JP2006084367A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
他の試薬の影響を受けない精度の高い分析が可能な自動分析装置を提供する。
【解決手段】
複数の反応容器と、該複数の反応容器を搬送する反応容器搬送手段と、試料を前記反応容器搬送手段上の反応容器に分注する試料分注手段と、複数の試薬容器を周上に配置する複数の試薬ディスクと、該試薬容器から試薬を吸引して前記反応容器に吐出する試薬分注手段と、前記複数の試薬ディスク上の試薬容器から吸引した試薬を、試薬ディスク毎に前記反応容器搬送手段の異なる反応容器に吐出するように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【選択図】図１

Description

本発明は血液等の成分を自動的に分析する自動分析装置に係り、特により多くの試薬を搭載でき、かつ時間あたりの処理能力の高い自動分析装置に関する。

血液等の生体試料を自動的に分析し、結果を出力する自動分析装置は、患者数の多い大病院，中小病院，医院から検査を請け負い検査を行う検査センターなどにおいて効率良く分析を行うのになくてはならない装置になっている。

そのような自動分析装置は、コンパクトでより多種類の分析ができ、かつ処理速度の高いものが望まれており、従来種々のものが提案されている。例えば特許文献１には同心円状に試薬を載置可能にした試薬ディスクを２つ設け、かつ同心円状の各試薬容器列に対応して独立して可動可能な試薬プローブを設けた自動分析装置が開示されている。すなわち、試薬ディスクを同心円状に配置することにより、試薬の搭載可能数を多くし、かつ試薬プローブを各試薬容器列に対応して独立して可動可能に設けることにより、処理速度の低下を防ごうというものである。

また、特許文献２には、複数の試薬ディスクのそれぞれの周上に配置された異なる試薬容器から、反応ディスク上の同一の反応容器に試薬の分注が可能な試薬分注プローブを備えた自動分析装置が開示されている。この場合は、ランダムな組み合わせの分析を高処理能力で行えるという特徴がある。

特開平５−１０９５７号公報 特開２００４−０４５１１２号公報

特許文献１に記載の技術では１つの試薬ディスク上の試薬容器列にアクセスする複数の試薬プローブは同一の回転軸を中心にして動作する構造となっている。

この場合、同一試薬ディスク上の試薬容器からの試薬は反応ディスク上の同一の分注位置にある反応容器にしか分注することができない。また、異なる試薬ディスク上の試薬容器からの試薬は反応ディスク上の異なる位置にしか分注することができない。

すなわち、試薬容器の配置で規定された組み合わせの試薬しか吸引できず、ランダムな組み合わせの分析を高処理能力で行うことができないという問題がある。

また、特許文献２に記載の方法では、異なる試薬ディスク上の試薬を反応ディスク上のどの反応容器に対しても分注するように構成されていることから、反応容器の洗浄が不十分な場合、前の分析で用いられた試薬が反応容器を介してキャリーオーバを発生し、次の分析の精度を悪化する危険性があった。

本発明の目的は、時間あたりの処理能力が高く、かつ反応容器を介したキャリーオーバの発生確率の低い自動分析装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の構成は次の通りである。

複数の反応容器と、
該複数の反応容器を搬送する反応容器搬送手段と、
試料を前記反応容器搬送手段上の反応容器に分注する試料分注手段と、
複数の試薬容器を周上に配置する、少なくとも１つの試薬容器搬送手段と、
該試薬容器搬送手段上の試薬容器から試薬を吸引して前記反応容器に吐出する試薬分注
手段と、
前記試薬搬送手段上の試薬容器を複数の試薬系統に分け、かつ前記反応容器搬送手段上の反応容器を複数の反応容器系統に分けるとともに、該試薬容器搬送手段上の試薬容器から吸引した試薬を、試薬系統毎に前記反応容器搬送手段上の異なる反応容器系統の反応容器に吐出するように前記試薬分注手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする自動分析装置。

反応容器搬送手段とは反応容器をベルトコンベア，円板上などに載置し、該ベルトコンベア，円板を移動させることにより反応容器を移動（搬送）させるものである。試料分注手段，試薬分注手段等の分注手段は通常分注位置が限られるが、その限られた分注位置に対し任意の反応容器を搬送できるような機構であれば、本発明に適用可能である。従い、例示したベルトコンベア，円板には限定されない。

