JPH0385454A - 自動分析装置 - 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） 本発明は生化学分析装置やＥＩＡＣ酵素免疫測定装置）
などに適する自動分析方法とその装置に関するものであ
る。

（従来の技術） これまで知られている自動分析装置としては。

（１）シングル・マルチ方式、（２）マルチ・ライン方
式、（３）バッチ処理方式、又はそれらの一部を変形し
た方式のものが乃る。

シングル・マルチ方式は反応管を一列に配列した反応ラ
インを備えており、隣合う個々の反応管が異なる分析項
目を分担することによって、反応ラインが１ラインであ
るにも拘らず、多項目の測定を行なうことができる。シ
ングル・マルチ方式では、受付けた試料を順次分析装置
に挿入するだけで多項目の測定を行なうことができるの
で、ランダム・アクセスが可能であり、１検体について
少数の項目しか測定しない場合でも効率が下がらない利
点をもっている。しかしながら、隣合う反応管の分析項
目が異なるため、試薬の汚染に特に留意する必要がある
ほか、反応管を１本ずつ順次移動させる必要がある。ま
た、反応管１本ごとに分析項目が異なるため、試薬分注
や洗浄、反応時間などの処理を隣り合う反応管ごとに変
える必要があり、機構が複雑で、効率が悪くなる。この
ため高い処理能力が要求される分析装置には不向きであ
る。

マルチ・ライン方式は分析項目数だけの反応ラインをも
ち、各反応ラインはそれぞれの分析項目に占有される。

マルチ・ライン方式では分析項目間の汚染の心配がなく
、処理速度が比較的大きい利点がある。しかし、一検体
について少数項目しか測定しない場合には、使用しない
反応管が多くなるので処理速度が極端に下がる欠点があ
る。

バッチ処理方式では全ての検体に対して１項目ずつまと
めて処理を行なう、バッチ処理方式は高速処理に向いて
おり、効率がよい。しかしながら、ランダム・アクセス
を行なうことができず、注目している検体の全項目の測
定結果を早く知ろうとしても全ての検体の測定が終了し
た後でしかわからないという欠点がある。

そこで、本発明者らは上記の方式の欠点を改善して処理
速度を上げるとともに、ランダム・アクセス化を可能に
することのできる自動分析方法とその装置を提案してい
る（特願平１−１２９０８０号参照）、その提案中の方
法では、複数個の反応管を一体化して反応管ブロックと
し、１つの反応管ブロックに属する複数個の反応管には
共通の分析項目を割り当て、各検体の測定しようとする
複数の分析項目に対して各項目用の反応管ブロックの１
個ずつの反応管にその検体を順次分注し。

隣り合う反応管ブロック単位で任意の異なる項目を分析
できるようにする。

（発明が解決しようとする課題） 反応管ブロックを用いる自動分析装置で検体を分注する
方法としては、１つの検体について必要な測定項目の反
応管ブロックに検体を順次続けて分注していく検体優先
方式と、１つの反応管ブロックについてその反応管ブロ
ックで測定を行なう分析項目に該当する検体を順次続け
て分注してぃく項目優先方式とがある。操作性（７）−
１１点からは検体優先方式が望ましいが、その場合は同
一の反応管ブロックに先に分注した検体と、かなり時間
が経ってから分注した検体が共存することとなり。

この時間差によって大きな誤差を生じる。一方、項目優
先方式で検体分注を行なうときは、全ての検体について
全項目測定が終わるまで各検体の結果が得られないうえ
、分析中に次の検体を検体分注器に追加して並べること
ができない。

そこで、本発明は検体優先方式と項目優先方式の中間的
な考え方として１反応管ブロック単位の項目優先方式の
自動分析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） 反応管ブロック単位の項目優先を実現するためには、ど
の項目の反応管ブロックを選ぶがを自動決定する手順と
、分析中に検体を追加できるような検体分注機構を開発
しなければならない。

そのため、本発明の自動分析装置は、複数個の反応管を
一体化し、一体化した反応管は共通の項目を分析するよ
うにした反応管ブロックと１選択された分析項目の反応
管ブロックを供給する反応管ブロック供給装置と１反応
管ブロック供給装置から供給された反応管ブロックに異
なる検体を分注するとともに、異なる分析項目用に同じ
検体から複数回分注する検体分注機構と、検体が分注さ
れた反応管ブロックを移送させながら反応管ブロック単
位で共通の項目を分析する分析部とを備え、前記反応管
ブロック供給装置における分析項目の選択は、前記検体
分注機構における検体収容部の一定範囲の未分注の検体
の先頭の検体より勘定して先に反応管ブロックの穴の数
だけ纏まった項目が自動的に選択されるようにする。

