WO2023171209A1 - 分注装置及び自動分析装置 - Google Patents

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WO2023171209A1
WO2023171209A1 PCT/JP2023/004090 JP2023004090W WO2023171209A1 WO 2023171209 A1 WO2023171209 A1 WO 2023171209A1 JP 2023004090 W JP2023004090 W JP 2023004090W WO 2023171209 A1 WO2023171209 A1 WO 2023171209A1
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WO
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probe
dispensing
waveform
capacitance signal
change index
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Application number
PCT/JP2023/004090
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English (en)
French (fr)
Inventor
智和 篠田
健一 高橋
Original Assignee
株式会社日立ハイテク
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices

Definitions

  • the present invention relates to a dispensing device and an automatic analyzer equipped with the dispensing device.
  • test samples and reagents are reacted, and the resulting changes in color and turbidity are measured using a spectrophotometer, etc. Measure optically with a photometry unit.
  • the most commonly used means for detecting the liquid level of a test sample is a capacitance change method that detects a change in capacitance when a probe touches the liquid surface.
  • a liquid level sensor it may not be possible to accurately detect the liquid level if there is dirt on the tip of the probe or if there is a scratch on the probe. At this time, accurate sampling may not be possible and dispensing errors may occur, such as taking the sample home or emptying it.
  • Patent Document 1 discloses forming a fluorine-containing diamond carbon layer on the probe surface in order to suppress carryover. If a crack or scratch occurs on the surface treatment layer of the probe due to some kind of impact or contact, the metal nozzle will come into direct contact with the air, causing a significant change in capacitance, which can detect an abnormality in the probe. Since there is a risk of carryover occurring with probes that have cracks or scratches on the surface treatment layer, it is possible to memorize the sample analyzed when an abnormality is detected and reacquire the analysis data after replacing the probe. ing.
  • Patent Document 1 The probe abnormality detected in Patent Document 1 is an abnormality in the surface treatment layer of the probe. However, dispensing abnormalities can also be caused by adhesion of dirt, finer scratches, or deterioration. In addition, Patent Document 1 detects abnormalities in the probe that occur, but it is possible to detect deterioration or abnormalities in the probe at an early stage and perform maintenance, thereby preventing data abnormalities that would require re-inspection. It is desirable to prevent this from happening.
  • An object of the present invention is to provide a dispensing device that can detect changes in the probe, such as deterioration, before an abnormality occurs in the probe, and an automatic analysis device using the same.
  • a dispensing device that is an embodiment of the present invention includes a dispensing mechanism equipped with a probe that dispenses liquid, and a capacitance signal that measures the capacitance between the tip of the probe and a reference potential surface. and a signal processing section that determines the state of the probe based on changes in the time waveform of the capacitance signal.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a dispensing device.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a capacitance signal detected by a liquid level sensor. These are time waveforms of a capacitance signal Cs and a probe operation determination signal S. These are time waveforms of a capacitance signal Cs and a probe operation determination signal S. These are time waveforms of a capacitance signal Cs and a probe operation determination signal S. These are time waveforms of a capacitance signal Cs and a probe operation determination signal S. It is a flowchart for acquiring a reference capacitance signal SCs. This is an example of an alarm display setting screen. It is a flowchart for determining the state of a probe in use.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an automatic analyzer.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of an automatic analyzer 100 that performs biochemical analysis.
  • a biological sample to be analyzed such as blood or urine (hereinafter simply referred to as a sample), is stored in a sample container 15.
  • One or more sample containers 15 are mounted on a sample rack 16 and transported by a sample transport mechanism 17.
  • Reagents used for sample analysis are contained in reagent bottles 10, and a plurality of reagent bottles 10 are arranged in a row on the reagent disk 9 in the circumferential direction.
  • the sample and reagent are mixed and reacted in the reaction container 2.
  • a plurality of reaction vessels 2 are arranged side by side in the circumferential direction of the reaction disk 1.
  • the sample is dispensed into the reaction container 2 by the first or second sample dispensing mechanism 11 or 12 from the sample container 15, which is transported to the sample dispensing position by the sample transport mechanism 17.
  • the reagent is dispensed from the reagent bottle 10 into the reaction container 2 by the reagent dispensing mechanisms 7 and 8.
  • the mixed solution (reaction solution) of the sample and reagent dispensed into the reaction container 2 is stirred by the stirring mechanisms 5 and 6, and is obtained by the spectrophotometer 4 from a light source (not shown) through the reaction solution in the reaction container 2.
  • the absorbance of the reaction solution is measured by measuring the transmitted light.
  • the concentration of a predetermined component of an analysis item depending on the reagent is calculated from the absorbance of the mixed solution (reaction solution) measured by the spectrophotometer 4.
  • the reaction vessel 2 that has been measured is cleaned by the cleaning mechanism 3.
  • the first (second) sample dispensing mechanism 11 (12) has a sample probe 11a (12a) arranged with its tip facing downward.
  • a pump 19 is connected.
  • the first (second) sample dispensing mechanism 11 (12) is configured to be able to rotate in the horizontal direction and move up and down, and inserts the sample probe 11a (12a) into the sample container 15.
  • the sample is dispensed from the sample container 15 into the reaction container 2 by sucking the sample, inserting the sample probe 11a (12a) into the reaction container 2, and discharging the sample.
  • An ultrasonic cleaner 23 (24) that cleans the sample probe 11a (12a) with a cleaning liquid is arranged in the operating range of the first (second) sample dispensing mechanism 11 (12).
  • a cleaning tank 13 (14) for cleaning the sample probe 11a (12a) is provided in order to remove the cleaning liquid used for cleaning with water when a cleaning liquid other than water is used.
  • the reagent dispensing mechanisms 7 and 8 have reagent probes 7a and 8a arranged with their tips facing downward, and a reagent pump 18 is connected to the reagent probes 7a and 8a.
  • the reagent dispensing mechanisms 7 and 8 are configured to be able to rotate in the horizontal direction and move up and down, and insert the reagent probes 7a and 8a into the reagent bottle 10 to aspirate the reagent. 8a into the reaction container 2 and discharging the reagent, the reagent is dispensed from the reagent bottle 10 into the reaction container 2.
  • cleaning tanks 32 and 33 for cleaning the reagent probes 7a and 8a with a cleaning liquid are arranged.
  • the stirring mechanisms 5 and 6 are configured to be able to rotate in the horizontal direction and move up and down, and when inserted into the reaction container 2, stir the mixed solution (reaction solution) of the sample and reagent.
  • Cleaning tanks 30 and 31 for cleaning the stirring mechanisms 5 and 6 with a cleaning liquid are arranged in the operating range of the stirring mechanisms 5 and 6. Further, a cleaning pump 20 is connected to the cleaning mechanism 3.
  • the overall operation of these automatic analyzers 100 is controlled by a control device 21. Further, an input/output device 22 is connected to the control device 21 .
  • the input/output device 22 includes an input section such as a keyboard and buttons for inputting instructions from the user, and a display section for displaying a GUI for inputting the operational status and instructions of the automatic analyzer to the user. There is. Note that, in FIG. 1, for simplicity of illustration, some connections between the various mechanisms constituting the automatic analyzer 100 and the control device 21 are omitted.
  • FIG. 1A is a block diagram showing the schematic configuration of the dispensing device of this embodiment.
  • the dispensing mechanism 101 corresponds to the sample dispensing mechanisms 11 and 12 and the reagent dispensing mechanisms 7 and 8 shown in FIG.
  • the dispensing device includes a dispensing mechanism 101, a detection section 102, and a signal processing section 103.
