JPS59183371A - 自動化学分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の適用技術分野〕 本発明は自動化学分析装置に係シ、特に液体試料に試薬
を添加して化学反応を生ぜしめ、試料の呈色状態を測定
して試料中の成分もしくは被検項目を分析するような自
動化学分析装置に関する。

〔発明の背景〕

従来より臨床検査等に用いられている自動化学分析装置
はその取扱う検体数により、大形機から小形機まで種々
のものがある。一般に、大病院の検査室、あるいは検査
を専業とする検査センターでは高処理能力ｆｚｒ：有す
る大形機が、また、中小病院では小形機が使用されてい
る。これら大形機から小形機まで広範囲にわたって効率
の良い自動化学分析装置を提供するには、２つの方法が
考えられる。その一つは、それぞれの機種に対し最適設
計され、それぞれ別々の装置を提供する方法である。も
う一つの方法は装置の機能をユニット化し、それらのユ
ニットの構成法により広範囲の機種をカバーする方法で
ある。前者の欠点は開発設計に多大の労力と費用を要し
、また生産設備、生産能率にも問題を残すことがある。

後者の方法は前者の逆であり、効率の良い手法であるが
、最適設計でないため操作上に問題を残すことが多い。

たとえば、自動化学分析装置全体が、分析部と制御部に
分けてユニット化されていたとする。そして、分析部の
性能は同時分析項目数が４項目で処理能力が毎時３００
検体であったとする。このようなユニットで装置を構成
した場合、表１のような性能の機種を構成することがで
きる。

表　　　１ さて、中小病院では大形機の購買能力はなく、小形機を
導入することになる。小形機は検体数の少ない中小病院
でも検査すべき分析項目数は大病院と同じく多数に及ぶ
。これら多数の分析項目を同時分析項目数が４項目の小
形機で実施するには、例えば次のような方法がとられる
。

（１）検査すべき検体が集ってから分析を開始する。

（２）最初の４項目の分析が終れば、次の４項目測定の
ために装置を設定しなおし、較正しなおして、再度同じ
検体を分析する。

（３）さらに必要があれば、続く４項目について、（２
）と同様の操作を繰返す。

（４）全項目の測定が終ってから、まとめて分析結果を
印字する。

上記のような方式では、検体がある程度集まらないと分
析を開始できない、４項目毎に装置の設定が必要であシ
、操作が多くなる、最後の項目を分析終了するまで結果
が得られない、などの欠点を有する。

〔発明の目的〕

本発明の目的は装置の機能をユニット化し、それらのユ
ニットの構成法によシ、小形から大形までシリーズ展開
ができる自動化学分析装置全提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、装置の各機能をユニット化し、複数の分析ユ
ニットヲ操作ユニットとサンプルラック受入ユニットと
で挾むように配置し、操作ユニットのサンプル供給部と
サンプルラック受入ユニットとの間をサンプルラック移
送通路で接続し、サングルラックを上記移送通路上であ
って複数の分析ユニットのサンプル受入位置に対応する
位置で停止するように移送するように構成したものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例を評細に説明する
。第１図〜第４図は本発明に基づく自動化学分析装置の
一構成例を示す。本例は表２における大形機の場合を示
している。本体は操作ユニット１が１台、試薬分注ユニ
ット２が４台（前側に２台、後側に２台）、分析ユニッ
ト３が８台（前側に４台、後側に４台）、サンプル受容
ユニット４が１台よシ成り立っている。

表　　　２ それぞれのユニットは着脱が可能であジ、第１図では１
つの分析ユニット３の着脱状態を示している。第２図は
操作ユニット１を取りはずした状態を示す。操作ユニッ
ト１はＣＲＴ表示部５、プリンタ６、操作パネル７、ラ
インテンプラ８、サンフル供給部９、およびマイクロコ
ンピュータ全中心とする制御回路部１０よシ成り立って
いる。

