JPH01138462A - 自動化学分析装置の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、医療検査の分野で用いられる自動化学分析装
置における処理方法の改良に関するものである。

（従来の技術） 最近の医療診断においては、血液や尿等で代表される体
液の検査が欠かせない要素の一つとなっているが、これ
らの検査に際しては、恒温に保持された反応槽内を移動
する反応セル内に検査対象である反応用試料と試薬とを
分注し、所定の反応時間の経過後に反応セル内の被測定
液に測定光を入射せしめ、その透過光を光分析手段に導
いて被測定液に係る吸光度を測定するという方法を用い
る。この場合、検査作業の効率化や使い易さの向上を目
的として自動化分析装置を無駄のない形で使用する合理
的な測定方式が用いられるようになって来た。

この方式は一般にランダムアクセス方式と呼ばれるもの
で、患者検体（サンプルとも云う）毎にその検体の検査
に必要な項目のみを次々に分析して行くという方式であ
る。これは、 （１）試薬・検体等に無駄が生じない。

（２）依頼項目が多種に亘る場合でも、反応セルに空き
が生じないため装置に公称処理能力がそのまま実際の検
査テストの能力となる。

（３）検査項目数に関係なく一般に装置がシンプルな構
成となる。

という優れた特徴があるため、最近ではこの種の自動化
学分析装置が主流になって来ている。

而して、自動化学分析装置では、各行程の処理を行うの
に必要なそれぞれの最低時間というものがおるから、た
とえ優れた特徴を有するランダムアクセス方式の装置で
あっても、完全なランダム性を保持しつつその処理を行
うとすれば処理能力に自ら限界というちにか出て来る。

例えば、サンプリングの場合を例に採って説明すると、
サンプリングの場合には、分注ノズルへの血清吸引、該
ノズルの移動、血清の分注、該ノズルの移動、分注ノズ
ル内外の洗浄等の各行程があり、これらの行程を精度を
落さずに且つ出来る限り短時間で行ったとしても、限界
的に見て７〜８秒の処理時間が必要となる。しかも、こ
の７〜８秒の必要時間は、その節囲内では充分な洗浄を
行えずクロスコンタミネーションの生ずる虞れを残した
時間であることを考えると、充分な洗浄を実施したいケ
ースではこの分に係る時間が付加されるので、その時間
は益々長いものとなる。また、他の行程においてもそれ
ぞれに相当な時間を必要とするから、完全なランダム性
を保持しつつ分析を実施する時には、現在のランダムア
クセス方式の装置での処理能力は数百テスト／時がその
限界値となる。しかし、この程度の処理能ノコでは、−
日に極めて多くの検体を検査しなければならない大病院
等では能力的な面で不足する。

一方、処理能力の面からだけ見ると、例えば、中級程度
の処理速度である１２００テスト／時の処理能力を有す
るランダムアクセス方式の装置もあるが、これにはラン
ダム性に制限があって使い難い面があった。即ち、従来
のこの種装置では、予め４項目単位で検査項目が組合せ
であるため、その組合せと異る検査依頼があった時には
、依頼対象以外の項目に係るデスｌ−サイクルが空きの
テストサイクルとなり、その結果、このケースでは処理
能力が半減してしまうという問題を生じる。

そのため、ランダム性に制限がなく、且つ、１２００テ
スト／時程度の処理能力を持つランダムアクセス方式の
装置が望まれている。

（発明が解決しようとする問題点） さて、１２００テスト／時の処理能力を達成するには、
３秒毎に１テストの分析を行うことが前提となるが、短
時間にサンプリングやデスベンシング等を行い得る画期
的な技術が提案されている訳ではないから、前述したラ
ンダムアクセスの要求を満たしつつ３秒サイクル毎にサ
ンプリング・デスペンシング・測光・反応セルの洗浄を
行うことは、従来の技術では実現不可能である。

従って、従来の行程動作をそのままにして処理能力だけ
を高速化するには、各機能をパラレルに設定するしかな
いが、このようにすると、分析精度や装置の複雑化、大
きさの点で種々の問題が発生する。例えば、サンプリン
グ機能を２機能付与してパラレル動作を実施させようと
すると、分注量が数十μｌと少ないケースでは、複数本
のノズルの間に量子が生じて分析精度を維持することが
困難になり、また、デスペンシングをランダムに且つパ
ラレル動作をもって３秒間に１口実行させようとすると
、試薬分注のノズルが３本以上必要となる等機構が著し
く複雑化して、実用的ではなくなると云った問題を生じ
る。また、分析項目毎に分注ボンプヤ分注ノズルを構え
た所謂項目固定の分注システムで行うと、機構や分析作
業が複雑化して保持・点検が大変なものとなる。しかし
、ランダムアクセス方式の自動化学分析装置には、前述
のような優れた特徴があるため、１２００テスト／時程
度の処理能力を持ち且つ信頼性の高い小型の自動化学分
析装置の出現が望まれていた。

