(57)【要約】【課題】キュベット内での試薬と検体との反応度合いを測定する際に、分析数の少ない場合にも試薬温度差に起因する測定誤差を改善し、高精度で効率よく低コストで分析が行えるようにした自動分析機器を提供する。【解決手段】複数のキュベット１１が搭載可能で、キュベット１１を温調ブロック３２により温調するサンプルトレイ３と、吸引ノズル４１を有する分注器４とを備え、サンプルトレイ３に搭載したキュベット１１内で試薬と検体液とを混合し、温調しつつその反応度合いを測定して検体成分の分析を行う自動分析機器１であって、サンプルトレイ３に搭載されたキュベット１１の全部に試薬を順次分注した後、最初のキュベット１１に試薬を分注してから所定時間経過し試薬が所定温度に上昇した時点以降に、該キュベット１１への検体の分注を開始する。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキュベットが搭載可能で、該キュベットを温調手段により温調するサンプルトレイと、吸引ノズルを有する分注器とを備え、該サンプルトレイに搭載したキュベット内で試薬と検体液とを混合し、前記温調手段によって温調しつつその反応度合いを測定して検体成分の分析を行う自動分析機器であって、
前記サンプルトレイに搭載されたキュベットの全部に試薬を順次分注した後、最初のキュベットに試薬を分注してから所定時間経過し試薬が所定温度に上昇した時点以降に、該キュベットへの検体の分注を開始することを特徴とする自動分析機器。
【請求項２】
前記分注器は、試薬の分注と検体の分注とに共通の吸引ノズルを使用し、前記サンプルトレイに搭載された全部のキュベットに、該吸引ノズルに装着した１本のノズルチップを用いて、前記試薬を順次分注することを特徴とする請求項１に記載の自動分析機器。
【請求項３】
前記サンプルトレイは前記キュベットを搭載する回転テーブルと、該キュベットを温調する温調ブロックを備え、前記回転テーブルの１回転時間の倍数の所定時間経過時に、前記キュベットへの検体の分注動作を開始することを特徴とする請求項１または２に記載の自動分析機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、便潜血、尿蛋白分析等が行える小型の自動分析機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、集団検診等で集められた検体より便潜血等の成分分析を自動的に行う大型の分析装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この大型の分析装置は、使い捨てまたは洗浄して再使用するキュベット（混合容器）を多量にセットし、このキュベットを直線移送しつつ、空のキュベットに検体採取容器から検体液を、試薬ボトルから液状試薬をそれぞれ分注し、その呈色度合いの測光を行うようになっている。
【０００４】
また、そのキュベットへの試薬の分注は、専用の分注器を使用し、搬送されるキュベットへ順次試薬を分注している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−３５９６９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の自動分析装置では、装置が大型で多量の検体を分析するのに適したもので、検体数が少なく分析頻度の少ない場合には、高価で不向きであるとともに、測定効率が低くなる問題を有する。
【０００７】
ところで、前述のようなキュベット内で混合した試薬と検体の呈色反応などより検体成分を分析するものでは、その反応度合いが温度の影響を受けるために、上記キュベットを温調するヒーターなどが設置されているものであり、キュベットを所定温度に加熱保持して検体成分量に精度よく対応した呈色変化を得るように設置される。
【０００８】
また、上記の大型分析装置では、各キュベットに対して連続的に試薬の分注と検体の分注および測定が順次行われることで、試薬の分注時点より測定までの時間が一定となり、検体分注時の試薬の温度差に起因する測定誤差は小さくなる。
