JPH0749350A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動分析装置の処理能力の向上と温度制御の
向上並びに比色分析，蛍光分析，免疫分析，電解質分析
を同一装置内で実施する。 【構成】 サンプルテーブルは大ターレット上に複数の
小ターレットを保持する方法でランダムアクセス，再分
析の適応が迅速にできるようにした。反応テーブルは外
縁に反応管を保持し，前半と後半の２ラインを保持し，
前半が第１試薬分注，検体分注，混合，洗浄，後半が第
２試薬分注，混合，洗浄を行い，１回転ごとに１ステッ
プ歩進し，光学測定装置，蛍光検出器をライン上に保有
する。反応管はヒータを保有するホルダと共に回動し，
試薬容器は加熱冷却機構と共に回動し，適正温度を保持
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動分析装置に係り，生
化学比色分析，電解質分析、免疫分析，蛍光分析などを
高速に実施可能な自動分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動分析装置は特公平４−２１１
４０号に見られるごとく，装置内の検体保持能力は低
く，反応テーブルの反応ラインは１ラインであり，比色
分析ラインと蛍光分析ラインは別個に実施するもので，
同一ライン分析は行っていなかった。ピペット装置は複
数のノズルの上下が同期して行われており，これらを検
体分注用，第１試薬，第２試薬用に用いていた。また，
反応管は，単独で反応テーブルを外縁を回動しており，
加熱・冷却機構は反応テーブルの中心部に独立して設置
されていた。更に，電解質分析も別ラインで実施してい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術には下記
の問題点がある。処理能力を決定する要因にサンプルテ
ーブルのサンプル保持能力の不足が挙げられ，反応テー
ブルに関しては，反応管を外縁に一列配列で行なってい
たため，反応テーブル数を増加する方向で行われて来た
が，大型化せず，コンパクトな同一装置を用い，分注操
作，混合操作，測光操作，電解質分析，蛍光分析を行う
ことを目的とした。同時にピペット操作の迅速化と共に
反応管中の反応液の測定精度を向上させるために加熱・
冷却機構の改善を行い，また同時に第１試薬テーブル，
第２試料テーブルの加熱・冷却機構の改善によってこれ
らの液体の保持温度の適正化を図ることを目的とした。
更に同一装置内の同一ライン上で比色分析，電解質分析
および蛍光分析を実施し，分析処理速度の迅速化を図る
こととした。

【０００４】

【問題を解決するための手段】大ターレット上に小ター
レットを有するサンプルテーブルの回動については実願
平５−８０６８号に示したようにサンプルのランダムア
クセスを速かに行うために小ターレットは第１交換位置
でサンプルの情報をバーコードで読取り，次の９０°回
動でサンプル吸引位置で反応管への分注を行う。更に９
０°回動して判定待期位置に移り，更に９０°回動で第
２交換位置を経て第１交換位置に戻る。また，電磁クラ
ッチの開磁と消磁によって回動時の配線の混線が無いよ
うにした。

【０００５】サンプルピペットはサンプルテーブルでサ
ンプルを吸引したピペットは９０°回動して電解質分析
カップ又は希釈カップ位置に移る。電解質分析か希釈カ
ップ又は選択切換が可能で電解質分析カップには希釈液
と校正液の仕込切換ができ，恒温でイオン選択電極で電
位差測定を行う。希釈カップでは所望の希釈倍率に脱塩
水で希釈できるようになっている。更に９０°回動し，
サンプル希釈水の分注を反応管に行い，次の９０°回動
でピペット洗浄位置に移り，次の回動で元に戻る。本ピ
ペットの上下は回動するごとの各カップのレベル差の上
・下位置は位置センサと液面検出センサで検出する。

【０００６】反応テーブルには外縁に反応管が配列さ
れ、前半および後半の２ラインを備え，前半は第１試薬
分注，検体分注，混合操作，洗浄操作を行い，後半は第
２試薬分注、混合操作，洗浄操作を行うようになってお
り，その回動に伴って反応管は１回転で１ピッチ前進
し，光学測定装置によって連通する反応管の吸光度を連
続的に測定し，各反応液の吸光度の変化を測定する。単
独の反応管では，第１試薬の分注，検体分注，混合，第
２試薬の分注，洗浄を終え，元に戻る。必要に応じて次
のステップで第３試薬を添加したり，反応終了まで検
体，試薬，混合，洗浄操作なしに回動させ，反応を継続
することもできる。