  • the detection unit 102 includes a sensor for monitoring the state of the probe 101p, a liquid level sensor for detecting the level of the liquid 101s contained in the container 101v, a pressure sensor for detecting the pressure inside the probe 101p, and the like. There is. Here, it is assumed that the liquid level sensor performs capacitive liquid level detection.
  • the liquid level sensor measures the capacitance Cs between the tip of the probe 101p and the ground (reference potential surface), as shown in FIG. 1B.
  • the pressure sensor detects the pressure P within the probe 101p. The pressure within the probe changes depending on the suction or discharge operation performed by the probe 101p. Therefore, based on the sensing information from the detection unit 102, information regarding whether the probe operation is being performed normally can be obtained.
  • the signal processing unit 103 is implemented, for example, as a signal processing module equipped with a microprocessor and memory.
  • the control unit 104 of the signal processing unit 103 controls the probe operation based on the capacitance signal Cs that is the output of the liquid level sensor from the detection unit 102 and the pressure signal P that is the output of the pressure sensor. It monitors and outputs a probe operation determination signal S indicating the probe operation status to the control device 21 of the apparatus.
  • the signal processing section 103 includes a calculation section 105, a storage section 106, and a determination section 107.
  • the calculation unit 105 calculates a waveform change index based on the area of the capacitance signal Cs
  • the storage unit 106 stores the area of the capacitance signal Cs and the calculation result of the calculation unit 105
  • the determination unit 107 calculates the waveform change index based on the area of the capacitance signal Cs. Determine the state of the probe based on the index. Details will be described later.
  • FIG. 2A shows the time waveform of the capacitance signal Cs that is the output of the liquid level sensor, and the lower part shows the time waveform of the probe operation determination signal S output by the control section 104 of the signal processing section 103.
  • the probe in FIG. 2A shows a signal waveform when, for example, a normal probe immediately after replacement is operated.
  • the probe operation determination signal S is substantially binarized, with a high level signal in the suction section 201 where the probe performs the suction operation and a discharge section 202 where the probe performs the discharge operation, and a low level signal in the other sections. Output.
  • the probe operation determination signal S input from the signal processing unit 103 to the control device 21 of the apparatus is substantially binarized, but when compared with the capacitance signal Cs, the capacitance It can be seen that the signal Cs contains more information.
  • the probe operation determination signal S is a low level signal and does not change, but the capacitance signal Different values are output to Cs.
  • the value of the probe operation determination signal S in the suction section 201 and the discharge section 202 is the same (high level), but the capacitance signal Cs in the suction section 201 and the capacitance signal Cs in the discharge section 202 have different values. It is being output.
  • the state of the probe can be determined using information on the capacitance signal Cs, which is abstracted in the process of generating the probe operation determination signal S.
  • the capacitance signal Cs that indicates the capacitance between the probe and the ground is different from that immediately after replacing the probe and after continued use.
  • the signal waveform changes compared to As shown in FIG. 2A, since the capacitance signal Cs continuously detects small voltage changes, it is possible to grasp the state of the probe during actual operation in real time.
  • FIG. 2B shows the time waveform of the capacitance signal Cs (upper row) and the time waveform of the probe operation determination signal S (lower row) when dirt adheres to the probe midway.
  • a suction operation is performed with no dirt attached to the probe
  • a suction operation is performed with the probe covered with dirt.
  • the amplitude of the capacitance signal Cs in the suction section 212 is lower than the amplitude of the capacitance signal Cs in the suction section 211. You can see that it is happening.
  • FIG. 2C shows the time waveform of the capacitance signal Cs (upper row) and the time waveform of the probe operation determination signal S (lower row) when the probe is scratched.
  • the influence of such a noise waveform does not necessarily appear in the probe operation determination signal S.
  • the noise waveform 234 is superimposed on the waveform of the capacitance signal Cs that originally indicates the ejection operation of the probe, a high-level signal indicating the ejection section 232 is not output as the probe operation determination signal S.
  • the operation timing at which the dispensing mechanism performs the dispensing operation is determined by the operation sequence of the automatic analyzer.
  • the control device 21 of the automatic analyzer determines from the probe operation determination signal S that the ejection operation was not performed appropriately, and issues a warning of a dispensing error.
  • high-level signals indicating the suction section 231 and the discharge section 232 are output from the probe operation determination signal S, so the control device 21 cannot issue a warning of a dispensing error. do not have.
  • FIG. 2D also shows an example of the time waveform (upper row) of the capacitance signal Cs and the time waveform (lower row) of the probe operation determination signal S when the probe is scratched.
  • a spike 241 appears in the time waveform of the capacitance signal Cs. Since the spike 241 occurs when the probe is being moved by the dispensing mechanism, it is considered that environmental factors such as static electricity are affecting the wound surface. Although the spike 241 does not appear in the probe operation determination signal S, it serves as an indicator that the probe is damaged.
  • the time waveform of the capacitance signal Cs fluctuates depending on the state of the probe, so by capturing this fluctuation, it becomes possible to capture the state of the probe during actual operation in real time.
  • FIG. 3 is a flowchart for acquiring the reference capacitance signal SCs.
  • the reference capacitance signal SCs is the capacitance signal Cs immediately after the probe is replaced.
  • the automatic analyzer starts dispensing operation, and the control unit 104 of the signal processing unit 103 starts recording the capacitance signal Cs output from the liquid level sensor of the detection unit 102. .
  • the control unit 104 of the signal processing unit 103 records the time waveform of the capacitance signal Cs in a certain period from suction of liquid by the probe (S03) to cleaning of the probe after discharging the liquid (S04), calculates the area of the time waveform of the capacitance signal Cs (S05).
  • the control unit 104 stores the time waveform and its area of the recorded capacitance signal Cs in the storage unit 106 as the time waveform and its area (reference area) of the reference capacitance signal SCs (S06).
  • the time waveform and reference area of the reference capacitance signal SCs are updated using the same procedure the next time the probe is replaced.
  • the waveform changes between the capacitance signal Cs (reference capacitance signal SCs) immediately after the probe is replaced and the capacitance signal Cs of the probe in use during a certain period from liquid dispensing to cleaning. Determine the state of the probe based on.
  • the fixed period (a ⁇ t ⁇ b, t: time) is from a: the start of liquid suction to b: the end of probe cleaning, and in this case, the magnitude of the capacitance signal Cs
  • the waveform area WA of the capacitance signal Cs can be determined by (Equation 1).
  • the area ratio AR (%) of the waveform area WA2 of the capacitance signal Cs of the probe in use shown in (Equation 2) to the waveform area WA1 (reference area) of the reference capacitance signal SCs is expressed as the change in waveform. It can be used as an indicator.
  • the area ratio AR (%) is calculated by the calculation unit 105 of the signal processing unit 103.
  • the determination unit 107 of the signal processing unit 103 determines the state of the probe based on the area ratio AR (%).
  • the method for calculating the waveform change index of the capacitance signal Cs is not limited to the above.
  • the range of the fixed interval in which the waveform of the capacitance signal Cs is stored is not limited to the above example.
  • the capacitance signal Cs is continuously input to the signal processing unit 103 in real time. Therefore, the state may be determined by setting an arbitrary section other than the above-mentioned fixed section.
  • the index of the change in waveform is not limited to the area ratio, and may be, for example, the difference between the waveform area WA2 and the waveform area WA1 (reference area).
  • the change in the waveform may be understood not by the area but by using the peak of the waveform from when the probe sucks the liquid to the time it ejects the liquid, or the average value of the waveform in a certain section. Rather than making a judgment based on a single indicator, a combination of multiple indicators may be used.
