JPS6017362A - 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】 この発明は自動分析装置に係シ特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
の目的とするところは試薬の残量を検知し、かつ試薬容
器内に収容された試薬液の種別等を検知して人為的ミス
を防止することができる自動分析装置全提供しようとす
るにある。

以下、添付図面に示す実施例にもとづき、この発明の詳
細な説明する。

第１図において、す／プラー１０は試料テーブル１１と
、イオン分析槽１５と、これら全回転させる駆動部を備
えている。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１１の内側には回転可能な
イオン分析槽１５があシ、西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
器列からサンプ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、その液に浸漬
される状態になるよう調節される。

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を備えており、反応テーブル
２１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には多数の孔があり、それらの孔に角
形透明セルからなる反応容器２２が装填され、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５があシ、光源
２５からの光束妬は恒温通路ｎ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
取シ出される。

反応容器２２内の内容物は攪拌機あ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がおり、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を備えており、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４５の間に移動し得、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、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３ｏは冷蔵庫から成り
、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、反
応容器２２０列との関係で、特定位置に向かって直列に
並べられているとともに、同容器３１゜３１′の光面に
は、内容試薬液の種別、製造年月日等のデータを、例え
ばバーコードや２進コード等で光学的符号化し、又は電
気信号符号化することで表示してなるデータ体３１ａ、
３１’ａが装着されている。試薬用ピペッタ３５は、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３
６゜３７ヲ備えておシ、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。試薬吸排管あは開口３２の列に沿って移動
され、試薬吐出位置４６まで移動される。試薬吸排管３
９は開口３２′の列に沿って移動され、試薬吐出位置４
７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　、３１　’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３
１　、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。この際、上記試薬吸排管３８　、３９の昇
降作動と同期してデータ読取装置６ｏが昇降作動し、該
装置６０は、その下降停止位置で試薬容器３１　、３１
　’のデータ体３１ａ、３１’ａと近接して該データ体
３１ａ、３１’ａのデータを公知の光学的又は電気的手
段で読み取り、該読取データはマイクロコンピュータ５
１に入力される。このデータ読取装置６０と前記試薬吸
排管３８　、３９の動作制御はマイクロコンピュータ５
１により行なう。ピペッタ３５は周知のシリンダ機構を
備えている。

分析すべき試料を装置した試料テーブル１１ヲサンプラ
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、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４
４′から試料全吸入保持し、試料吐出位置４５に保持試
料を吐出すると、反応容器２２０列は光束２６ヲ横切る
ように移送され、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
連続的にくシ返される。反応テーブル２１が停止してい
る間に、攪拌機あの撹拌棒や洗浄機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、試薬吐出位置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種類で済む分
析項目に対しては、試薬ピペッティング部３７だけによ
って吐出位置４７の反応容器に試薬を添加する。反応テ
ーブル２１上には種々の分析項目用の試料を並べること
ができる。１つのやシ方は、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、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及びデータ読取部６
０はそれぞれレールに垂下されており、レールに沿って
移動するが、これらは、レールとともに上下動すること
ができる。試薬吸排管３８゜３９は各試薬液槽の開口３
２．３２’の位置に必要に応じて停止し得る。また、デ
ータ読取装置６０はデータ体３１ａ、３１’ａに可及的
に近接する位置まで下降し停止し得る。ビベンテイング
部３６　、３７及びデータ読取部６０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、反
応する試薬液槽３１　、３１　’の上で吸排管３８　、
３９及びデータ読取装置６０が一旦停止する。

続いてビペンテイング部３６　、３７及びデータ読取部
６０が下降して試薬用ピペッタ３５の動作によシ、吸排
管あ・、３９内に所定量の試薬液全吸入し保持すると共
に、データ体３１　ａ　、　３１’ａのデータが読取装
置６０で判読された後、ビベンテイング部３６　、３７
を上昇し、この後吸排管３８　、３９は試薬吐出位置４
６　、４７″！、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、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υ、呈色状態全観測できる。つまシ
、反応容器が洗浄機２４の位置に達するまでの間板ａ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、゛図
示しない波長選択回路により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ＶＣ変換され、インターフェース５０を介して
マイクロコンピュータ５１に導カれ、必要な演算が行な
われ１．結果、がメ％’　ＩＪ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５５に
印字される。ＣＲＴ５６は、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によ
る分析を行なえる。図示していないが、試料テーブル１
１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４！　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全貌ませて試薬液全吸入すれば分析
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、分析項目および項目別分析条件の
入力を行なうことができる。

