JPWO2019163222A1 - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

分析時間を短縮する自動分析装置を提供する。検体と試薬の混合液を収容する容器と、該容器に対して行われる第１動作、該第１動作の後に該容器に対して行われる第２動作、及び、該第２動作の前に自動分析装置の所定の機構に対して行われる第３動作、を制御する制御部、を備え、該制御部は、第１動作と前記第３動作を並列して行う。又は、該容器に対して行われる第１動作、該第１動作の後に該容器に対して行われる第２動作、及び、該第１動作の後に自動分析装置の所定の機構に対して行われる第３動作、を制御する制御部、を備え、該制御部は、第２動作と第３動作を並列して行う。

Description

本発明は、自動分析装置に関する。

血液や尿などの生体試料に由来する検体に含まれる特定成分の分析を行う自動分析装置においては、ある分析シーケンスに関係する各種機能を有するユニットについて、駆動機構のリセットや消耗品のチェック等の事前動作を行う必要がある。又、分析シーケンスの終了後には、洗浄等の事後動作を行う必要がある。

ここで、分析シーケンスを一定時間ずつずらして開始することにより、複数の分析を逐次並行的に行う技術がある（特許文献１参照）。

特開平５−１６４７６３号公報

特許文献１によれば、全ての反応容器に対する分析シーケンスを開始する前に、全ての事前動作を実施し、全ての反応容器に対する分析シーケンスが終了した後に、全ての事後動作を実施するため、分析時間が増大する、という課題がある。

そこで、本発明の目的は、分析時間を短縮する自動分析装置を提供することにある。

本発明の一態様の自動分析装置は、検体と試薬の混合液を収容する容器と、該容器に対して行われる第１動作、該第１動作の後に該容器に対して行われる第２動作、及び、該第２動作の前に自動分析装置の所定の機構に対して行われる第３動作、を制御する制御部と、を備え、該制御部は、該第１動作と該第３動作を並列して行う。

本発明によれば、分析時間を短縮する自動分析装置を提供することができる。

自動分析装置の概略図。 分析に関する事項、該事項の対象ユニット、該事項の事前動作、及び、該事項の事後動作を整理した図。 複数の分析シーケンスを示す図。 図３とは異なる、複数の分析シーケンスを示す図。

図１は、自動分析装置１０１の概略図である。自動分析装置１０１は、複数の検体容器１０２を収容した検体ラック１１０を直線状に搬送する第１搬送部１０３、試薬１１１を冷蔵状態で保持し回転可能な試薬保持部１０４、反応容器１１３を加温状態で保持して反応促進（インキュベーション）する複数の保持位置１１４を有し回転可能なインキュベータ１０５、検体を検体容器１０２からインキュベータ１０５上の反応容器１１３に分注する検体プローブを備える検体分注部１０６、試薬１１１を試薬保持部１０４からインキュベータ１０５上の反応容器１１３に分注する試薬プローブを備える試薬分注部１０７、検体分注に使用するディスポーザブルチップ（以下、チップ）１１５及び反応容器１１３を収容する収容部１１６を保持するマガジン１０８、マガジン１０８と検体分注部１０６とチップ供給位置１２０とチップ１１５及び反応容器１１３を廃棄する廃棄孔１２１とインキュベータ１０５との間でチップ１１５及び反応容器１１３を搬送する第２搬送部１１７、検体に含まれる測定妨害成分をＢ／Ｆ分離液により洗浄除去するＢ／Ｆ分離部１３０、分析対象成分量に相関した光や電気等の信号を測定する測定部１０９、制御部１２２、及び、操作部１２３を備える。

又、不図示の、測定に必要な測定液を測定部１０９に供給する測定液供給部、測定後に測定部１０９の接液部を洗浄するための洗浄液を供給する洗浄液供給部、上記測定液や洗浄液を移送するために流路内に満たすシステム水を供給するシステム水供給部を備える。検体分注部１０６、試薬分注部１０７、Ｂ／Ｆ分離部１３０、及び、測定部１０９においては、各部に備えられたシリンジの駆動により液体の移送が実施される。又、システム水は、システム水供給ポンプにおいて一定の圧力を生じさせることにより移送される。

