JPH0150858B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数試料分析装置に係り、特にデイス
クリートタイプの生化学分析装置等に適用するに
好適な複数試料分析装置に関する。

臨床検査等のために用いられている生化学自動
分析装置の多くは、多数の試料例えば血清につい
て複数の分析項目を測定するものである。この種
の分析装置では複数項目を分析するために多種類
の試薬液を必要とする。従来の分析装置では複数
種の試薬液を反応容器に添加するためにそれぞれ
の試薬系に分注用のポンプ（シリンジ）機構が設
けられていた。例えば16項目の分析項目用の試薬
液を供給するために32種の試薬液と32台の分注用
ポンプ機構を用いていた。したがつて、多項目分
析装置においては試薬供給のための機構部の数が
多くなり、結果として保守性が悪くなりかつ大き
な設置スペースを必要としていた。分析装置にお
ける分析項目数は今後ますます増大する傾向にあ
り、保守性の改善と装置の小形化が重要な課題で
あつた。

本発明の目的は、多数の試薬液を必要とする分
析装置の試薬分注用ポンプ機構の数を大幅に減ず
ることができるばかりでなく、多数の試薬添加用
ノズルを用いても反応容器列に対して分析項目に
適合した試薬液を適正に添加することができる複
数試料分析装置を提供することにある。

本発明の特徴は、複数の試薬容器のそれぞれか
ら吸入された試薬液が個別の切換弁を介して導入
される複数の試薬退避流路と、上記複数の試薬退
避流路の内のいずれかを選択的に洗浄液供給装置
に連通し得る多流路選択器とを設け、可動体に、
それぞれが対応する個別切換弁に接続された試薬
添加用ノズルからなるノズル群を取付けると共に
そのノズル群を複数のノズル列に配置し、可動体
を移動することによつて反応容器列上に複数のノ
ズル列の内のいずれかを位置づけるように構成し
たことにある。

本発明の望ましい実施例では、流路選択器とし
て多連流路切換弁を採用し、洗浄液供給装置とし
て洗浄液槽を通ずるシリンジ装置を採用した。１
つの洗浄液供給装置は複数の接続流路に対応して
いる。望ましい実施例では、複数の各試薬に対応
してそれぞれ流路切換弁を配置し、これら流路切
換弁を多連流路切換弁に接続し、多連流路切換弁
の共通流路を１台の試薬液量定量シリンジに接続
し、多連流路切換弁の切換動作とシリンジの動作
によつて分析項目に応じた試薬を該当する反応容
器に供給する。

以下図面を用いて本発明の一実施例を説明す
る。第１図の実施例は、１反応テーブル１２項目
の分析を行なう多検体処理自動分析装置を示す。
サンプリング機構１７は水平移動および上下動す
る２本のサンプリングノズルを有し、各ノズルに
２項目分の試料をサンプルテーブル７上のサンプ
ルカツプから吸引し、反応テーブル２上の反応容
器３へ移動することにより１サイクル動作中に４
項目分の試料を反応テーブル２上に分配するよう
構成してある。

分析に使用するR₁試薬容器１８とR₂試薬容器
１９は各々12種ずつ保冷庫４，５に配列してあ
り、各試薬に対応する個別の試薬流路切換弁２
０，６０を介して、R₁試薬ノズル機構２１、R₂
試薬ノズル機構２２および多連流路切換部３２，
６２に配管、接続してある。多連流路切換部３
２，６２の共通流路系には試薬定量シリンジ２
３，２４が接続してあり、多連切換弁を備えた多
連流路切換部３２，６２の切換動作に合わせて吸
引、吐出動作を行なう。R₁試薬ノズル機構２１、
R₂試薬ノズル機構２２は反応容器３の列に対し
て前後に移動し、分析に必要な試薬が反応容器３
に添加されるように複数のノズル列の停止位置が
制御される。従つて、順次送られてくる試料は４
項目単位で選択的に各々に対応する分析試薬が添
加され、次々と分析を行なつて行くことになる。

反応テーブル２の回転にともなつて、それぞれ
の所定位置で試薬を添加された反応容器３は、撹
拌機構８、分光器９の光路、洗浄機構１０に順次
位置づけられる。洗浄機構１０によつて洗浄され
た空の反応容器３は、再び試料受入位置に移送さ
れ使用される。分光器９は反応テーブル２の中央
付近に配置された白色光源からの光を受光して多
数の波長に分光し、光検知器によつてその分析項
目に対した特定の波長の光だけを取り出し、分析
項目濃度を演算する。

