WO2020235163A1 - 自動分析装置 - Google Patents

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WO2020235163A1
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reagent
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stirring
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修吾 岡部
大草　武徳
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株式会社日立ハイテク
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    • G01N2035/0443—Rotary sample carriers, i.e. carousels for reagents
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    • G01N35/1009—Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
    • G01N2035/1025—Fluid level sensing

Definitions

  • the present invention relates to an automatic analyzer.
  • the arms such as the stirring paddle and the reagent dispensing probe are operated at high speed, if the rigidity of each arm is low, the stopping accuracy of the tip of each arm may decrease, which may affect the analysis result.
  • An object of the present invention is to provide an automatic analyzer with improved analysis accuracy and analysis processing capacity per unit space.
  • the present invention is centered on a reagent container having an open upper portion, a first arm that rotates about a first axis and has a tip that accesses the upper side of the reagent container, and a second axis.
  • An automatic analyzer including a second arm that rotates and the tip of which accesses the upper part of the reagent container, which is closer to the tip of the first arm than the first axis and.
  • a recess is formed on the side facing the second arm.
  • FIG. 1 Schematic diagram of the automatic analyzer.
  • the plan view which shows the arrangement of the reagent dispensing unit and a stirring unit.
  • the plan view which shows the interference between a dispensing arm and a stirring arm.
  • the plan view which shows the structure of the dispensing arm and the stirring arm in Example 1.
  • FIG. The plan view which shows the structure of the dispensing arm and the stirring arm in Example 2.
  • FIG. 1 The plan view which shows the structure of the dispensing arm and the stirring arm in Example 2.
  • an immunoassay device which is an example of an automatic analyzer will be described.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an automatic analyzer according to this embodiment.
  • the automatic analyzer uses a sample transport unit 102 that transports a sample container 101 such as a blood collection tube containing a sample to be analyzed to a sample suction position 110, and a reagent container 103 that contains a reagent used for analysis.
  • the reagent storage unit 104 that controls the temperature so that the temperature is within a certain range, the sample dispensing unit 105 that dispenses the sample in the sample container 101 into the reaction vessel, and the reagent in the reagent container 103 are dispensed into the reaction vessel.
  • a reagent dispensing unit 106, a stirring unit 107 for stirring particles in the liquid in the reagent container 103 having an open upper part, and a reaction container for accommodating the reaction liquid in which the sample and the reagent are mixed are installed to prepare the reaction liquid. It is composed of a reaction promoting unit 108 that controls the temperature to be within a certain temperature range, and a measuring unit 109 that optically measures the amount of a substance in the reaction solution in which the reaction is promoted by the reaction promoting unit. Further, in order to measure the temperature of the ambient environment in which the automatic analyzer is arranged, an environmental temperature measurement sensor (not shown) is arranged. Then, these units are controlled by the control device 115.
  • the sample transport unit 102 is a sample rack on which one or a plurality of sample containers 101 are mounted, but it may be a sample disk arranged on the circumference of the disk. In the case of a sample rack, the sample rack is transported to the suction position of the sample dispensing unit by a transport device such as a transport belt mechanism or a robot arm.
  • the reagent storage unit 104 is configured to transport an arbitrary reagent container to a desired position by arranging a plurality of reagent containers 103 on the circumference and rotating them, but the reagent containers are arranged in one row or in a plurality of rows and columns. It may be arranged one by one.
  • the measurement unit 109 performs optical measurement on the reaction solution in the measurement flow path, and at that time, the reaction solution in the flow path is measured in a controlled state within a certain temperature range.
  • the absorbance of the reaction solution is measured, the amount of light emitted when a reagent is added to the reaction solution or a voltage is applied, the number of particles in the reaction solution is measured, or the reaction solution is an electrode.
  • the measuring unit 109 is provided with a photomultiplier tube, a photometer or the like, an imaging element such as a CCD, an ammeter for measuring fluctuations in the current value or the voltage value, a voltmeter and the like.
  • the reaction promotion unit 108 promotes a stable reaction by keeping the temperature of the reaction vessel within a predetermined temperature range. Specifically, it is an incubator that controls the temperature by heating the surroundings with a heater or the like in a state where a plurality of reaction vessels are arranged on the circumference. As another example of the reaction promotion unit 108, a constant temperature bath in which the reaction vessel is immersed in a tank in which a liquid controlled in a certain temperature range circulates may be used.
  • the sample dispensing unit 105 dispenses the sample in the sample container 101 into the reaction container, but it is necessary to consider the influence of carryover between the samples depending on the analysis performance required for the analyzer. Therefore, when the sample dispensing unit 105 dispenses the sample, a dispensing tip that can be exchanged every time the sample changes is used for the portion that comes into contact with the sample, or an unused reaction vessel is used each time. .. At that time, the once used dispensing chips and reaction vessels are discarded. In addition, new dispensing chips and reaction vessels required to perform analysis for a certain period of time are stored in the consumable storage unit 111, and are supplied to the place where they are used in a timely manner by the consumable transport unit 112. To.
  • reagent dispensing unit 106 and the stirring unit 107 are also provided with a reagent dispensing nozzle cleaning unit 113 and a stirring rod cleaning unit 114 for cleaning the portion immersed in the reagent in consideration of the influence of carryover.
