JPS5899759A - 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】 本発明は自動分析装置に係り１％に液体試料に試薬を添
加して化学反応を生せしめ、試料の呈色状態を測定して
試料中の成分を分析するような自動分析装置に関し、そ
の目的とするとこ呂は試薬の残量を検知して表示し得る
自動分析装置を提供するにある。

以下本発明に基づ〈実施例を説明す、る。

第１図において、サンプラー１０は試料テーブル１１と
、イオン分析槽１５と、これらを回転させる駆動部を備
え千いる。試料テーブル１１には。

外周側の複数の孔に分析すべき試料を装填した普通試料
容器列−１２と、内周側の複数の孔に緊急検査用試料や
標準試料を装填配列した特殊試料容器列１３が形成され
ておシ、これらの試料容器は必要に応じて試料吸入位置
４４およ゛び４４′に回転移送される。試料テーブル１
１の内側には回転可能なイオン分析槽１５があシ、内部
にナトリウムイオン用、カリウムイオン用、塩素イオン
用等の複数のイオン選択電極１６と、比較電極１７とが
延在されている。これらの電極は図示しないサンプリン
グ機構によって、試料容器列からサンブリ・ングされた
試料が分析槽１５内に導入され、希釈液によって希釈さ
れたときに１．その液に浸漬される状態になるよう調節
され企。

反応部２０は、ドーナツ状の恒温通路２３とその上に装
設された反応テーブル２１を備えておム反応テーブル２
１の高さ位置は、試料テーブル１１とほぼ同じである。

恒温通路２３は恒温浴槽からなり、恒温水供給部２９か
ら恒温液を循環される。反応テーブル２１には多数の孔
があシ、それらの孔に角形透明セルからなる反応容器２
２が装填され１反応容器列を形成する。反応容器の下部
は恒温液に浸される。

図示しない駆動機構によって連続的および間欠的に回転
される反応テーブル２１の内側には光源２５があり、光
源２５からの光束２６は恒温通路２３内の反応容器２２
を通過して光度計２７に導か、れ、光度計２７内で回折
格子によって光分散された後、特定の波長光が光検知器
を介して取り出される。反応容器２２内の内容物は攪拌
機２８によって攪拌される。

反応容器列上には純水吐出管および液体吸出管をそれぞ
れ複数備えた洗浄機２４があり１反応テーブル２１の停
止時にこれらの管が反応容器内に挿入されて洗浄操作が
行なわれる。

サンプリング機構４０は、試料吸排管４１を保持した回
転腕と、この回転腕の上下機構と、サンプル用ピペッタ
４２を備えておシ、試料吸排管４１を試料吸入位置４４
および４４′と、試料吐出位置４５０間に、移動し得、
各位置において試料吸排管を上下動し得る。

試薬液貯留部３０は１反応部２０と近接して配置され、
試薬液容器３１．３１’の高さ位置は反応テーブル２１
とほぼ同じにされる。貯留部３０は冷蔵庫から成シ、内
部に直方体形状の試薬液容器３１．３１’が直列に２列
並べられている。各試薬液容器３１は分析項目に応じて
準備される。

各容器３１．−３１’には開口３２．３２’があるが、
これらの開口は１反応容器２２の列との関係で、特楚位
置に向かって直列に並べられている。

試薬用ピペッタ３５は１図示しないレール上を移送され
る試薬ピペッティング部３６．３７を備えておシ、これ
らのピペッティング部３６．３７には試薬吸排管３８，
３９が取シ付けられている。

これらの試薬吸排管３８と３９は、それぞれ独立　　　
　□に往復移動される。試薬゛吸排管３８は開口３２の
列に石って移動され、試薬吐出位置４６まで移動される
。試薬吸排管３９は開口３２′の列に沿って移動され、
試薬吐出位置４７まで移動される。

試薬液容器３１０列と３１′の列は平行に配列され、開
口３２と３２′の列も平行に配列されている。試薬液槽
３１．３ｉ’は直方体であるので。

極めて密に隣接して多数並べることができる。試薬吸排
管３８．３９は分析項目に応じて適切な試゛薬液槽３１
，３１’の開口上に停止され、下降して試薬液を吸入保
持し、上昇後、保持した試薬液を反応管２２内に吐出し
得る。この動作制御はマイクロコンきユータ５１によシ
行なう。ピペッタ３５は周知のシリンジ機構を備えてい
る。

