WO2009154211A1 - 自動分析装置 - Google Patents

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reaction container
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剛彦 細入
周平 山本
義之 庄司
智也 桜井
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株式会社日立ハイテクノロジーズ
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Definitions

  • the present invention relates to an automatic analyzer that performs nucleic acid extraction from a biological sample and amplification reaction / measurement.
  • Automatic analyzers that automatically analyze biological samples such as blood and body fluids and output the results are indispensable for efficient analysis at laboratories, etc. undertaken by hospitals, etc. .
  • Nucleic acid analysis is generally divided into an extraction process for collecting and purifying nucleic acid molecules from biological samples such as blood and body fluids, a nucleic acid amplification process for increasing the target nucleic acid in large quantities, and a detection process for optically detecting the nucleic acid amplification reaction.
  • the nucleic acid automatic analyzer performs these main processes continuously and consistently.
  • the reaction system for nucleic acid amplification is heated, so that the reaction solution evaporates and the reaction container is prepared after the reaction solution is prepared to prevent contamination between samples. Need to be sealed. For this reason, it is not possible to perform reaction solution preparation and nucleic acid amplification reaction on the cell using an open reaction cell like a conventional automatic analyzer.
  • the detection unit of the nucleic acid automatic analyzer includes a first heat block in which a plurality of reaction containers can be installed simultaneously, and a reaction container lid for preventing evaporation in the reaction container.
  • a reaction container lid for preventing evaporation in the reaction container.
  • a rotatable disk-shaped heat block having a plurality of reaction vessel installation wells on the circumference is considered.
  • the disk is rotated at a constant speed, and measurement can be performed a plurality of times at regular intervals per rotation by a measuring instrument fixed on the circumferential orbit of the reaction vessel.
  • a measuring instrument fixed on the circumferential orbit of the reaction vessel.
  • by rotating and stopping the operation cycle of the disk it is possible to add additional reaction containers to different reaction container installation wells on the same disk using the reaction container transport mechanism when the disk is stopped. It becomes. Thereby, since the measurement can be performed in parallel for a plurality of reaction containers having different start times of the amplification reaction, a mechanism for sequentially obtaining test results from the sample that has been measured is provided.
  • nucleic acid automatic analyzer not only conventional biochemical automatic analyzers and nucleic acid automatic analyzers, but biological samples that are specimens include blood and biological samples of various properties, depending on the items to be examined.
  • a pretreatment step for extracting nucleic acids from those biological samples is required as a pretreatment for the reaction / detection step.
  • Nucleic acid extraction methods include various methods depending on the properties of the biological sample, and the process, processing time, and amount of solution are also various.
  • the degree of freedom of the operation process is limited by the configuration of the mechanism, the number, the layout, etc. provided in advance in the apparatus, so that biological samples with different pretreatment processes are processed on the same apparatus The number of samples to be processed per unit time for preparing the reaction solution varies.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and in an automatic analyzer having a detection unit with a rotatable disk structure that operates in a constant cycle, even in the same apparatus, A means for efficiently measuring various biological samples having different processing times by keeping the time from the completion of the preparation of the reaction solution to the conveyance to the detection unit constant.
  • the automatic analyzer according to the present invention maintains a constant time until the reaction vessel that has been prepared by the pretreatment is installed in the detection unit even in the genetic analysis of biological samples that require different treatment times in the pretreatment unit process. And a disk structure capable of continuously installing a necessary number of reaction vessels at all times even in the variable operation.
  • various biological samples that change depending on the item to be inspected can be handled, and the time from the preparation of the reaction solution to the installation of the reaction container in the detection unit can also be applied to the different pretreatment times. It is possible to realize an automatic analyzer that enables continuous measurement while maintaining a constant value.
  • a pretreatment unit that performs sample pretreatment for measurement, a transport mechanism that transports a reaction container of a reaction solution prepared by the pretreatment from the pretreatment unit, and a transport mechanism that transports the reaction container.
  • a reaction vessel installation table having a rotating disk structure having a plurality of wells for installing the reaction vessel, rotating at a constant speed, and stopping at a predetermined timing to install the reaction vessel in the well.
  • a detection unit that performs reaction and measurement in the reaction vessel, a transfer mechanism operation timing instruction unit that can change an operation timing of the transfer mechanism to transfer the reaction vessel according to a processing time in the pretreatment unit,
  • a reaction vessel installation table operation timing instruction means capable of changing an operation cycle for rotating and stopping the reaction vessel installation table according to a processing time in the pretreatment unit; According to the instruction of the transfer mechanism operation timing instruction means and the instruction of the reaction container installation table operation timing instruction means, the charging cycle time of the transfer mechanism to the reaction container installation table, and the reaction container of the reaction container installation table It is possible to adjust the stop operation at the time of installation, keep the time from the completion of the preparation in the pretreatment unit to the time when the reaction container is transported to the detection unit, and process in the unit time of the detection unit Disclosed is an automatic analyzer characterized in that the number of reaction vessels is the same as the number of reaction vessels that can be processed per unit time in the pretreatment.
  • the automatic analyzer is disclosed in which the reaction vessel is removed from the reaction vessel installation table after the reaction and measurement are completed.
  • the transfer mechanism operation timing instruction means and the reaction container installation table operation cycle instruction means are arranged so that the reaction container is installed in a well other than the well in which the reaction container is already installed in the reaction container installation table.
  • the automatic analyzer characterized by adjusting a cycle time for loading the transfer mechanism into the reaction vessel installation table and a stop operation of the reaction vessel installation table when the reaction vessel is installed.
  • the number of wells in the reaction vessel installation table is T seconds, and the time required for one rotation of the reaction vessel installation table is d seconds in the reaction vessel installation table. Is the number obtained by dividing T by d when T is divisible by d, and is the number obtained by adding 1 to the integer part of the value obtained by dividing T by d when T is not divisible by d.
  • the automatic analyzer is disclosed.
  • the number of wells in the reaction vessel installation table is T seconds, and the time required for one rotation of the reaction vessel installation table is d seconds in the reaction vessel installation table.
  • the prime number is a prime number closest to a number obtained by dividing T by d when T is divisible by d, and an integer part of a value obtained by dividing T by d when T is not divisible by d
  • the automatic analyzer is characterized by being a prime number closest to the number obtained by adding 1 to the above.
  • the reaction container transport mechanism sets the transport operation cycle to t seconds / reaction container.
  • the reaction vessel setting table is set so as to rotate and stop for m rotations + 1 to n-1 wells in t seconds and repeat the installation of the reaction vessel in the wells, where n is an integer of 2 or more, m is
  • the automatic analyzer is disclosed as being an integer of 1 or more.
  • This embodiment is one of isothermal amplification methods in an automatic analyzer in which a reaction vessel is sequentially charged into a detection unit at a constant cycle and automatically performs a series of steps from nucleic acid extraction to amplification reaction and detection.
