JP2012167986A - 分析方法及び分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反応時間が短くなる分析方法及び装置を提供することを課題とする。
【解決手段】
反応容器１１と、保冷された濃縮試薬をサンプリングする試薬サンプリング手段１７、６３と、希釈水を加温する加温手段５１，５３と、試薬サンプリング手段１７，６３でサンプリングされた保冷濃縮試薬と、加温手段５１，５３で加温された加温水とを反応容器１１に希釈分注する希釈分注手段５５，６３とで構成し、試料と試薬との反応を測定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、反応容器に分注された試料と、試薬との反応を測定する分析方法及び装置に関する。

一般的な臨床検査に使用される分析装置の分析過程は以下の通りである。

(1) 目的試料を試料分注ピペットでサンプリングする。

(2) サインプリングされた試料を３７℃に加温された恒温槽に備え付けられた反応容器に分注する。

(3) 常温より低温（例えば、２−１０℃）に保たれた試薬を試薬ピペットでサンプリングする。尚、本明細書では、以下、常温より低温に保たれたことを「保冷」という。

(4) 37℃に加温された恒温槽に備え付けられた反応容器に試薬を分注する。

(5) 分注された試料と試薬（以下、反応液という）を撹拌する。

(6) 反応容器の反応状態を、光学的にモニタリングし、濃度または活性量を求める（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−０６２４３５号公報

化学反応、酵素反応および免疫反応の反応速度は、反応温度に依存し、一般的に高温の方が速くなる。ただし、試料中および試薬中にある蛋白や酵素は、４０℃を越えると熱変性することがある。よって、分析装置の恒温槽は加熱された循環液で、３７℃程度に加温されている。

しかし、(5)で撹拌された反応液が恒温槽内で反応温度37℃に到達するのに時間を要し、反応時間が長い問題点がある。

さらに、測定に使用する試薬は、温度劣化を防ぐ目的で分析装置に備え付けられた保冷庫（２−１０℃）で保管され、保管された状態からそのままサンプリングされので、このことも反応温度に達するのに時間を要し、反応時間が長くなる要因となっている。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、反応時間が短くなる分析方法及び装置を提供することにある。

上記課題を解決する請求項１に係る発明は、反応容器に分注された試料と、試薬との反応を測定する分析方法であって、保冷された濃縮試薬をサンプリングし、前記反応容器へ加温水と共に希釈分注することを特徴とする分析方法である。

請求項２に係る発明は、反応容器と、保冷された濃縮試薬をサンプリングする試薬サンプリング手段と、希釈水を加温する加温手段と、前記試薬サンプリング手段でサンプリングされた保冷濃縮試薬と、前記加温手段で加温された加温水とを前記反応容器に希釈分注する希釈分注手段と、を有することを特徴とする分析装置である。

請求項３に係る発明は、前記加温手段は、前記反応容器を一定の温度に保持する恒温槽と同じ温度に前記希釈水を加温することを特徴とする請求項２記載の分析装置である。

請求項１に係る発明によれば、保冷された濃縮試薬をサンプリングし、前記反応容器へ加温水と共に希釈分注することにより、反応温度まで達する時間が短くなり、反応時間が短くなる。

請求項２−３に係る発明によれば、反応容器と、保冷された濃縮試薬をサンプリングする試薬サンプリング手段と、希釈水を加温する加温手段と、前記試薬サンプリング手段でサンプリングされた保冷濃縮試薬と、前記加温手段で加温された加温水とを前記反応容器に希釈分注する希釈分注手段と、を有することにより、反応温度まで達する時間が短くなり、反応時間が短くなる。

第１実施形態の第１試薬をサンプリングする手段、第１試薬を希釈分注手段のブロック図である。 図１のフロー図である。 第１実施形態の生化学自動分析装置の斜視図である。 第２実施形態の第１試薬をサンプリングする手段、第１試薬を希釈分注手段のブロック図である。 図４のフロー図である。 実施例の実験結果（希釈水温度２７．５℃）を示す図である。 実施例の実験結果（希釈水温度３９．２℃）を示す図である。 実施例の実験結果（希釈水温度４３．０℃）を示す図である。