分析すべき試料を載置した試料テープに１１をサンプラ
ー１０に設置して、操作パネル５２のスタートボタンを
押すと１分析装置の動作が開始される。サンプリング機
構４０の試料吸排管４１が。

試料吸入位置４４または４４′から試料を吸入保持し、
試料吐出位置４５に保持試料を吐出すると。

反応容器２２の列は光束２．６を横切るように移送され
１反応テーブル２１が１回転と１ステツプして試料を受
入れた反応容器の次の反応容器が試料吐出位置４５に位
置づけられる。このサンプリング動作は連続的に、＜シ
返される。反応テーブル２１が停止している間に、攪拌
機２８の攪拌機や洗浄機２４の各管等が、それぞれ所定
位置の反応容器内に挿入され、必要な動作がなされる。

反応テーブル２１が停止している間に、試料吐出位置４
６および４７の位置で反応容器に試薬が添加され、呈色
反応が開始される。反応のための試薬が１糧類で済む分
析項目に対しては、試薬ピペッティング部３７だせによ
って吐出位置４７や一反応容器に試薬を添加する。反応
テーブル２１上には種々の分析ｉ目用の試料を並べるこ
とができる。１つのやυ方は１，１つの試料を分析項目
の数だけ反応容器に分配したあと１次の試料も同様にし
て複数の反応容器例えば２０個の反応容器に分配し、各
分析項目に対応した試薬を試薬ピペッティング部３６．
３７によって必要な反応容器に添加するものである。〜 試薬ピペッティング部３６．３７はそれぞれし−ルに垂
下されておシ、レールに沿って移動するが、これらは、
レールとともに上傘動することができる。試薬吸排管３
８，３９は各試薬液槽の開口３２．３２’の位置に必要
に応じて停止し得る。

ピペッティング部３６．３７の駆動部の動作はマイクロ
コンピュータ５１によって制御される。吐出位置４６．
４７に来た試料の分析項目に対応する試薬が試薬ピペッ
ティング部３６．３７によって選択され１反応する試薬
液槽３１，３１’の上／で吸排管３８，３９が−■停止
する。続いてピベツティ７”部３６，３７が下降して試
薬用ピベンタ３５の動作によム吸排管３８，３９内に所
定量の試薬液を吸入保持した後ピペッティング部３６．
３７・を上昇し、吸排管３８，３９を試薬吐出位置４６
．４７鷹で水平移動して、対応する反応容器内へ吸排管
内に保持していた試薬液を吐出する。

反応容器内の試料は１反応テーブル２１がサンプリング
動作の都度回転されるから、サンプリング動作にともな
って光束２６を横切＃）、呈色状態を観測できる。つま
り１反応容器が溝浄機２４の位置に達するまでの開被数
回にわたって同じ試料について光学的特性が観測される
。

光度計２７の光電検出器によって受光された光は〆示し
ない波長選択回路によシ分析項目に応じた必要な波長が
選択され、透過光強度に応じた大きさの信号が対数変換
器５３に導かれる。アナログ信号はその後Ａ／Ｄ変換器
５４によってディジタル信号に変換され、インターフェ
ース５０１介してマイクロコンピュータ５１に導かれ、
必要な演算が行なわれ、結果がメモリに記憶される。特
定分析項目についての複数回にわたる測光動作のすべて
が終了したとき、複数回の測光データが比較され、必要
な演算がなされて、当該分析項目の濃度値がプリンタ５
５に印字される。ＣＲＴ５６は１分析結果や統計データ
を表示できる。

本実施例では、比色法による分析および反応速度法りよ
る分析を行なえる。図示していないが。

試料テーブル１１および試薬液貯留部３０の付近には吸
排管洗浄部が配置されている。反応容器の移送路となる
恒温槽２３は、２５〜３７ｒの一定温度に維持される。

この実施例では装置の分析動作条件がカセットテープに
記憶され、このカセットテープを読ませて試薬液槽を交
換すれば分析項目を変更できる。試薬交換時に流路系の
洗浄をする必要がなくなる。ＣＲＴと項目キー、プロフ
ァイルキーおよびテンキーにより１分析項目および項目
別分析条件の入力を行なうことかできる。

