JP4053222B2

JP4053222B2 - 生化学分析装置

Info

Publication number: JP4053222B2
Application number: JP2000278782A
Authority: JP
Inventors: 明広小松; 文雄菅谷; 洋一遠藤
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2020-09-13
Also published as: JP2002090377A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液、尿等の検体が点着された複数種類の乾式分析素子を用いて、検体中の所定の生化学物質の物質濃度、イオン活量等を求める生化学分析装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、検体の小滴を点着供給するだけでこの検体中に含まれている特定の化学成分または有形成分を呈色反応から定量分析することのできる比色タイプの乾式分析素子が実用化されている。また、このような乾式分析素子を用いて検体中の化学成分等の定量的な分析を行うには、検体を乾式分析素子に点着させた後、これをインキュベータ（恒温器）内で所定時間恒温保持（インキュベーション）して呈色反応（色素生成反応）させ、次いで検体中の所定の生化学物質と乾式分析素子に含まれる試薬との組み合わせによりあらかじめ選定された波長を含む測定用照射光をこの乾式分析素子に照射してその光学濃度を測定し、この光学濃度から、あらかじめ求めておいた光学濃度と所定の生化学物質の物質濃度との対応を表わす検量線を用いて検体中の所定の生化学物質の物質濃度を求めるように構成された生化学分析装置が用いられる。
【０００３】
一方、検体に含まれる特定イオンのイオン活量を測定することができる電解質タイプの乾式分析素子も実用化されている。このようなイオン活量測定用の乾式分析素子としては、特定イオンのイオン活量に対応する電位を発生するイオン選択電極からなる少なくとも１対のイオン選択電極対と、このイオン選択電極対の両電極間を連絡するように配された多孔性ブリッジとを有するもので、特定イオンのイオン活量が既知である参照液およびイオン活量が未知である検体をイオン選択電極対の一方および他方の電極にそれぞれ点着供給し、多孔性ブリッジの作用により両液の界面を接触（液絡）させて電気的導通を成立させると両電極間には参照液と検体との間に存在するイオンのイオン活量の差に対応して電位差が生じるため、この電位差を測定すれば予め求めておいた検量線（原理はネルンストの式による）に基づいて検体中の特定イオンのイオン活量が求まるようになっている。
【０００４】
このような乾式分析素子を用いてイオン活量を測定する生化学分析装置としては、参照液および検体の点着供給と、電位差の測定とを行う機能を備える必要がある。そして、参照液および検体の点着後、乾式分析素子を電位差測定部へ送り、そこで電位測定用プローブを電極対の両電極にそれぞれ接触させて、電極間の電位差を測定するような構成になっている。
【０００５】
上記のような種類の異なる測定を別々の生化学分析装置で測定することの不便さを解消することから、１つの生化学分析装置に複数の測定手段を備えたものが提案されている。
【０００６】
一例としては、特開平２−４４０３４号に開示されている。この生化学分析装置では、それぞれ異なった乾式分析素子の入ったカートリッジから各乾式分析素子を取り出し、１つのインキュベータに挿入し、その後電解質タイプの乾式分析素子はインキュベータから取り出されて電位測定ユニットに送られて測定され、また、比色タイプの乾式分析素子はインキュベータに挿入された状態で測光ユニットにより測定される。
【０００７】
また、他の例としては、特開平１１−２１１７３０号に開示されている。この生化学分析装置では、１つのカートリッジに異なったタイプの乾式分析素子が収納され、１枚ずつ取り出された後に、１つのインキュベータに挿入され、比色タイプの乾式分析素子と同様に電解質タイプの乾式分析素子についてもインキュベータ内に設けられた電位差測定部で測定される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の生化学分析装置では、電解質タイプの乾式分析素子がインキュべートされている間は、比色測定ができるインキュベータの部分が専有されるので、比色測定の処理能力が落ちる。また、電解質タイプの乾式分析素子のインキュベーション温度が比色タイプの乾式分析素子の温度と異なるときは混在使用できない。さらにインキュベータには電解質タイプの乾式分析素子を電位測定ユニットに取り出すための取出機構を内蔵することから、インキュベータの小型化が困難で装置が大型化、複雑化する問題を有する。
【０００９】
一方、後者の生化学分析装置では、電解質タイプの乾式分析素子をインキュベータから取り出す必要がないのでインキュベータを小さくできる。また電位差測定部で電解質タイプの乾式分析素子のインキュベーションを行うので、異なる温度でも使用可能となる。しかし、電解質タイプの乾式分析素子の電位測定中はインキュベータの回転は中止するので、比色タイプの乾式分析素子の比色測定の処理能力が落ちる問題を有する。