(57)【要約】【課題】分析の際に反応容器内の液体を攪拌するタイミングの制限を少なくすることができ、攪拌に要するエネルギーの伝送効率に優れた分析装置を提供する。【解決手段】複数の反応容器を保持する反応容器保持手段と、上記複数の反応容器の各々に対応して設けられ、各反応容器に収容される液体の攪拌を行なう複数の攪拌手段と、上記複数の攪拌手段を複数のグループに分けたときの各グループにおいて駆動すべき上記攪拌手段との電気的な接続をそれぞれ確立する複数の切り換え手段と、上記複数の切り換え手段の各々に接続され、各切り換え手段を介して接続される上記攪拌手段を駆動する複数の攪拌駆動手段と、上記複数の攪拌駆動手段を制御する制御手段と、少なくとも上記反応容器保持手段を移送する移送手段と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の反応容器にそれぞれ収容される液体の成分を分析する分析装置であって、
上記複数の反応容器を保持する反応容器保持手段と、
上記複数の反応容器の各々に対応して設けられ、各反応容器に収容される液体の攪拌を行なう複数の攪拌手段と、
上記移送手段によって上記反応容器保持手段と連動して移送され、上記複数の攪拌手段を複数のグループに分けたときの各グループにおいて駆動すべき上記攪拌手段との電気的な接続をそれぞれ確立する複数の切り換え手段と、
スリップリングにより上記複数の切り換え手段の各々に接続され、各切り換え手段を介して接続される上記攪拌手段を駆動する複数の攪拌駆動手段と、
上記複数の攪拌駆動手段を制御する制御手段と、
少なくとも上記反応容器保持手段を移送する移送手段と、
を備えたことを特徴とする分析装置。
【請求項２】
上記反応容器保持手段は、上記複数の反応容器の開口面を一つの閉曲線に沿って並べて保持することを特徴とする請求項１記載の分析装置。
【請求項３】
上記複数のグループのうち同じグループに属する複数の上記攪拌手段の各々に対応する複数の上記反応容器は、上記閉曲線に沿って連続的に並べられたことを特徴とする請求項２記載の分析装置。
【請求項４】
上記閉曲線上には、液体の攪拌を行なうための複数の攪拌位置が定められ、
上記複数の攪拌手段のうち一つのグループに属する攪拌手段の数は、上記閉曲線に沿って互いに隣接する攪拌位置の間で保持されている上記反応容器の数の最小値＋１以下であることを特徴とする請求項３記載の分析装置。
【請求項５】
上記複数の攪拌駆動手段は、上記複数の攪拌位置のいずれかに静止した反応容器または上記複数の攪拌位置のいずれかに到達すべく移送されている反応容器に対応して設けられた上記攪拌手段を駆動することを特徴とする請求項４記載の分析装置。
【請求項６】
上記複数のグループの数は上記攪拌位置の数に等しいことを特徴とする請求項４記載の分析装置。
【請求項７】
上記複数のグループの各々を構成する要素の数の最大値と最小値との差の絶対値は０または１であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の分析装置。
【請求項８】
上記複数のグループのうち同じグループに属する複数の上記攪拌手段は、当該グループに属する上記切り換え手段に対して並列に接続されて成ることを特徴とする請求項１記載の分析装置。
【請求項９】
上記切り換え手段は、当該切り換え手段に対して並列に接続された複数の上記攪拌手段のいずれか一つと、当該切り換え手段に接続された上記攪拌駆動手段とを電気的に接続することを特徴とする請求項８記載の分析装置。
【請求項１０】
上記複数の攪拌駆動手段は、互いに独立な駆動条件に基づいて上記複数の攪拌手段のいずれかを駆動することを特徴とする請求項１記載の分析装置。
【請求項１１】
上記駆動条件は、駆動の有無、駆動周波数、駆動振幅、駆動時間、および駆動周波数または駆動振幅を変調するときの変調条件のうち少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１０記載の分析装置。
【請求項１２】
上記攪拌駆動手段の数は、上記複数の攪拌手段のうち同時に駆動する攪拌手段の数以上であることを特徴とする請求項１０または１１記載の分析装置。
【請求項１３】
上記スリップリングは、グランド，信号，グランドの組み合わせからなる、高周波信号配線と同様の配置で、リングおよびブラシが配置されることを特徴とする請求項１記載の分析装置。
【請求項１４】
上記攪拌手段は、音波または超音波を発生する音波発生手段を有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項記載の分析装置。
【請求項１５】
上記音波発生手段は、上記反応容器と一体に形成されたことを特徴とする請求項１４記載の分析装置。
【請求項１６】
上記音波発生手段は、一対以上の櫛形電極を有することを特徴とする請求項１４または１５記載の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液や体液等の検体の成分を分析する分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液や体液等の検体の分析を自動的かつ連続的に行なう分析装置において、分析対象の検体やその検体と反応させる試薬を分注した後の反応容器内の液体を攪拌する技術として、反応容器の外部に音波発生手段を設け、この音波発生手段から反応容器に向けて音波を発生させることによって液体を攪拌する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。この技術では、反応容器と音波発生手段との間に液体の温度を一定に保つ恒温水が介在しており、液体の攪拌は、反応容器を保持して回転する反応ディスクが停止した状態で行なわれる。
【０００３】
