JP3446696B2 - 自動生化学分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、臨床検査の分野や
生化学の分野において使用される自動生化学分析装置に
関するものである。このような自動生化学分析装置は例
えば血液凝固反応など、試料の生化学分析一般に利用さ
れる。

【０００２】

【従来の技術】自動生化学分析装置の一例としての血液
凝固反応分析装置では、血液凝固反応を測定する場合、
キュベットに検体と試薬を入れ、そのキュベットを凝固
反応測定部位（測光ポート）に移動させて測定してい
る。ほとんどの血液凝固反応分析装置において、測光ポ
ートにはキュベットに光源から測定光を照射し、試料反
応液による散乱光又は透過光を光検出器で検出する光度
計を備えている。

【０００３】血液凝固反応の分析を行なう場合、検体に
試薬を分注後、その凝固反応を連続的に測定しなければ
ならないので、多検体処理における処理能力を上げるた
めには測光ポートを複数個設ける必要がある。血液凝固
反応分析装置として、キュベットを着脱可能に配置でき
る複数の測光ポートを設けたものがある。そこでは、回
転可能な反応テーブルの円周上に複数の測光ポートを配
列し、その反応テーブルを回転させてそれらの測光ポー
トにキュベットの供給や廃棄、検体分注、試薬分注など
の動作を自動で行なっている。そして、測光ポートへの
検体や試薬の分注をその反応テーブルの円周上の１ケ所
で行なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、測光ポ
ートへの検体や試薬の分注ポジションを反応テーブル上
の１ケ所にしているため、検体や試薬の液滴が滴下して
も他の測光ポートへの影響がない反面、検体や試薬の分
注機構を反応テーブルに対して平面的に配置する必要が
あるため、分析装置が大型化する問題がある。また、測
光ポートが配列されたテーブルを回転させるので、その
動作による振動が反応測定に影響を与える懸念もある。
そこで本発明は、処理能力を高めるとともに、分析装置
を小型化することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のキュベ
ットをそれぞれ固定された位置に着脱可能に保持し、キ
ュベットごとに検体と試薬の反応過程を測定する測定部
位が円弧状に配列された反応部と、測定部位配列の円弧
の中心を回転中心として回転往復移動することにより測
定部位の配列に沿って測定部位上を移動し、キュベット
を着脱するキュベット移送機構と、そのキュベット移送
機構の移動軌跡上に設けられたキュベット供給位置へキ
ュベットを供給するキュベット供給部と、キュベット移
送機構が測定部位上を移動する高さとは異なる高さで、
測定部位配列の円弧の中心を回転中心として回転往復移
動することにより測定部位の配列に沿って測定部位上を
移動し、測定部位に装着されたキュベットに検体又は試
薬を分注する分注機構と、その分注機構が測定部位上を
回転往復移動しているとき、少なくとも測定部位のキュ
ベット装着位置上の測定部位と分注機構との間を遮蔽す
るシャッタ機構とを備えている自動生化学分析装置であ
る。

【０００６】キュベット移送機構と分注機構は互いに独
立して測定部位上を回転往復移動することができる。キ
ュベット移送機構は空いている測定部位にキュベットを
供給し、測定が終了したキュベットを廃棄する。分注機
構は測定部位に装着されたキュベットに検体又は試薬を
分注する。キュベット移送機構が回転往復移動する高さ
と分注機反応部が回転往復移動する高さは互いに異なる
ので、キュベット移送機構と分注機構は互いに接触する
ことなく同時に測定部位上を回転往復移動でき、時間的
効率がよい。

【０００７】キュベット移送機構及び分注機構の動作
は、回転と、キュベット着脱時や分注時の上下移動によ
り行なうことができるので、装置の構成及び動作が簡単
になる。測定部位配列の円弧の中心、キュベット移送機
構の回転中心及びと分注機構の回転中心を同心的に設け
ているので、測定部位、キュベット移送機構及び分注プ
ローブの配置が平面的にコンパクトになる。さらに、シ
ャッタ機構により、分注機構が測定部位上を回転往復移
動しているとき、少なくとも測定部位のキュベット装着
位置上の測定部位と分注機構との間を遮蔽するので、回
転往復移動中の分注機構から検体又は試薬の液滴が落下
しても測定部位への混入及び汚れの付着を防止すること
ができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】分注機構はキュベット移送機構よ
りも高い高さで測定部位上を移動するものであり、シャ
ッタ機構は回転往復移動時のキュベット移送機構、分注
機構間の高さで測定部位と分注機構との間を遮蔽するも
のであることが好ましい。その結果、シャッタ機構によ
って測定部位と分注機構との間が遮蔽されているときで
あっても、キュベット移送機構によって測定部位へのキ
ュベットの着脱を行なうことができる。分注機構は試薬
のみを分注するものとし、キュベット供給位置でキュベ
ットに検体を供給する検体分注機構を別途備えることが
好ましい。その結果、検体と試薬の混合汚染を防止する
ことができる。

