JP2014190809A - 検体分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人手による煩わしい作業が不要であり、使い捨て品が少なく、高精度な量の検体を採取可能とする。
【解決手段】検体容器から検体を吸引するための吸引管と、前記吸引管に接続され、吸引管への吸引量を制御する吸引制御手段と、試薬カートリッジを着脱可能に保持する保持手段と、吸引管を洗浄する洗浄手段と、検体に対する分析を行う分析手段と、前記吸引管を移動させる移動手段と、前記移動手段を制御して前記吸引管を、検体容器からの検体吸引位置、洗浄手段による洗浄位置及び試薬カートリッジ位置、に移動させ、吸引制御手段による制御により、検体吸引、検体吐出及び分注、洗浄が行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、血液や尿などの検体を分析する検体分析装置に関するものである。

従来のこの種の検体分析装置においては、採取した検体を検体分析装置の外部において試薬カートリッジの試薬セル槽へ検体を分注し、この作業が終了した試薬カートリッジを収容したカートリッジホルダを検体分析装置へ投入し、分析を行わせるように構成されていた。

上記のような検体分析装置を用いる場合には検体の採取作業、試薬カートリッジの試薬セル槽への検体を分注する作業など煩わしい作業が必要であった。また、採取にはキャピラリーを用いるため検体の量を精度良く採取することが難しく、熟練を要するものであった。

上記に対応するため、液体封止用樹脂を有するキャピラリーが存在する（特許文献１参照）。しかしながら、このキャピラリーを用いても煩わしい作業を行わなければならなかった。

更に、試薬カートリッジには、キャピラリーから検体を突出させる専用の槽を設けたり、キャピラリーを槽内へ案内するためのディスポチップをセットしておくための専用の槽を設けたりする必要があり、試薬カートリッジが大型化し、この試薬カートリッジがセットされる検体分析装置自体が大型化する不具合があった。また、上記のような検体分析装置を用いる場合には、使い捨て品が多く、コストの点においても問題であった。

特開２００５−３４２１９８号公報

本発明は上記のような従来の検体分析装置が有している問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、人手による煩わしい作業が不要であり、使い捨て品が少なく、高精度な量の検体を採取可能な検体分析装置を提供することである。

本発明に係る検体分析装置は、検体容器から検体を吸引するための吸引管と、前記吸引管に接続され、吸引管への吸引量を制御する吸引制御手段と、試薬カートリッジを着脱可能に保持する保持手段と、吸引管を洗浄する洗浄手段と、検体に対する分析を行う分析手段と、前記吸引管を移動させる移動手段と、前記移動手段を制御して前記吸引管を、検体容器からの検体吸引位置、洗浄手段による洗浄位置及び試薬カートリッジ位置、に移動させ、吸引制御手段による制御により、検体吸引、検体吐出及び分注、洗浄が行われることを特徴とする。

本発明に係る検体分析装置では、移動手段は、前記吸引管の上下方向への移動と、前記吸引管について回転中心を中心とした回転移動とを行うことを特徴とする。

本発明に係る検体分析装置では、保持手段は、複数のセル槽を備えた試薬カートリッジを着脱可能に保持することを特徴とする。

本発明に係る検体分析装置では、洗浄手段は吸引管の内外を洗浄することを特徴とする。

本発明に係る検体分析装置によれば、検体容器から検体を吸引するための吸引管と、吸引管への吸引量を制御する吸引制御手段を具備しているので、高精度な量の検体を採取可能である。

また、本発明に係る検体分析装置は、上記以外に、試薬カートリッジを着脱可能に保持する保持手段と、吸引管を洗浄する洗浄手段と、検体に対する分析を行う分析手段と、上記吸引管を移動させる移動手段と、上記移動手段を制御して上記吸引管を、検体容器からの検体吸引位置、洗浄手段による洗浄位置及び試薬カートリッジ位置、に移動させ、吸引制御手段による制御により、検体吸引、検体吐出及び分注、洗浄が行われるので、人手による煩わしい作業が不要であり、使い捨て品が少なく、低コストで検体分析が可能となる。

また、キャピラリーから検体を突出させる専用の槽を設けたり、キャピラリーを槽内へ案内するためのディスポチップをセットしておくための専用の槽を設けたりする必要がなく、装置を小型化することができる。

本発明に係る検体分析装置の実施形態を示す斜視図。 本発明に係る検体分析装置の実施形態を示す側面図。 本発明に係る検体分析装置の実施形態に用いられる吸引管の屈曲を示す一部省略図 本発明に係る検体分析装置の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。

