JPH0980055A - 多項目自動分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、反応液を複数の波長を用いて測定す
る際に１台のＡ／Ｄ変換器を設置するだけで済み、ノイ
ズの影響を低減できる多項目自動分析装置に関する。 【構成】反応容器６の位置はセンサ板３０のスリット３
１をホトインタラプタ３２で検知することにより認識さ
れる。反応テーブル５が回動中に１つの反応容器６中の
反応液を透過した光が分光された多波長検知器３９によ
り検知される。マルチプレクサ４１を経た信号は逐次比
較型のＡ／Ｄ変換器を介して制御演算装置１に送られ、
多数回の測光データの内の最大値と最小値を除いたデー
タを用いて所望波長に関する平均値が演算される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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って回
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。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動分析装置、例えば、特公平6
−103311 号公報に記載された自動分析装置における反
応液の測定方法は、反応テ−ブルを回転させながら各反
応容器内の反応液を次々と測光するものであり、特公平
1−21910号公報に記載された自動分析装置用の試料供給
装置は、試料テーブルに付設された検知用円板の穴をホ
トインタラプタで検知することによって試料テーブル上
の容器位置を認識するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の特公平6−10333
11 号公報による反応テーブルの位置決めを特公平1−21
910 号公報によるホトインタラプタによって実行するよ
うな場合、１つの波長による測光データは１台のアナロ
グ・デジタル変換器(以下Ａ／Ｄ変換器と称す)により処
理されることになる。そのため、二波長測光をする場合
には２台のＡ／Ｄ変換器が必要である。

【０００４】各反応容器内の反応液に対して１回だけの
測光データを取り込んだ場合には、測光回路にノイズが
もたらされデータにそのノイズの影響があれば測定結果
を利用できなくなるため、そのようなノイズの除去に特
別な工夫が必要になる。

【０００５】本発明の目的は、反応容器内の反応液を複
数の波長を用いて測定する際に１台のアナログ・デジタ
ル変換器を設置するだけで済むにもかかわらず、ノイズ
の影響を低減できる多項目自動分析装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、反応容器の列
が多波長光度計の光路を横切って回動し、上記多波長光
度計の光検知器からの多波長に対応する信号が同時に入
力されるマルチプレクサを備えた多項目自動分析装置に
おいて、マルチプレクサと制御演算装置との間に１台の
アナログ・デジタル変換器を設け、このアナログ・デジ
タル変換器として逐次比較型のものを用い、１つの反応
容器が光路を横切る間に多数回の測光データを取り込み
最大値および最小値を除いた残りのデータで所望波長に
おける平均値を出力するように制御演算装置を構成した
ことを特徴とする。

【０００７】さらに詳細には、本発明が適用される自動
分析装置は、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ものである。この自動分析装
置には、反応テーブル円周上に配設された複数の透明反
応容器，反応容器を透過させ測光する多波長光度計，反
応テーブルの駆動軸に反応容器と同数と同角度に配設し
たスリットを設けた円盤上のセンサ板、このセンサ板の
スリットを検出するホトインタラプタを設け、反応液を
測光する際、反応テーブルを連続的に回転させ、ホトイ
ンタラプタの出力信号をトリガーとして、各反応容器内
の反応液を次々に測光する。

【０００８】各々の反応容器に対して上記多波長光度計
の光軸を通過する際に対応するホトインタラプのトリガ
ーに対して、あらかじめ測定波長，測定回数をキーボー
ド入力あるいはプログラムテーブルに書き込んでおいた
情報に基づき、多波長光度計の各波長を順次測定する。

【０００９】この多項目自動分析装置は、一つの反応容
器に対して測定する波長を測定項目毎にあらかじめキー
ボード入力あるいはプログラムテーブルに書き込んでお
いた入力情報により、測定波長及び波長数を可変でき
る。また、１つの反応容器に対して測定した各波長のデ
ータの平均値を計算し、あらかじめキーボード入力ある
いはプログラムテーブルに書き込んだその誤差率によ
り、その誤差率から外れた測定データを削除して、あら
ためて残りデータの平均値を測定値として出力すること
ができる。

