JP2024027672A - 自動分析装置、自動分析方法、および測定シート - Google Patents
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Abstract
【課題】試料に依存せず且つ容易に、測定シートに形成された流路における試料の進行速度を上げること。【解決手段】実施形態に係る自動分析装置は、測定シートと、回転部とを備える。測定シートは、親水性素材で構成された複数の流路、および複数の流路のそれぞれの一端に接続する吐出部を有する。回転部は、吐出部を回転軸として測定シートを回転させる。【選択図】 図13
Description
本明細書及び図面に開示の実施形態は、自動分析装置、自動分析方法、および測定シートに関する。
従来、紙などの親水性素材を基板材料として用いて、試料と試薬との反応および分析などをおこなう測定シートが知られている。このような測定シートにおいて、試料の吐出領域(吐出部)と試薬成分を含んだ反応領域(反応部)との間に流路を形成させることがある。吐出部に吐出された試料は、この流路を進行することによって反応部に到達する。
測定シートに形成された流路において、試料の進行速度を上げるためには、例えば、紙の多孔質構造を改良する方法がある。しかし、この方法では、試料の測定シートに対する依存性のために専用シートが必要となる他、専用シートの開発に伴う煩雑さがある。よって、試料に依存せず且つ容易に、測定シートに形成された流路における試料の進行速度を上げる方法が望まれる。
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、試料に依存せず且つ容易に、測定シートに形成された流路における試料の進行速度を上げることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとす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。
実施形態に係る自動分析装置は、測定シートと、回転部とを備える。測定シートは、親水性素材で構成された複数の流路、および複数の流路のそれぞれの一端に接続する吐出部を有する。回転部は、吐出部を回転軸として測定シートを回転させる。
以下、図面を参照しながら、自動分析装置の実施形態について詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る自動分析装置1の構成例を示すブロック図である。自動分析装置1は、分析機構2と、解析回路3と、駆動機構4と、入力インタフェース5と、出力インタフェース6と、通信インタフェース7と、記憶回路8と、制御回路9とを備える。
図1は、第1の実施形態に係る自動分析装置1の構成例を示すブロック図である。自動分析装置1は、分析機構2と、解析回路3と、駆動機構4と、入力インタフェース5と、出力インタフェース6と、通信インタフェース7と、記憶回路8と、制御回路9とを備える。
分析機構2は、血液または尿などの試料(これは、「サンプル」または「検体」に言い換えられてもよい)を測定シートに吐出する。また、分析機構2は、検査項目によっては、既知の濃度の標準液を測定シートに吐出する。分析機構2は、吐出した試料と、測定シートに含まれた試薬とを反応させることによって、試料の物性値を測定する。このことは標準液の場合も同様である。測定方法には、例えば、呈色測定および電極測定がある。呈色測定は、例えば、撮像装置を用いて試薬と反応した試料の色の変化を測定する。電極測定は、電極を用いて試料に関する電位の変化を測定する。分析機構2は、測定結果を含む被検データおよび標準データを生成する。本実施形態では、分析機構2が電極測定を行う場合について説明する。
解析回路3は、分析機構2により生成される被検データおよび標準データを解析することで、分析データおよび検量データを生成するプロセッサである。解析回路3は、例えば、記憶回路8から解析プログラムを読み出し、読み出した解析プログラムに従って被検データおよび標準データを解析する。例えば、解析回路3は、分析機構2により測定された試料の色の変化や電位の変化に基づいて、試料中に含まれる特定の成分の濃度を算出する。尚、解析回路3は、記憶回路8で記憶されているデータの少なくとも一部を記憶する記憶領域を備えてもよい。
駆動機構4は、制御回路9の制御に従い、分析機構2を駆動させる。駆動機構4は、例えば、ギア、ステッピングモータ、ベルトコンベア、およびリードスクリューにより実現される。
入力インタフェース5は、例えば、操作者が測定を指示したサンプルまたは病院内ネットワークNWを介して測定を依頼されたサンプルに係る各検査項目の分析パラメータの設定を受け付ける。入力インタフェース5は、例えば、マウス、キーボード、操作面へ触れることで指示が入力されるタッチパッド、およびタッチパネルにより実現される。入力インタフェース5は、制御回路9に接続され、操作者から入力される操作指示を電気信号へ変換し、電気信号を制御回路9へ出力する。
なお、入力インタフェース5は、本明細書において、マウスおよびキーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、入力インタフェース5には、自動分析装置1とは別体に設けられた外部の入力機器から入力される操作指示に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路9へ出力する電気信号の処理回路が含まれてもよい。
出力インタフェース6は、制御回路9に接続され、制御回路9から供給される信号を出力する。出力インタフェース6は、例えば、表示回路、印刷回路、および音声デバイスにより実現される。
表示回路は、例えば、CRTディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、LEDディスプレイ、およびプラズマディスプレイを含まれる。また、表示回路には、表示対象を表すデータをビデオ信号に変換し、ビデオ信号を外部へ出力する処理回路が含まれてもよい。印刷回路は、例えば、プリンタを含む。また、印刷回路には、印刷対象を表すデータを外部へ出力する出力回路が含まれてもよい。音声デバイスは、例えば、スピーカを含む。また、音声デバイスには、音声信号を外部へ出力する出力回路が含まれてもよい。尚、出力インタフェース6は、入力インタフェース5と共にタッチパネル、或いはタッチスクリーンとして実現されてもよい。