（作用） 反応管ブロックには複数個の反応管が一体化されて配列
されており、かつ、各反応管ブロックには１つずつの分
析項目が割り当てられている。そのため、試薬分注、洗
浄などを各反応管ブロックごとに一斉に行なうことがで
きるので、効率がよく、処理速度が上がる。

反応管ブロック単位で処理されるので、反応管ブロック
を単位として異なる任意の項目を割り当てることが可能
であり、いわゆる多項目ランダムアクセスになっている
。本発明の方法はこのようにブロック単位のランダム・
アクセスという概念であり、バッチ処理方式とシングル
・マルチ方式の両方の長所を兼ね備えたものである。

検体分注を行なう項目が選択されると、その項目の反応
管ブロックが反応管ブロック供給装置から供給され、検
体分注機構によってその反応管ブロックに複数の検体が
分注される０反応管ブロックは１つの分析項目に対応し
ており、その項目を測定しようとする複数の検体がその
反応管ブロックの異なる反応管に分注される。検体の分
注が完了した反応管ブロックは分析部に送られて反応管
ブロック単位で試薬分注や測定などの処理が施される。

項目の選択に用いられる一定範囲の検体の範囲外であれ
ば、検体を追加することができる。

（実施例） 第１図は本発明を１ステツプＥ工Ａ測定を行なう装置に
適用した装置の概略を表わしている。

この自動分析装置は大きく分けると反応管ブロック供給
部、検体分注部、分析部から構成されている。

８は反応管ブロック供給装置であり、反応管ブロックｌ
を検体分注部から分析部に供給する１反応管ブロックｌ
の例は、第２図に示されるように。

反応管である複数個の穴２が一列に配列されたマイクロ
プレート４が倒れないように台６に嵌め込まれたもので
ある１反応管に該当する穴２は第２図の例では８個が一
体化されているが、穴２の数はこれに限らない０反応管
ブロック１に属する多穴２の内壁には各反応管ブロック
ごとに共通の抗体が固定化されており１反応管ブロック
単位で共通の分析項目が割り当てられている。

反応管ブロック供給装置８は、第３図に示されるように
、枠９内にラック１０が設けられており、このラック１
０は枠９対してガイド１３によってＸ方向に案内され、
ステッピングモータ１４で駆動されるねじ１５が通され
ている。ラック１０にはＹ方向の溝１１が設けられてお
り、溝１１の一端部（図では左端部〉は開いており、多
溝１１には分析項目の等しい反応管ブロック１が縦方向
に並べられて収納されている。多溝１１の他端部には反
応管ブロック１を前進させるレバー１２が設けられてい
る０図の例ではラック１０には６個の溝１１が設けられ
、ｌ検体についてＡからＦまでの６項目の分析を行なう
ことができる。

ラック１０の開放した一端面が摺動する枠９の壁面には
１個の反応管ブロックを取り出すことのできる出口１６
が開けられている。ラック１０の開放した端面は出口１
６が設けられている枠の壁面に沿ってステッピングモー
タ１４の駆動によりＸ方向に移動する。出口１６に位置
決めされた溝１１のレバー１２を前方に押すことにより
、その溝１１に収容されている反応管ブロック１が反応
管ブロック供給装置８から押し出される。

反応管ブロック供給装置８の出口上６から分析部の反応
ラインエ８に至る経路に検体分注位置１７があり、そこ
に検体分注機構が設けられ、取り出された反応管ブロッ
クエの多穴に対してその分析項目の測定を行なう検体が
順次分注される。

第１図に戻って説明すると、検体分注機構を構成するた
めに、検体用チェーン２１が設けられている。検体用チ
ェーン２１はスネークチェーンからなり、検体カップを
移送することができる。検体カップに黒丸の示された領
域２２ａは検体カップが往復運動させられて検体が分注
される領域であり、この往復運動領域２２ａにある検体
からは異なる分析項目に対して同じ検体から複数回分注
される。２０はその往復運動領域２２ａにある検体を検
体分注位置１７の反応管ブロック１に分注する検体分注
器である。検体用チェーン２１の内。

