JPWO2018110145A1 - 自動分析装置及び自動分析方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前述の課題等についてより詳しく補足説明する。自動分析装置における反応容器の洗浄は、装置で設定可能な最大反応溶液量での汚染範囲だけでなく、試料や試薬の吐出時や攪拌時の反応溶液の飛散による汚染も考慮しなければならない。つまり、洗浄機構では、飛散等を含めた広い範囲の汚染を考慮して、反応容器内の洗剤や洗浄液の到達範囲に対応付けられた洗浄範囲を設定しなければならない。洗浄液は、装置から供給されるシステム水等の液体である。一般的に言えば、反応容器の内壁高さの上限付近まで洗浄液の高さを到達させて、洗浄範囲を可能な限り広く確保することが望ましい。しかし、洗浄範囲を容器内壁上限付近までに広げると、洗浄液が容器上面から溢れ出す可能性がある。そのため、自動分析装置では、洗浄範囲を十分広くしつつ、容器上面からの洗浄液の溢れ出しが無いように、設定及び制御しなければならない。
図1〜図12を用いて、本発明の実施の形態1の自動分析装置について説明する。実施の形態1の自動分析装置は、特有の洗浄機能を備える。実施の形態1の自動分析方法は、実施の形態1の自動分析装置において実行されるステップを有する方法である。
図1は、実施の形態1の自動分析装置の構成を示す。自動分析装置は、制御装置100、反応ディスク1、反応容器2、試薬ディスク3、試薬ボトル4、試料容器5、ラック6、試料搬送機構7、試薬分注機構8,9,10,11、試料分注機構12,13、試料分注ノズル14,15、試料用ポンプ16、反応容器洗浄機構17、分光光度計18、攪拌機構19,20、送液ポンプ21、真空吸引ポンプ22、洗浄槽23,24,25,26,27,28,29,30を有する。
実施の形態1の自動分析装置は、以下のような構成を有する。自動分析装置は、複数の反応容器2が反応ディスク1上に配置されて回転する機構を備える。自動分析装置は、反応容器2を繰り返し使用するために反応容器2を洗浄する反応容器洗浄機構17を備える。反応容器洗浄機構17には、反応溶液の吸引、洗浄液の吐出や吸引等を行うための複数の種類の複数のノズルが配置されている。各ノズルは、チューブ等を介して、吐出、吸引の役割毎に、送液ポンプや真空吸引ポンプに接続されている。チューブの流路上、ノズル接続部とポンプ接続部との間には、制御可能な流路開閉機構、例えば電磁弁が配置されている。反応容器洗浄機構17は、反応ディスク1上で移動と停止を繰り返す反応容器2上に対し、各ノズルと共に上下動作を行う。これにより、各反応容器2内に各ノズルが挿入されるようにアクセスする。このように、自動分析装置は、制御装置100により、一連の反応容器2の洗浄動作の洗浄工程を含むシーケンスを制御する。
図2は、反応容器洗浄機構17を用いた反応容器2の洗浄工程の構成概要を示す。制御装置100からの駆動制御に基づいて、反応ディスク1の回転及び反応容器洗浄機構17の上下移動によって、図2の洗浄工程S20のフロー通りに洗浄動作が実施される。洗浄工程S20は、順に工程S1〜S15を有する。
図3は、図2の洗浄工程S20の各工程で使用されるノズル等の構成概要を示す。反応容器洗浄機構17には、工程毎の役割を担う、これらの複数の種類の複数のノズル等が配置されている。ノズルの種類として、少なくとも、吸引ノズル、吐出ノズル、溢れ吸引ノズル、等を含む。各種のノズルは、工程毎に役割に応じた専用のものが使用される。図3では、各工程の反応容器2の内壁の底面のZ方向の位置Z0及び上面の位置Zmを同じとして揃えた状態で、反応容器2内にノズル等の一部が挿入されている状態を、XZ平面で示している。
図4は、システム水吐き出し工程である工程S8で使用するノズルを含むシステム水吐出機構400の構成をXZ平面での断面で示す。図4では、反応容器2内の所定の位置にノズルが配置された状態を示す。反応容器洗浄機構17のうちのシステム水吐出機構400は、システム水吐出ノズル44及び溢れ吸引ノズル54を有し、それらのノズルは連結構造である。反応容器2の内壁(液体が充填可能である容積部分)のZ方向の高さをH0とする。反応容器2の内壁のX方向の幅をW0とする。
図5は、反応容器洗浄機構17及び洗浄工程S20の各ノズルの高さ関係を示す。図3と同様に、反応容器2の内壁の底面の位置Z0、上面の位置Zmを共通としてXZ平面で示す。図5に示す各ノズルの高さは、反応容器洗浄機構17が反応容器2内に対する吐出や吸引を行うために下降した際の下限位置を示している。各ノズルのZ方向上端側は共通に接続されている。
