JP2023007178A - 自動分析装置 - Google Patents

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貴文 藤原
Takafumi Fujiwara
昌造 橋本
Shozo Hashimoto
正和 北村
Masakazu Kitamura
隆弘 大森
Takahiro Omori
智昭 蔵野
Tomoaki Kurano
健 金原
Takeshi Kanehara
笙平 川島
Shohei Kawashima
秀仁 小島
Hidehito Kojima
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Abstract

Figure 2023007178000001
【課題】測定の信頼性を向上させること。
【解決手段】本実施形態に係る自動分析装置は、撹拌機構と、移動機構と、撹拌制御部と、測定部とを備える。撹拌機構は、太陽歯車と、当該太陽歯車に噛合された複数の遊星歯車と、遊星歯車に設けられた、反応容器を保持するための第1保持部とを有する。移動機構は、試料及び試薬が分注された反応容器を第1保持部に移動する。撹拌制御部は、太陽歯車を回転させ、当該太陽歯車の回転に伴う遊星歯車の自転及び公転により、第1保持部に保持された反応容器内の混合溶液を撹拌する。測定部は、撹拌後の混合溶液を測定し、測定結果を出力する。
【選択図】図5

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、自動分析装置に関する。
一般に、自動分析装置は、試料と試薬とを混合するために、反応容器内の液体全体を均一に撹拌する撹拌子を備えている。例えば、撹拌子は、先端が棒形状の金属部分を有し、その先端を振動させることにより、反応容器内の液体を撹拌する。
しかし、撹拌子を直接反応容器内の液体に接触させて撹拌する方式では、撹拌子の洗浄不良により、撹拌子から試料や試薬が充分に除去されず、コンタミネーションが発生し、正しい測定結果が得られない可能性がある。
特許第3756296号公報
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、自動分析装置の測定の信頼性を向上させることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決される課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。
本実施形態に係る自動分析装置は、撹拌機構と、移動機構と、撹拌制御部と、測定部とを備える。撹拌機構は、太陽歯車と、当該太陽歯車に噛合された複数の遊星歯車と、遊星歯車に設けられた、反応容器を保持するための第1保持部とを有する。移動機構は、試料及び試薬が分注された反応容器を第1保持部に移動する。撹拌制御部は、太陽歯車を回転させ、当該太陽歯車の回転に伴う遊星歯車の自転及び公転により、第1保持部に保持された反応容器内の混合溶液を撹拌する。測定部は、撹拌後の混合溶液を測定し、測定結果を出力する。
図1は、実施形態に係る自動分析装置の構成の一例を示すブロック図である。 図2は、実施形態に係る自動分析装置の分析装置の構成の一例を示す図である。 図3は、実施形態に係る反応容器及び吸引装置の構成の一例を示す断面図であり、吸引動作を説明するための図である。 図4は、実施形態に係る反応容器及び吸引装置の構成の一例を示す断面図であり、吸引動作を説明するための図である。 図5は、実施形態に係る撹拌ユニットの構成の一例を示す図である。 図6は、実施形態に係る撹拌ユニットの遊星歯車の保持部の構成の一例を示す図である。 図7は、実施形態に係る撹拌ユニットによる反応容器の撹拌処理の一例を示す説明図である。 図8は、実施形態に係る撹拌ユニットの遊星歯車の保持部の構成(あそびに余裕を持たせた構成)の一例を示す図である。 図9は、実施形態に係る自動分析装置の分析処理の一例を示すフローチャートである。 図10は、変形例1に係る撹拌ユニットの構成の一例を示す図である。 図11は、変形例2に係る撹拌ユニットの構成の一例を示す図である。 図12は、変形例3に係る撹拌ユニットの構成の一例を示す図である。 図13は、変形例3に係る撹拌ユニットの構成の一例を示す図である。 図14は、変形例3に係る反応容器の移動処理の一例を示す説明図である。 図15は、変形例3に係る反応容器の移動処理の一例を示す説明図である。 図16は、変形例3に係る反応容器の移動処理の一例を示す説明図である。 図17は、変形例3に係る反応容器の移動処理の一例を示す説明図である。 図18は、変形例4に係る自動分析装置の構成の一例を示す図である。
以下、図面を参照して、自動分析装置の実施形態について詳細に説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。
図1は、実施形態に係る自動分析装置100の構成の一例を示すブロック図である。図1に示す自動分析装置100は、分析装置70と、駆動装置80と、処理装置90とを備えている。
分析装置70は、各検査項目の標準試料や被検体から採取された被検試料(例えば、血液や尿等の生体試料)と、各検査項目の分析に用いる試薬との混合溶液を測定して、標準データや被検データを生成する。分析装置70は、試料の分注、試薬の分注等を行う複数のユニットを備える。駆動装置80は、分析装置70の各ユニットを駆動する。処理装置90は、駆動装置80を制御して分析装置70の各ユニットを作動させる。
処理装置90は、入力装置50と、出力装置40と、処理回路30と、記憶回路60とを有する。
入力装置50は、キーボード、マウス、ボタン、タッチキーパネル等の入力デバイスを備え、各検査項目の分析パラメータを設定するための入力、被検試料の被検識別情報及び検査項目を設定するための入力等を行う。
出力装置40は、プリンタと、ディスプレイとを備えている。プリンタは、処理回路30で生成されたデータの印刷を行う。ディスプレイは、CRT(Cathode Ray Tube)や液晶パネル等のモニタであり、処理回路30で生成されたデータの表示を行う。
記憶回路60は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置等である。
処理回路30は、システム全体を制御する。例えば、処理回路30は、図1に示すように、データ処理機能31及び制御機能32を実行する。制御機能32は、駆動装置80を制御して分析装置70の各ユニットを作動させる。データ処理機能31は、分析装置70で生成された標準データや被検データを処理して各検査項目の検量データや分析データを生成する。
例えば、分析装置70により生成される標準データは、物質の量や濃度を算出するためのデータ(検量線あるいは標準曲線)を表す。分析装置70により生成される被検データは、被検試料を測定した結果のデータを表す。また、処理回路30から出力される検量データは、被検データと標準データとから導かれる物質の量や濃度等の測定結果を表すデータを表す。
