JP4422080B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、血液や尿などの成分を分析する自動分析装置に関するものであり、特に分注に使用するプローブを洗浄して再利用する自動分析装置に関するものである。

自動分析装置は、例えば、特開平５−３０７０４２号公報（特許文献１）に記載されている。

この自動分析装置では、試料分注ノズル（試料プローブ）や試薬分注ノズル（試薬プローブを洗浄して再利用が行なわれる。

すなわち、自動分析装置で分注に使用した試料や試薬のプローブの内部は洗浄手段により行なう。洗浄手段はポンプを有し、ポンプにより洗浄水としての純水をプローブの内部に通して付着した試料及び試薬を洗い流す方法がとられている。

また装置小型化のため洗浄水を供給するポンプは試料側及び試薬側共通で使用し、試料側及び試薬側それぞれに設けた給水バルブを開閉して通水方向の切替えを行なっている。

試料側もしくは試薬をプローブに吸引した直後、給水バルブに掛かる圧力は、低圧である。しかし、試料もしくは試薬どちらか一方のプローブの内部洗浄を行なっている状態では、洗浄が行なわれていない方の給水バルブに高圧がかかる。

この２者（低圧・高圧）の状態では給水バルブにかかる背圧は大きく異なり、この背圧の変動により給水バルブが微小に変形する。これにより、プローブに吸引済みの試料あるいは試薬がプローブの先端に漏出して分注量が変動し、安定した測定結果が得られない欠点がある。

特開平５−３０７０４２号公報

安定した測定結果が得られない原因は、分注する試料あるいは試薬の少量化によりプローブの先端に漏出する量が測定結果に影響を来たすことが確認された。検査の項目が増加する傾向のもとでは、分注量の少量化は避けられない。

本発明は上記の問題に鑑み、分注量の変動を小さくすることにより、安定した測定結果を得ることを目的とする。

本発明は、試料プローブ、および前記試薬プローブに洗浄水を供給する洗浄水供給源と、洗浄水供給源の洗浄水を試料プローブ側と試薬プローブ側に分岐する分岐手段と、分岐手段の試料プローブ側出口と試料プローブを連通する試料プローブ側洗浄水流路と、分岐手段の試薬プローブ側出口と試薬プローブを連通する試薬プローブ側洗浄水流路とを有する自動分析装置において、試料プローブ側洗浄水流路か試薬プローブ側洗浄水流路の一方に複数の給水バルブを直列に備え、他方に一つの給水バルブを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、複数の給水バルブを直列に備えることにより、試料プローブまた試薬プローブからの漏出を解消することができ、安定した測定結果を得ることができる。また漏出を生じないので、ポンプの洗浄水圧を上げることが可能なため、洗浄時間を短縮でき今後の処理能力向上にも寄与できる。

図１、図２、図３、図４、図５、図６に沿って本発明の実施例を説明する。

まず、図１に示す自動分析装置の概要構成、図２に示す流路構成について説明する。

自動分析装置は、反応ディスク４に反応容器３が備わる。まず、試料の分注先である反応容器３の洗浄から開始し、試料分注機構２により移動した試料プローブ１１は試料シリンジ機構１２により試料容器１内の試料を吸引し、洗浄した反応容器３内へ吐出する。

この間、試薬プローブ１５は、洗浄水供給源２００の高圧ポンプ２１により供給された洗浄水で、前サイクルで使用した試薬を洗い流した後、試薬分注機構６により試薬容器５に移動し、試薬シリンジ機構１６を用いて試薬を吸引する。

なお、洗浄水供給源２００は、洗浄水（純水を使用）を貯留する貯留タンク２４と、洗浄水を送る低圧ポンプ２３と、低圧ポンプ２３の下流側に設けられ、洗浄水を送る高圧ポンプ２１とを有する。

さらに洗浄水供給源２００は、供給源用分岐管２２と水圧切替バルブ２０を有する。供給源用分岐管２２の入口側は、低圧ポンプ２３の吐出口側に連通し、供給源用分岐管２２の一方の出口側を高圧ポンプ２１の入口側に連通し、供給源用分岐管２２の他方の出口側を高圧ポンプ２１の出口側に水圧切替バルブ２０を介して連通する。

