JPH0326348B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、自動化学分析装置の技術分野に属
し、単一の反応チヤンネルでありながら、一の試
料につき複数の分析項目を連続かつ迅速に測定す
ることのできるデイスクリート方式の自動化学分
析装置に関する。

〔発明の技術的背景およびその問題点〕

従来の自動化学分析装置においては、多数の反
応管を行列状に配列すると共に垂直面内で巡回移
動するように構成された反応ラインを有してい
る。そして、反応ライン中の行列状の反応管上方
を横断するように架け渡されたサンプリングアー
ム中のサンプリングノズルにより反応管内に試料
を分注し、サンプリングアームよりも反応管の進
行方向前方に配置されている複数の試薬分注アー
ム中の試薬ノズルあるいはノズルボードに設置さ
れた試薬ノズルより反応管内に試薬を分注し、試
薬とサンプルとを注入した反応管を恒温槽内に浸
漬して反応を行ない、反応後得られる反応液の分
析を行なうように自動化学分析装置が構成されて
いた。

しかしながら、ノズルボードに試薬ノズルを設
置する形式においては、オペレータが分析項目に
応じて手動で試薬ノズルを設置するのであるか
ら、手間がかかると共に、設置ミスが多かつた。
また、サンプリングアームや試薬分注アームを設
置する形式においては、アーム上でノズルを移動
させるための駆動機構を必要とするほか、サンプ
ルラインや試薬庫を別に備えなければならないの
で自動化学分析装置の大型化が余儀なくされてい
た。また、多項目の分析を行なうために、行列状
に多数の反応管を配列する必要があり、また、反
応時間の長い分析を可能とするために、恒温槽内
での反応管の搬送路長を長くとらねばならなかつ
たので、前記と同様に、自動化学分析装置の大型
化が余儀なくされていた。もつとも、恒温槽内で
の反応管の搬送路長を短かくして、自動化学分析
装置の小型化を図つたものもあるが、これでは逆
に、反応時間の長い分析ができなくなり、分析項
目の多様化に応ずることができない。

〔発明の目的〕

この発明は、前記事情に鑑みてなされたもので
あり、取扱いを容易にし、オペレータの操作ミス
を少なくし、反応時間の長短にかかわらず種々の
分析項目に対処することのできる小型の自動化学
分析装置を提供することを目的とするものであ
る。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するためのこの発明の概要は、
間欠的に循環移動する反応管を恒温槽内に浸漬
し、得られる反応液を測定部で分析する自動化学
分析装置において、円状に複数の反応管を配列す
ると共に恒温槽内で回転可能なサンプルホルダ
と、サンプルホルダ中の配列された反応管の上方
に配置されると共に、反応液を吸引し測定部に送
るサクシヨンノズルおよび少なくとも試薬を分注
する試薬ノズルと、サンプルホルダの回転および
サクシヨンノズルと試薬ノズルの駆動を制御する
中央制御装置とを具備し、サンプルホルダ中の複
数の反応管のうち所定の反応管それぞれに少なく
とも試薬、試料を注入し、サンプルホルダの回転
と試薬ノズルの駆動とにより、反応管内の試薬を
試料が注入されている他の反応管内に分注し、反
応終了後、反応管内の反応液をサクシヨンノズル
で吸引することを特徴とする自動化学分析装置で
ある。

〔発明の実施例〕

この発明の一実施例について、図面を参照しな
がら説明する。

図面に示すように、自動化学分析装置は、少な
くとも、反応部１と、吸引吐出部２と、測定部３
と、サクシヨンポンプ駆動部４と、純水ポンプ駆
動部５と、中央制御部６と、操作パネル７と、表
示記録部１１とを具備する。