以下、添付図面を参照して本発明に係る検体分析装置の実施形態を説明する。各図において同一の構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１に本発明に係る検体分析装置の実施形態の要部斜視図を示し、図２に側面図を示す。この検体分析装置は、図示しない筐体に固定される平板状の上シャーシ１１と下シャーシ１２との間に、これらを連結して支持する支持ポール１３を有する。上シャーシ１１の一端部には、２つのステッピングモータ１４、１５が備えられている。ステッピングモータ１４の回転軸にはプーリー１６が嵌着され、ステッピングモータ１５の回転軸にはプーリー１７が嵌着されている。

プーリー１６にはタイミングベルト１８が嵌着され、このタイミングベルト１８は上シャーシ１１の対向辺側端部のプーリー１９に嵌着されている。また、プーリー１７にはタイミングベルト２１が嵌着され、このタイミングベルト２１は上シャーシ１１のプーリー１９に隣接する位置に設けられたプーリー２２に嵌着されている。

プーリー１９は軸２３に軸止されている。この軸２３は下シャーシ１２まで延びて、回転可能に上シャーシ１１と下シャーシ１２に嵌合されている。プーリー２２は軸２４に軸止されている。この軸２４は下シャーシ１２まで延びて、上シャーシ１１と下シャーシ１２に回転可能に嵌合されている。軸２４の側壁にはネジ２４Ａが形成されている。軸２４には、ネジ２４Ａに螺合するネジ部を内壁に備えた移動管２５が外側に螺着されている。

軸２３の外周には、軸方向に対してはフリーであるが、軸２３の回転に追従する移動ブロック２６が嵌着されている。この移動ブロック２６には移動管２５から延びる結合ブリッジ２７が結合されている。このため、ステッピングモータ１５の回転により軸２４が回転し、移動管２５が上下に移動するときには、この移動に追従して移動ブロック２６も上下移動する。

移動ブロック２６の上部には、外周付近の所定位置に幾つかの穴が穿設された円盤体２８が設けられている。この円盤体２８の外周付近の穴を、円盤体２８の上下方向から挟むようにフォトインタラプタ２９が設けられており、ステッピングモータ１４の回転に応じて軸２３が回転したときの回転位置検出が可能となっている。フォトインタラプタ２９の信号は制御部８０へ送られて回転制御に用いられる。

移動ブロック２６には、軸２３からラジアル方向に離れる側に延びる支持アーム３１が取り付けされている。支持アーム３１は、軸２３から平坦に延在し、上方へ屈曲する部分を経て再び平坦に形成されている。軸２３における下シャーシ１２側には、支持アーム３１と大略同形状のガイドアーム３２が設けられている。ガイドアーム３２には補助ポール３３が設けられ、この補助ポール３３はガイドアーム３２から支持アーム３１を貫通して移動ブロック２６の上部まで延びて固定されている。

支持アーム３１の先端には、検体を吸引するための吸引管３４が吊下された状態で設けられている。吸引管３４は、超弾性金属により構成され、吸引管３４の先端がガイドアーム３２の先端に設けられた貫通穴３２Ａを介して下降上昇(上下移動)可能となっている。

ステッピングモータ１４の回転により軸２３が回転すると、支持アーム３１とガイドアーム３２と補助ポール３３は、一体的に回転する。このとき、支持アーム３１の先端に設けられた吸引管３４もガイドアーム３２の貫通穴３２Ａに入った状態で回転する。

下シャーシ１２における矩形面より外側へ突出した位置には、洗浄部４０が設けられている。洗浄部４０は、筒状の基部の下端部が下シャーシ１２に埋め込まれた状態で下シャーシ１２に半固定状態で取り付けられている。すなわち、洗浄部４０は下シャーシ１２に対して隙間の範囲内で水平方向に自由に移動することができる。基部の上部には、すり鉢状の開口部４３が形成されている。開口部４３から基部の中心に形成された貫通口が形成されている。

更に、基部の下側の外側壁から、基部の中心に形成された貫通口に向けて図示しないリンス液供給口が形成されている。また、基部の上側の外側壁から、基部の中心に形成された貫通口に向けて図示しないリンス液吸引口が形成されている。リンス液供給口には、図１のコネクタ４８が結合されリンス液供給チューブ５２が接続されている。リンス液吸引口７には、コネクタ４９が結合されリンス液吸引チューブ５３が接続されている。

