(57)【要約】【課題】分注動作の制御が容易な自動分析装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる自動分析装置１は、検体と試薬とを反応容器２１にて反応させ、検体を分析する自動分析装置であって、検体分注部７０を有する。検体分注部７０は、検体容器１２より検体を吸引し、反応容器２１に検体を吐出するプローブ７２と、プローブ７２に連結した管路７５と、管路７５の途中に設置されたポンプ７６とを有する。先端部を除くプローブ７２と管路７５とポンプ７６との内部は、作動流体Ｓが充填されている。ポンプ７６は、電気浸透流ポンプによって実現され、プローブ７２を保持し、プローブ７２を水平方向または鉛直方向に移送するアーム部７１内部に格納されている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体と試薬とを反応容器にて反応させ、前記検体を分析する自動分析装置であって、
前記検体または前記試薬を吸引し、前記反応容器に前記検体または前記試薬を吐出するプローブと、
前記プローブを保持し、該プローブを水平方向および鉛直方向に移送するアームと、
前記プローブに連結された管路の途中であって、前記アームに備え付けられ、前記管路内に充填された作動流体を吸引および吐出して、前記プローブに前記検体または前記試薬を吸引および吐出する圧力を供給するポンプと、
を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】
前記アームは、前記プローブを保持する第１のアームと、前記第１のアームを支える第２のアームとが連結したＬ字型のアームであり、
前記ポンプは、第１のアームの基部に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。
【請求項３】
前記ポンプは、電気浸透流ポンプであることを特徴とする請求項１また２に記載の自動分析装置。
【請求項４】
前記アームに前記作動流体を収容する作動流体収容容器を備え付けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の自動分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液や尿のなどの検体と試薬とを反応させ、反応液の特性を測定し、この測定結果に基づいて検体の分析を行う自動分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、検体および試薬をピペッティング方式で反応容器に分注する分注装置が知られている。ピペッティング方式とは、各々の容器に収容されている検体または試薬をプローブ内に吸引し、この検体または試薬を反応容器に吐出する方式である。プローブは、配管によってポンプと連結されており、ポンプは管路内に充填されている作動流体を吸引および吐出することによって、検体および試薬を吸引および吐出するための圧力をプローブに供給する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２５７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の自動分析装置では、プローブに圧力を供給するポンプとしてシリンジポンプが使用されていた。シリンジポンプは大型であるため、自動分析装置内での配置場所が制限され、プローブとシリンジポンプとが離れてしまい、プローブとシリンジポンプとをつなぐ配管が長かった。そのため、作動流体の緩衝効果の影響を大きく受け、シリンジポンプの吸排動作と、プローブ先端での検体または試薬の吸排動作とに時間的なずれが生じ、このずれを考慮して分注動作、例えばプローブの昇降などを制御しなければならず、制御が複雑であった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、分注動作の制御が容易な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、本発明にかかる自動分析装置は、検体と試薬とを反応容器にて反応させ、前記検体を分析する自動分析装置であって、前記検体または前記試薬を吸引し、前記反応容器に前記検体または前記試薬を吐出するプローブと、前記プローブを保持し、前記プローブを水平方向および