(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体と試薬とを反応容器に分注し反応容器内で反応した反応液の吸光度変化を利用して
検体の分析を行う自動分析装置において、
検体又は試薬のいずれかの液体を反応容器に分注する分注ノズルと、
前記分注ノズル内の充填されたシステム水を移動させ、分節空気を介して前記分注ノズ
ルに該液体の吸引及び吐出を行わせる分注機構と、
該システム水の導電率を検出する検出機構と、
予め液体のシステム水による薄まり量と前記導電率の変化量との関係、
及び、薄まり量の許容範囲を記憶した記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記関係から、前記検出機構が検出した前記導電率の変
化量を液体の薄まり量に変換する制御部と、を備え、
前記制御部は、変換された薄まり量が、前記許容範囲かどうかを判定することを特徴と
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、
前記分注ノズルが前記反応容器に液体を分注する前に、前記分注ノズル内に充填された
システム水の導電率が許容値を超えた場合、
（１）液体の分注を停止させる
（２）前記分注ノズルの内洗を行い、前記分注ノズルは新たなシステム水を保持し、再
度同一液体の分注を行う、
（３）液体の分注を継続し、継続して分注した液体を用いた分析結果にデータフラグを
付する、
のいずれかを行う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、
さらに、前記検出機構は、該液体の液面高さを検出するための静電容量検出機構を含む
ことを特徴とする自動分析装置。
【請求項４】
検体と試薬とを反応容器に分注し反応容器内で反応した反応液の吸光度変化を利用して
検体の分析を行う自動分析装置において、
検体又は試薬のいずれかの液体を反応容器に分注する分注ノズルと、
前記分注ノズル内の充填されたシステム水を移動させ、分節空気を介して前記分注ノズ
ルに該液体の吸引及び吐出を行わせる分注機構と、
前記分注ノズルに電荷を保持させ、システム水への該液体の混入に伴い変化する電気的
物理量を検出する検出機構と、
予め液体のシステム水による薄まり量と前記電気的物理量の変化量との関係、
及び、薄まり量の許容範囲を記憶した記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記関係から、前記検出機構が検出した前記電気的物理量の変
化量を液体の薄まり量に変換する制御部と、を備え、
前記制御部は、変換された薄まり量が、前記許容範囲かどうかを判定することを特徴と
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、
前記分注ノズルが前記反応容器に液体を分注する前に、前記分注ノズル内に充填された
システム水の前記電気的物理量が許容値を超えた場合、
（１）液体の分注を停止させる
（２）前記分注ノズルの内洗を行い、前記分注ノズルは新たなシステム水を保持し、再
度同一液体の分注を行う、
（３）液体の分注を継続し、継続して分注した液体を用いた分析結果にデータフラグを
付する、
のいずれかを行う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、
前記分注ノズルはシステム水を保持したまま同一液体を繰り返し分注し、
前記分注機構は、同一液体を繰り返し分注する際に、前記分注ノズルの上下駆動及び回
転駆動を繰り返し、
前記検出機構は、分注の都度、前記分注ノズルが同じ高さとなるタイミングで前記電気
的物理量を検出し、システム水への該液体の混入を検出することを特徴とする自動分析装
置。
【請求項７】
請求項６記載の自動分析装置において、
前記同じ高さは、前記分注ノズルの上下駆動の上限点の位置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、
前記分注ノズルの内洗をした後に、前記分注ノズル内にシステム水を充填した状態で前
記検出機構が検出した前記電気的物理量と基準値とを比較し、当該比較結果から当該内洗
