JP2001242177A - 自動分析装置 - Google Patents
自動分析装置Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
- B01F31/80—Mixing by means of high-frequency vibrations above one kHz, e.g. ultrasonic vibrations
- B01F31/87—Mixing by means of high-frequency vibrations above one kHz, e.g. ultrasonic vibrations transmitting the vibratory energy by means of a fluid, e.g. by means of air shock waves
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】反応容器を小さくしても検体間のキャリーオー
バー等が無く、有効に試薬と検体とを撹拌でき信頼性の
高い分析結果を出力できる自動分析装置を実現する。 【解決手段】複数の圧電素子３５が反応容器１１内の液
面高さ方向に沿って一列に配列され、保温槽１２の保温
媒体１３が収容される部分の底部には超音波反射材３８
が設置される。底部に位置する側方照射用圧電素子３５
を動作させ下方の側方超音波９ｂを発生させ超音波反射
材３８によって反射させ下方超音波８とし反応容器１１
の壁面に沿って進んでサンプルの液面に衝突し、この液
面の一部を***させる。この部分に側方超音波９ａを照
射すると、サンプルの***した液面の傾斜部分に側方超
音波９ａが到達し、超音波の音響放射圧によりサンプル
の液面を起点とする攪拌旋回流３６が発生する。この攪
拌旋回流３６で検体と試薬とを混合及び攪拌する。
バー等が無く、有効に試薬と検体とを撹拌でき信頼性の
高い分析結果を出力できる自動分析装置を実現する。 【解決手段】複数の圧電素子３５が反応容器１１内の液
面高さ方向に沿って一列に配列され、保温槽１２の保温
媒体１３が収容される部分の底部には超音波反射材３８
が設置される。底部に位置する側方照射用圧電素子３５
を動作させ下方の側方超音波９ｂを発生させ超音波反射
材３８によって反射させ下方超音波８とし反応容器１１
の壁面に沿って進んでサンプルの液面に衝突し、この液
面の一部を***させる。この部分に側方超音波９ａを照
射すると、サンプルの***した液面の傾斜部分に側方超
音波９ａが到達し、超音波の音響放射圧によりサンプル
の液面を起点とする攪拌旋回流３６が発生する。この攪
拌旋回流３６で検体と試薬とを混合及び攪拌する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試薬等を使用して
分析対象である検体の成分を分析する自動分析装置に係
り、特に、検体の成分を分析する際に必要な試薬を検体
に混合する攪拌部を備えた自動分析装置に関する。
分析対象である検体の成分を分析する自動分析装置に係
り、特に、検体の成分を分析する際に必要な試薬を検体
に混合する攪拌部を備えた自動分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の自動分析装置では攪拌部におい
て、試薬を検体に混合するために、へら状の先端を有す
る攪拌棒を、試薬と検体とを混合する反応槽内に挿入
し、攪拌棒を回転または往復運動させる方式が用いられ
ている。
て、試薬を検体に混合するために、へら状の先端を有す
る攪拌棒を、試薬と検体とを混合する反応槽内に挿入
し、攪拌棒を回転または往復運動させる方式が用いられ
ている。
【０００３】例えば、図９（ａ）に示すように、へら状
の先端を有する攪拌棒６１を、試薬と検体とを混在した
反応容器１１内に挿入し、この攪拌棒６１をアクチュエ
ータ６０により回転させる方式や、図９（ｂ）に示すよ
うに、へら状の先端を有する攪拌棒６１を、試薬と検体
とを混在した反応容器１１内に挿入し、この攪拌棒６１
をアクチュエータ６０により往復運動させる方式が用い
られている。
の先端を有する攪拌棒６１を、試薬と検体とを混在した
反応容器１１内に挿入し、この攪拌棒６１をアクチュエ
ータ６０により回転させる方式や、図９（ｂ）に示すよ
うに、へら状の先端を有する攪拌棒６１を、試薬と検体
とを混在した反応容器１１内に挿入し、この攪拌棒６１
をアクチュエータ６０により往復運動させる方式が用い
られている。
【０００４】このような従来の自動分析装置では、攪拌
棒に付着した微量な試薬または検体が、次の分析結果に
影響を与えるキャリーオーバーと言われる現象が起こ
り、この攪拌棒を洗浄する機構が必要であった。
棒に付着した微量な試薬または検体が、次の分析結果に
影響を与えるキャリーオーバーと言われる現象が起こ
り、この攪拌棒を洗浄する機構が必要であった。
【０００５】一方、分注ノズルを洗浄する機構に圧電素
子を用いたものが、特開平７−３１１２０４号公報に記
載されている。この公報に記載された機構では、分注ノ
ズルに付いた試薬または検体を除去する目的で、ノズル
自体を機械的に振動させ、ノズル自体の洗浄効果を高め
るために圧電素子の振動を使用するものであり、試薬お
よび検体の混合を促進するための攪拌機構に適したもの
ではない。
子を用いたものが、特開平７−３１１２０４号公報に記
載されている。この公報に記載された機構では、分注ノ
ズルに付いた試薬または検体を除去する目的で、ノズル
自体を機械的に振動させ、ノズル自体の洗浄効果を高め
るために圧電素子の振動を使用するものであり、試薬お
よび検体の混合を促進するための攪拌機構に適したもの
ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、自動分析装
置は、検体提供者の肉体的負担を軽減する目的や、装置
のランニングコストの低減を実現するために、１項目の
分析に必要な検体量及び試薬量の低減を進めている。
置は、検体提供者の肉体的負担を軽減する目的や、装置
のランニングコストの低減を実現するために、１項目の
分析に必要な検体量及び試薬量の低減を進めている。
【０００７】この場合、図１０（ｂ）に示すように、従
来の反応容器と同様の容積の反応容器において、検体量
