JPH0121465B2

JPH0121465B2 -

Info

Publication number: JPH0121465B2
Application number: JP55146414A
Authority: JP
Inventors: Noboru Yokoya
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1980-10-20
Filing date: 1980-10-20
Publication date: 1989-04-21
Also published as: JPS5769254A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は自動化学分析装置の改良に関するもの
である。

臓器の機能状況に応じてその臓器の分泌する酵
素等の化学成分の量が変化する。この化学成分は
血清中に分泌され、また、それぞれの臓器により
個有の化学成分であること等から患者の血液を採
取してその血清中に含まれる徴量の前記化学成分
を定量分析することにより病気の診断や治療過程
を把握することができる。

自動化学分析装置は多数の血清試料を順次一つ
ずつ反応容器に分注し、そして、その反応容器に
分析対象とする化学成分の反応試薬と希釈液とを
注入して反応を進め、その反応した試料液を光に
当ててその透過光量を測定してゆくことにより分
析を行なつてゆく装置である。

このような装置の概略的な構成を第１図に示
す。

図において１１は無終端構成とし、上側から、
下側へと一方向に循環移動する反応ラインであ
る。この反応ライン１１には複数の反応管１１ａ
が等間隔で取り付けられており、循環移動により
反応ライン１１の上側に移動された反応管１１ａ
は正立し、下側に移動された反応管１１ａは倒立
状態となる。

下側にある反応管１１ａは洗浄水を吐出して反
応管内を洗浄するノズル及び反応管内をブラシ洗
いするブラシや乾燥を行なう乾燥器等より成る洗
浄機構部１２により洗浄乾燥後に上側に移動さ
れ、試料や試薬等の分注が成される。

１３は反応ライン１１の上方帰還側の分注位置
に設けられたサンプリング・ノズル１４の移動を
行なうサンプリング・ノズル搬送機構であり、１
５はこのサンプリング・ノズル搬送機構１３近傍
に設けられた多数の試料を保持する円形テーブル
状のサンプル保持テーブルである。このサンプル
保持テーブル１５は側周近傍の上面所定円軌跡上
に所定間隔で試料を入れたサンプリング・カツプ
１５ａが保持され、サンプリング保持テーブル１
５を一方向にサンプリング・カツプ１５ａの配設
ピツチ間隔で間欠回転させることにより、サンプ
リング・カツプ１５ａをサンプリング・ノズル搬
送機構１３のサンプリング位置PAに順次移動さ
せる。

これによつて、サンプリング・ノズル１４をサ
ンプル保持テーブル１５側に移動させれば、サン
プリング位置のサンプリング・カツプ１５ａ内に
下降させることができ、また、サンプリング・ノ
ズル１４を分注位置に移動させれば分注位置にあ
る反応管１１ａ内に下降させることができる。

１６はサンプリング・ポンプ、１６ａは希釈液
容器であり、サンプリング・ポンプ１６は例えば
その内部に上下動するシリンジが設けられていて
このシリンジの吸排口に切換弁を介してチユーブ
の一つ１６ｂを希釈液容器１６ａ内に配し、ま
た、前記切換弁を介してチユーブ１６ｃを前記サ
ンプリング・ノズル１４に接続してある。そし
て、前記切換弁を希釈液容器１６ａに切り換えて
前記シリンジを吸引操作し、続いて切換弁をサン
プリング・ノズル１４側に切り換えるとともにサ
ンプリング・ノズル１４をサンプリング・カツプ
１５ａ内に下降させた状態で更に吸引操作し、続
いてサンプリング・ノズル１４を反応管１１ａ側
に移動させて前記シリンジを排出操作することに
よりサンプリング・ノズル１４内の吸引試料の反
応管１１ａへの吐出及び吸引希釈液の吐出を行な
つて試料の分注及び希釈及びサンプリング・ノズ
ル１４の洗浄を行なう。