【特許文献１】特許第３１６８８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来の分析装置では、反応ディスクが停止している間しか攪拌することができないため、一つのシーケンスの中で攪拌を行なうタイミングが制限されてしまうという問題があった。
【０００５】
また、音波発生手段によって発生した音波のエネルギーは、恒温水を介して空間的に離れた反応容器に到達するまでの間に減衰してしまうため、攪拌に要するエネルギーの伝送効率が必ずしも良くなかった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、分析の際に反応容器内の液体を攪拌するタイミングの制限を少なくすることができ、攪拌に要するエネルギーの伝送効率に優れた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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数の反応容器にそれぞれ収容される液体の成分を分析する分析装置であって、上記複数の反応容器を保持する反応容器保持手段と、上記複数の反応容器の各々に対応して設けられ、各反応容器に収容される液体の攪拌を行なう複数の攪拌手段と、上記移送手段によって上記反応容器保持手段と連動して移送され、上記複数の攪拌手段を複数のグループに分けたときの各グループにおいて駆動すべき上記攪拌手段との電気的な接続をそれぞれ確立する複数の切り換え手段と、スリップリングにより上記複数の切り換え手段の各々に接続され、各切り換え手段を介して接続される上記攪拌手段を駆動する複数の攪拌駆動手段と、上記複数の攪拌駆動手段を制御する制御手段と、少なくとも上記反応容器保持手段を移送する移送手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明における液体には、例えば血液や体液等のように、微量の固体成分を含有する液体も含まれるものとする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記反応容器保持手段は、上記複数の反応容器の開口面を一つの閉曲線に沿って並べて保持することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、上記複数のグループのうち同じグループに属する複数の上記攪拌手段の各々に対応する複数の上記反応容器は、上記閉曲線に沿って連続的に並べられたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、上記閉曲線上には、液体の攪拌を行なうための複数の攪拌位置が定められ、上記複数の攪拌手段のうち、一つのグループに属する攪拌手段の数は、上記閉曲線に沿って互いに隣接する攪拌位置の間で保持されている上記反応容器の数の最小値＋１以下であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、上記複数の攪拌駆動手段は、上記複数の攪拌位置のいずれかに静止した反応容器または上記複数の攪拌位置のいずれかに到達すべく移送されている反応容器に対応して設けられた上記攪拌手段を駆動することを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項４記載の発明において、上記複数のグループの数は上記攪拌位置の数に等しいことを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項記載の発明において、上記複数のグループの各々を構成する要素の数の最大値と最小値との差の絶対値は０または１であることを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記複数のグループのうち同じグループに属する複数の上記攪拌手段は、当該グループに属する上記切り換え手段に対して並列に接続されて成ることを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、上記切り換え手段は、当該切り換え手段に対して並列に接続された複数の上記攪拌手段のいずれか一つと、当該切り換え手段に接続された上記攪拌駆動手段とを電気的に接続することを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記複数の攪拌駆動手段は、互いに独立な駆動条件に基づいて上記複数の攪拌手段のいずれかを駆動することを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明において、上記駆動条件は、駆動の有無、駆動周波数、駆動振幅、駆動時間、及び駆動周波数または駆動振幅を変調するときの変調条件のうち少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする。
【００１９】
請求項１２記載の発明は、請求項１０または１１記載の発明において、上記攪拌駆動手段の数は、上記複数の攪拌手段のうち同時に駆動する攪拌手段の数以上であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１３の発明は、請求項１記載の発明において、上記スリップリングは、グランド，信号，グランドの組み合わせからなる、高周波信号配線と同様の配置で、リング及びブラシが配置されることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４記載の発明は、請求項１乃至１３のいずれか一項記載の発明において、上記攪拌手段は、音波または超音波を発生する音波発生手段を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の発明において、上記音波発生手段は、上記反応容器と一体に形成されたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