JPH0421140B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は自動分析装置に係り、特に生化学的
分析用比色分析をはじめ、電解質分析のみならず
蛍光分析やビーズ固相による酵素免疫学的分析な
どを行う多目的多項目測定が可能な自動分析装置
に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の自動分析装置としては、例えば
特開昭56−140257号公報記載のものが知られてい
る。

この自動分析装置は、回転可能な円板状のロー
タリトレイを備えており、このロータリトレイに
は、複数の試料容器が中心側に同心配置されると
共に、外周側に複数の反応容器が同心配置されて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の自動分析装置におい
ては、同心状をなす試料（サンプル）容器と反応
容器が同一平面上に配置されているため、次のよ
うな問題がある。

(1) ロータリトレイの下方にサンプル容器や反応
容器が突出し、径、長さの異なる反応容器内の
反応液を直接比色測定した場合や、ビーズ固相
による酵素免疫学的分析（EIA）を行うための
光路を確保することが困難となり、ロータリト
レイの外側にフローセルタイプの光度計等を必
要としている。

(2) 試薬分注や洗浄時に試薬や洗浄水がぼた落ち
等の飛散によつて他のサンプル容器や反応容器
に混入し易く、分析精度の低下を招来する。

(3) サンプル容器の交換の際に、反応容器との接
触等のトラブルが発生し易い。

(4) 通常、サンプル容器は常温又は低温に、反応
容器は体温に近い温度に保たれるが、それぞれ
の容器毎の温度コントロールが困難となる。

又、サンプル容器および反応容器が平板状の同
一のロータリトレイに配置されているため、それ
ぞれの容器を所要位置へアクセスする際に無駄な
時間を要し、ランダムアクセス方式をとり難い。

そこで、本発明は、テーブルの下方に径や長さ
の異なる反応容器内での比色測定やビーズ固相に
よるEIAのための光路を確保して透過光路面の相
異する反応管内の反応液を直接測定可能にすると
共に、分析精度の低下およびトラブルを生じるこ
とがなく、かつ温度コントロールの精度管理を容
易にし、更に容器を所要位置へアクセスする時間
の短縮をなし得る自動分析装置の提供を目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するため、本発明の自動分析装
置は、複数の反応管を外周に沿つて垂下保持した
正逆回転可能な円板状の反応テーブルと、この反
応テーブルより適宜小径の円板状になしてその上
方へ同軸状に配置され、複数のサンプル容器を外
周に沿つて保持した正逆回転可能なサンプルテー
ブルと、前記複数の反応管の移送路を横切る光路
を有し、反応管内の反応液を比色測定する光学測
定装置と、この光学測定装置の光路に対して上下
動可能に設けられ、反応管内の光路を適宜上方へ
変更可能とする光路選択装置とを備えている。

［作用］ 上記手段においては、サンプル容器列と反応管
列が上下段に離隔して配置され、反応テーブルの
下方には、反応管だけが垂下された状態となると
共に、反応管内の光路が上下に切り換え可能とな
り、かつサンプルテーブルと反応テーブルが個別
に正逆回転可能となる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面について説明する。