及び試薬量の低減を行なうと、図１０（ａ）に示す検体
量及び試薬量を低減しない場合と比較して、測定光の通
過面積が減少し、測定結果の精度が落ちる。
来の反応容器と同様の容積の反応容器において、検体量
及び試薬量の低減を行なうと、図１０（ａ）に示す検体
量及び試薬量を低減しない場合と比較して、測定光の通
過面積が減少し、測定結果の精度が落ちる。
【０００８】これらの低減された検体及び試薬の量にお
いても正確な分析結果を得るためには、図１０（ｃ）に
示すように、反応容器の容量を小さくし、検体及び試薬
の液面の高さと光の透過面積とを確する必要がある。
いても正確な分析結果を得るためには、図１０（ｃ）に
示すように、反応容器の容量を小さくし、検体及び試薬
の液面の高さと光の透過面積とを確する必要がある。
【０００９】しかし、上述した容量を小さくした反応容
器を使用する自動分析装置の場合、試薬と検体とを混合
する目的の攪拌部に、へら状の先端を有する攪拌棒を、
上記反応容器内に挿入し、攪拌棒を回転または往復運動
させる方式では、反応容器が小さくなることによって、
攪拌棒の挿入及び回転等の撹拌のための運動が物理的に
困難になる。
器を使用する自動分析装置の場合、試薬と検体とを混合
する目的の攪拌部に、へら状の先端を有する攪拌棒を、
上記反応容器内に挿入し、攪拌棒を回転または往復運動
させる方式では、反応容器が小さくなることによって、
攪拌棒の挿入及び回転等の撹拌のための運動が物理的に
困難になる。
【００１０】さらに、攪拌棒の洗浄を行っても、微少の
検体又は試薬を次の分析へ持ち込んでしまうキャリーオ
ーバーを１００％無くすことは不可能であり、又、洗浄
の際に使用する水を攪拌棒が反応容器内に持ち込んでし
まう可能性を１００％無くすことも不可能である。
検体又は試薬を次の分析へ持ち込んでしまうキャリーオ
ーバーを１００％無くすことは不可能であり、又、洗浄
の際に使用する水を攪拌棒が反応容器内に持ち込んでし
まう可能性を１００％無くすことも不可能である。
【００１１】これらキャリーオーバーや水の持ち込み
は、反応容器が小さくなり試薬と検体との量が少なくな
ると、分析結果への影響が無視できなくなる。
は、反応容器が小さくなり試薬と検体との量が少なくな
ると、分析結果への影響が無視できなくなる。
【００１２】本発明の目的は、反応容器を小さくして
も、検体間のキャリーオーバーや水の持ち込みの発生が
無く、有効に試薬と検体とを撹拌することができ、信頼
性の高い分析結果を出力することができる自動分析装置
を実現することである。
も、検体間のキャリーオーバーや水の持ち込みの発生が
無く、有効に試薬と検体とを撹拌することができ、信頼
性の高い分析結果を出力することができる自動分析装置
を実現することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成される。 （１）自動分析装置において、分析対象である検体の成
分を分析する分析部と、反応容器を支持するとともに、
反応容器内に収容された分析対象である検体と試薬等と
の混合液の温度を一定に保つ為の保温媒体を保持する保
温槽と、上記分析部を含む装置全体を統括制御する制御
部と、上記保温槽に支持された反応容器の側方に配置さ
れ、側方超音波を発生する複数の超音波発生源と、超音
波発生源からの超音波を反射して上記反応容器の底部か
ら混合液の液面に向けて下方超音波を照射する反射手段
とを有し、反応容器内の検体と試薬等とを上記側方超音
波と下方超音波との協調による音響放射圧により発生す
る旋回流を利用して混合し攪拌する攪拌部と、上記超音
波発生源に駆動電力を供給する超音波発生源駆動回路と
を備える。
め、本発明は次のように構成される。 （１）自動分析装置において、分析対象である検体の成
分を分析する分析部と、反応容器を支持するとともに、
反応容器内に収容された分析対象である検体と試薬等と
の混合液の温度を一定に保つ為の保温媒体を保持する保
温槽と、上記分析部を含む装置全体を統括制御する制御
部と、上記保温槽に支持された反応容器の側方に配置さ
れ、側方超音波を発生する複数の超音波発生源と、超音
波発生源からの超音波を反射して上記反応容器の底部か
ら混合液の液面に向けて下方超音波を照射する反射手段
とを有し、反応容器内の検体と試薬等とを上記側方超音
波と下方超音波との協調による音響放射圧により発生す
る旋回流を利用して混合し攪拌する攪拌部と、上記超音
波発生源に駆動電力を供給する超音波発生源駆動回路と
を備える。
【００１４】（２）自動分析装置において、分析対象で
ある検体の成分を分析する分析部と、反応容器を支持す
るとともに、反応容器内に収容された分析対象である検
体と試薬等との混合液の温度を一定に保つ為の保温媒体
を保持し、底部が上記混合液の液面に対して傾斜し超音
波反射手段とされる保温槽と、上記分析部を含む装置全
体を統括制御する制御部と、上記保温槽に支持された反
応容器の側方に配置され、側方超音波を発生する複数の
超音波発生源を有し、反応容器内の検体と試薬等とを、
上記超音波発生源から発生された超音波が上記保温槽の
底部に反射して生成され、上記反応容器の底部から混合
液の液面に向けて照射される下方超音波と上記側方超音
波との協調による音響放射圧により発生する旋回流を利
用して混合し攪拌する攪拌部と、上記超音波発生源に駆
動電力を供給する超音波発生源駆動回路とを備える。
ある検体の成分を分析する分析部と、反応容器を支持す
るとともに、反応容器内に収容された分析対象である検
体と試薬等との混合液の温度を一定に保つ為の保温媒体
を保持し、底部が上記混合液の液面に対して傾斜し超音
波反射手段とされる保温槽と、上記分析部を含む装置全
体を統括制御する制御部と、上記保温槽に支持された反
応容器の側方に配置され、側方超音波を発生する複数の
超音波発生源を有し、反応容器内の検体と試薬等とを、
上記超音波発生源から発生された超音波が上記保温槽の
底部に反射して生成され、上記反応容器の底部から混合
液の液面に向けて照射される下方超音波と上記側方超音
波との協調による音響放射圧により発生する旋回流を利
用して混合し攪拌する攪拌部と、上記超音波発生源に駆
動電力を供給する超音波発生源駆動回路とを備える。
【００１５】（３）自動分析装置において、分析対象で
ある検体の成分を分析する分析部と、分析対象である検
