JPH0619359B2 - 液体試料分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体試料中の成分を比色測定により分析する
ための装置に係り、主に尿について、その他、血液、体
液、一般溶液について利用できるものである。

〔背景技術〕

近年の健康管理に関する意識の高まりに伴い、医療機関
で尿中や血液中の各成分を定量分析する検査作業は年々
増大している。血液検査は自動化されているが、尿検査
は一般に試験紙を用いた手作業で行われ、尿を取り扱う
ため嫌われることが多く、また衛生上からも好ましくな
く、尿検査の完全自動化が望まれている。

尿検査を自動化した従来技術として、特公昭５３−３４
７５８、特開昭５２−１１１７７７、特公昭５３−３６
７４、特公昭５３−３６７５がある。

特公昭５３−３４７５８は、カートリッジから１枚ずつ
引き出された試験紙を搬送装置の搬送ヘッドで保持し、
搬送装置を歯車により往復揺動させ、これにより試験紙
を検体である尿を入れた容器に浸すとともに、容器から
引き上げられた試験紙の試薬部を比色測定ヘッドにより
比色測定するようにしている。

特開昭５２−１１１７７７は、試験紙を試薬部が所定間
隔で配置された連続状のフィルムとし、この試験紙を一
方向へ送りながら試薬部に検体である尿を供給するとと
もに、発色反応した試薬部を比色測定装置により比色測
定するようにしている。

特公昭５３−３６７４、特公昭５３−３６７５は、カー
トリッジから１枚ずつ引き出された試験紙をベルトに順
次送り込み、このベルトと対向して配置された他のベル
トで検体である尿を入れた試験管を送り、それぞれの試
験管から試験紙の試薬部に尿を供給し、発色反応した試
薬を比色測定ヘッドで比色測定するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上の従来技術においては、試薬部を単片、または連続
した試験紙に設け、この試験紙を送り移動させ、この送
り移動に伴って試薬部への尿の供給、発色した試薬部の
比色測定を行うようにしているため、装置が尿によって
汚れる問題の他、多数の検体を一度に処理できないとい
う問題があり、また、検査速度を高速化することは困難
で、検査作業に時間がかかり、検査効率の点でも問題が
あった。また、試験紙を送り移動させるための機構等が
必要となるため、装置全体が大掛かりで複雑なものとな
り、装置は大型、コスト高のものになってしまう。

従って、これらの理由により、一部の機器は製造されて
いるものの、一般的にはこれらの機器によらずに検査作
業は手作業で行われ、その判定も目視で行われているの
が現状である。

本発明の目的は、多数の検体を一度に検査することおよ
び検査速度の高速化を図ることが可能となり、また装置
全体の構造簡単化、小型化を図ることができる液体試料
分析装置を提供するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る装置は、ディスク回転手段により回転する
ディスクを有し、このディスクの表面は周方向に区画さ
れた複数の検査面となっており、それぞれの検査面に呈
色試薬部が設けられ、ディスクを回転させることによ
り、呈色試薬部への液体試料の供給および発色反応した
呈色試薬部の比色測定を行うように構成したところに特
徴がある。

具体的には、本発明に係る装置は、表面に周方向に区画
された複数の検査面が設けられ、それぞれの検査面に呈
色試薬部が設けられた回転自在なディスクと、このディ
スクを回転させるディスク回転手段と、前記呈色試薬部
に液体試料を供給する液体試料供給手段と、液体試料が
供給されて発色した前記呈色試薬部を比色測定して液体
試料を分析する比色測定手段と、前記ディスク回転手
段、前記液体試料供給手段、前記比色測定手段を制御す
るための制御手段とを備えて構成される。

ディスクの検査面は水平面、または外端側が低くなった
下り傾斜面とされる。

〔作用〕

ディスクを回転させることによってそれぞれの検査面は
順番に液体試料供給手段と向かい合い、これによりそれ
ぞれの検査面の試薬部に液体試料が順次供給される。ま
たディスクを回転させることによってそれぞれの検査面
の試薬部は順番に比色測定手段と向かい合い、これによ
り発色反応したそれぞれの試薬部は比色測定手段により
順次比色測定れ、液体試料中の成分が定量あるいは定性
分析される。

ディスク回転手段によるディスクの回転速度、回転開
始、終了の各タイミングや、液体試料供給手段および比
色測定手段の各作動タイミング等は前記制御手段により
制御され、これによりそれぞれが小さなスペースである
ディスクの検査面において試薬部への液体試料の供給、
試薬部の発色反応、発色反応した試薬部の比色測定の各
工程が自動連続作業として行われ、しかも、複数の液体
試料についての分析が同時に行われる。

