JP6368536B2 - 自動分析装置および分析方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体試料の成分分析を行う自動分析装置および分析方法に関する。

フロー型検出器を含むフロー型分析装置は、複数の試料を連続的に繰り返し測定できることから、生体試料の臨床検査やプラント生産工程の検査など幅広い分野で使用されている。特に、血液や尿などの生体試料の臨床検査に使用される生化学自動分析装置においては、電解質（Ｎａイオン、Ｋイオン、Ｃｌイオン等）を分析する手法として、イオン選択電極（以下ＩＳＥ；Ｉｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を用いたイオン選択電極法が主流である。

イオン選択電極法は、電解質濃度に応じて電位が変動するイオン感応膜を利用して、比較電極とＩＳＥ間の電位差（起電力）を計測することで、試料中の電解質濃度を測定する。電位差を計測する為、ＩＳＥと比較電極が検体を通じて電気的に導通している必要がある。また、正確な電位差計測の為に、電気的なノイズ源から隔離されていることが必要である。

フロー型の電解質分析装置では、検体が入った容器から吸引ノズルで検体を吸引し、センサ部であるＩＳＥへ導入して電解質濃度の測定を行う。また、検体測定と検体測定の間に一点補正を行う為の内部標準液を測定する場合がある。このような電解質分析装置の流路構造を示す公知例として、特許文献１が挙げられる。

特開２０１３−２４７９９号公報

特許文献１に記載されているようなフロー型の電解質分析装置では、吸引ノズルで最初の試料（試料Ａ）を吸引した後、次の試料（試料Ｂ）を吸引する際に、ノズル先端から生じる前試料の液だれや、ノズル先端部に導入されている前検体が次検体と接触して試料を汚染することを防ぐことを目的とし、試料Ａを吸引した後に微量の空気を吸引することが一般的である。吸引された空気は、流路中においては、試料Ａと試料Ｂの間に生成された空気層（エアギャップ）という形で試料と共に移動する。

試料間にエアギャップが入る場合、以下のような課題があった。（１）ＩＳＥの特性上、溶液測定の合間にイオン感応膜が空気に露出すると、試料測定時の電位安定化に時間を要する為、分析高速化が困難であった。（２）電位計測時に流路内に気泡が残存した場合に、電気的なノイズが生じる場合がある。

上記課題を解決する為の、本願発明の構成は以下の通りである。

すなわち、液体に含まれる成分を測定するセンサ部と、気体及び容器に収容された液体を吸引するノズルと、前記ノズルと前記センサ部を連結する第一流路と、前記センサ部とポンプを連結する第二流路と、前記第一流路から分岐して前記第二流路あるいは前記ポンプに連結された第三流路と、前記ノズルにより吸引された流体を前記第一流路または前記第二の流路の何れに導入するかを切り替える切替部と、前記ノズルから吸引された液体を前記第一流路に導入し、前記ノズルから吸引された気体を前記第三流路に導入するよう前記切替部を制御する制御手部段と、を備えたことを特徴としている。

本実施の形態によれば、吸引ノズルの液だれや前検体による次検体の汚染を防止する為に吸引した気泡が感応膜に接触することによる電位不安定化が低減され、測定値の安定性が向上する。また、ＩＳＥと比較電極間の流路に気泡が残留し電気ノイズが発生するリスクを低減できる為、測定結果の信頼性向上につながる。

本発明の自動分析装置の一例である。 従来の電解質測定部の流路構成図である。 従来の電解質測定部の動作を説明する図である。 従来の電解質測定部の動作フロー図である。 本発明における電解質測定部の流路構成図である。（実施例１） 本発明における電解質測定部の動作を説明する図である。（実施例１） 本発明における電解質測定部の動作を説明する図である。（実施例１） 本発明における電解質測定部の動作フロー図である。（実施例１） 本発明における電解質測定部の流路構造の一例を示す図である。（実施例２） 本発明における電解質測定部の流路構成図である。（実施例３） 本発明における電解質測定部の動作フロー図である。（実施例３）

