JPH0155417B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は血清分取装置に関し、特に遠心分離
した血液検体からその上澄液である血清のみを自
動的に分取しサンプルカツプに分注する装置に関
する。

血液をたとえば試験管のような検体容器内に注
入しこれを静かに放置するかまたは遠心分離する
と、上層に半透明の血清が析出し、下層に赤色の
血ペいが退縮する。そして、分析装置などにおい
ては、上層の血清のみを分取してサンプルカツプ
に分注する。この場合、前もつて血清と血ペいと
の境界面を検出して吸引ノズルを位置決めし、そ
れによつて血清中に血ペいが混入しないようにす
ることが行なわれている。本件出願人の出願にか
かる特開昭55−90857号などに開示されていると
おりである。しかしながら、そのように適確に位
置決めしたとしても、吸引負圧などの関係から、
誤つて血ぺいを吸引することが生じる。そのよう
な場合には、そのことを検知し直ちに分取動作を
停止しかつ分取済の血清を汚さないようにする必
要がある。

さらに、サンプルカツプに分注された血清は分
析装置によつて種々の分析を受ける。このような
分析には、乳びや溶血などの影響を大きく受ける
検査項目がある。したがつて、従来では、このよ
うな乳びや溶血などは、操作者の目視によつて判
断されている。

このように従来の装置にあつては、人間の判断
にたよつていたので、作業効率が悪いのみなら
ず、得られた試料自体混入不純物が多くなり、良
好な試料が得にくいものとなつている。

そこで本発明は、分取のため輸送される血清を
その輸送路途中で監視するようにして、良好な試
料が得られ、作業効率も高い血清分取装置を提供
することを目的とする。

以下に図面に示す実施例とともにこの発明を詳
細に説明する。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す概略
構成図である。検体容器としての試験管１内の血
液は、すでに遠心分離などの方法によつて、その
下層の血ぺい３と上層の血清５とに分離されてい
る。この試験管１は、図示しない保持手段によつ
て、ほぼ垂直に保持されている。そして、この試
験管１の上方には、ノズルヘツド７が配置されて
いて、このノズルヘツド７は昇降台７０２を含
む。

ここで、第２図を参照して、このノズルヘツド
について詳細に説明する。昇降台７０２には、試
験管１内の血清５を吸引するためのノズル７０４
と光フアイバ７０６とが、ほぼ平行にかつ一体的
に昇降可能なように取付けられる。光フアイバ７
０６は、２つの作用を果たすために利用される。
すなわち、その１つは血ぺい３と血清５との境界
を検知することであり、他の１つは血清５内の血
清情報（乳び）を得ることである。その目的で、
この光フアイバ７０６は往復光路を有し、その先
端７０６ａが試験管１内に臨まされる。光フアイ
バ７０６の他端７０６ｂおよび７０６ｃには、発
光ダイオードのような発光手段７１０およびフオ
トトランジスタのような受光手段７１２が、それ
ぞれ、光結合される。これら発光手段すなわち発
光ダイオード７１０および発光手段すなわちフオ
トトランジスタ７１２は、協働して光検知器７０
８を構成する。そして、発光ダイオード７１０か
らの光は光フアイバ７０６の一端７０６ｂから光
フアイバ内に入射され、その先端７０６ａから照
射される。この照射光は血清５に含まれる乳びあ
るいは血ぺい３と血清５との境界などで反射さ
れ、再びこの光フアイバ７０６を通つて他端７０
６Ｃからフオトトランジスタ７１２に受光され
る。このフオトトランジスタ７１２の出力はアナ
ログ信号として、スイツチ２１の一方接点２１２
に与えられる（第１図）。

なお、この光フアイバ７０６には、第２図で示
すように、シース７０６′内が被嵌されていて、
このシース７０６′と接地電位（GND）との間の
抵抗（電流）変化によつて、後述のように、血清
液面内に進入したことを検知することができる。