  • LAMP Loop-mediated isothermal amplification
  • the LAMP method does not require temperature changes in all steps including denaturation.
  • the LAMP method can detect the amplification product or the presence or absence of amplification in a short period of time by incubating each reagent in a reaction vessel. This is a rapid gene amplification method. It is also an accurate gene amplification method that can amplify only the standard gene sequence by defining six regions with four types of primers. Examples will be described below with reference to FIGS.
  • the outline of the configuration of the automatic analyzer 1 of this embodiment will be described with reference to FIG.
  • the automatic analyzer 1 extracts a nucleic acid from a specimen (biological sample) 7, further measures a change in the amplification reaction and the amount of amplification product due to the reaction after the pretreatment unit 2 that prepares the reaction solution and after the reaction solution is prepared.
  • the reaction vessel 6 containing the reaction solution prepared in the detection unit 3 and the pretreatment unit 2 is unloaded ((a) in the figure) and is loaded into the detection unit 3 ((b) in the figure).
  • a control PC 5 for controlling the entire analyzer.
  • the detection unit 3 includes a reaction disk installation base 31 having a rotating disk structure provided with a plurality of wells 33 each having a reaction container 6 installed therein, a reaction container transport port 32 for transporting the reaction container 6 to the well 33, a well And a measuring device 34 that measures an amplification reaction in the reaction vessel 6 installed at 33 and a change with time in the amount of amplification product due to the reaction. Details of the configuration of the detection unit 3 will be described later.
  • the pre-processing unit 2 includes a sample container rack 81 in which a sample (biological sample) is set, a first container rack 82 for pre-process processing in which a pre-processing container is set as a setting location for consumables used in the apparatus, It has a second container rack 84 for process treatment, a third container rack 83 for pre-process treatment, and a reaction container rack 85.
  • a second tip rack 87 for dispensing a third tip rack 88 for dispensing
  • a fourth tip rack 89 for dispensing a fifth tip rack 90 for dispensing.
  • a mechanism 98, a second pressurizing mechanism 99, a third thermostatic chamber block 100, and a third stirring mechanism 101 are provided.
  • the first container 22 for the pretreatment process, the second container, and the third container are transported between the above mechanisms or the lid of the container is opened and closed.
  • a third mechanism 26, a fourth mechanism 27, a fifth mechanism 28, and a specimen container lid opening / closing mechanism 21 for opening and closing the lid of the specimen container are provided.
  • the reaction containers installed in the respective container racks are appropriately handled by the processing container transport and the lid opening / closing mechanism (22, 25, 26, 27, 28) according to the processing steps. Operation to open or close the lid of the container on each mechanism and each reagent dispensing mechanism (23, 24, 29), and the mechanism (93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101)
  • the reagent is filled from each reagent container installed in each reagent rack (91, 92), and the reagent is put in the opened container.
  • the nucleic acid extraction from the specimen and the reaction solution preparation are performed by continuously performing the operation of dispensing the liquid.
  • disposal ports 102 are provided on the apparatus for disposal of containers used by each container transport and lid opening / closing mechanism, and disposal of chips used by each dispensing mechanism.
  • the container or chip discarded from the mouth is discharged into a waste box for each waste mouth at the bottom of the apparatus.
  • the reaction vessel 6 prepared by extracting the nucleic acid and preparing the reaction solution in the pretreatment unit 2 and sealed up is finally installed on the third stirring mechanism 101, and sequentially in a constant cycle by the reaction vessel transport mechanism 4 in FIG.
  • the sample is transferred from a reaction vessel transfer port 32 of the detection unit 3 to a reaction vessel installation base 31 which will be described later.
  • the operation cycle of the reaction container transport mechanism 4 is controlled by the control PC 5 according to the processing time of the preprocessing unit.
  • the reaction vessel installation base 31 installed in the constant temperature bath 35 whose internal temperature is kept constant at 65 ° C. can be rotated and stopped at a constant speed in the direction of (c) in the figure, and its operation cycle is controlled. It is controlled by the PC 5 according to the processing time of the preprocessing unit.
  • a total of 75 wells 33 are formed at intervals of 4.8 ° on the circumference centered on the rotation axis on the reaction vessel installation base 31, and one reaction vessel 6 can be installed in each well 33. is there.
  • the reaction containers 6 are carried into the detection unit 3 at a cycle of 36 seconds, a maximum of 75 reaction containers 6 are installed on the reaction container installation base 31, and 45 minutes of continuous measurement is performed on one reaction container. Is possible.
  • the reaction vessel 6 is installed in the well 33, since it is necessary to discharge the existing reaction vessel 6 in advance to carry in the 75th and subsequent reaction vessels 6, for example, by a reaction vessel discharge mechanism (not shown). Then, the existing reaction container is discharged from the reaction container installation base 31.
  • the reaction vessel 6 used in this embodiment includes a lid member that can be opened and closed.
  • the lid member seals the reaction vessel 6 to prevent a decrease in the amount of liquid and contamination due to evaporation of the reaction solution.
  • the reaction vessel 6 includes a reaction vessel that holds a reaction solution containing a nucleic acid and an amplification reagent, and a lid that seals the upper opening. If the reaction vessel 6 has the same shape and dimensions as, for example, a commercially available 0.2 ml PCR tube, it can be used in an analyzer other than the automatic analyzer of this embodiment according to the purpose, and versatility can be secured. It is desirable that the lid be openable and closable, for example, and automatically opened and closed by a lid opening and closing mechanism. When light is detected through a part of the lid, it is desirable that the portion through which the light passes is formed into a thin and flat shape. Both the reaction vessel and the lid are resin molded products, and the material is selected from materials that are heat resistant, non-fluorescent, and high in transmittance.
  • the operation cycle of the reaction container transport mechanism 4 and the detection unit 3 is controlled by the control PC 5 according to the biological sample requiring different processing times of the preprocessing unit by the automatic analyzer 1 according to the present embodiment with reference to FIGS.
  • the reaction container is transported from the preprocessing unit 2 to the detection unit 3 without stagnation, and as a result, the processing performance of the entire apparatus is equivalent to the processing performance of the preprocessing unit 2. .
  • the preparation of the reaction solution in one reaction container is completed every 36 seconds in the pretreatment unit 2.
  • the preprocessing unit 2 has a processing performance of 100 samples / hour.
  • the control PC 5 issues a processing execution instruction
  • the reaction container transport mechanism 4 is set to 36 seconds under the control of the control PC 5 by specifying the sample type (in the case of this embodiment, urine) in advance.
  • the conveying operation is repeated from the preprocessing unit 2 to the detection unit 3 in a cycle.
  • the reaction vessel installation base 31 in the detection unit 3 stops rotating at a cycle of 36 seconds under the control of the control PC 5 and opens the transfer door of the reaction vessel transfer port 32.