液体試料供給手段による試薬部への液体試料の供給は、
多量の液体試料を試薬部に確実に供給できるようにする
ために、液体試料をディスクの検査面上を流すことによ
って行う。

すなわち、液体試料供給手段の流体試料吐出部をディス
クの検査面における試薬部配置位置よりも内周側に配置
し、ディスクの検査面を水平とした場合には、ディスク
を回転させることにより液体試料を遠心力で流動させて
試薬部に供給し、ディスクの検査面を外周側が低くなっ
た下り傾斜面とした場合には、液体試料をこの下り傾斜
面を流下させて試薬部に供給する。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例に係る装置を示し、この装置
は液体試料である尿に含まれる蛋白質、ブドウ糖、ケト
ン体、潜血、さらにはpHを検査するために使用される。
検体の尿が供給される水平なディスク１は例えばポリカ
ーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン
等を材料とする射出成形品等によって作られ、必要によ
り親水化等の表面処理がさなれている。

第２図の通りディスク１の表面には放射状に延びる複数
の突条２が形成され、これらの突条２によりディスク１
の表面には周方向に等間隔で区画された合計８個の検査
面３が設けられる。この検査面３の外端近くには複数個
の呈色試薬部４が円周方向に並べられて設けられ、これ
らの試薬部４は、尿中の前記成分と呈色反応する試薬を
例えばフェルト、濾紙等に含浸させた含浸物質を検査面
３に貼着したものである。検査面３の内周側には尿が供
給、収納される窪み部５が形成される。これらの呈色試
薬部４、窪み部５は全ての検査面３に設けられる。

第１図の通りディスク１の下部外周にはディスク１から
落ちる尿を受けるための受け皿６が配置され、受け皿６
から尿は回収タンク７に回収されるようになっている。

ディスク１にはパルスモータ等によりサーボモータ８が
接続され、このサーボモータ８は駆動制御回路９で駆動
制御され、これらのサーボモータ８、駆動制御回路９に
よりディスク１を回転させるためのディスク回転手段１
０が構成される。ディスク１の前記呈色試薬部４の配置
位置よりも内周側の前記窪み部５の上方には尿を吐出す
る吐出ノズル１１が配置され、このノズル１１にはノズ
ル１１に検査すべきそれぞれの尿を順番に送るための尿
送り装置１２が接続され、これらのノズル１１、尿送り
装置１２によりそれぞれの検査面３の窪み部５毎に異な
る尿を供給するための液体試料供給手段１３が構成され
る。

ディスク１における試薬部４の上方には比色測定ヘッド
１４が配置され、このヘッド１４は投光部と受光部を有
し、投光部からの光は尿と接触して発色反応したそれぞ
れの試薬部４に照射、反射されて受光部で受けられる。
ヘッド１４には信号処理装置１５が接続され、この信号
処理装置１５は、所定信号の入力でヘッド１４の投光部
の光源を点灯させて比色測定を開始する機能と、ヘッド
１４の受光部で受けられた光をフィルタで波長処理する
機能と、波長処理された光を光電変換する機能と、この
光電変換によって得られた電気信号を処理して尿中の前
記各成分を定量あるいは定性分析する機能とを有する。
信号処理装置１５にはディスプレイ装置１６と記録装置
１７とが接続され、信号処理装置１５によって得られた
定量あるいは定性分析結果はディスプレイ装置１６で画
面表示されるとともに、記録装置１７によってプリント
アウトされるようになっている。これらのヘッド１４、
信号処理装置１５、ディスプレイ装置１６、記録装置１
７により、尿中の各成分を発色反応する試薬部４の比色
測定によって分析し、かつ、画面表示等するための比色
測定手段１８が構成される。

なお、ヘッド１４は１個の検査面３における試薬部と同
数設けてもよく、また１個のヘッド４で全ての試薬部４
の発色反応を測定するようにしてもよい。

前記ディスク回転手段１０の駆動制御回路９、前記液体
試料供給手段１３の尿送り装置１２、前記比色測定手段
１８の信号処理装置１５のそれぞれはＣＰＵ（中央処理
装置）１９に接続され、このＣＰＵ１９によりディスク
回転手段１０、液体試料供給手段１３、比色測定手段１
８は予め設定されたプログラムに従って作動されるよう
になっている。具体的には、ディスク回転手段１０の回
転速度や、回転開始、終了の各タイミング、液体試料供
給手段１３および比色測定手段１８の各作動タイミング
等の尿検査自動化のために必要な各制御がＣＰＵ１９に
よりプログラム通りに行われるようになっている。この
プログラムは操作装置２０により設定され、記憶装置２
１に記憶される。