＜第１実施形態＞
本発明を生化学自動分析装置に適用した例で説明する。
(全体構成)
図３は第１実施形態の生化学自動分析装置１の斜視図である。

生化学自動分析装置１は、サンプルターンテーブル４と、希釈ターンテーブル６と、第１試薬ターンテーブル８と、第２試薬ターンテーブル１０と、反応ターンテーブル１２ととからなっている。

サンプルターンテーブル４には、外側に生体試料を入れた所定数のサンプル容器２が２列セットされ、内側に通常の希釈液である生理食塩水以外の特別な希釈液を入れた希釈液容器３が２列セットされる。そして、このサンプルターンテーブル４は所定速度でステップ送りされている。

希釈ターンテーブル６には、サンプル容器２から吸引され、希釈されたサンプルを入れる希釈容器５がセットされる。

第１試薬ターンテーブルに８は、濃縮され、保冷された第１試薬を入れた所定数の第１試薬容器７がセットされる。

第２試薬ターンテーブル１０には、濃縮され、保冷された第２試薬を入れた所定数の第２試薬容器９がセットされる。

反応ターンテーブル１２には、希釈ターンテーブル６の希釈容器５からサンプリングした希釈サンプルと、第１試薬ターンテーブル８の第１試薬容器７からサンプリングした第１試薬および第２試薬ターンテーブル１０の第２試薬容器９からサンプリングした第２試薬をそれぞれ入れて反応させる所定数の反応容器１１がセットされる。

サンプルターンテーブル４の周囲には、サンプル希釈ピペット１３が配置されている。このサンプル希釈ピペット１３は、図示しないサンプル希釈ピペット左右・上下駆動機構により左右、上下に駆動されて、サンプルターンテーブル４と希釈ターンテーブル６との間で、図示しない洗浄装置を通って左右の回動による往復動する。そして、サンプル希釈ピペット１３がサンプルターンテーブル４の所定位置においてサンプル容器２に上下動によるアクセスしたとき、図示しないサンプル用ポンプが作動してサンプルを所定量吸引し、希釈ターンテーブル６の所定位置において希釈容器５にアクセスしたとき、このサンプルとともにサンプル希釈ピペット１３自体から供給される所定量の希釈液（通常は生理食塩水）を吐出し、その結果、サンプルが希釈容器５内で所定倍数に希釈されるようにしている。その後、サンプル希釈ピペット１３は図示しない希釈洗浄装置により洗浄されるようになっている。

希釈ターンテーブル６の周囲には、サンプル希釈ピペット１３の他に、サンプリングピペット１４、希釈攪拌装置１５、洗い壺と呼ばれている希釈洗浄装置１６が配置されている。希釈攪拌装置１５は図示しない攪拌装置上下駆動機構により上下に駆動されるとともに、図示しない攪拌棒が回転されるようになっている。そして、希釈ターンテーブル６の所定の希釈容器５の希釈サンプル内に攪拌棒が進入しかつ回転することによりサンプルの希釈が均一に行われるようにしている。希釈洗浄装置１６は、後述するように希釈サンプルを反応容器１１に吐出した後、サンプリングピペット１４を洗浄するようになっている。希釈容器５内の希釈サンプルは希釈攪拌装置１５により攪拌されて、試料の希釈が均一にされる。これらの各装置１３,１４,１５,１６の配置の自由度を確保するために、希釈ターンテーブル６は、この希釈ターンテーブル６上の円周上に配置された希釈容器５の総数と共通の因数を持たない数を１ステップの送り数としてステップ送りされるようになっている。

サンプリングピペット１４は、図示しないサンプリングピペット左右・上下駆動機構により左右、上下に駆動されて、希釈ターンテーブル６と反応ターンテーブル１２との間で希釈洗浄装置１６を通って左右の回動による往復動するようになっている。そして、サンプリングピペット１４は希釈ターンテーブル６の所定位置において上下動により希釈容器５にアクセスしたとき、図示しない希釈サンプル用ポンプが作動して所定量の希釈サンプルを吸引し、反応ターンテーブル１２の所定位置において上下動により反応容器１１にアクセスしたとき吸引した希釈サンプルをその反応容器１１に吐出するようにしている。

反応ターンテーブル１２の周囲には、サンプリングサンプルピペット１４の他に、第１試薬ピペット１７、第２試薬ピペット１８、第１反応攪拌装置１９、第２反応攪拌装置２０、検出器である多波長光度計２１、恒温槽２２および反応管洗浄装置２３が配置されている。