＜自動分析装置の構成＞
以下、実施例を図面を用いて説明する。

図１を用いて、本実施の形態に係る自動分析装置の全体構成および動作について説明する。図１は、この自動分析装置の全体構成の一例を示す概略構成図である。ここでは、生化学自動分析装置を例に説明する。
図１において、１はサンプルディスク、２は試薬ディスク、３は反応ディスク、４は反応槽、５はサンプリング機構、６は試薬分注機構、７は攪拌機構、８は測光機構、９は洗浄機構、１０はコンピュータ（ＰＣ）、１１は電解質測定部、１２は記憶装置、１３は制御部、１４は圧電素子ドライバ、１５は攪拌機構コントローラ、１６は試料容器、１７は円形サンプルディスク、１８は試薬ボトル、１９は円形試薬ディスク、２０は保冷庫、２１は反応容器、２２は反応容器ホルダ、２３は駆動機構、２４はサンプルプローブ、２５はサンプルプローブ支承軸、２６はサンプルプローブアーム、２７は試薬プローブ、２８は試薬プローブ支承軸、２９は試薬プローブアーム、３０は電解質測定用サンプリング機構、３１は固定部、３３はノズル、３４は上下駆動機構、３５は電解質測定用サンプルプローブ、３６は電解質測定用サンプルプローブ支承軸、３７は電解質測定用サンプルプローブアームである。
本実施の形態に係る自動分析装置は、主に、複数の試料容器１６が載置されるサンプルディスク１と、複数の試薬ボトル１８が載置される試薬ディスク２と、複数の反応容器２１が載置される反応ディスク３と、サンプルディスク１と反応ディスク３との近傍に設置されたサンプリング機構５と、試薬ディスク２と反応ディスク３との近傍に設置された試薬分注機構６と、反応ディスク３の近傍に設置された攪拌機構７、測光機構８、洗浄機構９、電解質測定部１１、および電解質測定用サンプリング機構３０等を有して構成される。
サンプルディスク１は、円形サンプルディスク１７上に、分析対象の試料（サンプルとも記す）を収容する複数の試料容器１６が円周上に並んで載置されている。このサンプルディスク１の近傍には、サンプリング機構５が設置されている。このサンプリング機構５は、該当する試料容器１６から試料を吸入し、この試料を該当する反応容器２１に吐出するサンプルプローブ２４がサンプルプローブ支承軸２５に固定されたサンプルプローブアーム２６に取り付けられている。
試薬ディスク２は、円形試薬ディスク１９上に、試薬を収納する複数の試薬ボトル１８が円周上に並んで載置されている。この試薬ディスク２には、保冷庫２０が設置されている。また、この試薬ディスク２の近傍には、試薬分注機構６が設置されている。この試薬分注機構６は、該当する試薬ボトル１８から試薬を吸入し、この試薬を該当する反応容器２１に吐出する試薬プローブ２７が試薬プローブ支承軸２８に固定された試薬プローブアーム２９に取り付けられている。
反応ディスク３は、複数の反応容器２１が保持される複数の反応容器ホルダ２２が円周上に並んで載置されている。この反応ディスク３には、反応槽４が設置されている。この反応ディスク３は、駆動機構２３により間欠回転可能となっている。また、この反応ディスク３の近傍には、攪拌機構７、測光機構８、洗浄機構９、電解質測定部１１、電解質測定用サンプリング機構３０等が設置されている。
攪拌機構７は、反応容器２１内の内容物（試料と試薬）を攪拌するための機構であり、圧電素子ドライバ１４、攪拌機構コントローラ１５等から構成される。測光機構８は、反応容器２１内の内容物を透過した透過光および内容物にて散乱した散乱光を測定するための機構であり、図示しない光源や検出器等から構成される。洗浄機構９は、反応容器２１内を洗浄するための機構であり、ノズル３３、上下駆動機構３４等から構成される。
電解質測定部１１は、試料の電解質測定を行うための装置であり、イオン選択電極や比較電極等から構成される。電解質測定用サンプリング機構３０は、試料を電解質測定部１１に分注するための機構であり、試料を吸入する電解質測定用サンプルプローブ３５が電解質測定用サンプルプローブ支承軸３６に固定された電解質測定用サンプルプローブアーム３７に取り付けられている。

