JP2005164506A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
試薬液面上に泡があっても信頼性の高い分析が可能な自動分析装置を提供する。
【解決手段】
試薬容器の開栓装置と試薬容器内の泡検知器と液面検知器を設ける。これにより試薬を開栓し、容器内に泡のないことを確認してから液量検知できるため、装置に蓋をしたまま試薬容器を搭載することができ、試薬搭載が省力化できる低ランニングコストの自動分析装置が実現可能である。この泡検知器は試薬分注プローブに設けられていることが望ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は血液，尿等の生体成分の定性・定量分析を行う自動分析装置に係り、特に試薬を反応容器に分注する分注プローブを備えた自動分析装置に関する。

反応容器内において、血液や尿等の生体試料を試薬と混合し反応液を測定することによって試料の被検項目を分析する自動分析装置では、試料容器，試薬容器のそれぞれからの試料，試薬を試薬分注装置（分注プローブ）等を用いて必要量を分取し反応容器に供給して反応させるのが一般的である。

このような自動分析装置において、試料の液面検知時に外来ノイズあるいは液面上の泡の存在により液面を誤検知した場合でも、その後の分析手順に影響せずに一連の分注動作を継続できる液面検知方法が特許文献１に記載されている。特許文献１記載の技術では、試料分注プローブに組み込まれた液面検知機能を用い、試料液面上の泡により液面検知が誤検知しても、泡が割れた離脱信号を検出してプローブが再下降して吸引するものである。

特開平１１−２７１３２８号

試料は試薬に比べ粘度が大きく、かつ遠心分離等で血清分離した試料等を用いるため、液面上の泡が問題となる。特許文献１記載の技術はそのような試料表面の泡があっても液面を正確に認識しようとする技術である。一方、試薬については、従来の装置では１日の試薬消費量がそれほど多くなかったことから、その日のうちに不足することが予想される試薬容器については分析開始前に試薬を交換するか、予備の試薬をセットすることで対応できたため、試薬のセット時に泡の有無をオペレータが確認することができた。また試薬容器が半透明の物質でできていることが多かったため泡の有無の確認が容易だった。

しかし、装置の分析処理速度の増大及び分析項目の多様化に伴い、少ない容量の試薬容器を多数使用せざるを得ないことが想定されている。この場合、分析中に試薬交換を実行する必要がでてくることが予想され、従来のようにオペレータがセットするのでは対応できない懸念が生じてきた。

本発明の目的は、試薬液面上に泡があっても信頼性の高い分析が可能な自動分析装置を提供することにある。

本発明の課題解決手段は次の通りである。

複数の試薬容器を載置可能な試薬容器載置手段と、該試薬容器載置手段上に試薬容器を搬送する試薬容器搬送手段と、該試薬容器搬送手段により前記試薬容器載置手段上に搬送された試薬容器内の試薬液面上に泡が存在するかどうかを検知する泡検知手段と、を備えた自動分析装置。

または、複数の試薬容器を載置可能な試薬容器載置手段と、試薬を一時保管する試薬容器保持手段から前記試薬容器載置手段上に試薬容器を搬送する試薬容器搬送手段と、前記試薬容器保持手段上の試薬容器内の試薬液面上に泡が存在するかどうかを検知する泡検知手段と、を備えた自動分析装置。

試薬容器載置手段は、試薬容器間の相対的位置を移動可能な移動手段があることが好ましい。移動手段としては、ターンテーブル上に試薬容器を載せるもの、ベルト上に試薬を載せてベルトを移動させるもの等がある。但し、試薬容器位置は固定されていてもかまわない。

試薬容器搬送手段としては、例えばロボットアームで試薬容器を把持し目的位置に搬送するものなどがあるが特に限定されるものではなく試薬容器は搬送できれば何でも良い。
泡検知手段としては請求項５に例を挙げているが、泡の存在が検知できれば良い。

