(57)【要約】【課題】本発明は、反応液面より上部の反応容器内壁面への試薬や反応液滴付着による分析結果の再現性低下を解消することを目的とする。【解決手段】本発明は、試薬と試料が分注される反応容器と、前記反応容器内に挿入して試薬と試料を混ぜる撹拌部材と、前記反応容器内で混合した反応液の反応を測定する測定機構を有し、前記撹拌部材の挿入によって齎される前記反応液の液面上昇が、前記分注により飛散して前記反応容器の内壁に付着する試薬や試料の付着液滴のところまで達する程度の体積を前記撹拌部材が有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試薬と試料が分注される反応容器と、
前記反応容器内に挿入して試薬と試料を混ぜる撹拌部材と、
前記反応容器内で混合した反応液の反応を測定する測定機構を有し、
前記撹拌部材の挿入による前記反応液の液面上昇が、前記分注により飛散して前記反応容器の内壁に付着する試薬や試料の付着液滴のところまで達する程度の体積を前記撹拌部材が有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、
前記撹拌部材の撹拌動作は、進入、後退の往復作動である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、
前記撹拌部材は、前記反応容器内に挿入する先端が球面凸形状を有することを特徴とする自動分析装置。
【請求項４】
請求項２記載の自動分析装置において、
前記撹拌部材の往復作動は、撹拌部材の先端が前記反応液の中に浸けたままですることを特徴とする自動分析装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載された自動分析装置において、
前記撹拌部材を前記反応容器内で回転させることを特徴とする自動分析装置。
【請求項６】
請求項２記載の自動分析装置において、
前記撹拌部材の先端が前記反応容器の底に着くところまで撹拌部材の挿入を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、
前記反応容器の底に前記撹拌部材の先端が緩やか着くクッション機構を有すことを特徴とする自動分析装置。
【請求項８】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記撹拌部材を支持する撹拌機構の撹拌アームと、
前記撹拌アームに前記撹拌部材を着脱自在に支持する撹拌部材着脱機構を有する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、
前記撹拌部材を撹拌駆動する撹拌機構と、
前記撹拌機構に前記撹拌部材を供給する撹拌部材供給機構を有することを特徴とする自動分析装置。
【請求項１０】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記撹拌部材を撹拌駆動する撹拌機構と、
撹拌動作終了後に前記撹拌機構から離脱した前記撹拌部材が廃棄される廃棄機構を有することを特徴とした自動分析装置。
【請求項１１】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記撹拌部材を撹拌駆動する撹拌機構と、
撹拌動作終了後に前記撹拌機構から離脱した前記撹拌部材を洗浄する洗浄機構を有することを特徴とした自動分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応容器にて検体と試薬を撹拌混合し分析を行う自動分析装置に係わり、特に、容器内に分注された検体および試薬を混合する撹拌の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
臨床検査のための自動分析装置では、血液、血漿、血清、尿、その他の体液等の検体と試薬を反応容器に分注し、検体と試薬を撹拌混合して反応させた反応液の吸光度を測定することで分析検査する。
【０００３】
この自動分析装置の分野では、分析項目の増加に伴い、１つの項目に割くことのできる検体量が少量になっていることや、試薬のランニングコストの面から、検体および試薬の微量化が熱望されている。
【０００４】
