JPS6342451A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、試薬層を有する化学分析スライドに被測定物
質を作用させて所定時間恒温保持した後、その呈色度合
（色素生成度合）を光学的に測定して被測定物質を定量
分析する化学分析装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より種々の産業分野において、液体試料中の特定の
化学成分を定量的に分析することが広く行なわれている
。特に血液や尿等、生物体液中の化学成分または有形成
分を定量分析することは、生化学分野および臨床分野に
おいて極めてＩｆ！要である。

ところで近年、小滴の試料液を点着供給するだけで、該
試料液中に含まれている特定の化学成分または何形成分
を定量分析することができるドライタイプの化学分析ス
ライドが開発され、実用化されている（特公昭５３−２
１６７７号、特開昭５５−１６４３５６号には、この化
学分析スライドの一例が示されている）。この化学分析
スライドを用いると、従来の湿式分析法に比べて簡易か
つ迅速に試料液の分析を行なうことができるので、該ス
ライドは数多くの試料を分析づる必要のある医療機関、
研究所等において特に好適に利用されている。

上記の化学分析スライドを用いて試料液中の化学成分等
の分析を行なうには、計量された所定間の試料液を化学
分析スライドに付ｒ１さぜた後、これをインキュベータ
（恒温器〉内で所定時間恒温保持（インキュベーション
）して呈色反応（色素生成反応）させ、次いで被測定物
質と化学分析スライドの試薬層に含まれる試薬との組合
わけに応じて予め選定された波長を含む測定光をこのス
ライドに照射して、その反射光学濃度を測定する。

これにより、上記化学成分等の被測定物質が定量分析さ
れる。

上述のようにして被測定物質の定量分析を行なう化学分
析装置は従来より種々提案されているが、−船釣には上
記恒温保持を行なうためのスライド収納室を備えたイン
キュベータが設けられる。そしてインキュベータ内の温
度が、例えばヒータと温度センサとヒータ作動制御回路
等からなる湿度調節手段によって、所定温度に維持され
る。またこのようなインキュベータが設けられる場合は
通常、上記スライド収納室に読取り用開口が設けられ、
化学分析スライドの試薬層に測定光を照射してその反射
光学ａ度を測定する読取りヘッド４よ、上記開口を介し
て収納室内のスライドの試薬層に対向するように形成さ
れる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが上記のようなインキュベータを備えた化学分析
装置にあっては、スライド収納室に形成された読取り用
開口を通って空気が移動しやす（Ｘので、恒温保持の際
にスライド収納室内の温度が変動しやすい。こうなると
当然ながら化学分析スライドの温度も変動し、所定の恒
温保持条件を満たさなくなるので、定量分析の精度が悪
化してしまう。

そこで本発明は、インキュベータのスライド収納室内の
温度を所定温度に正確に維持することができる化学分析
装置を淀供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の化学分析装置は、前述したような読取り用開口
が設置プられたスライド収納室を有するインキュベータ
と、読取りヘッドとを備えた化学分析装置において、 上記インキュベータを温調室内に収納し、そしてインキ
ュベータに取り付けられたヒータおよび温度センサを備
え、上記収納室内の温度を所定温度に維持する第１湿度
調節手段と、上記温調室内に配されたヒータおよび温度
センサを備え、この温調室内の温度を前記所定温度に維
持する第２湿度調節手段とを設（ブたことを特徴とする
ものである。

（作　　用） 上記の構成においては、第２湿度調節手段により温調室
内の温度が所定温度に維持されるようになるから、スラ
イド収納室内外で大きな温度差が生じることがない。し
たがってスライド収納室の読取り用開口を通って空気が
移動するようなことがあっても、該収納室内の’Ａ　＋
Ｕ変化は全く無いかあるいは有ってち僅少であり、この
温度変化は上記第１湿度調節手段によって速やかに解消
されうる。このようにいわば２重の温度ＷＡｍがなされ
ることにより、スライド収納室内の化学分析スライドは
極めて精度良く所定温度に保たれるようになる。

