(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料と試薬とを反応させる反応容器と、ノズルを用いて血液試料を採取し前記反応容器に分注する試料分注機構と、試薬を前記反応容器に分注する試薬分注機構と、前記反応容器内の吸光度を測定する吸光光度計と、を少なくとも備えた自動化学分析装置において、
測定項目として血球成分を必要とする測定項目と血球成分を必要としない測定項目を含み、血球成分を必要とする測定項目は血球成分を必要としない測定項目よりも試料へのノズル侵入距離が大きくなるようにノズル侵入距離に関する情報が設定されている分析条件設定部と、
試料の液面を検知する液面検知部と、
前記分析条件設定部のノズル侵入距離に関する情報及び前記液面検知部の液面位置情報に基づいて、ノズル下降距離を算出するノズル下降距離算出部と、
前記ノズル下降距離算出部により算出されたノズル下降距離に基づいて前記試料分注機構を動作させる試料分注機構制御部と、を備え
前記ノズル下降距離算出部は、測定項目が血球成分を必要とするものである場合は、液面位置情報及び試料容器の下死点情報に基づいて試料量を算出し、さらに、ヘマトクリット値が最低値であると仮定して、血球成分が沈降した場合の血球部分の表面位置を算出し、液面位置から血球部分の表面位置までの距離以上のノズル侵入距離を算出するものであることを特徴とする自動化学分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液試料中の目的成分の濃度又は活性値を測定する自動化学分析装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
調製した反応液を反応容器兼測光セルに収容して吸光度測定法により試料中の目的成分を定量する自動化学分析装置（反応セル直接測光型自動分析装置）において、試料容器にノズルを侵入させて試料を採取する際、試料容器の種類及び項目ごとの使用量に応じて試料吸引時に空気の空吸いをさせることなく、かつ液面からのノズル先端の侵入深さが最小限となるように、ノズルの試料液面からの侵入距離が制御される。これは、ノズル外壁面への試料の付着を少なくし、誤差を小さくするためである。このような試料採取方法を行なう場合の試料としては、血清や尿など時間が経過しても均質な試料を想定していた。
【０００３】
全血試料を検体として血液中のヘモグロビン（以下、Ｈｂと略記する）及びヘモグロビンＡ1C（以下、ＨｂＡ1Cと略記する）を測定する場合、血球成分を採取する必要がある。ＨｂＡ1CとＨｂを測定し、Ｈｂに占めるＨｂＡ1Cの割合（％）を求めると、そのＨｂＡ1Cの割合は糖尿病の指標となる。したがって、採取した試料中に血球成分が含まれていれば血漿成分が多少混ざっていても問題はないが、すべて血漿成分ではＨｂＡ1Cの測定はできない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１は、全血試料を試料容器中で放置したときの成分の分離を表す模式図である。
Ｈｂ測定及びＨｂＡ1C測定には、血球成分をサンプリングする必要があるが、全血試料を入れた多数の試料容器を収納部に設置して測定を開始した場合、時間の経過とともに血球成分が沈降し、血漿部分と血球部分の二層に分かれる。そのため、従来のように最小限の侵入深さにより試料を採取すると、成分の分離した試料では血球成分の採取ができず、血漿成分のみが採取される。
このような不具合を解消するために、試料の採取直前に作業者により再度転倒混和する必要があり、自動化の障害となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、自動分析装置を用いてＨｂ測定やＨｂＡ1C測定など血球成分の測定もできるようにするために、血球の採取も確実にできるようにし、かつ自動化を実現することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
図２は本発明の一態様を表すブロック図である。
ノズルを用いて試料を吸引・吐出する試料分注機構６は試料分注機構制御部２８により動作を制御される。試料分注機構制御部２８には、測定項目により試料へのノズル侵入距離に関する情報が予め設定されている分析条件設定部３２のノズル侵入距離情報及び液面検知部３４の液面位置情報に基づいてノズル下降距離を算出するノズル下降距離算出部３０が接続されている。
【０００７】