第３図は試薬分注ユニット２を取りはずした状態を示す
。試薬分注ユニット２は試薬保冷部１１と分注器部１２
とから成り立っている。分注器部１２にはシリンジタイ
プの分注器と流路切換弁が収納されている。なお試薬分
注ユニット２には分析ユニット３が２台収容できる。第
４図は分析ユニット３を取りはずした状態を示す。分析
ユニット３は反応ディスク１３、サンプリング機構１４
の他、試料分注シリンジ、洗浄機構、攪拌機構、多波長
光度計、およびＣＰＵを中心とした制御回路部よシ成シ
立っている。

第５図によシ本実施例の動作を説明する。ただし、第５
図では分析ユニット３は２台のみ図示されている。各サ
ンプルラック１５は５つの試料容器１６を保持すること
ができ、サンプルラック〕５はサンプル供給部９に設置
される。分析動作が開始されると、サンプル供給部９内
のサンプルラック１５はラック送シ機構によシ矢印１７
の方向に移動させられ（図示せず）、先端のサンプルラ
ック１５が２インサンプラ８上に乗せられる。。

ラインサンプラ８はキャリアベルト方式になっていて、
サンプルラック１５を矢印２１方向に分析ユニット３の
サンプリング位置まで移動させて停止する。

続いて分析ユニット３のサンプリング機構１４が矢印１
８の方向に回転してサンプリング位置にあるラック１５
の先頭の試料容器１６内の試料を吸引し、分析ユニット
３の反応ディスク１３上の反応セル１９内に一定量吐出
する。試料の吸引が終った時点でラインテンプラ８上の
サンプルラック１５は矢印２１方向に試料容器間隔の１
ピッチ分だけ移動し、次の試料容器１６がサンプリング
位置まで移される。反応セル１９内へ上記の試料の吐出
が終った時点で反応ディスク１３は回転をはじめ、分注
された試料は反応過程に進められる。

サンプリング動作は１２秒毎に繰返される。５回のサン
プリングが繰返されると１つのサンプルラック１５に保
持されている試料のサンプリングは終了し、次の分析ユ
ニットのサンプリング位置まで移動させられ、もとのサ
ンプリング位置へは同様にして次のナンプルラツク１５
が到着している。同様の動作が繰返され、全ての分析ユ
ニット３のサンプリング位置を通過してさたサンプルラ
ック１５はラインサンプラ８の終端−まで移動させられ
、サンプル受容ユニット４のサンプルラック受容部２２
に押し田される。（押し出し機構は図示せず） 第６図を参照して試料のサンプリング動作をさらに詳し
く説明する。サンプリング機構１４は２本のサンプルグ
ローブ２０金保有している。まずサンプルプローブ２０
が試料容器１６上に移動して下降し、それぞれのサンプ
ルプローブ２０に配管されている２本の試料秤量シリン
ジ２３によシサンプルプロープ２０内にそれぞれ微量の
空気と必要量の試料を吸入する。吸入される微量の空気
はサンプルグローブ２０中に充填されている蒸留水と吸
入試料が混液しないようにするためのギャップ２４を作
るだめであり、吸入試料量の１０〜２０条の空気針でよ
い。また、上記の必要量の試料とはそれぞれのサンプル
グローブ２０に対して２項目分析分の試料量と、その１
０〜２０チの試料量の和である。この１０〜２０％の余
分の試料はサンプルグローブ２０の中で試料の薄−！シ
ラ少なくするためである。

試料を吸入したサンプルプローブ２０は上昇し、反応セ
ル１９上に移動して、それぞれのサンプルプローブ２０
よυ最初の測定項目の試料を吐出する。次にサンプルグ
ローブ２０は反応セル１９の２ピッチ分移動して、次の
測定項目の試料を吐出し、合計４項目分の試料吐出を終
えてから洗浄槽２５上に移動し、下降する。この時、電
磁弁２７゜２８．２９を開略しサンプリング流路系に洗
浄水を流してサンプルプローブ２０の先端に残った余分
の試料の吐出、および流路系の洗浄を行う。その後、電
磁弁２７，２８．２９を閉路し、電磁弁２６を開略し洗
浄槽２５に洗浄水を満してサンプルプローブ２０の外側
を洗浄し、電磁弁２６を閉路する。以上の動作を１２秒
毎に繰返すことによシ、４項目３００検体／時のサンプ
リングが可能となる。