の洗浄度合いを判定する制御部と、
を備えることを特徴とする自動分析装置。
【請求項９】
請求項８記載の自動分析装置において、
制御部は、前記洗浄度合いを判定することで、当該内洗に用いるシステム水を前記分注
ノズルに供給するポンプの故障、又は劣化、並びに、システム水の流路に異常が発生して
いることのいずれかを検出することを特徴とする自動分析装置。
【請求項１０】
請求項９記載の自動分析装置において、
前記内洗は、前記分注ノズルが洗剤を分注した後で他の液体を分注する前の、内洗であ
ることを特徴とする自動分析装置。
【請求項１１】
請求項４又は８記載の自動分析装置において、
前記検出機構は、前記電気的物理量のうち静電容量の変化量を検出することで、吸引す
る液体の液面高さを検出することを特徴とする自動分析装置。
【請求項１２】
請求項４〜１１のいずれか記載の自動分析装置において、
前記電気的物理量は、前記分注プローブの電圧値、又は、静電容量値であることを特徴
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、自動分析装置の分注制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液や尿などの成分を分析する自動分析装置は、反応容器内に分注された液体試料と試薬を化学反応させ、反応液にハロゲンランプなどにより光を照射して吸光度を測定し液体試料の成分を分析するものである。【０００３】
検体や試薬を反応容器に分注するためにノズルを用いている。このノズル内を満たしている水は、純水装置から装置の給水タンクに供給された精製水が用いられ、システム水と呼ばれている。ノズル内で検体や試薬がシステム水と接しないように、間に分節空気を設けるように吸引シーケンスが作られている。【０００４】
分注時に検体とシステム水がノズル内を移動する際に、ノズル内壁を経由するなどして検体とシステム水との間で移動が発生し、検体の薄まりが発生することがある。この薄まり量を許容内に収めるために、余分に検体を吸引するダミー吸引技術が公開されている（特許文献１）。【０００５】
また、検体間でのキャリーオーバーを防止するため、分注動作が検体をまたぐ際には、ノズル内を洗浄する内洗動作を行っている。内洗を十分に行うためにはシステム水を高圧にて押し出す必要があるため、高圧ポンプを用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２５６８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
検体や試薬の薄まりに関しては、ノズル内壁の汚れ方およびシステム水の温度によって、薄まりが想定以上に進む可能性がある他、配管内の異常により分節空気が正常に確保されない状況においても薄まりが進行する。【０００８】
また、内洗性能に関しては、万が一高圧ポンプに故障や劣化が生じたり、流路異常が発生したりすると十分な圧力を発生できず、内洗が十分に行われない状況となる。内洗が十分に行われないと検体同士のコンタミネーションが生じる。【０００９】
いずれの場合においても、分析精度に影響を与える虞がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
分節空気が正常に確保されない等の異常条件下では、システム水側に検体や試薬が拡散していると推定される。この状況下ではノズルに接続されている配管チューブ内のシステム水も検体や試薬内のイオン等により電極化する。この電極化したシステム水がノズル側の電極面積に加算され、筺体との間の静電容量が増加する現象が生じる。【００１１】
そこで、代表的な本発明は、検体と試薬とを反応容器に分注し反応容器内で反応した反応液の吸光度変化を利用して検体の分析を行う自動分析装置において、検体又は試薬のいずれかの液体を反応容器に分注する分注ノズルと、前記分注ノズル内の充填されたシステム水を移動させ、分節空気を介して前記分注ノズルに該液体の吸引及び吐出を行わせる分注機構と、該システム水の導電率を検出する検出機構と、を備える自動分析装置である。【００１２】