第１，２図は本発明の一実施例の構成をしめす
ものである。第１，２図において、Ｘは自動分析
装置をしめし、６は複数の反応管５を外周に沿つ
て垂下保持した正逆回転可能な円板状の反応テー
ブル、４は反応テーブル６より適宜小径の円板状
になしてその上方に同軸状に配置され、複数のサ
ンプル容器１，３および希釈管２を外周に沿つて
同心状に保持した正逆回転可能なサンプルテーブ
ル、７は反応テーブル６の近傍に配置された第一
試薬テーブル、８は同じく第二試薬テーブルをそ
れぞれしめす。また、９はサンプリングピペツト
装置、１１は第一試薬ピペツト装置、１３は第二
試薬ピペツト装置をしめし、いずれも前記反応テ
ーブル６に隣接して配置されている。１４は第一
試薬テーブル７と第二試薬テーブル８との中間部
に配置された光学測定装置である。サンプルテー
ブル４には外周部に複数の一般検体用サンプル容
器１を、次いで中間周部には同数の希釈管２を、
さらに内周部に緊急検体用サンプル容器３を同心
円状に順次、配列して、それぞれが多数保持され
ている。なお、サンプル容器１および３には測定
すべき生体から採取された検体（血清、尿等）が
所要量収容されており、また希釈管２には検体を
所定倍率にて希釈した希釈検体がそれぞれ収容さ
れる。ターレツト状のサンプルテーブル４、反応
テーブル６、第一試薬テーブル７、第二試薬テー
ブル８はそれぞれ駆動装置４１，６１，７１およ
び８１を用いて所定のシーケンスにしたがい正逆
回転自在に制御されている。

サンプルテーブル４が駆動装置４１により回転
駆動され、所定のサンプル容器１が所定のサンプ
ル吸引位置ａまでに到来すると、該サンプル容器
１内の検体はサンプリングピペツト装置９の一端
のピペツトノズル１０５を介して所要量吸引され
た後、サンプル吐出位置ｂにて対応する反応管５
内に分注される。また、所定のサンプル容器３内
の検体が用いられるさいには、サンプルテーブル
４が回転されて第３図にしめすごとく、所定のサ
ンプル吸引位置a′まで移送されるとサンプリング
ピペツト装置９の保持具１０４が移動して一端に
あるピペツトノズル１０５がサンプル容器３内の
検体を所要量吸引した後、第１図にしめしたサン
プル吐出位置ｂにて対応する反応管５内に分注さ
れる。

さらに、サンプル容器１またはサンプル容器３
内の検体を所要倍率にて希釈した希釈検体を希釈
管２内に収容する場合には、前記と同様にサンプ
リングピペツト装置の保持具１０４が移動して、
一端にあるピペツトノズル１０５がサンプル容器
１内またはサンプル容器３内の検体を吸引した
後、希釈検体として希釈管２内に注入される。

なお、希釈検体が希釈管２内から対応する反応
管５内に分注される場合も上記の動作に準じてサ
ンプリングピペツト装置９の一端にあるピペツト
ノズル１０５を介して分注される。

次いで、第一試薬テーブル７および第二試薬テ
ーブル８には、反応に用いる複数の第一試薬ボト
ル１０および第二試薬ボトル１２がそれぞれ載置
されており、最初の検体の分注された反応管５が
第一試薬吐出位置ｆに来ると第一試薬テーブル７
が、測定項目に応じた第一試薬ボトル１０を第一
試薬吸引位置ｄまで回転移送し、前記第一試薬ボ
トル１０内より第一試薬ピペツト装置１１を介し
て第一試薬がピペツトノズル３９に所要量吸引さ
れ、第一試薬ピペツトが第一試薬吐出位置ｆに移
送され反応管５内へ所要量分注される。次に、反
応テーブル６が２ピツチ送られると第一試薬ピペ
ツトノズル３９に近接して並設された撹拌ノズル
４１へ撹拌ポンプ（図示せず）により空気が送ら
れ、反応管５内の反応液が撹拌される。さらに前
記反応管５は所要ピツチをもつて移送され、第二
試薬吐出位置ｇに来ると第二試薬テーブル８が測
定項目に応じた試薬ボトル１２を第二試薬吸引位
置ｅまで回転移送し、第二試薬ボトル１２内より
第二試薬ピペツト装置１３を介して第二試薬がピ
ペツトノズル４０に所要量吸引され、第二試薬ピ
ペツトが第二試薬吐出位置ｇに移送され反応管５
内へ所要量分注される。引続き、反応テーブル６
が２ピツチ送られると第二試薬ピペツトに並設さ
れた撹拌ノズル４２へ撹拌ポンプ（図示せず）に
より空気が送られ反応管５内の反応液が撹拌され
る。反応テーブル６における第一試薬および第二
試薬をもちいた反応液の撹拌位置はそれぞれｈ，
ｉにてしめされる。