  • FIG. 4 shows an alarm display setting screen 401 for displaying an alarm on the display section of the automatic analyzer according to the state of the probe.
  • the probe selection unit 402 allows setting criteria for determining the state of each probe.
  • a value such as A ⁇ B ⁇ C ⁇ D ⁇ E is set, and maintenance measures are recommended to the user depending on the degree of deviation from the normal value. Note that the above settings can also be canceled using the cancel button 409, or updated using the update button 410.
  • the signal processing unit 103 outputs the determination result to the control device 21 of the automatic analyzer, and displays a message such as usable, cleaning recommended, caution, replacement recommended, or warning, or issues an alarm in the case of caution, replacement recommended, or warning. It can be displayed.
  • an LED lamp may be attached to the probe head cover of the dispensing mechanism 101, and the signal processing unit 103 may notify the user of the probe status by lighting or blinking the LED lamp according to the determination of the probe status.
  • the waveform with the capacitance signal Cs of the probe in use and the waveform area WA of the capacitance signal Cs, which are acquired each time the determination unit 107 performs a probe state determination, are temporarily stored in the storage unit 106. put. Further, if the determination result of the deviation of the index by the determination unit 107 is equal to or higher than the caution ( ⁇ C%), the control device 21 determines that an abnormality has occurred in the probe, displays an alarm, and performs automatic re-examination. Re-measure after starting the liquid dispensing operation.
  • the abnormal value of the capacitance signal Cs may be caused not only by an abnormality in the probe but also by sudden causes such as static electricity or air bubbles.
  • probe take-home refers to a phenomenon in which the liquid wraps around to the outside of the probe when discharging the liquid, making it impossible to deposit the liquid in the container and bringing the liquid back with the liquid attached to the outside of the probe.
  • an abnormality occurs in the waveform of the capacitance signal Cs, but upon re-measurement, the dispensing operation normally returns to normal.
  • FIG. 5 shows a flowchart for determining the state of the probe in use.
  • the control unit 104 of the signal processing unit 103 starts recording the capacitance signal Cs output from the liquid level sensor of the detection unit 102 (S12).
  • the interval in which the capacitance signal Cs of the probe in use is recorded is the same interval as the fixed interval in which the reference capacitance signal SCs was acquired.
  • the control unit 104 records the time waveform of the capacitance signal Cs in a certain period from suction of the liquid by the probe (S13) to probe cleaning after discharging the liquid (S14), and the calculation unit 105 records the time waveform of the capacitance signal Cs.
  • the area of the time waveform of the signal Cs is calculated (S15).
  • the control unit 104 temporarily stores the recorded time waveform and area of the capacitance signal Cs in the storage unit 106 as the time waveform and area of the capacitance signal Cs of the probe in use (S16).
  • the calculation unit 105 uses the waveform area WA1 of the reference capacitance signal SCs stored in the storage unit 106 and the waveform area WA2 of the capacitance signal Cs of the probe in use to calculate a waveform change index, in this case, the area ratio AR. Calculate (%).
  • the determination unit 107 determines whether the area ratio AR (%) exceeds a threshold value (S17).
  • a threshold value for example, a recommended cleaning setting value ( ⁇ B%, see FIG. 4) can be used. If the waveform change index does not exceed the threshold (NO in S17), the control unit 104 temporarily stores the obtained value of the waveform change index of the probe in use in the storage unit 106 (S21).
  • the control device 21 of the automatic analyzer determines whether to perform re-measurement (S18). For example, the control device 21 determines that re-measurement is to be performed when the waveform change index exceeds a set value for caution ( ⁇ C%, see FIG. 4). If re-measurement is not to be performed, the control unit 104 temporarily stores the obtained value of the waveform change index of the probe in use in the storage unit 106 (S21).
  • the control device 21 remeasures the liquid with the probe in use. Re-measurement is determined depending on whether the re-measurement threshold is exceeded for the first time or for two consecutive times. In the first remeasurement (YES in S19), recording of the capacitance signal Cs is started. If the re-measurement threshold is exceeded twice in a row (NO in S19), the control device 21 displays a warning alarm on the display of the device without re-measuring, and displays the test items sampled by the probe in use. In response, a comment "Measurement not performed due to probe abnormality" is added (S20). The user can check the status of the probe in use on the display section of the automatic analyzer (S23).
  • the calculation unit 105 creates intra-day and inter-day time series management tables for the in-use probes from the values of the waveform change index of the in-use probes temporarily stored in the storage unit 106 (S22).
  • the time series management table will be described later.
  • the time series management table can also be displayed on the display section of the automatic analyzer, allowing the user to check the status of the probe in use (S23). Note that the creation of the time series management table in steps S22 and S23 may be performed by the control device 21 by transmitting the value of the waveform change index from the signal processing unit 103 to the control device 21. Since the creation of the time series management table has low real-time performance, this reduces the processing load on the signal processing unit 103.
  • FIG. 6 shows a flowchart for determining the state of the probe in use based on waveform abnormalities such as the spikes shown in FIG. 2D. Steps that perform the same processing in the flowchart of FIG. 5 are given the same reference numerals and redundant explanations will be omitted.
  • the control device 21 of the automatic analyzer determines whether to perform re-measurement (S18). For example, the control device 21 determines that re-measurement is to be performed when the waveform change index exceeds a set value for caution ( ⁇ C%, see FIG. 4). If re-measurement is not to be performed, the control unit 104 temporarily stores the obtained value of the waveform change index of the probe in use in the storage unit 106 (S21).
  • the determination unit 107 determines whether an abnormal waveform such as a spike is observed in the waveform of the capacitance signal Cs (S31). If an abnormal waveform is observed (YES in S31), the control device 21 re-measures the liquid with the probe in use. Similar to the flowchart in FIG. 5, remeasurement is performed once, and if an abnormal waveform is detected two times in a row (NO in S19), the control device 21 displays the display on the device without performing remeasurement. A warning alarm is displayed along with a comment such as "spike occurred in ⁇ probe" (S32). The user checks the status of the probe in use on the display section of the automatic analyzer (S23), and performs maintenance or replacement of the probe.
  • an abnormal waveform such as a spike is observed in the waveform of the capacitance signal Cs
  • FIG. 7 shows an example of the display screen of the intraday time series control chart displayed on the display unit of the automatic analyzer.
  • the daily time series control chart is created using the waveform change index of the probe in use stored in the storage unit 106 in step S21 of the flowchart of FIG. 5 or 6.
  • the intraday time series control chart is preferably updated every time step S21 is executed.
  • the display screen 701 includes a probe selection section 702, a previous replacement date display section 703, and a daily time series control chart display section 704.
  • the previous exchange date and daily time series control chart for the probe selected by the probe selection unit 702 are displayed on display units 703 and 704, respectively.
  • the horizontal axis shows the operation time of the dispensing device from power ON to power OFF
  • the vertical axis shows the waveform change index (here, the area ratio AR (%)), and the execution of step S21 is performed.
  • the value of the waveform change index at the relevant operating time on that day is plotted.
  • the numerical value (%) set on the alarm display setting screen 401 is displayed on the intraday time series control chart.
  • the alarm settings 705 set on the alarm display setting screen 401 are displayed.
  • the area ratio AR (%) decreases.
  • the area ratio AR (%) may increase due to the noise waveform of the capacitance signal Cs as shown in FIG. 2C. Therefore, due to an abnormality in the probe used, the area ratio AR (%) deviates from the ideal value of 100%.