  • FIG. 2 shows an arrangement example of the reagent container 103, the reagent storage unit 104, the reagent dispensing unit 106, the stirring unit 107, the reaction acceleration unit 108, the reagent dispensing nozzle cleaning unit 113, and the stirring rod cleaning unit 114. It is a plan view.
  • FIG. 3 is a side view showing a simplification of the reagent dispensing unit 106 and the stirring unit 107. It is desirable that the arrangement of each unit be as close as possible in order to realize space saving and high processing capacity.
  • the reagent storage unit 104 since the reagent dispensing process is frequently required in the analytical process, it is desirable that the reagent storage unit 104, the reaction promotion unit 108, and the reagent dispensing unit 106 are inevitably close to each other.
  • the arrangement of the reagent dispensing nozzle cleaning unit 113, the stirring unit 107, and the stirring rod cleaning unit 114 is similar to that of the reagent dispensing unit 106 and the like.
  • the reagent dispensing unit 106 includes a dispensing nozzle 213 for sucking and discharging reagents, a drive unit 209 mainly composed of actuators and sensors, a shaft 207 for transmitting power from the drive unit 209, and a shaft (first shaft). It is composed of a dispensing arm (first arm) 211 connecting the 207 and the dispensing nozzle 213, and a liquid level detection sensor 215 housed in the dispensing arm 211.
  • the distance between the shaft 207 and the dispensing nozzle 213 is equal to the distance from the shaft 207 to the reagent container ports (reagent suction positions) 203a, 203b, 203c and the distance from the shaft 207 to the reagent discharge position 201.
  • the shape of the dispensing arm 211 is determined.
  • it is effective to secure the structural rigidity of the dispensing arm 211, that is, between the shaft 207 and the dispensing nozzle 213 as much as possible. It is desirable to shorten the distance.
  • the dispensing arm 211 by forming the dispensing arm 211 to be small, it is possible to realize weight reduction suitable for high-speed operation and to obtain an advantage that the occupied space during operation can be reduced.
  • the reagent storage unit 104 and the reaction promotion unit 108 generally occupy a large space in proportion to the processing capacity of the apparatus. For this reason, it may be necessary to increase the distance between the shaft 207 and the dispensing nozzle 213, but there is also a method of ensuring structural rigidity by increasing the shaft diameter and the length of each arm in the lateral direction. is there.
  • the reagent dispensing unit 106 can access the dispensing nozzle 213 at the tip above the predetermined reagent container 103 by rotating the dispensing arm 211 around the shaft 207.
  • the reagent discharge position 201, the reagent container mouth (reagent suction position) 203a, 203b, 203c, and the dispensing nozzle cleaning position 202 are scattered on the moving trajectory 205 of the dispensing nozzle 213. Then, after moving the dispensing nozzle 213 to just above each position, the shaft 207 slides up and down to control the dispensing nozzle 213 to a desired height to perform suction, discharge, and cleaning.
  • the dispensing arm 211 is provided with a liquid level detection sensor 215 that detects the liquid level in contact with the tip of the dispensing nozzle 213.
  • the liquid level detection sensor 215 is used when determining the position of the lowering stop in the suction operation and grasping the amount of liquid in the reagent container 103.
  • the liquid level detection sensor 215 and the dispensing nozzle 213 are connected by electrical wiring. At this time, if the connected wiring is long, crosstalk from adjacent wiring or vibration during operation may lead to disturbance of the detection signal. Therefore, it is desirable that the liquid level detection sensor 215 and the dispensing nozzle 213 are arranged as close to each other as possible.
  • the stirring unit 107 includes a stirring rod 214 for stirring reagents, a drive unit 210 mainly composed of actuators and sensors, a shaft (second shaft) 208 for transmitting power from the drive unit 210, a shaft 208 and a stirring rod 214.
  • the stirring arm (second arm) 212 is connected to the stirring arm 212, and the stirring rod drive unit 216 is stored in the stirring arm 212 and connected to the stirring rod 214. Similar to the dispensing arm 211, in order to suppress the displacement of the tip of the stirring rod 214 during operation, it is effective to secure the structural rigidity of the stirring arm 212, that is, the shaft 208 and the stirring rod as much as possible. It is desirable to shorten the distance between 214.
  • stirring arm 212 by forming the stirring arm 212 into a small size, it is possible to realize weight reduction suitable for high-speed operation and to obtain an advantage that the occupied space during operation can be reduced.
  • specific elements of the stirring rod driving unit 216 include an actuator for rotationally driving the stirring rod 214 and a sensor for controlling the rotation.
  • an actuator such as a motor weighs several tens of grams even if it is small. Therefore, the structural rigidity of the stirring arm 212 on which a heavy object is mounted on the tip of the arm is more required than that of the dispensing arm 211.
  • the stirring unit 107 can access the stirring rod 214 at the tip above the predetermined reagent container 103 by rotating the stirring arm 212 around the shaft 208.
  • the reagent container port (reagent stirring position) 203c and the stirring rod cleaning position 204 are scattered on the moving track 206 of the stirring rod 214.