図２は、分析に関する事項、該事項の対象ユニット、該事項の事前動作、及び、該事項の事後動作を整理した図であり、図２Ａは分析シーケンスの対象動作に関し、図２Ｂは自動分析装置の共通事項に関する。ここで、本実施例では、「分析シーケンス」とは、インキュベータ１０５上に設置されたある１つの反応容器１１３（１つの分析項目）に対して行われる一連の処理を示し、「動作」とは、該分析シーケンスの中の、例えば、検体分注、試薬分注などの個々の処理を示すものとする。尚、各動作には、説明を簡略化するため、それぞれに英字を付与している。
１） チップ／反応容器設置（Ｔ）：第２搬送部１１７が、マガジン１０８から、チップ１１５をチップ供給位置１２０に、反応容器１１３をインキュベータ１０５上に、それぞれ設置する。
２） 検体分注（Ｓ）：検体分注部１０６が検体を検体容器１０２からインキュベータ１０５上の反応容器１１３に分注し、第２搬送部１１７が使用済みとなったチップ１１５を廃棄孔１２１に廃棄する。
３） １回目の試薬分注（Ｒ１）：試薬分注部１０７が、第１の試薬１１１を試薬保持部１０４からインキュベータ１０５上の反応容器１１３に分注する。
４） １回目のインキュベーション（Ｉ１）：反応容器１１３をインキュベータ１０５上で一定時間、一定温度で保持する。
５） ２回目の試薬分注（Ｒ２）：試薬分注部１０７が、第２の試薬１１１を、試薬保持部１０４からインキュベータ１０５上の反応容器１１３に分注する。
６） ２回目のインキュベーション（Ｉ２）：反応容器１１３をインキュベータ１０５上で一定時間、一定温度で保持する。
７） Ｂ／Ｆ分離（Ｂ）：Ｂ／Ｆ分離部１３０が、Ｂ／Ｆ分離液を用いて、検体に含まれる測定妨害成分を反応容器１１３から洗浄除去する。
８） 測定（Ｍ）：測定部１０９が、反応容器１１３に含まれる分析対象成分量に相関した光や電気等の信号を測定する。
９） 廃棄（Ｄ）：第２搬送部１１７が、使用済みとなった反応容器１１５を廃棄孔１２１に廃棄する。

又、分析シーケンスに直接関係しない、自動分析装置の共通事項は以下である。
１） リセット（Ｈ）：各駆動機構のリセット（ホーム戻し動作等）を行う。
２） チップ／反応容器保管（Ｔｓ）：チップ１１５及び反応容器１１３を含む収容部１１６をマガジン１０８に保持する。
３） 試薬保持（Ｒｓ）：試薬１１１を試薬保持部１０４に冷蔵状態で保持する。
４） システム水供給（Ｗ）：システム水を供給するための圧力をシステム水供給ポンプに生じさせる。

次に、分析シーケンスの事前動作及び事後動作について説明する。以下、事前動作及び事後動作について、対象動作又は共通事項の英字と、事前動作を示すＰあるいは事後動作を示すＦを接続して示す。例えば、検体分注（Ｓ）の事前動作（Ｐ）は「ＳＰ」と、検体分注（Ｓ）の事後動作（Ｆ）は「ＳＦ」と、表記する。尚、試薬分注としては、Ｒ１、Ｒ２の２種類があるが、事前動作、事後動作としては同じのため、事前動作は「ＲＰ」と、事後動作は「ＲＦ」と表記する（インキュベーションも同様）。
１） ＴＰ ： ＴＰはチップ１１５や反応容器１１３の状態チェック、及び／又は、過去の分析が異常停止した場合等における、自動分析装置上に残存する分析途中のチップ１１５や反応容器１１３の廃棄である。尚、TFは不要である。
２） ＳＰ、ＳＦ ： ＳＰは分注流路の洗浄及び気泡除去（エアパージ）である。分注流路の洗浄とは、前回の分析から一定以上の時間が経過している場合等、環境に由来する付着物等の影響を抑制する目的で、流路内やプローブ外周を洗浄することである。又、気泡除去とは、流路内に気泡が存在している場合に分注精度が変動することを抑制する目的で、シリンジに関連する流路内の液体を置換する等の手法により気泡を除去することである。次に、ＳＦは、分注流路の洗浄である。これはＲＰの洗浄と同様であるが、その目的は、分析によって流路内やプローブ外周に付着した物質が固着することを抑制することにある。
３） ＲＰ、ＲＦ ：それぞれ、ＳＰ、ＳＦと同様である。
４） ＩＰ ： ＴＰと同様であるが、反応容器１１３のみが該当する。尚、IFは不要である。
５） ＢＰ、ＢＦ ： ＢＰは、Ｂ／Ｆ分離液供給流路の洗浄、気泡除去、及び、Ｂ／Ｆ分離液の流路プライムである。洗浄及び気泡除去についてはＲＰと同様である。流路プライムとは、前回の分析から一定以上の時間が経過している場合等、流路内でのＢ／Ｆ分離液の経時変化による影響を抑制する目的で、Ｂ／Ｆ分離供給流路内のＢ／Ｆ分離液を置換してリフレッシュすることである。次に、ＢＦは、Ｂ／Ｆ分離液供給流路の洗浄である。
６） ＭＰ、ＭＦ ： 測定液及び洗浄液について、それぞれ、ＢＰ、ＢＦと同様である。又、ＭＰとして、分析を行う前に事前測定を実施する。事前測定とは、前回の分析から一定以上の時間が経過している場合等、環境に由来した付着物などの影響を抑制する目的で、事前測定用検体等を使用して行う測定のことである。この結果により測定部１０９が適切に機能していることが確認できる。次に、ＭＦは、付着した物質が固着することを抑制する目的とした、測定部１０９の接液部の洗浄である。
７） ＤＰ、ＤＦ共に不要である。

