JPH07174766A - 自動化学分析装置における試料サンプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】被分析試料の無駄をなくして測定精度の向上を
図り、被分析試料の必要吸引量に応じたプローブ下降量
をサンプリングプローブに簡単かつ容易に与えることが
できる試料サンプリング装置を提供する。 【構成】所要の試料容器１２をサンプリング位置に送る
容器移送制御手段１４と、サンプリング位置でサンプリ
ングプローブ１５に被分析試料を吸引させる試料吸引分
注手段１６と、前記サンプリングプローブをサンプリン
グ位置と分注位置との間で移送させるプローブ駆動制御
手段１７と、前記容器移送制御手段、試料吸引分注手段
およびプローブ駆動制御手段の作動制御を行なうととも
に中央演算機能とデータ記憶機能を備えた統合制御手段
２３と、この統合制御手段に試料容器１２の形状等の必
要データを入力する入力手段２７とを有し、前記統合制
御手段は測定項目毎の必要試料量からサンプリングプロ
ーブへの被分析試料吸引量を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被分析試料に含まれる特
定の化学物質濃度あるいは物質量を自動的に測定する自
動化学分析装置に係り、特に被分析試料の吸引や分注等
のサンプリングを行なう自動化学分析装置における試料
サンプリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】血清検体等の被分析試料に含まれる特定
の化学物質の濃度を自動的に測定する自動化学分析装置
においては、検査項目の多項目化、必要な被分析試料の
量的低減、検査速度の向上が大きな課題となっている。

【０００３】この課題に対応するため、従来の自動化学
分析装置においては、血清検体等の被分析試料を測定項
目に応じて必要量だけ、試料吸引ポンプを用いてサンプ
リングプローブ内に吸引して測定系ラインに移送し、測
定系ラインにて反応管内に分注させている。

【０００４】被分析試料をサンプリングプローブ内に吸
引する場合、図５に示すように、サンプリングプローブ
１を試料容器２内に降し、貯溜された被分析試料３に浸
して吸引している。このとき、サンプリングプローブ１
を降すための移動量（下降量）Ｌはプローブ駆動機構４
の作動により上位置検出センサ５ａおよび下位置検出セ
ンサ５ｂにて検出し、一定量下降させるようにしてい
る。

【０００５】しかし、プローブ駆動機構４で一定量下降
させると、サンプリングプローブ１が試料容器２内の被
分析試料３に必要以上浸ることになり、プローブ表面に
被分析試料３が付着する。プローブ表面に付着した被分
析試料３は次の被分析試料吸引に悪影響を与え、汚れの
原因となったり、試料分注時にプローブ表面に付着した
被分析試料３が反応管に滴下して一緒に分注され、測定
誤差を生じさせる原因となっている。

【０００６】また、被分析試料３を貯溜した試料容器２
の底には、血清検体等の被分析試料３以外の沈澱物６が
存在する場合や被分析試料３の容量が少ない場合が存在
する。サンプリングプローブ１を一定量下降させると、
沈澱物６が存在する場合には沈澱物６まで吸引してしま
ったり、また、試料容量が少ない場合には、サンプリン
グプローブ１が試料容器２の容器底に衝突することにな
り、どちらも被分析試料３を正常に吸引動作させること
ができず、測定精度に悪影響を与える。

【０００７】さらに、サンプリングプローブ１での試料
吸引時に、サンプリングプローブ１が必要以上に昇降動
作するため、動作時間の無駄になり、検査速度を向上さ
せる上で問題がある。

【０００８】この点を考慮し、従来の試料サンプリング
装置はサンプリングプローブ１のプローブ先端部に被分
析試料３の試料液面を検知する液面検知センサ７を、図
６に示すように設け、この液面検知センサ７にて被分析
試料３の液面を検出し、検出液面からサンプリングプロ
ーブ１を所要な高さ分ｌだけ下降させるようにプローブ
駆動機構４を設定している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】自動化学分析装置にお
ける従来の試料サンプリング装置において、液面検知セ
ンサ７により被分析試料３の液面を検知してサンプリン
グプローブ１を下降させる場合、液面検知後サンプリン
グプローブ１をどのくらい下降させるか不定で、サンプ
リングプローブ１の下降量ｌにバラツキがあったり、ま
た、サンプリングプローブ１の下降に必要な高さは、被
分析試料３の最大吸引条件で決定される固有値に設定さ
れるようになっていた。