【０００７】反応テーブルの測光では検体に第１試薬，
第２試薬，或は第３試薬を添加した反応液の吸光度は光
源光による比色測定又は蛍光測定が同一ライン上ででき
るように配設してある。反応テーブルは２サイクルに１
ピッチ回動するため反応の過程が追跡できる。蛍光測定
装置は例えば特開平２−８７３０号に記載のものを使用
する。

【０００８】反応テーブルの反応管の電熱部，保温部は
保温効果を良くするために反応管と共にヒータ，温度セ
ンサを保持する加熱機構と同期して回動するようにし
た。同時にスリップリングにより回線の混線をさけるよ
うにしてある。

【０００９】第１及び第２試薬テーブルの試薬類の保温
のため，加熱，冷却機構は試薬ボトルと同調して回動す
るものを使用する。従って，ペルチェ素子，温度セン
サ，放熱フインを試薬ボトルと共に回動し，スリップリ
ングにより回線の混線をさける。

【００１０】洗浄操作は第１洗浄と第２洗浄と２回実施
される。第１洗浄では，純水洗浄／乾燥，混合，純水洗
浄／乾燥，純水洗浄／乾燥，乾燥が行われ，第２洗浄
は，ドレン抜き，アルカリ洗浄，アルカリドレン抜き，
酸洗浄／乾燥，純水洗浄／乾燥，水ドレン抜きを行う。
上記操作に用いる各ノズルはラック，ピニオン機構で上
下に駆動調整される。

【００１１】本自動分析装置に用いられる反応管は中央
部に左・右に分離できる仕切板があり，底板に近い部分
は液が左右に連通可能に仕込まれ，パイレックスガラ
ス，石英ガラス又はプラスチック製のものを使用する。
本反応管は圧着チップで開閉できる蓋を有し，蓋部は取
はずし可能に上・下できる開閉栓装置を備え，圧着チッ
プは空気孔によりダイヤフラムポンプと連動し，閉栓時
にその差圧を用い液の混合攪拌ができるようにしてあ
る。

【００１２】

【実施例】次に本自動分析装置の実施例を述べるが，本
実施例に限定されるものではない。図１ではサンプルホ
ルダーＡは，大ターレットＡ上に小ターレット２，３，
４，５を配設し，それぞれは交換位置２，サンプル吸引
位置３，判定待期位置４，交換位置５に正逆回動でき，
小ターレット上には複数個のサンプルキュベット６と大
ターレット上に複数個の標準サンプル，緊急サンプル用
のサンプルキュベット７を保持する。交換位置２では各
サンプルキュベット６の情報をバーコードリーダ２１で
読取る。バーコードリーダ２１は大ターレット１の外縁
にある標準，緊急用の各試料キュベット７の情報も読取
ることができる。小ターレット２は９０°回動してサン
プル吸引位置３に移動し，サンプルピペット８を用い
て，サンプル１３を反応管１４に分注する。小ターレッ
ト３は更に９０°回動して判定待期位置４に移動し，次
に９０°回動して交換位置５に移動し，次の回動で最初
の交換位置２に戻る。交換は２位置，５位置でも同様に
交換可能で新しいサンプルを保持する小ターレットと分
析終了後の小ターレットを自由に交換する。

【００１３】サンプルピペット８はサンプル吸引位置１
５から９０°回動して希釈液調整位置１０又は電解質測
定位置１１に切換可能なピペット９位置に移動する。希
釈液調整位置ではサンプルの測定条件に伴せて任意の希
釈率の純水をコンピュータプログラム（図示せず）に従
って供給希釈できる。電解質測定位置では例えば実開平
２−５０６７４号に開示した分析装置を用いて，Ｎａ，
Ｋ，Ｃｌなどの電解質分析を実施する。サンプルピペッ
ト８は９０°回動して位置１４で反応管に分注し，９０
°回動後、洗浄ポット１２を用いてサンプルピペットノ
ズルの洗浄を行い元に戻る。上・下運転はステッピング
モータによるパルス制御により行い，４本アームに取付
けた液面センサによって液面制御を行う。

