(57)【要約】【課題】反応容器に入射する光束を小径にすることで反応容器を小型化し、検体や試薬を微量化することが可能な分析装置を提供すること。【解決手段】複数の波長の光を出射し、容器７に保持された試料に測定光を照射する光源８ｂを備え、試料の吸光度を測定する分析装置１。光源８ｂと容器７との間に、光源から出射された光を集光して容器に照射する放物面鏡対が配置されている。放物面鏡対は、放物面鏡対８ｄ，８ｅと放物面鏡対８ｇ，８ｈの２対配置され、光源８ｂは、キセノンランプである。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の波長の光を出射し、容器に保持された試料に測定光を照射する光源を備え、前記試料の吸光度を測定する分析装置において、
前記光源と前記容器との間に、前記光源から出射された光を集光して前記容器に照射する放物面鏡対が配置されていることを特徴とする分析装置。
【請求項２】
前記放物面鏡対は、２対配置されていることを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記光源は、キセノンランプであることを特徴とする請求項２に記載の分析装置。
【請求項４】
前記容器に入射する測定光を放物面鏡対によって形成される光路から分岐させる分岐手段と、
分岐された分岐光の光量を測定する測定手段と、
測定した前記分岐光の光量に基づいて前記光源の光量変動を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液等の生体試料（検体）を分析する分析装置は、反応容器に検体と試薬とをそれぞれ分注して反応させ、反応後の液体試料を光学的に測定することによって検体の成分濃度等を分析している（例えば、特許文献１参照）。このとき、特許文献１に開示された分析装置は、光源から出射された測定光をレンズによって反応容器に集光し、前記反応容器を透過した透過光を反射型回折格子で分光した後、分光した特定波長の光を光検出器によって測光して得た吸光度をもとに検体の成分濃度等を分析している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９１４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の分析装置は、３４０〜８００ｎｍに亘る波長帯域の光を測定光として用い、集光光学系としてレンズを使用している。このため、測定光は、波長ごとに光束のビーム径が異なる色収差が発生する。この場合、上記波長帯域の光を色収差なしに透過させる硝材が限られていることから、分析装置は、色収差の補正が難しく、反応容器に入射する光束を細く絞ることによって小さなスポットとすることができなかった。
【０００５】
一方、分析装置は、検体の微量化や試薬の微量化が注目されるようになってきた。この場合、測定光の色収差によって反応容器に入射する光束を細く絞ることができないと、これに伴って反応容器も大きくなるため、検体や試薬を微量化することが難しくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、反応容器に入射する光束を小径にすることで反応容器を小型化し、検体や試薬を微量化することが可能な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に係る分析装置は、複数の波長の光を出射し、容器に保持された試料に測定光を照射する光源を備え、前記試料の吸光度を測定する分析装置において、前記光源と前記容器との間に、前記光源から出射された光を集光して前記容器に照射する放物面鏡対が配置されていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る分析装置は、上記の発明において、前記放物面鏡対は、２対配置されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に係る分析装置は、上記の発明において、前記光源は、キセノンランプであることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に係る分析装置は、上記の発明において、前記容器に入射する測定光を放物面鏡対によって形成される光路から分岐させる分岐手段と、分岐された分岐光の光量を測定する測定手段と、測定した前記分岐光の光量に基づいて前記光源の光量変動を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる分析装置は、光源と容器との間に、光源から出射された光を集光して容器に照射する放物面鏡対が配置されているので、反応容器に入射する光束は色収差と球面収差がなくなって小径にすることができ、これにより反応容器を小型化し、検体や試薬を微量化することが可能な分析装置を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