また、別の代表的な本発明は、検体と試薬とを反応容器に分注し反応容器内で反応した反応液の吸光度変化を利用して検体の分析を行う自動分析装置において、検体又は試薬のいずれかの液体を反応容器に分注する分注ノズルと、前記分注ノズル内の充填されたシステム水を移動させ、分節空気を介して前記分注ノズルに該液体の吸引及び吐出を行わせる分注機構と、前記分注ノズルに電荷を保持させ、システム水への該液体の混入に伴い変化する電気的物理量を検出する検出機構と、を備える自動分析装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上記課題による分析精度の低下を抑制でき、分析精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】自動分析装置の構成図の例である。
【図２】分注機構および分注動作中のノズル内の状況の例である。
【図３】分節空気が正常に確保されない状況等で繰り返し分注を行った場合の静電容量の変化量を電圧値に変換した例である。
【図４】分注途中で内洗を行った場合の電圧変化の例である。
【図５】吸引液体の導電率の違いによる電圧変化の違いを示す例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施例を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例に係る自動分析装置の構成例を示している。【００１７】
自動分析装置は、液体試料（例えば、血液や尿などの検体である）が入った検体容器１１０を搬送する搬送ライン１０１およびラックロータ１０２、測定項目に応じた試薬容器１１３をセットする試薬ディスク１０３、液体試料と試薬を反応させる反応容器１１２およびその保持具でありかつ反応容器を恒温に保つための反応槽１０４、反応容器１１２中に分注された液体試料と添加された試薬の反応を安定させるために反応を攪拌する攪拌機構１０６，反応液の吸光度を測定する分光器１０７、反応容器中の廃液の吸引および洗浄を行う洗浄機構１０８、ノズル外壁の洗浄を行うノズル洗浄機構１０９、液体試料や試薬を容器から一部採取（分注）ノズル１１６、試料の液面高さを検出するための静電容量検出機構１１７、そしてこれらの機構の制御および分析結果の算出等を行う制御部１１５からなる。【００１８】
検体容器１１０は検体ラック１１１に載せられ搬送ライン１０１で搬送される。なお、図１は、搬送ライン方式の自動分析装置の例であるが、本発明においてもディスク方式の自動分析装置にも適用できる。【００１９】
また、ノズル１１６に液体の吸引及び吐出を行わせる分注機構１０５を備える。分注機構１０５は、ノズル内に充填されたシステム水を移動させ、分節空気を介してノズル１１６に液体の吸引及び吐出を行わせる。分注機構１０５は、システム水を移動させるためのシリンジが含まれ、このシリンジの駆動により当該移動がなされる。また、分注機構１０５は、ノズル１１６の上下駆動及び回転駆動を行わせるモータなどの駆動機構も備えている。【００２０】
分析方法について、説明する。自動分析装置では、液体試料である検体と試薬とを反応容器１１２に分注し反応容器１１２内で反応した反応液の吸光度変化を利用して検体の分析が行われる。まず、分析対象となる血液などの検体は、検体容器１１０に保持されており、この検体をノズル１１６で反応容器１１２に分注される。一方で、試薬は、試薬容器１１３に保持されており、この試薬を検体とは別のノズル１１６で反応容器１１２に分注される。そして、反応液の撹拌がなされ、反応液に対して光源から光を照射して、分光器１０７は、この光を受光する。受光した光から吸光度を算出して、制御部１１５は、吸光度変化から検体に含まれる所定項目の濃度を算出する。【００２１】
以上の構成の自動分析装置の液体試料分注方法を、検体分注機構の拡大図である図２を用いて説明する。なお、以下は、検体分注機構で説明するが、試薬分注機構であっても本発明は適用できる。なお、以下、検体のことを試料とも言う。【００２２】