貯留タンク２４の出口側は、低圧ポンプ２３の入口側に連通される。高圧ポンプ２１の出口側は、分岐手段である分岐管１９に入口側に連通される。

反応容器３は試薬分注位置へ移動し、試薬プローブ１５内に吸引した試薬が吐き出されて添加される。また、この間、先に試料を分注した試料プローブ１１は、高圧ポンプ２１より供給された洗浄水により洗浄され、再び次サイクルの分注に再使用される。

試薬添加後の反応容器３は攪拌機構７により反応液を攪拌した後、光度計８の光軸９を通過し吸光度測定が行なわれ、試料に含まれる成分の定量分析が行なわれる。測定に使用した反応容器は洗浄後、再び試料の分注が行なわれ次の測定に使用される。

ここで、図２に示す流路構成（分岐管とプローブ間）について更に詳しく述べる。

すなわち、流路構成は、試料と試薬が分注される反応容器３と、試料容器１内の試料を反応容器３に分注する試料分注機構２と、試薬容器５の試薬を反応容器３に分注する試薬分注機構６を有する。

さらに、流路構成は、試料分注機構２に備えられ、試料容器１内の試料を吸引して反応容器３に吐出する試料プローブ１１と、試薬分注機構６に備えられ、試薬容器５の試薬を反応容器３に吐出する試薬プローブ１５と、試料プローブ１１に連通し、かつ試料プローブ１１に吸引と吐出の作用をもたらす試料シリジン機構１２と、試薬プローブ１５に連通し、かつ試薬プローブ１５に吸引と吐出の作用をもたらす試薬シリジン機構１６とを有する。

さらにまた、流路構成は、試料プローブ１１、および試薬プローブ１５に洗浄水を供給する洗浄水供給源２００と、洗浄水供給源２００の洗浄水を試料プローブ１１側と試薬プローブ１５側に分岐する分岐管１９（分岐手段）と、分岐管１９の試料プローブ側出口と試料シリジン機構１２を連通する試料プローブ側洗浄水流路１１０と、分岐管１９の試薬プローブ側出口と試薬シリジン機構１６を連通する試薬プローブ側洗浄水流路１２０とを有する。

そして、試料プローブ側洗浄水流路１１０と試薬プローブ側洗浄水流路にそれぞれ複数の給水バルブ（１３.１４）、（１７.１８）を直列に備えた構成を有している。

図３に試料.試薬のプローブ内洗浄水を制御する給水バルブの動作に着目したタイムチャートを示す。

試料分注に着目した場合、上述の様に試料吸引後、反応容器３へ試料を分注する間に、水圧切替バルブ２０を高圧に切替えて高圧の洗浄水により試薬プローブ１５内の洗浄が行なわれる。

洗浄水供給源は、試料プローブ側と試薬プローブ側を共通にしている。これにより、洗浄水供給源が一つになって構成が簡単になり、構成部品が削減される。

このため、試料プローブ側洗浄水流路１１０と試薬プローブ側洗浄水流路１２０は、分岐管１９を介して連通している。これにより、試薬プローブ１５に高水圧の洗浄水を通水する場合に、試料プローブ１１側に高水圧が印加される。

従来は、試料プローブ側洗浄水流路と試薬プローブ側洗浄水流路に流路封止用の給水バルブを１つ備えていた。

給水バルブが閉じた状態であっても、高水圧の影響により、給水バルブ内部で微小な変形が生じ、その変形量がそのまま流路内の容積変動となり、吸引済みの試料を押出し、試料プローブの先端に漏れ出してくることになる。

図５は給水電磁弁としての給水バルブの一例を示す。

給水バルブ（１３.１４）、（１７.１８）は、弁座１３０を介して連通する入口側１３１、出口側１３２を有する。弁座１３０は、プランジャ弁体１３３で開.閉される。プランジャ弁体１３３は、付勢バネ１３４で弁座１３０が閉じられるように付勢されている。ソレノイドコイル１３５は、通電されると付勢バネ１３４に抗してプランジャ弁体１３３を引くので、弁座１３０は開かれる。