体と試薬等との混合液を収容し、底部が上記混合液の液
面に対して傾斜し超音波反射手段とされる反応容器と、
反応容器を支持するとともに、反応容器内に収容された
分析対象である検体と試薬等との混合液の温度を一定に
保つ為の保温媒体を保持する保温槽と、上記分析部を含
む装置全体を統括制御する制御部と、上記保温槽に支持
された反応容器の側方に配置され、側方超音波を発生す
る複数の超音波発生源を有し、反応容器内の検体と試薬
等とを、上記超音波発生源から発生された超音波が上記
反応容器の底部に反射して生成され、上記反応容器に収
容された混合液の液面に向けて照射される下方超音波と
上記側方超音波との協調による音響放射圧により発生す
る旋回流を利用して混合し攪拌する攪拌部と、上記超音
波発生源に駆動電力を供給する超音波発生源駆動回路と
を備える。
ある検体の成分を分析する分析部と、分析対象である検
体と試薬等との混合液を収容し、底部が上記混合液の液
面に対して傾斜し超音波反射手段とされる反応容器と、
反応容器を支持するとともに、反応容器内に収容された
分析対象である検体と試薬等との混合液の温度を一定に
保つ為の保温媒体を保持する保温槽と、上記分析部を含
む装置全体を統括制御する制御部と、上記保温槽に支持
された反応容器の側方に配置され、側方超音波を発生す
る複数の超音波発生源を有し、反応容器内の検体と試薬
等とを、上記超音波発生源から発生された超音波が上記
反応容器の底部に反射して生成され、上記反応容器に収
容された混合液の液面に向けて照射される下方超音波と
上記側方超音波との協調による音響放射圧により発生す
る旋回流を利用して混合し攪拌する攪拌部と、上記超音
波発生源に駆動電力を供給する超音波発生源駆動回路と
を備える。
【００１６】（４）好ましくは、上記（１）、（２）及
び（３）において、上記超音波反射手段の材質は、超音
波発生源が発生した超音波を伝達する保温槽内の保温媒
体の音響インピーダンスと異なる音響インピーダンスを
有する。
び（３）において、上記超音波反射手段の材質は、超音
波発生源が発生した超音波を伝達する保温槽内の保温媒
体の音響インピーダンスと異なる音響インピーダンスを
有する。
【００１７】（５）好ましくは、上記（１）及び（２）
において、超音波反射手段に、超音波の照射位置及び超
音波の反射角度を変更する可変機構を備える。
において、超音波反射手段に、超音波の照射位置及び超
音波の反射角度を変更する可変機構を備える。
【００１８】超音波発生源を動作させ、超音波反射手段
によって反射される下方超音波は反応容器の壁面に沿っ
て進み混合液の液面に衝突し、液面の一部を***させ
る。この部分に側方超音波を照射する。これにより、混
合液の***した液面の傾斜部分に側方超音波が到達し、
超音波の音響放射圧により液面を起点とする攪拌旋回流
が発生する。この攪拌旋回流によって検体と試薬とを混
合及び攪拌する。
によって反射される下方超音波は反応容器の壁面に沿っ
て進み混合液の液面に衝突し、液面の一部を***させ
る。この部分に側方超音波を照射する。これにより、混
合液の***した液面の傾斜部分に側方超音波が到達し、
超音波の音響放射圧により液面を起点とする攪拌旋回流
が発生する。この攪拌旋回流によって検体と試薬とを混
合及び攪拌する。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面により詳細に説明する。 （第１の実施形態）図１から図４を用いて、本発明によ
る自動分析装置の第１の実施形態を説明する。図１は、
本発明による自動分析装置の一部の概略断面図であり、
図２は、図１の装置の部分平面図である。また、図３
は、本発明の第１の実施形態に係る要部の概略断面図で
ある。
面により詳細に説明する。 （第１の実施形態）図１から図４を用いて、本発明によ
る自動分析装置の第１の実施形態を説明する。図１は、
本発明による自動分析装置の一部の概略断面図であり、
図２は、図１の装置の部分平面図である。また、図３
は、本発明の第１の実施形態に係る要部の概略断面図で
ある。
【００２０】図１、図２において、制御部１は、ＣＰ
Ｕ、メモリ、Ｉ／Ｏ等を有する情報処理装置又はシーケ
ンサ等で構成され、メモリに格納された自動分析及び診
断のプログラム及びデータを利用して、自動分析装置５
の動作及び分析動作に必要な情報をＣＰＵで処理又は統
括制御する。
Ｕ、メモリ、Ｉ／Ｏ等を有する情報処理装置又はシーケ
ンサ等で構成され、メモリに格納された自動分析及び診
断のプログラム及びデータを利用して、自動分析装置５
の動作及び分析動作に必要な情報をＣＰＵで処理又は統
括制御する。
【００２１】また、検出部２１は、試薬等と検体とを混
合する容器である反応容器１１と、この反応容器１１に
照射する光４を発生する発光部１５と、反応容器１１内
での検体と試薬との状態変化を吸光度で検出する受光部
１６とからなり、受光部１６で検出された光量はデータ
として、制御部１へ送信され処理される。
合する容器である反応容器１１と、この反応容器１１に
照射する光４を発生する発光部１５と、反応容器１１内
での検体と試薬との状態変化を吸光度で検出する受光部
１６とからなり、受光部１６で検出された光量はデータ
として、制御部１へ送信され処理される。
【００２２】また、攪拌部２２は、検体格納容器２３か
ら検体分注ポンプ２５により検体分注プローブ２７を介
して反応容器１１に送られた検体と、試薬格納容器２４
から試薬分注ポンプ２６により試薬分注プローブ２８を
介して反応容器１１に送られた試薬とを、超音波発生器
７から発生した超音波によって撹袢旋回流３６（図３に
示す）で混合及び攪拌を行う。
ら検体分注ポンプ２５により検体分注プローブ２７を介
して反応容器１１に送られた検体と、試薬格納容器２４
から試薬分注ポンプ２６により試薬分注プローブ２８を
介して反応容器１１に送られた試薬とを、超音波発生器
７から発生した超音波によって撹袢旋回流３６（図３に
示す）で混合及び攪拌を行う。
【００２３】これら、攪拌部２２と検出部２１とに位置
する反応容器１１は、円形状の保温槽１２に溜められた
水を代表とする保温媒体１３に浸されており、一定の温
度に保たれている。
する反応容器１１は、円形状の保温槽１２に溜められた
水を代表とする保温媒体１３に浸されており、一定の温
度に保たれている。
