JPS61205866A - 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。

［発明の技術的背景］ 近年、臨床検査における血液中の酵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〉、グルタル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
ランスベプチターゼ（以下［γ−Ｇ、ＴＰＪ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（Ｉ　ＦＣＣ）の勧告により、酵素の
測定は濃度よりも活性値を求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１μｌｌ１Ｏ乏の基質を変化させるため
に要する酵素色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Ｎ　Ａ　Ｄ　ｌ−１２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、活性値を求め
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１０〜３０ＩＵ／ｌ１ｌｌである（Ｉ
Ｕは国際単位）。

この活性値に相当するＮＡＤＨ２の３４ＱｎＩＩｌにＪ
５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検休しか処理で
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１ 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を処理する自動
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
Ｗｉ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。

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、複数の反応管を保持した反応管カセット列を循環
させ、測光の終了した反応管カセットと新たに測光に供
される検体の入った反応管カセットとの交換を行う方法
も考えられるが、この反応管カセットを交換（移行）す
るための機構設計において困難性を伴うため安価に実現
できないのが現状である。

［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検
体の高速処理が可能な自動化学分析装置を安酒に提供す
ることを目的とするものである。

〔発明の概要１ 上記目的を達成するための本発明の概要は、複数の反応
管を保持した反応管カセット列を、反応槽内に形成した
複数の反応ラインに沿って循環し、循環中の反応管に光
束を照射して測光を行う自動化学分析装置において、一
方の反応ラインの循環方向先端部に位置する反応管カセ
ットを、前記反応槽の壁面に沿って他方の反応ラインの
循環方向後端部に移行すべく構成し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℃に保温されている反応槽（「恒温槽」
ともいう）であり、本実施例では反応槽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をそれぞれ保持した反
応管カセットＣ−１〜Ｇ−１３，Ｃ−１４〜Ｃ−２５，
０−２６〜Ｃ−３６からなる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ットＣ−１〜Ｃ−３６
の底部が前記反応槽１の底部に接触して一定瀾度に保持
されるようになっている。

尚、各反応管カセットＣ−１〜Ｃ−３６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、前記反応管カセットＣ−２６と反応槽
１の壁面との面との間、反応管力ヒットＣ−１４と反応
４＠１の壁面との間、反応管カセットＣ−３６と反応槽
１の壁面との間にはそれぞれ空白部ａ、ｂ、ｃが形成さ
れている。

そして、反応管カセットＣ−１〜Ｃ−１３により第１の
反応ラインＲＬ１を、空白部す１反応管カセットＣ−１
４〜Ｃ−２５により第２の反応ラインＲＬ２を、空白部
ａ、Ｃ及び反応管カセットＣ−２６〜Ｃ−３６により第
３の反応ラインＲＬ３を形成している。各反応ラインＲ
Ｌ＋　、ＲＬ２　。

Ｒ１３間の反応管カセットの移行は反応槽１の壁面に沿
って行われるように構成されている。

また、前記空白部ａ、Ｃ，反応管カセットＣ−２６〜Ｃ
−３６により両反応ラインＲＬ１とＲＬ２との間に介在
する洗浄・乾燥部Ａを、反応管カセットＣ−１〜Ｃ−１
３，空白部す及び反応管カセットＣ−１４〜Ｃ−２５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Ａ、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、がっ、洗浄・乾燥部
Ａ内の反応管カセットＣ−２６〜Ｃ−３６はこの洗浄・
乾燥部Ａ内において同時に一体として移行でき、反応部
Ｂ内の反応管カセットｃ−ｉ〜Ｃ−１３，０−１４〜Ｃ
−２５はそれぞれこの反応部Ｂ内において同時に一体と
して移行できると共に反応ラインＲＬ１．ＲＬ２を跨っ
て一方向（右廻り）に同層できるようになっている。

反応ラインＲＬＩの一方・の端部と前記空白部ａとの間
には光源レンズ及び分光器などを含んでなる測光部７が
設けられ、この一方の端部がら空白部ａへ各反応管カセ
ットＣ−１〜Ｃ−３６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、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−３
４，Ｃ−２，Ｃ−１３，０−２６〜Ｃ−３０の位置で行
なうものとする。

尚、サンプリング、洗浄、乾燥は洗浄・乾燥部Ａの適当
な位置で、試薬の分注は反応部Ｂの適当な位置で行なう
ことができるものであり、特に第１試薬の分注にあって
は洗浄・乾燥部Ａにおけるサンプリング後の適当な位置
で行なうこともできる。

