JPH11223635A

JPH11223635A - 自動分析装置

Info

Publication number: JPH11223635A
Application number: JP2573998A
Authority: JP
Inventors: Akira Higuchi; 朗樋口; Takashi Oguro; 隆大黒; Kenichi Kuroda; 健一黒田; Kanji Yahiro; 寛司八尋; Eiji Watabe; 英二渡部; Kenji Ishiyama; 健二石山; Hideyoshi Kitahara; 秀吉北原; Hideki Sumi; 英樹角; Naoki Miyazaki; 直紀宮崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-02-06
Filing date: 1998-02-06
Publication date: 1999-08-17
Anticipated expiration: 2018-02-06
Also published as: JP3489422B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スペースを省くことができ、分析作業の効率
を向上させることができる自動分析装置を提供すること
を目的とする。【解決手段】分注部Ａに、試料収納用の凹部が設けら
れたプレート４を載置して分注操作を行う分注ステージ
と、この分注ステージ内のプレート４に薬剤や検体など
の液状の試料を分注する第１の分注ヘッド１４および第
２の分注ヘッド１６を備える。この分注ステージの下方
の処理部Ｃにプレート４内の試料を分析する分析器４０
およびプレート４を洗浄する洗浄器４１を配設し、分注
部Ａと分析器４１および洗浄器４１の間でプレート４を
搬送するプレート搬送手段としてのＺ軸テーブル４３お
よびスライドユニット４５を備えた。これにより、小さ
なスペース内に分注と分析に必要な各要素を配設して余
分なスペースを省き、分析作業の効率を向上させること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレートに収納さ
れた液状の試料を分析する自動分析装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】物質の生化学的反応などの試験を系統的
に行う際に用いられる装置として、自動分析装置が知ら
れている。この自動分析装置は、試料収納用のプレート
内の液状の試料を分析して濃度などの各種の測定値を自
動的に求めるものである。分析を行う準備操作として、
分析対象の検体に対して薬剤を分注する作業、さらには
所定の希釈倍率の希釈薬液を作成する操作など各種の付
帯操作が必要とされる。このため、従来の自動分析装置
は、複数の分注装置、プレートやチップをストックする
ストック装置を分析装置と組み合わせてレイアウトし、
これらの各要素をロボットなどのプレート受け渡し手段
で連結して構成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の自動分析装置は、複数台の各個別装置を組み合わせ
て構成されたものであるため、その配置はロボットなど
のプレート受け渡し手段の構造、特性によって制約され
たものとなっていた。このため従来の自動分析装置は大
きなスペースを占めるものとならざるを得ず、またその
結果としてプレート受け渡しに相当の時間を要し分析作
業の効率が低いという問題点があった。

【０００４】そこで本発明は、スペースを省くことがで
き、分析作業の効率を向上させることができる自動分析
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の自動分析装置
は、試料収納用の凹部が設けられたプレートを載置して
分注操作を行う分注ステージと、この分注ステージ内の
前記プレートに薬剤や検体などの液状の試料を分注する
分注手段と、この分注ステージの下方に配設され、前記
プレート内の試料を分析する分析器およびまたは前記プ
レートを洗浄する洗浄器と、前記分注ステージと前記分
析器およびまたは前記洗浄器の間でプレートを搬送する
プレート搬送手段とを備えた。

【０００６】本発明によれば、分注手段を備えた分注ス
テージの下方にプレート内の試料を分析する分析器およ
びまたはプレートを洗浄する洗浄器とを配設し、分注ス
テージからプレートを搬送する搬送手段を備えることに
より、小さなスペース内に必要な各要素を配設して余分
なスペースを省き、分析作業の効率を向上させることが
できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の自動
分析装置の斜視図、図２（ａ），（ｂ）は同自動分析装
置の分注ヘッドの部分斜視図、図２（ｃ）は同自動分析
装置のチップ容器の斜視図、図３は同自動分析装置の正
面図、図４は同自動分析装置の平面図、図５は同自動分
析装置の部分斜視図、図６は同自動分析装置のプレート
の側断面図である。

