(57)【要約】【課題】  検体，試薬の機械的分注回数を減らし、複数の検体に対して必要な項目を選んで分析できる高速で自由度の高い自動分析装置を提供する。【解決手段】  少なくとも一方の面に複数の電極が配置された２つの面を対向させて形成された液滴搬送デバイスと、液滴搬送デバイス内で検体液滴と試薬液滴を混合，反応，光学測定させる複数の分析経路と、検体液滴を複数の分析経路に分配可能な検体分配機構と、試薬液滴を複数の分析経路に分配可能な試薬分配機構と、検体と試薬の組み合わせを選択して分析経路に導くよう各機構を制御し、光学測定の結果から検体に含まれる成分の濃度を計算する制御装置を持つように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔で対向させ、間隙に液体を保持する少なくとも１対の板状部材を備えた液体搬送機構であって、
前記少なくとも１対の板状部材の少なくとも一方に、液体を搬送する方向に沿って複数の電極を所定間隔で配置した液体搬送路を複数備え、
かつ該液体搬送路には、少なくとも放射状にサンプル液体を搬送するサンプル搬送路と、該サンプル搬送路を横断し、複数の前記サンプル搬送路に試薬を供給する試薬搬送路と、を備えた液体搬送機構と、
前記サンプル搬送路に検体を供給する検体分配機構と、
前記試薬搬送路に試薬を供給する試薬分配機構と、
前記液体搬送路中での検体と試薬の反応を光学的に分析する測定機構と、
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、
前記液体搬送路には、更に前記サンプル搬送路を横断し、複数の前記サンプル搬送路に検体を供給するサンプル流路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２記載の自動分析装置において、
前記サンプル流路にそれぞれ異なる検体を供給する複数のサンプル供給機構と前記試薬搬送路にそれぞれ異なる試薬を供給する複数の試薬供給機構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３記載の自動分析装置において、
前記サンプル供給機構、前記試薬供給機構には、それぞれ複数回分の分析が実行可能な検体または試薬を一時的に蓄えるサンプル溜め、または試薬溜め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１〜４のいずれかに記載の自動分析装置において、
前記サンプル搬送路を横断し、複数の前記サンプル搬送路から分析が終了した反応液を排出する廃液流路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５記載の自動分析装置において、
前記廃液流路から廃液を前記液体搬送機構外に取り出す廃液ポートと、該廃液ポートに挿入し廃液を吸引する廃液吸引機構を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の自動分析装置において、
前記測定機構は光源と、光源から発せられ反応液を透過した光を受光する受光器を備えた光度計であり、かつ該光度計と複数の前記サンプル搬送路の相対的位置関係を変える相対的位置関係変更機構を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項８】
請求項７記載の自動分析装置において、
前記相対的位置関係変更機構は前記光度計の移動機構であり、前記サンプル搬送路の外周または内周を回転移動するものであることを特徴とする自動分析装置。
【請求項９】
請求項４記載の自動分析装置において、
前記試薬溜めは該試薬溜めに接続する試薬搬送路にて１回の分析に必要な量の液滴に分割してサンプル搬送路に搬送する液滴分割機構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３記載の自動分析装置において、
前記サンプル供給機構は、検体容器から検体を吸引する検体プローブと、該検体プローブを移動させる検体プローブ移動機構と、検体プローブを挿入するサンプルポート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１〜１０のいずれかに記載の自動分析装置において、
検体を希釈するための希釈液を供給する希釈液供給ポートを前記サンプルポートの近傍に備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項１２】
所定間隔で対向させ、間隙に液体を保持する少なくとも一対の板状部材を備えた液体搬送機構であって、
前記少なくとも一対の板状部材の少なくとも一方に、液体を搬送する方向に沿って複数の電極を所定間隔で配置した液体搬送路を複数備え、
前記液体搬送路は、検体や試薬を供給する機能、検体，試薬やその混合物を搬送する機能、検体，試薬やその混合物を一時的に格納する機能、検体と試薬の混合物を反応させる機能、検体，試薬、その混合物、あるいは反応した混合物の特定物質の濃度を測定する機能を有し、
複数の液体搬送路で、検体や試薬の供給，検体，試薬やその混合物の搬送，格納，反応，測定が並列して、かつ非同期的に実行す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】
