WO2021140796A1 - 電解質分析装置 - Google Patents

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flow path
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electrolyte analyzer
liquid feeding
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友一 岩瀬
拓士 宮川
孝宏 熊谷
遇哲 山本
鉄士 川原
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株式会社日立ハイテク
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Definitions

  • the present invention relates to an electrolyte analyzer.
  • the electrolyte analyzer is a device that measures the concentration of a specific electrolyte contained in the electrolyte solution of human blood, urine, etc., and measures the concentration using an ion-selective electrode.
  • an electrolyte analyzer for example, a flow type electrolyte analyzer is known.
  • a sample solution obtained by directly diluting serum as an electrolyte solution or diluted with a sample diluent is supplied to an ion-selective electrode, and the liquid potential between the ion-selective electrode and the comparative electrode solution is measured.
  • a standard solution having a known electrolyte concentration is supplied to the ion-selective electrode, and the liquid-to-liquid potential with the comparative electrode solution is measured in the same manner as serum (or sample solution). Then, the electrolyte concentration of serum (or sample solution) can be calculated from the two liquid potentials of the standard solution and the serum (or sample solution).
  • reagents such as sample diluent, standard solution, and comparative electrode solution are used as consumables, and the amount of these reagents used in one analysis can be set arbitrarily. It is determined by the parameters that are present.
  • these reagents are supplied from individually replaceable reagent containers (for example, 2 L bottles), the number and frequency of reagent bottle replacement increases as the number of test devices and test samples increases. Will increase, and the burden on the operator will increase.
  • continuous operation requires bottle replacement once every few hours, and the equipment operator is bound by the time schedule for reagent bottle replacement.
  • the standard solution is a reagent that serves as an analysis standard, and a minute change in concentration affects the analysis value. Therefore, it is necessary to calibrate again after replacing the bottle.
  • Patent Document 1 desires a preparation tank for accommodating a reagent and a diluent, a reagent supply unit for supplying a predetermined amount of the reagent to the preparation tank, and a supplied reagent.
  • a diluent supply unit that supplies a smaller amount of diluent than the amount diluted to the concentration to the preparation tank, a diluent replenishment unit that replenishes an arbitrary amount of diluent to the preparation tank, and a reagent concentration in the tank are detected.
  • a detection unit and a control unit that controls the replenishment operation of the diluent replenishment unit are provided, and when the detected reagent concentration is higher than the desired concentration, the control unit desires the reagent concentration from the difference between the detected concentration and the desired concentration.
  • a reagent preparation apparatus is disclosed in which the amount of diluted solution to be replenished to a concentration is calculated, and the control of replenishing the prepared tank with a diluted solution in an amount less than the calculated replenishment amount is repeatedly performed until a desired concentration is reached.
  • the frequency of bottle replacement is reduced by using a high-concentration reagent while diluting it.
  • a high-concentration reagent is diluted and used, in order to improve the accuracy of the concentration of the diluted reagent, a tank for holding the diluted reagent at a predetermined concentration, a detector for detecting the concentration, and dilution A mechanism for mixing and stirring the prepared reagents is required, which makes the device configuration very complicated.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an electrolyte analyzer capable of diluting and preparing a reagent with higher accuracy with a simpler apparatus configuration.
  • the present application includes a plurality of means for solving the above problems.
  • a high-concentration reagent bottle containing a high-concentration reagent and a reagent diluent containing a reagent diluent for diluting the high-concentration reagent.
  • the bottle the first flow path for sending the high-concentration reagent from the high-concentration reagent bottle, the second flow path for sending the reagent diluent from the reagent diluent bottle, and the first flow.
  • a liquid feeding mechanism that feeds the high-concentration reagent and the reagent diluent to the branch portion at a predetermined ratio so that the prepared reagent discharged from the nozzle to the diluting tank has a predetermined concentration, and the above. It is assumed that it is provided with an analysis unit that performs analysis using the preparation reagent contained in the dilution tank.
  • Reagents can be diluted and prepared with higher accuracy with a simpler device configuration.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of the electrolyte analyzer according to the embodiment of the present invention.
  • a flow-type electrolyte analyzer using an ion-selective electrode hereinafter, referred to as an ISE electrode (Ion Selective Electrode)
  • an electrolyte analyzer a flow-type electrolyte analyzer using an ion-selective electrode (hereinafter, simply referred to as an electrolyte analyzer).
  • ISE electrode Ion Selective Electrode
  • the electrolyte analyzer 100 includes a sample dispensing section 101, an ISE electrode section 102, a reagent section 103, a comparative electrode solution supply section 104, a sample diluent supply section 105, a reagent preparation section 106, a waste liquid mechanism 107, and a control. It is roughly configured from the device 29.
  • the sample dispensing section 101 includes a sample probe 14 and a sample container 15.
  • the sample probe 14 dispenses the sample (patient sample, etc.) held in the sample container 15 and draws it into the automatic analyzer.
  • the sample is a general term for an analysis target collected from a patient's living body, and is, for example, blood or urine.
  • the sample may be one obtained by pretreating these analysis targets.
  • the ISE electrode unit 102 includes a dilution tank 11, a shipper nozzle 13, an ISE electrode 1, a comparison electrode 2, a voltmeter 27, and an amplifier 28.
  • the sample dispensed in the sample dispensing section is discharged to the dilution tank 11, diluted with the sample diluent discharged from the sample diluent discharge nozzle 24 into the dilution tank 11, and stirred.
  • the shipper nozzle 13 is connected to the ISE electrode 1 by a flow path, and the diluted sample solution sucked from the dilution tank 11 is sent to the ISE electrode 1 by the flow path.
  • the ISE electrode unit 102 together with the control device 29, constitutes an analysis unit that analyzes the sample using the preparation reagent contained in the dilution tank 11.
  • the reagent unit 103 includes a reagent necessary for measurement, a reagent bottle containing the reagent, and a reagent suction nozzle 8 for sucking the reagent from the reagent bottle. Further, the reagent unit 103 may include a degassing mechanism 7 and a filter 16. As the reagent for measuring the electrolyte, four kinds of liquids, a high-concentration reagent, a reagent diluent, a sample diluent, and a comparative electrode solution, are used. In the present embodiment, for example, the high-concentration reagent is an internal standard solution having a concentration 31 times higher than usual, and the reagent diluent is pure water.
  • a high-concentration reagent bottle 3 containing a high-concentration reagent containing a high-concentration reagent
  • a reagent diluent bottle 4 containing a reagent diluent containing a reagent diluent
  • a sample diluent bottle 5 containing a sample diluent containing a sample diluent
  • a comparison containing a comparative electrode solution The case where the electrode liquid bottle 6 is set in the reagent unit 103 is illustrated.
  • the reagent diluent bottle 4 containing the reagent diluent may be configured to automatically supply pure water, and it is not necessary to replace the reagent diluent bottle 4 in operating the apparatus. Further, when cleaning the device, a cleaning liquid bottle for storing the cleaning liquid may be set in the reagent unit.
  • the degassing mechanism 7 is a mechanism for preventing the bubbles from being supplied to the dilution tank 11 and the comparison electrode 2 as they are when bubbles appear in the reagent.
  • the flow path is set to negative pressure and the reagent is sucked up from each bottle. Therefore, the gas dissolved in the reagent may appear as bubbles in the reagent. , The situation where air bubbles are contained in the reagent and are supplied to the diluting tank 11 or the comparison electrode 2 is suppressed to some extent.
  • the filter 16 is a mechanism for trapping impurities (dust, etc.) contained in the reagent bottle.
  • the comparative electrode liquid supply unit 104 includes a sipper syringe 10, a pinch valve 23, and a solenoid valve 17, 21, 22, and is responsible for a liquid feeding operation of the comparative electrode liquid and a liquid feeding operation of the sample solution to the ISE electrode.
  • the comparative electrode liquid contained in the comparative electrode liquid bottle 6 is sent to the comparative electrode 2 by operating the sipper syringe 10 with the pinch valve 23 closed. After that, when the pinch valve 23 is opened, the diluted sample solution sent to the ISE electrode flow path and the comparative electrode solution sent to the comparison electrode flow path come into contact with each other and are compared with the ISE electrode 1.
  • the electrode 2 is electrically conductive.
  • the ISE electrode portion measures the concentration of a specific electrolyte contained in the sample based on the potential difference (interliquid potential) between the ISE electrode 1 and the comparison electrode 2.
  • the ISE electrode 1 has an electromotive force depending on the concentration of specific ions (for example, sodium ion (Na +), potassium ion (K +), chlor ion (Cl-), etc.) in the sample solution.
  • specific ions for example, sodium ion (Na +), potassium ion (K +), chlor ion (Cl-), etc.
  • An ion-sensitive film with changing properties is attached.
  • the ISE electrode 1 outputs an electromotive force corresponding to each ion concentration in the sample solution, and the voltmeter 27 and the amplifier 28 acquire the electromotive force between the ISE electrode 1 and the comparison electrode 2.
  • the control device 29 calculates and outputs (for example, displays) the ion concentration in the sample from the electromotive force acquired for each ion.
  • the sample solution remaining in the dilution tank 11 is discharged by a waste liquid mechanism described later.
  • the sample diluent supply unit 105 includes a sample diluent syringe 9, electromagnetic valves 18, 20, and a sample diluent discharge nozzle 24, and the sample diluent discharge nozzle 24 is installed in a shape in which the tip is introduced into the dilution tank 11. It is connected to the sample diluent bottle 5 through the flow path.
  • the preheat 12 may be included in the flow path. The preheat 12 is a mechanism for suppressing the influence of the temperature on the ISE electrode 1 by controlling the temperature of the reagent reaching the ISE electrode 1 within a certain range.
  • the reagent preparation unit 106 dilutes the high-concentration reagent contained in the high-concentration reagent bottle 3 by mixing the reagent diluent contained in the reagent diluent bottle 4, prepares the reagent to a predetermined concentration, and prepares the reagent ( It has a function to generate a preparation reagent).
  • the detailed configuration and operation of the reagent preparation unit 106 will be described in detail later.
  • the waste liquid mechanism includes a first waste liquid nozzle 26, a second waste liquid nozzle 30, a vacuum bin 34, a waste liquid receiver 35, a vacuum pump 33, and electromagnetic valves 31 and 32, and the sample solution remaining in the dilution tank 11 and the ISE electrode portion 102.
  • the reaction solution remaining in the flow path is discharged.
  • control device 29 controls the overall operation of the electrolyte analyzer, and includes a calculation means such as a CPU (Central Processing Unit), a storage means such as a RAM (Random Access Memory), and I. It can be configured as a computer equipped with input / output means such as a / O port. The storage means and the input / output means are configured so that data can be exchanged with the calculation means via an internal bus or the like.
  • the input / output means are connected to the above-described mechanisms of the electrolyte analyzer, and the control device 29 controls the operation of each mechanism via the input / output means.
  • the storage means may store a program that defines the operation of the electrolyte analyzer, and the control device 29 may control the operation of the electrolyte analyzer by executing this program.
  • This program is read into the storage means and executed by the arithmetic means.
  • an input / output device may be connected to the control device 29, and the electrolyte analyzer may input from the user or display the measurement result via the input / output device.
  • the measurement operation in the electrolyte analyzer 100 is controlled by the control device 29.
  • the control device 29 discharges the sample dispensed from the sample container 15 by the sample probe 14 of the sample dispensing portion into the dilution tank 11 of the ISE electrode portion.
  • the sample diluent is discharged from the sample diluent bottle 5 to the dilution tank 11 via the sample diluent discharge nozzle 24.
  • the sample is diluted with the sample diluent.
  • the degassing treatment may be performed by the degassing mechanism 7 installed in the middle of the sample diluent flow path. ..
