WO2012099215A1 - 自動分析装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an automatic analyzer for analyzing components in a biological sample such as blood and urine, and more particularly to an automatic analyzer having a mechanism for measuring scattered light.
  • a typical example of an automated analyzer for clinical testing is an automated biochemical analyzer that analyzes specific components contained in biological samples such as blood and urine using reagents that change color by reacting with the specified components. is there.
  • a change in color is quantitatively measured by irradiating a reaction liquid of a sample and a reagent with light and measuring the intensity of transmitted light for each wavelength.
  • a detector In the measurement of scattered light, a detector is provided at a position away from the optical axis irradiated from the light source by a predetermined angle.
  • the intensity of the light changes when the scattered light passes through the surface of the reaction solution or the corner of the reaction vessel.
  • the reaction vessel of the automatic analyzer is small, and there is a thermostatic bath for always maintaining the temperature of the reaction vessel at a predetermined temperature, so that the arrangement of detectors is limited.
  • An object of the present invention is to provide an automatic analyzer equipped with a scattering optical system that can be designed relatively freely with respect to the size and shape of the reaction vessel.
  • the configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.
  • a reaction container for reacting a sample and a reagent for reacting a sample and a reagent, a reaction disk arranged in a line on the circumference of the reaction container, a reaction disk rotating mechanism for rotating the reaction disk, and a light source for irradiating the reaction container with measurement light
  • a detector that detects light from the light source that has passed through the reaction solution in the reaction vessel
  • an automatic analyzer comprising: An automatic analyzer comprising an optical system that makes light from the light source incident on the reaction vessel at a predetermined angle with respect to the surface of the reaction vessel.
  • a detector that detects light from the light source that has passed through the reaction solution in the reaction vessel
  • an automatic analyzer comprising:
  • the reaction vessel has a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape, and the light from the light source enters the reaction vessel at a predetermined angle with respect to the surface of the reaction vessel on which the light from the light source is incident on the reaction vessel.
  • Automatic analyzer with an incident optical system is a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape
  • the light source is usually provided in parallel with the meridian of the reaction disk through the center of the reaction vessel so that the transmitted light can be measured.
  • the reaction vessel has a quadrangular prism shape
  • the light is generally incident from a direction perpendicular to the surface of the reaction vessel on which the light from the light source is incident.
  • a transmitted light detector is also provided on the same optical axis.
  • the angle of the scattered light with respect to the optical axis of the light source cannot be increased so much. This is because if the angle with respect to the horizontal plane is increased, the scattered light may be applied to the boundary between the liquid surface and the reaction vessel, or may be applied to the corner of the bottom surface of the reaction vessel.
  • the present invention is characterized in that the optical axis of the irradiation light is provided in advance so as to have a predetermined angle with respect to a horizontal plane or a vertical plane so that the angle of the scattered light can be made large.
  • an automatic analyzer equipped with a scattering optical system that can be designed relatively freely with respect to the size and shape of the reaction vessel.
  • Schematic of scattered light detection Schematic of the positional relationship of the light source for the conventional scattered light detection, and a detection part.
  • the reaction liquid reduction schematic based on the Example of this invention.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The structure schematic of the whole apparatus based on the Example of this invention.
  • FIG. 1 Examples related to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, and 6.
  • FIG. 1 Examples related to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, and 6.
  • FIG. 1 Examples related to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, and 6.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of scattered light detection.
  • the reaction vessel 3 When the light 4 emitted from the light source 1 enters the reaction vessel 3, a part appears as transmitted light 5 and a part appears as scattered light 6, and the scattered light is measured by the detector 2.
  • the reaction vessel 3 has a rectangular parallelepiped shape will be described.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a positional relationship between a light source and a detection unit for detecting scattered light in the related art.
  • the light source 1, the detector 2, and the reaction vessel 3 are arranged in a straight line, and the detector 2 is installed at an elevation angle ⁇ 0 with respect to the horizontal plane 7.
  • FIG. 3 relates to an embodiment of the present invention, and is a schematic diagram of a positional relationship when the light source 1 and the detector 2 are installed at an angle with respect to a horizontal plane.
