(57)【要約】【課題】  測定容器内で試薬と検体を反応させ検体の生化学分析を行なう生化学分析装置に関し、測定を高精度に行なうことができるように十分にかつ効率良く攪拌する。【解決手段】  キュベット２０内の試料液２１の高さ情報を得て、攪拌片２１１が試料液に完全に挿入された直後から攪拌モータ２２０の回転により攪拌を開始し、攪拌片２１１が試料液２１から引上げられる直前で攪拌を停止する。【選択図】        図３
2005291730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定容器内で試薬と検体を反応させ該検体の生化学分析を行なう生化学分析装置において、
試薬と検体が入れられた測定容器に挿入されて、該測定容器内の、試薬と検体とからなる試料液を攪拌する、攪拌軸と該攪拌軸下端の攪拌部とからなる攪拌手段と、
前記攪拌手段の高さ位置を制御することにより、該攪拌手段の、前記測定容器への挿入、取出しを制御する昇降制御部と、
前記攪拌手段が下降してきて前記攪拌部が該測定容器内の試料液に浸漬された状態で、該攪拌手段の回転を開始するとともに、該攪拌部が該測定容器内の試料液に浸漬されている状態で該攪拌手段の回転を停止する回転制御部とを備えたことを特徴とする生化学分析装置。
【請求項２】
前記回転制御部は、回転により前記測定容器内の試料液を攪拌中の攪拌手段が上昇してきて前記攪拌部が該測定容器内の試料液にまだ浸漬されている状態で、該攪拌手段の回転を停止するものであることを特徴とする請求項１記載の生化学分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定容器内で試薬と検体を反応させ検体の生化学分析を行なう生化学分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体の血液、尿、便等を検体とし、キュベットと呼ばれる透明の測定容器内にこの検体と試薬を注入して反応させ、その検体と試薬とからなる試料液の反応による呈色を光学的に測定することにより検体の生化学分析を行なう生化学分析装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、キュベット内に試薬と検体との双方を注入した後、試薬と検体を良好にかつ一様に反応させるために、キュベット内の試薬と検体が攪拌される。
【０００４】
特許文献２には、攪拌の効率を上げるために、移動中のキュベット（反応容器）に追随して移動しながら攪拌することが提案されている。
【特許文献１】米国特許第４４５１４３３号公報
【特許文献２】特開２００３−１２１４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
試薬と検体とを混合するにあたり攪拌の効率とともに重要なのは、攪拌の際に試薬や検体を飛散させたり、あるいはキュベット内に気泡を発生させたりすることなく、十分に攪拌することである。試料の飛散や気泡の発生があると、その後の測定に誤差を生じるおそれがあるが、特許文献２には、この点については何ら言及されていない。
【０００６】
キュベット内の試料液の攪拌には、特許文献２にも記載されているように、棒状の攪拌子がキュベット内に挿入されその攪拌子が回転することにより攪拌が行なわれる。
【０００７】
ここで、攪拌子を先に回転させた状態でその攪拌子をキュベット内の試料液に浸漬すると、その浸漬されるときに試料液を巻き散らして飛散させてしまう結果となる。一方、攪拌子の回転を止めたままその攪拌子をキュベット内の試料液中に十分に浸漬させ、その後回転を開始することも考えられるが、検体やその検体の検査項目（試薬の違い）に応じてキュベット内の試料液量もまちまちであり、試料液量が少ない場合であっても攪拌子を確実に試料液中に浸漬させるには、攪拌子をそのキュベットのかなり底に近い位置まで挿入する必要がある。