試薬容器搬送手段についてもその構成は反応容器搬送手段と同様である。

複数の試薬系統とは、１つの試薬系統に属する試薬のみで分析を完結できるような試薬の組み合わせを意味する。多くの生化学分析は１つの分析項目に２種類の異なる試薬を用いる（１試薬反応，３試薬反応もあるが）。そのような１つの分析項目の分析ができるような試薬の組み合わせを備えたものをここでは試薬系統と称している。例えば、２つの試薬ディスク１，２を備え、それぞれの試薬ディスクを異なる試薬系統に対応させても良い。この場合、分析項目Ａ，Ｂ，Ｃに使用する試薬は試薬ディスク１に、分析項目Ｄ，Ｅ，Ｆに使用する試薬は試薬ディスク２に配置することを称して、複数の試薬容器搬送手段が前記複数の試薬系統に対応する、と表現している。

例えば、分析項目Ａ，Ｂ，Ｃに使用する試薬と分析項目Ｄ，Ｅ，Ｆに使用する試薬では試薬どうしが混じり合うと分析結果に悪影響を及ぼす、いわゆる試薬クロスコンタミネーションの可能性があったとしても、本発明では異なる試薬系統毎に反応容器を使い分けており、同じ反応容器を介して試薬が混じりあうことがないため、試薬クロスコンタミネーションの発生をなくすことができる。

試薬系統は物理的に異なる試薬容器搬送手段を用いる必要は無く、例えば同じ試薬ディスク上でも同心円状に内周側と外周側の２列の試薬容器列を備え、内周側と外周側の反応容器列をそれぞれ異なる試薬系統に指定しても良い。

また、複数系統の試料分注手段をもち、個々の試料分注系統が、反応容器搬送手段の特定の領域にある反応容器に試料を吐出するように制御する制御手段、を備えても良い。

また、反応容器内の液体に接触せずに攪拌する攪拌手段を備えても良い。

また、反応容器搬送手段上の固定された位置の反応容器を、動作開始時に装置上の特定の位置に移動するように制御しても良い。

また、個々の反応容器を系統ごとに対応させ、装置動作開始時に特定の位置にある反応容器の対応する系統に応じて、最初に動作させる試料分注系統または試薬分注系統を選択するように制御しても良い。

以上に示したように、本発明においては、複数の試薬分注系統を持ち、それぞれの分注系統から特定の反応容器にのみ試薬を分注するように制御するため、反応容器を介して別の分注系統からの試薬の影響を受けることが無く、分析精度の高い自動分析装置を供給することが可能である。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１実施例の上面図である。筐体６２上の反応ディスク３６には５４個の反応容器３５が円周上に並んでいる。反応ディスク３６の内側に第２系統試薬ディスク４２が、外側に第１系統試薬ディスク４１が配置されている。第１系統試薬ディスク４１，第２系統試薬ディスク４２にはそれぞれ複数の試薬容器４０が円周上に載置可能である。１つの試薬容器４０には２つの試薬が入る。反応ディスク３６の近くにサンプル容器１０を載せたラック１１を移動する搬送機構１２が設置されている。第１系統試薬ディスク４１と第２系統試薬ディスク４２の上にレール２５，２６が配置され、レール２５にはレールと平行な方向および上下方向に移動可能な第１系統第１タイミング用試薬プローブ２０，第２系統第１タイミング用試薬プローブ２１が、レール２６にはレールと３軸方向に移動可能な第１系統第２−３タイミング用試薬プローブ２２，第２系統第２−３タイミング用試薬プローブ２３が設置されている。反応容器３５と搬送機構１２の間には、回転及び上下動可能な第１系統サンプルプローブ１５，第２系統サンプルプローブ１６が設置されている。反応ディスク３６の周囲には、超音波攪拌装置３０，３１，３２，光源５０，検出光学装置５１，容器洗浄機構
４５が配置されている。サンプルプローブ１５，１６，試薬プローブ２０，２１，２２，２３のそれぞれの動作範囲に洗浄ポート５４が設置されている。検出光学装置５１，反応容器３５，試薬ディスク４１，試薬プローブ２０，２１，２２，２３，サンプルプローブ１５，１６はそれぞれコントローラ６０に接続している。

反応ディスク３６には図２に示したようにサンプル分注位置，第１タイミング試薬分注位置，第２タイミング試薬分注位置，第３タイミング試薬分注位置，攪拌位置，測定位置，洗浄位置が決められている。また反応ディスク上に配置された反応容器３５を便宜上１から５４の容器番号で区別する。

反応ディスクは定められたサイクル時間を単位として１１ピッチずつ半時計回りに回転して停止する。すなわち最初のサイクルでサンプル分注位置にあった容器番号１の反応容器は次のサイクルでは第１タイミング試薬分注の位置に進む。