第２図は第１図の実施例における４項目分の試
薬分注系をとり出した動作説明図である。多連流
路切換部３２は吸入側切換弁２９および吐出側切
換弁３０を有し、これらの切換弁２９，３０はモ
ータ３１によつて連動される。試薬吐出口を有す
るノズル１１ａ〜１１ｄは、反応テーブル２上の
試薬液受入位置に停止される反応容器３ａ〜３ｄ
と対応するように後述するベース４２に取付けら
れる。試薬退避管２６ａ〜２６ｄは、ノズル１１
ａ〜１１ｄの各々と多連流路切換部３２とを接続
する接続流路である。試薬退避管２６ａ〜２６ｄ
は、それぞれが吸入側切換弁２９に取付けられる
吸入側流路２７ａ〜２７ｄと、それぞれが吐出側
切換弁３０に取付けられる吐出側流路２８ａ〜２
８ｄとに分岐される。このような分岐管は後述す
るように特異な働きをする。

試薬退避管２６ａ〜２６ｄには、各試薬に対応
した個別の流路切換弁２０ａ〜２０ｄが取り付け
られ、これらの切換弁２０ａ〜２０ｄに試薬チユ
ーブ２５ａ〜２５ｄが接続されている。試薬チユ
ーブ２５ａ〜２５ｄは、４種類の分析項目に対応
する試薬液が収容された試薬びん１８ａ〜１８ｄ
内に挿入されている。

吸入側切換弁２９のV1位置〜V4装置は流路に
接続されるが、V5位置〜V8位置は閉塞される。
V9位置は排液路３９に通ずる。吐出側切換弁３
０のV1位置〜V4位置は閉塞され、V5位置〜V8
位置は流路に接続される。V9位置は閉塞される。
吸入側切換弁２９と吐出側切換弁３０は流路的に
は独立しているが、一体構造に構成されている。
各切換弁２９，３０内に液密的に回転可能に配設
された吸入側すべり弁３５と吐出側すべり弁３６
は、同軸に取付けられ、モータ３１で回転され
る。

吸入側切換弁２９に接続された共通流路４０と
吐出側切換弁３０に接続された共通流路４１と
は、洗浄水を吸排する試薬容量定量シリンジ２３
に連通される。シリンジ２３は、蒸留水流路３３
に設けられた電磁弁３４および送液ポンプ３８を
介して、洗浄液となる蒸留水を収容した蒸留水タ
ンク３７に接続される。シリンジ２３内を往復動
し得るピストン１３は、パルスモータ１５の動作
にともなつて運動するラツク・ピニオン機構１４
により移動する。パルスモータ１５、切換弁２
９，３０、モータ３１、電磁弁３４、切換弁２０
ａ〜２０ｄ等は、マイクロコンピユータを備えた
制御装置によつて適正なタイミングで動作制御さ
れる。第２図には、１つのシリンジ２３が４種の
試薬液を供給する例が示してあるが、この実施例
装置は第１図や第３図に示すように、１台の分注
用シリンジが12種の試薬液の分注に使用される。

第２図の構成において、まず、流路系内の洗浄
動作および新旧試薬の置換動作について説明す
る。

ノズル１１ａ〜１１ｄは試薬ノズル移動機構２
１の動作によつて図示しない廃液槽上に移動さ
れ、試薬流路切換弁２０ａ〜２０ｄは実線側に切
り換えられる。この時、吸入側スベリ弁３５と吐
出側スベリ弁３６は各々V1位置に停止している。
また、電磁弁３４は閉状態にある。ポンプ３８は
常時蒸留水を循環し、蒸留水流路３３を常に加圧
状態に維持しているから、蒸留水は電磁弁３４を
開くことにより試薬定量シリンジ２３内を通り吸
入側切換弁２９および吐出側切換弁３０を加圧す
る。すべり弁３５，３６は最初V1に位置してい
るから、共通流路４０に連通された吸入側流路２
７ａ、試薬退避管２６ａおよびノズル１１ａ内を
経て洗浄用蒸留水が廃液槽に吐出され、これらの
流路内が洗浄される。

次にすべり弁３５，３６をV2位置に切換えて、
吸入側流路２７ｂ、試薬退避管２６ｂおよびノズ
ル１１ｂを洗浄する。さらにすべり弁をV3位置
およびV4位置に切換えてノズル１１ｃ，１１ｄ
の流路系を洗浄する。引き続き、すべり弁３５，
３６をV5位置に切り換えると、共通流路４０側
は閉塞され、共通流路４１は吐出側流路２８ａに
連通され、蒸留水が吐出側流路２８ａ、試薬退避
管２６ａ、ノズル１１ａを経て廃液槽に吐出され
る。その後、すべり弁をV6〜V8に順次位置づけ
て吐出側流路２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ内を洗浄す
る。