ノズル２０４の流路には高圧ポンプが接続されている。まず、試料２０１とノズルおよび流路内のシステム水２０２の接触を防ぐため、分節空気２０３を吸引する。次に、ノズル２０４が試料容器２０５（検体容器１１０）上に回転・下降し、液面検知をする。このとき測定用試料２０６に加え、試料の薄まり影響を排除するためのダミー試料２０７を吸引する。その後、試料プローブは上昇し、反応容器上に回転移動し反応容器底まで下降し、試料を吐出する。このとき試料吐出は反応容器上でダミー試料２０７を吐出せずに測定試料のみを吐出する。最後に、洗浄槽に移動しプローブ外壁に洗浄水を吹き付ける外洗動作により洗浄され、プローブ内部は給水タンクから供給され高圧ポンプ２０８により高圧化されたシステム水を流し出す内洗動作により洗浄される。内洗中は２０９に示す通り高圧ポンプによりシステム水を流し出す。ただし、内洗動作は、同一検体を繰り返し分注する際には実行されず、次検体を分注する際に実行される。【００２３】
次に、システム水への検体の混入に伴い変化する電気的物理量を検出する方式を説明する。ここで電気的物理量とは、電圧値、又は、静電容量値等である。【００２４】
図３は、分節空気が正常に確保されない状況または分節空気量を減らしてコンタミネーションが起こりやすい条件等の異常条件下で内洗動作を経ずに分注動作を繰り返し行った場合に、システム水が電極化することで発生する電圧変化の例である。以下、静電容量値を用いた例で説明する。なお、図３は、静電容量の変化量を電圧値に変換したデータである。また、静電容量の変化量は、ノズルが液体を吸引した後、かつ、分注前のプローブが移動可能な上限点で測定を行った。また、この静電容量はノズルとＧＮＤレベルとの間の値であり、変換した電圧値もノズルとＧＮＤレベルとの間の値である。【００２５】
静電容量検出機構１１７の出力値はノズル１１６（２０４）が試料に接触していない位置、例えば上限点での静電容量値Ｃ１を用いる。なお、ノズル１１６（２０４）は導電性材料からなる。分注時に、分節空気が正常に確保されない等の異常条件下においてシステム水の移動が繰り返されると、検体とシステム水の間で相互にコンタミネーションを引き起こす。その結果、検体は電解質等のイオンを含んでいるため、精製水のため導電率が低いシステム水が導電性を有する。従い、システム水の導電率を検出する検出機構を設けることで、システム水への検体の混入を検出することができる。【００２６】
一方、ノズル１１６（２０４）の視点に立ってみれば、システム水の導電化のため、静電容量検出機構１１７にて測定している静電容量値が、コンタミネーションが発生していない状態からずれる。【００２７】
システム水が導電性を有してノズル側の電極と電気的に接触するとノズル側の電極とみなせる面積が増加すると推定される。ノズル側の静電容量値が大きくなると電圧が大きくなる回路が組まれているため、システム水の導電化により電極とみなせる面積が大きくなると静電容量値も大きくなり図３のように電圧が徐々に大きくなる。また、システム水の導電性が大きくなると静電容量値が大きくなるため図３のように電圧値が徐々に大きくなる。従い、ノズル１１６（２０４）における、電気的物理量である電圧値、又は、静電容量値を検出する検出機構を設けることで、システム水への検体の混入を検出することができる。なお、ノズル側の静電容量値が大きくなると電圧が小さくなる回路を組んだ場合には逆に電圧値の変化量は負側に変化する。【００２８】
また、将来、分注精度を維持しつつ分注速度を高速化したい場合は分節空気の応答性の影響を抑制する目的で、分節空気量をできる限り減少させることが望ましい状況となる。その場合、システム水による検体の薄まりが発生しやすくなると推定される。検体側が薄まっているときには、システム水側にも検体の一部が混入していると推定される。そのため、予め薄まり量と静電容量のずれ量を把握しておくことで、図３の縦軸を薄まり量に換算する事ができ、薄まり量が許容範囲かどうかを判定する事ができる。つまり、予め液体のシステム水による薄まり量と電気的物理量の変化量との関係、及び、薄まり量の許容範囲を記憶した記憶部と、記憶部に記憶されたこの関係から、検出機構が検出した電気的物理量の変化量を液体の薄まり量に変換することができる。この変換は制御部１１５により行うことができ、さらに、制御部１１５は、変換された薄まり量が、記憶された許容範囲かどうかを判定することができる。また、この判定は、システム水の導電率や電気的物理量に関しても、同様のことを行うことができる。【００２９】