この場合、たまたまそのキュベット中の試料液量が多いとその試料液の表面近くがなかなか攪拌されず、攪拌に長時間を要し、あるいは、十分に攪拌されないおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、測定を高精度に行なうことができるように十分にかつ効率良く攪拌する機能を備えた生化学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】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の生化学分析装置は、測定容器内で試薬と検体を反応させ検体の生化学分析を行なう生化学分析装置において、試薬と検体が入れられた測定容器に挿入されて、測定容器内の、試薬と検体とからなる試料液を攪拌する、攪拌軸と該攪拌軸下端の攪拌部とからなる攪拌手段と、攪拌手段の高さ位置を制御することにより、攪拌手段の、測定容器への挿入、取出しを制御する昇降制御部と、攪拌手段が下降してきて攪拌部が測定容器内の試料液に浸漬された状態で、攪拌手段の回転を開始するとともに、攪拌部が測定容器内の試料液に浸漬されている状態で攪拌手段の回転を停止する回転制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
ここで、上記本発明の生化学分析装置において、上記回転制御部は、回転により測定容器内の試料液を攪拌中の攪拌手段が上昇してきて攪拌部が該測定容器内の試料液にまだ浸漬されている状態で、攪拌手段の回転を停止するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の生化学分析装置は、攪拌手段が下降してきて攪拌部が測定容器内の試料液に浸漬された状態で、攪拌手段の回転を開始するものであるため、試料液の飛散が防止されるとともに、できるだけ早い段階から攪拌が開始され、また、試料液の表面近傍も十分に攪拌され、短時間に十分な攪拌が行なわれる。また、本発明の生化学分析装置は、攪拌部が測定容器内の試料液に浸漬されている状態で攪拌手段の回転を停止するものであるため、攪拌終了後攪拌手段を試料液から抜くときにも試料液の飛散は生じない。
【００１２】
ここで、本発明の生化学分析装置において、回転により測定容器内の試料液を攪拌中の攪拌手段が上昇してきて攪拌部が測定容器内の試料液にまだ浸漬されている状態で、攪拌手段の回転を停止するように構成すると、試料液の飛散を防止した上でぎりぎりの状態まで攪拌が行なわれ、攪拌に要する時間が極限まで短縮され、一層効率の良い攪拌が行なわれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、生化学分析装置の一実施形態を示す概要図である。
【００１５】
この生化学分析装置１００には、ターンテーブル１１０が備えられており、そのターンテーブル１１０には、多数の測定容器としてのキュベット２０が円状に配置されている。
【００１６】
そのターンテーブル１１０の周囲には、検体供給部１２０、検体サンプリング部１３０、試薬保管部１４０、試薬サンプリング部１５０、撹拌機構部１６０、反応部１７０、および洗浄部１８０が配備されている。
【００１７】
検体供給部１２０には、多数の検体（例えば人体の血液、尿、便等）が各容器に入って配列されており、検体サンプリング部１３０には、その容器から検体を吸引してターンテーブル１１０上の多数のキュベット２０のうちのあらかじめプログラムされたキュベットに注入する検体ピペット１３１が備えられている。この検体ピペット１３１は、回転軸１３２を中心にして、検体供給部１２０と、洗浄部１３３と、ターンテーブル１１０上のキュベット２０との間で往復回動し、検体供給部１２０に配列された検体容器から検体を吸引してその検体をターンテーブル１１０上のキュベット２０に注入し、洗浄部１３３で次の検体の吸引のために洗浄される。
【００１８】
また、試薬保冷庫１４０は、試薬が入った試薬容器１４１を収容して所定の冷却温度に保冷するものであり、また、その試薬保冷庫１４０の上蓋１４２には吸入口１４３が設けられている。その試薬保冷庫１４０内の試薬容器１４１はターンテーブル上に置かれていて回転自在となっており、所望の試薬の入った試薬容器が吸入口１４３の下に配置されるようにそのターンテーブルが回転する。試薬サンプリング部１５０には、試薬ピペット１５１が備えられており、その試薬ピペット１５１は、回転軸１５２を中心にして、試薬保冷庫１４０の吸入口１４３と、洗浄部１５３と、ターンテーブル１１０上のキュベット２０との間で往復回動し、試薬ピペット１５１の先端のプローブ（図示せず）を試薬保冷庫１４０の上蓋１４２の吸入口１４３に挿入してその下にある試薬容器１４１内の試薬を吸引し、その試薬をターンテーブル１１０上のキュベット２０に注入し、洗浄部１５３で次の試薬の吸引のために洗浄される。
【００１９】