通信インタフェース7は、例えば、病院内ネットワークNWと接続する。通信インタフェース7は、病院内ネットワークNWを介してHIS(Hospital Information System)とデータ通信を行う。尚、通信インタフェース7は、病院内ネットワークNWと接続する検査部門システム(Laboratory Information System:LIS)を介してHISとデータ通信を行ってもよい。
記憶回路8は、プロセッサにより読み取り可能な記憶媒体などを含む。これらの記憶媒体は、例えば、磁気的記憶媒体、光学的記憶媒体、または半導体メモリである。尚、記憶回路8は、必ずしも単一の記憶媒体(記憶装置)により実現されなくてよい。例えば、記憶回路8は、複数の記憶装置により実現されてもよい。
記憶回路8は、解析回路3で実行される解析プログラム、および制御回路9に備わる機能を実現するための制御プログラムを記憶している。記憶回路8は、解析回路3により生成される検量データを検査項目毎に記憶する。記憶回路8は、解析回路3により生成される分析データをサンプル毎に記憶する。記憶回路8は、操作者から入力された検査オーダ、または通信インタフェース7が病院内ネットワークNWを介して受信した検査オーダを記憶する。
制御回路9は、自動分析装置1の中枢として機能するプロセッサである。制御回路9は、記憶回路8に記憶されているプログラムを実行することで、実行したプログラムに対応する機能を実現する。尚、制御回路9は、記憶回路8で記憶されているデータの少なくとも一部を記憶する記憶領域を備えてもよい。
制御回路9は、例えば、制御プログラムを実行することで、システム制御機能91を有する。尚、本実施形態では、単一のプロセッサによってシステム制御機能91が実現される場合を説明するが、これに限定されない。例えば、複数の独立したプロセッサを組み合わせて制御回路を構成し、各プロセッサが動作プログラムを実行することによりシステム制御機能91を実現しても構わない。
システム制御機能91は、入力インタフェース5から入力される入力情報に基づき、自動分析装置1における各部を統括して制御する機能である。例えば、システム制御機能91において制御回路9は、検査項目に応じた測定を実施するように駆動機構4を駆動し、分析機構2で生成される被検データおよび標準データを解析するように解析回路3を制御する。
図2は、第1の実施形態に係る測定シート100の一例を示す上面図である。測定シート100は、紙などの親水性素材を基板材料とした使い捨ての検査チップである。測定シート100は、例えば矩形であり、好適には正方形である。本実施形態では、測定シート100が正方形の場合について説明する。
測定シート100は、複数の流路110、吐出部111、複数の反応部112、および複数の固定穴120を備える。複数の流路110、吐出部111、および複数の反応部112は、例えば、疎水性素材で囲まれた一つの領域である。換言すると、この領域の輪郭は、疎水性素材によって形成されてよい。
図2では、測定シート100の中心に吐出部111が設けられている。複数の流路110は、吐出部111を中心として十字の放射状に延びている。即ち、複数の流路110のそれぞれの一端は、吐出部111と接続されている。また、複数の流路110のそれぞれの他端は、複数の反応部112のそれぞれと接続されている。複数の反応部112は、少なくとも一部に試薬が含まれている。また、複数の固定穴120は、測定シート100の四隅に形成されている。
なお、複数の流路110は、吐出部111および複数の反応部112を含んでもよい。即ち、複数の流路110の交点を吐出部111とし、複数の流路110のそれぞれの端部を反応部112としてもよい。よって、複数の流路110は、少なくとも一部に試薬が含まれてもよい。
図3は、図1の分析機構2の構成例を示す側面図である。分析機構2は、筐体210と、分注プローブ220と、試料ラック230とを備える。また、筐体210は、給紙部211と、回転部212と、測定部213と、廃棄部214とを備える。尚、筐体210の各部は、それぞれ独立して分析機構2に備えられてもよい。
給紙部211は、駆動機構4によって駆動され、測定シート100を回転部212へと搬送する。具体的には、給紙部211は、測定シート100を複数格納する。給紙部211は、例えば、給紙ローラを用いて測定シート100を一枚だけ回転部212へと搬送する。
回転部212は、駆動機構4によって駆動され、試料が吐出された測定シート100を回転させる。具体的には、回転部212は、複数の凸部を有する。複数の凸部は、測定シート100の複数の固定穴120と対応する。回転部212は、複数の凸部によって測定シート100を保持する。回転部212は、測定シート100との設置面に垂直な方向(図3ではZ方向)を軸として回転駆動することによって測定シート100を回転させる。尚、回転の中心は、測定シート100の中心(吐出部111)に設定される。
なお、回転部212は、任意の位置に形成された穴から吸気することによって測定シート100を保持してもよい。これにより、回転部212に測定シート100を吸着させることができる。また、回転部212は、測定シート100を挟む固定部(図面には図示せず)を用いて測定シート100を保持してもよい。固定部を用いる場合、例えば、回転部212は、測定シート100の四隅を挟むことにより測定シート100を保持する。
図4は、図3の回転部212の構成例を示す上面図である。また、図5は、図4のA-A線の断面図である。回転部212は、複数の凸部2121と、複数の穴2122とを備える。回転部212の上面は、例えば、測定シート100と同じ大きさである。複数の凸部2121は、測定シート100の複数の固定穴120に対応し、回転部212の上面に形成される。複数の穴2122は、回転部212の上面の任意の位置に形成される。尚、複数の凸部2121は、回転部212の内部に格納可能な可動式でもよい。
測定部213は、回転後の測定シート100を測定する。具体的には、測定部213は、例えば、一つの参照電極と、一つ以上のイオン選択性電極(Ion Selective Electrode:ISE)とを備える。測定部213は、駆動機構4によって駆動され、測定シート100が固定された回転部212の上部へと移動する。測定部213は、測定シート100の反応部112に電極を固定し、反応部112に含まれる試料の特定の電解質に関する電位の変化を測定する。尚、測定部213は、測定シート100を保持する保持部(図面には図示せず)を有してもよい。