処理回路30から出力される分析データは、陽性又は陰性の判定結果を表すデータ、測定した物質の量や濃度等を基に計算により算出される計算項目の計算結果を表すデータ等を表す。すなわち、検量データは、上記の分析データを導くためのデータである。
ここで、例えば、処理回路30の構成要素が実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路60に記録されている。処理回路30は、各プログラムを記憶回路60から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路30は、図1の処理回路30内に示された各機能を有することとなる。
なお、図1においては、単一の処理回路30にて、以下に説明する各処理機能が実現されるものとして説明するが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC))、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。
例えば、プロセッサがCPUである場合、プロセッサは記憶回路60に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。一方、例えば、プロセッサがASICである場合、記憶回路60にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込まれる。
なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図1における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
図2は、実施形態に係る自動分析装置100の分析装置70の構成の一例を模式的に示す図である。なお、以下に説明する図中において、z軸は分析装置70の高さ方向(重力方向)を表し、x軸は分析装置70の幅方向を表し、y軸は分析装置70の前後方向を表す。
分析装置70は、複数の試料容器11を保持するサンプルラック5を備えている。試料容器11は、各検査項目の標準試料や被検試料等の試料を収容する。なお、図2に示す例では、3個の試料容器11を収納するサンプルラック5が複数配列されている。ここで、サンプルラック5に収納される試料容器11の数は、3個に限定されない。
分析装置70は、更に、複数の反応容器3の各々を円周上に配置された複数の保持部H1により回転可能に保持する反応ディスク4を備えている。反応ディスク4は、反応槽の一例である。また、保持部H1は、第2保持部の一例である。反応ディスク4は、保持部H1により保持した反応容器3を、当該反応ディスク4の円周に沿って搬送する。反応容器3は、使い捨ての反応容器であり、例えば、反応容器3内の混合溶液が測定された後に廃棄される。
分析装置70は、更に、搬送装置110を備えている。搬送装置110は、供給部111と、移送部112とを備えている。供給部111は、投入された複数の反応容器3を貯留する貯留ユニットと、貯留ユニット内の反応容器3を移送部112に供給する駆動部とを有する。
搬送装置110は、供給部111から供給された反応容器3を、移送部112により移動させる。移送部112は、後述するサンプルアーム10が反応容器3にアクセス可能な位置まで、当該反応容器3を移動させる。例えば、移送部112は、2本のレールを有している。2本のレールは、貯留ユニット側の始端から終端に向かって下方に傾斜している。反応容器3は、自重により、レールに沿って、終端に向けて移動する。
分析装置70は、更に、サンプルアーム10を備えている。サンプルアーム10は、試料分注部の一例である。サンプルアーム10は、移送部112により移動された反応容器3を、サンプルラック5に移動させる。
例えば、サンプルアーム10は、レールの終端まで移動した反応容器3にアクセスし、サンプルラック5に移動させる。その後、サンプルラック5に保持された試料容器11内の試料が反応容器3内に吸引される。なお、反応容器3内へ試料を吸引することは、試料を分注することに含まれるものとする。
例えば、後述する吸引装置により、サンプルラック5に保持された試料容器11内の試料のうち、検査項目の分析パラメータとして設定された量の試料が反応容器3内に吸引される。サンプルアーム10は、試料を含む反応容器3を反応ディスク4の保持部H1に移動させる。
分析装置70は、更に、複数の試薬容器6と、複数の試薬容器6の各々を格納する試薬庫1と、複数の試薬容器7と、複数の試薬容器7の各々を格納する試薬庫2とを備えている。
試薬容器6、7は、試料に含まれる各検査項目の成分と反応する成分を含有する試薬を収容する。例えば、試薬容器6は、1試薬系の試薬又は2試薬系の第1試薬を収容する。試薬容器7は、各検査項目の2試薬系の試薬容器6内の第1試薬とは異なる第2試薬を収容する。
試薬庫1は、各検査項目の試薬容器6を回転可能に保持するターンテーブルである試薬ラック1aを備えている。試薬庫2は、各検査項目の試薬容器7を回転可能に保持するターンテーブルである試薬ラック2aを備えている。
分析装置70は、更に、試薬分注プローブ14と、試薬分注アーム8と、試薬分注ポンプ14aと、試薬検出器14bと、洗浄槽14cと、撹拌ユニット17と、反応容器ピックアーム18とを備えている。
試薬分注プローブ14は、試薬容器6内の第1試薬の分注を行う。具体的には、試薬分注プローブ14は、試薬ラック1aに保持された各検査項目の試薬容器6内の第1試薬を吸引して、当該検査項目の分析パラメータとして設定された量の第1試薬を、試料を含む反応容器3内に吐出する。試薬分注アーム8は、試薬分注プローブ14を回転及び上下移動可能に支持する。試薬分注ポンプ14aは、試薬分注プローブ14に第1試薬の吸引及び吐出を行わせる。
試薬検出器14bは、液面検知機能として、試薬ラック1aに保持された試薬容器6内の第1試薬の液面に、当該液面の上方から下降した試薬分注プローブ14の先端部が近接又は接触したときに、試薬容器6内の第1試薬を検出したと判定する。具体的には、試薬検出器14bは、試薬分注プローブ14と電気的に接続され、試薬分注プローブ14の先端部が試薬容器6内の第1試薬と近接又は接触したときの静電容量の変化により、試薬容器6内の第1試薬の液面を検出する。
試薬容器6内の第1試薬の液面が検出されると、試薬分注ポンプ14aは、試薬分注プローブ14に試薬の吸引及び吐出を行わせる。洗浄槽14cは、試薬分注プローブ14を第1試薬の分注毎に洗浄する。
撹拌ユニット17は、反応ディスク4の搬送経路上に設けられる。撹拌ユニット17は、反応容器3内の試料と試薬との混合溶液を撹拌する。撹拌ユニット17は、撹拌機構の一例である。撹拌ユニット17は、試薬分注プローブ14による反応容器3への第1試薬の分注後に、反応容器3内の試料と第1試薬との混合溶液を撹拌する。また、撹拌ユニット17は、後述する試薬分注プローブ15による反応容器3への第2試薬の分注後に、反応容器3内の試料と、第1試薬と、第2試薬との混合溶液を撹拌する。