【００１０】このため、測定項目が少なく、被分析試料
の必要吸引量が少ない場合でも、必要量以上に試料容器
２に被分析試料３を満さなければならず、被分析試料３
の無駄が多い。

【００１１】被分析試料３の無駄を生じさせないために
は、試料容器２に貯溜される被分析試料３の液面丁度に
サンプリングプローブ１を停止させ、吸引動作により被
分析試料３の液面低下に追従してサンプリングプローブ
１を下降させるプローブ追従操作機構が必要となった
り、試料容器２に貯溜される被分析試料３の深さを検出
する光学的検知手段８が必要となる。しかし、プローブ
追従動作機構や光学的検知手段８は構成部品が複雑とな
りコストアップの要因となる一方、サンプリングプロー
ブ１に微妙な下降動作を与え続ける必要があり、サンプ
リングプローブ１の位置調節が難しく、動作時間が長く
なり、検査速度の向上を図ることが困難であった。

【００１２】本願発明は上述した事情を考慮してなされ
たもので、被分析試料の無駄をなくして測定精度の向上
を図り、被分析試料の必要吸引量に応じたプローブ下降
量をサンプリングプローブに簡単かつ容易に与えること
ができる自動化学分析装置における試料サンプリング装
置を提供することを目的とする。

【００１３】本願発明の他の目的は、サンプリングプロ
ーブの位置調節を容易にして動作時間を短縮し、検査速
度の向上を図ることができる自動化学分析装置における
試料サンプリング装置を提供するにある。

【００１４】本願発明のさらに他の目的は、被分析試料
の必要吸引量に応じたプローブ下降量をサンプリングプ
ローブに与える手段を簡単かつ容易に構成してコストア
ップの停止を図ることができる自動化学分析装置におけ
る試料サンプリング装置を提供するにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の自動化学分析装
置における試料サンプリング装置においては、上述した
課題を解決するために、請求項１に記載したように被分
析試料を収容した複数の試料容器から所要の試料容器を
サンプリング位置に送る容器移送制御手段と、上記サン
プリング位置でサンプリングプローブに被分析試料を吸
引して保持し、分注位置で分注可能な試料吸引分注手段
と、前記サンプリングプローブをサンプリング位置と分
注位置との間で移送させるプローブ駆動制御手段と、前
記容器移送制御手段、試料吸引分注手段およびプローブ
駆動制御手段の作動制御を行なうとともに中央演算機能
とデータ記憶機能を備えた統合制御手段と、この統合制
御手段に試料容器の形状等の必要データを入力する入力
手段とを有し、前記統合制御手段は測定項目毎の必要試
料量からサンプリングプローブへの被分析試料吸引量を
算出し、この被分析試料吸引量と入力された必要データ
からサンプリングプローブの下降量を演算してプローブ
駆動制御手段および試料吸引分注手段を作動制御したも
のである。

【００１６】また、上述した課題を解決するために、本
願発明の自動化学分析装置における試料サンプリング装
置は請求項１の記載内容に加えて請求項２に記載したよ
うにサンプリングプローブに試料容器に貯溜された被分
析試料の液面を検出する液面検出センサを備え、サンプ
リングプローブの下降量は試料液面を基準に設定した
り、さらに、請求項３に記載したように試料容器の形状
等の必要データは、試料容器の内部断面積あるいは径の
データであったり、または予め登録された試料容器製造
側の製造コードのデータであるようにしたものである。

【００１７】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明の自動化学分析装置における試料サンプリング装
置は、請求項４に記載したように、統合制御手段は、被
分析試料の必要吸引量と試料容器の形状等の必要データ
とから試料容器に貯溜される被分析試料の試料液面から
の深さを算出し、液面検出センサにて試料液面を検知し
てプローブ駆動制御手段と試料吸引分注手段を作動制御
し、プローブ駆動制御手段でサンプリングプローブを被
分析試料の試料液面から得られた深さ相当分下降させる
とともに試料吸引分注手段により被分析試料をサンプリ
ングプローブに吸引させたものである。