【００２４】また、洗浄部２０は、反応容器１１を洗浄
する水を吐出し、廃液及び洗浄に使用した水を吸引する
為の反応容器洗浄ノズル３０と、反応容器洗浄ポンプ２
９とで構成される。
する水を吐出し、廃液及び洗浄に使用した水を吸引する
為の反応容器洗浄ノズル３０と、反応容器洗浄ポンプ２
９とで構成される。
【００２５】複数の反応容器１１は、反応ディスク１７
上に配置され、反応ディスク回転軸１８は反応ディスク
モータ１９に接続されており、反応ディスクモータ１９
を制御部１により制御することにより、反応ディスク１
７と共に回転又は移動し、攪拌部２２と検出部２１と洗
浄部２０との間を移動する。
上に配置され、反応ディスク回転軸１８は反応ディスク
モータ１９に接続されており、反応ディスクモータ１９
を制御部１により制御することにより、反応ディスク１
７と共に回転又は移動し、攪拌部２２と検出部２１と洗
浄部２０との間を移動する。
【００２６】超音波素子駆動回路６は、圧電素子３５
（図３に示す）が超音波を発生する周波数及び電圧を発
生し圧電素子３５に印加する回路で、制御部１によって
制御され、圧電素子３５を振動させ、超音波を発生させ
る。
（図３に示す）が超音波を発生する周波数及び電圧を発
生し圧電素子３５に印加する回路で、制御部１によって
制御され、圧電素子３５を振動させ、超音波を発生させ
る。
【００２７】次に、攪拌部２２の構造及び動作を詳しく
説明する。攪拌部２２に位置した反応容器１１内におい
て、検体と試薬との混合物であるサンプルに対し、分析
に必要かつ十分な混合及び攪拌を行なうには、図４に示
すようなシーケンスにて、図３に示す下方音波８と側方
超音波９ａとを制御し、攪拌旋回流３６を発生させる。
説明する。攪拌部２２に位置した反応容器１１内におい
て、検体と試薬との混合物であるサンプルに対し、分析
に必要かつ十分な混合及び攪拌を行なうには、図４に示
すようなシーケンスにて、図３に示す下方音波８と側方
超音波９ａとを制御し、攪拌旋回流３６を発生させる。
【００２８】側方超音波９ａ、下方の側方超音波９ｂを
発生する部位の側方照射用圧電素子３５は、反応容器１
１内のサンプルの量によって照射位置が変更可能なよう
に配置されている。
発生する部位の側方照射用圧電素子３５は、反応容器１
１内のサンプルの量によって照射位置が変更可能なよう
に配置されている。
【００２９】つまり、複数の圧電素子３５（超音波発生
源）を反応容器１１内の液面高さ方向に沿って、一列に
配列するか、１つの圧電素子の電極を分割し、反応容器
１１内の液面高さ方向に沿って、アレイ状に整形したも
のである。
源）を反応容器１１内の液面高さ方向に沿って、一列に
配列するか、１つの圧電素子の電極を分割し、反応容器
１１内の液面高さ方向に沿って、アレイ状に整形したも
のである。
【００３０】そして、下方の側方超音波９ｂを発生する
部位の側方照射用圧電素子３５を動作させ、状況に応じ
て、つまり、反応容器１１内の液面高さに応じて、その
液面位置の側方照射用圧電素子３５を動作させる。
部位の側方照射用圧電素子３５を動作させ、状況に応じ
て、つまり、反応容器１１内の液面高さに応じて、その
液面位置の側方照射用圧電素子３５を動作させる。
【００３１】また、保温槽１２の保温媒体１３が収容さ
れる部分の底部の一部には、超音波反射材３８が支持及
び位置決め機構３９により設置されている。
れる部分の底部の一部には、超音波反射材３８が支持及
び位置決め機構３９により設置されている。
【００３２】照射用圧電素子３５の動作シーケンスは、
図３、図４において、まず、底部に位置する側方照射用
圧電素子３５（下方の側方超音波９ｂを発生する部位の
側方照射用圧電素子３５）を動作させ、下方の側方超音
波９ｂを発生させる。
図３、図４において、まず、底部に位置する側方照射用
圧電素子３５（下方の側方超音波９ｂを発生する部位の
側方照射用圧電素子３５）を動作させ、下方の側方超音
波９ｂを発生させる。
【００３３】この側方超音波９ｂは、図４に示すよう
に、下方素子遷移電圧印加期間４６の間に０レベルから
下方超音波最大印加強度４４のレベルまで、徐々に増加
する。
に、下方素子遷移電圧印加期間４６の間に０レベルから
下方超音波最大印加強度４４のレベルまで、徐々に増加
する。
【００３４】側方超音波９ｂは、前方の超音波反射材３
８によって反射され、進行方向を上方へ変化し、下方超
音波８となり反応容器１１内の下部から入射し、反応容
器１１の超音波素子３５に近い壁面に沿って、サンプル
中を進み、サンプルの液面に衝突する。そして、超音波
の音響放射圧によりサンプルの液面の一部を***させ
る。
８によって反射され、進行方向を上方へ変化し、下方超
音波８となり反応容器１１内の下部から入射し、反応容
器１１の超音波素子３５に近い壁面に沿って、サンプル
中を進み、サンプルの液面に衝突する。そして、超音波
の音響放射圧によりサンプルの液面の一部を***させ
る。
【００３５】次に、音響放射圧により反応容器１１内の
サンプルの***している部分に、側方超音波９ａを照射
する。つまり、図４の破線４３に示すように、下方超音
波９ｂが最大印加強度４４となった後に、側方超音波９
ａが、側方超音波最大印加強度４３で、サンプルの液面
であって、サンプルの***部分に照射される。
サンプルの***している部分に、側方超音波９ａを照射
する。つまり、図４の破線４３に示すように、下方超音
波９ｂが最大印加強度４４となった後に、側方超音波９
ａが、側方超音波最大印加強度４３で、サンプルの液面
であって、サンプルの***部分に照射される。
【００３６】これにより、側方超音波９ａと下方超音波
９ｂとの協調により、サンプルの***した液面の傾斜部
分に側方超音波９ａが到達し、超音波の音響放射圧によ
りサンプルの液面を起点とする攪拌旋回流３６が発生す
る。この攪拌旋回流３６によって検体と試薬とを混合及
び攪拌する。
９ｂとの協調により、サンプルの***した液面の傾斜部
分に側方超音波９ａが到達し、超音波の音響放射圧によ
りサンプルの液面を起点とする攪拌旋回流３６が発生す
る。この攪拌旋回流３６によって検体と試薬とを混合及
び攪拌する。
【００３７】以上のように、本発明の第１の実施形態に
よれば、サンプル（検体）が収容された反応容器１１の
側方に液面方向に沿って複数の超音波素子を配列し、下