上記における反応液の撹拌は、それぞれ、空気
の送入により、気泡を発生させその移動によつて
充分に行われ、反応を均一にしかつ促進するため
に行うものであり、反応管５自身が装置外に移行
されることなく、反応テーブル６上において撹拌
を行うことができる。

光学測定装置１４は多波長光度計をもちいてお
り、第１図および第２図にしめすごとく、光源ラ
ンプ１４１からの光は集光レンズ１４２を通過
し、前記反応テーブル６の導光孔６３に入光し反
応管５の反応液を透過した測定光を反射鏡１４３
によつてスリツト１４４を経て凹面回折格子１４
５で分光し複数個の受光素子１４６にて各波長の
電流変化を増幅器・AD変換器を経てマイクロコ
ンピユーターにて濃度計算するように構成されて
いる。

光学測定にさいしては反応テーブル６が１回転
より１ピツチ少く回転するごとに全反応管の各項
目毎の測定波長における吸光度測定を行う。従つ
て、第二試薬撹拌後反応管洗浄装置１９の最初の
ノズル位置Ｊ迄の各ステツプ毎の吸光度測定が行
えて反応のタイムコースを得ることができ、各測
定項目に応じた最適測定点での測定が行える。こ
の比色測定が終了すると反応管５は最初の反応管
洗浄位置Ｊに到達し反応管洗浄装置１９により洗
浄され再び使用される。

上記にのべたごとく、光学測定装置１４はそれ
ぞれ異なる波長に変換する多数のフイルタを用い
ていないため、光路設定のための装置ならびに動
作が省略できるのみならず、それぞれのフイルタ
の光量の差異を電気的に補正する回路をも省略で
きるので、測定を迅速にすることができるととも
に構造を簡易にすることができる。

第３図は、サンプリングピペツト装置９の詳細
説明図である。サンプリングピペツト装置９は、
ピペツトノズル１０５をそれぞれ両端に保持する
保持具１０４と保持具１０４の上下駆動装置１０
１、回転駆動装置１０２および伸縮駆動装置１０
３によつて構成されており、ピペツトノズル１０
５は保持具１０４の両端において回転軸１０６の
対称の位置に配設されており、サンプル容器１，
３および希釈管２からの検体および希釈検体の反
応管５への移送にさいしては、これらのサンプル
を第１図にしめすサンプリングポンプ２１にて吸
引計量するとともに前記の上下駆動装置１０１、
回転駆動装置１０２および伸縮駆動装置１０３を
もちいて移送を行い、反応管５への注入が終了す
ると電磁弁１０７によつて流路を変更し、他端の
ピペツトノズル１０５はサンプリングポンプ２１
の押し出し水の残量によつて洗浄が行われる。か
くして、サンプリング操作におけるサンプリング
速度を著しく増大させることができる。