【００１８】

【作用】本発明の自動化学分析装置における試料サンプ
リング装置は、統合制御手段に試料容器の形状等の必要
データを入力する入力手段を備える一方、統合制御手段
は、予めメモリされた測定項目毎の必要試料量から被分
析試料吸引量を算出してこの被分析試料吸引量と入力さ
れた必要データからサンプリングプローブの下降量を演
算し、プローブ駆動制御手段と試料吸引分注手段を作動
制御したから、プローブ駆動制御手段でサンプリングプ
ローブを被分析試料の試料液面から必要な高さ分だけ下
降させ、試料吸引分注手段でサンプリングプローブに被
分析試料を所要量吸引することができる。

【００１９】統合制御手段では、試料容器の形状等の必
要データが入力されて被分析試料の必要吸引量に応じた
深さ（下降量）が求められるため、サンプリングプロー
ブが被分析試料の試料液面に必要以上に浸かることを未
然に効果的に防止でき、プローブ表面に付着する被分析
試料を極力減らすことができる。

【００２０】したがって、プローブ表面に付着した被分
析試料が分注時に混入するのを防ぐことができ、被分析
試料の測定精度や確度の向上を図ることができる。ま
た、サンプリングプローブは被分析試料の液面内に必要
以上に降りないため、試料容器に必要量だけ被分析試料
を準備すればよく、被分析試料の無駄を省くことができ
る。

【００２１】また、被分析試料の必要吸引量に応じた深
さ（下降量）を求めるために、試料容器の形状等の必要
データを入力手段で予めセットしておくだけで、統合制
御手段によりサンプリングプローブの位置調節ができ、
サンプリングプローブの下降量を正確に測定する光学的
検知手段等の機能部品を揃える必要がないので、コスト
アップの防止を図るとともに、被分析試料の検査に要す
る動作時間を短縮し、検査速度の向上を図ることができ
る。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の自動化学分析装置における試
料サンプリング装置の一実施例を添付図面を参照して説
明する。

【００２３】図１は、本発明に係る試料サンプリング装
置を備えた生化学分析装置としての自動化学分析装置の
一例を示す概略図である。この自動化学分析装置１０
は、血清検体等の被分析試料１１を収容した複数の試料
容器１２を備えた試料設置部１３と、この試料設置部１
３に設置された試料容器１２の中から所要の試料容器１
２をサンプリング位置に送る容器移送制御手段１４と、
このサンプリング位置で被分析試料をサンプリングプロ
ーブ１５に吸引させて保持し、分注位置で分注可能な試
料吸引分注手段１６と、前記サンプリングプローブ１５
をサンプリング位置と分注位置との間で移送させるプロ
ーブ駆動制御手段１７と、複数の反応管１８を移送自在
に収容した反応測定系２０と、反応測定系２０内で反応
管１８を移送させる反応測定制御手段２１と、前記容器
移送制御手段１４、試料吸引分注手段１６、プローブ駆
動制御手段１７および反応測定制御手段２１などの動作
機器を総合的に作動制御させる中央コントローラとして
の統合制御手段２３と、この統合制御手段２３に接続さ
れたデータ入出力制御手段２４とを有する。

【００２４】データ入出力制御手段２４は被分析試料の
検査結果を表示する表示手段としてのＣＲＴディスプレ
イ２５や検査結果を記録し、表示する記録手段としての
プリンタ２６の他に入力手段２７を備え、この入力手段
２７で試料容器１２の形状等の必要データを統合制御手
段２３に入力できるようになっている。試料容器１２の
形状等の必要データは、試料容器１２の内部断面積や径
のデータであったり、また、予め登録された試料容器製
造側の製造コードのデータである。