給水バルブが閉じた状態であっても、高水圧がプランジャ弁体１３３にかかると、付勢バネ１３４に抗して僅かながらプランジャ弁体１３３が動いたり、プランジャ弁体１３３と弁座１３０の水密シールが変形したりすることが考えられる。これの影響により、試料プローブの先端に試料が漏れ出したものと思われる。

図６は、試料プローブの先端に漏れた試料が付着した状態を示す。

図示されているように、試料プローブ１１の先端に試料が漏れ、外周に付着物１４０となって付着すると、反応容器３に吐出されずに残る。

そこで、本発明の実施例では、洗浄水の通水を制御する給水バルブを直列に二つ設けた。これにより、試料側の給水バルブ（Ｂ）１４で変形が生じても試料側の給水バルブ（Ａ）１３で流路内容積変動を封止し、この様な高水圧の影響を防止し、分注精度の向上により微量な試料でも安定した測定結果を得ることができる。

また洗浄水の通水を停止する際は、２つの給水バルブのうち試料側バルブ（Ｂ）１４を先に閉じ、流路内の圧力を逃がした後、試料側バルブ（Ａ）１３を閉じるという様に２つのバルブ動作に時間差を設ける。これにより、試料側バルブ（Ａ）１３にかかる圧力を一定にすることによっても分注精度を向上させることができる。

図４に試料及び試薬分注に着目した、測定シーケンスを示す。

従来は分注が開始までシリンジ機構及びバルブ停止状態であった。

しかし、給水バルブ、各部品を接続するチューブ、シリンジ機構のシール部等の構成部品の変形は分注動作開始後より生じ始め、時間経過により一定値に収束する。

この様な現象が生じた場合、分注量精度も時間とともに変動し、測定結果にもドリフトが生じる。

そこで、本発明の実施例では予備動作として実際の分注が開始される前からシリンジ機構及び給水バルブを動作させる慣らし運転を設けるようにした。これにより、構成部品の変形が収束した状態から、測定に必要な分注を開始するので安定した測定結果を得ることができる。

また予備動作は分注が開始される前に行なう反応容器の洗浄の際に併せて行なうので、測定結果を得るまでの時間を変更することなく実現できる。

さらに測定中において、分注動作の無い空きサイクルが生じた場合でも、この予備動作を継続しておくことにより、分注動作再開後の測定においても安定した測定結果を得ることができる。

また漏出を生じないので、高圧ポンプの洗浄水圧を上げることが可能なため、洗浄時間を短縮でき、今後の処理能力向上にも寄与できる。

上記実施例では試料プローブ側洗浄水流路と試薬プローブ側洗浄水流路の両方に給水バルブを二つ設けた例を示したが、一般的に試料に比べ試薬は分注量が多く、高水圧の影響による流路内容積の変動が分注精度に与える影響は小さい。試料側の給水バルブを二つ設けることだけでも測定結果の安定性向上をはかることができる。本発明ではこの様に流路の片側を複数の給水バルブとする場合も含まれる。

また、実際の分注動作と同じサイクルタイムで予備動作としてシリンジ機構及びバルブを動作させることにより、実際の分注動作に伴う測定結果がより安定する。また、予備動作用の運転プログラムを用意する必要がない。

本発明の実施例に係わるもので、自動分析装置の概略構成図。 本発明の実施例に係わるもので、自動分析装置の流路構成図。 本発明の実施例に係わるもので、バルブ動作タイムチャート図。 本発明の実施例に係わるもので、測定シーケンス図。 本発明の実施例に係わるもので、給水バルブの断面図。 従来例を示すもので、試料プローブの先端に付着物が付着した状態を示す図。

符号の説明

１…試料容器、２…試料分注機構、３…反応容器、４…反応ディスク、５…試薬容器、６…試薬分注機構、７…攪拌機構、８…光度計、９…光軸、１０…光源ランプ、１１…試料プローブ、１２…試料シリンジ機構、１３…試料側の給水バルブ（Ａ）、１４…試料側の給水バルブ（Ｂ）、１５…試薬プローブ、１６…試薬シリンジ機構、１７…試薬側の給水バルブ（Ａ）、１８…試薬側の給水バルブ（Ｂ）、１９…分岐管、２０…水圧切替バルブ、２１…高圧ポンプ、２２…供給源用分岐管、２３…低圧ポンプ、２４…貯留水タンク、２００…洗浄水供給源、１１０…試料プローブ側洗浄水流路、１２０…試薬プローブ側洗浄水流路。