従い、この検出機構を用いて、このような判定を行うことで、システム水の導電率、電気的物理量、又は、薄まり量が許容値を超えた場合に、分注を停止させる処理や内洗と再分注動作の挿入による分析の継続、データフラグ付与といった処理との組み合わせにより、薄まりによる分析精度の低下を防止することができる。つまり、制御部１１５は、ノズルが反応容器に液体を分注する前に上記の許容値を超えた場合に、（１）液体の分注を停止させる（２）前記分注ノズルの内洗を行い、前記分注ノズルは新たなシステム水を保持し、再度同一液体の分注を行う、（３）液体の分注を継続し、継続して分注した液体を用いた分析結果にデータフラグを付する、のいずれかを行うことが望ましい。なお、データフラグを付するとは、許容範囲内で測定された測定結果と、許容範囲を超えて測定された測定結果とを区別するために測定結果に目印を付けることである。なお、許容値の範囲に別の閾値を設けて、制御部は、この閾値を超え許容値を超える手前で上記いずれかの処理をしてもよい。この場合には、この閾値を許容値と考えることができる。【００３０】
なお、図３で示すように分注動作を繰り返し行った場合に許容値を超えやすい傾向にあるが、分節空気が正常に確保されない状況の程度が大きい場合には、同一液体の繰り返し分注を行わない場合であっても上記（１）〜（３）のいずれかの手法を採用できる。一方、同一液体の繰り返し分注を行う場合であり、上記（３）を行う場合には、許容値を超える前に反応容器に分注された液体を用いた分析結果にはデータフラグを付さず、同一液体の分注であっても許容値を超えた後に反応容器に分注された液体を用いた分析結果にはデータフラグを付することが望ましい。この場合には、予定されていた繰り返し分注回数は予定どおり分注することが望ましい。【００３１】
図４は、システム水を保持したまま同一液体を繰り返し分注を行い、分注途中で内洗を行った場合の電圧変化の例である。そして、内洗と再分注動作にて薄まりを解消する例とし、電圧０．２Ｖ相当の薄まりが許容限界であった場合は、図４に示すように、１３回目で許容値を超えると予測できるため、１２回目の分注後に内洗動作が行う事で薄まりが解消され、許容範囲の中で分析が継続できる。なお、システム水の導電率や電気的物理量に関しても、同様のことを行うことができる。【００３２】
上記では、ノズルの上下駆動の上限点の位置で、電気的物理量である静電容量値を検出する例を示しているが、システム水の導電率や電気的物理量の検出は、分注の都度、ノズルが同じ高さとなるタイミングで検出すればよく、本発明は、上限点での検出に限るものではない。要するに同じ高さ条件で検出できれば、タイミングは問わない。異なる検体であれば個々の検体で検出するタイミングを変えても良いが、特に、分注ノズルがシステム水を保持したまま同一液体を繰り返し分注する際には、同じ高さ条件で検出するために、分注ノズルが同じ高さとなるタイミングで検出する。但し、ノズルの上下駆動の上限点は、装置から最も離れた位置で、静電容量等の変化を引き起こすような検体容器から最も離れているため、電気的に比較的安定しており、この位置での検出が最も望ましい。【００３３】
また、上記では、静電容量検出機構で、電気的物理量を検出する例を示したが、この静電容量検出機構は、電気的物理量からシステム水の導電率を算出することで、導電率を検出することもできる。静電容量の変化の程度に応じて、システム水の導電化の程度も変わるからである。なお、検出機構として、別途システム水が充填されている配管内に１対の電極を設け、この電極間の電圧値や抵抗値からシステム水の導電率を検出してもよい。但し、ノズルには、静電容量の変化量を検出することで、検体の液面高さを検出する静電容量検出機構が備わっているものがあるため、この場合にはこの静電容量検出機構と上記の検出機構とを一体化させて、検出機構に静電容量検出機構を含ませてもよい。つまり、同じ検出機構で、いわゆる液面検知と、本発明による導電率や電気的物理量の検出を行わせてもよい。この場合、共通回路とすることができるため、共通化することで部品点数等の省略や小型化というメリットがある。
【実施例２】
【００３４】