廃棄部214は、測定済みの測定シート100を格納する。具体的には、廃棄部214は、取り外し可能な容器である。これにより、ユーザは、測定済みの測定シート100に触れること無く廃棄することができる。
分注プローブ220は、駆動機構4によって駆動され、試料容器から試料を吸引し、吸引した試料を測定シート100上に吐出する。具体的には、分注プローブ220は、図示していないアームに支持され、このアームが移動することによって、試料ラック230に設定された試料吸引位置と、回転部212の中心に設定された試料吐出位置とを移動する。また、分注プローブ220は、試料吸引位置および試料吐出位置において上下方向に移動する。また、分注プローブ220は、試料吸引位置において試料を吸引し、試料吐出位置において吸引した試料を吐出する。
試料ラック230は、複数の試料容器を格納する。複数の試料容器のそれぞれには、試料が入れられている。尚、分析機構2では、試料ラック230に変えて、複数の試料容器を円環状に配列させたサンプルディスクが用いられてもよい。
図6は、第1の実施形態に係る自動分析装置1の動作例を示すフローチャートである。図6のフローチャートは、測定シート100を用いた測定に関する一連の動作を示している。尚、図6のフローチャートは、図7の断面図を用いて具体的な動作について説明される。
図7は、図3の筐体210および測定部213の具体例を示す断面図である。図7において、給紙部211は、昇降台2111と、給紙ローラ2112とを備える。昇降台2111は、複数の測定シート100を載置し、測定シート100が排出される毎に、次の測定シート100を給紙ローラ2112に接触させるように稼働する。給紙ローラ2112は、測定シート100と接触し、回転動作を行うことで測定シート100を給紙部211から排出する。尚、給紙部211は、測定シート100を一枚だけ排出させるため、排出口の近傍に分離パッドまたは分離ローラを備えてもよい。
回転部212は、支持部2123の一端に支持され、支持部2123の他端に設けられた回転駆動部2124により軸r(図7ではZ方向)を中心に回転する。尚、回転部212は、設置面に測定シート100を吸着させるための吸引機構を備えてもよい。
なお、以降では、分注プローブ220などの動作において、駆動機構4が各部を駆動させる際の「駆動機構4により」という文言、或いは「駆動機構4によって駆動され」などの文言の記載を省略する場合がある。また、特に記載しない限り、各部の動作は、制御回路9が制御するものとする。
(ステップST110)
制御回路9は、測定シート100を給紙部211から回転部212へ搬送させる。具体的には、給紙部211に設けられた給紙ローラ2112は、回転動作を行うことで測定シート100を給紙部211から排出する。この動作に関して、図8を用いて説明する。
制御回路9は、測定シート100を給紙部211から回転部212へ搬送させる。具体的には、給紙部211に設けられた給紙ローラ2112は、回転動作を行うことで測定シート100を給紙部211から排出する。この動作に関して、図8を用いて説明する。
図8は、第1の実施形態に係る自動分析装置1の動作を説明するための第1の模式図である。図8には、給紙ローラ2112によって測定シート100が排出される様子が示されている。給紙ローラ2112は、例えば測定シート100を排出する方向D1(図8ではX方向)と水平に直交する方向(図8ではY方向)を軸として回転駆動することによって測定シート100を排出する。排出された測定シート100は、例えば、図示しないベルトコンベアを用いて搬送され、回転部212へ載置される。
(ステップST120)
測定シート100を回転部212へ搬送させた後、制御回路9は、分注プローブ220を測定シート100の中心へ移動させる。具体的には、分注プローブ220は、予め吸引していた試料を保持し、測定シート100の中心へ移動する。この動作に関して、図9を用いて説明する。
測定シート100を回転部212へ搬送させた後、制御回路9は、分注プローブ220を測定シート100の中心へ移動させる。具体的には、分注プローブ220は、予め吸引していた試料を保持し、測定シート100の中心へ移動する。この動作に関して、図9を用いて説明する。
図9は、第1の実施形態に係る自動分析装置1の動作を説明するための第2の模式図である。図9には、回転部212に測定シート100が固定され、測定シート100の中心に分注プローブ220が位置している様子が示されている。分注プローブ220は、測定シート100の中心に移動した後、測定シート100へ近づく方向D2(図9では-Z方向)に移動する。そして、分注プローブ220は、測定シート100との距離が所定の距離となる位置で静止する。
(ステップST130)
分注プローブ220を測定シート100の中心へ移動させた後、制御回路9は、測定シート100の中心に試料を吐出させる。具体的には、分注プローブ220は、測定シート100の中心に試料を吐出する。この動作に関して、図10を用いて説明する。
分注プローブ220を測定シート100の中心へ移動させた後、制御回路9は、測定シート100の中心に試料を吐出させる。具体的には、分注プローブ220は、測定シート100の中心に試料を吐出する。この動作に関して、図10を用いて説明する。
図10は、第1の実施形態に係る自動分析装置1の動作を説明するための第3の模式図である。図10には、分注プローブ220が測定シート100の中心に試料Sを吐出する様子が示されている。また、試料Sの吐出直後の測定シート100について図11を用いて説明する。
図11は、図2の測定シート100に試料Sが吐出された直後の状態を説明するための図である。吐出直後の試料Sは、測定シート100の吐出部111内に広がる。そして時間経過と共に、試料Sは、毛細管現象により複数の流路110を進行する。
(ステップST140)
測定シート100の中心に試料Sが吐出された後、制御回路9は、回転部212の回転開始に関する所定の条件を満たすか否かを判定する。所定の条件を満たしている場合、処理はステップST150へと進む。所定の条件を満たしていない場合、所定の条件を満たすまでステップST140の処理を繰り返す。
測定シート100の中心に試料Sが吐出された後、制御回路9は、回転部212の回転開始に関する所定の条件を満たすか否かを判定する。所定の条件を満たしている場合、処理はステップST150へと進む。所定の条件を満たしていない場合、所定の条件を満たすまでステップST140の処理を繰り返す。