【００２５】また、統合制御手段２３はＣＰＵ等の中央
処理装置２８とメモリ等のデータ記憶装置２９とから主
に構成されて中央演算機能とデータ記憶機能を備え、反
応測定制御手段２１で測定した検査結果を入力し、測定
条件や被分析試料毎の測定項目のデータ情報などがデー
タ記憶装置２９に記憶される。統合制御手段２３は、中
央処理装置２８で入出力の計算や演算処理が行なわれる
一方、容器移送制御手段１４やプローブ駆動制御手段１
７等の動作機器の作動制御を統括している。

【００２６】統合制御手段２３により作動制御されるプ
ローブ駆動制御手段１７は、サンプリングプローブ１５
を支持する保持体３０をガイド３１，３２に沿って移動
させ、試料設定部１３のサンプリング位置と反応測定系
２０の分注位置との間で上下左右に移送されるようにな
っている。

【００２７】サンプリングプローブ１５には、被分析試
料１１の試料液面を検知する液面検出センサ３５が備え
られる。液面検出センサ３５からの液面検知信号は、プ
ローブ駆動制御手段１７を介して統合制御手段２３に入
力される。プローブ駆動制御手段１７はサンプリングプ
ローブ３５を試料容器１２に向って下降させるとき、液
面検出センサ３５のセンサ出力信号をモニタし、液面検
知信号を受け取るとサンプリングプローブ１５の下降動
作量を制御し、試料液面から所要の距離分自由に下降制
御できるようになっている。なお、液面検出センサ３５
はサンプリングプローブ１５と別体で構成しても、サン
プリングプローブ自体を液面検出センサとし、サンプリ
ングプローブ１５にセンサ機能を設けてもよい。

【００２８】また、サンプリングプローブ１５内に被分
析試料１１を吸引させる試料吸引分注手段１６はシリン
ジ機能を有する試料吸引ポンプ３７を試料チューブ３８
を介してサンプリングプローブ１５に接続して構成さ
れ、被分析試料１１をサンプリングプローブ１５に所要
量吸引し、吸引した被分析試料１１を反応管１８などに
必要量分注させるようになっている。

【００２９】次に、自動化学分析装置１０の作用を説明
する。

【００３０】試料設置部１３に被分析試料１１を収容し
た試料容器１２が並設されており、これらの試料容器１
２は容器移送制御手段１４により移送制御されつつ順次
移動し、所要の試料容器１２がサンプリング位置に送ら
れる。

【００３１】試料設置部１３のサンプリング位置で、プ
ローブ駆動制御手段１７が駆動されてサンプリングプロ
ーブ１５が昇降ガイド３２に沿って下降せしめられる。
サンプリングプローブ１５は試料容器１２内に降され、
液面検知センサ３５で検出された被分析試料１１の液面
から所要の高さ分だけ下降せしめられる。

【００３２】このとき、サンプリングプローブ１５に吸
引される被分析試料１１の必要吸引量は、統合制御手段
２３のデータ記憶装置２９に予めメモリされている測定
項目情報（項目選択情報）と被分析試料１１を測定する
ために必要な項目毎の試料容量から演算により算出され
る。被分析試料１１の必要吸引量と入力手段２７から入
力される試料容器１２の形状等の必要データから、サン
プリングプローブ１５の試料液面からの下降量が算出さ
れ、この下降量に応じた下降をサンプリングプローブ１
５に与えるようにプローブ駆動制御手段１７を作動制御
している。

【００３３】サンプリングプローブ１５の下降量Ｈは、
図２に示すように、被分析試料１１の必要吸引量Ｖ_s を
吸引できるだけの下降相当量であればよい。この下降相
当量は被分析試料１１の必要吸引量Ｖ_s を吸引できる範
囲より若干多目が良い。

【００３４】サンプリングプローブ１５に必要な下降量
Ｈは、統合制御手段２３により演算されるが、この演算
のために入力手段２７から統合制御手段２３に試料容器
１２の形状等の必要データが入力される。

【００３５】試料容器１２の形状等の必要データは、試
料容器１２が円筒形状である場合には、試料容器１２の
直径ｄ（あるいは半径ｒ）が入力される。試料容器１２
の径ｄと容積（被分析試料１１の必要吸引量Ｖ_s ）との
関係は、