第７図により反応過程の動作を説明する。反応ディスク
１３は反応容器１９を同一円周上に１９２個列らねた構
造になっている。反応ディスク１３の周囲には、サンプ
リング機構１４、第１反応試薬分注ノズル３３、第２反
応試薬分注ノズル３４、攪拌機構３５、洗浄機構３６、
多波長光度計３７が設置されている。第６図で説明した
ように１回のサンプリング動作で４項目分の試料が分注
位置３０で吐出される。試料の吐出された反応セル１９
は矢印３１に示すごとく第１反応試薬分注位置まで回転
し、停止する。反応ディスク１３が停止している間に次
のサンプリング動作が行なわれると同時に必要に応じて
第１反応試薬分注ノズル３３および第２反応試薬分注ノ
ズル３４がそれぞれの試薬を吐出し、攪拌機構３５が撹
拌棒による反応液の攪拌ケ行ない、洗浄機構３６が蒸留
水の吐出と反応漬液の吸引による反応セル１９の洗浄を
行なう。多波長光度計３７は反応ディスク１３が停止中
には測定を行なわず、回転中に反応セル１９内の分析項
目に応じた測定波長が選択され測光を行なう。

第１反応試薬分注ノズル３３の下にあった反応セル１９
には第１反応試薬が分注され、反応ディスク１３０次の
回転時には矢印３２のごとく回転し、サンプリング位置
３３よシ反応セル１９の８ピッチ分進んだ位置で停止す
る。この間に試料と第１反応試薬が入った反応セル１９
が多波長光度計３７の光束３８を通過し、反応セル１９
内の反応液の光学的特性が測定される。

以上の動作で試料の吐出より２サイクル２４秒で反応セ
ル１９は反応ディスク１３上を１周と８ピッチ進んだこ
とになる。以上の動作を繰返し、反応容器１９は２サイ
クル毎に８ピッチずつ回転移動後の停止位置が進み、最
初に試料が吐出された特定の反応セル１９は１６サイク
ル後（３，２分る。この時に、必要ならば第２反応試薬
が吐出される。

さらに２サイクル進んだ時、上記特定の反応セル１９は
攪拌機構３５の位置で停止する。この位置で反応セル１
９内の反応液を攪拌し、反応セル１９内の反応液が混合
され一様にされる。さらに２０サイクル進んで停止し、
その後、反応ディスク１３が回転し、上記反応セル１９
が多波長光度！ｔ３７を通過する時が上記反応セル１９
の最後の測光タイミングであシ、さらに２サイクル後に
停止したときは洗浄機構３６の最初の洗浄位置に位置し
、上記反応セル１９内の反応液は吸引され洗浄される。

さらに２サイクル後、４サイクル後にも上記反応セル１
９の洗浄が繰返され、６サイクル後に洗浄液の最終吸上
げが行なわれる。この後２サイクル後には上記反応セル
１９は最初のサンプリング位置に停止し、続けて使用さ
れる。

第８図で洗浄方式の説明をする。洗浄機構３６は１６本
の廃液吸引管３９と１２本の洗浄液吐出管４０を保持し
、それぞれ４本ずつ組になって第８図のように配列され
ている。反応ディスク１３が停止すると、洗浄機構３６
が下降し、電磁弁４１を開略し、廃液吸引管３９にょシ
負圧にょシ廃液を吸引し、電磁弁４１を閉路して電磁弁
４２を開略し、洗浄液を洗浄液吐出管４ｏよシ吐出する
。一定量の洗浄液吐出後電磁弁４２を閉路し、洗浄機構
３６が上昇する。