本発明は血液，尿等の生体成分の定性・定量分析を実行する自動分析装置に係り、特に小型で、より多くの試薬を搭載でき、かつ時間あたりの処理能力の高い自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液等の生体試料を自動的に分析し、結果を出力する自動分析装置は、患者数の多い大病院，中小病院，医院から検査を請け負い検査を行う検査センターなどにおいて効率良く分析を行うのになくてはならない装置になっている。
【０００３】
そのような自動分析装置は、コンパクトでより多種類の分析ができ、かつ処理速度の高いものが望まれており、従来種々のものが提案されている。例えば特許文献１には複数の反応セルを円周上に配置し、回転可能な反応ディスクを用い、個々の反応セルに検体，試薬をプローブで分注し、混合液の吸光度の変化を光度計で検出して検体の特定成分の濃度を分析する装置が開示されている。
【０００４】
この方法では、全ての反応セルが反応ディスクの回転により光度計を通過して測光されるので、必要な光度計は１つのみであり、全てのセルに対して同一の条件でばらつきの小さい分析が可能である。また、検体，試薬の分注はどの反応セルに対しても可能なので、必要な分析が自由な順番で実施することができ、処理能力の高い分析が可能である。
【０００５】
しかし、この方法では、反応セルに光度計の光束径以上の反応液（検体＋試薬）が入っている必要があり、一定量以上の検体／試薬が必要である。また、処理速度を大きくするためには反応セルの数を多くする必要があるが、一方で反応セルには一定容積が必要であり、必然的に装置が大型化してしまうという問題があった。
【０００６】
これに対して非特許文献１には、エレクトロウェッチングと称する電極列の配置された平板間に液滴を操作する技術を応用して、検体と試薬を反応させＬＥＤを用いた光学系で反応液滴の吸光度を検出して４種類の項目の濃度を分析した例が紹介されている。エレクトロウェッチングによる液滴搬送技術は、小さな量の液滴を扱える、機械的に動く機構が不要なので信頼性が高いなどの利点があり、小型で高処理能力の分析装置を実現できる可能性がある。
【０００７】
【特許文献１】特開平４−７１１８４号公報
【０００８】
【非特許文献１】Clinical diagnostics on human whole blood、plasma、serum、  urine、saliva、sweat、and tears on a digital microfluidic platform”        μＴＡＳ２００３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
非特許文献１に記載の技術では、特定の項目の分析は可能であるが、複数の検体に対して多種類の項目から必要な項目を選んで自動的に分析することができない。
【００１０】
本発明の目的は、検体，試薬の機械的な分注回数を減らし、複数の検体に対して必要な項目を選んで自動的に分析できる高速で自由度の高い自動分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の課題解決手段は次の通りである。
【００１２】
少なくとも一方の面に複数の電極が配置された２つの面を対向させて形成された液滴搬送デバイスと、液滴搬送デバイス内で検体液滴と試薬液滴を混合，反応，光学測定させる複数の分析経路と、検体液滴を複数の分析経路に分配可能な検体分配機構と、試薬液滴を複数の分析経路に分配可能な試薬分配機構と、検体と試薬の組み合わせを選択して分析経路に導くよう各機構を制御し、光学測定の結果から検体に含まれる成分の濃度を計算する制御装置を持つように構成する。
【００１３】
より好ましくは以下のような構成である。
【００１４】
所定間隔で対向させ、間隙に液体を保持する少なくとも１対の板状部材を備えた液体搬送機構であって、前記少なくとも１対の板状部材の少なくとも一方に、液体を搬送する方向に沿って複数の電極を所定間隔で配置した液体搬送路を複数備え、かつ該液体搬送路には、少なくとも放射状にサンプル液体を搬送するサンプル搬送路と、該サンプル搬送路を横断し、複数の前記サンプル搬送路に試薬を供給する試薬搬送路と、を備えた液体搬送機構と、前記サンプル搬送路に検体を供給する検体分配機構と、前記試薬搬送路に試薬を供給する試薬分配機構と、前記液体搬送路中での検体と試薬の反応を光学的に分析する測定機構と、を備えた自動分析装置。
【００１５】
上記自動分析装置では、液滴の光学的性質を測定する光度計と、光度計を移動させる移動機構を持ち、光度計が複数の分析経路で光学測定できるように構成してもよい。
【００１６】
また、試薬庫が複数の試薬容器を円周上に搭載して回転可能な試薬ディスクであり、試薬分注機構が試薬ディスク上の特定の位置の試薬容器から試薬を吸引して液滴搬送デバイスの特定位置に吐出する試薬プローブであってもよい。
【００１７】
また、試薬プローブは複数回の分析に要する量の試薬を１回で吸引して液滴搬送デバイスに吐出してもよい。
【００１８】
また、液滴搬送デバイス内に試薬溜めがあり、試薬液滴は試薬溜めに保持されたのち分析経路に搬送しても良い。
【００１９】
また、試薬溜めは複数回の分析に要する量の液滴を一体として保持し、試薬溜めに接続する分取経路にて１回の分析に必要な量の液滴に分割してから分析経路に搬送しても良い。
【００２０】
また、試薬溜めは複数の液滴を保持し、順序を交換して分析経路に搬送可能に構成されていてもよい。
【００２１】
また、試薬溜めは複数設置されており、それぞれの試薬溜めに保持される試薬は同一の種類の試薬であってもよい。
【００２２】
