(57)【要約】【課題】分析作業に要する時間を短縮することを特徴とするが可能な液面検知装置、液面検知方法及び自動分析装置を提供すること。【解決手段】液体を撹拌する撹拌装置を搭載した自動分析装置において使用され、反応容器Ｃに分注された液体の液面を検知する液面検知装置、液面検知方法及び自動分析装置。液面検知装置２０は、撹拌装置１１に備えられ、導電性を有する撹拌棒１１ａと、反応容器の近傍に配置される固定電極２２と、固定電極に接続され、所定周波数の信号を発振する発振器と、撹拌棒と液体との接触に伴う電気的変化を検出して液体との接触を判定する判定部１６ｂとを備え、判定部は、撹拌棒による液体の撹拌時に、発振器が発振した信号によって固定電極に誘導され、撹拌棒が受信した信号に基づいて撹拌棒と液体との接触を判定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を撹拌する撹拌装置を搭載した自動分析装置において使用され、反応容器に分注された前記液体の液面を検知する液面検知装置であって、
前記撹拌装置に備えられ、導電性を有する撹拌棒と、
前記反応容器の近傍に配置される固定電極と、
前記固定電極に接続され、所定周波数の信号を発振する発振手段と、
前記撹拌棒と前記液体との接触に伴う電気的変化を検出して前記液体との接触を判定する判定手段と、
を備え、
前記判定手段は、前記撹拌棒による前記液体の撹拌時に、発振手段が発振した信号によって前記固定電極に誘導され、前記撹拌棒が受信した信号に基づいて前記撹拌棒と前記液体との接触を判定することを特徴とする液面検知装置。
【請求項２】
前記撹拌棒は、前記液体と接触する部分に前記液体との疎液性処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載の液面検知装置。
【請求項３】
液体を撹拌する撹拌装置を搭載した自動分析装置において使用され、反応容器に分注された前記液体の液面を検知する液面検知方法であって、
前記反応容器の近傍に配置される固定電極に所定周波数の信号を発振する発振工程と、
前記撹拌棒と前記液体との接触に伴う電気的変化を検出して前記液体との接触を判定する判定工程と、
を含み、前記撹拌棒による前記液体を撹拌する際に、前記発振工程が発振した所定周波数の信号によって前記固定電極に誘導され、前記撹拌棒が受信した信号に基づいて前記撹拌棒と前記液体との接触を判定することを特徴とする液面検知方法。
【請求項４】
検体と試薬を反応させた反応液の光学的特性を測定することによって前記検体を分析する自動分析装置であって、請求項１又は２に記載の液面検知装置を用いて前記反応容器に分注される前記検体又は前記試薬の液面を検知することを特徴とする自動分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液面検知装置、液面検知方法及び自動分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動分析装置は、分注装置によって検体や試薬を分注する際、液面検知装置を用いて検体容器や試薬容器に保持された検体や試薬の液面を検知している（例えば、特許文献１参照）。分注装置を備えた従来の自動分析装置は、例えば、図５に従来装置と示すように、反応容器を洗浄した後、反応容器に第一試薬を分注（Ｒ1分注）する。次に、自動分析装置は、第一試薬の液面検知（Ｒ1液面検知）動作として、分注プローブを下降（Ｐb下降）し、液面を検知した後、分注プローブを上昇（Ｐb上昇）する。次いで、自動分析装置は、反応容器内の第一試薬を撹拌（Ｒ1撹拌）した後、検体を分注し、反応容器内の第一試薬と検体を撹拌している。
【０００３】
【特許文献１】特開平０２−４０５６２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、従来の自動分析装置は、反応容器に分注された液体の液面をした後、別途、液体の撹拌動作を行っており、液面検知に伴う分注プローブの上昇動作、液面検知動作及び上昇動作に所定の時間を要しており、分析作業に時間が掛かるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、分析作業に要する時間を短縮することが可能な液面検知装置、液面検知方法及び自動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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の液面検知装置