローブ１２０は空気を吸引することとなり、図６に示すように、試薬プローブ１２０内のシステム水３０１が空気に置き換わり、接続部（ニップル２０３）より先（試薬プローブ側）にはシステム水３０１が存在しない状態になる。そのため、図７に示すように、ニップル２０３を緩めても試薬プローブ１２０先端からの液垂れやプローブ先端への液滴の付着をなくすことができる。

このように、分注用プローブ交換時に分注用プローブ先端からの液垂れ、液滴の付着をなくすことにより、自動分析装置の機構の不具合の発生を防止できる。

なお、本発明は上記の実施形態に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。上述した実施形態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ない。例えば、試薬プローブ１２０の交換の場合を例示したが、サンプルプローブ１１１ｂに対しても適用できる。

また、プローブ内のシステム水を吸引するアクチュエータとしてシリンジを使用する例を示したが、エアシリンダーやポンプを使用してもよい。

１００…自動分析装置、１０１…反応ディスク、１０２…反応容器、１０３…洗浄機構、１０４…分光光度計、１０５…撹拌機構、１０６…洗浄槽（撹拌機構用）、１０７，１０７ａ…試薬分注機構、１０８…洗浄槽（試薬分注機構用）、１０９…試薬ディスク、１１０…試薬ボトル、１１１，１１１ａ…試料分注機構、１１１ｂ…サンプルプローブ、１１２…洗剤ボトル、１１３…洗浄槽（試料分注機構用）、１１５…試料容器、１１６…サンプルラック、１１７…試料搬送機構、１１８…コントローラ、１２０…試薬プローブ、１２１…試薬用シリンジ、１２２…試料用シリンジ、２０１…チューブ、２０２…プローブガイド、２０３…ニップル、２０４…圧力センサ、２０５…トップカバー、２０６…アーム部、３０１…システム水。

Claims (9)

1. 分注機構のアーム部に交換可能に取り付けられるプローブと、
   前記プローブと接続され、分注流路を形成するチューブと、
   前記チューブに接続され、前記分注流路内のシステム水の吐出または吸引を行うシリンジと、
   コントローラとを有し、
   前記コントローラは、前記プローブを前記アーム部から取り外す前に、前記プローブからシステム水が除去され空気に置き換わるよう、前記シリンジに前記分注流路からシステム水を吸引させる自動分析装置。
2. 請求項１において、
   前記アーム部はプローブガイドを備え、前記プローブを前記アーム部に取り付けるとき、前記プローブは前記プローブガイドに挿入される自動分析装置。
3. 請求項２において、
   液面検知機構を有し、
   前記液面検知機構は、基準電位とされる前記プローブガイドと前記プローブとの静電容量の変化を検知する自動分析装置。
4. 請求項１において、
   前記コントローラは、前記プローブの交換前に前記プローブの洗浄を行い、前記シリンジに前記プローブよりシステム水を吐出させる自動分析装置。
5. 請求項１において、
   前記コントローラは、前記プローブの交換後に前記プローブの洗浄を行い、前記シリンジに前記プローブよりシステム水を吐出させる自動分析装置。
6. 請求項１において、
   前記プローブは試薬または試料を吸引し、吸引した試薬または試料を反応容器に吐出する自動分析装置。
7. 請求項１において、
   前記プローブと前記チューブとはニップルにより接続される自動分析装置。
8. 請求項１において、
   前記コントローラは、前記プローブの交換前に前記プローブの内部の洗浄のため前記シリンジに前記プローブよりシステム水を吐出させ、前記プローブに残っているシステム水が空気に置き換わるよう、前記シリンジに前記分注流路からシステム水を吸引させる自動分析装置。
9. 請求項１において、
   前記コントローラの操作部より、前記プローブを交換するメンテナンス実行ボタンの押下を受けて、前記コントローラは、前記シリンジに前記分注流路からシステム水を吸引させる自動分析装置。

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