（実　施　例） 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第２図は本発明の一実施例による化学分析装置を示すも
のであり、第３図はこの装置のケースを省いて主要部分
を示す平面図、また第４図は第３図に示す■−■線に沿
って本装置を見た状態を示す正面図である。図示される
ようにこの化学分析ＭＷは、ケース１０上にカートリッ
ジ装填部１１、点着ＰＪ３０を有し、また内部にインキ
ュベータ２０およびスライド挿入・排出手段４０等を備
えている。なお、第２図に示されるように本装置には、
測定中におりる測定データ表示等を行なうデイスプレィ
部１４、この表示等の操作のための操作キー１５、およ
び記録用の磁気ディスク挿入部１３が段けられているが
、第３図および第４図ではこれらを省略しである。

第２図に示されるように装填部１１に装填されるカート
リッジ２は、未使用の化学分析スライド１を複数枚ｍね
で収納している。この化学分析スライド１は第５図に示
すように、液体試料滴下用の円孔を存する枠１ａ内に、
支持体、試薬層、展開層をこの順に積層してなる乾式多
層フィルム１ｂが配されてなり、このフィルム１ｂ上に
尿、血液等の試料（被測定物質）を所定量適下し、恒温
保持（インキュベーション）して呈色反応させるもので
ある。この化学分析スライド１は、押出しレバー１２に
よりカートリッジ２内の最下位のものから１枚ずつカブ
リ測定部１６へ押し出されるようになっている（第３図
参照）。このカブリ測定部１６は、被測定物質が点着さ
れる前のスライド１のフィルム１ｂの反射濃度（カブリ
濃度）の測定を行ない、その結果に応じてスライド１の
良否の判別をし、またカブリ濃度に応じて呈色反応後の
スライド１の１１度測定値の補正を行なうために設けら
れている。具体的にこのカブリ測定部１６は、底部に測
定用間口１６ｂが設けられた枠体１６ａと、この枠体１
６ａ内のバネ１６ｃにより下方に付勢された押え部材１
６ｄとからなり、枠体１６ａの底部上面と押え部材１６
ｄの間に、スライド１が収納される収納室１６ｅが形成
されている。この収納室１６ｅのスライド挿入側には、
スライド１に付されているバーコード（図示せず）を読
み取るバーコード読取手段１８が設けられている。この
カブリ測定部１Ｇの右側方には、スライド１の反射ａ度
を求める上で基準となる濃度を測定するための基準白板
１７Ｗおよび基準黒板１７Ｂが配されている。

そのさらに右側方にはインキュベータ２０が位置し、こ
のインキュベータ２０内には、前記カプリ測定部１６内
の化学分析スライド１と同一平面上で１列に並べて該ス
ライド１を収納保持する複数の収納、室２１．２１・・
・２１が形ＩＲすれている。このインキュベータ２０は
、温調室７０内に収容されている。そして該温調室７０
の前方には、収納室２１から排出される使用済みスライ
ドを受は取る受は皿２９が配されている。また第４図に
示すように、インキュベータ２０の下方には、その下面
に対向して横方向（矢印Ｃ方向）に移動自在とされた読
取りヘッド５０が配されている。なおこの読取りヘッド
５０は、温調室７０の底板上面に固定されたレール５１
に組み合わされ、例えばリニアモータ等の駆動手段（図
示せず）の駆動力により、上記の方向に移動する一上記
レール５１はカブリ測定部１６の下方にまで延ばされて
いる。したがって跣取りヘッド５０はこのカブリ測定部
１６まで移動可能で、該測定部１６にある化学分析スラ
イド１と対向できるようになって°いる。