は、液体を撹拌する撹拌装置を搭載した自動分析装置において使用され、反応容器に分注された前記液体の液面を検知する液面検知装置であって、前記撹拌装置に備えられ、導電性を有する撹拌棒と、前記反応容器の近傍に配置される固定電極と、前記固定電極に接続され、所定周波数の信号を発振する発振手段と、前記撹拌棒と前記液体との接触に伴う電気的変化を検出して前記液体との接触を判定する判定手段と、を備え、前記判定手段は、前記撹拌棒による前記液体の撹拌時に、前記発振手段が発振した信号によって前記固定電極に誘導され、前記撹拌棒が受信した信号に基づいて前記撹拌棒と前記液体との接触を判定することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の液面検知装置は、上記の発明において、前記撹拌棒は、前記液体と接触する部分に前記液体との疎液性処理が施されていることを特徴とする。
【０００８】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の液面検知方法は、液体を撹拌する撹拌装置を搭載した自動分析装置において使用され、反応容器に分注された前記液体の液面を検知する液面検知方法であって、前記反応容器の近傍に配置される固定電極に所定周波数の信号を発振する発振工程と、前記撹拌棒と前記液体との接触に伴う電気的変化を検出して前記液体との接触を判定する判定工程と、を含み、前記撹拌棒による前記液体を撹拌する際に、前記発振工程が発振した所定周波数の信号によって前記固定電極に誘導され、前記撹拌棒が受信した信号に基づいて前記撹拌棒と前記液体との接触を判定することを特徴とする。
【０００９】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の自動分析装置は、検体と試薬を反応させた反応液の光学的特性を測定することによって前記検体を分析する自動分析装置であって、前記液面検知装置を用いて前記反応容器に分注される前記検体又は前記試薬の液面を検知することを特徴とする。
【００１０】
ここで、本発明において、「疎液性」とは、撹拌する液体との接触角が大きいことを意味し、具体的には、接触角が６０度以上であることをいう。このとき、撹拌棒に施す疎液性処理の素材としては、例えば、水との接触角が約１１０度のテトラフルオロエチレン、約９０度のトリフルオロエチレン，クロロトリフルオロエチレン，ポリエチレン、約９５度のポリプロピレン、６０〜７０度のナイロン等が好ましい。特に、フッ素系の合成樹脂は、耐熱性や化学的耐性に優れているので素材としてより好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の液面検知装置及び液面検知方法は、撹拌棒による液体の撹拌時に、発振手段が発振した信号によって固定電極に誘導され、撹拌棒が受信した信号に基づいて撹拌棒と液体との接触を判定手段が判定し、自動分析装置は、液面検知方法を用いて反応容器に分注される検体又は試薬の液面を検知する液面検知装置を備えているので、分析作業に要する時間を短縮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】
以下、本発明の液面検知装置、液面検知方法及び自動分析装置にかかる実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の自動分析装置の概略構成図である。図２は、図１の自動分析装置で使用する液面検知装置の概略構成を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、ラック供給装置２、反応部４、第一試薬保冷庫７及び第二試薬保冷庫８、第一撹拌装置１１、第二撹拌装置１２、光学測定部１４、制御部１６及び液面検知装置２０を備えている。また、自動分析装置１は、ラック供給装置２と反応部４との間に検体分注装置３が設けられ、反応部４と第一試薬保冷庫７との間に第一試薬分注装置５が、反応部４と第二試薬保冷庫８との間に第二試薬分注装置６が、それぞれ設けられている。
【００１４】
ラック供給装置２は、図１に示すように、複数のラック２ａが配列され、各ラック２ａには検体を保持したサンプルカップ２ｂが搭載されている。ラック供給装置２は、矢印で示す経路に沿ってラック２ａを順次搬送し、検体分注装置３のプローブ３ａによって各サンプルカップ２ｂに保持された検体が反応部４のキュベット（容器）Ｃに分注される。
【００１５】
