JPS60247165A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は自動化学分析装置、特に臨床検査用の自動化学
分析装置に関するものである。

〔発明の技術的背量〕

近年、臨床検査における血液中の酸素成分の分析が病気
診断の重要な決め手となっている。

例えば、肝臓疾患の際、肝細胞より血液中に逸脱する酵
素、グルタル酸オキザロ酢酸トランスアミラーゼ（以下
ｒＧＯＴＪという）、ゲルタン酸ピルビン酸トランスア
ミラーゼ（以下ｒＧＰＴＪという）、γ−グルタミルト
ランスペブチターゼｃ以下ｒｒ−ＧＴＰＪという）など
の検査を行ないその検査結果が診断の重要な情報となっ
てきている。

国際臨床化学連合（ＩＦＣＣ）の勧告により、酵素の測
定は濃度よりも活性値をめるのが正しいとされている。

酵素の活性値は一定の単位で表わされ、酵素一単位は至
適条件下で毎分１μｍａｉｌの基質を菱化させるために
要する酵素量として定義されている。

酵素の活性値を測定する代表的なものとして、補酵素で
あるニコチンアミドアデニンヌクレオチド還元型（以下
ｒＮＡＤＨ２Ｊという）を使う試薬系があり、その試薬
と血清を混合しＮＡＤＨ２の酸化による紫外域での光吸
収の変化を経時的にモニタし、活性値をめる紫外部反応
速度法（以下「レート法」という）が知られている。

ところで、血清中の酵素の活性値は極めて低く、例えば
ＧＯＴは健康人で１０〜３０　ＩＵ／ｍＡ！である（Ｉ
Ｕは国際単位）。

この活性値に相当するＮＡＤＨ２の３４０ｎｍにおける
吸光度変化は約０．００１〜０．００３　（ＡｂＳ）で
あり、高精度の測定を行なうときは１分間以上のモニタ
が必要となる。

この場合、１チヤンネルのディスクリート方式の自動化
学分析装置を用いれば、１時間当り６０検体しか処理で
きない。

また、酵素の正確な活性値を測定するためには、反応状
態をモニタし反応が直線的に進行していることを確認す
る必要があり、少なくとも数分の観測時間が望ましい。

一方、近年臨床検査の検体数も項目数も増加しており、
多数の検体を短時間に処理することが要請されている。

〔背景技術の問題点〕

上述した要請に応えるべく多数の検体を多項目に亘って
処理する装置が市販されている。

例えば多チャンネルの反応ラインを持った大型の自動化
学分析装置とか、１チヤンネルで多項目の処理する自動
化学分析装置である。。

しかしながら、前者の場合、反応ライン毎に項目が固定
されており、しかも、反応液を反応容器から測光観測用
のセルに移して測定するようにしているため、測定精度
を向上しようとすれば必然的に観測時間が長くなり検体
の処理速度が制限される欠点がある。

その上、患者毎に検査項目が異なるため、反応ライン毎
に項目が固定されていると反応管に空ができる。

例えば最大２４項目の検査ができる装置を考えると、実
際の患者１人当りの平均検査項目が１２項目である場合
、半分の反応管が空となり、実際の処理能力は半分とな
るという欠点もある。

仮に、どの反応ラインでも任意の項目が測定できるよう
にすると、空の反応管が生じることなく次々と検体を処
理できる（この方式を「ランダムアクセス方式」と称す
る）ため、同じ大きさで実際には２倍の処理能力が可能
となる。

一方、後者の場合、上述した欠点は改良されている。即
ち、円周上に並べた反応管を回転させながら直接観測し
、さらに反応開始からその終了に至るまでの間一定周期
毎に反応管の観測を繰り返すようにしているため、１箇
毎の反応管の観測時間は短くて済み測定精度を犠牲にせ
ずに検体の処理速度を速くすることができる。

また、−反応ラインで多項目の測定が可能であるため、
ランダムアクセス方式が可能となり、空の反応管が生じ
ることがなく検体毎に項目選択しても処理能力が低下す
る欠点もない。

しかしながら、−反応ラインでは多数の検体を処理する
ことに自ずと制限があり、大量の検体を処理する場合円
周反応ラインのブロックを細組かビルトインする必要が
あり、このため、大きなスペースが必要となる欠点があ
る。