１７Ａ，１７Ｂは上述の如くして試料の分注さ
れた反応管１１ａ内に反応試薬を分注する試薬ポ
ンプ、１７Ａ−ａ，１７Ｂ−ａはこれら試薬ポン
プ１７Ａ，１７Ｂの試薬吐出用の試薬ノズルであ
る。１７Ｃは試薬分注設定板であり、この試薬分
注設定板１７Ｃは比較的長尺の板状体に反応ライ
ン１１上の反応管１１ａの配列ピツチ分のピツチ
で複数個の孔を設けたものであり、この試薬分注
設定板１７Ｃは前記サンプリング・ノズル機構１
３の分注位置より下流側に当る反応ライン１１上
の定位置に適宜設けられ、検査項目によつて異な
る反応時間を保つべく第２図に示す如くその必要
な反応時間の得られる位置に対応する試薬分設定
板１７Ｃの孔ｈに前記試薬ノズル１７Ａ−ａ，１
７Ｂ−ａを挿入して保持させ、この試薬ノズル位
置にて反応管１１ａに試薬の分注を行なうように
構成されている。即ち、反応ライン１１は所定ピ
ツチｌの間欠駆動により下流へと移動するので後
述する測定安置Pbとの距離対応分が反応時間と
なるから、その必要な反応時間の得られる前記孔
ｈに試薬ノズルを設けることにより所望の反応時
間を得る。

１８は前記反応ライン１１の上面最下流側の定
位置（測定位置）に設けられた反応試料吸引用の
サクシヨン・ノズルであり、このサクシヨン・ノ
ズル１８は前記測定位置で図示しない駆動機構に
より昇降され、この測定位置下の反応管１１ａ内
にサクシヨン・ノズルを出し入れできるようにし
てある。１９はこのサクシヨン・ノズル１８に吸
引用のチユーブ１９ａを接続したサクシヨン・ポ
ンプであり、サクシヨン・ノズル１８はこのサク
シヨン・ポンプ１９の吸引力により、反応管１１
ａ内の反応試料を吸引する。この吸引された反応
試料はサクシヨン・ポンプ１９を経て外部に排出
される。

２０は比色分析用のフローセル及び光学系及び
演算部等より成る分析部であり、前記サクシヨ
ン・ポンプ１９とサクシヨン・ノズル１８との間
の連絡用管路であるチユーブをこの分析部２０の
フローセルに接続して、サクシヨン・ノズル１８
より吸引された反応試料はフローセルを通り、こ
こで比色分析されてサクシヨン・ポンプ１９より
外部に吐出される構成としてある。

このような構成の従来装置の動作を説明する
と、次の如くである。

従来の自動化学分析装置は決つた周期の一連動
作により、測定を行つていたのでその周期をシス
テム周期と呼ぶことにする。

まずシステム周期から考えてみる。第３図のタ
イムチヤートに示す如くｎ秒毎に反応ライン１１
を分析部２０の方向へ１反応管分（１ピツチ分）
だけ移動させる。この時点よりa₁秒後にサンプリ
ング・ノズル搬送機構１３でサンプリング・ノズ
ル１４をサンプリング位置にあるサンプル保持テ
ーブル１５のサンプリング・カツプ１５ａに降ろ
し、サンプリング・ポンプ１６を駆動させて所定
量の試料を吸引後、サンプリング・ノズル１４を
分注位置にある反応管１１ａ上に移動し試料を吐
出する。また前記１ピツチ分の移動終了時のb₁秒
後に試薬ポンプ１７Ａまたは１７Ｂを駆動させて
所定量の試薬を反応管１１ｂへ吐出する。

そして、同じくc₁秒後に測定位置に達した反応
管１１ｃにサクシヨン・ノズル１８を反応管１１
ｃへ降ろし、サクシヨン・ポンプ１９を動作させ
て分析部２０へ試薬にて反応した試料液を吸入す
る。吸入したこの反応試料液停止を待つて測定を
開始し、一定の観測時間d₁が経過したならば測定
を終了させ、サクシヨン・ポンプ１９で更に吸引
操作して分析部２０内のサンプルを外部に捨て
る。以上の動作がｎ秒の間に行なわれ、再び反応
ライン１１を１反応管分だけ移動させる。