以上に示したように、本発明においては試薬容器の中に泡があるかどうかを自動的に検出してから試薬の液量を検出するため、操作者が試薬を装置に搭載する際に泡がないことを確認しなくても確実に分析ができる、信頼性の高い自動分析装置を提供することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１実施例の上面図である。筐体６２上の反応ディスク３６には複数の反応容器３５が円周上に並んでいる。反応ディスク３６の内側に試薬ディスク４２（試薬容器載置手段）が、外側に試薬ディスク４１が配置されている。試薬ディスク４１，４２にはそれぞれ複数の試薬容器４０が円周上に載置可能である。１つの試薬容器４０には２つの試薬が入る。反応ディスク３６の近くにサンプル容器１０を載せたラック１１を移動する試薬容器搬送機構１２が設置されている。試薬ディスク４１と試薬ディスク４２の上にレール２５，２６が配置され、レール２５にはレールと平行な方向および上下方向に移動可能な試薬プローブ２０，２１が、レール２６にはレールと３軸方向に移動可能な試薬プローブ２２，２３が設置されている。試薬プローブ２０，２１，２２，２３はそれぞれ図示しない試薬用ポンプと接続している。また試薬プローブ２０，２１，２２，２３はそれぞれ液面検知機能を有している。反応容器３５と搬送機構１２の間には、回転及び上下動可能なサンプルプローブ１５，
１６が設置されている。サンプルプローブ１５，１６はそれぞれ図示しないサンプル用ポンプに接続している。反応ディスク３６の周囲には、攪拌装置３０，３１，光源５０，検出光学装置５１，容器洗浄機構４５が配置されている。容器洗浄機構４５は図示しない洗浄用ポンプに接続している。サンプルプローブ１５，１６，試薬プローブ２０，２１，
２２，２３，攪拌装置３０，３１のそれぞれの動作範囲に洗浄ポート５４が設置されている。試薬ディスク４１の上に補充用試薬保管庫７１が設置されている。補充用試薬保管庫７１には、複数個の試薬容器４０が搭載可能である。補充用試薬保管庫７１の上にレール７２、が配置され、レール７２にはレール７２と３軸方向に移動可能な試薬保持機構７３と試薬キャップ開栓機構７４と泡検知器８０が設置されている。補充用試薬保管庫７１の手前には試薬容器４０の架設口７５が設置されている。試薬容器４０の架設口７５の近傍には、試薬バーコードを読み取るためにバーコードリーダ７６が設置されている。補充用試薬保管庫７１近傍には試薬キャップ及び使用済試薬容器４０を廃棄するための廃棄口
７７が設置されている。図には明示されていないサンプル用ポンプ，試薬用ポンプ，洗浄用ポンプ，検出光学装置５１，反応容器３５，試薬ディスク４１，試薬プローブ２０，
２１，２２，２３，サンプルプローブ１５，１６，試薬保持機構７３，試薬キャップ開栓機構７４，バーコードリーダ７６はそれぞれコントローラ６０に接続している。

図２は第１実施例の泡検知器８０部分の構造図である。泡検知器８０は、上下機構８１と複数の液面プローブ８２で構成されている。複数の液面プローブ８２は先端の高さがほぼ同一に設置されており、図示しないコンパレータに接続している。コンパレータはそれぞれの液面プローブ８２の間の電気抵抗を判別する。

この装置を用いての分析手順を説明する。

分析に入る前にまず装置のメンテナンスを実施する。メンテナンスには、検出光学装置５１の点検，反応容器３５の洗浄，サンプルプローブ１５，１６等各種プローブの洗浄等の他に最も重要なのは、試薬ディスク４１，４２に搭載されている試薬容器４０内の試薬の点検である。試薬容器４０の情報は試薬ディスク４１，４２内の試薬の搭載位置，ロット，使用期限，試薬残量等が図には明示されていない制御コンピュータ内に記憶されている。操作者は図には明記されていないＣＲＴ等により試薬ディスク４１，４２内の試薬容器４０の状態を点検する。試薬残量がわずかで、１日の分析中に無くなる恐れのある試薬は、蓋をしたままで、試薬容器４０の架設口７５にセットする。セットされた試薬は、バーコードリーダ７６にて試薬情報が読み取られ、試薬保持機構７３にて補充用試薬保管庫
７１に搬送される。読み取られた試薬情報と補充用試薬保管庫７１に搭載された搭載位置は図には明示されていない制御コンピュータに出力される。試薬不足が想定される試薬を全て上記手順により実施する。また、特殊項目の試薬で、使用頻度の極めて少ない試薬も上記手順にて補充用試薬保管庫７１に搭載する。

