JPH06103311B2

JPH06103311B2 - 多項目自動分析装置

Info

Publication number: JPH06103311B2
Application number: JP60184281A
Authority: JP
Inventors: 寿幸佐草
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-08-23
Filing date: 1985-08-23
Publication date: 1994-12-14
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPS6244663A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、多項目自動分析装置に係り、特に、反応容器
の列を光度計の光路を横切つて回動して、生化学検査や
免疫検査に使用するに好適な多項目自動分析装置に関す
る。

〔発明の背景〕デイスクリート方式の１ライン多項目自動分析装置で
は、１つの反応ライン上の一連の反応容器に複数項目を
反応させるための試薬を各分析項目に応じて順次加え
る。

１ライン多項目自動分析装置の例としては、例えば、特
公昭59−22905が知られているが、この装置は、反応ラ
インの近傍に試薬分注機構を２系統設けて最初の試薬分
注機構で反応容器に分析項目に応じた第１試薬を加え、
次の試薬分注機構で反応容器に分析項目に応じた第２試
薬を加えるものである。

この従来技術は、それまでの１試薬につき１つの分注器
を必要としていたものを２つだけの分注機構に減少さ
せ、大幅な機構の簡略化と分析装置の小形化を達成させ
た点で有効であつた。しかし、最近、さらに分析装置の
小形化および操作性の向上が要望されるようになつてき
た。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、１液法の試薬添加が必要な測定項目と
３液法以上の試薬添加が必要な測定項目とが、同じ反応
容器移動経路上に混在されていても、その移動経路上の
反応容器への周期的な試料採取操作に混乱を与えずに、
それらの項目に必要な試薬を単一の試薬分注装置によっ
て供給できるようにした多項目自動分析装置を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

本発明は、複数の反応容器が配列されており反応容器に
試料を受け入れるための停止と複数容器相当の回動を周
期的に繰り返す反応テーブルを備え、反応テーブル上の
反応容器内で測定項目に応じた試料と試薬の反応を行わ
せて反応液を測光する多項目分析装置において、各測定
項目に関する試薬情報（使用試薬数や試薬液量）を制御
部に入力し得る入力部と、試料の受け入れ停止間隔の間
に、試料の受け入れを伴わない中途停止が複数回行われ
るように上記反応テーブルを動作せしめる反応テーブル
駆動部と、試料受入れ停止時に、所定の試薬添加位置に
停止した反応容器に該当測定項目用の第１試薬を分注す
ると共に、それらの中途停止時に、所定の位置に停止す
る反応容器に対し該当測定項目の試薬情報に基づいて試
薬の分注又は非分注の選択的動作をする単一の試薬分注
装置とを、備えたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

本発明の望ましい実施例では、所定数の透光性反応キユ
ベツトを架設したターンテーブル方式の反応テーブルを
１回転と１容器分（１反応キユベツト分）ずつ回転移動
せしめるが、この１回転と１ピツチの回転途中において
複数回（通常２〜３回）の停止期間を設けたいわゆる分
割回転を行なわしめる。該各停止期に定められた１点の
試薬吐出位置にそのサイクルにおいて第１試薬、第２試
薬さらには第３試薬などが添加されるべき反応キユベツ
トが停止するように制御せしめる。これと同期して各測
定項目毎に複数（通常第３試薬まで）の試薬が予め定め
られた位置に積載されている試薬架設テーブルを必要な
試薬が定められた吸入位置に停止するように制御回転
し、これらに同期して該吸入位置と前記吐出位置間を移
動するピペツテイングプローブを有する単一系統の試薬
分注機構を動作せしめる。かつ該反応テーブルの毎サイ
クル毎の分割回転時に必要の全ての反応キユベツトの吸
光度を１サイクル間隔で測定する。