  • the reaction vessel 6 carried in from the reaction vessel carrying port 32 is placed in a predetermined well 33 on the reaction vessel placing stand 31 by the reaction vessel carrying mechanism 4 while the reaction vessel placing stand 31 is stopped. Since the position of the reaction container transport port 32 is fixed, the reaction container 6 is always transported to the same position.
  • the reaction vessel setting table 31 repeats the operation of rotating for one rotation + 1 well, that is, 76 wells over 30.4 seconds within one cycle 36 seconds, and stopping for the next 5.6 seconds.
  • the reaction container installation table 31 rotates by one rotation + 1 well with respect to the position, that is, next to the first well.
  • the second well is stopped at the position where the reaction container is located.
  • the second reaction vessel 6 is installed in the second well.
  • the automatic analyzer 1 of the present embodiment uses fluorescence detection as a method for monitoring the change over time in the amount of amplification product due to the reaction based on the LAMP method. Since there is a correlation between the change in the amount of amplification product and the change in fluorescence intensity, it is possible to examine the target nucleic acid concentration before amplification by monitoring the change in fluorescence intensity over time. In the LAMP method, white turbidity and precipitation are generated by a by-product of the amplification reaction. In order to minimize the influence on the fluorescence detection, as shown in FIG. 3, the measuring instrument 34 of the excitation / detection optical system for fluorescence measurement is installed above the circular orbit of the reaction vessel 6.
  • each reaction vessel on the reaction vessel installation base 31 passes right under the measuring device 34 every rotation, that is, once every 36 seconds, and this instantaneous fluorescence measurement is performed. .
  • the fluorescence intensity collected at a period of 36 seconds is accumulated in the control PC 5.
  • a detection optical system having an optimum configuration for detecting each fluorescent dye may be prepared for each fluorescent dye, and these may be placed on the orbit of the reaction vessel 6.
  • a common measuring device 34 may be used to perform spectroscopic measurement using a spectroscope such as a diffraction grating or a prism, and simultaneously measure fluorescence of a plurality of wavelengths.
  • the overall processing performance is 36 seconds per sample, the same as the processing performance of the preprocessing unit 2.
  • the reaction solution in one reaction container every 144 seconds in the pretreatment unit 2 Since the preparation is completed, the pretreatment unit 2 has a processing capacity of 25 samples / hour.
  • an operation cycle change instruction to the reaction container transport mechanism 4 of the control PC 5 ( According to (e) in the figure, the reaction container transport mechanism 4 repeats the transport operation from the pretreatment unit 2 to the detection unit 3 in a cycle of 144 seconds.
  • the reaction vessel installation base 31 in the detection unit 3 stops rotating at a cycle of 36 seconds under the control of the control PC 5.
  • the transfer door of the reaction vessel transfer port 32 is opened only once every four cycles (cycle of 144 seconds).
  • the reaction vessel 6 carried in from the reaction vessel carrying port 32 at a period of 144 seconds is set to a predetermined value on the reaction vessel setting table 31 by the reaction vessel carrying mechanism 4 while the reaction vessel setting table 31 is stopped.
  • the reaction vessel installation base 31 repeats rotation for one rotation + 1 well, that is, 76 wells within one cycle of 36 seconds. For this reason, the reaction container transfer position after four cycles is set in the fifth well.
  • reaction vessels 6 that are sequentially transported at a constant cycle are placed in order from the first well to the fifth, ninth,..., 69th, and 73rd wells, and then the next cycle. Thereafter, the sixth, tenth,..., 70th, and 74th wells are sequentially installed from the second well. By repeating this, the reaction vessel 6 can be installed in all the wells 33 on the reaction vessel installation base 31.
  • the operation cycle time of the reaction container transport mechanism 4 can be changed.
  • the reaction vessel 6 after the preparation of the reaction solution can be transported to the detection unit 3 without stagnation in the pretreatment unit 2 and measurement can be started, and the same reaction vessel mounting table with a fixed number of wells
  • the reaction container installed in any well can remain on the reaction container installation table 31 for a time required for reaction and measurement (here, 40 minutes).
  • the overall processing performance is 144 seconds per sample, similar to the processing performance of the preprocessing unit 2.
  • the processing interval of the reaction solution preparation in the pretreatment unit 2 is a multiple of 36 seconds.
  • a biological sample A having a processing interval of 40 seconds is taken as a specimen (in the figure).
  • the reaction container transport mechanism 4 still reacts from the pretreatment unit 2 to the detection unit 3 with a period of 36 seconds.
  • the container 6 is transported, and the reaction container mounting table 31 is stopped once in 76 well rotation and the shutter opening of the reaction container transport port 32 is repeated, so that the next reaction container transport is not performed in conjunction with the processing interval of the pretreatment unit 2.
  • the biological sample A is designated as the specimen type in advance ((g) in the figure).
  • the reaction vessel transfer mechanism 4 controls the operation to transfer from the pretreatment unit 2 to the detection unit 3 in a cycle of 40 seconds.
  • the container setting table 31 can obtain a measurement result without any stagnation even after the reaction solution is prepared by stopping once in the (75 + 11) well rotation and repeating the shutter opening of the reaction container transport port 32.
  • the overall processing performance is 40 seconds per sample, as is the processing performance of the preprocessing unit 2.
  • the reaction container transport mechanism 4 is controlled to perform a transport operation from the preprocessing unit 2 to the detection unit 3 in a cycle of 80 seconds by the operation control algorithm provided in the control PC 5, and the reaction
  • the container mounting table 31 stops once in (75 + 11) well rotation, and repeats the shutter opening of the reaction container transport port 32 every two cycles, so that the measurement result can be obtained without stagnation after the reaction liquid preparation.
  • reaction vessel mounting table 31 having 75 wells 33 and rotating for 76 wells in 30.4 seconds has been described as an example.
  • the number of wells 33 and the rotation cycle are arbitrary. Can be set.
  • the reaction container transport mechanism 4 sets the transport operation cycle to t seconds / reaction container and performs the reaction.
  • the container setting table 31 is set so as to rotate and stop for m rotations + 1 to n-1 wells in t seconds and repeat the shutter opening of the reaction container transport port 32.
  • n is an integer of 2 or more
  • m is an integer of 1 or more.
  • the number of wells 33 in the reaction container installation table 31 If T is divisible by d, the number obtained by dividing T by d is the number obtained by adding 1 to the integer part of the value obtained by dividing T by d if T is not divisible by d. Is desirable.
  • the number of wells 33 in the reaction vessel mounting table 31 is such that when T is divisible by d, T is divided by d when T is not divisible by d, or when T is not divisible by d. It is more desirable to make it a prime number equal to or greater than the number obtained by adding 1 to the integer part of the divided value.
  • the prime number is a prime number closest to the number obtained by dividing T by d when T is divisible by d.
  • 1 is added to the integer part of the value obtained by dividing T by d. It is further desirable that the prime number is closest to the number obtained by adding.
