JPH0572210A

JPH0572210A - 自動分析装置および自動分析方法

Info

Publication number: JPH0572210A
Application number: JP1444091A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Mimura; 智憲三村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-02-05
Filing date: 1991-02-05
Publication date: 1993-03-23

Abstract

(57)【要約】〔目的〕毛細管を、遠心分離容器と分析のための反応
容器として利用することにより、血液から血清のみを取
出す遠心分離操作と、取出した血清の分析操作を一体化
し、操作の単純化および自動化を企図する。〔構成〕透明な部材で形成され、その内部に、血液を
入れる領域、血球と血清を分離する領域、試薬を含み血
清と化学反応すると発色する領域を設けた毛細管と、毛
細管を、その軸方向が半径方向に向くように固定し、高
速で回転するディスクと、このディスクに固定された毛
細管の発色する領域に対して、光を照射する光源と、毛
細管に照射された光を受ける検出器と、この検出器の出
力信号に基づき分析を行う演算・制御手段とから構成さ
れ、血清の遠心分離操作と、吸光度測定および分析の操
作を、一回の操作で行う。光源には、例えば、レーザ光
源が用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動分析装置および自
動分析方法に関し、特に、臨床検査での生化学検査に好
適な自動分析装置および自動分析方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】臨床検査用自動分析装置の従来の一般的
構成を説明する。本装置では、最初に、患者から血液を
取り、これを試験管に入れ、試験管を遠心分離機に掛け
て採取血液の遠心分離を行い、血清を得る。その後、得
た血清を分析装置にセットし、血清中の成分の濃度を測
定する。自動分析装置での具体的分析手順を説明する。
分析装置では、血清をサンプルカップにセットした後、
一定量の血清を分取し、この分取した血清を反応用セル
内に注入する。セル内の血清に対して一定量の試薬を添
加し、化学反応を行わせることによって、発色を生じさ
せる。この状態において、発色液の特定波長の吸光度を
測定する。吸光度が測定されると、吸光度データはコン
ピュータに送られ、コンピュータは、測定データに基づ
き計算を行い、血清中の成分の濃度を算出する。その
後、濃度データはプリンタに出力される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の一般的
な自動分析装置の構成では、自動分析装置にサンプルと
してセットできるのは、遠心分離を行った後の血清また
は血漿である。血液は、血球成分や血小板などの凝固成
分と、血清等の液体成分から構成されるが、血清中の成
分を測定する場合に、血球成分が同時に存在すると、血
球中の成分の濃度が血清中の成分濃度に比較して大幅に
異なるので、正確な測定ができなくなる。このため、血
液から血球成分を取り除くことは必要不可欠となる。以
上の如く、従来の自動分析装置では、血球成分が含まれ
る血液そのものをサンプルとしてセットすることができ
ないので、血液の遠心分離の操作と、分析操作とに分
け、遠心分離機で分離した血清のみを、操作者が、自動
分析装置の所まで運んでサンプルとしてセットし、分析
装置を再スタートしなければならなかった。このため、
血清を遠心分離機から自動分析装置に移し替える際に、
サンプルを他の患者のものと間違えたり、移し替えのた
めの時間がかかるという問題を有していた。また、遠心
分離を利用した従来技術としては、例えば、特開昭５８
−５３７５９号、特開昭６２−３４０５７号、特開平１
−１９９１５９号の各公報に記載されたものがある。特
開昭５８−５３７５９号および特開平１−１９９１５９
号は、それぞれ、細管の中に血液を入れ、遠心分離を用
いて、血液から、血清または血球を採取するための細管
の構造および分離を行うための手段を開示している。遠
心分離の操作自体はすでに知られており、これらの従来
技術によっても、分析を行うためには、操作者が、採取
した血清等を、自動分析装置の箇所まで搬送してサンプ
ルとしてセットする必要がある。また特開昭６２−３４
０５７号公報に開示された分析用血液サンプルの調整装
置では、細管に血液を入れ、遠心分離作用で血液から血
清サンプルを抽出し、操作者による手動操作を介在させ
ることなく、血清サンプルを分析ロータに移動させる構
成を示している。しかし、この分析装置の構成では、遠
心分離を行うための毛細管と、分離された血清を毛細管
から取り出し、分析を行うためのキュベットに移動させ
るという構成を採用しているので、装置構成および制御
が複雑となる欠点を有する。