第３図のｖ−ｖ線に沿った断面形状を表わす第１図に詳
しく示されるように、上記インキュベータ２０には、各
収納室２１に沿って複数の第１ヒータ７１が取り付けら
れている。また該インキュベータ２０の内部において、
収納室２１に近接した位置には第１温度廿ンサ７２が取
り付けられている。該第１温度センサ７２が出力する温
度検出信号Ｓ１は第１制御回路７３に入力され、この第
１制御回路７３は、該温度検出信号Ｓ１が示づ測定温度
と所定設定温１１１　Ｔとの偏差に応じた温度制御信号
Ｓ２を出力する。この温度制御信号Ｓ２は、上記ヒータ
７１に発熱用電流１１を供給するヒータ作動回路７４に
入力され、該ヒータ作動回路７４がこの温度υＪＩＩｌ
信号Ｓ２に基づいて発熱用電流Ｉ！を０Ｎ−ＯＦＦＬ、
、あるいはその値を変えることにより、収納室２１の温
度が上記設定温度Ｔに維持される。一方温調室７０内に
も、該室内の空気を加温する複数の第２ヒータ７５と、
該室内の温度を検出する第２温度セン９７６が配設され
ている。上記と同様に、第２温度センサ７６が出力する
温度検出信号Ｓ３は第２制御回路７７に入力され、この
検出信号Ｓ３に応じた温度制御信号Ｓ４がヒータ作動回
路７８に送られて発熱用電流Ｉ２が制御されることによ
り、温調室７０内の空気の温度が前記所定温度Ｔに維持
されるようになっている。なお温調空７０は、ケース１
０の底面上に断熱材８０を介して固定され、一方インキ
ュベータ２０もこの温調′￥、７０に断熱材８１を介し
て保持されている。

インキュベータ２０内に収納される化学分析スライド１
は、そのフィルム１ｂ上に滴下された試料と試薬との呈
色反応を、収納室２１の下面に形成された読取り用開口
２１ａを介して、読取りヘッド５０により光学的に測定
するように使用される。そしてこの際インキュベータ２
０は、尿、血液等の試料を呈色反応させるために各化学
分析スライド１を体温とほぼ同一の温度（３７℃）に保
持する必要がある。

一方、インキュベータ２０の後方には、その収納室２０
の入口開口２１ｂと対向して横方向（矢印へ方向）に移
動自在とされたスライド挿入・排出手段４０が配されて
いる。このスライド挿入・排出手段４０は温調室７０内
において固定されたレール４９に組み合わされ、例えば
リニアモータ等の駆動手段（図示ぜず）の駆動力により
、上記の方向に移動するもので、インキュベータ２０の
みならず、カブリ測定部１６に対向する位置（第３図に
Ｘで示す位置）まで移動可能となっている。このため、
カブリ測定部１Ｇから押出しレバー１２により押し出さ
れた化学分析スライド１を、上記Ｘ位置に移動した挿入
・排出手段４０によって受は取ることができる。

スライド挿入・排出手段４０は、温調室７０内において
矢印へ方向に移動可能となっている。

スライド挿入・排出手段４０の後方には、点着器３０が
配されている。この点着器３０は、基盤３１上を横力向
く矢印へ方向〉に移動可能でかつ横方向に２列に並べて
試料カップ３６．３Ｇ、・・・３６およびチップ３５．
３５、・・・３５を保持する試料台３４を有する。また
該点着器３０のピペット３２は、基ｆｉ３１に対して上
下（矢印り方向＞　４３よび前後（矢印Ｂ方向）に移動
可能とされ、このように移動してその先端にチップ３５
を取り付けるとともに該チップ３５内に試料カップ３６
内の被測定物質を所定間だけ吸入し、次いで点着部１９
で挿入・排出手段４０上のスライド１のフィルム１ｂ上
に上記被測定物質を滴下供給する。なＪ３この場合、各
試料カップ毎にチップを交換し、試料カップ３６中の被
測定物質が混ざらないようにしている。