次に試薬の残量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
の吸排口であり、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
、耐薬品性のある金屑線で、電気的絶縁性のある外皮６
２につつまれている。電極６１の先端はプローグ６０よ
シ少しく２閣）短くしである。プローグ６０と、電極６
１は、さらに外筒６３につ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とグローブ６０
が試薬液面入って、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に知らせテ、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、グローブ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３
６゜３７の上下動作、および試薬分取の部分のプログラ
ム・フローチャートラ示す。第４図は液面検知信号が入
ったときのプログラム・フローチャートである。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全調べ、不要ならばメインプログラ
ムにリターンし、必要すらば、そのタイミングの制御プ
ログラムにジャンプする。Ｔｌ、　Ｔ２．　Ｔａ、　Ｔ
４はそれぞれ制御タイミングを示す。時刻Ｔ１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）ｇ）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、試薬ピペッティング部
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ロコン
ピュータに入ると、割込要因解析が行なわれ、第４図に
示すごとく、割込信号が液面検知信号であることがわか
ると、パルスモータ制御回路のダウンカウンタの残パル
ス数を読み取！Ｉ）記憶Ｌテから、パルスモータ止め、
上下動作全停止させる。もし、試薬が空になっている場
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Ｔｌ
とＴ２の間に行なわれる。また、試薬ピペッティング部
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Ｔ２は試薬分取のタイミン
グである。マイクロコンピュータは電極６１とグローブ
６０の状態音調べ、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）
を発生させ、ＣＲＴ５６に試薬不足の旨を表示する。ま
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とグローブ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
より、試薬液！３１．３１’の試薬残量を次式により算
出し、ＣＲＴ５６に表示する。

ＳＸＫ　（Ｐｌ−Ｐ２） ■ ただし、 Ｎ：試薬残量（残分取回数） Ｓ：試薬液槽の水平断面積（−） Ｋ：パルスモータ１ステップ当りのストローク（Ｗ）Ｐ
ｌ：ダウンカウンタのプリセントノくルス数Ｐ２：ダウ
ンカウンタのｇ、面検知時の残量くルス数 Ｖ：１回当りの試薬分取量（ｍｉ）　、分析項目により
異なり、分析項目毎に記憶されている。

第５図にＣＲＴ５６の試薬残量表示例を示す。図中、Ｒ
１，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３６　。

３７で分注−れる試薬に相当する。本実施例では分析項
目が１６種類であｆｉ、ＩＣＨ（チャンネル）から１６
ＣＨまでのＲ１およびＲ２の試薬残量を残り分取回数で
表示している。残量弄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υ分取
回数が、オペレータにとって最も解りやすい。第３図に
おける時刻Ｔ３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により分取する。試薬ピペッタ３５
も、試薬ピペッティング部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。時刻Ｔ４は時刻Ｔｌとは
逆に試薬ピペッティング部３６　、３７　’に上昇さゼ
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信号による。従来技術による多
項目自動分析装置では、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
であり、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ットした
試薬量を入力しておき、使用した試薬量全差引きして表
示する方式があったが、この従来方式では、分析開始毎
に試薬量を入力してやらねばならず、途中でつぎ足した
場合でも再入力してやらねばならなかった。

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
つ必要なだけであり、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、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、本発明の実施例によれば、プローブ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、ｉ本のプローグ６０で多種類の試薬分注が実
現できる。

一方、データ読取装置６０で読み取られたデータ体３１
ａ、３１’ａの内容種別等データは、第６図に示すよう
に、光量変換電圧として又はそのまま電気信号としてマ
イクロコンピュータ５１に入力され必要な演算がなされ
た上でＣＲＴ５６に表示されることで、ピペッタ３５で
今分注された試薬液が、測定項目に対応する試薬量であ
るか否かを視認チェック又はプリンタ５５でプリントア
ウトすることで事後的にチェックできるよう構成されて
いる。尚、当該データ読−取装置６０の昇降動作は、図
示の実施例では試薬ピペッティング部３６　、３７と同
期して同一の機構で作動するよう構成されているが、全
く別の機構で昇降案内され又はデータ体３１ａ、３１’
ａに近接するよう作動制御してもよいこと勿論である。

このようにして試薬容器内の内容種等を判別することで
、試薬液容器の差し換えミスを防止することができ、ま
た分注された試薬液が分析項目に対応する試薬液であっ
たか否かをチェックできるので、測定精度に対する信頼
性を大幅に向上することができる。

以上説明したように、この発明によれば、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、オペレータの試薬管理が容易となり、しかも試薬
液の種別が判別できるので、試薬液容器の差し換えにと
もなう人為的ミスが防止できるとともに分析精度に対す
る信頼性も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの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
ピペッティ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、第６図はデータ読取装置の
動作フローチャートである。 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　
、３１　’・・・試薬液槽３１ａ、３１’ａ・・・デー
タ体 ３６　、３７・−・試薬ピペッティング部４０・−・サ
ンプリング機構　５５・・・プリンタ６０・・・データ
読取装置 特許出願人　日本テクトロン株式会社 Ｍうｌ 第５諷 扁６帛

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 分析すべき試料を収容すべき反応容器と、分析項目に対
   応する試薬を収容してなる試薬貯留部と、この試薬貯留
   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、前記試薬貯留部の試薬液の液面全検知する液
   面検知器と、この液面検知器からの出力によって試薬液
   の残量を表示する試薬残量表示装置とを備え、上記試薬
   貯留部の各試薬容器は直列状に配設されてなる自動分析
   装置において、上記試薬容器の光面には、当該試薬容器
   内に収容された試薬液の種別等データが配設されておシ
   、該データは試薬容器の外側に配設された読取装置を介
   して判読されるように構成されていることを特徴とする
   自動分析装置。