JP7234216B2 - 電解質分析装置 - Google Patents

Description

本発明は電解質分析装置に関する。

電解質分析装置は人体の血液、尿等の電解質溶液中に含まれる特定の電解質濃度を測定する装置であり、イオン選択性電極を利用して濃度測定を行う。一般的な測定の方法としては、電解質溶液としての血清を直接、あるいは希釈液により希釈したサンプル溶液をイオン選択電極に供給して比較電極液との液間電位を測定し、次に（または前記測定に先立って）イオン選択電極に標準液を供給して同様に比較電極液との液間電位を測定し、２つの液間電位レベルからサンプル溶液の電解質濃度を算出する。

このようにフロー型電解質分析装置では、希釈液、標準液、比較電極液といった試薬が消耗品として使用されており、これらの試薬の交換作業はユーザによって行われている。また、フロー型電解質分析装置ではこれらの試薬のそれぞれに対して専用の吸引ノズルを備えていることが多く、装置上に試薬が搭載されている間は、常に専用の吸引ノズルと試薬とが接液している状態になっていることが一般的である。ユーザによる交換作業ではこの専用の吸引ノズルをそれぞれ試薬容器内に配置するところまでが一連の作業となる。

これらの試薬同士は成分が異なるため、ユーザによる試薬容器交換作業時のミスにより、異なる試薬が吸引ノズルに接液したり、交換作業時に試薬が飛び散るなどして試薬同士のコンタミネーションが発生したりすると、正しい測定結果が得られなくなったり、消耗品である試薬が使用不可能になったり、装置の試薬流路の再洗浄が必要となったり、といった問題が生じる。特に比較電極液は、イオン選択電極による分析の安定性から、希釈液や標準液に比して高濃度の水溶液であることが望ましく、他の試薬へのコンタミネーション防止の措置が必要不可欠である。

特許文献１にはコンタミネーション防止の措置として試薬容器にＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）のような情報記憶媒体を付し、分析装置にはその情報を読み取る情報読取り部を備えることで、ユーザに対し間違った試薬や、残量が不足している試薬、有効期限が切れている試薬であることをユーザに通知する機能を備えた検体分析装置が開示されている。さらに、特許文献１では試薬容器を設置する容器設置部にカバーを設け、カバーを閉鎖する許可及び禁止を行うロック機構及びその制御部を備えることでユーザによる置き間違い防止の措置が図られている。

特許文献２ではサンプルの分注・吐出を行う分注装置において、ノズル先端からのサンプルの横方向への飛散を防止するため、ノズルに連動して動作するシャッタを設けている。シャッタにはノズル先端を挿入可能な凹部が設けられており、サンプルの吸引時、吐出時以外はノズル先端をシャッタの凹部に挿入して、包囲することにより、ノズル先端からのサンプルの飛散を防止している。

特開２０１１－２０９２０７号公報 特開平９－２１１００７号公報

特許文献１の検体分析装置においては、置き間違いを防止するためには検体分析装置に電源が供給されている必要がある。特許文献１の構成では、試薬容器設置部のソレノイドに電流が与えることにより、試薬容器設置部のカバーが閉状態、あるいは開状態にロックするよう制御して、試薬容器の置き間違いを防止している。一方、ソレノイドに電流が与えられない状態では、試薬容器設置部のカバーはロック解除された状態にある。このため、検体分析装置に電源が投入されていない状態では、制御部によるカバーのロック制御が行われることなく、ユーザは試薬容器設置部のカバーを開閉して試薬容器の交換作業を行うことができるようになっている。

分析装置が稼働していない時間帯に試薬容器が交換できれば、測定を中断させる必要がなく、分析装置の稼働率を高めることができる利点がある。その一方で、分析装置がＲＦＩＤで試薬情報を管理しているとしても、装置に電源が投入されていない状態では、各機構に対する制御が一切できないため、ヒューマンエラー等の理由によって吸引ノズルが異なる試薬に接液してしまうと、上述のようなコンタミネーションリスクが生じる。したがって、分析装置に電源が投入されていない状態において試薬交換作業を完全に不可能とするのではなく、交換作業の一部、具体的には吸引ノズルを試薬に接液させる作業までは、装置に電源が投入されていない状態においても可能としておくことが望ましい。

また、特許文献２に開示される分注ノズルの場合、厳格にコンタミネーションリスクを管理する必要がある。これに対して、本実施例に係る試薬を吸引するノズルの場合は、試薬の種類によりコンタミネーションリスクが異なる。本実施例が対象とする電解質分析装置の場合、ノズルからの飛散に伴う程度の少量の試薬が混入することによる測定結果への影響は、試薬によって違いがある。具体的には、先に述べたように、より高濃度の比較電極液は他の試薬に混入することによる測定結果への影響が大きく、コンタミネーションリスクをより厳しく管理する必要がある一方、比較的低濃度の希釈液、内部標準液のコンタミネーションリスクは低い。このため、コンタミネーションリスクに応じた簡素な機構として試薬容器設置を構成することが望ましい。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、ユーザによる試薬交換作業時に異なった試薬が吸引ノズルに接液することによるコンタミネーションを抑止する電解質分析装置を提供することにある。

本発明の一実施の態様である電解質分析装置は、筐体と筐体から引き出し可能な試薬容器設置部とを有する電解質分析装置であって、試薬容器設置部は、試薬容器が設置される基板と、第１の試薬容器から試薬を吸引する第１の吸引ノズルと、第１の吸引ノズルが結合され、試薬容器交換位置と試薬吸引位置との間で移動可能なノズル支持部と、ノズル支持部を引き出し可能に収容する試薬容器架台と、ノズル支持部を試薬容器架台から引き出すときに把持されるハンドルとを有し、ノズル支持部は、連動して動作する上段の支柱及び下段の支柱を有し、ノズル支持部の試薬吸引位置から試薬容器交換位置への移動距離である移動ストロークは、ノズル支持部が試薬吸引位置にあるときにおける基板からの試薬容器設置部の高さよりも大きくされる。

