JP4724271B2

JP4724271B2 - 分析装置、およびその検査方法

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Publication number: JP4724271B2
Application number: JP2000106133A
Authority: JP
Inventors: 裕章白木; 秀樹西村
Original assignee: Arkray Inc
Current assignee: Arkray Inc
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2011-07-13
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、特定成分の濃度が未知の試料液、たとえば尿、血液、唾液などの生体試料およびそれの調整液におけるＫ⁺、Ｃｌ^-、Ｎａ⁺などの特定成分の濃度を、その濃度が既知の参照液と比較においてポテンシオメトリーに定量する分析装置、およびこの装置における電位差測定用の電気系を検査する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
試料中における特定成分の濃度は、たとえば特定成分の濃度が既知の参照液と試料液との間を短絡した場合に生じる電位差から測定するポテンシオメトリーな方法がある。この方法は、たとえば参照液または試料液を点着可能な受液部と、分析装置における電位差測定用のプローブが接触する端子とがそれぞれ設けられたテストプレートを、参照液および試料液を受液部に点着した状態で当該分析装置にセットして参照液と試料液との間の電位差を測定し、その電位差から特定成分の濃度を演算することにより行われる。
【０００３】
このような分析装置では、テストプレートに代えてチェックプレートをセットして、各種電子部品を含めた電位差測定用の回路系の不良の有無、あるいはプローブとプレートとの接触不良の有無などといった電位差測定に必要な電気系の不良の有無を検査することが行われている。このような検査方法としては、たとえば特公平６−８２１１３号公報、あるいは特公平７−１１１４０９号公報に記載されたものがある。これらの公報では、試料液中における３種類の特定成分（たとえばＮａ⁺、Ｋ⁺、およびＣｌ^-）の濃度を測定する分析装置を前提としている。
【０００４】
より具体的には、特公平６−８２１１３号公報に記載された検査方法は、本願の図１０（ａ）〜（ｄ）に示したようなチェックプレート９Ａ〜９Ｄを用いるものである。これらのチェックプレート９Ａ〜９Ｄは、分析装置における３個の測定用端子の対に対応して計６個の貫通孔９０ａが設けられたベースプレート９０に対して、導体層９１ａ〜９１ｄを介してカバープレート９２が積層された構成とされている。導体層９１ａ〜９１ｄの構成としては、本願の図１０に示しように種々のものが例示されているが、少なくとも対となる分析装置の測定用端子どうしは短絡するようになされている。かかるチェックプレート９Ａ〜９Ｄは、テストプレートに代えて分析装置にセットされるが、このとき各測定用端子を導体層９１ａ〜９１ｄに接触させて対となる測定用端子どうしを短絡させ、このときの各測定用端子対の間の電位差を測定することにより分析装置の検査が行われる。この方法では、各測定用端子対の間の電位差がゼロであれば装置の電位差測定用の電気系が正常であると判断し、ゼロでなければ異常であると判断するものである。
【０００５】
一方、特公平７−１１１４０９号公報に記載された検査方法では、本願の図１１（ａ）に示したようなチェックプレート６Ｅが使用される。かかるチェックプレート６Ｅは、分析装置の３個の測定用端子の対に対応して計６個の貫通孔９０ａが設けられたベースプレート９０上に、各貫通孔９０ａを覆う導体パッド９１ｅが搭載され、これらの導体パッド９１ｅが、抵抗Ｒ₁〜Ｒ₃および電池９１ｆとにより本願の図１１（ｂ）に示すような電気回路を構成している。そして、各導体パッド９１ｅ、抵抗Ｒ₁〜Ｒ₃および電池９１ｆを囲んだ状態で、枠体９２がベースプレート９０上に配置され、この枠体９２によって囲まれる空間内が樹脂封止された構成とされる。かかるチェックプレート６Ｅでは、各測定用端子を導体層に接触させて対となる測定用端子どうしを短絡させ、これらの測定用端子の間に電池９１ｆにより電圧を印加し、各々の測定用端子の対により電圧値を測定して電気系不良を有無を検査するようになされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公平６−８２１１３号公報に記載された検査方法では、測定電位がゼロのみであるため、電位差測定用の電気系の不良を有無を確実に検査することができない。すなわち、何らかの異常により実際の電位差どおりに測定値が観測できない場合であっても、検査におけるゼロ電位の測定値がゼロないしそれに近い値として測定されれば、そのような異常が検出されないような事態も生じ得る。また、ゼロ電位から大きくずれた電位の測定精度の把握も困難である。