【００１４】反応テーブル１５の外縁には例えば１７５
個の反応管１６を保持し，前半及び後半の２ラインを備
え，前半は第１試薬分注，検体分注，混合操作，洗浄操
作を行い，後半は第２試薬分注，混合操作，洗浄操作を
行い，必要に応じて第１試薬と共に第３試薬の添加も可
能である。第１試薬は第１試薬ピペット３２を用いて０
位置の反応管に第１試薬テーブル３４中の第１試薬を分
注し，９０位置でサンプル（検体）が分注される。混合
機構（１）１７は３〜４位置にあり，反応液の空気攪拌
を行い，更に１２８位置で第２試薬テーブル３０中の試
薬を第２試薬ピペット２８を用いて分注し，光学測定装
置２２又は蛍光検出器４６を用いて，回動に伴う光学的
密度の測定を行う。更に回動して７９〜８４の洗浄ステ
ーション１９で洗浄を行うが，例えば，７９位置で水洗
洗浄剤洗浄吸引，８０位置で水洗洗浄剤洗浄，吸引，８
１位置で水洗洗浄混合，吸引，８２位置で吸引水洗等，
８３位置で水洗浄，吸引，８４は乾燥，吸引を実施す
る。同様に２次の混合機構１８位置は４１〜４２にあ
り，２次洗浄ステーション１９位置は１６６〜１７０に
ある。反応テーブルは回動により，２サイクルで１７６
ピッチで１回転と１ピッチ分前進する。回転テーブルは
パルス数制御で位置センサ，ロータリーエンコーダで位
置制御を実施する。

【００１５】第１試薬テーブル又は第３試薬３４の試薬
類３６の読取りはコンピュータ（図示せず）と連動した
バーコードリーダ３７により試薬情報，サンプル情報を
読取り，必要な試薬３６を試薬分注位置に回動し第１試
薬ピペット３２で必要量分注できる。第１試薬ピペット
３２は，洗浄ポット３３でノズルの洗浄を行う。サンプ
ルピペット８と同様にピペットノズル別にステッピング
モータによりラック，ピニオンを用い，パルス数制御と
液面センサの制御によってノズル個別に上下運動が制御
される。同様に第２試薬テーブル３０の読取りはコンピ
ュータに連動したバーコードリーダ３１で試薬２５，サ
ンプル情報を読取り，試薬分注位置に回動後第２試薬ピ
ペット２８により試薬２５を反応液に分注する。洗浄ポ
ット２９で各ノズルは回動洗浄され上下運動の制御は第
１試薬ピペット３２と同様に行われる。

【００１６】光学測定装置２２は多波長光度計を用い光
源ランプ２５からの光束は集光レンズ２３´を経て反射
鏡２３からスリット２４を通り，回折格子２６から複数
個の受光素子２７によって各波長の電流変化を増巾器，
ＡＤ変換器を経て，マイクロコンピュータ（図示せず）
で濃度計算される。反応管１６の回動によって，その光
学測定により反応を追跡する。また，蛍光検出器４６は
反応液１６´を励起光学系は光源４２，集光レンズ４
３，励起光用干渉フィルタ４４，集光レンズ４５を経た
励起光から蛍光サンプルを経て発光する蛍光系は蛍光を
集光レンズ４１から蛍光干渉フィルタ４０を通り集光レ
ンズ３９を経て検出器３８に受光し，比色計と同様にマ
イクロコンピュータを用いて濃度計算される。上記蛍光
検出器の励起系と蛍光系には特開平２−８７３０に開示
した環状光束を用いてもよい。

