JPH0694731A - 自動化学分析装置用検体蒸発監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】複数のサンプルカップ１を架設できるサンプル
ディスク２，検体採取用シリンジ３，シリンジの上下駆
動用パルスカウントモータ４，液面センサー一体型のサ
ンプルプローブ５、を備えたサンプリングアーム６，ア
ームの回転と上下の駆動を行わせるそれぞれのパルスカ
ウントモータ７，８，液面検知回路９，駆動制御回路１
０，分析に用いるサンプルカップの情報記憶素子１１，
液量変換器１２，蒸発量演算器１３，サンプリング機構
系全体を制御する中央処理装置から成る。 【効果】本発明の検体蒸発監視装置を用いることによ
り、サンプルカップの形状に関与することなく種々のサ
ンプルカップを任意に使用でき、かつ、分析装置の機差
を考慮することなく蒸発の生じている検体で分析を行っ
たのかを的確に把握できる効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は生化学検査，免疫血清学
検査などに用いられる自動化学分析装置に係り、特に分
析結果の信頼性を向上させるのに好適な自動化学分析装
置用検体蒸発監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動化学分析装置は多検体多項目
を迅速に、かつ、高精度で分析処理することができるた
め、生化学検査はもちろんの事、血清学検査，製薬関連
における研究機関での毒性試験など様々な分野での検査
に用いられている。特に病院や検査センターなどでの使
用は、測定対象とする検体が患者検体であるが故に、分
析値の信頼性向上が要求される。そのため、従来の自動
化学分析装置でも製品化の度、新技術を搭載して分析値
の信頼性向上を図ってきた。しかし、従来技術であるサ
ンプルディスクへの検体架設数５０、１時間に４００テ
ストを処理する分析装置で１検体当たり２０項目を５０
検体分析すると、２５番目の検体は1.25時間経過後にサ
ンプリングが行われ最後の５０番目の検体は２.５ 時間
経過後にサンプリングが行われる。そのため、サンプル
ディスクに長時間放置された検体は蒸発（濃縮）が生じ
て、図５のＮａの分析例で示すように異常値を示し分析
値の信頼性に欠ける不具合を有していた。検体の蒸発は
１）サンプルカップへの検体の分注量２）サンプルカッ
プの口径および形状３）環境条件(室温，湿度，風量)な
どに関与することは言うまでもない。従来技術で、サン
プルディスクの一部（標準試料および精度管理試料など
をセットする部分）に冷水を循環させカバーを蓋い蒸発
防止を図っている分析装置も出現しているが、３０〜４
０cmの円盤型サンプルディスクあるいは、長方形のサン
プルディスク全体に冷水を循環させカバーを蓋い蒸発防
止を図ることは容易でなく、かつ、蒸発を皆無にするこ
とは困難と言える。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来技術は
サンプルディスクへの検体セット後からサンプリングに
至るこの間での検体蒸発の監視に配慮が欠けていたた
め、蒸発の生じている検体で分析を行ったのかどうか的
確に把握できず、信頼性の高い分析結果を提供できない
臨床上致命的欠陥を抱いていた。

【０００４】本発明の目的は、分析開始前および分析開
始時にサンプルディスクにセットしたサンプルカップ内
の検体量をそれぞれ測定して、検体セット後からサンプ
リングに至るこの間の検体蒸発を監視し、蒸発量を補正
して分析結果を求めることで、従来の検体の蒸発による
不具合な分析結果の出現を排除し信頼性を向上させるこ
とに有る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、以下の技術的手段を用いることにある。

【０００６】１) パラメータとして、分析に用いるサン
プルカップの情報（カップ底からの高さと液量の関係）
を入力して置く。また、その情報記憶のための記憶素子
を設ける。

【０００７】２) サンプルカップ内検体の液面の高さを
求めるための基準値として、サンプルプローブ上死点か
らサンプルカップ底までの下降距離を装置ごとに定めて
置く。