【０００９】

【実施例】図１は一実施例を表わす。キュベット反応部
１には、複数の測光ポート２が固定されて円弧上に扇形
に配列されている。測光ポート２は例えば３７℃に保温
されている。測光ポート２として、散乱光量を測定する
散乱ポートと、透過光量を測定する比色ポートが備えら
れている。散乱ポートは、図２に示されるように、検体
と試薬が分注されるキュベット３４を１つずつ着脱可能
に保持し、キュベット３４中の検体に対し測定光を照射
するＬＥＤなどの光源３６と、試料液による測定光の散
乱光を検出するために、測定光の入射方向と直交する方
向の光軸上に設けられたフォトダイオードなどの光検出
器３８とを備えている。比色ポートは、図示は省略する
が、透過光量を測定する複数の比色ポートで共通の光源
から所定の波長の光をキュベットに導く光ファイバと、
測定光の入射方向と同じ光軸上に設けられたフォトダイ
オードなどの光検出器とを備えている。

【００１０】図１に戻って説明を続けると、測光ポート
２が配列された円弧に沿って移動するキュベット移送ア
ーム４及び試薬プローブ６が設けられている。図３に示
すように、キュベット移送アーム４と試薬プローブ６は
キュベット反応部１上で、上下方向に距離をもって配置
されており、回転中心を共通にして、測光ポート２が配
列された円弧上を異なる高さでそれぞれ回転するように
設けられている。ここでは、試薬プローブ６が上方、キ
ュベット移送アーム４が下方を移動するように設定され
ている。

【００１１】キュベット移送アーム４は、キュベット反
応部１の各測光ポート２にキュベットを装着したり、測
光ポート２からキュベットを取り外したりする。キュベ
ット移送アーム４は各測光ポート２のほか、キュベット
供給部８からキュベットを受け取るキュベット供給位置
Ａ、キュベットを廃棄するキュベット廃棄ポート１０、
検体と試薬が分注されたキュベットを撹拌する撹拌ポー
ト１２にそれぞれ移動し、停止できるように駆動され
る。キュベット移送アーム４はキュベット供給部８に溜
っているキュベットをキュベット供給位置Ａで１つずつ
取り出していずれかの測光ポート２にキュベットを移送
して装着したり、いずれかの測光ポート２の測定終了後
のキュベットを取り出してキュベット廃棄ポート１０に
廃棄する。

【００１２】図４は、シャッタ機構を表す概略構成図で
あり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面
図である。キュベット反応部１の外周近傍に、２つのシ
ャッタ機構５２が配置されている。シャッタ機構５２は
測光ポート２の配列に沿って形成されたシャッタ５４を
備えている。図４に示すように、シャッタ５４はシャッ
タ支持板５６を介してＬＭガイド５８に取り付けられて
おり、シャッタ支持板５６が取り付けられたＬＭガイド
５８の移動部材にはラック６０が取り付けられている。
ラック６０に接して設けられたピニオン６２がステッピ
ングモータ６４によって回転させられることにより、ラ
ック６０がＬＭガイド５８のレール方向に直線往復移動
させられ、それに伴なってシャッタ５４もレール方向に
直線往復移動する。シャッタ５４の移動距離は例えば８
〜１０ｍｍである。シャッタ５４は、試薬プローブ６が
キュベット反応部１上を回転往復移動しているときは測
光ポート２のキュベット装着位置上を被う位置（閉じ
る）へ、それ以外のときはキュベット反応部１の外周側
のキュベット装着位置上を被わない位置（開く）へ移動
される。