また、個々の試薬溜めに保持される試薬の種類が固定されず、異なる種類の試薬が共通の試薬溜めに保持されてもよい。
【００２３】
また、検体分注機構が検体容器から検体を吸引して液滴搬送デバイスの特定位置に吐出する検体プローブであり、検体プローブは複数の分析に要する量の検体を１回で吸引してもよい。
【００２４】
また、液滴搬送デバイス内に検体溜めがあり、検体液滴は検体溜めに保持されたのち分析経路に搬送してもよい。
【００２５】
また、検体溜めは複数回の分析に要する量の液滴を一体として保持し、検体溜めに接続する分取経路にて１回の分析に必要な量の液滴に分割してから分析経路に搬送してもよい。
【００２６】
また、検体溜めは複数の液滴を保持し、順序を交換して分析経路に搬送可能に構成されていても良い。
【００２７】
また、検体を異なる希釈率で希釈する希釈機構をもち、希釈された検体が液滴搬送デバイスに供給されても良い。
【００２８】
また、検体分注機構が検体容器から検体を吸引する検体プローブであり、液滴搬送デバイスの検体吐出位置にて検体を希釈しても良い。
【００２９】
また、分析経路，検体分配機構および試薬分配機構はそれぞれ複数の電極列からなっており、分析経路をなす電極列と検体分配機構および試薬分配機構をなす電極列は交差しており、交差点を介して液滴がそれぞれの電極列間を移動してもよい。
【００３０】
また、複数の連続した電極に電圧を印加して一つの液滴を保持し、共通の電極列上で異なる体積の液滴を搬送してもよい。
【００３１】
また、液滴搬送デバイスが円形であり、複数の分析経路をなす電極列が半径方向に整列しており、検体分配機構および試薬分配機構をなす電極列は周方向に整列してもよい。
【００３２】
また、複数の分析経路が円周上に配置されており、光度計が回転して光学測定してもよい。
【００３３】
また、検体液滴を分析径路に分配する搬送経路，試薬液滴を分析経路に分配する搬送経路のいずれかまたは両方の搬送経路が、複数の経路の中から選択可能であってもよい。
【発明の効果】
【００３４】
検体，試薬の機械的な分注回数が少なく、かつ複数の検体に対して必要な項目を選んで分析できる高速で自由度の高い自動分析装置を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００３６】
図１は本発明の第１実施例の斜視図である。リング状の分析基板１０の中に試薬ディスク４１，第１試薬プローブ３０，第２試薬プローブ３５が配置されている。分析基板１０の外側にはサンプルディスク２０，サンプルプローブ２２，移動機構５１に支持された光度計５０，制御装置１２，表示装置１３が配置されている。試薬ディスク４１には複数の試薬容器４０が搭載されている。サンプルディスク２０には複数のサンプル容器２１が搭載されている。第１試薬プローブ３０，第２試薬プローブ３５，サンプルプローブ２２はそれぞれ独立して上下動、回転が可能である。それぞれのプローブは図示しないシリンジポンプに接続されている。プローブの移動経路に第１試薬ポート３１，第２試薬ポート
３７，サンプルポート２４、および洗浄ポート２６が配置されている。また、分析基板
１０には４つの排液ポート４８が設けられ、それらには排液チューブ４７が接続されている。
【００３７】
光度計５０は、広い波長範囲の光を放射する光源と、回折格子と、複数の波長の光を検出する検出器が内蔵されている。
【００３８】
図２は、第１実施例の分析基板１０の断面を示す模式図である。分析基板１０は第１基板６０，第２基板６３で構成されている。第１基板６０の下面には、共通電極６１が構成され、さらに撥水膜６２で覆われている。第２基板６３の上面には複数の制御電極６４が配置され、その上を絶縁膜６５，撥水膜６６で覆われている。共通電極６１および制御電極６４は図示しない配線で制御装置１２に接続している。第１基板６０，共通電極６１，撥水膜６２，第２基板６３，制御電極６４，絶縁膜６５，撥水膜６６は全て光を透過する材料でできている。分析基板１０の端面はスペーサ６７で封止されており、第１基板６０と第２基板６３の間は０.５mm の隙間をもって隔てられている。この隙間には、水溶液と混じり合わないオイル７１が満たされ、水溶性の液滴７０が保持される。
【００３９】
図３は、第１実施例の分析基板１０の上面図である。半径方向にのびた複数の分析流路８０が円周状に多数並んでいる。分析流路８０に交差して、周方向に排液流路８１，第２試薬流路８２，サンプル流路８３，第１試薬流路８４が並んでいる。８４の内側には、サンプルポート２４，複数のサンプル溜め８６，第１試薬ポート３１，第２試薬ポート３７，複数の試薬溜め８５，複数の排液ポート４８が配置され、更にその内側には周上に供給流路８７が配置されている。図では省略してあるが、試薬溜め８５は全周上に１００個程度配置されている。
【００４０】
図４は、第１実施例の分析基板１０の一部の電極配置を示す上面図である。図で、実線の四角い枠は、それぞれ制御電極６４を示す。分析流路８０は半径方向に並んだａ１からａ２３まで２３個の電極で構成されている。本実施例の場合、個々の電極は一辺が約2.8
mmの正方形である。電極ａ１，ａ３，ａ５，ａ１２は、隣の分析流路との間に中継電極
８８が配置され、周方向に搬送流路である第１試薬流路８４，サンプル流路８３，第２試薬流路８２，排液流路８１を形成している。中継電極８８の横幅は、分析流路８０を形成している電極の横幅より小さい。また電極ａ１８，ａ１９，ａ２０の部分は測光領域である。
【００４１】