吸引ノズル７０４の他端には、吸引した血清を
輸送するためのかつたとえばテフロンのような光
透過性材料からなるチユーブ７１６が連結され
る。このチユーブ７１６の途中には、気泡を検出
するための電極対７１４が設けられる。この電極
対７１４は接地レベルに接続された電極７１４ａ
とこの電極７１４ａから所定距離隔てられた電極
７１４ｂとを含む。この電極７１４ａ，７１４ｂ
は、ともに、気泡検知器回路１９の入力に接続さ
れる。さらに、チユーブ７１６の途中には、この
発明の１つの特徴である光検知器７１８が設けら
れる。この光検知器７１８は、発光ダイオードの
ような発光手段７２０とこの発光ダイオードとチ
ユーブ７１６を挾んで対向するフオトトランジス
タのような受光手段７２２とを含む。この光検知
器７１８は、後述のように、血清中に含まれるビ
リルビン（bilirubin）の影響を除去して正確に溶
血の度合いを知るために設けられる。そして、光
検知器７１８の発光ダイオード７２０は、そのピ
ーク発光波長がたとえば565nmであり、フオトト
ランジスタ７２２は、可視領域から近赤外領域ま
で高い感度を有するものが用いられる。このフオ
トトランジスタ７２２の出力はアナログスイツチ
２１の他方接点２１１に与えられる。なお、先の
光検知器７０８に含まれる発光ダイオード７１０
およびこの光検知器７１８に含まれる発光ダイオ
ード７２０は、ともに、交流点灯のために、発光
電源３３からの交流電源を受ける。

第１図に戻つて、光フアイバ７０６のシース７
０６′と接地電極７１４ａは、血清液面検知回路
１７の入力に接続される。この血清液面検知回路
１７および先の気泡検知回路１９の動作について
は後述するが、その出力は、それぞれ、マイクロ
プロセサ３１に与えられる。

アナログスイツチ２１によつて切換えられたフ
オトトランジスタ７１２からの出力または７２２
からの出力は、共通のプリアンプ２３およびアン
プ２５を介して、マルチプレクサ２７の１入力に
与えられる。このマルチプレクサ２７は、さら
に、他の同様のアンプからの出力を受ける。そし
て、マルチプレクサ２７の出力は、Ａ／Ｄ変換器
２９によつてデイジタルデータに変換され、この
デイジタルデータはマイクロプロセサ３１に与え
られる。

テフロンチユーブ７１６の出力側には、分注バ
ルブ１１を介してタンク１３が連結される。この
タンク１３は、空圧回路３９を通して圧縮空気源
３７に連結される。したがつて、この圧縮空気源
３７と空圧回路３９とによつて、ノズル７０４に
よる吸引のための負圧を与えるとともに、誤つて
吸引した血ぺいを試験管１内に戻すために加圧す
る。そして、分注バルブ１１は、マイクロプロセ
サ３１の制御のもとに動作する電磁機構１５によ
つて開閉制御される。したがつて、分注バルブ１
１は電磁弁として構成されている。

次に、第３図および第４図を参照して、この実
施例における溶血度の検知の原理について説明す
る。血清中の乳び、溶血およびビリルビンのスペ
クトラムは、第３図の線Ａ，ＢおよびＣに示すよ
うに、独特の吸光特性を有することが知られてい
る。そして、この実施例では、光検知器７１８に
よつて、チユーブ７１６の透過光量の変化から溶
血の度合いを判断するようにしている。その目的
で、先に説明したように、発光ダイオード７２０
は、550〜585nmのピーク発光波長を有するもの
が選ばれる。このような波長領域は乳びの影響が
ない場合、この線ＢおよびＣからわかるように、
溶血すなわちヘモグロビン（hemoglobin）に対
しては感応するが、ビリルビンに対しては感心し
ない波長域であることが理解されよう。第４図は
溶血度と、水を基準（すなわち０）としたときの
透過光量低下率との関係を実験的に求めたもので
ある。この第４図から、乳びの影響がなければ、
透過光量低下率によつてそのまま溶血度を知るこ
とができる。このようにして、光検知器７１８
が、血清中の溶血度の検知のために用いられる。