  • the shaft 208 slides up and down to control the stirring rod 214 to a desired height to perform stirring and cleaning.
  • the stirring rod 214 has a stirring blade at the tip. Stirring of the reagent is performed by immersing the stirring blade in the reagent solution and rotating the stirring rod by the stirring rod driving unit 216.
  • the reagent container port 203c of the reagent container 103 is the reagent stirring position
  • the stirring unit 107 is arranged as close as possible to the reagent container port 203c, but the shape of the reagent container and It is not limited to this depending on the stirring position.
  • similarly to the dispensing arm 211 by forming the stirring arm 212 into a small size, it is possible to realize weight reduction suitable for high-speed operation and to obtain an advantage that the occupied space during operation can be reduced.
  • the lengths of the dispensing arm 211 and the stirring arm 212 in the longitudinal direction are as short as possible, but there are cases where the lengths have to be lengthened depending on the space occupied by the peripheral units.
  • the lengths D1 and D2 in the lateral direction especially in the vicinity where the shaft is connected, a length that takes into consideration the rigidity and strength against vibration and inertial force during driving is required, so that the operation speed is increased.
  • the length also increases in proportion to.
  • the weight of the arm inevitably increases as the arm becomes larger, it is necessary to reduce the weight of the arm so as to support high-speed operation while maintaining structural rigidity.
  • the dispensing nozzle 213 and the stirring rod 214 can simultaneously access the upper side of the adjacent reagent containers 103 among the plurality (three) reagent containers 103 arranged radially. is there. Specifically, as shown in FIG. 4, the dispensing nozzle 213 may access the reagent container port 203b and the stirring rod 214 may access the reagent container port 203c at the same time. At this time, the tip side of the dispensing arm 211 and the tip side of the stirring arm 212 are closest to each other.
  • the length d1 in the lateral direction near the dispensing nozzle 213 of the dispensing arm 211 and the length D1 in the vicinity of the shaft are the same length, and the length d2 in the lateral direction near the stirring rod 214 of the stirring arm 212 and the shaft. Assuming that the lengths D2 in the vicinity are the same length, they interfere with each other in the vicinity of the tip of each arm (interference region 301). The intersection of the interference regions 301 closest to the shafts 207 and 208 is defined as the point P.
  • FIG. 5 is a plan view showing the structures of the dispensing arm 211 and the stirring arm 212 in the first embodiment.
  • the length d'1 in the lateral direction near the tip of the dispensing nozzle 213 is d'1 ⁇ D1.
  • the region in the longitudinal direction of d'1 is set to a position extending from the tip of the dispensing arm to the shaft side of the point P.
  • interference between the dispensing nozzle 213 and the stirring arm 212 can be avoided.
  • a part of the dispensing arm 211 is cut out to form a thin shape, it is possible to reduce the weight suitable for high-speed operation.
  • the longitudinal region of d'1 is too long, not only the rigidity of the dispensing arm 211 decreases, but also the liquid level detection sensor 215 may not be mounted in the dispensing arm 211. Even if it can be done, the distance between the liquid level detection sensor 215 and the dispensing nozzle 213 becomes long, and the detection accuracy deteriorates. Therefore, it is desirable that the region in the longitudinal direction, which is d'1, fits on the dispensing nozzle 213 side of the intermediate position between the dispensing nozzle 213 and the shaft 207.
  • the length d2 in the lateral direction near the tip of the stirring arm is set to d2 ⁇ D2 on the assumption that the stirring rod drive unit 216 is mounted near the tip of the arm, and is shaped in consideration of rigidity. It may be determined according to the size of the component of the drive unit 216.
  • the dispensing arm 211 is not thinned as a whole, but is recessed on the side closer to the tip side where the dispensing nozzle 213 is located and on the side facing the stirring arm 212 than the shaft 207. Is forming. As a result, not only the interference with the stirring arm 212 is avoided, but also the rigidity of the dispensing arm 211 is maintained and the deterioration of the analysis performance is suppressed.
  • the stirring arm 212 may be provided with a recess, as described above, the structural rigidity of the stirring arm 212 is more required than that of the dispensing arm 211, so that the recess is formed by dispensing. It is desirable to use only the arm 211.
  • a resin or aluminum which is lightweight and has sufficient mechanical strength.
  • a material having high thermal conductivity such as aluminum can also serve as a heat transfer member that dissipates heat from a heating element such as an actuator configured in the stirring rod drive unit 216.
  • a heat transfer member 401 such as aluminum extending in the longitudinal direction is arranged inside the resin member of the stirring arm 212, and one end of the heat transfer member 401 is a stirring rod drive unit 216 which is a heating element. Attached to.
  • the stirring arm 212 is covered with the resin member, the heat of the motor or the like is dispersed in the longitudinal direction via the heat transfer member 401, and it is possible to prevent the motor or the like from locally rising in temperature. It has become. Further, if not only one end side of the heat transfer member 401 is connected to the stirring rod drive unit 216 but also the other end side of the heat transfer member 401 is connected to the metal shaft 208 having high thermal conductivity, the stirring rod can be connected. The heat of the drive unit 216 can be released to the outside more effectively.