本発明は、この事情に鑑みてなされたもので、中級の処
理速度をもって完全ランダムアクセスに近い処理を実施
し得る小型で保守点検の容易な新しい自動化学分析装置
の処理方法を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） この目的を達成するための本発明の構成は、少なくとも
二重に構成された２本の反応ラインを持つ自動化学分析
装置の処理方法において、一方の反応ラインで分析依頼
の多い少数項目の分析を行い、他方の反応ラインで分析
依頼の少ない多種項目の分析を行うように構成したこと
にある。

（作　用） この構成に基く本発明の作用は、依頼数の多い゛上位例
えば６〜８項目におけるテスト数とそれ以下の項目での
テスト数との間に著しい差があることに着目し、反応ラ
インを依頼数の多い少数の検査項目を分析する際に用い
る反応ラインと、依頼数は少ないが多数の検査項目を有
する分析に使用する反応ラインとに分けることにより、
実際の処理能力を公称の処理能力により近付けるように
なしたことにある。

（実施例） 先ず、実施例の説明に先立ち、第５図の相関図を用いて
分析依頼に現われたテスト数と分析項目との相関性の一
例を説明する。

″大規模病院等において検査を依頼される項目には大別
して２つの集団が見られる。その第１の集団に属するの
は、殆どの検査依頼に指定される基本的な検査項目群で
ある。これは、図において最もテスト数が多くなるＡ項
目を１００％として整列させた場合に、相対テスト数が
その上位６〜８項目辺に位置する項目群で、いわば検査
依頼数にほぼ比例する項目群である。一方、第２の集団
に属するのは検査依頼の度に変動する要素の多い項目群
で、少ないテスト数ながら多種に亘る性格を持つもので
ある。

而して、これを分析処理システムの見地から見ると、第
１の基本的検査項目群は、少ない項目設定で高速処理す
る分析システムに都合の良い項目群となり、第２の多種
変動項目群は、多項目設定の出来るシステムで少数処理
する必要のある項目群となる。本発明は、この両集団の
持つ処理上の性格の違いに着目してなされたものである
。

以下、図示の一実施例に基いて本発明の詳細な説明する
。第１図は円形反応ラインを構えたランダムアクセス式
の自動化学分析装置に本発明の処理方法を実施した場合
の実施例を示す概略システム構造図である。

図において、本発明を適用したランダムアクセス方式の
自動化学分析装置１は、互いに内側・外側に配設された
２列の反応ライン１１及び１２を備えた円形の反応ライ
ンデスク１０と、該デスク１０の近傍に例えば直線状に
配設されたサンプリングライン２０と、該ライン２０と
前記反応ラインデスク１０との間に配設されたサンプリ
ングユニット３０と、試薬デスク４１・試薬ノズルデス
ク４２及び試薬分注ユニット４３から成る第１試薬供給
装置４０と、同様に試薬デスク５１・試薬ノズルデスク
５２及び試薬分注ユニット５３から成る第２試薬供給装
置５０と、第１及び第２の陥拌ユニット６０及び７０と
、測光光学系８０・洗浄乾燥部９０と、図示なき適宜の
中央制御部とから構成される。

その中で、前記２列の反応ライン１１・１２は、各々が
環状に整列された多数の反応セル１３ａ　・１３ｂから
成る。そして、前記反応ラインデスク１０は、丁サイク
ル（例えば６秒）毎に１周（または半周）と１ピツチ回
転しその後停止するという運動を繰返して、各反応ライ
ン１１・１２の反応セル１３ａ　・１３ｂ群を１ザイク
ル毎に１ピツチづつ進行方向へと進ませる。尚、反応ラ
インデスク１０の周囲には、適宜の間隔を置いて洗浄乾
燥位置・サンプル分注位置・第１試薬分注位置・第２試
薬分注位置がそれぞれに設定される。

前記直線状のサンプリングライン２０は、その上面に検
体毎にサンプルカップ２１群を保持し、該サンプルカッ
プ２１群が前記サンプル分注位置に対して一方向または
両方向へ移動し得るように適宜手段をもって構成される
。

