JPH0378644A - 生化学分析方法 - Google Patents

生化学分析方法

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Publication number
JPH0378644A
JPH0378644A JP21573389A JP21573389A JPH0378644A JP H0378644 A JPH0378644 A JP H0378644A JP 21573389 A JP21573389 A JP 21573389A JP 21573389 A JP21573389 A JP 21573389A JP H0378644 A JPH0378644 A JP H0378644A
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JP
Japan
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optical density
slide
odn
measured
chemical analysis
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JP21573389A
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Inventor
Nobuaki Tokiwa
信昭 常盤
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、試料液中の特定成分を化学的に分析する生化
学分析方法に関し、特に詳細には試料液と呈色反応する
試薬を含む化学分析スライドやテストフィルムを用い、
呈色反応したそれらの光学濃度を測定するようにした生
化学分析方法に関するものである。
(従来の技術) 試料液の中の特定の化学成分を定性的もしくは定量的に
分析することが、様々な分野において広く行なわれてい
る。特に血液や尿等、生物体液中の化学成分または有形
成分を定量分析することは、臨床生化学分野において極
めて重要である。
近年、試料液の小滴を点着供給するだけでこの試料液中
に含まれている特定の化学成分または有形成分の物質濃
度を測定できるドライタイプの化学分析スライドが開発
され(特公昭53−21677号。
特開昭55−184358号等)実用化されている。こ
れらの化学分析スライドを用いると、従来の湿式分析法
に比べてより簡単かつ迅速に試料液を分析できるので、
この化学分析スライドは、数多くの試料液を分析する必
要のある医療機関、研究所等において特に好適に利用さ
れつつある。
このような化学分析スライドを用いて試料液中の特定成
分の物質濃度を求めるには、試料液を化学分析スライド
に計量点着させた後、これをインキュベータ(恒温器)
内で所定時間恒温保持(インキュベーション)して呈色
反応(色素生成反応)させ、次いで試料液中の成分と化
学分析スライドの試薬層に含まれる試薬との組合わせに
より予め選定された波長を含む測定用照射光をこの化学
分析スライドに照射して、その反射光学濃度を測定する
また自動的かつ連続的に試料液の分析を行なうため、上
記スライドの代りに試薬を含有させた長尺テープ状のテ
ストフィルムを収容しておき、このテストフィルムを順
次引き出して試料液の点着、インキュベーション、測定
を行なう装置も提案されている(例えば米国特許明細書
第3.526.480号)。
上記のスライドやテストフィルム等の検査体を用いる生
化学分析方法においては一般に、呈色反応した検査体の
光学濃度を時間経過にともなって複数回測定し、それら
の値に基づいて所定の演算により前記物質濃度を求める
ようにしている。例えばエンドポイント法と呼ばれる方
法においては、検査体に試料液を点着した後時間経過に
ともなって何回も検査体の光学濃度を測定し、所定の分
析時間を超えたところで濃度測定を終了し、この終了に
近い時点での何点かの光学濃度値から近似式により上記
分析時間経過時の光学濃度値を求め、この光学濃度値か
ら所定の換算式に基づいて物質濃度を求めるようにして
いる。
(発明が解決しようとする課題) ところで、上述のように検査体の光学濃度を求める際、
濃度測定装置に各種ノイズが入ることがあり、このノイ
ズの影響を受けたり、あるいは濃度aj定装置が不調に
なると、光学濃度値が不正確なものとなる。前述のよう
に検査体の光学濃度を複数回測定する方法において、物
質濃度算出に用いられる光学濃度値のいくつかがこのノ
イズの影響等で不正確になっていると、算出された物質
濃度値は当然誤ったものとなってしまう。