なお、図2の例では、撹拌ユニット17は1つであるが、分析装置70は、複数の撹拌ユニット17を備えていてもよい。撹拌ユニット17の構成や処理の詳細については後述する。
反応容器ピックアーム18は、試料及び試薬が分注された反応容器3を撹拌ユニット17の保持部H2に移動する。反応容器ピックアーム18は、移動機構の一例である。具体的には、反応容器ピックアーム18は、開閉可能な爪を有し、試薬分注プローブ14による反応容器3への第1試薬の分注後、反応ディスク4及び撹拌ユニット17が停止したタイミングで、反応ディスク4の円周上の保持部H1に保持された、試料と第1試薬の混合溶液が入った反応容器3を、爪を閉じることにより把持する。
その後、反応容器ピックアーム18は、把持した反応容器3を撹拌ユニット17の上方に移動させ、反応容器3を、爪を開くことにより離脱させ、反応容器3を撹拌ユニット17の保持部H2に移動する。そして、所定時間経過後、反応ディスク4及び撹拌ユニット17が停止したタイミングで、反応容器ピックアーム18は、撹拌ユニット17上に配置された反応容器3を、爪を閉じることにより把持する。
その後、反応容器ピックアーム18は、把持した反応容器3を反応ディスク4の円周上の所定の保持部H1の上方に移動させ、反応容器3を、爪を開くことにより離脱させ、反応容器3を反応ディスク4の円周上の所定の保持部H1に保持させる。また、反応容器ピックアーム18は、試薬分注プローブ15による反応容器3への第2試薬の分注後も上記と同様の処理を行う。
分析装置70は、更に、試薬分注プローブ15と、試薬分注アーム9と、試薬分注ポンプ15aと、試薬検出器15bと、洗浄槽15cとを備えている。試薬分注プローブ15は、試薬容器7内の試薬の分注を行う。
ここで、試薬分注プローブ15、試薬分注アーム9、試薬分注ポンプ15a、試薬検出器15b、及び洗浄槽15cの機能は、それぞれ、試薬分注プローブ14、試薬分注アーム8、試薬分注ポンプ14a、試薬検出器14b、及び洗浄槽14cの機能と同じであるため、説明を省略する。
分析装置70は、更に、測定部13と、廃棄部120とを備えている。測定部13は、反応容器3内の混合溶液の測定を行う。例えば、測定部13は、撹拌済みの混合溶液を収容する反応容器3に、光を照射することによって混合溶液を測定する。反応容器3は、使い捨ての反応容器であり、当該反応容器3内の混合溶液が測定された後に廃棄される。
具体的には、測定部13は、測定位置において反応容器3に光を照射し、この照射により反応容器3内の試料及び試薬の混合溶液を透過した光(紫外線を含む)を検出する。そして、測定部13は、検出した信号を処理してデジタル信号で表される標準データや被検データを生成し、処理装置90の処理回路30に出力する。その後、処理回路30のデータ処理機能31は、標準データや被検データに基づいて、検量データや分析データを生成する。
なお、測定部13は、反応ディスク4の保持部H1に保持された反応容器3全てについて上述した測定を行えるようにしてもよい。このように、測定部13は、反応ディスク4の各保持部H1に保持された反応容器3内の溶液(試料又は試料と試薬の混合溶液)を透過した光を検出し続けることで、試薬分注後、混合溶液の撹拌後、試薬と試料とを反応させている時間等における信号の変化をモニタリングすることができる。
これにより、試薬の分注や混合溶液の撹拌に不具合が生じた場合に、不具合が生じた場合の信号の変化と、正常に試薬の分注や混合溶液の撹拌が行われた場合の信号の変化とを比較することで、不具合が生じた工程を推測できることがある。例えば、第2試薬を分注するまでは、信号の検出結果が同じような変化をしていたにも関わらず、第2試薬を分注した直後から正常の場合とは異なる変化が見られた場合、第2試薬の分注工程に何等かの不具合が生じたと推測することができる。
また、例えば、測定部13は、Na、K、Cl等の電解質を測定する場合、反応容器3内の混合溶液の電位を計測することによって混合溶液を測定する。具体的には、電極に試料を吸引し、電極に対する起電力を測定する。そして、測定部13は、測定結果を処理して標準データや被検データを生成し、処理装置90の処理回路30に出力する。
廃棄部120は、測定部13による測定が終了した反応容器3を廃棄するための容器である。例えば、サンプルアーム10は、測定が終了した反応容器3を廃棄部120に移動させることにより、反応容器3を廃棄する。
駆動装置80は、分析装置70の各ユニットを駆動する。具体的には、駆動装置80は、分析装置70のサンプルラック5を駆動する機構を備え、各試料容器11を移動させる。また、駆動装置80は、試薬庫1の試薬ラック1aを駆動する機構を備え、各試薬容器6を回転させる。また、駆動装置80は、試薬庫2の試薬ラック2aを駆動する機構を備え、各試薬容器7を回転させる。また、駆動装置80は、反応ディスク4を駆動する機構を備え、保持部H1に保持された各反応容器3を回転させる。
また、駆動装置80は、サンプルアーム10を回転及び上下移動させる機構を備え、サンプルアーム10を駆動することにより、反応容器3を、移送部112から、試料容器11を保持するサンプルラック5に移動させる。
また、駆動装置80は、サンプルアーム10を駆動することにより、試料を含む反応容器3を、サンプルラック5から、反応ディスク4に移動させる。また、駆動装置80は、サンプルアーム10を駆動することにより、測定が終了した反応容器3を、反応ディスク4の保持部H1から、廃棄部120に移動させる。
また、駆動装置80は、試薬分注アーム8、9を回転及び上下移動させる機構を備え、試薬分注プローブ14、15をそれぞれ試薬容器6、7と反応容器3との間で移動させる。また、駆動装置80は、試薬分注ポンプ14a、15aを駆動する機構を備え、試薬分注プローブ14、15に試薬を分注させる。すなわち、試薬分注プローブ14、15に試薬容器6、7の試薬を吸引させ、当該試薬を反応容器3に吐出させる。
また、駆動装置80は、反応容器ピックアーム18を駆動する機構を備え、反応容器3を反応ディスク4から撹拌ユニット17に、又は撹拌ユニット17から反応ディスク4に移動させる。そして、駆動装置80は、撹拌ユニット17を駆動する機構を備え、反応容器3内の試料及び試薬(第1試薬、第2試薬)の混合溶液の撹拌を行わせる。
処理装置90の制御機能32は、駆動装置80を制御して分析装置70の各ユニットを作動させる。例えば、制御機能32は、分析装置70の測定部13を作動させ、試料の測定を行う。また、例えば、制御機能32は、分析装置70の試薬検出器14b、15bを作動させ、試薬(第1試薬又は第2試薬)の液面を検知する。
また、例えば、制御機能32は、太陽歯車17bを回転させ、当該太陽歯車17bの回転に伴う遊星歯車17cの自転及び公転により、保持部H2に保持された反応容器3内の混合溶液を撹拌する。この場合、制御機能32は、撹拌制御部の一例である。撹拌処理については後述する。