  • the present invention can be used for an automatic analyzer.

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Abstract

　検査対象項目に応じて変化する様々な生体試料にも対応し、それらの異なる前処理時間に対しても、反応液調製後から検出部への反応容器の設置までの時間を一定に維持して、連続測定を可能とする自動分析装置を提供する。 　前処理部工程で異なる処理時間のかかる生体試料の遺伝子分析においても、前処理による反応溶液調製が済んだ反応容器の検出部への設置までの時間を一定に維持するための動作制御を行うためのアルゴリズムを備え、且つ、その可変的な動作においても、常に必要な数の反応容器を連続的に設置できるディスク構造を備える。

Description

自動分析装置
　本発明は、生体試料からの核酸抽出及び増幅反応・測定を行う自動分析装置に関する。
　血液や体液等の生体試料を自動的に分析し、結果を出力する自動分析装置は、病院等から請け負い、検査を行う検査センターなどにおいて、効率良く分析を行う上で不可欠な装置になっている。
　生体試料（検体）を分析する自動分析装置において、従来は検体中に含まれる酵素や脂質等の測定に適した生化学自動分析装置による分析が主流であったが、近年、感染症や腫瘍マーカー等の免疫分析や、感染症の抗原が生体中で増加する際に検出される抗原のＤＮＡやＲＮＡ等の遺伝子を解析するのに適した核酸分析装置の利用が期待されている。
　核酸分析は、一般に血液、体液等の生体試料から核酸分子を採取・精製する抽出工程と、目的の核酸を大量に増やす核酸増幅工程と、核酸増幅反応を光学的に検出する検出工程とに分かれ、それらの主要な工程を核酸自動分析装置が連続かつ一貫して行っている。
　従来の生化学自動分析装置を含むこれらの自動分析装置は、複数種の検査項目の分析ができ、且つ、処理速度の高いものが望まれており、従来種々のものが提案されている。従来の自動分析装置において、例えば特許文献１では、複数の反応セルが円周上に配置され、回転可能な反応用ディスクを用いた検出部と、該反応ディスク上の反応容器に試料を分注する試料分注機構とを備えた自動分析装置が開示されている。
　一方、核酸自動分析装置の検出部では、核酸増幅の反応系が加温条件となるため、反応溶液の蒸発が起こること、および検体間のコンタミネーションを防ぐために、反応溶液調製後は反応容器を密栓する必要がある。このため、従来の自動分析装置のような開放系の反応セルを利用し、セル上で反応溶液調製および核酸増幅反応を行うことが出来ない。
　そのため、核酸自動分析装置の検出部は、例えば特許文献２で開示されているように、複数の反応容器を同時に設置可能な第１のヒートブロックと、反応容器内で蒸発を防ぐために反応容器蓋部を温めるための、上部に配置される第２のヒートブロックからなる構造をもったものが使用される。このようなバッチ処理方式の場合、複数の反応容器を同時に第１のヒートブロックに設置し、反応が終了するまで第２のヒートブロックで蓋をし続ける必要があるため、核酸増幅工程に入ると、追加で発生した緊急の試料の投入ができない。一般に、臨床検査の分野では、常時まとまった検体があるとは限らず、不定期に検体が追加されるケースが考えられる。このような不定期に発生する個別の検体は、現在進行中の核酸増幅工程が終了するまで待たなければならない。また、これから増幅しようとする検体数がバッチ処理数量に対して少ない場合は、ヒートブロックの最大同時処理数に満たない場合でもヒートブロックを占有するため、処理効率が悪くなる。
　また、別の検出部の形状として、円周上に複数の反応容器設置用ウェルを備えた回転可能なディスク状のヒートブロックが考えられている。この場合、一定速度でディスクを回転させ、反応容器の円周軌道上に固定された測定器により、１回転ごとに定間隔で複数回の測定が行える。また、ディスクの動作サイクルを回転、停止の繰り返し動作にすることで、ディスク停止時、反応容器搬送機構を用いて同一ディスク上の異なる反応容器設置用ウェル上に反応容器を追加投入することが可能となる。これにより、増幅反応の開始時間のそれぞれ異なる複数の反応容器に対して並列に測定を行うことができるため、測定終了した検体から逐次検査結果を得られる機構となっている。
特開２００５－１５６２７２号公報 特開２００７－９７４７６号公報
　従来の生化学自動分析装置や核酸自動分析装置に限らず、検体となる生体試料は、その検査対象項目に応じて、血液や様々な性状の生体試料が用いられる。核酸自動分析装置では、反応・検出工程の前処理として、それらの生体試料から核酸を抽出する前処理工程が必要とされる。
　核酸の抽出法は、その生体試料の性状により様々な方法があり、その工程、処理時間、溶液量も様々である。自動分析装置では、その装置に予め備えられた機構の種類、数、レイアウトなどの構成により動作工程の自由度は制限されてしまうため、前処理工程が異なる生体試料を同一装置上で処理させる場合、反応溶液調製の単位時間あたりの処理検体数が変わる。
　さらに、反応溶液の調製が完了した後は、その時点から反応が進行するリスクを伴うため、反応容器を前処理部に留めておくことは極力避ける必要がある。そのため、調製が完了した反応容器から、順次一定の間隔で検出部へ投入されることが必要となる。
　前述したように、１検体単位で検査結果を迅速に得られることから、回転可能なディスク状のヒートブロックの機構を利用することは有用であるが、回転ディスクは常に一定のサイクルで動作するため、その結果、検出部へ投入可能なタイミングも一定となる。この制限により、単位時間あたりの処理検体数が異なる生体試料に応じて、前処理工程と検出工程を連動することができなくなり、複数の検査項目を対象とした装置を実現しようとする場合、全ての項目において効率の良い処理性能を実現することが困難となる。
　本発明は、このような実情を鑑みてなされたものであり、一定のサイクルで動作する回転可能なディスク構造による検出部を備える自動分析装置において、同一装置上であっても、前処理工程の処理時間の異なる種々の生体試料に対しても、反応溶液の調製が完了してから検出部へ搬送するまでの時間を一定に保ち、効率よく測定する手段を提供する。
　本発明の自動分析装置は、前処理部工程で異なる処理時間のかかる生体試料の遺伝子分析においても、前処理による反応溶液調製が済んだ反応容器の検出部への設置までの時間を一定に維持するための動作制御を行うためのアルゴリズムを備え、且つ、その可変的な動作においても、常に必要な数の反応容器を連続的に設置できるディスク構造を備える。
　本発明によれば、検査対象項目に応じて変化する様々な生体試料にも対応し、それらの異なる前処理時間に対しても、反応液調製後から検出部への反応容器の設置までの時間を一定に維持して、連続測定を可能とする自動分析装置が実現可能である。
