JP7318132B2

JP7318132B2 - 自動分析装置

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Publication number: JP7318132B2
Application number: JP2022533683A
Authority: JP
Inventors: 孝宏熊谷; 洋一郎鈴木; 彰太郎佐川; 拓士宮川
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2023-07-31
Anticipated expiration: 2041-03-11
Also published as: WO2022004064A1; CN115803633A; EP4177609A1; JPWO2022004064A1; US20230251279A1

Description

本発明は、血液や尿などの試料の定性・定量分析を行う自動分析装置に関する。

自動分析装置の洗浄槽やノズルによる注水機構に精製水を配管給水するのに好適な装置内部配管の一例として、特許文献１には、電動加圧ポンプと分岐管との間に自力制御形減圧弁を配設し、分岐管から先の配管には直動式電磁弁と特定の穴径・長さを有する固定抵抗管を設けて電磁弁の開閉により瞬時に給水される構造とすることが記載されている。

特開平１０－１０１３７号公報

血液、尿等の生体サンプル中の特定成分の分析を行う自動分析装置は、特定成分と反応して光学的特性が変化する試薬や、特定成分と特異的に反応する指標を備えた試薬を用いて、検体と試薬とを反応させ、反応液の光学的特性の変化を測定すること、あるいは反応液中の標識の数をカウントすることにより、定性・定量分析を行う装置である。

このような自動分析装置では、プローブの洗浄や試薬の希釈等の工程で純水を使用する。使用される純水は、一般的に給水設備からバッファタンクに貯蔵された後、分析装置の稼働状況に基づき使用先に適宜供給される。

ここで、バッファタンクに貯蔵される純水は雑菌が繁殖しやすい環境であるが、バッファタンク内で雑菌が増殖した場合にバイオフィルムが生成されることがある。この生成されたバイオフィルム等により、給水が設計通りに実行されない事態が生じかねず、最悪の場合には測定結果に影響を受ける可能性がある。

そこで、バッファタンク内に雑菌を繁殖させずに清浄に保つために、従来は定期的にバッファタンク内を清掃していたが、作業に時間を要することからオペレータの負担となっている。

本発明は、バッファタンクでの菌類の繁殖を従来に比べて抑制することで清掃の頻度を従来に比べて減らし、オペレータのメンテナンス作業時間を低減することができる自動分析装置を提供する。

本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、検体の分析を行う分析モジュールと、前記分析モジュールに液体を供給する供給系と、を備え、前記供給系は、装置外部から供給される前記液体を一時的に貯蔵するバッファタンクと、前記バッファタンク内の前記液体を前記分析モジュールへ送る供給流路と、前記バッファタンク内の前記液体を送液する送液ポンプと、前記送液ポンプから吐出された前記液体を前記バッファタンクへ戻す循環流路と、前記供給系内の前記液体の殺菌を行う殺菌部と、前記供給系内の各機器の動作を制御する制御部と、を有しており、前記制御部は、前記装置外部から前記バッファタンクへ前記液体の供給があった場合に前記殺菌部を駆動させ、前記循環流路は、前記供給流路から分岐されており、前記送液ポンプから吐出された前記液体の一部を前記バッファタンクへ戻し、前記殺菌部は、前記供給流路のうち前記供給流路と前記循環流路との分岐部より上流側を通流する前記液体の殺菌を行うことを特徴とする。

本発明によれば、バッファタンクの清掃の頻度を従来に比べて減らし、オペレータのメンテナンス作業時間を低減することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

本発明の実施例の自動分析装置の全体構成を示す概略図である。実施例の自動分析装置における給水時の殺菌動作の制御フローチャートである。実施例の自動分析装置の他の形態の全体構成を示す概略図である。

本発明の自動分析装置の実施例について図１乃至図３を用いて説明する。

最初に、自動分析装置の全体構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施例の自動分析装置の全体構成を示す概略図である。

図１に示す自動分析装置１００は、電磁弁２、バッファタンク３、循環水ポンプ４、殺菌機構５、電磁弁６、供給流路７、循環流路８、給水流路９、清浄度測定部１０、液温測定部１１、制御部３０、分析モジュール２０等を備えている。

このうち、電磁弁２、バッファタンク３、循環水ポンプ４、殺菌機構５、電磁弁６、供給流路７、循環流路８、給水流路９、清浄度測定部１０、液温測定部１１、制御部３０により、分析モジュール２０に液体を供給する供給系が構成される。