反応部４は、図１に示すように、保温部材４ａとキュベットホイール４ｂとを有している。保温部材４ａは、キュベットホイール４ｂの半径方向内側及び外側に配置され、光学測定部１４と対応する位置に測光用の開口４ｃが形成されている。キュベットホイール４ｂは、複数のキュベットＣを体温程度の温度に保持して回転し、例えば、一周期で時計方向に（１周−１キュベット）／４分回転し、四周期では時計方向に１キュベット分回転する。
【００１６】
第一試薬保冷庫７及び第二試薬保冷庫８は、構成が同じなので第一試薬保冷庫７について説明し、第二試薬保冷庫８については対応する構成部分に対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
【００１７】
第一試薬保冷庫７は、図１に示すように、第一試薬を保持した複数の試薬ボトル７ａが配置され、第一試薬分注装置５のプローブ５ａによって所定の試薬がキュベットＣに分注される。複数の試薬ボトル７ａは、それぞれ検査項目に応じた所定の試薬が満たされ、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等の情報記録媒体（図示せず）が外面に貼付されている。第一試薬が分注されたキュベットＣは、第一撹拌装置１１によって検体と第一試薬とが撹拌される。また、第一試薬保冷庫７の外周には、各試薬ボトル７ａに貼付された前記情報記録媒体から情報を読み取り、制御部１６へ出力する読取装置９が設置されている。なお、読取装置１０は、第二試薬保冷庫８内の各試薬ボトル８ａに貼付された前記情報記録媒体から情報を読み取る。
【００１８】
第一撹拌装置１１及び第二撹拌装置１２は、キュベットＣに分注された検体や試薬を撹拌棒１１ａ，１１ｂや撹拌棒１２ａによって撹拌し、検体と試薬を反応させる。ここで、第一撹拌装置１１及び第二撹拌装置１２は、ステッピングモータＭs（図２参照）によって精密に上下動され、撹拌棒１１ａは液面検知装置２０の一構成要素である。また、検体分注装置３及び試薬分注装置５，６の各プローブ３ａ，５ａ，６ａ及び撹拌棒１１ａ，１２ａは、分注及び撹拌終了後、洗浄水タンクから供給される洗浄水によって流水洗浄される。
【００１９】
光学測定部１４は、図１に示すように、光源１４ａと測光センサ１４ｂとを有している。光源１４ａは、試薬と検体とが反応したキュベットＣ内の反応液を分析するための分析光を出射する。測光センサ１４ｂは、光源１４ａが出射し、開口４ｃを通ってキュベットＣ内の反応液を透過した光束を測光する。このようにして反応液が測光されたキュベットＣは、洗浄・乾燥ユニット１５において内部の反応液が吸引されて廃棄されると共に、洗浄水タンクから供給される洗浄水によって内部が洗浄された後、加圧空気を吹き込んで乾燥される。そして、キュベットＣは、再び検体分注装置３のプローブ３ａによって新たな検体が分注され、分析に使用される。
【００２０】
制御部１６は、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、測光センサ１４ｂ、バーコードラベル読取装置９，１０、第一撹拌装置１１、第二撹拌装置１２、分析部１６ａ、入力部１７及び表示部１８等と接続されている。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、前記情報記録媒体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。制御部１６は、図１に示すように、分析部１６ａと判定部１６ｂとを有している。
【００２１】
分析部１６ａは、測光センサ１４ｂが測光した光量の信号に基づいて求められるキュベットＣ内の検体と試薬の反応液の吸光度（光学的特性）から検体の成分濃度等を分析し、記憶しておく。判定部１６ｂは、液面検知装置２０のコンパレータ２６が出力する信号の電圧をもとに液面か否かを判定する。ここで、判定部１６ｂは、コンパレータ２６が出力する信号をもとに液面と判定した場合には、第一撹拌装置１１のステッピングモータＭsから入力される撹拌棒１１ａの駆動信号をもとに所定位置を基準とする液面の鉛直方向の位置を求め、キュベットＣごとに予め測定して入力されている液面位置と液量との関係から液量を決定する。
【００２２】
入力部１７は、制御部１６へ検体数や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１８は、分析結果を含む分析内容や撹拌の良否を含む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。
【００２３】