また、後者の場合、反応管の観測と反応管の洗浄、乾燥
又は検体への試薬の分注を時系列的にシリーズで行なう
ため、処理能力の関係から洗浄。

乾燥を充分に行なうことができないのが通常である。

上述したランダムアクセス方式においては、１箇の反応
管で種々の項目の測定を行なうため、項目ごとの試薬の
干渉が起こり易く、従って、反応管の充分な洗浄、乾燥
が要求される。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、小さな
スペースに収納できしかも高い測定精度を保持しつつラ
ンダムアクセス方式で検体の高速処理が可能な自動化学
分析装置を提供することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するための本発明の概要は、複数の反応
管を収容した反応管カセット列により反応ラインを形成
するとともに前記反応管に光束を照射し測光を行う測光
部を有する自動化学分析装置において、前記反応ライン
は、第１．第２の反応ラインを有するとともに、この第
１．第２の反応ラインは、反応管の反応測光を行ないか
つ第１反応開始点及び第２反応開始点を有する反応部と
反応管に対する洗浄、乾燥、サンプリングを行なう洗浄
・乾燥部とに分割され、前記反応部、洗浄・乾燥部に属
する反応管カセットはそれぞれ独立に移動可能でかつ１
サイクル毎に前記両部より１個の反応管カセットを互い
に相手側に移送し得るように構成され、前記反応部にお
ける反応管カセットの移動経路に前記測光部の光路を臨
ませ、所定のサイクル毎に第１反応開始点の特定の反応
管カセットが少なくとも２回前記光路を横切りかつ第２
反応開始点の特定の反応管カセットはこの間その位置に
停止しているように構成されたことを特徴とするもので
ある。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の実施例を第１図を参照して説明する。

同図において、１は適当な公知の手段により一定の温度
、例えば、３７℃に保温されている恒温槽であり、本実
施例では恒温槽１の底部は金属製のヒートプレートによ
り形成している。

恒温槽１内には、複数の反応管２をそれぞれ収容した反
応管力セラ）Ｃ−１〜Ｃ−４，・、Ｃ−５〜Ｃ−２４，
Ｃ−２５〜Ｃ−２８からナル反応管カセット列が収容さ
れ、かつ、これらの各反応管カセツ）Ｃ−１〜Ｃ−２８
の底部が前記恒温槽１の底部に接触して一定温度に保持
されるようになっている。

前記反応管カセツ）Ｃ−１４のさらに下方には反応管カ
セツ）Ｃ−１５が配置され、その底部も他の反応管カセ
ツ）Ｃ−１〜Ｃ−２８と同様に恒温槽１の底部に接触す
るよう和なっている。

尚、各反応管カセツ）Ｃ−１〜Ｃ−２８は熱伝導率の良
い材料で構成されればよく、その材料は金属材料に限定
されるものではない。

第１図において、前記反応管カセッ）Ｃ−１の上部９反
応管カセットＣ−４と反応管カセットＣ−４と反応管カ
セッ）Ｃ−５との間及び反応管力セラ）Ｃ−２３と反応
管カセットｃ−２４との間にはそれぞれ空白部ａ、ｂ、
ｅが形成されている。

また、反応管カセツ）Ｃ−１６の下部には反応管カセッ
ト２箇分の空白部ｃ、ｄが形成されている。

そして、空白部ａ９反応管カ七ツ）Ｃ−１〜Ｃ−４，空
白部す及び反応管カセッ）Ｃ−５〜Ｃ−１５により第１
の反応ラインＲＬｉ４、空白部ｃ、ｄ反応管カ七ツ）Ｃ
−１６〜Ｃ−２４，空白部ｅ及び反応管カセットＣ−２
５〜Ｃ−２８により第２の反応ラインＲＬ２を形成し、
各反応管カセットＣ−１〜Ｃ−２８は両反応ラインＲＬ
　１　＊　ＲＬ２に沿い、かつ、その両端で互いに相手
方へ移行しつつ一方向（本実施例では右廻り）に周廻で
きるようになっている。

また、前記空白部ａ２反応管カセッ）Ｃ−１〜Ｃ−４，
空白部ｅ及び反応管カセッ）Ｃ−２５〜Ｃ−２８により
両反応ラインＲＬ　１　＊　ＲＬ２に跨る洗浄・乾燥部
Ａを、空白部す９反応管カセットＣ−５〜Ｃ−１５．空
白部ｃ、ｄ及び反応管カセットＣ−１６〜Ｃ−２４によ
り両反応ラインＲＬ１　＋ＲＬ２に跨る反応部Ｂをそれ
ぞれ形成している。