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。

装置の電源遮断時に試薬容器の交換作業を行う場合にも、コンタミネーションの発生を防止することができる。

電解質分析装置の全体概略図。 電解質分析装置の外観（模式図）。 試薬容器交換作業時の試薬容器設置部の状態。 試薬容器設置部の第１の構成例。 ノズル支持部がロック機構によりロックされた状態を示す図。 ノズル支持部がロック解除機構によりロック解除された状態を示す図。 ロック機構とロック解除機構の構成例。 装置電源投入状態での試薬容器交換フロー例。 装置電源遮断状態での試薬容器交換フロー例。 試薬容器設置部の第２の構成例。 試薬容器設置部の第３の構成例（平面図）。 試薬容器設置部の第３の構成例（側面図）。 試薬容器設置部の第４の構成例（鳥瞰図）。 試薬容器設置部の第４の構成例におけるノズル支持部の構成例。

図１は電解質分析装置の全体概略図である。電解質分析装置は装置単体に限られず、自動分析装置に搭載されるものであってもよい。自動分析装置としては、例えば生化学自動分析装置、免疫自動分析装置などがある。あるいは、臨床検査に用いる質量分析装置や血液の凝固時間を測定する凝固分析装置、または、これらと生化学自動分析装置、免疫自動分析装置との複合システム、さらにこれらを応用した自動分析システムに搭載されるものであってもよい。

図１に示した電解質分析装置は、イオン選択電極（以下、ＩＳＥ電極（Ion Selective Electrode））を用いたフロー型電解質分析装置である。図１には、電解質分析装置の主要な機構として、サンプル分注部、ＩＳＥ電極部、試薬部、機構部、廃液機構の５つの機構、及びこれらを制御するとともに、測定結果より電解質濃度の演算、表示を行う制御装置を示している。

サンプル分注部はサンプルプローブ１４を含む。サンプルプローブ１４によって、サンプル容器１５内に保持された患者検体などのサンプルを分注し、分析装置内に引き込む。ここで、検体とは患者の生体から採取される分析対象の総称であり、例えば血液や尿などである。これらに対して所定の前処理を行った分析対象も検体と呼ばれる。

ＩＳＥ電極部は、希釈槽１１、シッパノズル１３、希釈液ノズル２４、内部標準液ノズル２５、ＩＳＥ電極１、比較電極２、ピンチ弁２３、電圧計２７、アンプ２８を含む。サンプル分注部にて分注されたサンプルは、希釈槽１１に吐出され、希釈液ノズル２４から希釈槽１１内へ吐出される希釈液で希釈・撹拌される。シッパノズル１３はＩＳＥ電極１に流路によって接続され、希釈槽１１から吸引された希釈されたサンプル溶液は当該流路によってＩＳＥ電極１へ送液される。一方、比較電極液ボトル５に収容された比較電極液は、ピンチ弁２３が閉鎖した状態でシッパシリンジ１０を動作させることで、比較電極２へ送液される。ＩＳＥ電極流路に送液された希釈されたサンプル溶液と比較電極流路に送液された比較電極液とが接液することで、ＩＳＥ電極１と比較電極２とが電気的に導通する。ＩＳＥ電極部は、ＩＳＥ電極１と比較電極２との間の電位差によって、サンプルに含まれる特定の電解質の濃度を測定する。

具体的には、ＩＳＥ電極１にはサンプル溶液中の特定のイオン（例えば、ナトリウムイオン（Ｎａ^＋）、カリウムイオン（Ｋ^＋）、クロールイオン（Ｃｌ^－）など）の濃度に応じて起電力が変化する性質を持つイオン感応膜が貼り付けられており、ＩＳＥ電極１はサンプル溶液中の各イオン濃度に応じた起電力を出力し、電圧計２７及びアンプ２８により、ＩＳＥ電極１と比較電極２との間の起電力を取得する。制御装置２９では、各イオンにつき、取得した起電力から検体中のイオン濃度を演算し、表示する。希釈槽１１に残ったサンプル溶液は廃液機構により排出される。

なお、ＩＳＥ電極１と比較電極２との間の電位差は温度変化等の影響を受ける。このような温度変化等の影響による電位変動を補正するため、一つのサンプル測定後、次のサンプル測定までの間に、内部標準液ノズル２５より希釈槽１１内へ内部標準液を吐出し、上述のサンプルの場合と同様に（ただし、内部標準液に対する希釈は行わない）測定を行う。サンプル測定間に実施される内部標準液測定結果を利用して、変動量に応じた補正を行うことが好ましい。

試薬部は、試薬容器から試薬を吸引する吸引ノズル６、脱ガス機構７、フィルタ１６を含み、測定に必要な試薬を供給する。電解質測定を行う場合には、試薬として内部標準液、希釈液、比較電極液の３種の試薬が使用され、内部標準液を収容する内部標準液ボトル３、希釈液を収容する希釈液ボトル４、比較電極液を収容する比較電極液ボトル５が試薬部にセットされる。図１はこの状態を示している。また、装置の洗浄を行う場合には、試薬部に、洗浄液を格納する洗浄液ボトルがセットされる。