  • the diluted sample solution is sent to the ISE electrode 1 by the operation of the shipper syringe 10.
  • the comparative electrode liquid is sent from the comparative electrode liquid bottle 6 to the comparative electrode 2.
  • the pinch valve 23 is opened and the sample solution and the comparative electrode solution come into contact with each other, so that the ISE electrode 1 and the comparative electrode 2 are electrically conductive.
  • the ISE electrode potential (interliquid potential) based on the comparative electrode potential is measured using the voltmeter 27 and the amplifier 28.
  • the comparative electrode solution is, for example, an aqueous solution of potassium chloride (KCl) having a predetermined concentration.
  • KCl potassium chloride
  • near the saturation concentration it may crystallize and cause clogging of the flow path.
  • the electrolyte concentration of the comparative electrode solution is between 0.5 mmol / L and 3.0 mmol / L.
  • the electrolyte concentration of the internal standard solution is measured in the same manner as the measurement using the sample solution.
  • the internal standard solution is prepared by diluting a high-concentration reagent in the reagent preparation section. The specific movement of the reagent preparation section will be described later.
  • the control device 29 uses the ISE electrode potential measured for the sample solution to calculate the electrolyte concentration in the sample solution. At this time, more accurate measurement of the electrolyte concentration can be performed by performing calibration based on the measured ISE electrode potential of the internal standard solution. Specific calculation contents of the calibration process can be appropriately designed by those skilled in the art based on known techniques and the like.
  • a series of analyzes of the above sample dispensing, sample electrolyte measurement, and internal standard solution electrolyte measurement performed before and after that are set as one cycle, and one sample is processed per cycle, and repeated cycles are performed. Perform electrolyte analysis on multiple samples at.
  • FIG. 2 is a diagram showing the reagent preparation section extracted together with the related configurations.
  • the reagent preparation unit 106 has a first flow path 41 for sending the high-concentration reagent from the high-concentration reagent bottle 3, a second flow path 42 for sending the reagent diluent from the reagent diluent bottle 4, and a first.
  • a confluence 37 that merges the flow path 41 and the second flow path 42, and a third flow path 43 that sends a preparation reagent that is a mixture of a high-concentration reagent and a reagent diluent from the confluence 37.
  • the dilution tank 11 for accommodating the preparation reagent, the preparation reagent discharge nozzle 25 for discharging the preparation reagent sent in the third flow path 43 to the dilution tank 11, and the confluence of the high-concentration reagent and the reagent diluent. It is configured to include a liquid feeding syringe 36 constituting a liquid feeding mechanism for feeding liquid to 37, and electromagnetic valves 38, 39, 40. A preheat 12 is provided in the third flow path 43.
  • the liquid feed syringe 36 is provided in the second flow path 42.
  • the merging portion 37 has a single branch point, and is different from each of the first flow path 41, the second flow path 42, and the third flow path 43 connected to the merging portion 37. It is connected by a connector.
  • the merging portion 37 is made of a material having excellent chemical resistance, such as acrylic or vinyl chloride.
  • each of the first flow path 41, the second flow path 42, and the third flow path 43 is configured by using, for example, a resin tube having a flow path inner diameter of 1 mm in diameter. ..
  • the reagent preparation unit 106 is provided with one liquid feeding mechanism (liquid feeding syringe 36) in its flow path.
  • liquid feeding mechanism liquid feeding syringe 36
  • the high-concentration reagent is sent from the first flow path 41 to the confluence 37
  • the reagent diluent is sent from the second flow path 42 to the confluence 37, respectively.
  • a mixed solution of the high-concentration reagent and the reagent diluted solution is sent from the merging portion 37 to the third flow path 43.
  • the mixed solution of the high-concentration reagent and the reagent diluent is mixed in the third flow path 43, and finally as a preparation reagent, a predetermined amount from the preparation reagent discharge nozzle 25 to the dilution tank 11 (the amount of liquid sent in one cycle). Is discharged. Further, the reagent discharged to the dilution tank 11 is stirred in the dilution tank 11 by the force of discharge, and then used for analysis by the analysis unit (ISE electrode unit 102).
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the reagent supply operation in one cycle of the reagent preparation unit, and the time is shown on the horizontal axis.
  • the high-concentration reagent is drawn from the first flow path 41 into the second flow path 42 by performing a suction operation of the liquid feed syringe 36 with the solenoid valve 39 open (STEP 1). ). Then, the reagent diluent is introduced into the second flow path 42 from the reagent diluent bottle 4 by performing a suction operation of the liquid feed syringe 36 with the solenoid valve 40 open (STEP 2). After that, the high-concentration reagent and the reagent diluted solution are sent to the third flow path 43 by performing the discharge operation of the liquid feeding syringe 36 with the solenoid valve 38 open.
  • a mixture of the high-concentration reagent and the reagent diluent (hereinafter, simply mixed solution) corresponding to the amount of the liquid to be sent is a preparation reagent in the form of being pushed by the high-concentration reagent and the reagent diluent sent to the third flow path 43. It is discharged from the discharge nozzle 25 to the dilution tank 11 (STEP 3). The above procedure is performed for each analysis (1 cycle). The order of STEP1 and STEP2 may be reversed. As described above, in the present embodiment, the high-concentration reagent and the reagent diluent are alternately sent to the third flow path 43 once in one cycle.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the state inside the flow path of the third flow path 43 after the liquid feeding operation.
  • the reagent preparation unit 106 executes the liquid feeding operation, the high-concentration reagent and the reagent diluent are alternately fed to the third flow path 43 via the merging unit 37.
  • the high-concentration reagent When, for example, a 31-fold concentrated internal standard solution is used as the high-concentration reagent, 30 of the high-concentration reagent is used to finally prepare an internal standard solution (preparation reagent) having a normal concentration (1 times). It is necessary to send twice the amount of reagent diluent.
  • a high-concentration reagent is sent to the merging section 37, and 450 ⁇ L of a diluted reagent solution is sent to the merging section 37 with respect to the high-concentration reagent, and the solution is sent through the merging section 37.
  • a 465 ⁇ L mixture of the high-concentration reagent and the reagent diluent (preparation reagent) is discharged into the dilution tank 11 in the form of being pushed out by sending the high-concentration reagent and the reagent diluent to the third flow path 43.
  • the liquid feed mechanism (liquid feed syringe 36) has a predetermined concentration of the preparation reagent discharged from the preparation reagent discharge nozzle 25 to the dilution tank 11 via the third flow path 43 under the control of the control device 29. Send the liquid so that it becomes.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing the concentration change in the liquid feeding process of the mixed liquid sent to the third flow path.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing the liquid behavior of the high-concentration reagent and the reagent diluent in the third flow path during the liquid feeding operation.
  • the fluid near the inner wall surface of the pipe moves at a slower speed than the fluid near the center of the pipe due to the wall resistance of the pipe. Be overtaken by. That is, the high-concentration reagent and the reagent diluent alternately sent to the third flow path 43 via the merging portion 37 are different from the liquid feeding direction caused by the difference in moving speed between the vicinity of the inner wall surface of the pipe and the vicinity of the center.
  • the flow (eg, turbulence) mixes in the third flow path 43.
  • the high-concentration reagent and the reagent diluent alternately fed to the third flow path 43
  • the boundary is stretched in the liquid feeding direction, and the contact area between the high-concentration reagent and the reagent diluent is increased.
  • the diffusing action diffusing action of the high-concentration reagent into the reagent diluent
  • the mixing of the high-concentration reagent and the reagent diluent is further promoted.
  • the magnitude of the mixing action of the high-concentration reagent and the reagent diluent depends on the length of the liquid feeding flow path, and the liquid feeding flow path is long. Since the mixing of the high-concentration reagent and the reagent diluent is promoted, the longer the liquid feeding flow path (here, the third flow path 43), the more uniform mixed solution (preparation reagent) can be obtained.
  • the concentration in each cross section of the third flow path 43 is shown, where the concentration of the high-concentration reagent is the concentration A, the concentration of the reagent diluent is the concentration C, and the target concentration is the concentration B.
  • the high-concentration reagent and the reagent diluent have not yet been sufficiently mixed and there is a large difference in concentration, but they are fed. Mixing in the flow path is promoted each time the liquid process is performed, and finally a uniform concentration is obtained.
  • the mixed solution sent to the third flow path 43 is not sufficiently mixed, it is sufficient that the mixed solution has a certain concentration for each volume of one analysis, so that the mixed solution is continuous. It does not have to be a uniform concentration. That is, since it is sufficient that the mixed solution finally discharged into the dilution tank 11 has a certain concentration for each analysis, the concentration difference between the high concentration portion and the low concentration portion in the mixed solution immediately before being discharged. May be large (state with uneven density).
  • it is desirable that the two liquids sent to the third flow path 43 are sufficiently mixed at the stage before discharge to have a uniform concentration. This is because it is possible to reduce the variation in the amount of high-concentration reagent contained in the volume of one analysis when the mixture is sufficiently mixed. Further, if the mixture is sufficiently mixed, even if the amount discharged to the diluting tank fluctuates slightly, the concentration is not affected, so that the stability of the concentration can be increased.
  • the mixing process in the third flow path 43 depends on the length of the flow path, so it is desirable to make the third flow path 43 as long as possible.
  • the third flow path 43 By configuring the third flow path 43 to be long, it is possible to realize a state in which the mixed liquid is sufficiently mixed at the stage before discharge.
  • other factors that affect the concentration variation such as variation in the suction amount of the high-concentration reagent, can be made uniform by the mixing process in the flow path.
  • the reproducibility of the concentration of the mixed solution discharged into the dilution tank 11 can be ensured.
  • the flow path is made too long, the piping resistance may exceed the driving force of the liquid feeding mechanism, and liquid feeding may not be possible.
  • the length of the flow path need only be long enough to obtain the reproducibility of the required measurement result, which can be appropriately optimized by those skilled in the art for each target value of the measurement result in the target device configuration.
  • the temperature stability of the measurement reagent greatly affects the analysis result. Therefore, when the flow path is lengthened, the flow path from the confluence 37 to the discharge port of the preparation reagent discharge nozzle 25 before passing through the preheat. It is desirable to lengthen the flow path of.
  • the high-concentration portion and the low-concentration portion are clearly separated immediately after the liquid is sent, and the mixture is not sufficiently mixed.
  • the high-concentration reagent has a higher specific gravity than the reagent diluent, and therefore the high-concentration reagent precipitates downward due to the difference in specific gravity. If the mixed solution of the high-concentration reagent and the diluted solution of the reagent stays in the flow path in an incompletely mixed state, it will be in a completely mixed state after a long time due to the natural diffusion of the high-concentration reagent, but it will be naturally diffused.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams showing the state of the sedimentation phenomenon when the third flow path is formed in the vertical direction immediately after the confluence as a comparative example with respect to the present embodiment.
  • the measurement interval is generally irregular, and once the device is in the standby state, the measurement operation is surely and continuously performed. Since the operation time interval is longer than that, the influence of the sedimentation phenomenon cannot be ignored.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing a structural example of the third flow path.
  • the third flow path 43 has a winding structure wound in a coil spring shape with a predetermined radius. This makes it possible to suppress the influence of sedimentation of the high-concentration reagent. With such a configuration, even if a sedimentation phenomenon occurs, the high-concentration reagent settles at a lower position in one wound circumference, and further progress of the sedimentation phenomenon can be prevented. From this, even if the operation time changes irregularly, the sedimentation condition can be made the same to some extent, and thereby the liquid feeding pattern can be maintained. As shown in FIG. 9, it is desirable that the rotation axis faces the horizontal direction (that is, the winding direction is configured to periodically repeat the inclination in the vertical direction when advancing in the flow path direction).