Claims (9)

1. 試料プローブと、試薬プローブと、
   前記試料プローブ、および前記試薬プローブに洗浄水を供給する洗浄水供給源と、
   前記洗浄水供給源の洗浄水を前記試料プローブ側と前記試薬プローブ側に分岐する分岐手段と、
   前記分岐手段の試料プローブ側出口と前記試料プローブを連通する試料プローブ側洗浄水流路と、
   前記分岐手段の試薬プローブ側出口と前記試薬プローブを連通する試薬プローブ側洗浄水流路と、
   前記試料プローブ側洗浄水流路と前記試薬プローブ側洗浄水流路に設けられ所定量の液体の吸引・吐出である分注をおこなうシリンジ機構と、を備えた自動分析装置において、
   前記シリンジ機構の上流側であって、前記試料プローブ側洗浄水流路か前記試薬プローブ側洗浄水流路の一方に複数の給水バルブを直列に備え、
   前記シリンジ機構の上流側であって、前記試料プローブ側洗浄水流路か前記試薬プローブ側洗浄水流路の他方に一つの給水バルブを備え、
   前記試料プローブと前記試薬プローブにおいて、一つの給水バルブを備えたプローブで前記洗浄水供給源から供給された洗浄水を吐出する動作と、複数の給水バルブを直列に備えたプローブで前記シリンジ機構を用いて前記分注する動作とを、同時に実施するタイミングを有することを特徴とする自動分析装置。
2. 試料プローブと、試薬プローブと、
   前記試料プローブ、および前記試薬プローブに洗浄水を供給する洗浄水供給源と、
   前記洗浄水供給源の洗浄水を前記試料プローブ側と前記試薬プローブ側に分岐する分岐手段と、
   前記分岐手段の試料プローブ側出口と前記試料プローブを連通する試料プローブ側洗浄水流路と、
   前記分岐手段の試薬プローブ側出口と前記試薬プローブを連通する試薬プローブ側洗浄水流路と、
   前記試料プローブ側洗浄水流路と前記試薬プローブ側洗浄水流路に設けられ所定量の液体の吸引・吐出である分注をおこなうシリンジ機構と、を備えた自動分析装置において、
   シリンジ機構の上流になる前記試料プローブ側洗浄水流路と前記試薬プローブ側洗浄水流路にそれぞれ複数の給水バルブを直列に備え、
   前記試料プローブと前記試薬プローブにおいて、一方のプローブで前記洗浄水供給源から供給された洗浄水を吐出する動作と、他方のプローブで前記シリンジ機構を用いて前記分注する動作とを、同時に実施するタイミングを有することを特徴とする自動分析装置。
3. 試料と試薬が分注される反応容器と、
   試料容器内の試料を前記反応容器に分注する試料分注機構と、
   試薬容器の試薬を前記反応容器に分注する試薬分注機構と、
   前記試料分注機構に備えられ、前記試料容器内の試料を吸引して前記反応容器に吐出す試料プローブと、
   前記試薬分注機構に備えられ、前記試薬容器の試薬を前記反応容器に吐出す試薬プローブと、
   前記試料プローブに連通し、かつ試料プローブに吸引と吐出の作用をもたらす試料シリジン機構と、
   前記試薬プローブに連通し、かつ試薬プローブに吸引と吐出の作用をもたらす試薬シリジン機構と、
   前記試料プローブ、および前記試薬プローブに洗浄水を供給する洗浄水供給源と、
   前記洗浄水供給源の洗浄水を前記試料プローブ側と前記試薬プローブ側に分岐する分岐管と、
   前記分岐管の試料プローブ側出口と前記試料プローブが試料シリジン機構を介して連通する試料プローブ側洗浄水流路と、
   前記分岐管の試薬プローブ側出口と前記試薬プローブが試薬シリジン機構を介して連通する試薬プローブ側洗浄水流路とを有し、
   所定量の液体の吸引・吐出である分注が前記試料シリジン機構と試薬シリジン機構を用いておこなわれる自動分析装置において、
   前記試料プローブ側洗浄水流路と前記試薬プローブ側洗浄水流路であって、前記試料シリジン機構か試薬シリジン機構の一方の上流側に複数の給水バルブを直列に備え、他方の上流側に一つの給水バルブを備え、