１６記載の発明は、請求項１４または１５記載の発明において、上記音波発生手段は、一対以上の櫛形電極を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、複数の反応容器を保持する反応容器保持手段と、上記複数の反応容器の各々に対応して設けられ、各反応容器に収容される液体の攪拌を行なう複数の攪拌手段と、上記複数の攪拌手段を複数のグループに分けたときの各グループにおいて駆動すべき上記攪拌手段との電気的な接続をそれぞれ確立する複数の切り換え手段と、上記複数の切り換え手段の各々に接続され、各切り換え手段を介して接続される上記攪拌手段を駆動する複数の攪拌駆動手段と、上記複数の攪拌駆動手段を制御する制御手段と、少なくとも上記反応容器保持手段を移送する移送手段と、を備えることにより、分析の際に反応容器内の液体を攪拌するタイミングの制限を少なくすることができ、攪拌に要するエネルギーの伝送効率に優れた分析装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以後、実施の形態と称する）を説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る分析装置要部の構成を模式的に示す図である。同図に示す分析装置１は、分析対象の試料である検体及び試薬を反応容器にそれぞれ分注し、その反応容器内で生じる反応を光学的に測定する測定機構１１と、この測定機構１１を含む分析装置１の制御を行なうとともに測定機構１１における測定結果の分析を行なう制御分析機構２１とを有し、これら二つの機構が連携することによって複数の検体における成分の生化学的，免疫学的、または遺伝学的な分析を自動的かつ連続的に行なう。
【００２６】
分析装置１の測定機構１１は、血液や体液等の検体を収容する検体容器３１が搭載された複数のラック３２を収納して順次移送する検体移送部１２、試薬容器４１を保持する二つの試薬容器保持部１３ａ及び１３ｂ、ならびに検体と試薬とを収容して反応させる反応容器５１を保持する反応容器保持部１４を備える。また、測定機構１１は、検体移送部１２上の検体容器３１に収容されている検体を反応容器５１に分注する検体分注部１５，試薬容器保持部１３ａ及び１３ｂ上の試薬容器４１に収容されている試薬を反応容器５１にそれぞれ分注する試薬分注部１６ａ及び１６ｂ、光源から照射されて反応容器５１内を通過した光を受光して所定の成分の強度等を測定する測光部１７、及び反応容器５１の洗浄を行なう洗浄部１８を備える。
【００２７】
図１に示す場合、検体分注部１５による検体分注位置Ｐ1 ，試薬分注部１６ａによる試薬分注位置Ｐ2 ，及び試薬分注部１６ｂによる試薬分注位置Ｐ3 は、検体分注部１５ならびに試薬分注部１６ａ及び１６ｂの配設位置に応じてあらかじめ決まっており、図示した検体分注位置Ｐ1 または試薬分注位置Ｐ2 及びＰ3 以外の位置で反応容器５１に検体や試薬を分注することはできない。なお、以後の説明においては、検体の分注，試薬の分注，分注後の攪拌，測光，及び洗浄等のタイミングは、全ての分析項目で共通であるとする。これにより、分析装置１を用いた検査において、多様な検査項目を検査する際にも一定のスループットを得ることができる。
【００２８】
測定機構１１は、反応容器５１に収容される液体（血液等のように、微量の固体成分を含有する「液体」も含まれるものとする）を攪拌する攪拌機構１９をさらに備える。この攪拌機構１９については、制御分析機構２１の説明を行なった後、図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
制御分析機構２１は、分析装置１内の各機能または各手段の制御を行なうとともに測定機構１１における測定結果を分析する演算を行なうためにＣＰＵ(Central Processing Unit)等によって実現される装置制御部２２、検体の分析に必要な情報及び分析装置１の動作指示信号の入力を受ける入力部２３、分析結果を含む情報を出力する出力部２４、分析装置１の制御プログラムや分析装置１における分析結果を含む情報を記憶する記憶部２５、及び分析装置１の各部に対して駆動するための電源を供給する電源部２６を備える。
【００３０】
続いて、攪拌機構１９について説明する。図２は、攪拌機構１９の物理的な構成を模式的に示す図である。また、図３は、攪拌機構１９の機能構成を示すブロック図である。これらの図に示す攪拌機構１９は、電源部２６から送出される直流の電源信号及び装置制御部２２から送出される交流の制御信号を伝送する信号伝送部１９１と、信号伝送部１９１から送出される制御信号に基づいて攪拌動作や反応容器保持部１４の移送動作の駆動制御を行なう駆動制御部１９２と、駆動制御部１９２から送出される制御信号に応じて反応容器５１を攪拌するための駆動信号を各々送出する複数の攪拌駆動部１９３と、を有する。
【００３１】
各攪拌駆動部１９３には、電気的な接続状態の切り換えを行なう切り換え手段である切換部１９４が接続されている。切換部１９４には、反応容器５１に収容される液体を攪拌する攪拌手段であって、音波または超音波を発生する複数の音波発生部１９５が並列に接続されている。なお、各切換部１９４に接続される音波発生部１９５の数は全て同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００３２】
攪拌機構１９は、上記以外の構成として、信号伝送部１９１から送出される電源信号を受信し、攪拌機構１９内の各部に適した電圧値に変換して各々出力する電源部１９６と、装置制御部２２からの制御信号に基づいて反応容器保持部１４を回転し、反応容器５１を所望の位置に移送する移送手段として、ステッピングモータ等を用いて実現される移送部１９７と、を備える。
【００３３】