第２図に本発明に基づく自動分析装置の一実施例の全体
の外観図を示す。第１図には同実施例の主要部の原理図
を示す。本装置では、所定数（本例では40ケ）の透光性
の角形硝子製反応容器６が回転式の反応テーブル５に保
持されている。所定数（本例では最大48ケまで）の試薬
容器３が回転式の試薬テーブル２に２列に配置されてい
る。所定数の被測定試料（本例では40ケ）の標準試料
（本例では20ケ）とコントロール用試料（本例では10
ケ）の容器11が回転式のサンプルテーブル10に設置され
る。サンプルテーブル10の定位置のサンプル容器から入
力検体情報に基づく所定量の各試料液を試料用可動アー
ムに保持されたノズル内に吸入して反応テーブル５の定
位置の反応容器６に該試料を吐出する試料サンプリング
機構８とマイクロシリンジ機構15がある。単一の試薬ピ
ペツテイング機構４とシリンジ機構17は、入力検体情報
に基づいて回転しその停止位置が制御される試薬テーブ
ル２上の試薬吸入位置（必ずしも一定点である必要はな
く機構４の描く同心円上の複数点であり、本例では内円
と外円の２ケ所、試薬数を増設する場合は３重円〜４重
円の試薬テーブルを使用することもある）の試薬瓶中か
ら可動アームに保持された試薬用ノズル内に入力情報に
基づく所定量の試薬を吸入して反応テーブル上の試薬吐
出位置にある反応容器中に添加する。反応ラインの途中
に撹拌機構９がある。この他に反応テーブル５の回転時
に光軸を横切る各反応容器６の吸光度を入力情報に基づ
く所定の波長（１波長あるいは２波長の差）で測定する
高速多波長光度計13、測定終了後の反応容器を洗浄する
洗浄用ノズル機構12と洗浄用給排水ポンプ機構16、サン
プリング用シリンジ機構15、LOGアンプ18、A/Dコンバー
タ19、各機構部の動作制御及びデータ処理用コンピユー
ター１、出力用プリンター21、入出力表示用CRT20、入
出力用キーボード23、プログラム及びデータメモリー用
フロツピーデイスク機構22、反応テーブル上の各反応容
器を一定温度に保持するための循環形恒温水槽14、コン
ピユーター１と各機構系を接続するインターフエイス2
4、脱イオン水供給機構25、排水用真空ポンプ26などよ
り構成される。

本装置による測定の開始にあたつては、先ずオペレータ
ーは必要に応じてコントロール用試料と標準試料と被測
定試料をサンプルテーブル10の内円（最大10ケ）と中円
（最大20ケ）と外円（最大40ケ）にセツトし、各試料液
毎に測定する項目（本例では最大24項目まで）すなわち
試料液毎の項目選択情報を入力する。また試薬テーブル
２には24項目の測定に必要な全ての試薬（本例では48種
まで）をセツトする。さらに各測定項目毎の測定条件を
入力する。

入力され得る測定条件の例を、表1,表2,表３に示す。

表１〜３に示すように、測定条件は、試料の吸光度演算
条件（表中のASSAY CODE）、試料の採取量（表中のSAMP
LE VOLUME）、第1,第２及び第３試薬の分注条件（RI VO
L.,R2 VOL.,R VOL.）、測定波長（WAVELENGTH1,2）、標
準液の濃度（RGT.BLK.CONC,STD.CONC）、Ｋフアクタ（F
ACTOR）、使用するコントロール液の種別（CONTROL ID.
NO.）等がキーボード23から入力され、入出力表示用CRT
20の画面に表示される。

試薬の分注条件としては、表１〜表３のような各試薬の
分注量の他に、各々の試薬がセツトされている試薬テー
ブル上のポジシヨン（本例では１〜48の整数で表わされ
る）を入力する必要がある。測定項目によつて、入力例
表１のように第１試薬のみを用いる１液法、表２のよう
に第１試薬と第２試薬を用いる２液法、表３のように第
1,第2,第３試薬の全部を用いる３液法が可能である。ま
た入力例は示さないが、第１試薬と第３試薬を用いる２
液法（R2＝０）も可能である。すなわち、第１試薬は全
ての測定項目において使用されるが、第2,第３試薬は必
要に応じて分注量がゼロ入力になり、この場合後述の試
薬分注機構は分注動作を行なわない。

以上の準備が終了したら、オペレーターは装置をスター
トさせる。装置がスタートすると反応テーブル５とサン
プルテーブル10が回転し、最初に測定されるべき試料液
（標準、コントロールあるいは被検試料）と最初に使用
される清浄な反応容器が各々のテーブルの所定位置に位
置付けられる。この状態で試料ピペツテイング機構８と
マイクロシリンジ機構15によつて該試料の最初に測定さ
れるべき測定項目に適応する量（表１〜３のSAMPLE VO
L.）が反応容器中に採取される。