反応部１は、一定温度たとえば37℃に維持した
恒温媒体たとえば水を貯留する略有底円筒形の恒
温槽１ａと、前記恒温媒体に一部浸漬させると共
に、前記恒温槽１ａ内を水平に巡回移動するよう
に円盤状のサンプルホルダ１ｂに円状に着脱自在
に配列された多数の反応管１ｃとを具備し、巡回
移動する反応管１ｃ内で試薬と試料たとえば血清
や尿との生化学反応が進行するように構成されて
いる。この発明において重要なことは、円状に配
列された多数の反応管１ｃのうち、たとえば、反
応管１ｄは純水を、反応管１ｅは試薬を、反応管
１ｆはスタンダード試料たとえばスタンダード血
清等を収容する容器として多目的に用いることで
ある。反応管１ｃを多目的に使用するのは、自動
化学分析装置の小型化を図るためである。サンプ
ルホルダ１ｂは、たとえば恒温槽１ａの底面中心
部に軸支されており、中央制御部６より出力され
る動作指令に従つて駆動する図示しない駆動装置
により図面中の矢印Ａ，Ｂ方向（時計方向項目、
反時計方向）に回転するようになつている。ま
た、サンプルホルダ１ｂにおける反応管装着位置
には、位置決めの番号等の標識が付されていて、
どの位置の反応管に何を収容したかを容易に認識
することができるようになつている。なお、図面
において、１ｇで示すのは恒温媒体を加熱するヒ
ータであり、恒温媒体が一定温度たとえば37℃に
維持されるように動作するものである。

吸引吐出部２は、昇降可能なサクシヨンノズル
２ａと試薬ノズル２ｂとを少なくとも具備するも
のである。サクシヨンノズル２ａと試薬ノズル２
ｂとは、それぞれの先端部の間隔がサンプルホル
ダ１ｂに装着されると共に隣接する反応管の中心
軸間距離にほぼ同じとなるように、サンプルホル
ダ１ｂに円状に配列された反応管の上方に配置さ
れている。サクシヨンノズル２ａと試薬ノズル２
ｂとは、それぞれ、適宜の上下移動手段たとえば
中央制御部６の指令により駆動するモータ２ｃと
モータ２ｃの回転軸に固着した駆動プーリ２ｄと
駆動プーリ２ｄおよび従動プーリ２ｅに架け渡さ
れたベルト２ｆとベルト２ｆに固着されると共に
サクシヨンノズル２ａまたは試薬ノズル２ｂを固
着するノズルホルダ２ｇとを具備する上下移動手
段により反応管に対して昇降可能となつている。
また、サクシヨンノズル２ａは、その後端部を、
適宜の液体搬送路たとえばシリコンチユーブを介
して測定部２に連結しており、サクシヨンノズル
２ａの先端部を、一定時間の反応を行なつて得た
反応液を収容する反応管内に挿入し、反応液を吸
引し測定部２に輸送する。試薬ノズル２ｂは、そ
の後端部を、適宜の液体搬送路たとえばシリコン
チユーブを介して純水ポンプ駆動部５に連結して
おり、試薬ノズル２ｂの先端部を、反応管内に挿
入し、所定量の試薬を吸引して他の反応管内にこ
れを分注吐出し、また、水やスタンダード血清等
を吸引吐出する。このように、一本の試薬ノズル
２ｂで試薬の分注のみならず純水やスタンダード
血清等の吸引吐出をも行なわせるのは、自動化学
分析装置の小型化を図るためである。

測定部３は、試薬と試料との生化学反応により
得られる反応液につきたとえば吸光度測定、電導
度測定等を行なうものであり、それ自体公知の測
定装置を使用することができる。図面における測
定部３は、吸光度測定を行なうものであり、吸引
吐出部２のサクシヨンノズル２ａの後端部に取り
付けた液体搬送路９ａとサクシヨンポンプ駆動部
４への液体搬送路９ｂとを有する測定セル３ａ
と、測定セル３ａを挾んで配置された光源部３ｂ
および光検出部３ｃとを具備し、サクシヨンノズ
ル２ａにより吸引した反応液を測定セル３ａ内に
導き、測定セル３ａ内の反応液に光源部３ｂより
発する光を照射し、透過する光量を光検出部３ｃ
で検出し、光量を電気信号に変換してこれを中央
制御部６に出力し、中央制御部６で吸光度を演算
するように構成されている。