＜従来の電解質測定装置＞
図２は、従来の電解質測定部の流路構成を示す図である。

吸引ノズル部２０１は樹脂製のチューブなどから成るＩＳＥ流路２０２を通じてＩＳＥ電極２１１に接続されている。ＩＳＥ電極２１１にはＮａ，Ｋ，Ｃｌのイオン濃度を測定するための電極膜を内蔵した三つのＩＳＥ電極が連結されており、吸引ノズル部２０１で吸引された液体はＩＳＥ流路２０２を連通して各ＩＳＥ電極に導入される。

吸引ノズル部２０１をプログラムされたタイミングで上下動作を行うことが出来るよう、モータ等の上下動駆動手段（図示せず）が設けられている。試料吸引時には吸引ノズル部２０１を下降させ、ノズル先端を試料容器２１３内の試料内に下降させ、シリンジポンプ２１０を駆動させることにより試料をＩＳＥ流路２０２内に導入する。吸引ノズル部２０１を上昇させて試料容器２１３からノズル先端を離した状態でシリンジポンプ２１０を駆動させることにより、流路内に空気を導入することが出来る。

比較電極液を収容した比較電極ボトル１４はＲＥＦ流路３を通じてＲＥＦ電極２１２と接続されている。

ＩＳＥ流路２０２とＲＥＦ流路２０３は液絡部２１７で接続され、シリンジポンプ２１０を経由して廃液容器２１５へ接続されている。

ＩＳＥ流路２のＩＳＥ電極２１１と液絡部２１７の間にはピンチ弁２０９が、ＲＥＦ流路２０３の比較電極ボトル１４とＲＥＦ電極２１２の間には電磁弁２０６が、液絡部２１７とシリンジポンプ２１０の間には電磁弁２０５が、シリンジポンプ２１０と廃液容器２１５の間には電磁弁２０７がそれぞれ設けられている。各電磁弁およびピンチ弁は制御用コンピュータによりプログラムされたタイミングで開閉し、シリンジポンプ２１０の吸引および吐出動作と同期させることで、流路内の液の流れを制御することが出来る。

従来の電解質測定部の基本的な動作は、（ａ）ＩＳＥ部充填動作、（ｂ）比較電極部充填動作、（ｃ）排出動作から構成される。以下、図３を用いてこの基本動作について説明する。

図３（ａ）はＩＳＥ部充填動作を示す流路図であり、ピンチ弁２０９および電磁弁２０５は開放された状態であり、電磁弁２０６および電磁弁２０７は閉鎖されている状態である。この状態でシリンジポンプ２１０のプランジャを引いて吸引動作を行うと、吸引ノズル部２０１先端からＩＳＥ流路２０２、ＩＳＥ電極２１１、液絡部２１７を通過してシリンジポンプへ試料または空気が吸引される。なお、吸引ノズル部２０１を試料容器内の液面の下方に下降させた状態（試料液中にノズル先端を導入した状態）でシリンジポンプを駆動することにより試料を吸引し、吸引ノズル部２０１の先端を液面よりも上昇させた状態（試料液面からノズル先端を離した状態）でシリンジポンプを駆動することにより空気を吸引する。吸引した試料および空気はＩＳＥ流路２０２を経由してＩＳＥ電極２１１に充填される。ＩＳＥ電極２１１を通過した試料および空気は、廃液流路２２０側に導入される。

図３（ｂ）は、比較電極部充填動作を示す流路図である。電磁弁２０５，２０６を開放し、電磁弁２０７とピンチ弁２０９を閉鎖する。この状態でシリンジポンプのプランジャを引いて吸引動作を行うと、比較電極液が比較電極液ボトル２１４からＲＥＦ流路２０３、比較電極１２へと順次充填される。ＲＥＦ電極２１２を通過した比較電極液は液絡部２１７を通じて廃液流路２２０に導入される。

図３（ｃ）は、排出動作を示す流路図である。電磁弁２０７を開放、電磁弁２０５を閉鎖した状態でシリンジポンプのプランジャを押して吐出動作を行うと、（ａ）ＩＳＥ部充填動作および（ｂ）比較電極部充填動作により、廃液流路２２０やシリンジポンプ内に蓄積された試料および比較電極液が廃液容器２１５へ吐出される。