第４図は第一試薬ピペツト装置１１および第二
試薬ピペツト装置１３の詳細説明図であり、共通
した構成の部品については同一の符号をもちいて
説明する。

第一試薬ピペツト装置１１および第二試薬ピペ
ツト装置１３は、ピペツトノズル３９，４０をそ
れぞれ両端に保持する保持具２０５と保持具２０
５の上下駆動装置２０１および回転駆動装置２０
２によつて構成されており、また、ピペツトノズ
ル３９，４０は保持具２０５の両端において回転
軸２０５の対称の位置に配設されており、さら
に、撹拌ノズル４１，４２を設けていることは前
記のとおりである。測定項目に対応する第一試薬
ボトル１０、第二試薬ボトル１２からの第一試薬
および第二試薬の反応管５への移送にさいして
は、これらの試薬を第１図にしめす第一試薬ポン
プ２２、第二試薬ポンプ２３にて吸引計量すると
ともに前記の上下駆動装置２０１および回転駆動
装置２０２をもちいて移送を行い、反応管５への
注入が終了すると電磁弁２０３によつて流路が変
更し、他端のピペツトノズル３９，４０は第一試
薬ポンプ２２、第二試薬２３の押し出し水の残量
によつて洗浄が行われる。かくして、試薬分注操
作における試薬分注速度を著しく増大させること
ができる。なお、第一試薬および第二試薬の計量
は、第一試薬ポンプ２２、第二試薬ポンプ２３内
のマイクロシリンジ（図示せず）に水を満たして
おき、空気を介して試薬と水とを隔離した状態に
て吸引計量を行う。また、図示はしないがピペツ
トノズル３９，４０には、液面センサーが付属し
ており上下動のストークを変えてピペツトノズル
３９，４０の外側が必要以上試薬にぬれない様に
なつている。

上記にのべたごとく、サンプリングピペツト装
置９、第一試薬ピペツト装置１１および第二試薬
ピペツト装置１３にはそれぞれの両端にピペツト
ノズルを設けており、一端のピペツトノズルにて
吸引計量して吐出するとともに、ほぼ同時に他端
のピペツトノズルでは洗浄が行われるので、サン
プリングや試薬分注のための動作を著しく迅速に
することができる。

自動分析装置Ｘをもちいて生化学分析を行う場
合には、第二試薬テーブル８を第一試薬および第
三試薬用として使用することも可能である。この
場合反応テーブル６は、サンプル分注後所要ステ
ツプ回転し第二試薬吐出位置ｇにおいて第二試薬
テーブル８内の第一試薬を分注後再び元の位置＋
１に戻る動作を繰り返す。第三試薬の場合も同様
に反応テーブル６の正逆回転により分注可能とな
る。

次いで、自動分析装置Ｘをもちいて電解質分析
を行う場合についてのべる。反応テーブル６の近
傍にしかもサンプリングピペツト装置９の移動経
路の位置ｃに電解質用サンプリングポツトを設け
ている。

電解質分析は、生化学分析と並行して行うこと
ができ、反応管５へ分注する検体を電解質用サン
プリングポツト位置ｃへ吐出することにより電極
測定装置１８で自動測定されデータはマイクロコ
ンピユータ３４に送られ生化学分析の結果と共に
印字される。

また、自動分析装置Ｘを用いて血中薬物濃度測
定等を行う場合についてのべる。反応テーブル６
の近傍には蛍光分析装置１５が設けられている。
このさいの動作は、生化学分析とほぼ同様である
が蛍光測定は、反応テーブル６が回転中は行えな
いために、回転を停止させて蛍光測定を行う。従
つて反応タイムコースの表示等は行えないが高感
度は微量濃度測定が行える。

蛍光分析装置１５は、主として血中薬物濃度の
精密測定に用いられるもので光源より励起光用干
渉フイルター（例えば485nｍ）を通過した光を
反応管５に当て薬物濃度に比例した蛍光を干渉フ
イルター（例えば525nｍ）を通して受光素子に
当て増幅器・AD変換器にてデイジタル変換しマ
イクロコンピユーターにて濃度計算を行つてい
る。

第１図において１９は反応管洗浄装置をしめ
し、反応テーブル６の近傍においてサンプリング
ピペツト装置９とビーズ洗浄／廃棄装置１７との
間に配設されており、測定動作を終了した反応テ
ーブル６に載置した反応管５が洗浄位置Ｊに到達
すると洗浄液をもちいて洗浄ポンプ装置２４によ
り反応管５へ吐出、吸引して洗浄するとともに廃
液を系外に排出している。洗浄動作は８段洗浄を
行うようにしており、２段目にアルカリ洗剤、４
段目に酸性洗剤、他のラインには純水がそれぞれ
注入され、十分な洗浄が行われる。