このように、１つのシステム周期内に４種の操
作が成されるが、システム周期内のサンプリング
開始時間a₁、試薬分注開始時間b₁、観測開始時間
c₁、観測時間d₁が固定であつた。また第２図に示
すように試薬分注設定板１７Ｃにセツトする試薬
ノズル１７Ｂ−ａの位置により試薬の反応時間を
制御するようにしているが、このような時間制御
では反応時間を含め、すべてがシステム周期単位
になつてしまう。

この為、分析操作をすべて、装置の固定された
システム周期に合わせることとなり、得ることの
できる反応時間も限られたものとなるから使用可
能な試薬も限られたものとなり、また、分析を行
なうのに要する時間の短縮や単位時間当りのサン
プル処理数の増大を図ることはできず、また試薬
分注位置を人為的に割出さなければならないとい
う繁雑さがあつた。

本発明は上記事情を鑑みて成されたもので、シ
ステム周期を固定ではなく自由に変えることがで
きるようにすることにより前記欠点を除去し、あ
らゆる試薬の使用を可能とすると共に制御を演算
装置にて行なわせるようにし同一の装置において
種々の測定条件を持つ測定項目を測定する場合に
一定時間内に測定する検体数（試料数）を最大に
でき、またその際の制御条件を自動的に割出すこ
とができるようにした自動化学分析装置を提供す
ることを目的とする。

以下、本発明の一実施例について第４図〜第６
図を参照して説明する。第４図は本装置の構成を
示す概略図であり、第１図と同一物には同一符号
を付してここではその説明を省略する。

本発明の構成は、基本的には第１図と同じであ
り、反応管群を連続的に搬送する反応ライン１１
と、サンプルを測定する分析部２０と、検体であ
る試料を送るサンプル保持テーブル１５と、検体
を分注するサンプリング・ポンプ１６と、試薬を
分注する試薬ポンプ１７と、サンプルを分析部２
０へ吸入するサンクシヨン・ポンプ１９を備えて
いる。また本装置では前述のサンプリング・ノズ
ル搬送機構１３と試薬分注設定板１７Ｃは廃止
し、代りに反応ライン１１の上面側にこのライに
沿つてガイドレール４１ａを設けると共にこのガ
イドレール４１ａに案内されて摺動し前記サンプ
リング・ノズル１４および試薬ノズル１７Ａ−
ａ，１７Ｂ−ａを反応管ピツチ間隔で保持するノ
ズル搬送ブロツク４１ｂと、ガイドレール４１ａ
の両端に設けた一対のプーリ４１ｃ，４１ｄ，こ
のプーリ４１ｃ，４１ｄに掛け渡され前記ノズル
搬送ブロツク４１ｂに一部を固定したベルト４１
ｅ及びプーリ４１ｄを駆動しノズル搬送ブロツク
４１ｂの移動を行なうノズル搬送モータ４１ｆよ
り成るノズル搬送機構４１と、測定パラメータを
入力する数値キー４２と、操作表示を行なう表示
部４３と、測定結果をプリントするプリンタ４４
と、前記サンプリング・ポンプ１６、試薬ポンプ
１７Ａ，１７Ｂ、分析部２０、サクシヨン・ポン
プ１９、サンプル保持テーブル等の各ユニツト部
を制御する制御部４５と、周期決定要因からシス
テム周期等を演算する演算部４６と、測定パラメ
ータおよび制御情報を保持する記憶部４７を設け
て構成する。