撹拌機構部１６０には、先端に棒状の撹拌子２１０（図示せず）を備えた攪拌器１６１が備えられている。この撹拌器１６１は、回転軸１６２を中心にして、ターンテーブル１１０上のキュベット２０と洗浄部１６３との間で往復回動し、キュベット２０内に撹拌子を挿入してそのキュベット２０内に注入されている検体と試薬を撹拌、混合し、洗浄部１６３ではその先端の撹拌子が次のキュベットが撹拌、混合のために洗浄される。
【００２０】
反応部１７０には、キュベット２０内の撹拌、混合された検体と試薬とからなる試料液の呈色反応の濃度検出のための測定を行なう測定器（図示せず）が配置されており、これにより検体の生化学分析が行なわれる。
【００２１】
さらに洗浄部１８０では、ターンテーブル１１０上の反応部１７０における測定の終了したキュベット２０が洗浄され、次の検体の生化学分析のために再利用される。
【００２２】
図２は、図１の生化学分析装置の動作シーケンス例を示す図である。
【００２３】
図２（Ａ）は、一般的な生化学分析を行なうときの動作シーケンスであり、先ず、ターンテーブル１１０上のあるキュベット２０に試薬１が分注され、そのまま５分間、所定の温度に安定するよう温度調節が行なわれる。次いでその同じキュベット２０に検体が分注され、さらに試薬２が分注され、撹拌されて測定が行なわれ、最後にそのキュベット２０が洗浄される。この間約１０分ほどの時間がかかる。このような動作シーケンスが、ターンテーブル１１０に載っている多数のキュベット２０について並列的に実行される。
【００２４】
図２（Ｂ）は、便潜血測定時の動作シーケンスである。この場合、順に試薬１分注、検体分注、試薬２分注が行なわれ、撹拌、測定、洗浄が行なわれて、１検体あたり約６分で終了する。この場合も、ターンテーブル１１０に載せられている多数のキュベット２０について、この動作シーケンスが並行的に実行される。
【００２５】
図１の生化学分析装置１００には、図２（Ａ），（Ｂ）に例示するような動作シーケンスが複数用意されており、その目的に応じて適切な動作シーケンスに切り替えられる。図１の生化学分析装置１００では、動作シーケンスの切り替えは、オペレータによる手動操作で行われるが、その他にも、検体の種類に応じた検体容器を用い、その検体容器の種類を検出して動作シーケスを切り替えるようにしてもよい。
【００２６】
図３は、図１に示す生化学分析装置１００の撹拌機構部１６０に備えられた攪拌器１６１の構成図である。
【００２７】
この図３には、測定容器としてのキュベット２０中の試料液２１中に先端の撹拌部としての攪拌片２１１が浸漬された状態にある撹拌手段としての攪拌子２１０が模式的に示されている。この攪拌子２１０は攪拌モータ２２０でその回転、停止が制御される。
【００２８】
また、ここには、正逆回転可能な上下駆動モータ２３０と、その上下駆動モータ２３０からの回転駆動力を回転伝達系２４０を介して受け取り、攪拌モータ２２０およびその攪拌モータ２２０に取り付けられた攪拌子２１０を、攪拌モータ２２０が固定された固定板２５０ごと、上下動させる昇降ボールネジ軸２６０が備えられている。攪拌モータ２２０および上下駆動モータ２３０は、制御部２７０により、その回転および停止が制御される。
【００２９】
キュベット２０の内径は、一例として５ｍｍ×６ｍｍの矩形であり、そのキュベット２０内に４００マイクロリットル〜２０３マイクロリットルの試料液が分注されて攪拌される。このキュベット（５ｍｍ×６ｍｍ）に４００マイクロリットル〜２０３マイクロリットルの試料液を分注すると、キュベット内の試料液高さは１３．３ｍｍ〜６．７６ｍｍとなる。
【００３０】
一方、攪拌子２１０は、キュベット２０内に挿入される部分は、先端の攪拌片２１１の部分を除き、φ１ｍｍの撹拌軸としての丸棒２１２である。また、先端の攪拌片２１１は、このφ１．０ｍｍの丸棒を両面プレスにて幅２．５ｍｍ×長さ５ｍｍ程度の板状に形成されたものであり、最小試料液量に対する適性を持たせている。また攪拌モータ２２０による攪拌子２１０の回転数は１００００ｒｐｍ〜１４０００ｒｐｍ程度である。
【００３１】
図３に示す制御部２７０は、図１に示す生化学分析装置１００の全体を制御する、図示しないメイン制御部からの指示を受けて、攪拌モータ２２０の回転開始、回転停止を制御し、また、上下駆動モータ２３０の回転方向、回転開始、回転停止を制御する。また、ここには図示は省略したが、攪拌子２１０は、キュベット２０内の試料液を攪拌する位置とその攪拌子２１０を洗浄する洗浄部１６３（図１参照）との間で往復回動する構成となっている。
【００３２】