【０００８】まず図１を参照して自動分析装置の全体構
造を説明する。図１において、自動分析装置１は型材を
組み合わせて構成されたフレーム２およびフレーム２に
固着されたベースプレート３を備えている。自動分析装
置１はフレーム２とベースプレート３によって３つの部
分、すなわち分注部Ａ、ストック部Ｂおよび処理部Ｃに
区分される。分注部Ａはベースプレート３上に配設され
ており、試料を収納したプレートへの分注操作を行う。
ストック部Ｂは分注部Ａで用いられるプレートや分注チ
ップをストックする。処理部Ｃは分注操作後にインキュ
ベータなど他装置に送られ、戻って来たプレートの分析
や洗浄などの処理を行う。

【０００９】次に図１を参照して分注部Ａについて説明
する。ベースプレート３上には、プレート４を載置する
３つのステージ、すなわち分注ステージ１０、バッファ
ステージ１１および待機ステージ１２が設けられてい
る。分注ステージ１０には分注操作が行われる薬剤や検
体のプレート４が載置される。バッファステージ１１は
分注ステージ１０内に載置されるプレート４を一時的に
載置するバッファの役割を果たすものである。また待機
ステージ１２はベースプレート３に設けられた搬送孔３
ａを介して下方の処理部Ｃへ搬送されるプレート４の待
機用のステージである。

【００１０】分注ステージ１０の側方には、スライドテ
ーブル１３が分注ステージ１０の長手方向に沿って配設
されている。スライドテーブル１３には、第１の分注ヘ
ッド１４および第２の分注ヘッド１６が装着されてお
り、第１の分注ヘッド１４および第２の分注ヘッド１６
は駆動手段（図示せず）によってそれぞれ個別にスライ
ドテーブル１３に沿って分注ステージ１０上を移動す
る。すなわち分注ステージ１０は第１の分注ヘッド１４
および第２の分注ヘッド１６の共通の作業範囲となって
いる。

【００１１】次に、図２を参照して分注チップ１５およ
びプレート４について説明する。分注チップ１５は先細
りのテーパ状のノズル部品であり、分注ヘッドに交換自
在に装着され、使用の都度交換されるいわゆる使い捨て
部品である。図２（ａ）に示すように、第１の分注ヘッ
ド１４には、分注チップ１５が格子状に複数個（本実施
の形態では８個×１２列、計９６個）装着されており、
また図２（ｂ）に示すように、第２の分注ヘッド１６に
は分注チップ１５が列状に複数個（本実施の形態では８
個）装着されている。なお、図２では作図の簡単のため
分注チップ１５の個数を省略して描いている。

【００１２】これらの分注チップ１５の先端部を、図２
（ａ）に示すプレート４に格子状に設けられた凹部４ａ
内に下降させ液状の薬剤や検体を吸入し、他のプレート
４の凹部４ａに吐出することにより、異なるプレート４
間で試料の移し替えなどの各種の分注操作を行う。第１
の分注ヘッド１４を用いることにより、プレート４の全
ての凹部４ａ内の試料を一括して分注することができ
る。また、第２の分注ヘッド１６を用いることにより、
プレート４の任意の列を選択してその列を構成する凹部
４ａ内の試料のみを分注することができる。

【００１３】分注チップ１５は、図２（ｃ）に示すよう
に、プレート４と同様の格子状の配列を有するチップ容
器５内に収納されており、チップ容器５上に分注ヘッド
１４、１６を下降させることにより、分注チップ１５が
自動的に装着されるようになっている。また、使用後に
は、分注ヘッド１４、１６を分注部Ａに配設されたチッ
プ取り外し機構部１９（図１参照）上で昇降させること
により、チップ取り外し機構部１９の櫛歯状プレートに
分注チップ１５を係止して分注ヘッド１４、１６から自
動的に取り外すようになっている。また、ベースプレー
ト３上の、スライドテーブル１３の反対側の端部には、
蓋取外しユニット１８が配設されている。蓋取外しユニ
ット１８は、プレート４のストック時にプレート４を覆
う蓋の取外しを行う。

【００１４】次に図３および図４を参照してストック部
Ｂについて説明する。図３に示すように、ストック部Ｂ
には、プレートストッカー３０が配設されている。フレ
ーム２にはモータ３１ａを備えたＺ軸テーブル３１が固
着されており、Ｚ軸テーブル３１のスライダ３２には背
板３３が結合されている。背板３３には複数段の棚板３
４が複数列設けられており、棚板３４上にはプレート４
が載置される。プレート４の種類によって載置される棚
板の列が特定されており、図４に示すように、棚板列３
４Ａ，３４Ｂには希釈液を容れた希釈プレート４Ａが、
棚板列３４Ｃ，３４Ｄには薬剤を容れた薬剤プレート４
Ｂが、また棚板列３４Ｅ，３４Ｆには検体を容れた検体
プレート４Ｃが載置される。Ｚ軸テーブル３１のモータ
３１ａを駆動することにより、棚板３４上に載置された
任意のプレート４を移載ヘッド（後述）がクランプ可能
な高さまで上昇させ、また下降させることができる。