【０００９】
しかし、１つの検体の測定も行う場合がある小型分析機器では、検体数に応じて試薬の温度が異なって測定精度に大きな誤差が生じたり、連続測定の効率が低下する問題を有する。
【００１０】
つまり、小型の分析機器では、試薬の分注と検体の分注とを別途の分注器を使用することなく、共通の分注器を用いて行うことが装置の小型化を図る点で有利であり、分注器の吸引ノズルには使い捨てのノズルチップを装着して液体を吸引することが洗浄を不要として小型化、効率化の点で有利である。この場合に、１つの検体を測定するときには、例えば、サンプルトレイに搭載したキュベットに試薬を分注した後、ノズルチップを交換して、検体を分注して撹拌混合し、このキュベットを温調しつつ測定することになるが、これでは試薬分注時点より短い経過時間で検体を分注測定するために、測定までの温調時間が短く、測定初期における試薬の温度が低くて反応が遅く、測定値が低値となる誤差を有する傾向にある。
【００１１】
一方、サンプルトレイに複数のキュベットを搭載し、複数の検体を連続的に測定する場合には、１つの検体ごとに上記動作を繰り返すと、各検体に試薬用のノズルチップと検体用のノズルチップとが必要となって測定コストが上昇する問題がある。この点より、複数のキュベットに対して１本のノズルチップを用いて、先に全部のキュベットに試薬を分注してから、順次検体を分注するようにするとノズルチップの使用量が低減できるが、最初に試薬が分注されたキュベットに対する検体分注時の試薬温度と、最後に試薬が分注されたキュベットに対する検体分注時の試薬温度とに差が発生して、この温度差が反応特性に影響し、測定誤差の発生要因となる。つまり、各キュベットにおける試薬の分注時点から検体の分注時までの経過時間すなわち温調時間が異なり、試薬温度に差が生じ、検体数に応じて種々の温度差となり、特に検体数が少ない場合に大きな温度差が生起する問題を有する。
【００１２】
そこで、本発明は上記点に鑑み、分析数の少ない場合にも高精度で効率よく低コストで分析が行えるようにした自動分析機器を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動分析機器は、複数のキュベットが搭載可能で、該キュベットを温調手段により温調するサンプルトレイと、吸引ノズルを有する分注器とを備え、該サンプルトレイに搭載したキュベット内で試薬と検体液とを混合し、前記温調手段によって温調しつつその反応度合いを測定して検体成分の分析を行う自動分析機器であって、
前記サンプルトレイに搭載されたキュベットの全部に試薬を順次分注した後、最初のキュベットに試薬を分注してから所定時間経過し試薬が所定温度に上昇した時点以降に、該キュベットへの検体の分注を開始することを特徴とするものである。
【００１４】
前記分注器は、試薬の分注と検体の分注とに共通の吸引ノズルを使用し、前記サンプルトレイに搭載された全部のキュベットに、該吸引ノズルに装着した１本のノズルチップを用いて、前記試薬を順次分注するのが望ましい。
【００１５】
前記サンプルトレイは前記キュベットを搭載する回転テーブルと、該キュベットを温調する温調ブロックを備え、前記回転テーブルの１回転時間の倍数の所定時間経過時に、前記キュベットへの検体の分注動作を開始するのが好適である。
【００１６】
前記分注器の吸引ノズルが、吸引した液体をプレヒートする加熱手段を備えるように構成してもよい。
【００１７】
【発明の効果】
上記のような本発明によれば、サンプルトレイに搭載されたキュベットの全部に試薬を順次分注した後、最初のキュベットに試薬を分注してから所定時間経過し試薬が所定温度に上昇した時点以降に、該キュベットへの検体の分注を開始するようにしたことにより、各キュベットで検体分注時の試薬温度が反応特性が安定する所定温度近傍でほぼ一定となり、良好な測定精度が確保できると共に、全キュベットに対して先に試薬を分注することでノズルチップの使用量が低減して測定コストの低減およびノズルチップ交換時間の短縮が可能となり、また、各キュベット毎に試薬分注と検体分注と所定温度までの温調を繰り返す場合に比べて全体の温調時間を短縮でき、測定効率の向上が図れる。