この検体および試薬の微量化に伴い、撹拌動作後に撹拌部材に付着する検体および試薬の混合液、撹拌部材の洗浄後に撹拌部材に付着する洗浄水等の、次分析項目の反応液への持ち込み量が相対的に増加し、分析結果に影響を及ぼすキャリーオーバーの問題が大きくなっている。
【０００５】
上記のような背景のもと、キャリーオーバー無く検体と試薬を均一に撹拌混合することは、分析を再現性よく行うために特に重要であり、様々な撹拌方式が知られている。
【０００６】
従来の自動分析装置では、ヘラやスクリュー等の撹拌部材を反応容器内の検体と試薬の反応液内に降下させ、回転もしくは振動させることで撹拌混合し、撹拌後の撹拌部材は洗浄機構により洗浄され、次分析項目の撹拌に備える。
【０００７】
しかし、このような撹拌方法にはキャリーオーバーの問題が存在し、ますます高速化する分析処理の中では、撹拌部材に付着した前検体および試薬の反応液や洗浄水を完全に取り除くことは不可能である。
【０００８】
この問題を解決する一手段として、特開２００１−２４２１７７号公報（特許文献１）に開示された自動分析装置においては、超音波を反応容器外部から照射し、検体および試薬の混合液自体に流れを発生させ混合液を撹拌し、キャリーオーバーを回避している。
【０００９】
また、試薬吐出時、または撹拌時に反応液中に巻きこまれた気泡が、反応容器の内壁と測定光とが交差する領域に付着し、付着した気泡は測定光を遮り、あるいは、乱反射して、正常な測定を妨げる問題がある。
【００１０】
この問題に対して、特開２００４−４５１１３号公報（特許文献２）に開示された自動分析装置においては、反応容器の内壁と測定光との交差領域に超音波を照射することで、付着した気泡を測定光の経路から除去している。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２４２１７７号公報
【特許文献２】特開２００４−４５１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記以外の、検体および試薬の微量化による大きな問題として、反応容器に試薬を分注したときに発生する反応容器内壁へ試薬や反応液滴が飛散し付着することによる分注量の不安定化や、付着した液滴が反応途中に反応液中に滴下混入することによる反応の不安定化による、分析結果の再現性低下が挙げられる。
【００１３】
また、撹拌により発生した液面付近の気泡による、測光可能液面高さの低下の問題がある。
【００１４】
上記の問題に対処し、本発明は、反応液面より上部の反応容器内壁面への試薬や反応液滴付着による分析結果の再現性低下を解消することを目的とする。
【００１５】
また、撹拌による泡立ちによる有効反応液量減少、反応液面より下部の反応容器壁面への気泡付着、およびキャリーオーバーを解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、試薬と試料が分注される反応容器と、前記反応容器内に挿入して試薬と試料を混ぜる撹拌部材と、前記反応容器内で混合した反応液の反応を測定する測定機構を有し、前記撹拌部材の挿入によって齎される前記反応液の液面上昇が、前記分注により飛散して前記反応容器の内壁に付着する試薬や試料の付着液滴のところまで達する程度の体積を前記撹拌部材が有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、撹拌部材の挿入により分注の飛散で反応容器の内壁に付着した付着液滴のところまで液面上昇が達するようにしたので、反応容器内壁面への試薬や反応液滴付着による分析結果の再現性低下を解消することができた。
【００１８】
また、撹拌部材の上下動作のみで撹拌することにより撹拌時の反応液の泡立ちを低減でき、反応容器底部から上部への反応液の流れにより反応液面下部の反応容器内壁に付いた気泡の除去が実現される。
【００１９】
さらに、撹拌部材は使い捨てのためキャリーオーバーの問題が解消された。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施例について、図面を引用して説明する。
【００２１】
まず、自動分析装置の全体概略について、図１を引用して説明する。
【００２２】
図１に示す自動分析装置は、検体が入れられた複数の検体容器１０１を収納する検体ディスク１０２、検体と混合して反応させるための試薬が入れられた複数の試薬ボトル１０３を収容する試薬ディスク１０４を有する。