そこで例えば複数の光学濃度値のうちの最大値と最小値
は除外し、その他の濃度値から物質濃度を演算すること
も考えられている(例えば米国特許明細書第4.238
.894号)。しかし、特に複数の光学濃度値がとる値
の範囲が広い場合は、中央値近辺の光学濃度値が異常で
あっても最大値あるいは最小値をとるとは限らないので
、この異常な光学濃度値が物質濃度算出に利用される恐
れが多分に有る。
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり
、上述のノイズ等の影響を除いて、正確に特定成分の定
量分析を行なうことができる生化学分析方法を提供する
ことを目的とするものである。
(課題を解決するための手段及び作用)本発明による生
化学分析方法は、前述したように化学分析スライド等の
検査体を用い、試料液点着後の該検査体の光学濃度を時
間経過にともなって複数回測定し、それらの値に基づい
て所定の演算により前記物質濃度を求めるようにした方
法において、 (n−1)番目、n番目、(n +1)番目にそれぞれ
測定された光学濃度値OD n−+、ODn、OD n
+1を互いに比較し、 この比較結果に基づいて、光学濃度値ODnが光学濃度
の単調増大特性に沿ったものであるかどうかを判別し、
そうでない場合はこの光学濃度値ODnを、物質濃度を
求めるための上記演算に用いないようにしたことを特徴
とするものである。
化学分析スライド等の検査体の光学濃度は、試料液点着
後、時間経過にともなって単調増大する。
したがって、このような単調増大特性から外れている光
学濃度値は、不正確なものであると見なせる。
(実 施 例) 以下、図面に基づいて本発明の実施例について説明する
第2図は本発明の方法を実施する生化学分析装置の一例
を示す斜視図である。本体10の内部にはインキュベー
タ、スライド搬送手段、スライド挿入手段等が配されて
おり、それらはカバー11によって覆われている。この
生化学分析装置の外部には、測定データ等の表示を行な
うデイスプレィ部13、この表示されたデータがプリン
トアウトされたシート12Aを送り出す送出口12、こ
の表示等の操作のための操作キー14が設けられている
。さらに、右側のスライド特機部I5には未使用の化学
分析スライドを保持するスライドガイド15aが形成さ
れており、このスライドガイド15aに未使用の化学分
析スライドが通常複数枚重ねて保持される。
なお、このスライドガイド15aに化学分析スライドを
複数枚重ねて収納保持したカートリッジを取り付けるよ
うにしてもよい。このスライド特機部15の奥側には、
化学分析スライドの試薬層上に所定の試料液を点着する
ための点着手段20が配設されている。点着手段20は
、前方に突出し後端を中心に上下に回動する点着アーム
21と、点着アーム21の前端から下方に延びた点着ピ
ペット22と、点着アーム21の上下動および点着ピペ
ット22への試料液の吸引・点着を行なわせるための操
作ボタン23とからなる。この点着手段20により点着
を行なうときには操作ボタン23を操作することにより
、点着アーム21を上方へ回動させて点着ピペット22
を持ち上げ、容器に入れた試料液中に点着ピペット22
の先端を進入させて、点着ピペット22内に所定量の試
料液を吸引させ、次いで点着アーム21を再び下方へ回
動させて、点着ピペット22からその下方に位置する化
学分析スライドの試薬層上へ所定量の試料液を点着する
第3図は、第2図に示す生化学分析装置の主要部をカバ
ーを取り外して示すものであり、第4図は第3図のI−
I線に沿った部分の断面図である。
以下、両図を参照してこの生化学分析装置の内部構造に
ついて説明する。
生化学分析装置の内部には、上記点着手段20により試
料液が点着供給された化学分析スライド1を恒温保持す
るインキュベータ30と、この恒温保持された化学分析
スライド1の呈色度合(光学反射濃度)を測定する測定
手段40とが配され、さらに、化学分析スライド1をス
ライド特機部15からインキュベータ30の各収納室3
3内まで搬送するスライド搬送系を有している。このス
ライド搬送系については、後に第6図を参照して詳述す
る。なお、上記手段に加えて、バッテリー16、制御回
路用プリント配線板17、測定手段40用の光源18a
および磁気ディスクドライブ機構18b等が配されてい
るが、これらの詳細説明は省略する。また、以後の説明
においては、矢印Fで示す方向を前方、矢印Rで示す方
向を後方、第3図における右方および左方をそれぞれ右
方および左方と称する。
インキュベータ30は、左右方向に延びる状態とされ、
その内部には複数の収納室33.33.・・・33が左
右方向に並んで形成されている。これらの収納室33.