次に、本実施形態の自動分析装置100で用いられる反応容器3について説明する。本実施形態の自動分析装置100で用いられる反応容器3は、以下のように構成される。本実施形態に係る反応容器3は、自動分析装置100の測定で使用するものであり、測定する試料と試薬の混合溶液を収容する反応容器であって、容器本体と、吸入口とを備える。吸入口は、容器本体に設けられ、吸引された試料を容器本体の内部に流入させる。
以下、実施形態に係る反応容器3の構成例について、図3及び図4を用いて説明する。図3及び図4は、実施形態に係る反応容器3及び吸引装置330の構成例を示す断面図である。
図3に示すように、反応容器3は、上面に開口305が形成された円柱状の容器本体300と、容器本体300の開口305側に設けられた直方体状の張出部HDとを有し、張出部HDの外幅は、容器本体300の外径よりも大きい。例えば、移送部112が有するレールによって、図2の供給部111から供給された反応容器3を整列させるために、レール間の距離は、容器本体300の外径よりも長く、張出部HDの外幅よりも短い。
容器本体300には、吸引された試料130を容器本体300の内部に流入させるための吸入口310が設けられている。例えば、吸入口310は、容器本体300の底面部に設けられている。吸入口310には、容器本体300の内部から外部の方向への逆流を防止する逆流防止部320が設けられている。
例えば、逆流防止部320は、吸引装置330の動作により吸引する力が発生すると、当該吸引力がかかることによって開く弁であり、吸引する力が弱まると自然に閉じる構造になっている。これにより、反応容器3に吸引する力がかかっていないときは弁が閉じているため、試料130が反応容器3の内部から外部に流出することを防止することができる。
図4に示すように、試料容器11に収容された試料130は、容器本体300と着脱可能な吸引装置330により吸引される。すなわち、試料130は、吸引装置330の吸引により、容器本体300の底面部に設けられた吸入口310から容器本体300の内部に流入される。ここで、試料130と反応する試薬は、容器本体300の開口305から分注される。容器本体300の開口305は、容器本体300の底面部とは反対側の端部に形成される。
吸引装置330は、反応容器3と着脱可能に形成された接続部331と、容器本体300内に吸入口310から試料130を吸引するための吸引ポンプ部332とを有する。接続部331の外径は容器本体300の内径と略同じであり、接続部331は、当該接続部331の先端側が容器本体300の開口305から当該容器本体300の内部に挿入することにより、反応容器3と接続される。
ここで、吸引装置330は、例えば、自動分析装置100が保有している機構であり、サンプルアーム10の先端に取り付けられている。また、吸引ポンプ部332は、例えば、金属製のシリンダであり、サンプルアーム10の先端において、当該シリンダを上下に動作させる機構(図示しない)と接続されている。なお、吸引ポンプ部332を上下に動作させる例として、金属製のシリンダを挙げているが、例えば、水等の媒体を用いて、吸引ポンプ部332を上下に動作させてもよい。
なお、反応容器3の形状は上記に限定されない。例えば、張出部HDが円柱状の形状であってもよい。また、例えば、容器本体300が直方体状であってもよい。また、例えば、容器本体300が多角柱状であってもよい。
なお、本実施形態では、反応容器3は、試料130を吸入する吸入口310を備えているが、反応容器3は、吸入口310を備えていなくてもよい。この場合、例えば、試薬分注プローブ14及び15による反応容器3への試薬(第1試薬又は第2試薬)の分注と同様に、サンプル分注プローブを用いて反応容器3へ試料の分注を行う。
次に、撹拌ユニット17について図5乃至図7を用いて説明する。図5は、実施形態に係る撹拌ユニット17の構成の一例を示す図である。図6は、遊星歯車17cの保持部H2の構成の一例を示す図である。図7は、実施形態に係る撹拌ユニット17による反応容器3の撹拌処理の一例を示す説明図である。なお、図6において、保持部H2以外の構成については図示を省略する。
撹拌ユニット17は、内歯歯車17aと、太陽歯車17bと、複数の遊星歯車17cとを備える。
遊星歯車17cは、回転フレームFによって回転可能に支持されている。具体的には、遊星歯車17cは、太陽歯車17bの回転軸周りの回転(公転)、及び、遊星歯車17cの回転軸C周りの回転(自転)可能に回転フレームFに支持されている。
また、遊星歯車17cは、保持部H2を有する。保持部H2は、第1保持部の一例である。保持部H2は、上方に開口した穴部を有する。保持部H2は、穴部に挿入された反応容器3の張出部HDを支持することで、反応容器3を保持する。なお、本実施形態では、保持部H2の穴部は、遊星歯車17cの中心に位置しているが、保持部H2の穴部の位置は、遊星歯車17cの中心に限定されない。
また、保持部H2の下方は閉塞されており、遊星歯車17cの中心に対応する位置に回転軸Cが設けられている。なお、保持部H2によって形成する穴部の深さや径は、反応容器3の仕様に応じて調整することが好ましい。
回転フレームFは、反応容器3を支持する反応容器支持部RSを備える。反応容器支持部RSは、遊星歯車17cの回転軸Cを回転軸Cの軸周りに回転可能に支持することが可能な係合穴を備える。遊星歯車17cの回転軸Cは、係合穴に設置される。これにより、遊星歯車17cは、回転フレームFにより自転可能に支持されることになる。
また、回転フレームFは、太陽歯車17bの回転軸周りに回転可能に支持される。これにより、遊星歯車17cは、回転フレームFにより公転可能に支持されることになる。なお、回転フレームFは、太陽歯車17bの回転軸と係合されてもよいし、太陽歯車17bの回転軸と別体であってもよい。
また、遊星歯車17cには、図示しないセンサ(例えば、赤外線センサや重量センサ等)が備えられており、保持部H2が反応容器3を保持しているか否かを検知する。
なお、センサの代わりに、保持部H2が反応容器3を保持している場合のみ、押下状態になるマイクロスイッチを設けてもよい。この場合も、マイクロスイッチが押下状態であるか否かから、保持部H2が反応容器3を保持しているか否かを検知することができる。
反応容器3を保持していないと検知された保持部H2にのみ、反応容器3を移動させるように反応容器ピックアーム18を制御することで、反応容器ピックアーム18が、既に反応容器3を保持している保持部H2へ反応容器3を移動させてしまうこと(二重設置)を防止できる。
撹拌ユニット17は、太陽歯車17bを中心として、複数の遊星歯車17cが自転しつつ公転することにより、複数の遊星歯車17cに保持された反応容器3内の混合溶液を撹拌する。以下、撹拌ユニット17の構成及び撹拌の原理について詳しく説明する。なお、撹拌ユニット17の構成は以下で説明する構成に限定されるものではない。