【０００７】
一方、特公平７−１１１４０９号公報に記載された検査方法では、チェックプレート６Ｅに内蔵された電池９１ｆにより、対となる測定用端子の間に電圧が印加されるため、電池９１ｆの出力の精度が検査結果に影響を与えかねない。すなわち、電池出力は厳密に一定ではなく、とくに一定容量以上を消費すれば、その出力は徐々に小さくなるため、検査の精密性を維持するためには、電池９１ｆを用いる方法は必ずしも妥当な方法とはいえない。また、チェックプレート６Ｅに内蔵した電池９１ｆの出力を可変とすることは困難であるため、１つのチェックプレート６Ｅついて１つの基準電位でしか検査ができず、先の公報と検査方法と同様に、電気系不良を検出を確実に行うことができないといった欠点もある。
【０００８】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ポテンシオメトリーに試料液の濃度を測定する分析装置において、電位差測定用の電気系の不良の有無を簡易かつ確実に検査することができるようにすることをその課題とする。
【０００９】
【発明の開示】
このような課題を解決するため本願発明では次の技術的手段を講じている。
【００１０】
すなわち、本願発明の第１の側面により提供される分析装置は、特定成分の濃度が未知の試料液およびそれが既知の参照液のそれぞれが点着され、かつ上記試料液の特定成分に接触する試料液側端子および上記参照液の特定成分に接触する参照液側端子を有するテストプレートがセット可能であり、当該テストプレートがセットされた状態において、上記試料液側端子に接触させる一方の端子と上記参照液側端子に接触させる他方の端子とを測定用端子対として備えるとともに、当該測定用端子対を介して上記試料液側端子と上記参照液側端子との間の電位差を入力差として得る電位差測定用回路、および当該電位差測定用回路からの出力に基づいて上記電位差を測定する電位差測定器を備え、この電位差測定器による測定結果に基づき上記試料液の特定成分の濃度を定量する分析装置であって、互いに絶縁され、かつ上記測定用端子対の一方の端子が接触させられる第１導体部および上記測定用端子対の他方の端子が接触させられる第２導体部が設けられたチェックプレートを、上記テストプレートに代えてセット可能であり、上記測定用端子対を介して上記第１導体部と上記第２導体部との間に複数の基準電圧を選択的に印加可能な電圧供給手段を備え、上記電位差測定用回路は、上記チェックプレートがセットされた状態において、上記電圧供給手段が上記測定用端子対を介して上記第１導体部と上記第２導体部との間に複数の基準電圧をそれぞれ印加し、個々の基準電圧に対して上記電位差測定器が上記第１導体部と上記第２導体部との間の電位差をそれぞれ測定し、それらの測定電位差の上記各基準電圧に対する差がそれぞれ所定の許容範囲にあるか否かにより検査可能に構成されていることを特徴としている。
【００１１】
上記構成では、従来のように１つの基準電圧により検査を行うのではなく、複数の基準電圧により検査が行われるため、電位差測定用の電気系の不良の有無を確実に検査できるようになる。すなわち、１つの基準電圧での測定では、測定値と基準電圧との差が小さいために正常と判断されるケースであっても、それを複数の基準電圧で測定すれば、いずれかの基準電圧において測定値と基準電圧との差が大きなものとして現れることもある。このため、各基準電圧における測定電位を総合的に勘案すれば、より確実に電気系の異常を検出することができるようなる。
【００１２】
好ましい実施の形態においては、上記複数の基準電圧は、正の値、ゼロ、および負の値のうちの少なくとも２種類設定される。
【００１３】
上記構成では、参照液中の特定成分の濃度と比較して、試料液中の特定成分の濃度が濃い場合、同じ場合、および薄い場合のそれぞれのうちの少なくとも２つに対応した基準電圧で電気系の検査が行われることになる。したがって、実際の電位差測定において観測される幅広い範囲での検査を行うことが可能となり、その検査結果が良好であれば実際の測定値の精度の高いものとなり、これが測定精度の維持につながる。