38.・・・33はそれぞれ入口開口および出口開口を
存し、入口開口は収納室33の後方に左右に並んで形成
され、出口開口は収納室33の前方に左右に並んで形成
されている。化学分析スライド1は入口開口から収納室
33内に挿入され、出口開口から排出されるように構成
されており、出口開口から排出された化学分析スライド
1はインキュベータ30の前方側に設置された廃却箱8
0内に廃却される。
また、収納室33は化学分析スライド1が載置される下
部部材32と、この下部部材32に載置された化学分析
スライド1を上から押さえる上部部材31とを有し、両
部材31.32によって化学分析スライド1が恒温保持
される。
上記の下部部材32はその下方に、収納室33内に収納
された化学分析スライド1の反射光学濃度を測定するた
めの測定ヘッド41を受容して左右方向に延びる長溝3
2b1およびill定ヘッド41により上記反射光学濃
度を測定するための開口32cを有している。
上記測定ヘッド41は、これを保持する保持台42に連
結されたワイヤ44が駆動モータ45により牽引される
ことにより、ガイドロッド43a、43bにガイドされ
て上記長溝32b内を左右に移動し、収納室33内に収
納された各化学分析スライド1の反射光学濃度をiUI
定する。測定ヘッド41は、例えば特開昭83−108
588号公報に示されるように、分析対象の成分とスラ
イド1の試薬との組合せにより予め選択された波長を含
む光をスライド1に照射し、その反射光量を光検出器で
検出するものである。
この測定は1つのスライド1について、例えば10〜1
5秒おきに所定の時間(−例として5〜6分間程度)行
なわれる。こうして測定された光学濃度値ODは、演算
部65の内部メモリに逐一記憶される。これらの記憶さ
れた光学濃度値ODから、試料液中の特定成分の物質濃
度を求める演算については、後に詳述する。
またこの測定ヘッド41は、濃度基準板である白板2a
と黒板2bの下方にも移動し、較正のためにこれらの濃
度基準板2a、2bの反射光学濃度も測定する。さらに
この測定ヘッド41は、供給台19の下方にも移動し、
スライド特機部15の化学分析スライド1が後述する供
給レバー52により移送される途中で、該化学分析スラ
イド1の反射光学濃度(カブリ)を測定する。なお、ス
ライド特機部15から供給台19までのスライド移送経
路の下方にバーコードリーダ25が備えられており、化
学分析スライド1がそこを通過する際、化学分析スライ
ド1のマウントに記載された試薬の種類、ロット番号等
を表わすバーコードが読み取られる。
第5図は、インキュベータ30の内部を恒温保持するた
めのヒータの配置を示した、インキュベータ30の正面
図である。以下、第3図、第4図およびこの第5図を参
照して、インキュベータ30のヒータの配置について説
明する。
インキュベータ30の下部部材32の溝32bを挾んで
下方に延びる部分(第4図参照)の、左右方向の両端部
付近に縦にヒータ32d、32e:32r、32gが配
されている。ヒータ32dのさらに左側には温度センサ
32hが配置されており、該温度センサ32hが常に一
定温度を示すように左側のヒータ32d、32eの電流
が制御される。ヒータ32rのさらに右側には温度セン
サ321が配置されており、該温度センサ321が常に
一定温度を示すように右側のヒータ32f’、32gの
電流が制御される。
インキュベータ30の上部部材31には3つのヒータ3
1a、31b、31cが横に配されている。またヒータ
3Laの左方には温度センサ31dが配置されている。
これらのヒータ31a、31b、31eはインキュベー
タ30を上方からほぼ均一に熱するためのものであり、
温度センサ31dが常に一定温度を示すようにこれらの
ヒータ31a、31b、31cに流れる電流が制御され
る。
次に第6図を参照して、スライド搬送系について説明す
る。前後方向に延びる2本のガイドロッド50には、そ
れに沿って移動自在にブロック51が保持されており、
このブロック51にはスライド供給レバー52が取り付
けられている。該ブロック51は、供給レバー駆動モー
タ53によって前後動する。
前述したスライド特機部15の後方には供給台19が配