次に試薬の残蓋表示について説明する。第２図は吸排管
３８，３９の先端の構造を示す。プローブ６０は試薬の
吸排口であシ、耐薬品性のある金属細管からできている
。電極６１は試薬の液面を検知するためのものであシ、
耐薬品性のある金属線で、電気的絶縁性のある外皮６２
にっつまれている。電極６１の先端はプローブ６ｏより
少しく　２　ｍ　）短くしである。プローブ６ｏと、電
極・６１は、さらに外筒６３にっつまれ固定されている
。吸排管３８，３９の先端が上記のような構造になって
いるのは、試薬ピペッティング部３６゜３７が、下降し
て吸排管３８．３９が試薬液槽３１．３１’内に挿入さ
れたとき、電圧のかかった電極６１とプローブ６０が試
薬液面入って１両者間に電気的導通があったことをマイ
クロコンピュータ５１に知らせて、マイクロコンピュー
タ５１が試薬ピペッティング部３６．３７の下降を停止
させ、プローブ６０が試薬液面に少し入った状態で試薬
分取を行なうためである。試薬ピペッティング部３６．
３７の上下動作はそれぞれ独立にパルスモータによって
駆動される。第３図に試薬ピペッティング部３６．３７
の上下動作、および試薬分取の部分のプログラム・フロ
ーチャートを示す。第４図は液面検知信号が入ったとき
のプログラム・フロ−チャートである。メインプログラ
ムのプログラム制御により、試薬ピペッティングの制御
プログラムは０．１秒毎に動作する。第３図、第４図に
より、試薬ピペッティング部３６゜３７の上下動作の制
御方法を説明する。最初のタイミングチェックのプログ
ラムは、現在の時刻が上下動作制御の必要なタイミング
かどうかを調べ。

不要ならばメインプログラムにリターンし、必要ならば
、そのタイミレグの制御プログラムにジャンプする。Ｔ
、　、　Ｔ、　、　Ｔ、　、　Ｔ４はそれぞれ制御タイ
ミングを示す。時刻Ｔ、の下降制御プログラムは、パル
スモータ制御回路（公知技術で図示せず）のダウンカウ
ンタに最大下降ストロークに必要なパルス数をプリセッ
トして、試薬ピベンティング部３６．３７の下降を開始
させる。下降が進み。

吸排管３８，３９の先端からの液面検知信号がマイクワ
コンピュータに入ると１割込要因解析が行なわれ、−第
４図に示すごとく１割込信号が液面検知信号−十あるこ
とがわかると、パルスモータ制御回路のダウンカウンタ
の残バキス数を読み取シ記憶してから、パルスモータを
止め、上下動作を停止させる。もし、試薬が空になって
ぃ“る場合はプローブ６０が試薬液槽３１．３１’の底
面まで下って停止する。この動作は第３図における時刻
Ｔ、とＴ、の間に行なわれる。また、試薬ピベンテイン
グ部３６．３７の上下動作はまったく独立に行なわれ、
制御も別々に行なわれる。時刻Ｔ。

は試薬分取のタイーミングである。マイクロコンビエー
タは電極６１とプローブ６０の状態を調べ。

両者間に電気的導通があるかどうかを調べ、導通がなけ
れば、試薬液槽３１．３１’が空になっていることを意
味し゛、警報（例えばブザー音）を発送させ、ＣＲＴ５
６に試薬不足の旨を表示する。

オた。この旨を記憶しておき、このタイミングで試薬を
分注すべきであった試料が測定されて結果がプリントア
ウトさ′れる時試薬不足であったことをデータに添えて
印字できるようにする。電極６１とプローブ６０間に電
気的導通があった場合は、既に記憶しであるパルスモー
タ制御回路の残パルス数よム試薬液槽３１．３１’の試
薬残量を次式により算出し、ＣＲＴ５６に表示する。

ただし。

Ｎ　；試薬残量（残分取回数） Ｓ７；試薬ｉ槽の水平断面積（♂） Ｋ　；パルスモーフｌステップ当シの、ストローク（ｍ
） Ｐ２　；ダウンカウンタの液面検知時の残パルス数 Ｖ　　；１回当シの試薬分取量（ｍ＊’）　、分析項目
によシ異なり１分析項目毎に記憶さ れている。