次いで反応テーブル５が反時計方向に後述する所定の回
転動作を行なうが、最終的には１回転＋１ピツチ（１反
応容器分）分回転した位置で停止して、次のサイクルの
動作に移行する。すなわち各動作サイクル（本例では１
サイクルは20秒、換言すれば180テスト／時間）の開始
時毎に反応テーブルは１ピツチずつ反時計方向に進行し
た位置で停止し、次の試料液（項目選択情報に基づいて
前サイクルと同一の試料の場合と次の試料に変る場合が
ある）が左隣の反応容器に採取される。また反応テーブ
ルの回転時には光軸を通過する全ての反応容器の吸光度
が測定される。換言すれば各サイクル毎に40個の全ての
反応容器の吸光度が、入力情報に基づく各波長によつ
て、測定される。

さらに本発明を達成するためには、上述の各サイクルに
おける反応テーブルの回転動作を工夫する必要がある。
すなわち反応テーブルが前述のように反時計方向に１回
転と１ピツチ進行する間に、適当なタイミングと適当な
位置で３回の停止時を設けて、試薬ピペツテイング機構
４とシリンジ機構17、撹拌機構９を連動させて各反応容
器に必要なしたがつて各測定項目に必要な第1,第2,第３
試薬を添加混合しなければならない。もちろん３回の停
止時の内の１回は前述の各サイクルの開始時すなわち試
料の採取時と共通にすることが可能である。

すなわち前述した最初に使用されるべき単一の反応容器
に注目すれば、第１サイクル目の第１停止時（前述の各
サイクルの開始時に相当する）に特定反応容器が第１図
中のＡの位置に停止し、前述の最初の試料の最初の項目
に対応する試料量が特定反応容器中に分取される。第２
サイクルの第１停止時には特定反応容器が１ピツチ分反
時計方向に進行した定位置Ｂに停止し、同時に該測定項
目に対応する第１試薬が試薬テーブル２の吸入位置（図
中のＣの位置）に停止するように制御される。この状態
で試薬ピペツテイング機構４とシリンジ機構17が動作し
て、第１試薬の一定量（入力値、表１〜３のR1 VOL.）
が特定反応容器中に添加される。第３サイクル目の第１
停止時には特定反応容器の収容液が撹拌機構９によつて
撹拌される。第１試薬添加から約３分後すなわち12サイ
クル目の第３停止時には特定反応容器が再び定位置Ｂに
停止し、同時に試薬テーブル２は最初の測定項目の第２
試薬が定位置Ｃに停止するように制御される。この状態
で上述の試薬ピペツテイング機構４とシリンジ機構17が
動作し必要量の第２試薬（入力値、R2 VOL.）が添加さ
れる。13サイクル目の第３停止時は該反応容器が撹拌さ
れる。

さらに約３分後すなわち22サイクル目の第２停止時には
特定反応容器は三たび定位置Ｂに停止し、同時にこの反
応に必要な第３試薬が試薬テーブル２上の定位置Ｃに停
止され、前述のように第３試薬の必要量（入力値、R3 V
OL.）が添加される。23サイクル目の第２停止時には該
容器が撹拌される。

すなわち最初の１ケの反応容器について見れば１サイク
ル目で試料液が採取され、20秒後の２サイクル目で第２
試薬が、６分45秒の12のサイクル目で第２試薬が、６分
45秒の22サイクル目で第３試薬が添加されて所定の反応
が進行する。各サイクル毎に該反応容器は多波長光度計
の光軸を通過し、入力情報に従つて適当な波長で吸光度
（あるいは２波長の吸光度差）が測定され記憶される。
最終的には32サイクル目（第１試薬添加後９分40秒）ま
で測定が実施されると、33〜36サイクル目の第１停止時
には特定反応容器は洗浄機構下第１図のＤの位置に停止
し、洗浄される。洗浄された該容器は41サイクル目の第
１停止時には前述のＡの位置に停止し、41番目の測定項
目（必ずしも41番の試料の測定項目ではない）に対応す
る試料液が採取される。

実際には１サイクル毎の遅れをもつて右回りに隣接した
２番目,3番目……40番目の反応容器に同様な試料の採
取、対応する第１〜第３試薬の添加と撹拌、30サイクル
に亙る吸光測定がなされるわけで、本装置は全反応時間
９分45秒でかつ20秒間隔で任意の測定項目の処理（180
テスト／時間）ができる全自動装置である。