サクシヨンポンプ駆動部４は、サクシヨンノズ
ル２ａから反応液を吸引し、所定の測定を行なつ
た後に反応液を排出させるための駆動源となり、
その動作が中央制御部６により制御されるもので
ある。たとえばサクシヨンポンプ駆動部４は、図
面に示すように、測定セル３ａに取り付けた液体
搬送路９ｂと廃液容器８に取り付けた液体搬送路
９ｃと後述のシリンジポンプの吸排口に取り付け
た液体搬送路９ｄとを取り付けると共に、中央制
御部６の指令により、液体搬送路９ｂと液体搬送
路９ｄあるいは液体搬送路９ｃと液体搬送路９ｄ
が連通するように液体搬送方向を切り換える切換
弁４ａと、注射器型のシリンジポンプ４ｂと、中
央制御部６の指令により駆動するパルスモータ４
ｃと、パルスモータ４ｃの回転軸に軸支するスク
リユーネジ４ｄと、スクリユーネジ４ｄに螺合す
ると共にシリンジポンプ４ｂのプランジヤ４ｅを
固着するホルダナツト４ｆとを少なくとも具備す
る。そして、中央制御部６より出力される指令に
応じて、切換弁４ａおよびパルスモータ４ｃを駆
動することにより、サクシヨンノズル２ａから反
応液を吸引し、測定セル３ａ内に反応液を通過あ
るいは滞留させ、また廃液容器８に反応液を排出
するように、サクシヨンポンプ駆動部４が構成さ
れている。

純水ポンプ駆動部５は、サクシヨンポンプ駆動
部４と同様の部材を具備し、中央制御部６より出
力される指令に応じて、切換弁５ａおよびパルス
モータ５ｃを駆動することにより、試薬ノズル２
ｂ内に所定量の試薬を吸引した後これを反応管内
に分注吐出し、また、純水やスタンダード血清を
吸引吐出し、さらに、純水容器１０中の純水を試
薬ノズル２ｂより吐出するように構成されてい
る。純水を試薬ノズル２ｂより吐出させるのは、
試薬ノズル２ｂ内を洗浄するためである。なお、
図面において、９ｅ，９ｆ，９ｇで示すのは液体
搬送路であり、５ｂで示すのはシリンジポンプで
あり、５ｄで示すのはスクリユーネジであり、５
ｅで示すのはプランジヤであり、５ｆで示すのは
ホルダーナツトである。

中央制御部６は、前記各部の動作を制御すると
共、測光部３より出力される検出信号（電気信
号）によりたとえば吸光度の演算を行なうもので
あり、マイクロコンピユータで構成される。特
に、この発明においては、操作パネル７より中央
制御部６に試薬の吸引位置、分析項目等を入力す
ると、入力された指令に応じて中央制御部６は、
反応部１、測光部３、サクシヨンポンプ駆動部
４、純水ポンプ駆動部５を自動的に駆動するよう
に指令を出力し、測光部３より出力される検出信
号に基づき演算して得た吸光度を表示記録装置１
１に出力するように構成されている。

次に、以上の構成を有する自動化学分析装置の
作用について述べる。

先ず、オペレータは、サンプルホルダ１ｂに装
着されている多数の反応管内に多数の人から採取
した試料、試薬、純水、スタンダード血清等を注
入する。たとえば、図面において、配列されてい
る反応管の順に従つて、反応管１ｄには純水を、
反応管１ｅには試薬をそれぞれ注入し、反応管１
ｈには何も注入せずブランク状態としておき、ま
た、反応管１ｆにはスタンダード血清を、反応管
１ｉ，１ｊ，…１ｋにはそれぞれ多数の人から採
取した試料を注入しておく。そして、この後、オ
ペレータは、操作パネル７を操作して、純水、試
薬、スタンダード血清、試料を分注した反応管の
番号、ブランク状態にした反応管の番号、分析項
目たとえばGOT，GPT測定を中央制御部６に入
力する。このように、サンプルホルダ１ｂにおけ
る反応管への試料、試薬、純水を注入するに際
し、サンプルホルダ１ｂ上には反応管位置を示す
標識たとえば番号が付されているので、注入すべ
き反応管をまちがえることもなく、また、操作パ
ネル７の操作により反応管番号等を入力するだけ
でよいので、従来の自動化学分析装置におけるよ
うな誤動作を少なくすることができる。