鉛直方向に移送するアームと、前記プローブに連結された管路の途中であって、前記アームに備え付けられ、前記管路内に充填された作動流体を吸引および吐出して、前記プローブに前記検体または前記試薬を吸引および吐出する圧力を供給するポンプと、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明にかかる自動分析装置は、上記の発明において、前記アームは、前記プローブを保持する第１のアームと、前記第１のアームを支える第２のアームとが連結したＬ字型のアームであり、前記ポンプは、第１のアームの基部に設けられたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる自動分析装置は、上記の発明において、前記ポンプは、電気浸透流ポンプであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる自動分析装置は、上記の発明において、前記アームに前記作動流体を収容する作動流体収容容器を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる自動分析装置は、検体と試薬とを反応容器にて反応させ、検体を分析する自動分析装置であって、検体または試薬を吸引し、反応容器に検体または試薬を吐出するプローブと、プローブを保持し、プローブを水平方向および鉛直方向に移送するアームとを備え、プローブに検体または試薬を吸引および吐出する圧力を供給するポンプをアームに備えた付けたことによって、プローブとポンプとの距離が短くなる。したがって、本発明にかかる自動分析装置は、作動流体の緩衝効果の影響が小さく、ポンプの吸排動作と、プローブ先端での検体または試薬の吸排動作とに時間的なずれが生じないので、容易に分注制御を行うことができるとともに、分注精度が高くな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】
【００１１】
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である自動分析装置について説明する。なお、各実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分または相当する部分には同一の符号を付している。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る自動分析装置の概略構成を示す図である。自動分析装置１は、検体と試薬とを反応させた反応液の特性を測定する測定機構１０１と、測定機構の動作を制御する制御機構１０２とを備える。
【００１３】
測定機構１０１について、図１を参照して説明する。検体供給部１０には、複数の検体ラック１１が配列されており、各検体ラック１１には、それぞれ検体を保持した複数の検体容器１２が搭載されている。この検体供給部１０によって検体ラック１１が、矢印で示す経路に沿って順次移送される。
【００１４】
検体分注部７０は、検体供給部１０と反応容器保持部２０との間に備えつけられ、プローブ７２内に各検体容器１２に保持された検体を吸引し、この検体を反応容器２１に分注する。各検体の分注終了後、プローブ７２は、洗浄槽７３で洗浄され、繰り返し検体の分注に使用される。
【００１５】
反応容器保持部２０は、保温部材２２とホイール２３とを有している。保温部材２２は、ホイール２３の半径方向内側と外側に配置され、測光部５０より出射された分析光が照射される位置に測光用の開口部２４が形成されている。この反応容器保持部２０は、図示しない円盤状の蓋によって覆われており、保温部材２２とともに、内部の温度を体温程度の温度に保温する保温槽を構成している。また、ホイール２３は、複数の反応容器２１を保持し、図示しない駆動機構によって保温部材２２と一体的に回転して反応容器２１を周方向に移送する。
【００１６】
試薬容器保持部３０（３０−１，３０−２）は、複数の試薬容器３１（３１−１，３１−２）をそれぞれ周方向に沿って同心円状に配列して収納する。さらに、試薬容器保持部３０は、図示しない駆動機構によってその中心を回転軸として間欠的に回動して試薬容器３１を周方向に移送し、試薬容器３１を試薬吸引位置まで移送する。また、試薬分注部８０（８０−１，８０−２）は、試薬吸引位置に移送された試薬容器３１内の試薬を吸引して反応容器２１に分注し、試薬分注終了後、プローブ８２（８２−１，８２−２）を洗浄槽８３−１（８３−１，８３−２）で洗浄して、繰り返し試薬を分注する。