そして、洗浄・乾燥部Ａ１反応部Ｂに属する各反応管カ
セットはそれぞれ独立に移行でき、反応部Ｂ内の反応管
カセットＣ−５〜Ｃ−１５，０−１６〜Ｃ−２４はこの
反応部Ｂ内において反応うインＲＬ　１　ｗ　ＲＬ　２
を跨って一方向（右廻り）に周期できるようになってい
る。

反応ラインＲＬ、の一方の端部と前記空白部Ｃとの間に
は光源３．レンズ４，５及び分光器６からなる測光部７
が設けられ、この一方の端部がら空白部Ｃへ各反応管カ
セットｃ−ｉ〜Ｃ−２８が順次移行するときにこれらが
測光部７の光路を横切り、各反応管２に対する測光が行
なわれる。

検体（例えば血清）のサンプリング、試薬の分注、反応
管の洗浄、乾燥を行なう装置は図示していないが、例え
ば、サンプリング、第１試薬の分注、第２試薬の分注１
反応管２の洗浄、乾燥はそれぞれ反応管カセットＣ−２
，Ｃ−４，Ｃ−１５゜Ｃ−２５〜Ｃ−２８の位置で行な
うものとする。

即ち、原則としてサンプリング、第１試薬の分注、洗浄
、乾燥は洗浄・乾燥部Ａで、第２試薬の分注は反応部Ｂ
の反応管カセツ）　Ｃ−，１５の位置で行なうものとす
る。

前記反応管カセツ）Ｃ−４の位置を６第１反応開始点Ｐ
１９反応管カセツ）Ｃ−１５の位置を第２反応開始点Ｐ
２とする。

前記洗浄・乾燥部Ａの各反応管カセツ）Ｃ−１〜Ｃ−４
，Ｃ−２５〜Ｃ−２８は、反応部Ｂの反応管カセツ）Ｃ
−５〜Ｃ−２４が測光のため移動している間は停止して
いる。したがって、測光と洗浄、乾燥、サンプリング及
び試薬分注は並行して行なわれる。

次に、上述のように形成された反応ラインにおける反応
管カセツ）Ｃ−１〜Ｃ−２８の動きを第２図乃至第８図
に示す動作説明図をも参照して説明する。反応部Ｂにお
いて、まず、第１の反応ラインＲＬ１の一方の端部に位
置する反応管カセツ）Ｃ−１４が第２の反応ラインＲＬ
２の空白部Ｃに、第２の反応ラインＲＬ２の反応部Ｂの
一方の端部に位置する反応管カセツ）Ｃ−２４を第１の
反応ラインＲＬ１の空白部すにそれぞれ移行する。

この移行後の状態を第３図に示す。

このとき、反応管カセツ）Ｃ−１４内の反応管２が測光
部７の光路な横切り測光される。

次に、第３図に示すように反応部Ｂにおいて第１の反応
ラインＲＬ１に属する反応管カセットＣ−２４，Ｃ−５
〜Ｃ−１３が矢印Ｘ１方向に、第２の反応ラインＲＬ２
に属する反応管カセットＣ−１４，Ｃ−１６〜Ｃ−２３
が矢印Ｙ１方向にそれぞれ一ピッチ移行する。その時の
反応管カセット配列を第４図に示す。

このような２ステツプの動作を、反応部Ｂにおける全て
の反応管カセットＣ−５〜Ｃ−１４，Ｃ−１６〜Ｃ−２
４の数だけ繰り返すと、これらの反応管カセットＣ−５
〜Ｃ−１４，Ｃ−１６〜Ｃ−２４は全て測光部７の光路
を横切り、測光される。しかし第２分注点Ｒ２の反応管
カ七ツ）Ｃ−１５は測光されない。

すなわち、第２図で斜線を付して示す特定の反応管力セ
ラ）Ｃ−５が一周し、元の位置に復帰するまで測光動作
が続けられる。

しかし、第２図でクロス斜線を付して示す特定の反応管
カセツ）Ｃ−１５は第２分注点に位置しているため、測
光されず当初の位置を維持している。従って、第２試薬
の分注時間は充分に確保できる。

第５図は特定の反応管カセツ）Ｃ−５が一周する直前の
各反応管カ七ツ）Ｃ−５〜Ｃ−２４の配列状態を示して
いる。

第２分注点に位置する特定の反応管カセツ）Ｃ−１５が
第５図に矢印２を付して示すように空白部Ｃまで単独で
移行する。この移行後の各反応管カセツ）Ｃ−１〜Ｃ−
２８の配列状態を第６図に示す。