され、そのさらに後方には、左右方向に移動するシャト
ル(左右移動台)54が位置するようになっている。こ
のシャトル54は保持台55の上部に固定されており、
該保持台55は2本のガイドロッド5Bに沿って移動自
在とされている。そしてこの保持台55にはエンドレス
状に張架されたワイヤ57(第4図参照)の一部が係止
され、このワイヤ57がシャトル駆動モータ58によっ
て移動されることにより、保持台55すなわちシャトル
54が左右方向に移動する。シャトル54の上方位置に
は、前後動自在に保持されたスライド挿入バー59が保
持されている。またこのスライド挿入バー59は、イン
キュベータ30の各収納室33の入口開口に対向する位
置に挿入爪60を有している。このスライド挿入バー5
9は、挿入バー駆動モータ61により、上記の方向に移
動される。
以下、上記構成のスライド搬送系の作動を説明する。ま
ずブロック51は第6図図示の位置、つまりスライド供
給レバー52がスライド特機部15の前方に位置する状
態とされる。この状態からレバー駆動モータ53が作動
し、ブロック51が後方側に移動されると、スライド特
機部15上において例えばカートリッジに収納して重ね
られている化学分析スライド1の最下位のものが、スラ
イド供給レバ−52に押されて供給台19上に移載され
る。供給台19には開口19aが設けられており、この
開口19aを通して前記測定ヘッド41により、化学分
析スライド1のカブリ濃度が測定される。
その後化学分析スライド1には前記点着ピペット22に
より、所定量の試料液が点着される。次いでスライド供
給レバー52がさらに後方に移動されることにより、化
学分析スライド1はシャトル54上に移載される。化学
分析スライド1がこの位置まで送られると、レバー駆動
モータ53が逆転され、ブロック51は第6図図示の位
置に戻される。なおこうしてブロック51が原位置に戻
る際、スライド゛供給レバー52がスライド特機部15
上のスライド1を動かすことがないように、スライド供
給レバー52は先端が後方を向く方向には揺動自在とさ
れている。
上記のようにしてシャトル54上に化学分析スライド1
が移載されると、シャトル駆動モータ58が作動し、シ
ャトル54は所定の収納室33に対向する位置まで移動
される。そして次に挿入バー駆動モータ61が作動し、
スライド挿入バー59が第6図図示の位置から前方側に
所定距離移動される。それによりシャトル54上の化学
分析スライド1が、スライド挿入バー59の挿入爪60
によって前方に押され、前記入口開口を通って収納室3
3内に収められる。なおこのとき収納室33内に光学濃
度測定済みのスライド1が有れば、そのスライド1は新
たに挿入されるスライド1に押されて、廃却箱80中に
落とされる。
以上のようにして収納室33内に収納された化学分析ス
ライド1は、前述のようにして恒温保持され、試料液と
反応して呈色した部分の光学濃度が測定ヘッド41によ
り測定される。
なお本実施例では、一連の生化学分析において最後に各
収納室33に収められた化学分析スライド1を廃却でき
るように、シャトル54上でスライド1の左右側端をガ
イドする部材の一方は、スライド廃却レバーとしても作
用するように構成されている。すなわちこのスライド廃
却レバー62は内側に当接突起63を備えた上で、シャ
トル54上で前後方向に移動自在とされ、図示しない付
勢手段により後方側に付勢されている。そして上記最後
の化学分析スライド1を廃却する際、シャトル54はこ
のスライド廃却レバー62が収納室33の中央部分に対
向する位置で停止される。この状態でスライド挿入バー
59が前述のように前方に移動すると、その挿入爪60
が上記当接突起63に当接してスライド廃却レバーB2
を押す。それにより該レバー62は上記付勢の力に抗し
て前方に移動し、収納室33内のスライド1を廃却箱8
0中に落とし込む。
次に第1図を参照して、複数の光学濃度値ODから、試
料液中の特定成分の物質濃度を求める処理について説明
する。この場合、各光学濃度値ODは、測定ヘッド41
によるスライド1からの反射光測光データに基づいて、
下記の式 ただし W:基準白板2aの測光データB:基準黒板2