【００１３】図１に示すように、２枚のシャッタ５４は
互いに重複せず、かつすべてのキュベット装着位置上を
被うことができるように配置されている。図３に示すよ
うに、シャッタ５４は回転往復移動時のキュベット移送
アーム４よりも高い位置、かつ回転往復移動時の試薬プ
ローブ６のノズルよりも低い位置で、測光ポート２と試
薬プローブ６のノズルとの間を遮蔽可能に設けられてい
る。これにより、回転往復移動中の試薬プローブ６のノ
ズルから試薬の液滴が落下してもその試薬はシャッタ５
４上に落下し、測光ポート２への混入及び汚れの付着を
防止することができ、測光ポート２への試薬の落下によ
る悪影響を防止することができる。さらに、シャッタ５
４が閉じた状態でもキュベット移送アーム４はキュベッ
ト３４の着脱を行なうことができる。

【００１４】図５は、キュベット供給部を表す概略構成
図であり、（Ａ）は一部切欠き側面図、（Ｂ）はガイド
レール周辺の上面図、（Ｃ）はキュベット供給部に配列
されるキュベットを表す側面図、（Ｄ）はそのキュベッ
トの断面図である。キュベット３４は透明プラスチック
成形品であり、キュベット３４の開口部の鍔３４ａは胴
体部３４ｂよりも大きい寸法で形成されている。鍔３４
ａ側の胴体部３４ｂの周囲に、帯状のしぼ（表面に凹凸
が形成され透明度が低下している部分）３４ｃが形成さ
れている。しぼ３４ｃは検体の測定に影響しない位置に
形成されている。キュベット供給部８には、このような
キュベット３４をランダムに複数個収容するキュベット
収容部４０が設けられている。キュベット収容部４０に
は、キュベット３４の胴体部３４ｂより広く、鍔３４ａ
よりも狭い間隔で２枚の回転盤が配置されている。それ
らの回転盤の回転により、キュベット収容部４０に収容
されたキュベット３４が開口部を上側にしてキュベット
出口４２から順次排出される。

【００１５】キュベット出口４２には、キュベット３４
の胴体部３４ｂより広く、鍔３４ａよりも狭い間隔で２
本のガイドレール４４の一端側が配置されている。ガイ
ドレール４４は一端側を高く、他端側を低くして傾斜を
もたせて配置されており、キュベット出口４２から供給
されたキュベット３４が一端側から他端側にスライドす
ることにより、ガイドレール４４にキュベット３４が配
列される。

【００１６】ガイドレール４４の他端側には、ガイドレ
ール４４をスライドしてきたキュベット３４を受け止め
るとともに、配列されたキュベット３４を１個づつキュ
ベット供給位置Ａに供給するキュベットスライド４６が
設けられている。ガイドレール４４の一端側には、キュ
ベット３４が配列される空間を挾んで、光源としてのＬ
ＥＤ４８と、ＬＥＤ４８からの光を検出する光検出器５
０が配置されている。ＬＥＤ４８と光検出器５０は、キ
ュベット３４がガイドレール４４の一端側に到達したと
きに、キュベット３４のしぼ３４ｃがＬＥＤ４８、光検
出器５０間に存在するように設置されている。

【００１７】キュベット収容部４０にキュベット３４が
収容され、キュベットの供給が開始されると、ＬＥＤ４
８が点灯する。ＬＥＤ４８、光検出器５０間にキュベッ
ト３４が存在しない場合は、ＬＥＤ４８の光が光検出器
５０に検出される。その検出信号に対応してキュベット
収容部４０内の回転盤が回転され、キュベット３４がキ
ュベット出口４２に供給される。そのキュベット３４
は、ガイドレール４４の一端側から他端側にスライド
し、キュベットスライド４６に受け止められる。

【００１８】ＬＥＤ４８の光が光検出器５０に検出され
る場合は、キュベット収容部４０からのキュベット３４
の供給が繰り返され、ガイドレール４４に他端側から順
にキュベット３４が配列されていく。ガイドレール４４
に配列されたキュベット３４がＬＥＤ４８、光検出器５
０間の位置で停止すると、ＬＥＤ４８から光検出器５０
側に照射される光はキュベット３４のしぼ３４ｃにより
遮断され、ＬＥＤ４８の光が光検出器５０に検出されな
くなるか、所定の閾値レベル以下に低下するので、その
検出信号の変化に対応してキュベット収容部４０からの
キュベット供給は停止される。