  • the status of the probe in use can be managed. If multiple plots of the daily time series control chart are disrupted at the end of the test, this suggests that some kind of abnormality has occurred in the probe in use.
  • a marker plotted on the daily time series control chart it is preferable to display the time waveform and area of the capacitance signal Cs stored in the storage unit 106 of the signal processing unit 103. Using this information, the user can estimate and predict abnormalities such as liquid return, dry suction, and spikes.
  • FIG. 8 shows an example of the display screen of the daily time series control chart displayed on the display unit of the automatic analyzer.
  • the daily time series control chart is created using the waveform change index of the probe in use stored in the storage unit 106 in step S21 of the flowchart of FIG. 5 or 6.
  • the average value of the waveform change index for one day is plotted.
  • the display screen 801 includes a probe selection section 802, a previous replacement date display section 803, and a daily time series control chart display section 804.
  • the previous replacement date and daily time series control chart for the probe selected by the probe selection unit 802 are displayed on display units 803 and 804, respectively. Further, the number of days 806 that has passed since replacement of the selected probe and the number of days that have passed since last cleaning 807 are displayed as information.
  • the horizontal axis shows the number of days that have passed since the probe was replaced, and the vertical axis shows the waveform change index (here, the area ratio AR (%)).
  • the average value of the values is plotted.
  • a numerical value 805 set as cleaning recommendation on the alarm display setting screen 401 is displayed. From this information, the user can detect dirt, scratches, deterioration over time, etc. on the probe during use, and can consider the timing of maintenance.
  • the waveform change index is graphed and displayed on the screen, but it is also possible to create a model that uses the value of the waveform change index as an explanatory variable to predict when it is recommended to replace the probe in use.
  • FIG. 9 shows an example of the probe status evaluation screen 901.
  • the automatic analyzer tests the dispensing mechanism 101 using a dummy sample and system water, and the signal processing unit 103
  • the calculated waveform change index here, area ratio AR (%)
  • the determination result are displayed on the evaluation value display section 903 and the determination display section 905, respectively.
  • 90% or more is judged as passing.

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Abstract

分注異常の発生を未然に抑制する分注装置を提供する。分注装置は、液体を分注するプローブ１０１ｐを備えた分注機構１０１と、プローブの先端と基準電位面との間の静電容量を測定して静電容量信号を出力する液面センサを備える検知部１０２と、静電容量信号の時間波形の変化に基づいてプローブの状態を判定する信号処理部１０３とを有する。

Description

分注装置及び自動分析装置
　本発明は、分注装置及び分注装置を備える自動分析装置に関する。
　自動分析装置において、例えば、生化学自動分析装置では、生体試料などの成分分析を行うために、被検試料と試薬とを反応させ、それによって生じる色調や濁りの変化を、分光光度計等の測光ユニットで光学的に測定する。被検試料の液面を検出する手段としては、プローブが液面に触れたときの静電容量の変化を検知する静電容量変化方式が最も一般的に用いられている。しかし、このような液面センサを用いる場合、プローブの先端に汚れが付着している場合やプローブに傷などがある場合は、正確に液面を検知できないことがある。この際、サンプルの持帰りや空吸いなど、正確なサンプリングができず分注異常が発生する。
　特許文献１は、キャリーオーバの抑制のため、プローブ表面にフッ素含有ダイアモンドカーボン層を形成することを開示する。何らかの衝撃や接触でプローブの表面処理層に割れや傷が発生すると、金属ノズルが空気と直接触れることになるため、静電容量が大幅に変化することから、プローブ異常を検知できる。表面処理層に割れや傷が生じたプローブではキャリーオーバが発生するおそれがあることから、異常が検知されたときに分析したサンプルを記憶し、プローブ交換後に分析データを再取得することを可能にしている。
特開２０１３－４４６２３号公報