この装置を用いての分析は次の手順で行われる。

まず、装置のリセット動作で、容器番号１の反応容器３５がサンプル分注位置に移動する。

サンプル容器１０には血液等の検査対象の試料が入れられ、ラック１１に載せられて搬送機構１２によって運ばれる。まず、第１系統サンプルプローブ１５が特定位置にあるサンプル容器１０から１番目のテストに必要な量の試料を吸引する。１番目のサイクルで、反応ディスク上のサンプル分注位置にある容器番号１の反応容器３５に第１系統サンプルプローブ１５から所定の量の試料を吐出する。その間に第１系統第１タイミング用試薬プローブ２０は第１系統試薬ディスク４１上の１つの試薬容器４０から、１番目のテストに対応する第１試薬を所定量吸引する。

２番目のサイクルでは当該反応容器は第１タイミング試薬分注の位置に進む。ここで、第１系統第１タイミング用試薬プローブ２０は第１試薬を所定量当該反応容器に吐出する。その間に第１系統サンプルプローブ１５は洗浄される。

３番目のサイクルでは、容器番号１の反応容器内は、超音波攪拌装置３０により、非接触で試薬と試料が攪拌される。その間に試薬プローブ２０は洗浄される。

４番目のサイクルでは、容器番号１の反応容器が光源５０と検出光学装置５１の間を通過し、光学的な測定が行われる。

９番目，１４番目，１９番目，２４番目，２９番目，３４番目，３９番目のサイクルでも同様に光学的な検出が行われる。

１番目のテストが第２試薬を第２タイミングで分注するものである場合は、１６番目のサイクルで第１系統第２−３タイミング用試薬プローブ２２が第１系統試薬ディスク４１上の試薬容器４０から第２試薬を吸引し、１７番目のサイクルで容器番号１の反応容器に吐出する。１８番目のサイクルで超音波攪拌装置３１により反応ディスク上１８の位置にある容器番号１の反応容器内の液を攪拌する。

１番目のテストが第２試薬を第３タイミングで分注するのものである場合は、２６番目のサイクルで第１系統第２−３タイミング用試薬プローブ２２が第１系統試薬ディスク
４１上の試薬容器４０から第２試薬を吸引し、２７番目のサイクルで容器番号１の反応容器に吐出する。２８番目のサイクルで超音波攪拌装置３１により容器番号１の反応容器内の液を攪拌する。

第２試薬を分注して攪拌してから光学的測定を繰り返した後、４４番目のサイクルおよび４９番目のサイクルで容器洗浄機構４５により当該反応容器の液を吸引して洗浄液を注入する。また、５４番目のサイクルで洗浄液を完全に吸引する。

検出光学装置５１で複数回行われた光学的測定結果はコントローラ６０に送られて、１番目のテストの測定項目の濃度を計算される。

２番目のテストは、まず１番目のサイクル中に第２系統サンプルプローブ１６で特定位置にあるサンプル容器１０から２番目のテストに必要な量の試料を吸引する。２番目のサイクルで、反応ディスク上のサンプル分注位置には容器番号１２の反応容器３５が来ている。第２系統サンプルプローブ１６から所定の量の試料を容器番号１２の反応容器３５に吐出する。その間に第２系統第１タイミング用試薬プローブ２１は第２系統試薬ディスク４２上の１つの試薬容器４０から、２番目のテストに対応する第１試薬を所定量吸引する。

引き続くサイクルで、１番目のテストと同様の手順の動作が行われる。しかしこの場合は、サンプル分注は第２系統サンプルプローブ１６，試薬分注は第２系統試薬ディスク
４２内の試薬を、第２系統第１タイミング用試薬プローブ２１および第２系統第２−３タイミング用試薬プローブ２３を用いて分注される。

３番目以降のテストも同様に行われる。容器番号が奇数のものについては、奇数サイクルにおいて第１系統サンプルプローブ１５によってサンプル分注が行われ、第１系統第１タイミング用試薬プローブ２０，第１系統第２−３タイミング用試薬プローブ２２を用いて第１系統試薬ディスク４１内の試薬が分注されるようにコントローラ６０で制御される。容器番号が偶数のものについては、偶数サイクルにおいて第２系統サンプルプローブ
１６によってサンプル分注が行われ、第２系統第１タイミング用試薬プローブ２１，第２系統第２−３タイミング用試薬プローブ２３を用いて第２系統試薬ディスク４２内の試薬が分注されるようにコントローラ６０によって制御される。

