(57)【要約】【課題】試料濃度の変化に起因する測定結果の誤差を抑制することができる自動分析装置を提供する。【解決手段】測定対象の試料を収容した試料容器１１と、試料と反応させるための試薬を収容した試薬容器２１と、試料と試薬とを混合した反応液を収容して反応させる反応容器３１と、試料容器１１から試料を反応容器３１に分注する試料分注機構４と、試薬容器２１から試薬を反応容器３１に分注する試薬分注機構５とを備えた自動分析装置において、吸光度測定機構１２により試料容器１１に収容された試料の吸光度を測定し、吸光度測定機構３４により反応容器３１に収容された反応液の吸光度を測定する。試料の吸光度に基づいて反応液の吸光度を補正し、その補正後の吸光度を用いて反応液の濃度を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の試料を収容した試料容器と、
前記試料容器に収容された試料の濃度を測定する試料濃度測定手段と、
前記試料容器からの試料と試薬とを混合した反応液を収容して反応させる反応容器と、
前記反応容器に収容された前記反応液の濃度を測定する反応液濃度測定手段と
を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記試料濃度測定手段により測定された試料濃度に基づいて、前記反応液濃度の測定値を補正する反応液濃度補正手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項３】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記試料濃度測定手段により測定された試料濃度に基づいて、前記試料分注機構により分注される試料の分量を調整する試料分注量調整手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項４】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記の試料濃度測定手段は、
前記試料容器に光を照射する光源と、
前記光源から照射され、前記試料容器及び前記反応液を透過した光の強度を測定する光度計と、
前記光の強度に基づいて前記試料の濃度を算出する試料濃度算出手段と
を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項５】
請求項４記載の自動分析装置において、
前記光度計により測定された強度に基づいて、前記反応液濃度の測定値を補正する反応液濃度補正手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項６】
請求項４記載の自動分析装置において、
前記光源は、複数の波長を含む光を照射する多波長光照射手段であることを特徴とする自動分析装置。
【請求項７】
請求項４記載の自動分析装置において、
前記光源は、単一の波長の光を照射する単波長光照射手段であることを特徴とする自動分析装置。
【請求項８】
請求項４記載の自動分析装置において、
前記光源から照射される光の波長を調整する波長調整手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項９】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記の濃度測定手段は、
前記反応液に浸漬させる複数の電極と、
前記複数の電極間の電気伝導率を検出する電気伝導率測定手段と、
前記電気伝導率に基づいて前記試料の濃度を算出する試料濃度算出手段と
を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項１０】
請求項４記載の自動分析装置において、
前記光の強度に基づいて前記試料内の固形物を検出する手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項１１】
請求項４記載の自動分析装置において、
前記光の強度に基づいて前記試料のにごり、或いは、溶血度合を検出する手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体試料などの分析を行う自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動分析装置は、測定対象である試料（例えば、尿、血液など）と、その試料と反応させるための試薬とを反応容器において混合し、その混合液の物性（例えば吸光度）を測定することにより、試料の分析を行うものである。
【０００３】
このような自動分析装置としては、例えば、ある項目の測定結果に異常が発見された場合、その原因となる異常現象の影響が及ぶと考えられる測定項目（測定結果）に対しても所定のデータ・エラーコードを付加し、試料の再確認や再検作業を漏れなく行うものが知られている。（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、分析コスト削減などの観点から分析に用いる試料及び試薬は微量化の傾向にあり、試料の水分蒸発による濃縮、或いは、分注ノズルに付着した洗浄水等の持ち込みによる希釈などの原因による試料の濃度変化が測定結果に与える影響も大きくなる傾向にある。