【００１５】プレートストッカー３０と対向して、チッ
プストッカー３５が配設されている。プレートストッカ
ー３０は、垂直に配設されモータ３６ａを備えたＺ軸テ
ーブル３６に、ストックテーブル３７を結合して構成さ
れている。ストックテーブル３７上にはチップ容器５が
段積みしてストックされる。Ｚ軸テーブル３６を駆動す
ることにより、ストックされたチップ容器５を移載ヘッ
ド（後述）がクランプ可能な高さまで上昇させ、また下
降させることができる。

【００１６】次に図１を参照して搬送手段である天井送
行ロボット２０について説明する。天井送行ロボット２
０は、Ｙ軸テーブル２１、Ｘ軸テーブル２３、昇降回転
ユニット２４および移載ヘッド２６より成る。Ｙ軸テー
ブル２１は端部のフレーム２上に長手方向に配設されて
おり、Ｘ軸テーブル２３はＹ軸テーブル２１に一端を駆
動され、他端をフレーム２上に配列されたガイドレール
２２に支持されている。昇降回転ユニット２４はＸ軸テ
ーブル２３によって駆動され、昇降回転ユニット２４か
ら下垂するアーム２５の下端部に移載ヘッド２６が装着
されている。

【００１７】天井送行ロボット２０は、分注部Ａとスト
ック部Ｂとの間または分注部Ａと他装置との間でプレー
ト４やチップ容器５の搬送を行う。すなわち、プレート
ストッカー３０の棚板３４上のプレート４や、チップス
トッカー３５のストックテーブル上のチップ容器５を、
移載ヘッド２６によってクランプし所定位置まで搬送し
て載置する。

【００１８】次に図３を参照して処理部Ｃについて説明
する。図３において、ベースプレート３の下方には分析
器４０および洗浄器４１が配設されている。分析器４０
はプレート４に収められた試料に関する各種の測定など
の分析を行う。洗浄器４１は必要な分析が終了したプレ
ート４の洗浄を行う。洗浄器４１の側方には、廃液タン
ク４９が配設されている。廃液タンク４９は、図外の処
理水タンクから供給され、洗浄器４１によって洗浄処理
に用いられた使用後の処理廃水を貯溜する。

【００１９】次に図３および図５を参照して、分注部Ａ
と処理部Ｃとの間でプレート４を搬送する第２の搬送手
段について説明する。図３、図５に示すように、ベース
プレート３の開口部３ａの外側の下面には、Ｙ軸テーブ
ル４２が配設されており、Ｙ軸テーブル４２にはモータ
４３ａを備えたＺ軸テーブル４３が垂直に結合されてい
る。Ｚ軸テーブル４３には，Ｌ字型の２本の爪を備えた
垂直搬送アーム４４が装着されている。垂直搬送アーム
４４はモータ４３ａの駆動によって上下に昇降する。垂
直搬送アーム４４は開口部３ａと同一位置にあり、プレ
ート４を載置してＺ軸テーブル４３に平行して上下方向
に搬送する。

【００２０】またベースプレート３の下面には、Ｙ軸テ
ーブル４２と平行してスライドユニット４５が配設され
ており、スライドユニット４５のスライダ４６には、連
結部材４７を介して水平搬送アーム４８が装着されてい
る。水平搬送アーム４８は開口部３ａを介してベースプ
レート３上まで延出しており、ベースプレート３上でプ
レート４を水平方向に搬送する。スライドユニット４５
を駆動させて水平搬送アーム４８を垂直搬送アーム４４
の２本の爪の間に位置させることにより、水平搬送アー
ム４８上に載置されたプレート４は、垂直搬送アーム４
４の上方に移動する。次いで垂直搬送アーム４４を上昇
させてプレート４を持ち上げた状態でスライドユニット
４５を後退させることにより、プレート４は垂直搬送ア
ーム４４上に移載される。