次に、自動分析装置の共通事項の事前動作について説明する。尚、共通事項の場合、事後動作は不要である。
１） ＨＰ ： 各駆動機構をホーム位置に戻し（リセット）、各駆動機構の動作チェックや初期化である。
２） Ｔｓ：分析を行う前の、チップ１１５及び反応容器１１３の残数チェックである。分析に必要なチップ１１５や反応容器１１３が不足している場合、必要に応じて分析を停止するなどの処置を行う。
３） Ｒｓ：分析を行う前の、試薬の残数チェックである。
４） Ｗ：分析を行う前の、システム水を供給するポンプの圧力チェックである。圧力が不適切な場合、必要に応じて分析を停止するなどの処置を行う。

ここで、従来の自動分析装置では、分析開始後にトラブルが発生して分析が途中停止することを回避するため、各種の事前動作を終了した後に、最初の分析シーケンスを開始している。又、事後動作にトラブルが発生して分析が途中停止することを回避するため、最後の分析シーケンスが終了した後に、事後動作を開始している。しかし、自動分析装置の高機能化に伴い、事前動作や事後動作にかかる時間が増大し、分析結果が得られるまでの待ち時間が増大する傾向がある。

一方、自動分析装置の高信頼性化に伴い、事前動作や事後動作におけるトラブルによって分析が途中停止する可能性は減少する傾向にある。特に、トラブル発生時の影響抑制技術の進展により、トラブルが発生しても、進行中の一連の分析を可能な限り継続できるようになっているため、上記トラブルが影響を及ぼすケースは極めて限定的となっている。そこで、以下、分析時間を短縮する自動分析装置のフローについて説明する。

図３は、複数の分析シーケンスを示す図であり、図３Ａは従来例（比較例）を、図３Ｂは実施例を示す。これらの図には、各分析シーケンスで反応容器１１３を設置するインキュベータ１０５上の位置を、分析シーケンスの識別番号として示している。ここでは、合計１０回の分析シーケンスが、インキュベータ１０５上の位置１〜１０を使用して実施されている。又、各反応容器１１３に対して行われる分析シーケンスとは別に、自動分析装置の所定の機構に対して行われる（分析シーケンスの一部としては行われない）動作を「共通」の行に示している。又、横軸の数字は、分析シーケンスが開始してからの動作のステップ数を示している。即ち、数字が大きくなるほど、分析シーケンスが開始してからの時間が経過していることを意味する。又、以下、各動作のステップを、それぞれ、Ｓ１、Ｓ２…のように表記している。更に、全ての分析シーケンスが終了したタイミングには、「終了」と記載した線を付与している。

図３（Ａ）では、まず、順に、Ｈ（Ｓ１）、ＴｓＰ（Ｓ２）、ＲｓＰ（Ｓ３）、ＷＰ（Ｓ４）、ＳＰ（Ｓ５）、ＲＰ（Ｓ６）、ＢＰ（Ｓ７）、ＭＰ（Ｓ８）、ＩＴＰ（Ｓ９）を実施する。尚、ＩＰ及びＴＰを１つのステップで表しており、表記を簡略化するため、ＩＰとＴＰをまとめてＩＴＰと表記している。