内部標準液ボトル３および希釈液ボトル４はそれぞれフィルタ１６を介して流路を通じて内部標準液ノズル２５、希釈液ノズル２４に接続され、各ノズルは希釈槽１１内に先端を導入した形状で設置されている。また、比較電極液ボトル５はフィルタ１６を介して流路を通じて比較電極２に接続されている。希釈液ボトル４と希釈槽１１との間の流路、および比較電極液ボトル５と比較電極２との間の流路には、それぞれ脱ガス機構７が接続されており、希釈槽１１内および比較電極２内へは脱ガスした試薬が供給される。これは、シリンジにより流路を陰圧にしてボトルから試薬を吸い上げるため、試薬中に溶け込んでいたガスが試薬内に気泡として表れる。試薬に気泡が入ったまま希釈槽１１や比較電極２に供給されないように脱ガス機構が設けられているものである。

機構部は、内部標準液シリンジ８、希釈液シリンジ９、シッパシリンジ１０、電磁弁１７，１８，１９，２０，２１，２２，３０、プレヒート１２を含み、各機構内または各機構間の送液等の動作を担う。例えば、内部標準液および希釈液は、それぞれ内部標準液シリンジ８および希釈液シリンジ９と、流路に設けられた電磁弁の動作により希釈槽１１へ送液される。プレヒート１２は、ＩＳＥ電極１へ至る内部標準液および希釈液の温度を一定範囲内に制御することで、ＩＳＥ電極１への温度の影響を抑制している。

廃液機構は、第１の廃液ノズル２６、第２の廃液ノズル３６、真空ビン３４、廃液受け３５、真空ポンプ３３、電磁弁３１，３２を含み、希釈槽１１に残ったサンプル溶液やＩＳＥ電極部の流路に残った反応液を排出する。

図１に示した電解質測定装置による電解質濃度測定動作を説明する。測定動作は、制御装置２９により制御される。

まず、サンプル分注部のサンプルプローブ１４によりサンプル容器１５から分注したサンプルを、ＩＳＥ電極部の希釈槽１１に吐出する。希釈槽１１にサンプルが分注された後、希釈液ノズル２４から、希釈液シリンジ９の動作によって希釈液ボトル４より希釈液を吐出し、サンプルを希釈する。前述の通り、流路内の希釈液の温度や圧力変化により気泡が発生することを防ぐため、希釈液流路の途中に取り付けられた脱ガス機構７で脱ガス処理が行われている。希釈されたサンプル溶液は、シッパシリンジ１０や電磁弁２２の動作によりＩＳＥ電極１へ吸引される。

一方、ピンチ弁２３とシッパシリンジ１０により、比較電極２内へ比較電極液ボトル５より比較電極液が送液される。比較電極液は例えば、所定濃度の塩化カリウム（ＫＣｌ）水溶液であり、サンプル溶液と比較電極液とが接することで、ＩＳＥ電極１と比較電極２とが電気的に導通する。なお、比較電極液の電解質濃度はサンプル送液している間の濃度変動の影響を抑制するため、高濃度であることが望ましいが、飽和濃度付近では結晶化し流路詰まりの原因となる可能性があるため、0.5mmol/Lから3.0mmol/Lの間であることが望ましい。比較電極電位を基準としたＩＳＥ電極電位を電圧計２７とアンプ２８を用いて計測する。

また、サンプル測定の前後に試薬部にセットされた内部標準液ボトル３の内部標準液を内部標準液シリンジ８により希釈槽１１へ吐出し、サンプル測定と同様に内部標準液の電解質濃度測定を行う。

サンプル溶液について計測されたＩＳＥ電極電位を用いて制御装置２９にて演算を行い、サンプル中の電解質濃度を算出する。このとき、内部標準液について計測されたＩＳＥ電極電位に基づき較正することで、より正確な電解質濃度の測定が行える。

制御装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、記憶装置、Ｉ／Ｏポートを備えたコンピュータとして構成でき、ＲＡＭ、記憶装置、Ｉ／Ｏポートは、内部バスを介して、ＣＰＵとデータ交換可能なように構成される。Ｉ／Ｏポートは、上述した各機構に接続され、それらの動作を制御する。動作制御は記憶装置に記憶されたプログラムをＲＡＭに読み込み、ＣＰＵが実行することにより行われる。また、制御装置２９には入出力装置が接続され、ユーザからの入力や測定結果の表示が可能とされる。

次に本実施例の電解質分析装置の試薬容器設置部について説明する。図２に電解質分析装置の外観（模式図）を示す。内部標準液ボトル３、希釈液ボトル４、比較電極液ボトル５がセットされる試薬容器設置部５０２は、装置の筐体５００に対して、開口部５０３より、レール５０１を用いて引き出し可能とされている。開口部５０３は通常は図示しない扉により閉鎖され、試薬容器交換作業時には扉を開いて試薬容器交換を行う。試薬容器交換作業時には、図２（右図）に示すように、試薬容器設置部５０２ごと筐体５００の外に引き出すことにより、ユーザが試薬容器を交換することを容易にしている。試薬容器交換作業後は、再度、試薬容器設置部５０２を筐体５００内に格納する（図２（左図））。

図３に、試薬容器交換作業時の試薬容器設置部の状態を示す。（ａ）試薬容器設置部５０２格納時、（ｂ）試薬容器設置部５０２引出時、（ｃ）試薬容器交換時であり、いずれの場合も、筐体５００側面からの透視図として示している。以下に、試薬容器設置部５０２の構成例を説明する。

図４に、試薬容器設置部５０２の第１の構成例を示す。図では試薬容器設置部５０２の吸引ノズル６が試薬容器１０１内に挿入されている状態での断面図（模式図）を示している。試薬容器設置部５０２において、基板２０５上に試薬容器架台２０４が設けられている。基板２０５は、試薬容器１０１が載置されるとともに、図示しないレール５０１と結合されることにより、試薬容器設置部５０２は装置の筐体内外へ出し入れ可能とされる。また、吸引ノズル６はハンドル２０２、及び試薬容器架台２０４から昇降可能なノズル支持部２０３に結合されている。また、試薬容器設置部５０２には電源装置３０３が接続されており、後述するように、その動作に電力を必要とするロック解除機構３０２、ＲＦＩＤリーダライタ１０３、容器検知器１０４に電力を供給する。電源装置３０３は、分析装置に電源が投入されているときには試薬容器設置部５０２に電力を供給し、分析装置の電源が遮断されているときには試薬容器設置部５０２への電力供給は行えない。図では、ノズル支持部２０３が試薬容器架台２０４に収容された状態を示している。