  • the winding diameter is determined so that the volume of the flow path in one round is equal to or less than the amount of liquid sent in one cycle.
  • the entire third flow path 43 may be wound, but the sedimentation phenomenon of the high-concentration reagent is mainly caused by the region where the concentration difference between the high-concentration portion and the low-concentration portion is large, that is, the confluence portion of the third flow path 43. Since it becomes remarkable in the region immediately after 37, only the region of the third flow path 43 may be partially wound.
  • the liquid feeding mechanism (here, the liquid feeding syringe 36) provided in the reagent preparation unit 106 is provided in either the first flow path 41 or the second flow path 42. It is desirable to be. This is to suppress the occurrence of sedimentation of the high-concentration reagent inside the liquid feeding mechanism by reducing as much as possible the liquid feeding mechanism that tends to cause the sedimentation phenomenon due to the retention of the mixed solution of the high-concentration reagent and the reagent diluent inside. is there.
  • the liquid feeding mechanism When the liquid feeding mechanism is provided in the third flow path 43, it is desirable to provide it immediately before the preparation reagent discharge nozzle 25 (discharge port). By doing so, the mixed liquid introduced into the third flow path 43 is in a state of being mixed as much as possible in the flow path before reaching the liquid feeding mechanism, and thus is introduced into the liquid feeding mechanism. It is possible to suppress the influence of sedimentation of high-concentration components in the mixed solution.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a liquid feeding mechanism (liquid feeding syringe) having a function of stirring the liquid inside with the liquid feeding operation.
  • 11 and 12 are views showing another example of a liquid feeding mechanism (liquid feeding syringe) having a function of stirring the liquid inside with the liquid feeding operation.
  • liquid feeding mechanism liquid feeding syringe
  • liquid feeding mechanism liquid feeding syringe
  • a cylindrical drive plunger 44 by a drive motor (not shown)
  • the tip of the drive plunger 44 is larger than the radius of the drive plunger 44.
  • a propeller component 47 having a radius larger than the radius of the drive plunger 44 at the tip of the drive plunger 44 and a propeller component 47 are attached to the drive plunger 44. It is provided with a bearing 46 that is slidably held in the circumferential direction. Note that FIG. 12 is a view of the drive plunger 44, the bearing 46, and the propeller component 47 viewed from the axial direction. With such a configuration, the propeller component 47 rotates due to the operation of the drive plunger 44 during the liquid feeding operation, so that the internal liquid can be agitated more effectively.
  • the liquid feeding mechanism can be connected to the third flow path 43. It is possible to quickly mix the delivered high-concentration reagent and the reagent diluent.
  • the shape of the drive plunger 44 and the shape of additional parts for stirring the inside of the liquid feeding mechanism are not related to the above examples, and those skilled in the art are skilled in the art as long as they have the effect of promoting the mixing of the high-concentration reagent and the reagent diluent. Can be selected as appropriate.
  • the second flow path 42 (and the third flow path 42) (and the third flow path 42) in which the reagent diluted solution is sent is more than the first flow path 41 in which the high-concentration reagent is sent. It is desirable that the flow path 43) is connected so as to be upward, in other words, the high concentration side is connected so as to be lower than the low concentration side.
  • the first flow path 41 to which the high-concentration reagent is sent is connected vertically downward, and the second flow path to which the reagent diluent is sent is supplied so as to satisfy the above conditions.
  • FIG. 13 is a diagram showing a modified example of the confluence portion.
  • the confluence 48 has a plurality of branch points.
  • a high-concentration reagent is sucked (sent) to the confluence 48, suction is performed from the plurality of branch points at the same time, so that the high-concentration reagent and the reagent diluent alternate at short intervals.
  • the liquid is sent, and the high-concentration reagent and the thug diluent can be mixed more quickly.
  • the merging portion 48 and each flow path are connected by a connector.
  • FIG. 14 is a diagram showing another modified example of the confluence portion.
  • FIG. 14 shows a configuration having a plurality of merging portions 37 having a single merging portion. In this case as well, mixing can be promoted as in the case of FIG.
  • the suction operation of the high-concentration reagent and the discharge operation to the third flow path 43 may be performed a plurality of times in one cycle.
  • FIG. 15 is a schematic diagram of an operation sequence when the suction operation of the high-concentration reagent and the discharge operation to the third flow path are performed a plurality of times in one cycle.
  • the suction operation of the liquid feeding syringe 36 is performed with the solenoid valve 40 open, and the reagent diluent is sucked from the reagent diluent bottle 4 into the second flow path 42 (STEP 1). .. Then, the suction operation of the liquid feeding syringe 36 is performed with the solenoid valve 39 open, and the high-concentration reagent is drawn from the first flow path 41 into the second flow path 42 (STEP 2). The suction amount at this time is set to be less than or equal to the required amount (for example, 50% of the required amount is sucked). Then, the liquid feeding syringe 36 is discharged with the solenoid valve 39 open (STEP 3).
  • the discharge amount at this time is also set to be less than or equal to the required amount (for example, 50% of the required amount is discharged). Then, STEP2 and STEP3 are carried out again, and all the remaining required amounts are sucked and discharged (STEP4, STEP5). By operating in this way, the high-concentration reagent and the reagent diluent are alternately sent at short intervals, which has the effect of promoting mixing.
  • the repetition of STEP2 and STEP3 can be performed a plurality of times in one cycle, and the number of repetitions can be appropriately optimized by those skilled in the art.
  • the high-concentration reagent and the reagent diluent are sent to the third flow path 43 at regular intervals (constant pattern). Therefore, if an error occurs unexpectedly during the operation and the operation of the syringe is stopped halfway, the liquid feeding pattern is disturbed. If this happens, the area where the pattern is disturbed must be discarded, and a refresh operation is required to fill all the third flow paths 43 with a new reagent (mixture of high-concentration reagent and reagent diluent). It becomes.
  • the third flow path 43 is configured to be long, the refreshing operation requires time and the consumption of the reagent for refreshing is also required. Therefore, in order to shorten the time required for the refresh operation and reduce the consumption of the reagent for refreshing, the reagent preparation unit may be provided with a flow path for disposal.
  • FIG. 16 is a schematic view showing a reagent preparation unit provided with a flow path for disposal.
  • the reagent preparation unit 106 includes a disposal branch 49 arranged in the third flow path 43, a fourth flow path 50 branched from the disposal branch 49, and a waste liquid flow path. It is provided with a solenoid valve 51 for switching the liquid feed destination to. During normal operation, the solenoid valve 51 is closed and the liquid is not sent to the fourth flow path 50. Then, when an error occurs, as a subsequent refresh operation, the liquid is sent in a state where the solenoid valve 38 is closed and the solenoid valve 51 is opened.
  • the control device 29 monitors and grasps the amount of liquid sent by the liquid feeding mechanism before and after the occurrence of the error, and only the region where the liquid feeding pattern is disturbed is sent to the fourth flow path 50 and discarded. In this way, by configuring so as to discard only the region where the liquid feeding pattern is disturbed, the disposal branch portion 49 can reduce the number of cycles required for the refresh operation.
  • the piping resistance in the fourth flow path 50 seen from the disposal branch 49 is the third flow path 43 after the disposal branch 49. It is desirable to configure it so that it is equal to the piping resistance. This makes it possible to constantly control the amount of the high-concentration reagent leaking from the first flow path 41 at the merging portion 37 after the discharge operation.
  • 17 and 18 are diagrams showing the liquid behavior of the high-concentration reagent at the confluence during the discharge operation and after the discharge operation is completed.
  • the solenoid valve 39 since the solenoid valve 39 is blocked during the discharge operation, no flow is generated in the first flow path 41. However, since the first flow path 41 receives the dynamic pressure of the fluid flowing from the second flow path 42 to the third flow path 43 during the discharge operation, the high-concentration reagent of the first flow path 41 is sent. It is slightly pushed into the liquid in the liquid (mainly the reagent diluent). After the discharge operation is completed, the pushed first flow path 41 returns to the original state, but at this time, the high-concentration reagent leaks from the branch point of the merging portion 37 due to the reaction when the pushing operation is completed.
  • This leakage amount is caused by the dynamic pressure received by the first flow path 41 during the discharge operation, and the larger the pressure, the stronger the pushing, so that the leakage amount increases as a reaction. If the discharge speed (driving speed of the liquid feeding syringe 36) is the same, the greater the piping resistance of the discharge flow path, the greater the dynamic pressure received by the first flow path 41 during the discharge operation. That is, the amount of leakage depends on the piping resistance of the discharge flow path, and when the liquid is sent to a flow path having a different piping resistance, the amount of high-concentration reagent leaking from the first flow path 41 at the confluence 37 after the discharge operation. Will change.
  • the fourth flow path 50 may have exactly the same configuration as the third flow path 43 after the disposal branch 49. Further, even if this is not done, for example, when the fourth flow path is configured to be much shorter than the third flow path 43, the fourth flow path has a smaller piping resistance than the third flow path 43. In that case, the piping resistance may be matched by providing a throttle in the fourth flow path.
  • the reagent can be diluted and prepared with higher accuracy with a simpler device configuration.
  • a liquid feeding mechanism (liquid feeding syringe) is provided in each of the first flow path 41 for sending the high-concentration reagent of the reagent preparation unit 106 and the second flow path 42 for sending the reagent diluted solution. It shows the case where it is arranged.
  • FIG. 19 is a diagram showing the reagent preparation unit according to the present embodiment extracted together with the related configurations.
  • the same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the reagent preparation unit 106 is connected to the preparation reagent discharge nozzle 25 for discharging the reagent into the dilution tank 11, the confluence unit 37 which is a dividing line between the high-concentration reagent and the reagent diluent, and the confluence unit 37.
  • the first flow path 41 is piped to the high-concentration reagent bottle 3
  • the second flow path 42 is piped from the confluence 37 to the reagent diluent bottle 4
  • the confluence 37 is piped to the preparation reagent discharge nozzle 25.
  • a third flow path 43, a liquid feed reagent 36 provided in the first flow path 41, a second liquid feed syringe 52 provided in the second flow path 42, and an electromagnetic valve 51 are included. Will be done.
  • the respective reagents are transferred from the first flow path 41 and the second flow path 42 to the third flow path.
  • the high-concentration reagent and the reagent diluent can be mixed at the branch point of the merging portion 37. Therefore, it is possible to prepare the mixed reagent immediately after the merging portion 37.
  • FIG. 20 is a diagram schematically showing the liquid behavior of the high-concentration reagent and the reagent diluent in the third flow path during the liquid feeding operation.
  • the high-concentration reagent sent from the first flow path 41 to the third flow path 43 is a reagent that is simultaneously sent from the second flow path 42.
  • the liquid is sequentially sent to the downstream side together with the diluent.
  • the boundary between the high-concentration reagent and the reagent diluent simultaneously fed to the third flow path 43 is stretched in the liquid feeding direction, and the contact area between the high-concentration reagent and the reagent diluent increases.
  • the diffusing action (diffusing action of the high-concentration reagent into the reagent diluent) at the contact portion between the high-concentration reagent and the reagent diluent is enhanced, and the mixing of the high-concentration reagent and the reagent diluent is further promoted. That is, the magnitude of the mixing action of the high-concentration reagent and the reagent diluent depends on the length of the liquid feeding flow path, and the longer the liquid feeding flow path, the more the mixing of the high-concentration reagent and the reagent diluent is promoted. The longer the liquid flow path (here, the third flow path 43), the more uniform mixed solution (preparation reagent) can be obtained.
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing an operation sequence in the present embodiment.
  • the control device 29 first sucks the reagent diluent from the reagent diluent bottle 4 by performing a suction operation by the liquid feed syringe 36 with the solenoid valve 40 open (STEP 1).