検体カップに白丸の示された領域２２ｂは待機中の検体
を表わし、検体カップにハツチングの施された領域２２
ｃは分注が終了した検体を表わしている。

分析部では検体が分注されて送り込まれた反応管ブロッ
ク１を移送させる反応ライン１８が設けられている。反
応ライン１８は反応管ブロック１の縦方向の幅をもち、
反応管ブロック供給装置８から供給きれた反応管ブロッ
ク１を第１図で右方向に１ステツプずつ移送するために
、第４図に示される移送機構が設けられている。移送機
構は反応ライン１８の両側に反応管ブロック１の端部を
保持するベルト２４．２６を備えている。ブロック移送
機構のベルト２４．２６は１ステツプを例えば６０秒間
隔で離動され、反応管ブロック１を図で右方向に移送し
ていく。検体が分注されて反応ライン１８に押し出され
た反応管ブロック１を移送開始点Ａまで押し込むために
１反応ライン１８の左側部分にはブロック押し部２８が
設けられている。

第１図で反応ラインエ８に沿って右方向には、試薬分注
部３０、洗浄部３２、酵素反応発色液分注部３４、比色
計３６、残液吸引部３８が配置され１反応ライン１８の
右端には測定後の反応管ブロックエを廃棄する袋４０が
設けられている。

試薬分注部３０には、第５図に示されるように。

試薬タンク４２を複数個備えた試薬ターンテーブル４４
が設けられており、試薬タンク４２から試薬を吸引し、
反応管に分注するノズル４６と、ノズル４６を反応管ブ
ロックｌの反応管配列方向に案内するガイド４８を備え
た試薬分注器が設けられている。ノズル４６はポンプ（
図示略）により吸引と吐出を行なうことができ、また、
上下方向に移動することができる。試薬は試薬分注部３
０の位置にある反応管ブロックｌの全ての反応管に分注
されるので、第５図に示されるようにノズル４６によっ
て試薬タンク４２から試薬を吸引し。

矢印で示されるように移動しながら順次分注していく。

試薬ターンテーブル４４は回転し、所定の試薬を試薬分
注位置へ移送する。

洗浄部３２は試薬分注部３０から所定の間隔を経て設け
られている。−例として試薬分注から１時間後に洗浄が
行なわれるように、試薬分注部３０と洗浄部３２の間に
は６０個の反応管ブロックｌが配列される距離に設定さ
れている。洗浄部３２は、第６図に示されるように、そ
の下に反応管ブロック１が停止している時間、例えば３
０秒間にその反応管ブロック１の８個の反応管を同時に
５回程度洗浄する。洗浄部３２では各反応管上で洗浄ノ
ズル５０が上下方向に移動する。洗浄を行なうときはそ
の洗浄ノズル５０が各反応管に入れられる。洗浄ノズル
は二重管になっており、内側の管から洗浄液が供給され
、外側の管から洗浄液が排出されて洗浄が行なわれる。

酵素反応発色液分注部３４ではすでに説明した試薬分注
器などと同様のノズル機構により、その下の反応管ブロ
ック１の全ての反応管に基質などの発色液を分注する。

比色計３６は発色液分注部３４から一定の距離の所に設
けられている。この場合、例えば基質などが分注されて
から２０分後に測定されるように。

発色液分注部３４と比色計３６の間には２０個の反応管
ブロック１が配置される距離に設定されている。

比色計３６は第７図に示されるように、光源からの白色
光が光ファイバー５２によってその下の反応管ブロック
１の各反応管に照射され、反応管を透過した光はそれぞ
れフィルタ５４を経てそれぞれのフォトセル５６により
受光される。

残液吸引部３８は使用済みの反応管ブロックｌを廃棄す
るに先だって残液を除去するために設けられたものであ
り、残液が吸引された後の反応管ブロック１は袋４０に
落下し、廃棄される。

次に１本実施例の動作について説明する。

反応管ブロック供給装置８のラック１０の多溝１１には
項目別の反応管ブロック１を並べておく。

検体用チェーン２１には検体を並べる。同時に、各検体
について分析すべき項目の表をこの自動分析装置を制御
するコンピューターに入力しておく。

分析すべき項目の表（ワークシート）は、例えば第８図
に示されるものである。各検体番号ごとに分析する項目
が記入されている０表中で丸印はその検体について分析
を行なう項目である。このような表は、−船釣に ａｉｊ＝１又は０ （ｉ＝１．２．・・・・・・６） と表わされる。「１」はｉ項目、ｊ番目の検体が選ばれ
たときであり、「０」はｉ項目、ｊ番目の検体が選ばれ
ていないときである。ここで、検体１番からに番までの
各項目の分析依頼数の和５ｉ（ｉ、ｋ）を定義する。

