(57)【要約】【課題】分析開始までの待機時間を短縮し、内部標準液の無駄を低減し、かつ周囲温度に影響を受けない信頼性の高い分析を行う電解質分析装置を実現する。【解決手段】試料吸引ノズル１２は、試料溶液を吸引するための内管ノズル１２Ａと、恒温水を循環するための外管パイプ１２Ｂとを備えた二重管構造となっている。外管パイプ１２Ｂには、恒温水を供給および循環するためのジョイント（ＩＮ）１２Ｃと、ジョイント（ＯＵＴ）１２Ｄとが接続される構造となっている。恒温水をスムーズに供給および循環できるように、温水パイプ１４Ａに接続されるチューブ２７に、エア抜き手段２５を備えている。内管ノズル１２Ａは外管パイプ１２Ｂ内に循環された恒温水の伝熱により加温される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を希釈し、収容する希釈槽と、
上記希釈槽に収容され希釈された試料を吸引する試料吸引ノズルを有する試料吸引機構と、
上記試料吸引機構で吸引された試料の電解質濃度を測定する電解質測定部と、
上記試料吸引ノズルの試料吸引口付近を包囲する外管と、
上記外管に恒温水を循環させる恒温水供給機構と、
を備えることを特徴とする電解質分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電解質分析装置において、
上記恒温水循環機構は、上記恒温水が循環される温水管を有し、この温水管から上記外管が分岐していることを特徴とする電解質分析装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電解質分析装置において、
上記希釈槽に内部標準液を供給する内部標準液供給管と、上記希釈槽に希釈液を供給する希釈液供給管と、上記希釈槽、上記電解質測定部、上記外管、及び上記温水管を保持し、上記恒温水循環機構により保温されることを特徴とする電解質分析装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電解質分析装置において、
上記試料吸引ノズル及び上記外管は、金属製であることを特徴とする電解質分析装置。
【請求項５】
試料を希釈し、収容する希釈槽と、
上記希釈槽に収容され希釈された試料を吸引する試料吸引ノズルを有する試料吸引機構と、
上記試料吸引機構で吸引された試料の電解質濃度を測定する電解質測定部と、
上記試料吸引ノズルの試料吸引口付近を包囲する外管と、
を備え、上記試料吸引ノズルの上記外管で包囲された空間領域は真空状態となっていることを特徴とする電解質分析装置。
【請求項６】
試料を希釈し、収容する希釈槽と、
上記希釈槽に収容され希釈された試料を吸引する試料吸引ノズルを有する試料吸引機構と、
上記試料吸引機構で吸引された試料の電解質濃度を測定する電解質測定部と、
上記試料吸引ノズルの試料吸引口付近を包囲する外管と、
を備え、上記試料吸引ノズルの上記外管で包囲された空間領域は保温材が充填されていることを特徴とする電解質分析装置。
【請求項７】
試料容器が配置される試料容器ディスクと、
試薬容器が配置される試薬容器ディスクと、
反応容器が配置される反応容器ディスクと、
上記試料容器から試料を吸引し、上記反応容器に吐出する試料分注機構と、
上記試薬容器から試薬を吸引し、上記反応容器に吐出する試薬分注機構と、
上記反応容器に収容された試料を分析する分析部と、
上記反応ディスクを恒温状態にするための恒温水を上記反応ディスクに供給する恒温維持機構と、
試料を希釈し、収容する希釈槽と、上記希釈槽に収容され希釈された試料を吸引する試料吸引ノズルを有する試料吸引機構と、上記試料吸引機構で吸引された試料の電解質濃度を測定する電解質測定部と、上記試料吸引ノズルの試料吸引口付近を包囲する外管と、この外管に上記恒温維持機構からの恒温水を循環させる恒温水供給機構とを有する電解質分析部と、