  • the heat transfer member 401 has a shape as large as possible in order to increase the cooling capacity.
  • the dispensing arm 211 may also be provided with a heat transfer member inside in consideration of the influence of heat generation on the substrate of the liquid level detection sensor 215. Further, even when the actuator is composed of a solenoid instead of the motor, a configuration may be adopted in which the heat generated by the solenoid is released by the heat transfer member.
  • FIG. 6 is a plan view showing the structures of the dispensing arm 211 and the stirring arm 212 in the second embodiment.
  • the rigidity of the dispensing arm 211 can be further increased as compared with the first embodiment.
  • the length in the longitudinal direction of the arm, which is d'1 is shorter than that in the first embodiment, so that the rigidity of the dispensing arm 211 is increased.
  • the length in the longitudinal direction of the arm, which is d'1 is short, a large space for arranging the components in the dispensing arm 211 can be secured, so that the liquid level detection sensor 215 is brought closer to the dispensing nozzle 213. It is possible to increase the degree of freedom in design.
  • the stirring arm 212 has a shape that is bent by ⁇ degrees between the tip where the stirring rod 214 is located and the shaft 208. Even if one arm is bent in this way, a recess is formed on the side of the one arm facing the other arm. By increasing this bending angle, it is possible to omit the concave portion of the other arm.
  • this bending angle ⁇ changes depending on the arrangement of each unit and the length of the arm, and in particular, in order to reduce the volume of the arm and suppress the occupied space during operation, the value should be as close to 180 degrees as possible. Is desirable.
  • the bent shape is bent at one place, but the bent shape may be curved.
  • the immunoassay device was described as an example, but it can also be applied to other automatic analyzers.
  • Applicable devices include biochemical analyzers, gene analyzers, mass spectrometers used for clinical examinations, and coagulation analyzers that measure blood coagulation time.
  • a sample pretreatment system for pretreating a biological sample can be mentioned.
  • the present invention can be applied even if the use of the arm is different.
  • means for avoiding interference between the two arms have been mentioned, but in these means, three or more arms or one arm avoids interference with other structures. It is also applicable in some cases.