例として、１〜１４を考えると、 Ｓ□（１，１４）＝７ Ｓ、（１，１４）＝　８ Ｓ、（１，１４）＝５ Ｓ４（１，１４）＝７ Ｓ　、　（１，１４）　＝　５ Ｓ、（１，１４）＝２ となる。

分析をスタートすると、第８図に示されたワークシート
から５ｉ（ｉ、ｋ）のｋを８，９，１０．・・・・・・
と変えたものが求められる。ｋの最大値は第１図におけ
る検体用チェーン２１の往復運動領域２２ａの往復運動
させる幅Ｋ（仮りに２６とする）である、最も小さいｋ
に対して５ｉ（ｉ、ｋ）が８になる項目が見つけられる
。この例では項目２に対してに＝１４で５ｚ（ｔ、１４
）＝＝ｓになる。したがって、反応管ブロック供給装置
８の番号２の反応管ブロックが供給され、検体分注器２
０が合計８つの検体（第８図の例では検体１，２，４，
５，８，９゜１０．１４）を、その反応管ブロックの８
つの穴に分注する１分注が終われば第８図のワークシー
トの丸印が除かれるので、　Ｓ、（１，１４）がＯとな
る。

次に、Ｓ工（１，１６）＝８．５４（１，１６）＝８と
なるから、それぞれ項目ｌ１項目４の反応管ブロックが
選択されて反応管ブロック供給装置８から送り出さ才、
検体が分注される。

二のように進むとき、に＝２６　（検体用チェーン２１
の往復できる最大値Ｋ）となったとき１項目１，２，３
，４，５はそれぞれ２回、１回、１回、１回、１回の分
注を終わっているが、項目６は５ｓ（ｘ、ｚｓ）＝ｓに
しかならない。しかし、ここに１つの約束を設け、ｋ＝
２６になったときは、そのときまでに全く分注していな
い項目はＳ　ｉ（１゜２６）が８未満でも分注すること
とし、検体用チェーン２１を全体として進めることにす
る。ｋ＝２６が終了した時点でワークシートは分注の終
了したものを除いているので、第８図の例では二重丸印
を付したテストに移る。従って、ワークシートを１５だ
けずらせて検体番号１５番以上を考え、Ｓ　１（１５，
ｋ）の形で１５番から４０番まで同様に進めていく。

検体用チェーン２１の往復運動領域２２ａの往復幅には
設定（可変）できるようにしておく、Ｋを大きくとると
、８穴反応管ブロックの無駄が少なくなるが、検体番号
の早い（小さい）検体に対して全項目の測定結果が揃う
のが遅れる。Ｋを選ぶ基準は、最も測定頻度の小さい項
目が８つ（８穴反応管ブロックの場合）揃う平均的な検
体数で決めれば良い。

分析中の検体の追加については、すてに分注のため往復
している検体用チェーンの往復運動領域２２ａでなけれ
ば新たに検体を追加することができる。このとき、同時
に第８図のようなワークシートの表も新しい部分が追加
され、連続して測定が行なわれる。

このようにして１反応管ブロック１が選択され、反応管
ブロック供給装置８から送り出されて検体分注が行なわ
れ１反応ライン１８に送り出されると１反応管ブロック
ｌはブロック押し部２８によって反応ライン１８の移送
開始位置Ａまで押し込まれる。移送開始位ｉ１Ａに到達
した反応管ブロック１は移送機構によって１ステップ６
０秒で移送される。

試薬分注部３０のあるＢ点に到達した反応管ブロック１
には酵素標識抗体のような試薬が分注される。試薬分注
後１時間で洗浄部３２のある０点に到達し、洗浄部３２
によって洗浄水の給水と排水が複数回繰り返されて反応
液が除かれ、続いてＤ点で発色液分注部３４により酵素
反応発色液が分注される。標識酵素系として全項目に共
通の酵素を用いておけば発色液分注部３４での発色液は
全項目で共通とすることができるし、異なる酵素系を使
用しているときは各反応管ブロックエごとに異なる発色
液に切り替えるようにすればよい。

発色液分注後２０分で比色計３６のあるＥ点に到達し、
酵素反応によって生じた呈色が比色計３６で読み取られ
る。その後、残液が吸引されて反応管ブロック１は袋４
０に廃棄される。

抗原抗体反応の反応時間は位置ＢからＣの長さで調節で
き、発色反応の時間は位置りからＥの長さで調節できる
。実施例では処理速度は４８０テスト／時間となり、Ｅ
ＩＡとしては多量の処理ができる部類に属する。