図5に示すように、内歯歯車17aは、内歯を有し外周を取り囲む。また、内歯歯車17aは、反応ディスク4に固定されている。つまり、遊星歯車17cが回転しても遊星歯車17cと噛合している内歯歯車17aが回転することはない。言い換えると、撹拌ユニット17は、プラネタリー型の遊星歯車機構を有している。
太陽歯車17bは、外歯を有し内歯歯車17aの中心に配置される。太陽歯車17bは、モータやアクチュエータ等の駆動源により回転駆動する。なお、モータやアクチュエータ等の駆動源は、駆動装置80により制御される。例えば、駆動装置80がモータを駆動させることにより、太陽歯車17bが図5の実線矢印のように回転すると、太陽歯車17bと噛合している遊星歯車17cは、破線矢印のように自転する。
遊星歯車17cは、外歯を有し内歯歯車17aと太陽歯車17bとの間に配置される。また、遊星歯車17cは、回転フレームFにより遊星歯車17cの回転軸C周りに自転及び公転可能に支持される。
遊星歯車17cの回転軸Cは、回転フレームFに支持され、太陽歯車17bが回転すると、太陽歯車17bから遊星歯車17cの公転に相当する回転が出力される。つまり、遊星歯車17cは、太陽歯車17bが回転することにより、内歯歯車17aと噛合しながら太陽歯車17bを中心として公転する。
具体的には、モータ等により太陽歯車17bを回転させると、図5及び図7に示すように、噛合領域BAにおいて、太陽歯車17bと遊星歯車17cが噛合する。そして、遊星歯車17cは、回転フレームFに支持される回転軸Cを軸心として太陽歯車17bと連動して自転する。
さらに、太陽歯車17bが回転することにより、回転フレームFが回転する。これにより、回転フレームFに支持された遊星歯車17cは、噛合領域BBにおいて、反応ディスク4に固定された内歯歯車17aと噛合しながら、太陽歯車17bを中心に公転する。
このとき、遊星歯車17cの保持部H2に保持された反応容器3は、遊星歯車17cの回転(自転及び公転)により搖動されることになるため、反応容器3内の混合溶液が撹拌される。
また、駆動装置80は、太陽歯車17bを回転させる駆動源の回転数を制御することで、任意の時間、任意の速度で反応容器3内の混合溶液を撹拌することができる。例えば、試薬の吸引→試薬の吐出→試薬分注プローブの洗浄の一連の処理を1サイクルとした場合、駆動装置80は、駆動源の回転数を制御することで、何サイクル反応容器3内の混合溶液の撹拌を行うか、どの程度の速度で撹拌を行うか等を設定することができる。
なお、図5では、撹拌ユニット17は、遊星歯車17cを3個備えているが、遊星歯車17cの数は、3個に限定されない。例えば、遊星歯車17cは4個以上であってもよい。また、図5では、太陽歯車17bを時計回りに回転させているが、太陽歯車17bを反時計周りに回転させてもよい。この場合、遊星歯車17cの回転は、図5とは反対になる。
また、撹拌ユニット17は、反応容器3に角度を付けて撹拌することが可能な構造を有してもよい。以下、当該構造について図を用いて説明する。
図6に示すように、保持部H2の穴部の上部開口OP1の中心の位置と、下部開口OP2の中心の位置とは異なっている。つまり、保持部H2の穴部は、反応ディスク4の回転面に対する傾斜を有している。また、穴部の内径は、反応容器3の容器本体300の外径よりも大きく、張出部HDの外幅よりも小さくなっている。
したがって、穴部に反応容器3を挿入すると、傾斜した状態で反応容器3が保持される。これにより、保持部H2に保持された反応容器3に傾きが生じる。撹拌ユニット17は、この状態で太陽歯車17bを回転することで効率的に反応容器3内の混合溶液を撹拌できると考えられる。以下、その理由について説明する。
図7に示すように、穴部に挿入された反応容器3は、図の右側又は図の左側に傾斜した状態で保持部H2に保持される。このとき、反応容器3内の混合溶液の液面にも傾きが生じる。この状態でモータ等により太陽歯車17bを回転させると、上述したように、遊星歯車17cが自転及び公転する。
これにより、反応容器3内の混合溶液の液面に傾きが生じた状態で撹拌を行うことができる。このように液面に傾きが生じるように撹拌を行うと、液面に傾きが生じない状態で撹拌した場合と比較して、液面に大きな動きが発生する。したがって、反応容器3内の混合溶液の撹拌の効率が上がると考えられる。
なお、穴部の内径と、反応容器3の外径の差(あそび)に余裕を持たせてもよい。図8は、あそびに余裕を持たせた場合の遊星歯車17cの保持部H2の構成の一例を示す図である。なお、図8において、保持部H2及び反応容器3以外の構成については図示を省略する。この場合、図8に示すように、反応容器3の容器本体300の外径よりも保持部H2の穴部の直径の方が大きく、かつ、穴部の上部開口OP1の中心の位置と、下部開口OP2の中心の位置とが異なっている。
これにより、遊星歯車17cが自転及び公転すると、容器本体300は、図8に矢印で示したように、左右に動くことになる。例えば、図7の例では、保持部H2に保持された反応容器3は、遊星歯車17cの自転及び公転により、実線で示した方向に傾いた状態になったり、点線で示した方向に傾いた状態になったりする。
この場合、単に、傾斜をつけた状態で反応容器3の撹拌を行った場合と比較して、液面の搖動が大きくなる。したがって、反応容器3内の混合溶液の撹拌の効率が上がると考えられる。また、反応容器3のあそびに余裕があるため、穴部に反応容器3を挿入しやすくなり、かつ穴部から反応容器3を取り出しやすくもなる。
なお、穴部の形状は円形に限定されない。例えば、反応容器3の容器本体300の形状が直方体状である場合、穴部の形状を四角形状にしてもよい。要するに、容器本体300の形状に合わせた形状にすればよい。また、遊星歯車17cに設ける穴部の中心は、遊星歯車17cの中心に合わせてもよいし、遊星歯車17cの中心から偏心させてもよい。
次に、実施形態に係る自動分析装置100の処理について説明する。図9は、実施形態に係る自動分析装置100の分析処理の一例を示すフローチャートである。
まず、制御機能32は、サンプルアーム10を制御し、反応容器3を、移送部112から、サンプルラック5に移動させる(ステップS1)。次いで、制御機能32は、サンプルアーム10を制御し、吸引装置330により反応容器3内に試料を吸引する(ステップS2)。次に、制御機能32は、サンプルアーム10を制御し、試料を含む反応容器3を、サンプルラック5から、反応ディスク4に移動させる(ステップS3)。
次に、制御機能32は、試薬分注アーム8を制御し、試薬分注プローブ14で試料を含む反応容器3内に第1試薬を分注する(ステップS4)。次いで、制御機能32は、反応容器ピックアーム18を制御し、試料及び第1試薬の混合溶液を含む反応容器3を反応ディスク4から撹拌ユニット17へ移動する(ステップS5)。
次に、制御機能32は、撹拌ユニット17を制御し、所定時間、反応容器3内の試料及び第1試薬の混合溶液の撹拌を行う(ステップS6)。次いで、制御機能32は、反応容器ピックアーム18を制御し、撹拌後の試料及び第1試薬の混合溶液を含む反応容器3を撹拌ユニット17から反応ディスク4へ移動する(ステップS7)。