さらに、自動分析装置Ｘをもちいてビーズ固相
による酵素免疫測定（EIA）を行う場合について
のべる。第１図において、１６はビーズテーブ
ル、１７はビーズ洗浄／廃棄装置をそれぞれしめ
し、反応テーブル６の近傍において蛍光分析装置
１５の両側にそれぞれが配設されている。第７図
はビーズ固相EIA測定装置の詳細説明図である。
第１図および第７図において、ビーズテーブル１
６は、ビーズ固相EIAを行う時使用するものであ
り、ビーズテーブル１６には測定項目に対応する
EIA用ビーズ４０４が収納された複数のビーズス
トツカー２５を保持しており、回転駆動装置４０
３によりビーズテーブル１６を回転させ測定項目
に対応したビーズストツカー２５をビーズ落下位
置Ｋまで回転移送する。ビーズストツカー２５に
は、ビーズ４０４を１個づつ落下させるためのレ
バー４０５が付設されており電磁ソレノイド４０
６により反応管５内へ測定項目に応じたビーズ４
０４を１個づつ落下させることができる。ビーズ
洗浄／廃棄装置１７は、ビーズ固相EIAを行う時
使用するもので、図示を省略した上下駆動装置
と、回転駆動装置とビーズ洗浄ノズルとビーズ吸
引ノズルで構成され、分析ステツプの途中でのビ
ーズの洗浄及び測定終了済みのビーズの廃棄を行
う。

第５図および第６図はビーズ固相EIA測定にも
ちいる光学測定装置をしめしている。

さらに、ビーズ固相EIA測定における動作につ
いて説明する。

ビーズが挿入された反応管５は、反応テーブル
６の回転により、サンプル分注位置ｂに回転移送
され、サンプリングピペツト装置９によりサンプ
ルが分注される。所要時間経過後第一試薬が第一
試薬ピペツト装置１１にて分注され、２ステツプ
を経過して撹拌される。所要時間経過後、該反応
管５はビーズ洗浄／廃棄装置１７の洗浄／廃棄位
置迄移送され反応管内に洗浄液を吐出し吸引して
ビーズ洗浄を行う。次に反応管５は第二試薬吐出
位置迄回転し第二試薬ピペツト装置１３にて第二
試薬が分注される。所要時間経過後該反応管５は
再びビーズ洗浄／廃棄装置７にて洗浄される。次
に第二試薬テーブル８上の第三試薬が同様に分注
され所要時間経過後、光学測定装置１４にて測定
される。測定の終つた反応管５は、ビーズ洗浄／
廃棄装置１７の廃棄ノズルにより、使用済みビー
ズが吸引されて廃棄され、さらに、使用済み反応
管５は反応管洗浄装置１９によつて洗浄され再び
使用に供せられる。

第５図および第６図はビーズ固相EIA測定にも
ちいる光学測定装置１４をしめす。光学測定装置
１４には、光路選択装置３０８が付設されてお
り、通常の生化学分析用とビーズ固相EIA用の両
方の測定が可能である。光路選択装置３０８は、
光束修正レンズ３０６と４枚の全反射ミラー３０
７と上下駆動装置３０９よりなり、通常の測定は
下方に位置されており、光源ランプ１４１よりの
光は集光レンズ１４２を通過し、測定すべき液の
入つた反応管５を通り多波長光度計Ｙにより行わ
れる。ビーズ固相EIA用測定は上下駆動装置３０
９をもちいて、ビーズ４０４の上方を光束が通る
ように光路選択装置３０８が上方に位置され、ビ
ーズをさけて光学測定が行われる。該光路選択装
置３０８は、通常の測定においては少ない反応液
量で測定でき、且つビーズ固相EIA用の測定でも
同一の多波長光度計により測定できるという利点
がある。