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑み、装置特にインキュベータを大型化することなくかつ異なるタイプの乾式分析素子の測定処理能力を落とさず、しかもインキュベーション温度が異なる種類の乾式分析素子の測定も効率よく行うことができる生化学分析装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による生化学分析装置は、測定方式が異なる第１の乾式分析素子と第２の乾式分析素子に検体を点着し、所定インキュベーション温度に保持しそれぞれの測定手段によって対応する測定項目の測定を行う生化学分析装置において、未使用の前記第１および第２の乾式分析素子を収容する素子待機部と、前記第１および第２の乾式分析素子に検体を点着する点着部と、検体が点着された第１の乾式分析素子を収納し所定インキュベーション温度に恒温保持する複数の素子室を円周上に有する第１のインキュベータと、該第１のインキュベータに付設された第１の測定手段と、検体が点着された第２の乾式分析素子を収納し所定インキュベーション温度に恒温保持する第２のインキュベータと、該第２のインキュベータに付設された第２の測定手段とが配設され、前記素子待機部から前記点着部を経て第１のインキュベータへの直線搬送路の途中に分配部が設置され、該分配部に第１のインキュベータへの第１の乾式分析素子用の通路部と、該通路部と上下に並列に前記第２のインキュベータの素子室とが乾式分析素子の種類に応じた上下移動により切替移動可能に設けられ、さらに、該分配部に第２のインキュベータおよび第２の測定手段が設置され、前記素子待機部に収容した未使用の第１の乾式分析素子を、前記第１のインキュベータの素子室に対し、途中に配置された前記点着部および分配部を経て直線的に搬送挿入するとともに、前記素子待機部に収容した未使用の第２の乾式分析素子を、前記第２のインキュベータの素子室に対し、途中に配置された前記点着部を経て前記分配部に直線的に搬送する搬送手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
その際、前記分配部の通路部と素子室の移動と一体に第２のインキュベータが移動するように設けてもよいし、前記第２のインキュベータは固定し、この第２のインキュベータに対して前記素子室が第２の乾式分析素子を収容して移動するように設けてもよい。
【００１４】
前記第１の乾式分析素子および第２の乾式分析素子にはその種類が記録されたバーコードが付設され、検体の点着前に該バーコードが読み取られ、その種類に応じた点着、搬送、恒温保持、測定を行うのが好ましい。
【００１５】
具体的には、前記第１の乾式分析素子が、呈色反応により検体に含まれる所定の生化学物質の物質濃度を測定するための比色タイプの乾式分析素子であり、第２の乾式分析素子が検体のイオン活量を測定するための電解質タイプの乾式分析素子であり、第１の測定手段が検体に含まれる所定の生化学物質と試薬との呈色反応による光学濃度変化を測定する呈色反応測定部であり、第２の測定手段がイオン活量に対応する検体と参照液の電位差を測定するプローブを備えた電位差測定部であり、前記第１のインキュベータは複数の素子室を有し順に第１の測定手段で測定を行い、第２のインキュベータは１つの前記素子室を有し、該素子室に第２の乾式分析素子が挿入されて移動した際に第２の測定手段のプローブが第２の乾式分析素子に電気的に接続するように設けるのが好適である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の生化学分析装置によれば、測定方式の異なる第１の乾式分析素子と第２の乾式分析素子とに対し別々の第１のインキュベータおよび第２のインキュベータを備え、それぞれのインキュベータに配設された第１および第２の測定手段で別個に測定することにより、異なる方式の測定を同時に行うことが可能であると共に、それぞれ所定インキュベーション温度に保持可能であり、一方の測定処理が終了するまで待機するような必要がなく、処理能力を高めて効率よく測定することができる。
【００１７】
また、点着後の第１および第２の乾式分析素子を、その種類に応じて第１の乾式分析素子については分配部を通して第１のインキュベータに挿入し、第２の乾式分析素子については分配部に設けた第２のインキュベータの素子室に挿入して測定を行うように設けたことにより、各インキュベータは小型化でき、一部の搬送手段の共用化で全体として小さな装置に組み込むことができるものである。
【００１８】
また、乾式分析素子にバーコードを設け、このバーコードの読み取りを行うと、乾式分析素子の種類に応じた点着、搬送、恒温保持、測定制御が容易に行え、誤作動なく一連の動作が確保でき効率のよい測定が行える。
【００１９】
特に、第１の乾式分析素子が物質濃度測定用の比色タイプの乾式分析素子で第２の乾式分析素子がイオン活量測定用の電解質タイプの乾式分析素子であり、第１の測定手段が呈色反応測定部で第２の測定手段が電位差測定部であり、第１のインキュベータは複数の素子室を有し、第２のインキュベータは１つの素子室を有するように設けると、実際の測定に対応して効率の良い測定と装置のコンパクト化の両方が実現できるものである。
【００２０】
また、第２のインキュベータの素子室に第２の乾式分析素子が挿入されて移動した際に、第２の測定手段のプローブが第２の乾式分析素子に電気的に接続するように設けると、構造が簡略化できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の一つの実施形態による生化学分析装置の概略平面構成を示す図である。
【００２２】
生化学分析装置１は、未使用の第１の乾式分析素子２（比色タイプの乾式分析素子）および第２の乾式分析素子３（電解質タイプの乾式分析素子）を混在状態で順に収容する素子待機部４（素子収容部）と、これに続いて乾式分析素子２，３に血漿（全血、血清、尿なども可能であるが、本実施形態では血漿についてのみ説明する）の検体を点着する点着部５と、この点着部５に続いて第１の乾式分析素子２と第２の乾式分析素子３を分離する分配部６と、分配部６の延長位置に配置され第１の乾式分析素子２を収容して所定時間恒温保持する第１のインキュベータ７と、分配部６に配設され第２の乾式分析素子３を収容して所定時間恒温保持する第２のインキュベータ８と、第１のインキュベータ７に設置され第１の乾式分析素子２の測定を行う第１の測定手段１１と、第２のインキュベータ８に設置され第２の乾式分析素子３の測定を行う第２の測定手段１２とを備えている。
【００２３】
また、第１の乾式分析素子２および第２の乾式分析素子３を素子待機部４からそれぞれ第１のインキュベータ７および第２のインキュベータ８に搬送する搬送手段１３を備える。
