JPH09243647A - 自動化学分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小形で、多数の項目の分析が迅速にできる自動
化学分析装置を提供する。 【解決手段】反応容器対２６をガイド機構２７で移動可
能にし、経路に試料分注器２１，試薬分注器２３，恒温
室２９，吸引器３０，洗浄器３４を設ける。吸引器３０
に複数とりつけられた吸引ノズル３１にはセンサ３２が
内蔵される。反応容器２５に試料分注器２１から分注さ
れた試料液は、試薬分注器２３に分注された試薬と混合
し、恒温室２９内で一定時間反応した後、吸引ノズル３
１に吸引され、センサ３２で光学的に化学成分の濃度を
検出される。反応容器対２６はガイド機構２７上に多数
配列される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動化学分析装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】人体の血清等を試料として用い、これに
所望の試薬を反応させこの反応液内の特定成分の濃度を
比色法により測定して診断に供するようにしたディスク
リートタイプの自動化学分析装置が知られている。従来
の装置は例えば特開平3−65654号公報に示されている。

【０００３】従来のディスクリートタイプの自動化学分
析装置は図１４に示すように、複数の測光セル４を円形
のターンテーブル３上に配列し、ターンテーブル３に近
接して試料ボトル９，スライダ１０，サンプルピペッタ
８からなる試料供給部と、試薬ボトル７，試薬分注器６
からなる試薬供給部と、洗浄器１１と、光源ユニット１
２と検出ユニット１３からなる分光測定部を持つ。コン
トローラ２がそれぞれの機構部に接続し、またアナライ
ザ１４がフォトダイオードアレイ２４に接続されてい
る。

【０００４】ターンテーブル３が回転する間に、測光セ
ル４への試料および、試薬の供給，分光測定，洗浄が行
われる。試料の供給は、サンプルピペッタ８が動作して
試料ボトル９から一定量の試料を測光セル４に分注して
行われる。試薬の供給は試薬分注器６により行われ、測
光セル４内で試料と試薬が反応する。洗浄は、洗浄器１
１により測光セル４に洗浄液を給排して行われる。

【０００５】分光測定は、分光測定部で光源２１から出
た光束がレンズ２２，測光セル４を通り、回折格子２３
で波長分離されたのち、フォトダイオードアレイ２４で
検出して行われる。測光セル４中の試料と試薬の反応物
は、試薬の種類により試料中の特定成分の濃度により特
定波長の光の吸収率が変化する。したがって、フォトダ
イオードアレイ２４の特定波長に対応する素子の検出す
る光の減衰率を測定し、アナライザ１４で分析すれば試
料中の特定成分の濃度の情報が得られる。

【０００６】この従来の装置によれば、複数の種類の試
料を試料ボトル９に入れてスライダ１０上に並べると、
スライダ１０が動いて一つずつ試料を選択して複数の試
料の分析を行うことができる。また、試薬ボトル７に複
数の種類の試薬をセットし、試薬分注器６で選択的に測
光セル４に分注すれば、複数の成分の分析が行える。こ
れらの動作はコントローラ２で制御されるため、自動的
に多項目の分析を複数の試料に対して行うことができ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置では、十分
な感度で光の吸収率を測定するためには、試料と試薬の
反応物中を光束が通過する長さを一定の長さ以上にする
必要があり、測光セル４の厚さを薄くすることができ
ず、必要な試薬の量を減少するが難しく、多量の試薬を
収納しておくために装置のコンパクト化が困難であっ
た。また、検出ユニット１３と光源ユニット１２が測光
セル４の相対する方向に設置されるため、広い占有面積
を必要とし、更に光学系や周辺の装置の配置が制限さ
れ、装置が大きくなった。