   前記試料プローブと前記試薬プローブにおいて、一つの給水バルブを備えたプローブで前記洗浄水供給源から供給された洗浄水を吐出する動作と、複数の給水バルブを直列に備えたプローブで前記試料シリジン機構か前記試薬シリジン機構を用いて前記分注する動作とを、同時に実施するタイミングを有することを特徴とする自動分析装置。
4. 試料と試薬が分注される反応容器と、
   試料容器内の試料を前記反応容器に分注する試料分注機構と、
   試薬容器の試薬を前記反応容器に分注する試薬分注機構と、
   前記試料分注機構に備えられ、前記試料容器内の試料を吸引して前記反応容器に吐出す試料プローブと、
   前記試薬分注機構に備えられ、前記試薬容器の試薬を前記反応容器に吐出す試薬プローブと、
   前記試料プローブに連通し、かつ試料プローブに吸引と吐出の作用をもたらす試料シリジン機構と、
   前記試薬プローブに連通し、かつ試薬プローブに吸引と吐出の作用をもたらす試薬シリジン機構と、
   前記試料プローブ、および前記試薬プローブに洗浄水を供給する洗浄水供給源と、前記洗浄水供給源の洗浄水を前記試料プローブ側と前記試薬プローブ側に分岐する分岐管と、
   前記分岐管の試料プローブ側出口と試料シリジン機構を連通する試料プローブ側洗浄水流路と、
   前記分岐管の試薬プローブ側出口と前記試薬シリジン機構を連通する試薬プローブ側洗浄水流路とを有し、
   前記分岐管の試料プローブ側出口と前記試料プローブが試料シリジン機構を介して連通する試料プローブ側洗浄水流路と、
   前記分岐管の試薬プローブ側出口と前記試薬プローブが試薬シリジン機構を介して連通する試薬プローブ側洗浄水流路とを有し、
   所定量の液体の吸引・吐出である分注が前記試料シリジン機構と試薬シリジン機構を用いておこなわれる自動分析装置において、
   前記試料プローブ側洗浄水流路と前記試薬プローブ側洗浄水流路にそれぞれ複数の給水バルブを直列に備え、
   前記試料プローブと前記試薬プローブにおいて、一方のプローブで前記洗浄水供給源から供給された洗浄水を吐出する動作と、他方のプローブでシリンジ機構を用いて前記分注する動作とを、同時に実施するタイミングを有することを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載された自動分析装置において、
   前記洗浄水供給源は、洗浄水を貯留する貯留タンクと、洗浄水を送る低圧ポンプと、前記低圧ポンプの下流側に設けられ、洗浄水を送る高圧ポンプとを有することを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項５に記載された自動分析装置において、
   前記洗浄水供給源は、供給源用分岐管を有し、
   前記供給源用分岐管の入口側を前記低圧ポンプの吐出口側に連通し、前記供給源用分岐管の一方の出口側を前記高圧ポンプの入口側に連通し、前記供給源用分岐管の他方の出口側を前記高圧ポンプの出口側に水圧切替バルブを介して連通したことを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項１〜４の何れかに記載された自動分析装置において、
   前記複数の給水バルブは、洗浄水の流れで上流側になる給水バルブが下流側になる給水バルブよりも早く閉成作動することを特徴とする自動分析装置。
8. 請求項３または４に記載された自動分析装置において、
   実際に試料及び試薬の分注が開始される前にシリンジ機構及びバルブを予備動作させる慣らし運転を設けたことを特徴とする自動分析装置。
9. 請求項８記載の自動分析装置において、
   前記慣らし運転での分注動作は、実際の分注動作と同じサイクルタイムで行なうことを特徴とする自動分析装置。

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