反応ディスク4で試料と第1試薬とを所定時間反応させた後、制御機能32は、試薬分注アーム9を制御し、試薬分注プローブ15で試料及び第1試薬の混合溶液を含む反応容器3内に第2試薬を分注する(ステップS8)。次いで、制御機能32は、反応容器ピックアーム18を制御し、試料、第1試薬及び第2試薬の混合溶液を含む反応容器3を反応ディスク4から撹拌ユニット17へ移動する(ステップS9)。
次に、制御機能32は、撹拌ユニット17を制御し、所定時間、反応容器3内の試料、第1試薬及び第2試薬の混合溶液の撹拌を行う(ステップS10)。次いで、制御機能32は、反応容器ピックアーム18を制御し、撹拌後の試料、第1試薬及び第2試薬の混合溶液を含む反応容器3を撹拌ユニット17から反応ディスク4へ移動する(ステップS11)。
反応ディスク4で試料及び第1試薬の混合溶液と第2試薬とを所定時間反応させた後、制御機能32は、測定部13を制御し、試料、第1試薬及び第2試薬の混合溶液を反応容器3に、光を照射することによって混合溶液を測定する(ステップS12)。測定部13は、測定結果を処理装置90の処理回路30へ出力する。データ処理機能31は、測定結果に基づいて、検量データや分析データを生成する。
そして、制御機能32は、サンプルアーム10を制御し、測定が終了した反応容器3を、反応ディスク4から、廃棄部120に移動し、本処理を終了する(ステップS13)。
なお、上記は2試薬系の分析処理について説明したが、1試薬系の場合は、ステップS8乃至ステップS11を省略し、ステップS12に移行する。
このように、実施形態に係る自動分析装置100は、サンプルアーム10が、試料と試薬との混合溶液を含む反応容器3を反応ディスク4から撹拌ユニット17へ移動させて撹拌を行い、撹拌後、反応容器3を反応ディスク4に戻す。したがって、撹拌子を液体に接触させることなく試料と試薬の混合溶液を撹拌することができる。したがって、試料や試薬のコンタミネーションが発生することがなくなるため、測定の信頼性を向上させることができる。
なお、上述した実施形態は、各装置が有する構成又は機能の一部を変更することで、適宜に変形して実施することも可能である。そこで、以下では、上述した実施形態に係るいくつかの変形例を他の実施形態として説明する。なお、以下では、上述した実施形態と異なる点を主に説明することとし、既に説明した内容と共通する点については詳細な説明を省略する。また、以下で説明する変形例は、個別に実施されてもよいし、適宜組み合わせて実施されてもよい。
(変形例1)
上述した実施形態では、モータやアクチュエータ等の駆動源により、撹拌ユニット17の太陽歯車17bを回転させる形態について説明した。しかしながら、反応ディスク4を回転させるための駆動源により、撹拌ユニット17の太陽歯車17bを回転させてもよい。
図10は、変形例1に係る撹拌ユニット17の構成の一例を示す図である。図10に示すように、本変形例の撹拌ユニット17は、主軸歯車17dを備える。また、主軸歯車17dは、反応ディスク4を回転させる駆動源の駆動により、噛合領域BCにおいて、回転するギア4aと噛合する。主軸歯車17dは、ギア4aの回転により、反応ディスク4の回転と連動し、ギア4aの回転方向とは逆方向に回転する。
ここで、太陽歯車17bの回転軸と主軸歯車17dとは接合されているため、主軸歯車17dが回転すると、太陽歯車17bも回転する。太陽歯車17bが回転すると、噛合領域BAにおいて、太陽歯車17bと遊星歯車17cとが噛合し、遊星歯車17cが自転する。
遊星歯車17cが自転すると、噛合領域BBにおいて、図10では図示しない内歯歯車17aと遊星歯車17cとが噛合し、内歯歯車17aが回転する。これにより、遊星歯車17cは、太陽歯車17bの軸心を中心として公転する。
したがって、変形例1に係る撹拌ユニット17では、太陽歯車17bを回転するための駆動源を個別に設けることなく、反応ディスク4の駆動源を用いて、反応容器3内の混合溶液を撹拌することができる。
本変形例の場合、反応ディスク4の回転を停止することで、撹拌ユニット17の駆動も停止するため、反応ディスク4に合わせて撹拌ユニット17を停止させる制御は不要になる。ただし、反応ディスク4及び撹拌ユニット17が停止したタイミングで、反応容器ピックアーム18が、反応ディスク4の保持部H1と撹拌ユニット17との間で反応容器3を移動可能な位置に遊星歯車17cの保持部H2が配置されている必要がある。
反応ディスク4及び撹拌ユニット17が停止したタイミングにおける反応ディスク4の保持部H1と遊星歯車17cの保持部H2との位置関係は、太陽歯車17b、遊星歯車17c及び主軸歯車17dの大きさを調整することによって調整することができる。
(変形例2)
上述した実施形態では、遊星歯車17cの反応容器3を保持するための穴を斜めにすることで、反応容器3に傾斜をつけて撹拌する形態について説明した。しかしながら、撹拌ユニット17自体に傾きをつけることで、反応容器3に傾斜をつけて撹拌してもよい。
図11は、変形例2に係る撹拌ユニット17の構成の一例を示す図である。なお、この例では、変形例1と同様に反応ディスク4の回転に連動して撹拌ユニット17の太陽歯車17bが回転する構成としているが、これに限らないものとする。
本変形例の撹拌ユニット17は、撹拌ユニット17自体が反応ディスク4の回転面に対し、傾斜した状態で設けられる。具体的には、太陽歯車17bの主軸が傾いており、遊星歯車17cの保持部H2に保持される反応容器3も同じように傾く。これにより、本変形例の撹拌ユニット17は、上述した図6及び図7の形態と同様に、反応容器3に傾斜をつけた状態で反応容器3内の混合溶液を撹拌することができる。
また、太陽歯車17bの主軸が傾いていても、主軸歯車17dは、噛合領域BCにおいて、回転するギア4aと噛合する。したがって、上述の変形例1と同様に、太陽歯車17bを回転するための駆動源を個別に設けることなく、反応ディスク4の駆動源を用いて、反応容器3内の混合溶液を撹拌することができる。
本変形例によれば、遊星歯車17cの反応容器3の穴部を斜めにする必要がなく、遊星歯車17cの保持部H2に反応容器3を安定的に保持し、かつ、反応容器3に傾斜をつけて撹拌することで撹拌効率を上げることができる。
(変形例3)
上述した実施形態では、反応容器ピックアーム18が爪で反応容器3を把持することにより、反応ディスク4と撹拌ユニット17との間で反応容器3を移動させる形態について説明した。しかしながら、下から反応容器3を押し上げることにより、反応ディスク4と撹拌ユニット17との間で反応容器3を移動させてもよい。
図12は、変形例3に係る反応容器3の移動機構の構成の一例を示す図である。図12は、反応ディスク4から撹拌ユニット17へ反応容器3を移動させる場合の移動機構を示している。本変形例の反応ディスク4は、反応容器押し上げ部19aを備える。また、撹拌ユニット17は、反応容器押し下げ部19bを備える。さらに、撹拌ユニット17は、保持部H2にストッパSTを備える。