図５は、第１実施例の分析基板１０の別の一部の電極配置を示す上面図である。第１試薬流路８４と同様に供給流路８７も周方向に並んだ電極列で構成される。第１試薬流路
８４と供給流路８７の間に第１試薬ポート３１が配置され、第１試薬ポート３１から供給流路８７まで電極が連なっている。供給流路８７から第１試薬流路８４に連なる電極列の途中に他の電極より大きい電極の試薬溜め８５が配置されている。本実施例の場合、この電極は直径１４mmの円形である。
【００４２】
図６は、第１実施例の第１試薬ポート３１の構造を示す断面図である。第１試薬ポート３１は分析基板１０から上に突き出て、穴が貫通している。内面には撥水膜６８が形成されている。第１試薬プローブ３０が第１試薬ポート３１に挿入し、分析基板１０の内部で液滴７０を吐出する構造を形成している。
【００４３】
第２試薬ポート３７，サンプルポート２４も第１試薬ポート３１と同様の構造をしている。また、サンプル溜め８６も試薬溜め８５と同様の形状をしている。
【００４４】
図７は、第１実施例の排液ポート４８の構造を示す断面図である。排液ポート４８は分析基板１０から上に突き出て、穴が貫通している。更に側面から排液チューブ４７が貫入している。内部には空間がある。
【００４５】
次に、第１実施例の動作を説明する。
【００４６】
試薬ディスク４１には、個々の分析項目に対応して第１試薬と第２試薬の２種類の試薬が試薬容器４０に入れられて搭載される。
【００４７】
ある項目の試薬の分析基板１０への分注は次のように行われる。その項目の第１試薬が入った試薬容器４０が第１試薬プローブ３０の吸引位置に来るように４１を回転し、第１試薬プローブ３０で第１試薬を８０マイクロリットル吸引する。第１試薬プローブ３０は上昇，回転して、第１試薬ポート３１に挿入される。挿入後、８０マイクロリットルの試薬を吐出する。第１試薬ポート３１からその試薬に対して選ばれた試薬溜め８５まで接続する経路９０に沿い、試薬吐出と連動して制御電極６４に順次電圧が印加される。吐出された試薬は液滴７０となって撥水膜６２，６６に挟まれた領域に入るが、電圧が印加された制御電極６４の上ではエレクトロウェッチングによる吸引力が発生するため、経路９０を通って試薬溜め８５に導かれる。第１試薬プローブ３０からの吐出が終了したら、経路９０上の制御電極６４への電圧印加を順次切断していき、試薬溜め８５の印加だけを残して、試薬を試薬溜め８５上に保持する。
【００４８】
第２試薬に対しても第１試薬の場合と同様の動作で、第２試薬プローブ３５で試薬容器４０から第２試薬を４０マイクロリットル吸引し、第２試薬ポート３７から吐出して、第１試薬とは別に選ばれた試薬溜め８５まで搬送されて保持される。
【００４９】
第１試薬プローブ３０および第２試薬プローブ３５はそれぞれ試薬吐出後、洗浄ポート２６に移動し、洗浄水でプローブ内面、外面を洗浄される。
【００５０】
分析する全ての項目の第１試薬および第２試薬の分注が行われて、それぞれ異なる８５上に保持される。
【００５１】
試薬の分析基板１０への分注は、動作開始時および、個々の試薬溜め８５に保持されている試薬の量が定められた量を下回った場合に実施される。
【００５２】
サンプルディスク２０にはキャリブレーションおよび精度管理用の濃度既知の検体、被分析検体がサンプル容器２１に入れられて搭載される。
【００５３】
検体の分析基板１０への分注は次のように行われる。目的の検体が入ったサンプル容器２１がサンプルプローブ２２の吸引位置に来るようにサンプルディスク２０が回転し、サンプルプローブ２２がサンプル容器２１から検体を吸引する。吸引量はその検体で分析する全項目のテストに必要な量以上である。サンプルプローブ２２は上昇，回転し、サンプルポート２４に挿入される。挿入後、吸引した検体を吐出する。サンプルプローブ２２からその検体に対応して選ばれたサンプル溜め８６まで接続する経路に沿い、検体吐出と連動して制御電極６４に順次電圧が印加される。吐出された検体は液滴７０となって撥水膜６２，６６に挟まれた部分に入るが、電圧が印加された制御電極６４の上ではエレクトロウェッチングによる吸引力が発生するため、経路を通ってサンプル溜め８６まで導かれる。サンプルプローブ２２からの吐出が終了したら、経路上の制御電極６４への電圧印加を順次切断していき、サンプル溜め８６の印加だけを残して、検体をサンプル溜め８６上に保持する。サンプルプローブ２２は、分注後洗浄ポート２６に移動し、洗浄水でプローブ内面，外面を洗浄される。
【００５４】
ある検体のある項目の分析は次のように行われる。
【００５５】
制御装置１２は、その分析に用いる第１試薬が保持されている試薬溜め８５と、第２試薬が保持されている試薬溜め８５と、空き状態の分析流路８０を１つ選択する。
【００５６】
第１試薬の保持されている試薬溜め８５から外周側に連続する４つの電極に試薬溜め
８５に印加されているよりも高い電圧を印加する。一定時間後に４つの電極のうち２番目の電極の印加を切断することにより、３番目と４番目の電極上に約８マイクロリットルの第１試薬の液滴が形成される。試薬溜め８５から第１試薬流路８４を通る経路９１に沿って、電圧を印加している電極を順次移動することにより、第１試薬の液滴は選ばれた分析流路８０まで搬送される。
【００５７】