本発明の自動分析装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態による自動分析装置の平面図である。 本発明の一実施形態による反応容器搬送動作のパターン図である。 本発明の一実施形態による反応容器の搬送動作変更に伴う装置処理性能の一例を示す説明図である。 本発明の一実施形態による反応容器の搬送動作および反応容器設置台の回転動作変更に伴う装置処理性能の一例を示す説明図である。
１　自動分析装置
２　前処理部
３　検出部
４　反応容器搬送機構
５　制御ＰＣ
６　反応容器
７、７ａ、７ｂ、７ｃ　検体
２１　検体容器蓋開閉機構
２２　処理容器搬送および蓋開閉第１機構
２３　試薬分注第１機構
２４　試薬分注第２機構
２５　処理容器搬送および蓋開閉第２機構
２６　処理容器搬送および蓋開閉第３機構
２７　処理容器搬送および蓋開閉第４機構
２８　処理容器搬送および蓋開閉第５機構
２９　試薬分注第３機構
３１　反応容器設置台
３２　反応容器搬送口
３３　ウェル
３４　測定器
３５　恒温槽
８１　検体容器ラック
８２　前処理工程用第１容器ラック
８３　前処理工程用第３容器ラック
８４　前処理工程用第２容器ラック
８５　反応容器ラック
８６　分注用第１チップラック
８７　分注用第２チップラック
８８　分注用第３チップラック
８９　分注用第４チップラック
９０　分注用第５チップラック
９１　第１試薬ラック
９２　第２試薬ラック
９３　第１攪拌機構
９４　第１恒温槽ブロック
９５　第２恒温槽ブロック
９６　容器架設ブロック
９７　第２攪拌機構
９８　第１加圧機構
９９　第２加圧機構
１００　第３恒温槽ブロック
１０１　第３攪拌機構
１０２　消耗品廃棄口
１０３　試薬蓋開閉機構
　本実施例は、測定を行うための検体前処理を行う前処理部と、前記前処理によって調製された反応溶液の反応容器を前記前処理部から搬送する搬送機構と、前記搬送機構によって搬送される前記反応容器を設置する複数のウェルを有し、一定速度で回転し、所定のタイミングで停止して前記反応容器の前記ウェルへの設置を行うことができる回転ディスク構造の反応容器設置台を有し、前記反応容器における反応および測定を行う検出部と、前記前処理部における処理時間に応じて、前記搬送機構が反応容器を搬送する動作タイミングを変更できる搬送機構動作タイミング指示手段と、前記前処理部における処理時間に応じて、前記反応容器設置台を回転、停止させる動作サイクルを変更できる反応容器設置台動作タイミング指示手段とを備え、前記搬送機構動作タイミング指示手段の指示と、前記反応容器設置台動作タイミング指示手段の指示により、前記搬送機構の前記反応容器設置台への投入サイクル時間と、前記反応容器設置台の反応容器設置時の停止動作とを調整し、前記前処理部における調製が完了してから前記反応容器を前記検出部へ搬送するまでの時間を一定に保ち、且つ、前記検出部の単位時間で処理できる反応容器数が、前記前処理における単位時間で処理できる反応容器数と同じになるようにすることを特徴とする自動分析装置を開示する。
　また、前記反応容器は反応および測定が完了した後、前記反応容器設置台から除去されることを特徴とする前記自動分析装置を開示する。
　また、前記搬送機構動作タイミング指示手段と前記反応容器設置台動作サイクル指示手段は、前記反応容器設置台において、既に反応容器が設置されているウェル以外のウェルに反応容器が設置されるように前記搬送機構の前記反応容器設置台への投入サイクル時間と、前記反応容器設置台の反応容器設置時の停止動作とを調整することを特徴とする前記自動分析装置を開示する。
　また、前記反応容器設置台における１反応容器の反応測定完了までに要する時間をＴ秒とし、前記反応容器設置台が１回転する時間をｄ秒とすると、前記反応容器設置台における前記ウェルの数は、Ｔがｄで割り切れる場合は、Ｔをｄで除した結果得られる数であり、Ｔがｄで割り切れない場合は、Ｔをｄで除した値の整数部分に１を加えた数であることを特徴とする前記自動分析装置を開示する。
　また、前記反応容器設置台における１反応容器の反応測定完了までに要する時間をＴ秒とし、前記反応容器設置台が１回転する時間をｄ秒とすると、前記反応容器設置台における前記ウェルの数は、Ｔがｄで割り切れる場合は、Ｔをｄで除した結果得られる数以上の素数であり、Ｔがｄで割り切れない場合は、Ｔをｄで除した値の整数部分に１を加えた数以上の素数であることを特徴とする自動分析装置を開示する。
　また、前記素数は、Ｔがｄで割り切れる場合は、Ｔをｄで除した結果得られる数に最も近い素数であり、Ｔがｄで割り切れない場合は、Ｔをｄで除した値の整数部分に１を加えた数に最も近い素数であることを特徴とする前記自動分析装置を開示する。
　また、前記ウェルの数をｎ個、前記前処理部における１反応容器あたりの前処理に要する時間をｔ秒とすると、前記反応容器搬送機構は、搬送動作サイクルをｔ秒／反応容器に設定し、前記反応容器設置台は、ｔ秒でｍ回転＋１～ｎ－１ウェル分回転し停止して前記ウェルへの前記反応容器の設置を繰り返すように設定し、ｎは２以上の整数、ｍは１以上の整数であることを特徴とする前記自動分析装置を開示する。
　以下、上記およびその他の本発明の新規な特徴と効果について、図面を参酌して説明する。尚、図面は発明の説明にのみ用いるものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
　本実施例は、反応容器が一定の周期で検出部へ順次投入され、核酸抽出から増幅反応、検出までの一連の工程を自動で実施する自動分析装置において、恒温型増幅法の一つであるＬＡＭＰ（Loop-mediated isothermal amplification）を適用した場合について説明する。
　尚、ＬＡＭＰ法は、変性を含むすべてのステップにおいて、原則として温度変化を必要とせず、各試薬を反応容器に入れてインキュベーションすることで、短期間で増幅産物、あるいは増幅の有無を検出できる簡易、迅速な遺伝子増幅法である。また、４種類のプライマーで６つの領域を規定することで、標準遺伝子配列のみを増幅できる精確な遺伝子増幅法でもある。
　以下、図１から図５を参照して実施例について説明する。
　本実施例の自動分析装置１について、その構成概要を図１により説明する。自動分析装置１は、検体（生体試料）７から核酸を抽出し、さらに反応溶液の調製を行う前処理部２と、反応溶液調製後に、増幅反応およびその反応による増幅産物量の経時変化を測定する検出部３、前処理部２で調製された反応溶液の入った反応容器６を搬出し(図中（ａ））、検出部３に投入する（図中（ｂ））反応容器搬送機構４および分析装置全体を制御する制御ＰＣ５から構成される。検出部３は、各々に反応容器６が設置される複数のウェル３３が設けられた回転ディスク構造の反応容器設置台３１と、ウェル３３に反応容器６を搬送する反応容器搬送口３２と、ウェル３３に設置された反応容器６における増幅反応およびその反応による増幅産物量の経時変化を測定する測定器３４とを備える。検出部３の構成の詳細については後述する。