図５Ａに、ノズル支持部２０３がロック機構３０１によりロックされた状態を示す。ユーザにより試薬容器１０１の交換がなされるとき、ユーザはハンドル２０２を手動で引き上げることで、吸引ノズル６に触れることなく試薬容器１０１から吸引ノズル６を離脱させることができる。ノズル支持部２０３が上限点まで持上げられると、ロック機構３０１により、ノズル支持部２０３は図５Ａに示すような位置で保持される。この位置を試薬容器交換位置という。これにより、ユーザはハンドル２０２を手放して試薬容器１０１の交換作業が可能になる。

吸引ノズル６は、ユーザがハンドル２０２を引き上げた際に、試薬容器１０１の載置位置に対してノズル先端位置がずれないように固定された、金属製のパイプで構成することが望ましい。これにより、吸引ノズル６を柔軟な樹脂製のパイプとした場合に想定される、作業に伴う吸引ノズル先端６ａの振れにより試薬が周囲に飛散することを防止することができる。一方、吸引ノズル６のハンドル側の端部６ｂは図示しない配管と接続され、吸引ノズル６を装置の流路に接続する。吸引ノズル端部６ｂに接続される配管は柔軟な樹脂製のパイプとすることで、試薬容器設置部５０２の筐体への出し入れや、ノズル支持部２０３の昇降を容易にすることができる。

また、ノズル支持部２０３がロック機構３０１によりロックされた状態において、吸引ノズル先端６ａと試薬容器１０１の試薬吸引口１１０との間に所定の距離εを有するようにすることが望ましい。これにより、ユーザは試薬容器１０１の交換にあたって試薬容器１０１と吸引ノズル先端６ａとをぶつけたり、試薬容器を傾けて試薬容器設置部に載置したりしなくて済むことから、交換時における試薬容器１０１からの試薬のこぼれや、吸引ノズル先端６ａからの試薬の飛散などの発生リスクを抑制することができる。

図５Ｂに、図５Ａに示す状態から、ノズル支持部２０３がロック解除機構３０２によりロック解除された状態を示す。ロック機構３０１は、電源装置３０３からロック解除機構３０２に電源が供給された状態で、ロック解除機構３０２により、制御装置２９の制御にしたがってロック解除が実行される。このとき、ユーザがハンドル２０２を把持していなくとも、ゆっくりと吸引ノズル６及びノズル支持部２０３が下降するように、ノズル支持部２０３にはダンパ機構が設けられていることが望ましい。本例では、ノズル支持部２０３が下降しきった状態で停止し、その位置を試薬吸引位置という。

図６はロック機構３０１とロック解除機構３０２の構成例を示す図である。ロック機構３０１は固定側ベース６０１と可動側ベース６０２とを有し、固定側ベース６０１と可動側ベース６０２との間には、ばね６０４が設けられている。また、可動側ベース６０２のばね６０４が設けられた面と対向する面にはベアリング６０３が接続されている。ロック解除機構３０２はソレノイド６１１を有し、ソレノイド６１１は可動側ベース６０２に接続されている。

（ａ）平常時の試薬容器設置部５０２は図４の状態である。平常時では、ソレノイド６１１はオフとされ、ベアリング６０３はノズル支持部２０３のガイド部２０３ａに接している。このとき、ばね６０４が圧縮されることにより、ばね６０４の弾性力によりベアリング６０３はガイド部２０３ａに押し付けられている。

（ｂ）ロック時の試薬容器設置部５０２は図５Ａの状態である。ロック時においてもソレノイド６１１はオフとされている。方向６２１にノズル支持部２０３が持ち上げられることにより、ベアリング６０３はノズル支持部２０３に設けられたロック用凹部２０３ｂと嵌合される。これにより、ノズル支持部２０３はユーザがハンドルから手を離しても下降しないよう、ロックされる。このとき、ばね６０４の長さは自然長近傍の長さとなる。

このように、装置に電源が投入されている、いないにかかわらず、ばねの弾性力を用いることにより、ノズル支持部２０３を持ち上げて吸引ノズル６を試薬容器１０１から引き出し、その状態でロックすることが可能になる。なお、ばねに限らず弾性体を用いることができ、またその作動に電力を必要としない限りにおいて、他の機械的な作用によりノズル支持部２０３をロックするようにしてもよい。

（ｃ）ロック解除時の試薬容器設置部５０２は図５Ｂの状態である。ソレノイド６１１がオンとされ、ベアリング６０３及び可動側ベース６０２を方向６２２にひきつける。これにより、ベアリング６０３がロック用凹部２０３ｂから引き抜かれ、方向６２３にノズル支持部２０３は下降する。所定時間後にソレノイド６１１がオフとされ、ベアリング６０３はノズル支持部２０３のガイド部２０３ａに接するようになる。ノズル支持部２０３が下降しきったところで、平常時の状態に戻る。

ソレノイド６１１を動作させるためには、ソレノイド６１１に電力が供給され、制御装置２９よりソレノイド６１１をオンする制御がなされる必要がある。これにより、ノズル支持部２０３のロックを解除し、吸引ノズル６を試薬容器に挿入するには、装置の電源が供給されていなければならないことになる。なお、ロック解除動作が制御装置２９により制御される限りにおいて、ロック解除機構３０２は別の作用によりノズル支持部２０３のロックを解除するようにしてもよい。例えば、ばねの弾性力に勝る空圧によりロックを解除するようにしてもよい。