なお、本変形例では、図示しないが、保持部H2は、遊星歯車17cの中心部よりも遊星歯車17cの外周寄りの位置に設けられている。また、図示しない回転フレームの遊星歯車17cの中心部に対応する位置に遊星歯車17cの回転軸が設けられる。また、回転フレームは、反応容器3が通過可能な穴部を有する。反応容器押し上げ部19aは、回転フレームの穴部と保持部H2との位置が一致したときに、反応容器3の押し上げを行う。
図12(a)は、試薬(第1試薬又は第2試薬)の分注後の反応ディスク4及び撹拌ユニットの状態を示している。このとき、反応容器押し上げ部19aは、所定の位置に停止している。また、撹拌ユニット17の保持部H2のストッパSTは閉じた状態になっている。そして、試薬の分注後、図12(b)に示すように、反応容器押し上げ部19aは、駆動装置80の制御により、反応容器3を撹拌ユニット17へ移動させる。
具体的には、反応容器押し上げ部19aは、反応ディスク4及び撹拌ユニット17が停止したタイミングで、反応ディスク4の第1の移動位置(反応容器3が押し出される位置)に配置された反応容器3を押し出す。これにより、反応容器3は、反応ディスク4の上方に位置する撹拌ユニット17の遊星歯車17cの保持部H2へと移動する。このとき、保持部H2のストッパSTは、反応容器3によって押し上げられ、開いた状態になる。
反応容器3が保持部H2に移動すると、図12(c)に示すように、ストッパSTは、反応容器3を保持するために閉じた状態になる。例えば、反応容器3の張出部HDがストッパSTよりも高い位置まで押し上げられると、張出部HDという支えがなくなり、ストッパSTは重力に引かれ、自然に閉じた状態へと遷移する。
なお、ストッパSTにバネを設けてもよい。この場合、ストッパSTで反応容器3の容器本体300を挟み込めるように構成することで、より強い力で反応容器3を保持することができる。また、駆動装置80が、モータやアクチュエータ等を駆動させることによりストッパSTの開閉を行えるように構成してもよい。
そして、保持部H2に反応容器3が保持されると、駆動装置80の制御により、撹拌ユニット17が回転し、反応容器3内の混合溶液が撹拌される。
図13は、変形例3に係る反応容器3の移動機構の構成の一例を示す図である。図13は、撹拌ユニット17から反応ディスク4へ反応容器3を移動させる場合の移動機構を示している。所定時間の撹拌が終了し、撹拌ユニット17が停止すると、駆動装置80の制御により、反応ディスク4の回転も停止する。図13(d)は、撹拌ユニット17及び反応ディスク4の停止後の反応ディスク4及び撹拌ユニットの状態を示している。
撹拌ユニット17及び反応ディスク4が停止すると、図13(e)に示すように、駆動装置80は、ストッパSTを開いた状態にする。例えば、ストッパSTが金属等の磁性体を有する場合、駆動装置80は、電磁石等のマグネットMGをストッパSTに近付ける制御等を行い、マグネットMGが、ストッパSTが有する磁性体を引き寄せる力を利用してストッパSTを開いた状態にする。
このとき、撹拌が終了した反応容器3を保持する保持部H2の下方には、反応ディスク4の第2の移動位置(撹拌済の混合溶液を含む反応容器3が撹拌ユニット17から戻される位置)に存在する反応ディスク4の保持部H1が存在している。図13(f)に示すように、反応容器押し下げ部19bは、駆動装置80の制御により、保持部H2に保持された撹拌済の混合溶液を含む反応容器3を押し下げて、第2の移動位置に存在する反応ディスク4の保持部H1へ移動させる。
なお、この例では、反応容器押し下げ部19bが反応容器3を押し下げて反応容器3を反応ディスク4の保持部H1へ移動させているが、反応ディスク4側から反応容器3を爪等で把持して引き込むことにより、反応容器3を反応ディスク4の保持部H1へ移動させてもよい。
次に、図14乃至図17を用いて、反応容器3の反応ディスク4と撹拌ユニット17との間における移動処理と、反応容器3と反応ディスク4と撹拌ユニット17との位置関係について説明する。図14乃至図17は、変形例3に係る反応容器の移動処理の一例を示す説明図である。なお、図14乃至図17では、説明の便宜のため、反応ディスク4の一部を長方形で描いているが、実際には反応ディスク4は、緩やかにカーブした形状をしている。
まず、図14に示すように、反応容器3は反応ディスク4が回転することにより、実線矢印で示した方向に移動する。撹拌の対象となる混合溶液を含む反応容器3を保持する反応ディスク4の保持部H1が第1の移動位置4bに移動してきた場合、制御機能32は、反応ディスク4の回転を停止する。一方、撹拌ユニット17の太陽歯車17bは、反応ディスク4とは別の駆動源により駆動し、撹拌ユニット17は、破線矢印の方向に回転する。
反応ディスク4が停止すると、撹拌ユニット17は、図15に示すように、第1の移動位置4bに存在する反応ディスク4の保持部H1の上方に、反応容器3を保持していない遊星歯車17cの保持部H2が存在する場所で停止する。ここで、図12に示した反応容器3の移動処理が行われ、反応容器3は、遊星歯車17cの保持部H2に保持される。撹拌ユニット17は制御機能32の制御により所定時間回転して反応容器3内の混合溶液を撹拌する。
所定時間の撹拌後、反応ディスク4は、図16に示すように、駆動装置80の制御により、反応ディスク4の反応容器3を保持していない保持部H1が第2の移動位置4cに移動してきた時に回転を停止する。
反応ディスク4が停止すると、撹拌ユニット17は、図17に示すように、撹拌済の混合溶液を含む反応容器3を保持する遊星歯車17cの保持部H2の下方に、第2の移動位置に存在する反応ディスク4の保持部H1が位置する場所で停止する。ここで、図12に示した反応容器3の移動処理が行われ、撹拌済の混合溶液を含む反応容器3は、反応ディスク4の保持部H1に保持される。
そして、後続の撹拌の対象となる混合溶液を含む反応容器3について、図14乃至図17に示した処理と同様の処理が行われる。
本変形例によれば、反応ディスク4の外側に反応容器ピックアーム18を設ける必要がなくなる。これにより、分析装置70をコンパクトに設計することが可能になると考えられる。また、反応容器ピックアーム18と他の構成(サンプルラック5の収容部、試薬分注アーム8、9、サンプルアーム10等)との干渉を考慮して分析装置70を設計する必要がなくなるため、設計の自由度が上がると考えられる。
(変形例4)
上述した実施形態では、反応ディスク4の上方に撹拌ユニット17を備える形態について説明した。しかしながら、反応ディスク自体を撹拌ユニットとしてもよい。以下、本変形例に係る分析装置71について図17を用いて説明する。
図18は、変形例4に係る分析装置71の構成の一例を示す図である。分析装置71は、反応ディスク兼撹拌ユニット20と、サンプル分注アーム21と、試薬分注アーム22と、反応容器ピックアーム23と、測定部24とを備える。