検体は、サンプル溜め８６から外周側に連続する３つの電極にサンプル溜め８６に印加しているよりも高い電圧を印加し、一定時間後に３つの電極のうち２番目の電極の印加を切断することにより、３番目の電極上に約４マイクロリットルの検体液滴が形成される。この検体液滴は、サンプル流路８３を経路に沿って、電圧を印加している電極を順次移動することによって、選ばれた分析流路８０まで搬送される。必要な量の検体を分取後、サンプル溜め８６に残された検体は、排液ポート４８に搬送されて廃棄される。
【００５８】
分析流路８０で、まず検体液滴はａ１０に、第１試薬液滴はａ７，ａ８に保持される。次にａ１０から印加電極を順次移動することで検体液滴をａ２０まで搬送する。続いて、ａ７，ａ８の印加電極を順次移動することで第１試薬液滴をａ１８，ａ１９まで搬送する。ここで、検体と第１試薬の液滴は合体し、第１反応液となって３つの電極ａ１８，ａ19，ａ２０上に保持される。次にａ１６からａ２３の間で電圧を印加している位置を往復移動することで、液滴は往復運動し、第１反応液の液滴中の検体と第１試薬は攪拌されて均一になる。その後印加電極はａ１８，ａ１９，ａ２０に固定されて、第１反応時間の５分間液滴は保持される。
【００５９】
光度計５０は移動機構５１により３０秒で１回転の速度で旋回する。分析流路８０上を通過するとき、ａ１８，ａ１９，ａ２０上の液滴に光を照射し、選ばれた波長の透過光量を測定し、制御装置１２に送信する。制御装置１２では吸光度を演算する。第１反応時間間、周期的に測定が行われる。
【００６０】
第１反応時間の間に、第２試薬が準備される。第２試薬の保持された試薬溜め８５から外周側に連続する３つの電極に試薬溜め８５に印加されているよりも高い電圧を印加し、一定時間後に３つの電極のうち２番目の電極の印加を切断することにより、３番目の電極上に約４マイクロリットルの第２試薬液滴を形成する。この第２試薬液滴は、第２試薬流路８２を通る経路に沿って電圧を印加している電極を順次移動することによって、選ばれた分析流路８０の電極ａ１４まで搬送される。
【００６１】
第１反応時間経過後、第２試薬の液滴は、印加電極をａ１４から順次移動してａ１８に搬送される。ここで第２試薬は第１反応液と合体し、第２反応液となる。次にａ１６からａ２３の間で電圧を印加している位置を往復移動することで、液滴は往復運動し、第２反応液は攪拌されて均一になる。その後印加電極はａ１８，ａ１９，ａ２０，ａ２１に固定されて、第２反応時間の５分間液滴は保持される。第２反応時間の間も光度計による周期的な測定が行われる。
【００６２】
第２反応時間の後、第２反応液の液滴は排液流路８１を通る経路を通り、排液ポート
４８まで搬送される。第２反応液の液滴７０は撥水膜６２，６９との表面力により、排液ポート４８の内部に入り込み、オイル７１との比重の違いで浮き上がる。浮き上がった廃液７３は排液チューブ４７に吸引されて排出される。
【００６３】
第２反応時間の間に、次の分析のための検体と第１試薬の液滴が電極ａ１０およびａ７，ａ８に待機し、分析が終了して第２反応液を排出した後すぐに次の分析が開始する。
【００６４】
ある検体のある項目の分析が、１つの分析流路８０で行われている間に、別の検体または別の項目の分析が、別の分析流路８０で並行して進められる。
【００６５】
制御装置１２では、分析項目毎にキャリブレーション用の検体の分析で得られた吸光度の変化と濃度との関係を導出し、キャリブレーションデータとして格納する。被分析検体に対しては、キャリブレーションデータを用いて分析項目の濃度を演算し、表示装置１３に送信して表示する。また、定期的に精度管理用の検体の分析を実施し、その結果が所定の範囲に入らない場合は異常のアラームを表示装置１３に送信する。
【００６６】
また、制御装置は装置全体の状態を監視する。メンテナンス時に個々の制御電極６４に電圧を印加し、共通電極６１との間の静電容量および電流を検出して異常であった場合にはその電極を記憶し、それを含む分析流路８０は分析に用いないよう制御する。
【００６７】
本実施例の場合は、複数の分析流路８０のそれぞれに検体液滴および試薬液滴を供給する機能、液滴同士を混合する機能、検体，試薬やその混合物を搬送する機能、混合物を反応させる機能をもつ領域が内蔵されていて、他の分析流路と同期せずに並列して実施可能なので、複数の分析を自由な分析流路８０で自由に開始，進行，終了でき、複数の分析流路８０を空き時間を少なく活用することができ、単位時間当たりの処理能力の高い分析装置が実現できる。
【００６８】
また、本実施例の場合は、分析基板は固定されて光度計が回転するように構成しているので、いずれかの分析流路を測光している最中でも、液滴移動や混合，攪拌などの動作を実施可能であり、処理能力の高い分析装置が実現できる。
【００６９】
また、複数の分析流路において液滴移動や混合，攪拌などの動作が並列で行えるため、それぞれの動作にかける時間を長くとることが可能であり、無理のない速度で動作させることで、発熱や流れの乱れなどの悪影響を避けることができ、安定して、高い精度の分析が可能である。
【００７０】
更に液滴搬送，混合，攪拌を電極への電圧印加の制御だけでおこなうため、それらの機能を多数の分析流路のそれぞれに内蔵しても機構が複雑化せず、単純な構成で小型で信頼性の高い分析装置が実現できる。
【００７１】
また、本実施例の場合は、検体および試薬が全ての分析流路８０に搬送可能であり、どの分析流路でも任意の項目の分析が可能であり、効率がよく、処理能力の高い分析が可能である。
【００７２】
また，本実施例の場合は、複数の分析流路８０のそれぞれに検体，試薬やその混合物を一時的に格納する機能をもつ領域が内蔵されているため，検体流路や試薬流路から分析流路８０に検体液滴，試薬液滴を供給するタイミングを分析の進行タイミングに合わせる必要がなく、複数の分析流路に対する検体および試薬の供給を効率よく行うことができ、処理能力の高い分析が可能である。