第９図を用いて反応試薬分注方式を説明する。

試薬保冷部１１は試薬容器４３、切換弁４４〜５１、お
よび、それらの配管よシ成り立っている。

分注器部１２は吸入側シリンジ切換弁５２、吐出側シリ
ンジ切換弁５３．４本のシリンジ５４〜５７、電磁弁５
８、および、それらの配管から成シ立っている。シリン
ジ５４．５５は第１反応試薬分注に使用し、シリンジ５
６．５７は第２反応試薬分注に使用する。シリンジ切換
弁５２．５３は同時に駆動され、動作開始前は連通弁５
９が矢印６０の位置にある。以下に分注動作の説明をす
る。

（１）試薬切換弁４４〜５１は試薬容器４３８〜４３ｈ
側に連通している。

（２）シリンジ５４〜５７のプランジャが、それぞれ最
初の１項目分の反応試薬を吸入するために下降する。

（３）連通弁５９が矢印６１方向に１ピッチ回転する。

（４）　　シリンジ５４〜５７のプランジャがそれぞれ
次の１項目分の反応試薬を吸入する。

（５）連通弁５９が矢印６１方向に１ピッチ回転する。

（６）試薬切換弁４４〜５１が吐出側に切換えられる。

（７）シリンジ５４〜５７のプランジャがそれぞれ最初
の１項目分の反応試薬を吐出する。

（８）項番ｆ５）と同じ動作をする。

（９）項番（７）と同じ動作をする。

（１０）項番（５）と同じ動作をする。

σＤ　電磁弁５８を１〜２秒間開路し、シリンジ５４〜
５７、吸入側シリンジ切換弁５２、およびその配管系を
洗浄する。

以上の（１）から（１１）の動作が反応試薬分注の１サ
イクルとなり、これらの動作を繰返すことになる。

上記１サイクル動作で、第１、および第２反応試薬がそ
れぞれ４項目、合計８項目分の試薬分注が可能である。

以上の説明は表２における大形機に関するものであるが
、以下に中形機、小形機について説明する。第１０図、
第１１図は中形機、小形機における分析ユニット３の配
置を示す。

すなわち、第１０図の中形機では分析ユニット３がライ
ンサンプラ８の片方に４台１列に配列され、分析ユニッ
ト３が１台当り８項目の分析を行い、８項目／２サイク
ル／１検体の速度で分析する。寸だ、第１１図の小形機
では分析ユニット３がラインサンプラ８の片方（前側）
に２台１列に配列され、分析ユニット３が１台尚シ１２
項目分析を行い、１２項目／３サイクル／１検体の速度
で分析する。また、試料のサンプリング動作は第５図に
おいてサンプルラック１５が矢印２１方向に試料容器１
ピッチ分移動するのは中形機、小形機についてはそれぞ
れ１回／２サイクル、および１回／３サイクルとなる。

次に、中形機、小形機における試薬分注系について説明
する。分注すべき反応試薬は中形機、および小形機にお
いて第１反応試薬、第２反応試薬ともにそれぞれ８種類
、および１２種類となり、大形機に比べて多くなる。

第１２図は中形機の分注器部１２のうち第１反応試薬分
注器部分を示す。第９図との違いはシリンジが２本で吸
入側シリンジ切換弁５２、吐出側シリンジ切換弁５３は
同一であるが配管が異なるだけである。これは８項目／
２゛サイクルの分注を行うためである。また、中形機に
は第１２図と同一分注器部１２が第２反応試薬分注用と
して必要である。当然のことながら、第９図における試
薬切換弁も１６箇必要となる。ただし、試薬切換弁の数
は増えても弁の駆動は同一であるので、一つの駆動系で
可能である。

第１３図は小形機の分注器部１２のうち第１反応試薬分
注部分を示す。第９図と異なるところはシリンジが２本
で、吸入側シリンジ切換弁５２、吐出側シリンジ切換弁
５３は同じであるが、配管が異なるだけである。これは
１２項目、／３サイクルの分注を行うためである。小形
機においても、第１３図と同一の分注器部１２が第２反
応試薬分注用として必要である。また、第９図における
試薬切換弁も２４箇必要となるが、試薬切換弁の駆動系
は１つで可能である。