　次に、本実施例の自動分析装置１における前処理部２を構成する機構について、図２により説明する。図２において、検出部３および反応容器搬送機構４以外の領域が前処理部２となる。前処理部２は、検体（生体試料）を設置する検体容器ラック８１と、装置で使用する消耗品の設置場所として、前処理用の容器を設置する前工程処理用第１容器ラック８２、前工程処理用第２容器ラック８４、前工程処理用第３容器ラック８３および反応容器ラック８５を有する。また、前処理用の各種試薬を設置する第１試薬ラック９１および第２試薬ラック９２、さらに、検体および試薬を分注するためのディスポ－ザブルのチップを設置する、分注用第１チップラック８６、分注用第２チップラック８７、分注用第３チップラック８８、分注用第４チップラック８９および分注用第５チップラック９０を有する。
　また、検体から核酸を抽出する処理工程を行う機構として、第１攪拌機構９３、第１恒温槽ブロック９４、第２恒温槽ブロック９５、容器架設ブロック９６、第２攪拌機構９７、第１加圧機構９８、第２加圧機構９９、第３恒温槽ブロック１００、第３攪拌機構１０１を備える。さらに、前処理工程用第１容器、第２容器および第３容器を上記各機構間で、搬送または容器の蓋の開閉を行う、処理容器搬送および蓋開閉第１機構２２、第２機構２５、第３機構２６、第４機構２７および第５機構２８と、検体容器の蓋の開閉を行う、検体容器蓋開閉機構２１を備える。また、第１試薬ラック９１上に架設された各種試薬容器から、前処理工程用第１容器、第２容器または第３容器に、試薬の分注を行う、試薬分注第１機構２３および試薬分注第２機構２４、第２試薬ラック９２上に架設された各種試薬容器から反応容器６に試薬の分注を行う、試薬分注第３機構２９と、試薬容器の蓋の開閉を行う試薬蓋開閉機構１０３とを備える。
　前処理部２では、各容器ラック（８２、８３、８４、８５）に設置される反応容器を、処理工程に従って、処理容器搬送および蓋開閉機構（２２、２５、２６、２７、２８）により適切な機構部（９３，９４、９５、９６、９７、９８，９９、１００、１０１）に設置または各機構上で容器の蓋開閉を行う動作と、各試薬分注機構（２３、２４、２９）により、各チップラック（８６、８７，８８、９０）上のチップを装着した後、各試薬ラック（９１、９２）に架設された各試薬容器から試薬を充填し、開栓した容器内に試薬を分注する動作と、を連続的に行うことで、検体からの核酸抽出および反応溶液調製を行う。
　また、各々の容器搬送および蓋開閉機構により使用した容器の廃棄、および、各々の分注機構により使用したチップの廃棄、を行う廃棄口１０２が装置上に全８箇所備えられており、各々廃棄口から捨てられた容器またはチップは、装置の下部にある廃棄口別の廃棄物ボックスに排出される。
　前処理部２で核酸抽出、反応溶液調製し、密栓された反応容器６は、最終的に、第３攪拌機構１０１に架設され、一定の周期で順次、反応容器搬送機構４によって、図３で後述する、検出部３の反応容器搬送口３２から反応容器設置台３１に搬送する。この反応容器搬送機構４の動作サイクルは、制御ＰＣ５により、前処理部の処理時間に応じて制御される。
　次に、本実施例の自動分析装置１における検出部３について、図３により説明する。６５℃で内部温度を一定に保った恒温槽３５の内部に設置される反応容器設置台３１は、図中（ｃ）の方向に一定速度で回転および停止が可能で、その動作サイクルは、制御ＰＣ５により前処理部の処理時間に応じて制御される。
　反応容器設置台３１上には回転軸を中心とする円周上に４．８°間隔で合計７５箇所のウェル３３が形成されており、各ウェル３３に１個ずつ反応容器６を設置可能である。反応容器６が３６秒周期で検出部３へ搬入されると、反応容器設置台３１上には最大で７５個の反応容器６が設置され、１つの反応容器に対して４５分間の連続測定が可能である。さらに反応容器６をウェル３３に設置する場合、第７５以降の反応容器６の搬入には、事前に既設の反応容器６を排出する必要があるため、例えば反応容器排出機構（図示せず）により、反応容器設置台３１から既設反応容器の排出処理を実施する。
　本実施形態に使用される反応容器６は、開閉可能な蓋部材を備えている。蓋部材が反応容器６を密閉することで、反応溶液の蒸発による液量低下やコンタミネーションを防止している。
　反応容器６は、核酸および増幅試薬を含む反応溶液を保持する反応容器と、上部開口を密閉するための蓋によって構成される。反応容器６は、例えば市販の０.２ｍl　ＰＣＲチューブと同等の形状および寸法とすれば、目的に応じて、本実施例の自動分析装置以外の分析装置で使用可能となり、汎用性が確保できる。蓋は、例えば回転式で開閉可能とし、蓋開閉機構によって自動開閉されることが望ましい。また蓋の一部を通じて光検出する場合は、光が通過する部分を薄く平坦な形状とするが望ましい。反応容器および蓋は共に樹脂成形品であり、材料には熱による耐性があり、かつ無蛍光で透過率の高い材質を選択する。
　以下、図４、図５により、本実施例の自動分析装置１により、前処理部の異なる処理時間を要する生体試料に応じて、制御ＰＣ５により、反応容器搬送機構４および検出部３の動作サイクルを変える事により、前処理部２から検出部３へ反応容器を停滞することなく搬送し、その結果として、装置全体の処理性能を前処理部２での処理性能と同等とする例を説明する。
　例えば、図４上部に示す例のように、尿を検体（図中７ａ）とする場合、本実施例では、前処理部２において３６秒ごとに１反応容器の反応溶液調製が完了となるため、前処理部２は１００検体／時間の処理性能を持つことになる。このとき、制御ＰＣ５により処理実行の指示を出す際、検体種（本実施例の場合、尿）を事前に指定しておくことにより、制御ＰＣ５の制御により、反応容器搬送機構４は、３６秒周期で前処理部２から検出部３へ搬送動作を繰り返す。
　同様に、検出部３内の反応容器設置台３１は、制御ＰＣ５の制御により、３６秒周期で回転を停止し、反応容器搬送口３２の搬送扉を開放する。反応容器搬送口３２より搬入された反応容器６は、反応容器設置台３１が停止している間に反応容器搬送機構４によって反応容器設置台３１上の所定のウェル３３内に設置される。反応容器搬送口３２の位置は固定のため、反応容器６は常に同じ位置へ搬送される。これに対し、反応容器設置台３１は１サイクル３６秒の内、例えば３０．４秒かけて１回転＋１ウェル分、すなわち７６ウェル分回転し、次の５.６秒間停止する動作を繰り返す。第１の反応容器６が反応容器設置台３１の第１のウェルに設置されると、反応容器設置台３１はその位置を基準に、１回転＋１ウェル分回転し、すなわち第１のウェルの隣の第２のウェルが反応容器設置位置となる位置で停止する。ここで第２の反応容器６が第２のウェルに設置される。これを繰り返すことにより、一定の周期で順次搬入されてくる反応容器６を、第１のウェルから順に隣り合うウェルへ設置することが可能となる。
