JPH0363551A - 生化学分析方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、試料液中の特定成分を化学的に分析する生化
学分析方法及び装置に関し、特に詳細には試料液と呈色
反応する試薬を含む化学分析スライドやテストフィルム
を用いる生化学分析方法及び装置に関するものである。

（従来の技術） 試料液の中の特定の化学成分を定性的もしくは定量的に
分析することが、様々な分野において広く行なわれてい
る。特に血液や尿等、生物体液中の化学成分または有形
成分を定量分析することは、臨床生化学分野において極
めて重要である。

近年、試料液の小滴を点着供給するだけでこの試料液中
に含まれている特定の化学成分または有形成分を定量分
析できるドライタイプの化学分析スライドが開発され（
特公昭５３−２１８７７号、特開昭５５−１８４３５８
号等）実用化されている。これらの化学分析スライドを
用いると、従来の湿式分析法に比べてより簡単かつ迅速
に試料液を分析できるので、この化学分析スライドは、
数多くの試料液を分析する必要のある医療機関、研究所
等において特に好適に利用されつつある。

このような化学分析スライドを用いて試料液中の化学成
分等の定量的分析を行なうには、試料液を化学分析スラ
イドに計量点着させた後、これをインキュベータ（恒温
機）内で所定時間恒温保持（インキュベーション）して
呈色反応（色素生成反応）させ、次いで試料液中の成分
と化学分析スライドの試薬層に含まれる試薬との組合わ
せにより予め選定された波長を含む測定用照射光をこの
化学分析スライドに照射して、その反射光学濃度を測定
する。

また自動的かつ連続的に試料液の分析を行なうため、上
記スライドの代りに試薬を含有させた長尺テープ状のテ
ストフィルムを収容しておき、このテストフィルムを順
次引き出して試料液の点着、インキュベーション、測定
を行なう装置も提案されている（例えば米国特許明細書
第３，５２６，４８０号）。

（発明が解決しようとする課題） 上記の化学分析スライドやテストフィルム等の検査体を
用いる生化学分析装置においては、インキュベーション
温度を例えば３７±０．２℃等と、極めて正確に制御す
る必要がある。そのためこの種の生化学分析装置におい
ては従来より、検査体がインキュベーションされる際の
温度（多くは検査体周囲温度）を温度センサにより測定
し、その測定結果に基づいて加熱手段をフィードバック
制御するようにしている。

しかし、実際のインキュベーション温度は上記３７±０
，２℃等の設定温度から外れることがあり、測定温度が
上記の設定温度から外れた場合には、表示、印字、警報
等の形で警告を発するようにしていた。

ところが、実際のインキュベーション温度が、例えば２
分以内程度の短時間であれば設定温度から外れても、分
析結果は十分信頼できることが分かった。このように短
時間設定温度から外れた場合にも、警告を発生させると
、分析結果が信頼できないことになり、再度分析を行な
う必要が生じる。こうして、最初の分析結果が信頼でき
るものであるのに再度分析を行なうことになれば、試料
液採取等の煩雑な作業が再度必要となり、生化学分析の
作業能率が著しく低下する。また、検査体を無駄に使用
することになるので、不経済でもある。

そこで本発明は、上記の問題を解決することができる生
化学分析方法及び装置を提供することを目的とするもの
である。

（課題を解決するための手段及び作用）本発明による生
化学分析方法は、化学分析スライド等の検査体に試料液
を点着し、該検査体を設定温度に恒温保持しつつその光
学濃度を測定して、試料液中の特定成分を定量分析する
生化学分析方法において、 温度センサによって上記検査体が恒温保持される際の温
度を検出し、 この温度センサが出力する測定温度を示す信号に基づい
て、該測定温度が上記設定温度から外れている時間が所
定時間に達するまでは、所定条件に従って測定を行なう
ことを特徴とするものである。

また本発明による生化学分析装置は、化学分析スライド
等の検査体に試料液を点着し、該検査体を設定温度に恒
温保持しつつその光学濃度を測定して、試料液中の特定
成分を定量分析する生化学分析装置において、 検査体が恒温保持される際の温度を検出する温度センサ
と、 この温度センサから測定温度を示す信号を受け、該測定
温度が前記設定温度から外れている時間が所定時間に達
した際に警告を発する警告発生手段とを設けたことを特
徴とするものである。

上記の所定時間は、インキュベーション温度が設定温度
から外れている時間がそれよりも長ければ分析結果が信
頼できなくなる、という値（例えば２分間）以下に定め
ればよく、そのような時間は実験あるいは経験に基づい
て適正に定めることができる。