第５図に制御部４５及び演算部４６及び記憶部
４７の部分の構成を示す。図の如く制御部４５お
よび演算部４６および記憶部４７の部分の構成は
数値キー４２より与えられる測定パラメータを入
力する測定条件入力制御部５１と、この入力され
た測定パラメータを記憶する測定パラメータ記憶
部５２と、この記憶された測定パラメータの周期
決定要因から測定駆動時間t₁、反応管単位時間
t₂、分注動作概算時間t₃、洗浄乾燥時間t₄などを
求めて記憶部５３ａに記憶させまた、これらより
システム周期および試薬分注開始時間および検体
分注位置および観測開始時間の制御情報を演算制
御するシステム周期演算制御部５３と、この演算
出力された制御情報を記憶する制御情報記憶部５
４と、クロツク発生部CLのクロツク出力を基準
に測定パラメータおよび制御情報から表示部４
３、ノズル搬送機構４１の制御部であるノズル搬
送コントローラ４１ｇ、サンプル保持テーブル１
５の駆動制御部であるサンプル保持テーブル・コ
ントローラ１５ｂ、反応ライン１１の駆動制御部
である反応ライン・コントローラ１１ｂ、サンプ
リング・ポンプ１６の駆動制御部であるサンプリ
ング・ポンプ・コントローラ１６ｃ、試薬ポンプ
１７Ａ，１７Ｂの駆動制御部である試薬ポンプ・
コントローラ１７ｅ、サクシヨン・ポンプの駆動
制御部であるサクシヨン・ポンプ・コントローラ
１９ｂ、分析部２０の検出出力のデイジタル変換
回路２０ａなどの各ユニツトを制御するシステム
制御部５５からなる。このシステム制御部５５は
従来装置が備えたものと同じである。

次に上記構成の本装置の動作を説明する。

使用に先だち、数値キー４２を操作して必要な
測定パラメータをキーインする。測定条件入力制
御部５１は数値キー４２から入力された測定項目
および測定モードおよび標準液値および測定演算
係数および測定波長および観側時間および検体分
注量および第試薬分注量および第試薬分注量
および第試薬反応時間および第試薬反応時間
等のこれらの各測定パラメータを測定パラメータ
記憶部５２へ入れる。また測定条件入力制御部５
１は入力された測定パラメータを表示部４３へ表
示するよう制御する。次に、システム周期演算制
御部５３は測定パラメータ記憶部５２に記憶され
た各種パラメータのうち周期決定要因である観測
時間、検体分注量、第、第試薬反応時間のデ
ータをもとに観測時間にサンプルを分析部２０へ
吸入する時間および液停止時間および分析部２０
から測定済みの試料液を捨てる時間を加算し測定
駆動時間t₁を求め、次に第試薬反応時間と第
試薬反応時間を加算し試薬分注できる反応管から
分析部へ吸入する位置までの反応管数で割算し反
応管単位時間t₂を求め、次に、検体分注量および
第試薬分注量および第試薬分注量とサンプリ
ング・ポンプ１６および試薬ポンプ１７Ａ，１７
Ｂの流量から、分注動作時間を求め、希釈水吸入
吐出時間およびノズル搬送ブロツク４１ｂの最大
往復時間および余裕待ち時間などの一定時間を分
注動作時間に加算し、分注動作概算時間t₃を求
め、次に予め与えてある反応管駆動から反応管洗
浄乾燥の終了までの洗浄乾燥時間t₄および前記測
定駆動時間t₁および前記反応単位時間t₂および前
記分注動作概算時間t₃を比較し、そのうち最も時
間の長いものをシステム周期tsとして求める。更
にシステム周期演算制御部５３は第試薬反応時
間と第試薬反応時間を加算し、総合反応時間を
求め、システム周期tsで割算し、商を求めて、こ
の総合反応時間がシステム周期の何周期分を要す
るかを求めこの商を第試薬分注位置とし、シス
テム周期tsから余りを差引いて第試薬分注開始
時間と定める。検体の分注位置は、第試薬分注
位置から、ノズル搬送ブロツクのサンプリング・
ノズル１４と第試薬ノズルの反応管ピツチ分だ
け前となるので、これを求め、次に第試薬反応
時間をシステム周期tsで割算し、商を第試薬分
注位置とし、システム周期tsから余りを差引いて
第試薬分注開始時間とする。そして、次にシス
テム周期tsから分析部２０へのサンプル吸入時間
および液停止時間を差引いて、観測開始時間とす
る。このようにして、システム周期演算制御部５
３は各種制御情報を求め、その結果を求め、その
結果を制御情報記憶部５４に記憶させる。次に、
測定に入るとシステム制御部５５が動作し、測定
パラメータ記憶部５２の内容に基づいて且つ制御
情報記憶部５４ｂのシステム周期tsおよび試薬分
注開始時間および観測開始時間をもとに内部クロ
ツクをカウントしながら一般の自動分析装置と同
様に１１ｂ，１５ｂ，１６ｃ，１７ｃ，１９ｂ，
４１ｇの各コントローラ及び表示部４３、分析部
ADC２０ａ等を制御し、各ユニツトを制御シス
テム周期毎に１回分動作させ分析を進めてゆく。