以上のＣＰＵ１９、操作装置２０、記憶装置２１によ
り、ディスク回転手段１０、液体試料供給手段１３、比
色測定手段１８のそれぞれをプログラム通りに制御し、
自動的に尿検査作業を行うための制御手段２２が構成さ
れる。

なお、ディスク１のそれぞれの検査面３を検出するセン
サをＣＰＵ１９に接続し、このセンサからの信号に基づ
き、所定の検査面３への所定の尿の供給、および所定の
検査面３における尿の比色測定手段１８による検査の確
認を行いながら、尿自動検査作業を行なえるようにして
もよい。

次に、プログラムに基づき行われる尿の比色測定検査作
業について説明する。

制御手段２２の操作装置２０に設けられたスタートスイ
ッチを操作するると、ディスク回転手段１０により低速
でディスク１は回転し、これによりディスク１のそれぞ
れの検査面３の窪み部５に液体試料供給手段１３の吐出
ノズル１４から検体である異なる尿が順番に供給され
る。この後、ディスク１の回転速度は高速化し、これに
よりそれぞれの窪み部５に供給された尿は遠心力により
検査面３に沿って外周方向へ流動し、このためそれぞれ
の呈色試薬部４に尿が供給されて試薬部４は発色反応
し、余分の尿はディスク１から落ちて前記受け皿６で受
けられ、回収タンク７に回収される。

なお、それぞれの検査面３を周方向に区画する前記突条
２は図示例では直線状であったが、これを例えば曲線状
とし、これによりディスク回転による遠心力で尿の流動
をスムーズに行えるようにしてもよい。

次いで、ディスク１の回転は停止し、尿と接触した試薬
部４が十分に発色反応してから、ディスク１はディスク
回転手段１０により再び低速で回転する。ディスク１が
低速で回転すると同時に、ＣＰＵ１９からの信号に基づ
いて比色測定手段１８のヘッド１４による試薬部４の発
色反応の検出が開始され、この発色反応の検出はディス
ク１の回転によりそれぞれの検査面３について行われ、
比色測定手段１８の信号処理装置１５において、ディス
ク回転手段１０を駆動制御しているＣＰＵ１９からの信
号または前記検査面検出用センサからＣＰＵ１９を介し
て送られてくる信号に基づいてそれぞれの検査面３が判
別されながら、尿中の各成分の定量あるいは定性分析が
行われ、この結果がディスプレイ装置１６で画面表示さ
れ、また記録装置１７でプリントアウトされる。

以上のように本実施例では、回転するディスク１に周方
向に区画された複数の検査面３を設け、それぞれの検査
面３に試薬部４を設けたため、ディスク１を回転させる
だけでそれぞれの検査面３を順番に液体供給手段１３の
吐出ノズル１１と向かい合わせ、これによりそれぞれの
検査面３に尿を順次供給することができ、またディスク
１を回転させるだけでそれぞれの検査面３の試薬部４を
順番に比色測定手段１８のヘッド１４と順番に向かい合
わせ、これにより発色反応したそれぞれの試薬部を順番
に比色測定できることになる。しかも、試薬部４への尿
の供給、試薬部４の発色反応、発色反応した試薬部４の
比色測定の各工程がディスク１上の小さなスペースであ
る検査面３おいて全て行われることになり、分析装置全
体を構造簡単で小型に構成できる。

また、ディスク回転手段１０、液体試料供給手段１３、
比色測定手段１８はそれぞれ制御手段２２で制御されて
いるため、前記各工程からなる尿の分析検査作業を自動
連続作業として行え、検査面３と同数の異なる尿につい
ての検査作業を同時に行なえる。

なお、比色測定手段１８のヘッド１４による試薬部４の
比色測定はディスク１を断続回転させて回転が停止した
ときに行ってもよく、あるいはディスク１を連続回転さ
せながら行ってもよい。

以上の検査作業が終了した後、次の尿についての検査作
業を行なえるようにするためには、ディスク１をディス
ク回転手段１０のサーボモータ８の駆動軸に対し着脱自
在とし、これによりディスク１の交換をできるようにし
てもよく、あるいはディスク１を下側のディスク本体と
上側の薄板状の検体板とで構成し、表面に検査面３が設
けられる検体板をディスク本体に対し着脱自在とし、こ
れにより検体板の交換をできるようにしてもよく、さら
には前の尿検査作業終了後、ディスク１全体を洗浄装置
で洗浄することにより次の尿検査作業を行なえるように
してもよい。