  • the second liquid feeding syringe 52 sucks the high-concentration reagent from the high-concentration reagent bottle 3 with the solenoid valve 39 open (STEP 2).
  • Either STEP1 or STEP2 may be executed first, or execution may be started at the same time.
  • the liquid feeding syringe 36 is discharged with the solenoid valve 38 open (STEP 3).
  • the discharge operation of the liquid feeding syringe 52 is performed with the solenoid valve 53 open (STEP 4).
  • the liquid flows in from the first flow path 41 and the second flow path 42 at the same time at the branch point of the merging portion 37, and is sent to the third flow path 43. Therefore, both liquids are mixed at the branch point.
  • the liquid feeding amount is 450 ⁇ L of the reagent diluent with respect to 15 ⁇ L of the high-concentration reagent, and the driving amounts of the two liquid feeding mechanisms (liquid feeding syringes 36 and 52) are significantly different. From this, when the two liquid feeding mechanisms (liquid feeding syringes 36 and 52) are started to operate at the same time, the liquid feeding mechanism provided in the first flow path 41 is faster if the driving speeds are the same. The operation ends. This means that the mixed solution of the high-concentration reagent and the reagent diluent is sent from the branch point immediately after the start of the liquid feeding, but after the high-concentration reagent is sent, only the reagent dilution is sent.
  • the merging portion 37 may be arranged immediately before the preparation reagent discharge nozzle 25, and the third flow path 43 may be shortened.
  • the third flow path 43 By forming the third flow path 43 long, mixing in the flow path is promoted by the wall resistance in the flow path as described above, but in the present embodiment, the high-concentration reagent and the reagent By simultaneously feeding the diluted solution, it is possible to realize a state in which both liquids are sufficiently mixed immediately after passing through the confluence portion 37. As a result, the third flow path 43 can be shortened, and the refresh operation of the third flow path 43 can be simplified.
  • the volume of the third flow path 43 is set to be less than or equal to the amount used for one analysis, so that the concentration of the mixed solution staying in the third flow path 43 due to the occurrence of an error is normal. Even if the concentration deviates, it is possible to restore the original state by discarding one cycle.
  • the diameter of the drive plunger 44 of the liquid feeding mechanism provided in the first flow path 41 is the diameter of the drive plunger 44 of the liquid feeding mechanism provided in the second flow path 42. May be smaller than.
  • the reagent diluent is delivered in a much larger amount than the high-concentration reagent, and the effect of the variation in the amount of the reagent diluent sent on the final concentration is due to the high-concentration reagent. Much smaller than that of. That is, since the reproducibility of the final concentration mainly depends on the amount of the high-concentration reagent to be delivered and its accuracy, it is important to accurately deliver the high-concentration reagent.
  • the liquid feeding resolution which is the liquid feeding amount per unit driving amount of the liquid feeding mechanism. The accuracy of the liquid amount can be improved.
  • the reagent preparation unit 106 is configured to send the preparation reagent to a plurality of dilution tanks 11 (in other words, an ISE analysis unit).
  • FIG. 22 is a diagram showing the reagent preparation unit according to the present embodiment extracted together with the related configurations.
  • the same members as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 22 is based on the reagent preparation section of the first embodiment, the reagent preparation section of the second embodiment may be used as a base.
  • a reagent supply branching section 54 for branching a reagent supply destination in the third flow path 43 is provided.
  • the dilution tank 11 at the discharge destination can be changed by the operation of the corresponding solenoid valve, and the reagents discharged to each dilution tank 11 can be analyzed by each ISE analysis unit (not shown).
  • the reagent can be supplied to the two dilution tanks 11 by one reagent supply branch 54, but by adding the reagent supply branch 54, it is possible to supply the reagent to a different dilution tank 11.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications.
  • the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and does not necessarily include all the described configurations.
  • a part of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment. It is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to delete a part of the configuration of each embodiment.
  • pinch valve 24 ... sample diluent discharge nozzle, 25 ... preparation reagent discharge nozzle, 26 ... first waste liquid nozzle, 27 ... voltmeter, 28 ... amplifier, 29 ... Control device, 30 ... Second waste liquid nozzle, 31 ... Solenoid valve, 32 ... Solenoid valve, 33 ... Vacuum pump, 34 ... Vacuum bin, 36 ... Liquid delivery syringe, 37 ... Confluence, 38 ... Solenoid valve, 39 ... Solenoid valve, 40 ... Solenoid valve, 41 ... First flow path, 42 ... Second flow path, 43 ... Third flow path, 44 ... Drive plunger, 45 ... Cylindrical parts, 46 ... Bearings, 47 ...

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Abstract

高濃度試薬を収容する高濃度試薬ボトルから高濃度試薬を送液する第一の流路と、高濃度試薬を希釈する試薬希釈液を収容する試薬希釈液ボトルから試薬希釈液を送液する第二の流路と、第一の流路と第二の流路とを合流させる合流部と、合流部から高濃度試薬と試薬希釈液との混合液である調製試薬を送液する第三の流路と、調製試薬を収容する希釈槽と、第三の流路で送液された調製試薬を希釈槽に吐出するための調製試薬吐出ノズルと、第三の流路を介して調製試薬吐出ノズルから希釈槽に吐出される調製試薬が予め定めた濃度となるように、高濃度試薬及び試薬希釈液を予め定めた比率で合流部に送液する送液機構と、希釈槽に収容された調製試薬により分析を行う分析部とを備える。これにより、より簡便な装置構成でより高精度に試薬を希釈して調製することができる。