このようにして被測定物質が滴下供給された化学分析ス
ライド１は、前述のスライド挿入・排出手段４０によっ
て所定の収納室２１内へ挿入される。

以下、このスライド挿入・ｉｌ＋ｌ手出４０とインキュ
ベータ２０のスライド保持構造について、第１図を参照
して詳しく説明する。スライド挿入・排出手段４０は、
レール４９上を横方向（矢印へ方向）に移動する支持ブ
ロック４１ａと、この支持ブロック４１ａ上に置かれた
支持プレート４１とからなる。支持プレート４１は、化
学分析スライド１を受容する保持部４５と、この保持部
４５の両端に形成された段部４３．４３と、この段部の
先端に形成された１対のくさび状挿入部４３ａ　、　４
３ａと、保持部４５の先端に形成されたスライド排出突
起４２とを有してなる。このスライド挿入・排出手段４
０がレール４９上を横方向に移動して第３図のＹ位置に
来ると、保持部４５に保持された化学分析スライド１の
フィルム１ｂは点着部１９の開口１９ａと対向し、この
開口１９ａを通して点ｉ器３０のピペット３２からフィ
ルム１ｂ上へ被測定物質の滴下供給がなされる。次いで
、フィルム挿入・排出手段４０は再びレール４９上を移
動し、化学分析スライド１を収納保持すべき収納室２１
と対向する位置に止まる。支持プレート４１は支持ブロ
ック４１ａ上を前後（矢印Ｅ方向）に移動自在であり、
この移動により支持プレート４１に保持された化学分析
スライド１はインキュベータ２０（２７）の収納室２１
（２Ｂ）内に挿入される。

インキュベータ２０は、読取り用開口２１ａを有し挿入
された化学分析スライド１を支持する支持部材２４と、
この支持部材２４と対向し上下に移動可能な押圧部材２
２と、この押圧部材２２を下方に付勢するスプリング２
３と、押圧部材２２を移動可能に支持する本体部材２５
と、収納ｖ２１の入ロ間ロ２１ａ部分に取り付けられた
ストッパ用板バネ２６とからなる。

以下、収納室２１内に、既に読取りが完了した化学分析
スライド１が収納保持されていて、これを挿入・排出手
段４０上の新しい化学分析スライド１と交換する場合の
、該手段４０とインキュベータ２０の作動について説明
する。収納室２１内の化学分析スライド１は、スプリン
グ２３の付勢力により支持部材２４と押圧部材２２との
間に挟持されている。支持プレート４１が前方（第１図
の左方）へ移動すると、まずくさび状挿入部４３ａが上
記両部材２２．２４との間に入り込み、押圧部材２２を
上方に押し上げ化学分析スライド１の挟持を解く。次い
で、スライド排出突起４２が収納室２１内の化学分析ス
ライド１の後端と当接し、このスライド１を前方へ押し
、最終的に該スライド１を、°温調室７０の開ロア０ｃ
を通して受け１１１１２９内へ排出する。このとき、支
持プレート４１の保持部４５に保持されている新たな化
学分析スライド１は収納室２１内の所定位置に位置し、
ここで、支持プレート４１の保持部４５後端に形成され
た１対の凹部（図示せず）内にストッパ用板バネ２６が
入り込む。次いで、支持プレート４１を後方へ引き戻す
と、ストッパ用板バネ２６が化学分析スライド１の後端
面に当接してその移動を阻止するので、支持プレート４
１のみが戻り、スライド１は収納室２１内で支持部材２
４と押圧部材２２により挾持される。