サンプル容器１０には血液等の検査対象の試料が入れられ、ラック１１に載せられて搬送機構１２によって運ばれる。サンプルプローブ１５によって採取された試料は、一定量反応ディスク３６に並べられている反応容器３５に分注され、一定量の試薬が試薬ディスク４１又は４２に設置された試薬容器４０から試薬プローブ２１又は２２から分注され、攪拌装置３０，３１にて攪拌し、一定時間反応した後検出光学装置５１により測定され、測定結果として、図には明示されていない制御コンピュータに出力される。測定項目がさらに依頼されている場合は上記のサンプリングを繰り返す。同様にラック１１上にある全ての試料について、設定されている測定項目のサンプリングが終了するまで繰り返される。

分析中に試薬ディスク４１，４２内の試薬が試薬不足を起しそうな場合は以下の手順で試薬補充がされる。試薬ディスク４１，４２内の試薬の残量は図には明示されていない制御コンピュータにより記憶されているため、あと何回の測定で不足するかは予め解っている。また、装置に依頼されている該当項目数も制御コンピュータにより記憶されいる。従って試薬不足を起こす前に試薬の補充が可能となる。

試薬補充要求の出された試薬は予め補充用試薬保管庫７１に搭載されているため、試薬保持機構７３により補充用試薬保管庫７１から試薬ディスク４１，４２に搭載される。試薬保持機構７３は要求の出された試薬を補充用試薬保管庫７１から取り出し、試薬容器
４０架設口７５に一度設置する。試薬バーコードをバーコードリーダ７６にて読み取り、当該試薬かどうかの確認を実施する。試薬が正しければ試薬キャップ開栓機構７４にて試薬容器の蓋を開栓する。開栓された蓋は廃棄口７７に廃棄される。

次に泡検知器８０が架設口７５上に移動し、上下機構８１を駆動して試薬容器４０の口より液面プローブ８２を挿入する。複数の液面プローブ８２間の電気抵抗が変化したタイミングをコンパレータで検出し、プローブ間毎の変化タイミングの違いが予め設定された時間より長ければ泡検出のアラーム信号を制御コンピュータに送る。

泡検出のアラーム信号が発生しなかった場合は、試薬ディスク４１、又は４２を回転して、指定された配置位置を試薬搭載口７８に合わせて待機し、開栓された試薬容器４０は試薬保持機構７３にて試薬搭載口７８に運ばれ試薬ディスク４１、又は４２に搭載される。

補充された試薬容器４０は、試薬プローブ２０または２１にて液面の高さを検知され、制御コンピュータに登録されている所定量に一致した場合は分析処理用に待機する。

待機している試薬容器４０は装置が試薬不足を起こしそうな試薬を試薬不足と判断した時から使用される。装置判断の試薬不足とは、本当に試薬がないという意味ではなく、これ以上使用すると、正常な分析ができない可能性があるという意味で、実際には少量の試薬が試薬容器４０には残っている。補充された試薬ロットが前試薬と同一で検量線の引きなおしが必要ないと判断された場合はそのまま使用される。検量線の引きなおしが必要な場合は、ラック１１により必要な標準液を試料として搬送し、検量線を引きなおした後使用する。

一方、使用済の試薬容器４０は、補充用試薬搭載のタイミングまたは、上記いずれかのタイミングで試薬ディスク４１，４２、から試薬保持機構により排出され、廃棄口７７まで搬送され、廃棄される。

手順中、泡検出のアラームが発生した場合は、泡検出の状況を制御コンピュータで記録し、操作者に表示する。所定時間後に再び泡検知を行い、泡が無ければ試薬容器４０，
４１に搬送し、処理を続行する。所定回数繰り返しても泡が消えなければ、制御コンピュータに記録し、試薬容器４０は架設口７５に戻される。この間に、同じ種類の試薬が補充用試薬保管庫７１に搭載されていたら、それを先に試薬ディスク４１，４２に搬送するように設定しておくこともできる。