  • the light source 1 is installed at an elevation angle ⁇ 1 with respect to the horizontal plane 7.
  • the detector 2 is installed at an elevation angle ⁇ 2 with respect to the horizontal plane 7.
  • FIG. 4 relates to an embodiment of the present invention and is a schematic diagram of reaction liquid reduction.
  • a light source 1a before the present invention a light source 1b after the present invention, a detector 2b before the present invention, and a detector 2a after the present invention are shown.
  • an axis 7b having an angle ⁇ 0 with respect to the horizontal plane
  • an axis 8a having an angle ⁇ 1 with respect to the horizontal plane
  • an axis 8b having an angle ⁇ 2 with respect to the horizontal plane.
  • the axis 7b is an axis corresponding to the scattered light detection angle of the detector before the present invention
  • the axis 8b is an axis corresponding to the scattered light detection angle of the detector after the present invention.
  • the axis 8a is an axis corresponding to the optical axis of the light source after the present invention is implemented.
  • ⁇ 0 45 °
  • the cross section of the reaction vessel is square
  • the width 14 of the reaction vessel 3 is 5 mm
  • the optical axis 8a of the irradiated light and the point 15 where the axes 8b and 7b corresponding to the detection angle of the scattered light intersect
  • the reaction If the distance (reaction vessel width) 14 inside the vessel is 2.5 mm, the liquid level can be changed from 2.5 mm (2.5 mm ⁇ tan 45 °) to 1 mm (2.5 mm ⁇ tan 22.5 °).
  • the cross-sectional area is from 5 mm to 25 mm 2 in the width of the reaction vessel, the amount of the reaction solution can be changed from 62.5 ul to 25 ul, and the reagent running cost can be reduced by about 1 ⁇ 2.
  • FIG. 5 relates to the embodiment of the present invention, and is a schematic diagram of the positional relationship when the light source 1 and the detector 2 are installed at an angle with respect to the vertical plane 17.
  • the light source 1 is installed at an angle ⁇ 1 with respect to the vertical plane 17.
  • the detector 2 is installed at an angle ⁇ 2 with respect to the vertical plane 17.
  • the photometric time is measured when the light source 1 and the detector 2 are installed at an angle with respect to the vertical plane 17. Is limited. In addition, the size of the reaction vessel for the purpose of reducing the amount of the reaction solution is limited.
  • FIG. 6 is a schematic view of an automatic analyzer for carrying out the present invention.
  • the reaction vessel cleaning mechanism 18 discharges and sucks water, detergent, and the like into the reaction vessel 3 to wash the inside of the reaction vessel.
  • the sample pipetting mechanism 19 sucks the sample from the sample container 21 set on the sample container setting table 20, transports it to the sample discharge position 22 on the reaction disk, and discharges the sample into the reaction container 3. After the sample is discharged into the reaction container 3, the sample pipetting mechanism 19 is cleaned by the sample pipetting cleaning mechanism 23.
  • the reagent pipetting mechanism 24 sucks the reagent from the reagent container 26 installed on the reagent container installation table 25, transports it to the reagent discharge position 27 of the reaction disk, and puts the reagent in the reaction container 3 containing the sample to be measured. Is discharged.
  • the reagent pipetting mechanism 24 is cleaned by the reagent pipetting cleaning mechanism 28.
  • the stirring mechanism 29 mixes the sample to be measured and the reagent.
  • the sample is cleaned by the stirring mechanism cleaning mechanism 30.
  • the transmitted light measuring mechanism 31 measures the absorbance of the reaction solution in which the sample and the reagent in the reaction vessel 3 are mixed.
  • the scattered light measurement mechanism 32 measures the scattered light of the reaction liquid in which the sample and the reagent in the reaction container 3 are mixed. The operations of the above mechanisms and the measurement of transmitted light and scattered light are performed during the operation of the reaction disk 33.