第１試薬ピペット１７は、図示しない第１試薬ピペット左右・上下駆動機構により左右、上下に駆動されて、反応ターンテーブル１２と第１試薬ターンテーブル８との間で左右の回動による往復動するようになっている。そして、第１試薬ピペット１７は第１試薬ターンテーブル８の所定位置において上下動により第１試薬容器７にアクセスしたとき、図示しない第１試薬用ポンプが作動して所定量の第１試薬を吸引し、反応ターンテーブル１２の所定位置において上下動により反応容器１１にアクセスしたとき吸引した第１試薬をその反応容器１１に吐出するようにしている。

第１試薬を反応容器１１に吐出する動作において、本実施形態では、後述する第１試薬サンプリング手段、第１試薬希釈分注手段によって、所定量の濃縮試薬は加温水と共に希釈分注される。

第１反応攪拌装置１９は図示しない攪拌装置上下駆動機構により上下に駆動されるとともに、図示しない攪拌棒が回転運動かつ前後方向の往復動をされるようになっている。そして、反応ターンテーブル１２の所定の反応容器１１の希釈サンプルと第１試薬内に攪拌棒が進入した後、回転かつ前後運動することにより、希釈サンプルの反応が均一にかつ迅速に行われるようにしている。

第２試薬ピペット１８は、図示しない第２試薬ピペット左右・上下駆動機構により左右、上下に駆動されて、反応ターンテーブル１２と第２試薬ターンテーブル１０との間で左右の回動による往復動するようになっている。そして、第２試薬ピペット１８は第２試薬ターンテーブル１０の所定位置において上下動により第２試薬容器９にアクセスしたとき、図示しない第２試薬用ポンプが作動して所定量の第２試薬を吸引し、反応ターンテーブル１２の所定位置において上下動により反応容器１１にアクセスしたとき吸引した第２試薬をその反応容器１１に吐出するようにしている。

第２試薬を反応容器１１に吐出する動作において、第１試薬の場合と同様、本実施形態では、後述する第２試薬サンプリング手段，第２試薬希釈分注手段によって所定量の濃縮試薬は加温水と共に希釈分注される。

第２反応攪拌装置２０は図示しない攪拌装置上下駆動機構により上下に駆動されるとともに、図示しない攪拌棒が回転運動かつ前後方向の往復動をされるようになっている。そして、反応ターンテーブル１２の所定の反応容器１１の希釈サンプルと第２試薬内に攪拌棒が進入した後、回転かつ前後運動することにより、希釈サンプルの反応が均一にかつ迅速に行われるようにしている。

多波長光度計２１は、反応容器１１内の希釈サンプルの吸光度等を測定して反応容器１１内での希釈サンプルの反応状態を検出するようにしている。恒温槽２２は、反応ターンテーブル１２の反応容器１１を常時一定の温度に保持するようになっている。

反応管洗浄装置２３は、図示しない廃液ポンプにより反応容器１１に入っている検出の終了した希釈サンプルを吸い込みかつこれを廃液タンクに排出した後、図示しない洗浄液ポンプにより洗浄液をこの反応容器１１内に供給してこの洗浄液により反応容器１１内を洗浄し、その後洗浄液を廃液タンクに排出するようになっている。

これらサンプリングピペット１４、第１試薬ピペット１７、第２試薬ピペット１８、第１反応攪拌装置１９、第２反応攪拌装置２０、多波長光度計２１、恒温槽２２、反応管洗浄装置２３の配置の自由度を確保するために、反応ターンテーブル１２もこの反応ターンテーブル１２上の円周上に配置された反応容器１１の総数と共通の因数を持たない数を１ステップの送り数としてステップ送りされるようになっている。その場合、反応ターンテーブル１２は１ステップにつき半周以上回転するようにされている。
（試薬サンプリング手段、希釈分注手段）
第１試薬をサンプリングする手段，第１試薬を希釈分注する手段と、第２試薬をサンプリングする手段，第２試薬を希釈分注する手段とは、同一機構なので、第１試薬をサンプリングする手段，第１試薬を希釈分注する手段で説明を行ない、第２試薬をサンプリングする手段，第２試薬を希釈分注する手段の説明は省略する。