を備ええる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、電解質分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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成分の濃度を測定するものであり、イオン選択電極を用いてイオンの濃度測定が行われ、主に臨床検査の分野で広く用いられている。
【０００３】
測定の方法は、予め既知濃度の標準液を測定し、得られた起電力を用いてスロープが算出され、さらに内部標準液と試料溶液とを交互に測定し、その電位差とスロープから試料溶液中のイオン濃度を測定する。
【０００４】
電解質分析装置において重要となるのが、測定溶液の温度の安定性である。イオン選択電極での電位レベルは測定時の温度により変化するため、データの信頼性を確保するためには、測定時の試料溶液および内部標準液ともに、ある一定温度の範囲内に制御する必要がある。
【０００５】
このため、特許文献１に記載のように、内部標準液および希釈液の分注流路の一部を温度制御されたプリヒート槽を通過させ、希釈槽および電解質測定部もプリヒート槽の伝熱を利用して温度制御している。また、試料吸引ノズルは温度安定性を確保するため保温カバーで覆われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−７３３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
イオン選択電極を用いた電解質測定では、電極や試料溶液の温度変化に伴い、式（１）に示すように起電力が変化する。試料濃度は、式（２）に従って起電力から算出されるため、電極や試料溶液の温度安定性が悪いと測定値が変動する。
【０００８】
Ｅ＝Ｅ０＋２．３０３×ＲＴ／ｚＦ×ｌｏｇ（γ×Ｃ）・・・（ １ ）
ただし、上記式（１）において、Ｅは起電力、Ｅ０は測定系により定まる一定電位、Ｒは気体定数、Ｔは絶対温度、ｚはイオン価数、Ｆはファラデー定数、γは活量係数、Ｃは濃度である。
【０００９】
Ｃ（Ｓ）＝Ｃ（ＩＳ）×１０（Ｅ（Ｓ）−Ｅ（ＩＳ））／ＳＬ・・・（ ２ ）
ただし、上記式（２）において、Ｃ（Ｓ）は試料の濃度、Ｃ（ＩＳ）は内部標準液の濃度、Ｅ（Ｓ）は試料の起電力、Ｅ（ＩＳ）は内部標準液の起電力、ＳＬはスロープ値である。
【００１０】
電解質分析装置では温度変化によるドリフトを補正するため、試料溶液の前後に内部標準液を測定している。しかし、式（１）より起電力は絶対温度に依存するため、装置内温度が不安定な状態で測定を開始し、内部標準液と試料溶液を測定する間に温度が０．５°Ｃ上昇した場合、温度安定時と比べて起電力は約０．２５ｍＶ増加し、濃度は約１．４ｍｍｏｌ／Ｌ増加することになる。このため、信頼性のある測定結果を得るためには、温度の安定性が重要である。
【００１１】
よって、内部標準液および希釈液の分注流路の一部を温度制御されたプリヒート槽を通過させ、希釈槽および電解質測定部もプリヒート槽の伝熱を利用して温度制御している。
【００１２】
しかしながら、従来技術における電解質分析装置では、希釈槽から電解質測定部に希釈された試料溶液あるいは内部標準液を吸引するための試料吸引ノズルは、保温カバーで覆われているのみで温度制御されているわけではない。また、保温カバーには希釈槽内に試料溶液を分注するため、上部に分注ノズルの挿入穴が設けられており完全に密閉されているわけではない。
【００１３】
そのため、装置の電源投入直後や装置設置環境の影響により、装置内の温度が安定していない状態で電解質の測定を実施した場合、保温カバーで覆われているのみの試料吸引ノズルの温度は、プリヒート槽の伝熱を利用して温度制御された内部標準液および希釈液、希釈槽、電解質測定部より低い状態になる。
【００１４】