方に位置する超音波発生素子から発生された超音波を反
射機構１０により、反射して反応容器１１の下方から超
音波を照射し、サンプルの液面を***させた後、この隆
起部分に、反応容器１１の側方から超音波を照射して、
サンプルを撹拌するように構成される。
よれば、サンプル（検体）が収容された反応容器１１の
側方に液面方向に沿って複数の超音波素子を配列し、下
方に位置する超音波発生素子から発生された超音波を反
射機構１０により、反射して反応容器１１の下方から超
音波を照射し、サンプルの液面を***させた後、この隆
起部分に、反応容器１１の側方から超音波を照射して、
サンプルを撹拌するように構成される。
【００３８】したがって、構成が簡単でありながら、反
応容器を小さくしても、検体間のキャリーオーバーや水
の持ち込みの発生が無く、有効に試薬と検体とを撹拌す
ることができ、信頼性の高い分析結果を出力可能な自動
分析装置を実現することができる。
応容器を小さくしても、検体間のキャリーオーバーや水
の持ち込みの発生が無く、有効に試薬と検体とを撹拌す
ることができ、信頼性の高い分析結果を出力可能な自動
分析装置を実現することができる。
【００３９】なお、側方超音波９ｂを反射し進行方向を
変化する超音波反射機構１０の超音波反射材３８には、
圧電素子より発生した超音波を、反応容器１１まで伝達
する働きをする保温媒体１３の持つ音響インピーダンス
と異なった音響インピーダンスを持つ物質を使用する
が、一般的には、超音波を伝達する保温媒体１３の音響
インピーダンスよりも大きな音響インピーダンスを有す
るガラスやＳＵＳなどの物質を使用すると有効である。
変化する超音波反射機構１０の超音波反射材３８には、
圧電素子より発生した超音波を、反応容器１１まで伝達
する働きをする保温媒体１３の持つ音響インピーダンス
と異なった音響インピーダンスを持つ物質を使用する
が、一般的には、超音波を伝達する保温媒体１３の音響
インピーダンスよりも大きな音響インピーダンスを有す
るガラスやＳＵＳなどの物質を使用すると有効である。
【００４０】また、本発明の第１の実施形態において
は、撹拌部２２は、一箇所に設けるように構成したが、
試薬の反応速度等に応じて複数箇所設けることもでき
る。
は、撹拌部２２は、一箇所に設けるように構成したが、
試薬の反応速度等に応じて複数箇所設けることもでき
る。
【００４１】（第２の実施形態）図５は、本発明による
自動分析装置の第２の実施形態の要部の概略断面図であ
る。なお、この図５に示す構成以外の部分は、第１の実
施形態と同様であるので、図示及び説明は省略する。
自動分析装置の第２の実施形態の要部の概略断面図であ
る。なお、この図５に示す構成以外の部分は、第１の実
施形態と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【００４２】図５において、この第２の実施形態では、
自動分析装置における、攪拌部２２に相当する部位の、
保温槽１２の反応容器１１の底部８に対向する底部を傾
斜構造とし、圧電素子３５が発生した側方超音波９ｂ
を、反応容器８の底部からこの反応容器１１の側壁（圧
電素子３５に近い側壁）に沿って進行するように、反射
する超音波反射機構１０とする。これによって、側方超
音波９ｂの進方向を上方へ変化し、下方超音波８として
使用することを特徴とする。
自動分析装置における、攪拌部２２に相当する部位の、
保温槽１２の反応容器１１の底部８に対向する底部を傾
斜構造とし、圧電素子３５が発生した側方超音波９ｂ
を、反応容器８の底部からこの反応容器１１の側壁（圧
電素子３５に近い側壁）に沿って進行するように、反射
する超音波反射機構１０とする。これによって、側方超
音波９ｂの進方向を上方へ変化し、下方超音波８として
使用することを特徴とする。
【００４３】超音波発生の動作シーケンスは、まず、底
部に位置する側方照射用圧電素子３５を動作させ、側方
超音波９ｂを発生させる。側方超音波９ｂは前方の超音
波反射材３８によって反射され、進行方向を上方へ変化
し、下方超音波８となり反応容器１１内の下部に入射す
る。そして、下方超音波８は、サンプル中を進み、サン
プルの液面に衝突し、超音波の音響放射圧によりサンプ
ルの液面の一部を***させる。
部に位置する側方照射用圧電素子３５を動作させ、側方
超音波９ｂを発生させる。側方超音波９ｂは前方の超音
波反射材３８によって反射され、進行方向を上方へ変化
し、下方超音波８となり反応容器１１内の下部に入射す
る。そして、下方超音波８は、サンプル中を進み、サン
プルの液面に衝突し、超音波の音響放射圧によりサンプ
ルの液面の一部を***させる。
【００４４】次に、反応容器１１内のサンプルの***し
ている部分に、側方超音波９ａを照射することにより、
***した液面の傾斜部分に側方超音波９ａが到達し、超
音波の音響放射圧によりサンプルの液面を起点とする攪
拌旋回流３６が発生する。この攪拌旋回流３６によって
検体と試薬を混合及び攪拌する。
ている部分に、側方超音波９ａを照射することにより、
***した液面の傾斜部分に側方超音波９ａが到達し、超
音波の音響放射圧によりサンプルの液面を起点とする攪
拌旋回流３６が発生する。この攪拌旋回流３６によって
検体と試薬を混合及び攪拌する。
【００４５】以上のように、本発明の第２の実施形態に
よれば、第１の実施形態と同様な効果を得ることができ
る。
よれば、第１の実施形態と同様な効果を得ることができ
る。
【００４６】さらに、本発明の第２の実施形態によれ
ば、保温槽１２の全周にわたり、底部に傾斜構造を施す
ことにより、保温槽１２内を循環する保温媒体１３の流
路面積を保温槽１２の全周にわたりほぼ同一にすること
が可能なため、保温媒体１３の流速が一定となり、反応
容器１１内のサンプルの温度変化を少なくすることがで
きる。これにより、より安定した計測データを得ること
が可能である。
ば、保温槽１２の全周にわたり、底部に傾斜構造を施す
ことにより、保温槽１２内を循環する保温媒体１３の流
路面積を保温槽１２の全周にわたりほぼ同一にすること
が可能なため、保温媒体１３の流速が一定となり、反応
容器１１内のサンプルの温度変化を少なくすることがで
きる。これにより、より安定した計測データを得ること
が可能である。
【００４７】（第３の実施形態）図６は、本発明による