そのサンプルで分析するべき項目の試薬が、そのサイクルで分注可能な系統の試薬ディスクに配置されていない場合は、そのサイクルのサンプル分注は見送られる。

分析すべきサンプルが途切れ、一連の分析動作が終了すると、装置は停止モードにはいり、反応ディスク３６は回転を停止する。しかし、外部から動作停止命令が入るまでの間はコントローラ６０内部ではサイクルのカウントが続行される。停止モードの最中に新たなサンプルが到着すると、サンプル分注位置にある反応容器３５が奇数の容器番号を持つ場合は第１系統サンプルプローブ１５で分注を開始し、偶数の容器番号を持つ場合は第２系統サンプルプローブ１６でサンプル分注を開始する。

この実施例においては、容器番号が奇数の反応容器３５には、系統１の試薬ディスク内の試薬しか分注されることがなく、容器番号が偶数の反応容器３５には系統２の試薬ディスク内の試薬しか分注されることが無い。従って、試薬の混在により測定結果に影響のある分析項目の試薬を、系統１と系統２の試薬ディスクに予め分離して配置しておくことにより、反応容器を介したキャリーオーバにより分析精度が低下することを防止することができる。

また、この実施例においては、分析が一旦中断して再開された場合も、容器番号が奇数の反応容器３５には、系統１の試薬ディスク内の試薬しか分注されることがなく、容器番号が偶数の反応容器３５には系統２の試薬ディスク内の試薬しか分注されることが無い。したがって、中断前の分析から反応容器を介したキャリーオーバを発生することも無く、反応容器を介したキャリーオーバにより分析精度が低下することを防止することができる。

また、この実施例においては、試薬プローブ２０，２２が系統１専用であり、試薬プローブ２１，２３が系統２専用であるので、試薬プローブを介して系統１と系統２の試薬が同一の反応容器３５に混入することもないため、反応容器を介したキャリーオーバにより分析精度が低下することを防止することができる。

また、この実施例では、攪拌を反応容器内の液体に非接触の超音波攪拌装置３０，３１，３２で実施するため、攪拌機構を介して試薬が別の反応容器に混入することが無く、反応容器を介したキャリーオーバにより分析精度が低下することを防止することができる。

また、この実施例では、影響のある試薬同士を系統１と系統２に予め分けて配置することにより、反応容器を介したキャリーオーバの影響を低減できるので、容器洗浄機構４５で用いる洗浄液の量を少なくしても精度の高い分析が可能であり、ランニングコストを低減することが可能である。

またこの実施例では、同一系統内にある試薬同士のキャリーオーバのみを考慮すればよいので、影響のある試薬の項目が続いて場合に必要なキャリーオーバ回避動作の必要頻度が小さく、一定時間内に可能な処理能力の高い分析装置を提供することが可能である。

本発明の第２の実施例は、装置構成は第１の実施例と同じである。第１の実施例との違いは、リセット動作のときに反応ディスク３６は回転せず、前回の動作時の最期の状態での反応容器３５がサンプル分注位置にある状態から開始する。サンプル分注位置にある反応容器の容器番号はコントローラ６０が記憶しており、それが奇数の場合は第１系統、偶数の場合は第２系統から分注を開始する。

この実施例の場合も、容器番号が奇数の反応容器３５には、系統１の試薬ディスク内の試薬しか分注されることがなく、容器番号が偶数の反応容器３５には系統２の試薬ディスク内の試薬しか分注されることが無い。従って、試薬の混在により測定結果に影響のある分析項目の試薬を、系統１と系統２の試薬ディスクに予め分離して配置しておくことにより、反応容器を介したキャリーオーバにより分析精度が低下することを防止することができる。

また、この実施例の場合は、反応容器３５が必ず容器番号１のものから使われるわけではなく、全ての反応容器３５が満遍なく使われるので、特定の反応容器３５のみが早く損傷されることが無く、反応容器３５の交換頻度を少なくすることができるので、ランニングコストの低い自動分析装置を提供することが可能である。

図３は本発明の第３の実施例の構成図である。第１の実施例との違いは、試薬プローブ２０，２１，２２，２３が回転する構造であることと、試薬容器４０が１つの容器に１種類の試薬のみが入る形状であることである。

この場合、試薬ディスク４２には第１系統エリアと第２系統エリアがあり、それぞれに第１系統と第２系統の第１タイミング用試薬が配置される。試薬ディスク４１にも第１系統エリアと第２系統エリアがあり、それぞれに第１系統と第２系統の第２タイミング用試薬が配置される。