制御部２７０には、上位のメイン制御部から、今回攪拌の対象となっているキュベット２０内の試料液量に関する情報が伝達されてきており、制御部２６０は、その情報を基に上下駆動モータ２３０の回転を制御して攪拌子２１０の高さ位置を制御する。
【００３３】
キュベット２０内の試料液２１の攪拌にあたっては、攪拌子２１０がキュベット２０の上方から下降してきて、その攪拌子２１０の先端の攪拌片２１１がキュベット２０内の試料液２１の表面２１ａよりも下に沈んだ直後のタイミングで、攪拌モータ２２０を制御して攪拌子２１０の回転を開始させる。その後も、攪拌子２１０は回転を続けながらゆっくりと下降し、攪拌片２１１の先端がキュベット２０の底面に触れるよりも少し上にあるときに今度は上下駆動モータ２３０の回転方向を反転させて、攪拌子２１０をゆっくりと上昇させる。攪拌子２１０が上昇してきて、攪拌片２１１の上端が試料液２１の液面２１の近傍に達すると、攪拌片２１１の上端がまだ試料液２１に浸漬している段階で攪拌モータ２２０の回転を停止させ、攪拌を終了させる。攪拌子２１０はその後も、攪拌子２１０の全体がキュベット２０から抜けた状態になるまで、上昇を続ける。
【００３４】
攪拌の終了したキュベット２０は、図１に示すターンテーブル１１０の回転により先に進み、また攪拌子２１０は他のキュベット中の試料液の攪拌のために一旦洗浄部１６３に回動して洗浄される。
【００３５】
このように、本実施形態では、キュベット内の試料液量の情報を得、その情報に基づいて、攪拌片２１１が必ず試料液２１中にあるときのみ回転するようにしたため、試料液の飛散や試料液中への空気の巻き込みが防止される。また、攪拌片２１１が試料液に入り込んだ直後の段階から攪拌を開始し、攪拌片２１１が試料液２１から抜き出される直前まで攪拌するため、試料液２１の上澄みの部分も底の部分も十分に攪拌され、攪拌不良の発生が防止される。
【００３６】
今後の生化学分析装置では、試料液量の更なる微量化が進み、キュベットの小型化とサイクルタイムの短縮や検査の高速化が予想されるが、攪拌すべき試料液量の情報を得て攪拌子の回転開始及び回転停止の制御を行なうことで、効率の良い攪拌が可能となる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、測定容器をキュベット２０としているが、これに限定されるものではなく、試験管等で測定方法に合った容器であれば適用が可能である。
【００３８】
また、本実施の形態では、キュベット２０に測定光を照射し透過光を検出しているが、測定方法に限定されるものではなく、電気的な測定方法等も適用が可能である。
【００３９】
また、本実施の形態では、攪拌手段を構成する攪拌軸を丸棒２１２としているが、これに限定されるものではなく、多角形等の軸で攪拌機能がわずかなものであれば適用が可能である。また、攪拌部を攪拌片２１１の板状としているが、プロペラ状、突起状等であっても適用が可能である。
【００４０】
さらにまた、本実施の形態では、試薬は液体で分注しているとしているが、これに限定されるものではなく、試薬は粉末状であっても、あらかじめキュベット２０内に入れられてあっても適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】生化学分析装置の一実施形態を示す概要図である。
【図２】図１の生化学分析装置の動作シーケンス例を示す図である。
【図３】図１に示す生化学分析装置の攪拌部に備えられた攪拌器の構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
２０    キュベット
２１    試料液
２１ａ    試料液２１の表面
１００    生化学分析装置
１１０    ターンテーブル
１２０    検体供給部
１３０    検体サンプリング部
１４０    試薬保冷庫
１５０    試薬サンプリング部
１６０    攪拌機構部
１７０    反応部
１８０    洗浄部
２１０    攪拌子
２１１    攪拌片
２１２    丸棒
２２０    攪拌モータ
２３０    上下駆動モータ
２４０    回転伝達系
２５０    固定板
２６０    昇降ボールネジ軸
２７０    制御部
【図１】
2005291730.tif 000003
【図２】
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【図３】
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