上記所定時間をそのような時間としておけば、インキュ
ベーション温度が短時間の開設定温度から外れても警告
は発せられず、そのまま測定が続行され正常に測定が終
了するが、分析結果が本当に信頼できない場合には警告
が発せられるようになる。

（実　施　例） 以下、図面に基づいて本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例による生化学分析装置の外観
を示す斜視図である。本体ｌＯの内部にはインキュベー
タ、スライド搬送手段、スライド挿入手段等が配されて
おり、それらはカバー１１によって覆われている。この
生化学分析装置の外部には、測定データ等の表示を行な
うデイスプレィ部１３、この表示されたデータがプリン
トアウトされたシートを送り出す送出口１２、この表示
等の操作のための操作キー１４が設けられている。さら
に、右側のスライド特機部１５には未使用の化学分析ス
ライドを保持するスライドガイド１５ａが形成されてお
り、このスライドガイド１５ａに未使用の化学分析スラ
イドが通常複数枚重ねて保持される。なお、このスライ
ドガイド１５ａに化学分析スライドを複数枚重ねて収納
保持したカートリッジを取り付けるようにしてもよい。

このスライド特機部１５の奥側には、化学分析スライド
の試薬層上に所定の試料液を点着するための点着手段２
０が配設されている。点着手段２０は、前方に突出し後
端を中心に上下に回動する点着アーム２１と、点着アー
ム２１の前端から下方に延びた点着ピペット２２と、点
着アーム２１の上下動および点着ピペット２２への試料
液の吸引・点着を行なわせるための操作ボタン２３とか
らなる。この点着手段２０により点着を行なうときには
操作ボタン２３を操作することにより、点着アーム２１
を上方へ回動させて点着ピペット２２を持ち上げ、容器
に入れた試料液中に点着ピペット２２の先端を進入させ
て、点着ピペット２２内に所定量の試料液を吸引させ、
次いで点着アーム２１を再び下方へ回動させて、点着ピ
ペット２２からその下方に位置する化学分析スライドの
試薬層上へ所定量の試料液を点着する。

第２図は、第１図に示す生化学分析装置の主要部をカバ
ーを取り外して示すものであり、第３図は第２図のＩ−
Ｉ線に沿った部分の断面図である。

以下、両図を参照してこの生化学分析装置の内部構造に
ついて説明する。

生化学分析装置の内部には、上記点着手段２０により試
料液が点着供給された化学分析スライド１を恒温保持す
るインキュベータ３０と、この恒温保持された化学分析
スライド１の呈色度合（光学反射濃度）を測定する測定
手段４０とが配され、さらに、化学分析スライド１をス
ライド特機部１５からインキュベータ３０の各収納室３
３内まで搬送するスライド搬送系を有している。このス
ライド搬送系については、後に第５図を参照して詳述す
る。なお、上記手段に加えて、バッテリー１Ｂ、制御回
路用プリント配線板１７、測定手段４０用の光源１８ａ
および磁気ディスクドライブ機構１８ｂ等が配されてい
るが、これらの詳細説明は省略する。また、以後の説明
においては、矢印Ｆで示す方向を前方、矢印Ｒで示す方
向を後方、第２図における右方および左方をそれぞれ右
方および左方と称する。

インキュベータ３０は、左右方向に延びる状態とされ、
その内部には複数の収納室３３，３３．・・・３３が左
右方向に並んで形成されている。これらの収納室３３．
３３．・・・３３はそれぞれ人口開口および出口開口を
有し、人口開口は収納室３３の後方に左右に並んで形成
され、出口開口は収納室３３の前方に左右に並んで形成
されている。化学分析スライド１は人口開口から収納室
３３内に押入され、出口開口から排出されるように構成
されており、出口開口から排出された化学分析スライド
１はインキュベータ３０の前方側に設置された廃却箱８
０内に廃却される。

また、収納室３３は化学分析スライド１が載置される下
部部材３２とこの下部部材３２に載置された化学分析ス
ライド１を上から押さえる上部部材３１とを有し、両部
材３１　、３２によって化学分析スライド１が恒温保持
される。

上記の下部部材３２はその下方に、収納室３３内に収納
された化学分析スライド１の光学反射濃度を測定するた
めのＡｐｊ定ヘッド４１を受容して左右方向に延びる長
１Ｆ７３２ｂ　、および測定ヘッド４１により上記光学
反射濃度を測定するための開口３２ｃを有している。