よって、ドリフト補正するための内部標準液が試料吸引ノズル内を通過する際、プリヒート槽の伝熱を利用して温度制御された内部標準液の温度が低下し、次の試料溶液を測定する間に温度差が発生することで正確なドリフト補正が出来ず、分析結果に悪影響を与える可能性があるという問題を有していた。
【００１５】
従来技術における電解質分析装置ではこれらの問題を解決するため、装置内温度が安定するまで待機する、もしくは温度制御された内部標準液を数回吸引することで試料吸引ノズルを加温し、分析結果の信頼性を確保するよう運用されている。
【００１６】
しかしながら、分析開始までの待機時間の増加、分析に用いない無駄な内部標準液が発生することでランニングコストが問題となる。
【００１７】
本発明は、従来技術の上記問題に注目しなされたものであり、その目的は、温度制御された試料吸引ノズルを備えることで、分析開始までの待機時間を短縮するとともに、内部標準液の無駄を低減し、かつ周囲温度に影響を受けない信頼性の高い分析を行う電解質分析装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するための本発明は以下のように構成される。
【００１９】
電解質分析装置において、試料を希釈し、収容する希釈槽と、上記希釈槽に収容され希釈された試料を吸引する試料吸引ノズルを有する試料吸引機構と、上記試料吸引機構で吸引された試料の電解質濃度を測定する電解質測定部と、上記試料吸引ノズルの試料吸引口付近を包囲する外管と、上記外管に恒温水を循環させる恒温水供給機構とを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、分析開始までの待機時間を短縮するとともに、内部標準液の無駄を低減し、かつ周囲温度に影響を受けない信頼性の高い分析を行う電解質分析装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明が適用される自動分析装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例である電解質分析装置の流路概略構成図である。
【図３】本発明の一実施例におけるプリヒート部の外観図である。
【図４】本発明の一実施例における二重管構造試料吸引ノズルの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【実施例】
【００２３】
図１は、本発明が適用される自動分析装置の概略構成図である。本発明の一実施例における電解質分析装置は、自動分析装置に組み込まれている。ただし、図１は、電解質分析装置を省略して示し、図２に本発明の一実施例である電解質分析装置を示す。
【００２４】
図１において、自動分析装置は、検体（試料）容器ディスク２６０、反応容器ディスク２００、試薬容器ディスク３０、光度計７０、光源２５０、及びマイクロコンピュータ１４０を備えている。
【００２５】
反応容器ディスク２００は、間欠回転可能に設けられており、反応ディスク２００上に透光性材料からなる多数の反応セル１９０が周方向に沿って配置されている。反応セル１９０は、恒温槽４０により所定温度（例えば３７°Ｃ）に維持されている。恒温槽４０内の流体は、ポンプを有する恒温維持機構（恒温水供給機構）２０１により温度調整されている。
【００２６】
検体容器ディスク２６０上には、血液、尿等の生体サンプルを収容する多数の検体容器２７０が、図示の例では二重に、周方向に沿って配置されている。また、検体容器ディスク２６０の近傍には、検体サンプリング機構５０が配置されている。この検体サンプリング機構５０は、可動アーム２２０と、これに取り付けられたサンプリングノズル（試料分注ノズル）１５とから主に構成されている。
【００２７】