【００７３】
また，本実施例の場合、検体および試薬は分析基板の中で水溶液と反応しないオイルに包まれた状態であり、蒸発などによる変質が起こらないので、分析基板への供給を分析実行のタイミングと合わせる必要がない。
【００７４】
また，本実施例では、全ての項目の分析がどの分析流路で行うこともでき、どの分析流路でも自由なタイミングで分析を開始，進行させることが可能で，制御装置でどの分析流路を選択して実行するので，分析流路を効率的に利用して処理能力の高い分析が可能である。
【００７５】
また、制御装置で分析流路を自由に選べるので、迅速な処理が必要な分析はサンプル溜めに近い分析流路で行うように選ぶことで搬送時間を短くすることができ、分析結果を短時間で出力することが可能である。
【００７６】
また、本実施例の場合は、光度計も全ての分析流路８０に対して共通のものを用いるため、どの流路でも同じ特性の分析が可能で、ばらつきの小さい高精度な分析が可能である。
【００７７】
また、本実施例の場合は、光度計をスキャンして用いるため、光度計および検出電気系が１つですみ、低価格の分析装置が実現できる。
【００７８】
また、本実施例の場合は、全ての分析流路に対して同じ光度計を用いるため、キャリブレーションは全部の分析流路で行う必要はなく、キャリブレーションに要する検体，時間を節約し、ランニングコストを削減できる。
【００７９】
また、本実施例の場合は、反応時間の間は反応液滴は静止していて、同一場所で周期的な測定が行われるため、液滴の形状の変化や気泡などの条件の変化を受けにくく、精度の高い分析が可能である。
【００８０】
また、本実施例の場合には、検体，試薬の液滴搬送，混合，攪拌が電極への電圧印加の制御だけで行われるため、分析基板１０には機械的な動作がなく、光度計５０は停止することなく回転し、測光を行えるので、個々の測光の積分時間が長くとれ、ノイズの少ない高精度な分析が可能である。
【００８１】
また、本実施例の場合は、光度計の測光時間が長く取れるので、反応液の光路長が短くても吸光度の分析が可能であり、検体量，試薬量が少なくランニングコストの小さい分析装置が実現できる。
【００８２】
また、本実施例の場合は、分析基板，サンプルポート，試薬ポートの内面が全て撥水膜でカバーされ、また内部を水溶液と溶解しないオイルで満たして分析を実施するので、検体，試薬の液滴は壁面と直接接触しないので、壁面が検体，試薬で汚染されることなく、キャリーオーバのない高精度の分析が可能である。
【００８３】
また、本実施例の場合は、試薬容器４０から分析基板１０への試薬プローブでの分注は１度に１０回の分析に必要な量を行うので、試薬ディスクおよび試薬プローブの動作回数は分析回数よりも少なくなり、低速の分注機構でも処理能力の高い分析装置が実現できる。
【００８４】
また、本実施例の場合は、試薬ディスクと試薬プローブを用い、試薬プローブは洗浄ポートで洗浄するので、異なる試薬を共通の分注機構で供給することができ、分注機構による差のない高精度な分析が可能である。また分注機構の数が少なく、低コストで省スペースの分析装置が実現できる。
【００８５】
また、本実施例の場合は、試薬容器を試薬ディスクに搭載するので、試薬容器と分析基板を配管で接続する必要がなく、試薬交換が簡単に行うことが可能である。
【００８６】
また、本実施例の場合は、検体容器２１から分析基板１０へのサンプルプローブ２２での分注は、複数分析分の量を１回の動作で行うので、サンプルプローブ２２の動作回数は分析回数よりも少なくなり、低速の分注機構でも処理能力の高い分析装置が実現できる。
【００８７】
また、本実施例の場合は、試薬および検体をそれぞれ試薬溜め８５およびサンプル溜め８６に保持した後一定量ずつ分取して分析流路に搬送するため、プローブで分注した順序に制限されずに、任意の組み合わせで検体，試薬を反応させて分析を行うことが可能であり、分析効率がよく、処理能力の高い分析装置が実現可能である。
【００８８】
また、本実施例の場合は、分析流路内の個々の制御電極のサイズが４マイクロリットルの液滴を保持するサイズである。検体，第１試薬，第２試薬，第１反応液，第２反応液の液滴の量はそれぞれ４，８，４，１２，１６マイクロリットルであるため、それらは１つ，２つ，１つ，３つ，４つの電極で保持される。このように１つの制御電極に保持される量の整数倍の複数の量の液滴を扱い、液滴を複数の電極に保持するように構成されているため、共通の経路で異なるサイズ，種類の液滴を搬送することができる。これにより、検体，試薬，排液などの経路の配置を自由に設定することができ、装置の小型化が可能になる。特に本実施例では、検体，試薬の供給用および排液用の流路を分析流路と交差させて配置し、それぞれの間で自由に液滴が行き来できるように構成しているため、全ての分析がどの分析流路でも実行可能であり、自由度が高く、効率のよい分析が可能である。
【００８９】
また、本実施例の場合は、サンプルポート，試薬ポートから選ばれた分析流路に液滴を搬送する経路および分析流路から排液ポートに液滴を搬送する経路が他の分析流路を通過するが、どこを通るかは複数の経路の中から選択することができる。これにより他の分析の妨げにならない経路を選択することができ、処理能力の高い分析装置が実現できる。
【００９０】