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Abstract

本発明の目的は、分析精度と単位スペースあたりの分析処理能力を向上させた自動分析装置を提供することにある。そのために、本発明は、上方が開口した試薬容器と、第１軸を中心に回転して先端が前記試薬容器の上方へアクセスする第１アームと、第２軸を中心に回転して先端が前記試薬容器の上方へアクセスする第２アームと、を備えた自動分析装置であって、前記第１アームのうち、前記第１軸よりも前記先端に近い側で、かつ、前記第２アームと面する側に、凹部を形成する。

Description

自動分析装置
　本発明は、自動分析装置に関する。
　臨床用の自動分析装置において、分析装置を使用する際の運用コストを軽減する要求は強く、その要求の一つとして、装置が設置時に占有するスペースに対して、単位スペースあたりの分析処理能力を増加することが求められている。例えば、下記特許文献１には、「撹拌パドルおよび試薬分注プローブを試薬容器の上方に向かって同時に位置付けることで、撹拌工程と分注工程の間のタイムラグを非常に小さくでき、自動分析装置のスループットを向上させることができる」（特許文献１の段落００５５）と記載されている。
特開２０１４－２２８３１８号公報
　しかし、上記特許文献１に記載の技術では、撹拌パドルのユニットと試薬分注プローブのユニットとが、比較的離れた位置にあるため、装置サイズが大きくなり、単位スペースあたりの分析処理能力の向上が難しくなっている。
　また、撹拌パドルや試薬分注プローブなどのアームを高速で動作させた場合、各アームの剛性が低いと、各アームの先端の停止精度が低下し、分析結果に影響を与える可能性がある。
　本発明の目的は、分析精度と単位スペースあたりの分析処理能力を向上させた自動分析装置を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明は、上方が開口した試薬容器と、第１軸を中心に回転して先端が前記試薬容器の上方へアクセスする第１アームと、第２軸を中心に回転して先端が前記試薬容器の上方へアクセスする第２アームと、を備えた自動分析装置であって、前記第１アームのうち、前記第１軸よりも前記先端に近い側で、かつ、前記第２アームと面する側に、凹部を形成する。
　本発明によれば、分析精度と単位スペースあたりの分析処理能力を向上させた自動分析装置が提供できる。
自動分析装置の概略構成図。 試薬分注ユニットと撹拌ユニットの配置を示す平面図。 試薬分注ユニット（撹拌ユニット）の概略側面図。 分注アームと撹拌アームとの干渉を示す平面図。 実施例１における、分注アームと撹拌アームの構造を示す平面図。 実施例２における、分注アームと撹拌アームの構造を示す平面図。
　本発明の実施形態として、自動分析装置の一例である免疫分析装置について説明する。
　図１は、本実施形態における自動分析装置の概略構成図である。
　自動分析装置は、分析対象の試料が収容された採血管等の検体容器１０１を検体吸引位置１１０まで搬送する検体搬送ユニット１０２と、分析に使用する試薬が入っている試薬容器１０３を当該試薬の温度がある範囲内になるよう温度制御する試薬保管ユニット１０４と、検体容器１０１内の試料を反応容器に分注する検体分注ユニット１０５と、試薬容器１０３内の試薬を反応容器に分注する試薬分注ユニット１０６と、上方が開口した試薬容器１０３内の液中の粒子等を撹拌する撹拌ユニット１０７と、検体と試薬が混合された反応液を収容する反応容器を設置して反応液がある温度範囲内に入るように制御する反応促進ユニット１０８と、反応促進ユニットで反応が促進された反応液中の物質の量を光学的に測定する測定ユニット１０９と、から構成される。また、自動分析装置が配置された周囲環境の温度を測定するために、図示しない環境温度測定センサが配置されている。そして、これらのユニットは、制御装置１１５によって制御される。
　検体搬送ユニット１０２は、検体容器１０１を一本あるいは複数本搭載した検体ラックであるが、ディスクの円周上に配置した検体ディスクであっても良い。検体ラックである場合、搬送ベルト機構やロボットアーム等の搬送装置によって、当該検体ラックは検体分注ユニットの吸引位置まで搬送される。
　試薬保管ユニット１０４は、複数本の試薬容器１０３を円周上に配置して回転させることで、所望の位置に任意の試薬容器を搬送する構成であるが、試薬容器を一列あるいは縦横に複数列ずつ配置した構成であっても良い。
　測定ユニット１０９は、測定流路内の反応液を対象に光学的な測定を行うが、その際、当該流路内の反応液は、ある温度範囲内に制御された状態で測定する。測定動作の一例としては、反応液の吸光度の計測や、反応液に試薬を添加したり電圧を印加したりした際の発光量の計測、反応液中の粒子数の計測、あるいは反応液が電極膜に接触した際の電流値や電圧値の変動の計測、などが挙げられる。そのため測定ユニット１０９内には、光電子増倍管や光度計等の測光器や、ＣＣＤなどの撮像素子、電流値や電圧値の変動を測定する電流計、電圧計などが設けられている。
　反応促進ユニット１０８は、反応容器の温度を所定の温度範囲内に保つことによって、安定した反応を進行させる。具体的には、円周上に複数の反応容器を配置した状態で、ヒータ等で周囲を加温することにより温度コントロールするインキュベータである。反応促進ユニット１０８の他の例として、一定の温度範囲にコントロールされた液体が循環する槽内に、反応容器を浸漬させる恒温槽であっても良い。