所定の条件は、例えば、所定の時間経過である。例えば、試料Sの吐出直後では吐出した試料Sが測定シート100に完全に吸収されない恐れがあり、この状態で回転動作を行うと、吸収されていない分の試料Sが測定シート100外へ飛び散る可能性がある。よって、回転部212は、試料Sが吐出されてからある程度の時間を待機した後に回転するのが望ましい。
具体的には、制御回路9は、測定シート100に試料Sを吐出してからの時間を計測し、所定の時間が経過したか否かを判定する。所定の時間は、例えば、1秒である。
また例えば、所定の条件は、流路110における所定の位置でもよい。具体的には、制御回路9は、複数の流路110を進行する試料Sの位置が所定の位置に到達したか否かを判定する。所定の条件が試料の進行状況の場合の具体例について、図12を用いて説明する。
図12は、図3の回転部212による回転動作を開始するタイミングを説明するための図である。ここで、測定シート100の中心から反応部112までの距離をL1とし、測定シート100の中心から流路110の途中までの距離をL2とする。距離L2は、試料Sおよび測定シート100の組み合わせに応じて設定されてよく、例えば、距離L1の半分である。制御回路9は、試料Sが距離L2の位置に到達したか否かを判定する。試料Sの位置の確認は、例えば、分析機構2に備えたカメラ(図面には図示せず)で行ってもよい。
(ステップST150)
所定の条件を満たしていると判定された後、制御回路9は、回転部212を回転させる。具体的には、回転部212は、試料Sが吐出された測定シート100を回転させる。この動作に関して、図13を用いて説明する。
所定の条件を満たしていると判定された後、制御回路9は、回転部212を回転させる。具体的には、回転部212は、試料Sが吐出された測定シート100を回転させる。この動作に関して、図13を用いて説明する。
図13は、第1の実施形態に係る自動分析装置1の動作を説明するための第4の模式図である。図13には、測定シート100を載せた回転部212が回転している様子が示されている。回転部212は、支持部2123を介して、回転駆動部2124により軸rを中心に回転する。次に、回転する測定シート100の上面図が図14に示される。
図14は、図2の測定シート100の回転状態を説明するための図である。測定シート100は、吐出部111を中心に、例えば右回りの方向D3のように回転する。このように、測定シート100の中心である吐出部111を中心に回転することにより、流路110を進行する試料Sは、遠心力を受ける。遠心力を受けている試料Sは、そうではない状態よりも、流路110を速く進行することができる。
なお、制御回路9は、回転部212を回転させる時間として、全ての反応部112に試料Sが行き渡るのに十分な時間が設定されてよい。また、制御回路9は、前述のようにカメラを用いて、試料Sの進行状況を観測し、全ての反応部112に試料Sが行き渡った時点で回転を止めるようにしてもよい。
(ステップST160)
回転部212を回転させた後、制御回路9は、測定部213を回転部212の上部へ移動させる。具体的には、測定部213は、回転部212の上部へ移動する。この動作に関して、図15を用いて説明する。
回転部212を回転させた後、制御回路9は、測定部213を回転部212の上部へ移動させる。具体的には、測定部213は、回転部212の上部へ移動する。この動作に関して、図15を用いて説明する。
図15は、第1の実施形態に係る自動分析装置1の動作を説明するための第5の模式図である。図15には、回転部212の回転を停止させた後の様子が示されている。廃棄部214の上部に待機している測定部213は、回転部212へ近づく方向D4(図15では-X方向)に移動する。そして、測定部213は、回転部212の上部で静止する。
(ステップST170)
測定部213を回転部212の上部へ移動させた後、制御回路9は、測定シート100を測定する。具体的には、測定部213は、回転部212に載置された測定シート100の反応部112に電極を押し当て、反応部112に含まれる試料Sの特定の電解質に関する電位の変化を測定する。この動作に関して、図16および図17を用いて説明する。
測定部213を回転部212の上部へ移動させた後、制御回路9は、測定シート100を測定する。具体的には、測定部213は、回転部212に載置された測定シート100の反応部112に電極を押し当て、反応部112に含まれる試料Sの特定の電解質に関する電位の変化を測定する。この動作に関して、図16および図17を用いて説明する。
図16および図17は、第1の実施形態に係る自動分析装置1の動作を説明するための第6の模式図および第7の模式図である。図16には、測定部213を測定シート100に近づける様子が示されている。測定部213は、測定シート100へ近づく方向D5(図16では-Z方向)に移動する。図17には、測定部213と測定シート100とが接触している様子が示されている。測定部213は、試料Sの特定の電解質に関する電位の変化を測定する。
図2の測定シート100のように、4つの反応部112が設けられた場合、測定部213は、4つの電極を有する。4つの電極は、4つの反応部112にそれぞれ対応し、試料に含まれる所定の成分(電解質)と反応する電解質電極(Na,K,Cl電極)と比較電極とを含む。これらの電極を用いて、測定部213は、試料に含まれるナトリウムイオン、カリウムイオン、および塩素イオンの三つの電解質の測定を行うことができる。
(ステップST180)
測定シート100の測定が終了した後、制御回路9は、測定シート100を廃棄部214へ搬送させる。具体的には、測定部213は、測定シート100の測定が終了した後、測定シート100をそのまま保持し、回転部212から離脱する。そして、測定部213は、測定シート100を保持したまま廃棄部214の上部へ移動し、測定シート100を解放する。これにより、測定シート100は、回転部212から廃棄部214へ搬送される。これらの動作に関して、図17から図20までを用いて説明する。