【０００４】本発明の目的は、毛細管を、遠心分離容器
と分析容器として利用することにより、血液から血清の
みを取出す遠心分離操作と、取出した血清の分析操作を
一体化し、操作の単純化および自動化を企図する自動分
析装置および自動分析方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る自動分析装
置は、透明な部材で形成され、その内部に、血液を入れ
る領域、血球と血清を分離する領域、試薬を含み血清と
化学反応すると発色する領域を設けた毛細管と、毛細管
を、その軸方向が半径方向に向くように固定し、高速で
回転するディスクと、このディスクに固定された毛細管
の発色する領域に対して、光を照射する光源と、毛細管
に照射された光を受ける検出器と、この検出器の出力信
号に基づき分析を行う演算・制御手段とから構成され
る。前記の構成において、検出器は、回折格子とアレイ
式シリコンフォトダイオードからなり、回折格子は、毛
細管を透過した光を受光するように配設されたことを特
徴とする。前記の構成において、光源はレーザ光源であ
り、検出器で、毛細管を透過するレーザ光を受光するよ
うにしたことを特徴とする。前記の構成において、レー
ザ光源からのレーザ光が毛細管に照射された結果発生す
る、前方散乱光または後方散乱光のうち少なくともいず
れか一方を検出するように、検出器を配設するようにし
たことを特徴とする。本発明に係る自動分析方法は、血
球分離領域と、血清と化学反応する試薬を含む発色領域
を有する透明な毛細管の中に、分析対象の血液を入れ、
毛細管を回転ディスクに固定し、ディスクを高速回転す
ることにより、毛細管の中の血球分離領域で血球を補足
し、血清のみを、発色領域に移動させ、発色領域で血清
と試薬が化学反応を起こして発色し、この発色状態につ
いて吸光度を測定することにより血清の濃度を測定する
ようにしたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明による自動分析装置および自動分析方法
では、分析対象である患者の血液を毛細管に入れ、この
毛細管をディスクにセットし、このディスクを高速で回
転する。ディスクを高速に回転すると、毛細管の一端に
入れられた血液は、遠心力によって、他端に移動する
が、その途中に血球成分を補足する血球分離領域が設け
られているので、血清成分のみが、発色領域に移動し
て、試薬と化学反応を起こす。この化学反応で生じた発
色状態について、光源および検出器、演算・制御手段で
吸光度測定を行い、血清の濃度を算出する。これによ
り、毛細管に血液を入れ、毛細管をディスクにセットす
るだけで、その後、血球と血清の遠心分離操作と、抽出
された血清に関する自動分析操作とを、中断することな
く行うことができ、途中において、手動によって血清サ
ンプルを分析装置に移し替える等の操作を要せず、簡単
にかつ誤りなく分析データを得ることができる。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図１〜図８に基づ
いて説明する。図１は、遠心分離機能と分析機能を兼ね
備えた本発明による自動分析装置の構成を概念的に示
す。１はディスクであり、図示しない回転支持部に回転
自在に取り付けられている。ディスク１の回転軸２に
は、摩擦車３が固定される。４はディスク１を回転させ
るための駆動モータであり、出力軸５には、他の摩擦車
６が固定される。摩擦車６は摩擦車３に接触し、駆動モ
ータ４の回転をディスク１に伝達する。駆動モータ４の
動作は、演算・制御機能を有するＣＰＵ１７によって制
御される。ディスク１は、駆動モータ４の回転動力で、
例えば３０００rpm 以上の高速で回転する。

【０００８】ディスク１の上には、少なくとも１本の毛
細管７が、半径方向に配設される。毛細管７は、ディス
ク１に半径方向に形成されたスリット８の中に配置され
る。スリット８は、図３に示すように、ディスク１の上
面側の幅が、毛細管７の直径よりもやや大きく形成さ
れ、かつ下面側の幅は、次第に小さくなり、毛細管７の
直径よりも小さく形成される。したがって、毛細管７
は、スリット８に上方よりセットされ、ディスク１の下
方へ落ちることはない。また、図４および図５に示すよ
うに、スリット８の、ディスク円周部側の端部に、円周
方向の溝９を形成し、この溝９にストッパ１０を配置す
る。ストッパ１０が存在するため、毛細管７がストッパ
１０によって、半径方向の動きが制限され、ディスク１
が高速回転したときにも、当該回転によって生じる遠心
力で、毛細管７が飛び出すことはない。ディスク１が高
速で回転すると、毛細管７に大きな遠心力が加わる。

【０００９】ディスク１の上方に、ディスクに対して光
１２を照射する光源１１が配設される。ディスク１の下
方の位置に、光源１１に対応して、回折格子１３を配設
する。回折格子１３は、ディスク１上の毛細管７を透過
した光源１１からの光１２を、分光する機能を有する。
１４はアレイ式シリコンフォトダイオードであり、回折
格子１３で分光された各波長の光を、それぞれ対応する
フォトダイオードで検出する。アレイ式シリコンフォト
ダイオード１４の各フォトダイオードの各検出信号は、
対応する増幅器１５・・・で増幅し、各信号をアナログ
・ディジタル変換器１６でディジタル信号に変換して、
データ処理を行うＣＰＵ１７に伝送する。ＣＰＵ１７は
濃度の演算および装置全体の制御を行う。１８は、計算
で求められた濃度を表示する表示装置、１９は、ディス
ク１および毛細管７を、例えば３７℃の一定温度に保つ
恒温槽である。