【００２１】この後Ｚ軸テーブル４３のモータ４３ａを
駆動して垂直搬送アーム４４上のプレート４を下降さ
せ、更にＹ軸テーブル４２を駆動することにより、プレ
ート４は分析器４０や洗浄器４１へ受け渡される。ま
た、ストック部Ｂの側方には廃却箱３９が設けられてい
る。使用済の分注チップ１５はチップ容器５に収納され
た後、天井送行ロボット２０によって搬送され、シュー
ト３８上に落されることにより廃却箱３９内に回収され
る。

【００２２】次に図４を参照して分注部Ａの分注ステー
ジ１０でのステージの配置について説明する。分注ステ
ージ１０には、図４に示すように１０Ａ〜１０Ｆまでの
６つのステージが設定されており、それぞれのステージ
に載置されるプレート４の種類が特定されている。ステ
ージ１０Ａ，１０Ｂには検体プレート４Ｃが、ステージ
１０Ｃには希釈プレート４Ａが、ステージ１０Ｄには薬
液プレート４Ｂがそれぞれ載置される。また、ステージ
１０Ｅには、分注チップ１５がセットされたチップ容器
５が載置される。

【００２３】この自動分析装置は上記のように構成され
ており、以下その動作を説明する。図３において、チッ
プストッカー３５にストックされたチップ容器５を移載
ヘッド２６により保持し、プレートステージ１０のステ
ージ１０Ｅに載置する。次に第１の分注ヘッド１４およ
び第２の分注ヘッド１６を、順次ステージ１０Ｅのチッ
プ容器５上に位置させ、次いでチップ容器５に対して下
降させて、第１の分注ヘッド１４および第２の分注ヘッ
ド１６に分注チップ１５を装着する。このとき、第１の
分注ヘッド１４または第２の分注ヘッド１６に以前の分
注操作で用いた分注チップが既に装着されている場合に
は、前記分注チップ１５の装着に先立ってチップ取外し
機構１９によって既装着の分注チップの取外しを行う。

【００２４】これと並行して、ステージ１０Ａ，１０Ｂ
にはプレートストッカー３０の棚板列３４Ｅ，３４Ｆか
ら検体が容れられた検体プレート４Ｃが、ステージ１０
Ｃには希釈液が容れられた希釈プレート４Ａが、またス
テージ１０Ｄには薬剤プレート４Ｂがそれぞれプレート
ストッカー３０の各棚板から搬送されて載置される。

【００２５】次に図６を参照して第２の分注ヘッド１６
を用いて行われる希釈系列作成操作について説明する。
まず第２の分注ヘッド１６に備えられた一列の分注チッ
プ１５により、ステージ１０Ｄ上の薬剤プレート４Ｂか
ら規定量の薬液を吸入し、ステージ１０Ｃ上の希釈プレ
ート４Ａの第１列目の凹部４ａに注入し、分注チップ１
５により凹部４ａ内を撹拌する。これにより、薬液は希
釈プレートの凹部４ａ中に既に容れられている希釈液と
混合され、所定の希釈率の希釈薬液が作成される。

【００２６】次いで、この希釈薬液を第２の分注ヘッド
１６の分注チップ１５により再び規定量だけ吸入して、
同一の希釈プレート４Ａの第２列目の凹部４ａに注入す
る。これにより、第２列目の凹部４ａ内には、第１列目
の凹部４ａの希釈薬液を更に所定希釈倍率だけ希釈した
希釈薬液が作成される。同様の操作を繰り返すことによ
り、希釈プレート４Ａには、同一の薬剤を異る希釈倍率
で希釈した希釈薬液の複数の列、すなわち希釈系列が作
成される。

【００２７】次に、これらの希釈薬液は第１の分注ヘッ
ド１４によって一括してステージ１０Ａ，１０Ｂに載置
された検体プレート１０Ｃに分注される。第１の分注ヘ
ッド１４には、プレート４の凹部４ａの配列に対応して
分注チップ１５が装着されているため、異る希釈倍率の
希釈薬液を一回の操作で分注することができる。