【００２４】
この搬送手段１３は挿入部材４１の前進移動によって素子待機部４から順次第１および第２の乾式分析素子２，３を点着部５に搬送し、この点着部５で点着手段１４（サンプラ）によって第１の乾式分析素子２には検体を、第２の乾式分析素子３には検体と参照液を点着した後、点着された第１の乾式分析素子２は分配部６を通過して直線的に第１のインキュベータ７に搬送挿入され、第２の乾式分析素子３は分配部６の第２のインキュベータ８の素子室７７に挿入保持される。
【００２５】
第１のインキュベータ７で恒温保持した第１の乾式分析素子２の呈色度合（反射光学濃度）を第１の測定手段１１で測定し、第２のインキュベータ８で恒温保持した第２の乾式分析素子３の電位差を第２の測定手段１２で測定する。測定後の第１の乾式分析素子２は挿入部材４１によってさらに搬送して第１のインキュベータ７の中心部に落下廃棄し、第２の乾式分析素子３は同様に挿入部材４１によって第１のインキュベータ７の中心部に搬送して落下廃棄される。
【００２６】
分配部６は、第１のインキュベータ７への第１の乾式分析素子２用の通路部３６を有すると共に、該通路部３６の下方に並列に第２のインキュベータ８の素子室７７を切替移動可能に有し（図２参照）、乾式分析素子の種類に応じて上下移動して、搬送手段１３により第２の乾式分析素子３が点着部５から搬送される際には、上昇移動してこの第２の乾式分析素子３を第２のインキュベータ８の素子室７７に受け入れる。また、搬送手段１３により点着部５から第１の乾式分析素子２が搬送される際には、通路部３６またはあいている素子室７７を通して、この第１の乾式分析素子２が第１のインキュベータ７に挿入される。
【００２７】
この第１の乾式分析素子２の搬送時に、既に素子室７７に第２の乾式分析素子３が挿入されている場合には分配部６は下降作動しており、通路部３６を通して第１の乾式分析素子２が搬送されるが、素子室７７があいているときにはこの素子室７７を通して第１の乾式分析素子２を搬送してもよい。なお、効率面からは通常は素子室７７を搬送路の高さに作動させて、第１の乾式分析素子２を通過させ、第２の乾式分析素子３が搬送された際に、これを受けて下降作動し第２のインキュベータ８および第２の測定手段１２で測定を行っている間は、通路部３６を通してその後の第１の乾式分析素子２を第１のインキュベータ７に挿入するように切り替え作動するのが好適となる。
【００２８】
点着手段１４は、点着用ノズル１０１ａまたは１０１ｂの先端に後述のノズルチップ２１を装着してから該ノズルチップ２１内にサンプル収容部１６から検体（血漿）、参照液等を吸引して乾式分析素子２，３に所定量の点着を行うもので、ノズルチップ２１による検体の吸引吐出を行うシリンジ手段１５が付設され、使用後のノズルチップ２１はチップ抜取り部２０で外されて下方に落下廃却される。また、サンプル収容部１６の近傍には、血液から血漿を分離する血液濾過ユニット１７が設置されている。
【００２９】
ここで、血漿の呈色度合を測定するために使用される比色タイプの第１の乾式分析素子２および血漿のイオン活性を測定するために使用される電解質タイプの第２の乾式分析素子３の構成を図９に示す。左側の第１の乾式分析素子２は矩形状のマウント内に試薬層が配設されてなり、マウントの表面に点着孔２ａが形成されている。点着孔２ａには後述するように検体が点着される。一方、右側の第２の乾式分析素子３は第１の乾式分析素子２と略同一形状をなし、２箇所の液供給孔３ａ，３ｂが形成されている。一方の液供給孔３ａには検体が点着され、他方の液供給孔３ｂにはイオン活量が既知である参照液が点着される。また、第２の乾式分析素子３には、イオン活量を測定するために第２の測定手段１２の電位測定用プローブと電気的に接続される３対のイオン選択電極対３ｃ，３ｄ，３ｅが形成されている。各イオン選択電極対３ｃ，３ｄ，３ｅはそれぞれＣｌ^-，Ｋ⁺，Ｎａ⁺用のイオン選択層を有するものとする。また、第１および第２の乾式分析素子２，３の裏面には検査項目などを特定するための情報が記録されたバーコード（図示せず）が付設されている。
【００３０】
生化学分析装置１の各部の構造を説明する。まず図２に素子待機部４、点着部５、分配部６および搬送手段１３の断面正面構造を示す。搬送手段１３は、第１のインキュベータ７の中心に向けて直線状に延びる搬送台３０を備え、この搬送台３０は平板状の基台３１に設置されている。搬送台３０には略中央部に素子待機部４が、それより第１のインキュベータ７側に点着部５と分配部６とが配設されている。
【００３１】
素子待機部４には素子ガイド３２が設けられ、この素子ガイド３２に未使用の第１および第２の乾式分析素子２，３が混在状態で通常複数枚重ねられて保持される。素子ガイド３２は、搬送台３０の搬送面と同一高さに最下端部の乾式分析素子２，３が位置し、最下端部の前面側には１枚の乾式分析素子２，３のみが通過し得る開口が形成され、後面側には挿入部材４１が挿通可能な開口が形成されている。なお、この素子ガイド３２には、予め乾式分析素子２，３を複数枚重ねて収納したカートリッジをセットするようにしてもよい。
【００３２】
点着部５には、３つの点着用開口３３ａが形成された素子押え３３が設置され、この素子押え３３が搬送台３０の上方に固着されたカバー３４内に収容されている。点着部５の前段部分には乾式分析素子２，３に設けられたバーコードを読み取るためのバーコードリーダー３５が設置されている。このバーコードリーダー３５は、検査項目などを特定し、後の点着、搬送、測定を制御するため、および乾式分析素子２，３の搬送方向（前後、表裏）を検出するために設けられている。
【００３３】
分配部６は、図３に動作状態を示している。この分配部６は前述のように上部に通路部３６が、下部に第２のインキュベータ８の素子室７７が並列に上下移動可能に設けられる。上部のカバー３７内に素子押え３８が設けられ、その下方に通路部３６となる空間をあけて中間部材３９が設けられ、さらにその下方に素子室７７となる空間をあけて支持部材７５が配設されている。上記素子押え３８、中間部材３９および支持部材７５は一体に取り付けられて全体が上下移動可能に保持され、昇降機構７６が連係されて上下作動される。