bの   l/ Sニスライド1の   〃 ODw:濃度基準機による白板2aのOD値ODb:f
i度基準機による黒板2bのOD値により求められるも
のである。この第1図は、上に述べた演算部65による
物質濃度演算処理の流れを示している。ステップP1に
おいて処理が開始すると、まずステップP2において、
記憶されている光学濃度値ODを読み比すための値、つ
まり光学濃度測定順を示す値nを「2」と設定する。
次にステップP3において、メモリに記憶されている複
数の光学濃度値(反射光学濃度値)ODn−、、ODn
およびOD p++が読み出される。まず最初はn−2
であるから、時間的に1番目、2番目、3番めに測定さ
れた光学濃度値OD1、OD2、OD3が読み出せるに
れらの光学濃度値OD1〜ODmは正常であれば、例え
ば第7図に示すように、時間の経過にともなって単調増
大してゆくものである。
次にステップP4において、上記の読み出された光学濃
度値ODnとODn@とが比較される。ここでもしOD
nく0Drl+1であれば、次にステップP5において
光学濃度値ODnとODn→とが比較され、OD旧<O
Dnであれば次のステップP6において、光学濃度値O
Dnが物質濃度演算のためにメモリに格納される。光学
濃度値ODハロー、OD OSOD n+1の大小関係
が以上述べたものとなるのは、それらの値が第8図(1
)に示すように変化する場合であり、光学濃度値ODn
は第7図に示した光学濃度値の単調増大特性に沿ったも
のとなっている。つまりこのような光学濃度値ODnは
、正常なものと考えられる。
一方、ステップP5においてODn@>ODnと判定さ
れるのは、光学濃度値ODn@、ODn、OD n++
が第8図(2)に示すように変化している場合であり、
この場合は光学濃度値ODnがノイズの影響を受けてい
る可能性があるので、ステップP8においてその光学濃
度値ODnを物質濃度演算のために利用しない、つまり
上記メモリに格納しないと決定する。
また、ステップP4の判定結果がちしODn<OD n
+1でなければ次にステップP7において、光学濃度値
OD n+、と0Dn−1とが比較される。ここでOD
 n−1< OD n++となるのは、光学濃度値OD
 、−、、ODn、ODn++が第8図(3)に示すよ
うに変化している場合であり、この場合は光学濃度値O
Dnがノイズの影響を受けているか可能性があるので、
ステップP8においてその光学濃度値ODnを物質濃度
演算のために利用しないと決定する。
一方ステップP7においてOD旧<ODn@でないと判
定されるのは、光学濃度値OD旧、ODn。
OD n+、が第8図(4)に示すように変化している
ときであり、この場合は光学濃度値ODnが第8図(4
)中aで示す単調増大特性に沿っているものである可能
性が高いので、この光学濃度値ODnを物質濃度演算の
ために採用する。
本例において光学濃度値の測定回数はm回であり、ステ
ップP9においては上記nの値が(m −1)であるか
否かが判定される。最初はn−2であってn≠(m−1
)ではないので、処理の流れはステップP3に戻る。こ
のときステップPLOにおいてnの値が1繰り上げられ
る。以後、ステップP3以下の処理が同様に繰り返され
て、各光学濃度値を物質濃度演算のためにメモリに格納
するか否かが決定される。
この処理が(m−2)回繰り返して行なわれると、ステ
ップP9においてn−m−1と判別され、処理の流れは
ステップpHに移る。このステップpHにおいては、上
述のようにして逐次メモリに格納された最大(m−2)
個の光学濃度値を用いて、所定の分析時間(例えば試料
点着から6分後)における光学濃度値ODtが近似的に
求められる。
この際、上記メモリに格納された光学濃度値の内、分析
時間に近い時点から順に所定数(例えば4個)の光学濃
度値が選択され、それらの値からべき乗関数の最小二乗
近似によって、上記分析時間が経過した時点の光学濃度
値ODtが求められる。
次にステップP12において、上記分析時間時点の光学
濃度値ODから、物質濃度りが求められる。
この換算は例えば以下の式 %式%) ) によってなされる。ただし、ao、al、a2、a3、
alは、各分析項目毎に定められている検量線係数であ