なお、図２では、切換部１９４が音波発生部１９５と１対１に設けられるスイッチ１９４Ｓによって構成されている場合を図示している。以後の説明においては、スイッチ１９４Ｓによって切換部１９４が構成されている場合を主に説明するが、切換部１９４の構成がそのような場合に限定されるわけではない。
【００３４】
信号伝送部１９１はスリップリングを用いて実現され、固定部１９１ａ及び回転部１９１ｂを有している。回転部１９１ｂの回転軸は、反応容器保持部１４の鉛直方向の中心軸と一致し、移送部１９７の動作によって攪拌機構１９の連動部１９Ｃ（反応容器保持部１４，切換部１９４，及び音波発生部１９５を含む）と連動して回転するように配設される。図３では、この連動部１９Ｃを１点鎖線で包囲して表示している。このような信号伝送部１９１を用いることにより、攪拌機構１９に対して電源信号及び制御信号及び攪拌駆動電力を常時伝送することができる。
【００３５】
ところで、図２に示す場合には、電源部２６に接続される２本のリード線を電源供給用とし、装置制御部２２に接続される２本のリード線をシリアル通信による制御信号伝送用としている（それぞれ１本はグランド線用）。また、攪拌駆動部１９３にそれぞれ接続される、６本の同軸構造ケーブル（１台の攪拌駆動に対してケーブルは１本ずつ接続される）を高周波電力伝送用としている。同軸構造ケーブルは、スリップリングに対して信号線を中心に両側をグランド線で挟む構成で接続される。このため、１本の同軸ケーブルにつき、スリップリングの極数は３極必要となる。したがって、この図２に示す場合には、スリップリングの極数は少なくとも２２極必要となる。
【００３６】
図４は、攪拌機構１９の一部でもある反応容器保持部１４の詳細な構成を示す図である。同図に示す反応容器保持部１４には、一つの閉曲線である円の円周方向に沿って反応容器５１を保持するための３６個のポジションが設けられている。以下、このポジションに対して１乃至３６の数を固定的に割り当てることとし、特定のポジションを指すときには「ポジション１０」等と表現することにする。図４に示す状態において、検体分注位置Ｐ1 にはポジション３６が、試薬分注位置Ｐ2 にはポジション１３が、試薬分注位置Ｐ3 にはポジション２０がそれぞれ静止している。
【００３７】
この反応容器保持部１４は、各分注位置において検体または試薬を分注した後、移送部１９７によって（１周＋１ポジション）分だけ図４で時計回りに回転し、次の動作に移行する。その際、各分注位置で検体または試薬が分注された反応容器５１は、回転後の静止位置で攪拌動作を受ける（以後、反応容器５１が静止して攪拌動作を受ける位置のことを攪拌位置と呼ぶ）。すなわち、検体分注位置Ｐ1 で検体の分注を受けた反応容器５１は、回転によって攪拌位置Ｍ1 に到達し、内部の液体が攪拌される。また、試薬分注位置Ｐ2 及びＰ3 でそれぞれ試薬の分注を受けた反応容器５１は、攪拌位置Ｍ2 及びＭ3 において各々内部に収容する液体が攪拌される。なお、三つの攪拌位置Ｍ1 乃至Ｍ3 で攪拌が開始されるタイミングは同じである。
【００３８】
図４に示す場合、隣接する攪拌位置の間で保持される反応容器５１の数は、攪拌位置Ｍ1 ，Ｍ2 間が１１個、攪拌位置Ｍ2 ，Ｍ3 間が７個、攪拌位置Ｍ3 ，Ｍ1 間が１５個である。この場合、三つの攪拌位置における攪拌を異なる攪拌駆動部１９３の駆動によるものとするためには、３６個のポジションを少なくとも三つのグループに分ける必要がある。
【００３９】
この際のグループ分けについて説明する。なお、本実施の形態１においては、同じグループに属する反応容器５１が一つの閉曲線である円周に沿って連続的に隣接するポジションに順次配置されるものとし、それらの反応容器５１の間に他のグループに属する反応容器５１が配置されることはないものとする。グループ分けを行なう際には、隣接する攪拌位置の間で保持されている反応容器５１の数の最小値に着目し、一つのグループの要素数を、その最小値を用いて（最小値＋１）以下とする。このようにすれば、同じグループに属する二つの反応容器５１が二つの攪拌位置に跨って同時に攪拌を受けることがなくなる。さらに、各グループの要素数の最大値と最小値との差を０または１とすれば、各グループの要素数のばらつきが少なく、最も均等化された状態を実現することができる。
【００４０】
以上の考察により、図４に示す反応容器保持部１４においては、３６個のポジションを五つのグループに分割し、これら五つのグループにおける要素数の組み合わせを（８，７，７，７，７）とするのが最適であることがわかる。図５は、かかるグループ分けの一例を示すものであり、具体的には、ポジション１乃至８をグループＧ1 、ポジション９乃至１５をグループＧ2 、ポジション１６乃至２２をグループＧ3 、ポジション２３乃至２９をグループＧ4 、ポジション３０乃至３６をグループＧ5 とした場合を示している。このようなグループ分けを行なうことにより、反応容器保持部１４が回転した後、同一のグループに属するポジションに保持される反応容器５１が複数の攪拌位置で静止することがなく、同一のグループ内で攪拌動作を受ける反応容器５１は常に一つだけとなる。
【００４１】
図５に示す場合、グループＧ1 ，Ｇ2 ，及びＧ3 では同じタイミングで攪拌が行なわれる一方、グループＧ4 及びＧ5 では攪拌が行なわれない。このような状況は、グループＧ1 乃至Ｇ3 に属する攪拌駆動部１９３からは駆動信号が送出されるとともに、グループＧ4 及びＧ5 に属する攪拌駆動部１９３からは駆動信号が送出されないような制御を行なうことによって実現される。
【００４２】
以上説明したように、検体分注位置や試薬分注位置による制限がある場合には、隣接する攪拌位置の間に保持されている反応容器５１の最小値に着目してグループ分けを行なうことにより、同じグループ内で攪拌位置に静止する反応容器５１が複数個存在しないようにすることができる。この結果、分注位置や反応容器保持部１４の分注直後の回転角等の制限がある中、同じタイミングで動作する攪拌駆動部１９３の数を最小とし（図５の場合には５個）、コストを削減することが可能となる。