【０００８】３) 分析装置の停止状態で、サンプルディ
スクにセットしたサンプルカップをサンプリング位置に
順次移送して停止するサンプルディスク機構を設ける。

【０００９】４) 上記サンプルディスクの停止状態にお
いて、サンプルカップ内検体の液面検知を行うサンプリ
ング機構にする。

【００１０】５) サンプルプローブには液面センサー一
体型のプローブを用いる。このプローブの構造は、図３
に示すように検知回路に接続されたプローブ５の外形を
金属製のシールド管５ａとし、そのシールド管はＧＮＤ
（グランド）に接続される。さらに、絶縁材５ｂを介し
て内側は外形のシールド管よりも数mm長く、かつ、径の
細い金属管５ｃになっている。すなわち、上記プローブ
を液面検知用電極として働かせ、プローブがサンプルカ
ップ内の検体液面に抵触したときの静電容量の変化によ
って液面の検知を行う。

【００１１】６) サンプルカップの情報およびプローブ
下降距離からサンプルカップ内の検体の液量に変換する
ための液量変換器を設ける。

【００１２】７) 分析開始前および分析開始時に測定し
たサンプルカップ内の検体量から蒸発量を算出する演算
器を設ける。

【００１３】８) 蒸発の生じている検体は蒸発量を補正
して分析結果を求める。また、蒸発量も同時に出力させ
る。

【００１４】

【作用】本発明の検体蒸発監視装置は、図１に示すよう
に複数のサンプルカップ１を架設できるサンプルディス
ク２，検体採取用シリンジ３，シリンジの上下駆動用パ
ルスカウントモータ４，液面センサー一体型のサンプル
プローブ５、を備えたサンプリングアーム６，アームの
回転と上下の駆動を行わせるそれぞれのパルスカウント
モータ７，８，液面検知回路９，駆動制御回路１０，サ
ンプリング機構系全体を制御する中央処理装置（マイク
ロコンピュータ）３１など従来技術のサンプリング機構
を基本とし、さらにサンプルカップの情報記憶素子１
１，液量変換器１２，蒸発量演算器１３などを有してい
る。上記のサンプリング機構系の動作過程において、サ
ンプルカップ内の検体量を測定し蒸発量を補正して分析
結果を得る本発明を、図２に示すフローチャートに従っ
て以下に説明する。

【００１５】はじめに、パラメータとして分析に用いる
サンプルカップの情報、すなわち、カップ底からの高さ
と液量の関係を入力し、かつ、カップ底からの液面の高
さを求めるための基準値となるサンプルプローブ上死点
からサンプルカップ底までの下降距離（Ｈ１）を装置ご
とに定めて置く。次に、分析開始前にカップ内の検体量
を測定するための作用として、分析装置の停止状態で、
サンプルディスク２にセットした複数のサンプルカップ
１をサンプリング位置に順次移送して停止するサンプル
ディスク機構を画面操作などの適当な方法によって作動
させる。この動作と並行してサンプリング機構も動作を
開始する。すなわち、サンプリングアーム６に取付けら
れた液面センサー一体型サンプルプローブ５はアームの
回転駆動によってサンプルカップの上空に移行する。こ
こでサンプリングアーム上下駆動用パルスカウントモー
タ８へパルス信号が送られ、アームは下降動作を開始す
る。サンプルプローブの先端が検体液面に抵触すると、
抵触したときの電気抵抗又は静電容量の変化によって液
面を検知する。液面検知後、アームの下降動作はマイク
ロコンピュータによって制御され検体の採取をせず上昇
し、次の検体量の測定準備に入るがその際に、液面検知
までのプローブ下降距離Ｈ２が求められる。あらかじめ
装置ごとに定めたＨ１とＨ２から液量変換器１２によっ
てサンプルカップ底からの液面までの高さ、すなわち、
ΔＨ１＝Ｈ１−Ｈ２が算出され、かつ、上述のサンプル
カップの情報によってΔＨ１が液量に変換される。故
に、分析開始前のサンプルカップ内の検体量Ｖ１が求め
られる。

【００１６】分析開始時におけるサンプルカップ内の検
体量の測定は、従来技術と同様に分析開始用スタートキ
ーを押しサンプリングの動作を開始させる。この動作過
程でのサンプリング時における液面検知までのプローブ
下降距離Ｈ３を測定する。測定したＨ３から上記と同様
に液量変換器によってカップ底からの液面までの高さΔ
Ｈ２（ΔＨ＝Ｈ１−Ｈ３）を算出し、かつ、サンプルカ
ップの情報からΔＨ２を液量に変換することで、分析開
始時のサンプルカップ内の検体量Ｖ２を求める。液面検
知後は分析パラメータで指定した所定量の検体採取が行
われ反応容器へ吐出し、試薬添加後、吸光度測定が行わ
れる。その際、分析開始前および分析開始時にそれぞれ
測定したカップ内の検体量Ｖ１，Ｖ２から蒸発量演算器
１３によってＶ１とＶ２の比較判定を行い、Ｖ１＞Ｖ２
と判定した検体については蒸発量を算出し数１式のごと
く補正して分析結果を求める。