ＩＳＥ部充填動作を実施した後に比較電極部充填動作を実施することにより、ＩＳＥ電極２１１に試料液が充填され、比較電極部１２に比較電極液が充填され、液絡部２１７で試料液と比較電極液が接触した状態となる。これによりＩＳＥ電極２１１とＲＥＦ電極２１２が導通した状態となり回路を形成する為、電圧計２１８を利用して比較電極を基準としたＩＳＥの電位差を計測することが出来る。電位差計測時には、吸引ノズル部２０１も回路の一部を成す為、電気ノイズ源となりうる試料溶液や装置から絶縁する為に、吸引ノズルは上昇し試料容器から離した状態を取る。

図４に、従来の電解質測定部１１の動作フローを示す。

試料容器２１３内に試料を充填した後（Ｓ４１）、ＩＳＥ部充填動作を実施して試料容器２１３より所定量の試料液を吸引ノズルからＩＳＥ流路２０２へ吸引する（Ｓ４２）。その後、比較電極部充填動作へ切り替え、所定量の比較電極液を比較電極液ボトル２１４からＲＥＦ流路２０３へ吸引した後（Ｓ４４）、電圧計２１８によりＩＳＥ電極２１１とＲＥＦ電極２１２間の電位差を計測し（Ｓ４５）、内部処理を経て測定濃度を算出する。なお、測定濃度の計算は以下のネルンストの式により行う。
〔式１〕 Ｅ＝Ｅ０＋ＲＴ／ｎＦ・ｌｎ（ｆ・Ｃ）
Ｅ：起電力、Ｅ０：基準電位、Ｒ：気体定数、Ｔ：絶対温度、ｎ：イオンの電荷数、Ｆ：ファラデー定数、ｌｎ：自然対数、ｆ：活量係数、Ｃ：イオンの濃度
なお、ＲＥＦ電極１２は毎回、一定の電解質濃度を持つ比較電極液と接触する為、常に一定の基準電位Ｅ０を生じる。よって、ＲＥＦ電極の電位を基準電位Ｅ０としたＩＳＥ電極の電位を計測することができ、試料溶液中のイオン（電解質）濃度Ｃを算出することが出来る。

濃度測定が終了した後、プログラムされたタイミングで廃液動作を行い、シリンジポンプ２１０内の廃液を排出し（Ｓ４６）、プランジャ位置を復帰する。その後、次の試料を測定するために再びＳ４１へ戻り、試料容器２１３内の試料を入れ替え、次の試料に対してＩＳＥ部充填動作を開始する。自動分析装置では、上記の動作を測定試料の数だけ繰り返し行うことで複数の試料に対する連続的な繰り返し測定を可能としている。

なお、電位差測定に影響を及ぼすレベルのノイズを生じない範囲であれば、試料容器内の試料入れ替え動作（Ｓ４１）や排出動作（Ｓ４６）は、他の動作と並行して実行してもよい。

なお、複数の試料を連続して測定する場合、吸引ノズル先端まで一回目の試料（以下、試料Ａと称する）が充填された状態で、吸引ノズル部２０１が上下動すると、上下駆動時の振動や、ピンチ弁２０９閉鎖時の流路内圧の変動により、試料Ａがノズル先端から落下（以下、ぼた落ちと称する）し、試料容器２１３内の次検体（以下、試料Ｂと称する）や内部標準液の汚染の原因となる可能性があった。

このぼた落ちを防ぐ方法として、Ｓ４２のＩＳＥ部充填動作後に、吸引ノズル部２０１を上昇させ、吸引ノズル部２０１先端が試料液の液面より上にある状態でシリンジポンプを駆動させ、吸引ノズル先端に空気領域（以下、エアギャップと称する）を作成する（Ｓ４３）。作成するエアギャップの量を、ＩＳＥ部に到達しない量の範囲で、ぼた落ちが生じない量とすることで、電位差計測に影響を与えない範囲でぼた落ちを防ぐことができる。