測定シート100の測定が終了した後、制御回路9は、測定シート100を廃棄部214へ搬送させる。具体的には、測定部213は、測定シート100の測定が終了した後、測定シート100をそのまま保持し、回転部212から離脱する。そして、測定部213は、測定シート100を保持したまま廃棄部214の上部へ移動し、測定シート100を解放する。これにより、測定シート100は、回転部212から廃棄部214へ搬送される。これらの動作に関して、図17から図20までを用いて説明する。
図17から図20までは、第1の実施形態に係る自動分析装置の動作を説明するための第7の模式図から第10の模式図までである。測定部213は、測定シート100を保持したまま、回転部212から離れる方向D6(図17ではZ方向)に移動する。所定の高さまで移動した後、測定部213は、測定シート100を保持したまま、廃棄部214へ近づく方向D7(図18ではX方向)に移動する。廃棄部214の上部へ移動した後、測定部213は、測定シート100を解放する。
測定シート100は、測定部213の保持が解放されることにより、重力の方向D8(図19では-Z方向)に落下する。落下先が廃棄部214になっているため、これにより測定シート100は廃棄される。
ステップST180の後、図6のフローチャートは終了する。尚、図7の構成に拘泥されない場合、ステップST130は、ステップST110の前に行われてもよい。即ち、測定シート100は、試料が吐出された後に、回転部212に搬送されてよい。
以上説明したように、第1の実施形態に係る自動分析装置は、親水性素材で構成された複数の流路、および複数の流路のそれぞれの一端に接続する吐出部を有する測定シートと、吐出部を回転軸として測定シートを回転させる回転部とを備える。
従って、第1の実施形態に係る自動分析装置は、紙などの親水性素材で構成された流路を進行する試料に遠心力が加わることにより、試料の進行速度を上げることができる。
(測定シートの第1の変形例)
図21は、図2の測定シート100の第1の変形例を示す図である。図21の測定シート100Aは、吐出部111Aの少なくとも一部に撥水加工が施されている点において、図2の測定シート100と異なる。測定シート100Aは、吐出部111Aに撥水加工を施すことにより、吐出部111Aに吐出された試料Sを複数の流路110へ効率的に移送させることができる。
図21は、図2の測定シート100の第1の変形例を示す図である。図21の測定シート100Aは、吐出部111Aの少なくとも一部に撥水加工が施されている点において、図2の測定シート100と異なる。測定シート100Aは、吐出部111Aに撥水加工を施すことにより、吐出部111Aに吐出された試料Sを複数の流路110へ効率的に移送させることができる。
(測定シートの第2の変形例)
図22は、図2の測定シート100の第2の変形例を示す図である。図22の測定シート100Bは、円形である点において、図2の測定シート100と異なる。測定シート100Bが円形の場合であっても、吐出部111が回転中心に設けられるため、正方形の場合と同様の効果が得られる。
図22は、図2の測定シート100の第2の変形例を示す図である。図22の測定シート100Bは、円形である点において、図2の測定シート100と異なる。測定シート100Bが円形の場合であっても、吐出部111が回転中心に設けられるため、正方形の場合と同様の効果が得られる。
(回転部の変形例)
図23は、図4の回転部212の変形例を示す図である。図23の回転部212Aは、測定部213の構成(電極)を有する点において、図4の回転部212と異なる。回転部212Aは、測定シート100の反応部112に対応する位置にそれぞれ電極2125を更に有する。図23の回転部212Aでは、説明の便宜上、測定シート100における吐出部および反応部を含む流路110を破線で示している。電極2125は、回転部212Aに測定シート100が載置された際、反応部に重なる位置に設けられる。回転部212Aに電極を設けることにより、回転後の測定だけでなく、例えば、回転中であっても測定を行うことができる。
図23は、図4の回転部212の変形例を示す図である。図23の回転部212Aは、測定部213の構成(電極)を有する点において、図4の回転部212と異なる。回転部212Aは、測定シート100の反応部112に対応する位置にそれぞれ電極2125を更に有する。図23の回転部212Aでは、説明の便宜上、測定シート100における吐出部および反応部を含む流路110を破線で示している。電極2125は、回転部212Aに測定シート100が載置された際、反応部に重なる位置に設けられる。回転部212Aに電極を設けることにより、回転後の測定だけでなく、例えば、回転中であっても測定を行うことができる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、測定シートによる測定のみを行う自動分析装置について説明した。他方、第2の実施形態では、サイクル動作を行う反応ディスクを利用した自動分析装置に対して、測定シートによる測定を組み込むことについて説明する。
第1の実施形態では、測定シートによる測定のみを行う自動分析装置について説明した。他方、第2の実施形態では、サイクル動作を行う反応ディスクを利用した自動分析装置に対して、測定シートによる測定を組み込むことについて説明する。
図24は、第2の実施形態に係る自動分析装置の分析機構2Aの構成例を示す図である。分析機構2Aは、第1の実施形態で説明した分析機構2の構成に加えて、次の構成が含まれる。分析機構2Aは、血液または尿などの試料と、各検査項目で用いられる試薬溶液とを混合する。また、分析機構2は、検査項目によっては、所定の倍率で希釈した標準液と、この検査項目で用いられる試薬溶液とを混合する。分析機構2は、試料(サンプル)または標準液と、試薬溶液との混合液の光学的な物性値を測定する。この測定により、例えば、透過光強度または吸光度、および散乱光強度などで表される標準データおよび被検データが生成される。
図24に示される分析機構2Aは、反応ディスク301、恒温部302、サンプルディスク303、第1試薬庫304、および第2試薬庫305を備える。また、分析機構2Aは、サンプル分注アーム306、サンプル分注プローブ307、第1試薬分注アーム308、第1試薬分注プローブ309、第2試薬分注アーム310、第2試薬分注プローブ311、電極ユニット312、測光ユニット313、洗浄ユニット314、および攪拌ユニット315を備える。また、分析機構2Aは、筐体210(給紙部211、回転部212、および廃棄部214)と測定部213とを備える。