分析モジュール２０は、検体の成分の定性・定量分析を行うためのモジュールである。分析モジュール２０における分析項目は特に限定されず、生化学項目や免疫項目、電解質項目など、様々な分析項目が対象であり、その構成も公知の構成を採用することができるが、少なくとも供給系から供給される純水を使用する構成（例えば分注ノズルや反応容器、恒温槽）を含んでいる。

バッファタンク３は、給水流路９により装置外部の純水製造装置５０と接続されており、純水製造装置５０から供給される液体、例えば純水を一時的に貯蔵するためのタンクである。制御部３０からの開閉信号により電磁弁２が開いた際に純水製造装置５０からバッファタンク３に純水が供給される。バッファタンク３内には水位計などを設けることができる。

供給流路７は、バッファタンク３内の純水を分析モジュール２０へ送るようにバッファタンク３と分析モジュール２０とを接続している流路であり、純水が通流可能に構成されている。供給流路７には、循環水ポンプ４、殺菌機構５、および電磁弁６が設けられている。制御部３０からの開閉信号により電磁弁６が開いた際に循環水ポンプ４から吐出された純水が分析モジュール２０に供給され、電磁弁６が閉じている際は循環水ポンプ４から吐出された純水は全量がバッファタンク３に還流される。

循環水ポンプ４は、バッファタンク３内の純水を分析モジュール２０に送液する、あるいは循環させるためのポンプである。

循環流路８は、供給流路７の分岐部１２から分岐しており、循環水ポンプ４から吐出された純水の一部をバッファタンク３へ戻すための流路である。

殺菌機構５は、供給流路７を通流する純水の殺菌を行うための機構であり、紫外光源などで構成される。この殺菌機構５は、循環水ポンプ４の下流側、かつ供給流路７と循環流路８との分岐部１２の上流側に設置されている。

清浄度測定部１０は、バッファタンク３内に貯蔵されている純水の清浄度を測定するための装置であり、例えば純水の導電率を測定する導電率計などで構成される。なお、清浄度測定部１０は、供給流路７や循環流路８内の純水の導電率を測定するものであってもよい。更には、純水の導電率を測定するものに限られず、他の手段を用いることができる。

液温測定部１１は、バッファタンク３内の純水の液温を測定するための温度計である。なお、液温測定部１１は、供給流路７や循環流路８内の純水の液温を測定するものであってもよい。

制御部３０は、上述した供給系内の各機器の動作を制御するための部分である。この制御部３０は、分析モジュール２０の動作を制御するための機能を有していてもよいし、独立していてもよく、特に限定されない。好適には、制御部３０は、ＣＰＵやメモリ、インターフェイス等を備えたコンピュータやＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）にプログラムを読み込ませて計算を実行させることで実現できる。これらのプログラムは各構成内の内部記録媒体や外部記録媒体（図示省略）に格納されており、ＣＰＵによって読み出され、実行される。

なお、動作の制御処理は、１つのプログラムにまとめられていても、それぞれが複数のプログラムに別れていてもよく、それらの組み合わせでもよい。また、プログラムの一部または全ては専用ハードウェアで実現してもよく、モジュール化されていても良い。更には、各種プログラムは、プログラム配布サーバや内部記録媒体や外部記録媒体から各装置にインストールされてもよい。

本実施例では、制御部３０は、外部からバッファタンク３へ純水の供給があった場合や、バッファタンク３から分析モジュール２０へ純水が供給された場合に殺菌機構５を駆動させることが望ましい。自動分析装置１００では、バッファタンク３への純水の補水と分析モジュール２０への給水は同時に実施することもあるが、この場合も、殺菌機構５を駆動させる。

また、制御部３０は、自動分析装置１００の立ち上げ動作時や、立ち下げ動作時についても、殺菌機構５を駆動させることが望ましい。

このほかにも、制御部３０は、分析モジュール２０内での特定の動作を検出した際には殺菌機構５を動作させることが望ましい。特定の動作としては、例えば、サービスパーソンや臨床検査技師などのユーザが殺菌機構５の動作を実施させる指示を入力部を操作して入力した場合などが挙げられる。