しかしながら、試料Ａを測定後に試料Ｂを吸引すると、試料Ａと試料Ｂの間に作成されたエアギャップがＩＳＥ電極２１１を通過し、ＩＳＥ電極２１１の感応膜がエアギャップと接触する。一般的にＩＳＥ法では、溶液測定の合間に感応膜が空気に接触すると、測定電位が一時的に不安定となり、その後に溶液に接触したとしても測定電位が安定化するまでに時間がかかることが知られている。

従来の電解質測定装置では、エアギャップ通過による電位不安定化の影響を低減する為に、エアギャップ通過後、電位計測を行うまでの時間を調整する（長くする）ことで、電位が安定したタイミングで計測するなどの対策を取っているが、安定化する為の時間調整が要求されることから装置設計上の制限となっていた。また、装置の振動や流路内の微小な凹凸等の要因でエアギャップが流路内で***して、意図せず電位計測のタイミングで流路内にエアギャップが残存してしまった場合には、測定電位にノイズを生じて正確な測定が出来ない可能性が考えられる為、***したエアギャップを排出出来るように十分量の試料を吸引する必要があり、使用する試料量の低減が困難であるなどの課題があった。

＜本発明の第一実施例＞
本実施例では、エアギャップ除去流路を備えた電解質測定装置の例を説明する。図５に、本実施例の第一の実施の形態にかかわる電解質測定部の構成図の例を示す。

本実施の形態では、ＩＳＥ電極２１１の上流に吸引ノズル部２０１とシリンジポンプ２１０を繋ぐエアギャップ除去流路２０４と、エアギャップ除去流路２０４上に設置された電磁弁２０８を設置しており、基本動作として従来の動作フローに加えて（ｄ）エアギャップ除去動作を有している。

図６Ａ及び図６Ｂを用いて、本実施の形態における基本動作を説明する。基本動作は（ａ）ＩＳＥ部充填動作、（ｂ）比較電極部充填動作、（ｃ）排出動作、（ｄ）エアギャップ除去動作の４つからなる。

（ａ）〜（ｃ）動作は従来の電解質測定部における基本動作と同様に実行する。（ｄ）エアギャップ除去動作は、試料Ａの測定が完了した後、試料容器２１３中の試料を次試料である試料Ｂに入れ替え、吸引ノズル部２０１を下げて試料Ｂ内へ吸引ノズル先端を導入した状態で実施する。吸引ノズル部２０１先端に作成されたエアギャップをエアギャップ除去流路２０４に導入するため、電磁弁２０８を開放し、電磁弁２０５，７およびピンチ弁２０９を閉鎖した状態で、シリンジポンプを駆動させてエアギャップを除去する。エアギャップ除去動作完了後は、吸引ノズル先端を試料Ｂ内へ導入した状態のまま、ＩＳＥ部充填動作を実行することで、ＩＳＥ部充填動作により吸引ノズルから吸引された試料ＢはＩＳＥ電極２１１へ導通される。以上より、気泡除去動作を実行することにより、ＩＳＥ電極２１１にエアギャップが通過することなく試料Ｂの導入が可能となる。

図７に本実施例における動作フローを例示する。

試料容器内に試料を導入した後（Ｓ７１）、吸引ノズル部２０１先端を試料容器２１３内に導入し、エアギャップ除去動作を実行することで（Ｓ７２）、前回の試料測定の際に吸引ノズル部２０１の先端に吸引されたエアギャップをエアギャップ除去流路２０４に除去する。その後、ＩＳＥ部充填動作へ動作を切替えて所定量の試料を吸引した後（Ｓ７３）、吸引ノズル先端に再びエアギャップを作成した後（Ｓ７４）、比較電極部充填動作へ切り替える（Ｓ７５）。電圧計２１８によりＩＳＥと比較電極間の電位差を計測した後（Ｓ７６）、排出動作を実施する（Ｓ７７）。次に測定すべき試料がある場合には、試料容器２１３内の試料を入れ替えた後に、再度気泡除去動作を実行する。以降、測定する試料の数上記フローを繰り返し実行する。なお、前回試料測定時に作成したエアギャップが流路内に無い場合（例えば、初回測定の場合）には、エアギャップ除去動作（Ｓ７２）を省略することが可能である。