【０００６】
特許文献１に記載のような自動分析装置においては、試料の再確認や再検作業を漏れなく行うことにより、測定結果の信頼性向上を図っている。しかし、試料の再確認や再検作業においても試料の濃度は変化しており、したがって、上記のような試料の濃度変化が測定結果に与える影響を抑制することは難しかった。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、試料濃度の変化に起因する測定結果の誤差を抑制することができる自動分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、測定対象の試料を収容した試料容器と、前記試料と反応させるための試薬を収容した試薬容器と、前記試料と前記試薬とを混合した反応液を収容して反応させる反応容器と、試料容器から前記試料を前記反応容器に分注する試料分注機構と、試薬容器から前記試薬を前記反応容器に分注する試薬分注機構と、前記試料容器に収容された試料の濃度を測定する試料濃度測定手段と、前記反応容器に収容された前記反応液の濃度を測定する反応液濃度測定手段とを備えたものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、試料濃度の変化に起因する測定結果の誤差を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る自動分析装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る試料容器の一構成例を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る試料容器の他の構成例を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る吸光度測定機構の構成を示す概略図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る試料容器に収容された試料の容量と吸光度測定機構の位置関係を、分注直前について示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る試料容器に収容された試料の容量と吸光度測定機構の位置関係を、試料の量が減少した場合について示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る試料容器に収容された試料の容量と吸光度測定機構の位置関係を、試料の量が大幅に減少した場合について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態に係る自動分析装置の全体構成を示す図である。
【００１３】
図１において、自動分析装置１００は、主として、サンプルディスク１と、試薬ディスク２と、反応ディスク３と、試料分注機構４と、試薬分注機構５と、制御部６とを備えている。
【００１４】
サンプルディスク１には、測定対象の試料（例えば、尿や血液）が収容された複数の試料容器１１が、円周上に固定され配置されている。サンプルディスク１は図示しない回転駆動機構により周方向に回転され、所定の位置に停止される。
【００１５】
また、サンプルディスク１は、試料容器１１に収容された試料の吸光度を測定する吸光度測定機構１２を備えている。吸光度測定機構１２は、吸光度測定に用いるための光（以下、測定光と記載する）を発生する光源１３と、光源１３から放射され、試料容器１１及び試料容器１１に収容された試料を透過した光の強度を測定する光度計１４とを備えている。光源１３と光度計１４は、試料容器１１の動線を挟んで対向するように配置されており、吸光度測定機構１２は、光源１３と光度計１４の間の位置（以下、吸光度測定位置と記載する）に停止された試料容器１１について透過光の強度を測定する。測定結果は伝送線路１２ａを介して制御部６に送られる。制御部６においては、吸光度測定機構１２からの光強度の測定結果に基づいて試料容器１１に収容された試料の吸光度が算出される。なお、試料容器１１は、測定光として用いる光を透過するよう形成されており、例えば、透明度の高いガラスやプラスチックなどにより形成されている。ここで、吸光度とは、測定対象に入射される光の強度と透過する光の強度の関係から求められる値であり、測定対象に入射される光（つまり、光源１３から放射される光）の強度を変えない場合、光度計１４で検出される光の強度から一意的に求められる。
【００１６】
光源１３は、例えば、多波長光源であり、発生する光の波長を可変に構成されている。また、光度計１４は、例えば、多波長光度計であり、測定波長を可変に構成されている。なお、本実施の形態においては光源１３として多波長光源を用いたが、例えは、波長を可変とした単波長光源を用いても良い。
【００１７】
図２は、試料容器１１の構成を示す図であり、図２（ａ）は試料容器１１の鉛直断面形状を、図２（ｂ）は試料容器１１の水平断面形状をそれぞれ模式的に示す図である。
【００１８】