図6は、実施の形態1の自動分析装置で、洗浄工程S20に係わる反応溶液成分と洗剤成分の濃度推移(割合)の例を示す。図6の横軸は、工程に対応した動作番号を示し、縦軸は濃度[%]を示す。推移601は、反応溶液成分の濃度の推移を示し、推移602は、洗剤成分の濃度を示す。図6では、吸引後の反応容器2内の残水を5μLと仮定して計算している。領域611(工程S1〜S3)は、反応溶液成分によるノズルの汚染を避けるべき領域を示す。領域612(工程S4〜S7)は、洗剤成分によるノズルの汚染を避けるべき領域を示す。領域613(工程S8〜S9)は、洗剤成分が比較的多く残る領域を示す。
図7は、比較例の自動分析装置において、工程S8に相当するシステム水の吐出を行う際に、工程S2,S4,S6のような従来と同じ吐出方式を採用した場合の課題を示す。図7の(A)は、各ノズルの所定の配置状態で、システム水が吐き出されている途中の状態を示す。反応容器2内のZ方向の上部の上面(位置Zm)に近い位置Zyに溢れ吸引ノズル702の下端が配置されている。位置Zyの少し下の位置Zxにシステム水吐出ノズル701の下端が配置されている。理想的な一定の洗浄範囲710は、溢れ吸引ノズル702の高さの位置Zyに対応した範囲である。(A)の状態では、システム水の中に気泡が発生している。
上記課題に対し、実施の形態1の自動分析装置では、図4のようなシステム水吐出機構400を用いて、図8のように、工程S8で特有の制御を行う。
図5に戻って説明する。上記下降動作の終了時に、溢れ吸引ノズル54の下端は、反応容器2の上面(位置Zm)の付近の位置Z2に配置された状態となる。位置Z2は、反応容器2の上面の付近の位置として、上面(位置Zm)から高さH0の95%の位置までの範囲内の位置に規定される。工程S8の溢れ吸引ノズル54は、一連の洗浄工程S20における各溢れ吸引ノズル51〜55のうちで、最も高い位置Z2に配置されている。他の工程の溢れ吸引ノズルの下端の位置は、位置z2,z3,z4等であり、位置Z2より低い。工程S8のシステム水の液面の高さ(最大値)を高さh4で示す。高さh4は、溢れ吸引ノズルの下端の位置Z2の付近である。
実施の形態1の変形例として、工程S8の溢れ吸引ノズル54の吸引のタイミングは、以下のように制御されてもよい。前述のように、溢れ吸引の開始タイミングの基本的な制御としては、下降動作の開始時としたが、これに限らず可能であり、下降後の静止状態からの開始としてもよい。図12は、変形例における溢れ吸引タイミング制御例を示す。図12の(A)は、工程S8で、システム水吐出機構400の下降動作によって、各ノズルが前述の所定の位置に配置されている状態を示す。制御装置100は、下降動作時には、まだ溢れ吸引ノズル54の吸引動作を開始させない。制御装置100は、(A)の静止状態(もしくは前述の下降動作中)でシステム水の吐出を開始させる。制御装置100は、吐出開始時点から所定時間の経過後の時点、または前述の所定の吐出量のうちの一部の所定量の吐出後の時点で、溢れ吸引ノズル54の吸引動作を開始させる。図12の(B)は、その溢れ吸引ノズルの吸引動作の開始の時点の状態を示す。本例では、液面の高さ1201が、前述の高さH0の半分の位置Zcになった状態である。この時点で、溢れ吸引ノズル54からの吸引が開始されている。
図5に戻って、工程S9以降について説明する。
上記のように、実施の形態1の自動分析装置によれば、洗浄機構に関して、反応容器の洗浄範囲のばらつき等を抑制でき、ブランク値測定等への影響を抑制でき、洗浄性能及びブランク値測定性能を維持または高めることができる。実施の形態1によれば、ブランク値の測定時の劣化や異常を回避でき、個々の反応容器の容積のばらつきやサイクル毎の流量の変化等にも依存せずに、反応容器の洗浄効果を均一に近付けることができる。
Claims (12)
- 光学測定及び反応容器の洗浄を行う機能を備える自動分析装置であって、
前記光学測定及び前記洗浄を含むシーケンスを制御する制御装置と、
前記反応容器内に液体を吐出するための吐出ノズルを含み、前記吐出ノズルを鉛直方向上下に移動させて前記液体を吐出する、吐出機構と、
前記反応容器内の前記液体の溢れ分を吸引するための溢れ吸引ノズルを含み、前記溢れ吸引ノズルを鉛直方向上下に移動させて前記溢れ分を吸引する、溢れ吸引機構と、
を有し、