次に、上述のように形成された反応ラインにおける反応
管カセットＣ−１〜Ｃ−３６の動きを第２図乃至第１１
図に示す動作説明図をも参照して説明する。第２図にお
いて、まず、第１の反応ラインＲＬ１の一方の端部に位
置する反応管カセットＣ−１３が第３の反応ラインＲＬ
３の空白部ａに、第２の反応ラインＲＬ２の一方の端部
に位置する反応管カセットＣ−２５を第３の反応ライン
ＲＬ３の空白部Ｃにそれぞれ移行される。この移行後の
状態を第３図に示す。

このとき、反応管力ＣブトＣ−１３内の反応管２が測光
部７の光路を横切り測光される。

次に、第３図において、第１の反応ライ／ＲＬ１．属す
る全ての反応管カセットｃ−１〜ｃ−１２が矢印×１方
向に１ピッチ移行される。この移行後の状態を第４図に
示す。

そして、第４図において、第３の反応ラインＲＬ３の一
方の端部に位置する反応管カセットＣ−１３が第２の反
応ラインＲＬ２の空白部すに、第３の反応ラインＲＬ３
の他方の端部に位置する反応管カセットＣ−２５が空白
部ｄにそれぞれ移行される。この移行後の状態を第５図
に示す。

次に第５図において、第２の反応ラインＲＬ２に属する
全ての反応管カセットＣ−１３〜Ｃ−２４が矢印Ｙ１方
向に１ピッチ移行される。この移行後の状態を第６図に
示す。

このような動作を、反応部Ｂにおける全ての反応管カセ
ットＣ−１〜Ｃ−２５の数だけ繰り返すと、これらの反
応管カセットＣ−１〜Ｃ−２５は全て測光部７の光路を
横切り、したがって、その全ての反応管２が測光される
ことになり、また、各反応管カセットＣ−１〜Ｃ−２５
の配列状態は第２図に示す状態に復帰する。復帰後、今
度は反応管カセットＣ−１３が空白部ａに移行される。

このときの各反応管カセットの配列を第７図に。

示す。

次に、反応部Ｂと洗浄・乾燥部Ａとの間におりる反応管
カセットの入れ換え動作について説明する。

第７図に示す配列状態から、第３の反応ラインＲＬ３に
属する全ての反応管カセットＣ−１３〜Ｃ−３６が矢印
Ｙ１方向に、第１の反応ラインＲＬ１に属する全ての反
応管カセットＣ−１〜Ｃ−１２が矢印×１方向にそれぞ
れ移行される。移行後の状態を第８図に示す。

このとき、反応管カセットＣ−３６内には既に試料が分
注されているものとする。

そして、この反応管カセットＣ−３６が第１の反応ライ
ンＲＬＩの空白部ｄに移行される。移行後の状態を第９
図に示す。

これにより、反応部Ｂと洗浄・乾燥部Ａとの間における
反応管カセットの入れ換え動作を終了すると共に１サイ
クルの動作を終了する。

１サイクルが終了したとき、反応管カセットＣ−１は当
初の反応管カセットＣ−２位置まで進むことになる。

このとき、反応部Ｂの試薬分注点で試薬が各反応管２へ
分注される。

反応管２の反応ラインＲＬＩ上における縦の列で測定項
目が固定されている場合には試薬分注ノズルを固定して
おけばよく、また、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ておけばよい。

上述した１サイクル終了後、反応部Ｂ内の各反応管カセ
ットはこの反応部Ｂ内においてのみ周廻し、測光部７の
光路を横切るため各反応管２の測光が行なわれる。

一方、洗浄・乾燥部Ａの各反応管カセットはこの洗浄・
乾燥部Ａ内のそれぞれの位置で洗浄、乾燥、試料のサン
プリングが行なわれる。

したがって、１サイクル毎に試料が分注された新しい反
応管カセット１個が反応部Ｂへ入り、試薬が分注され反
応を開始して時点から測光部７による測光が順次行なわ
れる。一方、反応が終了した反応管カセット１９１が洗
浄・乾燥部Ａに移り、ここで次の測定に備えて洗浄、乾
燥が行なわれる。

洗浄・乾燥部へにおける洗浄、乾燥及びサンプリングは
、反応部Ｂの各反応管カセットが測定されている間に十
分な時間をかけて行なうことができる。

以上の説明では、各反応管カセットＣ−１〜Ｃ−２５は
１サイクルで１回測光部７の光路を横切る場合について
説明したが、次に、反応管カセットの測光回数を減少し
その代りに全体の処理能力、を上げるようにした場合の
動作について説明する。

第２図においてｍ←←特定の反応管カセットＣ−１を、
第１０図に示すように当初の反応管カセットＣ−１５の
位置まで進行させ、これを１サイクルとする。この過程
で反応管カセットＣ−１は測光部７の光路を横切り測光
される。

上述した１サイクルの間に試料が分注された新しい反応
管カセットが洗浄・乾燥部Ａから反応部Ｂへ、反応が終
了した反応管カセットが反応部Ｂから洗浄・乾燥部Ａへ
それぞれ移行する。