本実施例では、内洗動作による洗浄が十分であったかどうかを判定する装置の例を説明する。実施例１では、同一検体を繰り返し分注した場合のシステム水への検体の混入を検知することについて、説明したが、同様の構成で、内洗の洗浄度合いや、内洗に用いるシステム水をノズルに供給すうポンプの故障、劣化、システム水の流路等の異常を検出することができる。【００３５】
検体間でのキャリーオーバーを防止するため、分注動作が検体をまたぐ際には、ノズル内を洗浄する内洗動作を行っている。いわゆる内洗を十分に行うためにはシステム水を高圧にて押し出す必要があるため、高圧ポンプ２０８を用いている。このとき、万が一高圧ポンプが故障や劣化や流路に異常が発生している状況では十分な圧力を発生できず、内洗が十分に行われない。このときに、検体分注時におけるシステム水の検体によるコンタミネーションが十分に解消されない場合は、上限点における電気的物理量である静電容量値が、コンタミネーションが無かったときの値からずれる。このずれ量から洗浄度合いを判定することができる。つまり、制御部１１５は、ノズルの内洗をした後に、ノズル内にシステム水を充填した状態で検出機構が検出した電気的物理量と基準値とを比較し、比較結果から当該内洗の洗浄度合いを判定することができる。コンタミネーションが十分に解消されない場合には、システム水に検体が混入し、導電率が、精製水の導電率よりも高くなり、実施例１と同様の現象が起きるためである。【００３６】
そして、上記洗浄度合いを判定することで、内洗に用いるシステム水を分注ノズルに供給するポンプの故障、又は劣化、並びに、システム水の流路に異常が発生していることのいずれかを検出することができる。【００３７】
一方で、分注量が少ない場合や、分析項目数が少ない場合など、ずれ量が極めて少ない状況も想定される。このような場合は、図５に示す導電率の違いによる特性が利用できる。【００３８】
図５は、吸引液体の導電率の違いによる電圧変化の違いを示す例であり、導電率の違いによる吸引回数と電圧変化の関係を示している。一般的に、血液の検体は導電率が低く、洗剤は検体に比べ導電率が高い。このため、内洗の前に洗剤を分注させておくことで、同じ分注回数で比較した場合、システム水が導電化し易い。【００３９】
このため、例えば、ノズル洗浄を行うタイミングや、反応槽にハイタージェントを添加するタイミングなど、導電性が高い洗剤等を分注した後の電気的物理量を検出することで、分注量が少ない場合や、分析項目数が少ない場合、つまり吸引回数が少ない場合でも、より正確に前記異常を検出することができる。従い、ノズルが洗剤を分注した後に内洗し、他の検体を分注する前に、ノズルをシステム水で充填した状態での電気的物理量を検出し、洗浄度合いを判定することは有効な方法である。なお、洗剤の導電性が極めて高い場合には、吸引回数は複数回の場合に限らず１回の検体吸引の場合でも前記異常を検出することが可能である。【００４０】
また、洗浄が十分でないと判定されたときの処理として、電気的物理量を監視しながら再度洗浄を実施したり、分析動作の停止または分析を継続してデータフラグ付与など、バックアップ処理が有効となる。つまり、実施例１での上記（１）〜（３）のいずれかの手法が採用できる。【００４１】
なお、実施例２においても、検体分注機構でなく、試薬分注機構であっても本発明は適用できる。他の事項についても、実施例１と同様であるため説明は省略する。
【符号の説明】
【００４２】
101．搬送ライン
102．ローター
103．試薬ディスク
104．反応槽
105．分注機構
106．攪拌機構
107．分光器
108．反応容器洗浄機構
109．ノズル洗浄機構
110．検体容器
111．検体ラック
112．反応容器
113．試薬容器
115．制御部
116．ノズル
117．静電容量検出機構
201．試料
202．システム水
203．分節空気
204．ノズル
205．検体容器
206．測定用試料
207．ダミー試料
208．高圧ポンプ
209．内洗中の状態
【図１】
0006607787.tif 000002
【図２】
0006607787.tif 000003
【図３】
0006607787.tif 000004
【図４】
0006607787.tif 000005
【図５】
0006607787.tif 000006