前記サンプリングユニット３０は、前記２本の反応ライ
ン１１・１２上に反応セル１３ａ　・１３ｂ群に対し共
通に使用するように構成され、その構造は、第２図に示
すように、前記ザンプリングライン２０と反応ラインデ
スク１０との間に回転且つ上下動可能に構成された運動
支柱３１と、該支柱３１の上端に固定された片持ち式の
サンプリングアーム３２と、該アーム３２の先端部に互
いに並列して取付けられたサンプル分注ノズル３３及び
洗浄ノズル３４とから構成される。この場合、サンプル
分注ノズル３３は、図示なき適宜の分注ポンプに接続さ
れ該ポンプの作動により検体の吸引・吐出動作を行い、
また、洗浄ノズル３４の先端３４ａは、図のようにサン
プル分注ノズル３３に対して斜め姿勢になるように形成
され、その吐出された洗浄水が該分注ノズル３３の先端
に注がれるように構成される。そして、運動支柱３１は
中央制御部（図示せず）により制御されるように構成さ
れる。

前記第１及び第２試薬供給装置４０・５０は、いずれも
、内側の反応ライン１１上の反応セル１３ａ群に対する
分注と外側反応ライン１２上の反応セル１３ｂ群に対す
る分注とが、別系統の手段で行われるように構成される
。この場合、両装置４０・５０は同じ構造を持つものと
して構成されるので、第１試薬供給装置４０を代表例と
してその具体的な手段を説明する。

先ず、外側反応ライン１２上の反応セル１３ｂ群へに薬
を分注する手段について説明する。この手段は、円形の
試薬デスク４１と第３図示のような構造を持つ試薬分注
ユニット４３とから構成されるが、試薬デスク４１は公
知のものと同様回転可能に設けられ、且つ、その上面に
測定に必要な多種類の試薬を入れた多数の試薬容器４４
を保持するように構成される。また、試薬分注ユニット
４３は、第３図示のように、試薬デスク４１と反応ライ
ンデスク１０との間で回転可能且つ上下動可能に構成さ
れた運動支柱４３ａと、該運動支柱４３ａの上端に固定
された１８０度対称の双腕を持った試薬アーム４３ｂと
、該アーム４３ｂの両端部に取付けられた２本の試薬分
注ノズル４３ｃ　・４３ｄとから構成される。

この場合、２本の試薬分注ノズル４３ｃ　・４３ｄは所
謂ピペッテング方式でランダムに試薬を分注するように
構成されるが、２本のノズル４３Ｃ・４３ｄによる試薬
の吸引・吐出の方法は、一方のノズル４３ｃが試薬を吸
引している時には他方のノズル４３ｄが反応セルまたは
１３ｂに試薬を吐出するという要領をもって６秒毎に交
互に分注し得るように、外側反応ライン１２に対する各
構成部材の設置位置及び運動角・量を設定して置く。尚
、第１試薬供給装置４０・５０は前記中央制御部（図示
せず）により制御される。

一方、内側の反応ライン１１に対する試薬の分注は、検
査項目毎に固定されるノズル４２ａ　・５２ａ（図示例
では各８本）を備えた第１及び第２の試薬ノズルデスク
４２・５２によって実施される。この場合も、第１の試
薬ノズルデスク４２と第２の試薬ノズルデスク５２とで
は構造が同じとなるので、第１試薬ノズルデスク４２を
代表例としてその機能を説明する。

これは、分析しようとする項目に使用される項目固定ノ
ズル４２ａが、前記ノズルデスク４２の回転により対象
とする反応セル１３上の位置に移動し、適宜の試薬分注
ポンプシステム（図示せず）の働きにより反応セル１３
ａ内に試薬を分注するというものである。このため、そ
れぞれの項目固定ノズル４２ａに対応した試薬分注ポン
プシステムが必要となるが、これには、通常使用されて
いる所謂項目固定の試薬分注ポンプシステムをそのまま
利用するものとする。