【００４３】
ここまで説明してきた反応容器保持部１４のポジション数（３６）、攪拌位置の数（３）、及び分注後の反応容器保持部１４の回転角（１周＋１ポジション）はあくまでも一例に過ぎず、それらが他の値であっても上記同様の議論によって最適なグループ分けを行なうことができるのはいうまでもない。
【００４４】
次に、攪拌駆動部１９３について説明する。攪拌駆動部１９３は、発振回路及び増幅回路を備え、駆動制御部１９２から送られてきた制御信号に基づいて、スリップリング１９１及び閉成状態のスイッチ１９４Ｓを介して接続される音波発生部１９５に対して駆動信号を印加する。この駆動信号は、周波数が数十ＭＨｚ（メガヘルツ）乃至数百ＭＨｚ程度の比較的高い周波数を有する交流信号である。このように比較的高い周波数を有する交流信号が伝送される高周波回路では、回路を構成する部位ごとの特性インピーダンスの差に応じて信号の伝送効率が低下する。かかる不具合を回避するため、攪拌駆動部１９３から音波発生部１９５に至る伝送線路の特性インピーダンスと音波発生部１９５内の負荷のインピーダンスとをあらかじめ整合しておく（例えば一定値５０Ωに整合）。
【００４５】
なお、インピーダンスの不整合は、伝送線路が長くなるほど顕在化することが知られている。この意味で、攪拌駆動部１９３とスリップリング１９１、スリップリング１９１とスイッチ１９４Ｓ、攪拌駆動部１９３とスイッチ１９４Ｓ、スイッチ１９４Ｓと音波発生部１９５とをそれぞれ結ぶ伝送線路の長さができるだけ短くなるように配置すればより好ましい。
【００４６】
図６は、攪拌手段である音波発生部１９５の構成を示す図である。また、図７は、図６の矢視Ａ方向の矢視図（側面図）である。これらの図に示す音波発生部１９５は、圧電体から成る基板１９５ａの表面に一対の櫛形電極（ＩＤＴ：Inter Digital Transducers）から成る振動子１９５ｂと、反応容器保持部１４に設けられる電極であってスイッチ１９４Ｓに接続される電極（図示せず）と接触可能であり、振動子１９５ｂに印加する駆動信号を攪拌駆動部１９３から受信する端子１９５ｃと、振動子１９５ｂと端子１９５ｃとを電気的に接続する導線１９５ｄと、を有し、反応容器５１の測光用の窓部５１ｂが設けられている側壁５１ａに一体に取り付けられている。図６及び図７に示す場合、音波発生部１９５は、側壁５１ａの下方に設けられた測光用の窓部５１ｂを避けるようにして窓部５１ｂの上方に配設されている。この音波発生部１９５の基板１９５ａと反応容器５１の側壁５１ａとの間には、両者の音響インピーダンスの整合を図るための音響整合層６１が介在している。
【００４７】
基板１９５ａを形成する圧電体としては、圧電性単結晶や単結晶上に形成した圧電性薄膜等を用いることができる。また、音響整合層６１としては、エポキシ樹脂、シェラック、またはジェル等を適用することができる。なお、振動子１９５ｂとして櫛形電極を適用する代わりに、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電性振動子を用いてもよい。
【００４８】
以上の構成を有する音波発生部１９５は、厚さの薄い音響整合層６１を介して反応容器５１と一体に設けられるので、振動子１９５ｂから反応容器５１内の液体までの距離が短い。これにより、攪拌に要するエネルギーが、攪拌対象の液体に到達するまでの間に減衰してしまうのを抑制することができる。加えて、音波発生部１９５が反応容器５１と一体になっているため、恒温水を収容するための浴槽を設ける必要がなく、分析装置１の小型化を図る上で好適である。
【００４９】
なお、音波発生部１９５の反応容器５１への取付位置は、上述した側壁５１ａに限られるわけではなく、例えば反応容器５１の底面または測光用の窓部５１ｂが設けられていない側面に一体に取り付けても、上記同様の効果を得ることができる。
【００５０】
次に、分析装置１における動作の概要を説明する。入力部２３を介して分析装置１の外部（ユーザまたはホストコンピュータ）から分析要求が入力されると、装置制御部２２は、その入力された分析要求に応じて、検査を行なう検体や分析項目の順序等の情報を記憶部２５が記憶するテーブルに割り付ける。このテーブルには、分析に必要な試薬の種類や分注量、測光する波長や攪拌条件等に関する分析パラメータがあらかじめ分析項目ごとに記録されている。装置制御部２２はそのテーブルを参照し、攪拌条件に関する分析パラメータを記憶部２５から読み出し、この読み出した分析パラメータを制御信号として攪拌機構１９に送出する。
【００５１】
攪拌機構１９に送出される分析パラメータは、駆動の有無、駆動周波数、駆動振幅、駆動時間、及び駆動周波数または駆動振幅を変調するときの変調条件等に関するものであり、本実施の形態１では音波発生部１９５の駆動条件に他ならない。以下、攪拌条件の設定例を説明する。
（１）第１試薬のみを分注し、第２試薬を分注しない検査項目については、第２試薬分注後の攪拌を行なわないように設定する。
（２）粘性が高い液体や表面張力が高い液体を攪拌する場合には、振動子１９５ｂの駆動振幅を大きくしたり振動子１９５ｂの駆動時間を長くしたりする。
（３）液量が少ない液体や温度変化の影響を受けやすい液体を攪拌する場合には、振動子１９５ｂの駆動振幅を小さくするとともに振動子１９５ｂの駆動時間を短くする。
（４）攪拌対象の液体の液量や粘性等さまざまな条件を総合的に考慮して攪拌を行なう場合には、駆動周波数または駆動振幅を変調するときの変調条件を最適な値に設定する。
【００５２】
攪拌動作は、検体分注部１５による検体の分注後、試薬分注部１６ａ及び１６ｂによる試薬の分注後にそれぞれ行なわれることが多い。通常、分析装置１ではさまざまな分析項目が入り乱れた状態で分析が行なわれるので、分析パラメータによって規定される攪拌条件すなわち音波発生部１９５の駆動条件は、概ねランダムになる。したがって、さまざまな攪拌条件に対応して音波発生部１９５を駆動するためには、各攪拌駆動部１９３が互いに独立に動作可能であった方がよい。