【００１０】次に、図２を参照して、上記毛細管７の構
造について説明する。毛細管７は、例えば、透明なガラ
スまたは透明なプラスチックで形成される。毛細管７の
内部は、分析対象である患者の血液を入れる領域と、血
液中の血球を取り除くための血球分離領域２０と、取出
した血清と試薬を反応させる発色領域２１とで構成され
ている。毛細管７内の血液を入れる領域に存在する２２
は、患者の血液である。患者の血液２２は、図２におい
て、毛細管７の左端の開口部から注入される。毛細管７
の右端の部分２３には、図示例では開放されているが、
空気抜きと飛散防止の作用を有するフィルタを配設する
ことも可能である。かかる毛細管７をディスク１に配設
した状態では、毛細管７は、光源１１から照射される光
１２が発色領域を透過するように、配置される。

【００１１】上記構成を有する自動分析装置の作用につ
いて説明する。まず図２で示す如く、検査対象である患
者の血液２２を毛細管７に入れた状態において、当該毛
細管７をディスク１の前記スリット８のスペースに配設
する。この時、ストッパ１０を配設し、毛細管７の径方
向の移動を規制する。次に、駆動モータ４を作動させ、
約５分程度、ディスク１を高速に回転させる。このディ
スク１の高速回転により、血液２２に遠心力が加わり、
血液２２は、発色領域２１の方向に移動せしめられる。
しかし、その途中に血球分離領域２０が存在するので、
この領域２０で血液２２から血球が取り除かれ、血清の
みが発色領域２１に移動する。血清が発色領域２１に移
動すると、血清と、発色領域２１に含まれた試薬が化学
反応を起こし、この化学反応が、発色領域２１を発色せ
しめる。前述した、遠心分離作用および血球分離領域２
０による血清と血球の分離、および血清のみの発色領域
２１への移動、さらに発色領域２１における血清と試薬
の化学反応による発色作用は、ディスク１が回転してい
る間、行われる。ディスク１が回転を開始した後、発色
領域２１で十分に発色が生じたのを見計らって、光源１
１から毛細管７に照射されるようにする。毛細管７の発
色領域２１を透過した光１２は、回折格子１３に入射さ
れる。回折格子１３に入射された光は、分光され、その
後アレイ式シリコンフォトダイオード１４で電気信号と
して検出される。検出された電気信号は、それぞれ対応
する増幅器１５で所要のレベルまで増幅され、さらにア
ナログ・ディジタル変換器１６でディジタル信号に変換
された後、ＣＰＵ１７に与えられる。ＣＰＵ１７では、
入力された検出データに基づき、吸光度の計算および血
清中の成分の濃度の算出を行う。濃度の算出では、既に
メモリに記憶されたパラメータが使用される。

【００１２】上記の如く、本発明による自動分析装置で
実施される分析方法では、遠心分離作用によって患者の
血液２２を、血球と血清に分離し、血清のみを取出す操
作と、取出された血清を発色領域２１で試薬と化学反応
させ、その状態の吸光度を、光源１１と回折格子１３と
アレイ式シリコンフォトダイオード１４を用いて分析す
る分析操作とを、取出した血清を遠心分離機から自動分
析装置に移し替えることなく、ディスク１上でほぼ同時
に行うことができる。したがって、操作者としては、患
者の血液を毛細管７に入れ、この毛細管７をディスク１
のスリットの箇所にセットし、自動分析装置を作動させ
る操作を行うだけでよい。

【００１３】なお、光源１１の光１２で吸光度を測定す
る時、ディスク１は回転していてもよいし、また静止さ
せた状態であってもよい。ディスク１を回転させている
ときには、測定データは周期的に得られる。また、ディ
スク１を静止させて測定を行うためには、毛細管７を、
光１２の通路にセットするように、ディスク１を静止さ
せる必要がある。

【００１４】次に、本発明の自動分析装置の変更実施例
を説明する。図６〜図８では、自動分析装置の要部に関
する部分的構成のみを示し、図示しないその他の構成
は、前記実施例の場合と同じである。また各図におい
て、前記実施例で説明した同一要素には、同一の符号を
付している。