【００１０】

【作用】Ａ／Ｄ変換器を従来の２重積分型から逐次比較
型に変更する事により積分時間を数十ｍｓから数十マイ
クロ秒に早くすることにより、一つの反応容器に対して
数十回測定し、その測定データの最大値，最小値を削除
し、残りのデータの平均値をとることにより上記した数
マイクロ秒のパルス上のノイズの影響を大幅に低減でき
る。また、測定回数を増すことにより、平均化の効果を
上げることが出来る。さらに、２波長データを測定する
場合は２波長を切替て交互に取り込むことにより、２波
長の取り込む同時性の効果と１つのＡ／Ｄ変換器で可能
となる。

【００１１】このように、積分時間を数十マイクロ秒に
早くすることにより、一つの反応容器に対して多波長光
度計が有している最大波長数を順次、多数回取り込む事
が可能となるため、多波長の測定データを演算すること
により、反応に対する妨害成分吸収の除去も可能であ
る。

【００１２】

【実施例】図１の本発明に基づく自動分析装置の主要部
を示す。本装置では、４８個の透光性の角形プラスチッ
ク反応容器６が回転式の反応テーブル５の円周上に保持
されている。４０個の試薬容器３が回転式の試薬テーブ
ル２に配置されている。被測定試料と標準試料の容器１
１が回転式のサンプルテーブル１０に配置される。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。

【００１３】試薬ピペッテング機構４の可動アームは入
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上の試薬吸入位置の試薬容器３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５上の試薬吐
出位置にある反応容器中に添加する。反応容器６に収容
する反応液に対する撹拌機構９による撹拌位置は、反応
テーブル５上に設けられる。

【００１４】この装置は、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
定の波長で測定する多波長光度計１３，測定終了後の反
容器を洗浄する洗浄用ノズル機構１２および洗浄用給排
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変換器１９，各機構部の動作
制御およびデータ処理用コンピュータ１，出力用プリン
ター２１，入出力および表示用タッチパネル付ＬＣＤ２
０，プログラム，測定条件およびデータメモリー用フロ
ッピーディスクドライバー２２，コンピュータ１と各機
構系を接続するインターフェース２４等を有する。

【００１５】本装置による測定の開始にあたっては、先
ず必要に応じて標準試料と被測定試料をサンプルテーブ
ル１０にセットし、ＬＣＤ２０から各試料液毎に測定す
る項目すなわち項目選択情報を入力する。また、試薬テ
ーブル２には測定に必要なすべての試薬をセットする。
各測定項目毎の測定条件はフロッピーディスクで供給す
る。

【００１６】以上の準備が終了したらオペレータは分析
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
試料サンプリング機構８とマイクロシリンジ機構１５に
よって該試料の最初に測定されるべき測定項目に適応す
る所定量が反応容器６中に採取される。

【００１７】次いで反応テーブル５が反時計方向に回転
し、１マシンサイク後には１回転プラス１ピッチ（１反
応容器）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（マシン）サイクル
（本例では１サイクルは１８秒すなわち２００テスト／
時）の開始時毎に反応テーブル５は１ピッチずつ反時計
方向に進行した位置で停止し、次の試料液が左となりの
反応容器６に採取される。また、反応テーブル５の回転
時には多波長光度計１３の光軸を通過するすべての反応
容器中の反応液の吸光度が、入力情報に基づき各分析項
目に対応する各波長によって測定される。

【００１８】本実施例における反応テーブル５の回転時
に多波長光度計１３の光軸を通過する際の測定方法に関
し、図２，図３，図４を参照して説明する。

【００１９】反応テーブル５の駆動軸２９はパルスモー
タの駆動軸２５により、プーリ２６，タイミングベルト
２７，プーリ２８を介して回転する構造となっている。
また、反応テーブル５の駆動軸２９には反応容器６と同
じ数，同じ角度でスリット３１が円周上にあるセンサ板
３０が設けられている。多波長光度計１３の光源３３の
光はレンズ３４，入射スリット３５，反応槽４４の中を
循環する恒温水の洩れを防ぐための窓ガラス３６，反応
容器６，窓ガラス３７を介して凹面回折格子３８に入射
され分散される。分散された光は３４０ｎｍから８００
ｎｍ間の１２波長の該当位置に光検知素子が配置されて
いる検知器３９に入る。