なお、前述した各測定項目に対し入力された試薬分注条
件（表１〜３）において第２試薬（R2）、第３試薬（R
3）の入力値が０の場合、これらの項目に対応する反応
容器が定位置Ｂに停止しても、ゼロ入力情報に基づき試
薬ピペッティング機構４が動作しないようにコンピュー
タ１によって制御されるため第２あるいは第３試薬が添
加されないで１液法（R1≠0,R2＝0,R3＝０）、２液法
（R1≠0,R2≠0,R3＝０）になる。

さらに、第２試薬が添加されず第３試薬が添加される
（R1≠0,R2＝0,R3≠０）添加時間の異なる２液法が可能
である。

より詳細に理解するために、反応テーブル５を中心とす
る動作を第３図に示した。すなわち第３図は前述の如く
装置がスタートしてからｎ＋１サイクル目からｎ＋４サ
イクル目の動作を説明している。図の（Ａ−１）はｎ＋
１サイクル目の第１停止時の状態を示している。この時
サンプルテーブル上のｍ番目の試料液（１試料液につい
て複数項目を任意に測定するため通常ｍ＜ｎの関係にな
つている）からｎ＋１番目の測定項目に対応する試料液
Sn₊₁がピペツテイングされ、分取位置の反応容器（ｎ＋
１）に採取される。同時に前のサイクルで試料Snが採取
された反時計方向の隣の反応容器（ｎ）には対応する第
１試薬Ｒ_１・ｎが添加され、前々サイクルで第１試薬Ｒ
_{１・ｎ−１}が添加されたもう１つの隣の容器（ｎ−１）
は撹拌される。また30サイクル以上前に使用に供された
反応容器すなわち30サイクル（９分40秒）間に亙る所定
の反応と測定が終了した容器（ｎ−30）〜（ｎ−33）の
４個の反応容器は前述のように洗浄機構下にあり、次回
の使用に備えて洗浄されている。すなわち洗浄機構（第
１図の12,16）の機能は隣接した４ケの反応容器の残存
液体を吸引排出した後適量の脱イオン水の充填と排出を
繰して使用済みの反応容器を洗浄するものである。

この第１停止時間は４秒であり、この間に上記の試料液
の採取、第１試薬の添加、撹拌、使用済み容器の洗浄が
同時並列的に実行される。

第１停止時間が終了すると次いで反応テーブルは６秒間
で反時計方向に（光軸を通過する20個の反応容器の吸光
度を各々に適した波長で測定しながら）半回転して図の
（Ａ−２）に示す第２停止時の状態で２秒間停止する。
この２秒の第２停止時に20サイクル前に第１試薬が、10
サイクル前に必要に応じて（R2≠０）第２試薬が既に添
加され、所定の反応が進行中の反応容器（ｎ−20）に必
要に応じて（R3≠０）第３試薬が添加される。同時に前
サイクルで第３試薬の添加された反応容器（ｎ−21）が
撹拌される。

この第２停止時間が終了すると反応テーブルは３秒間で
光軸を通過する10個の反応容器を分析項目に応じた適当
な波長で測定しながら反時計方向に1/4回転し、図の
（Ａ−３）に示す第３停止時の状態で２秒間停止する。
この第３停止時の２秒間に10サイクル前に既に第１試薬
が添加され所定の反応が進行中の反応容器（ｎ−10）に
必要に応じて（R2≠０）第２試薬が添加される。同時に
前サイクルで第２試薬が添加された反応容器（ｎ−11）
が撹拌される。

この第３停止時が終了すると反応テーブルは３秒で残り
の10ケの反応容器を各分析項目に適した波長で測定しな
がら反時計方向に1/4回転して、このｎ＋１サイクル目
の全工程を終了する。

この状態が図の（Ｂ−１）で示され、次のサイクルすな
わちｎ＋２サイクル目の第１停止時（４秒間）である。
この時、ｎ＋２番目の測定項目に対応する試料液が反応
容器（ｎ＋２）に採取され、前サイクルで試料が採取さ
れた反応容器（ｎ＋１）に第１試薬が添加され、反応容
器（ｎ）は撹拌され、反応容器（ｎ−29）〜（ｎ−32）
は洗浄される。図の（Ｃ−１），（Ｄ−１）は同じくｎ
＋３サイクル目及びｎ＋４サイクル目の第１停止時の状
態を表示している。すなわちこのような動作の連続によ
つて180テスト／時間の処理速度で各試料液毎に最大20
項目まで任意の測定が可能であり、かつ20項目の測定は
１液法、２種類の２液法、３液法など従来にない汎用性
の高い自動分析装置が構成される。