【００１８】
また、分注器が試薬の分注と検体の分注とを共通の吸引ノズルを使用するものでは、装置の小型化に有利であり、試薬分注を１本のノズルチップを用いて行うとノズルチップ消費量を最少とできる。
【００１９】
前記サンプルトレイの回転テーブルの１回転時間の倍数の所定時間経過時に、キュベットへの検体の分注動作を開始するものでは、その時間制御が簡易に行える。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。図１は一例の尿蛋白用の自動分析機器の概略機構を示す斜視図、図２はサンプルトレイの斜視図、図３は分析状態のサンプルトレイの概略断面図、図４はキュベット、検体容器およびノズルチップの斜視図、図５は温調時間と測定濃度との関係例を示すグラフである。
【００２１】
一実施形態の自動分析機器１の概略機構を図１〜図４に基づき説明する。この自動分析機器１は、図４（ａ）に示すような混合容器としての使い捨てのキュベット１１、同図（ｂ）のような検体液を収容する検体容器１２、同図（ｃ）のような検体液および試薬液を吸引吐出する後述の吸引ノズル４１の先端に装着する使い捨てのノズルチップ１３を消耗品として使用する。
【００２２】
上記キュベット１１は透光性の樹脂により略角筒状に成形され、下部壁面が特に透明で測定光が透過する測定部１１ａに構成され、上部外周には外側に張り出して搭載穴に係止する鍔部１１ｂを備え、上端開口部１１ｃより内部に試薬液および検体液が分注される。また、検体容器１２は、上部外周に外側に張り出して搭載穴に係止する鍔部１２ａを備え、その内部には尿検体等の検体液が注入される。また、ノズルチップ１３はピペット状に形成され、上端開口に吸引ノズル４１の先端が嵌合されて装着され、吸引圧の導入で内部に液体を吸引収容し、吐出圧の導入でキュベット１１へ吐出する。
【００２３】
自動分析機器１は、装置本体２の前側平坦部に前記キュベット１１、検体容器１２、ノズルチップ１３を組にして複数（例えば１０組）搭載できる円形状のサンプルトレイ３と、昇降移動および旋回移動する吸引ノズル４１を有する分注器４と、サンプルトレイ３の内部に設置されキュベット１１内の試薬と検体液の呈色変化を透過測光するＬＥＤによる測光部５（図３参照）と、この測光部５の上方部位のサンプルトレイ３を覆う遮光カバー６と、サンプルトレイ３の近傍に配置されたチップ廃却部８と、試薬液を収容した試薬ボトル１４が搭載されるボトル搭載部９などを備えてなる。
【００２４】
上記装置本体２は、上部に設置された操作部２１と、サンプルトレイ３および分注器４などの分析機構を覆うフロントカバー２２と、下部に引出可能に設置されたチップ廃却ボックス２３を備える。
【００２５】
そして、尿蛋白分析の基本動作は、まず、各キュベット１１に対し分注器４により試薬液を試薬ボトル１４より順次分注し、その後、最初のキュベット１１に試薬液を分注してから所定時間経過し、後述の温調ブロック３２（温調手段）による温調で試薬液が所定温度に上昇した時点以降に、このキュベット１１へ検体容器１２より所定量の検体液を分注し、攪拌する。順次各キュベット１１への検体液の分注を行う。そして、測定位置を通過する毎にその呈色変化を測光部５で測光し、初期値と所定時間後の呈色度合いから尿蛋白を求めるものである。
【００２６】
次に、各部の構造を具体的に説明する。まず、サンプルトレイ３は、図２および図３にも示すように、正転方向および逆転方向に回転駆動される円盤状の回転テーブル３１と、その下部に回転しない温調ブロック３２と遮熱カバー３３を備える。
【００２７】
回転テーブル３１には、外周側に同心上に検体容器１２を保持する複数の円形搭載穴３４と、内周側に同心上にキュベット１１を保持する複数の矩形搭載穴３５と、円形搭載穴３４に隣接して外周側にノズルチップ１３を保持する筒状搭載部３６とが、円周を等分割して１０組設置されている。回転テーブル３１の下面中央には支持軸３７を備え、温調ブロック３２の中心部を貫通して旋回自在に支承されている。支持軸３７の下端部にはギヤ３８が固着され、不図示のタイミングベルトが掛けられて駆動モータにより回転駆動される。