次いで、実施例にのべた所定のシーケンスにし
たがい、前記の諸動作は制御装置をもちいて行わ
れる。

第１図において自動分析装置Ｘの制御装置は、
電源部３２とマイクロコンピユーター３３と操作
パネル３４と、データ処理のためのパーソナルコ
ンピユーター４２によつて構成されている。ま
た、該パーソナルコンピユーター４２は、CPU
及びキーボード３５とCRTデイスプレイ装置３
６と磁気デイスク記憶装置３７と、測定結果の印
字のためのプリンター３８によつて構成されてい
る。磁気デイスク記憶装置３７には臨床検査用測
定依頼項目などの所要データが記憶されている。

温度制御装置３１は、反応管５の反応温度を一
定に保つために使用され、また第一及び第二試薬
テーブル７，８は、試薬の劣化を防ぐため冷風に
より約10℃に保たれるように温度制御されてい
る。

尚、この出願の発明の実施態様は上述実施例に
限るものではないことは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の自動分析装置によ
れば、サンプル容器列と反応管列とが上下段に離
隔して配置されるので、次のような効果を有す
る。

(1) 試薬分注や反応管の洗浄時に、試薬や洗浄水
がぼた落ち等で飛散してサンプル容器に混入す
ることを防止でき、分析精度が低下することが
ない。

(2) サンプル容器の交換の際に、反応管と接触し
てトラブルが発生することがない。

(3) サンプル容器と反応管とを個別に温度コント
ロールし易くなり、温度コントロールの精度管
理を容易とすることができる。

(4) ランダムアクセスによる自動化学分析が行い
易い。

また、上記上下段配置により、反応テーブルの
下方には、反応管だけが垂下された状態となるの
で、反応管内の反応液を直接比色測定するための
光路を確保することが容易となり、従来のように
ロータリトレイの外側にフローセルタイプの光度
計を設けて間接的に測定する必要がなくなり、装
置の小型化、その構成の簡素化および低コスト化
が可能となる。

さらに、反応管内の光路が上下に切り換え可能
となるので、径、長さの異なる各種反応容器の測
光に対応でき、ビーズ固相によるEIA用のビーズ
が反応管に入つた状態で、ビーズをさけて生化学
分析用の光学測定装置を用いてビーズ固相による
EIAを行うことができる。

さらにまた、サンプル容器列と反応管列が上下
段に離隔された正逆回転可能な別個のテーブルに
保持されているので、それぞれの容器または管を
所要位置へアクセスする際の時間を大幅に短縮
し、ランダムアクセスにも有効に対処できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る自動分析装置
の平面図、第２図は同装置の第１図の断面図、第
３図は同装置のサンプリングピペツト装置の概略
説明図、第４図は同装置の第一および第二試薬ピ
ペツト装置の概略説明図、第５図および第６図は
同装置の光学測定装置の説明図、第７図は同装置
のビーズテーブルの説明図である。 Ｘ……自動分析装置、１……一般検体用サンプ
ル容器、２……希釈管、３……緊急検体用サンプ
ル容器、４……サンプルテーブル、５……反応
管、６……反応テーブル、７……第一試薬テーブ
ル、８……第二試薬テーブル、９……サンプリン
グピペツト装置、１０……第一試薬ボトル、１１
……第一試薬ピペツト装置、１２……第二試薬ボ
トル、１３……第二試薬ピペツト装置、１４……
光学測定装置、１５……蛍光検出装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の反応管を外周に沿つて垂下保持した正
   逆回転可能な円板状の反応テーブルと、この反応
   テーブルより適宜小径の円板状になしてその上方
   へ同軸状に配置され、複数のサンプル容器を外周
   に沿つて保持した正逆回転可能なサンプルテーブ
   ルと、前記複数の反応管の移送路を横切る光路を
   有し、反応管内の反応液を比色測定する光学測定
   装置と、この光学測定装置の光路に対して上下動
   可能に設けられ、反応管内の光路を適宜上方へ変
   更可能とする光路選択装置とを備えることを特徴
   とする自動分析装置。