上記測定ヘッド４１は、これを保持する保持台４２に連
結されたワイヤ４４が駆動モータ４５により牽引される
ことにより、ガイドロッド４３ａ、４３ｂにガイドされ
て上記長溝３２ｂ内を左右に移動し、収納室３３内に収
納された各化学分析スライド１の光学反射濃度を測定す
る。またこの測定ヘッド４１は、２つの濃度基準板２ａ
、２ｂの下方にも移動し、較正のためにこれらの濃度基
準板２ａ、２ｂの光学反射濃度もＡｌ１定する。さらに
この測定ヘッド４１は、供給台１９の下方にも移動し、
スライド特機部１５の化学分析スライド１が後述する供
給レバー５２により移送される途中で、該化学分析スラ
イド１の光学反射濃度（カブリ）を測定する。なお、ス
ライド特機部１５から供給台Ｌ９までのスライド移送経
路の下方にバーコードリーダ２５が備えられており、化
学分析スライド１がそこを通過する際、化学分析スライ
ド１のマウントに記載された試薬の種類、ロフト番号等
を表わすバーコードが読み取られる。

上記のようにして測定された光学反射濃度に基づいて、
化学分析スライド１に点着された試料液中の特定成分が
定量分析され、その結果はデイスプレィ部１３に表示さ
れ、あるいは送出口１２から排出されるシートに記録さ
れる。

第４図は、インキュベータ３０の内部を恒温保持するた
めのヒータの配置を示した、インキュベータ３０の正面
図である。以下、第２図、第３図およびこの第４図を参
照して、インキュベータ３０のヒータの配置について説
明する。

インキュベータ３０の下部部材３２の溝３２ｂを挾んで
下方に延びる部分（第３図参照）の、左右方向の両端部
付近に縦にヒータ３２ｄ、３２ｅ；３２ｆ’、３２ｇが
配されている。ヒータ３２ｄのさらに左側には温度セン
サ３２ｈが配置されており、該温度センサ３２ｈが常に
一定温度を示すように左側のヒータ３２ｄ、３２ｅの電
流が制御される。ヒータ３２ｒのさらに右側には温度セ
ンサ３２１が配置されており、該温度センサ３２１が常
に一定温度を示すように右側のヒータ３２ｒ、３２ｇの
電流が制御される。

インキュベータ３０の上部部材３１には３つのヒータ３
１ａ、３１ｂ、３１ｃが横に配されている。またヒータ
３１ａの左方には温度センサ３１ｄが配置されている。

これらのヒータ３１ａ、３１ｂ、３１ｃはインキュベー
タ３０を上方からほぼ均一に熱するためのものであり、
温度センサ３１ｄが常に一定温度を示すようにこれらの
ヒータ３１ａ、３１ｂ、３１ｃに流れる電流が制御され
る。

上述のようなヒータ電流の制御は、温度センサ３１ｄ、
３２ｈ、３２１が出力する温度信号が制御部６５（第２
．３図参照）に人力され、それらの温度信号に基づいて
該制御部６５がヒータ駆動回路６６（第２゜３図参照）
の作動を制御することによって行なわれる。なお、温度
センサ３１ｄ、３２ｈ、３２１は化学分析スライド１の
温度を直接的に検出するものではなく、該スライド１の
周囲温度を検出するものであるが、事実上は、この測定
温度をスライド１の温度とみなすことができる。

次に第５図を参照して、スライド搬送系について説明す
る。前後方向に延びる２本のガイドロッド５０には、そ
れに沿って移動自在にブロック５１が保持されており、
このブロック５１にはスライド供給レバー５２が取り付
けられている。該ブロック５１は、供給レバー駆動モー
タ５３によって前後動する。

前述したスライド特機部１５の後方には供給台１９が配
され、そのさらに後方には、左右方向に移動するシャト
ル（左右移動台）５４が位置するようになっている。こ
のシャトル５４は保持台５５の上部に固定されており、
該保持台５５は２本のガイドロッド５６に沿って移動自
在とされている。そしてこの保持台５５にはエンドレス
状に張架されたワイヤ５７（ＷＳＢ図参照）の一部が係
止され、このワイヤ５７がシャトル駆動モータ５８によ
って移動されることにより、保持台５５すなわちシャト
ル５４が左右方向に移動する。シャトル５４の上方位置
には、前後動自在に保持されたスライド挿入バー５９が
保持されている。またこのスライド挿入バー５９は、イ
ンキュベータ３０の各収納室３３の人口開口に対向する
位置に押入爪６０を有している。このスライド押入バー
５９は、挿入バー駆動モータ６１により、上記の方向に
移動される。