また、試薬ピペツテイング機構４のノズルの内外は、１
つの試薬の吸入、吐出を終了する毎に試薬テーブル２の
中心部に設けられた洗浄槽30においてその内外を脱イオ
ン水で洗浄することによつて各試薬間のコンタミネーシ
ヨンを防止する機能をする。また試料ピペツテイング機
構４のノイズや撹拌機構９の撹拌棒も同様に水洗され
る。

一例として表１〜３に示した測定条件に従つて総蛋白
（TP）の１液法、グルタメート・オキザロアセテート・
トランスアミナーゼ（GOT）の２液法、ビリルビン（BI
L）の３液法を本装置で実測した。TPはビユーレツト反
応に基づく１液エンドポイント法、GOTは紫外部（NAD
H）吸収に基づく２液レートアツセイ法、BILはジエンド
ラシツク・クレグフオン法に基づく３液エンドポイント
法である。また試料は正常人プール血清である。各30検
体のランダム測定による再現性の結果を表４に示した
が、本実施例装置が従来の連続測定方式の機種に比較し
ても充分な精密度を有することを示している。

また上記実施例では最大３液法まで可能であるが、試薬
テーブル上に架設できる試薬数を増し、反応テーブルの
１サイクル間の停止時を４回（例えば1/4回転する毎に
停止時を設定し、これと試薬分注機構及び試薬テーブル
の回転及び停止位置及び撹拌機構を適宜制御することに
よつて１液法、添加時間の異なる３種類の２液法と２種
類の３液法及び４液法が可能な自動分析装置が達成でき
る。もちろん同様に５液法や６液法の試薬も可能である
が、現実の要求は少ない。

上述の実施例による自動分析装置は、単一の試薬ピペツ
テイング機構と単一の試薬架設テーブルと単一の反応テ
ーブルと単一の試料ピペツテイング機構と試料テーブル
が主要部分を構成する非常に単純な装置であるにもかか
わらず、１液法から多液法（通常３又は４液法まで）の
測定系に自在に対応でき、しかも添加時間の異なる２液
〜４液法が可能であるなど従来にない汎用性を有する。
その反面で装置全体の信頼性を左右する試薬分注系が単
一であることは、保守点検が容易となり装置の信頼性を
著しく高めるのみならず、装置の価格を著しく低減し得
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、分析測定を実行するために１液法の試
薬添加で済む測定項目と３液法以上の試薬添加が必要な
測定項目とが、同じ反応容器移動経路上に混在されてい
ても、反応テーブル上の反応容器への試料採取操作が混
乱なく周期的に行われる。しかも、１液法の試薬添加も
３液法の試薬添加も単一の試薬分注装置によって実行す
ることができ、２液法における第２試薬の添加時期を変
更することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の機能説明図、第２図は第１
図の実施例の全体外観図、第３図は反応テーブルの動作
を説明するための図である。２……試薬テーブル、３……試薬容器、４……試薬ピペ
ツテイング機構、５……反応テーブル、６……反応容
器、10……サンプルテーブル、13……光度計、20……CR
T、23……キーボード。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の反応容器が配列されており反応容器
に試料を受け入れるための停止と複数容器相当の回動を
周期的に繰り返す反応テーブルを備え、上記反応テーブ
ル上の反応容器内で測定項目に応じた試料と試薬の反応
を行わせて反応液を測光する多項目分析装置において、
各測定項目に関する試薬情報を制御部に入力し得る入力
部と、所定の試薬添加位置に停止する反応容器に所望の
試薬を分注する単一の試薬分注装置とを備えており、上
記制御部は、上記反応テーブル上の反応容器に対する先
のサイクルの試料受入れ停止と次のサイクルの試料受入
れ停止までの間隔の間に、複数反応容器分の移送後であ
って試料受入れを伴わない中途停止が複数回もたらされ
るように上記反応テーブルの回転動作を制御するもので
あり、且つ、上記制御部は、上記反応テーブルの試料受
入れ停止時には上記所定の位置の反応容器に対し該当測
定項目用の第１試薬を分注するように上記試薬分注装置
の動作を制御すると共に、上記反応テーブルの上記中途
停止時には上記所定の位置の反応容器に対し該当測定項
目の試薬情報に基づいて２液以上の試薬が必要な測定項
目に関し第２又は第３試薬を分注するように上記試薬分
注装置の動作を制御するものであることを特徴とする多
項目自動分析装置。