【数１】 ここで、πは円周率である。

【００３６】で表わされ、（１）式より、サンプリング
プローブ１５を試料液面から下降させるに必要な深さ
（下降量）Ｈは、

【数２】Ｈ＝Ｖ_s ／π・ｒ² ……（２） で求めることができる。

【００３７】このようにして、プローブ駆動制御手段１
７を作動させ、サンプリングプローブ１５を被分析試料
１１の試料液面から必要な下降量Ｈ分下降させる。この
とき、サンプリングプローブ１５には液面検出センサ３
５が備えられ、サンプリングプローブ１５が下降してプ
ローブ先端が試料液面に到達すると、液面検出センサ３
５での液面検知機能が働く。

【００３８】一方、統合制御手段２３で測定項目に応じ
た被分析試料11の必要吸引容量Ｖ_sが算出されていてる
ので、この必要吸引容量Ｖ_s に見合う下降量Ｈだけ、被
分析試料１１の試料液面を検知してからさらに下降させ
る。

【００３９】被分析試料１１が必要吸引容量Ｖ_s だけ吸
引されると、試料液面は最初の試料液面Ｓ_a より下が
る。このとき、サンプリングプローブ１５のプローブ先
端は最終液面Ｓ_b より下降にあれば良い。サンプリング
プローブ１５が必要以上に上下降するのはプローブ外壁
の汚染や試料容量１２の底部にある沈澱物を吸引する恐
れがあるため得策でない。

【００４０】図３は、データ入出力制御手段２４に表示
される測定試料情報を設定する画面の一例である。

【００４１】被分析試料１１の測定に先立ち、測定する
被分析試料１１の測定項目と試料容器１２の径を入力設
定する。この入力設定により、統合制御手段２３では、
測定項目選択から被分析試料１１の必要吸引量Ｖ_s が得
られ、この必要吸引量Ｖ_s と入力設定された測定対象の
試料容器１２の径からサンプリングプローブ１５の試料
液面からの下降量が算出され、この算出された下降量に
相当する分だけ、サンプリングプローブ１５をプローブ
駆動制御手段１７により試料液面から下降させる。実際
には、計算通りの理論値だけでは、安定した吸引動作が
得られないため、サンプリングプローブ１５を多少余分
に下降させている。

【００４２】なお、本発明の一実施例の説明では、試料
容器の形状が円筒形の場合について説明したが、試料容
器は円筒形に限定されず、角筒状や他の形状であっても
よい。この場合には試料容器の形状等の必要データとし
て径情報に代わり、内部断面積情報が入力される。被分
析試料の必要吸引量からサンプリングプローブの下降量
が算出できるものであれば、他の入力情報であってもよ
い。

【００４３】また、データ入出力制御手段から入力され
る情報は被分析試料毎に設定した例を示したが、図４に
示すように試料種別毎であっもよい。例えばブランク検
体、標準試料検体、精度管理試料検体、患者試料検体に
分けて、その試料検体毎に使われる試料容器の形状を表
わす必要データ情報を設定してもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の自動化学
分析装置における試料サンプリング装置は、統合制御手
段に試料容器の形状等の必要データを入力する入力手段
を備える一方、統合制御手段は、予めメモリされた測定
項目毎の必要試料量から被分析試料吸引量を算出し、こ
の被分析試料吸引量と入力された必要データとからサン
プリングプローブの下降量を演算してプローブ駆動制御
手段と試料吸引分注手段を作動制御したから、プローブ
駆動制御手段でサンプリングプローブを被分析試料の試
料液面から必要な高さ相当分だけ下降させ、試料吸引分
注手段でサンプリングプローブに被分析試料を所要量吸
引することができる。

【００４５】統合制御手段では、試料容器の形状等の必
要データが入力されて被分析試料の必要吸引量に応じた
深さ（下降量）が求められるため、サンプリングプロー
ブが被分析試料の試料液面に必要以上に浸かることを未
然にしかも効果的に防止でき、プローブ表面に付着する
被分析試料を極力減らすことができる。