図２において、試料容器１１の水平断面形状は方形であり、４つの側面の互いに向き合う面が平行となるように形成されている。試料容器１１が吸光度測定機構１２における吸光度測定位置にある場合、光源１３から放射された測定光は、その光源１３に対向する面（例えば、図２中右側に示す面）を透過して試料容器１１に入り、試料容器１１に収容された試料を透過して、試料容器１１の測定光が入った面に対向する面（例えば、図２中左側に示す面）を透過して試料容器１１から出て、光度計１４に到達する。このように、試料容器１１を測定光が入る面と出る面が平行となるように構成することにより、試料容器１１の底面からの高さによって、吸光度測定時に試料容器１１内を透過する光の光路長が変わらない。
【００１９】
なお、本実施の形態の場合は、試料容器１１の水平断面形状が方形となるように構成したが、試料容器１１の底面からの高さによって、吸光度測定時に試料容器１１内を透過する光の光路長が変わらない構成であれば良く、図３に示すように、試料容器１１の水平断面形状が円形となるように構成しても良い。
【００２０】
図４は、吸光度測定機構１２の構成を示す側面図である。
【００２１】
図４において、吸光度測定機構１２は、光源１３と光度計１４が固定された筐体１５を有している。筐体１５は、光源１３から放射された測定光が光度計１４に到達可能に形成されている。また、吸光度測定機構１２は、筐体１５を水平方向（図４中左右方向）、すなわち、サンプルディスク１の半径方向（図１参照）に駆動する水平方向駆動機構１６と、筐体１５を垂直方向（図４中上下方向）に駆動する垂直方向駆動機構１８とを有している。歯車形状の水平駆動機構１６を駆動装置（図示せず）により回転駆動させることにより、筐体１５に設けられた歯１７を水平方向に移動させ、吸光度測定機構１２を水平方向に移動させる。同様に、垂直駆動機構１８を駆動装置（図示せず）により回転駆動させることにより、筐体１５に設けられた歯１９を垂直方向に移動させ、吸光度測定機構１２を垂直方向に駆動させる。なお、水平駆動機構１６は筐体１５と共に垂直方向に駆動可能に設けられており、垂直駆動機構１８は筐体１５と共に水平方向に駆動可能に設けられている。
【００２２】
図５〜図７は、試料容器１１に収容された試料の量の変化と吸光度測定機構１２の位置関係を示す図であり、図５は試料分注直前の様子を、図６は試料の量が減少した場合の様子を、図７は試料の量がさらに減少した場合の様子をそれぞれ示している。
【００２３】
図５〜図７において、吸光度測定機構１２は、試料容器１１に収容された試料の液面付近の吸光度を測定する。試料分注直前（図５参照）においては、その時点での試料の液面付近の吸光度を測定する。後述する試料の分注などにより試料容器１１に収容された試料の液面が下がった場合（図６及び図７参照）は、その都度、吸光度測定機構１２の垂直位置を調整し、試料の液面付近の吸光度を測定する。試料容器１１内の試料の液面位置は、予め制御部６の記憶部６３（後述）に記憶された液量と試料分注量などから算出される。また、吸光度測定機構１２を試料容器１１内の液面よりも上方から下方に移動させながら吸光度を測定し、吸光度の変化位置を試料の液面位置として検出しても良い。或いは、液面検出機構を設け、試料液面の検出結果に基づいて吸光度測定機構１２の垂直位置を調整しても良い。
【００２４】
図１に戻る。
【００２５】
試薬ディスク２には、試料と混合して反応させるための試薬が収容された複数の試薬容器２１が、円周上に固定され配置されている。また、試薬容器２１の周囲は、温度制御された保冷庫（図示せず）となっている。試薬ディスク２は図示しない回転駆動機構により周方向に回転され、所定の位置に停止される。
【００２６】
反応ディスク３には、試料と試薬とを混合するための複数の反応容器３１が、円周上に固定され配置されている。反応ディスク３は図示しない回転駆動機構により周方向に回転され、所定の位置に停止される。
【００２７】
反応ディスク３は、反応容器３１に入れられた試料と試薬の混合液（反応液）を、例えば、超音波を反応液に照射することにより攪拌する攪拌機構６と、反応容器３１の洗浄を行う洗浄機構３３とを備えている。
【００２８】
また、反応ディスク３は、反応容器３１に収容された反応液の吸光度を測定する吸光度測定機構３４を備えている。吸光度測定機構３４は、吸光度測定に用いるための光（測定光）を発生する光源３５と、光源３５から放射され、反応容器３１及び反応容器３１に収容された反応液を透過した光の強度を測定する光度計３６とを備えている。光源３５と光度計３６は、反応容器３１の動線を挟んで対向するように配置されている。吸光度測定機構３４は、光源３５と光度計３６の間の位置（以下、吸光度測定位置と称する）に停止された反応容器３１について透過光の強度を測定する。測定結果は伝送線路３６ａを介して制御部６に送られる。制御部６においては、吸光度測定機構３６ａからの光強度の測定結果に基づいて反応容器３１に収容された反応液の吸光度が算出される。
【００２９】