Description

電解質分析装置
　本発明は、電解質分析装置に関する。
　電解質分析装置は、人体の血液、尿等の電解質溶液中に含まれる特定の電解質濃度を測定する装置であり、イオン選択性電極を利用して濃度測定を行うものである。電解質分析装置としては、例えば、フロー型電解質分析装置が知られている。フロー型電解質分析装置では、電解質溶液としての血清を直接、あるいは検体希釈液により希釈したサンプル溶液を、イオン選択電極に供給し、イオン選択電極と比較電極液との液間電位を測定する。続いて（又は測定に先立って）、イオン選択電極に電解質濃度が既知である標準液を供給し、血清（又はサンプル溶液）と同様に比較電極液との液間電位を測定する。そして、標準液の液間電位と血清（又はサンプル溶液）の液間電位の２つの液間電位から血清（又はサンプル溶液）の電解質濃度を算出することができる。
　このようなフロー型電解質分析装置では、検体希釈液、標準液、比較電極液といった試薬が消耗品として使用されており、これらの試薬が１回の分析で使用される量は任意に設定しているパラメータによって決まっている。また、これらの試薬は個々に交換可能に設けた試薬容器（例えば、２Ｌのボトル）から供給するようになっているため、検査装置の台数および検査検体が増加するほど試薬ボトルの交換個数と頻度が多くなり、作業者の負担が大きくなる。加えて、従来装置では連続稼動すると数時間に一度のボトル交換が必要となり、装置オペレータが試薬ボトル交換のタイムスケジュールに縛られていた。また、特に標準液は分析標準となる試薬であり、微小な濃度変化が分析値に影響するため、ボトル交換後には改めてキャリブレーションする必要がある。このようなボトル交換作業、およびその後のキャリブレーションといった、ボトル交換に伴って発生する装置のダウンタイムによって実質的な分析スループットが低下してしまう。
　このような課題に対して、例えば、特許文献１には、試薬と希釈液を収容するための調製タンクと、所定量の試薬を調製タンクに供給する試薬供給部と、供給された試薬を所望濃度に希釈する量よりも少ない量の希釈液を調製タンクに供給する希釈液供給部と、希釈液を任意の量だけ調製タンクへ補充する希釈液補充部と、タンク内の試薬濃度を検出する検出部と、希釈液補充部の補充動作を制御する制御部とを備え、制御部は、検出された試薬濃度が所望濃度よりも高いとき、検出濃度と所望濃度との差から試薬濃度を所望濃度にするための希釈液の補充量を算出し、かつ算出された補充量未満の量の希釈液を調製タンクに補充する制御を所望濃度に達するまで繰り返し行う試薬調製装置が開示されている。
特開平９－３３５３８号公報
　上記従来技術においては、高濃度の試薬を希釈しつつ用いることで、ボトルの交換頻度を低減しようとしている。しかしながら、高濃度の試薬を希釈して用いる場合、希釈後の試薬の濃度の精度を高めようとすると、希釈した所定濃度の試薬を保持するためのタンクや濃度を検出するための検出器、希釈した試薬の混合や攪拌のための機構などが必要となり、装置構成が非常に複雑になってしまう。
　本発明は上記に鑑みてなされたものであり、より簡便な装置構成でより高精度に試薬を希釈して調製することができる電解質分析装置を提供することを目的とする。
　本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、高濃度試薬を収容する高濃度試薬ボトルと、前記高濃度試薬を希釈する試薬希釈液を収容する試薬希釈液ボトルと、前記高濃度試薬ボトルから前記高濃度試薬を送液する第一の流路と、前記試薬希釈液ボトルから前記試薬希釈液を送液する第二の流路と、前記第一の流路と前記第二の流路とを合流させる合流部と、前記合流部から前記高濃度試薬と前記試薬希釈液との混合液である調製試薬を送液する第三の流路と、前記調製試薬を収容する希釈槽と、記第三の流路で送液された前記調製試薬を前記希釈槽に吐出するための調製試薬吐出ノズルと、前記第三の流路を介して前記調製試薬吐出ノズルから前記希釈槽に吐出される前記調製試薬が予め定めた濃度となるように、前記高濃度試薬及び前記試薬希釈液を予め定めた比率で前記分岐部に送液する送液機構と、前記希釈槽に収容された前記調製試薬により分析を行う分析部とを備えたものとする。
　より簡便な装置構成でより高精度に試薬を希釈して調製することができる。
第１の実施の形態に係る電解質分析装置の全体構成を概略的に示す図である。 第１の実施の形態に係る試薬調製部を関連構成とともに抜き出して示す図である。 試薬調製部の１サイクルにおける試薬供給動作を概略的に示す図である。 送液動作後の第三の流路４３の流路内部の状態を模式的に示す図である。 第三の流路に送液された混合液の送液過程における濃度変化を概略的に示す図である。 送液動作時の第三の流路中における高濃度試薬と試薬希釈液の液挙動を模式的に示す図である。 第１の実施の形態に対する比較例として、合流部直後から第三の流路が上下方向に構成される場合の沈降現象の様子を示す図である。 第１の実施の形態に対する比較例として、合流部直後から第三の流路が上下方向に構成される場合の沈降現象の様子を示す図である。 第三の流路の構造例を概略的に示す図である。 送液動作に伴って内部の液体を攪拌する機能を有する送液機構（送液シリンジ）の一例を示す図である。 送液動作に伴って内部の液体を攪拌する機能を有する送液機構（送液シリンジ）の他の例を示す図である。 送液動作に伴って内部の液体を攪拌する機能を有する送液機構（送液シリンジ）の他の例を示す図である。 合流部の変形例を示す図である。 合流部の他の変形例を示す図である。 高濃度試薬の吸引動作と、第三の流路への吐出動作を１サイクルの中で複数回実施する場合の動作シーケンスの概略図である。 廃棄用の流路を備えた試薬調製部を示した概略図である。 吐出動作中および吐出動作終了後の合流部における高濃度試薬の液挙動を示した図である。 吐出動作中および吐出動作終了後の合流部における高濃度試薬の液挙動を示した図である。 第２の実施の形態に係る試薬調製部を関連構成とともに抜き出して示す図である。 送液動作時の第三の流路中における高濃度試薬と試薬希釈液の液挙動を模式的に示す図である。 第２の実施の形態に係る動作シーケンスを示した概略図である。 第３の実施の形態に係る試薬調製部を関連構成とともに抜き出して示す図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
　＜第１の実施の形態＞
  本発明の第１の実施の形態を図１～図１８を参照しつつ詳細に説明する。
　図１は、本発明の実施の形態に係る電解質分析装置の全体構成を概略的に示す図である。なお、本実施の形態においては、電解質分析装置の一例として、イオン選択電極（以降、ＩＳＥ電極（Ion Selective Electrode）と称する）を用いたフロー型電解質分析装置（以降、単に電解質分析装置と称する）を示して説明する。
　図１において、電解質分析装置１００は、サンプル分注部１０１、ＩＳＥ電極部１０２、試薬部１０３、比較電極液供給部１０４、検体希釈液供給部１０５、試薬調製部１０６、廃液機構１０７、及び制御装置２９とから概略構成されている。
　サンプル分注部１０１は、サンプルプローブ１４およびサンプル容器１５を含む。サンプルプローブ１４によって、サンプル容器１５内に保持されたサンプル（患者の検体など）を分注し、自動分析装置内に引き込む。ここで、検体とは患者の生体から採取される分析対象の総称であり、例えば血液や尿などである。また、検体は、これらの分析対象に対して前処理を行ったものであってもよい。
　ＩＳＥ電極部１０２は、希釈槽１１、シッパノズル１３、ＩＳＥ電極１、比較電極２、電圧計２７、アンプ２８を含む。サンプル分注部にて分注されたサンプルは、希釈槽１１に吐出され、検体希釈液吐出ノズル２４から希釈槽１１内へ吐出される検体希釈液によって希釈され、撹拌される。シッパノズル１３はＩＳＥ電極１に流路によって接続され、希釈槽１１から吸引された希釈されたサンプル溶液は当該流路によってＩＳＥ電極１へ送液される。ここで、ＩＳＥ電極部１０２は、制御装置２９とともに、希釈槽１１に収容された調製試薬によりサンプルの分析を行う分析部を構成している。
　試薬部１０３は、測定に必要な試薬および試薬が収容された試薬ボトル、試薬ボトルから試薬を吸引するための試薬吸引ノズル８を含んで構成される。また、試薬部１０３は、脱ガス機構７およびフィルタ１６を含んでもよい。電解質測定を行うための試薬としては、高濃度試薬、試薬希釈液、検体希釈液、比較電極液の４種の液体が使用される。なお、本実施の形態においては、例えば、高濃度試薬は通常の３１倍の濃度とした内部標準液であり、試薬希釈液は純水である。
　本実施の形態においては、高濃度試薬を収容する高濃度試薬ボトル３、試薬希釈液を収容する試薬希釈液ボトル４、検体希釈液を収容する検体希釈液ボトル５、比較電極液を収容する比較電極液ボトル６が試薬部１０３にセットされる場合を例示している。なお、試薬希釈液を収容する試薬希釈液ボトル４は純水が自動供給される構成としてよく、装置運用上において試薬希釈液ボトル４の交換を不要とできる。また、装置の洗浄を行う場合には、試薬部に洗浄液を格納する洗浄液ボトルがセットされてもよい。
　脱ガス機構７は、試薬内に気泡が表れた場合に、その気泡がそのまま希釈槽１１や比較電極２に供給されないようにするための機構である。各試薬を送液するためのシリンジでは、流路を陰圧にして各ボトルから試薬を吸い上げるため、試薬中に溶け込んでいたガスが試薬内に気泡として表れる場合があるが、脱ガス機構７により、試薬に気泡が入ったまま希釈槽１１や比較電極２に供給される事態がある程度抑制される。
　フィルタ１６は試薬ボトル中に含まれる不純物（ゴミ等）をトラップするための機構である。
　比較電極液供給部１０４は、シッパシリンジ１０、ピンチ弁２３、電磁弁１７，２１，２２を含み、比較電極液の送液動作およびサンプル溶液のＩＳＥ電極への送液動作を担う。比較電極液ボトル６に収容された比較電極液は、ピンチ弁２３が閉鎖した状態でシッパシリンジ１０を動作させることで、比較電極２へ送液される。その後、ピンチ弁２３が開放されると、ＩＳＥ電極流路に送液された希釈されたサンプル溶液と、比較電極流路に送液された比較電極液とが接液し、ＩＳＥ電極１と比較電極２が電気的に導通する。ＩＳＥ電極部は、ＩＳＥ電極１と比較電極２との間の電位差（液間電位）に基づき、サンプルに含まれる特定の電解質の濃度を測定する。
　具体的には、例えば、ＩＳＥ電極１にはサンプル溶液中の特定のイオン（例えば、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、カリウムイオン（Ｋ＋）、クロールイオン（Ｃｌ－）など）の濃度に応じて起電力が変化する性質を持つイオン感応膜が貼り付けられている。これによって、ＩＳＥ電極１はサンプル溶液中の各イオン濃度に応じた起電力を出力し、電圧計２７及びアンプ２８により、ＩＳＥ電極１と比較電極２との間の起電力を取得する。制御装置２９では、各イオンにつき取得した起電力から検体中のイオン濃度を演算し、出力する（たとえば表示する）。希釈槽１１に残ったサンプル溶液は、後述の廃液機構により排出される。
　検体希釈液供給部１０５は、検体希釈液シリンジ９、電磁弁１８，２０、検体希釈液吐出ノズル２４を含み、検体希釈液吐出ノズル２４は希釈槽１１内に先端を導入した形状で設置され、流路を通じて検体希釈液ボトル５に接続される。流路中にプレヒート１２を含んでいてもよい。プレヒート１２は、ＩＳＥ電極１へ至る試薬の温度を一定範囲内に制御することで、ＩＳＥ電極１への温度の影響を抑制するための機構である。
　試薬調製部１０６は、高濃度試薬ボトル３に収容された高濃度試薬と試薬希釈液ボトル４に収容された試薬希釈液とを混合することで希釈し、予め定めた濃度に調製して試薬（調製試薬）を生成する機能を有している。なお、試薬調製部１０６の詳細な構成および動作については後に詳述する。
　廃液機構は、第１廃液ノズル２６、第２廃液ノズル３０、真空ビン３４、廃液受け３５、真空ポンプ３３、電磁弁３１，３２を含み、希釈槽１１に残ったサンプル溶液やＩＳＥ電極部１０２の流路に残った反応液を排出する。
　制御装置２９は、図示は省略するが、電解質分析装置の全体の動作を制御するものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算手段と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶手段と、Ｉ／Ｏポート等の入出力手段とを備えたコンピュータとして構成することができる。記憶手段および入出力手段は、内部バス等を介して、演算手段とデータ交換可能なように構成される。入出力手段は、電解質分析装置の上述した各機構に接続されており、制御装置２９は、入出力手段を介して各機構の動作を制御する。記憶手段は、電解質分析装置の動作を規定するプログラムを格納していてもよく、制御装置２９はこのプログラムを実行することによって電解質分析装置の動作を制御してもよい。このプログラムは、記憶手段に読み込まれ、演算手段によって実行される。また、制御装置２９には入出力装置が接続されてもよく、電解質分析装置はこの入出力装置を介してユーザからの入力や測定結果の表示を行ってもよい。