【００１７】 Ｃｘ＝｛Ｋ（Ａｘ−Ａｂ）＋Ｃｂ｝×Ｖ２／Ｖ１ …（１） ここで Ｃｘ：検体の濃度または活性値 Ｋ：係数 Ａｘ：検体の吸光度 Ａｂ：試薬ブランクの吸光度 Ｃｂ：試薬ブランクの濃度

【００１８】

【実施例】以下に本発明を用いた自動化学分析装置の一
実施例を図４に示す。本装置のサンプリング機構系は、
複数のサンプルカップ１が架設できるサンプルディスク
２，検体を所定量採取するための検体採取用シリンジ
３，シリンジの上下駆動用パルスカウントモータ４，液
面センサー一体型のサンプルプローブ５を備えたサンプ
リングアーム６，アームの回転及び上下駆動用パルスカ
ウントモータ７，８，液面検知回路９，駆動制御回路１
０、さらには、サンプルカップ情報記憶素子１１，液量
変換器１２，蒸発量演算器１３、これらサンプリング機
構系計全体の制御を行わせるための中央処理装置（マイ
クロコンピュータ）３１などで構成されている。また、
反応テーブル１４、の円周上に複数個の直接測光用反応
容器１５を有し、１サイクル毎に１回転＋１ピッチ（１
反応容器分）の動作，停止の制御が行われる。故に、１
サイクル毎の停止時に反応テーブル１４の直接測光用反
応容器１５は１反応容器分ずつ反時計方向に進行した位
置で停止する。反応試薬の分注は分注器１６，１７によ
って行われる。分光器は複数の検知器を有する多波長光
度計１８が用いられており、光源ランプ１９と相対し反
応テーブル１４が回転状態にあるとき直接測光用反応容
器１５が光源ランプ１９からの光束２０を通過するよう
に構成されている。光束２０の位置と検体吐出位置２１
の間には、反応容器洗浄機構２２が配備されている。さ
らに、波長を選択するためのマルチプレクサ２３，対数
変換増幅器２４，Ａ／Ｄ変換器２５，プリンター２６，
ＣＲＴ２７，第１及び第２反応試薬などの機構部駆動回
路２８，２９などから構成されており、これらはいずれ
もインターフェイス３０を経て中央処理装置３１に接続
されている。この中央処理装置は機構系を含めた装置全
体の制御と濃度演算などのデータ処理を行うもので、マ
イクロコンピュータが使用されている。

【００１９】上記構成での動作原理を以下に説明する。

【００２０】分析装置の停止状態で、サンプルディスク
２にセットした複数のサンプルカップ１をサンプリング
位置に順次移送して停止するサンプルディスク機構を画
面操作などの適当な方法によって作動させる。この動作
と並行してサンプリング機構も動作を開始する。すなわ
ち、サンプリングアームに取付けられた液面センサー一
体型サンプルプローブ５はアームの回転駆動によってサ
ンプルカップ１の上空に移行する。ここでサンプリング
アーム上下駆動用パルスカウントモータへパルス信号が
送られ、アームは下降動作を開始する。サンプルプロー
ブ５の先端が検体液面に抵触すると、抵触したときの静
電容量の変化によって液面を検知する。液面検知後、ア
ームの下降動作はマイクロコンピュータ３１によって制
御され検体の採取をせず上昇し、次の検体量の測定準備
に入る。その際、液面検知までのプローブ下降距離Ｈ２
が求められる。このＨ２とあらかじめ装置ごとに定めた
カップ底までの下降距離Ｈ１から液量変換器１２によっ
てサンプルカップ１底からの液面までの高さ、すなわ
ち、ΔＨ１＝Ｈ１−Ｈ２が算出され、かつ、上述のサン
プルカップの情報からΔＨ１を液量に変換して分析開始
前のサンプルカップ内の検体量（Ｖ１）とする。