　特許文献１で検知するプローブ異常は、プローブの表面処理層の異常である。しかしながら、分注異常は汚れの付着やより微細な傷、あるいは劣化等によっても引き起こされる。また、特許文献１では発生したプローブの異常を検知するものであるが、プローブの劣化や異常を早期の段階で検知してメンテナンスが行えるようにして、再検査が必要になるようなデータ異常を未然に抑止することが望まれる。
　本発明は、プローブの異常の発生前に劣化等のプローブの変化を検知可能な分注装置及びそれを用いた自動分析装置を提供することを目的とする。
　本発明の一実施の態様である分注装置は、液体を分注するプローブを備えた分注機構と、プローブの先端と基準電位面との間の静電容量を測定して静電容量信号を出力する液面センサを備える検知部と、静電容量信号の時間波形の変化に基づいてプローブの状態を判定する信号処理部とを有する。
　分注異常の発生を未然に抑制する分注装置または自動分析装置を提供する。
分注装置の概略構成を示すブロック図である。 液面センサが検出する静電容量信号を説明するための図である。 静電容量信号Ｃｓ及びプローブ動作判定信号Ｓの時間波形である。 静電容量信号Ｃｓ及びプローブ動作判定信号Ｓの時間波形である。 静電容量信号Ｃｓ及びプローブ動作判定信号Ｓの時間波形である。 静電容量信号Ｃｓ及びプローブ動作判定信号Ｓの時間波形である。 基準静電容量信号ＳＣｓを取得するフローチャートである。 アラーム表示設定画面の例である。 使用中プローブの状態判定を行うフローチャートである。 使用中プローブの状態判定を行うフローチャートである。 日内時系列管理図の表示画面例である。 日間時系列管理図の表示画面例である。 プローブ状態評価画面の例である。 自動分析装置の概略構成図である。
　図１０は生化学分析を行う自動分析装置１００の概略図である。分析対象の血液や尿などの生体試料（以下、単に試料と称する）は試料容器１５に収容される。１つ以上の試料容器１５が試料ラック１６に搭載され、試料搬送機構１７によって搬送される。試料の分析に用いる試薬は試薬ボトル１０に収容され、複数の試薬ボトル１０が試薬ディスク９に周方向に並べて配置されている。試料と試薬とは反応容器２内で混合して反応させられる。複数の反応容器２が反応ディスク１の周方向に並べて配置されている。試料は、試料搬送機構１７により試料分注位置に搬送された試料容器１５から、第１または第２の試料分注機構１１，１２により、反応容器２に試料を分注する。一方、試薬は試薬ボトル１０から、試薬分注機構７，８により、反応容器２に試薬を分注する。反応容器２に分注された試料と試薬の混合液（反応液）は、攪拌機構５，６によって攪拌され、分光光度計４により、図示しない光源から反応容器２の反応液を介して得られる透過光を測定することにより、反応液の吸光度が測定される。自動分析装置１００における分析処理として、分光光度計４が測定した混合液（反応液）の吸光度から試薬に応じた分析項目の所定成分の濃度等などが算出される。測定済みの反応容器２は洗浄機構３により洗浄される。
　第１（第２）の試料分注機構１１（１２）は、その先端を下方に向けて配置された試料プローブ１１ａ（１２ａ）を有しており、試料プローブ１１ａ（１２ａ）には、試料用ポンプ１９が接続されている。第１（第２）の試料分注機構１１（１２）は、水平方向への回転動作及び上下動作が可能なように構成されており、試料プローブ１１ａ（１２ａ）を試料容器１５に挿入して試料を吸引し、試料プローブ１１ａ（１２ａ）を反応容器２に挿入して試料を吐出することにより、試料容器１５からから反応容器２への試料の分注を行う。第１（第２）の試料分注機構１１（１２）の稼動範囲には、試料プローブ１１ａ（１２ａ）を洗浄液により洗浄する超音波洗浄器２３（２４）が配置されている。洗浄液として水以外を用いた場合に、水により洗浄に用いた洗浄液を取り除くため、試料プローブ１１ａ（１２ａ）を洗浄する洗浄槽１３（１４）が配置されている。
　試薬分注機構７，８は、その先端を下方に向けて配置された試薬プローブ７ａ，８ａを有しており、試薬プローブ７ａ，８ａには、試薬用ポンプ１８が接続されている。試薬分注機構７，８は、水平方向への回転動作及び上下動作が可能なように構成されており、試薬プローブ７ａ，８ａを試薬ボトル１０に挿入して試薬を吸引し、試薬プローブ７ａ，８ａを反応容器２に挿入して試薬を吐出することにより、試薬ボトル１０からから反応容器２への試薬の分注を行う。試薬分注機構７，８の稼動範囲には、試薬プローブ７ａ，８ａを洗浄液により洗浄する洗浄槽３２，３３が配置されている。
　攪拌機構５，６は、水平方向への回転動作及び上下動作が可能なように構成されており、反応容器２に挿入することにより試料と試薬の混合液（反応液）の攪拌を行う。攪拌機構５，６の稼動範囲には、攪拌機構５，６を洗浄液により洗浄する洗浄槽３０，３１が配置されている。また、洗浄機構３には、洗浄用ポンプ２０が接続されている。
　これら自動分析装置１００の全体の動作は制御装置２１により制御される。また、制御装置２１には入出力装置２２が接続されている。入出力装置２２は、使用者の指示を入力するためのキーボードやボタン等の入力部、使用者に自動分析装置の稼働状態や指示を入力するためのＧＵＩを表示するための表示部を含んでいる。なお、図１においては、図示の簡単のため、自動分析装置１００を構成する各機構と制御装置２１との接続を一部省略して示している。
　図１Ａは、本実施例の分注装置の概略構成を示すブロック図である。分注機構１０１は、図８に示した試料分注機構１１，１２や試薬分注機構７，８に相当する。分注装置は、分注機構１０１、検知部１０２、信号処理部１０３を備える。検知部１０２は、プローブ１０１ｐの状態をモニタするためのセンサを含み、容器１０１ｖに収容された液体１０１ｓの液面を検知する液面センサ、プローブ１０１ｐ内の圧力を検知する圧力センサなどを含んでいる。ここでは、液面センサは静電容量式液面検知を行うものとする。この場合、液面センサは図１Ｂに示すように、プローブ１０１ｐ先端とアース（基準電位面）と間の静電容量Ｃｓを測定する。静電容量Ｃｓは、プローブ１０１ｐ先端と液体１０１ｓとの間の静電容量Ｃ１と液体１０１ｓとアースとの間の静電容量Ｃ２との合成容量となっている。プローブ１０１ｐ先端が液体１０１ｓに接触した後は、静電容量Ｃｓ＝Ｃ２となるため、この変化からプローブ１０１ｐと液体１０１ｓの液面との接触を検知することができる。圧力センサは、プローブ１０１ｐ内の圧力Ｐを検出する。プローブ１０１ｐが実行する吸引動作、あるいは吐出動作に応じてプローブ内の圧力が変化する。したがって、検知部１０２からのセンシング情報に基づき、プローブ動作が正常に実行されているかについての情報が得られる。
　信号処理部１０３は、例えば、マイクロプロセッサやメモリを搭載する信号処理モジュールとして実装される。信号処理部１０３の制御部１０４は、検知部１０２からの液面センサの出力である静電容量信号Ｃｓ及び圧力センサの出力である圧力信号Ｐに基づき、プローブ動作を制御するとともに、プローブ動作をモニタし、プローブ動作状況を示すプローブ動作判定信号Ｓを装置の制御装置２１に出力する。
　本実施例においては、検出方法の詳細は後述するが、プローブの状態を信号処理部１０３において、液面センサからの検知信号Ｃｓに基づき検出する。このため、信号処理部１０３は、演算部１０５、記憶部１０６、判定部１０７を備えている。演算部１０５は例えば静電容量信号Ｃｓの面積に基づく波形変化指標を算出し、記憶部１０６は、静電容量信号Ｃｓの面積や演算部１０５の演算結果を記憶し、判定部１０７は波形変化指標に基づきプローブの状態を判定する。詳細については後述する。