【００１９】その後、キュベットスライド４６により、
キュベット３４がキュベット供給位置Ａに供給される
と、ガイドレール４４に配列されたキュベット３４は、
鍔３４ａの寸法分だけキュベットスライド４６側にそれ
ぞれスライドする。そして、ＬＥＤ４８、光検出器５０
間にキュベット３４が存在しなくなるので、光検出器５
０によりＬＥＤ４８の光が検出され、キュベット収容部
４０からのキュベット供給が再開される。キュベット３
４のＬＥＤ４８、光検出器５０間に対応する位置にしぼ
３４ｃが形成されているので、ＬＥＤ４８、光検出器５
０間にキュベット３４が存在するときと、しないときと
では光検出器５０の検出出力が大きく異なり、閾値設定
が容易になり、誤動作も解消することができる。

【００２０】図１に戻って説明を続ける。円盤状の試薬
テーブル１４の円周上に複数の試薬が配置されている。
試薬テーブル１４は図に現われていない駆動機構によっ
て往復方向に回転し、停止できるようになっている。試
薬テーブル１４の裏側には、所定の位置の試薬容器の底
面に対応する位置に磁気により磁性棒部材を回転させる
磁性撹拌器（図示は省略）が配置されている。試薬容器
にその磁性棒部材を入れておくことにより、その試薬容
器が磁性撹拌器位置に移送されたときに、試薬が撹拌さ
れて試薬の沈殿を抑制することができる。

【００２１】試薬プローブ６は各測光ポート２のほか、
試薬テーブル１４上の試薬吸引位置Ｂ，Ｃ、試薬プロー
ブ６のノズルを洗浄する洗浄ポート１６にそれぞれ移動
し、停止できるように駆動される。試薬テーブル１４の
外周には円盤状の検体テーブル１８が設けられており、
検体テーブル１８の円周上に複数の検体が配置されてい
る。検体テーブル１８は図に現われていない駆動機構に
よって試薬テーブル１４とは別々に往復方向に回転し、
停止できるようになっている。試薬テーブル１４と検体
テーブル１８は互いに同心円上に配置されているので、
コンパクトな配置にすることができる。

【００２２】検体テーブル１８の付近には検体プローブ
２０が備えられており、検体プローブ２０は検体テーブ
ル１８の検体吸引位置Ｄに移送されてきた検体を吸引
し、キュベット供給位置Ａにあるキュベットに検体を分
注する。検体プローブ２０はキュベット供給位置Ａ、検
体吸引位置Ｄのほか、検体プローブ２０のノズルを洗浄
する洗浄ポート２２、緊急検体ポート２４、バッファポ
ート２６、希釈液ポート２８、洗剤ポート３０、外部検
体ポート３２にそれぞれ移動し、停止できるように駆動
される。試薬テーブル１４及び検体テーブル１８は、配
置された検体と試薬の劣化を防止するため、図示しない
冷却機構により所定の温度に冷却されている。測光ポー
トが３７℃に保温されていることから、試薬を分注した
ときの温度変化をさけるために、試薬プローブ６のノズ
ルには湯が循環されており、冷却された試薬を加温し
て、試薬を分注するときには試薬が所定の温度以上にな
るようにしている。

【００２３】この実施例では検体テーブル１８としてタ
ーンテーブル方式のものを示しているが、ラック式のも
のであってもよい。また、試薬テーブル１４もターンテ
ーブル式のものを示しているが、試薬プローブ６の軌跡
上に試薬容器を配置してもよい。また、この実施例で
は、試薬テーブル１４と検体テーブル１８とは別々の駆
動機構により回転されているが、同じ駆動機構により同
時に回転回転させてもよい。

【００２４】また、試薬プローブ４は検体分注を行なう
機能も備えるようにし、検体プローブ２０が設置されて
いない構成にしてもよい。また、２つのシャッタ機構５
２を備え、２枚のシャッタ５４によって測光ポート２の
キュベット設置位置上を被っているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、試薬プローブ４が測光ポート
２上を回転往復移動中にキュベット設置位置上を被うこ
とができる機構であれば、シャッタの枚数や駆動機構は
どのような機構であってもよい。また、この実施例では
本発明を血液凝固反応分析装置に適用しているが、本発
明の自動生化学分析装置は、血液以外の試料の分析にも
適用することができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の自動生化学分析装置では、測光
部位を円弧状に配列し、その円弧の中心を回転中心とし
て、キュベット移送機構と分注機構とを異なる高さで測
光部位の配列に沿って測光部位上をそれぞれ回転往復移
動させ、キュベット移送機構及び分注機構の動作は、回
転と上下移動により行なうようにし、分注機構が測定部
位上を回転往復移動しているとき、シャッタ機構によっ
て少なくとも測定部位のキュベット装着位置上の測定部
位と分注機構との間を遮蔽するようにしたので、キュベ
ットの供給や廃棄、検体分注、試薬分注などの動作を行
なうための機構及び動作を簡単にすることができ、ひい
ては処理能力を高めることができる。さらに、測定部
位、キュベット移送機構及び分注プローブの配置が平面
的にコンパクトになる。さらに、回転往復移動の分注機
構から検体又は試薬の液滴が落下してもシャッタ機構に
より測定部位への混入及び汚れの付着を防止することが
できる。また、測光ポートが配列されたテーブルは回転
しないので、その回転動作による振動が反応測定に影響
を与える懸念がない。