【００１４】
好ましい実施の形態においては、上記電圧供給手段は、レギュレータにより電圧値が制御された電源を含んでおり、上記各基準電圧は、上記電源から上記第１導体部に電圧を供給するとともに上記第２導体部をアースすることにより印加される。
【００１５】
上記構成では、電池を使用する場合のように印加電圧が不安定となることもなく、チェックプレートないし各測定用端子に印加される基準電圧が所望通りとされ、しかもその印加電圧は各検査項目毎に最適化されるため検査精度が向上する。
【００１６】
なお、チェックプレートは、電位差測定用の電気系の不良の有無を検査の際に、テストプレートと同様にして装置外部からセットされるものであってもよく、また装置内部に予め組み込まれたものを、検査モードが選択されたときにテストプレートがセットされる部位に自動的にセットされるように構成してもよい。
【００１７】
また、本願発明の第２の側面においては、特定成分の濃度が未知の試料液およびそれが既知の参照液のそれぞれが点着され、かつ上記試料液の特定成分に接触する試料液側端子および上記参照液の特定成分に接触する参照液側端子を有するテストプレートがセット可能であり、当該テストプレートがセットされた状態において、上記試料液側端子に接触させる一方の端子と上記参照液側端子に接触させる他方の端子とを測定用端子対として備えるとともに、当該測定用端子対を介して上記試料液側端子と上記参照液側端子との間の電位差を入力差として得る電位差測定用回路、および当該電位差測定用回路からの出力に基づいて上記電位差を測定する電位差測定器を備え、この電位差測定器による測定結果に基づき上記試料液の特定成分の濃度を定量する分析装置において、上記電位差測定用回路の不良の有無を検査する方法であって、上記分析装置は、互いに絶縁され、かつ上記測定用端子対の一方の端子が接触させられる第１導体部および上記測定用端子対の他方の端子が接触させられる第２導体部が設けられたチェックプレートを上記テストプレートに代えてセット可能であり、かつ、上記測定用端子対を介して上記第１導体部と上記第２導体部との間に複数の基準電圧を選択的に印加可能であるとともに、上記電位差測定器に対して上記複数の基準電圧を選択的に印加可能な電圧供給手段を備え、上記チェックプレートがセットされた状態において、上記電圧供給手段により上記電位差測定器に対して上記基準電圧を印加して、当該電位差測定器による測定値が基準電圧値に対応するように校正するステップと、上記電圧供給手段により上記測定用端子対を介して上記第１導体部と上記第２導体部との間に上記基準電圧を印加するステップと、上記測定用端子対の間に生じる電位差を、上記電位差測定用回路を通じて上記電位差測定器により測定するステップと、この測定電位を上記基準電圧と比較して、それらの差が所定の許容範囲にあるか否か判断するステップと、を備え、これらのステップを、上記複数の基準電圧のそれぞれに対して個別に行うことを特徴とする、分析装置の検査方法が提供される。
【００１８】
この方法では、複数の基準電圧について電位差測定を行うため、先に説明した本願発明の第１の側面に係る分析装置と同様に、より確実に電気系の不良を検出することができる。たとえば、上記検査方法では、各測定用端子のチェックプレート（テストプレート）に対する接触性、電位差測定器、および各測定用端子から電圧値測定器に至るまでの電気回路（電子部品を含む）といった電気系の不良の有無を検出することができる。
【００１９】
また、上記検査方法では、チェックプレートに基準電圧を印加する前に、電位差測定器に対して基準電圧を印加して、実際の測定においてチェックプレートに印加される基準電圧を電位差測定器に記憶（校正）するステップが含まれている。したがって、仮に電位差測定器での測定値が実際のものとはずれており、あるいは印加される基準電圧が所望とするものとはなっていなかったとしても、そのずれを検知してより確実に電気系の不良の検出を行うことができる。
【００２０】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
【００２２】
図１は本願発明に係る分析装置の一例を表す全体斜視図、図２は図１の分析装置におけるピペットホルダー周りの構成を表す要部拡大斜視図、図３は図１の分析装置における電位差測定用プレートをセットする載置台周りの構成を表す要部拡大斜視図、図４から図６は電位差測定用プレートを説明するための図、図７は電位差測定用プレートを用いた場合の電位差測定用回路図である。