【００１７】
第１攪拌部４０−１、第２攪拌部４０−２は、各々の中心を軸中心として回転可能に構成されており、攪拌棒４１−１，４１−２によって反応容器２１に分注された検体と試薬とを攪拌して反応させる。攪拌棒４１−１，４１−２は、攪拌終了後、洗浄水が供給される洗浄槽（図示せず）で流水・洗浄される。
【００１８】
測光部５０は、光源５１と測光センサ５２とを有している。光源５１は、試薬と検体とが反応した反応容器２１内の反応液を分析するための分析光（３４０〜８００ｎｍ）を出射する。測光センサ５２は、光源５１が出射し、開口部２４を通って反応容器２１内の反応液を透過した光束を測光する。この測光センサ５２による測定結果に基づいて、検体の成分分析が行われる。
【００１９】
洗浄・乾燥部６０は、測光後の反応容器２１内の反応液を吸引して廃棄し、図示しない洗浄水タンクより供給される洗浄水によって内部を洗浄した後、加圧空気を吹き込んで乾燥する。洗浄・乾燥部６０によって洗浄・乾燥された反応容器２１は、再び検体分注部７０によって検体が分注される。
【００２０】
次に、制御機構１０２について、図１を参照して説明する。制御部１１０は、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によって実現され、測定機構１０１の各部、分析部１２０、入力部１３０および出力部１４０等と電気的に接続され、自動分析装置１の各部の作動を制御する。
【００２１】
分析部１２０は、制御部１１０を介して測光センサ５２と接続され、測光センサ５２が、測光した光量の信号に基づいて、反応容器２１内の検体と試薬の反応液の吸光度から検体の成分濃度を分析し、分析結果を制御部１１０に出力する。ここで、吸光度を求めるには、測光センサ５２によって予め標準試料に関する光量を測定しておき、この値を用いて吸光度を求める。
【００２２】
入力部１３０は、制御部１１０へ検体数や検査項目等の情報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によって実現される。出力部１４０は、分析結果を含む分析内容や警報等をオペレーターに提示するもので、ディスプレイパネル等によって実現される。
【００２３】
自動分析装置１では、制御部１１０の制御のもと、順次搬送される複数の反応容器２１に対して、試薬分注部８０−１が、試薬容器３１−１内の試薬（第１試薬）を分注し、検体分注部７０が、検体容器１２内の検体を分注する。続いて、第１攪拌部４０−１が、反応容器２１内の試薬と検体とを撹拌して反応させた後、測光部５０が、反応液の吸光度測定を行う。また、必要に応じて試薬分注部８０−２が、試薬容器３１−２内の試薬（第２試薬）を分注する。続いて、第２攪拌部４０−２が、反応容器２１内の試薬と検体とを撹拌して反応させた後、測光部５０が、反応液の吸光度測定を行う。その後、分析部１２０が、測定結果を分析し、検体の成分分析を自動的に行う。また、洗浄・乾燥部６０が、測光後の反応容器２１の洗浄・乾燥を行い、一連の分析動作が連続して繰り返し行われる。
【００２４】
次に、検体および試薬の分注装置について、検体分注部７０を一例として詳細に説明する。図１，２に示すように、検体分注部７０は、Ｌ字型のアーム部７１と、アーム部７１の先端に接続されたプローブ７２と、検体と直接接触するプローブ７２を洗浄する洗浄槽７３と、アーム部７１を駆動させるアーム駆動部７４とを有する。アーム部７１は、プローブ７２を保持し水平方向に伸びるアーム７１ａと、アーム７１ａを支えて鉛直方向に伸びるアーム軸７１ｂとを有する。また、アーム駆動部７４は、アーム部７１を、アーム軸７１ｂを中心軸として水平面上を回転させるとともに、鉛直方向に上下動させて、プローブ７２を検体容器１２と反応容器２１と洗浄槽７３とに移送する。
【００２５】
また、アーム部７１は、内部に配管７５およびポンプ７６を格納する。配管７５の一端は、連結部７７を介してプローブ７２と連結しており、配管７５の他端は、アーム部７１外部に設置されるリザーバー７８まで達している。ポンプ７６は、電気浸透流ポンプによって実現され、この配管７５の途中に設置される。配管７５と、ポンプ７６と、先端部を除いたプローブ７２の内部とには、作動流体Ｓが充填されている。ポンプ７６は、作動流体Ｓを吸引または排出して、間接的にプローブ７２の先端に検体を吸引、または吐出する。