図１、図２を用いて説明する。図１は第１実施形態の第１試薬をサンプリングする手段、第１試薬を希釈分注手段のブロック図、図２は図１のフロー図である。

図１において、純水が貯留されるタンク５１は、温度制御可能なヒータ５３により加温され、一定温度保っている。

サンプル，試薬分注洗浄ポンプ５５は、脱気装置５７、逆止弁５９を介してタンク５１の純水を吸引し、吐出する。尚、脱気装置５７は、タンク５１から吸引された加熱純水中に発生する気泡を取り除く装置である。また、逆止弁５９により、純水は、タンク５１からサンプル，試薬分注線洗浄ポンプ５５方向へは流れるが、サンプル，試薬分注洗浄ポンプ５５からタンク５１方向へは流れない。

サンプル，試薬分注洗浄ポンプ５５の吐出側には、電磁弁６１を介して試薬用ポンプ６３が設けられている。

第１試薬ピペット１７とサンプル，試薬分注洗浄ポンプ５５との間には、第１試薬ピペット１７側から試薬用ポンプ６３、電磁弁６１が設けられる。

尚、本実施形態では、タンク５１から脱気装置５７、逆止弁５９，サンプル，試薬分注洗浄ポンプ５５、電磁弁６１、試薬用ポンプ６３、第１試薬ピペット１７までの流路は、断熱材で被覆されるか、または保温機能を有したパネルにより保温されている。

そして、第１試薬ピペット１７、サンプル，試薬分注洗浄ポンプ５５、電磁弁６１、試薬用ポンプ６３は制御部６５により制御される。

次に、図２を用いて、制御部６５の作動を説明する。

第１試薬ピペット１７で第１試薬を吸引する前に、前回吸引試薬汚染を洗い流す動作に入る。

先ず、電磁弁６１を閉じ、サンプル，試薬分注洗浄ポンプ５５を駆動して、加温された純水をサンプル，試薬洗浄ポンプ５５内へ取り込む（ステップ１）。

次に、電磁弁６１を開き、サンプル，試薬分注洗浄ポンプ５５を駆動して、加温された純水を試薬用ポンプ６３を介して第１試薬ピペット１７へ押し出し、試薬ピペット１７内を洗浄する。この時、試薬用ポンプ６３には試薬を希釈するための加温水が所定量取り込まれる（ステップ２）。

最後に、電磁弁６１を閉じ、試薬用ポンプ６３を駆動し、第１試薬ピペット１７内に試薬ボトル７の濃縮された第１試薬を所定量吸引させ、試薬のサンプリングを行なう。

試薬用ポンプ６３を先程とは逆方向に駆動し、第１試薬ピペット１７内に吸引された濃縮された第１試薬と、試薬用ポンプ６３に取り込まれた加温水と、を反応容器１１へ吐出する（ステップ３）。

この時、加温水の希釈液量が多いほど、或いは加温水の温度が高いほど、反応容器１１内での温度は速やかに反応温度まで到達する。

このような構成によれば、保冷され、濃縮された第１試薬をサンプリングし、反応容器１１へ加温水と共に希釈分注することにより、反応温度まで達する時間が短くなり、反応時間が短くなる。
＜第２実施形態＞
試薬サンプリング手段、希釈分注手段は、上記実施の形態に限定するものではない。例えば、図３、図４に示す構成でもよい。図４は第２実施形態の第１試薬をサンプリングする手段、第１試薬を希釈分注手段のブロック図、図５は図４のフロー図である
尚、図３において、図１に示す第１実施形態の第１試薬をサンプリングする手段、第１試薬を希釈分注手段と同一部分には、同一符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態と、第１実施形態との相違点は、以下の点である。

(1) 本実施形態では、純水が貯留されるタンク５１以外に、タンク５１と配管７２を介して接続された温水希釈ポート７１を設けた。

(2) 第１実施形態では加温していたタンク５１は加温せず、温水希釈ポート７１を温度制御可能なヒータ７３により加温し、一定温度に保っている。

(3)第１実施形態では、タンク５１から脱気装置５７、逆止弁５９，サンプル，試薬分注洗浄ポンプ５５、電磁弁６１、試薬用ポンプ６３、第１試薬ピペット１７までの流路を保温していたが、本実施形態はしていない。