次に、第１の反応ラインＲＬ１の反応管カセットＣ−５
〜Ｃ−１４および第２の反応ラインＲＬ２の反応管カセ
ットＣ−１５〜Ｃ−２４がそれぞれ２ステツプ矢印の方
に移動する。そのときの反応管カセット配列を第７図に
示す。

次Ｋ、反応部Ｂと洗浄・乾燥部Ａとの間で反応管カセッ
トの入れ替えを行なう。

すなわち、反応部Ｂの反応管カセツ）Ｃ−２４が洗浄・
乾燥部Ａへ、洗浄・乾燥部Ａの反応管カセツ）Ｃ−４が
反応部Ｂへそれぞれ移“動する。このときの各反応管カ
セットＣ−１〜Ｃ−２８の配列状態は第８図を経過し、
第９図の状態となる。

以上で１サイクルの動作が終了するが、１サイクルの間
に反応部Ｂに属する第２分注点に位置する反応管カセッ
トを除き各反応管カセットは測光部７の光路を横切り、
しかもこれらは当初の位置より１ステップ進行方向へ進
むことになる。

そして、１サイクルの終りには、反応が終了した反応管
カセット１個（Ｃ−２４）が洗浄会乾燥部Ａへ抜けると
ともに新しい試料の入った反応管カセツ）Ｃ−４が反応
部Ｂへ入ってくる。そして第２分注点Ｐ２には反応管セ
ラ）Ｃ−１４の位置の反応管カセットが位置する。

次に、洗浄・乾燥部Ａにおける各反応管カセットの動き
を説明する。

洗浄拳乾燥部Ａの各反応管カセットに対する洗浄、乾燥
、サンプリング、第１試薬の分注は反応部Ｂの各反応管
カセットが測定されている間に並行して行なわれる。

そして、上述した１サイクルの終了時に洗浄の乾燥部Ａ
の各反応管カセットは１ステップ進行方向に移行し、こ
のとき当初の反応管カセットＣ−２４の位置にある反応
管カセットが洗浄−乾燥部Ａに入ってくる。

したがって、反応管カセットの洗浄、乾燥、サンプリン
グ、第１試薬の分注および第２試薬の分注に１サイクル
の殆んどの時間を使用でき、時間的に余裕がとれるため
、ランダムアクセス方式による多数の項目の測定を行な
うことができる。

勿論、ランダムアクセス方式の場合は試薬分注ノズルを
移動し得るように構成しなければならない。

このように本実施例の反応ラインは１サイクルの間に反
応管２の十分な洗浄、乾燥が可能であるとともにランダ
ムな試薬分注の場合にも有利である。

以上の説明では、１サイクル毎に反応部Ｂの各反応管カ
セットが全て測光部７の光路を横切る場合について説明
したが、これ以外の反応管カセットの動作も可能である
。

例えば特定の反応管カセットが、１サイクルで（半周＋
１）ピッチ進行するよう圧することもできる。すなわち
、２サイクルで光路な１回横切り、かつ、（１周＋２）
ピッチ進行するようにすることもできる。

同様に測光回数の減少に拘らなければ（才周十１）ピッ
チ、（エイ周プラス１）ピッチ等積々の進行ピッチを設
定できる。

一般に、ｎサイクル（ｎ＝１〜反応管反応ツカセット数
定の反応管カセットが１回光路を横切るように構成する
ことも測光回数と反応時間に拘らなければ可能である。

逆に、１サイクルで複数回測光部の光路を横切るように
構成することも可能である。

但し、上述したｎの値は任意ではなく、反応部Ａの反応
管カセットと１サイクルとして設定する反応管カセット
のピッチ数との関係で、一定の制限が生じる。即ち、反
応管カセットが洗浄・乾燥部Ａから反応部Ｂに入って来
た順序で、反応部Ｂから洗浄・乾燥部Ａに出て行くこと
が必°要である。

今、反応部Ｂの反応管カセット数を２ｎとし、ｌサイク
ルのピッチ数をｐとする。上記の条件をみたすためには
新たに洗浄・乾燥部Ａから反応部Ｂに入って来た反応管
カセットは丁度２ｎサイクル目に洗浄・乾燥部ＡＫ出て
行く必要があり、２ｎサイクル以的に出て行くような動
作は許されない。