自動分析装置の第３の実施形態の要部の概略断面図であ
る。なお、この図６に示す構成以外の部分は、第１の実
施形態と同様であるので、図示及び説明は省略する。
自動分析装置の第３の実施形態の要部の概略断面図であ
る。なお、この図６に示す構成以外の部分は、第１の実
施形態と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【００４８】図６において、自動分析装置における反応
容器１１の内部の底部を傾斜構造とすることにより、圧
電素子３５が発生した側方超音波９ｂを、反応容器１１
の底部から液面方向へ反射する機構とすることによっ
て、側方超音波９ｂの進行方向を上方へ変化し、下方超
音波８として使用することを特徴とする。
容器１１の内部の底部を傾斜構造とすることにより、圧
電素子３５が発生した側方超音波９ｂを、反応容器１１
の底部から液面方向へ反射する機構とすることによっ
て、側方超音波９ｂの進行方向を上方へ変化し、下方超
音波８として使用することを特徴とする。
【００４９】超音波発生の動作シーケンスは、まず、底
部に位置する側方照射用圧電素子３５を動作させ、側方
超音波９ｂを発生させる。側方超音波９ｂは側方から反
応容器１１内に入射するが、反応容器１１の底部の傾斜
構造によって反射され、進行方向を上方へ変化し、下方
超音波８となり、サンプル中を進む。そして、下方超音
波８は、サンプルの液面に衝突し、超音波の音響放射圧
によりサンプルの液面の一部を***させる。
部に位置する側方照射用圧電素子３５を動作させ、側方
超音波９ｂを発生させる。側方超音波９ｂは側方から反
応容器１１内に入射するが、反応容器１１の底部の傾斜
構造によって反射され、進行方向を上方へ変化し、下方
超音波８となり、サンプル中を進む。そして、下方超音
波８は、サンプルの液面に衝突し、超音波の音響放射圧
によりサンプルの液面の一部を***させる。
【００５０】次に、反応容器１１内のサンプルの***し
ている部分に、側方超音波９ａを照射することにより、
***した液面の傾斜部分に側方超音波９ａが到達し、超
音波の音響放射圧によりサンプルの液面を起点とする攪
拌旋回流３６が発生する。この攪拌旋回流３６によって
検体と試薬とを混合及び攪拌する。
ている部分に、側方超音波９ａを照射することにより、
***した液面の傾斜部分に側方超音波９ａが到達し、超
音波の音響放射圧によりサンプルの液面を起点とする攪
拌旋回流３６が発生する。この攪拌旋回流３６によって
検体と試薬とを混合及び攪拌する。
【００５１】本発明の第３の実施形態によれば、第１の
実施形態と同様な効果を得ることができる。
実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００５２】さらに、本発明の第３の実施形態によれ
ば、第１、第２の実施形態に比較し、保温槽１２内に構
造物を設置する必要がないため、保温槽１２の構造が簡
略化でき、製造コストを低下することができるという効
果がある。
ば、第１、第２の実施形態に比較し、保温槽１２内に構
造物を設置する必要がないため、保温槽１２の構造が簡
略化でき、製造コストを低下することができるという効
果がある。
【００５３】なお、反応容器１１の材質は、プラスチッ
クでもよいが、ガラス製であることが好ましい。
クでもよいが、ガラス製であることが好ましい。
【００５４】（第４の実施形態）図７は、本発明による
自動分析装置の第４の実施形態の要部の概略断面図であ
る。なお、この図７に示す構成以外の部分は、第１の実
施形態と同様であるので、図示及び説明は省略する。
自動分析装置の第４の実施形態の要部の概略断面図であ
る。なお、この図７に示す構成以外の部分は、第１の実
施形態と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【００５５】この第４の実施形態は、第１の実施形態及
び第２の実施形態における、超音波反射機構１０の位置
及び、超音波反射材３８の角度を可変にした例である。
び第２の実施形態における、超音波反射機構１０の位置
及び、超音波反射材３８の角度を可変にした例である。
【００５６】図７において、反射材支持機構３９は、駆
動機構５２と接続され、駆動機構５２はモータやソレノ
イドを例とする反射機構移動用アクチュエータ５１に接
続されている。この反射機構移動用アクチュエータ５１
は反射機構移動制御信号５４によって、制御部１から指
令を受けて動作し、反射材支持機構３９の保温槽１２内
における位置を変更する。
動機構５２と接続され、駆動機構５２はモータやソレノ
イドを例とする反射機構移動用アクチュエータ５１に接
続されている。この反射機構移動用アクチュエータ５１
は反射機構移動制御信号５４によって、制御部１から指
令を受けて動作し、反射材支持機構３９の保温槽１２内
における位置を変更する。
【００５７】また、反射材３８は、圧電素子などを例と
する反射材移動用アクチュエータ５０に接続される。こ
の反射材移動用アクチュエータ５０は 反射材機構移動
制御信号５３によって、制御部１から指令を受け動作
し、反射材３８の角度を変更する。つまり、制御部１
は、反応容器１１内のサンプルの量や、反応容器１１の
材質、大きさ、形状等によって、下方超音波８を照射す
る位置、照射角度を変更する。これによって、装置毎の
機械的誤差による下方超音波と側方超音波のサンプルの
液面における協働（協調）位置ずれ（下方超音波と側方
超音波との協調により、撹拌旋回流の発生するための下
方超音波と側方超音波の照射位置ずれ）を補正すること
が可能である。本発明の第４の実施形態によれば、第１
の実施形態と同様な効果を得ることができる。
する反射材移動用アクチュエータ５０に接続される。こ
の反射材移動用アクチュエータ５０は 反射材機構移動
制御信号５３によって、制御部１から指令を受け動作
し、反射材３８の角度を変更する。つまり、制御部１
は、反応容器１１内のサンプルの量や、反応容器１１の
材質、大きさ、形状等によって、下方超音波８を照射す
る位置、照射角度を変更する。これによって、装置毎の
機械的誤差による下方超音波と側方超音波のサンプルの
液面における協働（協調）位置ずれ（下方超音波と側方
超音波との協調により、撹拌旋回流の発生するための下