前記制御装置は、前記光学測定の工程の前に設けられた前記洗浄の工程のうち、洗剤を用いた工程よりも後で、ブランク値測定工程よりも前にある液体吐出工程において、前記吐出機構の下降動作によって、前記吐出ノズルの下端を、前記反応容器内の高さ方向の下部の第1位置に配置し、かつ、前記溢れ吸引機構の下降動作によって、前記溢れ吸引ノズルの下端を、前記反応容器内の高さ方向の上部の第2位置に配置した第1状態で、前記吐出ノズルからの前記液体の吐出、及び前記溢れ吸引ノズルからの前記溢れ分の吸引、を行うように制御する、
自動分析装置。 - 請求項1記載の自動分析装置において、
前記第1位置は、前記反応容器の内底から前記反応容器の内壁高さの3分の1の位置までの第1範囲内の位置である、
自動分析装置。 - 請求項1記載の自動分析装置において、
前記第2位置は、前記反応容器の上面の付近の位置として、前記反応容器の上面から内壁高さの95%の位置までの範囲内の位置であり、前記洗浄の工程の全工程のうちで最も高い位置である、
自動分析装置。 - 請求項1記載の自動分析装置において、
前記制御装置は、前記第1状態で、前記吐出ノズルから、前記液体を、液面が前記第2位置に達するように、前記反応容器の容積の97〜110%の範囲内の所定量を吐出させる、
自動分析装置。 - 請求項2記載の自動分析装置において、
前記制御装置は、前記下降動作の際、前記吐出ノズルの下端が前記第1位置に達する前の、前記第1範囲内の位置にある時点から、前記液体の吐出を開始させる、
自動分析装置。 - 請求項1記載の自動分析装置において、
前記制御装置は、前記第1状態で前記吐出及び前記吸引を停止させた後、前記吐出機構の上昇動作によって、前記吐出ノズルの下端を、前記反応容器内から引き抜き、かつ、前記溢れ吸引機構の上昇動作によって、前記溢れ吸引ノズルの下端を、前記反応容器内から引き抜くように制御する、
自動分析装置。 - 請求項1記載の自動分析装置において、
前記制御装置は、前記上昇動作の際、前記吐出ノズルの下端が前記液体の液面から離脱するまでの第1期間では第1上昇速度にし、前記吐出ノズルの下端が前記液体の液面から離脱した後の第2期間では前記第1上昇速度に対して相対的に高速な第2上昇速度に制御する、
自動分析装置。 - 請求項1記載の自動分析装置において、
前記制御装置は、前記吐出ノズルからの前記液体の吐出が開始された時点以降で、前記液体の液面が前記第2位置に達する前の時点で、前記溢れ吸引ノズルの吸引を開始させる、
自動分析装置。 - 請求項1記載の自動分析装置において、
前記吐出ノズルと前記溢れ吸引ノズルとが連結されており、一体的に移動が制御される、
自動分析装置。 - 請求項1記載の自動分析装置において、
前記吐出ノズルの下端の開口は、10度以上のカット角による傾斜面を持ち、
前記傾斜面の方向は、前記溢れ吸引ノズルの下端の位置を向いた方向である、
自動分析装置。 - 請求項1記載の自動分析装置において、
前記反応容器として複数の反応容器が円周に配列され、回転動作が制御されるディスク機構を有し、
前記ディスク機構の円周上における所定の位置に、前記洗浄の工程のための洗浄機構が配置されており、他の所定の位置に、前記光学測定の工程のための機構が配置されている、
自動分析装置。 - 光学測定及び反応容器の洗浄を行う機能を備える自動分析装置における自動分析方法であって、
前記自動分析装置は、
前記光学測定及び前記洗浄を含むシーケンスを制御する制御装置と、
前記反応容器内に液体を吐出するための吐出ノズルを含み、前記吐出ノズルを鉛直方向上下に移動させて前記液体を吐出する、吐出機構と、
前記反応容器内の前記液体の溢れ分を吸引するための溢れ吸引ノズルを含み、前記溢れ吸引ノズルを鉛直方向上下に移動させて前記溢れ分を吸引する、溢れ吸引機構と、
を有し、
前記自動分析装置で実行されるステップとして、
前記制御装置が、前記光学測定の工程の前に設けられた前記洗浄の工程のうち、洗剤を用いた工程よりも後で、ブランク値測定工程よりも前にある液体吐出工程において、前記吐出機構の下降動作によって、前記吐出ノズルの下端を、前記反応容器内の高さ方向の下部の第1位置に配置し、かつ、前記溢れ吸引機構の下降動作によって、前記溢れ吸引ノズルの下端を、前記反応容器内の高さ方向の上部の第2位置に配置した第1状態にするステップと、前記第1状態で、前記吐出ノズルからの前記液体の吐出、及び前記溢れ吸引ノズルからの前記溢れ分の吸引、を行うように制御するステップと、
を有する、自動分析方法。
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