これら全ての事前動作が終了した後、最初の分析シーケンスにおける最初の動作Ｔを開始する（Ｓ１１）。次に、最初の分析シーケンスが次の動作Ｓに移行すると共に、次の分析シーケンスにおける最初の動作Ｔを開始する（Ｓ１２）。このようにして、複数の分析シーケンスを逐次並行的に実施する。最初の分析シーケンスは、Ｄ（Ｓ１８）をもって終了する。その後、順次分析シーケンスが終了し、Ｓ２７において全ての分析シーケンスが終了する。その後、ＳＦ（Ｓ２８）、ＲＦ（Ｓ２９）、ＢＦ（Ｓ３０）、ＭＦ（Ｓ３１）を順次実施する。最終的に、全ての動作はＳ３１で終了する。

次に、図３Ｂの実施例について、説明する。ここでは、図３Ａで示したＳ１〜Ｓ９の事前動作のうち、Ｈ、ＴｓＰ、ＲｓＰ、ＷＰを選択した。そして、これらの動作を、Ｈ（Ｓ１）、ＴｓＰ（Ｓ２）、ＲｓＰ（Ｓ３）、ＷＰ（Ｓ４）として、順次実施する。この一部の事前動作の選択は、全ての動作にかかる時間（ステップ数）とトラブルによる動作中断の可能性を総合的に考慮して実施すれば良い。尚、この一部の事前動作は、最初の分析シーケンスの最初の動作Ｔに必要な事前動作と考えても良い。

Ｓ４の後、最初の分析シーケンスの最初の動作Ｔの前に実施しておくことが望ましい一部の事前動作（ＩＴＰ）を実施する（Ｓ５）。即ち、比較例では「共通」の行に記載されていた動作が、ここでは、分析シーケンスの一部として実施される。

ＩＴＰを終了した後、最初の分析シーケンスを開始し、Ｔ（Ｓ６）、Ｓ（Ｓ７）、Ｒ１（Ｓ８）…のように順次実施する。ここで、ＳＰは、最初の分析シーケンスがＳに移行する前に終了しておく必要があるため、本実施例では、Ｓ６においてＳＰを実施する。尚、ＳＰは、Ｓ６以前であればどのタイミングで実施しても良い。同様に、ＲＰをＲ１（Ｓ８）の前のＳ７で、ＢＰをＢ（Ｓ１２）の前のＳ１１で、ＭＰをＭ（Ｓ１３）の前のＳ１２で行う。

その後、Ｓ１６において最後（１０回目）の分析シーケンスのＳが終了する。そして、Ｓ１７において、ＳＦを行う。即ち、最後の分析シーケンスの最後の動作Ｄの終了を待たずに、終了した動作に関する事後動作を実施する。同様に、Ｒ２（Ｓ１９）の後のＳ２０でＲＦを、Ｂ（Ｓ２１）の後のＳ２２でＢＦを、Ｍ（Ｓ２２）の後のＳ２３でＭＦを行う。

このように、最初の分析シーケンスを開始する前に、各分析シーケンスで使用する位置を、各分析シーケンスを開始する前にチェックすれば良いため、全ての位置をチェックする時間を待たずに、最初の分析シーケンスを開始することができる。又、従来行っていた事前動作の一部を分析シーケンスと並列して行う、及び／又は、従来行っていた事後動作の一部を分析シーケンスと並列して行うことで、全体の分析処理が終了するまでの時間を顕著に短縮できる。本例では、全体に必要なステップ数が、比較例の３１ステップから、２３ステップへと計８ステップが削減される。

図４は、図３とは異なる複数の分析シーケンスを示す図である。ここでは、各ユニットのＨを、対象ユニットの動作の直前に、即ち、Ｈと該動作を１ステップでまとめて行う例を示している。図３では、最初の分析シーケンスの前にＨを実施しているのに対して、本例では各ユニットの使用時に分割的に行っている。これにより、図３のＳ１のステップを削除することができる。図３Bの例と合わせて適用すれば、比較例の３１ステップから、２２ステップへと計９ステップが削減される。

本実施例では、１つの分析項目に対して、インキュベータ上で使用する位置は１つであるとして説明した。しかし、測定可能濃度範囲を超えることが想定される検体を自動分析装置上で自動希釈する測定などにおいて、１つの分析項目に対して、複数の位置に設置された複数の反応容器を使用しても良い。