【００１７】図２は，サンプルホルダーＡの大ターレッ
ト１上下小ターレットを保持した断面図でキュベット６
´又は採血管６をホルダ５０に収容し，その各々にバー
コードを貼付けバーコードリーダ２１で読取る。大ター
レット１にはパルスモータ５１の延長軸上に取付けられ
た回転ベース８８に取付けられた歯車を介して動力が伝
達されシャフト５３を中心に行われ，駆動制御はパルス
モータ５１，ロータリーエンコーダ７６と，基準位置セ
ンサ７１，遮光棒７２により行われる。小ターレットの
回動はパルスモータ９７，電磁クラッチ９６の働きで開
磁し，その作用によって回動軸９９とモータ駆動軸９８
が同軸に連結し，歯車９５，９５´の駆動を伴い回動す
る電磁クラッチ９６を開磁し，アクチエータ８２を吸着
し，電磁クラッチの消磁作用でアクチエータ８２に間隙
を生じ，動力の伝達機構が切離され，配線ベースを伴う
ベース６７の回動は行われず，大ターレット１と小ター
レット２，３，４，５は同時に回動軸をベース８８と大
ターレット１と小ターレットホルダ５０を伴い回動す
る。小ターレットの位置決めはパルスモータ９７とロー
タリーエンコーダ８３により歯車８４，８５によって作
動し，基準位置センサ９６と遮光棒８７によって制御さ
れる。

【００１８】図３は第１試薬テーブル３４又は第２試薬
テーブル３０の断面図である。テーブル内には回動可能
の複数個の試薬ボトル３６（２５）が収容されており，
その外部は，保温材１０７，１０７で包囲されており，
中心軸部と冷却機構，加熱機構部と共に駆動装置１０
２，歯車１０８，１０８´の働きによって回転する。冷
却機構はアルミ製フィン１０４，１０４，ペルチェ素子
収納部１０３，１０３から成る。試薬温度は温度センサ
１０５を用い，マイクロコンピュータ（図示せず）を用
いて保冷庫，常温庫を一定温度を保持する。同時に収容
部１０３，１０３にはヒータブロックを所持し，加熱制
御を温度センサ１０５を用いて行う。本試薬容器は収容
された試薬容器３６（２５）と冷却機構，加熱機構が同
時に回動され，スリップリング１０６，１０６用いて配
線の混線をさけるようになっている。また，ドレン抜き
１０９を保持する。

【００１９】図４は本発明のサンプルピペット，試薬ピ
ペット装置の断面図を示し，ピペットは４本又は３本の
独立したノズル１１０，１１０´…を備え，回転用モー
タ１１２と歯車１１３を用いて所要角度を中心軸の周り
を間欠回転する。停止位置にピペットノズル１１０，１
１０´が到来するとスライドブッシュ部１２０，１２０
´と上下フック１２１，１２１´が嵌挿され，後に上下
用モータ１１３を駆動し，上下軸スライド軸１２６を通
して１２４の上下連動が行われる。上下の際には独立し
た位置センサ，液面センサを有し，ピペットノズル１１
０，１１０´は独立な任意のストロークで上下する。

【００２０】図５は洗浄ステーション１７，１９に用い
た洗浄装置の断面図である。反応管１６に洗浄液をため
て吐出ノズル１３０，１３０´…吸引ノズル131 ,131´
…はそれぞれ独立したノズルを有し，例えば６組の別個
の組ノズルを有し，洗剤洗浄，純水洗浄，混合，吸引，
乾燥が可能なものである。上下機構はパルスモータ１３
２を用い，ラック１３４，ピニオン１３３機構を用いて
ノズル１３０，１３１…の上下運動を実施する。上・下
の位置決めはセンサプレート１３６にセンサ１３５，１
３５´を保持して位置制御を行う。オーバーフローの検
出はコンピュータ制御により，アラームの発生，供給ポ
ンプの停止などが指示される。