以下、本発明の分析装置にかかる実施の形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、実施の形態１に係る自動分析装置の概略構成図である。図２は、図１の自動分析装置の測光部の詳細を制御部と共に示すブロック図である。
【００１３】
自動分析装置１は、図１に示すように、作業テーブル２上に検体テーブル３、検体文注機構５、反応テーブル６、測光部８、洗浄装置１１、試薬分注機構１２及び試薬テーブル１３が設けられている。
【００１４】
検体テーブル３は、図１に示すように、駆動手段によって矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って等間隔で配置される収納室３ａが複数設けられている。各収納室３ａは、検体を収容した検体容器４が着脱自在に収納される。
【００１５】
検体分注機構５は、検体を反応容器７に分注する手段であり、検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次反応容器７に分注する。
【００１６】
反応テーブル６は、検体テーブル３とは異なる駆動手段によって図１に矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って等間隔で配置される収納室６ａが複数設けられている。各収納室６ａは、検体を試薬と反応させる反応容器７が着脱自在に収納される。
【００１７】
反応容器７は、検体や試薬を含む液体試料を保持して反応させる容器であり、光源部８から出射された測定光（３４０〜８００ｎｍ）に含まれる光の８０％以上を透過する透明素材、例えば、耐熱ガラスを含むガラス，環状オレフィンやポリスチレン等の合成樹脂を使用した四角筒状の容器である。
【００１８】
測光部８は、反応容器７に保持された液体試料を光学的に測定する部分であり、図２に示すように、光源８ｂ、第１放物面鏡８ｄ，８ｅ、第２放物面鏡８ｇ，８ｈ、ビームスプリッタ８ｉ、第３放物面鏡８ｍ，８ｎ、スリット板８ｒ、凹面回折格子８ｓ及び受光センサ８ｔ等を有している。
【００１９】
光源８ｂは、電源８ａによって点灯され、輝点が小さく、明るいキセノンランプが使用される。第１放物面鏡８ｄ，８ｅ、第２放物面鏡８ｇ，８ｈ及び第３放物面鏡８ｍ，８ｎは、それぞれ軸外し放物面鏡を対にした集光光学系であるが、図面においては簡単のため平面鏡のように描いている。光源８ｂと第１放物面鏡８ｄとを結ぶ光軸Ａo上には、図２に示すように、光源８ｂが出射した測定光の広がりを規制する絞り板８ｃが配置されている。また、第１放物面鏡８ｅと第２放物面鏡８ｇとを結ぶ光軸Ａo上には、第１放物面鏡８ｅが反射した光源８ｂの輝点を小さくするピンホールを形成した遮光板８ｆが配置されている。ここで、光源８ｂが出射した光を集束させて反応容器７に照射することができれば、第１放物面鏡８ｄ，８ｅ及び第２放物面鏡８ｇ，８ｈは、楕円面鏡、その他一般の凹面鏡を使用してもよい。
【００２０】
ここで、絞り板８ｃは、中央に開口が設けられ、光源８ｂとスリット板８ｒとの中間の第２放物面鏡８ｇ，８ｈ間に第１放物面鏡８ｄ，８ｅによる像が結像されるように配置する。絞り板８ｃをこのように配置すると、主光線の傾角の増大が抑制されるため、放物面鏡、特に、第３放物面鏡８ｍ，８ｎの大型化を抑えることができる。
【００２１】
ビームスプリッタ８ｉは、図２及び図３に示すように、第２放物面鏡８ｈと第３放物面鏡８ｍとを結ぶ光軸Ａo上に配置され、反応容器７に入射する測定光を第２放物面鏡８ｇ，８ｈ及び第３放物面鏡８ｍ，８ｎによって形成される光路から分岐させてフォトダイオード８ｊに入射させる。フォトダイオード８ｊは、光源８ｂが出射し、ビームスプリッタ８ｉによって分岐された分岐光の光量を測定する測定手段であり、その光量に関する光信号を制御部１６に出力する。制御部１６は、フォトダイオード８ｊからの出力に基づいて電源８ａの出力をフィードバック制御し、光源８ｂが出射する測定光の光量変動を補正する。第３放物面鏡８ｍ，８ｎは、ビームスプリッタ８ｉを透過した測定光をスリット板８ｒのスリットに集光させる。
【００２２】
スリット板８ｒは、図２に示すように、第３放物面鏡８ｎと凹面回折格子８ｓとを結ぶ光軸Ａo上に配置する。凹面回折格子８ｓは、スリット板８ｒから出射される測定光を回折によって分光し、分光したスペクトル毎に受光センサ８ｔ上に集光させる。受光センサ８ｔは、凹面回折格子８ｓによって分光された測定光をスペクトル毎に測定し、その光量に関する光信号を制御部１６に出力する。このような、受光センサ８ｔとして、複数の受光素子をスペクトルの方向に沿って配列した受光素子アレイ、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等を好適に使用することができる。
【００２３】
洗浄装置１１は、図示しない排出ノズルを備えており、反応容器７から反応終了後の液体試料を前記排出ノズルによって吸引して廃棄容器（図示せず）に廃棄し、反応容器７の内部を洗浄する。洗浄された反応容器７は、再度、新たな検体の分析に使用される。
【００２４】