検体サンプリング機構５０は、サンプル分注制御部１００の制御によりサンプル分注時にはサンプリングノズル１５が可動アーム２２０により分注位置に適宜移動して、検体容器ディスク２６０の吸入位置に位置する検体容器２７０から所定量のサンプルを吸入し、そのサンプルを反応容器ディスク２００上の吐出位置にある反応セル１９０内に吐出する。
【００２８】
試薬容器ディスク３０には、複数の試薬ボトル２４０が試薬容器ディスク３０の周方向に沿ってそれぞれ載置されている。
【００２９】
また、試薬容器ディスク３０の近傍には、検体サンプリング機構５０と概ね同様の機構をなす試薬ピペッティング機構９０が配置されている。試薬分注制御部１２０の制御により、試薬分注時には、これが備えるピペットノズルにより、反応容器ディスク２００上の試薬受け入れ位置に位置付けられる検査項目に応じた試薬ボトル２４０から試薬を吸入し、該当する反応セル１９０内へ吐出する。
【００３０】
反応容器ディスク２００、試薬容器ディスク３０および試薬ピペッティング機構９０に囲まれる位置には、攪拌機構８０が配置されている。反応セル１９０内に収容されたサンプルと試薬との混合液は、この攪拌機構８０により攪拌されて反応が促進される。
【００３１】
光源２５０は、反応容器ディスク２００の中心部付近に配置され、光度計７０は反応容器ディスク２００の外周側に配置されている。攪拌を終えた反応セル１９０の列は光源２５０と光度計７０とによって挟まれた測光位置を通るように回転移動する。なお、光源２５０と光度計７０は光検出系を構成する。
【００３２】
各反応セル１９０内におけるサンプルと試薬との反応液は、反応容器ディスク２００の回転動作中に光度計７０の前を横切る度に測光される。サンプル毎に測定された散乱光のアナログ信号は、イオンターフェース１３０を介してＬｏｇ変換・Ａ／Ｄ変換器１５０に入力される（信号線は省略する）。使用済みの反応セル１９０は、反応容器ディスク２００の近傍に配置された反応セル洗浄機構６０により、内部が洗浄されて繰り返しの使用を可能にする。洗浄機構６０は洗浄水ポンプ１１０から洗浄水が供給される。
【００３３】
また、自動分析装置は、インターフェース１３０に接続された表示部１６０、プリンタ１７０、記憶媒体１８０を備えている。
【００３４】
次に、図２を参照して、本発明の一実施例である電解質分析装置を説明する。
【００３５】
図２において、電解質分析装置は、試料容器１と、内部標準液用試薬容器２と、希釈液用試薬容器３と、比較電極液用試薬容器４と、試料溶液を希釈液で希釈するための希釈槽５と、内部標準液を希釈槽５に分注するための内部標準液シリンジ６と、希釈液を希釈槽５に分注するための希釈液シリンジ７と、比較電極液を比較電極に分注するためのシッパーシリンジ８と、内部標準液を希釈槽５に吐出するための内部標準液ノズル９と、希釈液を希釈槽５に吐出するための希釈液ノズル１０とを備える。
【００３６】
さらに、電解質分析装置は、電解質濃度を測定するための電解質測定部１１と、希釈槽５ら電解質測定部１１に希釈された試料溶液あるいは内部標準液を吸引するための試料吸引ノズル１２と、残溶液を希釈槽５から排出するための真空排出ノズル１３と、真空排出ノズル１３に接続された廃液排出用２方電磁弁２４と、イオン選択電極１１Ａ（Ｎａイオン選択電極）、１１Ｂ（Ｋイオン選択電極）、１１Ｃ（Ｃｌイオン選択電極）、希釈液、内部標準液を予め定められた温度範囲に保持するためのプリヒート槽１４と、電解質測定部１１及び希釈槽５の周辺を保温するための保温カバー（図示せず）と、試料分注ノズル１５を洗浄するための洗浄槽１６とを備えている。
【００３７】
次に、本発明の一実施例である電解質分析装置の動作を説明する。
【００３８】
電解質測定装置は、試料容器１の試料を試料分注ノズル１５にて吸引し、希釈槽５に吐出する。そして、希釈液用試薬容器３の希釈液を、希釈液吸引用２方電磁弁１７、希釈液シリンジ７、希釈液吐出用２方電磁弁１８の動作により、希釈液パイプ１４Ｃおよび希釈液ノズル１０を介して希釈槽５に吐出し、試料容器１から希釈槽５に吐出された試料を希釈する。
