JPS63182568A - 自動分析装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動分析装置の反応槽温度制御装置に係り、特
に臨床検査用生化学自動分析装置等において反応液の反
応温度を一定にして分析性能の安定化、高信頼化をはか
るのに好適な反応槽温度制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

臨床検査用の生化学自動分析装置においては、分析中の
反応液を一定温度、例えば、３７±０．０５℃に安定度
よく保持することが、分析精度の安定その活性度を維持
するためにはほぼ１５°Ｃ以下の低温に保冷する必要が
あり、装置周辺の温度が、例えば、１５〜３５℃と不定
の条件のもとてこの両者の要求を満たすために、従来の
装置は、特開昭５９−２３０１６２号公報に記載のよう
に、次の如く構成されていた。通常、制御対象の温度を
周囲温度が不定の下で精度良く制御するには、冷却部と
加熱部の双方を設け、対象物の温度をその制御系の中に
設けた温度センサでコントローラにフィードバックして
制御点と該センサの検知温度との偏差で上記の冷却部又
は加熱部を制御することが行われており、この場合通常
は冷却部を精度良く制御することは困難なため、これは
連続動作として加熱部を制御している。上記した従来の
装置においても、冷却部として圧縮式冷凍機を用い、そ
のビー１〜サイクルの中の蒸発器部分を冷水槽として冷
水を作り、その冷水をポンプで試薬貯留部との間を循環
させて、試薬貯留部内に収容している試薬を保冷する。

一方、前記の冷水槽に隣接して恒温槽を設け、この恒温
槽は前記した冷水槽と細孔で接続して冷水を冷却源とし
て利用するとともに、この恒温槽中には加熱源としてヒ
ータ及び温度センサを設け、この温度センサの出力と制
御点との偏差でヒータを制御して恒温槽の中の水を所定
の温度に制御し、この恒温水をポンプで反応槽との間に
循環させて反応槽の温度を一定に保持していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した従来技術では、反応槽内で直接的にその温度を
制御するのではなく、恒温槽内で反応槽への循環水の温
度を制御し、この恒温水で反応槽の温度及び反応槽に浸
された反応セルの中の反応液の温度を保持しているため
、恒温槽内で温度の制御が高精度で安定に行われても、
恒温槽から離れた位置にある反応槽の温度を恒温水の循
環で安定よく目標温度に保持するには、装置周辺の温度
影響を受けないようにするため、恒温槽から反応槽まで
の恒温水の循環流路及び反応槽を厳重に断熱する必要が
あり、また、断熱が十分に行われ、反応槽に流入する循
環水が目標温度に精度よく制御されていても、外部から
反応セルに注入される試薬や洗浄水と反応槽内の循環水
との間に温度差があって、この両者の間に熱交換がある
と、反応槽内の水の温度はこれらに影響されて目標温度
からｆれてしまうという問題がある。また、これを防ぐ
ために試薬を反応セルに注入する前に目標温度まで加熱
することが考えられるが、このようにすると構成が複雑
になり、実用化し得ない。

本発明の目的は、構成が単純で、しかも、反応セル内に
注入された冷たい試薬や洗浄水により反応槽の目標温度
が変化しないようにすることができる自動分析装置の反
応槽温度制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、反応槽から流れ出た循環恒温水を冷却手段
を経由して循環手段に戻し、上記循環手段の吐出口を加
熱手段と温度検知手段とを近接して配置した温度制御筒
に接続し、この筒内で上記循環恒温水の温度をあらかじ
め設定された目標温度に上記温度検知手段と上記加熱手
段にて温度制御し、この温度制御された循環恒温水を上
記反応槽に給送するとともに一部を上記循環手段の吸込
口側に戻し、上記反応槽内には槽内の循環恒温水の温度
を検知する第２の温度検知を設け、この第２の温度検知
手段による検知温度が上記目標温度と異なるときは、上
記検知温度が上記目標温度に一致するように上記筒内の
上記循環恒温水の制御温度を変える温度制御手段を設け
て達成するようにした。