【００５３】
攪拌駆動部１９３が駆動信号を音波発生部１９５に印加する際には、一つの切換部１９４を構成する複数のスイッチ１９４Ｓのうち、常に一つのスイッチ１９４Ｓのみが閉成するような駆動制御が行なわれる。図８は、この駆動制御の具体例を示すため、一つの攪拌駆動部１９３に対して二つのスイッチ１９４Ｓが並列に接続されている場合の攪拌駆動部１９３から反応容器５１までの構成を示すブロック図である。同図においては、二つのスイッチ１９４Ｓを便宜的に区別するため、二つのスイッチの符号をスイッチ１９４Ｓａ及び１９４Ｓｂとしている。
【００５４】
図９は、スイッチ１９４Ｓａ及び１９４Ｓｂの開閉状態の時間変化を示す図であり、波形Ｓａがスイッチ１９４Ｓａの開閉状態を示し、波形Ｓｂがスイッチ１９４Ｓｂの開閉状態を示している。図９に示す場合、スイッチ１９４Ｓａ及び１９４Ｓｂは、短時間かつ等間隔で交互に閉成してＯＮ状態となる。
【００５５】
より一般に、すなわち一つの攪拌駆動部１９３に対してｎ個（ｎは正の整数）のスイッチ１９４Ｓが並列に接続されている場合にも、各スイッチが閉成するタイミングが重ならないように順次閉成するような制御を行なえばよい。この際、各スイッチ１９４Ｓの閉成時間を必ずしも等しくする必要はない。このようなスイッチ１９４Ｓとしては、高周波リレーや高周波半導体スイッチを適用することができる。
【００５６】
以上説明したように、一つの攪拌駆動部１９３に並列に接続されている複数のスイッチ１９４Ｓのうち、ただ一つのスイッチ１９４Ｓのみが閉成してＯＮ状態となるような制御を行なうことにより、比較的高い周波数を有する駆動信号を伝送する高周波回路のインピーダンス整合状態が保たれ、駆動信号の伝送効率の低下を抑制することができる。
【００５７】
ここで、音波発生部１９５によって発生した音波または超音波による攪拌動作について説明する。対応するスイッチ１９４Ｓが閉成して攪拌駆動部１９３から送出された駆動信号が印加された音波発生部１９５では、その駆動信号によって振動子１９５ｂが振動し、基板１９５ａが励振される。励振された基板１９５ａでは、表面に振動エネルギーが集中し、その表面に沿って伝搬する表面弾性波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）が発生する。反応容器５１は、振動子１９５ｂと音響インピーダンスの整合が取られているため、基板１９５ａの表面を伝搬する表面弾性波は、エネルギーの損失が少ないままで反応容器５１内の液体Ｌ中へ縦波として漏出する。この結果、液体攪拌時の状態を模式的に示す図１０（図７のＢ−Ｂ線断面図に相当）に示すように、液体Ｌの内部では、気液界面（上方）に旋回して上昇していく流れＦａと、反応容器５１の底面（下方）に旋回して下降していく流れＦｂとが生じ、これらの流れによって液体Ｌが攪拌される。
【００５８】
この攪拌動作は、移送部１９７による反応容器保持部１４の回転とは独立な動作なので、例えば反応容器保持部１４が回転している最中に該当する音波発生部１９５を駆動して攪拌を行なうこともできる。したがって、従来のように所定の攪拌ポジションに静止している反応容器のみを攪拌する場合に比べて分析時間を短縮し、効率のよい分析を実現することが可能となる。
【００５９】
図１０に示す液体Ｌが検体と試薬の混合液である場合、上述した攪拌動作によって反応が促進した反応容器５１内の混合液は、反応容器保持部１４の回転によって測光部１７を通過する際に所定の光が照射され、その混合液を通過してきた光の強度が測定される。その後、測光部１７から測定結果を受信した制御分析機構２１は、装置制御部２２が測定対象である検体の分析情報を記憶部２５から読み出し、測定結果の分析演算を行なう。この分析演算では、測光部１７から送られてくる測定結果に基づいて反応液の吸光度を算出し、この算出結果に加えて標準検体から得られる検量線や分析パラメータ等を用いることにより、反応液の成分の濃度を定量的に求める。得られた分析結果は、出力部２４から出力される一方、記憶部２５に格納して記憶される。
【００６０】
以上説明した本発明の実施の形態１によれば、複数の反応容器を保持する反応容器保持部と、複数の反応容器の各々に対応して設けられ、各反応容器に収容される液体の攪拌を行なう複数の音波発生部と、この複数の音波発生部を複数のグループに分けたときの各グループにおいて駆動すべき音波発生部との電気的な接続をそれぞれ確立する複数の切換部と、この複数の切換部の各々に接続され、各切換部を介して接続される音波発生部を駆動する複数の攪拌駆動部と、この複数の攪拌駆動部を制御する制御部（装置制御部及び駆動制御部の少なくとも一部を含む）と、少なくとも反応容器保持を移送する移送部と、を備えることにより、分析の際に反応容器内の液体を攪拌するタイミングの制限を少なくすることができ、攪拌に要するエネルギーの伝送効率に優れた分析装置を提供することができる。
【００６１】
また、本実施の形態１によれば、攪拌位置に関する制限がある中で、一つの攪拌駆動部によって同時に攪拌駆動される反応容器が複数個存在しないような最適なグループ分けを行なうことにより、攪拌駆動部の数を可能な限り少なくし、コストを削減することが可能となる。
【００６２】
さらに、本実施の形態１によれば、スイッチの開閉動作と反応容器保持部の回転動作とが独立に制御されるので、一つのシーケンスの中で攪拌時間を増やしたり、攪拌するタイミングに柔軟性を持たせたりすることができる。したがって、分析装置に加わる負荷を分散して装置の耐久性や動作安定性を向上させ、効率的かつ経済的な分析を実現することが可能となる。
【００６３】
加えて、本実施の形態１によれば、上記特許文献１で開示されている分析装置のように、恒温水を収容する水槽が不要なので、装置の構成も単純でメンテナンスも容易となり、装置の小型化を図る上でも好適である。