第９図は他の実施例を表わす。

第１図の実施例と比較すると、検体分注機構が異なって
いる。

第９図の検体分注機構では、往復して同じ検体から複数
回分注する部分をターンテーブル６０として分離させて
いる。待機中の検体とそのホルダー６２はまず待機検体
置場６１にセットしておく。

待機検体置場６１にある検体のうち、ターンテーブル６
０で往復させるだけの検体数を自動的にターンテーブル
６０に載せる。ターンテーブル６０を往復回転させなが
ら各項目別の反応管ブロック１に検体を分注し、全ての
項目の分注が終わった検体は分注終了検体置場６３に自
動的に除去され、ターンテーブル６０でその終了した検
体の除去により空いた所に待機検体置場６１から新しい
検体が補充される。

第９図の実施例でも、待機検体置場６１に設置された検
体は第８図のようなワークシートにデータ入力される。

ターンテーブル６０に載せられて分注が終了した検体に
関するワークシート上のデータは除かれる。待機検体置
場６１であれば新たな検体を自由に追加することができ
、ワークシートにもその検体のデータが追加される。

（発明の効果） 本発明では、複数個の反応管を一体化して反応管ブロッ
クとし、各反応管ブロックにはそれぞれ１つずつの分析
項目を割り当て１反応管ブロックの１個ずつの反応管に
異なる検体を分注し１反応管ブロック単位で異なる任意
の項目を扱うことができるので、ランダムアクセス相当
の使い易さを実現できるとともに、パッチ処理的要素を
取り込んでおり、試薬分注及び測定を行なうブロック単
位での処理速度の大きい自動分析装置を構成することが
できる。例えば８個の反応管を一体化して処理できる８
穴マイクロプレートを用いても実質上ランダム・アクセ
スとほとんど同じ操作で分析可能である。

反応管ブロックとして穴が一列に並んだマイクロプレー
トなどを用いることができるので、処理スピードは大き
くても装置はビーズ法やチューブ法に比べて小型にする
ことができる。そのため。

ＥＩＡ用に特に好都合である。

一検体に対して少数項目しか選ばれなくても処理スピー
ドは下がらない、この点で項目ごとに専用のラインを用
いるマルチ・ライン方式の欠点がない。

検体優先分注方式を反応管ブロックに適用するときの問
題点であった同じ反応管ブロック内の複数の検体間での
分注時間の違いがなくなる。

反応管ブロックを自動的に除去するようにすれば、連続
分析が可能である。すなわち、分析を止めることなく次
々に検体を追加することができる。

したがって、検体が全部集まらない内に分析を開始し１
分析中に平行して次の検体のワークシートを準備し、検
体を追加することができるので、分析効率が大幅に向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例を表わす概略平面図、第２図は反応管
ブロックの一例を示す斜視図、第３図は反応管ブロック
供給装置を示す斜視図、第４図は分析部におけるブロッ
ク移送機構を示す平面図、第５図は同実施例における試
薬分注部を示す概略断面図、第６図は同実施例における
洗浄部を示す概略断面図、第７図は同実施例における比
色部を示す概略斜視図、第８図は一実施例におけるワー
クシートを示す図、第９図は他の実施例を示す概略平面
図である。 ｌ・・・・・・反応管ブロック、８・・・・・・反応管
供給装置。 １０・・・・・・レバー　１８・・・・・・反応ライン
、２０・・・・・・検体分注器、２１・・・・・・検体
用チェーン、２２ａ・・・・・・チェーンの往復運動領
域、２４，２６・・・・・・移送機構、２８・・・・・
・ブロック押し部、３０・・・・・・試薬分注部、３２
・・・・・・洗浄部、３４・・・・・・発色液分注部。 ３６・・・・・・比色計、３８・・・・・・残液吸引部
、４０・・・・・・ブロック廃棄部の袋、６０・・・・
・・ターンテーブル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の反応管を一体化し、一体化した反応管は
   共通の項目を分析するようにした反応管ブロックと、選
   択された分析項目の反応管ブロックを供給する反応管ブ
   ロック供給装置と、反応管ブロック供給装置から供給さ
   れた反応管ブロックに異なる検体を分注するとともに、
   異なる分析項目用に同じ検体から複数回分注する検体分
   注機構と、検体が分注された反応管ブロックを移送させ
   ながら反応管ブロック単位で共通の項目を分析する分析
   部とを備え、前記反応管ブロック供給装置における分析
   項目の選択は、前記検体分注機構における検体収容部の
   一定範囲の未分注の検体の先頭の検体より勘定して先に
   反応管ブロックの穴の数だけ纏まった項目が自動的に選
   択される自動分析装置。