液面検知装置２０は、第一試薬分注装置５が反応容器Ｃに分注した第一試薬の液面を検知する静電容量方式の装置であり、第一撹拌装置１１の撹拌棒１１ａの他に、図２に示すように、発振器２１、増幅器２３、ダイオード２４及びコンパレータ２６を有している。ここで、撹拌棒１１ａは、例えば、ステンレス(ＳＵＳ)等の導電性金属からなり、図３に示すように、表面にはカーボンファイバを含有するフッ素樹脂或いは有機導電透明シート等の検体や試薬に対して疎液性を有する被覆層１１ｃが形成されている。被覆層１１ｃを形成することにより、撹拌棒１１ａは、撹拌後に検体や試薬が液切れし易くなっている。
【００２４】
発振器２１は、固定電極２２に第一試薬の液面検知のための交流信号を印加する。固定電極２２は、第一撹拌装置１１近傍であって、キュベットホイール４ｂが有する保温部材４ａの内周側に配置されている（図１参照）。このとき、撹拌棒１１ａは、固定電極２２に誘導される発振信号の受信電極となる。
【００２５】
増幅器２３は、図２に示すように、ダイオード２４及びコンパレータ２６を介して撹拌棒１１ａと制御部１６とを接続している。増幅器２３は、撹拌棒１１ａの下端が反応容器Ｃに分注した第一試薬Ｒ1の液面に接すると、発振器２１が固定電極２２に印加している発振信号が第一試薬及び撹拌棒１１ａを通じて導入され、発振信号を増幅する。
【００２６】
ダイオード２４は、増幅器２３で増幅された発振信号をコンデンサ２５と協働して整流、平滑化し、図４に示す平滑化信号をコンパレータ２６に出力する。
【００２７】
コンパレータ２６は、入力される平滑化信号（電圧）を別途入力される基準値信号（電圧）と比較することにより液面の検知信号を制御部１６へ出力する。この結果、制御部１６は、コンパレータ２６が出力する信号の電圧をもとに判定部１６ｂが液面か否かを判定することができる。
【００２８】
以上のように構成される自動分析装置１は、制御部１６の制御の下に作動し、回転するキュベットホイール４ｂによって周方向に沿って搬送されてくる複数のキュベットＣのそれぞれに第一試薬分注装置５によって試薬ボトル７ａから第一試薬が順次分注された後、検体分注装置３によってラック２ａに保持された複数の検体容器２ｂから検体が順次分注される。検体が分注されたキュベットＣには、第二試薬分注装置６が試薬ボトル８ａから順次第二試薬が分注される。
【００２９】
この間、試薬や検体が分注されたキュベットＣは、キュベットホイール４ｂが停止する都度、第一撹拌装置１１や第二撹拌装置１２によって試薬や検体が撹拌され、キュベットホイール４ｂが再び回転したときに光学測定部１４を通過する。このとき、キュベットＣ内の試薬と検体とが反応した反応液は、光学測定部１４において光学的特性が測定され、光学測定部１４から入力される光信号をもとに分析部１６ａによって成分濃度等が分析される。そして、反応液の測定が終了したキュベットＣは、洗浄・乾燥ユニット１５に移送されて洗浄された後、再度検体の分析に使用される。
【００３０】
このとき、自動分析装置１は、図５に本願装置と示すように、キュベットＣを洗浄後、第一試薬分注装置５によって第一試薬をキュベットＣに分注する。次に、自動分析装置１は、反応部４のキュベットホイール４ｂを回転してキュベットＣを第一撹拌装置１１の撹拌位置へ移動し、撹拌棒１１ａによって第一試薬を撹拌する。この第一試薬の撹拌と並行して、撹拌棒１１ａが液面に接するのを利用し、液面検知装置２０が第一試薬の液面を検知すると共に、第一撹拌装置１１のステッピングモータＭsから入力される撹拌棒１１ａの駆動信号をもとにキュベットＣごとに予め測定して入力されている液面位置と液量との関係から第一試薬の液量を決定する。
【００３１】
次いで、自動分析装置１は、反応部４のキュベットホイール４ｂを回転してキュベットＣを検体分注装置３近傍の分注位置へ移動し、プローブ３ａによって検体をキュベットＣに分注する。検体分注後、自動分析装置１は、反応部４のキュベットホイール４ｂを回転してキュベットＣを第一撹拌装置１１の撹拌位置へ移動し、撹拌棒１１ｂによって第一試薬と検体を撹拌する。
【００３２】
このように、本発明においては、図５に本願装置と示すように、第一試薬の撹拌と並行して、液面検知装置２０が撹拌棒１１ａによって第一試薬の液面を検知し、液量を決定している。このとき、撹拌棒１１ａは、洗浄水等を保持していないうえ、構造がシンプルなことからプローブ５ａよりも速く動かすことができる。このため、図５に従来装置と示すタイミングチャートと比較すると明らかなように、キュベット洗浄から試薬，検体撹拌迄に要する時間を時間ΔＴだけ短縮することができる。
【００３３】