第５図は正常な血清から強乳び血清までのよう
な多くの検体について光フアイバ７０６を血清中
に進入させかつ下降させていつたときのこの光フ
アイバ７０６の先端７０６ａと、血ぺい３と血清
５との境界面との間の距離に対するフオトトラン
ジスタ７１２の出力Ｖとの関係を示す。そして、
この第５図では、正常な血清の場合が線Ｓ０で示
され、弱乳び血清および強乳び血清がそれぞれ線
Ｓ１およびＳ２で示される。この第５図からわか
るように、フオトトランジスタ７１２の出力Ｖ
は、境界から遠い位置ではほぼ一定値を示し、境
界に近づくにつれて次第に増加している。この傾
向は、正常な血清および弱乳び血清ならびに強乳
び血清のいずれについても同じであり、いずれの
場合も境界における出力Ｖは一定値を示す。乳び
血清中のじ脂肪粒子からの反射光の影響は、乳び
の程度が強い程顕著に現われる。したがつて、同
じ距離について比較すると、出力Ｖは、強乳び血
清、弱乳び血清そして正常な血清の順に高い値を
示す。そこで、この実施例では、先の特開昭55−
90857号と同様に、フオトトランジスタ７１２の
出力Ｖをあるスレツシユホールドでレベル弁別し
てノズルの下降を停止させる制御を行なうに際し
て、出力Ｖの初期値Ｖ０を測定し、この初期値に
応じて上述のスレツシユホールド（Sh）を決定
している。なお、詳細は後述する。

第６図は第１図実施例の動作を説明するための
フロー図である。以下には、この第６図を参照し
て、第１図実施例の動作について説明する。

動作において、まず、ステツプ６０１におい
て、たとえば電源スイツチ（図示せず）の投入に
応じて、マイクロプロセサ３１が初期設定
（initialize）動作を行なう。続くステツプ６０３
において、マイクロプロセサ３１は、制御信号ａ
を発生し、ノズル昇降機構３５によつて、昇降台
７０２を高速で下降開始させる。したがつて、こ
の昇降台７０２に一体的に取付けられているノズ
ル７０４および光フアイバ７０６は、ともに、す
でに遠心分離されている血液検体容器すなわち試
験管１内へ高速で下降していく。このとき、血清
液面検知回路１７が、ノズル７０４と光フアイバ
７０６のシース７０６′との間の抵抗値変化から、
ノズル７０４の先端が血清５に進入したかどうか
を検出する。上述の抵抗値に大きな変化が生じれ
ば、血清液面検知回路１７は、そこで検知信号ｂ
を発生する。マイクロプロセサ３１では、この血
清液面検知回路１７から検知信号ｂに応答して、
制御信号ｃを発生するとともに、その進入位置で
の反射光量値すなわちＡ／Ｄ変換器２９の出力を
読取り、この出力値を初期値V₀とする（ステツ
プ６０７，６０９）。制御信号ｃに応じて、ノズ
ル昇降機構３５が昇降台７０２を低速下降に切換
える。位置決め精度を向上させるためである。発
光ダイオード７１０のピーク発光波長は940nmで
あるので、上述の反射光量の初期値は、乳びの存
在の有無のみを検出することになる（第３図参
照）。そして、この読み取られた初期値から、マ
イクロプロセサ３１は乳びの度合いＳを算出し、
それを図示しないメモリにストアしておく。後の
溶血度補正のためである。それと同時に、マイク
ロプロセサ３１は、ステツプ６１１において、先
のステツプ６０９で読取つた初期値V₀に基づい
て、境界面検知のためのスレツシユホールドレベ
ル（Sh）を設定する。この実施例では、３段階
のスレツシユホールドを予め用意しておき、上述
のようにして測定した初期値を３段階にレベル弁
別してその弁別結果に応じて上述の３つのスレツ
シユホールド（Sh０，Sh１，Sh２；第５図）の
うちのいずれかを選択的に設定する。初期値Ｖ０
が第５図におけるＡ１より小さければすなわちＶ
０＜Ａ１であれば、スレツシユホールドSh０を
設定する。また、初期値Ｖ０がＡ１≦Ｖ０＜Ａ２
であれば、スレツシユホールドSh１を設定する。
さらに、初期値Ｖ０がＡ２≦Ｖ０であれば、スレ
ツシユホールドSh２を設定する。このようなス
レツシユホールドの設定のために、マイクロプロ
セサのメモリ（図示せず）内の所定の記憶領域に
は、基準値Ａ１，Ａ２，Sh０およびSh１，Sh２
が予めストアされている。