試料分注機構４は、サンプルディスク１と反応ディスク３の間に配置されており、試料を吸引、吐出する分注ノズル（図示せず）をサンプルディスク１と反応ディスク３の間で往復移動させる。試料容器１１に収容された試料は、試料分注機構４の分注ノズル（図示せず）によって吸引され、反応ディスク３に設置された所定の反応容器３１に吐出される。このとき、試料分注機構４は、分注ノズル（図示せず）への試料の付着を抑制するため、その分注ノズルの試料への浸漬量を抑え、試料の液面付近において試料を吸引する。また、試料分注機構４の傍らには分注ノズル洗浄機構４１が配置されており、試料を分注する毎に試料分注機構４の分注ノズルを洗浄する。
【００３０】
試薬分注機構５は、試薬ディスク２と反応ディスク３の間に配置されており、試薬を吸引、吐出する分注ノズル（図示せず）を試薬ディスク２と反応ディスク３の間で往復移動させる。試薬容器２１に収容された試薬は、試薬分注機構５の分注ノズル（図示せず）によって吸引され、反応ディスク３に設置された所定の反応容器３１に吐出される。このとき、試薬分注機構５は、分注ノズル（図示せず）への試薬の付着を抑制するため、その分注ノズルの試薬への浸漬量を抑え、試薬の液面付近において試薬を吸引する。また、試薬分注機構５の傍らには分注ノズル洗浄機構５１が配置されており、試薬を分注する毎に試薬分注機構５の分注ノズルを洗浄する。
【００３１】
制御部６は、自動分析装置１００全体の動作を制御するものであり、表示部６２、記憶部６３、コンピュータ６４、Ａ／Ｄコンバータ６５、及びインターフェース６１を備えている。
【００３２】
制御部６の表示部６２、記憶部６３、コンピュータ６４、及びＡ／Ｄコンバータ６５は、インターフェース６１により接続されており、そのインターフェース６１を介して各種データのやり取りを行う。
【００３３】
Ａ／Ｄコンバータ６５は、伝送線路１２ａを介して光度計１２と、伝送線路３６ａを介して光度計３６とそれぞれ接続されており、吸光度測定機構１２及び吸光度測定機構３４からアナログ信号で送られてくる測定結果、つまり、試料及び反応液に関する強度の測定結果をデジタル信号に変換し、インターフェース６１を介して記憶部６３に記憶する。
【００３４】
記憶装置６３には、入力装置（図示せず）からオペレータにより入力された試料の測定条件、試薬や反応液に関する光強度、光強度から演算して得られる試薬や反応液の吸光度、或いは、その吸光度から演算して得られる試薬や反応液の濃度などの測定結果、各種ソフトウェア、各種計算式などが記憶されている。
【００３５】
表示部６２は、コンピュータ６４からの指示に基づいて、測定条件の入力画面や各種測定結果、或いは、異常を報せる警告などを表示する。
【００３６】
コンピュータ６４は、記憶部６３に記憶された測定条件に基づき、各種ソフトウェアを用いて自動分析装置１００の各構成の動作を制御する。
【００３７】
また、コンピュータ６４は、記憶部６３に記憶された反応液の吸光度を、その反応液に用いた試料の分注時点における吸光度を用いて補正する。コンピュータ６４は、その補正された反応液の吸光度に基づいて濃度を演算し、その結果を記憶部６３に記憶する。このように、試料の吸光度に基づいて反応液の吸光度を補正することは、すなわち、吸光度に基づいて反応液の濃度の測定値を補正することであり、対象となる試料の初回の試料吸引時からの濃度変化を反応液の測定結果に反映することができる。
【００３８】
上記の補正に用いる補正式の一例として、下記に式１を示す。
【００３９】
Ａｔ＝Ａｎ×（Ｘ０／Ｘｎ）  ・・・（式１）
ここで、上記式１におけるＡｔは補正後の反応液の吸光度、Ａｎは補正前の反応液の吸光度、Ｘ０は分注開始直前の試料の吸光度、Ｘｎは分注時の試料の吸光度をそれぞれ示している。
【００４０】
また、コンピュータ６４は、記憶部６３に記憶された試料の吸光度から試料中の固形物、試料のにごり、或いは、溶血度合を算出する。例えば、試料の吸光度を予め定めた閾値と比較し、その比較結果により、試料中への固形物の析出、不純物の混入による試料のにごり、或いは、試料中への気泡の混入などを検出する。
【００４１】
以上のように構成した本実施の形態の動作を説明する。
【００４２】
上記の自動分析装置１００を操作する場合、オペレータは、まず入力装置（図示せず）で分析情報を入力する。操作者が入力した分析情報は記憶部６３に記憶される。
【００４３】
次に、吸光度測定機構１２によりサンプルディスク１の所定の位置にセットされた試料容器１１内の試料の吸光度を測定し、その吸光度を記憶部６３に記憶する。
【００４４】
次に、記憶部６３に記憶された分析情報に従って、サンプルディスク１の所定の位置にセットされた試料容器１１内の試料が試料分注機構４の分注ノズル（図示せず）によって反応ディスク３の所定の位置にセットされた反応容器３１に所定量分注される。分注ノズル（図示せず）は洗浄機構４１によって水洗浄される。また、記憶部６３に記憶された分析情報に従って、試薬ディスク２の所定の位置にセットされた試薬容器２１内の試薬が試薬分注機構５の分注ノズル（図示せず）によって反応ディスク３の所定の位置にセットされた反応容器３１に所定量分注される。反応容器３１内の試料と試薬の混合液（反応液）を、撹拌機構３２により撹拌し、吸光度測定機構１２により反応液の吸光度を測定し、その吸光度を記憶部６３に記憶する。
【００４５】