以下、上記構成のスライド搬送系の作動を説明する。ま
ずブロック５１は第５図図示の位置、つまりスライド供
給レバー５２がスライド特機部１５の前方に位置する状
態とされる。この状態からレバー駆動モータ５３が作動
し、ブロック５１が後方側に移動されると、スライド特
機部１５上において例えばカートリッジに収納して重ね
られている化学分析スライド１の最下位のものが、スラ
イド供給レバー５２に押されて供給台１９上に移載され
る。供給台１９には開口１９ａが設けられており、この
開口１９ａを通して前記測定ヘッド４１により、化学分
析スライド１のカブリ濃度が測定される。

その後化学分析スライド１には前記点着ピペット２２に
より、所定量の試料液が点着される。次いでスライド供
給レバー５２がさらに後方に移動されることにより、化
学分析スライド１はシャトル５４上に移載される。化学
分析スライド１がこの位置まで送られると、レバー駆動
モータ５３が逆転され、ブロック５１は第５図図示の位
置に戻される。なおこうしてブロック５１が原位置に戻
る際、スライド供給レバー５２がスライド特機部１５上
のスライド１を動かすことがないように、スライド供給
レバー５２は先端が後方を向く方向には揺動自在とされ
ている。

上記のようにしてシャトル５４上に化学分析スライド１
が移載されると、シャトル駆動モータ５８が作動し、シ
ャトル５４は所定の収納室３３に対向する位置まで移動
される。そして次に挿入バー駆動モータ６１が作動し、
スライド挿入バー５９が第５図図示の位置から前方側に
所定距離移動される。それによりシャトル５４上の化学
分析スライド１が、スライド挿入バー５９の挿入爪６０
によって前方に押され、前記入口開口を通って収納室３
３内に収められる。なおこのとき収納室３３内に光学濃
度測定済みのスライド１が有れば、そのスライド１は新
たに挿入されるスライド１に押されて、廃却箱８０中に
落とされる。

以上のようにして収納室３３内に収納された化学分析ス
ライド１は、前述のようにして恒温保持され、試料液と
反応して呈色した部分の光学濃度が測定ヘッド４１によ
り測定される。

なお本実施例では、一連の生化学分析において最後に各
収納室３３に収められた化学分析スライド１を廃却でき
るように、シャトル５４上でスライド１の左右側端をガ
イドする部材の一方は、スライド廃却レバーとしても作
用するように構成されている。すなわちこのスライド廃
却レバー６２は内側に当接突起６３を備えた上で、シャ
トル５４上で前後方向に移動自在とされ、図示しない付
勢手段により後方側に付勢されている。そして上記最後
の化学分析スライド１を廃却する際、シャトル５４はこ
のスライド廃却レバー６２が収納室３３の中央部分に対
向する位置で停止される。この状態でスライド挿入バー
５９が前述のように前方に移動すると、その挿入爪６０
が上記当接突起６３に当接してスライド廃却レバー８２
を押す。それにより該レバー６２は上記付勢の力に抗し
て前方に移動し、収納室３３内のスライド１を廃却箱８
０中に落とし込む。

第６図は前記制御部６５が行なう制御処理のうち、スラ
イド温度の監視に係わる処理を示すものである。以下、
第６図を参照してこの処理について説明する。ステップ
Ｐ１において処理がスタートすると、次にステップＰ２
において、化学分析スライド１の光学濃度測定が開始さ
れる。そして次にステップＰ３において、温度センサ３
１（ｆ、３２ｈ、３２１の出力を取り込んで、インキュ
ベーション温度のモニタが開始される。次にステップＰ
４においては、温度センサ３１ｄ、３２ｈ、３２１が示
す測定温度が設定温度（−例として３７±０．２℃）内
に収まっているか否かが判別される。もし測定温度が設
定温度内に収まっていれば、光学濃度測定がそのまま継
続され（ステップＰ７）、処理の流れは全体的な制御の
流れに戻る（ステップＰ５）。

一方、測定温度が設定温度から外れた状態となると、次
にステップＰ５において、その状態の継続時間が計時さ
れ、所定時間Ｔ（例えば２分間）に達したか否かが判別
される。この継続時間が所定時１４１Ｔに達しなければ
、処理の流れはステップＰ７に移行し、以後は１ｉｌｌ
ｌ定温度が正常の場合と全く同じ処理がなされる。