方超音波と側方超音波の照射位置ずれ）を補正すること
が可能である。本発明の第４の実施形態によれば、第１
の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００５８】さらに、本発明の第４の実施形態によれ
ば、反応容器１１内のサンプルの量や、反応容器１１の
材質、大きさ、形状等によって、下方超音波８を照射す
る位置、照射角度を変更する。これによって、装置毎の
機械的誤差による下方超音波と側方超音波のサンプルの
液面における協働（協調）位置ずれを補正することが可
能である。
ば、反応容器１１内のサンプルの量や、反応容器１１の
材質、大きさ、形状等によって、下方超音波８を照射す
る位置、照射角度を変更する。これによって、装置毎の
機械的誤差による下方超音波と側方超音波のサンプルの
液面における協働（協調）位置ずれを補正することが可
能である。
【００５９】さて、上述した本発明の実施形態において
は、反応容器１１内の側壁方向に配列された圧電素子３
５から発生した超音波を、反射板により反射して、下方
超音波を生成しているが、反射板を使用せず、反応容器
１１の底面に対向する位置に、側方超音波発生用の圧電
素子とは別個に専用の下方超音波派発生用の圧電素子を
配置することも考えられる。しかし、このように構成す
ると、上述した本発明の実施形態に比較して、構成が複
雑となる。
は、反応容器１１内の側壁方向に配列された圧電素子３
５から発生した超音波を、反射板により反射して、下方
超音波を生成しているが、反射板を使用せず、反応容器
１１の底面に対向する位置に、側方超音波発生用の圧電
素子とは別個に専用の下方超音波派発生用の圧電素子を
配置することも考えられる。しかし、このように構成す
ると、上述した本発明の実施形態に比較して、構成が複
雑となる。
【００６０】すなわち、図８に示すように、反応容器１
１の側方から超音波を照射するための、側方照射用圧電
素子３５と、反応容器１１の下方から超音波を照射する
ための、下方照射用圧電素子３７を配置する。そして、
下方照射用圧電素子３７を動作させ、下方超音波８を検
体と試薬の入った反応容器１１の下方から、検体と試薬
の液面へ向けて照射し、液面の一部を下方超音波８の音
響放射圧により***させ、側方照射用圧電素子３５を動
作させて側方超音波９ａを発生させ、液面の***部分へ
照射するように構成することも考えられる。
１の側方から超音波を照射するための、側方照射用圧電
素子３５と、反応容器１１の下方から超音波を照射する
ための、下方照射用圧電素子３７を配置する。そして、
下方照射用圧電素子３７を動作させ、下方超音波８を検
体と試薬の入った反応容器１１の下方から、検体と試薬
の液面へ向けて照射し、液面の一部を下方超音波８の音
響放射圧により***させ、側方照射用圧電素子３５を動
作させて側方超音波９ａを発生させ、液面の***部分へ
照射するように構成することも考えられる。
【００６１】しかしながら、図８に示す構成では、一個
所の攪拌機構に側方照射用圧電素子３５と下方照射用圧
電素子３７との両素子を有する必要があり、構成が複雑
化し、部品点数も増加する。
所の攪拌機構に側方照射用圧電素子３５と下方照射用圧
電素子３７との両素子を有する必要があり、構成が複雑
化し、部品点数も増加する。
【００６２】したがって、本発明の実施形態によれば、
構成が簡単でありながら、反応容器を小さくしても、検
体間のキャリーオーバーや水の持ち込みの発生が無く、
有効に試薬と検体とを撹拌することができ、信頼性の高
い分析結果を出力することができる自動分析装置を実現
することができる。
構成が簡単でありながら、反応容器を小さくしても、検
体間のキャリーオーバーや水の持ち込みの発生が無く、
有効に試薬と検体とを撹拌することができ、信頼性の高
い分析結果を出力することができる自動分析装置を実現
することができる。
【００６３】なお、図５に示した例において、保温槽１
２の底部の傾斜角度を変更する変更手段を配置すること
も可能である。
２の底部の傾斜角度を変更する変更手段を配置すること
も可能である。
【００６４】
【発明の効果】本発明によれば、反応容器を小さくして
も、検体間のキャリーオーバーや水の持ち込みの発生が
無く、有効に試薬と検体とを撹拌することができ、信頼
性の高い分析結果を出力することができる自動分析装置
を実現することができる。
も、検体間のキャリーオーバーや水の持ち込みの発生が
無く、有効に試薬と検体とを撹拌することができ、信頼
性の高い分析結果を出力することができる自動分析装置
を実現することができる。
【図１】本発明による自動分析装置の第１の実施形態の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】図１の装置の部分平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る要部の概略断面
図である。
図である。
【図４】超音波攪拌部の動作を示す、タイムチャートで
ある。
ある。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る要部の概略断面
図である。
図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る要部の概略断面
図である。
図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る要部の概略断面
図である。
図である。
【図８】本発明の効果を説明するための比較例の概略断
面図である。
面図である。
【図９】従来技術における自動分析装置の撹拌部の例を
示す図である。
示す図である。
【図１０】液量低減と反応容器の小容量化とにより発生
する問題を説明する図である。
する問題を説明する図である。