更には、制御部３０は、殺菌機構５の動作に基づき、循環水ポンプ４の送液速度を調節することができる。殺菌機構５を通流する純水の流速が遅いほど一度の通過による殺菌効果は大きくなるが、バッファタンク３や供給流路７、循環流路８内のすべての純水の殺菌に要する時間が長くなる。これに対し、殺菌機構５を通流する純水の流速が速いほど一度の通過による殺菌効果は小さくなるが、バッファタンク３内での純水の流れが生じて純水の滞留を抑制できるため、その点で雑菌の繁殖を抑制する効果が得られる。そこで、例えば、殺菌機構５が動作していないタイミングでは循環水ポンプ４の吐出量を多くして流速を早くし、殺菌機構５を動作させるタイミングでは循環水ポンプ４の吐出量を少なくすることができる。

また、制御部３０は、清浄度測定部１０で測定された純水の清浄度に基づいて殺菌機構５の動作を制御することが望ましい。例えば、純水の清浄度がある閾値以下となった場合に殺菌機構５を動作させることで、供給水状態や装置の運用状態に応じて適切な殺菌機構５の運用が可能となる。

更に、制御部３０は、液温測定部１１で測定された純水の液温に基づいて殺菌機構５の動作を制御することが望ましい。バッファタンク３内などの純水中で増殖しうる雑菌は、水温により増殖率が変化する。例えば、貧栄養細菌の至適増殖温度は一般的に２５～３０℃程度となる。そこで、循環水の温度を監視することで、雑菌の増殖しやすい水温時に殺菌機構５を動作させる。

以上が自動分析装置１００の全体的な構成である。

次に、本実施例に係る自動分析装置１００での殺菌機構５を駆動させる制御部３０の処理の流れの一例について図２を用いて説明する。図２は給水時の殺菌動作の制御フローチャートである。

まず、図２に示すように、自動分析装置１００が稼働状態（ステップＳ１１）となったら、制御部３０は循環水ポンプ４を稼働させる（ステップＳ１２）。

その後、所定時間の経過ごとに、制御部３０は、純水製造装置５０からバッファタンク３への補水を実施する必要があるか否かを判定する（ステップＳ１３）。補水の必要があると判定されたときは、処理をステップＳ１４に進める。

次いで、制御部３０は、所定時間だけ電磁弁２を開弁し、補水が始まるとともに殺菌機構５を動作させる（ステップＳ１４）。殺菌機構５を所定時間動作させて殺菌を終えた後は殺菌機構５を停止し（ステップＳ１７）、ステップＳ１３に処理を戻す。なお、ステップＳ１４では、補水が完了してから所定時間経過後に殺菌機構５を動作させるものとしてもよい。

これに対し、ステップＳ１３において補水が必要でないと判定されたときは、制御部３０は、次いで、分析モジュール２０への給水を実施する必要があるか否かを判定する（ステップＳ１５）。給水の必要があると判定されたときは、処理をステップＳ１６に進める。

次いで、制御部３０は、所定時間だけ電磁弁６を開弁するとともに殺菌機構５を動作させる（ステップＳ１６）。給水完了後は電磁弁６を閉弁するとともに殺菌機構５を停止し（ステップＳ１７）、ステップＳ１３に処理を戻す。

これに対し、ステップＳ１５において給水が必要でないと判定されたときは、処理をステップＳ１３に戻す。

なお、装置の供給系の構成は図１に示す形態に限られない。以下、変形例について図３を用いて簡単に説明する。図３は、実施例の自動分析装置の他の形態の全体構成を示す概略図である。

図３に示す自動分析装置１００Ａは、電磁弁２、バッファタンク３Ａ、循環水ポンプ４Ａ、殺菌機構５Ａ、電磁弁６、供給流路７Ａ、循環流路８Ａ、給水流路９、清浄度測定部１０、液温測定部１１、送液ポンプ１３Ａ、制御部３０、分析モジュール２０等を備えている。

図３に示す自動分析装置１００Ａでは、図１に示した自動分析装置１００のように循環流路が供給流路から分岐する形態ではなく、循環流路８Ａに循環水ポンプ４Ａおよび殺菌機構５Ａが設けられており、循環水ポンプ４Ａから吐出された純水は全量がバッファタンク３Ａ内に還流する。また、分析モジュール２０に送液する純水を供給する専用のラインである供給流路７Ａに、送液ポンプ１３Ａが設けられている。