次に、以上のように構成した化学分析装置の作動を順を
追って説明する。まず、カートリッジ装填部１１に装填
されたカートリッジ２に重ねて収納された化学分析スラ
イド１のうちの最下位のスライド１が押出しレバー１２
により押し出され、カブリ測定部１Ｇの収納室１６ｅに
収納される。この時、バーコード読取り手段１８により
化学分析スライド１のバーコードが読み取られる。続い
て読取りヘッド５０がカプリ測定部１６の測定用開口１
６ｂと対向する位置に移動し、被測定物質が点着される
前のスライド１のカブリ測定が行なわれる。なおこの移
動の際、読取りヘッドｓｏｕ　ｕ準白板１７Ｗおよび基
準黒板１７Ｂと対向し、それらの反射ｍａをそれぞれ測
定する。この測定結果は、化学分析スライド１の反Ｇａ
１１度を求める上での基＊濃度として利用される。

上記カブリ測定がなされると、化学分析スライド１は押
出しレバー１２によってカプリ測定部１６から押し出さ
れ、第３図のＸ位置に移動しているスライド挿入・排出
手段４０の保持部４５上に移載される。

次いで、スライド挿入・排出手段４０はレール４９．１
：を右方に移動し、点着器３０のピペット３２と対向す
る位置（第３図のＹ位置）へ移動する。ここで、ピペッ
ト３２により前述のようにして試料カップ３６内の被測
定物質が、挿入・排出手段４０に保持された化学分析ス
ライド１のフィルム１ｂ上に滴下供給される。

この後、スライド挿入・排出手段４０はレール４９１を
横方向（矢印六方向）に移動し、インキュベータ２０の
所定の収納室２１と対向する位置に停止する。次に、先
に述べたようにしてこの収納ｖ２１内へ化学分析スライ
ド１が挿入される。インキュベータ２０の収納室２１内
は、前述のように第１ヒータ７１、第１温度センザ７２
、第１制御回路γ３およσヒータ作動回路７４によって
所定温度Ｔに保たれているので、ここに収納された化学
分析スライド１は上記温度Ｔで恒温保持（インキュベー
ション）される。この恒温保持後化学分析スライド１に
は、収納室２１の下方に移動した読取りヘッド５０から
読取り用間口２１ａを介して測定光が照射され、その反
射光量が測定される。これにより該スライド１のフィル
ム１ｂの反射光学濃度が測定され、該フィルム１ｂ上に
滴下された被測定物質が定量分析される。この測定が完
了すると化学分析スライド１は、スライド挿入・排出手
段４０により収納室２１から受けＩＩ［１２９内に排出
される。以下、上記操作を繰り、返ずことにより、数多
くの化学分析スライドによる化学分析を自動的かつ連続
的に行なうことができる。

ここで、インキュベータ２０の収納室２１には読取り用
間口２１ａが設けられているので、この間口２１ａを通
って収納室２１外の空気が流入しやすくなっている。こ
のような空気の移動があると、収納室２１内の温度は、
第１ヒータ７１、第１温度センサ７２、第１制御回路７
３およびヒータ作動回路７４からなる温度ｙ４節手段に
より制御されているとはいえ一時的に変動しやすい。し
かし本装置においては、インキュベータ２０全体が温調
室？θ内に収められ、この温調？ｉ”７０内の空気温度
が所定温度下に制御されろようになっているので、収納
室２１内外の温度差はほとんど無い状態となっている。

しｌこがって」二連のような空気の移動があっても、収
納室２１内の渇＋Ｕ変初１．Ｌｗ、いかあるいは有って
も僅少であり、この温度変動は速ヤ）かに解消されうる
。つまり収納室２１内の化学分析スライド１の温度は、
高精度で所定温度Ｔに保持されるようになる。

また本実施例にＪ３いては、インキュベータ２０が断熱
材８１を介して温調室７０に保持され、さらにこの温調
室７０も断熱材８０を介して装置クース１０に固定され
ているので、インキュベータ２０および温調室７０の保
持部から熱が外部に逃げ難くなっている。