【００２６】さらに、分注機構をキュベット移送機構よ
りも高い高さで回転往復移動させ、シャッタ機構によっ
て回転往復移動時のキュベット移送機構、分注機構間の
高さで測定部位と分注機構との間を遮蔽するようにすれ
ば、シャッタ機構によって測定部位と分注機構との間が
遮蔽されている間であっても、キュベット移送機構によ
って測定部位へのキュベットの着脱を行なうことができ
る。さらに、分注機構は試薬のみを分注するものとし、
キュベット供給位置でキュベットに検体を供給する検体
分注機構を別に備えるようにすれば、検体と試薬の混合
汚染を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施例の装置を示す平面図である。

【図２】 同実施例における測光部位を示す平面図であ
る。

【図３】 同実施例におけるキュベット移送アーム、試
薬プローブ及びシャッタを示す側面図である。

【図４】 シャッタ機構を表す概略構成図であり、
（Ａ）は上面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図であ
る。

【図５】 キュベット供給部を表す概略構成図であり、
（Ａ）は一部切欠き側面図、（Ｂ）はガイドレール周辺
の上面図、（Ｃ）はキュベット供給部に配列されるキュ
ベットを表す側面図、（Ｄ）はそのキュベットの断面図
である。

【符号の説明】

１ キュベット反応部 ２ 測光部位 ４ キュベット移送アーム ６ 試薬プローブ ８ キュベット供給部 １０ キュベット廃棄ポート １２ 撹拌ポート １４，２２ 試薬テーブル １６ 洗浄ポート １８ 検体テーブル ２０ 検体プローブ ２４ 緊急検体ポート ２６ バッファポート ２８ 希釈液ポート ３０ 洗剤ポート ３２ 外部検体ポート ３４ キュベット ４０ キュベット収容部 ４４ ガイドレール ４６ キュベットスライド ５２ シャッタ機構 ５４ シャッタ ５６ シャッタ支持板 ５８ ＬＭガイド ６０ ラック ６２ ピニオン ６４ ステッピングモータ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のキュベットをそれぞれ固定された
   位置に着脱可能に保持し、キュベットごとに検体と試薬
   の反応過程を測定する測定部位が円弧状に配列された反
   応部と、 前記測定部位配列の円弧の中心を回転中心として回転往
   復移動することにより前記測定部位の配列に沿って前記
   測定部位上を移動し、キュベットを着脱するキュベット
   移送機構と、 前記キュベット移送機構の移動軌跡上に設けられたキュ
   ベット供給位置へキュベットを供給するキュベット供給
   部と、 前記キュベット移送機構が前記測定部位上を移動する高
   さとは異なる高さで、前記測定部位配列の円弧の中心を
   回転中心として回転往復移動することにより前記測定部
   位の配列に沿って前記測定部位上を移動し、前記測定部
   位に装着されたキュベットに検体又は試薬を分注する分
   注機構と、 前記分注機構が前記測定部位上を回転往復移動している
   とき、少なくとも前記測定部位のキュベット装着位置上
   の前記測定部位と前記分注機構との間を遮蔽するシャッ
   タ機構と、を備えたことを特徴とする自動生化学分析装
   置。
2. 【請求項２】 前記分注機構は前記キュベット移送機構
   よりも高い高さで前記測定部位上を移動するものであ
   り、前記シャッタ機構は回転往復移動時の前記キュベッ
   ト移送機構、前記分注機構間の高さで前記測定部位、前
   記分注機構間を遮蔽するものである請求項１に記載の自
   動生化学分析装置。
3. 【請求項３】 前記分注機構は試薬を分注するものであ
   り、 前記キュベット供給位置でキュベットに検体を供給する
   検体分注機構を別途備えた請求項１又は２に記載の自動
   生化学分析装置。