【００２８】
温調ブロック３２（温調手段）はアルミニウム等の金属製で厚く大きな熱容量に形成され、底部にヒーター３９が設置されて所定温度に加熱調整され、上面には回転テーブル３１に搭載されたキュベット１１の下部が移動する円環状の凹部３２ａを有し、この凹部３２ａのエアの加熱によってキュベット１１を所定温度に温調する。上記温調ブロック３２の底面および外周は樹脂製の遮熱カバー３３で覆われ、温調ブロック３２の保温効果を得るとともに、外周部に形成された環状空間３３ａに検体容器１２およびノズルチップ１３の下部が、回転テーブル３１の回転に伴って通るようになっている。
【００２９】
さらに、測光部５が上記温調ブロック３２の内部に設置されている。この測光部５は、凹部３２ａの内外周に、この凹部３２ａ内を移動するキュベット１１の測定部１１ａを挟むように、一方に設置されたＬＥＤによる発光素子５１と、これと対向して反対側に設置された受光素子５２（フォトセンサー）を備えてなる。受光素子５２は、発光素子５１より所定波長（色）の測光がキュベット１１を透過して照射された受光量に応じた大きさの信号（電圧）を発生し、制御ユニットに送出するもので、制御ユニットではその信号に応じた呈色変化から検体成分の分析結果を演算するものである。
【００３０】
尿蛋白分析においては、主波長と副波長の２波長の測光を行うものであって、上記発光素子５１と受光素子５２が２組設置されている。この２組の発光素子５１のＬＥＤは発光波長が異なり、回転テーブル３１のキュベット１１の搭載間隔（前記矩形搭載穴３５の開口間隔）のピッチに合わせて設置され、異なるキュベット１１が同時に２組の発光素子５１と受光素子５２の間に位置して測光が行えるもので、その都度呈色度合いを順次測光する。
【００３１】
上記測光部５を覆って外光の影響を遮断する遮光カバー６は、測光部５が設置されている範囲のサンプルトレイ３の上方部位に起伏可能に設置されている。その外周側部位が水平軸によって回動可能に支持され、サンプルトレイ３の中心部を覆う部分が持ち上がるようになっている。遮光カバー６の側部にはキュベット押え６３を備える。
【００３２】
分注器４（図１）は、旋回アーム４２の先端下部に下方に向けて延びる棒状の吸引ノズル４１を備え、試薬液および検体液の分注、両液の攪拌混合を行う。旋回アーム４２は不図示のガイドロッドに沿って上下移動可能に支持され、このガイドロッドを保持する回転板が駆動モータから掛けられたタイミングベルトによって回転駆動される。これにより旋回アーム４２が旋回駆動されるとともに、旋回中心に設置された不図示の送りネジが旋回アーム４２に螺合され、この送りネジの回転駆動によって旋回アーム４２が上下移動するようになっている。
【００３３】
吸引ノズル４１の先端には、旋回アーム４２の下降移動によって上述したようなピペット状のノズルチップ１３が装着されるものであって、このノズルチップ１３内に検体液、溶解液を吸引し吐出するもので、使用後は、チップ廃却部８の係合溝にノズルチップ１３の上端を係合した状態で旋回アーム４２を上動させて嵌合を外し、下方の廃却ボックス２３内へ落下させて廃却する。チップ廃却部８は吸引ノズル４１の旋回軌跡上に配置されている。
【００３４】
吸引ノズル４１は先端部に開口する不図示のエア通路を有し、このエア通路には装置本体２内に設置された不図示のシリンジポンプからのエアパイプが接続されている。シリンジポンプは、注射器状のピストンを備えたエアポンプで、このシリンジの駆動によって生成された負圧または正圧（吸引・吐出圧）が吸引ノズル４１へ導入される。
【００３５】
また、自動分析機器１は、装置本体２に前記操作部２１に連係された不図示の制御ユニットを内蔵している。この制御ユニットは、前記サンプルトレイ３、分注器４および測光部５の作動を制御し、サンプルトレイ３に搭載されたキュベット１１の全部に１本のノズルチップ１３により試薬液を順次分注した後、最初のキュベット１１に試薬を分注してから所定時間経過し試薬が所定温度に上昇した時点以降に、順次キュベット１１への検体液の分注・撹拌を開始し、測光を行い、測光部５の測光に基づき分析結果を演算する。