また、手順中、試薬容器４０に入っている試薬量が制御コンピュータに登録されている所定量に一致しなかった場合は、試薬量検出結果を制御コンピュータで記録し、操作者に表示し、試薬容器４０は廃棄口７７まで搬送されて廃棄される。

本実施例では、先端高さが一定の複数の液面プローブ８２を用いるので、試薬容器内に泡があった場合、泡の表面は水平でないために複数の液面プローブ８２が泡の表面に接触するタイミングにずれが生じ、タイミングのずれをコンパレータで検出するので、確実に泡の存在を検知することができる。

また、本実施例では、まず容器内に泡があるかどうかを検出し、次に試薬液面の高さを検出し、異常が無いことを確認してから試薬容器の試薬を吸引して分析に使うので、試薬量の異常な試薬容器の試薬をそのまま使って、誤った分析をしてしまうことがない。すなわち、液量が正常より多い場合は、試薬液面高さが正常より高いことで正しく判断される。液量が正常より少なく、かつ泡が無い場合は、試薬液面高さが正常より低いことで正しく判断される。液量が正常より少なく、かつ泡がある場合は、泡検知でアラームが出るのでそのまま液量を測定して誤って判断されることが無い。

また、本実施例では、泡が無いことを確認した試薬容器４０のみ試薬ディスクに入れて液量を検知するので、試薬量が正常であるが泡があるために液面検知で試薬量が異常であると判断されて、分析に使わないで廃棄してしまうことを防ぎ、試薬の無駄を防ぐことができる。

また、本実施例では、泡が無いことを確認した試薬容器４０のみ試薬ディスクにいれて分析に使用するので、泡によって試薬プローブ２０，２１，２２，２３の液面検知機能が誤動作して、試薬の空吸いをしてしまうことが無い。したがって確実に正常な量の試薬の分注ができるので、信頼性の高い測定が可能である。

また、本実施例では、装置で自動的に泡の検知を行うので、操作者が泡の有無を確認する必要が無い。したがって、操作者の試薬搭載時の手間を省くことができる。

また、本実施例では、液面プローブ８２を用いて泡の有無を検知するので、試薬容器の外から泡の有無および液面の位置を観察する必要が無い。したがって試薬容器は透明である必要が無く、遮光して試薬の安定性を高くすることが可能である。

また、本実施例では、試薬キャップ開栓機構７４で試薬容器４０の蓋を開栓するので、操作者が蓋をはずす必要が無く、試薬搭載時の手間が省ける。

また、本実施例では試薬容器４０を直接試薬ディスク４１，４２に搭載するのではなく、架設口７５において、補充用試薬保管庫７１に保管しておき、必要に応じて開栓、泡検知して試薬ディスク４１，４２に移動して用いるので、操作者は予め複数の試薬容器４０をセットしておけるので、試薬搭載時の手間が省ける。

また、本実施例では、泡存在のアラームを出しても、所定時間後に再び泡検知するので、それまでに泡が消滅していればそのまま試薬を利用でき、試薬が無駄になることが無い。

また、本実施例では、泡存在のアラームが出たときに、補充用試薬保管庫７１に同じ種類の試薬があればそちらを先に搬送することができるので、試薬切れによる分析停止の時間を短くでき、一定時間あたりの処理能力の高い分析が可能である。

また、本実施例では、泡検知を試薬ディスク４１，４２の外で行ってから搭載するので、試薬ディスク４１内で泡検知を行う必要が無く、短時間で正しい液面の検知が可能であるので、分析を停止する時間が短くてすみ、処理能力の高い分析が可能である。

また、本実施例では、試薬の蓋を開けずに装置に搭載し、必要になったときに開栓して泡検知して使うので、使用直前までは試薬に蓋がされたままであり、試薬の蒸発や空気との接触による劣化を防ぐことができる。

また、本実施例の場合は、液面プローブ８２が泡に接触することで、泡を消去する効果があり、泡を消去して信頼性の高い分析が可能である。

また、本実施例の場合は、泡の有無および試薬液面高さのデータを制御コンピュータで記録するので、試薬が正常であることを後で証明することができ、信頼性の高い分析が可能である。