【００２１】図６は混合機構１７，１８の断面図であ
る。反応管１６は，中央に仕切板付のパイレックスガラ
ス，石英ガラス又は石英ガラス製で下部は仕込液の混合
が行わるように左・右に連通した構造が採用される。反
応管１６が混合機構（１）又は混合機構（２）位置に回
動されると反応管の上部約１０mmにあった圧着チップ１
４０が反応管１６の一端に下降閉栓し，ダイヤフラムポ
ンプ（図示せず）と空気パイプ１４１を通して連結し，
実願平４−３９２２４号の開示方法で空気の差圧の変動
を生じさせ，攪拌・混合ができる。上下運動はパルスモ
ータ１４２，位置センサ１４３を働かせ，上下位置の制
御を行う。支点１４４を中心にロッドエンド１４５，ロ
ッド１４６を上下運動を行う。上記の閉栓後の攪拌混合
時間は２分間で終了後，圧着チップ１４０を上昇開栓
し，反応管は１ステップ移動する。

【００２２】図７は反応管１６を複数個外縁に保有する
反応テーブル１５の断面図である。反応管１６は反応液
を一定温度を保持するために温度制御のためのヒータ１
５１，温度センサ１５７を反応管ホルダ１５０内に保有
している。反応管の外部には保温材１５５として発泡プ
ラスチック材料などで包囲されている。反応液の温度制
御の精度を昇げるために加熱部を含めた反応管ホルダ１
５０はパルスモータ１５２と共に回動し，軸部１５３，
歯車１５６を通して反応テーブル１５の包囲を回動す
る。温度センサ１５７，ヒータ類１５１が回動に伴って
混線させないためにスリップリング１５４を使用して，
分断できる方式を採っている。

【００２３】上記自動分析装置の制御装置は特公平４−
２１１４０号開示のように電源部マイクロコンピュータ
と操作パネルと，データ処理のためのパーソナルコンピ
ュータによって構成されている。該パーソナルコンピュ
ータはＣＰＵ及びキーボードとＣＲＴディスプレイー装
置と磁気ディスク装置，測定結果のプリンタで構成され
る。磁気ディスク装置は臨床化学検査用測定項目など所
用データが記憶されている。上記のデータ処理装置に
は，検体情報としてサンプル受入情報測定項目，患者情
報，サンプルテーブル位置，希釈度，反応テーブル位
置，電解質情報試薬情報特公平５−３８９０号に見られ
る分析情報，分析結果の解析，メンテ情報など記憶，表
示できるものである。

【００２４】

【発明の効果】本発明は上述のごとく，多数の試料，多
種類の試薬を用い，多項目の測定項目に対応して自動分
析を行うに際して，同時に反応テーブル内に第１反応ラ
インと第２反応ラインの分注，測定が同時に施行される
ため，迅速性，正確性の向上並びに分析能率の向上が見
られる。検体受入に関してはランダムアクセス，再分析
のフィードバックが機能的に実施される。測定は比色分
析，電解質分析、蛍光分析，免疫分析が同一装置内で可
能である。また、反応液と試薬の保温温度の制御性の向
上。反応液の混合方法の改良を図った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動分析装置の平面図である。

【図２】サンプルテーブルの断面図である。

【図３】試薬テーブルの断面図である。

【図４】ピペット装置の断面図である。

【図５】洗浄装置の断面図である。

【図６】攪拌装置の断面図である。

【図７】反応管ホルダの断面図である。

【符号の説明】

Ａ サンプルテーブル １ 大ターレット ２，３，４，５ 小ターレット ８ サンプルピペット １５ 反応テーブル １６ 反応管 １７ 混合機構 １８ 混合機構 １９ 洗浄ステーション ２０ 洗浄ステーション ２２ 光学測定装置 ２８ 第２試薬ピペット ３０ 第２試薬テーブル ３２ 第１試薬ピペット ３４ 第１試薬テーブル