【００２８】このように、複数のプレート４を載置する
プレートステージ１０を共通の作業範囲とする第１の分
注ヘッド１４と第２の分注ヘッド１６を設けることによ
り、異る希釈倍率の希釈薬液（希釈系列）を作成する作
業や、作成された希釈系列を検体プレート４Ｃに一括し
て分注する作業を同一の分注ステージ１０内で行うこと
ができる。従来は複数の分注装置によって行われていた
これらの作業を同一の分注装置で行うことができるの
で、スペースを省いた低コストの自動分析装置が実現で
きるとともに、同一のステージ内で集中して分注操作を
行うことにより、作業効率を向上させることができる。

【００２９】この後、所定の希釈薬液が注入された検体
プレート４Ｃは、移載ヘッド２６によってプレートステ
ージ１０から搬出され、インキュベータ（図示せず）な
ど他の試験用装置に渡される。そして所定の試験操作を
終えた検体プレート４Ｃは、再び移載ヘッド２６によっ
て受け取られ、待機ステージ１２に載置されて待機す
る。この検体プレート４Ｃは、第２の搬送手段によって
開口部３ａを通過して処理部Ｃへ搬送される。

【００３０】このときの動作について説明する。図５に
おいて、待機中の検体プレート４Ｃはまず水平搬送アー
ム４８上に載置され、次いで垂直搬送アーム４４に渡さ
れ（矢印ａ）、開口部３ａより下降（矢印ｂ）した後、
分析器４０に渡される（矢印ｃ）。この後、所定の分析
操作を終了した検体プレート４Ｃのうち、更に試験操作
が行われるものは再び第２の搬送手段によって分注部Ａ
まで搬送され、次いで移載ヘッド２６によりストック部
Ｂのプレートストッカー３０の所定の棚板３４まで、あ
るいは他の試験用装置まで搬送される。また、試験操作
を終了した検体プレート４Ｃは、処理部Ｃの洗浄器４１
に渡され、洗浄処理を行った後にプレートストッカー３
０の所定の棚板３４に収納される。

【００３１】このように、従来は同一平面内に配置さ
れ、送行ロボットなどにより連結されていた分注装置と
分析装置を一体化して分析装置の主要部を分注装置の下
方にベースプレート３によって仕切って配設することに
より、スペースを大幅に省いて小型、コンパクトかつ低
コストの自動分析装置が実現されるとともに、搬送距離
が短くなることにより搬送・受け渡し時間が大幅に短縮
され、分析作業の効率を向上させることができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、分注手段を備えたプレ
ートステージの下方にプレート内の試料を分析する分析
器およびまたはプレートを洗浄する洗浄器とを配設し、
プレートステージからプレートを搬送する搬送手段を備
えるようにしたので、小さなスペース内に分注と分析に
必要な各要素を配設して余分なスペースを省き、小型・
コンパクトかつ低コストの自動分析装置を実現できると
ともに、プレートの搬送・受け渡しの時間を大幅に短縮
して分析作業の効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の自動分析装置の斜視図

【図２】（ａ）本発明の一実施の形態の自動分析装置の
分注ヘッドの部分斜視図（ｂ）本発明の一実施の形態の自動分析装置の分注ヘッ
ドの部分斜視図（ｃ）本発明の一実施の形態の自動分析装置のチップ容
器の斜視図

【図３】本発明の一実施の形態の自動分析装置の正面図

【図４】本発明の一実施の形態の自動分析装置の平面図

【図５】本発明の一実施の形態の自動分析装置の部分斜
視図

【図６】本発明の一実施の形態の自動分析装置のプレー
トの側断面図

【符号の説明】

１自動分析装置３ベースプレート４プレート５チップ容器１０分注ステージ１４第１の分注ヘッド１５分注チップ１６第２の分注ヘッド２０天井走行ロボット２１Ｙ軸テーブル２３Ｘ軸テーブル２６移載ヘッド３０プレートストッカー３４棚板３５チップストッカー４０分析器４１洗浄器４２Ｙ軸テーブル４５スライドユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者八尋寛司大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者渡部英二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者石山健二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者北原秀吉大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者角英樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者宮崎直紀大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料収納用の凹部が設けられたプレートを
載置して分注操作を行う分注ステージと、この分注ステ
ージ内の前記プレートに薬剤や検体などの液状の試料を
分注する分注手段と、この分注ステージの下方に配設さ
れ、前記プレート内の試料を分析する分析器およびまた
は前記プレートを洗浄する洗浄器と、前記分注ステージ
と前記分析器およびまたは前記洗浄器の間でプレートを
搬送するプレート搬送手段とを備えたことを特徴とする
自動分析装置。