　ここで、電解質分析装置１００における基本的な電解質濃度の測定動作について説明する。
　電解質分析装置１００における測定動作は、制御装置２９により制御される。制御装置２９は、まず、サンプル分注部のサンプルプローブ１４によりサンプル容器１５から分注したサンプルを、ＩＳＥ電極部の希釈槽１１に吐出する。その後、検体希釈液シリンジ９の動作によって、検体希釈液ボトル５から検体希釈液吐出ノズル２４を介して希釈槽１１に検体希釈液を吐出する。希釈槽１１内において、検体希釈液によってサンプルを希釈する。前述の通り、流路内の検体希釈液の温度や圧力変化により気泡が発生することを防ぐため、検体希釈液流路の途中に取り付けられた脱ガス機構７で脱ガス処理を行ってもよい。希釈されたサンプル溶液は、シッパシリンジ１０の動作により、ＩＳＥ電極１へ送液される。
　一方、ピンチ弁２３およびシッパシリンジ１０の動作により、比較電極液ボトル６から比較電極２へと比較電極液が送液される。比較電極液が送液された後、ピンチ弁２３が開放されてサンプル溶液と比較電極液とが接液することにより、ＩＳＥ電極１と比較電極２とが電気的に導通する。比較電極電位を基準としたＩＳＥ電極電位（液間電位）を電圧計２７とアンプ２８を用いて計測する。
　なお、サンプル溶液を送液している間の濃度変動の影響を抑制するためには、比較電極液の電解質濃度を高濃度とすることが望ましい。比較電極液は例えば、所定濃度の塩化カリウム（ＫＣｌ）水溶液である。一方で、飽和濃度付近では結晶化し流路詰まりの原因となる可能性がある。これらを総合的に考慮すると、比較電極液の電解質濃度は、０．５ｍｍｏｌ／Ｌから３．０ｍｍｏｌ／Ｌの間であることが望ましい場合がある。
　また、サンプル溶液を用いた測定の前または後に、サンプル溶液を用いた測定と同様に、内部標準液の電解質濃度測定を行う。本実施の形態において内部標準液は、試薬調製部において高濃度試薬を希釈することにより調製される。具体的な試薬調製部の動きについては後述する。
　サンプル溶液について計測されたＩＳＥ電極電位を用いて制御装置２９にて演算を行い、サンプル溶液中の電解質濃度を算出する。このとき、内部標準液について計測されたＩＳＥ電極電位に基づく較正を行うことで、より正確な電解質濃度の測定が行える。較正処理の具体的な演算内容は、当業者が公知技術等に基づいて適宜設計可能である。
　以上の検体の分注、検体の電解質測定、およびその前後に実施される内部標準液の電解質測定の一連の分析を１サイクルとして、１サイクルにつき１つの検体を処理し、繰り返しサイクルを実施することで複数の検体についての電解質分析を実施する。
　続いて、電解質分析装置１００の試薬調製部１０６について詳細に説明する。
　図２は、試薬調製部を関連構成とともに抜き出して示す図である。
　試薬調製部１０６は、高濃度試薬ボトル３から高濃度試薬を送液する第一の流路４１と、試薬希釈液ボトル４から試薬希釈液を送液する第二の流路４２と、第一の流路４１と第二の流路４２とを合流させる合流部３７と、合流部３７から高濃度試薬と試薬希釈液との混合液である調製試薬を送液する第三の流路４３と、調製試薬を収容する希釈槽１１と、第三の流路４３で送液された調製試薬を希釈槽１１に吐出するための調製試薬吐出ノズル２５と、高濃度試薬及び試薬希釈液を合流部３７に送液する送液機構を構成する送液シリンジ３６と、電磁弁３８，３９，４０とを含んで構成される。第三の流路４３には、プレヒート１２が設けられている。
　送液シリンジ３６は、第二の流路４２に備えられている。合流部３７は、単一の分岐点を有しており、合流部３７に接続される第一の流路４１、第二の流路４２、及び第三の流路４３の各流路とはコネクタで接続されている。合流部３７は、例えば、アクリルや塩化ビニルなどのように耐薬性に優れた材料で構成されている。また、第一の流路４１、第二の流路４２、及び第三の流路４３の各流路は、例えば、直径１ｍｍの流路内径を持つ樹脂製のチューブを用いて構成されている。
　試薬調製部１０６は、その流路中に１つの送液機構（送液シリンジ３６）を備える。送液シリンジ３６および電磁弁３８，３９，４０の動作によって、第一の流路４１から合流部３７に高濃度試薬を、第二の流路４２から合流部３７に試薬希釈液をそれぞれ送液し、合流部３７から第三の流路４３に高濃度試薬と試薬希釈液の混合液が送液される。高濃度試薬と試薬希釈液の混合液は、第三の流路４３中で混ざりあい、最終的に調製試薬として調製試薬吐出ノズル２５から希釈槽１１へ所定量（１サイクルの送液量分）が吐出される。また、希釈槽１１へ吐出された試薬は吐出の勢いによって希釈槽１１内でされに攪拌され、その後、分析部（ＩＳＥ電極部１０２）による分析に使用される。
　ここで、本実施の形態における試薬調製部における試薬の送液動作について具体的に説明する。
　図３は、試薬調製部の１サイクルにおける試薬供給動作を概略的に示す図であり、横軸に時間を示している。
　図３に示すように、まず、電磁弁３９を開放した状態で送液シリンジ３６の吸引動作を行うことによって、高濃度試薬を第一の流路４１から第二の流路４２に引き入れる（ＳＴＥＰ１）。その後、電磁弁４０を開放した状態で送液シリンジ３６の吸引動作を行うことによって、試薬希釈液ボトル４から試薬希釈液を第二の流路４２に導入する（ＳＴＥＰ２）。その後、電磁弁３８を開放した状態で送液シリンジ３６の吐出動作を実施することにより、第三の流路４３に高濃度試薬および試薬希釈液を送液する。第三の流路４３に送液された高濃度試薬と試薬希釈液に押される形で、送液量分の高濃度試薬と試薬希釈液の混合液（以下、単に混合液）が、調製試薬吐出ノズル２５から希釈槽１１に吐出される（ＳＴＥＰ３）。上記手順は１回の分析（１サイクル）ごとに実施される。なお、ＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ２の順番は逆転してもよい。このように、本実施の形態においては、第三の流路４３に高濃度試薬と試薬希釈液とが１サイクル中に１回ずつ、交互に送液される。
　図４は、送液動作後の第三の流路４３の流路内部の状態を模式的に示す図である。
　試薬調製部１０６において送液動作を実施すると、高濃度試薬と試薬希釈液は合流部３７を介して第三の流路４３に交互に送液される。高濃度試薬として、例えば、３１倍に濃縮された内部標準液を使用する場合、最終的に通常濃度（１倍）の内部標準液（調製試薬）を調製するためには、高濃度試薬の３０倍の量の試薬希釈液を送液する必要がある。本実施の形態においては、例えば、１５μＬの高濃度試薬を合流部３７に送液するとともに、高濃度試薬に対して４５０μＬの試薬希釈液を合流部３７送液し、合流部３７を介しての高濃度試薬と試薬希釈液の第三の流路４３への送液によって押し出されるかたちで、希釈槽１１に４６５μＬの高濃度試薬と試薬希釈液の混合液（調製試薬）が吐出される。すなわち、送液機構（送液シリンジ３６）は、制御装置２９の制御により、第三の流路４３を介して調製試薬吐出ノズル２５から希釈槽１１に吐出される調製試薬が予め定めた濃度となるように送液を行う。
　図５は、第三の流路に送液された混合液の送液過程における濃度変化を概略的に示す図である。また、図６は、送液動作時の第三の流路中における高濃度試薬と試薬希釈液の液挙動を模式的に示す図である。
　図６に示すように、送液動作中において、管内壁面付近の流体は配管の壁面抵抗によって管内中央付近の流体よりも移動速度が遅くなるため、壁面付近の液体は管内中央付近において後続の液体に追い越される。すなわち、合流部３７を介して第三の流路４３に交互に送液された高濃度試薬と試薬希釈液は、管内壁面付近と中央付近との移動速度の差により生じる送液方向とは異なる流れ（例えば、乱流）により第三の流路４３内で混合される。また、送液動作中において、壁面付近の流体と管内中央付近の流体とで移動速度に差があるため、第三の流路４３に交互に送液された高濃度試薬と試薬希釈液との境界が送液方向に引き伸ばされ、高濃度試薬と試薬希釈液との接触面積が増加する。これにより、高濃度試薬と試薬希釈液との接触部分における拡散作用（高濃度試薬の試薬希釈液への拡散作用）が増進され、高濃度試薬と試薬希釈液の混合がより促進される。このような、本願発明者が得た新たな２つの知見に基づけば、高濃度試薬と試薬希釈液の混合作用の大きさは送液流路の長さに依存し、送液流路が長いほど高濃度試薬と試薬希釈液の混合が促進されるため、送液流路（ここでは、第三の流路４３）が長いほど、より均一な混合液（調製試薬）を得ることができる。
　図５においては、高濃度試薬の濃度を濃度Ａ、試薬希釈液の濃度を濃度Ｃ、目標とする濃度を濃度Ｂとして、第三の流路４３の各断面における濃度を示している。図５に示すように、第三の流路４３の上流側（合流部３７直後）においては高濃度試薬と試薬希釈液はまだ十分な混合がなされておらず濃度に大きな差があるが、送液過程を経るたびに流路内での混合が促進され、最終的に均一な濃度となる。
　なお、第三の流路４３に送液された混合液は十分な混合がなされていない場合であっても、分析１回分の体積ごとにある一定の濃度となっていればよいので、連続して均一な濃度である必要はない。すなわち、最終的に希釈槽１１に吐出された混合液が、分析ごとにある一定の濃度となっていればよいため、吐出される直前の混合液において、高濃度部分と低濃度部分の濃度差が大きい状態（濃度ムラがある状態）でもよい。しかしながら、より高い精度を求める場合には第三の流路４３に送液された２液は吐出前の段階で十分混合され、均一な濃度となっていることが望ましい。十分混合されていた方が、分析１回分の体積中に含まれる高濃度試薬量のばらつきを減らすことができるためである。また、十分混合されていれば、希釈槽に吐出する量が多少変動したとしても濃度には影響がないため、濃度の安定性を増すことができる。
　上記を踏まえると、第三の流路４３内での混合過程は流路の長さに依存するので、できるだけ第三の流路４３を長く構成するほうが望ましい。第三の流路４３を長く構成することで、吐出前の段階で混合液が十分に混合された状態を実現することが可能である。加えて、第三の流路４３を長く構成すると、例えば高濃度試薬の吸引量のばらつきなど、濃度ばらつきに影響を及ぼすその他の因子も流路中の混合過程によって均一化することが可能であり、最終的に希釈槽１１に吐出する混合液の濃度の再現性を確保できる。ただし、あまりに流路を長くすると配管抵抗が送液機構の駆動力を上回り、送液不可能となる恐れがある。ほかにも、流路が長くなると同じ吐出動作であったとしても吐出動作中の管内圧力が大きくなり、流路部品（例えば電磁弁や配管チューブ）の耐圧範囲を超える恐れがある。そのため、流路の長さは求められる測定結果の再現性が得られるだけの長さがあればよく、これは当業者が対象の装置構成における測定結果の目標値ごとに適宜最適化できる。また、電解質分析は測定試薬の温度安定性が分析結果に大きく影響するため、流路を長くする場合には、合流部３７から調製試薬吐出ノズル２５の吐出口までの流路のうちプレヒート通過前の流路を長くする方が望ましい。
　ここで、第三の流路４３内での高濃度試薬の沈降現象について説明する。
　第三の流路４３において、送液直後は高濃度部分と低濃度部分（試薬希釈液部分）が明確に分かれており、混合が十分になされていない状態である。この状態で時間が経過すると高濃度試薬は試薬希釈液より比重が大きいため、その比重差により高濃度試薬が下方に沈降する。なお、高濃度試薬と試薬希釈液の混合液が不完全な混合状態で流路中に滞留した場合、高濃度試薬の自然拡散によって長時間経たのちには完全な混合状態となるが、自然拡散の拡散速度は沈降速度と比較してはるかに遅いため、実用上、自然拡散の影響は無視してよく、逆に沈降は液静定後数秒から数十秒の短い時間においてもその現象がみられるため無視できない。
　図７及び図８は、本実施の形態に対する比較例として、合流部直後から第三の流路が上下方向に構成される場合の沈降現象の様子を示す図である。
　図７及び図８に示すように構成した場合、特に沈降による影響が顕著となり、高濃度試薬が下方に沈降することにより、高濃度部分と低濃度部分の送液パターンにずれが生じる。その結果、最終的に希釈槽１１に吐出されたときに、先に濃度が低い（または高い）試薬が吐出され、その後濃度が高い（または低い）試薬が吐出されることになり、毎回の測定において一定濃度の試薬を調製できなくなる。この沈降現象は、連続的に分析が実施されている場合、すなわち常に同じ時間間隔で動作している場合は、たとえ沈降現象が発生していようとも毎回同様の沈降具合となっているため、大きな問題とならない。しかし、実際の装置の運用においては測定間隔が不規則になるのが一般的であり、かつ、装置が一度スタンバイ状態となった際には、確実に連続的に測定動作を実施している場合よりも動作の時間間隔が長くなるため、沈降現象による影響が無視できなくなる。