前記測光光学系８０は、内側反応ライン１１と外側反応
ライン１２に対し６秒サイクルで交互（各反応ラインで
は１２秒置き）に測光し得るように構成される。即ち、
その具体的構造は、第４図（Ａ＞にも示すように、測定
光源８１と、該光源８１からの光を２本の反応ライン１
１・１２の下を通り抜けて内側反応ライン１１の反応セ
ル１３ａへと導く内側の光ファイバ８２と、該光ファイ
バ８２に対向して配設され且つ光源光を外側反応ライン
１２の反応セル１３ｂに導く外側の光ファイバ８３と、
内側・外側の反応セル１３ａ　・１３ｂ列の間に設けら
れた可動ミラー８４と、その射出光路８５′に設けられ
たレンズ８５及びポリクロメータ８６とから構成される
。この場合、前記可動ミラー８４は、同図（Ｂ）に示す
ように、内側光ファイバ８２の主光軸８２′と外側光フ
ァイバ８３の主光軸８３′　との延長線の中間点８７を
中心に、図において時計・反時計方向へそれぞれ１８０
度だけ俯仰し得るように構成され、更に、その表裏面８
４ａ・８４ｂがそれぞれ反射鏡として形成される。

前記洗浄乾燥部９０は、前述の洗浄乾燥位置における５
個所の指定位置に移動して来た内外の反応セル１３ａ　
・１３ｂ列に対して、それ自体公知の方法で洗浄及び乾
燥を行う。

次に、このような構成から成る自動化学分析装置１の処
理方法について説明するが、先ず、この装置１での検体
測定の概略手順を説明する。

２列の反応ライン１１・１２を有する反応ラインデスク
１０は、１サイクル（例えば６秒）毎に各反応ライン１
１・１２上の反応セル１３ａ・１３ｂ列を１ピツチづつ
進行方向へと進ませ、その停止間に、サンプリング位置
において内側反応ライン１１または外側反応ライン１２
のそれぞれにサンプリングを実施すると共に、その前後
位置において２回の試薬分注と２回の攪拌とを実施して
所定時間の反応を行わせる。しかる後、各々の反応セル
１３ａ　・１３ｂが測光光学系８０を横切る時に、これ
ら反応セル１３ａ・１３ｂを６秒サイクルで交互（各反
応ラインでは１２秒置き）に測光し、その後、各セル１
３ａ　・１３ｂに対する洗浄・乾燥行程を公知の方法に
基いて行う。

［各反応ラインに対するサンプリング］先ず、１回のサ
ンプリング動作でサンプルカップ２１から２項目分の量
の検体をサンプル分注ノズル３３内に吸引し、各ライン
とも、前後で一対になっている２つの反応セル（１３ａ
ほか）または（１３ｂほか）内にそれぞれ分注する。

その時の要領は、第２図に示すように、予め洗浄水（押
出し水）１０１の充填されたサンプル分注ノズル３３内
に、先ず空気１０２を例えば１０μｍ吸引し、その後、
２項目のテストに必要な量のサンプル１０３を吸引する
。この場合、分注ノズル３３の先端を洗浄ノズル３４内
の水１０４を吐出して打ち落すようにすると、数μｍと
いう微量の検体分注を精度良く行うことが出来る。

而して、同一検体による所定項目数のテストを引続き実
施する場合には、この２項目分の吸引・吐出のサイクル
を必要項目を満たす数だけ繰返して行う。この場合、検
査項目が奇数である場合には、最終サンプリングの時に
同時に３項目分の検体を吸引し、先ず２項目分を前述の
要領で前後−対の反応セル１３ｂ内に吐出し、最終項目
の検体は次のサイクルでサンプル分注位置１３に来た第
３の反応セル内に分注するようにする。

［外側反応ラインに対する試薬の分注］前述したように
、本実施例における試薬の分注システムは、内側の反応
ライン１１に対する分注と外側反応ライン１２に対する
分注とが別系統の手段で行われる。即ち、外側反応ライ
ン１２上の反応セル１３ｂ群への試薬の分注は、試薬分
注ユニット４３の２本の試薬分注ノズル４３ｃ　・４３
ｄを用いてピペッテング方式でランダムに行われる。こ
の場合、２本のノズル４３ｃ　・４３ｄによる試薬の吸
引・吐出は、一方のノズル４３ｃが試薬を吸引している
時には他方のノズル４３ｄが反応セル１３ｂに試薬を吐
出するという要領で、６秒毎に交互に行われる。

［内側反応ラインに対する試薬の分注］内側の反応ライ
ン１１に対する試薬の分注は、検査項目毎に固定される
ノズル４２ａ　・５２ａ（図示例では各８本）を備えた
第１及び第２の試薬ノズルデスク４２・５２により実施
される。即ち、分析しようとする項目に使用される項目
固定ノズル４２ａが、前記ノズルデスク４２の回転によ
って対象とする反応セル１３上の位置に移動した時、適
宜の試薬分注ポンプシステム（図示せず）の働きにより
反応セル１３ａ内に試薬を分注する。