反応ディスク兼撹拌ユニット20は、反応ディスク兼撹拌ユニット20に固定された内歯歯車20aと、太陽歯車20bと、反応ディスク兼撹拌ユニット20の円周上に配置された複数の遊星歯車20cとを備える。また、遊星歯車20cは、図示しない回転フレームに支持されている。
太陽歯車20bは、モータやアクチュエータ等の駆動源の回転により回転する。また、太陽歯車20bが回転することにより、複数の遊星歯車20cは、太陽歯車20bを中心として、自転しつつ公転する。これにより、反応ディスク兼撹拌ユニット20は、複数の遊星歯車20cに保持された反応容器3内の混合溶液を撹拌する。
サンプル分注アーム21は、反応容器3へ試料の分注を行う。例えば、サンプル分注アーム21は、サンプル分注プローブで、試料容器11の試料を吸引し、遊星歯車20cが保持する空の反応容器3へ吸引した試料を吐出することで試料の分注を行う。
試薬分注アーム22は、試料を含む反応容器3へ試薬の分注を行う。例えば、試薬分注アーム22は、試薬分注プローブで、試薬を吸引し、遊星歯車20cが保持する試料を含む反応容器3へ吸引した試薬を吐出することで試薬の分注を行う。
反応容器ピックアーム23は、反応容器3を、反応容器3を貯留する貯留部(図示しない)から反応ディスク兼撹拌ユニット20へ移動させる。具体的には、反応容器ピックアーム23は、爪を備え、爪を閉じることで貯留部に存在する反応容器3を把持し、反応ディスク兼撹拌ユニット20の遊星歯車20cの保持部の上で爪を開いて反応容器3を離脱させることで反応容器3を移動させる。
また、反応容器ピックアーム23は、所定時間の反応が終了した試薬と試料との混合溶液を含む反応容器3を測定部24へ移動させる。さらに、反応容器ピックアーム23は、測定部24による測定が終了した混合溶液を含む反応容器3を図示しない廃棄部に移動させる。
測定部24は、例えば、上述した実施形態と同様の方法で試料と試薬との混合溶液の測定を行う。
本変形例によれば、反応ディスク兼撹拌ユニット20の遊星歯車20cは、太陽歯車20bを中心として、自転しつつ公転し続けるため、遊星歯車20cに保持された反応容器3内の溶液を常に撹拌し続けることができる。したがって、撹拌不良が生じる可能性が低下し、測定の信頼性を向上させることができる。
また、試薬分注後に反応容器3を移動させる必要がなくなるため、処理を簡易化することが可能であり、自動分析装置100にかかる負荷を軽減させることができる。
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、測定の信頼性を向上させることができる。
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1、2 試薬庫
1a、2a 試薬ラック
4 反応ディスク
5 サンプルラック
6、7 試薬容器
8、9 試薬分注アーム
10 サンプルアーム
11 試料容器
13 測定部
14、15 試薬分注プローブ
14a、15a 試薬分注ポンプ
14b、15b 試薬検出器
14c、15c 洗浄槽
17 撹拌ユニット
17a 内歯歯車
17b 太陽歯車
17c 遊星歯車
18 反応容器ピックアーム
30 処理回路
31 データ処理機能
32 制御機能
40 出力装置
50 入力装置
60 記憶回路
70 分析装置
80 駆動装置
90 処理装置
100 自動分析装置
110 搬送装置
111 供給部
112 移送部
120 廃棄部

Claims (12)

  1. 太陽歯車と、当該太陽歯車に噛合された複数の遊星歯車と、前記遊星歯車に設けられた、反応容器を保持するための第1保持部とを有する撹拌機構と、
    試料及び試薬が分注された前記反応容器を前記第1保持部に移動する移動機構と、
    前記太陽歯車を回転させ、当該太陽歯車の回転に伴う前記遊星歯車の自転及び公転により、前記第1保持部に保持された前記反応容器内の混合溶液を撹拌する撹拌制御部と、
    撹拌後の前記混合溶液を測定し、測定結果を出力する測定部と、
    を備える自動分析装置。
  2. 前記撹拌機構又は前記第1保持部は、重力方向に対して傾斜して設けられる、
    請求項1に記載の自動分析装置。
  3. 前記反応容器を円周上に配置された複数の第2保持部により回転可能に保持する反応槽を更に備え、
    前記撹拌機構は、前記反応槽の上部に配置される、
    請求項1又は2に記載の自動分析装置。
  4. 前記撹拌機構の前記太陽歯車の主軸を回転させることにより、前記太陽歯車を回転駆動させる駆動部を更に備える、
    請求項3に記載の自動分析装置。
  5. 前記反応槽の回転駆動と連動して回転する反応槽ギアと、
    前記反応槽ギアに噛合され、前記反応槽ギアの回転と連動して回転することにより、前記太陽歯車の主軸を回転させる主軸歯車と、を更に備える、
    請求項3に記載の自動分析装置。
  6. 前記移動機構は、前記試料及び前記試薬が分注された前記反応容器を前記第2保持部から取り出して前記第1保持部へ配置し、前記撹拌機構による撹拌が完了した後、前記反応容器を前記第1保持部から取り出して前記第2保持部へ配置する、
    請求項3乃至5の何れか1項に記載の自動分析装置。
  7. 前記第1保持部は、前記遊星歯車に設けられた穴部を含み、当該穴部に挿入された前記反応容器を保持する、
    請求項3乃至6の何れか1項に記載の自動分析装置。
  8. 前記移動機構は、前記穴部の上方から前記反応容器の挿入及び取り出しを行う、
    請求項7に記載の自動分析装置。
  9. 前記移動機構は、開閉自在の爪を有し、前記爪を開閉させて前記反応容器を把持又は離脱させることにより、前記反応容器を、前記第1保持部と前記第2保持部との間で移動させる、
    請求項8に記載の自動分析装置。
  10. 前記移動機構は、前記穴部の下方から前記反応容器の挿入及び取り出しを行う、
    請求項7に記載の自動分析装置。
  11. 前記移動機構は、前記反応槽に保持された撹拌の対象となる前記試料及び前記試薬の混合溶液を含む反応容器を押し上げることにより、前記第2保持部に配置された前記反応容器を前記第1保持部に配置し、
    前記移動機構は、前記撹拌機構が、前記反応容器内の前記試料及び前記試薬の混合溶液を所定時間撹拌した後、前記反応容器を押し下げ又は引き込むことにより、前記第1保持部に配置された前記反応容器を前記第2保持部に配置する、
    請求項10に記載の自動分析装置。
  12. 前記撹拌機構は、前記第1保持部に保持された前記反応容器を、前記遊星歯車の公転により、回転可能に保持する反応槽として機能する、
    請求項1又は2に記載の自動分析装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN118294241A (zh) * 2024-06-06 2024-07-05 山东省食品药品检验研究院 一种食品重金属检测设备

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