他の構成やその動作、特に特徴的な動作や構成については図１に示した自動分析装置１００と略同じであり、詳細は省略する。

また、図１では、殺菌機構５が循環水ポンプ４の下流側、かつ供給流路７と循環流路８との分岐部１２の上流側に設置されている形態について示したが、バッファタンク３内に設けることができる。また、バッファタンク３と循環水ポンプ４との間や、循環流路８上に設けることも可能である。また、殺菌機構５として紫外光源を用いる場合について説明したが、紫外光源以外の様々な殺菌手段を用いることができる。同様に、図３では殺菌機構５Ａが循環流路８Ａに設置されている形態について示したが、バッファタンク３内に設けることができる。

更に、供給系が自動分析装置１００の筐体内に配置されている形態について記載したが、供給系は自動分析装置１００の筐体外に配置されている形態としてもよい。

次に、本実施例の効果について説明する。

上述した本実施例の自動分析装置１００，１００Ａは、装置外部の純水製造装置５０から供給される純水を一時的に貯蔵するバッファタンク３，３Ａと、バッファタンク３，３Ａ内の純水を分析モジュール２０へ送る供給流路７，７Ａと、バッファタンク３内の純水を送液する循環水ポンプ４，４Ａと、循環水ポンプ４，４Ａから吐出された純水をバッファタンク３，３Ａへ戻す循環流路８，８Ａと、供給系内の純水の殺菌を行う殺菌機構５，５Ａと、供給系内の各機器の動作を制御する制御部３０と、を有している。

このような循環系に殺菌機構５，５Ａを設けることで、バッファタンク３，３Ａ内に貯蔵されている純水は循環と共に繰り返し殺菌されることとなり、バッファタンク３，３Ａ内での雑菌の繁殖が従来に比べて大幅に抑制でき、清掃などの手間がかかる作業を従来に比べて減らしてもバッファタンク３，３Ａを含む循環系の純水を清浄に保つことができる。従って、オペレータのメンテナンス作業時間の短縮を図ることができるとともに繰り返しの殺菌が可能であるため、殺菌機構５，５Ａの構成を必要最小限度の仕様で済ませることができる、との効果が得られる。更に、径の小さい流路上に設けられているため、バッファタンク３，３Ａ内に殺菌機構を設ける場合に比べて出力の大きいものを用いる必要がなく、小型化などを達成できる。

また、外部からバッファタンク３，３Ａへ純水の供給があった場合に殺菌機構５，５Ａを駆動させるため、純水製造装置５０から供給される純水を早期に殺菌したうえで貯蔵することができ、より清浄度の高い純水の貯蔵が可能となる。また、必要なタイミングにのみ殺菌を実施することができ、殺菌機構５，５Ａの長寿命化や連続運転に関する制約についても解決することができる。

更に、バッファタンク３，３Ａから分析モジュール２０へ純水が供給された場合に殺菌機構５，５Ａを駆動させることで、分析モジュール２０に給水する際に改めて殺菌動作を実施することができ、清浄な純水を分析モジュール２０に送液できるとともに、必要なタイミングにのみ殺菌を実施することができ、殺菌機構５，５Ａの長寿命化などの効果が得られる。

また、自動分析装置１００，１００Ａの立ち上げ動作時に殺菌機構５，５Ａを駆動さることにより、自動分析装置１００，１００Ａの使用間隔が長くなった場合にも、循環経路内に放置された純水に対して十分に殺菌を実施した上で分析モジュール２０で用いることが可能となる。

更に、自動分析装置１００，１００Ａの立ち下げ状態においては循環水ポンプ４，４Ａや殺菌機構５，５Ａが動作せず、バッファタンク３，３Ａ内などの純水が長時間放置されることで雑菌が増殖する可能性があるが、自動分析装置１００，１００Ａの立ち下げ動作時に殺菌機構５，５Ａを駆動させることで、放置開始時の状態を清浄な状態とすることができ、循環経路を清浄に保つことができるとともに、次の装置の立ち上げ後に清浄度の高い純水を得るまでの時間を短くできる。

また、殺菌機構５，５Ａの動作に基づき、循環水ポンプ４，４Ａの送液速度を調節することにより、殺菌機構５，５Ａにおける殺菌効率を高めることができ、循環経路をより清浄な状態で維持することができる。また、循環水経路における純水の滞留も防ぐことが可能となる。