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Abstract

　光源を反応容器の面に対して角度をもって設置することで、分析に必要な反応液を低減することが可能であり、試薬ランニングコストの削減や反応容器の大きさ、形状に対して、比較的自由な設計が可能な散乱光学系を備えた自動分析装置が提供される。試料と試薬を反応させる反応容器と、該反応容器を円周上に、列状に配置した反応ディスクと、該反応ディスクを回転させる反応ディスク回転機構と、該反応容器に測定光を照射する光源と、前記反応容器中の反応液を透過した前記光源からの光を検出する検出器と、を備えた自動分析装置において、前記反応容器の面に対し所定の角度をなして前記光源からの光を該反応容器に入射させる光学系を備えた自動分析装置。

Description

自動分析装置
　本発明は、血液、尿等の生体試料中の成分を分析する自動分析装置に係り、特に散乱光の測定機構を備えた自動分析装置に関する。
　臨床検査用の自動分析装置の代表例として血液、尿等の生体試料中に含まれる特定成分の分析を、特定成分と反応して色が変化する試薬を用いて分析する生化学自動分析装置がある。これは、試料と試薬の反応液に光を照射し、透過してきた光の強度を波長ごとに測定することで色の変化を定量的に測定するものである。
　このような透過光を分析するものの他に、医用分析装置としては、試料液中に分散する粒子の大きさ、量などを散乱光で測定するものがある。例えば、尿中に浮遊する固形成分の検出や、ラテックス粒子の凝集反応を用いた免疫分析などである。このような分析方法は例えば特許文献１、２に記載されている。
特開２０１０－３２５０５号公報 特開２００７－３０９７６５号公報
　散乱光の測定においては、光源から照射される光軸から所定の角度離れた位置に検出器を設ける。一方、反応容器に入った反応液の散乱光を測定する場合、散乱光が反応液の液面や、反応容器の角部を通ると光の強度などが変化する。安定した測定のためには、反応容器の同じ面を透過してきた散乱光のみを測定することが望ましい。しかし、自動分析装置の反応容器は小さいものであり、また反応容器の温度を常に所定温度に維持するための恒温槽などもあることから、検出器の配置には制限がある。
　本発明の目的は、反応容器の大きさ、形状などに対して、比較的自由な設計が可能な散乱光学系を備えた自動分析装置を提供することにある。
　上記目的を達成するための本発明の構成は以下の通りである。
　試料と試薬を反応させる反応容器と、該反応容器を円周上に、列状に配置した反応ディスクと、該反応ディスクを回転させる反応ディスク回転機構と、該反応容器に測定光を照射する光源と、前記反応容器中の反応液を透過した前記光源からの光を検出する検出器と、を備えた自動分析装置において、
　前記反応容器の面に対し所定の角度をなして前記光源からの光を該反応容器に入射させる光学系を備えた自動分析装置。
　上記は以下のようにも表現できる。
　試料と試薬を反応させる反応容器と、該反応容器を円周上に、列状に配置した反応ディスクと、該反応ディスクを回転させる反応ディスク回転機構と、該反応容器に測定光を照射する光源と、前記反応容器中の反応液を透過した前記光源からの光を検出する検出器と、を備えた自動分析装置において、
　前記反応容器は直方体、もしくは円筒形状であり、かつ前記光源からの光が該反応容器に入射される該反応容器の面に対し、所定の角度をなして前記光源からの光を該反応容器に入射させる光学系を備えた自動分析装置。
　従来の散乱光学系では光源は、透過光の測定も可能とするように、反応容器の中心部を通って、反応ディスクの経線と平行に設けることが普通であった。別の表現をすれば、反応容器が四角柱形状である場合は、光源からの光が入射する反応容器の面に対し直角方向から光を入射させることが一般的である。同じ光軸上に透過光の検出器も設けられる。この方式では、光源の光軸に対する散乱光の角度がそれほど大きくできない。何故ならば、水平面に対する角度を大きくすると、散乱光が液面と反応容器の境界にかかってしまったり、反応容器の底面の角部にかかってしまう可能性があるからである。本発明では、照射光の光軸を水平面、あるいは鉛直面などに対し、散乱光の角度が大きくとれるように予め所定の角度をもつように設けたことを特徴とする。