　本実施例の自動分析装置１は、上記ＬＡＭＰ法に基づく反応による増幅産物量の経時変化をモニターする方法として、蛍光検出を用いる。増幅産物量の変化と蛍光強度の変化に相関があるため、蛍光強度の経時変化をモニターすることで増幅前の標的核酸濃度を調べることが可能である。また、ＬＡＭＰ法では、増幅反応の副生成物により白濁、沈殿が発生する。蛍光検出への影響を最小化するため、図３に示すように、蛍光測定のための励起・検出光学系の測定器３４は反応容器６の周回軌道上の上方に設置する。
　これにより、反応容器設置台３１上の各反応容器は、１周回転する毎に、つまり、３６秒に１回の周期で前記測定器３４の真下を通過し、この瞬間蛍光測定が実施される。３６秒周期で収集された蛍光強度は、制御用ＰＣ５に蓄積される。測定が必要な蛍光色素が複数ある場合は、例えば各蛍光色素の検出に最適な構成となる検出光学系を蛍光色素毎に用意し、それらを反応容器６の周回軌道上に設置すれば良い。または、共通の測定器３４を利用して、回折格子やプリズム等の分光器で分光し、複数波長の蛍光測定を同時に実施しても良い。図４上部に示す例では、全体としての処理性能は、前処理部２の処理性能と同じく１検体あたり３６秒になる。
　次に、例えば、図４下部に示す例のように、血漿を検体（図中７ｂ）とする場合、本実施例の装置では、前処理部２において、１４４秒ごとに１反応容器の反応溶液調製が完了となるため、前処理部２は２５検体／時間の処理能力を持つことになる。このとき、制御ＰＣ５により処理実行の指示を出す際、事前に検体種として血漿を指定しておく（図中（ｄ））ことにより、制御ＰＣ５の反応容器搬送機構４への動作サイクル変更指示（図中（ｅ））により、反応容器搬送機構４は、１４４秒周期で前処理部２から検出部３へ搬送動作を繰り返す。
　同様に、検出部３内の反応容器設置台３１は、制御ＰＣ５の制御により３６秒周期で回転を停止する。ただし、反応容器搬送口３２の搬送扉を４周期（１４４秒周期）に一回のみ開放する。この動作制御により、１４４秒周期で反応容器搬送口３２より搬入された反応容器６は、反応容器設置台３１が停止している間に反応容器搬送機構４によって反応容器設置台３１上の所定のウェル３３内に設置される。反応容器設置台３１は、上記のように、１サイクル３６秒の内に１回転＋１ウェル分、すなわち７６ウェル分回転を繰り返す。このため、４周期後の反応容器搬送位置は、第５のウェルに設置される。これを繰り返すことにより、一定周期で順次搬送されてくる反応容器６は、第１のウェルから順に第５、第９、・・・、第６９、第７３のウェルへ設置され、さらに次の周期以降、第２のウェルから順に第６、第１０、・・・、第７０、第７４のウェルへ設置される。これを繰り返すことにより、反応容器６は、反応容器設置台３１上のすべてのウェル３３へ設置可能となる。
　このように、血漿を検体とすることにより、前処理部２での反応溶液調製の処理間隔が、３６秒から１４４秒となった場合でも、反応容器搬送機構４の動作サイクル時間を変更することにより、反応溶液調製後の反応容器６を前処理部２に停滞させることなく検出部３に搬送し、測定を開始することが可能となり、且つ、ウェル数が固定された同一の反応容器設置台３１で、どのウェルに設置された反応容器においても、反応、測定に必要とされる時間（ここでは４０分）、反応容器設置台３１に留まることが可能となる。図４下部に示す例では、全体としての処理性能は、前処理部２の処理性能と同じく１検体あたり１４４秒になる。
　さらに、ここで示した２種類の生体試料以外で、本実施例の装置では、前処理部２において、（３６×Ｎ）秒ごと（Ｎ＝１，２，４，６，７，８，９，１０, ・・・）に１反応容器の反応溶液調製が完了する場合でも、制御ＰＣ５に備える動作制御アルゴリズムにより、反応容器搬送機構４、反応容器設置台３１および反応容器搬送口３２の各機構の動作を自動的に変更することにより、反応に必要な４０分間の間、同一の反応容器設置台３１にて、測定を行うことが可能となり、本実施例の自動分析装置は、前処理時間の異なる生体試料に幅広く対応して、各生体試料に対しても、反応液調製後も停滞なく検出部に搬送され、測定結果を効率的に得られる装置の実現を可能としている。
　また、上記は、前処理部２の反応溶液調製の処理間隔が３６秒の倍数の場合であるが、図５に示すように、例えば、４０秒の処理間隔の生体試料Ａを検体（図中７ｃ）とする場合、図５上部に示す例のように動作サイクル変更指示のアルゴリズムが非搭載の場合は、反応容器搬送機構４は、依然として３６秒周期で前処理部２から検出部３へ反応容器６を搬送し、反応容器設置台３１は、７６ウェル回転に１回停止および反応容器搬送口３２のシャッタ開放を繰り返すため、前処理部２の処理間隔と連動せず、次回の反応容器搬送機構４の動作サイクルまで待機時間が発生し（図中（ｆ））、全体としての処理性能は、前処理部２の処理性能より低下してしまう。図５下部に示す本発明の自動分析装置では、事前に検体種として生体試料Ａを指定された（図中（ｇ））制御ＰＣ５に備える動作制御アルゴリズムによる反応容器搬送機構４、反応容器設置台３１および反応容器搬送口３２への動作サイクル変更指示（図中（ｈ））より、反応容器搬送機構４は、４０秒周期で前処理部２から検出部３へ搬送する動作に制御し、反応容器設置台３１は、（７５＋１１）ウェル回転に１回停止および反応容器搬送口３２のシャッタ開放を繰り返すことで、反応液調製後も停滞なく、測定結果を得られる。図５下部に示す例では、全体としての処理性能は、前処理部２の処理性能と同じく１検体あたり４０秒になる。
　また、例えば、８０秒の処理間隔の場合は、制御ＰＣ５に備える動作制御アルゴリズムにより、反応容器搬送機構４は、８０秒周期で前処理部２から検出部３へ搬送する動作に制御し、反応容器設置台３１は、（７５＋１１）ウェル回転に１回停止、２周期ごとに反応容器搬送口３２のシャッタ開放を繰り返すことで、同様に反応液調製後も停滞なく、測定結果を得られる。
　このように、前処理部２の反応溶液調製の処理間隔が３６秒の倍数でない場合でも、同様に、前処理部の反応液調製後に停滞なく、測定結果を得ることが可能となる。
　上記説明では、７５箇所のウェル３３を有し、３０．４秒で７６ウェル分回転する反応容器設置台３１を用いた場合を例として説明したが、もちろん、ウェル３３の数、回転周期は任意に設定可能である。