【００２３】
また自動分析装置は、検体および試薬を反応させる場である反応容器１０５が複数取付けられている反応ディスク１０６、検体と試薬との反応を促進するために、反応容器１０５内の反応液の温度を一定に制御する反応槽１０７を有する。
【００２４】
さらに自動分析装置は、検体容器１０１内の検体を反応容器１０５に供給する検体分注機構１０８、試薬ボトル１０３内の試薬を反応容器１０５に供給する試薬分注機構１０９、反応容器１０５に供給された検体と試薬とを撹拌して混合する撹拌機構１１０を有する。
【００２５】
さらにまた自動分析装置は、撹拌機構１１０に撹拌部材１１３を供給する撹拌部材供給機構１１４、使用後の撹拌部材１１３を廃棄するための撹拌部材廃棄箱１１５（撹拌部材廃棄）、反応容器１０５内の反応液に光を照射し、特定波長の吸光度を測定することで反応液の反応を測定する測光機構１１１を有する。
【００２６】
また自動分析装置は、反応容器１０５を洗浄する反応容器洗浄機構１１２、分析項目や分析結果等の各種画面表示を行う表示部１１６、分析項目等の各種情報の入力を行う入力部１１７、分析項目等の各種情報と各機構を制御するためのシーケンス（プログラム）とを記憶している記憶部１１８、記憶部１１８に記憶されているシーケンスに従って各構成要素を制御する制御部１１９を備える。
【００２７】
上記の自動分析装置の分析動作について、以下に説明する。
【００２８】
検体分注機構１０８によって、検体ディスク１０２の回転により検体吸引位置に位置付けられた検体容器１０１から、反応ディスク１０６の回転により検体分注位置に位置付けられた反応容器１０５へ検体が分注される。
【００２９】
検体を分注された反応容器１０５は、反応ディスク１０６の回転によって試薬分注位置に位置付けられ、試薬ディスク１０４により試薬吸引位置に位置付けられた試薬ボトル１０３から試薬分注機構１０９によって試薬が分注される。
【００３０】
試薬を分注された反応容器１０５は、反応ディスク１０６の回転によって撹拌位置に位置付けられ、撹拌機構１１０により反応容器１０５に分注されている検体と試薬が撹拌混合される。
【００３１】
撹拌終了後、反応容器１０５は反応ディスク１０６の回転により測光位置へ移送され、反応容器１０５内の反応液の吸光度が、測光機構１１１により測定される。測定終了後、反応容器１０５は反応ディスク１０６の回転によって反応容器洗浄位置に位置付けられ、反応容器洗浄機構１１２により洗浄される。
【００３２】
一連の分析動作は、記憶部１１８に記憶されているシーケンスに従って、制御部１１９により制御されて実行される。このような一連の分析動作が、各反応容器１０５に対して実行され、本発明の実施形態に係る自動分析装置による分析が行われる。
【００３３】
撹拌機構１１０について、図２を引用して詳しく述べる。
【００３４】
本実施例の撹拌機構１１０は、撹拌を行う撹拌部材１１３と、撹拌部材１１３と撹拌アーム２０３とを連結し撹拌部材１１３の着脱を行う撹拌部材着脱機構２０４と、クッション機構２０５と、撹拌アーム回転機構２０６と、撹拌アーム上下機構２０７から構成される。
【００３５】
撹拌部材１１３の材質は、様々な試薬に対する耐薬品性があり、反応液が付着しにくいように撥水性を持ち、反応容器１０５を傷つけない柔らかさがあるフッ素樹脂などが良い。
【００３６】
また、撹拌部材１１３の形状は反応容器１０５内に挿入可能な水平断面を持ち、反応容器底面形状に密着できるような先端形状を持ったものが良い。撹拌部材１１３の先端形状の例としては、撹拌部材１１３を反応液２０８に押し入れ挿入するときに気泡を巻き込みにくい球面凸形状が考えられる。
【００３７】
上記の撹拌機構の撹拌動作について、以下に説明する。
【００３８】
検体と試薬が分注された撹拌対象の反応容器１０５の撹拌位置到達に合わせて、撹拌アーム回転機構２０６の回転により、撹拌部材１１３を撹拌位置に位置付ける。
【００３９】
その後、撹拌アーム上下機構２０７により撹拌部材１１３を反応容器１０５内に下降させ、反応液２０８内に押し入れ挿入する。
【００４０】
そのまま、撹拌部材１１３が反応容器１０５の底に到達し、クッション機構２０５により撹拌部材１１３の先端面と反応容器１０５の底面が密着するまでゆっくり下降させる。
【００４１】
反応容器１０５の底面まで確実に下降させることにより、底部の反応液まで確実に撹拌混合を行うことができる。