【０００８】本発明の目的は、コンパクトな自動分析装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、複数の試料となる液体を複数の反応容
器に分注する試料分注系と、反応容器のそれぞれに試薬
を分注する試薬分注系と、反応容器内の試料と試薬を混
合し、一定時間反応させる反応系と、混合液に光を照射
して透過率を測定する検出光学系と、検出信号を解析す
る演算系と、一連の動作を繰り返し実行させる制御系と
を備えた自動化学分析装置において、反応容器から混合
液を吸引するピペッタを持ち、検出光学系がピペッタと
一体で移動可能であるように構成した。

【００１０】また、複数の反応容器が並んで固定された
反応容器対を用い、複数の反応容器対が、反応容器対の
中の反応容器の並びの方向と直角方向に配置されるよう
に構成した。

【００１１】また、反応系が一定温度に保たれた恒温室
を含み、恒温室内で反応容器対が上下に配置されるよう
に構成した。

【００１２】また、検出光学系がピペッタを構成するパ
イプ内で対向して配置した光ファイバであるように構成
した。

【００１３】また、検出光学系を混合液の通路を挟んで
対向して配置したレーザと反射鏡で構成した。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。

【００１５】図１は、本発明の第１実施例の斜視図であ
る。図において、自動化学分析装置１では、複数の反応
容器対２６がとりつけられ、ガイド機構２７上を移動可
能である。ガイド機構２７の周囲に試料分注器２１，試
薬分注器２３，振動機構２８，吸引器３０，スライダ１
０，恒温室２９，洗浄器３４が設置されている。また、
自動化学分析装置１には、コントローラ２，アナライザ
１４が内蔵され、表示器４０，スイッチ４１，出力器４
２が設置されている。

【００１６】反応容器対２６には複数の反応容器２５が
設置されている。

【００１７】スライダ１０には複数の血液試料の入った
試料ボトル９が設置可能で、コントローラ２の指示でサ
ンプルピペッタ８の下に移動する。

【００１８】試料分注器２１は、サンプルピペッタ８と
血清分離器２０，試料ノズル２２から構成される。コン
トローラ２の指示により、試料ボトル９内からサンプル
ピペッタ８が一定量の血液試料を吸引し、血清分離器２
０内で血液試料から固形分を除去して、血清成分を試料
ノズル２２からそれぞれの反応容器２５に一定量ずつ分
注する。

【００１９】血清分離器２０には、遠心分離器または、
使い捨てのフィルタが使用可能である。

【００２０】試薬分注器２３を構成する複数の試薬ノズ
ル２４は、それぞれ異なる試薬の入った試薬ボトル７に
接続されている。コントローラ２からの指令により、反
応容器２５のそれぞれに試薬ノズル２４から試薬を一定
量分注する。

【００２１】振動機構２８は、反応容器対２６の底部を
振動させる事により、反応容器２５内の試薬と血清を混
合させる。

【００２２】恒温室２９は、内部に３５℃の空気が循環
している。

【００２３】吸引器３０にはセンサ３２を内蔵した吸引
ノズル３１がとりつけられている。コントローラ２の指
示により、吸引ノズル３１は反応容器２５から混合液を
吸引する。センサ３２は吸引した混合液の特性を検知し
て、信号をアナライザ１４に送る。また、コントローラ
２の指示により、洗浄器３３の位置に移動して吸引ノズ
ル３１の先端および内部を洗浄する。

【００２４】洗浄器３４は洗浄液を吐出して反応容器２
５を洗浄する。

【００２５】アナライザ１４はコントローラ２の指示に
より、センサ３２の信号を演算して、結果を出力器４２
から出力する。

【００２６】コントローラ２はスイッチ４１および表示
器４０に接続されており、スイッチ４１からの動作指令
によって一連の指示を各要素に出す。一連の指示は同一
パターンの繰り返しを含む。動作の状態を表示器４０に
表示する。

【００２７】ガイド機構２７は反応容器対２６を平行移
動，停止させる機構となっている。恒温室２９の内部で
は、ガイド機構２７は３段に折れ重なっており、反応容
器対２６は上の段から順に下の段に移動する。