【００３９】
次に、ピンチバルブ１９、シッパーシリンジ８、シッパーシリンジ吸引用２方電磁弁２０の動作により、比較電極液用試薬容器４の比較電極液が比較電極用２方電磁弁２１を介して、比較電極１１Ｄまで吸引される。
【００４０】
次に、希釈槽５にて希釈された試料は、ピンチバルブ１９、シッパーシリンジ８、シッパーシリンジ吸引用２方電磁弁２０の動作により、試料吸引ノズル１２ＡからＮａイオン選択電極１１Ａ、Ｋイオン選択電極１１Ｂ、Ｃｌイオン選択電極１１Ｃへ吸引され、比較電極１１Ｄと各イオン選択電極１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃとの間に生じる起電力が測定される。
【００４１】
測定された起電力は、インターフェース１３０を介してマイクロコンピュータ１４０に送られる。
【００４２】
一方、内部標準液用試薬容器２の内部標準液は、内部標準液吸引用２方電磁弁２２、内部標準液シリンジ６、内部標準液吐出用２方電磁弁２３の動作により、内部標準液パイプ１４Ｂおよび内部標準液ノズル９を介して、希釈槽５に吐出される。内部標準液と希釈された試料溶液が交互に試料吸引ノズル１２Ａから各イオン選択電極１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃまで移送され、比較電極１１Ｄと各イオン選択電極１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃとの間に生じる起電力が測定される。
【００４３】
測定された起電力は、インターフェース１３０を介してマイクロコンピュータ１４０に送られる。
【００４４】
マイクロコンピュータ１４０は、予め既知濃度の標準液の測定により算出したスロープと、内部標準液と試料溶液との起電力の差から試料濃度を算出する。
【００４５】
測定が終了した希釈槽５内の試料や内部標準液は、真空排出ノズル１３から廃液排出用２方電磁弁２４の動作により、廃液流路から装置外に排出される。
【００４６】
図３はプリヒート槽１４の外観図である。図３において、プリヒート槽１４は内部に配置された温水パイプ１４Ａ内を３７°Ｃ±０.１°Ｃ程度に制御された恒温水を循環させることで恒温化している。
【００４７】
恒温水の循環機構は、自動分析装置に備えられた恒温水を循環させるためのポンプ及び恒温水の温度を制御するためのヒータを有する恒温維持機構２０１を介した後、流路を分岐し、プリヒート槽１４の内部に配置された温水パイプ１４Ａに接続されている。これにより、恒温水を循環させ、プリヒート槽１４を恒温化している。
【００４８】
内部標準液および希釈液は、プリヒート槽１４の内部に配置された内部標準液パイプ１４Ｂ、希釈液パイプ１４Ｃ内を通過することで、伝熱を利用し加温している。
【００４９】
また、試料吸引ノズル１２においても、プリヒート槽１４の恒温化機構を利用して温度制御される。
【００５０】
次に、本発明の一実施例における試料吸引ノズル１２の概略を説明する。図４は、試料吸引ノズル１２を説明するための断面図である。
【００５１】
図４において、試料吸引ノズル１２は、試料溶液を吸引するための内管ノズル１２Ａと、恒温水を循環するための外管パイプ１２Ｂとを備えた二重管構造となっている。
【００５２】
さらに、外管パイプ１２Ｂには、恒温水を供給および循環するためのジョイント（ＩＮ）１２Ｃと、ジョイント（ＯＵＴ）１２Ｄとが接続される構造となっている。
【００５３】
また、恒温水をスムーズに供給および循環できるように、温水パイプ１４Ａに接続されるチューブ２７に、エア抜き手段２５を備えている。
【００５４】
本発明の一実施例においては、外管パイプ１２Ｂ内に恒温水を循環させるための流路は、プリヒート槽１４（図１参照）の恒温化手段として内部に配置された温水パイプ１４Ａ（図１参照）を途中で分岐し、チューブ（ＩＮ）２６、ジョイント（ＩＮ）１２Ｃ、外管パイプ１２Ｂ、ジョイント（ＯＵＴ）１２Ｄ、チューブ（ＯＵＴ）２７を通り、温水パイプ１４Ａ（図１参照）に戻される。