さらに、試薬容器１０１には試薬の種別、残液量、有効期限、ロット番号などの試薬に関する情報が格納されたＲＦＩＤタグ１０２が付されている（図４参照）。ＲＦＩＤタグ１０２と情報をやり取りするため、試薬容器架台２０４には、試薬容器１０１が載置された状態で、対向する位置にＲＦＩＤリーダライタ１０３が設けられている。また、試薬容器１０１が試薬容器載置位置に試薬容器が置かれたことを検出する容器検知器１０４が設けられている。容器検知器１０４は例えば、赤外光を発射する光源と赤外光を検出する光検出器とを有する。試薬容器１０１からの反射光の有無を光検出器が検出することにより、試薬容器１０１の有無を判定する。なお、ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤリーダライタは一例であり、収容する試薬に関する情報を記憶する情報記憶媒体が試薬容器に貼付され、試薬容器設置部に設置された情報読取り器により、当該情報記憶媒体に記憶された、収容する試薬に関する情報を読み出すことができればよい。

次に、試薬容器の交換フローについて説明する。上述の通り、本実施例の試薬容器設置部５０２では、装置電源の投入の有無にかかわらず、元の試薬容器を取り外し、新しい試薬容器を設置できる一方、装置電源が投入された状態でのみ吸引ノズルを新しい試薬容器に挿入することができる。図７Ａとして装置電源投入状態での試薬容器交換フロー例を、図７Ｂとして装置電源遮断状態での試薬容器交換フロー例を示す。

まず、装置電源投入状態での試薬容器交換フロー（図７Ａ）について説明する。上述したように、ユーザはハンドル２０２を把持してノズル支持部２０３を持ち上げ（Ｓ７０２）、ノズル支持部２０３がロックされた状態で（Ｓ７０３）、試薬容器１０１を取り外す（Ｓ７０４）。これにより、容器検知器１０４による試薬容器検知はオフとなる（Ｓ７０５）。ユーザにより改めて試薬容器設置部５０２に新しい試薬容器１０１が載置される（Ｓ７０６）と、容器検知器１０４は新しい試薬容器１０１を検出する（Ｓ７０７）。ＲＦＩＤリーダライタ１０３は、容器検知器１０４による試薬容器の検出をトリガとして、試薬容器１０１のＲＦＩＤ情報の読み取りを開始する。制御装置２９は、ＲＦＩＤ情報から試薬容器に収容される試薬が正常かどうかを判定する（Ｓ７０８）。具体的な判定内容としては、例えば、試薬の種別が本来その載置場所に置かれるべき試薬であるかどうか、残液量が十分か、試薬の有効期限を経過していないか、といったことが挙げられる。ＲＦＩＤ情報が正常であった場合は、制御装置２９は、読み取ったＲＦＩＤ情報を登録し（Ｓ７０９）、ロック解除機構３０２によるロック機構３０１の解除動作を行う（Ｓ７１０）。ノズル支持部２０３はロックが解除されると自動で下降し、吸引ノズル６は試薬容器１０１内の所定の吸引位置へ移動する。一方、ＲＦＩＤ情報が正常でない場合には、その旨を制御装置２９の表示部に表示するようにする。これによって、ユーザは吸引ノズル６を誤った試薬に接液させる前に、正しい試薬容器に取り換えることができる（Ｓ７０４～Ｓ７０６）。このように、吸引ノズル６は正常な試薬に対してのみ接液するため、ユーザの試薬容器の置き間違い等によるコンタミネーションを防止することができる。

次に、装置電源遮断状態での試薬容器交換フロー（図７Ｂ）について説明する。図７Ａの交換フローと同じ内容のステップについては同じ符号を付して示している。ユーザはハンドル２０２を把持してノズル支持部２０３を持ち上げ（Ｓ７０２）、ノズル支持部２０３がロックされた状態で（Ｓ７０３）、試薬容器１０１を交換する（Ｓ７０４，７０６）。上述したように本実施例のロック機構３０１は電源供給なしに、機械仕掛けでノズル支持部２０３をロックすることができる。ユーザにより装置電源が投入される（Ｓ７２１）と、装置は初期化処理の一つとして試薬容器設置部５０２の容器検知器１０４の状態を確認し（Ｓ７２２）、容器検知器１０４が試薬容器１０１を検出した場合は、その検出をトリガとしてＲＦＩＤ情報の確認を行う（Ｓ７０８）。ＲＦＩＤ情報が正常であった場合には、制御装置２９は、読み取ったＲＦＩＤ情報を登録し（Ｓ７０９）、ロック解除機構３０２によるロック機構３０１の解除動作を行う（Ｓ７１０）。一方、試薬容器が検知されない、またはＲＦＩＤ情報が正常でない場合には、交換未成立として（Ｓ７２４）、その旨を制御装置２９の表示部に表示するようにする。この場合は、既に装置電源が投入されているので、図７ＡのステップＳ７０４またはＳ７０５に移行し、試薬の交換処理を実行する。交換が正常に終了すれば（Ｓ７２３）、制御装置２９は、必要であればその後、流路内の液置換動作や分析準備動作などを自動で実行する。

一般的に電解質分析装置では電源投入後の初期処理において、流路内への送液動作や装置状態チェック動作、洗浄動作などが自動で実行されて、分析動作へ短時間で遷移できるような機能を有している。しかし初期処理後に試薬残量が十分でないと認識し、試薬容器交換を行うと再度流路内の液置換動作などが必要となり、分析開始までの時間を要する結果となる。本実施例によれば、ユーザは装置電源遮断時においても試薬同士のコンタミネーション防止効果を維持したまま試薬交換作業を実施することができ、電源投入後に追加の作業を行うことなく装置を使用することができる。