　本発明によれば、反応容器の大きさ、形状などに対して、比較的自由な設計が可能な散乱光学系を備えた自動分析装置を提供することができる。
散乱光検出の概略図。 従来の散乱光検出のための光源、検出部の位置関係の概略図。 本発明の実施例に係る、水平面に対して角度をもった光源と検出部の位置関係の概略図。 本発明の実施例に係る、反応液低減概略図。 本発明の実施例に係る、鉛直面に対して角度をもった光源と検出部の位置関係の概略図。 本発明の実施例に係る、装置全体の構成概略図。
　本発明の実施形態に係る実施例に関し、図１、図２、図３、図４、図５、図６を用いて説明する。
　図１は散乱光検出の概略図である。光源１から照射された光４が反応容器３に入射すると、一部は透過光５として、また、一部は散乱光６として現れ、散乱光は検出器２で測定される。なお、以下、反応容器3が直方体形状の実施形態について説明するが、円筒形状などの他の形状であっても同様の効果が得られる。
　図２は従来の散乱光検出のための光源、検出部の位置関係の概略図である。光源１、検出器２、反応容器３は一直線上に配置され、さらに検出器２は水平面７に対し仰角θ0で設置されている。
　図３は本発明の実施例に係るもので、光源１と検出器２を水平面に対して角度をもって設置した場合の位置関係の概略図である。光源１は水平面７に対し仰角θ1で設置される。検出器２は水平面７に対し仰角θ2で設置される。
　図４は本発明の実施例に係るもので、反応液低減概略図である。この図において、本発明実施前の光源1a、本発明実施後の光源1b、本発明実施前の検出器2b、本発明実施後の検出器2aが示されている。また、水平面に対し角度θ0をもった軸7bと、水平面に対し角度θ1をもった軸8a、水平面に対し角度θ2をもった軸8bが示されている。軸7bは本発明実施前の検出器の散乱光検出角度に対応する軸であり、軸8bは本発明実施後の検出器の散乱光検出角度に対応する軸である。軸8aは、本発明実施後の光源の光軸に対応する軸である。
　散乱光を検出する最適な角度をθ０とした場合に、θ１＋θ２＝θ0となるように光源の設置角度θ１、検出角度θ2を決定する。さらに反応液面高さが最も低くなるのは、照射光の光軸θ1と散乱光検出部の設置角度θ２が同じ、つまりθ１＝θ2のときであり、この場合、散乱光検出部の設置角度はθ２＝θ0／２となる。
　例として、θ０＝４５°、反応容器の断面は正方形、反応容器３の幅１４を５mm、照射光の光軸8aと散乱光の検出角度に対応する軸8b、7bの交差する点１５、反応容器内側の距離（反応容器幅）１４を２.５mmとすると、液面高さは２.５mm（２.５mm ×　ｔａｎ４５°）から１mm（２.５mm ×　ｔａｎ２２．５°）にすることができる。
　このとき、断面積は反応容器の幅５mmから２５mm2となり、反応液量は６２.５ｕｌから２５ｕｌにすることが可能であり約１／２の試薬ランニングコスト削減をすることができる。
　図５は本発明の実施例に係るもので、光源１と検出器２を鉛直面１７に対して角度をもって設置した場合の位置関係の概略図である。光源１は鉛直面１７に対し角度θ1で設置される。検出器２は鉛直面１７に対し角度θ2で設置される。光源１と検出器２を鉛直面１７に対して角度をもって設置した場合、光源１と検出器２は水平面に対する垂線方向への設置をしないため、装置の高さ方向に対し小さくすることができる。しかし、反応ディスクの回転中に反応容器を透過、あるいは反応容器内で散乱した光を測定する自動分析においては、光源１と検出器２を鉛直面１７に対して角度をもって設置した場合、測光時間が制限される。また、反応液量低減を目的とした反応容器の大きさが制限される。