　ウェル３３の数をｎ個、前処理部２における１反応容器あたりの前処理に要する時間をｔ秒とすると、反応容器搬送機構４は、搬送動作サイクルをｔ秒／反応容器に設定し、反応容器設置台３１は、ｔ秒でｍ回転＋１～ｎ－１ウェル分回転し停止して反応容器搬送口３２のシャッタ開放を繰り返すように設定する。ここで、ｎは２以上の整数、ｍは１以上の整数である。
　また、反応容器設置台３１における１反応容器の反応測定完了までに要する時間をＴ秒とし、反応容器設置台３１が１回転する時間をｄ秒とすると、反応容器設置台３１におけるウェル３３の数は、Ｔがｄで割り切れる場合は、Ｔをｄで除した結果得られる数に、Ｔがｄで割り切れない場合は、Ｔをｄで除した値の整数部分に１を加えた数にすることが望ましい。
　さらに、反応容器設置台３１におけるウェル３３の数は、Ｔがｄで割り切れる場合は、Ｔをｄで除した結果得られる数以上の素数に、Ｔがｄで割り切れない場合は、Ｔをｄで除した値の整数部分に１を加えた数以上の素数にすることがより望ましい。
　前記素数は、Ｔがｄで割り切れる場合は、Ｔをｄで除した結果得られる数に最も近い素数であり、Ｔがｄで割り切れない場合は、Ｔをｄで除した値の整数部分に１を加えた数に最も近い素数であることがさらに望ましい。
　本発明は、自動分析装置に利用可能である。

Claims (7)

  1. 　測定を行うための検体前処理を行う前処理部と、
    　前記前処理によって調製された反応溶液の反応容器を前記前処理部から搬送する搬送機構と、
    　前記搬送機構によって搬送される前記反応容器を設置する複数のウェルを有し、一定速度で回転し、所定のタイミングで停止して前記反応容器の前記ウェルへの設置を行うことができる回転ディスク構造の反応容器設置台を有し、前記反応容器における反応および測定を行う検出部と、
    　前記前処理部における処理時間に応じて、前記搬送機構が反応容器を搬送する動作タイミングを変更できる搬送機構動作タイミング指示手段と、
    　前記前処理部における処理時間に応じて、前記反応容器設置台を回転、停止させる動作サイクルを変更できる反応容器設置台動作タイミング指示手段とを備え、
    　前記搬送機構動作タイミング指示手段の指示と、前記反応容器設置台動作タイミング指示手段の指示により、前記搬送機構の前記反応容器設置台への投入サイクル時間と、前記反応容器設置台の反応容器設置時の停止動作とを調整し、前記前処理部における調製が完了してから前記反応容器を前記検出部へ搬送するまでの時間を一定に保ち、且つ、前記検出部の単位時間で処理できる反応容器数が、前記前処理における単位時間で処理できる反応容器数と同じになるようにすることを特徴とする自動分析装置。
  2. 　前記反応容器は反応および測定が完了した後、前記反応容器設置台から除去されることを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
  3. 　前記搬送機構動作タイミング指示手段と前記反応容器設置台動作サイクル指示手段は、前記反応容器設置台において、既に反応容器が設置されているウェル以外のウェルに反応容器が設置されるように前記搬送機構の前記反応容器設置台への投入サイクル時間と、前記反応容器設置台の反応容器設置時の停止動作とを調整することを特徴とする請求項２に記載の自動分析装置。
  4. 　前記反応容器設置台における１反応容器の反応測定完了までに要する時間をＴ秒とし、前記反応容器設置台が１回転する時間をｄ秒とすると、前記反応容器設置台における前記ウェルの数は、Ｔがｄで割り切れる場合は、Ｔをｄで除した結果得られる数であり、Ｔがｄで割り切れない場合は、Ｔをｄで除した値の整数部分に１を加えた数であることを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。
  5. 　前記反応容器設置台における１反応容器の反応測定完了までに要する時間をＴ秒とし、前記反応容器設置台が１回転する時間をｄ秒とすると、前記反応容器設置台における前記ウェルの数は、Ｔがｄで割り切れる場合は、Ｔをｄで除した結果得られる数以上の素数であり、Ｔがｄで割り切れない場合は、Ｔをｄで除した値の整数部分に１を加えた数以上の素数であることを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。
  6. 　前記素数は、Ｔがｄで割り切れる場合は、Ｔをｄで除した結果得られる数に最も近い素数であり、Ｔがｄで割り切れない場合は、Ｔをｄで除した値の整数部分に１を加えた数に最も近い素数であることを特徴とする請求項５に記載の自動分析装置。
  7. 　前記ウェルの数をｎ個、前記前処理部における１反応容器あたりの前処理に要する時間をｔ秒とすると、前記反応容器搬送機構は、搬送動作サイクルをｔ秒／反応容器に設定し、前記反応容器設置台は、ｔ秒でｍ回転＋１～ｎ－１ウェル分回転し停止して前記ウェルへの前記反応容器の設置を繰り返すように設定し、ｎは２以上の整数、ｍは１以上の整数であることを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5393610B2 (ja) * 2010-07-28 2014-01-22 株式会社日立ハイテクノロジーズ 核酸分析装置
JP5450465B2 (ja) * 2011-01-14 2014-03-26 株式会社日立ハイテクノロジーズ 核酸分析装置
JP2012154755A (ja) * 2011-01-26 2012-08-16 Hitachi High-Technologies Corp 反応容器閉栓装置，自動分析装置，反応容器閉栓方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0723769A (ja) * 1993-07-09 1995-01-27 Hitachi Ltd 試料調製装置
JP2003522322A (ja) * 1998-10-14 2003-07-22 アボット・ラボラトリーズ サンプルの自動分析のための構造および方法
JP2005125311A (ja) * 2003-09-30 2005-05-19 Japan Science & Technology Agency 化学反応装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0723769A (ja) * 1993-07-09 1995-01-27 Hitachi Ltd 試料調製装置
JP2003522322A (ja) * 1998-10-14 2003-07-22 アボット・ラボラトリーズ サンプルの自動分析のための構造および方法
JP2005125311A (ja) * 2003-09-30 2005-05-19 Japan Science & Technology Agency 化学反応装置

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