【００２０】光検知器３９からの信号は各波長毎にＬＯ
Ｇアンプ４０の入力となり、その出力はマルチプレクサ
（以下ＭＰＸと称す）４１，バッファーアンプ４２を介
してＡ／Ｄ変換時間が２５μｓのＡ／Ｄ変換器１９によ
りデジタル化されコンピュータ１に取り込まれる。一
方、センサ板３０のスリット３１のＡ／Ｄ変換タイミン
グはホトインタラプタ３２より出力され、コンピュータ
１の割込み信号となる。図３により一つの反応容器に対
して主波長，副波長の２波長測定例を詳細に説明する。
測定時に反応テーブル５を１回転プラス１ピッチ回転さ
せると、ＬＯＧアンプ出力は、光が反応容器６内の反応
液を通過する時間Ｔ１がａに示すようにほぼ一定出力と
なる。ポトインタラプタ３２の信号割込みは光が反応液
を通過し始めたタイミングになるように、スリット３１
の位置を合わせてある。Ｔ２は次の容器までの時間であ
る。コンピュータ１はこの割込みにより、入力情報に基
づいた取り込み波長、取り込み回数をＭＰＸ選択信号お
よびＡ／Ｄスタートを繰り返すことによりコンピュータ
１に取り込む。

【００２１】取り込んだ測定データは入力情報に基づい
たデータ処理、すなわち、最小値，最大値を削除した残
りの測定データの平均値を測定結果として出力し、ある
いは測定したデータの平均値を計算し、入力情報に基づ
いた誤差率により、その誤差率から外れた測定データを
削除して、あらためて残りデータの平均値を測定値とし
て出力する等の処理がコンピュータ１により実行され
る。このように一つの反応容器から複数の測定データを
取り込みデータ処理をすることにより、図４に示すよう
にＡ／Ｄ変換取り込み中に外部ノイズＮが入り測定回路
のＬＯＧアンプ出力に影響した場合でも最小値，最大値
を削除することにより測定データにノイズ影響を与えず
に済むことになる。

【００２２】

【発明の効果】本発明はＡ／Ｄ変換器時に逐次比較型
（例えば変換時間２５マイクロ秒）のＡ／Ｄ変換器を使
用することにより１つのＭＰＸと１つのＡ／Ｄ変換器を
使用し、一つの反応容器に対して複数波長と複数回数の
データを取り込み、データ処理することによりノイズの
影響を低減することができる。複数波長の取り込みに対
しては波長を順次ＭＰＸにより切替ることを繰り返すこ
とにより、同時取り込みと同じ効果を持たせることが出
来る。また、一つの反応容器に対して、複数波長のデー
タを取り込み、波長間のデータ処理をすることにより、
反応過程の妨害反応の影響の低減が出来る。さらに１つ
のＭＰＸと１台のＡ／Ｄ変換器を使用ですむため、電気
回路の小型化，原価低減ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく自動分析装置の主要部の構成図
である。

【図２】図１の分析装置におけるＡ／Ｄ変換取り込み説
明図である。

【図３】図２の動作を説明するためのタイムチャート図
である。

【図４】図３の補助タイムチャート図である。

【符号の説明】

１…コンピュータ（制御演算装置）、５…反応テーブ
ル、６…反応容器、１０…サンプルテーブル、１９…Ａ
／Ｄ変換器、３０…センサ板、３１…スリット、３２…
ホトインタラプタ、３９…検知器、４０…ＬＯＧアン
プ、４１…マルチプレクサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 進藤 勲夫 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反応容器の列が多波長光度計の光路を横切
   って回動し、上記多波長光度計の光検知器からの多波長
   に対応する信号が同時に入力されるマルチプレクサを備
   えた多項目自動分析装置において、上記マルチプレクサ
   と制御演算装置との間に１台のアナログ・デジタル変換
   器を設け、このアナログ・デジタル変換器として逐次比
   較型のものを用い、１つの反応容器が上記光路を横切る
   間に多数回の測光データを取り込み最大値および最小値
   を除いた残りのデータを所望波長に関する平均値を出力
   するように上記制御演算装置を構成したことを特徴とす
   る多項目自動分析装置。