各ユニツトの一連の動作を説明すると第６図の
タイムチヤートの如くである。図において、ａは
サンプリング・ノズル１４の上下動、ｂはサンプ
リング・ポンプ１６のホーム・ポジヨンHOMEP
を基準点に必要な吸排操作量分の操作の推移を、
ｃはサンプリング・ポンプ１６の切換弁制御を行
なう電磁弁の動作時点を、ｄはサンプル保持テー
ブル１５の駆動を、ｅはサンプル・カツプ１５ａ
位置より第４図反応ライン１１のPAより循環方
向に数えた反応管へのノズル１４の搬送タイミン
グを、ｆは第試薬の試薬ポンプ１７Ａの動作
を、ｇは第試薬の試薬ポンプ１７Ｂの動作を、
ｈはサクシヨン・ノズル１８の上下動を、ｉはサ
クシヨン・ポンプ１９の動作を、ｊは分析部２０
のADC動作を、ｋは反応管の洗浄を、ｌは反応
ライン１１の１ピツチ分の搬送動作をそれぞれ示
している。

このように反応ラインの敷設方向に沿つて移動
可能なサンプリング・ノズル、第１、第２の試薬
ノズルを保持するノズル搬送ブロツクを設け、ま
た、キー操作により入力される各種測定パラメー
タを記憶する記憶部、この記憶されたパラメータ
より測定に要する時間、使用する試薬の反応時間
から試薬分注可能な反応管数により求まる１反応
管当りの単位時間、サンプリングや試薬分注、ノ
ズル搬送等の分注動作概算時間、反応ライン駆動
毎の洗浄乾燥に必要な時間を求め、これらのうち
最長の時間をシステム周期として求めるシステム
周期演算制御部、この求めたシステム周期で前記
記憶部に記憶した各種測定パラメータに基づきノ
ズル搬送、サンプル保持テーブル、反応ライン駆
動、サンプリング・ポンプ、試薬ポンプ、サクシ
ヨン・ポンプ、分析部等の駆動制御を行なうシス
テム制御部を設け、サンプリングや、試薬注入用
のノズルは反応管配設ピツチでこれらを保持する
ノズル搬送ブロツクに保持させ、試料のサンプリ
ング後に反応時間に対応する位置にある反応管の
位置にノズル搬送ブロツクを移動させて試薬分注
を行なうようにしてサンプリングと試薬分注をこ
れらのポンプの動作時間とノズル搬送ブロツクの
移動時間にのみ制約されるようにし、反応管の洗
浄乾燥時間や分析測定に必要な時間、分注量によ
り変わるサンプリング、試薬分注等の分注操作所
要時間、反応時間に対するサンプル分注位置から
測定位置までの間の反応管数より求める１ピツチ
分の移動周期の最低所要時間である反応管単位時
間を求め、これらより最長の時間を要するものを
求めてシステム周期とし、このシステム周期に合
わせて必要な反応時間が得られる反応管位置にノ
ズル搬送ブロツクを移動させ試薬分注操作制御を
行ない、また各種測定パラメータに応じた各ユニ
ツトの制御を行なうようにしたので、システム周
期は周期決定要因となる測定パラメータ（観測時
間、試料分注量、試薬分注量、試薬反応時間）に
より可変となり、システム周期固定の場合のよう
にとり得る反応時間の制約から使用可能な試薬の
制限等の不都合がなくなる。しかも、求めたシス
テム周期より試薬分注位置を自動的に求めること
から操作者の所望する試薬を使用することが容易
である他、システム周期が検査目的に対応した必