試薬流路切換弁２０ａ〜２０ｄと共に保冷庫４
内に収納された試薬びん１８ａ〜１８ｄ内の試薬
液は、低温に維持されているので、試薬の劣化が
防止される。洗浄水による流路系の洗浄のあと、
新しい試薬を流路系内に導入し、必要な反応容器
に試薬液を添加する。洗浄による旧試薬の排出の
あと、新試薬を流路内に導入する置換動作は、各
ノズル１１ａ〜１１ｄを廃液槽上に位置づけたま
まで行なう。

流路系内に満たされている蒸留水を、必要な部
分だけ試薬液に置換しておくことにより、分注す
べき試薬液が水によつて希釈されることが防止さ
れる。まず、電磁弁３４を閉じ、試薬流路切換弁
２０ａ〜２０ｄを破線側に切換え、すべり弁３
５，３６をV1位置に停止し、試薬退避管２６ａ
と共通流路４０を連通する。この状態で所定パル
ス数だけパルスモータ１５を駆動してシリンジ２
３を吸入動作し、試薬びん１８ａから所定量の試
薬液を試薬退避管２６ａおよび吸入側流路２７ａ
内に吸入する。次にすべり弁３５，３６をV2位
置に切換えてシリンジ２３にさらに吸入動作をさ
せ、試薬びん１８ｂから所定量の試薬液を試薬退
避管２６ｂおよび吸入側流路２７ｂ内に吸入す
る。続いてすべり弁３５，３６をV3，V4位置に
順次切換え、シリンジ２３の吸入動作により対応
する各流路に試薬液を吸入する。これらの試薬吸
入動作に伴つて各流路内から吸入される蒸留水
は、共通流路４０内に保持される。すなわち、共
通流路４０は吸入される液をすべて収容し得る容
量を有するように充分な長さを持つている。各流
路内へのダミー試薬液の吸入動作の間、ピストン
１３は所定ストロークずつ段階的に下降される。

ダミー試薬の吸入動作のあと、共通流路４０内
に吸入した液を系外に排出する。電磁弁３４を閉
じたまま、すべり弁３５，３６をV9位置に切換
え、排液管３９に連通する。この状態でパルスモ
ータ１５を駆動しピストン１３を全ストローク上
昇する。これにより共通流路４０内の液は排液管
３９を通じて外部に排出される。

次に各ノズル１１ａ〜１１ｄ内の蒸留水を試薬
液に置換する。電磁弁３４を閉じたまま、すべり
弁３５，３６をV1位置に停止し、シリンジ２３
に所定ストロークの吸入動作をさせ、試薬退避管
２６ａ内に新しい試薬液をさらに吸入する。続い
て、すべり弁３５，３６をV2，V3，V4の各位置
に順次停止してシリンジ２３にそれぞれ吸入動作
させ、各試薬退避管２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ内に
試薬を吸入する。続いて、試薬流路切換弁２０ａ
〜２０ｄを実線側に切換え、すべり弁３５，３６
をV5〜V8に順次位置づける。すべり弁がV5位置
で停止したとき、シリンジ２３に第１の吐出動作
をさせ、共通流路４１および吐出側流路２８ａを
通して液を押し出し、ノズル１１ａの吐出口から
廃液槽内へ試薬液を排出する。このようにしてノ
ズル１１ａ内を試薬液で満たした後、すべり弁３
５，３６を順次切換え、シリンジ２３に第２〜第
４の吐出動作をさせて、各ノズル１１ｂ〜１１ｄ
内をも試薬液で満たす。各ノズルへの試薬液の充
填動作が終了したときでも、試薬退避管２６ａ〜
２６ｄ内には試薬液が残されているから、後で分
注用試薬液を吸入したときに新しい試薬液は蒸留
水と接触することがないので希釈されない。

以上で試薬の置換動作が終了する。このような
試薬置換動作は、通常分析装置の始動時に、実働
分析動作に先立つて実行される。

このあと、ノズル１１ａ〜１１ｄは、試薬ノズ
ル移動機構２１によつて反応テーブル２の反応容
器３の列上に移動され、通常の分析動作が開始さ
れる。第１図の反応容器３の列に試料が分配さ
れ、それらの反応容器が第１の試薬液受入れ位置
に移送されると、R1試薬容器１８からの第１試
薬液が添加され、第２の試薬液受入れ位置に移送
されるとR2試薬容器１９からの第２試薬液が添
加される。