第３図〜第６図は本発明の別実施例を示す。

第３図はディスク１の検査面３における試薬部４の配置
位置に関する別実施例である。この実施例では試薬部４
は検査面３の径方向に並べられている。

第４図は比色測定手段１８の比色測定ヘッドの別実施例
を示す。この実施例における比色測定ヘッド３４はディ
スク３１および呈色試薬部４が透明材料で形成されてい
る場合に適用され、ヘッド３４の投光部３４Ａと受光部
３４Ｂはディスク３１の上下に別れて配置される。

第５図はディスクの形状についての別実施例を示す。こ
の実施例ではディスク４１は中心部が高くなった縦断面
三角形状となっており、従ってそれぞれの検査面３は外
周側が低くなった下り傾斜面となっており、尿は液体試
料供給手段１３のノズル１１から検査面３における試薬
部４よりもディスク内周側で供給され、尿は下り傾斜面
の検査面３を流下して試薬部４に供給されるようになっ
ている。従ってこの実施例によれば、尿を遠心力で試薬
部４に供給するためのディスク４１の高速回転を省略で
きるようになる。

以上の各実施例は液体試料が尿の場合であったが、本発
明に係る装置はこれ以外に、例えば血液、体液、その他
一般の溶液についての比色測定を行う場合にも適用でき
る。

また、前記実施例の液体試料供給手段１３はノズル１１
を使用するものであったが、尿などを入れた各カップ等
の個別容器から直接、あるいは使い捨てスポイトなどの
手段を用いて液体試料を供給するようにしてもよい。

さらに、前記実施例では受け皿６、回収タンク７が使用
されていたが、ディスクの外周端部に吸水性材料による
液体試料吸収部を設けて余分な液体試料を吸収するよう
にし、これにより液体試料の飛散防止、衛生的な検査作
業の達成を図りながら、受け皿、回収タンクの廃止によ
る装置の簡単化を実現できるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、多数の液体試料の検査を一度に行え、
またディスクを回転させるだけでこれらの液体試料の検
査を自動連続的に行なえるため、検査速度の高速化を図
ることができるようになり、さらに検査作業の全ての工
程はディスク上において行われるため、装置全体の構造
簡単化、小型化を達成できるとともに、検査作業を衛生
的に行えるようにもなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る装置を示す図で、ディ
スクを断面図で示し、各手段の構成要素をブロックで示
した図、第２図はディスクの平面図、第３図は試薬部の
配置位置に関する別実施例を示す第２図と同様の図、第
４図は比色測定手段のヘッドの別実施例を示す図、第５
図は検査面が外端側が低い下り傾斜面となっている別実
施例を示す図である。 １，３１，４１……ディスク、３……検査面、４……呈
色試薬部、８……サーボモータ、９……駆動制御回路、
１０……ディスク回転手段、１１……吐出ノズル、１２
……尿送り装置、１３……液体試料供給手段、１４，３
４……比色測定ヘッド、１５……信号処理装置、１６…
…ディスプレイ装置、１７……記録装置、１８……比色
測定手段、１９……ＣＰＵ、２０……操作装置、２１…
…記憶装置、２２……制御手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に周方向に区画された複数の水平な検
   査面が設けられ、それぞれの検査面に呈色試薬部が設け
   られた回転自在なディスクと、このディスクを回転させ
   るディスク回転手段と、前記呈色試薬部よりもディスク
   内周側の上方に配置され、このディスク内周側部分に前
   記ディスクの回転による遠心力で前記呈色試薬部に達す
   る液体試料を供給する液体試料供給手段と、液体試料が
   供給されて発色した前記呈色試薬部を比色測定して液体
   試料を分析する比色測定手段と、前記ディスク回転手
   段、前記液体試料供給手段、前記比色測定手段を制御す
   るための制御手段とを備えて構成されることを特徴とす
   る液体試料分析装置。
2. 【請求項２】表面に周方向に区画された複数の検査面が
   外周側が低くなった下り傾斜面として設けられ、それぞ
   れの検査面に呈色試薬部が設けられた回転自在なディス
   クと、このディスクを回転させるディスク回転手段と、
   前記呈色試薬部よりもディスク内周側の上方に配置さ
   れ、このディスク内周側部分に下り傾斜の前記検査面を
   流下して前記呈色試薬色に達する液体試料を供給する液
   体試料供給手段と、液体試料が供給されて発色した前記
   呈色試薬部を比色測定して液体試料を分析する比色測定
   手段と、前記ディスク回転手段、前記液体試料供給手
   段、前記比色測定手段を制御するための制御手段とを備
   えて構成されることを特徴とする液体試料分析装置。
3. 【請求項３】請求項１、２のいずれかにおいて、前記液
   体試料は尿であることを特徴とする液体試料分析装置。