【００２８】図２は第１実施例の試料分注系の説明図で
ある。血清分離器２０はフィルタ３５，コネクタ３８，
着脱機構４８，弁３６から構成される。試料分注器２１
には、移動機構４４，ポンプ４５が含まれている。ポン
プ４５とフィルタ３５はコネクタ３８を介してチューブ
５４で結ばれている。

【００２９】まず、試料ボトル９にサンプルピペッタ８
を挿入し、弁３７を閉じ弁３６を開いてポンプ４５で駆
動液５３を吸引する事により全血試料５１を吸引する。
血液試料はフィルタ３５内で固形成分を除去され、試料
室５０には血清である試料５２がはいる。次に移動機構
４４によりピット４９上に試料ノズル２２を移動し、弁
３７を開け弁３６を閉じてポンプ４５で吐出する事によ
り、試料ノズル２２から内部の空気を追い出して試料室
５０から試料５２を微量吐出する。続いて移動機構４４
を動作させて、反応容器２５上に試料ノズル２２を動か
し、液量センサ３９により一定の量に制御しながらポン
プ４５で吐出することにより、反応容器２５の一つに一
定量の試料５２を吐出する。それを繰り返すことによ
り、複数の反応容器２５に一定量ずつの試料を分注す
る。

【００３０】１列の反応容器２５に試料を分注した後、
着脱機構４８はコネクタ３８を外し、フィルタ３５を自
動的に交換する。この際、ポンプ４５から駆動液５３を
吐き出し、チューブ５４内を洗浄する。

【００３１】図３は第１実施例の試薬分注系の説明図で
ある。試薬ボトル７から試薬ノズル２４までチューブ５
６で結ばれ、途中にポンプ４６，液量センサ４７が設置
されている。１種類の試薬系について図示してあるが、
試薬の種類の数だけ並んでいる。試薬ボトル７の周囲は
冷却されている。

【００３２】液量センサ４７は正確に試薬の量を検出し
てコントローラ２に信号を出力する。ポンプ４６はコン
トローラ２の指示で動作して、試薬ボトル７から試薬５
５を吸引し、試薬ノズル２４に一定量吐出する。

【００３３】図４は第２実施例の吸引器３０を示す説明
図である。スタンド６３内のポンプ５８と吸引ノズル３
１がチューブ５７で結ばれている。ポンプ５８はチュー
ブ６７を介して図示しない液供給器に接続しており、チ
ューブ６７には弁６０が配置している。スタンド６３に
は移動機構６２が入っている。吸引ノズル３１の内部に
はパイプ５９が配置されている。パイプ５９は途中に曲
がり部分があり、曲がり部分に照射ファイバ６５と検出
ファイバ６６が対向して設置されている。照射ファイバ
６５は図示しない光源に、検出ファイバ６６は図示しな
い光検出器に接続している。光検出器の出力信号はアナ
ライザ１４に接続されている。

【００３４】コントローラ２から指令を受けると、弁６
０が開き、ポンプ５８，チューブ５７を通して駆動液６
１がパイプ５９から出る。駆動液６１は清浄な液であ
り、パイプ５９内の汚れを洗い流す。このとき、照射フ
ァイバ６５および検出ファイバ６６により駆動液の光吸
収率を測定する。移動機構６２が動作してパイプ５９の
先端が反応容器２５内に入り、ポンプ５８を駆動して反
応容器２５内の混合液６４を吸引する。混合液６４がパ
イプ５９の曲がり部より上まで満たされた後、照射ファ
イバ６５および検出ファイバ６６により混合液６４の光
吸収率を測定する。その後移動機構６２を動作して吸引
ノズル３１を洗浄器３３上に移動し、再び駆動液６１を
吐出してパイプ５９の内部及び外部を洗浄する。

【００３５】アナライザ１４では、混合液の光吸収率と
駆動液の光吸収率を比較演算し、混合液内の特定成分の
濃度を算出して、表示器４０および出力器４２から出力
する。