【００１５】図６において、ディスク１の上方に配置さ
れた光源には、一定波長のレーザ光３２を出力するレー
ザ光源３１が用いられる。３３は、レーザ光３２を受け
る検出器である。ディスク１を静止させて吸光度の測定
を行うためには、毛細管７がレーザ光３２の通路にセッ
トされる。毛細管７の発色領域には、レーザ光源３１が
出たレーザ光３２が垂直に入射する。検出器３３は、毛
細管７の発色領域に入射したレーザ光３２の強度を検出
する。この検出信号は、増幅器１５で増幅され、コンピ
ュータ側に伝送される。その後のデータの処理は、前記
実施例の場合と同じである。

【００１６】図７で示した実施例では、図６で示した実
施例の構成と、基本的に同じ構成を有する。異なる点
は、検出器３３の配置位置を変更したことである。検出
器３３は、毛細管７を通過した後、斜め４５°に傾斜し
て出るレーザ光を検出するように、配置されている。検
出器３３では、毛細管７におけるレーザ光３２の後方散
乱を検出する。

【００１７】図８で示した実施例は、図７に示した実施
例の構成に、さらに改良を加えている。すなわち、光源
にレーザ光源３１を用い、ディスク１の上側と下側に、
それぞれ、レーザ光３２に対して、斜め４５°の位置に
検出器３３，３４を配設する。それぞれの検出器３３，
３４には増幅器１５が設けられる。検出器３３では、毛
細管７におけるレーザ光３２の後方散乱を検出し、検出
器３４では、レーザ光３２の前方散乱を検出し、その
後、ＣＰＵでそれぞれの濃度を算出する。

【００１８】なお、検出器の配設位置については、レー
ザ光に対して、傾き角３０°〜１５０°の範囲で任意に
配置させることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、次の効果が生じる。本発明による自動分析装置
および自動分析方法によれば、分析対象である患者の血
液で血球と血清とを遠心分離する操作と、採取した血清
と試薬を化学反応させ、吸光度を測定して血清の濃度を
算出する操作とを、一回の操作で人手を介在させること
なく連続的に行うことができ、装置構成が簡易化される
と共に、サンプルの取違えミスがなくなり、操作全体が
簡単化され、分析時間が短くなり、特に緊急検査に極め
て都合が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動分析装置の要部を概略的に示
す構成図である。

【図２】毛細管の内部構造を示す縦断面図である。

【図３】ディスクにおける毛細管取付け部の周辺構造を
示す部分端面図である。

【図４】図３においてストッパを配置した部分端面図で
ある。

【図５】図４に示した構造を上方から見た部分平面図で
ある。

【図６】光源および検出器の変更実施例を示す斜視図で
ある。

【図７】光源および検出器の他の変更実施例を示す斜視
図である。

【図８】光源および検出器の他の変更実施例を示す斜視
図である。

【符号の説明】１ディスク４駆動モータ７毛細管８スリット９溝１０ストッパ１１光源１３回折格子１４アレイ式シリコンフォトダイオード１７ＣＰＵ（演算・制御手段）２０血球分離領域２１発色領域２２血液３１レーザ光源３２レーザ光３３検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な部材で形成され、内部に、血液を
入れる領域、血球と血清を分離する領域、試薬を含み血
清と化学反応すると発色する領域を設けた毛細管と、前
記毛細管を、その軸方向が半径方向に向くように固定
し、高速で回転するディスクと、このディスクに固定さ
れた前記毛細管の発色する領域に対して、光を照射する
光源と、前記毛細管に照射された前記光を受ける検出器
と、この検出器の出力信号に基づき分析を行う演算・制
御手段とからなることを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】請求項１記載の自動分析装置において、
前記検出器は、回折格子とアレイ式シリコンフォトダイ
オードからなり、前記回折格子は、前記毛細管を透過し
た光を受光するように配設されたことを特徴とする自動
分析装置。
【請求項３】請求項１記載の自動分析装置において、
前記光源はレーザ光源であり、前記検出器で、前記毛細
管を透過するレーザ光を受光するようにしたことを特徴
とする自動分析装置。
【請求項４】請求項３記載の自動分析装置において、
前記レーザ光源からのレーザ光が毛細管に照射された結
果発生する、前方散乱光または後方散乱光のうち少なく
ともいずれか一方を検出するように、前記検出器を配設
するようにしたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項５】血球分離領域と、血清と化学反応する試
薬を含む発色領域を有する透明な毛細管の中に、分析対
象の血液を入れ、前記毛細管を回転ディスクに固定し、
前記ディスクを高速回転することにより、前記毛細管の
中の血球分離領域で血球を補足し、血清のみを、前記発
色領域に移動させ、前記発色領域で血清と試薬が化学反
応を起こして発色し、この発色状態について吸光度を測
定することにより血清の濃度を測定するようにしたこと
を特徴とする自動分析方法。