〔作用〕

上記した本発明による温度制御手段では、反応槽に設け
た第２の温度検知手段（以下第２の温度センサという）
が反応槽温度を直接検知し、この温度が目標温度からず
れている場合には、加熱手段であるヒータと第１の温度
検知手段（以下第１の温度センサという）とが近接して
設けである温度制御筒内の循環恒温水の制御温度をその
偏差に応じて再設定し、常に反応セルへの試薬あるいは
洗浄水の注入、その他の外乱があっても反応槽温度が目
標温度からずれないように温度制御される。

それによって反応槽温度は常に目標温度に制御さく６） れる。また、ヒータと第１の温度センサは隣接して設け
であるので、応答が早く、かつ、温度制御筒で一定温度
に制御された循環恒温水の一部は循環ポンプの吸込口に
戻して十分に温度制御筒内での撹拌が行われるため、反
応槽に流入する循環恒温水は温度脈動が著しく少ないも
のとなり、反応槽温度は目標温度に精度よく一致し、安
定に維持される。

〔実施例〕

以下本発明を第１図、第２図に示した実施例を用いて詳
細に説明する。

第１図は本発明の自動分析装置の反応槽温度制御装置の
一実施例を示す構成図である。第１図において、１は、
例えば、フロンＲ−１２を冷媒とした圧縮式冷凍機で、
圧縮機２．凝縮器３．膨張弁４．蒸発器５等が図示の如
く接続しである。６は冷水槽で、圧縮式冷凍機１の蒸発
器５９反反応槽２９内冷却のための冷却管７．試薬保冷
庫１４への循環冷水の取出し口８および戻り口９が設け
てあり、その外周りは断熱材１０で覆い、上部は断熱さ
れた蓋１１で覆っである。また、冷水槽６の中に入れら
れた水１２は、圧縮式冷凍機上の冷媒の蒸発器５での気
化により冷やされて冷水となる。１３は冷水１２を冷水
槽６と試薬保冷庫１４との間で循環するための冷水循環
ポンプで、その吐出口が試薬保冷庫１４の下面に設けた
流入口１５に接続しである。一方、流出口１６が試薬保
冷庫１４の上部に設けてあり、冷水槽６の戻り口９に配
管しである。試薬保冷庫１４の外周も断熱材１７で断熱
してあり、中には試薬容器１８が収納してあり、その上
部には着脱可能に断熱された蓋１９が用意されている。

また、冷水槽６の取出し口８と冷水循環ポンプ１３の吸
込口とが断熱された配管２０で、冷水循環ポンプ１３の
吐出口と試薬保冷庫１４の流入口１５とが断熱された配
管２１で、試薬保冷庫１４の流出口１６と冷水槽６の戻
り口９とが断熱された配管２２で接続しである。

一方、反応槽側の構成を説明すると、２３は反応槽循環
ポンプ、２４は筒状の温度制御筒で、配管接続口２５，
２６．２７が設けてあり、また、棒状のヒータ２８と、
例えば、白金を温度検出材とした第１の制御用温度セン
サ２９がその内部にシールして近接して取り付けである
。３０は上方が開放されたＵ字型断面を有する円環状の
反応槽で、その下方底面部に恒温水の循環のための流入
配管口３１と流出配管口３２とが設けてあり、また、反
応槽３ｏ内の循環恒温水３３の水温を検出するための上
記した制御用温度センサ２９と同様の第２の制御用温度
センサ３４が循環恒温水３３中に浸るように設けである
。３５は、例えば、ガラス等の透明で光学的特性、熱伝
導性が良好な材料よりなる角筒状の反応セルで、その中
に検体と試薬とがそれぞれ注入され、混和される。複数
個の反応セル３５が反応ディスク３６に保持されて反応
槽２９内の循環恒温水３３中にその下部を浸して循環恒
温水３３により検体と試薬が混和された反応液を所定の
反応温度に保持する。反応ディスク３６は図示を省略し
た駆動機構により、これも図示は省略した光度計の周り
に所定の間欠回転動作を付与されて反応セル３５内の反
応液の反応を時系列的に測定する。測定が完了した反応
液は廃棄され、反応セル３５は図示を省略した洗浄装置
で洗浄され再測定に供せられる。以上の構成で反応槽循
環ポンプ２３の吐出口は温度制御筒２４の下部の配管接
続口２５に、温度制御筒２４の上部の配管接続口２７は
反応槽３ｏの流入配管口３１に、反応槽３０の流出配管
口３２は冷水槽６の冷却管７に、冷却管７の出口は三方
接続管４１を介して反応槽循環ポンプ２３の吸込口に、
また、温度制御筒２４の中央の配管接続口２６は三方接
続管４１を介して反応槽循環ポンプ２３の吸込口にそれ
ぞれ配管３７，３８，３９，４０．４２で接続しである
。４３．４４は制御用温度センサ２９．３４の出力をそ
れぞれ電圧に変換、増幅する増幅器、４５．４６はＡ／
Ｄ変換器、４７はμ−コンピュータシステムよりなる本
温度制御装置の制御部、４８は直流電源、４９はヒータ
２８にに印加される交流電源、５０は制御部４７からの
信号によりヒータ２８への交流電源４９の印加の接、断
を行うソリッドステートリレー（以下、ＳＳＲと略す）
である。