【００６４】
また、本実施の形態１によれば、各反応容器に音波発生部（攪拌手段の例）を設け、反応容器のグループ分けを行なうことにより、スイッチ及び配線を減らすことができ、コストの削減と省スペース化を実現することができる。例えば、３個の攪拌駆動部と３６個の音波発生部とを任意に接続するには、１０８（＝３×３６）個のスイッチ及び配線がそれぞれ必要になるが、一つの攪拌駆動部に対して１２個の音波発生部から成るグループが三つある場合には、スイッチ及び配線の数がそれぞれ３６で済み、グループ分けしない場合のスイッチ及び配線数（１０８）の、３分の１の数で済む。
【００６５】
さらに、上記の如くグループ分けを行なうことによって一つのグループを一つのモジュールとすることができるので、一つのスイッチが故障した場合に全てを取り替えるのではなく、一つのモジュールを交換するだけで済むという効果も得られる。
【００６６】
加えて、本実施の形態１においては、反応容器に対応する音波発生部と音波発生部を駆動する攪拌駆動部とによってグループを構成しているので、一つの攪拌駆動部が故障した場合、その故障した攪拌駆動部が属するグループ内の反応容器を使用した分析は行なうことができないが、それ以外に残ったグループを使用して分析を継続することができる。
【００６７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る分析装置は、攪拌位置の数のみがあらかじめ決まっている場合に攪拌駆動部を最小とする構成を有することを特徴とする。なお、本実施の形態２では、反応容器保持部上での攪拌位置及び各グループの分け方を除く分析装置の構成及び作用は上記実施の形態１と同じである。このため、変更がない部位については、上記実施の形態１で用いたのと同じ符号を付して説明を行なう。
【００６８】
本実施の形態２の場合、攪拌位置の数のみがあらかじめ決まっており、攪拌位置に関する制限がないので、隣接する攪拌位置の間隔（すなわち、二つの攪拌位置の間に保持される反応容器の数＋１）をできるだけ均等にすることができる。一例として、上記実施の形態１と同様に、ポジション数が３６で攪拌位置の数が３の場合を考える。この場合、ポジション数３６は攪拌位置の数３で割り切れて商が１２なので、隣接する攪拌位置の間隔を１２にすれば、グループの数を最小とすることができる。
【００６９】
図１１は、この実施の形態２に係る分析装置が具備する反応容器保持部７１のグループ分けの例を示すものであり、三つの攪拌位置Ｍ11，Ｍ12，及びＭ13のうちで隣接する攪拌位置同士は、全て１２ポジションずつ離れている。また、三つのグループＧ11（ポジション１乃至１２）、グループＧ12（ポジション１３乃至２４）、及びグループＧ13（ポジション２５乃至３６）は、要素の数（要素数）が全て１２である。
【００７０】
次に、ポジション数が３６、攪拌位置の数が５である場合を説明する。この場合、同一のグループに属する反応容器５１が同時に攪拌を受けない最小のグループ数は５である。したがって、３６個のポジションを五つのグループに分ければよいが、３６を５で割ると商が７で余りが１となるため、攪拌位置の数が３の場合のように全てのグループの要素数を同じにすることができない。そこで、要素数がなるべく均等になるように分けることになる。具体的には、各グループを構成する要素数の最大値と最小値との差の絶対値がたかだか１となるように、五つのグループのうち、四つのグループの要素数を７とし、一つのグループの要素数を８とする。
【００７１】
上記の如く攪拌位置が五つ存在する場合の例としては、洗浄部１８にも攪拌機構を適用する場合を挙げることができる。この場合には、一つの反応容器５１に対して、上述した３回の攪拌動作（検体分注後、二つの試薬分注後）に加えて、洗浄部１８で洗剤を投入した後の攪拌動作、及び洗浄液を含む液体を排液した後に行なうすすぎの際の攪拌動作の、合計５回の攪拌動作が行なわれる。したがって、本実施の形態２に係る分析装置において、互いに独立に動作する攪拌駆動部１９３が少なくとも五つ具備されていればより好ましい。
【００７２】
ここまでの議論は容易に一般化される。すなわち、ポジション数がＮの反応容器保持部１４に対してｎ（≦Ｎ）個の攪拌位置を設定する場合、Ｎをｎで割ったときの商をＭ、余りをｍとそれぞれおくと、最小かつ最も均等なグループ分けは、「グループの総数をｎとし、そのうち（ｎ−ｍ）個のグループの要素数をＭ、ｍ個のグループの要素数をＭ＋１とする」ことによって実現される。ここで、Ｎ，ｎ，及びＭは正の整数であり、ｍは０または正の整数である。また、割り算の一般的な性質及びＮ≧ｎにより、Ｎ≧Ｍ，Ｎ＞ｍ，ｎ＞ｍであることは自明である。
【００７３】
以上説明した本発明の実施の形態２によれば、上述した本発明の実施の形態１と同様、分析の際に反応容器内の液体を攪拌するタイミングの制限を少なくすることができ、攪拌に要するエネルギーの伝送効率に優れた分析装置を提供することができる。
【００７４】
また、本実施の形態２によれば、攪拌位置の数に応じて攪拌駆動部の数が最小となるようなグループ分けを行なうことにより、一段とコストを低く押えることが可能となる。
【００７５】
（その他の実施の形態）
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施の形態１及び２として詳述してきたが、本発明はそれら二つの実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。
【００７６】