第２図を参照して、反応容器への試薬添加動作
を説明する。試薬流路切換弁２０ａ〜２０ｄを破
線側に切換え、すべり弁３５，３６をV1〜V4に
順次位置づけ吸入動作をする。V1位置のときの
吸入動作により試薬退避管２６ａ内に所定容量の
試薬液が吸入される。同時に試薬退避管２６ｂ〜
26dにも試薬液が吸入される。続いて試薬流路切
換弁２０ａ〜２０ｄを実線側に切換え、すべり弁
をV5〜V8に順次位置づけ、各位置において、シ
リンジ２３に所定ストロークずつ吐出動作をさせ
る。各ノズル１１ａ〜１１ｄの吐出口からそれぞ
れ対応する反応容器３ａ〜３ｄへ各分析項目に対
応する試薬液が添加される。

試薬吐出後、すべり弁３６，３６をV9位置に
停止し、電磁弁３４を開き、蒸留水を送つて排液
管３９から排出し、共通流路４０内を洗浄する。
以上の試薬添加動作と共通流路洗浄動作を毎サイ
クル繰返し、分析項目に対応した試薬分注を実行
する。すべての試料への試薬添加が終了すれば、
流路系内は洗浄される。蒸留水による試薬退避管
２６ａ〜２６ｄおよびノズル１１ａ〜１１ｄの洗
浄動作は前述したのと同様である。

ここで、分岐路の役割について説明する。試薬
液の吸入回数が進むにつれて各試薬は拡散現象に
より流路内を逆流する。だから、仮に分岐路を形
成せずに１つの切換弁だけを用いて吸入動作時お
よび吐出動作時の流路選択を行うと、拡散した試
薬がその切換弁まで到達し、切換弁摺動面で相互
に混合され、長時間の分析動作中に他の試薬の流
路系から吐出されることになる。この結果、各分
析項目の測定結果は異常値を示すことになる。一
般に試薬相互間の汚染率は100万分の１以下が適
正であると云われており、十分に配慮されねばな
らない。上述の実施例では、吸入側流路２７ａ〜
２７ｄと吐出側流路２８ａ〜２８ｄとに分岐さ
れ、吸入側流路２７ａ〜２７ｄは吸入専用に用い
れられ、各サイクル毎に汚染液を待避させ得る共
通流路４０を洗浄しているから、吐出側切換弁３
０の流路系内は汚染液が混入されない。

第３図は第１図の実施例において各試薬液受入
位置へ試薬を供給する流路系を示した図で、第２
図の如き４項目分の添加機能の３倍の試薬数を添
加する機能を有する。吸入側切換弁２９および吐
出側切換弁３０には各々４試薬ずつの系列が３系
列接続され、これらの12の試薬系はノズル移動機
構２１の移動と対応して吸引、吐出動作をする。
これら12種の試薬の吸入、吐出は１台のシリンジ
機構２３により実行される。試薬ノズル移動機構
２１は、多連流路切換部３２の切換動作と同期し
て、３列のノズル群を選択的に反応容器列上に位
置づけるように前後移動する。

第４図は第１図の実施例装置の各部のタイミン
グチヤートである。Ａはサンプリング機構１７、
Ｂは反応テーブル２、Ｃは試薬流路切換弁２０，
６０、Ｄは多連流路切換部３２，６２、Ｅは試薬
定量シリンジ２３，２４、Ｆは電磁弁３４、Ｇは
試薬ノズル移動機構２１，２２の各々の動作タイ
ミングである。Ａに示すサンプリング機構１７の
動作は下降ａ、試料吸引ｂ、上昇ｃ、回転移動
ｅ、試料吐出ｆの各動作時間を有し、Ｂにおける
ｇは反応テーブル２の停止時間である。Ｃの動作
中ｈは試薬流路切換弁２０をノズル側に、ｉは試
薬びん側に切換えた状態を表わし、Ｄ中のｊ，ｋ
は多連流路切換弁２３，２４の切換動作および停
止状態をそれぞれ示している。またＥのタイミン
グにおいてはｌが吐出動作を、ｍが吸入動作を示
す。Ｆ中のｎは電磁弁３４の開放時間を示し、Ｇ
中のｒは試薬ノズル移動機構２１，２２の移動タ
イミングを表わす。