ここで、撹拌棒１１ａは、試薬や検体の液面を検知することができれば、例えば、図６に示すように、ステンレス(ＳＵＳ)等の導電性金属の表面に、先端面を露出させてカーボンファイバを含有する検体や試薬に対して疎液性を有するフッ素樹脂からなる被覆層１１ｃを形成してもよい。また、撹拌棒１１ａは、図７に示すように、カーボンファイバ含有し、検体や試薬に対して疎液性を有する合成樹脂としてもよい。更に、撹拌棒１１ａは、検体や試薬に対して疎液性を有する素材から構成し、図８に示すように、その先端に液面検知装置２０と電気的に接続されるＩＴＯ膜等からなる導電性の膜１１ｄを形成してもよい。
【００３４】
尚、上述の実施の形態は、第一試薬の液面を検知し、第一試薬の分注量を決定する場合について説明した。しかし、例えば、第一撹拌装置１１の撹拌棒１１ｂを導電性とし、液面検知装置２０の一構成要素とすれば、検体分注した際の液面を検知し、検体の分注量を決定することができる。また、第二撹拌装置１２の撹拌位置近傍に固定電極２２を設け（図１参照）、第二撹拌装置１２の撹拌棒１２ａを導電性とすると共に、液面検知装置２０の一構成要素とすれば、更に第二試薬を分注した際の液面を検知し、第二試薬の分注量を決定することができる。
【００３５】
また、液面検知手段２０は、静電容量方式によって液面を検知する場合について説明した。しかし、液面検知手段２０は、例えば、検液の導電性を利用して液面を検知する実開昭５４−１９７９０号公報に開示された検知針を使用して液面を検知してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の自動分析装置の概略構成図である。
【図２】図１の自動分析装置で使用する液面検知装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す液面検知装置の一構成要素である撹拌棒の構成を示す図である。
【図４】図２に示す液面検知装置のダイオードがコンパレータに出力する平滑化信号を示す図である。
【図５】本発明の自動分析装置における反応容器の洗浄から第一試薬の分注を経て試薬と検体の撹拌に到る工程における第一試薬の液面検知のタイミングチャートと従来の自動分析装置におけるタイミングチャートの対比図である。
【図６】液面検知装置で使用する撹拌棒の第一変形例を示す部分断面図である。
【図７】液面検知装置で使用する撹拌棒の第二変形例を示す図である。
【図８】液面検知装置で使用する撹拌棒の第三変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１                自動分析装置
２                ラック供給装置
３                検体分注装置
４                反応部
５                第一試薬分注装置
６                第二試薬分注装置
７                第一試薬保冷庫
８                第二試薬保冷庫
９，１０          読取装置
１１              第一撹拌装置
１１ａ，１１ｂ    撹拌棒
１２              第二撹拌装置
１２ａ            撹拌棒
１４              光学測定部
１５              洗浄・乾燥ユニット
１６              制御部
１６ａ            分析部
１６ｂ            判定部
１７              入力部
１８              表示部
２０              液面検知装置
２１              発振器
２２              固定電極
２３              増幅器
２４              ダイオード
２５              コンデンサ
２６              コンパレータ
Ｃ                キュベット
【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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【図６】
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【図７】
2009145269.tif 000009
【図８】
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