【００３６】この実施例では吸引ノズル３１にセンサ３
２が内蔵されているので、反応容器２５の経路の周囲に
光学測定系を配置する必要がなく、反応容器対２６の列
を横に並べて配置できるので、狭い場所に多くの反応容
器２５を配置しておくことができ、装置を小型化するこ
とができる。ガイド機構２７によって反応容器対２６を
上下にも複数段に渡って配置できるので、更に小型化で
きる。

【００３７】また、光学的測定を反応容器２５内では行
わないため、反応容器２５は透明である必要がなく、表
面や形状の精度も必要ないため、安価で耐久性のある材
料で作ることができ、複数の反応容器２５を一体化して
反応容器対２６を形成することができるので、低コスト
化と高信頼性化を達成することができる。

【００３８】またこの実施例の場合は、恒温室２９の中
で水平および垂直方向に複数に並べて多数の反応容器２
５を配置しているので、十分に長い時間反応させておく
ことができるため、多数の試料の分析を高い精度で達成
できる。

【００３９】またこの実施例の場合は、細いパイプ５９
内で検出するため、微量の混合液６４で測定可能なた
め、分析に必要な試料および試薬の量を少なくすること
ができ、ランニングコストを低減することができる。

【００４０】また、必要な試料の量が少ないために、血
液試料から血清成分を分離するために分離効率の高い遠
心分離を用いる必要がなく、装置に組み込んだフィルタ
で分離可能となる。

【００４１】また、混合液の量が少なくてすむため、試
料と試薬の撹拌にへらなどを用いることなく、振動機構
２８による振動で十分な混合が可能となる。そのため、
前後の試料との混じりがない精度の高い分析ができる。

【００４２】またこの実施例の場合は、試薬の種類毎に
独立した分注系を用いるので、別の試薬の混じりがな
く、高い精度の測定ができる。また、別の試薬と混ざら
ないため、試薬ノズル２４を毎回洗浄する必要がなく、
試薬を無駄にすることがない。

【００４３】また、この実施例の場合は、反応容器対２
６上の反応容器２５の数と同じ数のセンサ３２が設けら
れているので、一つの試料に対する複数の項目の分析が
同時に行え、高速の分析が可能である。

【００４４】またこの実施例の場合は、細いパイプを用
いるためパイプ内ではパイプに沿った流れが形成される
ので、照射ファイバ６５と検出ファイバ６６の対向した
領域にある混合液は吸引吐出に伴う流れによってスムー
ズに置き換わる。従って前後の試料との混じりが少な
く、精度の高い分析が可能である。

【００４５】また、この実施例の場合は、パイプ５９内
に駆動液６１を流して洗浄と同時に駆動液６１の光吸収
率を測定して、混合液の光吸収率と比較するため、検出
の個体差やファイバ表面の汚れの影響を補正して正確な
分析が可能である。

【００４６】またこの実施例の場合は、分析の項目毎に
別々に検出ファイバ６６，照射ファイバ６５の対を用い
るので、それぞれの分析に適した照射光の波長と検出感
度に設定することが可能であり、高い分解能で分析が可
能である。

【００４７】また、本実施例の場合は、反応容器対２６
が回転して反応容器２５が下を向いた状態で洗浄器３４
で洗浄するので、洗浄液が反応容器２５から重力で排出
し、洗浄液を吸引する機構を簡略化して装置の小型化を
達成できる。

【００４８】図５は、本発明の別の実施例のセンサ３２
を示す断面図である。レーザ６８，光検出器６９，反射
鏡７２がパイプ５９の１部に配置されており、周囲に冷
却パイプ７１および温度センサ７０が配置されている。
冷却パイプ７１には一定温度の水が循環される。

【００４９】レーザ６８からは両側に光ビームが出射
し、一方のビームはパイプ５９を横切って反射鏡７２で
反射し、レーザ６８に戻る。他方のビームは光検出器６
９に入射する。光検出器６９と温度センサ７０の出力信
号はアナライザ１４に接続される。