この態様を具体的に示すと、試料と試薬とを反応させる反応容器と、ノズルを用いて血液試料を採取し反応容器に分注する試料分注機構と、試薬を反応容器に分注する試薬分注機構と、反応容器内の吸光度を測定する吸光光度計と、を少なくとも備えた自動化学分析装置であって、測定項目として血球成分を必要とする測定項目と血球成分を必要としない測定項目を含み、血球成分を必要とする測定項目は血球成分を必要としない測定項目よりも試料へのノズル侵入距離が大きくなるようにノズル侵入距離に関する情報が設定されている分析条件設定部と、試料の液面を検知する液面検知部と、分析条件設定部のノズル侵入距離に関する情報及び液面検知部の液面位置情報に基づいて、ノズル下降距離を算出するノズル下降距離算出部と、ノズル下降距離算出部により算出されたノズル下降距離に基づいて試料分注機構を動作させる試料分注機構制御部とを備えており、前記ノズル下降距離算出部は、測定項目が血球成分を必要とするものである場合は、液面位置情報及び試料容器の下死点情報に基づいて試料量を算出し、さらに、ヘマトクリット値が最低値であると仮定して、血球成分が沈降した場合の血球部分の表面位置を算出し、液面位置から血球部分の表面位置までの距離以上のノズル侵入距離を算出するものとなっている。
【０００８】
測定項目が分析条件設定部３２に入力され、試料の採取を開始する。液面検知部３４により試料の液面を検知する。ノズル下降距離算出部３０により、分析条件設定部３２のノズル侵入距離に関する情報及び液面検知部３４の液面位置情報に基づいてノズル下降距離を算出する。
入力された測定項目がＨｂ測定又はＨｂＡ1C測定のように血球成分を必要とする場合は、ノズル下降距離算出部３０で算出されるノズル下降距離は大きくなる。そのノズル下降距離に基づいて、試料分注機構制御部２８により、試料分注機構６を動作させて、ノズルを試料に侵入させる。その結果、全血試料の血球成分が沈降していてもノズルの先端は血球部に到達し、血球成分を採取することができる。
測定項目が血球成分を必要としない場合は、ノズル下降距離算出部３０で算出されるノズル下降距離は最小限の侵入深さになる。そのノズル下降距離に基づいて、試料分注機構制御部２８により、試料分注機構６を動作させて、ノズルを試料に侵入させる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図３は参考例を表すブロック図である。
撹拌翼を用いて試料を撹拌する試料撹拌機構３６は試料撹拌機構制御部３８により動作を制御される。試料撹拌機構制御部３８には、試料の液面を検知する液面検知部４０が接続されている。
【００１０】
この参考例の態様を具体的に示すと、試料と試薬とを反応させる反応容器と、ノズルを用いて試料を採取し反応容器に分注する試料分注機構と、試薬を反応容器に分注する試薬分注機構と、反応容器内の吸光度を測定する吸光光度計と、を少なくとも備えた自動化学分析装置であって、撹拌翼を用いて試料を撹拌する試料撹拌機構と、試料の液面を検知する液面検知部と、液面検知部の液面位置情報に基づいて、撹拌翼を試料液面から一定距離の位置に侵入させて動作させる試料撹拌機構制御部とを備えている。
【００１１】
液面検知部４０により試料の液面を検知する。液面検知部４０の液面位置情報は試料撹拌機構制御部３８に送られ、その液面位置情報に基づいて、撹拌を確実に行なうことができ、かつ撹拌翼の侵入距離が最小限になるように、試料撹拌機構制御部３８により、試料撹拌機構３６を動作させて撹拌翼を試料に侵入させ、試料を撹拌する。
【００１２】
【実施例】
（実施例１）
図４に本発明の一態様が適用される自動化学分析装置の一例を示す。
２は反応ディスクであり、そのキュベットローラ３に沿ってキュベットを兼ねる反応容器４が一列に配列されて環状の反応ライン５が形成されている。反応容器に試料を注入するために、試料分注機構６が反応ライン５の近くに配置されている。試料分注機構６ではサンプリングテーブル８の円周に沿って試料容器７が配列されており、試料吸引採取位置１３の試料容器７から試料を分注するために試料分注器９が配置されている。試料分注器９の先端にはノズル１０が設けられており、ノズル１０は移動経路１１に沿って試料分注位置１４の反応容器と試料吸引採取位置１３の試料容器の間を移動する。移動経路１１上には洗浄つぼ１２が設けられており、ノズル１０を洗浄できるようになっている。
【００１３】