【００２６】
ポンプ７６の設置位置は、アーム部７１内部であればよいが、特にアーム７１ａ上であって、アーム７１ａとアーム軸７１ｂとの接続部の近傍、すなわちアーム７１ａの基部が望ましい。これは、アーム７１ａの基部に設置したほうが、アーム部７１を回転させやすいためである。
【００２７】
なお、電気浸透流ポンプとは、電気浸透現象を利用したポンプであり、弁やモーターなどの可動部がなく小型である。具体的には、直径６ｍｍ、奥行き１４ｍｍ程度の円筒形の小型ポンプである。したがって、電気浸透流ポンプは、アーム部７１内部にも容易に設置できる。
【００２８】
また、電気浸透流ポンプでは、図３に示すように、供給電圧と吸引吐出する流量との間に比例関係が成り立ち、供給電圧の増加とともに流量が増加する。したがって、制御部１１０は、ポンプ７６に供給する電圧と時間を制御して作動流体Ｓの流量を制御し、検体の分注量を制御できる。さらに、制御部１１０は、通電方向を変えることによって、作動流体Ｓを流す方向を変更できる。なお、電気浸透流ポンプを使用するため、作動流体Ｓは、電気分解しない液体、例えば脱イオン水とする。
【００２９】
ここで、制御部１１０の制御のもとに、上記の各部を有する検体分注部７０が行う検体分注処理について説明する。まず、アーム駆動部７４は、プローブ７２の先端部を検体容器１２内に移送する。その後、ポンプ７６は、プローブ７２側の配管７５内の作動流体Ｓを吸引する。この際、プローブ７２内に検体容器１２内の検体が吸引される。次いで、アーム駆動部７４は、プローブ７２を反応容器２１内に移送する。その後、ポンプ７６は、プローブ７２側の配管７５に作動流体Ｓを排出する。この際、プローブ７２内の検体は、反応容器２１に分注される。なお、作動流体Ｓと検体との間には空気層があるため、作動流体Ｓと検体とは混合しない。
【００３０】
次いで、アーム駆動部７４は、制御部１１０の制御のもと、検体分注後のプローブ７２を洗浄槽７３に移送する。そこで、プローブ７２より作動流体Ｓをプローブ７２外に吐出し、検体と直接接触したプローブ７２の先端部分を洗浄して、再度検体の分注を行う。
【００３１】
このように、本実施の形態１にかかる自動分析装置１は、検体または試薬の分注に用いるポンプを各々の分注装置のアームに設けたので、従来の自動分析装置と比較して、プローブとポンプとの間の距離を短くすることができる。具体的には、プローブの先端からポンプまでの距離が、従来の分析装置では、５０ｃｍ〜１ｍであったが、本発明にかかる自動分析装置では、１０〜１５ｃｍとすることができる。したがって、自動分析装置１は、ポンプの吸排動作とプローブ先端での検体または試薬の吸排動作とにずれが生じないので、分注制御が容易になるとともに、分注精度が向上する。
【００３２】
また、自動分析装置１は、電気浸透流ポンプを用いて検体または試薬を分注するため、シリンジポンプを用いて分注する場合と比較して精度よく試薬を分注できる。これは、電気浸透流ポンプは無脈動であり、かつ微量の送液が可能であるためである。なお、ポンプ７６は、電気浸透流ポンプであることが望ましいが、アーム部７１に設置できる小型ポンプであれば、これに限られない。
【００３３】
（実施の形態２）
上述した実施の形態１では、アーム部７１外部にリザーバー７８を設けたが、本実施の形態２では、リザーバーもアーム内に格納する。
【００３４】
すなわち、図４に示すように、実施の形態２にかかる自動分析装置２は、測定機構１０３と制御機構１０４とを備える。具体的には、測定機構１０３は、自動分析装置１が備えた検体分注部７０に替えて、検体分注部９０を備える。検体分注部９０は、図５に示すように、アーム部９１と検体吸排部９２と、チップ格納部９３−１とチップ廃棄部９３−２と、アーム駆動部９４とを有する。また、制御機構１０４は、自動分析装置１が備えた制御部１１０に替えて、制御部１５０を有する。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３５】