【００２３】
本願発明に係る分析装置は、試料液、たとえば血液、尿、唾液などの生体試料やこれらの調整液中の特定成分、たとえばＮａ⁺、Ｋ⁺、Ｃｌ^-濃度を、特定成分の濃度が既知の参照液との比較において、ポテンシオメトリーに定量する装置である。
【００２４】
図１に示したように、分析装置Ｘは、上面側に各種の操作ボタン１、測定結果や操作状況などを表示するディスプレイ２、および記録紙Ｋを排出する排出部３が設けられ、前面側にピペットホルダー４が設けられた構成とされている。このピペットホルダー４の下方には、電位差測定用プレート６がセットされる載置台５が設けられている。
【００２５】
ピペットホルダー４は、図１および図２に示したように上下に貫通するとともに前方側に開放した第１空間４０と、この第１空間４０の下方において第１空間４０と連通し、前方側に開放した第２空間４１とを有している。第１空間４１には、ピペット７の胴体部分７０が収容され、第２空間にはピペット７の先端部７１ａ，７１ｂおよびこの部位に装着されたチップＴａ，Ｔｂが収容される。第１空間４０および第２空間４１の間には、段部４２が形成されており、この段部４２の上面４２ａにピペット７の胴体部分７０の底面７２が係止される。
【００２６】
なお、図２に表されたピペット７は、いわゆる二連ピペットであり、操作部７３ａ，７３ｂを上下動させることにより、チップＴａ，Ｔｂの先端開口を介して、所定量の液体の吸引・吐出が可能とされている。
【００２７】
載置台５は、図３に示したように電位差測定用プレート６を保持可能な収容空間５０を有しており、その底面５１からは、たとえばコイルバネ（図示略）などにより上方側に付勢された状態で、計６個プローブＰ₁〜Ｐ₆が上方側に向けて突出している。各プローブＰ₁〜Ｐ₆は、２個で一対、計３対とされており、各対により、たとえば参照液と試料液との間におけるＫ⁺、Ｃｌ^-、およびＮａ⁺の濃度差に起因した電位差がそれぞれ測定される。
【００２８】
電位差測定用プレート６は、図４ないし図６に良く表れているように絶縁性を有する長矩形状とされたベースフイルム６０に、レジスト６１およびカバーフイルム６２を積層した形態とされ、３種のイオン、たとえばＮａ⁺、Ｋ⁺、Ｃｌ^-の電位差を測定可能なように構成されている。
【００２９】
ベースフイルム６０上には、図６に良く表れているように両端部のそれぞれに幅方向に並んで端子６０ａ，６０ｂが３個ずつ形成されている。これらの端子６０ａ，６０ｂは、参照液または試料液の特定成分が供給される受液パッド６０ｃ，６０ｄ，６０ｅにそれぞれ導体配線６０ｆ，６０ｇ，６０ｈを介して導通している。また、ベースフイルム６０には、図５に良く表れているように各端子６０ａ，６０ｂに対応して貫通孔６０ｉ，６０ｊが形成されて各端子６０ａ，６０ｂが外部に臨んでいる。これにより、各端子６０ａ，６０ｂに対して、電位差測定用のプローブＰ₁〜Ｐ₆が接触可能とされている。
【００３０】
レジストフイルム６１は、図６に良く表れているように上下２層６１Ａ，６１Ｂからなる。下層６１Ｂには、各受液パッド６０ｃ，６０ｄ，６０ｅに対応して連絡孔６１ｃ，６１ｄ，６１ｅが形成されている。各連絡孔６１ｃ，６１ｄ，６１ｅには、Ｋ⁺、Ｃｌ^-、またはＮａ⁺を選択的に透過させるイオン選択膜６１ｆ，６１ｇ，６１ｈが嵌め込まれている。上層６１Ａの中央部には、試料液または参照液を保持するための液保持孔６１ｋ，６１ｌが形成されている。これらの液保持孔６１ｋ，６１ｌは切欠６１ｍを介して繋がっており、この切欠６１ｍにはイオンの移動を許容するブリッジ６１ｎが配置されている。
【００３１】
カバーフイルム６２には、図４および図６に良く表れているようにレジストフイルム６１の液保持孔６１ｋ，６１ｌに連通し、当該プレート６に参照液および試料液を供給するための受液口６２ａ，６２ｂが２個形成され、さらに空気抜き穴６２ｃが２個形成されている。
【００３２】
このような分析装置Ｘおよび電位差測定用プレート６を用いた試料液の濃度測定においては、図２に示したように、まず載置台５に電位差測定用プレート６をセットし、ピペットホルダー４に二連ピペット７を保持させる必要がある。電位差測定用プレート６は、各受液口６２ａ，６２ｂが上方に開放した状態で幅方向に並ぶようにしてセットされる。この状態では、電位差測定プレート６の端子６０ａ，６０ｂのそれぞれが載置台５に設けられたプローブＰ₁〜Ｐ₆と接触する（図５参照）。一方、ピペット７は、まず各先端部７１ａ，７１ｂにチップＴａ，Ｔｂをそれぞれ装着した後、各チップＴａ，Ｔｂ内に参照液および試料液をそれぞれ予め保持した状態とされる。そして、ピペット７は、胴体部分７０の底面７２をピペットホルダー４の段部４２における上面４２ａに係止した状態で、胴体部分７０を第１空間４０に収容し、先端部７１ａ，７１ｂを第２空間４１に収容した状態で保持される。