まず、反応ディスク301、恒温部302、サンプルディスク303、第1試薬庫304、第2試薬庫305について説明する。
反応ディスク301は、複数の反応容器3011を、環状に配列させて保持する。反応ディスク301は、複数の反応容器3011を所定の経路に沿って搬送する。具体的には、反応ディスク301は、駆動機構4により、既定の時間間隔(以下、1周期、或いは1サイクルと称する)、例えば4.5秒または9秒ごとに回動と停止とが交互に繰り返される。反応容器3011は、例えば、ガラス、ポリプロピレン(polypropylene:PP)またはアクリルにより形成されている。尚、反応ディスク301上の複数の位置には、第1サンプル吐出位置、第1試薬吐出位置、第2試薬吐出位置、および攪拌位置などが設定されている。
恒温部302は、所定の温度に設定された熱媒体を貯留し、貯留する熱媒体に反応容器3011を浸漬させることで、反応容器3011に収容される混合液を昇温する。
サンプルディスク303は、測定を依頼されたサンプルを収容する複数のサンプル容器を、環状に配列させて保持する。サンプルディスク303は、複数のサンプル容器を所定の経路に沿って搬送する。図24に示す例では、サンプルディスク303は、反応ディスク301と隣り合って配置されている。尚、サンプルディスク303上の所定の位置には、サンプル吸引位置が設定されている。また、サンプルディスク303は、着脱自在なカバーにより覆われてもよい。
第1試薬庫304は、サンプルに含まれる所定の成分と反応する第1試薬を収容する試薬容器を複数保冷する。図24に示す例では、第1試薬庫304は、反応ディスク301と隣り合って配置されている。第1試薬庫304内には、第1試薬ラックが回転自在に設けられている。第1試薬ラックは、複数の試薬容器を円環状に配列して保持する。第1試薬ラックは、駆動機構4により回動される。尚、第1試薬庫304上の所定の位置には、第1試薬吸引位置が設定されている。試薬容器は、試薬ボトルと呼ばれてもよい。また、第1試薬庫304は、着脱自在な試薬カバーにより覆われてもよい。
第2試薬庫305は、第2試薬を収容する試薬容器を複数保冷する。図24に示す例では、第2試薬庫305は、反応ディスク301の内側に配置されている。第2試薬庫305内には、第2試薬ラックが回転自在に設けられている。第2試薬ラックは、複数の試薬容器を円環状に配列して保持する。第2試薬ラックは、駆動機構4により回動される。尚、第2試薬庫305上の所定の位置には、第2試薬吸引位置が設定されている。また、第2試薬庫305は、着脱自在な試薬カバーにより覆われてもよい。
次に、サンプル分注アーム306、サンプル分注プローブ307、第1試薬分注アーム308、第1試薬分注プローブ309、第2試薬分注アーム310、第2試薬分注プローブ311、電極ユニット312、測光ユニット313、洗浄ユニット314、および攪拌ユニット315について説明する。
サンプル分注アーム306は、反応ディスク301とサンプルディスク303との間に設けられている。サンプル分注アーム306は、駆動機構4により、鉛直方向に上下動自在、且つ水平方向に回動自在に設けられている。サンプル分注アーム306は、一端にサンプル分注プローブ307を保持する。
サンプル分注プローブ307は、サンプル分注アーム306の回動に伴い、円弧状の回動軌道に沿って回動する。この回動軌道上には、第1サンプル吐出位置、第2サンプル吐出位置、およびサンプル吸引位置がある。第1サンプル吐出位置は、例えば、サンプル分注プローブ307の回動軌道と、反応ディスク301に円環状に配列される反応容器3011の移動軌道との交点に相当する。第2サンプル吐出位置は、回転部212の中心である。サンプル吸引位置は、例えば、サンプル分注プローブ307の回動軌道と、サンプルディスク303に円環状に配列されるサンプル容器の移動軌道との交点に相当する。
サンプル分注プローブ307は、駆動機構4によって駆動され、反応ディスク301に保持される反応容器3011の開口部の直上(第1サンプル吐出位置)、回転部212の中心(第2サンプル吐出位置)、およびサンプルディスク303に保持されるサンプル容器の開口部の直上(サンプル吸引位置)においてそれぞれ上下方向に移動する。
また、サンプル分注プローブ307は、制御回路9の制御に従い、サンプル吸引位置の直下に位置するサンプル容器からサンプルを吸引する。また、サンプル分注プローブ307は、制御回路9の制御に従い、吸引したサンプルを、第1サンプル吐出位置の直下に位置する反応容器3011、或いは第2サンプル吐出位置の直下に位置する測定シート100へ吐出する。サンプル分注プローブ307は、サンプルの吸引および吐出の一連の分注動作を、例えば、1サイクルの間に実施する。
第1試薬分注アーム308は、例えば、反応ディスク301と第1試薬庫304との間に設けられている。第1試薬分注アーム308は、駆動機構4により、鉛直方向に上下動自在、且つ水平方向に回動自在に設けられている。第1試薬分注アーム308は、一端に第1試薬分注プローブ309を保持する。
第1試薬分注プローブ309は、第1試薬分注アーム308の回動に伴い、円弧状の回動軌道に沿って回動する。この回動軌道上には、第1試薬吸引位置および第1試薬吐出位置がある。第1試薬吸引位置は、例えば、第1試薬分注プローブ309の回動軌道と、第1試薬ラックに円環状に配列される試薬容器の開口部の移動軌道との交点に相当する。また、第1試薬吐出位置は、例えば、第1試薬分注プローブ309の回動軌道と、反応ディスク301に円環状に配列される反応容器3011の移動軌道との交点に相当する。
第1試薬分注プローブ309は、駆動機構4によって駆動され、第1試薬ラックに保持される試薬容器の開口部の直上(第1試薬吸引位置)、または反応ディスク301に保持される反応容器3011の開口部の直上(第1試薬吐出位置)において上下方向に移動する。
また、第1試薬分注プローブ309は、制御回路9の制御に従い、第1試薬吸引位置の直下に位置する試薬容器から第1試薬を吸引する。また、第1試薬分注プローブ309は、制御回路9の制御に従い、吸引した第1試薬を、第1試薬吐出位置の直下に位置する反応容器3011へ吐出する。第1試薬分注プローブ309は、吸引および吐出の一連の分注動作を、例えば、1サイクルの間に1回実施する。尚、これら一連の分注動作は、第1試薬分注プローブ309が第2試薬を分注する場合も同様である。