　図２Ａの上段に、液面センサの出力である静電容量信号Ｃｓの時間波形、下段に信号処理部１０３の制御部１０４が出力するプローブ動作判定信号Ｓの時間波形を示す。図２Ａのプローブは、例えば交換直後の正常なプローブを動作させたときの信号波形である。プローブ動作判定信号Ｓは、実質的に二値化され、プローブが吸引動作を行う吸引区間２０１及びプローブが吐出動作を行う吐出区間２０２がハイレベルの信号、それ以外の区間がローレベルの信号として出力される。このように、従来、信号処理部１０３から装置の制御装置２１に入力されているプローブ動作判定信号Ｓは実質的に二値化されているが、静電容量信号Ｃｓと比較すると、静電容量信号Ｃｓにはより多くの情報が含まれていることが分かる。例えば、プローブが分注機構により移動させられている移動区間２０３、プローブが洗浄されている洗浄区間２０４では、いずれもプローブ動作判定信号Ｓはローレベルの信号で変化がないが、静電容量信号Ｃｓには異なる値が出力されている。また、吸引区間２０１と吐出区間２０２とでプローブ動作判定信号Ｓの値は等しい（ハイレベル）が、吸引区間２０１の静電容量信号Ｃｓと吐出区間２０２の静電容量信号Ｃｓとでは異なる値が出力されている。
　発明者らは、プローブ動作判定信号Ｓの生成過程で捨象される、このような静電容量信号Ｃｓの情報を用いて、プローブの状態が判定できることを見出した。例えば、プローブとアース間の静電容量を示す静電容量信号Ｃｓは、プローブ交換直後と継続使用後では、継続使用後のプローブの方が汚れや傷、経年劣化などから、プローブ交換直後のプローブと比べて信号波形が変化する。図２Ａに示されるように静電容量信号Ｃｓは、少しの電圧変化を連続的に検出しているので、実動作中のプローブの状態をリアルタイムに把握することが可能になる。
　図２Ｂには、プローブに途中で汚れが付着した場合の静電容量信号Ｃｓの時間波形（上段）、プローブ動作判定信号Ｓの時間波形（下段）を示している。吸引区間２１１ではプローブは汚れが付着していない状態で吸引動作が行われ、吸引区間２１２ではプローブに汚れが付着した状態で吸引動作が行われている。この場合、汚れの付着によってプローブ動作判定信号Ｓには変化がないのに対し、吸引区間２１２の静電容量信号Ｃｓの振幅は、吸引区間２１１の静電容量信号Ｃｓの振幅に対して低下していることがみてとれる。
　図２Ｃには、プローブに傷がついた場合の静電容量信号Ｃｓの時間波形（上段）、プローブ動作判定信号Ｓの時間波形（下段）を示している。この場合、静電容量信号Ｃｓには傷に起因する三角形状のノイズ波形２３３が繰り返し表れていることが分かる。このようなノイズ波形の影響は必ずしもプローブ動作判定信号Ｓにあらわれるわけではない。例えば、ノイズ波形２３４は本来プローブの吐出動作を示す静電容量信号Ｃｓの波形に重畳されることによってプローブ動作判定信号Ｓには吐出区間２３２を示すハイレベルの信号が出力されていない。自動分析装置の動作シーケンスにより、分注機構が分注動作を行う動作タイミングは決められている。このため、自動分析装置の制御装置２１は、プローブ動作判定信号Ｓから吐出動作が適切に行われなかったと判定し、分注エラーの警告を行うことになる。しかし、図２Ｃにおいてこれ以外の区間では、プローブ動作判定信号Ｓから吸引区間２３１、吐出区間２３２を示すハイレベルの信号が出力されているので、制御装置２１が分注エラーの警告を行うことはない。
　このように、静電容量信号Ｃｓの時間波形からはプローブ動作判定信号Ｓには必ずしも表れないプローブの異常、あるいはその予兆を早期に発見できる可能性がある。ノイズ波形の存在に限られず、図２Ａの静電容量信号Ｃｓの時間波形と比較すると、吸引区間２３１の静電容量信号Ｃｓの振幅が低下していることもみてとれる。
　図２Ｄも、プローブに傷がついた場合の静電容量信号Ｃｓの時間波形（上段）、プローブ動作判定信号Ｓの時間波形（下段）の例である。この例では、静電容量信号Ｃｓの時間波形にスパイク２４１が表れていることが分かる。スパイク２４１の発生タイミングは、分注機構によりプローブが移動させられている途中のタイミングであるため、傷面に静電気などの環境因子が影響していると考えられる。スパイク２４１は、プローブ動作判定信号Ｓには表れないが、プローブに傷がついていることを示す指標となる。
　このように、静電容量信号Ｃｓの時間波形はプローブの状態に応じて変動するため、この変動を捉えることで、実動作中のプローブの状態をリアルタイムに捕捉することが可能になる。
　図３は基準静電容量信号ＳＣｓを取得するフローチャートである。基準静電容量信号ＳＣｓは、プローブ交換直後の静電容量信号Ｃｓとする。プローブの交換（Ｓ０１）後、自動分析装置は分注動作を開始し、信号処理部１０３の制御部１０４は、検知部１０２の液面センサから出力される静電容量信号Ｃｓの記録を開始する。
　信号処理部１０３の制御部１０４は、プローブによる液体の吸引（Ｓ０３）から、液体の吐出（Ｓ０４）後のプローブ洗浄までの一定区間の静電容量信号Ｃｓの時間波形を記録し、演算部１０５は、静電容量信号Ｃｓの時間波形の面積を計算する（Ｓ０５）。制御部１０４は、記録した静電容量信号Ｃｓの時間波形とその面積を、基準静電容量信号ＳＣｓの時間波形とその面積（基準面積）として記憶部１０６に記憶する（Ｓ０６）。基準静電容量信号ＳＣｓの時間波形と基準面積は、次回のプローブ交換時に同じ手順で更新される。
　本実施例では、液体の分注から洗浄までの一定区間における、プローブ交換直後の静電容量信号Ｃｓ（基準静電容量信号ＳＣｓ）と、使用中プローブの静電容量信号Ｃｓとの波形の変化に基づいてプローブの状態を判定する。
　一定区間（ａ≦ｔ≦ｂ、ｔ：時間）は、図２Ａに示すように、ａ：液体の吸引開始時、ｂ：プローブ洗浄終了時までとし、この場合、静電容量信号Ｃｓの大きさをｆ（ｔ）（ｆ（ｔ）≧０，ａ≦ｔ≦ｂ）とすると、静電容量信号Ｃｓの波形面積ＷＡは（数１）により求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、（数２）に示す使用中プローブの静電容量信号Ｃｓの波形面積ＷＡ２の基準静電容量信号ＳＣｓの波形面積ＷＡ１（基準面積）に対する面積比ＡＲ（％）を、波形の変化の指標とすることができる。面積比ＡＲ（％）は信号処理部１０３の演算部１０５が算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　信号処理部１０３の判定部１０７では面積比ＡＲ（％）に基づき、プローブの状態判定を行う。
　以上説明した波形の変化の指標によりプローブの状態判定を行う例を以下に説明するが、静電容量信号Ｃｓの波形の変化の指標の算出方法は上記に限定されるものではない。例えば、静電容量信号Ｃｓの波形を記憶する一定区間の範囲も上記の例に限られない。静電容量信号Ｃｓはリアルタイムに連続して信号処理部１０３に入力されている。このため、上記した一定区間以外の任意の区間を設定して状態判定を行ってもよい。また、波形の変化の指標は、面積比に限られず、例えば、波形面積ＷＡ２と波形面積ＷＡ１（基準面積）との差とすることも可能である。また、波形の変化を面積ではなく、プローブが液体を吸引し吐出するまでの波形のピークや、一定区間の波形の平均値を用いて把握してもよい。単一の指標で判断するのではなく、複数の指標を組み合わせて使用してもよい。
　プローブの状態の程度に応じて適切なメンテナンスを行うことで、検査効率を向上させることができる。そこで、波形の変化の指標に基づくプローブの状態判定基準を判定部１０７にあらかじめ設定しておく。図４にプローブの状態に応じて自動分析装置の表示部にアラームを表示するためのアラーム表示設定画面４０１を示す。プローブ選択部４０２により、プローブごとに状態判定基準を設定することができる。プローブ状態設定部４０３において、正常なプローブの面積比ＡＲ（％）＝１００からの乖離を元に、段階的にプローブの状態を設定する。例えば、使用可（±Ａ％）４０４、清掃推奨（±Ｂ％）４０５、使用注意（±Ｃ％）４０６、交換推奨（±Ｄ％）４０７、警告（±Ｅ％）４０８に、それぞれ値を設定する。例えば、Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｅとなる値を設定し、正常値からの乖離の程度に応じたメンテナンス対応を使用者に推奨する。なお、以上の設定は、取消ボタン４０９により取り消したり、更新ボタン４１０により設定値を更新したりすることもできる。