その後マイクロプロセサ３１はＡ／Ｄ変換器２
９からのデイジタルデータに基づいて、フオトト
ランジスタ７１２の出力Ｖを読取る（ステツプ６
１３）。このとき、昇降台７０２かつ従つてノズ
ル７０４は低速での下降を読けている。そして、
ステツプ６１５において、設定されたスレツシユ
ホールドに反射光量レベルＶが到達した時点すな
わちノイズ停止位置に達した時点で、マイクロプ
ロセサ３１は制御信号ｄを発生する（ステツプ６
１７）。この制御信号ｄに応じて、ノズル昇降機
構３５による昇降台７０２の下降動作を停止させ
る。

続いて、マイクロプロセサ３１は、制御信号ｅ
を発生し、それをアナログスイツチ２１に与え
る。したがつて、アナログスイツチ２１では、先
に接点２１２側に切換えられていたが別な接点２
１１側に切換えられる。このようにして、Ａ／Ｄ
変換系統を２つの光検知器７０８，７１８に対し
て共用するようにしている。したがつて、この制
御信号ｅが出された後は、Ａ／Ｄ変換器２９の出
力はフオトトランジスタ７２２の出力Vhを受け
ることになる。

続いて、マイクロプロセサ３１は、ステツプ６
２１において、制御信号ｆを発生してそれを空圧
回路３９に与えるとともに、制御信号ｇを発生し
てそれを電磁機構１５に与える。それによつて、
空圧回路３９によつてタンク１３が負圧状態にな
り、そのタンクが分注バルブ１１によつてチユー
ブ７１６と連結され、ノズル７０４から血清５が
吸引され始める。

マイクロプロセサ３１は、その血清の吸引動作
中Ａ／Ｄ変換器２９からの溶血度Ｈすなわちフオ
トトランジスタ７２２の出力Vhを読取る（ステ
ツプ６２３）。この溶血度Ｈは、血清が流れてい
るときのチユーブ７１６を介して発光ダイオード
７２０からフオトトランジスタ７２２に透過され
る光量の低下率（第４図参照）によつて判断され
る。そして、続くステツプ６２５において、マイ
クロプロセサ３１は、その読取られた溶血度Ｈが
予め設定した設定値を超えるか否かを判断する。
なお、このステツプ６２５において用いられる設
定値は、ノズル中に誤つて血ぺい３が吸引された
場合に相当する値が選ばれる。そして、溶血度Ｈ
がその設定値を超えると、マイクロプロセサ３１
は、速やかに制御信号ｈ，ｉを発生する（ステツ
プ６２７，６２９）。制御信号ｈに応答してタン
ク１３を負圧状態から加圧状態に切換える。それ
とともに、制御信号ｉに応答して、電磁機構１５
が一定時間後注入バルブ１１を閉じる。したがつ
て、ノズル７０４による吸引動作が停止されると
ともに、誤つて吸引された血ぺいが再び検体容器
すなわち試験管１内に戻される。

ステツプ６２５において、溶血度Ｈがそのよう
な設定値に達していない場合には、マイクロプロ
セサ３１は続いて、ステツプ６３１において、気
泡検知回路１９からの出力の有無を検査する。気
泡検知回路１９では、ノズル７０４とチユーブ７
１６を隔てて設けた電極間の抵抗値変化により、
気泡の有無を検知する。すなわち、吸引ノズル７
０４の先端のレベルまでの血清が吸引されてしま
うと、このノズルは外気を吸引するので、チユー
ブ７１６内には気泡が入り、１対の電極７１４
ａ，７１４ｂ（第２図）間の抵抗値すなわち電流
値がこの気泡の通過によつて急激に変化する。気
泡検知回路１９はそのような変化を検知し、検知
信号ｊを発生する。マイクロプロセサ３１は、こ
の検知信号ｊに応答して、制御信号ｈを発生し、
先のステツプ６２７と同様に吸引動作を停止させ
る（ステツプ６３３）。

続いて、マイクロプロセサは、先のステツプ６
２３において読取つた溶血度Ｈを、ステツプ６０
９において読取りかつ一時的にストアしておいて
乳びの度合いＳで補正する（ステツプ６３５）。
なお、このような乳びによる溶血度の補正は、次
のように行なわれる。すなわち、予め実験によつ
て得た補正計算式をマイクロプロセサ３１の
ROMにストアしておき、上記求めたＳおよびＨ
によつて、補正後の溶血度H′を得る。乳びの度
合Ｓが大きければ大きいほど、補正後の溶血度
H′は実測値Ｈよりも大きくなる。