【００３３】
次いで、二連ピペット６の操作部７３ａ，７３ｂを下動させ、図４に示したように参照液Ｒおよび試料液ＳのそれぞれをチップＴａ，Ｔｂの先端から吐出させて電位差測定用プレート６の受液口６２ａ，６２ｂに点着する。
【００３４】
こうして点着された参照液Ｒは液保持孔６１ｋに保持される一方、試料液Ｓは液体保持孔６１ｌに保持されてブリッジ６１ｎを介してこれらの液が短絡される。そして、参照液Ｒのうち、イオン選択膜６１ｆにより、たとえばＮａ⁺が選択的に透過して受液パッド６０ｃに達し、イオン選択膜６１ｇにより、たとえばＣｌ^-が選択的に透過して受液パッド６０ｄに達し、イオン選択膜６１ｈにより、たとえばＫ⁺が選択的に透過して受液パッド６０ｅに達する。同様に、試料液Ｓのうち、たとえばＫ⁺、Ｃｌ^-およびＮａ⁺が各イオン選択膜６１ｆ，６１ｇ，６１ｈを介して各受液パッド６０ｃ，６０ｄ，６０ｅに達する。そして、各受液パッド６０ｃ，６０ｄ，６０ｅの間には濃度差に起因した電位差が生じる。
【００３５】
そして、ディスプレイ２を確認しつつ適宜の操作ボタン１（図１参照）を操作して、測定条件の設定などを行った後に、参照液Ｒおよび試料液Ｓの間に生じる特定成分、たとえばＮａ⁺、Ｃｌ^-、およびＫ⁺の電位差を測定する。各受液パッド６０ｃ，６０ｄ，６０ｅの間に生じた電位差は、端子６０ａ，６０ｂ間でプローブＰ₁〜Ｐ₆を用いて測定する。この測定は、たとえばＮａ⁺、Ｃｌ^-、およびＫ⁺のそれぞれについて順次自動的に行われる。このような電位差測定を回路図を用いて説明すれば、概ね次の通りである（図７参照）。
【００３６】
図７に示した電位差測定用回路は、Ｋ⁺測定回路８０、Ｃｌ^-測定回路８１、およびＮａ⁺測定回路８２を有している。Ｋ⁺測定回路８０は、プローブＰ₁，Ｐ₂からの入力をそれぞれ増幅する一対のインピーダンス変換アンプからなるインピーダンス変換系８０ａと、インピーダンス変換系８０ａの各アンプからの出力を差分する差動アンプ８０ｂと、ノイズ成分を低減するローパスフィルタ８０ｃとを備えている。Ｃｌ^-測定回路８１およびＮａ⁺測定回路も同様に、各プローブＰ₃〜Ｐ₆からの入力を増幅するインピーダンス変換系８１ａ，８２ａと、インピーダンス変換系８１ａ，８２ａの各々のアンプからの出力を差分する差動アンプ８１ｂ，８２ｂと、ローパスフィルタ８１ｃ，８２ｃとを有している。ただし、Ｃｌ^-測定回路８１においては、プローブＰ₃がアースされていることにともない、インピーダンス変換系８１ａのインピーダンス変換アンプが１つとされ、差動アンプ８０ｂの一方の入力はゼロとされている。
【００３７】
これらの測定回路８０，８１，８２は、アナログスイッチのオンオフにより個別に駆動可能とされており、各回路８０，８１，８２における差動アンプ８０ｂ，８１ｂ，８２ｂにおける差分（電位差）は、ローパスフィルタ８０ｃ，８１ｃ，８２ｃを通過した後、電位差測定器８３において測定される。この電位差測定器８３は、たとえば電位差測定が可能なＡ／Ｄ変換器８３ａと、このＡ／Ｄ変換器８３ａの校正を行うボリューム調整器８３ｂとを有している。
【００３８】
このような電位差測定用回路においては、まずアナログスイッチＳ₁を短絡させるとともに、アナログスイッチＳ₂，Ｓ₃を開放し、プローブＰ₁，Ｐ₂からの入力をインピーダンス変換系８０ａの各々のアンプに入力して増幅した後、差動アンプ８０ｂにおいて各プローブＰ₁，Ｐ₂からの入力差（電位差）を得る。その電位差は、ローパスフィルタ８０ｃを通過してから電位差測定器８３において測定される。同様に、アナログスイッチＳ₂を短絡させるとともに、アナログスイッチＳ₁，Ｓ₃を開放しておくことにより、プローブＰ₃，Ｐ₄の間での入力差に相当する電位差が、インピーダンス変換系８１ａ、差動アンプ８１ｂ、ローパスフィルタ８１ｃを介して電位差測定器８３において測定され、プローブＰ₅，Ｐ₆の入力差（電位差）は、アナログスイッチＳ₃のみを短絡しておくことにより、インピーダンス変換系８２ａ、差動アンプ８２ｂ、ローパスフィルタ８２ｃを介して電位差測定器８３において測定される。
【００３９】