第2試薬分注アーム310は、例えば、反応ディスク301と第2試薬庫305との間に設けられている。第2試薬分注アーム310は、駆動機構4により、鉛直方向に上下動自在、且つ水平方向に回動自在に設けられている。第2試薬分注アーム310は、一端に第2試薬分注プローブ311を保持する。
第2試薬分注プローブ311は、第2試薬分注アーム310の回動に伴い、円弧状の回動軌道に沿って回動する。この回動軌道上には、第2試薬吸引位置および第2試薬吐出位置がある。第2試薬吸引位置は、例えば第2試薬分注プローブ311の回動軌道と、第2試薬ラックに円環状に配列される試薬容器の開口部の移動軌道との交点に相当する。また、第2試薬吐出位置は、例えば、第2試薬分注プローブ311の回動軌道と、反応ディスク301に円環状に配列される反応容器3011の移動軌道の交点に相当する。
第2試薬分注プローブ311は、駆動機構4によって駆動され、第2試薬ラックに保持される試薬容器の開口部の直上(第2試薬吸引位置)、または反応ディスク301に保持される反応容器3011の開口部の直上(第2試薬吐出位置)において上下方向に移動する。
また、第2試薬分注プローブ311は、制御回路9の制御に従い、第2試薬吸引位置の直下に位置する試薬容器から第2試薬を吸引する。また、第2試薬分注プローブ311は、制御回路9の制御に従い、吸引した第2試薬を、第2試薬吐出位置の直下に位置する反応容器3011へ吐出する。第2試薬分注プローブ311は、吸引および吐出の一連の分注動作を、例えば、1サイクルの間に1回実施する。
電極ユニット312は、反応ディスク301の外周近傍に設けられている。電極ユニット312は、反応容器3011内に吐出されたサンプルと試薬との混合液の電解質濃度を測定する。電極ユニット312は、イオン選択性電極(Ion Selective Electrode:ISE)および参照電極を有する。電極ユニット312は、制御回路9の制御に従い、測定対象のイオンを含む混合液について、ISEと参照電極との間の電位を測定する。電極ユニット312は、電位を測定したデータを標準データまたは被検データとして解析回路3へと出力する。
測光ユニット313は、反応ディスク301の外周近傍に設けられている。測光ユニット313は、反応容器3011内に吐出されたサンプルと試薬との混合液における所定の成分を光学的に測定する。測光ユニット313は、光源および光検出器を有する。測光ユニット313は、制御回路9の制御に従い、光源から光を照射する。照射された光は、反応容器3011の第1側壁から入射され、第1側壁と対向する第2側壁から出射される。測光ユニット313は、反応容器3011から出射された光を、光検出器により検出する。
具体的には、例えば、光検出器は、反応容器3011内の標準試料(標準サンプル)と試薬との混合液を通過した光を検出し、検出した光の強度に基づき、吸光度などにより表される標準データを生成する。また、光検出器は、反応容器3011内の被検試料(被検サンプル)と試薬との混合液を通過した光を検出し、検出した光の強度に基づき、吸光度などにより表される被検データを生成する。測光ユニット313は、生成した標準データおよび被検データを解析回路3へ出力する。
洗浄ユニット314は、反応ディスク301の外周近傍に設けられている。洗浄ユニット314は、電極ユニット312または測光ユニット313において混合液の測定が終了した反応容器3011の内部を洗浄する。この洗浄ユニット314は、反応容器3011を洗浄するための洗浄液を供給する洗浄液供給ポンプ(図示せず)を備えている。また、洗浄ユニット314は、洗浄液供給ポンプから供給された洗浄液の反応容器3011内への吐出や、反応容器3011内の混合液、及び洗浄液の各液体の吸引を行う洗浄ノズルを備えている。
攪拌ユニット315は、反応ディスク301の外周近傍に設けられている。攪拌ユニット315は、攪拌子を有し、この攪拌子により、反応ディスク301上の攪拌位置に位置する反応容器3011内に収容されているサンプルと第1試薬との混合液を攪拌する。または、攪拌ユニット315は、反応容器3011内に収容されているサンプル、第1試薬、および第2試薬の混合液を攪拌する。
なお、給紙部211、回転部212、測定部213、および廃棄部214は、第1の実施形態の分析機構2と略同様である。第2の実施形態の分析機構2Aは、測定シートに対して、サンプル分注プローブ307がサンプル(試料)を吐出する点において、第1の実施形態の分析機構2と異なる。
以上説明したように、第2の実施形態に係る自動分析装置は、動作を行う反応ディスクを利用した自動分析装置であって、親水性素材で構成された複数の流路、および複数の流路のそれぞれの一端に接続する吐出部を有する測定シートと、吐出部を回転軸として測定シートを回転させる回転部とを備える。
従って、第2の実施形態に係る自動分析装置は、第1の実施形態と同様の効果が見込める。
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、試料に依存せず且つ容易に、測定シートに形成された流路における試料の進行速度を上げることができる。
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)、或いは、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)、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))の回路を意味する。プロセッサは記憶回路8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。なお、記憶回路8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むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込ま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。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。
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 自動分析装置
2,2A 分析機構
3 解析回路
4 駆動機構
5 入力インタフェース
6 出力インタフェース
7 通信インタフェース
8 記憶回路
9 制御回路
91 システム制御機能