【００３４】
昇降機構７６は、支持部材７５にロッド７９を介して下部の昇降部材８０が取り付けられ、この昇降部材８０の長孔８０ａにカム部材８１の偏心突起８１ａが挿入係合される。カム部材８１が駆動モータ（図示せず）によって回転駆動されることで、図２の上昇位置から図３の下降位置に上下移動するようになっている。支持部材７５はバネ８２によって上方に付勢されている。第２のインキュベータ８および第２の測定手段１２については後述する。
【００３５】
また、搬送手段１３は、乾式分析素子２，３の種類に応じて、挿入部材４１により点着後の第１の乾式分析素子２および第２の乾式分析素子３を分配部６に搬送すると共に、第１の乾式分析素子２は該分配部６からさらに第１のインキュベータ７に搬送する一方、第２の乾式分析素子３は分配部６に停止させる。挿入部材４１は、搬送台３０上に長手方向にスライド可能に載置されたプレートで構成され、その前進移動によって乾式分析素子２，３を搬送する。この挿入部材４１には、搬送台３０の中央に縦方向に長く形成された溝３０ａを通して下方からスライダ４３が固定され、素子待機部４より後方の位置における挿入部材４１の上にはガイド板４４およびカバー４５が配設されている。
【００３６】
上記スライダ４３は搬送台３０に沿って配設されたガイドロッド４６によって前後方向に摺動自在に支持されると共に、搬送台３０の前後に配設されたプーリー４７，４７に巻き掛けられたベルト４８の一部が固着されている。そして、後方のプーリー４７は搬送モータ４９によって回転駆動され、スライダ４３の移動に伴って挿入部材４１が前後方向に移動操作され、その先端部によって乾式分析素子２，３の後端を押して搬送する。搬送モータ４９の駆動によって素子ガイド３２の下端の乾式分析素子２，３を点着部５に搬送し、検体が点着された乾式分析素子２，３を分配部６に、さらに第１の乾式分析素子２についてはそのまま分配部６から第１のインキュベータ７に挿入し、さらに測定後の第１および第２の乾式分析素子２，３を第１のインキュベータ７の中心部に廃棄搬送するように、この搬送モータ４９の駆動制御が行われる。
【００３７】
次に、比色測定を行う第１のインキュベータ７は、その断面正面構造を図４に示すように、円盤状の回転部材５０が下部中心の回転筒５１によってベアリング５２を介して軸受部５３に対して回転自在に支持され、この回転部材５０の上に上位部材５４が配設されている。上位部材５４の底面は平坦であり、回転部材５０の上面には円周上に所定間隔で複数（図１の場合６個）の凹部が形成されて両部材５１，５４間にスリット状空間による素子室５５が形成され、この素子室５５の底面の高さは分配部６の搬送台３０の搬送面の高さと同一に設けられている。また、回転筒５１の内孔は測定後の乾式分析素子２の廃却孔５６に形成され、この廃却孔５６の径は乾式分析素子２，３が通過可能な寸法に設定され、また、回転部材５０の中心部分には廃却孔５６に連通する開口５０ａが形成されている。そして、素子室５５の中心側部分は上記開口５０ａに連通し、素子室５５の乾式分析素子２がそのまま中心側に移動されると廃却孔５６に落下する。
【００３８】
上位部材５４には図示しない加熱手段が配設され、その温度調整によって素子室５５内の第１の乾式分析素子２を３７±０．２℃に恒温保持する一方、上位部材５４には素子室５５に対応して第１の乾式分析素子２のマウントを上から押えて検体の蒸発防止を行う押え部材５７が配設されている。上位部材５４の上面にはカバー５８が配設される一方、この第１のインキュベータ７は上方および側方が上部カバー５９によって覆われ、底部が下部カバー６０で覆われて遮光が行われる。
【００３９】
さらに、回転部材５０の乾式分析素子２を収納する各素子室５５の底面中央には測光用の開口５５ａが形成され、この開口５５ａを通して図１に示す位置に配設された第１の測定手段１１の測光ヘッド６１による乾式分析素子２の反射光学濃度の測定が行われる。なお、回転部材５０の一部には、白黒色の濃度基準板６２が設置されている。
【００４０】
第１のインキュベータ７の回転駆動は、回転部材５０を支持する回転筒５１の外周部分に不図示のタイミングベルトが巻き掛けられ、このタイミングベルトが駆動モータの駆動プーリー（共に不図示）に対しても巻き掛けられ、駆動モータの正逆回転駆動によって回転部材５０の往復回転駆動を行うように構成されている。そして、第１のインキュベータ７の回転操作は、所定回転位置の下方に配設された測光ヘッド６１に対して、まず、白黒色の濃度基準板６２の濃度を検出して校正を行った後に、順次素子室５５に挿入されている第１の乾式分析素子２の呈色反応の光学濃度の測定を行い、この一連の測定の後、逆回転して基準位置に復帰し、次の測定を行うように、所定角度範囲内で往復回転駆動を行うように制御するものである。
【００４１】
さらに、第１のインキュベータ７の下方には測定後の乾式分析素子２，３を回収する回収箱７０が配設されている。この回収箱７０は、回転筒５１の中心の廃却孔５６の下方に臨んで収容室７１が形成され、また、収容室７１の角部には、後述の点着手段１４における検体毎に交換するノズルチップ２１が落下される傾斜部７２が形成されている。収容室７１の底部には廃却孔５６から落下してくる乾式分析素子２，３に接触してその落下方向を変更して分散させる突起７３が立設されている。
【００４２】
また、イオン活量を測定するための第２のインキュベータ８は、その構成を前記図２および図３に示すように、分配部６に設置され、支持部材７５と中間部材３９との間にスリット状空間による１つの素子室７７が形成され、この素子室７７の後部が開放形成され、図２に示す上昇位置で第２の乾式分析素子３がそのまま後部に移動されると第１のインキュベータ７の素子室５５に挿入され、さらに搬送されると中心部に廃却落下される。第２のインキュベータ８には、図示しない加熱手段が配設され、その温度調整によって素子室７７内の第２の乾式分析素子３のイオン活量を測定する部分を３０±１℃に恒温加熱する。さらに、支持部材７５の素子室７７の側辺部に、イオン活量測定のための３対の開口７５ａが形成され、３対の電位測定用プローブ７８が第２の乾式分析素子３のイオン選択電極３ｃ〜３ｅに接触可能に設けられる。