しかし上記継続時間が所定時間Ｔに達すると、次にステ
ップＰ６において、測定結果に異常マークを付ける指令
が出される。この指令が出されると、その時点で光学濃
度測定が行なわれていた化学分析スライド１による測定
（ｉｆｉ（試料液中の特定成分の濃度）を前記デイスプ
レィ部１３に表示したり、あるいは送出口１２から排出
されるシートに記録する際、測定異常を示す所定のマー
クが測定値と併せて表示あるいは記録される。分析装置
使用者は、この異常マークを見て、測定値が信頼できな
い旨を知ることができる。したがってその場合は、必要
に応じて再測定が行なわれる。

なお上記の実施例では、所定時間Ｔをすべての測定項目
に対して共通としているが、この場合、この所定時間Ｔ
を、測定項目に応じて変えるようにしてもよい。また上
記所定時間Ｔの適切な値は、前述した通り、実験や経験
によって求めることができる。この所定時間Ｔは、化学
分析スライドに付されたバーコード等の記号によって、
自動的に設定することができる。

また以上の説明から明らかなように、本実施例では制御
部６５と、デイスプレィ部１３あるいは記録シートへの
記録手段（図示せず）とが警告発生手段を構成している
が、インキュベーション温度異常を示す警告は、上述の
ようにして測定結果に異常マークを付与するという形態
の他、例えば音声によってなされるようにしてもよい。

さらに本発明は、先に述べたようなテストフィルムを用
いる生化学分析装置においても適用可能である。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明においては、インキュベ
ーション温度が設定温度から外れた際に、その外れてい
た間開が所定時間に達したときのみ警告を発するように
しているから、生化学分析上問題の無い程度の短い時間
インキュベーション温度の異常が生じても、その際の分
析結果はそのまま活かされるようになる。よって本発明
によれば、無駄に再度分析を行なうことがなくなり、し
たがって生化学分析の能率向上、コスト低減が実現され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による生化学分析装置の外
観を示す斜視図、 第２図は、第１図に示す生化学分析装置の主要部をカバ
ーを取り外して示す平面図、 第３図は、第２図のＩ−１線に沿った部分の断面形状を
示す断面図、 第４図は、ヒータの配置を示した、インキュベータの正
面図、 第５図は、上記生化学分析装置のスライド搬送系を示す
斜視図、 第６図は、上記生化学分析装置におけるインキュベーシ
ョン温度監視に係わる制御処理の流れを示すフローチャ
ートである。 １・・・化学分析スライド　１０・・・本体ｉ５・・・
スライド特機部　　１５ａ・・・スライドガイド２０・
・・点着手段　　　　　２５・・・バーコードリーダ３
０・・・インキュベータ　　３１・・・上部部材３１ａ
、３１ｂ、３１ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２「、３２ｇ　
・・・ヒータ３１ｄ、３２ｈ、３２ｉ・・・温度センサ
３２・・・下部部材　　　　　３３・・・収納室４０・
・・測定手段　　　　　４１・・・測定ヘッド４２・・
・保持台　　　　　　５２・・・スライド供給レバー５
３・・・供給レバー駆動モータ　５４・・・シャトル５
８・・・シャトル駆動モータ ５９・・・スライド挿入バー　　６０・・・挿入爪６１
・・・挿入バー駆動モータ　６５・・・制御部６６・・
・ヒータ駆動回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）試料液中の特定成分と化学反応する試薬を含む検査
   体に試料液を点着し、該検査体を設定温度に恒温保持し
   つつその光学濃度を測定して、試料液中の特定成分を定
   量分析する生化学分析方法において、 温度センサによって前記検査体が恒温保持される際の温
   度を検出し、 この温度センサが出力する測定温度を示す信号に基づい
   て、該測定温度が前記設定温度から外れている時間が所
   定時間に達するまでは、所定条件に従って測定を行なう
   ことを特徴とする生化学分析方法。 ２）試料液中の特定成分と化学反応する試薬を含む検査
   体に試料液を点着し、該検査体を設定温度に恒温保持し
   つつその光学濃度を測定して、試料液中の特定成分を定
   量分析する生化学分析装置において、 前記検査体が恒温保持される際の温度を検出する温度セ
   ンサと、 この温度センサから測定温度を示す信号を受け、該測定
   温度が前記設定温度から外れている時間が所定時間に達
   した際に警告を発する警告発生手段とが設けられたこと
   を特徴とする生化学分析装置。