更に、純水の清浄度を測定する清浄度測定部１０を更に備え、清浄度測定部１０で測定された純水の清浄度に基づいて殺菌機構５，５Ａの動作を制御することで、必要なタイミングにのみ殺菌を実施することができるようになり、循環流路内の清浄度を一定以上に保つことができるとともに、殺菌機構５，５Ａの長寿命化などを図ることができる。

また、純水の液温を測定する液温測定部１１を更に備え、液温測定部１１で測定された純水の液温に基づいて殺菌機構５，５Ａの動作を制御することにより、最も雑菌が繁殖しやすい環境下において殺菌を行うことができるため、より効率的な殺菌を行えるとともに、長寿命化や連続運転対策などを簡略化することができる。

更に、分析モジュール２０内での特定の動作を検出した際に殺菌機構５，５Ａを動作させることで、ユーザの求めるタイミングで殺菌動作を実施することができ、サービスマン等の利便性やメンテナンス性の向上に寄与することができる。

また、循環流路８は、供給流路７から分岐されており、循環水ポンプ４から吐出された純水の一部をバッファタンク３へ戻し、殺菌機構５は、供給流路７のうち供給流路７と循環流路８との分岐部１２より上流側を通流する純水の殺菌を行うことにより、殺菌機構５を通過せずに純水が分析モジュール２０へ供給されることを防ぐことができ、例えば純水を大量に消費されて循環することなく供給されるような事態でも、最低限の殺菌処理が行われたうえで分析モジュール２０ヘ純水が供給される構成とすることができる。

＜その他＞
なお、本発明は上記の実施例に限られず、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ない。

２…電磁弁
３，３Ａ…バッファタンク
４，４Ａ…循環水ポンプ（送液ポンプ）
５，５Ａ…殺菌機構
６…電磁弁
７，７Ａ…供給流路
８，８Ａ…循環流路
９…給水流路
１０…清浄度測定部
１１…液温測定部
１２…分岐部
１３Ａ…送液ポンプ
２０…分析モジュール
３０…制御部
５０…純水製造装置
１００，１００Ａ…自動分析装置

Claims

検体の分析を行う分析モジュールと、
前記分析モジュールに液体を供給する供給系と、を備え、
前記供給系は、
装置外部から供給される前記液体を一時的に貯蔵するバッファタンクと、
前記バッファタンク内の前記液体を前記分析モジュールへ送る供給流路と、
前記バッファタンク内の前記液体を送液する送液ポンプと、
前記送液ポンプから吐出された前記液体を前記バッファタンクへ戻す循環流路と、
前記供給系内の前記液体の殺菌を行う殺菌部と、
前記供給系内の各機器の動作を制御する制御部と、を有しており、
前記制御部は、前記装置外部から前記バッファタンクへ前記液体の供給があった場合に前記殺菌部を駆動させ、
前記循環流路は、前記供給流路から分岐されており、前記送液ポンプから吐出された前記液体の一部を前記バッファタンクへ戻し、
前記殺菌部は、前記供給流路のうち前記供給流路と前記循環流路との分岐部より上流側を通流する前記液体の殺菌を行う
ことを特徴とする自動分析装置。
（削除）
請求項１に記載の自動分析装置において、
前記制御部は、前記バッファタンクから前記分析モジュールへ前記液体が供給された場合に前記殺菌部を駆動させる
ことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置において、
前記制御部は、前記自動分析装置の立ち上げ動作時に前記殺菌部を駆動させる
ことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置において、
前記制御部は、前記自動分析装置の立ち下げ動作時に前記殺菌部を駆動させる
ことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置において、
前記制御部は、前記殺菌部の動作に基づき、前記送液ポンプの送液速度を調節する
ことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置において、
前記液体の清浄度を測定する清浄度測定部を更に備え、
前記制御部は、前記清浄度測定部で測定された前記液体の清浄度に基づいて前記殺菌部の動作を制御する
ことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置において、
前記液体の液温を測定する液温測定部を更に備え、
前記制御部は、前記液温測定部で測定された前記液体の液温に基づいて前記殺菌部の動作を制御する
ことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置において、
前記制御部は、前記分析モジュール内での特定の動作を検出した際に前記殺菌部を動作させる
ことを特徴とする自動分析装置。