　検体分注ユニット１０５は、検体容器１０１内の試料を反応容器に分注するものであるが、分析装置に要求される分析性能によっては、検体間のキャリーオーバの影響を考慮する必要がある。このため、検体分注ユニット１０５が検体を分注する際に検体と接触する部分に、検体が変わるごとに交換可能な分注チップを用いたり、毎回、未使用の反応容器を用いたり、する。その際、一度使用した分注チップや反応容器は廃棄される。また、ある時間分の分析を実行するのに必要な新しい分注チップや反応容器が、消耗品保管ユニット１１１に保管されており、消耗品搬送ユニット１１２によって適時、それらを使用する場所に供給される。また、試薬分注ユニット１０６や撹拌ユニット１０７においてもキャリーオーバの影響を考慮して、試薬への浸漬部位を洗浄する試薬分注ノズル洗浄ユニット１１３、撹拌棒洗浄ユニット１１４を備える。
　次に図２～図４を用いて、試薬分注ユニット１０６と撹拌ユニット１０７の動作を説明する。
　図２は、試薬容器１０３、試薬保管ユニット１０４、試薬分注ユニット１０６、撹拌ユニット１０７、反応促進ユニット１０８、試薬分注ノズル洗浄ユニット１１３、撹拌棒洗浄ユニット１１４、の装置上の配置例を示した平面図である。図３は、試薬分注ユニット１０６および撹拌ユニット１０７の簡略を示した側面図である。各ユニットの配置は、省スペースや高処理能力を実現するため、可能な限り近づけることが望ましい。特に、分析処理においては頻繁に試薬の分注処理が必要となることから、試薬保管ユニット１０４、反応促進ユニット１０８、および試薬分注ユニット１０６の配置は、必然的に近いことが望まれる。その他、試薬分注ノズル洗浄ユニット１１３、撹拌ユニット１０７、および撹拌棒洗浄ユニット１１４の配置についても、上記試薬分注ユニット１０６等と共に、近いことが望ましい。
　試薬分注ユニット１０６は、試薬の吸引および吐出を行う分注ノズル２１３、主にアクチュエータやセンサから構成される駆動部２０９、駆動部２０９からの動力を伝達するシャフト２０７、シャフト（第１軸）２０７と分注ノズル２１３を接続する分注アーム（第１アーム）２１１、分注アーム２１１内に格納された液面検知センサ２１５、から構成される。ここで、シャフト２０７と分注ノズル２１３間の距離は、シャフト２０７から試薬容器口（試薬吸引位置）２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃまでの距離と、シャフト２０７から試薬吐出位置２０１までの距離に等しくなるように、分注アーム２１１の形状を決定している。一方、動作時の分注ノズル２１３先端の変位を抑えるためには、分注アーム２１１の構造的な剛性を確保することが有効であり、すなわち、可能な限りシャフト２０７と分注ノズル２１３間の距離を短くすることが望ましい。また、分注アーム２１１を小さく形成することで、高速動作に適した軽量化を実現できる他、動作時の占有スペースを小さくできるという有利性を得ることができる。一方で、試薬保管ユニット１０４や反応促進ユニット１０８は、一般的に装置の処理能力に比例して占有スペースが大きくなる。このため、シャフト２０７と分注ノズル２１３間の距離も長くする必要に迫られる場合もあるが、シャフト直径や各アームの短手方向長さを大きく取ることで構造的な剛性を確保する方法もある。
　試薬分注ユニット１０６は、シャフト２０７を軸中心として分注アーム２１１を回転させることで、先端にある分注ノズル２１３を所定の試薬容器１０３の上方にアクセスさせることができる。ここで、分注ノズル２１３の移動軌道２０５上には、試薬吐出位置２０１、試薬容器口（試薬吸引位置）２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、分注ノズル洗浄位置２０２が点在している。そして、各位置の直上まで分注ノズル２１３を移動させた後、シャフト２０７が上下に摺動することで、分注ノズル２１３を所望の高さに制御して吸引、吐出、洗浄を実行する。なお、分注アーム２１１には、分注ノズル２１３先端に接する液面を検知する液面検知センサ２１５が設けられている。この液面検知センサ２１５は、吸引動作における下降停止の位置を決めたり、試薬容器１０３内の液量を把握したり、するときに利用される。この液面検知センサ２１５と分注ノズル２１３は電気配線によって接続される。このとき、接続される配線が長いと、隣接する配線からのクロストークや動作中の振動が検知信号の乱れにつながる可能性がある。したがって、液面検知センサ２１５と分注ノズル２１３は、可能な限り互いに近い位置に配置することが望ましい。
　撹拌ユニット１０７は、試薬の撹拌を行う撹拌棒２１４、主にアクチュエータやセンサから構成される駆動部２１０、駆動部２１０からの動力を伝達するシャフト（第２軸）２０８、シャフト２０８と撹拌棒２１４を接続する撹拌アーム（第２アーム）２１２、撹拌アーム２１２内に格納され撹拌棒２１４と接続される撹拌棒駆動部２１６、から構成される。分注アーム２１１と同様に、動作時の撹拌棒２１４先端の変位を抑えるためには、撹拌アーム２１２の構造的な剛性を確保することが有効であり、すなわち、可能な限りシャフト２０８と撹拌棒２１４間の距離を短くすることが望ましい。また、撹拌アーム２１２を小さく形成することで、高速動作に適した軽量化を実現できる他、動作時の占有スペースを小さくできるという有利性を得ることができる。ここで、撹拌棒駆動部２１６の構成要素として、具体的には、撹拌棒２１４を回転駆動させるためのアクチュエータや、回転を制御するためのセンサが挙げられる。一般的に、モータ等のアクチュエータは、小型でも数十グラム程度の重量物となる。したがって、重量物をアーム先端に搭載する撹拌アーム２１２の構造的な剛性は、分注アーム２１１と比較して、より求められる。