以上のオペレータの操作の後、中央制御部６の
制御により、サンプルホルダ１ｂは、図面中の矢
印Ａ方向に間欠的に回転し、反応管１ｄがサクシ
ヨンノズル２ａの直下に位置したところで停止す
る。次いで、中央制御部６の制御により、サクシ
ヨンノズル２ａが下降し、反応管１ｄ内の純水に
その先端部を没入させる。そして、中央制御部６
の制御により、サクシヨンポンプ駆動部４内の切
換弁４ａを液体搬送路９ｂと９ｄとの連通状態に
切り換えると共にシリンジポンプ４ｂを駆動さ
せ、サクシヨンノズル２ａにより純水を吸引し、
吸引した純水を測定部３内の測定セル３ａに輸送
する。中央制御部６の制御により、測定部３は、
たとえば約30秒の間、測定セル３ａ内の純水の吸
光度測定を行ない、検出信号を中央制御部６に出
力する。この純水の吸光度測定は、所謂ブランク
測定である。

次に、前記ブランク測定を行なつている約30秒
の間に、中央制御部６の制御により、サクシヨン
ノズル２ａが反応管１ｄの上方へと上昇する。こ
の実施例においては、サクシヨンノズル２ａと試
薬ノズル２ｂとの間隔は隣接する２本の反応管の
中心間距離に等しく設定してあり、また、純水を
収容する反応管１ｄの隣に配置された反応管１ｅ
中に試薬が注入されているので、サクシヨンノズ
ル２ａの直下に反応管１ｄを位置させているとき
には、試薬ノズル２ｂの直下に試薬を収容する反
応管１ｅが位置していることになる。なお、何ら
かの都合により、純水を収容する反応管１ｄから
何本かの反応管を隔てた位置にある反応管内に試
薬を収容している場合には、前記ブランク測定を
行なつている約30秒の間に、サンプルホルダ１ｂ
が回転して、試薬ノズル２ｂの直下に試薬が収容
されている反応管を位置させるようになつてい
る。

測定部３での純水ブランク測定が終了すると、
中央制御部６の制御により、切換弁４ａを切り換
えると共にシリンジポンプ４ｂを駆動し、測定セ
ル３ａ内の純水を廃液容器８内に排出する。

次に、中央制御部６の制御により、試薬ノズル
２ｂを下降させ、反応管１ｅ内の試薬にその先端
部を没入させる。そして、純水ポンプ駆動部５の
駆動により試薬ノズル２ｂ内に所定量の試薬を吸
引した後、試薬ノズル２ｂを反応管１ｅの上方に
上昇させ、次いで、サンプルホルダ１ｂを回転さ
せて試薬ノズル２ｂの直下に空の反応管１ｈを位
置させる。この後、純水ポンプ駆動部５の駆動に
より、試薬ノズル２ｂから反応管１ｈ内に所定量
の純水と共に所定量の試薬を吐出する。吐出後、
サンプルホルダ１ｂを回転させてサクシヨンノズ
ル２ａの直下に反応管１ｈを位置させ、純水ブラ
ンクの測定と同様の動作により、試薬ブランクの
測定が行なわれる。

以上の動作により、中央制御装置６内に記録さ
れている吸光度測定に際しての検量線の検定に必
要な測定が終了することになる。この発明におい
ては、多数の試料につき測定をするに際して、毎
回、検量線の検定を行なうので、正確な分析を行
なうことができる。