　図６は本発明を実施しようとする自動分析装置の概略図である。
　反応容器洗浄機構１８は反応容器３内へ水や洗剤等を吐出、吸引し反応容器内を洗浄する。試料ピペッティング機構１９は試料容器設置テーブル２０に設置される試料容器２１の中から試料を吸引し、反応ディスクの試料吐出位置２２まで搬送、反応容器３の中に試料を吐出する。反応容器３の中に試料を吐出した後、試料ピペッティング機構１９は試料ピペッティング洗浄機構２３で洗浄される。試薬ピペッティング機構２４は、試薬容器設置テーブル２５に設置される試薬容器２６の中から試薬を吸引し、反応ディスクの試薬吐出位置２７まで搬送、測定する試料の入った反応容器３の中に試薬を吐出する。反応容器３の中に試薬を吐出した後、試薬ピペッティング機構２４は試薬ピペッティング洗浄機構２８で洗浄される。撹拌機構２９は測定する試料と試薬を混合する。試料と試薬を混合した後は撹拌機構洗浄機構３０で洗浄される。透過光測定機構３１は反応容器３内の試料と試薬が混合された反応液の吸光度を測定する。散乱光測定機構３２は反応容器３内の試料と試薬が混合された反応液の散乱光を測定する。上記各機構の動作、透過光・散乱光の測定は反応ディスク３３の動作中に行われる。
１　光源
１a　本発明実施前の光源
１b　本発明実施後の光源
２　検出器
２a　本発明実施後の検出器
２b　本発明実施前の検出器
３　反応容器
４　入射光
５　透過光
６　散乱光
７　水平面
７a　水平面
７b　水平面に対し角度θoをもった軸
８　本発明実施後の光源の光軸
８a　水平面に対し角度θ1をもった軸
８b　水平面に対し角度θ2をもった軸
１１　本発明実施前の反応液面高さ
１２　本発明実施後の反応液面高さ
１３　反応液（ラテックス粒子含む）
１４　反応容器幅
１５　光軸と検出角度軸の交差点
１６　反応容器内側から光軸と検出角度軸の交差点１５の距離
１７　鉛直面
１８　反応容器洗浄機構
１９　試料ピペッティング機構
２０　試料容器設置テーブル
２１　試料容器
２２　反応ディスク上試料吐出位置
２３　試料ピペッティング洗浄機構
２４　試薬ピペッティング機構
２５　試薬容器設置テーブル
２６　試薬容器
２７　反応ディスク上試薬吐出位置
２８　試薬ピペッティング洗浄機構
２９　撹拌機構
３０　撹拌機構洗浄機構
３１　透過光測定機構
３２　散乱光測定機構
３３　反応ディスク

Claims (4)

  1. 　試料と試薬を反応させる反応容器と、該反応容器を円周上に、列状に配置した反応ディスクと、該反応ディスクを回転させる反応ディスク回転機構と、該反応容器に測定光を照射する光源と、前記反応容器中の反応液を透過した前記光源からの光を検出する検出器と、を備えた自動分析装置において、
    　前記反応容器の、面に対し所定の角度をなして前記光源からの光を該反応容器に入射させる光学系を備えたことを特徴とする自動分析装置。
  2. 　試料と試薬を反応させる反応容器と、該反応容器を円周上に、列状に配置した反応ディスクと、該反応ディスクを回転させる反応ディスク回転機構と、該反応容器に測定光を照射する光源と、前記反応容器中の反応液を透過した前記光源からの光を検出する検出器と、を備えた自動分析装置において、
    　前記反応容器は直方体、もしくは円筒形状であり、かつ前記光源からの光が該反応容器に入射される該反応容器の面に対し、所定の角度をなして前記光源からの光を該反応容器に入射させる光学系を備えたことを特徴とする自動分析装置。
  3. 　請求項１または２記載の自動分析装置において、
    　前記検出器は前記光源からの光を該反応容器に入射させる光軸と所定の角度をなして設けられていることを特徴とする自動分析装置。
  4. 　請求項３記載の自動分析装置において、
    　前記光源から前記反応容器への光の入射角度と、前記検出器と該反応容器のなす角度が、同一の角度をもって設置されていることを特徴とする自動分析装置。
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