したがって、この保持部近辺の収納室２１の温度が、他
の収納室２１に比べて低くなってしまうことが効果的に
防止される。

なお上記実施例においては、スライド挿入・１１１出手
段４０も温調室７０内に収めるようにしているが、温調
ｆｉ７０はインキュベータ２０のみを収納できる程度に
小型化してもよい。その場合は温調室７０に、スライド
挿入・排出手段４０の先端部を通過させる小さな開口を
設けておけばよい。しかしながら上記実施例におけるよ
うにスライド挿入・排出手段４０も温調室７０内に収容
しておけば、収納室２１内に送り込まれる前に化学分析
スライド１が予熱されるので、収納室２１内の温度変動
がさらに生じ難くなって好ましい。このことは、スライ
ド１が送り込まれる収納室２１についてのみならず、そ
れに隣接する収納室２１についても言える。つまり、あ
る収納室２１において恒温保持されているスライド７が
、隣接収納室に低温のスライド１が新しく挿入されるこ
とによって温度低下してしまうことが防止される。また
温調室７０は上記の通り通常断熱材８０を介して支持さ
れるので、該温調室７０内に配設されたインキュベータ
２０と、該温調室７０外に配設されたスライド挿入・排
出手段４０とを精度良く位置合ゼすることは困難になる
が、インキュベータ２０とともにスライド挿入・排出手
段４０も温調室７０内に収容すれば、このような不具合
を招かず、スライド挿入が確実に行なわれるようになる
。

さらに上記実施例においては、インキュベータ２０内で
化学分析スライド１が１列に並べられ、読取りヘッド５
０が移動して該スライド１の反射光学濃度を測定するよ
うになっているが、本発明はその他の構造の読取り部を
有する化学分析装置、寸なりも回転式のターレットが固
定の読取り部に順次化学分析スライドを送り込むように
した化学分析装置、あるいは収納室を１つだけ備えるイ
ンキュベータに化学分析スライドを代わる代わる１枚ず
つ送り込むようにした化学分析装置等に対しても同様に
適用可能である。また第１温度センサ７２、および第２
温度センサ７６を各々適宜箇所に複数設け、各センサか
らの出力の平均値等を求めて、それぞれ収納室２１内の
温度、温調室７０内の温度を判定するようにしてもよい
。

さらに上記実施例では、点着部１９において点着器３０
により自動的にｉ１１測定物質を点着するようにしたが
、マイクロピペット等を用いて手動により被測定物質を
点着するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の化学分析装置によれば
、インキュベータ内の温度変動を極めて僅かに抑えるこ
とができるので、該インキュベータ内に収納される化学
分析スライドを安定した所定温度で恒温保持することが
可能となり、定量分析の精度が大いに向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の主要部を示す側断面図
、 第２図は上記実施例装置の外観を示す斜視図、第３図お
よび第４図はそれぞれ、上記実施例装置の一部破断平面
図と一部破断圧面図、第５図は本発明の装置を用いて化
学分析に供される化学分析スライドの一例を示す斜視図
である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）試薬層上に被測定物質が滴下供給された化学分析
   スライドを収納し、該化学分析スライドを恒温保持する
   収納室を備えたインキュベータと、該収納室に形成され
   た読取り用開口を介して該収納室に収納された化学分析
   スライドの前記試薬層と対向し、該試薬層に測定光を照
   射してその反射光学濃度を測定する読取りヘッドとを有
   してなる化学分析装置において、 前記インキュベータが温調室内に収納されるとともに、 前記インキュベータに取り付けられたヒータおよび温度
   センサを備え、前記収納室内の温度を所定温度に維持す
   る第１温度調節手段と、 前記温調室内に配置されたヒータおよび温度センサを備
   え、該室内の温度を前記所定温度に維持する第２湿度調
   節手段とが設けられたことを特徴とする化学分析装置。
2. （２）前記温調室が化学分析装置本体に断熱材を介して
   保持される一方、前記インキュベータがこの温調室に断
   熱材を介して保持されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の化学分析装置。
3. （３）前記化学分析スライドを前記収納室に送り込むス
   ライド搬送系が、前記温調室内に収められていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の化
   学分析装置。