次に、以上の動作によつて試薬ノズル２ｂの直
下に反応管１ｈが位置しているので、中央制御部
６の制御により、図面中の矢印Ｂ方向へサンプル
ホルダ１ｂを回転させ、試薬が収容されている反
応管１ｅを試薬ノズル２ｂの直下に位置させる。
次いで、純水ブランクや試薬ブランクのときと同
様の動作にて、試薬ノズル２ｂ内に試薬を吸引
し、スタンダード血清を収容する反応管１ｆや試
料を収容する多数の反応管１ｉ，１ｊ，…１ｋに
ノズル２ｂ内の試薬を所定量ずつ分注していく。
次いで、反応管内でスタンダード血清や試料と試
薬との生化学反応を一定時間、一定温度下で進行
させる。反応の進行中、サンプルホルダ１ｂを停
止させておいてもよいが、サンプルホルダ１ｂを
回転させるほうが好ましい。というのは、サンプ
ルホルダ１ｂの回転により、反応管が揺動してス
タンダード血清や試料と試薬との混合がより均一
となり、また、円状に配列されている反応管によ
り恒温槽１ａ内の恒温媒体が撹拌されて恒温媒体
中の温度がより均一となるからである。反応の終
了後にサクシヨンノズル２ａの直下に反応管１
ｆ，反応管１ｉ，１ｊ…１ｋが順次に位置するよ
うにサンプルホルダ１ｂを回転させ、純水ブラン
クの測定におけるのと同様の動作により、スタン
ダード血清や試薬との生化学反応により得られた
各反応液の吸光度測定を行なう。測定部３で測定
され、得られた検出信号は中央制御部６に出力さ
れる。中央制御部６は、検出信号に基づき吸光度
の演算を行ない、演算結果を表示記録装置１１に
出力する。

以上のように構成する自動化学分析装置は次の
ような効果を奏することができる。すなわち、サ
ンプルホルダ１ｂに円状に配列された多数の反応
管が、試薬を収容する容器、純水を収容する容
器、反応を進行させるための容器等の多目的に使
用されるので、従来の自動化学分析装置における
ような各種の容器とその設置スペースの省略を図
ることができる。また、前記実施例において、サ
クシヨンノズル２ａと試薬ノズル２ｂの２本の定
位置固定のノズルで、２本のノズルの昇降動作と
サンプルホルダの回転動作とにより、反応液の吸
引、試薬の分注、ブランク測定のための吸引等を
行なつているので、従来の自動化学分析装置にお
けるような、試料や試薬を分注するためのサンプ
リングアームや試薬分注アームの昇略を図ること
ができる。したがつて、前記実施例における自動
化学分析装置を小型に構成することができ、自動
化学分析装置の低価格化を実現することができ
る。また、反応部１、吸引吐出部２、測定部３、
サクシヨンポンプ駆動部４、純水ポンプ駆動部５
等の動作が、中央制御部６の制御部により全自動
的に行なわれるので、人手の介入による誤動作を
少なくして、正確な分析を行なうことができる。

以上、この発明の一実施例について詳述した
が、この発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、この発明の要旨の範囲内で様々に変形して
実施することができる。

たとえば、前記実施例においては、反応管１ｅ
に一種類の試薬を注入し、一種類の分析項目につ
き測定する場合であつたが、他の実施例として、
複数の反応管それぞれに各種の試薬を注入してお
き、中央制御部６内に複数の分析項目につき測定
可能となるようにプログラムしておくと、円状に
配列した反応管で複数の分析項目につき連続して
測定することができる。言わば、単一の反応チヤ
ンネルで複数の分析測定を行なうことができるの
である。

前記実施例において、サンプルホルダ１ｂは、
反応槽１ａの底面中心部に回転軸により装着され
ていたが、他の実施例として、サンプルホルダ１
ｂを反応槽１ａに対し着脱可能に構成してもよ
い。サンプルホルダ１ｂを着脱可能にし、しかし
複数個のサンプルホルダ１ｂを用意しておくと、
次のように自動化学分析項目の稼動効率を向上さ
せることができる。すなわち、反応時間の特に長
い分析項目については、この発明に係る自動化学
分析装置とは別体の恒温槽にサンプルホルダ１ｂ
を装着して、長時間の反応を進行させ、その間
に、反応時間の短い分析項目について、この発明
に係る自動化学分析装置の恒温槽１ａに他のサン
プルホルダ１ｂを装着して、反応，分析を行な
う。次いで、自動化学分析装置とは別体の恒温槽
に装着したサンプルホルダ１ｂでの反応が終了す
ると、別体の恒温槽からこの発明に係る自動化学
分析装置内の恒温槽１ａへサンプルホルダ１ｂを
移し替え、長時間の反応を行なつた反応液の分析
を行なうのである。このように、サンプルホルダ
１ｂを着脱自在にすることにより、分析に要する
反応時間が長い場合、自動化学分析装置自体が恒
温槽のみの機能発揮のために無駄に専有されるこ
とがない。