下シャーシ１２における洗浄部４０とは反対方向の端辺付近には、平板６１が立設されており、上端が上シャーシ１１に固定されている。この平板６１の軸２４側には、高さの異なる３か所にフォトインタラプタ６２、６３、６４が設けられている。このフォトインタラプタ６２、６３、６４の発光部・受光部間に対して、移動管２５から突出して設けられた上下位置の支持板２５Ａが移動する。フォトインタラプタ６２、６３、６４からの信号は、ＣＰＵなどにより構成される制御部８０に送られる。フォトインタラプタ６２、６３、６４に対する支持板２５Ａの通過・遮断状態によって、吸引管３４を最上部まで引き上げたホームポジション、検体容器７１や試薬カートリッジ７２更にはリンス槽７３より吸引を行う位置、洗浄部４０において洗浄を行う位置などが検出可能である。

洗浄部４０が設けられた位置における下シャーシ１２の外側は、図示しない筐体の外側であり、検体の吸引のときに検体容器７１が検査者により位置付けられる。筐体内であって、ステッピングモータ１４の回転により軸２３が回転したとき吸引管３４の先端が描く円弧上の第１所定点に対応する位置には、筒状のリンス槽７３が設けられている。リンス槽７３の底部には、吸引用のチューブ５４が設けられている。

筐体内であって、ステッピングモータ１４の回転により軸２３が回転したとき吸引管３４の先端が描く円弧上の第２所定点に対応する位置には、試薬カートリッジ７２がセットされる。試薬カートリッジ７２は、複数のセル槽を備えることができ、各セル槽にはそれぞれ所定量の所定試薬が入れられ、シールによって封止されている。複数のセル槽の一つを分析処理部のセル槽とするため、空にしておいても良い。筐体内であって、ステッピングモータ１４の回転により軸２３が回転したとき吸引管３４の先端が描く円弧上の第１及び第２所定点以外の所定点に対応する位置には、分析処理部や必要に応じて混合処理部などがセットされる。

リンス液タンク８１には、リンス液が蓄積されており、ピストン８２及びバルブ８３を介してチューブ５１、５２が接続されている。チューブ５１は、吸引管３４の上端部に接続され、吸引管３４の内部へリンス液を供給可能である(内部洗浄される)。

廃液槽８４には、洗浄後の廃液やリンス処理後のリンス液が貯液される。廃液槽８４には、ポンプ８５及びバルブ８６を介してチューブ５３、５４に接続されている。ＣＰＵなどにより構成される制御部８０は、ピストン８２、バルブ８３、８６を制御して洗浄液（リンス液）の供給・吸引の制御を行う。

なお、図１における制御部８０、リンス液タンク８１、ピストン８２、バルブ８３、８６、ポンプ８５、チューブ５１〜５４は、筐体内の所定位置に設けられるもので、図は構成の存在を示したものである。これらの構成は、図２においては省略してある。

以上の通りに構成された検体分析装置においては、図４に示すフローチャートに対応するプログラムにより制御部８０が動作し、各部を制御して検体分析処理を行う。以下、このフローチャートに基づき動作を説明する。図示しない電源スイッチにより電源が投入され、分析処理がスタートする。制御部８０は、ステッピングモータ１４、１５の回転を制御してリンス槽７３の上部へ吸引管３４の先端を位置付け、更にリンス槽７３に向かって下降させてリンス槽７３内の所定位置に先端を位置付ける。制御部８０は、バルブ８３を吸引管３４側へ切り換え、ピストン８２を駆動してリンス液タンク８１から吸引管３４を介してリンス槽７３内にリンス液を供給し、吸引管３４の表面をリンス液により濡らす（Ｓ１１）。このときバルブ８６が閉じられており、リンス槽７３内からの吸引は行われず、後にバルブ８６及びポンプ８５が制御されてリンス槽７３内のリンス液が吸引されて廃液槽８４に導かれる。

ステップＳ１１に続いてリンス槽７３内から吸引管３４を引き上げ、回転させて洗浄部４０の開口部４３の上方に吸引管３４を位置付ける。更に、吸引管３４を下降させる（Ｓ１２）。吸引管３４を更に下降させ筐体の外部へ露出させて検体の吸引位置へ位置付ける（Ｓ１３）。