【００４３】
第２の測定手段１２は、３対の電位測定用プローブ７８（片側のみ図示している）を備え、この電位測定用プローブ７８は、固定フレーム８３に起立状態に保持され、前記昇降機構７６によって支持部材７５が下降移動した図３に示す状態において、その移動に応じてプローブ７８が乾式分析素子３に接触する。
【００４４】
つまり、駆動モータによってカム部材８１が回転し、これによりカム部材８１が昇降部材８０を引き下げて支持部材７５が下方へ移動する。支持部材７５が上昇位置にある図２の場合には、電位測定用プローブ７８の先端は第２の乾式分析素子３とは非接触であるが、支持部材７５の下降に伴い電位測定用プローブ７８の先端は、支持部材７５の開口７５ａを通して表面に突出して乾式分析素子３のイオン選択電極対３ｃ〜３ｅと電気的に接続する。
【００４５】
そして、一方の液供給孔３ａに検体が、他方の液供給孔３ｂに参照液が点着された第２の乾式分析素子３を上昇位置で素子室７７に収納した後の下降作動により、下方に位置する３対の電位測定用プローブ７８が接触する。この際、乾式分析素子３のイオン選択電極対３ｃ〜３ｅの間にそれぞれ参照液と検体との間のＣｌ^-，Ｋ⁺，Ｎａ⁺の各イオン活量の差に対応する電位差が発生するため、電位測定用プローブ７８により各イオン選択電極対３ｃ〜３ｅから生ずる電位差を測定すれば血漿中の各イオン活量が測定できる。このようにして測定されたイオン活量は、液晶パネルなどの表示部において表示されたり、記録紙に記録されたりする。
【００４６】
次に、サンプル収容部１６は、その断面正面構造を図５に示すように、参照液用のノズルチップ２１を保持する参照液用チップ保持部１６ａ、電解質検体用のノズルチップ２１を保持する電解質検体用チップ保持部１６ｂ、希釈液用のノズルチップ２１を保持する希釈液用チップ保持部１６ｄ、および検体用のノズルチップ２１を保持する検体用チップ保持部１６ｇがそれぞれ配設されると共に、希釈液収容管２２の保持部１６ｃ、参照液カップ２３および混合カップ２４の保持部１６ｅ、採血管２５の保持部１６ｆが形成されている。各保持部１６ａ〜１６ｇは、図１に示すように後述する点着手段１４の点着アーム９６の旋回に伴う点着用ノズル１０１ａ，１０１ｂの旋回軌跡上に位置するように設定されている。なお、サンプル収容部１６は全体として消耗品であり、サンプル収容部１６の全体が本実施形態による生化学分析装置１に対して交換可能とされている。
【００４７】
次に、血漿濾過ユニット１７は、図６に示すように、サンプル収容部１６に収容された採血管２５の内部に挿入され上端開口部に取り付けられたガラス繊維からなるフィルター２７を有するホルダ２６を介して血液から血漿を分離吸引し、ホルダ２６上端のカップ部２６ａに濾過された血漿を保持するようになっている。負圧を作用させる吸引アーム８７は、基端が支軸８８により回転自在に支持され先端下方側にはホルダ２６と吸着する吸盤部８９が設けられ、この吸盤部８９は不図示のポンプと接続される。吸引アーム８７は支軸８８に掛けられた不図示のタイミングベルトが駆動モータの正逆回転駆動されることで回動操作されると共に、不図示の昇降機構により昇降操作されるようになっている。
【００４８】
そして、血液からの血漿の分離は、サンプル収容部１６の採血管２５にホルダ２６をセットし、吸引アーム８７を回転して吸盤部８９をホルダ２６と対向させ、さらに吸引アーム８７を下降して密着させる。次いで、不図示のポンプを駆動して、採血管２５内の全血を吸い上げフィルター２７により濾過し通路２６ｂを通してカップ部２６ａに血漿が供給される。その後、吸引アーム８７を上昇して元の位置に移動して濾過を終了する。
【００４９】
次に、点着手段１４は、その断面正面構造を図７に示すように、固定ベース９０に対して不図示のベアリングを介してフランジ部材９１が回転自在に取り付けられている。フランジ部材９１の外周側の両側にはそれぞれガイドロッド９２が立設され、この両側のガイドロッド９２の上端部分は連結部材９３に固着されて、両ガイドロッド９２が上下方向に平行に配設されている。また、連結部材９３の回転中心部分には上下方向に送りネジ９４が配設され、送りネジ９４の上端は連結部材９３に回転自在に支承され、下端部はフランジ部材９１の中心部分に回転自在に支承され、さらに先端部分はフランジ部材９１から突出してプーリー９５が固着されている。さらに、両側のガイドロッド９２によって昇降移動自在に点着アーム９６の基端部が支持され、その支持部分の点着アーム９６にはガイドロッド９２が嵌挿されるスリーブ９７が介装されている。また、送りネジ９４は点着アーム９６を貫通し、その貫通部分には送りネジ９４に螺合するナット部材９８が設けられ、送りネジ９４の回転に応じて点着アーム９６が昇降作動するように構成されている。
【００５０】
そして、図８にも示すように、点着アーム９６の先端部分には、上下方向に貫通して検体の吸引吐出を行う２つの点着用ノズル１０１ａ，１０１ｂが配設されている。この点着用ノズル１０１ａ，１０１ｂは軸部分が点着アーム９６に摺動自在に嵌挿され、スプリング１０３ａ，１０３ｂによって下方に付勢されている。なお一方の点着用ノズル１０１ａは検体用および電解質検体用であり、他方の点着用ノズル１０１ｂは希釈液用および参照液用のものである。また、点着用ノズル１０１ａ，１０１ｂの先端には上述したようなピペット状のノズルチップ２１が着脱自在に装着されるものであって、未使用のノズルチップ２１はサンプル収容部１６にセットされており、これを点着アーム９６の下降移動によって点着用ノズル１０１ａ，１０１ｂの先端に嵌合保持し、使用後は、チップ抜取り部２０の係合溝にノズルチップ２１の上端を係合した状態での点着アーム９６の上動で嵌合を外し、チップ抜取り部２０から下方に落下させて廃却するものである。