」二足の構成の装置においては、圧縮式冷凍機１のヒー
トポンプ動作により、膨張弁４を出た冷媒は蒸発器５で
気化する際、冷水槽６内の水１２から気化熱を吸収する
ため、冷水槽６内の水１２を冷水化する。この圧縮式冷
凍機１の動作は、図示を省略したが、冷水１２の温度検
出を行って制御される。冷水１２を冷水循環ポンプ１３
で試薬保冷庫１４に循環して試薬保冷庫１４をほぼ１５
℃以下の低温に維持してその中の試薬容器１８を保冷す
る。一方、反応槽３０を循環する恒温水３３は、反応槽
３０から出て配管３９を経て冷水槽６の冷却管７を流れ
ることにより冷却管７の周囲の冷水１２で冷却されて反
応槽循環ポンプ２３によって温度制御筒２４に送られる
。温度制御筒２４内では制御用温度センサ２９により筒
内の循環恒温水３３の温度Ｔｐが検出され、増幅器４３
により、増幅され、Ａ／Ｄ変換器４５でＡ／Ｄ変換され
制御部４７に伝送され、その温度があらかじめ設定され
た制御温度Ｔｃより低ければＳ　Ｓ　Ｒ５０を○Ｎにし
てヒータ２８により加熱し、もし高ければヒータ２８は
ＯＦＦのままとするよう制御温度Ｔｃで０Ｎ−ＯＦＦ制
御される。こうして恒温に制御された循環恒温水は、温
度制御筒２４の出口で一部を反応槽循環ポンプ２３の吸
込口に戻しながら反応槽３０に送られて槽内の反応セル
３５内の反応液を目標温度に維持する。ここで反応槽３
０内の循環恒温水３３の温度Ｔｏが第２の温度センサ３
４で検出され、増幅、Ａ／Ｄ変換されて制御部４７へ送
られ、あらかじめ制御部４７に与えられている目標温度
Ｔｉと比較され、差があれば、その差がなくなるように
温度制御筒２４内での制御温度Ｔ’ｃが制御部４７内で
変更、再設定される。この制御部４７の温度制御処理を
第２図に示す。第２図において、一点鎖線内の温度制御
筒２４内での循環恒温水３３の温度Ｔｐの検出とヒータ
２８の○Ｎ／○Ｆ″Ｆは、循環恒温水３３の温度脈動を
小さくするため極めて短い周期で処理されるが、制御温
度Ｔｃの変更、再設定は反応槽３０内での循環恒温水３
３の温度ＴＯが安定するまでの遅れ時間ＮＬを考慮する
必要がある。

以上の制御部４７の温度制御動作の説明で明らかなよう
に、装置周辺の温度変化あるいは冷たい試薬や洗浄水の
反応セル３５への連続的に注入等による反応槽３０内の
循環恒温水３３の温度ＴＯが目標温度Ｔｈ　に対してず
れが生じても、そのずれを解消する方向に温度制御筒２
４での制御温度’Ｉ’　ｃが常に制御部４７により管理
されるため、反応セル３５内の反応液は常に所定の反応
目標温度に精度よく安定に維持される。