　撹拌ユニット１０７は、シャフト２０８を軸中心として撹拌アーム２１２を回転させることで、先端にある撹拌棒２１４を所定の試薬容器１０３の上方にアクセスさせることができる。ここで、撹拌棒２１４の移動軌道２０６上には、試薬容器口（試薬撹拌位置）２０３ｃ、撹拌棒洗浄位置２０４が点在している。そして、各位置の直上まで撹拌棒２１４を移動させた後、シャフト２０８が上下に摺動することで、撹拌棒２１４を所望の高さに制御して撹拌、洗浄を実行する。なお、撹拌棒２１４は、先端に撹拌翼を有する。試薬の撹拌は、試薬液中に撹拌翼を浸漬させ、撹拌棒駆動部２１６にて撹拌棒を回転させることで行う。また、本実施形態では、試薬容器１０３のうち試薬容器口２０３ｃが試薬撹拌位置であるとし、試薬容器口２０３ｃに可能な限り近い位置に撹拌ユニット１０７を配置しているが、試薬容器の形状や撹拌位置によっては、これに限らない。また、分注アーム２１１と同様に、撹拌アーム２１２を小さく形成することで、高速動作に適した軽量化を実現できる他、動作時の占有スペースを小さくできるという有利性を得ることができる。
　上述した通り、分注アーム２１１および撹拌アーム２１２の長手方向の長さについては、可能な限り短いことが望ましいが、周辺ユニットの占有スペースによって、長くせざるを得ないケースも存在する。また、短手方向の長さＤ１、Ｄ２について、特にシャフトが接続されている近傍においては、駆動時の振動や慣性力に対する剛性と強度を考慮した長さが必要となるため、動作の高速化に比例して長さも大きくなってしまう。ただし、アームが大きくなると必然的に重量が増すため、アームの形状としては、構造的な剛性を保ちつつ、高速動作に対応した軽量化を図ることが必要となる。
　また、本実施形態における自動分析装置では、放射状に並んだ複数（３本）の試薬容器１０３のうち、隣接する試薬容器１０３の上方へ、分注ノズル２１３と撹拌棒２１４が同時にアクセスすることがある。具体的には、図４に示すように、分注ノズル２１３が試薬容器口２０３ｂ、撹拌棒２１４が試薬容器口２０３ｃ、にそれぞれ同時にアクセスすることがある。このとき、分注アーム２１１の先端側と撹拌アーム２１２の先端側とが、最も接近することになる。仮に、分注アーム２１１の分注ノズル２１３近傍の短手方向長さｄ１とシャフト近傍の長さＤ１が同等の長さ、および撹拌アーム２１２の撹拌棒２１４近傍の短手方向長さｄ２とシャフト近傍の長さＤ２が同等の長さであるとすると、各アームの先端付近で互いに干渉してしまう(干渉領域３０１)。なお、この干渉領域３０１におけるシャフト２０７、２０８に最も近い交点を点Ｐと定義する。
　以下、高速に動作させてもアームの剛性を維持しつつ、複数のアームを近接して相互に動作させてもアーム同士の干渉を防ぐための構成に関し、実施例１、２を用いて説明する。
　＜実施例１＞
　図５は、実施例１における、分注アーム２１１と撹拌アーム２１２の構造を示す平面図である。分注アーム２１１の形状は、分注ノズル２１３のある先端付近の短手方向の長さｄ’１をｄ’１＜Ｄ１とする。このときｄ’１となる長手方向の領域は、分注アーム先端から点Ｐよりもシャフト側まで伸ばした位置までとしている。これにより、分注ノズル２１３と撹拌アーム２１２との干渉を避けることができる。また、分注アーム２１１の一部が切欠かれて細くなった形状となるので、高速動作に適した軽量化が可能となる。ただし、ｄ’1となる長手方向の領域を長く過ぎると、分注アーム２１１の剛性が低下するだけでなく、分注アーム２１１内に液面検知センサ２１５を搭載できなる可能性もあり、搭載できても液面検知センサ２１５と分注ノズル２１３との距離が長くなり検知精度が低下してしまう。したがって、ｄ’1となる長手方向の領域を、分注ノズル２１３とシャフト２０７の中間位置よりも分注ノズル２１３側に収まるようにするのが望ましい。一方、撹拌アーム先端付近の短手方向長さｄ２は、アーム先端付近に撹拌棒駆動部２１６が搭載されることを想定し、ｄ２≒Ｄ２とし剛性を考慮した形状としているが、搭載する撹拌棒駆動部２１６の構成品の大きさに応じて決定して良い。
　このように本実施例では、分注アーム２１１を全体的に細くするのではなく、シャフト２０７よりも分注ノズル２１３のある先端側に近い側で、かつ撹拌アーム２１２と面する側に、凹部を形成している。これにより、撹拌アーム２１２との干渉が回避されるだけでなく、分注アーム２１１の剛性を維持して分析性能の低下が抑制される。なお、撹拌アーム２１２に凹部を設けても良いが、上述の通り、撹拌アーム２１２の構造的な剛性は、分注アーム２１１と比較して、より求められるので、凹部を形成するのは分注アーム２１１だけにするのが望ましい。
　上述した分注アーム２１１や撹拌アーム２１２を形成する材料としては、軽量で十分な機械的強度を有する特性を持った樹脂やアルミニウムといったものが望ましい。特に、アルミニウムのように熱伝導率の高い材料は、撹拌棒駆動部２１６に構成されるアクチュエータのような発熱体からの熱を放熱する、伝熱部材としての役割を兼ねることもできる。
　一方、樹脂は、一般的にアルミニウムと比較すると熱伝導率が高くないため、伝熱部材としての役割を期待できない。このため、アームの材料に樹脂を採用した場合、発熱体が高温になりやすく、アクチュエータのモータの動作が悪化したり、潤滑剤が尽きてモータの寿命が短くなったりする可能性がある。そこで、本実施例では、撹拌アーム２１２の樹脂部材の内側に、長手方向に伸びるアルミニウム等の伝熱部材４０１を配置して、この伝熱部材４０１の一端を発熱体である撹拌棒駆動部２１６に取り付けた。これにより、撹拌アーム２１２が樹脂部材で覆われていても、モータ等の熱が伝熱部材４０１を介して長手方向に分散され、モータ等が局所的に高温化するのを防ぐことが可能となっている。また、この伝熱部材４０１の一端側を撹拌棒駆動部２１６に接続するだけでなく、この伝熱部材４０１の他端側を熱伝導率の高い金属製のシャフト２０８に接続すれば、撹拌棒駆動部２１６の熱をより効果的に外部へ放出できる。