エアギャップ除去に必要なシリンジポンプ駆動量は、前回測定時に吸引したエアギャップ量、吸引ノズル部２０１先端からエアギャップ除去流路入口２１９までの距離、試料の吸引スピード等に基づいて決定される。このシリンジポンプ吸引量により、気泡除去動作とＩＳＥ部充填動作の切替タイミングが決定される。

＜本発明の第二実施例＞
本実施例では、吸引ノズルから吸引した流体をエアギャップ除去流路２０４およびＩＳＥ流路２０２へと連通するノズル直結分岐流路２１１の形状について規定した実施例について説明する。

内径が一定の流路に満たされた流体を一定の流速で吸引した場合、流路内壁付近と流路中心付近では移動速度が異なる。一般に流路内壁付近では、流路中心に比べて流体の移動速度は遅い。そのため、液体が移動する流路内にエアギャップが存在する場合、空気は水に比べて弾性率が小さい為、流路内壁付近と中心付近の速度の差によりエアギャップの領域が変形・***する可能性がある。さらに、移動速度が速いほどエアギャップに働く力が大きくなるため、***する可能性が高まる。また、流路内壁に結合部やコネクタ等の段差が存在する場合、移動中のエアギャップが段差による衝撃で***する可能性も考えられる。

気泡の***を回避し、効果的に気泡を除去する為の、流路構造の例を図８に示す。エアギャップ除去流路２０４へ連通する分岐部（エアギャップ除去流路入口）は、ＩＳＥ流路２０２へ連通する流路に対して垂直方向上側に設けられている。これにより、流路内を流れるエアギャップはエアギャップ除去流路２０４に導入されやすくなる。

一般的なＩＳＥ流路２０２の流路内径ｄはφ０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであり、エアギャップ除去流路２０４の流路内径ＤはＩＳＥ流路２０２の内径Ｄよりも大きいφ１．１ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲とするのが望ましい。また、ノズル直結分岐流路２１１の内壁に段差が存在することでエアギャップが***することを防ぐ為に、吸引ノズル部２０１の先端からエアギャップ除去流路入口２１９の間はコネクタ等の段差が無いよう、一体成型することが望ましい。さらに、吸引ノズル部２０１からＩＳＥ流路２０２へ至る流路内壁は滑らかに形成されているのが望ましく、曲げ領域については緩やかなカーブを描くように形成されている。

ノズル直結分岐流路２１１を上記のような形状とすることにより、エアギャップ除去流路２０４の内径ＤがＩＳＥ流路２０２の内径ｄよりも太いために、シリンジポンプのプランジャ動作速度が同一であっても、エアギャップ除去流路２０４に導入された試料およびエアギャップの移動速度が遅くなり、***し難くなる。また、毛細管現象により、内径の細いＩＳＥ流路２０２へエアギャップが導入されにくくなる。

本実施の形態によれば、連続的に複数の試料を測定する場合であっても、エアギャップがＩＳＥ部へ導入されないため、ＩＳＥ電極２１１の感応膜とエアギャップが接触することにより測定電位が不安定となる状態を防ぎ、連続計測が可能となる。また、ＩＳＥ流路２０２内に残存したエアギャップが電位計測時にＩＳＥ部に混入することによるノイズが発生するリスクが低減可能である。

本実施例における一つの実施の形態では、エアギャップ除去流路入口２１９は、吸引ノズル部２０１先端から４０ｍｍの位置に設置されている。吸引ノズル部２０１先端からＩＳＥ流路２０２へ接続される流路の流路内径はφ０．８ｍｍであるのに対して、エアギャップ除去流路２０４およびエアギャップ除去流路口１９の内径はφ１．６ｍｍであり、エアギャップ除去流路２０４はＩＳＥ流路２０２よりも大きい内径を持つ。ＩＳＥ流路２０２が接続される末端までの距離はおよそ６０ｍｍである。また、液だれを防ぐ為のエアギャップを作成するために吸入する空気の量は１０μＬである。

試料Ａを測定した後に１０μＬの空気を吸引し、エアギャップを作成する。このとき、吸引ノズル部２０１の先端からおよそ２０ｍｍの区間にわたってエアギャップが存在し、その下流に初回試料ＡがＩＳＥ流路２０２内に満たされている状態である。