例えば、インキュベータ上の位置１に設置された反応容器Ａに対して、Ｔ、Ｓ、Ｒ１、Ｉ１を行い、これらの動作により希釈された反応容器Ａ内の混合液の一部を位置５に設置された反応容器Ｂに対して分注する。次に、反応容器Ｂに対してＲ２、Ｉ２、Ｂ、Ｍ、Ｄを行う。この場合、反応容器Ａはインキュベータ上に残ったままとなる。即ち、１つの分析項目に対して複数の反応容器を使用する場合は、分析終了時にインキュベータ上に残存している反応容器（以下、残存容器）があるか否かをチェックする必要がある（もちろん、１つの分析項目に対して１つの反応容器しか使用しない場合であっても残存容器をチェックしても良い）。このように、残存容器のチェック及び（残存容器があれば）残存容器の廃棄処理を行う場合、図３Ａの比較例をそのまま適用すると、該処理はＳ３２で行われることになるが、図３ＢではＳ２４、図４ではＳ２３で行われることになる。

又、本実施例では、全ての動作が１つのステップで終了するものとして説明した。しかし、一部の動作が複数のステップに渡って実施されても良い。例えば、十分なインキュベーションには時間がかかるため、複数のステップに渡ることも多い。

又、本実施例では、図３や図４で処理の順序を示しているが、該順序は必須ではない。尚、Ｈは最初にやるのが好ましく、又、ＴｓＰやＲｓＰの状況チェックは、それぞれ、ＴＰやＲＰの前に行うのが好ましい。その他の順序についても、自動分析装置の特性や状態に応じて選択できる。

更に、本実施例では、反応容器から液体を測定部に移送し、かつ、使い捨ての反応容器を用いる自動分析装置の例を示した。しかし、反応容器内の液体を直接測定する自動分析装置や、反応容器を洗浄により繰り返し用いる自動分析装置等においても、上記実施例を適用できることは言うまでもない。

以上、本実施例によれば、分析シーケンスの事前動作、事後動作にかかる時間を短縮できる。よって、自動分析装置の運用効率を全体として改善できる。

１０１：自動分析装置、１０２：検体容器、１０３：第１搬送部、１０４：試薬保持部、１０５：インキュベータ、１０６：検体分注部、１０７：試薬分注部、１０８：マガジン、１１０：検体ラック、１１１：試薬、１１３：反応容器、１１４：反応容器の保持位置、１１５：チップ、１１６：収容部、１１７：第２搬送部、１２０：チップ供給位置、１２１：廃棄孔、１２２：制御部、１２３：操作部、１３０：Ｂ／Ｆ分離部。

Claims (8)

1. 検体と試薬の混合液を収容する容器と、
   前記容器に対して行われる第１動作、該第１動作の後に該容器に対して行われる第２動作、及び、該第２動作の前に自動分析装置の所定の機構に対して行われる第３動作、を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記第１動作と前記第３動作を並列して行う、自動分析装置。
2. 検体と試薬の混合液を収容する容器と、
   前記容器に対して行われる第１動作、該第１動作の後に該容器に対して行われる第２動作、及び、該第１動作の後に自動分析装置の所定の機構に対して行われる第３動作、を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記第２動作と前記第３動作を並列して行う、自動分析装置。
3. 検体と試薬の混合液を収容する第１及び第２容器と、
   前記第１容器に対して行われる第１動作及び該第１動作の後に行われる第２動作を含む第１分析シーケンスと、前記第２容器に対して行われる第３動作及び該第３動作の後に行われる第４動作を含む第２分析シーケンスを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記第２動作と前記第３動作を並列して行う、自動分析装置。
4. 前記第１動作は、前記検体の分注に用いられるチップ及び／又は前記第１容器の状態チェック、自動分析装置上に残存している前記チップ及び／又は前記第１容器の廃棄、のうち、少なくとも1つを含む、請求項１記載の自動分析装置。
5. 前記第１動作及び第３動作は、前記検体の分注に用いられるチップ及び／又は前記第１容器の状態チェック、自動分析装置上に残存している前記チップ及び／又は前記第１容器の廃棄、のうち、少なくとも1つを含む、請求項３記載の自動分析装置。
6. 前記第１動作は、自動分析装置内の駆動機構をホーム位置に戻すリセットを含む、請求項１又は４記載の自動分析装置。
7. 前記第１及び第２動作は、自動分析装置内の駆動機構をホーム位置に戻すリセットを含む、請求項２記載の自動分析装置。
8. 前記第２及び第４動作は、自動分析装置内の駆動機構をホーム位置に戻すリセットを含む、請求項３又は５記載の自動分析装置。

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