特定成分の電位差の測定が終了すれば、その結果から特定成分の濃度を決定する。この決定は、たとえばネルンストの式に基づいて作成された検量線のプログラムを、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ（図示略）を用いて実行させて演算することにより行われる。そして、特定成分の濃度は、たとえばディスプレイ２に表示され、適宜の操作ボタン１を操作することにより排出部３を介して記録紙Ｋに打ち出される（図１参照）。もちろん、ＩＣカードやフロッピィディスクなどの記録媒体に測定結果を記録するようにしてもよい。
【００４０】
以上に説明した分析装置においては、図８に示したチェックプレート６′を用いることにより、電位差測定用回路の断線などの有無や、プローブＰ₁〜Ｐ₆と電位測定用プレート６との接触不良の有無の検査を行うことができる。
【００４１】
チェックプレート６′は、絶縁性の高い（たとえば抵抗値が１０¹¹Ω以上）ベース部材６３の両端部のそれぞれに、２個の導体６４ａ，６４ｂを互いに絶縁した状態で配置したものである。このようなチェックプレート６′は、ベース部材６３の平面視面積が載置台５の底面積に対応しており、ベース部材６３と導体６４ａ，６４ｂとの合計厚みは、載置台５の深さに対応している。したがって、載置台５には、チェックプレート６′をすっぽりと収容した状態でセットすることができる。このとき、チェックプレート６′における導体６４ａ，６４ｂを下側として載置台５にチェックプレート６′をセットすれば、各導体６４ａ，６４ｂが各プローブＰ₁〜Ｐ₆と接触することとなる。この状態では、プローブＰ₁，Ｐ₃，Ｐ₅どうし、およびプローブＰ₂，Ｐ₄，Ｐ₆どうしが互いに短絡し、電位差測定用回路は図９に示したような検査用回路となる。
【００４２】
検査用回路では、Ｃｌ^-測定回路８１への入力用のプローブＰ_{3 ,}Ｐ₄のうちの一方のプローブＰ₃がアースされ、他方のプローブＰ₄はアナログスイッチＳ₅のオンにより電源８４から電力が供給される状態とされる。電源８４は、たとえば分析装置Ｘの内部に組み込まれたものであり、レギュレータにより電圧値が、たとえば＋１００ｍＶ、０Ｖ、−１００ｍＶに各々制御されており、その供給電圧はアナログスイッチＳ₆の切替により選択可能とされている。また、電源８４からは、アナログスイッチＳ₄のオンオフにより、Ａ／Ｄ変換器８３ａに対して直接的に電圧の供給が可能とされている。このような検査用回路においては、＋１００ｍＶ、０Ｖ、および−１００ｍＶの３種類の電圧により、検査が行われる。
【００４３】
＋１００ｍＶによる検査は、まずスイッチＳ₆を＋１００ｍＶに繋いだ状態で、アナログスイッチＳ₄のみを短絡させて、その値をＡ／Ｄ変換器８３ａにおいて測定する。このとき、その測定値が＋１００ｍＶからずれている場合には、ボリューム調整器８３ｂによりその測定値が＋１００ｍＶとなるように校正する。
【００４４】
次いで、アナログスイッチＳ₄を開放するとともに、アナログスイッチＳ₅を短絡させる。そうすると、プローブＰ₂，Ｐ₄，Ｐ₆どうしが導体６４ｂを介して互いに短絡していることから、プローブＰ₄を介しての電源８４からの電圧は、プローブＰ₂，Ｐ₆からＫ⁺測定回路８０およびＮａ⁺測定回路８２に入力可能となる。そして、アナログスイッチＳ₁を短絡させ、アナログスイッチＳ₂，Ｓ₃，Ｓ₄を開放しておけば、プローブＰ₂からの入力がインピーダンス変換系８０ａの一方のインピーダンス変換アンプに入力されて増幅される。また、他方のインピーダンス変換アンプには、アースされたプローブＰ₃と短絡するプローブＰ₁を介してゼロ入力がなされ、それが増幅される。各インピーダンス変換アンプからの出力は、差動アンプ８０ｂにおいて差分され、その入力差（電位差）がローパスフィルタ８０ｃを介してノイズが低減された後に、Ａ／Ｄ変換器８３ａにおいて測定される。このＡ／Ｄ変換器８３ａでの測定値は、Ｋ⁺測定回路８０が正常で、かつプローブＰ₁〜Ｐ₄とチェックプレート６′との接触不良がなければ、＋１００ｍＶとなるはずである。つまり、電位差測定器８３での測定値が＋１００ｍＶから一定以上ずれていれば、Ｋ⁺測定回路８０に不良が生じているか、あるいはプローブＰ₁〜Ｐ₄に接触不良が生じていることになる。
【００４５】
そして、アナログスイッチＳ₃を短絡させ、アナログスイッチＳ₁，Ｓ₂，Ｓ₄を開放しておけば、Ａ／Ｄ変換器８３ａでの測定値から同様にして、Ｎａ⁺測定回路８２の不良が生じているか、あるいはプローブＰ₃〜Ｐ₆の接触不良が生じているかを検査することができる。一方、Ｃｌ^-測定回路８１の検査は、アナログスイッチＳ₂，Ｓ₅を短絡させるとともに、アナログスイッチＳ₁，Ｓ₃，Ｓ₄を開放することにより、チェックプレート６′を介することなく行われる。なお、電位差測定器８３に対する＋１００ｍＶの校正は、先のＫ⁺測定回路８０の検査において既に行っているので、このような校正作業は、Ｎａ⁺測定回路８２およびＣｌ^-測定回路８１の検査において改めて行う必要はない。