【００５１】
点着アーム９６の旋回動作は、フランジ部材９１の外周部分にタイミングベルト９９が係合され、このタイミングベルト９９が旋回用モータの駆動プーリーに巻き掛けられ（不図示）、この旋回用モータの正逆回転の駆動制御によって所定位置に旋回移動される。また、点着アーム９６の昇降移動すなわち送りネジ９４の回転駆動は、下端部のプーリー９５と昇降用モータの駆動プーリー（不図示）との間にタイミングベルト１００が巻き掛けられ、この昇降用モータの正逆回転の駆動制御により所定高さに移動される。
【００５２】
次に、ノズルチップ２１内への検体の吸引と吐出を行う機構は、点着用ノズル１０１ａ，１０１ｂの中心部には先端部に開口するエア通路１０２ａ，１０２ｂが形成され、このエア通路１０２ａ，１０２ｂの上端部分にはエアパイプ１１０ａ，１１０ｂが接続される。このエアパイプ１１０ａ，１１０ｂの他端は、シリンジ手段１５のシリンジ１０５の右端部分（図１参照）に接続される。シリンジ１０５は注射器状のエアポンプであり、シリンジ１０５の操作によって吸引吐出を行うように構成されている。なお、点着用ノズル１０１ａ，１０１ｂの吸引流路の切換は、シリンジ手段１５に設けられた不図示の電磁弁を切り換えることにより行う。
【００５３】
次いで、本実施形態の動作について説明する。まず、図１に示すように、分析を行う前に、素子待機部４に乾式分析素子２，３をセットするとともに、消耗品であるサンプル収容部１６をセットし、その後分析処理をスタートする。この際、サンプル収容部１６の参照液用チップ保持部１６ａ、電解質検体用チップ保持部１６ｂ、希釈液収容管保持部１６ｃ、希釈液用チップ保持部１６ｄ、採血管保持部１６ｆおよび検体用チップ保持部１６ｇには、それぞれノズルチップ２１、希釈液収容管２２、分析するための血液を有する採血管２５が保持される。
【００５４】
まず、血液濾過ユニット１７により、採血管２５内の全血を濾過して血漿成分を得る。その動作は、吸引アーム８７の吸盤部８９をホルダ２６と対向する位置に回転し、さらに吸引アーム８７を下降してホルダ１の上端と吸引アーム８７の吸盤部８９とを互いに当接させる。不図示のポンプを駆動して負圧を作用させ、フィルタ３により血液が濾過されてカップ部２６ａに血漿が供給される。この際、ポンプの圧力をチェックして、リークや血液のヘマト量を検出するようにしてもよい。カップ部２６ａに所定量の血漿が供給されると、吸引アーム８７を上昇して元の位置に戻して処理を終了する。
【００５５】
次に、搬送手段１３により素子待機部４から乾式分析素子２，３を点着部５に搬送する。その搬送途中にバーコードリーダー３５により乾式分析素子２，３に設けられたバーコードが読み取られ、乾式分析素子２，３の検査項目などを検出する。読み取られた検査項目がイオン活量測定の場合、希釈依頼項目の場合等に応じて異なる処理を行う。
【００５６】
読み取られた検査項目が呈色度合の測定の場合は、点着アーム９６をサンプル収容部１６に移動して検体用チップ２１を点着用ノズル１０１ａに装着する。カップ部２６ａに供給された検体（血漿）の液面検出が行われ、液面位置および必要な血漿がカップ部２６ａに供給されているか否かを確認する。そして、点着アーム９６を下降してカップ部２６ａから検体用チップ２１に検体を吸引し、検体を吸引した検体用チップ２１を点着部５に移動して、第１の乾式分析素子２の点着孔２ａに検体を点着する。
【００５７】
そして、検体が点着された第１の乾式分析素子２が分配部６における素子室７７または通路部３６を通して第１のインキュベータ７に挿入される。第１のインキュベータ７は呈色度合の測定のために、内部温度が３７±０．２℃に設定されている。この際、乾式分析素子２が第１のインキュベータ７に確実に挿入されたか否かを検出してもよい。連続して処理する場合は、別な乾式分析素子２，３を点着部５に搬送し、さらにバーコードを読み取って同様の処理を行う。この際、読み取られた検査項目がイオン活量測定の場合、および希釈依頼項目の場合は後述する。
【００５８】
第１の乾式分析素子２が第１のインキュベータ７に挿入されると、第１のインキュベータ７の素子室５５を回転して、挿入された乾式分析素子２を順次測光ヘッド６１と対向する位置に移動する。そして、測光ヘッド６１による乾式分析素子２の反射光学濃度の測定が行われる。測定終了後、素子室５５を挿入時の位置に戻し、挿入部材４１によって測定後の乾式分析素子２を中心側に押し出して廃却する。測定結果を出力し、使用済みの検体用チップ２１をチップ抜取り部２０で点着用ノズル１０１ａから外して下方に落下廃却し、処理を終了する。
【００５９】
次いで、検査項目が希釈依頼項目の場合、例えば血液の濃度が濃すぎて正確な検査を行うことができないような場合には、点着アーム９６をサンプル収容部１６に移動して検体用チップ２１を点着用ノズル１０１ａに装着する。カップ部２６ａに供給された検体（血漿）の液面検出が行われ、液面位置および必要な血漿がカップ部２６ａに供給されているか否かを確認する。そして、点着アーム９６を下降してカップ部２６ａから検体用チップ２１に検体を吸引する。
【００６０】
次に、吸引した検体を検体用チップ２１から混合カップ２４に分注する。検体の分注後、使用済みの検体用チップ２１をチップ抜取り部２０で点着用ノズル１０１ａから外して下方に落下廃却する。次いで、点着アーム９６をサンプル収容部１６に移動して希釈液用チップ２１を点着用ノズル１０１ｂに装着する。希釈液収容管２２に供給された希釈液の液面検出が行われ、液面位置および必要な希釈液が希釈液収容管２２に供給されているか否かを確認する。そして、点着アーム９６を下降して希釈液収容管２２から希釈液用チップ２１に希釈液を吸引する。
【００６１】
吸引した希釈液を希釈液用チップ２１から混合カップ２４に吐出する。そして、希釈液用チップ２１を混合カップ２４内に挿入して吸引と吐出とを繰り返して撹拌を行う。撹拌を行った後、希釈した検体を検体用チップ２１に吸引し、希釈した検体を吸引した点着アーム９６を点着部５に移動して、乾式分析素子２の点着孔２ａに検体を点着する。また、連続して処理する場合は、素子搬送およびバーコードの読取りを行って同様の処理を行う。以下同様に、測光、素子廃却、結果出力およびチップ廃却を行って処理を終了する。