以上説明したように、本発明の実施例によれは分注器の
描成法とその配管、ラインサンプラ８の長さ、およびこ
れらの制御方式を一部変更することにより、分析ユニッ
ト１台の分析項目数を４項目、８項目、１２項目にする
ことができ、この分析ユニットで自動化学分析装置を構
成することにより、小形機は同時分析項目が２４項目で
１００検体／時間、中形機は同時分析項目が３２項目で
１５０検体／時間、大形機は同時分析項目が３２項目で
３００検体／時間とシリーズ展開するととが可能となる
。

さらに、本発明の実施例によると小形機でも、同時分析
項目が２４項目で従来の大形機なみの機能を有する。

さらに、本発明の実施例によると小形機を導入した後に
、検体数の増加に併って、中形機あるいは大形機へと比
較的簡単な変更と追加で装置のビルドアップが可能であ
る。

本発明の実施例において、試料のサンプリング方式、反
応試薬の分注方式は一例を示したものであり、他の方法
を用いてもよい。要は分析部がその構成の一部分を変更
するだけで同時分析項目数を変えられるようになってい
ればよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、小形機では機能を落さず、大形機では
検体処理能力を太きくすることができ、広範囲の要求に
対応のできる自動化学分析装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の外観図を示す。第２図は第
１図の操作ユニットヲ取りはずした状態を示す。第３図
は第１図の試薬分注ユニットヲ取シはずした状態を示す
。第４図は分析ユニットを取りはずした状態を示す。第
５図は動作説明図を示す。第６図は試料のサンプリング
動作原理図を示す。第７図は反応過程の動作説明図を示
す。第８図は洗浄方式の説明図を示す。第９図は反応試
薬分注方式説明図を示す。第１０図は中形機の分析ユニ
ットの配置を示す。第１１図は小形機の分析ユニットの
配置ケ示す。第１２図は中形機における分注器部のうち
第１反応試薬分注部分を示す。 第１３図は小形機における分注器部のうち第１反応試薬
分注部分を示す。 １・・・操作ユニット、２・・・試薬分注ユニット、３
・・・分析ユニット、４・・・サンプル受容ユニット、
５・・・ＣＲＴ表示部、６・・・プリンタ、７・・・操
作パネル、８・・・ラインサンプラ、９・・・サンプル
供給部、１０・・・制御回路部、１１・・・試薬保冷部
、１２・・・分注器部、１３・・・反応ディスク、１４
・・・サンプリング機構、１５・・・サンプルラック、
１６・・・試料容器、・・・サンプルラック受容部、２
５・・・洗浄槽、３０・・・分注位置、３３・・・第１
反応試薬分注ノズル、３４・・・第２反応試薬分注ノズ
ル、３５・・・攪拌機構、３６・・・洗浄機構、３７・
・・多波長光度計、５２・・・吸入側シリンジ切換弁、
５３・・・吐出側シリンジ切換茅１　図 特開昭５９−１８３３７１（９） 第１Ｏ図 δ 弔／１層 δ 第１３　図 ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■、ツーンプル供給部？備えた操作ユニットと、反応ラ
   インケ有する分析ユニットと、上記分析ユニットへ試薬
   を供給し得る試薬供給ユニットと、サンプルラック受入
   ユニットをそれぞれ独立に形成し、上記分析ユニットの
   複数を上記操作ユニットと上記サンプルラック受入ユニ
   ットとで挾むように配置し、上記操作ユニットのザンプ
   ル供給部と上記サンプルラック受入ユニットとの間をサ
   ンプルランク移送通路で接続し、サンプルラックを上記
   移送通路上であって上記複数の分析ユニットのッ゛ンプ
   ル受入位置に対応する位置で停止し得るように移送する
   べく構成した自動化学分析装置。