【００３６】
次いで、本実施形態の動作について説明する。まず、分析を行う前に、サンプルトレイ３に、各検体液を収容した検体容器１２を搭載すると共に、その組となる位置へキュベット１１およびノズルチップ１３を搭載し、さらに、試薬ボトル１４およびノズルチップ１３をセットして、測定準備を行う。なお、試薬液用のノズルチップ１３はサンプルトレイ３または試薬ボトル１４近傍の装置本体２にセットする。
【００３７】
その後、操作部２１のスタートボタンを操作して分析処理を開始する。初期時点で、サンプルトレイ３の回転テーブル３１を１回転させ、測光部５によってキュベット１１を検出し、搭載されたポジションの検体分析を開始する。
【００３８】
まず、吸引ノズル４１の先端に試薬液用のノズルチップ１３を装着し、吸引ノズル４１を試薬ボトル１４の位置へ旋回移動させてノズルチップ１３内に所定量の試薬液を吸引した後、最初のキュベット１１上へ移動して試薬液を注入し、続いて、このノズルチップ１３内に試薬ボトル１４より再度所定量の試薬液を吸引し、回転テーブル３１を回転させて次のキュベット１１へ試薬液を注入する動作を順次繰り返して、搭載された全部のキュベット１１に対する試薬液の分注を行う。使用済みのノズルチップ１３は、チップ廃却部８で吸引ノズル４１から外して下方に落下廃却する。
【００３９】
次に、各キュベット１１に検体容器１２より検体液を分注するものであるが、その前に、最初のキュベット１１に試薬液を分注してから所定時間経過し、温調ブロック３２の温調によって最初のキュベット１１の試薬液が所定温度に上昇するまで、回転テーブル３１を回転させて待機し、所定時間経過した時点以降に、最初のキュベット１１より順次検体液の分注・撹拌を開始する。
【００４０】
そして、最初のキュベット１１に近接した位置のノズルチップ１３を吸引ノズル４１に装着し、回転テーブル３１を回転させて吸引ノズル４１の旋回位置の下方に検体容器１２を移動させ所定量の検体液をノズルチップ１３内に吸引した後、キュベット１１上へ移動してキュベット１１内へ検体液を分注し、さらにノズルチップ１３をキュベット１１内へ挿入して、キュベット１１内の液体をノズルチップ１３内へ吸引・吐出を繰り返して、試薬液と検体液との攪拌混合を行う。使用済みのノズルチップ１３を廃却する。
【００４１】
次に、試薬液と検体液とが混合されたキュベット１１は、温調ブロック３２によって所定温度に温調されつつ、回転テーブル３１の回転により順次測光部５に移動され、発光素子５１と受光素子５２とによって透過光学濃度の測光がその都度行われる。
【００４２】
上記測定を継続しつつ、次のキュベット１１に対するノズルチップ１３の装着、検体液の分注、撹拌、測光の一連の分析動作を同時に行う。上記測光に基づく分析結果を出力し、処理を終了する。
【００４３】
ここで、上記試薬液の分注後の温調時間（待機時間）の制御について、具体例を示して説明する。図５は、含有する尿蛋白成分が既知量の濃度基準液を使用し、前述の試薬液をキュベット１１へ分注した後に、この濃度基準液を分注するまでの温調時間ｔと、混合後の呈色反応を測光した測定濃度ｄとの関係を示すグラフである。
【００４４】
そして、この図５より、温調時間ｔが短いと、試薬液温度が低くて検体成分との反応が遅く測定濃度ｄは低い値となるものであり、測定濃度ｄのピーク値に対する誤差量と安定性とから閾値をｄｏ  としたときの温調時間ｔ、すなわち試薬液温度が所定温度となるまでの必要所定時間はｔｏ  以上（例えば１２８秒以上）となることが判明した。
【００４５】
また、前記実施形態における自動分析機器１の分注器４では、試薬液の最終分注後からノズルチップ１３の交換および検体液の吸引など、最初の検体液をキュベット１１へ分注するまでに要する時間ａは約３８秒である。第１検体分注後、第２検体液をキュベット１１へ分注するまでに、ノズルチップ１３の交換および検体液の吸引など要する時間ｂは約３２秒である。なお、複数のキュベット１１に対する試薬液の分注における間隔ｃは約１２秒である。回転テーブル３１の１回転に要する時間ｐは約９秒である。