反応容器に試薬を注入するために、反応ライン５の近くに試薬注入装置１６が配置されている。試薬注入装置１６では試薬トレイ１８の円周に沿って試薬容器１７が配置されており、試薬吸引採取位置２３の試薬容器１７から試薬を分注するために試薬分注器１９が配置されている。試薬分注器１９の先端にはノズル２０が設けられており、ノズル２０は試薬分注位置２４の反応容器と試薬吸引採取位置２３の試薬容器の間を移動経路２１に沿って移動する。移動経路２１上には洗浄つぼ２２が配置され、ノズル２０が洗浄できるようになっている。
【００１４】
反応ライン５上には更に洗浄及び脱水器２６が配置され、反応ライン５に沿って吸光光度計２７も配置されている。反応ライン５は矢印１５の方向に間欠的に回転する。図には現れていないが、反応ライン５の下側には反応容器４内の反応溶液を保温する保温水槽が設けられている。また、各部の動作を制御し吸光光度計２７からの吸光度により試料の濃度又は活性値を算出する制御部（図示略）も設けられている。
【００１５】
２試薬系で測定する場合は、試薬注入装置１６と同じ構成の試薬注入装置が反応ラインに沿ってもう１台配置されることになる。反応容器４に対して一方の試薬注入装置から第１試薬が、他方の試薬注入装置から第２試薬がそれぞれの試薬注入位置で分注される。
【００１６】
洗浄及び脱水器２６には複数の洗浄ノズルが反応ライン５に沿って配置されており、反応液の吸引、洗浄液の給排出、反応容器ブランク測定用の給水、その水の排出及び乾燥の過程が順次なされる。洗浄液には純水又は洗剤溶液が使用される。
１サイクル中の試料分注、試薬分注、撹拌、反応容器洗浄は反応ディスク停止時に行なわれ、吸光光度計２７による反応容器内の反応溶液の光学的読取りは反応ディスク回転時に行なわれる。
【００１７】
図５は、実施例１における試料採取時のノズル、試料及び試料容器を表す模式図であり、（Ａ）は転倒混和直後の全血試料採取時、（Ｂ）は血球成分が沈降した全血試料採取時、（Ｃ）は転倒混和直後のグルコース試料採取時、（Ｄ）は血球成分が沈降したグルコース試料採取時を表す。グルコースは一般的な測定項目の一つであり、ＨｂＡ1Cとともに糖尿病の指標となりうる。グルコースとＨｂＡ1Cをともに測定することにより、糖尿病診断の正確さが高まる。
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）では、血球成分測定用の試料容器が使用され、全血試料が入れられており、（Ａ）及び（Ｃ）では転倒混和直後なので血漿成分と血球成分が混和しているが、（Ｂ）及び（Ｄ）では血球成分が沈降して血漿部分と血球部分が分かれている。
【００１８】
図６は、実施例１の試料採取時の動作を表すフローチャートである。図４から図６を用いてその動作を説明する。
分析条件設定部３２に測定項目を入力する。参考形態では、分析条件設定部３２には測定項目により試料へのノズル侵入距離が予め設定されている。表１にその一例を示す。
【００１９】
【表１】
測定項目   ┃  液面からのノズル侵入距離（ｍｍ）
━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━
グルコース  ┃                ２
Ｈｂ     ┃              １０
ＨｂＡ1C   ┃              １０
【００２０】
次に、試料の液面検知を行なう。
サンプリングテーブル８を回転させて測定する試料が入った試料容器７を試料吸引採取位置１３に移動させ、さらに試料分注器９も試料吸引採取位置１３に移動させる。カウンタを作動させながらノズル１０を下降させて試料の液面を検知し、液面位置情報をノズル下降距離算出部３０に送る。
ここでは試料分注機構を使用して液面を検知するが、例えば光学的読取りなど他の液面検知方法により液面を検知してもよい。
【００２１】
ノズル下降距離算出部３０により、カウンタにより示された液面位置情報と分析条件設定部３２からのノズル下降距離情報からノズル１０の下降距離を計算する。
測定項目がグルコースの場合は、試料吸引時に空気の空吸いをさせることなくかつ液面からのノズル先端の侵入深さが最小限となるように液面位置に２ｍｍのノズル侵入距離を加算したノズル１０の下降距離が算出される。
測定項目がＨｂ又はＨｂＡ1Cの場合は、この参考形態では、血球成分が沈降していてもノズル１０の先端が血球成分に達するように、液面位置に１０ｍｍのノズル侵入距離を加算したノズル１０の下降距離が算出される。
【００２２】