第１実施例と同様に、容器番号が奇数の反応容器３５には、第１系統第１タイミング用試薬プローブ２０を用いて、試薬ディスク４２上の第１系統エリアから吸引した試薬を吐出する。また第１系統第２タイミング用試薬プローブ２２を用いて、試薬ディスク４１上の第１系統エリアから吸引した試薬を吐出する。容器番号が偶数の反応容器３５には、第２系統第１タイミング用試薬プローブ２１を用いて、試薬ディスク４２上の第２系統エリアから吸引した試薬を吐出する。また第２系統第２タイミング用試薬プローブ２３を用いて、試薬ディスク４１上の第２系統エリアから吸引した試薬を吐出する。

この実施例の場合も、容器番号が奇数の反応容器３５には、系統１の試薬しか分注されることがなく、容器番号が偶数の反応容器３５には系統２の試薬しか分注されることが無い。従って、試薬の混在により測定結果に影響のある分析項目の試薬を、系統１と系統２のエリアに予め分離して配置しておくことにより、反応容器を介したキャリーオーバにより分析精度が低下することを防止することができる。

また、この実施例において、系統１と系統２のエリアをそれぞれの試薬ディスク上の固定された領域に設定しておく必要はなく、その都度ソフト的に設定し直して用いることもできる。

また、系統１と系統２で必ずしも独立したサンプルプローブおよび試薬プローブを持つ必要はなく、あるサンプルプローブまたは試薬プローブが複数の系統の分注を受け持ってもよい。

また、系統の数は２つに限定されるものではなく、３つ以上の系統があってもよい。更に、系統の数を固定せずに可変とすることもできる。この場合ユーザが設定した数の系統に試薬を分類し、系統毎に使う反応容器が固定される。

この場合は、互いに影響を及ぼさない試薬群に分類し、試薬群の数だけ系統を設定することで、反応容器を介したキャリーオーバによる影響を、より効率よく排除できる。

第１実施例の分析装置の上面図。 第１実施例の主要部分の説明図。 第３実施例の分析装置の上面図。

符号の説明

１０…サンプル容器、１１…ラック、１２…搬送機構、１５…第１系統サンプルプローブ、１６…第２系統サンプルプローブ、２０…第１系統第１タイミング用試薬プローブ、２１…第２系統第１タイミング用試薬プローブ、２２…第１系統第２−３タイミング用試薬プローブ、２３…第２系統第２−３タイミング用試薬プローブ、３０，３１，３２…超音波攪拌装置、３５…反応容器、３６…反応ディスク、４０…試薬容器、４１…第１系統試薬ディスク、４２…第２系統試薬ディスク、４５…容器洗浄機構、５０…光源、５１…検出光学装置、５４…洗浄ポート、６０…コントローラ、６２…筐体。

Claims (7)

1. 複数の反応容器と、
   該複数の反応容器を搬送する反応容器搬送手段と、
   試料を前記反応容器搬送手段上の反応容器に分注する試料分注手段と、
   複数の試薬容器を周上に配置する、少なくとも１つの試薬容器搬送手段と、
   該試薬容器搬送手段上の試薬容器から試薬を吸引して前記反応容器に吐出する試薬分注手段と、
   前記試薬搬送手段上の試薬容器を複数の試薬系統に分け、かつ前記反応容器搬送手段上の反応容器を複数の反応容器系統に分けるとともに、該試薬容器搬送手段上の試薬容器から吸引した試薬を、試薬系統毎に前記反応容器搬送手段上の異なる反応容器系統の反応容器に吐出するように前記試薬分注手段を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１記載の自動分析装置において、
   複数の前記試薬容器搬送手段を備え、かつ該複数の試薬容器搬送手段が前記複数の試薬系統に対応することを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項１記載の自動分析装置において、
   前記試薬容器搬送手段の少なくとも１つが、ディスク上に複数の試薬容器を載置する試薬ディスクであることを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項３の自動分析装置において、
   前記複数の試薬ディスク上の試薬容器から吸引した試薬を、試薬ディスク毎に前記反応容器搬送手段上の１つおきの反応容器に吐出するように制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項３の自動分析装置において、
   前記複数の試薬ディスク上の試薬容器から吸引した試薬を、試薬ディスク毎に、常に前記反応容器搬送手段上の奇数番目あるいは偶数番目の反応容器に吐出するように制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の自動分析装置において、
   反応容器搬送手段上の予め定めた位置の反応容器を、動作開始時に装置上の特定の位置に移動するように制御する制御手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項１〜５のいずれかに記載の自動分析装置において、
   複数の試薬分注系統を備え、
   個々の反応容器を該複数の試薬分注系統ごとに対応させ、装置動作開始時に予め定めた位置にある反応容器が対応する試薬分注系統に応じて、最初に動作させる試料分注系統を選択するように制御する制御手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
   

Images