【００５５】
すなわち、内管ノズル１２Ａは外管パイプ１２Ｂ内に循環された恒温水の伝熱により加温される。また、自動分分析装置の電源が投入され、正常に立ち上げられた状態では、恒温水が常に外管パイプ１２Ｂ内に循環されているため、内管ノズル１２Ａは放熱されにくく、保温された状態にある。
【００５６】
なお、本発明の一実施例においては、図４に示すように、外管パイプ１２Ｂ内に恒温水を循環させる構成としているが、断熱性を高めるため、二重管構造の外管パイプ１２Ｂ内を真空状態にしてもよい。
【００５７】
つまり、内管ノズル１２Ａの外管パイプ１２Ｂで包囲された空間領域が真空状態となるように構成することもできる。
【００５８】
また、二重管構造の外管パイプ１２Ｂ内の空隙（空間領域）を保温材で充填されたものでもよい。
【００５９】
また、外管パイプ１２を三重管構造とし、最外管を真空状態とし、次の内部管に恒温水を循環させる構造とすることもできる。
【００６０】
これにより、吸引された試料吸引ノズル１２内の測定溶液の温度を、希釈液、内部標準液、希釈槽５および電解質測定部１１と同様、一定温度に制御することで、正確なドリフト補正が可能となり、信頼性の高い分析を行うことができる。
【００６１】
また、温度制御された試料吸引ノズル１２を備えることで、周囲温度の影響を受けにくくなり、分析開始までの待機時間を短縮するとともに、分析に用いない無駄な内部標準液の消費を低減することが可能である。
【００６２】
また、試料吸引ノズル１２は、ステンレス等の金属製であっても、樹脂製であってもよい。
【００６３】
さらに、上述した一実施例においては、本願発明の電解質分析装置を自動分析装置に組み込み、恒温維持機構２０１及びマイクロコンピュータ１４０を電解質分析装置にも用いる例を示したが、自動分析装置とは別個に電解質分析装置として構成することも可能である。この場合は、電解質分析装置に恒温装維持機構と試料の分析、電解質分析装置全体の動作制御を行うマイクロコンピュータが備ええられる構成となる。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・試料容器、２・・・内部標準液用試薬容器、３・・・希釈液用試薬容器、４・・・比較電極液用試薬容器、５・・・希釈槽、６・・・内部標準液シリンジ、７・・・希釈液シリンジ、８・・・シッパーシリンジ、９・・・内部標準液ノズル、１０・・・希釈液ノズル、１１・・・電解質測定部、１１Ａ・・・Ｎａイオン選択電極、１１Ｂ・・・Ｋイオン選択電極、１１Ｃ・・・Ｃｌイオン選択電極、１１Ｄ・・・比較電極、１２・・・試料吸引ノズル、１２Ａ・・・内管ノズル、１２Ｂ・・・外管パイプ、１２Ｃ・・・ジョイント（ＩＮ）、１２Ｄ・・・ジョイント（ＯＵＴ）、１３・・・真空排出ノズル、１４・・・プリヒート槽、１４Ａ・・・温水パイプ、１４Ｂ・・・内部標準液パイプ、１４Ｃ・・・希釈液パイプ、１５・・・試料分注ノズル、１６・・・洗浄槽、１７・・・希釈液吸引用２方電磁弁、１８・・・希釈液吐出用２方電磁弁、１９・・・ピンチバルブ、２０・・・シッパーシリンジ吸引用２方電磁弁、２１・・・比較電極用２方電磁弁、２２・・・内部標準液吸引用２方電磁弁、２３・・・内部標準液吐出用２方電磁弁、２４・・・廃液排出用２方電磁弁、２５・・・エア抜き手段、２６・・・チューブ（ＩＮ）、２７・・・チューブ（ＯＵＴ）、３０・・・試薬容器ディスク、１４０・・・マイクロコンピュータ、２００・・・反応容器ディスク、２６０・・・試料容器ディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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