ノズル１０の先端を算出した下降距離まで下降させ（図５参照）、所定量の試料を吸引する。ノズル１０を上昇させた後、試料分注器９を移動させてノズル１０を分注位置１４に移動させる。ノズル１０を下降させ、吸引した試料を反応容器４内に分注する。
【００２３】
試料を反応容器４に分注した後は、反応ディスク２を所定の角度だけ回転させてその反応容器４を試薬分注位置２４に移動させ、試薬注入装置１６により設定項目にあわせて試薬を分注し、さらに反応ディスク２を所定の角度だけ回転させて、吸光光度計２７により反応容器４内の所望の成分を測定する。
試料を分注して外壁に試料が付着したノズル１０は、試料に侵入した分だけ洗浄つぼ１２に侵入させて洗浄する。
【００２４】
ところで、全血試料に対する血球部分の容積百分率（％）をヘマトクリット値（以下Ｈｔという）といい、男性で４５％程度、女性で４０％程度が健常人の中心値である。しかし、試料によっては、２５〜６０％程度の範囲を取るので、一番低い２５％程度であっても自然放置後に血球成分を採取できなければならない。
また一方で、採血管での採血量は試料によってまちまちであり、液面の高さは一定ではない。例えば２ｍｌ採血管の仕様であっても２.５ｍｌ程度の吸引を行なうことがあり、採血量が多くなる。
この二つを考えあわせて、採血量が多く、かつＨｔが小さい試料のとき、血漿層の厚みが大きくなる（図７（Ｂ）参照）。
【００２５】
上の参考形態では、Ｈｂ測定及びＨｂＡ1C測定の際のノズル侵入距離を１０ｍｍに固定しているが、実施例としては、図７（Ａ）に示すように、試料量が少なく、液面から試料容器の下死点までの距離が設定されたノズル侵入距離よりも小さい場合は下死点で試料を吸引する。
【００２６】
また、上の参考形態では、Ｈｂ測定及びＨｂＡ1C測定の際のノズル侵入距離を固定しているが、実施例としては、試料量によりノズル侵入距離を変更できる構成にする。
そのノズル侵入距離の算出方法の一例を図２を参照して説明すると、まず、液面検知部３４により試料の液面位置を検知する。分析条件設定部３２には測定項目を設定しておき、液面検知した試料に対する測定項目をノズル下降距離算出部３０に送る。ノズル下降距離算出部３０により、測定項目がＨｂ測定又はＨｂＡ1C測定の場合は、液面位置情報及び試料容器の下死点情報に基づいて試料量を算出し、さらに、Ｈｔが最低の２５％であると仮定して、血球成分が沈降した場合の血球部分の表面位置を算出し、液面位置から血球部分の表面位置までの距離以上のノズル侵入距離を算出する。そのノズル侵入距離及び液面位置情報に基づいてノズルを下降させることにより、血球成分を確実に採取することができる。
【００２７】
（比較例）
図８に比較例が適用される自動化学分析装置の一例を示す。図５と同じ部分は説明を省略する。
試料撹拌機構３６が試料分注機構６の近くに配置されている。試料撹拌機構３６では、試料撹拌位置５２の試料容器７に入れられた試料を撹拌するために試料撹拌器４４が配置されている。試料撹拌器４４の先端には撹拌翼４６が設けられており、撹拌翼４６は移動経路４８に沿って試料撹拌位置５２の反応容器と移動経路４８上に設けられた洗浄つぼ５０の間を移動する。洗浄つぼ５０では撹拌翼４６を洗浄できるようになっている。
【００２８】
図９は、比較例における試料撹拌時動作を表す模式図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は通常の採血量の場合、（Ａ'）〜（Ｄ'）は採血量が多い場合を表す。図３、図８及び図９を参照してその動作を説明する。
まず、実施例１と同様にして、試料容器７と試料分注器９を試料吸引採取位置１３に移動させ、カウンタを作動させながらノズル１０を下降させて試料の液面を検知する（図９（Ａ）,（Ａ'））。ここでは試料分注機構を使用して液面を検知するが、例えば光学的読取りなど他の液面検知方法により液面を検知してもよい。
【００２９】
サンプリングテーブル８を回転させてその試料容器７を試料撹拌位置５２に移動させ、試料撹拌器４４も試料撹拌位置５２に移動させる。試料撹拌機構制御部３８により、液面検知部４０の液面位置情報に基づいて、撹拌を確実に行なうことができ、かつ撹拌翼の侵入距離が最小限になるように撹拌翼４６を下降させる（図９（Ｂ）,（Ｂ'））。
次に、撹拌翼４６を回転させて試料を撹拌する。この撹拌動作により、沈降していた血球成分は舞い上がり、一様な試料となる（図９（Ｃ）,（Ｃ'））。
【００３０】