検体吸排部９２は、プローブ９２ａとプローブ９２ａの先端に着脱可能に取り付けられているチップ９２ｂとを有する。検体吸排部９２に対してチップ９２ｂを装着する際には、チップ格納部９３−１内の所定のチップ装着位置にプローブ９２ａを下降させることによってチップ９２ｂを装着する。他方、チップ廃棄部９３−２でチップ９２ｂをプローブ９２ａより脱却する際には、例えばスリット状の切り欠きを有する不図示の治具を、チップ廃棄部９３−２に設けておき、このスリット部分にプローブ９２ａを挿入した後、プローブ９２ａを上昇させることによって使用済のチップ９２ｂを取り外し、自動的に落下させる構成とすればよい。
【００３６】
制御部１５０は、制御部１１０と同様に、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によって実現される。また、制御部１５０は、制御部１１０と同様に、自動分析装置２の各部の制御を行うとともに、アーム駆動部９４を制御してプローブ９２ａをチップ格納部９３−１およびチップ廃棄部９３−２に移送する。
【００３７】
アーム部９１は、アーム部７１と同様に、プローブ９２ａを保持し水平方向にのびるアーム９１ａと、アーム９１ａを支えて鉛直方向にのびるアーム軸９１ｂとを有する。また、アーム駆動部９４は、制御部１５０の制御のもと、アーム駆動部７４と同様に、アーム部９１を水平方向に回転させるとともに鉛直方向に上下動させる。
【００３８】
また、アーム部９１は内部に、配管９５とポンプ９６と作動流体Ｓを収容するリザーバー９８とを格納する。配管９５の一端は、連結部９７を介してプローブ９２ａと連結しており、配管９５の他端は、リザーバー９８まで達している。ポンプ９６は、電気浸透流ポンプによって実現され、配管９５の途中に設置される。配管９５と、ポンプ９６と、先端部を除いた検体吸排部９２とには、作動流体Ｓが充填されている。
【００３９】
なお、本実施の形態２において、リザーバー９８は、アーム部９１内に格納できるような小型な容器によって実現される。自動分析装置２は、検体と直接接触するチップ９２ｂを、検体を分注するごとに交換するため、プローブ９２ａの洗浄が不要であり、作動流体Ｓが消費されない。そのため、リザーバー９８は、配管９５とポンプ９６と検体吸排部９２とを満たす量の作動流体Ｓのみを収容可能な小型容器でよい。
【００４０】
このように、実施の形態２では、ポンプ９６とともに、リザーバー９８もアーム部９１内部に格納するので、検体の吸排動作を行うためのすべて装置をアーム部９１内に格納することができる。したがって、配管９５をアーム部９１外に伸ばす必要がなく、装置設計が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置の概略を示す図である。
【図２】図１に示す自動分析装置が備える分注部の概略を示す図である。
【図３】電気浸透流ポンプにおける供給電圧と流量との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかる自動分析装置の概略を示す図である。
【図５】図４に示す自動分析装置が備える分注部の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１，２  自動分析装置
１０  検体供給部
１１  検体ラック
１２  検体容器
２０  反応容器保持部
２１  反応容器
２２  保温部材
２３  ホイール
２４  開口部
３０−１，３０−２  試薬容器保持部
３１−１，３１−２  試薬容器
４０−１  第１攪拌部
４０−２  第２攪拌部
４１−１，４１−２  攪拌棒
５０  測光部
５１  光源
５２  測光センサ
６０  洗浄・乾燥部
７０、９０  検体分注部
７１，９１  アーム部
７１ａ，９１ａ  アーム
７１ｂ，９１ｂ  アーム軸
７２，８２−１，８２−２，９２ａ  プローブ
７３，８３−１，８３−２  洗浄槽
７４，９４  アーム駆動部
７５，９５  配管
７６，９６  ポンプ
７７，９７  連結部
７８，９８  リザーバー
８０−１，８０−２  試薬分注部
９２  検体吸排部
９２ｂ  チップ
９３−１  チップ格納部
９３−２  チップ廃棄部
１０１，１０３  測定機構
１０２，１０４  制御機構
１１０，１５０  制御部
１２０  分析部
１３０  入力部
１４０  出力部
Ｓ  作動流体
【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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