さらに、本実施例の場合、それぞれの項目の分析がどの分析流路で行うこともでき、搬送経路も複数の中から選択可能なため、不良の電極があってもそこを避けて分析が可能である。そのため、分析基板の一部に不良が生じても分析ができなくなることは無く、装置の信頼性を高め、基板の交換頻度を少なくしてランニングコストを低減することが可能である。
【００９１】
また、本実施例の場合は、分析流路８０上に検体液滴，試薬液滴の待機領域と、反応領域が別にあり、反応領域の液滴を待機領域を通らずに排出することが可能であるため、１つの分析終了後、すぐに次の分析を実行することができ、効率がよく、処理能力の高い分析が可能である。
【００９２】
また、本実施例の場合は、分析基板１０が円形のため、光度計５０は回転運動で全ての分析流路８０の測光を行うことができ、停止や方向転換の必要がないため時間の無駄がなく、信頼性の高い分析装置を実現できる。
【００９３】
また、本実施例の場合は、分析基板１０が円形であり、第１試薬流路８４，サンプル流路８３，第２試薬流路８２が円周状に形成されているため、検体，試薬を全ての分析流路８０に効率的に搬送できる。
【００９４】
また、本実施例の場合は、中継電極８８の幅が分析流路８０を形成している電極の幅よりも狭いため、分析基板１０のサイズを小さくすることができ、省スペースの分析装置を実現可能である。
【００９５】
なお、本実施例においては光度計５０は吸光度を測定するものであったが、散乱光や蛍光を測定するものでもよい。さらにそれらの組み合わせでもよく、その場合には分析できる項目の種類が増え、免疫分析なども同じ装置で実現できる利点がある。
【００９６】
また、本実施例においては１つの光度計をスキャンしているが、２組以上の光度計をスキャンしてもよい。その場合は短い間隔で吸光度の変化を測定できる利点がある。
【００９７】
また、本実施例においては分析基板は円板型の一体構造であるが、複数の扇型形状の基板に分割して構成することも可能である。その場合別の基板に液滴が移動できるように構成することも可能であるが、基板毎に独立して、オイルや液滴が移動しないように構成することも可能である。そのときは、分割した基板ごとに検体ポート，試薬ポート，排液ポートを持つようにする。この場合は、個々の基板が小さくてすむために、基板製造の設備が小さくてすみ、低コストで製造可能である。また、基板交換やオイル交換が容易にできるメリットもある。
【００９８】
また、本実施例の場合は周方向の４つの搬送流路はそれぞれ検体用，第１試薬用，第２試薬用，排液用として同じ用途の液滴搬送に特化しているが、特化せずにどの流路も選べるように使うこともできる。さらに、流路ごとに搬送方向を固定し、右回りの流路，左回りの流路を設け、目的の搬送位置に早く到達できる流路を選ぶように制御することも可能である。この場合はさらに効率がよく、処理能力の高い分析装置が実現できる。
【００９９】
なお、図１では液体搬送機構はディスク状となっているが、各サンプル搬送路を横断してサンプル供給路，試薬供給路が設けられ、かつサンプル供給路，試薬供給路が閉じたループを作っていれば良い。すなわち、サンプル搬送路が放射状であれば四角形状でも同様の効果を奏し得る。
【０１００】
また、測定機構は回転する光度計である必要はなく、非特許文献１に記載されているようなＬＥＤを各サンプル搬送路に設けても良い。
【実施例２】
【０１０１】
次に、本発明の第２実施例を説明する。図８は本発明の第２実施例の斜視図、図９は分析基板１０の上面図、図１０はサンプルポート２４の部分を示す断面図である。第１実施例との主な違いは、移動機構５１および光度計５０が分析基板１０の内側に配置されていること、試薬ディスク４１，第１試薬プローブ３０，第２試薬プローブ３５が分析基板
１０の外側に配置されていること、サンプルポート２４に近接して希釈ポート２５が設置されていること、試薬ディスク４１に近接して開閉機構４２が設置されていること、試薬溜め８５およびサンプル溜め８６が無いことである。また、分析流路８０の配置は図４と同様であるが、第１実施例の場合と異なり、電極ａ１が外周側、電極ａ２３が内周側である。
【０１０２】
サンプルポート２４に近接して設置されている希釈ポート２５は、サンプルポート２４と同様に分析基板１０から上に突き出ており、希釈液プローブ２３が挿入される。希釈液プローブ２３は図示しない希釈液ポンプに接続されており、量を制御して希釈液を吐出することができる。
【０１０３】
試薬容器４０の開口部にはスナップキャップ４３が設けられており、開閉機構４２により開閉可能である。
【０１０４】
第２実施例では、試薬は次のように分析基板１０に供給される。まず、開閉機構４２でスナップキャップ４３を開く。次に試薬ディスク４１を回転して、吸引位置に試薬容器
４０を移動する。第１試薬の場合は第１試薬プローブ３０で８０マイクロリットル吸引し、第１試薬ポート３１に吐出する。そのとき８マイクロリットルずつ１０回に分けて断続的に吐出し、それぞれの小さい液滴として第１試薬流路８４に搬送する。液滴は分析で必要とされるまで第１試薬流路８４を周回する。第２試薬の場合は、第２試薬プローブ３５で４０マイクロリットル吸引し、第２試薬ポート３７に吐出する。そのとき４マイクロリットルずつ１０回に分けて断続的に吐出し、それぞれの小さい液滴として第２試薬流路
８２に搬送する。液滴は分析で必要とされるまで第２試薬流路８２を周回する。吸引が終えた試薬容器４０は、開閉機構４２でスナップキャップ４３を閉じられる。
【０１０５】