【００４６】
上記条件より、試薬液の分注終了後、最初の検体液の分注動作開始までの待機時間Ｔは、検体数をｋとすると、Ｔ＝ｔｏ  −ａ−ｃ（ｋ−１）となる。実際の待機時間は、前記回転テーブル３１の１回転時間ｐの倍数に設定するのが、時間制御が容易に行える。
【００４７】
例えば、１検体（ｋ＝１）の測定時には、試薬液の分注後、検体液の分注動作開始までの待機時間Ｔは、Ｔ＝ｔｏ  −ａ＝１２８−３８秒＝９０秒となる。つまり、最初の試薬液の分注が行われてから必要な温調時間ｔｏ  ＝１２８秒後に、検体液が分注されるように、試薬液の分注終了後に約９０秒（回転テーブル１０回転）の待機時間Ｔが経過した時点で、分注器４を動作させるように制御する。また、２検体（ｋ＝２）の測定時には、待機時間Ｔは、Ｔ＝ｔｏ  −ａ−ｃ＝１２８−３８−１２秒＝７８秒となり、回転テーブル３１の９回転（８１秒）に設定する。同様に、３検体では、Ｔ＝ｔｏ  −ａ−２ｃ＝６６秒（回転テーブル８回転＝７２秒）となり、４検体では、Ｔ＝ｔｏ  −ａ−３ｃ＝５４秒（回転テーブル６回転＝５４秒）となり、５検体では、Ｔ＝ｔｏ  −ａ−４ｃ＝４２秒（回転テーブル５回転＝４５秒）となり、６検体では、Ｔ＝ｔｏ  −ａ−５ｃ＝３０秒（回転テーブル４回転＝３６秒）となり、７検体では、Ｔ＝ｔｏ  −ａ−６ｃ＝１８秒（回転テーブル２回転＝１８秒）となり、８検体では、Ｔ＝ｔｏ  −ａ−７ｃ＝６秒（回転テーブル１回転＝９秒）となる。そして、９検体では、Ｔ＝ｔｏ  −ａ−８ｃ＝−６秒（回転テーブル０回転＝０秒）となり、試薬液の分注を全キュベット１１に先に行うことで、待機時間は不要で、試薬液の分注終了後、直ちに最初の検体液の分注動作を開始するように制御する。
【００４８】
上記待機時間Ｔは最初のキュベットに対する検体分注における値であり、第２以降の検体分注では、試薬液の分注間隔ｃより検体分注間隔ｂが長いために、最初の検体分注に連続して順次検体の分注が行える。また、多検体の場合には、最終キュベットへの検体分注時には、その温調時間ｔは所定時間ｔｏ  より大きく経過した時間となるが、温調温度はほぼ一定であり測定精度は確保される。
【００４９】
上記のような実施形態では、検体数に応じて待機時間を設定することにより、キュベット１１に先に連続分注された試薬液は、安定した反応特性を示す所定温度にまで温調されてから検体液の分注を行うために、検体数に関係なく測定精度を確保することができ、また、ノズルチップ１３の使用量の削減、測定効率の向上が得られ、装置の小型化が実現可能である。
【００５０】
なお、上記実施形態では分注器４の吸引ノズル４１には加熱手段が設置されていない例を示したが、この吸引ノズルに吸引した試薬を予備加熱する加熱手段（プレヒート機構）を設置して、キュベット１１に分注する試薬液温度を高めるようにしてもよい。この場合には、温調時間、待機時間の短縮が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態における尿蛋白用の自動分析機器の概略構成を示す斜視図
【図２】図１のサンプルトレイの斜視図
【図３】分析状態のサンプルトレイの概略断面図
【図４】キュベット、検体容器およびノズルチップの斜視図
【図５】温調時間と測定濃度との関係例を示すグラフ
【符号の説明】
１    自動分析機器
２    装置本体
３    サンプルトレイ
４    分注器
５    測光部
９    ボトル搭載部
１１    キュベット
１２    検体容器
１３    ノズルチップ
１４    試薬ボトル
２１    操作部
３１    回転テーブル
３２    温調ブロック（温調手段）
４１    吸引ノズル
４２    旋回アーム
【図１】
2004233123.tif 000003
【図２】
2004233123.tif 000004
【図３】
2004233123.tif 000005
【図４】
2004233123.tif 000006
【図５】
2004233123.tif 000007