即ち、ピッチ数ｐの倍数ｐ”ｍ（ｍ＝１１　２゜３．２
ｎ−１）がカセット数２ｎの倍数にならないようなピッ
チ数が上記の条件を満すことになる。

従って、ｐは奇数でなければならないし、ｎの約数であ
ってもならない。以上はｐ＜２　ｎの場合であり、ｐ＞
２ｎ場合、即ち１サイクルで１回転以上周廻するときは
、ピッチ数ｐより回転数のピッチ数（２ｎ　＃　４ｎ　
、　６ｎ・・・・・・）を減じたピッチ数ｐ′に変換し
て、上記の条件に適合するピッチ数を考えればよい。ま
た反応部Ｂでの反応管カセットの滞留時間（最大反応時
間）Ｔは、１サイクルの周期なｔとすれば、２ｎｔとな
る。

第１図の実施例で考えると、２ｎ−２０であるから、許
容されるｌサイクルのピッチｐはｌ、３゜７　、９　、
１１　、１３　、１５　、１７　、　ｘ９．２１　。

２３．２５．２７．２９，３１，３３，３５．π。

３９・・・・・・である。

本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、反応部の反応管カセット数を増加すれば最大反
応時間を長くとることができ、また、反応管カセットの
ピッチ周期、反応管カセットに収容する反応管の数や形
状、測光部の設定位置、試薬の反応管に対する分注位置
、反応部と洗浄・乾燥部との間の空白部のステップ数、
反応管カセットの移動順序などについて種々の設計変更
が可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明によれば、第２反応開始点に位置す
る特定の反応管カセットを一定の間隔で測定できるため
高精度の測定が可能な自動化学分析装置を提供すること
ができる。

また、反応管カセットを殆んど隙間なく配列できるため
、スペースファクタが良くコンパクトな自動化学分析装
置を提供することができる。

さらに、反応部における測光は反応管カセットの移動中
に行なわれるため高速処理が可能となるとともに、反応
部における測光と洗浄・乾燥部における洗浄、乾燥およ
び試薬の分注とを独立にかつ並行して行なうものである
ため、反応管の洗浄。

乾燥を十分に行なうことができ、しかも試薬分注に充分
な時間を当てることができるためランダムアクセス方式
に好適な自動化学分析装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における反応ラインの説明図、
第２図乃至第９図はそれぞれ第１図に示す反応ラインの
動作説明図である。 １・・・反応槽、２・・・反応管、７・・・測光部、Ｃ
−１〜Ｃ−２７，Ｃ−Ｚｏｏ・・・反応管カセツ）、　
ＲＬ□・・・第１の反応ライン、ＲＬ２・・・第２の反
応ライン、Ａ・・・洗浄・乾燥部、Ｂ・・・反応部。 代理人弁理士　則　近　憲　祐（ほか１名）−２８ ２ Ｃ−２８ Ｃ−２８ −１５ 第７図 Ｃ−２８ し−１４ −２７

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の反応管を収容した反応管カセット列により
   反応ラインを形成するとともに前記反応管に光束を照射
   し測光を行う測光部を有する自動化学分析装置において
   、前記反応ラインは、第１゜第２の反応ラインを有する
   とともに、この第１゜第２の反応ラインは、反応管の反
   応測光を行ないかつ第１反応開始点及び第２反応開始点
   を有する反応部と反応管九対する洗浄、乾燥、サンプリ
   ングを行なう洗浄、乾燥部とに分割され、前記反応部、
   洗浄・乾燥部に属する反応管カセットはそれぞれ独立に
   移動可能でかつ１サイクル毎に前記両部より１個の反応
   管カセットを互いに相手側に移送し得るように構成され
   、前記反応部における反応管カセットの移動経路に前記
   測光部の光路を臨ませ、所定のサイクル毎に第１反応開
   始点の特定の反応管カセツ）　ｂ３少なくとも２回前記
   光路な横切りかつ第２反応開始点の特定の反応管カセッ
   トはこの間その位置に停止しているように構成されたこ
   とを特徴とする自動化学分析装置。
2. （２）　前記反応部の反応管カセット数を２ｎとしたと
   き、１サイクルのピッチ数Ｐを奇数でしかもｎの約数ま
   たは倍数にならないような数とするピッチ数として反応
   管カセットを移送することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の自動化学分析装置。