【００４２】
その後、撹拌アーム上下機構２０７により撹拌部材１１３を反応液２０８から引き抜くことで撹拌が完了する。
【００４３】
自動分析装置の一連の分析動作において、撹拌に割くことのできる時間がある場合は、上下動作を複数回行うことでより確実に撹拌することができる。
【００４４】
このとき、撹拌部材１１３を完全に反応液２０８から引き抜くのではなく、撹拌部材１１３の先端面が反応液２０８内に浸漬した状態で上下動作を行うと、撹拌による気泡の発生を抑制することができる。
【００４５】
また、撹拌部材１１３を回転させる機構を撹拌アーム２０３に設け、撹拌部材１１３を回転させることで撹拌効率を向上させる実施態様も考えられる。
【００４６】
撹拌終了後、撹拌アーム回転機構２０６により撹拌部材１１３を廃棄位置に位置付け、撹拌部材着脱機構２０４により、撹拌部材１１３を撹拌部材廃棄箱１１５（廃棄機構）に廃棄する。
【００４７】
撹拌部材１１３を廃棄後、撹拌アーム回転機構２０６の回転により、図１に示した撹拌部材供給機構１１４の撹拌部材１１３の供給位置に撹拌部材着脱機構２０４を位置付け、撹拌アーム上下機構２０７により撹拌部材着脱機構２０４を下降させ、未使用の撹拌部材１１３を撹拌部材着脱機構２０４に取付ける。
【００４８】
撹拌部材１１３を後述する図５に示すような、撹拌部材洗浄機構５０３にて洗浄処理して再利用する場合は、撹拌アーム２０３を撹拌部材着脱位置に回転移動させ、撹拌部材１１３の着脱を行う。
【００４９】
なお、最小限のキャリーオーバーを許容する場合は、撹拌部材１１３の着脱は行わずに、撹拌部材を洗浄して行い次の撹拌に備えるような実施態様も考えられる。
【００５０】
撹拌動作について、図３を引用して説明する。
【００５１】
上述の図２に示した撹拌アーム上下機構２０７により、撹拌部材１１３を検体と試薬からなる反応液２０８に押し入れ挿入することで反応液面が上昇し、分注に際し飛散して反応容器１０５の内壁に付着した試薬や反応液の液滴３０４を取り込む。
【００５２】
すなわち、撹拌部材１１３の挿入による反応液２０８の液面上昇が、分注により飛散して反応容器１０５の内壁に付着する試薬や試料の付着液滴のところまで届く程度の体積を撹拌部材１１３が有するので、付着液滴が反応液の液滴３０４に取り込まれるのである。
【００５３】
なお、撹拌部材１１３の体積は、撹拌部材１１３の先端が反応容器１０５の底に着いたときに反応液が反応容器１０５から溢れ出ない程度をとする。
【００５４】
この試薬や試料の液滴３０４が反応液２０８を取り込まれるとき、反応容器１０５底部から液面方向への反応液流れ（下部→上部）３０６により、反応容器１０５内壁に付着した気泡３０５も除去できる。
【００５５】
撹拌部材１１３が反応容器１０５底部に接触後、撹拌アーム上下機構２０７により撹拌部材１１３を引き上げると、反応液面から反応容器１０５底部方向への反応液流れ（上部→下部）３０７が発生する。このような撹拌部材１１３の上下動作により、反応液２０８が上下に動くことで撹拌混合される。
【００５６】
撹拌部材供給機構１１４（図１に示す）について、図４を引用して詳しく述べる。
【００５７】
本実施例の撹拌部材供給機構１１４は、撹拌部材１１３が複数固定されたマガジンベルト４０３をロール状にした撹拌部材マガジン４０４が装着された撹拌部材マガジンラック４０５と、マガジンベルト駆動機構４０６と、マガジンベルト巻き取り機構４０７と、テンションローラ４０８から構成されている。
【００５８】
供給される撹拌部材１１３は帯状のマガジンベルト４０３によって、取り外し可能な状態に連なって固定してあり、マガジンベルト４０３に撹拌部材１１３を固定する方法としては、フック形状による方法、粘着部材による方法等考えられる。
【００５９】
上記の撹拌部材供給機構１１４の動作について、以下に説明する。
【００６０】
マガジンベルト駆動機構４０６が回転することで、マガジンベルト４０３に固定された撹拌部材１１３が撹拌部材着脱位置に位置付けられ、そのタイミングに合わせて撹拌機構１１０の撹拌アーム（装着位置）４１２で、撹拌部材１１３の装着動作を行う。
【００６１】
その後、撹拌アーム（撹拌位置）４１０で撹拌動作が行われ、撹拌アーム（廃棄位置）４１１で撹拌部材１１３を撹拌部材廃棄箱１１５（廃棄機構）へ廃棄する。
【００６２】