　なお、この伝熱部材４０１は、冷却能力を上げるため可能な限り表面積が広くなるような形状であることが望ましい。また、分注アーム２１１についても、液面検知センサ２１５の基板での発熱の影響を考慮して、内部に伝熱部材を設けても良い。さらに、アクチュエータがモータでなく、ソレノイドで構成されていた場合でも、ソレノイドで発した熱を伝熱部材で逃がす構成を採用しても良い。
　＜実施例２＞
　図６は、実施例２における、分注アーム２１１と撹拌アーム２１２の構造を示す平面図である。図６は、分注アーム２１１の剛性を実施例１よりも更に高めることが可能となっている。本実施例では、ｄ’１となるアーム長手方向の長さが、実施例１と比べて短くなるので、分注アーム２１１の剛性が高くなる。また、ｄ’１となるアーム長手方向の長さが短いことは、分注アーム２１１内の構成部品を配置可能なスペースを広く確保できるため、液面検知センサ２１５をより分注ノズル２１３に近づけるといった設計上の自由度を上げることができる。
　ここで、撹拌アーム２１２については、撹拌棒２１４が位置する先端とシャフト２０８との間で、θ度屈曲した形状となっている。このように一方のアームを屈曲させても、この一方のアームのうち他方のアームと面する側に、凹部が形成されることになる。この屈曲角度を大きくすれば、他方のアームの凹部を省略することも可能である。しかし、この屈曲角度θは、各ユニットの配置やアームの長さによって変わり、特にアームの体積を小さくすると共に動作時の占有スペースを抑制するには、可能な限り１８０度に近い値とするのが望ましい。なお、本実施例では、１か所で折れ曲がった屈曲形状としているが、湾曲するような屈曲形状であっても良い。
　上述の各実施例では、免疫分析装置を一例として説明したが、他の自動分析装置にも適用することが可能である。適用できる装置としては、生化学分析装置や遺伝子分析装置の他、臨床検査に用いる質量分析装置、血液の凝固時間を測定する凝固分析装置などが挙げられる。また、分析装置以外としては、生体試料の前処理を行うための検体前処理システムなどが挙げられる。このような装置においては、例えば、各実施例で挙げた検体や試薬を分注するための分注ユニットや試薬の撹拌ユニットに代わり、検体や試薬の入った容器を搬送するアームを備えたユニットなど、アームの用途が異なっていても本発明を適用できる。また、各実施例では、２本のアームの干渉を回避する手段を挙げたが、これらの手段は、３本以上のアームや、１本のアームが他の構造物に対して干渉回避を行う場合にも、適用可能である。
１０１　検体容器
１０２　検体搬送ユニット
１０３　試薬容器
１０４　試薬保管ユニット
１０５　検体分注ユニット
１０６　試薬分注ユニット
１０７　撹拌ユニット
１０８　反応促進ユニット
１０９　測定ユニット
１１０　検体吸引位置
１１１　消耗品保管ユニット
１１２　消耗品搬送ユニット
１１３　試薬分注ノズル洗浄ユニット
１１４　撹拌棒洗浄ユニット
１１５　制御装置
２０１　試薬吐出位置
２０２　分注ノズル洗浄位置
２０３　試薬容器口
２０４　撹拌棒洗浄位置
２０５　分注ノズルの移動軌道
２０６　撹拌棒の移動軌道
２０７　シャフト(試薬分注ユニット)
２０８　シャフト(撹拌ユニット)
２０９　駆動部(試薬分注ユニット)
２１０　駆動部(撹拌ユニット)
２１１　分注アーム
２１２　撹拌アーム
２１３　分注ノズル
２１４　撹拌棒
２１５　液面検知センサ
２１６　撹拌棒駆動部
３０１　干渉領域
４０１　伝熱部材
４０２　伝熱部材

Claims (7)

  1. 　上方が開口した試薬容器と、第１軸を中心に回転して先端が前記試薬容器の上方へアクセスする第１アームと、第２軸を中心に回転して先端が前記試薬容器の上方へアクセスする第２アームと、を備えた自動分析装置であって、
    　前記第１アームのうち、前記第１軸よりも前記先端に近い側で、かつ、前記第２アームと面する側に、凹部が形成されていることを特徴とする自動分析装置。
  2. 　請求項１において、
    　前記凹部は、前記第１軸側よりも前記先端側を細くすることで形成されることを特徴とする自動分析装置。
  3. 　請求項１において、
    　前記凹部は、前記第１軸と前記先端との間を屈曲することで形成されることを特徴とする自動分析装置。
  4. 　請求項１において、
    　前記第１アームは、前記先端に、試薬の吸引および吐出を行う分注ノズルが設けられ、
    　前記第２アームは、前記先端に、前記試薬容器内の試薬を撹拌する撹拌棒が設けられ、
    　前記分注ノズルと前記撹拌棒とが、放射状に並んだ複数の前記試薬容器のうち、隣接する前記試薬容器の上方へ同時にアクセスすることを特徴とする自動分析装置。
  5. 　請求項４において、
    　前記撹拌棒の駆動部と前記第２軸とが、伝熱部材によって接続されていることを特徴とする自動分析装置。
  6. 　容器と、先端が前記容器へアクセスするアームと、を備え、
    　前記アームが、樹脂部材で覆われるとともに、前記先端側に発熱体を有している自動分析装置であって、
    　前記樹脂部材の内側を長手方向に伸びる伝熱部材を備えたことを特徴とする自動分析装置。
  7. 　請求項６において、
    　前記アームは、金属製のシャフトを中心に回転するものであって、
    　前記伝熱部材は、一端側が前記シャフトに接続され、他端側が前記発熱体に接続されたことを特徴とする自動分析装置。
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