　信号処理部１０３は、判定結果は自動分析装置の制御装置２１に出力し、使用可、清掃推奨、使用注意、交換推奨、警告の表示を行ったり、使用注意、交換推奨、警告の場合にアラーム表示を行ったりできる。または、分注機構１０１のプローブヘッドカバーにLEDランプを取り付けて、信号処理部１０３は、プローブの状態判定に従って、LEDランプを点灯や点滅させることにより使用者へプローブの状態を通知してもよい。
　本実施例では、判定部１０７がプローブの状態判定を行うごとに取得する使用中プローブの静電容量信号Ｃｓとの波形と静電容量信号Ｃｓの波形面積ＷＡは記憶部１０６に一時保存しておく。また、判定部１０７による指標の乖離の判定結果が使用注意（±Ｃ％）以上であれば、制御装置２１は、プローブに異常が発生したと判断し、アラーム表示するとともに、自動再検を行い、液体の分注動作開始より再測定を行う。静電容量信号Ｃｓの異常値はプローブの異常のみならず、静電気や気泡などによる突発的な原因によっても生じ得る。このような場合には、再測定を行うと、２回目は正常な分注動作に戻ることが多い。このような例として、プローブの持ち帰りと呼ばれる現象がある。持ち帰り現象とは、液体吐出時に液体がプローブの外側へ回り込むことで容器に液体を点着することができず、プローブ外側に液体を付けたまま持ち帰ってしまう現象をいう。この場合、静電容量信号Ｃｓの波形に異常が生じるが、再測定時には、通常、正常な分注動作に戻る。
　図５に使用中プローブの状態判定を行うフローチャートを示す。測定が開始される（Ｓ１１）と、信号処理部１０３の制御部１０４は、検知部１０２の液面センサから出力される静電容量信号Ｃｓの記録を開始する（Ｓ１２）。使用中プローブの静電容量信号Ｃｓを記録する区間は、基準静電容量信号ＳＣｓを取得した一定区間と同一区間とされる。制御部１０４は、プローブによる液体の吸引（Ｓ１３）から、液体の吐出（Ｓ１４）後のプローブ洗浄までの一定区間の静電容量信号Ｃｓの時間波形を記録し、演算部１０５は、静電容量信号Ｃｓの時間波形の面積を計算する（Ｓ１５）。制御部１０４は、記録した静電容量信号Ｃｓの時間波形とその面積を、使用中プローブの静電容量信号Ｃｓの時間波形とその面積として記憶部１０６に一時保存する（Ｓ１６）。
　演算部１０５は、記憶部１０６に記憶されている基準静電容量信号ＳＣｓの波形面積ＷＡ１と使用中プローブの静電容量信号Ｃｓの波形面積ＷＡ２とを用いて波形変化指標、ここでは面積比ＡＲ（％）を算出する。判定部１０７は、面積比ＡＲ（％）が閾値を超えているかを判定する（Ｓ１７）。閾値としては例えば、清掃推奨の設定値（±Ｂ％、図４参照）を用いることができる。波形変化指標が閾値を超えていなければ（Ｓ１７でNO）、制御部１０４は、取得した使用中プローブの波形変化指標の値を記憶部１０６に一時保存する（Ｓ２１）。
　これに対して、波形変化指標が閾値を超えているならば（Ｓ１７でYES）、自動分析装置の制御装置２１は、再測定を行うか判断する（Ｓ１８）。例えば、制御装置２１は、波形変化指標が使用注意の設定値（±Ｃ％、図４参照）を超えている場合に、再測定を行うと判断する。再測定を行わない場合は、制御部１０４は、取得した使用中プローブの波形変化指標の値を記憶部１０６に一時保存する（Ｓ２１）。
　波形変化指標が再測定の閾値を超えている場合（Ｓ１８でYES）、制御装置２１は、使用中プローブで液体を再測定する。再測定は、１回目か、２回連続で再測定の閾値を超えたかで振り分けられる。１回目の再測定（Ｓ１９でYES）では、静電容量信号Ｃｓの記録から開始する。２回連続で再測定の閾値を超えた場合（Ｓ１９でNO）は、制御装置２１は再測定を行わずに装置の表示部に警告のアラーム表示を行い、使用中プローブがサンプリングした検査項目に対して、「プローブの異常のため、測定未実施」のコメントを付与する（Ｓ２０）。使用者は、使用中プローブの状態を自動分析装置の表示部で確認できる（Ｓ２３）。
　演算部１０５は、記憶部１０６に一時保存された使用中プローブの波形変化指標の値から、使用中プローブについて、日内及び日間の時系列管理表を作成する（Ｓ２２）。時系列管理表については後述する。時系列管理表も自動分析装置の表示部に表示することができ、使用者は使用中プローブの状態を確認することができる（Ｓ２３）。なお、ステップＳ２２とステップＳ２３における時系列管理表の作成は、信号処理部１０３から制御装置２１に波形変化指標の値を転送し、制御装置２１にて実施するようにしてもよい。時系列管理表の作成はリアルタイム性が低いので、これにより、信号処理部１０３の処理負荷が低減される。
　図６に、図２Ｄに示したスパイクのような波形異常から使用中プローブの状態判定を行うフローチャートを示す。図５のフローチャートにおける同じ処理を行うステップについては、同じ符号を付して重複する説明は省略する。
　波形変化指標が閾値を超えている場合（Ｓ１７でYES）、自動分析装置の制御装置２１は、再測定を行うか判断する（Ｓ１８）。例えば、制御装置２１は、波形変化指標が使用注意の設定値（±Ｃ％、図４参照）を超えている場合に、再測定を行うと判断する。再測定を行わない場合は、制御部１０４は、取得した使用中プローブの波形変化指標の値を記憶部１０６に一時保存する（Ｓ２１）。
　波形変化指標が再測定の閾値を超えている場合（Ｓ１８でYES）、判定部１０７は静電容量信号Ｃｓの波形にスパイクのような異常な波形がみられるかどうかを判定する（Ｓ３１）。異常波形がみられる場合（Ｓ３１でYES）、制御装置２１は、使用中プローブで液体を再測定する。図５のフローチャートと同様に、再測定の実施は１回とし、２回連続で異常波形が検出された場合（Ｓ１９でNO）は、制御装置２１は再測定を行わずに装置の表示部に「○○プローブにスパイク発生」といったコメントともに警告のアラーム表示を行う（Ｓ３２）。使用者は、使用中プローブの状態を自動分析装置の表示部で確認し（Ｓ２３）、プローブのメンテナンスまたは交換を実施する。
　図７に自動分析装置の表示部に表示される日内時系列管理図の表示画面例を示す。日内時系列管理図は図５または図６のフローチャートのステップＳ２１において記憶部１０６に保存された使用中プローブの波形変化指標を用いて作成される。日内時系列管理図は、ステップＳ２１の実行ごとに更新されるとよい。
　表示画面７０１は、プローブ選択部７０２、前回交換日表示部７０３及び日内時系列管理図表示部７０４を含む。プローブ選択部７０２で選択されたプローブについての前回交換日と日内時系列管理図がそれぞれ表示部７０３、７０４に表示される。
　日内時系列管理図は、横軸に電源ONから電源OFFまでの分注装置の稼働時間をとり、縦軸に波形変化指標（ここでは、面積比ＡＲ（％））をとり、ステップＳ２１の実行ごとに、当日の当該稼働時間での波形変化指標の値がプロットされる。なお、２４時間稼働の自動分析装置の場合、２４時間を超えた時点で新しい日内時系列管理を作成するようにするとよい。
　また、日内時系列管理図には、アラーム表示設定画面４０１で設定した数値（％）が表記される。プローブの時系列管理（日内）では、アラーム表示設定画面４０１（図４参照）で設定したアラーム設定７０５が表示される。一般に、使用中プローブが劣化すると、新品プローブよりも静電容量信号Ｃｓの波形の振幅が減少し、面積比ＡＲ（％）が低下する。これに対して、汚れや傷などの異常が起こると図２Ｃに示したような静電容量信号Ｃｓのノイズ波形により面積比ＡＲ（％）が増大する場合もある。このため、使用プローブの異常により、面積比ＡＲ（％）は理想値である１００％から乖離する。
　このように、日内時系列管理図には、選択したプローブの１日分の分注項目数がプロットされることにより、使用中プローブの状態管理ができる。検査終了時に日内時系列管理図のプロットが複数乱れていれば、何らかの異常が使用中プローブに起こっていることを示唆する。日内時系列管理図にプロットされたマーカーを選択したとき、信号処理部１０３の記憶部１０６に記憶された静電容量信号Ｃｓの時間波形とその面積を表示できるようにするとよい。使用者は、これらの情報から、液体の持ち帰りや空吸いの発生、スパイクなどの異常を推定、予測できる。