【００４６】
続いて、０Ｖおよび−１００ｍＶによる検査を行う。これらの検査は、先に説明した＋１００ｍＶによる検査と略同様であり、たとえば電位差測定器８３に対する校正作業を行った後に、アナログスイッチＳ₁〜Ｓ₅を適宜切り替えてＫ⁺測定回路８０の検査、Ｎａ⁺測定回路８２の検査、およびＣｌ^-測定回路８１の検査を順次行うことにより達成される。
【００４７】
以上に説明したように、上記分析装置Ｘでは、従来のように１つの基準電圧により検査を行うのではなく、複数（本実形態では３つ）の基準電圧により検査が行われるため、電気系の不良の有無を確実に検査できるようになる。すなわち、１つの基準電圧での測定では、測定値と基準電圧との差が小さいために正常と判断されるケースであっても、それを複数の基準電圧で測定すれば、いずれかの基準電圧において測定値と基準電圧との差が大きなものとして現れることもある。このため、各基準電圧における測定電位を総合的に勘案すれば、より確実に電気系の異常を検出することができるようなる。また、複数の基準電圧により検査を行えば、それらの測定値の直線性より、当該基準電圧の範囲における測定精度が十分に確保されているか否かをも把握することができるようになる。
【００４８】
さらに、上記分析装置Ｘでは、チェックプレート６′に基準電圧を印加する前に、Ａ／Ｄ変換器８３ａに対して基準電圧を供給して、チェックプレート６′に供給される基準電圧をＡ／Ｄ変換器８３ａに記憶（校正）するステップが含まれている。したがって、仮にチェックプレート６′に供給される基準電圧が所望とするものとなっていなかったとしても、あるいはＡ／Ｄ変換器８３ａの測定値に誤差が生じていたとしても、それらを判定してより確実に測定回路８０〜８２の不良やプローブＰ₁〜Ｐ₆の接触不良などいった電気系の不良の検出を行うことができる。
【００４９】
なお、上記分析装置Ｘにおいては、電位差測定用プレート６が載置台５にセットされた部位が移動せずに、最初にセットされた部位において電位差が測定される構成を前提として説明したが、載置台にセットされた電位差測定用プレートが装置内部に取り込まれ、装置内部において電位差が測定される構成を採用した分析装置においても、本願発明の技術思想を適用可能である。この場合には、チェックプレートを装置の外部からセットするのではなく、予め装置内部に組み込んでおき、検査モードが選択されれば、当該チェックプレートにより自動的に電気系の検査が行われるように構成してもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、基準電圧として＋１００ｍＶ、０Ｖ、および−１００ｍＶの３種類が設定されていたが、基準電圧は複数設定すればよく、その数および値は設計事項である。
【００５１】
さらに、本実施形態では、３種類の特定成分、たとえばＮａ⁺、Ｃｌ^-、およびＫ⁺の濃度を測定する分析装置を前提として説明したが、分析装置において測定される特定成分の数および種類についてはとくに限定はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る分析装置の一例を表す全体斜視図である。
【図２】図１の分析装置におけるピペットホルダー周りの構成を表す要部拡大斜視図である。
【図３】図１の分析装置における電位差測定用プレートをセットする載置台周りの構成を表す要部拡大斜視図である。
【図４】電位差測定用プレートを表面側から見た全体斜視図である。
【図５】電位差測定用プレートを裏面側から見た全体斜視図である。
【図６】電位差測定用プレートの分解斜視図である。
【図７】電位差測定用プレートを用いた濃度測定における電位差測定用回路の回路図である。
【図８】図７の電位差測定用回路を検査する際に載置台にセットされるチェックプレートの全体斜視図である。
【図９】チェックプレートを用いた検査の際の回路図である。
【図１０】従来のチェックプレートを表す分解斜視図である。
【図１１】従来のチェックプレートの他の例を表す分解斜視図、およびその回路図である。
【符号の説明】
Ｘ分析装置
６電位差測定用プレート
６０ａ端子（参照液側の）
６０ｂ端子（試料液側の）
６′ チェックプレート