【００６２】
次いで、検査項目がイオン活量の測定の場合について説明する。なお、イオン活量の測定の場合は、イオン活量測定用の第２の乾式分析素子３が搬送される。まず、点着アーム９６をサンプル収容部１６に移動して電解質検体用チップ２１を点着用ノズル１０１ａに装着する。カップ部２６ａに供給された検体（血漿）の液面検出が行われ、液面位置および必要な血漿がカップ部２６ａに供給されているか否かを確認する。そして、点着アーム９６を下降してカップ部２６ａから電解質検体用チップ２１に検体を吸引する。
【００６３】
次に、シリンジ手段１５の電磁弁を切り換えて、点着用ノズル１０１ｂ側に圧力の流路を切り換える。そして、点着アーム９６をサンプル収容部１６に移動して参照液用チップ２１を点着用ノズル１０１ｂに装着する。参照液カップ２３に供給された参照液の液面検出を行ってから、点着アーム９６を下降して参照液カップ２３から参照液用チップ２１に参照液を吸引する。
【００６４】
次いで、シリンジ手段１５の電磁弁により点着用ノズル１０１ａ側に圧力の流路を切り換え、電解質検体用チップ２１に吸引した検体を第２の乾式分析素子３の一方の液供給孔３ａに点着する。さらに、シリンジ手段１５の電磁弁により点着用ノズル１０１ｂ側に圧力の流路を切り換え、参照液用チップ２１に吸引した参照液を乾式分析素子３の他方の液供給孔３ｂに点着する。
【００６５】
そして、検体および参照液が点着された第２の乾式分析素子３が、挿入部材４１により点着部５から分配部６に移動され、素子室７７に挿入される。この第２の乾式分析素子３が点着部５から搬送される際には、分配部６は上昇作動されて素子室７７が搬送台３０の搬送面の高さとなっている。第２のインキュベータ８の素子室７７は、内部温度が３０±１℃に設定されている。この際、乾式分析素子３が第２のインキュベータ８の素子室７７に確実に挿入されたか否かを検出してもよい。乾式分析素子３が第２のインキュベータ８に挿入されると、第２の測定手段１２によるイオン活量の測定が行われる。測定終了後、素子室７７は上昇作動され挿入部材４１によって測定後の乾式分析素子３を第１のインキュベータ７の素子室５５を経てその中心部の廃却孔５６に廃却する。そして測定結果を出力し、使用済みの参照液用チップ２１および電解質検体用チップ２１をチップ抜取り部２０で点着用ノズル１０１ａ，１０１ｂから外して下方に落下廃却し、処理を終了する。
【００６６】
なお、第１のインキュベータ７に対してはその素子室５５の数だけ連続して第１の乾式分析素子２の挿入および測定が行えるが、第２のインキュベータ８は素子室７７が１つであるので、１つの第２の乾式分析素子３を収容して測定を行っている間は、第２の乾式分析素子３に対する点着は行わず、第１の乾式分析素子２について点着を行い、分配部６の通路部３６を通して第１のインキュベータ７に挿入するものである。また、第２のインキュベータ８および第２の測定手段１２の全体が分配部６の移動に応じて上下移動するように設けても良い。
【００６７】
図１０は参考例を示す分配部近傍の概略平面図である。この参考例では水平方向に移動するように設けられている。
【００６８】
本参考例においては、点着部５から第１のインキュベータ７に至る搬送路に設けられた分配部６には、第１の乾式分析素子２を第１のインキュベータ７に搬送可能な通路部３６と、第２のインキュベータ８の素子室７７とが水平方向に並列に形成されている。そして、第２のインキュベータ８および第２の測定手段１２も素子室７７の水平移動と共に移動するように設けられている。
【００６９】
点着部５から第１のインキュベータ７に挿入するべく第１の乾式分析素子２が搬送される際には、分配部６は、素子室７７に第２の乾式分析素子３が挿入されていない場合にはこの素子室７７または通路部３６が搬送路につながるように移動され、分配部６を通過して第１のインキュベータ７に挿入され、測定が行われる。また、点着部５から第２の乾式分析素子３が搬送される際には、分配部６は素子室７７が移動されてこの素子室７７に第２の乾式分析素子３が挿入保持され、その後、素子室７７は第２のインキュベータ８および第２の測定手段１２と共に側方に、通路部３６が搬送路とつながる位置に移動して同様に測定が行われる一方、その後の点着部５で点着された第１の乾式分析素子２は移動した分配部６の通路部３６を通して第１のインキュベータ７に挿入され、その測定が同時に行われる。
【００７０】
図１１は他の参考例を示す分配部近傍の概略平面図である。この参考例では水平方向に移動するように設けられていると共に、第２のインキュベータ８および第２の測定手段１２は固定されている。
【００７１】
本参考例においては、点着部５から第１のインキュベータ７に至る搬送路に設けられた分配部６には、第１の乾式分析素子２を第１のインキュベータ７に搬送可能な通路部３６と、第２のインキュベータ８の素子室７７とが水平方向に並列に形成されている。そして、この通路部３６および素子室７７が選択的に搬送路に連続するように切り替えられる。第２のインキュベータ８の本体部分および第２の測定手段１２は、分配部６の側方に固定配設され、第２のインキュベータ８の素子室７７部分が分配部６に移動可能になっている。
【００７２】
点着部５から第１のインキュベータ７に挿入するべく第１の乾式分析素子２が搬送される際には、分配部６は素子室７７に第２の乾式分析素子３が挿入されていない場合にはこの素子室７７または通路部３６がつながるように移動され、分配部６を通過して第１のインキュベータ７に挿入され、測定が行われる。また、点着部５から第２の乾式分析素子３が搬送される際には、分配部６は素子室７７が移動されてこの素子室７７に第２の乾式分析素子３が挿入保持され、素子室７７は側方の第２のインキュベータ８および第２の測定手段１２に移動して同様に測定が行われる一方、その後の点着部５で点着された第１の乾式分析素子２は分配部６の通路部３６を通して第１のインキュベータ７に挿入され、その測定が同時に行われる。