要最低時間となることから、その検査目的におい
て装置がとり得る試料の処理数も最大限大きくで
き、作業能率も高くなる等、優れた特徴を有する
自動化学分析装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来装置の概略的な構成を示す図、
第２図は試薬分注選択板とサンプリング位置、設
定可能な反応時間、反応時間の関係を説明するた
めの図、第３図は従来装置の各部動作のタイムチ
ヤートを示す図、第４図は本発明装置の概略的な
構成を示す図、第５図はその制御系の構成を示す
ブロツク図、第６図は本装置の動作を説明するた
めのタイムチヤートである。１１……反応ライン、１１ａ……反応管、１２
……洗浄機構部、１４……サンプリング・ノズ
ル、１５……サンプル保持テーブル、１５……サ
ンプル・カツプ、１６……サンプル・ポンプ、１
６ａ……希釈液容器、１７Ａ，１７Ｂ……試薬ポ
ンプ、１７Ａ−ａ，１７Ｂ−ａ……試薬ノズル、
１８……サクシヨン・ノズル、１９……サクシヨ
ン・ポンプ、２０……分析部、４１……ノズル搬
送機構、４１ａ……ガイドレール、４１ｂ……ノ
ズル搬送ブロツク、４１ｃ，４１ｄ……プーリ、
４１ｅ……ベルト、４２……数値キー、４５……
制御部、４６……演算部、４７……記憶部、５１
……測定条件入力制御部、５３……システム周期
演算制御部、５５……システム制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

１所定間隔で反応管を保持してこれを循環移動
させる反応ラインと、複数の試料を保持しこれを
所定のサンプリング位置に順に送るサンプル保持
手段とを定位置に設けるとともにサンプリング・
ノズル及び試薬ノズルを保持し前記反応ラインと
前記サンプル保持手段との間で移動するノズル搬
送機構を設けて前記サンプル保持手段におけるサ
ンプリング位置上の試料をこのサンプリング・ノ
ズルにより吸引し、反応ラインにおける所定分注
位置にある反応管に分注し、この分注済み反応管
に前記試薬ノズルより試薬を分注して反応を進
め、前記反応ラインにより送られて所定の分析位
置に到達した反応管内の反応試料を分析部により
分析することにより複数の試料を自動分析する自
動化学分析装置において、前記ノズル搬送機構は
前記反応ラインに沿つて所望位置に移動可能な構
成とするとともに、また、各種測定条件を入力す
るキーと、このキーにより入力された前記各種測
定条件を記憶する記憶部と、この記憶された測定
条件とシステム固有の各種動作時間から１反応管
当りの処理所要時間をシステム周期として求める
システム周期演算制御部と、このシステム周期演
算制御部により求めたシステム周期と前記記憶部
の記憶測定条件に基づき試薬分注位置を求め、シ
ステム周期に対応させてノズル搬送機構の前記サ
ンプル保持手段−試薬分注位置間の移動制御、前
記サンプル保持手段及び前記反応ラインの移動制
御、前記ノズルの吸排制御、前記分析部の駆動制
御を行なうシステム制御部を設けて構成したこと
を特徴とする自動化学分析装置。