前記実施例においては、サクシヨンノズル２
ａ、試薬ノズル２ｂが昇降可能に構成されている
が、他の実施例として、サクシヨンノズル２ａ、
試薬ノズル２ｂを固定し、サンプルホルダ１ｂを
昇降可能に構成してもよい。

また、他の実施例として、サンプルホルダ１ｂ
を図面中の矢印Ａ方向またはＢ方向のいずれか一
方のみに回転するようにしてもよい。

また、前記実施例においては、試薬の分注吐出
を行なうのは一本の試薬ノズル２ｂであるが、他
の実施例として、試薬ノズル２ｂを複数本設ける
と、処理速度の向上を図ることができる。

さらに、前記実施例における純水を他の試薬で
置き換えてもよい。

前記実施例におけるサンプルホルダ１ｂには、
一個の円が形作られるように多数の反応管が配列
されているが、他の実施例として、サンプルホル
ダ１ｂに、多数の円心円状の円が形作られるよう
に多数の反応管を配列してもよい。この場合、サ
クシヨンノズル２ａと試薬ノズル２ｂとは、反応
管列で形成される円の半径上に配置することを要
する。

〔発明の効果〕

以上に詳述したこの発明によると、オペレータ
の操作は、反応管内への各種試薬、試料等の注入
と操作パネルによる入力だけであるので、操作が
容易でオペレータによる誤操作の少ない自動化学
分析装置を提供することができる。また、サンプ
ルホルダ上の反応管内への試薬の分注、反応液の
吸引等は、サンプルホルダの回転と定位置に固定
されたノズルの昇降および吸引吐出動作とで行な
うことができるので、従来の自動化学分析装置よ
りも小型でかつ低価格の自動化学分析装置を提供
することができる。また、中央制御装置内に、複
数の反応管それぞれに収容する各種試薬の試料へ
の分注タイミング、測定タイミング、反応に要す
るサンプルホルダの回転等をプログラムしておく
と、小型の自動化学分析装置でありながら、多項
目の分析を行なうことができる。さらに、サンプ
ルホルダを自動化学分析装置内装の恒温槽に着脱
自在にしておくと、自動化学分析装置の稼動効率
を著しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示す説明図であ
る。 １ａ…恒温槽、１ｂ…サンプルホルダ、１ｃ，
１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉ，１ｊ…反
応管、２ａ…サクシヨンノズル、２ｂ…試薬ノズ
ル、３…測定部、６…中央制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 間欠的に循環移動する反応管を恒温槽内に浸
   漬し、得られる反応液を測定部で分析する自動化
   学分析装置において、円状に複数の反応管を配列
   すると共に恒温槽内で回転可能なサンプルホルダ
   と、サンプルホルダ中に配列された反応管の上方
   に配置されると共に、反応液を吸引し測定部に送
   るサクシヨンノズルおよび少なくとも試薬を分注
   する試薬ノズルと、サンプルホルダの回転および
   サクシヨンノズルと試薬ノズルの駆動を制御する
   中央制御装置とを具備し、サンプルホルダ中の複
   数の反応管のうち所定の反応管それぞれに少なく
   とも試薬、試料を注入し、サンプルホルダの回転
   と試薬ノズルの駆動とにより、反応管内の試薬を
   試料が注入されている他の反応管内に分注し、反
   応終了後、反応管内の反応液をサクシヨンノズル
   で吸引することを特徴とする自動化学分析装置。 ２ サンプルホルダが、自動化学分析装置内の恒
   温槽に対し着脱自在となつていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の自動化学分析装
   置。 ３ サンプルホルダが、時計方向と反時計方向と
   のいずれかまたは両方に回転可能となつているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項および第２
   項に記載の自動化学分析装置。 ４ サンプルホルダ中の所定の反応管それぞれに
   純水、スタンダード試料を収容することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   かに記載の自動化学分析装置。