例えば、反応容器保持部の構成は、上述したように反応容器を保持するポジションが一つの同心円上に配置されるものに限られるわけではない。図１２は、反応容器保持部の別な構成例を示す図である。同図に示す反応容器保持部８１は、換気扇の外縁の如き形状をなす閉曲線Ｃに沿って同じグループに属する反応容器５２が順次連続的に保持されている。反応容器保持部８１の中心部には、攪拌駆動部１９３及び切換部１９４の機能を兼備した４つの駆動回路部８２が設けられている。各駆動回路部８２には、反応容器５２に一体に取り付けられた音波発生部（図示せず）が９個ずつ接続されている。すなわち、この図１２では、ポジション数が３６で、これを９個ずつ要素から成る４つのグループＧ21，Ｇ22，Ｇ23，Ｇ24に分けた場合を示しており、４個の攪拌位置を設定する場合に好適な例を示している。
【００７７】
図１３は、反応容器保持部のさらに別な構成例を示す図である。同図に示す反応容器保持部９１は、反応容器５３が２本の平行なレールＲ上を図で反時計回りに移送される構成を有する。この反応容器保持部９１は、４２個の反応容器５３を保持しており、これらの反応容器５３を６個ずつの要素から成る７つのグループＧ31，Ｇ32，…，Ｇ37に分け、各グループの先頭部には攪拌駆動部１９３，切換部１９４，及び移送部１９７の一部の機能を兼備する駆動回路部９２が設けられている。この先頭部に後続する反応容器５３には、駆動信号搬送線９３を介して図示しない音波発生部を駆動するための駆動信号が伝送される。駆動信号搬送線９３は、各グループの反応容器５３を連結する機能も有している。この例では、電源部（図示せず）からの電源信号は、レールＲを介して駆動回路部９２に常時供給されている。なお、制御信号は、例えば無線によって駆動回路部９２に伝送してもよい。
【００７８】
ここまでの説明では、攪拌手段が音波発生部を備えた場合を説明してきたが、攪拌手段を別な構成とすることもできる。例えば、あらかじめ反応容器内に磁性微粒子を入れておき、それぞれの反応容器の底面または側面近傍に電磁石を配置して、磁性微粒子に適当な磁場を印加することによって攪拌を行なってもよいし、それぞれの反応容器に対して電動で振動を行なう振動手段を配置して、各反応容器に対して適当な振動を加えることにより、その反応容器内部の液体を攪拌してもよい。
【００７９】
なお、本発明に係る分析装置は、図１に示すような構成を有するものに限られるわけではない。すなわち、上述した攪拌機構は、従来知られているさまざまなタイプの分析装置に対して適用することが可能である。
【００８０】
以上の説明からも明らかなように、本発明は、ここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る分析装置要部の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る分析装置が備える攪拌機構の物理的な構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る分析装置が備える攪拌機構の機能構成を示すブロック図である。
【図４】反応容器保持部の構成を示す図である。
【図５】図４に示す反応容器保持部のグループ分けの例を示す図である。
【図６】反応容器及び音波発生部の構成を示す図である。
【図７】音波発生部の構成を示す図である。
【図８】一つの攪拌駆動部に対して二つのスイッチを並列に接続した場合の機能構成を示すブロック図である。
【図９】二つのスイッチを並列に接続した場合のスイッチの開閉状態を示す図である。
【図１０】攪拌動作を模式的に示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る分析装置が備える反応容器保持部の構成を示す図である。
【図１２】反応容器保持部の別な構成を示す図である。
【図１３】反応容器保持部のさらに別な構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  分析装置
１１  測定機構
１２  検体移送部
１３ａ，１３ｂ  試薬容器保持部
１４，７１，８１，９１  反応容器保持部
１５  検体分注部
１６ａ，１６ｂ  試薬分注部
１７  測光部
１８  洗浄部
１９  攪拌機構
１９Ｃ  連動部
２１  制御分析機構
２２  装置制御部
２３  入力部
２４  出力部
２５  記憶部
２６，１９６  電源部
３１  検体容器
３２  ラック
４１  試薬容器
５１，５２，５３  反応容器
５１ａ  側壁
５１ｂ  窓部
６１  音響整合層
８２，９２  駆動回路部
９３  駆動信号搬送線
１９１  信号伝送部
１９１ａ  固定部
１９１ｂ  回転部
１９２  駆動制御部
１９３  攪拌駆動部
１９４  切換部
１９４Ｓ，１９４Ｓａ，１９４Ｓｂ  スイッチ
１９５  音波発生部
１９５ａ  基板
１９５ｂ  振動子
１９５ｃ  端子
１９５ｄ  導線
１９７  移送部
Ｃ  閉曲線
Ｇ1 ，Ｇ2 ，…，Ｇ5 ，Ｇ11，Ｇ12，Ｇ13，Ｇ21，Ｇ22，Ｇ23，Ｇ24，Ｇ31，Ｇ32，…，Ｇ37  グループ
Ｍ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ11，Ｍ12，Ｍ13  攪拌位置
Ｐ1   検体分注位置
Ｐ2 ，Ｐ3   試薬分注位置
Ｒ  レール
【図１】
2008145231.tif 000003
【図２】
2008145231.tif 000004
【図３】
2008145231.tif 000005
【図４】
2008145231.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008145231.tif 000008
【図７】
2008145231.tif 000009
【図８】
2008145231.tif 000010
【図９】
2008145231.tif 000011
【図１０】
2008145231.tif 000012
【図１１】
2008145231.tif 000013
【図１２】
2008145231.tif 000014
【図１３】
2008145231.tif 000015