　図９は、第三の流路の構造例を概略的に示す図である。
　図９において、第三の流路４３は、予め定めた半径でつるまきばね状に巻かれた巻き構造を有している。これにより、高濃度試薬の沈降による影響を抑制することが可能である。このような構成とすることで、沈降現象が発生したとしても高濃度試薬は巻き付けられた１周のうちの下方位置に沈降し、それ以上の沈降現象の進行を防ぐことができる。これより、たとえ不規則に動作時間が変化したとしても沈降具合をある程度同様にすることが可能であり、それによって送液パターンを保つことが可能となる。なお、巻き方向は図９に示すように回転軸が水平方向を向く（すなわち、流路方向に進む場合に上下方向の傾斜を周期的に繰り返すように構成する）ことが望ましい。また、巻き径は１周の流路体積が１サイクルで送液される量以下になるようにして決定されることが望ましい。また、第三の流路４３すべてを巻き構造としてもよいが、主として高濃度試薬の沈降現象は、高濃度部分と低濃度部分の濃度差が大きい領域、すなわち第三の流路４３の合流部３７直後の領域において顕著となるので、第三の流路４３の当該領域のみを部分的に巻き構造としてもよい。
　なお、沈降現象を考慮した場合、試薬調製部１０６に備えられる送液機構（ここでは、送液シリンジ３６）は、第一の流路４１もしくは第二の流路４２のどちらかに一方に備えられることが望ましい。これは、内部における高濃度試薬と試薬希釈液との混合液の滞留によって沈降現象が生じやすい送液機構を極力減らすことにより、送液機構内部における高濃度試薬の沈降の発生を抑制するためである。
　また、送液機構を第三の流路４３に備える場合には、調製試薬吐出ノズル２５（吐出口）の直前に備えることが望ましい。このようにすることで、第三の流路４３に導入された混合液は送液機構に到達する前に流路中で可能な限り混合された状態となるため、送液機構内部に導入された混合液における高濃度成分の沈降の影響を抑制することが可能である。
　図１０は、送液動作に伴って内部の液体を攪拌する機能を有する送液機構（送液シリンジ）の一例を示す図である。また、図１１及び図１２は、送液動作に伴って内部の液体を攪拌する機能を有する送液機構（送液シリンジ）の他の例を示す図である。
　図１０に示す送液機構（送液シリンジ）では、図示しない駆動モータによって円筒型の駆動プランジャ４４を動作させることにより送液を実施するが、駆動プランジャ４４の先端に駆動プランジャ４４の半径より大きな半径を持つ円筒部品４５を備えることで、送液動作に伴って送液機構内部の液体を攪拌することが可能となる。
　また、図１１及び図１２に示す送液機構（送液シリンジ）では、駆動プランジャ４４の先端に駆動プランジャ４４の半径より大きな半径を持つプロペラ部品４７と、プロペラ部品４７を駆動プランジャ４４に対して周方向に摺動可能に保持するベアリング４６とを備えている。なお、図１２は、駆動プランジャ４４、ベアリング４６およびプロペラ部品４７を軸方向から見た図である。この様な構成とすることで、送液動作時に駆動プランジャ４４が動作することによってプロペラ部品４７が回転するため、より効果的に内部の液体を攪拌することが可能となる。
　このように送液動作に伴って送液機構の内部を攪拌する機能を有する場合、送液機構を合流部３７の直後の第三の流路４３に取り付けることにより、第三の流路４３に送液された高濃度試薬と試薬希釈液を素早く混合することが可能となる。なお、駆動プランジャ４４の形状および送液機構の内部の攪拌のための追加部品等の形状は上記の例によらず、高濃度試薬と試薬希釈液の混合を促進する効果を奏する範囲で当業者が適宜選択可能である。
　なお、沈降現象を考慮する場合、合流部３７においては、高濃度試薬が送液される第一の流路４１よりも試薬希釈液が送液される第二の流路４２（及び第三の流路４３）の方が上方となるように接続する、言い換えると、高濃度側が低濃度側よりも下方となるように接続することが望ましい。例えば、本実施の形態では、上記の条件を満たす構成として、高濃度試薬が送液される第一の流路４１が鉛直下向きから接続され、試薬希釈液が送液される第二の流路４２（及び第三の流路４３）が第一の流路４１の接続部分よりも上方に水平方向から接続される形状（いわゆる、Ｔ字形状：図４等参照）の合流部３７を例示している。このようにすることで、装置が動作していないとき（試薬調製部１０６が動作していないとき）に高濃度試薬が沈降し、第二の流路４２から第一の流路４１および第三の流路４３へ漏れ出ることを予防できる。
　図１３は、合流部の変形例を示す図である。
　図１３において、合流部４８は、複数の分岐点を有している。複数の分岐点を持つことにより、高濃度試薬を合流部４８に吸引（送液）した際、複数の分岐点から同時に吸引がなされるので、高濃度試薬と試薬希釈液が短い間隔で交互に送液され、高濃度試薬と刺客希釈液とをより素早く混合することが可能となる。なお、合流部４８と各流路とはコネクタにより接続される。
　図１４は、合流部の他の変形例を示す図である。
　図１４においては、単一の合流部を有する合流部３７を複数個有した構成を示している。この場合においても図１３の場合と同様に、混合を促進することができる。
　なお、第三の流路４３での混合を促進するため、高濃度試薬の吸引動作と、第三の流路４３への吐出動作を１サイクルの中で複数回実施してもよい。
　図１５は、高濃度試薬の吸引動作と、第三の流路への吐出動作を１サイクルの中で複数回実施する場合の動作シーケンスの概略図である。
　図１５に示す場合、まず初めに電磁弁４０を開放した状態で送液シリンジ３６の吸引動作を実施し、試薬希釈液ボトル４から第二の流路４２へ試薬希釈液を吸引する（ＳＴＥＰ１）。その後、電磁弁３９を開放した状態で送液シリンジ３６の吸引動作を実施し、高濃度試薬を第一の流路４１から第二の流路４２へ引き入れる（ＳＴＥＰ２）。この際の吸引量は必要量以下とする（例えば必要量の５０％を吸引する）。その後、電磁弁３９を開放した状態で送液シリンジ３６の吐出動作を実施する（ＳＴＥＰ３）。この際の吐出量も必要量以下とする（例えば必要量の５０％を吐出する）。その後、ＳＴＥＰ２とＳＴＥＰ３を再度実施し、残りの必要量すべてを吸引および吐出する（ＳＴＥＰ４，ＳＴＥＰ５）。このように動作することで、高濃度試薬と試薬希釈液が短い間隔で交互に送液されることになるため、混合を促進する効果を奏する。ＳＴＥＰ２とＳＴＥＰ３の繰り返しは、１サイクルの中で複数回実施することが可能であり、その繰り返し数は当業者が適宜最適化可能である。
　ここで、本実施の形態におけるエラー発生時について考える。本実施の形態では、第三の流路４３に高濃度試薬と試薬希釈液を一定の間隔（一定パターン）で送液する。そのため動作中、不意にエラーが発生しシリンジの動作が中途半端に停止した場合、その送液パターンに乱れが生じる。こうなってしまうと、パターンが乱れた領域を廃棄しなければならず、第三の流路４３すべてを新規の試薬（高濃度試薬と試薬希釈液の混合液）で満たすためのリフレッシュ動作が必要となる。しかし、特に第三の流路４３を長く構成している場合には、リフレッシュ動作に時間を要し、かつリフレッシュのための試薬の消費も必要となる。そこでリフレッシュ動作にかかる時間を短縮し、かつリフレッシュのための試薬の消費量を低減するために、試薬調製部は廃棄用の流路を備えていてもよい。
　図１６は、廃棄用の流路を備えた試薬調製部を示した概略図である。
　図１６において、試薬調製部１０６は、第三の流路４３に配置された廃棄用分岐部４９と、廃棄用分岐部４９から分岐して接続される第四の流路５０と、廃液流路への送液先切り替え用の電磁弁５１とを備えている。通常運転時には電磁弁５１は閉じており、第四の流路５０に送液されない。そして、エラー発生時には、その後のリフレッシュ動作として、電磁弁３８を閉じて電磁弁５１を開放した状態で送液する。このとき、エラー発生前後の送液機構による送液量を制御装置２９により監視・把握し、送液パターンが乱れた領域のみを第四の流路５０に送液して廃棄する。このように、送液パターンが乱れた領域のみを廃棄するように構成することにより、廃棄用分岐部４９はリフレッシュ動作に必要なサイクル数を削減することができる。
　なお、廃棄用分岐部４９および第四の流路５０を備える場合、廃棄用分岐部４９から見た第四の流路５０における配管抵抗が廃棄用分岐部４９以降の第三の流路４３の配管抵抗と等しくなるように構成することが望ましい。これによって、吐出動作後の合流部３７において、第一の流路４１から漏出する高濃度試薬の量を一定に制御することが可能となる。
　図１７及び図１８は、吐出動作中および吐出動作終了後の合流部における高濃度試薬の液挙動を示した図である。
　図１７及び図１８に示すように、吐出動作中、電磁弁３９が閉塞しているため第一の流路４１に流れは発生しない。しかし、第一の流路４１は吐出動作時の第二の流路４２から第三の流路４３に向かって流れる流体の動圧を受けるため、第一の流路４１の高濃度試薬は送液中の液体（主として試薬希釈液）にわずかに押しこまれる形となる。吐出動作終了後には押されていた第一の流路４１は元の状態に戻るが、この時、押されていた時の反動により、合流部３７の分岐点から高濃度試薬が漏出する。この漏出量は、吐出動作中に第一の流路４１が受ける動圧に起因しており、大きな圧を受けるほど押し込みが強くなるため、その反動として漏出量が増加する。そして、吐出速度（送液シリンジ３６の駆動速度）が同じであるならば、吐出流路の配管抵抗が大きくなるほど、吐出動作中に第一の流路４１が受ける動圧は大きくなる。つまり、漏出量は吐出流路の配管抵抗に依存しており、配管抵抗が異なる流路に送液した場合、吐出動作後に合流部３７で第一の流路４１から漏出する高濃度試薬の量が変化することとなる。常に同じ漏出量であれば問題ないが、時として漏出量が異なる状態が発生するような場合には、最終的な試薬の濃度の再現性を確保できなくなる。そこで、廃棄用分岐部４９以降の第三の流路４３と第四の流路５０における配管抵抗を等しくすることにより、吐出動作後の高濃度試薬成分の漏出量を合わせることが可能である。ここで配管抵抗を等しくするとは、簡単には第四の流路５０を廃棄用分岐部４９以降の第三の流路４３と全く同じ構成とすればよい。また、そのようにせずとも例えば第四の流路を第三の流路４３よりもはるかに短く構成する場合、第四の流路は第三の流路４３と比較して配管抵抗が小さい状態になるので、その場合はあえて第四の流路に絞りを設けるなどして配管抵抗を一致させる構成とすればよい。
　以上のように構成した本実施の形態においては、より簡便な装置構成でより高精度に試薬を希釈して調製することができる。
　＜第２の実施の形態＞
  本発明の第２の実施の形態を図１９～図２１を参照しつつ説明する。
　本実施の形態は、試薬調製部１０６の高濃度試薬を送液する第一の流路４１と試薬希釈液を送液する第二の流路４２のそれぞれに送液機構（送液シリンジ）を配置した場合を示すものである。
　図１９は、本実施の形態に係る試薬調製部を関連構成とともに抜き出して示す図である。図中、第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
　図１９において、試薬調製部１０６は、試薬を希釈槽１１に吐出するための調製試薬吐出ノズル２５と、高濃度試薬と試薬希釈液の流路の分かれ目となる合流部３７と、合流部３７から高濃度試薬ボトル３に配管された第一の流路４１と、合流部３７から試薬希釈液ボトル４に配管された第二の流路４２と、合流部３７から調製試薬吐出ノズル２５に配管された第三の流路４３と、第一の流路４１に備えられた送液シリンジ３６と、第二の流路４２に備えられた第二の送液シリンジ５２と電磁弁５１を含んで構成される。
　本実施の形態においては、２つの送液機構（送液シリンジ３６，５２）を同時に動作させることにより、それぞれの試薬を第一の流路４１および第二の流路４２から第三の流路４３へ同時に送液することで、合流部３７の分岐点において高濃度試薬と試薬希釈液を混合できる。そのため、合流部３７後すぐに混合された試薬を調製することが可能である。
　図２０は、送液動作時の第三の流路中における高濃度試薬と試薬希釈液の液挙動を模式的に示す図である。
　図２０に示すように、送液動作中において、第一の流路４１から第三の流路４３に送液された高濃度試薬は、第二の流路４２のから同時に送液される試薬希釈液とともに下流側に順次送液される。このとき、第三の流路４３に同時に送液された高濃度試薬と試薬希釈液との境界が送液方向に引き伸ばされ、高濃度試薬と試薬希釈液との接触面積が増加する。これにより、高濃度試薬と試薬希釈液との接触部分における拡散作用（高濃度試薬の試薬希釈液への拡散作用）が増進され、高濃度試薬と試薬希釈液の混合がより促進される。すなわち、高濃度試薬と試薬希釈液の混合作用の大きさは送液流路の長さに依存し、送液流路が長いほど高濃度試薬と試薬希釈液の混合が促進されるため、送液流路（ここでは、第三の流路４３）が長いほど、より均一な混合液（調製試薬）を得ることができる。
　図２１は、本実施の形態における動作シーケンスを示した概略図である。