第４図において、反応テーブル２が停止した状
態ｇのとき、試薬流路切換弁２０，６０はノズル
側に位置する。タイミングＤの多連流路切換部３
２，６２の切換動作ｊと、タイミングＥのシリン
ジ２３，２４の吐出動作ｌとは、反応テーブルの
停止時ｇの間では同期している。

第５図は第１図の実施例の試薬ノズル移動機構
２１，２２付近の説明図である。３列のノズル群
１１はベース４２に取付けられており、反応容器
３の列と廃液槽１２との間を移動される。ベース
４２はホルダ４３に固定され、ホルダ４３にはラ
ツク４４および位置検知板４５が取付けてあり、
ピニオンギヤ４６を介してパルスモータ４８の回
転を伝達し、軸４７を案内して往復動作を行な
う。ホルダ４３の前後にはセンサ４９，５０が配
置してあり、ノズル１１が停止すべき位置をコン
ピユータからの指令により検知して停止させる。

第６図は第１図の実施例の多連流路切換部の切
換弁２９，３０の構造を示す図である。前述した
吸入側切換弁と吐出側切換弁を弁座５１に一体構
造に形成し、その左右に樹脂、セラミツク等から
なるすべり弁３５，３６を弁ホルダ５２，５３と
接合固定して配置してある。すべり弁３５，３６
は押しバネ５４，５４′により弁座５１に対して
押しつけられ、切換摺動面が密閉可能な構造であ
る。両側に位置したすべり弁３５，３６はピン５
５，５５′を介して回転軸５６に連結され、モー
タ３１の回転により、同時に摺動、回転するよう
構成してある。また、回転軸５６には流路位置検
知板５８が取付けてあり、検知器５９で各流路位
置をカウントし停止すべき位置を制御し駆動す
る。弁座５１には前述した吸入側流路２７および
吐出側流路２８が各々配管、接続され多連流路切
換弁を構成している。

上述した本発明の実施例によれば、圧縮空気、
モータ等を用いて多数の試薬を分注添加する多項
目多検体処理の大形装置においても、少数のシリ
ンジで試薬添加機構を構成可能であり、従つて小
形の装置が実現できる。また、試薬供給系を吸引
専用流路と吐出専用流路に分岐し、完全な独立２
流路を形成しているので、多数の試薬を１シリン
ジで分注する際の試薬相互間の汚染を防止でき
る。これにより、新、旧試薬置換時の試薬量は従
来方式に比べ1/5〜1/8程度の少量試薬で可能とな
り、分析装置のランニングコストを下げる上で大
きく寄与する。さらに、試薬シリンジ数の大幅な
減少により装置の信頼性が向上され、保守も容易
となる。

以上説明したように本発明によれば、多数の試
薬液を供給するための分注用ポンプ機構の数を低
減でき、多数の試薬添加用ノズルを用いても試薬
液添加場所が反応容器列上で大な領域を占めない
ように構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す
図、第２図は第１図の実施例における試薬分注方
法を説明するための図、第３図は第１図の実施例
における試薬を供給する流路系を示す図、第４図
は第１図の実施例装置における各部のタイミング
チヤート、第５図は試薬ノズル移動機構付近の説
明図、第６図は多連流路切換弁の構造を示す断面
図である。 ３……反応容器、１１……ノズル、１８，１９
……試薬びん、２０，６０……試薬流路切換弁、
２３，２４……シリンジ、２６……試薬退避管、
２７……吸入側流路、２８……吐出側流路、２９
……吸入側切換弁、３０……吐出側切換弁、３
２，６２……多連流路切換部、３５，３６……す
べり弁、４０，４１……共通流路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 反応容器列上の反応容器に試料および試薬を
   加えて反応せしめ、各反応容器内で形成された
   種々の反応液を測定して複数種の分析項目を分析
   する複数試料分析装置において、複数の試薬容器
   のそれぞれから吸入された試薬液が個別の切換弁
   を介して導入される複数の試薬退避流路と、上記
   複数の試薬退避流路の内のいずれかを選択的に洗
   浄液供給装置に連通し得る多流路選択器とを設
   け、可動体に、それぞれが対応する上記個別切換
   弁に接続された試薬添加用ノズルからなるノズル
   群を取付けると共にそのノズル群を複数のノズル
   列に配置し、上記可動体を移動することによつて
   上記反応容器列上に上記複数のノズル列の内のい
   ずれかを位置づけるように構成したことを特徴と
   する複数試料分析装置。