【００２１】検体の分析は、操作パネル３２にあるスタ
ートスイッチを押すとサンプルディスク２が動作を開始
し、かつ、直接測光用反応容器１５は、反応テーブル１
４の反時計方向の回転動作によって順次反応容器洗浄機
構２２で洗浄される。一方、サンプルディスク２にセッ
トされた検体は、サンプルディスク２の回転によって検
体サンプリング位置に移送され停止する。この状態にお
いてサンプリングアーム６の回転と下降動作によってこ
のアームに取付けられた液面センサー一体型サンプルプ
ローブ５が検体に挿入される。プローブ５先端が、検体
液面に抵触した際にも再度、上記分析装置の停止状態と
同様に液面までのプローブ下降距離Ｈ３からΔＨ２（Δ
Ｈ２＝Ｈ１−Ｈ３）を求め、さらに液量に変換し分析開
始時のサンプルカップ内の検体量（Ｖ２）とする。液面
検知後、所定量の検体採取を行い直接測光用反応容器１
５に吐出する。のち、サンプルプローブ５の先端は洗浄
槽で洗浄され、次の検体サンプリングに備える。検体の
入った直接測光用反応容器１５が反応テーブルの駆動に
よって、第一試薬分注位置３２，第二試薬分注位置３３
に移送されると第一試薬分注機構３４，第二試薬分注機
構３５がそれぞれ駆動し保冷庫３６内の第一試薬３７，
第二試薬３８を各試薬プローブ３９，４０が所定量分取
し上記反応容器１５に注入する。その後、各試薬プロー
ブの内外がプローブ洗浄槽で洗浄され次の試薬ピペッテ
ッグに備える。直接測光用反応容器１５が撹拌位置４１
ａ，４１ｂに進行したとき撹拌機構４２ａ，４２ｂが駆
動し反応液の撹拌が行われ、その数分後に測光が終了す
る。測光終了後、用済みと成った直接測光用反応容器１
５は洗浄機構２２で洗浄され新たな反応容器として使用
される。測光終了した反応液の吸光度は、中央処理装置
（コンピュータ）３１で濃度または活性値に演算処理さ
れプリンター２６に出力されるが、この場合、分析開始
前および分析開始時にそれぞれ測定したカップ内の検体
量Ｖ１，Ｖ２から蒸発量演算器１３によってＶ１とＶ２
の比較判定を行い、Ｖ１＞Ｖ２と判定した検体について
は蒸発量を算出し、補正して分析結果を求め、蒸発量
（％）と共にプリンター２６へ出力し、分析者へ提供さ
れる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の検体蒸発監視装置を用いること
により、サンプルカップの形状に関与することなく種々
のサンプルカップを任意に使用でき、かつ、分析装置の
機差を考慮することなく蒸発の生じている検体で分析を
行ったのかを的確に把握できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における検体蒸発監視装置の基本構成図
である。

【図２】本発明の作用を示すフローチャートである。

【図３】本発明に用いる液面センサー一体型サンプルプ
ローブの構造を示す図である。

【図４】本発明の検体蒸発監視装置を備えた自動化学分
析装置の一実施例を示す図である。

【図５】従来技術での分析例を示す図である。

【符号の説明】

１…サンプルカップ、２…サンプルディスク、３…検体
採取用シリンジ、４…シリンジの上下駆動用パルスカウ
ントモータ、５…液面センサー一体型サンプルプロー
ブ、６…サンプリングアーム、７…アーム回転駆動用パ
ルスカウントモータ、８…アーム上下駆動用パルスカウ
ントモータ、９…液面検知回路、１０…駆動制御回路、
１１…サンプルカップ情報記憶素子、１２…液量変換
器、１３…蒸発量演算器、３１…中央処理装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 薄井 忍 茨城県勝田市堀口字長久保832番地２ 日 立計測エンジニアリング株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サンプルディスクに保持した複数のサンプ
   ルカップから所定量の検体を採取する検体サンプリング
   機構と、検体中の目的物質と反応させるための試薬を分
   注する試薬分注機構と、反応液の吸光度又は吸光度変化
   量を測定する多波長光度計から成る自動化学分析装置に
   おいて、分析開始前および分析開始時にサンプルディス
   クにセットしたサンプルカップ内の検体量をそれぞれ測
   定するサンプリング機構を設け、サンプルディスクへの
   検体セット後からサンプリングに至るこの間の検体蒸発
   を監視することを特徴とする自動化学分析装置用検体蒸
   発監視装置。