る。以上により、物質濃度りを求める処理が終了する(
ステップP13)。
演算部65は、こうして求めた物質濃度りの値を示す信
号を、第3.4図図示の出力制御部66に送る。出力制
御部66は、この信号が示す物質濃度値をデイスプレィ
部■3において表示させ、また図示しないプリンタにお
いて記録シート12Aに記録させて、送出口12(第2
図参照)がら排出させる。
以上、エンドポイント法により物質濃度を求める場合に
適用された実施例について説明したが、本発明は、複数
の光学濃度値に基づいて物質濃度を求めるその他の方法
、例えばレート法においても同様に適用可能である。そ
のような方法としては例えば、検査体の複数の光学濃度
値の変化特性を示す近似式を求め、この近似式から物質
濃度を求める方法等が挙げられる。
さらに本発明は、先に述べたようなテストフィルムを用
いる生化学分析方法においても適用可能である。
(発明の効果) 以上詳細に説明した通り本発明の生化学分析方法におい
ては、測定した検査体の光学濃度値のそれぞれについて
、それと時間的に相前後して測定された光学濃度値との
比較に基づいて、単調増大特性に沿ったものであるかど
うかを調べ、そうでないときはその光学濃度値を除外し
、その他の光学濃度値に基づいて物質濃度を求めるよう
にしたから、不正確な測定濃度値が物質濃度算出に利用
されることを防止できる。よって本方法によれば、試料
中の特定成分の定量分析を極めて精度良く行なうことが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明方法における物質濃度算出処理の流れ
を示すフローチャート、 第2図は、本発明の方法を実施する生化学分析装置の一
例を示す斜視図、 第3図は、第2図に示す生化学分析装置の主要部をカバ
ーを取り外して示す平面図、 第4図は、第3図のI−I線に沿った部分の断面形状を
示す断面図、 第5図は、ヒータの配置を示した、インキュベータの正
面図、 第6図は、上記生化学分析装置のスライド搬送系を示す
斜視図、 第7図は、本発明に係わる検査体の光学濃度の時間経過
に伴なう変化の様子を示すグラフ、第8図は、本発明に
係わる3つの光学濃度値の変化のパターンを示す説明図
である。 1・・・化学分析スライド 10・・・本体15・・・
スライド特機部  15a・・・スライドガイド20・
・・点着手段     25・・・バーコードリーダ3
0・・・インキュベータ  31・・・上部部材31a
、31b、31c、32d、32e、32f、32g 
−ヒータ31d、32h、321・・・温度センサ32
・・・下部部材     33・・・収納室40・・・
測定手段     41・・・測定ヘッド42・・・保
持台      52・・・スライド供給レバー53・
・・供給レバー駆動モータ 54・・・シャトル58・
・・シャトル駆動モータ 59・・・スライド挿入バー  60・・・挿入爪61
・・・挿入バー駆動モータ 65・・・演算部66・・
・出力制御部 第 5 図 270−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  試料液中の特定成分と化学反応する試薬を含む検査体
    に試料液を点着し、該検査体を恒温保持しつつその光学
    濃度を測定して、試料液中の特定成分の物質濃度を求め
    る生化学分析方法において、前記光学濃度を時間経過に
    ともなって複数回測定し、それらの値に基づいて所定の
    演算により前記物質濃度を求めるようにし、 (n−1)番目、n番目、(n+1)番目にそれぞれ測
    定された光学濃度値OD_n_−_1、OD_n、OD
    _n_+_1を互いに比較し、 この比較結果に基づいて、光学濃度値OD_nが光学濃
    度の単調増大特性に沿ったものであるかどうかを判別し
    、そうでない場合はこの光学濃度値OD_nを前記演算
    に用いないことを特徴とする生化学分析方法。
JP21573389A 1989-08-22 1989-08-22 生化学分析方法 Pending JPH0378644A (ja)

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