試薬分注機構１２は、試薬を反応容器７に分注する手段であり、試薬テーブル１３の所定の試薬容器１４から試薬を順次反応容器７に分注する。
【００２５】
試薬テーブル１３は、図１に示すように、扇形に成形された収納室１３ａが周方向に沿って複数設けられ、反応テーブル６とは異なる駆動手段によって矢印で示す方向に回転される。各収納室１３ａは、試薬容器１４が着脱自在に収納される。複数の試薬容器１４は、それぞれ検査項目に応じた所定の試薬が満たされ、外面には収容した試薬に関する情報を表示するバーコードラベル（図示せず）が貼付されている。
【００２６】
ここで、試薬テーブル１３の外周には、図１に示すように、読取装置１５が設置されている。読取装置１５は、試薬容器１４に貼付した前記バーコードラベルに記録された試薬の種類，ロット及び有効期限等の情報を読み取り、制御部１６へ出力する。
【００２７】
制御部１６は、検体分注機構５、測光部８、洗浄装置１１、試薬分注機構１２、読取装置１５、分析部１７、入力部１８及び表示部１９等と接続され、例えば、分析結果を記憶する記憶機能を備えたマイクロコンピュータ等が使用される。制御部１６は、自動分析装置１の各部の作動を制御すると共に、前記バーコードラベルの記録から読み取った情報に基づき、試薬のロットや有効期限等が設置範囲外の場合、分析作業を規制するように自動分析装置１を制御し、或いはオペレータに警告を発する。また、制御部１６は、フォトダイオード８ｊ，８ｔから出力される光量に基づいて液体資料の吸光度を所定のスペクトル毎に求めると共に、測光部８の光源８ｂが出射する測定光の光量変動を補正する補正手段を兼ねている。
【００２８】
分析部１７は、制御部１６が求めた反応容器７内の液体試料の吸光度から検体の成分濃度等を分析し、分析結果を制御部１６に出力する。入力部１８は、制御部１６へ検査項目等を入力する操作を行う部分であり、例えば、キーボードやマウス等が使用される。表示部１９は、分析内容や警報等を表示するもので、ディスプレイパネル等が使用される。
【００２９】
以上のように構成される自動分析装置１は、回転する反応テーブル６によって周方向に沿って搬送されてくる反応容器７に検体分注機構５が検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次分注する。検体が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって試薬分注機構１２の近傍へ搬送されて所定の試薬容器１４から試薬が分注される。そして、試薬が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって周方向に沿って搬送される間に試薬と検体とが攪拌されて反応し、測光部８を通過する。このとき、反応容器７に入射した測定光は、液体試料に一部が吸収され、吸収されずに透過した測定光が凹面回折格子８ｓによって分光される。分光された測定光は、受光センサ８ｔによってスペクトル毎に光量が測光され、フォトダイオード８ｊ，８ｔの出力に基づいて制御部１６によって吸光度が演算される。分析部１７は、制御部１６が求めた吸光度に基づいて検体の成分濃度等を分析する。そして、分析が終了した反応容器７は、洗浄装置１１によって反応終了後の液体試料が排出され、洗浄された後、再度検体の分析に使用される。
【００３０】
このとき、測光部８は、光源８ｂと反応容器７との間に、光源８ｂが出射した光を集光して反応容器７に照射する集光光学系として２対の放物面鏡対、即ち、第１放物面鏡８ｄ，８ｅと第２放物面鏡８ｇ，８ｈが配置されている。このため、測光部８は、遮光板８ｆのピンホール及び反応容器７の略中央に測定光の全波長域に亘って色収差と球面収差のないスポット径の小さい光を結像させることができる。従って、反応容器７に保持された液体試料の測定に必要とされる光路長を保持しつつ、測定光が反応容器７を透過する部分の面積を小さくすることができるので、反応容器７を小型化することができるうえ、自動分析装置１は、検体や試薬を微量化することが可能になる。
【００３１】
また、測光部８は、反応容器７に入射する測定光をビームスプリッタ８ｉによって分岐してフォトダイオード８ｊによってモニタし、制御部１６によって電源８ａの出力をフィードバック制御することで光源８ｂが出射する測定光の光量変動を補正している。このため、測光部８は、光源８ｂが出射する測定光の光量が安定しているので、反応容器７における光路長を短縮することができる。従って、反応容器７は、測定光が透過する部分の面積と共に、光路長に沿った寸法も小さくすることができるので、更なる小型化と、検体や試薬の更なる微量化が可能になり、例えば、従来にはない１ｍｍ程度の光路長とすることができる。
【００３２】
（実施の形態２）
次に、本発明の自動分析装置にかかる実施の形態２を、図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態１の自動分析装置１は、光源が出射した測定光を受光センサで受光して液体の分析を行った。これに対し、実施の形態２の自動分析装置は、光源が出射した測定光から紫外域の光を分け、紫外域の光と可視域の光とで液体を測定している。なお、実施の形態２の自動分析装置は、測光部の構成が部分的に異なるだけで実施の形態１の自動分析装置１と構成が同一である。このため、実施の形態２の自動分析装置は、実施の形態１の自動分析装置１と同一の構成部分に同一の符号を用い、測光部の図面を使用することにより、構成が異なる部分について説明する。