また、反応槽３０内での循環恒温水３３の流速は、光度
計に雑音を与えるため、その上限値が決められる。しか
し、循環恒温水３３の温度脈動は温度制御筒２４内での
ヒータ２８の周囲での流速の大きさ、すなわち、熱伝達
率を改善することと流路内での撹拌を十分に与えること
ば大幅に軽減される。本実施例によれば、温度制御筒２
４を出た循環恒温水３３の一部を反応槽循環ポンプ２３
の吸込側へ返すようにているので、反応槽３０内での循
環恒温水３３の流量を少なく制御しても、温度制御筒２
４内でのその流量を大とし、循環恒温水３３に撹拌作用
を与えるとともに、ヒータ２８と温度センサ２９とを極
めて近接して配置したので、循環恒温水３３の温度脈動
を低減することができる。

さらに、温度制御筒２４２反応槽３０とこれらを接続す
る配管３８，３９，４０．４２等は、上記の説明では断
熱については特にこだわらなかったが、この場合でも反
応槽３ｏ内の循環恒温水３３の温度では精度、安定度に
は影響が少ない。

上記したように、本発明の実施例によれば、試薬の保冷
のための冷水槽６の中で冷却管７を介して反応槽３０へ
の循環恒温水３３を冷却して反応槽循環ポンプ２３によ
りヒータ２８と制御用温度センサ２９を入れである温度
制御筒２４に送り、ヒータ２８の０Ｎ１０ＦＦ動作によ
り温度制御された循環恒温水３３を反応槽３０に供給す
るとともに、その一部を反応槽循環ポンプ２３の入口に
戻すことで、ヒータ部での熱伝導度を高めるとともに、
循環恒温水３３に十分な撹拌を与え、温度制御での温度
脈動を極めて小さくし、さらに、反応槽３０内の循環恒
温水３３の温度を制御用温度センサ３４で検知し、目標
反応温度とのずれを温度制御筒２４での制御温度の再設
定により解消するようにしたので、反応槽３０の温度、
すなわち、反応セル３５内の反応液の温度を目標とする
反応温度に高精度に安定度よく制御することができ、分
析精度の向上、安定化、高信頼化が得られ、極めて大な
る効果が得られる。

なお、上記の説明では、温度制御動作をマイクロコンピ
ュータシステムにより処理したが、これをマルチプレク
サ、オペアンプよりなるコンパレーター等で構成した電
子回路で処理するようにしてもよく、同様な効果が期待
できる。

また、反応槽３０への循環恒温水３３の冷却手段として
試薬冷却のための冷水槽６を利用したが、これを単独の
冷却装置としてもよいことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、反応槽の循環恒
温水の温度を目標反応温度に高精度で安定に維持するこ
とができ、分析精度の向上、高信頼度化をはかることが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動分析装置の反応槽温度制御装置の
一実施例を示す構成図、第２図は第１図の制御部の動作
の一実施例を示すフローチャートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、検体と試薬を混和させて異色反応させる反応セルと
   、該反応セル内の反応液の温度を一定に保持するための
   恒温水が循環している反応槽と、前記循環恒温水を得る
   ための冷却手段、加熱手段及び温度検知手段を備えた温
   度制御手段と、ポンプ等の恒温水の循環手段とを具備し
   たものにおいて、前記反応槽から流れ出た前記循環恒温
   水を前記冷却手段を経由して前記循環手段に戻し、前記
   循環手段の吐出口を前記加熱手段と前記温度検知手段と
   を近接して配置した温度制御筒に接続し、該筒内で前記
   循環恒温水の温度をあらかじめ設定された目標温度に前
   記温度検知手段と前記加熱手段にて温度制御し、この温
   度制御された循環恒温水を前記反応槽に給送するととも
   に一部を前記循環手段の吸込口側に戻し、前記反応槽内
   には槽内の循環恒温水の温度を検知する第２の温度検知
   手段を設け、該第２の温度検知手段による検知温度が前
   記目標温度と異なるときは、前記検知温度が前記目標温
   度に一致するように前記筒内の前記循環恒温水の制御温
   度を変える温度制御手段を設けたことを特徴とする自動
   分析装置の反応槽温度制御装置。