気泡検知に応じて吸引動作が停止されると、マ
イクロプロセサ３１は制御信号ｋ，ｌを発生する
（ステツプ６３７，６３９）。応じて、ノズル昇降
機構３５が昇降台７０２を上昇させかつ所定値で
停止させる。

なお、上述のステツプ６０９で読取つた乳びの
度合いＳは、図示しないプリンタや表示装置など
によつて、操作者は報知されるようにすればよ
い。また、ステツプ６３５において補正された後
の正確な溶血度についても同様である。

以上のように、この発明によれば、誤つて血ぺ
いが吸引された場合には即時に吸引動作を停止さ
せるための信号を発生するので、特に自動分注分
析装置などに有効である。

さらに、上述の実施例のように、溶血度を乳び
の影響によつて補正するようにすれば、さらに正
確な溶血度を知ることができ、非常に有益であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図
である。第２図はノズルヘツドを詳細に示す図解
図であり、第２図ａは上面図であり、第２図ｂは
第２図ａの線Ｂ−Ｂにおける断面図解図であ
り、第２図ｃは左側面図である。第３図は血清中
の乳び、ヘモグロビンおよびビリルビンのスペク
トラムを示すグラフである。第４図は溶血度と透
過光量低下率の関係を示すグラフである。第５図
は境界面検知のためのスレツシユホールドを説明
するためのグラフである。第６図は第１図実施例
の動作を説明するためのフロー図である。 図において、１は試験管、７はノズルヘツド、
７０４はノズル、７０６は光フアイバ、７０８，
７１８は光検知器、７１６はチユーブ、１７は血
清液面検知回路、１９は気泡検知回路、２１はア
ナログスイツチ、２９はＡ／Ｄ変換器、３１はマ
イクロプロセサ、３９は空圧回路を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 血ぺいと血清とが入れられた検体容器と、 前記検体容器から血清を吸引するためのノズル
   と、 前記ノズルから血清を輸送するための光透過材
   料からなるチユーブと、 前記チユーブ内を輸送される血清の溶血度を検
   出するための溶血度検出手段とを備え、 前記溶血度検出手段は、 前記チユーブの長さ方向の一部に設けられた発
   光手段と、 前記チユーブを透過する光を受光するための受
   光手段と、 前記受光手段出力に基づいて、溶血度を算出す
   るための演算手段とを含み、 前記発光手段の光の波長が、前記血清に含まれ
   るビリルビンには感応せずかつヘモグロビンには
   感応する550〜585nmに選ばれており、さらに 前記溶血度検出手段によつて検出された溶血度
   が予め定める値を越えたか否かを判別する判別手
   段と、 前記判別手段によつて溶血度が予め定める値を
   越えたことが判別されたことに応じて、前記ノズ
   ルからの吸引を停止させるための停止信号を発生
   する信号発生手段とを備える、血清分取装置。 ２ 前記検体容器の血清中に挿入される往復光路
   手段、および 前記往復光路手段に光を入射させるための第２
   の発光手段とこの往復光路手段からの反射光を受
   ける第２の受光手段とを備える、特許請求の範囲
   第１項記載の血清分取装置。 ３ 前記第２の受光手段出力に応じて前記溶血度
   検出手段における溶血度に対して、前記血清中に
   含まれる乳びの影響を補正するための補正手段を
   備える、特許請求の範囲第２項記載の血清分取装
   置。 ４ 前記受光手段および前記第２の受光手段の出
   力をデイジタルデータに変換するための変換手
   段、および 前記受光手段出力または前記第２の受光手段出
   力を切換えて前記変換手段に与える切換手段を備
   える、特許請求の範囲第２項記載の血清分取装
   置。 ５ 前記変換手段はアナログ信号を増幅するため
   のアンプ手段を含む、特許請求の範囲第４項記載
   の血清分取装置。 ６ 前記往復光路手段と前記ノズルとを一体的に
   前記検体容器に対して昇降可能に保持するための
   保持手段を含む、特許請求の範囲第２項記載の血
   清分取装置。