【００７３】
なお、各実施形態においては、分配部６に設けた第２のインキュベータ８の素子室７７に第２の乾式分析素子３が挿入されていない状態においては、この素子室７７が点着部５からの搬送路につながるように制御して、第１の乾式分析素子２は素子室７７を通して第１のインキュベータ７に搬送するようにしているが、この状態においても通路部３６を搬送路につながるように動作させて、第１の乾式分析素子２については常に通路部３６を通るようにしてもよい。
【００７４】
上記のように、各実施形態では、乾式分析素子２，３のバーコードを読み取って、その種類を判別し、これに応じて点着を行うと共に、第２の乾式分析素子３については分配部６における第２のインキュベータ８の素子室７７に挿入し、第１の乾式分析素子２は分配部６を通過して第１のインキュベータ７に挿入し、それぞれの温度でインキュベーションすると共に第１の測定手段１１および第２の測定手段１２によって比色測定および電位差測定を行い、物質濃度およびイオン活量を求める。そして、第１の測定手段１１による測定と第２の測定手段１２による測定とが同時に行え、効率の良い測定処理がコンパクトな装置構成を確保しつつ行える。
【００７５】
なお、上記実施形態における第１のインキュベータ７および第２のインキュベータ８の乾式分析素子２，３の素子収容数は任意であり、実際の測定比率に照らすと第１のインキュベータ７で６つ、第２のインキュベータ８で１つが好適である。
【００７６】
さらに、上記実施形態においては、第１のインキュベータ７と第２のインキュベータ８との恒温保持温度が異なっているが、これに限定されるものではなく、両方の恒温保持温度が同じでも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の生化学分析装置の要部機構の概略平面図
【図２】搬送手段の部分の断面正面図
【図３】分配部の作動状態を示す概略断面正面図
【図４】第１のインキュベータの部分の断面正面図
【図５】サンプル収容部の構成を示す図
【図６】血漿濾過ユニットの構成を示す図
【図７】点着手段の部分の断面正面図
【図８】点着ノズル部分の断面図
【図９】乾式分析素子の構成を示す斜視図
【図１０】参考例に係る生化学分析装置の分配部近傍を示す概略平面図
【図１１】他の参考例に係る生化学分析装置の分配部近傍を示す概略平面図
【符号の説明】
１生化学分析装置
２第１の乾式分析素子
３第２の乾式分析素子
４素子待機部
５点着部
６分配部
７第１のインキュベータ
８第２のインキュベータ
11 第１の測定手段
12 第２の測定手段
13 搬送手段
14 点着手段
35 バーコードリーダー
36 通路部
41 挿入部材
77 素子室
78 プローブ
76 昇降機構

Claims

測定方式が異なる第１の乾式分析素子と第２の乾式分析素子に検体を点着し、所定インキュベーション温度に保持しそれぞれの測定手段によって対応する測定項目の測定を行う生化学分析装置において、
未使用の前記第１および第２の乾式分析素子を収容する素子待機部と、前記第１および第２の乾式分析素子に検体を点着する点着部と、検体が点着された第１の乾式分析素子を収納し所定インキュベーション温度に恒温保持する複数の素子室を円周上に有する第１のインキュベータと、該第１のインキュベータに付設された第１の測定手段と、検体が点着された第２の乾式分析素子を収納し所定インキュベーション温度に恒温保持する第２のインキュベータと、該第２のインキュベータに付設された第２の測定手段とが配設され、
前記素子待機部から前記点着部を経て第１のインキュベータへの直線搬送路の途中に分配部が設置され、該分配部に第１のインキュベータへの第１の乾式分析素子用の通路部と、該通路部と上下に並列に前記第２のインキュベータの素子室とが乾式分析素子の種類に応じた上下移動により切替移動可能に設けられ、さらに、該分配部に第２のインキュベータおよび第２の測定手段が設置され、
前記素子待機部に収容した未使用の第１の乾式分析素子を、前記第１のインキュベータの素子室に対し、途中に配置された前記点着部および分配部を経て直線的に搬送挿入するとともに、前記素子待機部に収容した未使用の第２の乾式分析素子を、前記第２のインキュベータの素子室に対し、途中に配置された前記点着部を経て前記分配部に直線的に搬送する搬送手段を備えたことを特徴とする生化学分析装置。
前記分配部の通路部と素子室の移動と一体に第２のインキュベータが移動することを特徴とする請求項１に記載の生化学分析装置。
前記第２のインキュベータは固定され、該第２のインキュベータに対して前記素子室が第２の乾式分析素子を収容して移動することを特徴とする請求項１に記載の生化学分析装置。
前記第１の乾式分析素子および第２の乾式分析素子にはその種類が記録されたバーコードが付設され、検体の点着前に該バーコードが読み取られ、その種類に応じた点着、搬送、恒温保持、測定が行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の生化学分析装置。
前記第１の乾式分析素子が、呈色反応により検体に含まれる所定の生化学物質の物質濃度を測定するための比色タイプの乾式分析素子であり、第２の乾式分析素子が検体のイオン活量を測定するための電解質タイプの乾式分析素子であり、
第１の測定手段が検体に含まれる所定の生化学物質と試薬との呈色反応による光学濃度変化を測定する呈色反応測定部であり、第２の測定手段がイオン活量に対応する検体と参照液の電位差を測定するプローブを備えた電位差測定部であり、
前記第１のインキュベータは複数の素子室を有し順に第１の測定手段で測定を行い、第２のインキュベータは１つの前記素子室を有し、該素子室に第２の乾式分析素子が挿入されて移動した際に第２の測定手段のプローブが第２の乾式分析素子に電気的に接続することを特徴とする請求項１に記載の生化学分析装置。