撹拌翼４６を上昇させた後、サンプリングテーブル８を回転させてその試料容器７を試料吸引採取位置１３に移動させ、試料分注器９を試料吸引採取位置１３に移動させる。試料吸引時に空気の空吸いをさせることなくかつ液面からのノズル先端の侵入深さが最小限となるようにノズル１０を下降させ、試料を採取する。（図９（Ｄ）,（Ｄ'））
試料を反応容器４に分注した後は、実施例１と同様にして反応容器４内の所望の成分を測定する。
試料を分注して外壁に試料が付着したノズル１０は、試料に侵入した分だけ洗浄つぼ１２に侵入させて洗浄する。
試料を撹拌して外壁に試料が付着した撹拌翼４６は、試料に侵入した分だけ洗浄つぼ５０に侵入させて洗浄する。
新たに撹拌が必要な試料があれば上記の動作を繰り返す。
【００３１】
試料により採血量が異なっていても、ノズル１０又は撹拌翼４６を試料に侵入する深さは一定であり、採血量に拘わらずノズル１０又は撹拌翼４６を同じ洗浄つぼ２２又は５０で洗浄が可能である。
また、試料の撹拌は、１）配置された全ての試料に対して行なう、２）指定位置の試料に対してのみ行なう、３）指定の試料容器に対してのみ行なう、４）指定の項目が含まれる試料に対してのみ行なう、のいずれでもよい。いずれの場合もサンプリング前に試料を均一にすることが目的である。
比較例は、測定対象は全血試料に限定されるものではなく、例えば長時間放置により結晶が析出するものがある尿試料など、その均質性が変化するような試料にも適用することができる。
【００３２】
以上、本発明を適用した一実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、試料及び分析試薬を反応容器に分注する分注機構を備えた自動分析装置、又は撹拌機構をさらに備えた自動分析装置であれば、同様に適用することができる。
【００３３】
本発明は特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を行なうことができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明による自動化学分析装置では、液面検知部により試料の液面を検知し、ノズル下降距離算出部により、測定条件設定部のノズル侵入距離情報及び液面検知部の液面位置情報に基づいてノズル下降距離を算出し、測定項目がＨｂ測定又はＨｂＡ1C測定の場合、試料液面からのノズル侵入距離を大きくしてノズル下降距離を算出するようにしたので、血球成分が時間の経過により沈降していても血球成分からの試料採取を確実に行なうことができる。さらに、試料採取の直前に転倒混和する必要がなくなるので、自動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  全血試料を放置したときの成分の分離を表す模式図である。
【図２】  本発明の一態様を表すブロック図である。
【図３】  参考例を表すブロック図である。
【図４】  本発明の一態様が適用される自動化学分析装置の一例を示す概略斜視図である。
【図５】  実施例１における試料採取時のノズル、試料溶液及び試料容器を表す模式図であり、（Ａ）は転倒混和直後の全血試料採取時、（Ｂ）は血球成分が沈降した全血試料採取時、（Ｃ）は転倒混和直後のグルコース試料採取時、（Ｄ）は血球成分が沈降したグルコース試料採取時を表す図である。
【図６】  同実施例の試料採取時の動作を表すフローチャートである。
【図７】  血球成分が沈降した全血試料を表す模式図であり、（Ａ）は採血量が少ないもの、（Ｂ）は採血量が多いものを表す。
【図８】  参考例が適用される自動化学分析装置の一例を示す概略斜視図である。
【図９】  参考例における試料撹拌時動作を表す模式図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は通常の採血量の場合、（Ａ'）〜（Ｄ'）は採血量が多い場合を表す。
【符号の説明】
６      試料分注機構
２８      試料分注機構制御部
３０      ノズル下降距離算出部
３２      分析条件設定部
３４      液面検知部
【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】
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【図８】
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【図９】
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