第５図ＫＣＲＴ５６の試薬残量表示例を示す。

図中、Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ第１反応液、第２反応液を
意味し、それぞれ、試薬ピペッティング部３７．３６で
分注される試薬に相補する。本実施例では分析項目が１
６種類で゛あり、ＩＣＨ（チャネル）から１６ＣＨまで
のＲ１およびＲ２の試薬残量を残シ分取回数で表示して
いる。残量表示単位としてはこの他に、残容量、あるい
は、試薬液面高さ等が考えられるが、残り分取回数が、
オペレータにとって最も解シやすい。第３図における時
刻Ｔ、゛では、これから分注する試薬の必要量を試薬用
ピペッタ３５によシ分取する。試薬ピペッタ３５も、試
薬ビベツテインク部３６．３７に対しそれぞれ独立に行
なわれ、パルスモータにより駆動され、マイクロコンピ
ュータよシ制御される。

時’ｌｅＪ　Ｔ　４は時刻Ｔ１とは逆に試薬ピペッティ
ング部３６．３７を上昇させる。ただし、このときのパ
ルスモータ停止は液面検知信号ではなく、試薬ピペッテ
ィング部３６．３７の上死点を検知する上死点検知ｉ号
による。従来技術による多項目自動分析装置では１例え
ば試薬液槽が３０個ある場合、試薬不足を検知するのに
３０個の液面検知器とそれらに必要な電気回路を必要と
し、極めて複雑な構成となった。それでいて、ただ単に
試薬不足が検知できるだけであシ、試薬残量を検知する
ことはできなかった。どうしても試薬残量を表示するに
は分析開始前にセントした試薬量を入力しておき、使用
し元試薬量を差引きして表示する方式があったが、この
従来方式では１分析開始毎に試薬量を入力してやらねば
ならず、途中でつぎ足し九場合でも再入力してやらねば
ならなかった。

次に液面検知機能が故障した場合の自動修復機能につい
て説明する。第２図に示したよう°なプローブの液面検
知機能は、しばしば検知ミスを犯すことがある。それは
プローブ６０と電極６１の表面が液体によシぬれた状態
になって′いるため１両者間の絶縁抵抗が低下して、液
体内に挿入されている状態に近い条件となシ、電気的に
誤った検知をするからである。すなわち、プローブが空
気中にあっても、液体中にあるものと検知するため。

空気と液体の境界面（液面）を検知できないことになる
。仮に、上記のように液面検知機能が故障した状態にて
、試薬ピペッティング部３６．および３７が試薬液槽３
１および３１′に下降すれば。

その下降動作は、プローブ先端が液面に達しても停止す
ることなく、吸排管３８．および３９の先端が試薬液槽
の底面に達して始めて停止することになる。この時点で
吸排管３８．および３９は試薬を吸入することはできる
が、吸排管３８．および３９の表面は上から下まで、現
在挿入している試薬により汚染されてしまい１次回にお
ける他の試薬の分注に使用できなくなる。本実施例でば
第３図に示した試薬ピペンテイング部３６．３７−の上
下動作の制御方法において、故障修復機能をもたせるこ
とによシ、上記のトラブルを回避しようとするものであ
る。第３図において、試薬ピペッティング部３６．３７
が下降を開始するとき、すなわち時刻Ｔ１に、おける制
御に故障修復機能をもたせる。第６図は上記時刻Ｔ１に
おける故障修復機能のフローチャートを示している。第
６図に従って、その機能を説明する。時刻Ｔ、に下降を
開始する前に、まず、プローブ６０と電極６１間の絶縁
を調べる。もし、絶縁が良好であれば、これまでの説明
通シであり、ノくルスモータ制御回路のダウンカウンタ
に最大下降ストロークに必要なノ（ルス数をプリセント
して、試薬ピペンテイング部３６．３７の下降を開始さ
せればよい。もし１時刻Ｔ、にて下降′を開始する箭に
プロー−プロ０と電極６１の絶縁が不良であった場合は
、前回の下降時にも電極の絶縁不良があったかどうかを
調べる。

すなわち、２回連続して電極の絶縁不良があれば。

これは単なる電極表面のぬれによる絶縁低下ではなく、
電極のどこかが破壊された可能性があり。

コンピュータのプログラムだけで故障修復の試みを続け
ることは危険とみなす。従って、電極不良の警報を発生
し、メイン・プログラムに分析動作の停止を要求する。

もちろん下降動作は開始しない。次に、今回の下降時は
電極の絶縁は不良であったが、前回の下降時は電極の絶
縁が良好であった場合、すなわち、今回の電極の絶縁不
良は電極表面のぬれによる絶縁低下の可能性があり、故
障修復の可能性があるとみなされる場合の制御方法につ
いて説明する。まず１次回の念めに、今回電極が絶縁不
良であったことを記憶しておく。次に。