撹拌部材１１３が取り去られた後、マガジンベルト駆動機構４０６が回転することにより次の撹拌に用いられる撹拌部材１１３が撹拌部材装着位置に位置付けられる。マガジンベルト４０３は、テンションローラ４０８にて緩むことなく、マガジンベルト巻き取り機構４０７にて巻き取られる。
【００６３】
この実施例以外に、平面に撹拌部材を並べたマガジンから、３次元的により自由度が高く動作することができる撹拌アームにより、撹拌部材の着脱を行う実施態様も考えられる。
【００６４】
上記の一連の撹拌部材供給動作が次々に行われることで、キャリーオーバー無く安定した撹拌を行うことができる。
【００６５】
撹拌部材洗浄機構について、図５を引用して説明する。
【００６６】
本実施例の撹拌部材洗浄機構は、撹拌部材１１３を移送するための撹拌部材洗浄ディスク５０３と、撹拌部材１１３を洗剤にて洗浄する洗浄槽（洗剤）５０４と、撹拌部材１１３を洗浄水にて洗浄する洗浄槽（洗浄水）５０５と、洗浄した撹拌部材１１３を乾燥させる乾燥機構５０６から構成される。
【００６７】
上記の撹拌部材洗浄機構の動作を以下に説明する。
【００６８】
撹拌機構１１０の撹拌アーム（撹拌位置）４１０にて撹拌終了後に、汚染された撹拌部材１１３は撹拌アーム（着脱位置）５０８から取り外され、撹拌部材洗浄ディスク５０３に取付けられる。
【００６９】
撹拌部材洗浄ディスクが回転することによって、汚染された撹拌部材１１３は、洗浄槽（洗剤）５０４へ移送され洗浄され、同時に、洗浄が完了した撹拌部材１１３が撹拌部材着脱位置に移送され、洗浄が完了した撹拌部材１１３は撹拌アーム（着脱位置）５０８に取付けられ、次の撹拌に備える。
【００７０】
洗浄槽（洗剤）５０４にて洗浄された撹拌部材１１３は、撹拌部材洗浄ディスク５０３が回転することにより、洗浄槽（洗浄水）５０５に移送され、洗浄される。
【００７１】
洗浄槽（洗浄水）５０５にて洗浄された撹拌部材１１３は、撹拌部材洗浄ディスク５０３が回転することにより、乾燥機構５０６に移送され、乾燥される。
【００７２】
上記の一連の撹拌部材洗浄動作が次々に行われることで、キャリーオーバーの影響がほとんど無く、安定した撹拌を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施例に係わるもので、自動分析装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施例に係わるもので、撹拌機構を説明するための図である。
【図３】本発明の実施例に係わるもので、撹拌動作を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例に係わるもので、撹拌部材供給機構を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例に係わるもので、撹拌部材洗浄機構を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０１…検体容器、１０２…検体ディスク、１０３…試薬ボトル、１０４…試薬ディスク、１０５…反応容器、１０６…反応ディスク、１０７…反応槽、１０８…検体分注機構、１０９…試薬分注機構、１１０…撹拌機構、１１１…測光機構、１１２…反応容器洗浄機構、１１３…撹拌部材、１１４…撹拌部材供給機構、１１５…撹拌部材廃棄箱、１１６…表示部、１１７…入力部、１１８…記憶部、１１９…制御部、２０３…撹拌アーム、２０４…撹拌部材着脱機構、２０５…クッション機構、２０６…撹拌アーム回転機構、２０７…撹拌アーム上下機構、２０８…反応液、３０４…液滴、３０５…気泡、３０６…反応液流れ（下部→上部）、３０７…反応液流れ（上部→下部）、４０３…マガジンベルト、４０４…撹拌部材マガジン、４０５…撹拌部材マガジンラック、４０６…マガジンベルト駆動機構、４０７…マガジンベルト巻取り機構、４０８…テンションローラ、４１０…撹拌アーム（撹拌位置）、４１１…撹拌アーム（廃棄位置）、４１２…撹拌アーム（装着位置）、５０３…撹拌部材洗浄ディスク、５０４…洗浄槽（洗剤）、５０５…洗浄槽（洗浄水）、５０６…乾燥機構、５０８…撹拌アーム（着脱位置）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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