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【手続補正書】

【提出日】平成５年９月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】サンプルピペット８はサンプル吸引位置１
５から９０°回動して希釈液調整位置１０又は電解質測
定位置１１に切換可能なピペット９位置に移動する。希
釈液調整位置１０ではサンプルの測定条件に伴せて任意
の希釈率の純水をコンピュータプログラム（図示せず）
に従って供給希釈できる。電解質測定位置１１では，例
えば実開平２−５０３７４号に開示した分析装置を用い
て，Ｎａ，Ｋ，Ｃｌなどの電解質分析を実施する。サン
プルピペット８は，９０°回動して位置１４で反応管に
分注し，９０°回動後、洗浄ポット１２を用いてサンプ
ルピペットノズルの洗浄を行い元に戻る。上・下運転
は，４本ノズルは個別にステッピングモータによるパル
ス制御により行い，４本アームに取付けた液面センサに
よって液面制御を行う。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】図２は，サンプルホルダーＡの大ターレッ
ト１上下小ターレットを保持した断面図でキュベット
６′又は採血管６をホルダ５０に収容し，その各々にバ
ーコードを貼付けバーコードリーダ２１で読取る。大タ
ーレット１にはパルスモータ５１の延長軸上に取付けら
れた回転ベース８８に取付けられた歯車を介して動力の
伝達がシャフト５３を中心に行われ，駆動制御はパルス
モータ５１，ロータリーエンコーダ７６と基準位置セン
サ７１，遮光棒７２により行われる。小ターレットの回
動はパルスモータ９７，電磁クラッチ９６の働きで励磁
し，その作用によって回動軸９９とモータ駆動軸９８が
同軸に連結し，歯車９５，９５′の駆動を伴い回動する
電磁クラッチ９５を励磁し，アクチエータ８２を吸着
し，電磁クラッチ９６の消磁作用でアクチエータ８２に
間隙を生じ，動力の伝達機構が切離され，配線ベースを
伴うベース６７の回動は行われず，大ターレット１と小
ターレット２，３，４，５は同時に回動軸をベース８８
と大ターレット１と小ターレットホルダ５０を伴い回動
する。小ターレットの位置決めはパルスモータ９７とロ
ータリーエンコーダ８３により歯車８４，８５によって
作動し，基準位置センサ８６と遮光棒８７によって制御
される。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個のサンプル容器を収容する大ター
   レットと複数個のサンプル容器を収容する小ターレット
   を大ターレットの上に保有するサンプルホルダーにおい
   て，小ターレットが交換位置，サンプル吸引位置，判定
   待期位置，交換位置に正逆ランダムに回動操作を行い検
   体を分注機構により，反応テーブルの反応管に分注し，
   該反応テーブルは外縁に配置した反応ラインの前半及び
   後半の２ラインを備え，前半は第１試薬分注，検体分
   注，混合操作，洗浄操作を行い，後半は，第２試薬分
   注，混合操作，洗浄操作を行い，光学測定位置に移送
   し，上記各位置に回動制御することにより連続光学測定
   を行うことを特徴とする自動分析装置。
2. 【請求項２】 請求項１の連続光学測定において，光学
   測定に比色用検出器と蛍光検出器を反応テーブル上の反
   応ライン上に所有し，同期又は非同期に測定可能である
   ことを特徴とする自動分析装置。
3. 【請求項３】 試薬テーブルの試薬容器の加熱用ヒータ
   及び冷却機構が試薬容器と加熱冷却機構が同期して回動
   加熱制御されていることを特徴とする自動分析装置の試
   薬テーブル。
4. 【請求項４】 請求項１の自動分析装置において，試料
   分注，第１試薬分注，第２試薬分注に複数本のノズルか
   らなるピペット装置を用い，同一回転軸上の回動と同時
   に任意なストローク上下して，試料又は試薬分注，希
   釈，排出，洗浄操作を同期に行うことを特徴とする自動
   分析装置のピペット装置。
5. 【請求項５】 反応管に左右に連通可能な仕切板付構造
   のものを用い，圧着チップを上下機構を用いて反応管の
   端部を開閉し，閉栓時に反応管内の収容液体を空気圧の
   変動させることにより混合攪拌することを特徴とする自
   動分析装置の混合攪拌装置。
6. 【請求項６】 ターレット状反応テーブルの外縁に複数
   個の反応管を保持する自動分析装置において，該反応管
   内部の温度制御を行う加熱機構を保持する反応管ホルダ
   を該反応管と同期に回動することを特徴とする自動分析
   装置の反応テーブル。