【００４６】したがって、プローブ表面に付着した被分
析試料が分注時に混入するのを防ぐことができ、被分析
試料の測定精度や確度の向上を図ることができる。ま
た、サンプリングプローブは被分析試料の液面内に必要
以上に降りないため、試料容器に必要量だけ被分析試料
を準備すればよく、被分析試料の無駄を省くことができ
る。

【００４７】また、被分析試料の必要吸引量に応じた深
さ（下降量）を求めるために、試料容器の形状等の必要
データを入力手段で予めセットしておくだけで、統合制
御手段によりサンプリングプローブの位置調節ができ、
サンプリングプローブの下降量を正確に測定する光学的
検知手段等の機能部品を揃える必要がないので、コスト
アップの防止を図るとともに、被分析試料の検査に要す
る動作時間を短縮し、検査速度の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る試料サンプリング装置を備えた自
動化学分析装置の概略図。

【図２】サンプリングプローブの下降量と被分析試料の
必要吸引量との関係を示す図。

【図３】データ入出力制御手段に表示される測定試料情
報を設定する設定画面の一例を示す図。

【図４】試料種別毎使用容器の径の設定画面を例示する
図３と同様な図。

【図５】従来の自動化学分析装置における試料サンプリ
ング装置を示す図。

【図６】自動化学分析装置における従来の試料サンプリ
ング装置の他の例を示す図。

【符号の説明】

１０ 自動化学分析装置 １１ 被分析試料 １２ 試料容器 １３ 試料設置部 １４ 容器移送制御手段 １５ サンプリングプローブ １６ 試料吸引分注手段 １７ プローブ駆動制御手段 １８ 反応管 ２０ 反応測定系 ２１ 反応測定制御手段 ２３ 統合制御手段（中央コントローラ） ２４ データ入出力手段 ２５ ＣＲＴディスプレイ ２６ プリンタ ２７ 入力手段 ２８ 中央処理装置（ＣＰＵ） ２９ データ記憶装置（メモリ） ３０ 保持体 ３５ 液面検出センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被分析試料を収容した複数の試料容器か
   ら所要の試料容器をサンプリング位置に送る容器移送制
   御手段と、上記サンプリング位置でサンプリングプロー
   ブに被分析試料を吸引して保持し、分注位置で分注可能
   な試料吸引分注手段と、前記サンプリングプローブをサ
   ンプリング位置と分注位置との間で移送させるプローブ
   駆動制御手段と、前記容器移送制御手段、試料吸引分注
   手段およびプローブ駆動制御手段の作動制御を行なうと
   ともに中央演算機能とデータ記憶機能を備えた統合制御
   手段と、この統合制御手段に試料容器の形状等の必要デ
   ータを入力する入力手段とを有し、前記統合制御手段は
   測定項目毎の必要試料量からサンプリングプローブへの
   被分析試料吸引量を算出し、この被分析試料吸引量と入
   力された必要データからサンプリングプローブの下降量
   を演算してプローブ駆動制御手段および試料吸引分注手
   段を作動制御したことを特徴とする自動化学分析装置に
   おける試料サンプリング装置。
2. 【請求項２】 サンプリングプローブに試料容器に貯溜
   された被分析試料の液面を検出する液面検出センサを備
   え、サンプリングプローブの下降量は試料液面を基準に
   設定された請求項１に記載の自動化学分析装置における
   試料サンプリング装置。
3. 【請求項３】 試料容器の形状等の必要データは、試料
   容器の内部断面積あるいは径のデータであったり、また
   は予め登録された試料容器製造側の製造コードのデータ
   である請求項１に記載の自動化学分析装置における試料
   サンプリング装置。
4. 【請求項４】 統合制御手段は、被分析試料の必要吸引
   量と試料容器の形状等の必要データとから試料容器に貯
   溜される被分析試料の試料液面からの深さを算出し、液
   面検出センサにて試料液面を検知してプローブ駆動制御
   手段と試料吸引分注手段を作動制御し、プローブ駆動制
   御手段でサンプリングプローブを被分析試料の試料液面
   から得られた深さ相当分下降させるとともに試料吸引分
   注手段により被分析試料をサンプリングプローブに吸引
   させた請求項１または２に記載の自動化学分析装置にお
   ける試料サンプリング装置。