１ 制御部 ２ 電源部 ３ 商用電源 ４ 光 ５ 自動分析装置 ６ 超音波素子駆動回路 ７ 超音波発生器 ８ 下方超音波 ９ａ、９ｂ 側方超音波 １０ 超音波反射機構 １１ 反応容器 １２ 保温槽 １３ 保温媒体 １４ 検体 １５ 発光部 １６ 受光部 １７ 反応ディスク １８ 反応ディスク回転軸 １９ 反応ディスク回転モータ ２０ 洗浄部 ２１ 検出部 ２２ 攪拌部 ２３ 検体容器 ２４ 試薬容器 ２５ 検体分注ポンプ ２６ 試薬分注ポンプ ２７ 検体分注プローブ ２８ 試薬分注プローブ ２９ 反応セル洗浄ポンプ ３０ 反応セル洗浄ノズル ３３ ピエゾ駆動回路制御信号 ３４ ピエゾ駆動電力線 ３５ 側方照射用圧電素子 ３６ 攪拌旋回流 ３７ 下方照射用圧電素子 ３８ 超音波反射材 ３９ 支持及び位置決め機構 ５０ 反射材移動用アクチュエータ ５１ 反射機構移動用アクチュエータ ５２ 駆動機構 ５３ 反射材角度制御信号 ５４ 反射機構移動制御信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神原 克宏 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器グループ内 Ｆターム(参考） 2G058 BB02 BB09 BB15 BB17 CB04 CD04 CE08 EA03 EA05 FA01 FB02 4G036 AB22
Claims (5)
- 【請求項１】分析対象である検体の成分を分析する分析
部と、 反応容器を支持するとともに、反応容器内に収容された
分析対象である検体と試薬等との混合液の温度を一定に
保つ為の保温媒体を保持する保温槽と、 上記分析部を含む装置全体を統括制御する制御部と、 上記保温槽に支持された反応容器の側方に配置され、側
方超音波を発生する複数の超音波発生源と、超音波発生
源からの超音波を反射して上記反応容器の底部から混合
液の液面に向けて下方超音波を照射する反射手段とを有
し、反応容器内の検体と試薬等とを上記側方超音波と下
方超音波との協調による音響放射圧により発生する旋回
流を利用して混合し攪拌する攪拌部と、 上記超音波発生源に駆動電力を供給する超音波発生源駆
動回路と、 を備えることを特徴とする自動分析装置。 - 【請求項２】分析対象である検体の成分を分析する分析
部と、 反応容器を支持するとともに、反応容器内に収容された
分析対象である検体と試薬等との混合液の温度を一定に
保つ為の保温媒体を保持し、底部が上記混合液の液面に
対して傾斜し超音波反射手段とされる保温槽と、 上記分析部を含む装置全体を統括制御する制御部と、 上記保温槽に支持された反応容器の側方に配置され、側
方超音波を発生する複数の超音波発生源を有し、反応容
器内の検体と試薬等とを、上記超音波発生源から発生さ
れた超音波が上記保温槽の底部に反射して生成され、上
記反応容器の底部から混合液の液面に向けて照射される
下方超音波と上記側方超音波との協調による音響放射圧
により発生する旋回流を利用して混合し攪拌する攪拌部
と、 上記超音波発生源に駆動電力を供給する超音波発生源駆
動回路と、 を備えることを特徴とする自動分析装置。 - 【請求項３】分析対象である検体の成分を分析する分析
部と、 分析対象である検体と試薬等との混合液を収容し、底部
が上記混合液の液面に対して傾斜し超音波反射手段とさ
れる反応容器と、 反応容器を支持するとともに、反応容器内に収容された
分析対象である検体と試薬等との混合液の温度を一定に
保つ為の保温媒体を保持する保温槽と、 上記分析部を含む装置全体を統括制御する制御部と、 上記保温槽に支持された反応容器の側方に配置され、側
方超音波を発生する複数の超音波発生源を有し、反応容
器内の検体と試薬等とを、上記超音波発生源から発生さ
れた超音波が上記反応容器の底部に反射して生成され、
上記反応容器に収容された混合液の液面に向けて照射さ
れる下方超音波と上記側方超音波との協調による音響放
射圧により発生する旋回流を利用して混合し攪拌する攪
拌部と、 上記超音波発生源に駆動電力を供給する超音波発生源駆
動回路と、 を備えることを特徴とする自動分析装置。 - 【請求項４】請求項１、２及び３のいずれか一項記載の
自動分析装置において、上記超音波反射手段の材質は、
超音波発生源が発生した超音波を伝達する保温槽内の保
温媒体の音響インピーダンスと異なる音響インピーダン
スを有することを特徴とする自動分析装置。 - 【請求項５】請求項１及び２のいずれか一項記載の自動
分析装置において、超音波反射手段に、超音波の照射位
置及び超音波の反射角度を変更する可変機構を備えるこ
とを特徴とする自動分析装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000050034A JP3607557B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 自動分析装置 |
| EP01104159A EP1128185B8 (en) | 2000-02-25 | 2001-02-21 | Mixing device for automatic analyzer |
| DE60138934T DE60138934D1 (de) | 2000-02-25 | 2001-02-21 | Mischvorrichtung für Analysenautomat |
| US09/789,625 US6737021B2 (en) | 2000-02-25 | 2001-02-22 | Automatic analyzer |
| US10/681,212 US7955557B2 (en) | 2000-02-25 | 2003-10-09 | Automatic analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000050034A JP3607557B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 自動分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001242177A true JP2001242177A (ja) | 2001-09-07 |
| JP3607557B2 JP3607557B2 (ja) | 2005-01-05 |
Family
ID=18571872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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2000
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