　図２１において、制御装置２９は、まず、電磁弁４０を開放した状態で送液シリンジ３６が吸引動作を実施することで、試薬希釈液ボトル４から試薬希釈液を吸引する（ＳＴＥＰ１）。一方で電磁弁３９を開放した状態で第二の送液シリンジ５２が吸引動作を実施することで、高濃度試薬ボトル３から高濃度試薬を吸引する（ＳＴＥＰ２）。ＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ２はどちらを先に実施してもよく、また同時に実行開始してもよい。吸引動作完了後、電磁弁３８を開放した状態で送液シリンジ３６の吐出動作を実施する（ＳＴＥＰ３）。一方で、電磁弁５３を開放した状態で送液シリンジ５２の吐出動作を実施する（ＳＴＥＰ４）。ＳＴＥＰ３とＳＴＥＰ４の動作開始を同時とすることにより、合流部３７の分岐点において第一の流路４１および第二の流路４２から同時に液が流入し、第三の流路４３に送液されるため、分岐点で両液体が混合される。
　本実施の形態において、送液量は高濃度試薬１５μＬに対して、試薬希釈液４５０μＬであり、２つの送液機構（送液シリンジ３６，５２）の駆動量は大きく異なる。これより、２つの送液機構（送液シリンジ３６，５２）を同時に動作開始させた場合、駆動速度が同じであるならば、第一の流路４１に備えられた送液機構の方が早く動作が終了する。このことは、送液開始直後は分岐点から高濃度試薬と試薬希釈液の混合液が送液されるが、高濃度試薬が送液完了後は試薬希釈のみ送液される状態となることを意味する。そこで、２つの送液機構（送液シリンジ３６，５２）において送液速度を調整し、常に高濃度試薬と試薬希釈液が同時に送液される状況とすることで、より流路中での混合を促進することが可能となる。
　本実施の形態において、合流部３７を調製試薬吐出ノズル２５の直前に配置し、第三の流路４３を短く構成してもよい。第三の流路４３を長く構成することで、これまでに述べたように流路中の壁面抵抗により流路内での混合が促進されるが、本実施の形態においては高濃度試薬と試薬希釈液を同時に送液することにより、合流部３７を通過した直後から両液体が十分混合された状態を実現できる。これによって、第三の流路４３を短く構成でき、第三の流路４３のリフレッシュ動作の簡便化が図れる。例えば、第三の流路４３はその体積が分析１回に使用される量以下となるように構成することで、エラー発生により第三の流路４３内に滞留した混合液の濃度が正規の濃度から外れた場合においても、１サイクル分を廃棄することで元の状態に回復することが可能となる。
　なお、送液機構を２つ用いる場合、第一の流路４１に備えられた送液機構の駆動プランジャ４４の径を第二の流路４２に備えられた送液機構の駆動プランジャ４４の径よりも小さくしてもよい。本実施の形態においては、試薬希釈液は高濃度試薬に比較してはるかに多く送液されることに加え、試薬希釈液の送液量のばらつきが最終的な濃度及ぼす影響は、高濃度試薬のそれと比較してはるかに小さい。すなわち、最終的な濃度の再現性は、主として高濃度試薬の送液量およびその精度に依存するため、高濃度試薬を精度よく送液することが重要である。高濃度試薬側の送液機構の駆動プランジャ４４の径を小さくすることにより、送液機構の単位駆動量あたりの送液量である送液分解能を向上させることができるため、高濃度試薬の送液量の精度向上が図ることができる。
　その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
　以上のように構成した本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
　＜第３の実施の形態＞
  本発明の第３の実施の形態を図２２を参照しつつ説明する。
　本実施の形態は、試薬調製部１０６が複数の希釈槽１１（言い換えると、ＩＳＥ分析ユニット）に調製試薬を送液するように構成したものである。
　図２２は、本実施の形態に係る試薬調製部を関連構成とともに抜き出して示す図である。図中、第１及び第２の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。なお、図２２においては、第１の実施の形態の試薬調製部をベースとしているが、第２の実施の形態の試薬調製部をベースとしてもよい。
　図２２においては、第三の流路４３において試薬の供給先を分岐させるための試薬供給分岐部５４を備える。対応する電磁弁の動作により吐出先の希釈槽１１を変更することができ、それぞれの希釈槽１１に吐出された試薬は図示しないそれぞれのＩＳＥ分析ユニットによって分析可能である。図１８では１つの試薬供給分岐部５４により２つの希釈槽１１へ試薬供給可能であるが、試薬供給分岐部５４を増設することで、さらに異なる希釈槽１１へ供給する構成が可能である。
　複数の希釈槽１１へ試薬を供給する場合、試薬供給分岐部５４から各調製試薬吐出ノズル２５までの流路における配管抵抗を一致させることが望ましい。これは、５１段落目で説明した通り、配管抵抗が異なる系に送液した際、吐出終了時に合流部３７において第一の流路４１から漏出する高濃度試薬の量を一定とするためである。
　その他の構成は第１及び第２の実施の形態と同様である。
　以上のように構成した本実施の形態においても第１及び第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
　＜付記＞
  なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものでなく、様々な変形例を含んでいる。例えば、上述した実施の形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備える必要はない。また、ある実施の形態の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることができる。また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を追加することもできる。また、各実施の形態の構成の一部を削除することもできる。
　１…ＩＳＥ電極、２…比較電極、３…高濃度試薬ボトル、４…試薬希釈液ボトル、５…検体希釈液ボトル、６…比較電極液ボトル、７…脱ガス機構、８…試薬吸引ノズル、９…検体希釈液シリンジ、１０…シッパシリンジ、１１…希釈槽、１２…プレヒート、１３…シッパノズル、１４…サンプルプローブ、１５…サンプル容器、１６…フィルタ、１７…電磁弁、１８…電磁弁、２０…電磁弁、２１…電磁弁、２２…電磁弁、２３…ピンチ弁、２４…検体希釈液吐出ノズル、２５…調製試薬吐出ノズル、２６…第１廃液ノズル、２７…電圧計、２８…アンプ、２９…制御装置、３０…第２廃液ノズル、３１…電磁弁、３２…電磁弁、３３…真空ポンプ、３４…真空ビン、３６…送液シリンジ、３７…合流部、３８…電磁弁、３９…電磁弁、４０…電磁弁、４１…第一の流路、４２…第二の流路、４３…第三の流路、４４…駆動プランジャ、４５…円筒部品、４６…ベアリング、４７…プロペラ部品、４８…合流部、４９…廃棄用分岐部、５０…第四の流路、５１…電磁弁、５２…第二の送液シリンジ、５３…電磁弁、５４…試薬供給分岐部、１００…電解質分析装置、１０１…サンプル分注部、１０２…ＩＳＥ電極部、１０３…試薬部、１０４…比較電極液供給部、１０５…検体希釈液供給部、１０６…試薬調製部、１０７…廃液機構

Claims (20)

  1. 　高濃度試薬を収容する高濃度試薬ボトルと、
    　前記高濃度試薬を希釈する試薬希釈液を収容する試薬希釈液ボトルと、
    　前記高濃度試薬ボトルから前記高濃度試薬を送液する第一の流路と、
    　前記試薬希釈液ボトルから前記試薬希釈液を送液する第二の流路と、
    　前記第一の流路と前記第二の流路とを合流させる合流部と、
    　前記合流部から前記高濃度試薬と前記試薬希釈液との混合液である調製試薬を送液する第三の流路と、
    　前記調製試薬を収容する希釈槽と、
    　前記第三の流路で送液された前記調製試薬を前記希釈槽に吐出するための調製試薬吐出ノズルと、
    　前記第三の流路を介して前記調製試薬吐出ノズルから前記希釈槽に吐出される前記調製試薬が予め定めた濃度となるように、前記高濃度試薬及び前記試薬希釈液を予め定めた比率で前記合流部に送液する送液機構と、
    　前記希釈槽に収容された前記調製試薬により分析を行う分析部とを備えたことを特徴とする電解質分析装置。
  2. 　請求項１に記載の電解質分析装置であって、
    　前記送液機構は、前記高濃度試薬と前記試薬希釈液を合流部に交互に送液することを特徴とする電解質分析。
  3. 　請求項１に記載の電解質分析装置であって、
    　前記調製試薬は、前記第三の流路の下流側に行くにしたがって、前記試薬希釈液に対する前記高濃度試薬の濃度がより均一になることを特徴とする電解質分析装置。
  4. 　請求項１に記載の電解質分析装置であって、
    　前記第三の流路は、予め定めた半径でつるまきばね状に巻かれた巻き構造を有することを特徴とする電解質分析装置。
  5. 　請求項１に記載の電解質分析装置であって、
    　前記送液機構は、前記第一の流路及び前記第二の流路の何れか一方に備えられた送液シリンジを有することを特徴とする電解質分析装置。
  6. 　請求項１に記載の電解質分析装置であって、
    　前記送液機構は、第三の流路の前記調製試薬吐出ノズル側に配置された送液シリンジを有することを特徴とする電解質分析装置。
  7. 　請求項１に記載の電解質分析装置であって、
    　前記送液機構は、前記第三の流路の前記合流部側に配置された送液シリンジを有し、
    　前記送液シリンジは、前記送液シリンジの内部の流体を送液動作に伴って攪拌する攪拌機構を有することを特徴とする電解質分析装置。
  8. 　請求項１に記載の電解質分析装置であって、
    　前記合流部は、前記第一の流路が鉛直下向きから接続され、前記第二の流路が前記第一の流路よりも上方から接続されることを特徴とする電解質分析装置。
  9. 　請求項１に記載の電解質分析装置であって、
    　前記合流部は、前記第一の流路で送液された前記高濃度試薬を少なくとも２つに分岐する分岐構造を有し、前記分岐構造で分岐された前記高濃度試薬をそれぞれ前記第一の流路で送液された前記試薬希釈液に合流させることを特徴とする電解質分析装置。
  10. 　請求項１に記載の電解質分析装置であって、
    　前記合流部を複数備えたことを特徴とする電解質分析装置。
  11. 　請求項２に記載の電解質分析装置であって、
    　前記分析部による１回の分析に必要な前記調製試薬の前記第三の流路への送液の間に、前記第一の流路から前記合流部への前記高濃度試薬の送液を複数回行うことを特徴とする電解質分析装置。
  12. 　請求項１に記載の電解質分析装置であって、
    　前記第三の流路の前記高濃度試薬と前記試薬希釈液の混合液を廃棄する第四の流路と、
    　前記第三の流路に設けられ、前記第四の流路を前記第三の流路に接続する廃棄用分岐部と
    を備えることを特徴とする電解質分析装置。
  13. 　請求項１２に記載の電解質分析装置であって、
    　前記廃棄用分岐部から見た前記第三の流路の配管抵抗と前記第四の流路の配管抵抗とが等しくなるよう構成されたことを特徴とする電解質分析装置。
  14. 　請求項１に記載の電解質分析装置であって、
    　前記送液機構は、前記高濃度試薬と前記試薬希釈液とを前記合流部に同時に送液することを特徴とする電解質分析。
  15. 　請求項１４に記載の電解質分析装置であって、
    　前記送液機構は、前記高濃度試薬と前記試薬希釈液との前記合流部への送液を同時に終了することを特徴とする電解質分析装置。
  16. 　請求項１４に記載の電解質分析装置であって、
    　前記第三の流路の流路体積は、前記分析部による１回の分析に必要な調製試薬量の体積以下であることを特徴とする電解質分析装置。
  17. 　請求項１４に記載の電解質分析装置であって、
    　前記送液機構は、
    　前記第一の流路に配置された第一の送液シリンジと、
    　前記第二の流路に配置された第二の送液シリンジとを有し、
    　前記第一の送液シリンジの駆動プランジャ径は、前記第二の送液シリンジの駆動プランジャ径以下であることを特徴とする電解質分析装置。
  18. 　請求項１に記載の電解質分析装置であって、
    　複数の前記希釈槽を有し、
    　前記第三の流路は、前記複数の希釈槽に前記調製試薬を送液する複数の流路に分岐するに試薬供給分岐部を備えたことを特徴とする電解質分析装置。
  19. 　請求項１８に記載の電解質分析装置であって、
    　前記試薬供給分岐部から見た前記複数の流路の配管抵抗が等しくなるように構成されたことを特徴とする電解質分析装置。
  20. 　請求項１に記載の電解質分析装置であって、
    　前記調製試薬吐出ノズルから前記希釈槽への試薬を吐出した際の勢いによって前記希釈槽内で前記調製試薬が攪拌されることを特徴とする電解質分析装置。
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