さらに、試薬容器１０１が透明ないしは半透明のような素材からなる容器であり、試薬容器設置部５０２がユーザから容易に視認できる構成であれば、ユーザは装置電源を投入する前に、試薬残量を目視にて確認することができ、必要に応じて試薬交換をあらかじめ実施することができて便利である。

図８に、試薬容器設置部５０２の第２の構成例を示す。第２の構成例における第１の構成例との主要な相違点は、ノズル支持部２０３に２つの吸引ノズル６－１，２が結合されており、ユーザによりハンドル２０２が持ち上げられることにより、２つの吸引ノズル６－１，２が同時に持ち上げられるようになっている点である。図８では省略されているが、図４に示した容器検知器１０４やＲＦＩＤリーダライタ１０３は試薬容器１０１－１，２それぞれに対応して備えられている。試薬容器交換フローも図７Ａ、Ｂに示したものと同様であり、ユーザにより一つ以上の試薬容器が交換され、全ての試薬容器のＲＦＩＤ情報が正常である場合に、ロック解除機構３０２によりノズル支持部２０３のロックが解除されることで、吸引ノズル６－１，２はそれぞれ試薬容器１０１－１，２内の所定の吸引位置へ移動する。図８では、２つの試薬容器に関する例を挙げているが、３つ以上であってもよい。

本構成によればユーザは一度のノズル支持部２０３の昇降動作で、必要な分の試薬容器交換作業を同時に行うことができ、交換作業の効率を高めることができる。なお、試薬容器設置部５０２において同じ試薬の試薬容器を複数格納し、一つの試薬容器の試薬残量が少なくなった場合に切換え使用可能な分析装置においては、ロック解除条件として、全ての位置に正常な試薬が載置されていなくとも、分析に必要な試薬が少なくとも１つずつ、正常に載置されていることを条件としてもよい。必要な試薬が正しく載置され、異常な試薬が載置されていないことをロック解除条件とすることにより、吸引ノズル６が不適切な試薬に接液することを防ぐことができる。

図８のように、試薬容器設置部５０２に複数の試薬容器を並べて配置する構成は、試薬容器設置部をコンパクトに構成でき、実施例２として説明したように交換作業の効率を高めることができる。図１に示したように、電解質分析装置の場合、内部標準液、希釈液、比較電極液の３つの試薬を用いるため、実施例３として、この３つの試薬容器を載置する試薬容器設置部５０２の構成を検討する。試薬容器の交換は人手で行うため、交換作業中に吸引ノズルからの試薬飛び散りや試薬容器の吸引口からの液こぼれ等により、コンタミネーションが発生するリスクをゼロにはできない。特に複数の試薬容器を近接して並べて載置すると、ユーザの作業ミスがコンタミネーションを引き起こしやすくなる。しかしながら、電解質分析装置の試薬の場合、内部標準液、希釈液の場合には多少の試薬の飛び散りが生じても、その影響は無視できる場合がほとんどである。これに対して、比較電極液は、内部標準液、希釈液に比べて高濃度にイオンを含有しているため、より厳しくコンタミネーションのリスクを管理する必要がある。

図９Ａ，Ｂは、３つの試薬容器を載置する試薬容器設置部５０２の構成例（第３の構成例）であり、特に比較的低濃度である２つの試薬と比較的高濃度である１つの試薬を用いる電解質分析装置に適した構成である。図９Ａは平面図であり、図９Ｂは図９Ａに示した矢印方向からの側面図である。なお、図９Ａにおいてはハンドル２０２の表示を省略している。

本構成は、比較的低濃度である希釈液、標準液と、比較的高濃度である比較電極液との３種の試薬容器をコンタミネーションのリスクが低くなるように載置可能とする。具体的には、並置する試薬容器１０１－１、１０１－２として希釈液ボトル、内部標準液ボトルを載置し、試薬容器架台２０４によりこれらと隔離された位置に、試薬容器１０１－３として比較電極液ボトルを載置する。したがって、３つの試薬容器を図９Ａ，Ｂに示す試薬容器設置部に載置したとき、希釈液ボトルの試薬吸引口１１０または内部標準液ボトルの試薬吸引口１１０と比較電極液ボトルの試薬吸引口１１０との間には試薬容器架台２０４が介在することになる。また、ハンドル２０２を引き上げた状態は図５Ａと同様の状態であり、ノズル支持部２０３をロックした状態において、希釈液用吸引ノズル６の先端または内部標準液用吸引ノズル６の先端と、比較電極液用吸引ノズル６の先端との間には試薬容器架台２０４が介在することになる。これにより、交換作業中に比較電極液用吸引ノズル６－３の先端からの試薬飛び散りや試薬容器（比較電極液ボトル）１０１－３の試薬吸引口からの液こぼれ等が発生した場合でも、試薬容器架台２０４が隔壁の役割を果たし、比較電極液ボトルから他の試薬容器への混入リスクを低く抑えることができる。さらに、ノズル支持部２０３が図８に示すような板状であれば、ノズル支持部２０３が引き上げられた状態で試薬容器の交換が行われるため、ノズル支持部２０３もまた、隔壁の役割を果たすことができる。

加えて、比較電極液のみ試薬容器の設置方向が変えられていることによる付随的な効果として、例えばユーザが３種の試薬容器の全てを交換する場合、隣り合って載置される希釈液ボトル及び標準液ボトルについては、両手でそれぞれをもって同時に取外すことが容易に可能である。このようにコンタミネーションリスクの低いこれらの試薬については効率的な作業が行える。一方でコンタミネーションリスクの高い比較電極液ボトルについては、この試薬容器だけを単一で交換するように促す配置となっている。コンタミネーションリスクの高い試薬容器の交換タイミングを他の試薬容器の交換タイミングとずらすことにより、試薬容器交換中の試薬飛び散りによるコンタミネーションのリスクを低減することができる。