検査者は検体が入った検体容器７１を持って、吸引管３４の先端から検体容器７１内に導き吸引可能な状態とする。このとき、超弾性金属により構成された吸引管３４の筐体から露出した部分を図３（ａ）に示すように屈曲させることができる。この状態となっても吸引管３４は屈曲による塑性変形が生じることなく、検体容器７１を取り外した後には、図３（ｂ）に示すように元に復旧する。吸引管３４を検体容器７１内の検体に入れた状態で検査者が吸引のスタートスイッチを操作すると、制御部８０によるバルブ８３とピストン８２の制御により、吸引管３４へ検体が所定量吸引(吸引制御手段)され、吸引管３４が引き上げられて洗浄位置へ位置付けられる（Ｓ１４）。

洗浄位置に吸引管３４が位置付けられると、制御部８０によってバルブ８３が切り換えられ、ピストン８２によってリンス液タンク８１からリンス液が供給される状態とされると共に、バルブ８６とポンプ８５が制御されて洗浄部４０に供給されたリンス液が吸引されるようにする。このとき、吸引管３４が洗浄部４０内で上下させられて洗浄が行われる（Ｓ１５）。

洗浄が終了すると、リンス液の供給及び吸引も終了され、吸引管３４が上昇されて洗浄部４０から引き抜かれ、回転される。この回転により吸引管３４が試薬カートリッジ７２の上方位置へ位置付けられ、下降されて試薬カートリッジ７２のシール面を貫通して所定の深さまで下降させられる。このとき、吸引管３４の先端が鋭角の傾斜を持つように形成されているので、試薬カートリッジ７２のシール面を大きな貫通力を要せずに貫通する。吸引管３４が所定位置にあるとき、試薬カートリッジ７２への検体吐出、検体と試薬の混合攪拌、更には試薬カートリッジ７２から試薬が混合された検体の吸引が行われる（Ｓ１６）。なお、試薬カートリッジ７２は、所要の試薬が入ったものが予め検査者によってセットされる。

検体と試薬の混合攪拌が終了すると、吸引管３４が上昇されて回転され、図示しない分析処理部(前述の空のセルであって良い。)の上部へ位置付けられ、所定の高さまで下降されて、検体と試薬の混合攪拌された分析対象液の分注が行われる。分析処理部では制御部８０の制御下で分析が行われ（Ｓ１７）、結果を自装置の表示部へ表示し、プリンタから印刷出力し、或いはパーソナルコンピュータへ送って表示などの処理を可能とすることができる。

以上の通り、超弾性金属製の吸引管を備えた検体分析装置において、検査者が検体吸引過程において吸引管を塑性変形させることがなく、また、吸引管の洗浄を行うことが可能な小型で安価な装置を提供することができる。かくして、本実施形態によって一つの吸引管を用いて複数回の分析を無駄なく行うことができ、また、検体を高精度な量にて吸引して分析を行うことができる。更に、真空採血管などの検体容器に採取した検体を複数項目の検査に必要な量を入れておけば、検体を複数回吸引して用いることができる。従って、検査毎に検体の採取をキャピラリーによって行う必要がなく、被検者にとっての身体的負担を軽減させることができる。

１１ 上シャーシ
１２ 下シャーシ
１４、１５ ステッピングモータ
２３、２４ 軸
２５ 移動管
３１ 支持アーム
３２ ガイドアーム
３４ 吸引管
４０ 洗浄部
４３ 開口部
５２ リンス液供給チューブ
５３ リンス液吸引チューブ
７２ 試薬カートリッジ
７３ リンス槽
８０ 制御部

Claims (4)

1. 検体容器から検体を吸引するための吸引管と、
   前記吸引管に接続され、吸引管への吸引量を制御する吸引制御手段と、
   試薬カートリッジを着脱可能に保持する保持手段と、
   吸引管を洗浄する洗浄手段と、
   検体に対する分析を行う分析手段と、
   前記吸引管を移動させる移動手段と、
   前記移動手段を制御して前記吸引管を、検体容器からの検体吸引位置、洗浄手段による洗浄位置及び試薬カートリッジ位置、に移動させ、
   吸引制御手段による制御により、検体吸引、検体吐出及び分注、洗浄が行われることを特徴とする検体分析装置。
2. 移動手段は、前記吸引管の上下方向への移動と、前記吸引管について回転中心を中心とした回転移動とを行うことを特徴とする請求項１に記載の検体分析装置。
3. 保持手段は、複数のセル槽を備えた試薬カートリッジを着脱可能に保持することを特徴とする請求項１または２に記載の検体分析装置。
4. 洗浄手段は吸引管の内外を洗浄することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検体分析装置。

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