［各反応ラインに対する測光］ ２つの光ファイ°バ８２・８３から照射され各反応ライ
ンの各反応セル１３ａまたは１３ｂを透過した光束は、
可動ミラー８４の表・裏面によって６秒サイクルで交互
に反射され、・これらの交互反射光がレンズ８５を介し
てポリクロメータ８６に入射することにより測光が行わ
れる。

以上述べた通り本発明の処理方法では、一方の反応ライ
ンで分析依頼の多い少数項目の分析を行い、他方の反応
ラインで分析依頼の少ない多種項目の分析を行うように
構成したので、完全ランダムアクセスに近いランダムア
クセスで装置を稼動させることが可能となり、しかも、
自動化学分析装置を小型且つ機構の簡単なものとして実
現することが出来る。

尚、検体当りの依頼項目数が外側の反応ラインと内側の
反応ラインとで一致しない時には、いずれかの反応セル
に空きが生じることになる。従って、このような場合に
は、装置稼動の段階で両ラインでの分析テスト数が均等
になるように検査項目を分配するのが望ましく、また、
このようにすることにより実質的な処理能力を公称処理
能力に近付けることが出来る。

以上一実施例について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、その要旨を変更せざる範囲内で、
種々に変形実施することが可能である。例えば、図示実
施例では二重に構成された２本の反応ラインを備えた自
動化学分析装置について説明したが、本発明は３本以上
の反応ラインを有する場合にも適用し得る。また、−度
に２回分の検体を吸引する例を示したが、これは代表例
で市って広く複数回分の場合にも適用出来るものである
。

［発明の効果］ 以上述べた通り本発明を用いる時は、中級の処理速度を
もって完全ランダムアクセスに近い処理を実施し得る小
型で保守点検の容易な新しい自動化学分析装置の処理方
法を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は円形反応ラインを備えたランダムアクセス式の
自動化学分析装置に本発明の処理方法を実施した場合の
実施例を示す概略システム構成図、第２図は本実施例の
ザンプリングユニツ小の構造例を示す概略構成図、第３
図は本実施例の試薬分注ユニットの構造例を示す概略図
、第４図（Ａ＞乃至（Ｃ）は本実施例の測光光学系の構
造例を示す図で、屏（Ａ）は可動ミラーを中心としたそ
の概略構成図を、厨（Ｂ）は可動ミラーの作動説明図を
、１１（Ｃ）は可動ミラーの表・裏面図をそれぞれ示す
。第５図は分析依頼に現われたテスト数と分析項目との
相関性の一例を示す相関図である。 １■・・・内側反応ライン　　　１２・・・外側反応ラ
イン１３ａ　・１３ｂ・・・反応セル　　２１・・・サ
ンプルカップ３０・・・ナンプリングユニット　３３・
・・分注ノズル３４・・・洗浄ノズル　　　　　４０・
・・第１試薬供給装置４１・・・試薬デスク　　　　　
４２・・・試薬ノズルデスク４２ａ・・・固定分注ノズ
ル　　４３・・・試薬分注ユニット４３ｃ　・４３ｄ・
・・分注ノズル　５０・・・第２試薬供給装置８０・・
・測光光学系　　　　　８２・・・内側光ファイバ８３
・・・外側光ファイバ　　　８４・・・可動ミラー１０
１・・・洗浄水　　　　　　１０２・・・空気１０３・
・・必要量サンプル　　１０４・・・吐出水代理人　弁
理士　則　　近　　憲　　佑同　　　　　近　　　　藤
　　　　　猛第３図 寞訃針鼻２

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも二重に構成された２本の反応ラインを
   持つ自動化学分析装置の処理方法において、一方の反応
   ラインで分析依頼の多い少数項目の分析を行い、他方の
   反応ラインで分析依頼の少ない多種項目の分析を行うよ
   うに構成したことを特徴とする自動化学分析装置の処理
   方法。
2. （２）前記両方の反応ラインは、ノズル内に複数項目分
   のサンプルを吸引し且つ吐出し得る１本の共通なサンプ
   ル分注ノズルによりサンプリングされるものである特許
   請求の範囲第１項に記載の自動化学分析装置の処理方法
   。
3. （３）前記分析依頼の多い少数項目の分析は、その試薬
   分注をピペッテング方式の試薬分注ノズルを用いて行い
   、前記分析依頼の少ない多種項目の分析は、その試薬分
   注を複数本から成る分析項目固定ノズル方式で行うもの
   である特許請求の範囲第１項または第２項に記載の自動
   化学分析装置の処理方法。