次の１サイクルで特定の反応管カセットを第１１図に示
すように当初の反応管カセットＣ−３の位置まで進行さ
せ、これを次の１サイクルとする。

勿論、この過程でも洗浄・乾燥部Ａと反応部Ｂとの間で
最初の１サイクルの場合と同様反応管カセットの相互入
れ替えを行なう。

一般に、ｎサイクル（ｎ＝１〜反応管カセット数）で特
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、１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８ＩＩＡから反応部　。

Ｂに入って来た反応管カセットは１度２ｎサイクル目に
洗浄・乾燥部へに出て行く必要があり、２ｎサイクル以
前に出て行くような！１ｌｆｌｌ′は許されない。

即らピッチ数ｐの倍数ｐ　−ｍ　　（ｍ　＝１．２．３
゜２ｎ−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Ｄ　＜２ｎ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・・・・
・・）を減じたピッチ数に変換して、上記の条件に適合
するビッグ数を考えればよい。また反応部Ｂでの反応管
カセットの滞留時間（ｉ大反発時間）Ｔは、１サイクル
の周期を【とすれば、２ｎｔとなる。

第１図の実施例で考えると、２ｎ＝２５であるから、許
容される１サイクルのピッチｐは１．３゜７．９．１１
，１３．１５，１７．１９，２１゜２３．２５．２７．
２９．３１．３３．３５．３７．３９・・・・・・であ
る。

このように本実施例装置にあっては反応管力東セットを
殆んど隙間なく配列することができるので装置の小型化
を図ることができ、また、反応開始から終了までの間に
各反応管は毎サイクル毎に測光されることから高精度の
測定を行うことができ、しかも、反応管カセットの移動
中に測光が行われるものであるから高速処理を行うこと
ができ、さらに、反応部における測光と洗浄・乾燥部に
おける洗浄、乾燥とを独立にかつ並行して行うことによ
り反応管の洗浄、乾燥を十分に行うことができる。

特に、一方の反応ラインの循環方向先端部に位置する反
応管カセットを、前記反応槽の壁面に沿って他方の反応
ラインの循環方向後端部に移行すべく構成したものであ
り、例えば反応ラインの中間部において移行するもので
はないから、反応管カセットを移行するための機構の設
計上極めて有利であり、しかち移行の円滑化を容易に図
ることができる。

このように装置の小型化、反応管カセットを移行するた
めの機構の簡易化を図ることができるので、装置を低価
格にて提供することが可能となる。

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、上記実施例では第１．第２．第３の反応ライン
ＲＬ１．ＲＬ２　、ＲＬ３中、第２の反応ラインＲＬ２
を洗浄・乾燥部Ａとし、第１．第３の反応ラインＲＬ１
．ＲＬ３を反応部としたが、第１の反応ラインＲＬ１又
は第２の反応ラインＲＬ２を洗浄・乾燥部とし、他の２
ラインを反応部としても良い。

また、第１図において、反応管カセットＣ−１３と空間
部との間に測光部７を配置したが、反応管カセットＣ−
１と空間部Ｃとの間９反応管カセットＣ−２５と空間部
Ｃとの間、空間部ａとｂとの間のいずれかに配置するこ
とも可能であり、さらには２個所以上に測光部を設ける
ことも可能である。

尚、反応部の反応管カセット数を増加ずれば最大反応時
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、
試薬の反応管に対する分注位買、反応部と洗浄・乾燥部
との間の空白部のステップ数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、小さなスペースに収容で
き、しかも高い測定精度を保持しつつ検体の高速処理が
可能な自動化学分析装置を安価に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、第１０図、第１１図は第１図に示す反応ラ
インの別の動作を示す動作説明図である。 １・・・・・・反応槽、２・・・・・・反応管、７・・
・・・・測光部、Ｃ−１〜Ｃ−３６・・・・・・反応管
カセット、Ｒ，Ｌｔ・・・・・・第１の反応ライン、Ｒ
Ｌ２・・・・・・第２の反応ライン、ＲＬ３・・・・・
・第３の反応ライン、Ａ・・・・・・洗浄・乾燥部、Ｂ
・・・・・・反応部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の反応管を保持した反応管カセット列を、反
   応槽内に形成した複数の反応ラインに沿つて循環し、循
   環中の反応管に光束を照射して測光を行う自動化学分析
   装置であつて、一方の反応ラインの循環方向先端部に位
   置する反応管カセットを、前記反応槽の壁面に沿つて他
   方の反応ラインの循環方向後端部に移行すべく構成した
   ことを特徴とする自動化学分析装置。
2. （２）前記の自動化学分析装置において反応部の反応管
   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
   とするピッチ数で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。