また、本実施例において、液面プローブ８２で泡の検知と液面の高さの両方を検出することも可能である。その場合は、試薬容器４０を試薬ディスク４１または４２に挿入してから試薬プローブ２０または２１で液面の高さを検出する必要がないので、試薬入れ換え時に分析を停止する時間が少なくてすむ。

本発明の第２実施例では、第１実施例と異なり試薬保持機構７３には泡検知器８０が取り付けられておらず、試薬プローブ２０，２１は圧力検知器に接続している。補充用試薬保管庫７１上の試薬容器４０は、必要に応じて試薬キャップ開栓機構７４で開栓され、試薬ディスク４１または４２に搬送される。搬送後、試薬プローブ２０または２１で試薬液面を検知し、液面位置から所定高さ分下降して試薬を所定量吸引して、吸引前後の圧力を検出する。試薬容器４０内に泡が無い場合は、試薬を正常に吸引するので、試薬プローブ２０，２１内の圧力は吸引量に応じて下がる。泡がある場合は空吸いするので、圧力の変化量が小さい。圧力の変化量を判別して、所定範囲外の場合は泡検知のアラームを制御コンピュータに発生する。

本実施例の場合は、泡検知器８０を試薬保持機構７３に組み込む必要が無いので、コストが低く、装置のサイズも小さくすることが可能である。

また、本実施例の場合は、泡検知のために液面プローブ８２を試薬に挿入することが無いため、液面プローブ８２を洗浄するための水が不要であり、また液面プローブ８２の接触で試薬が汚染されることが無い。

また、本実施例の場合は、試薬ディスク４１，４２に試薬を搭載した後に泡検知を行うので、試薬保持機構７３を使って補充用試薬保管庫７１から投入した試薬に限らず、別の手段で試薬ディスク４１，４２に搭載した試薬容器４０の泡検知も可能であり、すべての試薬容器４０を泡の無いことを確認して使用することが可能なので、信頼性の高い分析ができる。

図３は、本実施例の第３実施例の泡検知器８０部分を表す。この場合、液面プローブ
８２の代わりに光反射検知器８３が配置されている。光反射検知器８３は出射した光の反射を検出して、反射光の強さと反射物までの距離を検出するものである。試薬容器４０内に泡９２が存在しない場合には、上下機構８１により光反射検知器８３が下降して、液面９１を検出する。この場合は液面が水平であるため、反射光は強い。試薬容器４０内に泡９２が存在する場合は、光反射検知器８３は泡９２からの反射光を検出するが、泡９２は表面が水平でないため反射光が弱い。反射光の強さと反射光検出の位置の情報は制御コンピュータに送られ、所定の値と比較して、泡の存在、あるいは液量の異常の有無が判別される。

本実施例の場合は、泡の有無と液量の異常を同時に測定できるので、処理時間が短くてすむ。

また本実施例の場合は、泡の検出および液量の検出に光反射検知器８３を用いるため、試薬９０に接触せずに検出が可能であり、試薬を汚染する心配が無い。また光反射検知器８３が試薬９０に接触しないので、泡の検知をする度に光反射検知器８３を洗浄する必要が無く、処理時間を短くできる上に、洗浄水を使う必要がない。

また、本実施例の場合、光を試薬容器４０の口から照射するので、試薬容器４０は透明な必要が無く、遮光性のある容器を使うことが可能である。

図４は、超音波反射検知器８４を用いる例である。この場合は上下機構８１はない。超音波反射検知器８４から超音波を出射し、超音波が反射してくる時間と強度を検出する。試薬容器４０内に泡が無い場合は、水平な液面９１で超音波が反射するので、強い超音波が帰ってくる。泡９２が存在する場合は、泡９２で反射された超音波が検出されるが、泡９２の表面は水平でない上に薄い膜であるため、反射される超音波は弱い。反射超音波の時間と強度の情報は制御コンピュータに送られ、所定の値と比較して、泡の存在、あるいは液量の異常が判別される。

本実施例の場合、超音波の反射が戻ってくる時間を検出して反射面までの位置が解るため、上下機構が不要であり、駆動部のない信頼性の高い検出が可能である。

また、本実施例の場合も、超音波反射検知器８４は試薬９０に接触することは無いので、試薬が汚染される心配が無く、洗浄のための水も不要である。

図５は、本発明の別の実施例の泡検知器８０部分を表す。液面プローブ８２の近傍にノズル８５が設置されている。ノズル８５からは清浄な空気が吐出される。上下機構８１により液面プローブ８２が下降して液面を検知し、検知直後にノズル８５から空気を吐出し、引き続いて液面プローブ８２が液面に接しているかどうかを再び検知する。