６４ａ導体（チェックプレートの第１導体部としての）
６４ｂ導体（チェックプレートの第２導体部としての）
８３電位差測定器
８４電源
Ｐ₁〜Ｐ₆ プローブ（測定用端子としての）
Ｒ参照液
Ｓ試料液

Claims

特定成分の濃度が未知の試料液およびそれが既知の参照液のそれぞれが点着され、かつ上記試料液の特定成分に接触する試料液側端子および上記参照液の特定成分に接触する参照液側端子を有するテストプレートがセット可能であり、当該テストプレートがセットされた状態において、上記試料液側端子に接触させる一方の端子と上記参照液側端子に接触させる他方の端子とを測定用端子対として備えるとともに、当該測定用端子対を介して上記試料液側端子と上記参照液側端子との間の電位差を入力差として得る電位差測定用回路、および当該電位差測定用回路からの出力に基づいて上記電位差を測定する電位差測定器を備え、この電位差測定器による測定結果に基づき上記試料液の特定成分の濃度を定量する分析装置であって、
互いに絶縁され、かつ上記測定用端子対の一方の端子が接触させられる第１導体部および上記測定用端子対の他方の端子が接触させられる第２導体部が設けられたチェックプレートを、上記テストプレートに代えてセット可能であり、
上記測定用端子対を介して上記第１導体部と上記第２導体部との間に複数の基準電圧を選択的に印加可能な電圧供給手段を備え、
上記電位差測定用回路は、上記チェックプレートがセットされた状態において、上記電圧供給手段が上記測定用端子対を介して上記第１導体部と上記第２導体部との間に複数の基準電圧をそれぞれ印加し、個々の基準電圧に対して上記電位差測定器が上記第１導体部と上記第２導体部との間の電位差をそれぞれ測定し、それらの測定電位差の上記各基準電圧に対する差がそれぞれ所定の許容範囲にあるか否かにより検査可能に構成されていることを特徴とする、分析装置。
上記複数の基準電圧は、正の値、ゼロ、および負の値のうちの少なくとも２種類設定される、請求項１に記載の分析装置。
上記電圧供給手段は、レギュレータにより電圧値が制御された電源を含んでおり、上記各基準電圧は、上記電源から上記第１導体部に電圧を供給するとともに上記第２導体部をアースすることにより印加される、請求項１または２に記載の分析装置。
上記チェックプレートは、電気的不良の有無を検査の際に外部から組み込まれるものである、請求項１ないし３のいずれかに記載の分析装置。
上記チェックプレートは、装置内部に予め組み込まれたものである、請求項１ないし３のいずれかに記載の分析装置。
特定成分の濃度が未知の試料液およびそれが既知の参照液のそれぞれが点着され、かつ上記試料液の特定成分に接触する試料液側端子および上記参照液の特定成分に接触する参照液側端子を有するテストプレートがセット可能であり、当該テストプレートがセットされた状態において、上記試料液側端子に接触させる一方の端子と上記参照液側端子に接触させる他方の端子とを測定用端子対として備えるとともに、当該測定用端子対を介して上記試料液側端子と上記参照液側端子との間の電位差を入力差として得る電位差測定用回路、および当該電位差測定用回路からの出力に基づいて上記電位差を測定する電位差測定器を備え、この電位差測定器による測定結果に基づき上記試料液の特定成分の濃度を定量する分析装置において、上記電位差測定用回路の不良の有無を検査する方法であって、
上記分析装置は、互いに絶縁され、かつ上記測定用端子対の一方の端子が接触させられる第１導体部および上記測定用端子対の他方の端子が接触させられる第２導体部が設けられたチェックプレートを上記テストプレートに代えてセット可能であり、かつ、上記測定用端子対を介して上記第１導体部と上記第２導体部との間に複数の基準電圧を選択的に印加可能であるとともに、上記電位差測定器に対して上記複数の基準電圧を選択的に印加可能な電圧供給手段を備え、
上記チェックプレートがセットされた状態において、上記電圧供給手段により上記電位差測定器に対して上記基準電圧を印加して、当該電位差測定器による測定値が基準電圧値に対応するように校正するステップと、
上記電圧供給手段により上記測定用端子対を介して上記第１導体部と上記第２導体部との間に上記基準電圧を印加するステップと、
上記測定用端子対の間に生じる電位差を、上記電位差測定用回路を通じて上記電位差測定器により測定するステップと、
この測定電位を上記基準電圧と比較して、それらの差が所定の許容範囲にあるか否か判断するステップと、を備え、
これらのステップを、上記複数の基準電圧のそれぞれに対して個別に行うことを特徴とする、分析装置の検査方法。