　図８に自動分析装置の表示部に表示される日間時系列管理図の表示画面例を示す。日間時系列管理図は図５または図６のフローチャートのステップＳ２１において記憶部１０６に保存された使用中プローブの波形変化指標を用いて作成される。日間時系列管理図では、１日分の波形変化指標の平均値がプロットされる。
　表示画面８０１は、プローブ選択部８０２、前回交換日表示部８０３及び日間時系列管理図表示部８０４を含む。プローブ選択部８０２で選択されたプローブについての前回交換日と日間時系列管理図がそれぞれ表示部８０３、８０４に表示される。さらに、選択したプローブの交換後経過日数８０６と前回清掃後経過日数８０７が情報として表示される。
　図８に示す日内時系列管理図では、横軸にプローブ交換からの経過日数を表示し、縦軸に波形変化指標（ここでは、面積比ＡＲ（％））をとり、１日の波形変化指標の値の平均値がプロットされる。また、アラーム表示設定画面４０１で清掃推奨として設定した数値８０５が表記される。使用者は、これらの情報から使用中プローブの汚れの付着や傷、経年劣化などを察知することができ、メンテナンスのタイミングを検討することができる。
　ここでは、波形変化指標をグラフ化して画面表示する例を示したが、波形変化指標の値を説明変数とするモデルを作成して使用中プローブの交換推奨時期を予測するようにしてもよい。
　また、使用者は、波形変化指標を用いて、メンテナンス後のプローブ状態を客観的に評価することができる。図９にプローブ状態評価画面９０１の例を示す。
　プローブ選択部９０２にてメンテナンスを実施したプローブを選択し、テスト実行ボタン９０４を押下すると、自動分析装置はダミー検体やシステム水を用いて、分注機構１０１のテストを行い、信号処理部１０３が算出した波形変化指標（ここでは、面積比ＡＲ（％））と判定結果がそれぞれ評価値表示部９０３、判定表示部９０５に表示される。ここでは、９０％以上を合格として判定する例を示している。このとき、結果確認ボタン９０６を押下すると、信号処理部１０３の記憶部１０６に記憶された静電容量信号Ｃｓの時間波形とその面積を表示できる。
１：反応ディスク、２：反応容器、３：洗浄機構、４：分光光度計、５，６：攪拌機構、７，８：試薬分注機構、７ａ，８ａ：試薬プローブ、９：試薬ディスク、１０：試薬ボトル、１１，１２：試料分注機構、１１ａ，１２ａ：試料プローブ、１３，１４，３０，３１，３２，３３：洗浄槽、１５：試料容器、１６：試料ラック、１７：試料搬送機構、１８：試薬用ポンプ、１９：試料用ポンプ、２０：洗浄用ポンプ、２１：制御装置、２２：入出力装置、２３，２４：超音波洗浄器、１００：自動分析装置、１０１：分注機構、１０１ｐ：プローブ、１０１ｖ：容器、１０１ｓ：液体、１０２：検知部、１０３：信号処理部、１０４：制御部、１０５：演算部、１０６：記憶部、１０７：判定部、２０１，２１１，２３１：吸引区間、２０２，２３２：吐出区間、２０３：移動区間、２０４：洗浄区間、２３３，２３４：ノイズ波形、２４１：スパイク、４０１：アラーム表示設定画面、４０２：プローブ選択部、４０３：プローブ状態設定部、４０４：使用可、４０５：清掃推奨、４０６：使用注意、４０７：交換推奨、４０８：警告、４０９：取消ボタン、４１０：更新ボタン、７０１：表示画面、７０２：プローブ選択部、７０３：前回交換日表示部、７０４：日内時系列管理図表示部、７０５：アラーム設定、８０１：表示画面、８０２：プローブ選択部、８０３：前回交換日表示部、８０４：日間時系列管理図表示部、８０５：清掃推奨設定数値、８０６：交換後経過日数、８０７：前回清掃後経過日数、９０１：プローブ状態評価画面、９０２：プローブ選択部、９０３：評価値表示部、９０４：テスト実行ボタン、９０５：判定表示部、９０６：結果確認ボタン。

Claims (15)

  1. 　液体を分注するプローブを備えた分注機構と、
    　前記プローブの先端と基準電位面との間の静電容量を測定して静電容量信号を出力する液面センサを備える検知部と、
    　前記静電容量信号の時間波形の変化に基づいて前記プローブの状態を判定する信号処理部とを有する分注装置。
  2. 　請求項１において、
    　前記信号処理部は、前記プローブの交換直後における前記分注機構の分注動作中の前記静電容量信号の時間波形を基準静電容量信号波形として記憶しており、
    　前記信号処理部は、前記分注機構の分注動作中の前記静電容量信号の時間波形の前記基準静電容量信号波形からの変化を表す波形変化指標に基づいて前記プローブの状態を判定する分注装置。
  3. 　請求項２において、
    　前記信号処理部は、前記プローブの交換直後における前記分注機構の分注動作中の所定区間における前記基準静電容量信号波形の面積を基準面積として記憶しており、
    　前記分注機構の分注動作中の前記静電容量信号の時間波形の前記所定区間における面積の前記基準面積に対する面積比を波形変化指標とする分注装置。
  4. 　請求項３において、
    　前記所定区間は、前記プローブの前記液体の吸引開始から前記プローブの洗浄終了までの区間とされる分注装置。
  5. 　請求項２において、
    　前記信号処理部は、前記分注機構の分注動作中の前記静電容量信号の時間波形に含まれるスパイクを検出する分注装置。
  6. 　請求項１において、
    　前記分注機構は、LEDランプを備え、
    　前記信号処理部は、判定した前記プローブの状態に応じて前記LEDランプを発光させる分注装置。
  7. 　請求項２記載の分注装置を試料または試薬の分注に用いる自動分析装置であって、
    　前記波形変化指標の値に応じたメンテナンス対応を使用者に推奨する自動分析装置。
  8. 　請求項７において、
    　表示装置を有し、
    　前記表示装置に、前記メンテナンス対応を使用者に推奨する前記波形変化指標の値の範囲を設定する設定画面を表示する自動分析装置。
  9. 　請求項７において、
    　前記波形変化指標の値が所定の閾値を超えている場合に、当該分注動作によって前記液体を分注した測定について、再測定を行う自動分析装置。
  10. 　請求項９において、
    　前記再測定における前記分注機構の分注動作による前記波形変化指標の値が前記所定の閾値を超えている場合には、再度の再測定を行うことなく、使用者にアラームを出力する自動分析装置。
  11. 　請求項７において、
    　前記波形変化指標の値が所定の閾値を超えており、前記分注機構の分注動作中の前記静電容量信号の時間波形にスパイクが含まれている場合に、当該分注動作によって前記液体を分注した測定について、再測定を行う自動分析装置。
  12. 　請求項１１において、
    　前記再測定における前記分注機構の分注動作による前記波形変化指標の値が前記所定の閾値を超えており、前記再測定における前記分注機構の分注動作中の前記静電容量信号の時間波形にスパイクが含まれている場合には、再度の再測定を行うことなく、使用者にアラームを出力する自動分析装置。
  13. 　請求項７において、
    　表示装置を有し、
    　前記表示装置に、日内時系列管理図を表示し、
    　前記日内時系列管理図は、横軸を当日の前記分注装置の稼働時間、縦軸を前記波形変化指標の値とし、前記分注装置の前記稼働時間における前記波形変化指標の値がプロットされている自動分析装置。
  14. 　請求項７において、
    　表示装置を有し、
    　前記表示装置に、日間時系列管理図を表示し、
    　前記日間時系列管理図には、横軸を前記分注装置のプローブ交換からの経過日数、縦軸を前記波形変化指標の値とし、前記分注装置の前記経過日数における１日の前記波形変化指標の値の平均値がプロットされている自動分析装置。
  15. 　請求項７において、
    　表示装置を有し、
    　前記信号処理部は、前記プローブのメンテナンス後の前記分注機構の分注動作による前記波形変化指標に基づいて前記プローブの状態を判定し、
    　前記表示装置は、前記信号処理部による判定結果を表示する自動分析装置。
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