また、試薬容器１０１の形状は上面が長方形の直方体形状とみなすことができ（試薬容器に面取りや凹凸を設けることは妨げない）、その試薬吸引口１１０は上面の中心位置よりも短辺側に寄った位置に配置されている。これにより、図８や図９Ａに示されるように試薬容器を長手方向に並べた場合でもノズル支持部２０３から試薬吸引口１１０までの距離を短く保つことができる。また、試薬吸引口１１０が端部（短辺側）に寄っていることを利用し、ユーザが試薬容器を保持しやすくするために、容器上面の空いたスペースに試薬容器の持ち手を設けることも望ましい。

また、図９Ａ，Ｂに示す試薬容器設置部においては、複数並置する試薬容器１０１－１，２の向きと、これらと試薬容器架台２０４を隔てて載置される試薬容器１０１－３との向きを変えて載置するようにしている。すなわち、試薬容器１０１－１，２はその上面の短辺がそれぞれ試薬容器架台の所定の一面に対向するように設置され、試薬容器１０１－３はその上面の長辺が試薬容器架台の所定の一面の裏面に対向するように載置されている。これにより、全体として試薬容器設置部をコンパクトにでき、また、図９Ａに示すようにノズル支持部２０３の中心から同等の距離に、各試薬容器１０１－１～３の試薬吸引口１１０－１～３を配置することができる。この場合、例えば３つの試薬容器を同一方向に並置するような配置レイアウトに比べ、各試薬の吸引ノズルの長さ（試薬容器に挿入される吸引ノズルの先端と、流路を構成する配管に接続される吸引ノズルの端部との間の長さ）を揃えることができる効果や、吸引ノズル６に接続される可動（可撓）流路部を一箇所に集約することができる効果が得られる。

図９Ａ，Ｂの構成においても、図８の構成と同様に、ロック解除条件については、すべての必要な試薬が揃った場合において初めてロック解除を実施するように制御することが望ましい。例えば、試薬容器設置部における試薬容器の載置位置付近にＬＥＤ表示灯のようなものを設け、交換が必要な試薬容器のＬＥＤの点灯／点滅／消灯により、ユーザに通知するようにしてもよい。

ところで、試薬容器に収容可能な試薬の量が多いほど試薬容器の交換回数を減らすことができ、効率的である。このため、試薬容器の高さは試薬容器設置部５０２、筐体５００の開口部５０３の高さにあわせてできるだけ高くすることが望ましい（図３参照）。あるいは、試薬容器の高さに応じて試薬容器設置部５０２、筐体５００の開口部５０３の高さをできるだけ低くすることが装置をコンパクトにするために望ましい。ここで、試薬容器設置部５０２において、ノズル支持部２０３がロックされた状態が図５Ａの状態であり、試薬容器１０１の高さが図５Ａの状態よりもさらに高いとすると、試薬容器交換時に、試薬容器１０１と吸引ノズル先端６ａとが接触しやすくなったり、さらには試薬容器１０１を傾けて載置位置に載置しなければならなくなったりして、コンタミネーションリスクが高まる。このような課題に対応する試薬容器設置部５０２の第４の構成例（鳥瞰図）を図１０に示す。図１０ではノズル支持部（８０１，８１１）を試薬容器架台２０４より引き出してロックした状態を示している。

図１０に示す試薬容器設置部５０２では、試薬容器１０１を基板２０５に載せたときに試薬吸引口１１０の上端が試薬容器架台２０４の上端よりもわずかに低い程度の高さとなっている。すなわち、試薬容器設置部５０２の容積に許容される、できるだけ大容量の試薬容器を置くことを想定している。このような場合にでも、吸引ノズル先端６ａと試薬容器１０１の試薬吸引口１１０の上端との間に所定の距離εを持たせる（図５Ａ参照）ことができるよう、図１０の構成においてはノズル支持部２０３を複数段の支柱８０１，８１１を含んで構成する。加えて、ノズル支持部２０３がロック機構３０１によりロックされた状態において、吸引ノズル先端６ａの位置が試薬容器架台２０４の上端近傍あるいは上端以上に位置する場合、吸引ノズル先端６ａの振れによりコンタミネーションが発生するおそれがある。このため、ノズル支持部２０３の複数段（図では２段）の支柱のうち、下段の支柱８１１を板状とし、コンタミネーションの発生を抑止する遮蔽板の機能をもたせる。図１０に示すように、ノズル支持部２０３がロックされた状態において、吸引ノズル先端６ａ－１と吸引ノズル先端６ａ－３とを結ぶ第１の線、及び吸引ノズル先端６ａ－２と吸引ノズル先端６ａ－３とを結ぶ第２の線はいずれも下段の支柱（遮蔽板）８１１により遮られる状態になっている。これにより、試薬容器交換作業中に比較電極液用吸引ノズル６－３からの試薬飛び散りや試薬容器（比較電極液ボトル）１０１－３の試薬吸引口からの液こぼれ等が発生した場合でも、試薬容器架台２０４に加え、下段の支柱（遮蔽板）８１１が隔壁の役割を果たし、比較電極液ボトルから他の試薬容器への比較電極液の混入リスクを低く抑えることができる。