100,100A,100B 測定シート
110 流路
111,111A 吐出部
112 反応部
120 固定穴
210 筐体
211 給紙部
212,212A 回転部
213 測定部
214 廃棄部
220 分注プローブ
230 試料ラック
301 反応ディスク
3011 反応容器
302 恒温部
303 サンプルディスク
304 第1試薬庫
305 第2試薬庫
306 サンプル分注アーム
307 サンプル分注プローブ
308 第1試薬分注アーム
309 第1試薬分注プローブ
310 第2試薬分注アーム
311 第2試薬分注プローブ
312 電極ユニット
313 測光ユニット
314 洗浄ユニット
315 攪拌ユニット
2111 昇降台
2112 給紙ローラ
2121 凸部
2122 穴
2123 支持部
2124 回転駆動部
2125 電極
D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8 方向
L1,L2 距離
NW 病院内ネットワーク
r 軸
S 試料
2,2A 分析機構
3 解析回路
4 駆動機構
5 入力インタフェース
6 出力インタフェース
7 通信インタフェース
8 記憶回路
9 制御回路
91 システム制御機能
100,100A,100B 測定シート
110 流路
111,111A 吐出部
112 反応部
120 固定穴
210 筐体
211 給紙部
212,212A 回転部
213 測定部
214 廃棄部
220 分注プローブ
230 試料ラック
301 反応ディスク
3011 反応容器
302 恒温部
303 サンプルディスク
304 第1試薬庫
305 第2試薬庫
306 サンプル分注アーム
307 サンプル分注プローブ
308 第1試薬分注アーム
309 第1試薬分注プローブ
310 第2試薬分注アーム
311 第2試薬分注プローブ
312 電極ユニット
313 測光ユニット
314 洗浄ユニット
315 攪拌ユニット
2111 昇降台
2112 給紙ローラ
2121 凸部
2122 穴
2123 支持部
2124 回転駆動部
2125 電極
D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8 方向
L1,L2 距離
NW 病院内ネットワーク
r 軸
S 試料
Claims (15)
- 親水性素材で構成された複数の流路、および前記複数の流路のそれぞれの一端に接続する吐出部を有する測定シートと、
前記吐出部を回転軸として前記測定シートを回転させる回転部と
を具備する、自動分析装置。 - 前記吐出部は、前記測定シートの中心である、
請求項1に記載の自動分析装置。 - 前記複数の流路は、前記吐出部を中心として放射状に延びている、
請求項2に記載の自動分析装置。 - 前記複数の流路の輪郭は、疎水性素材によって形成される、
請求項1に記載の自動分析装置。 - 前記測定シートは、矩形または円形である、
請求項1に記載の自動分析装置。 - 前記吐出部は、少なくとも一部に撥水加工が施される、
請求項1に記載の自動分析装置。 - 前記複数の流路は、少なくとも一部に試薬が含まれる、
請求項1に記載の自動分析装置。 - 前記測定シートは、複数の固定穴を有し、
前記回転部は、複数の凸部を有し、
前記複数の固定穴は、前記複数の凸部と対応する、
請求項1に記載の自動分析装置。 - 電極を有し、前記電極を用いて前記測定シートを測定する測定部
を更に具備する、請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の自動分析装置。 - 前記測定部は、前記回転部の回転後に前記測定シートを測定する、
請求項9に記載の自動分析装置。 - 前記回転部は、電極を有し、前記電極を用いて前記測定シートを測定する、
請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の自動分析装置。 - 前記回転部は、回転中または回転後に前記測定シートを測定する、
請求項11に記載の自動分析装置。 - 前記吐出部に試料を吐出する分注プローブ
を更に具備する、請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の自動分析装置。 - 親水性素材で構成された複数の流路と、前記複数の流路のそれぞれの一端と接続する吐出部とを有する測定シートを用いた自動分析装置の分析方法であって、
前記吐出部を回転軸として前記測定シートを回転させること
を具備する、自動分析方法。 - 親水性素材で構成された複数の流路と、
前記複数の流路のそれぞれの一端と接続する吐出部と
を具備し、
前記複数の流路は、前記吐出部を中心として放射状に延びている、
測定シート。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022130656A JP2024027672A (ja) | 2022-08-18 | 2022-08-18 | 自動分析装置、自動分析方法、および測定シート |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022130656A JP2024027672A (ja) | 2022-08-18 | 2022-08-18 | 自動分析装置、自動分析方法、および測定シート |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024027672A true JP2024027672A (ja) | 2024-03-01 |
Family
ID=90039712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022130656A Pending JP2024027672A (ja) | 2022-08-18 | 2022-08-18 | 自動分析装置、自動分析方法、および測定シート |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024027672A (ja) |
-
2022
- 2022-08-18 JP JP2022130656A patent/JP2024027672A/ja active Pending
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