そして、試薬ピペット１７、サンプル，試薬分注洗浄ポンプ５５、電磁弁６１、試薬用ポンプ６３は制御部６５により制御される。

次に、図５を用いて、制御部６５の作動を説明する。

第１試薬ピペット１７で第１試薬を吸引する前に、前回吸引試薬汚染を洗い流す動作に入る。

先ず、電磁弁６１を閉じ、サンプル，試薬分注洗浄ポンプ５５を駆動して、加温された純水をサンプル，試薬分注洗浄ポンプ５５内へ取り込む（ステップ１）。

次に、電磁弁６１を開き、サンプル，試薬分注洗浄ポンプ５５を駆動して、加温された純水を試薬用ポンプ６３を介して第１試薬ピペット１７へ押し出し、第１試薬ピペット１７内を洗浄する（ステップ２）。

最後に、電磁弁６１を閉じ、第１試薬ピペット１７を温水希釈ポート７１まで移動させ、試薬用ポンプ６３を駆動し、第１試薬ピペット１７に温水希釈ポート７１の加温水を吸引する。

更に、電磁弁を閉じた状態で、第１試薬ピペット１７を７試薬ボトル７まで移動させ、試薬用ポンプ６３を駆動し、第１試薬ピペット１７内に試薬ボトル７の濃縮された第１試薬を所定量吸引させ、試薬のサンプリングを行なう。

試薬用ポンプ６３を先程とは逆方向に駆動し、第１試薬ピペット１７内に吸引された濃縮された第１試薬と加温水とを反応容器１１へ吐出する（ステップ３）。

この時、加温水の希釈液量が多いほど、或いは加温水の温度が高いほど、反応容器１１内での温度は速やかに反応温度まで到達する。

このような構成によれば、保冷され、濃縮された第１試薬をサンプリングし、反応容器１１へ加温水と共に希釈分注することにより、反応温度まで達する時間が短くなり、反応時間が短くなる。

更に、タンク５１から脱気装置５７、逆止弁５９，サンプル，試薬分注洗浄ポンプ５５、電磁弁６１、試薬用ポンプ６３、試薬ピペット１７までの流路の保温が必要なくなる。

本願発明者は、発明の効果を確認するために、下記のような実験を行なった。

(1) 保冷され、濃縮された第１試薬をサンプリングし、反応容器へ分注し、第１試薬分注後後、約４分５０秒後に、保冷され、濃縮された第２試薬をサンプリングし、反応容器へ分注した際の反応容器内の温度の経時変化を調査した（プロット◇で示す）。

(2) 保冷され、濃縮された第１試薬をサンプリングし、加温水と共に反応容器へ希釈分注し、第１試薬分注後後、約４分５０秒後に、保冷され、濃縮された第２試薬をサンプリングし、加温水と共に反応容器へ希釈分注した際の反応容器内の温度の経時変化を調査した。尚、第１試薬、第２試薬との２倍希釈である（プロット□で示す）。

図６は希釈液の温度が２７．５℃、図７は希釈液の温度が３９．２℃、図８は希釈液の温度が４３．０℃である。

図６-図８に示すように、希釈なし分注に比べ、希釈液温度が上昇するほど反応温度３７℃へ到達する時間が短縮できることが確認できた。

１１ 反応容器
１７ 試薬ピペット
５１ タンク
５３ ヒータ
５５ サンプル，試薬分注洗浄ポンプ
６３ 試薬用ポンプ

Claims (3)

1. 反応容器に分注された試料と、試薬との反応を測定する分析方法であって、
   保冷された濃縮試薬をサンプリングし、
   前記反応容器へ加温水と共に希釈分注することを特徴とする分析方法。
2. 反応容器と、
   保冷された濃縮試薬をサンプリングする試薬サンプリング手段と、
   希釈水を加温する加温手段と、
   前記試薬サンプリング手段でサンプリングされた保冷濃縮試薬と、前記加温手段で加温された加温水とを前記反応容器に希釈分注する希釈分注手段と、
   を有することを特徴とする分析装置。
3. 前記加温手段は、
   前記反応容器を一定の温度に保持する恒温槽と同じ温度に前記希釈水を加温することを特徴とする請求項２記載の分析装置。

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