また、吸引ノズル端部６ｂ－１～３はいずれもハンドル２０２の中心付近に来るように設置され、それぞれの流路を構成する柔軟な樹脂製のパイプが接続される。

図１１に図１０の試薬容器設置部５０２に適用されるノズル支持部２０３の構成例を示す。図は、（ａ）平常時と（ｂ）ロック時とを示している。ノズル支持部２０３は、上段の第１の支柱８０１と下段の第２の支柱（以下、遮蔽板と称する）８１１とを有する。遮蔽板８１１には、その上側にダンパ機能付きプーリ８１４が、その下側にプーリ８１５が設けられ、両者の間にはベルト８１６が掛けられている。ベルト８１６に対して、第１のベルト保持部８１３ａにより第１の支柱８０１が、第２のベルト保持部８１３ｂにより試薬容器架台２０４が接続されることにより、連動して第１の支柱８０１及び遮蔽板８１１が引き上げられる。なお、第１のベルト保持部８１３ａは第１のリニアガイド８１２ａに係合され、第２のベルト保持部８１３ｂは第２のリニアガイド８１２ｂに係合されることにより、ノズル支持部２０３の昇降動作が安定して行えるようになっている。また、ダンパ機能付きプーリ８１４のダンパ機能に関しては、下降させる場合のみトルクが発生する機能とすることが望ましい。これにより手動による上昇動作時にはユーザの負荷を減らすことができる。

このようにノズル支持部を構成することにより、平常時の試薬容器設置部５０２の高さｈよりも、ノズル支持部２０３の移動ストロークＨを大きくすることができる。このように、試薬容器設置部５０２の高さが試薬容器相当であっても、吸引ノズル先端を十分に試薬容器から離脱させることが可能となり、さらに少なくとも下段の支柱に遮蔽板の機能を持たせることにより、コンタミネーションの発生を抑止することが可能になる。

１：イオン選択電極、２：比較電極、３：内部標準液ボトル、４：希釈液ボトル、５：比較電極液ボトル、６：吸引ノズル、６ａ：吸引ノズル先端、６ｂ：吸引ノズル端部、７：脱ガス機構、８：内部標準液シリンジ、９：希釈液シリンジ、１０：シッパシリンジ、１１：希釈槽、１２：プレヒート、１３：シッパノズル、１４：サンプルプローブ、１５：サンプル容器、１６：フィルタ、１７，１８，１９，２０，２１，２２，３０，３１，３２：電磁弁、２３：ピンチ弁、２４：希釈液ノズル、２５：内部標準液ノズル、２６：第１の廃液ノズル、２７：電圧計、２８：アンプ、２９：制御装置、３３：真空ポンプ、３４：真空ビン、３５：廃液受け、１０１：試薬容器、１０２：ＲＦＩＤタグ、１０３：ＲＦＩＤリーダライタ、１０４：容器検知器、１１０：試薬吸引口、２０２：ハンドル、２０３：ノズル支持部、２０３ａ：ガイド部、２０３ｂ：ロック用凹部、２０４：試薬容器架台、２０５：基板、３０１：ロック機構、３０２：ロック解除機構、３０３：電源装置、５００：筐体、５０１：レール、５０２：試薬容器設置部、５０３：開口部、６０１：固定側ベース、６０２：可動側ベース、６０３：ベアリング、６０４：ばね、６１１：ソレノイド、６２１，６２２，６２３：方向、８０１：第１の支柱、８１１：第２の支柱（遮蔽板）、８１２ａ，８１２ｂ：リニアガイド、８１３ａ，８１３ｂ：ベルト保持部、８１４：ダンパ機能付きプーリ、８１５：プーリ、８１６：ベルト。

Claims (6)

1. 筐体と前記筐体から引き出し可能な試薬容器設置部とを有する電解質分析装置であって、
   前記試薬容器設置部は、
   試薬容器が設置される基板と、
   第１の試薬容器から試薬を吸引する第１の吸引ノズルと、
   前記第１の吸引ノズルが結合され、試薬容器交換位置と試薬吸引位置との間で移動可能なノズル支持部と、
   前記ノズル支持部を引き出し可能に収容する試薬容器架台と、
   前記ノズル支持部を前記試薬容器架台から引き出すときに把持されるハンドルとを有し、
   前記ノズル支持部は、連動して動作する上段の支柱及び下段の支柱を有し、前記ノズル支持部の前記試薬吸引位置から前記試薬容器交換位置への移動距離である移動ストロークは、前記ノズル支持部が前記試薬吸引位置にあるときにおける前記基板からの前記試薬容器設置部の高さよりも大きくされる電解質分析装置。
2. 請求項１において、
   前記ノズル支持部が前記試薬容器交換位置にあるとき、前記第１の吸引ノズルの先端は、前記第１の試薬容器の試薬吸引口の上端から上方に所定の距離をもって位置し、
   前記ノズル支持部が前記試薬吸引位置にあるとき、前記第１の吸引ノズルは前記第１の試薬容器に挿入されている電解質分析装置。
3. 請求項１において、
   第２の試薬容器から試薬を吸引する第２の吸引ノズルを有し、
   前記第２の吸引ノズルは前記ノズル支持部に結合され、
   前記試薬容器架台は、前記基板における前記第１の試薬容器の設置位置と前記第２の試薬容器の設置位置との間に配置され、
   前記第１及び第２の試薬容器の高さは、前記試薬容器架台の高さよりも低い電解質分析装置。
4. 請求項３において、
   前記ノズル支持部の前記下段の支柱は板状であり、前記試薬容器交換位置において、前記第１の吸引ノズルの先端と前記第２の吸引ノズルの先端とを結ぶ線は前記下段の支柱により遮られる電解質分析装置。
5. 請求項４において、
   前記第１の試薬容器には希釈液または内部標準液が収容され、前記第２の試薬容器には比較電極液が収容される電解質分析装置。
6. 請求項１において、
   前記ノズル支持部は、前記ノズル支持部を引き下げるときにトルクを発生するダンパ機能を有する電解質分析装置。

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