その後、サンプルディスク１の試料容器１１内の試料を分注する毎に、その試料容器１１内の試料の吸光度を測定し、記憶部６３に記憶させる。
【００４６】
コンピュータ６４は、記憶部６３に記憶された反応液の吸光度を試料の吸光度を用いて補正し、その補正された反応液の吸光度に基づいて濃度を演算し、その結果を記憶部６３に記憶する。
【００４７】
コンピュータ６４は、分析情報により支持された項目の測定が終了するまで上記の動作を繰り返す。
【００４８】
以上のように構成した本実施の形態の効果を説明する。
【００４９】
分析に用いる試料及び試薬が微小量である場合、試料の水分蒸発による濃縮、或いは、分注ノズルに付着した洗浄水等の持ち込みによる希釈などの原因による試料の濃度変化が測定結果に与える影響が大きい。
【００５０】
上記従来技術のような自動分析装置においては、試料の再確認や再検作業を漏れなく行うことにより、測定結果の信頼性向上を図っている。しかし、試料の再確認や再検作業においても試料の濃度は変化しており、したがって、上記のような試料の濃度変化が測定結果に与える影響を抑制することは難しかった。
【００５１】
これに対し、本実施の形態における自動分析装置においては、試料を分注する毎に試料の吸光度を測定し、その吸光度を用いて反応液の吸光度を補正するように構成したので、試料の再確認や再検作業を行うことなく、試料濃度の変化に起因する測定結果の誤差を抑制することができる。
【００５２】
また、試料の濃度変化を検知し、測定結果を補正する方法としては、例えば、試料分注の１回目と最後で同じ項目を測定し、その測定結果の差から分注１回あたりの濃度変化量を計算し、その計算結果を基に測定結果を補正することが考えられる。しかし、濃度変化の度合は時間に比例するとは限られず、また、試料及び試薬の双方における分注誤差、光度計誤差などが影響するため、測定結果の濃度を正確に補正することは難しい。さらに、同じ項目を複数回測定する必要があるため、スループットの低下やランニングコストの増加などの点が懸念される。
【００５３】
これに対し、本実施の形態における自動分析装置においては、試料を分注する毎に試料の吸光度を測定し、その吸光度を用いて反応液の吸光度を補正するように構成したので、各測定項目毎に吸光度の補正を行うことができ、試料濃度の変化に起因する測定結果の誤差を抑制することができる。また、同じ項目を複数回測定する必要がないため、スループットの低下やランニングコストの増加などを抑制することができる。
【００５４】
なお、以上に説明した各実施の形態においては、吸光度測定機構１２により試料容器１１の試料の吸光度を測定し、その吸光度を用いて吸光度測定機構３４により測定した反応液の吸光度の測定結果を補正し、その補正後の吸光度を用いて反応液の濃度を算出するように構成したが、これに限られず、複数の電極を試料容器１１の試料に浸漬させて試料の電気伝導率を測定し、電気伝導率から試料の濃度をコンピュータ６４により算出し、この試料の濃度を用いて反応液の濃度を補正するようにしても良い。この場合、試料に対する大気中の二酸化炭素の溶解や分注ノズル洗浄用の洗剤の持込などの影響による水素イオン濃度の変化を検出することができ、記憶部６３に予め記憶させた水素イオン濃度の変化による各測定項目への影響度合に基づいて、警告などを発することができる。
【００５５】
また、本実施の形態においては、試料の吸光度を用いて反応液の吸光度の測定結果を補正するように構成したが、試料分注量を補正するようにしても良い。
【００５６】
さらに、本実施の形態においては、試料の吸光度に基づいて反応液の吸光度を補正することにより反応液の濃度の測定値を補正するようにしたが、これに限られず、コンピュータ６４により試料の吸光度から求めた試料の濃度、或いは、試料の電気伝導度から求めた試料の濃度に基づいて反応液の濃度の測定値を補正するようにしても良い。
【００５７】
また、本実施の形態においては、試料容器１１をサンプルディスク１に配置した場合を例にとり説明したが、サンプルディスク１に換えてラックを用い、このラックに試料容器１１を配置するように構成しても良い。
【符号の説明】
【００５８】
１  サンプルディスク
２  試薬ディスク
３  反応ディスク
４  試料分注機構
５  試薬分注機構
６  制御部
１１  試料容器
１２  吸光度測定機構
１３  光源
１４  光度計
１５  筐体
１６  水平方向駆動機構
１８  垂直方向駆動機構
２１  試薬容器
３１  反応容器
３２  攪拌機構
３３  洗浄機構
３４  吸光度測定機構
３５  光源
３６  光度計
６１  インターフェース
６２  表示部
６３  記憶部
６４  コンピュータ
６５  Ａ／Ｄコンバータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010169581.tif 000006
【図５】
2010169581.tif 000007
【図６】
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【図７】
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