この実施例の場合は、試薬容器４０中に泡９２がない場合は、液面プローブ８２が液面９１に接してからノズル８５から空気を吐出するが、液面９１は空気流では動かされることがないので液面プローブ８２は液面に接したままであり、泡が存在しなかったことがわかる。また、試薬容器４０中に泡９２が存在した場合は、液面プローブ８２が泡９２に接して直後にノズル８５から空気が吐出され、泡は軽いために空気流で吹き飛ばされたり、破壊されたりするため、液面プローブ８２は液面から離れ、泡があったことがわかる。

本実施例の場合には、泡が多くない場合にはノズル８５からの空気の吐出で泡が破壊されるため、再び泡検知の動作を行うときに障害とならない。したがって泡を消去して、すぐに試薬を分析に用いることができる。

第１実施例の分析装置の上面図。 第１実施例の主要部分の説明図。 第３実施例の主要部分の説明図。 第４実施例の主要部分の説明図。 第５実施例の主要部分の説明図。

符号の説明

１０…サンプル容器、１１…ラック、１２…搬送機構、１５，１６…サンプルプローブ、２０，２１，２２，２３…試薬プローブ、２５，２６，７２…レール、３０，３１…攪拌装置、３５…反応容器、３６…反応ディスク、４０…試薬容器、４１，４２…試薬ディスク、４５…容器洗浄機構、５０…光源、５１…検出光学装置、５４…洗浄ポート、６０…コントローラ、６２…筐体、７１…補充用試薬保管庫、７３…試薬保持機構、７４…試薬キャップ開栓機構、７５…架設口、７６…バーコードリーダ、７７…廃棄口、７８…試薬搭載口、８０…泡検知器、８１…上下機構、８２…液面プローブ、８３…光反射検知器、８４…超音波反射検知器、８５…ノズル、９０…試薬、９１…液面、９２…泡。

Claims (8)

1. 複数の試薬容器を載置可能な試薬容器載置手段と、
   該試薬容器載置手段上に試薬容器を搬送する試薬容器搬送手段と、
   該試薬容器搬送手段により前記試薬容器載置手段上に搬送された試薬容器内の試薬液面上に泡が存在するかどうかを検知する泡検知手段と、
   を備えたことを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１記載の泡検知手段が、前記試薬容器中の試薬を分取するための試薬分取手段に設けられていることを特徴とする自動分析装置。
3. 複数の試薬容器を載置可能な試薬容器載置手段と、
   試薬を一時保管する試薬容器保持手段から前記試薬容器載置手段上に試薬容器を搬送する試薬容器搬送手段と、
   前記試薬容器保持手段上の試薬容器内の試薬液面上に泡が存在するかどうかを検知する泡検知手段と、
   を備えたことを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項３記載の試薬容器保持手段は、試薬容器の開栓機構を備えることを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項１または２に記載の泡検知手段が、
   （１）複数の液面高さプローブを備える。
   （２）光の透過または反射の検出手段を備える。
   （３）音波の透過または反射の検出手段を備える。
   （４）前記試薬分取手段から空気を噴出する機構を備える。
   のうちの１つまたは複数の組み合わせからなることを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項１記載の泡検知手段が泡の存在を検知した場合、
   （１）その試薬容器を使った分析を行わない。
   （２）アラームを表示する。
   （３）所定時間経過後に再び泡の検知を行う。
   （４）記録に残す。
   のうちの１つまたはそれらの組み合わせ動作を行う機構を備えたことを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項１記載の泡検知手段が、
   前記試薬容器が前記試薬容器載置手段に載置されてから最初の試薬吸引までの間に泡を検知する機能を備えたことを特徴とする自動分析装置。
8. 請求項１記載の自動分析装置において、
   更に前記試薬容器載置機構上の試薬容器の試薬液面上に存在する泡を破壊する泡破壊手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。

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