検体は次のように分析基板１０に供給される。サンプルディスク２０が回転し、サンプルプローブ２２でサンプル容器２１から検体を吸引する。サンプルプローブ２２を移動しサンプルポート２４に挿入する。吐出は、その検体で行われる分析数に再検査用の予備数を加えた回数行われる。サンプルプローブ２２からの検体の吐出に先立ち、希釈液プローブ２３から希釈液が吐出される。希釈液と検体の吐出量は、分析項目に応じて決められた量になるよう、制御装置１２で制御される。サンプルプローブ２２から吐出された検体液７５は、希釈液プローブ２３から吐出された希釈液７６に混合しながらサンプル流路８３を経由し、選ばれた分析流路８０に搬送される。再検査用の予備の液滴は、分析流路８０には入らず、サンプル流路８３を周回する。
【０１０６】
分析流路８０における分析の手順は第１実施例と同じである。第２反応時間が終え、分析が終了したとき、制御装置１２は分析項目の濃度を計算し、結果が所定範囲から外れた場合は、再検査用の予備の液滴を用いて再検査を実施する。再検査が必要ない場合は、再検査用の予備の液滴は排液ポート４８から排出される。
【０１０７】
本実施例の場合は、複数分析分の検体および試薬を分析基板１０に注入時に個々の分析に要するサイズの液滴に分離し、搬送流路に供するので、大容量の液溜めが不要で、コンパクトな分析装置の実現が可能である。
【０１０８】
また、本実施例の場合、検体および試薬をプローブから１回の分注で必要な量を吐出して液滴に分離するので、液滴の体積を精度よく制御することができ、高精度な分析が可能である。
【０１０９】
また、本実施例の場合は、試薬を大容量の液溜めに溜めておくことがないので、試薬の無駄が少なく、ランニングコストの小さい分析装置が実現できる。
【０１１０】
また、本実施例の場合は、検体を希釈液の中に吐出して液滴に分離するので、粘性などの特性の異なる検体でも希釈液により特性の差が緩和され、精度の高い分注が可能であり、高精度の分析が可能である。
【０１１１】
さらに、希釈液の量と検体の量を液滴ごとに変化させることができるので、分析項目に最適な希釈率を設定することができ、高精度な分析が可能である。
【０１１２】
また、本実施例の場合、再検査用の検体を液滴としてサンプル流路８３上を周回させておき、再検査が必要なときにそれを用いて分析を実施するため、サンプルディスク２０上に再検査用のサンプル容器２１を残しておく必要がなく、サンプルディスク２０の必要搭載数が少ないので、省スペースの分析装置が実現できる。
【０１１３】
また、本実施例の場合は、複数回分の試薬を１回で試薬容器から吸引するため、試薬容器４０から試薬を吸引した後開閉機構４２でスナップキャップ４３を閉じることができ、試薬の蒸発や変質を防止することができ、ランニングコスト低減と分析精度向上が可能である。
【０１１４】
また、本実施例の場合は、光度計５０および移動機構５１が分析基板１０の内側にあるため、移動機構５１の回転半径が小さくてすみ、小型で信頼性の高い分析装置が実現できる。
【０１１５】
また、本実施例の場合は、サンプルディスク２０および試薬ディスク４１が分析基板
１０の外側にあるため、動作中でも容易に検体および試薬の交換，補充ができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】第１実施例の分析装置の概略の構成を示す斜視図。
【図２】第１実施例の分析基板の要部を示す断面図。
【図３】第１実施例の分析基板の概略構成を示す上面図。
【図４】第１実施例の分析流路の要部を示す上面図。
【図５】第１実施例の試薬ポートおよび試薬溜め要部を示す上面図。
【図６】第１実施例の試薬ポートの要部を示す断面図。
【図７】第１実施例の排液ポートの要部を示す断面図。
【図８】第２実施例の分析装置の概略の構成を示す斜視図。
【図９】第２実施例の分析基板の概略構成を示す上面図。
【図１０】第１実施例のサンプルポートの要部を示す断面図。
【符号の説明】
【０１１７】
１０…分析基板、１２…制御装置、１３…表示装置、２０…サンプルディスク、２１…サンプル容器、２２…サンプルプローブ、２３…希釈液プローブ、２４…サンプルポート、２５…希釈ポート、２６…洗浄ポート、３０…第１試薬プローブ、３１…第１試薬ポート、３５…第２試薬プローブ、３７…第２試薬ポート、４０…試薬容器、４１…試薬ディスク、４２…開閉機構、４３…スナップキャップ、４７…排液チューブ、４８…排液ポート、５０…光度計、５１…移動機構、６０…第１基板、６１…共通電極、６２，６６，
６８…撥水膜、６３…第２基板、６４…制御電極、６５…絶縁膜、６７…スペーサ、７０…液滴、７１…オイル、７３…廃液、７５…検体液、７６…希釈液、８０…分析流路、
８１…排液流路、８２…第２試薬流路、８３…サンプル流路、８４…第１試薬流路、８５…試薬溜め、８６…サンプル溜め、８７…供給流路、８８…中継電極、９０，９１…経路。
【図１】
2006343164.tif 000003
【図２】
2006343164.tif 000004
【図３】
2006343164.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006343164.tif 000007
【図６】
2006343164.tif 000008
【図７】
2006343164.tif 000009
【図８】
2006343164.tif 000010
【図９】
2006343164.tif 000011
【図１０】
2006343164.tif 000012