【００５０】この場合は、反射鏡７２で反射したビーム
が混合液で減衰してレーザ６８にもどり、共振するの
で、ビーム強度は減衰量の変化より大きく変化する。従
って、混合液をビームが横切る長さが短くても高い感度
で光吸収率が検出できるため、検出系を小型化できる。

【００５１】また、冷却パイプ７１に一定温度の水を流
し、かつ温度センサ７０でレーザ６８付近の温度を測定
して制御するため、レーザ６８の特性が温度で変化する
ことを防ぎ、また温度の影響を補正して高い精度での濃
度分析が可能である。

【００５２】図６は、本発明の第二の実施例の斜視図で
ある。この場合、吸引器３０ａ，吸引ノズル３１ａ，セ
ンサ３２ａ，スタンド６３ａで構成される検出系と、吸
引器３０ｂ，吸引ノズル３１ｂ，センサ３２ｂ，スタン
ド６３ｂで構成される検出系の２つの検出系がある。そ
れぞれに洗浄器３３ａおよび洗浄器３３ｂが設置してあ
る。

【００５３】反応容器２５内の混合液は、恒温室２９内
で反応して一定時間後に吸引ノズル３１ａにより１部分
を吸引され、センサ３２ａで吸光度を測定される。反応
容器２５内を移動して更に一定時間経過後、吸引ノズル
３１ｂで吸引され、センサ３２ｂで再び吸光度を測定さ
れる。

【００５４】この実施例では２度測定された吸光度か
ら、反応の促進による吸光度の変化を分析し、それを用
いてより正確に試料中の特定成分の濃度を分析すること
ができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、吸引ノズルと一体化し
た検出系で混合液の吸光度を検出するので、反応容器を
縦、横に並べて配置することができ、小形で、多数の項
目の分析が迅速にでき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】

【図１】第一実施例の分析装置の斜視図。

【図２】第一実施例の試薬分注部の説明図。

【図３】第一実施例の試料分注部の説明図。

【図４】第一実施例の分光測定部の説明図。

【図５】第二実施例の分光測定部の説明図。

【図６】第二実施例の分析装置の斜視図。

【図７】従来の分析装置の上面図。

【符号の説明】

１…自動化学分析装置、７…試薬ボトル、８…サンプル
ピペッタ、９…試料ボトル、１０…スライダ、１４…ア
ナライザ、２０…血清分離器、２１…試料分注器、２２
…試料ノズル、２３…試薬分注器、２４…試薬ノズル、
２５…反応容器、２７…ガイド機構、２８…振動機構、
２９…恒温室、３０…吸引器、３１…吸引ノズル、３２
…センサ、３３，３４…洗浄器、４０…表示器、６３…
スタンド。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の試料となる液体を複数の反応容器に
   分注する試料分注系と、上記反応容器のそれぞれに試薬
   を分注する試薬分注系と、上記反応容器内の試料と試薬
   を混合し、一定時間反応させる反応系と、混合液に光を
   照射して透過率を測定する検出光学系と、検出信号を解
   析する演算系と、一連の動作を繰り返し実行させる制御
   系とを備えた自動化学分析装置において、上記反応容器
   から上記混合液を吸引するピペッタを持ち、上記検出光
   学系が上記ピペッタと一体で移動可能であることを特徴
   とする自動化学分析装置。
2. 【請求項２】請求項１において、複数の上記反応容器が
   並んで固定された反応容器対を用い、上記複数の反応容
   器対が、上記反応容器対の中の上記反応容器の並びの方
   向と直角方向に配置される自動化学分析装置。
3. 【請求項３】請求項２において、反応系が一定温度に保
   たれた恒温室を含み、上記恒温室内で上記反応容器対が
   上下に配置される自動化学分析装置。
4. 【請求項４】請求項１において、上記検出光学系がピペ
   ッタを構成するパイプ内で対向して配置した光ファイバ
   である自動化学分析装置。
5. 【請求項５】請求項１において、上記検出光学系が混合
   液の通路を挟んで対向して配置したレーザと反射鏡で構
   成される自動化学分析装置。