【００３３】
測光部２０は、実施の形態１の測光部８に加えて、図４に示すように、ビームスプリッタ８ｉとフォトダイオード８ｊとの間にダイクロイックミラー８ｋとフォトダイオード８ｌが、第３放物面鏡８ｎとスリット板８ｒとの間にダイクロイックミラー８ｐとフォトダイオード８ｑが、それぞれ設けられている。ダイクロイックミラー８ｋは、図５に示すように、ビームスプリッタ８ｉによって分岐された測定光から紫外域の光を反射してフォトダイオード８ｌに入射させ、可視域の光を透過してフォトダイオード８ｊに入射させる。一方、ダイクロイックミラー８ｐは、図６に示すように、第３放物面鏡８ｍによって反射された測定光から紫外域の光を反射してフォトダイオード８ｑに入射させ、可視域の光を透過してスリット板８ｒのスリットに集光させる。
【００３４】
また、フォトダイオード８ｌ，８ｑは、ダイクロイックミラー８ｋ，８ｐによって分岐された紫外域の光の光量を測定し、その光量に関する光信号を制御部１６に出力する。このため、制御部１６は、フォトダイオード８ｊ，８ｔから出力される光量に基づいて液体試料の可視域の光の吸光度を求める他、フォトダイオード８ｌ，８ｑから出力される紫外域の光の光量に基づいて液体試料の紫外域の光の吸光度を求めている。
【００３５】
ここで、光源８ｂは、点灯による発熱によって熱膨張し、出射する測定光の光軸が経時的に微妙に変動するので、可視域の光に比べて紫外域の光の成分が不安定に変動する。このため、実施の形態２の自動分析装置は、紫外域の光の吸光度のみを別途求めることにより、光の成分の不安定な変動に起因した吸光度の変動を抑えた信頼性の高い紫外域の吸光度を求めるようにしている。光源８ｂとして輝点が小さく、明るいキセノンランプを使用した場合、４００ｎｍ以下の光の成分が急激に減少し、フォトダイオード８ｌ，８ｑのゲインが大きく変化するので、例えば、３４０ｎｍ以下の光をもとに紫外域の光の吸光度を求める。
【００３６】
以上のように、実施の形態２の自動分析装置は、不安定に変動する紫外域の光の吸光度のみを別途求めることにより、紫外域の光を用いた検体の成分濃度等を測定するので、反応容器７を小型化することができるうえ、検体や試薬を微量化することが可能になるという効果に加え、信頼性の高い測定値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施の形態１に係る自動分析装置の概略構成図である。
【図２】図１の自動分析装置の測光部の詳細を制御部と共に示すブロック図である。
【図３】図２に示す測光部のＡ部拡大図である。
【図４】実施の形態２の自動分析装置の測光部の詳細を制御部と共に示すブロック図である。
【図５】図４に示す測光部のＢ部拡大図である。
【図６】図４に示す測光部のＣ部拡大図である。
【符号の説明】
【００３８】
１                自動分析装置
２                作業テーブル
３                検体テーブル
４                検体容器
５                検体分注機構
６                反応テーブル
７                反応容器
８                測光部
８ｂ              光源
８ｄ，８ｅ        第１放物面鏡
８ｇ，８ｈ        第２放物面鏡
８ｉ              ビームスプリッタ
８ｊ，８ｌ        フォトダイオード
８ｋ              ダイクロイックミラー
８ｍ，８ｎ        第３放物面鏡
８ｐ              ダイクロイックミラー
８ｑ              フォトダイオード
８ｓ              凹面回折格子
８ｔ              受光センサ
１１              洗浄装置
１２              試薬分注機構
１３              試薬テーブル
１４              試薬容器
１５              読取装置
１６              制御部
１７              分析部
１８              入力部
１９              表示部
２０              測光部
【図１】
2007225337.tif 000003
【図２】
2007225337.tif 000004
【図３】
2007225337.tif 000005
【図４】
2007225337.tif 000006
【図５】
2007225337.tif 000007
【図６】
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