前回までの試薬残量を読み出し、試薬液面までの下降ス
トロークに必要なパルス数Ｐ３を次式により算出する。

Ｐｓ＝Ｐｓ−… ８Ｋ　　　。

ただし、Ｐ、は最大下降ストロークに必要なパルス数で
あシ、他の記号は試薬残量算出時と同じものである。こ
のようにして算出したパルス数をパルスモータ制御回路
のダウンカウンタにプリセントして試薬ビペンテインク
部３６．３７の下降を開始すればよい。上記の方法によ
れば電極の絶縁不良があった場合でも１分析動作をいき
なυ停止させることなく、続行しても、プローブ６０を
試薬液面で下降動作を停止させることができる。

ただし１本制御方式を実施する場合は、下記の注意が必
要となる。すなわち、上記のようにして下降ストローク
に必要な）くルス数を算出して下降し。

プローブ６０の先端が試薬液面に達して下降停止した時
には、パルスモータ制御回路のダウンカウンタの残りパ
ルス数Ｐ、は０となっておム試薬残量Ｎは算出結果がＯ
となってしまう。従って試薬残量Ｎの算出結果が０とな
った場合は１時刻Ｔ１時の電極の絶縁の良否を読み出し
、良であればＯをそのまま′記憶しても良いが、もし、
否であつ九場合は、前回の試薬残量Ｎ（残分取口数）に
１を減じてＮ−１を記憶すれば良い。１を減じるのは今
回の分取によシ残分取回数が１回減ることを意味する。

本発明の実施例によれば、経年変化、汚染などによムプ
ローブ６０．および電極６１に水玉などが付着して１両
者間の絶縁不良が生じても、故障修復機能により１分析
動作を停止させることなく、絶縁不良がなかった場合と
同様に動作を続行することができる。

また本発明の実施例によれば試薬液槽がいくら増えても
液面検知器は第１反応液用と第２反応液用にそれぞれ１
個ずつ必要なだけであシ、かつ。

試薬不足の検知だけでなく試薬残量まで検出し。

表示することができる。

また１本発明の実施例によれば分析途中で試薬をつぎ足
しても、その都度、パルスモータ制御回路の残パルス数
よシ算出するため試薬量の入力操作なしで試薬残量が表
示できる。また１本発明の実施例によれば、グローブ６
０の先端が少ししか試薬液内に入らないため、試薬によ
るプローブ゛６０の先端の汚染が少なく、簡単な蒸留水
洗浄により、１本のプローブ６０で多糧類の試薬分注が
実現できる。

以上説明したように１本発明によれば、極めて簡単な構
成で、試薬不足の検知および試薬残量の表示が可能であ
り、液面検知器が絶縁不良になっても分析動作を続行す
ることができ１分析装置の稼動率向上り：可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す図。 第２図は吸排管の先端を示す図、第３図および第４図は
試薬ビベンテイング部の動作フローチャート、第５図は
試薬の残量表示の一例を示す図である。第６図は液面検
知器に絶縁不良が生じても正常動作を続行するだめの制
御方法フローチャートを示す。 １０・・・サンプラー、１１・・・試料テーブル、２０
・・・反応部、２１・・・反応テーブル、２２・・・反
応容器。 ２７・・・光度計、３０・・・試薬液貯留部、３１．３
１’・・・試薬液槽、３６．３７・・・試薬ビペンテイ
ング部。 ４０・・・サンプリング機構、５５・・・プリンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分析すべき試料を収納する反応容器と、試薬液貯留
   部と、この試薬液貯留部から試薬液を吸入して前記反応
   容器に供給する試薬分配装置と、前記試薬液貯留部の試
   薬液の液面を検知する液面検知器と、この液面検知器が
   絶縁不良の際前回の吸入において絶縁不鼻であることを
   条件に前回までの試薬残量を読み取シ前記試薬分配装置
   の試薬液−、貯留部への下降スト−ｏ−りを決定させる
   制御部と。 を具えることを特徴とする自動分析装置。−