この状態で、吸引ノズル部２０１先端を試料Ｂが収容された試料容器２１３内へ導入し、エアギャップ除去動作を実行しながらシリンジポンプを駆動させる場合、吸引ノズル部２０１先端に生成されたエアギャップをＩＳＥ流路２０２から除去する為に必要な吸引体積量は、２１μＬである。したがって、本実施例においては、エアギャップ除去動作において、最低２１μＬの体積を吸引した後に、ＩＳＥ部充填動作へ切り替えればよい。

各流路の内径や、エアギャップ除去流路入口２１９の接続位置などが異なる場合には、上記方法でシリンジポンプの吸引量を算出することが出来る。各流路内径やエアギャップ除去流路入口２１９の設置位置などの条件により、気泡の変形や***の影響を考慮して吸引体積量を設定してもよい。

＜本発明の第三実施例＞
本実施例では、気泡検出器によりエアギャップの存在を検知し、除去する分析装置の例を説明する。図９は、本実施例の第三の実施の形態にかかわる装置の構成例を示す図である。

本実施の形態では、吸引ノズル部２０１先端からエアギャップ除去流路入口２１９の間に気泡検出器２１６を備える。すなわち、気泡検出器２１６はエアギャップ除去流路２０４とＩＳＥ流路２０２へ繋がる流路の分岐部よりも上流側に設置される。

気泡検出器２１６としては、例えばノズルの一部または全体を光透過性の材料で形成し、流路外部から光学的に流路内のエアギャップの有無を検出する光学的原理に基づく検出器の他、コールターカウンターのように流路内の電気抵抗測定によりエアギャップ有無を検出する電気的原理に基づく検出器であってもよい。検出器は流路内でエアギャップの***を生じさせる段差や振動を生じない構成で有ればその他の方式による検出器であってもよい。

図１０に本実施例における動作フローの例を示す。

実施例１と同様の動作フローにより、試料容器内の試料入れ替え（Ｓ１０１）、エアギャップ除去動作（Ｓ１０２）を実施する。エアギャップ除去動作（Ｓ１０２）を実施している間、気泡検出器２１６がエアを検出したか否かを監視する（Ｓ１０３）。気泡検出部１６がエアを検出している場合は、エアギャップが通過している状態であると判断して、エアギャップ除去動作を継続する。

気泡検出器２１６でエアを検出しない場合、エアギャップはすでに気泡検出部１６のある領域を通過していると判断し、エアがある状態から無い状態に検出状態が切り替わった時点において、気泡検出器２１６からエアギャップ除去流路入口２１９の間にある体積量をエアギャップ除去流路２０４へ吸引した後に、エアギャップ除去動作からＩＳＥ部充填動作へ切り替える（Ｓ１０４）。ＩＳＥ部充填動作が完了した後は、実施例１と同様に、エアギャップ作成動作（Ｓ１０５）、比較電極部充填動作（Ｓ１０６）、電位差計測（Ｓ１０７）、排出動作（Ｓ１０８）を実行する。

本実施の形態によれば、予期しない要因によりエアギャップの***や混入が発生した場合であっても、エアギャップ除去流路２０４へ確実に除去することが可能となり、より高い信頼性を確保した測定を実現することが可能となる。これにより、エアギャップの体積変化を考慮して第三の吸引動作により吸引する量に広い裕度を設ける必要がなく、最小限の動作時間と試料量による分析が行うことが出来、測定時間の短縮と試料量の低減が可能となる。

１ サンプルディスク
２ 試薬ディスク
３ 反応ディスク
４ 反応槽
５ サンプリング機構
６ 試薬分注機構
７ 攪拌機構
８ 測光機構
９ 洗浄機構
１０ コンピュータ（ＰＣ）
１１ 電解質測定部
１２ 記憶装置
１３ 制御部
１４ 圧電素子ドライバ
１５ 攪拌機構コントローラ
１６ 試料容器
１７ 円形サンプルディスク
１８ 試薬ボトル
１９ 円形試薬ディスク
２０ 保冷庫
２１ 反応容器
２２ 反応容器ホルダ
２３ 駆動機構
２４ サンプルプローブ
２５ サンプルプローブ支承軸
２６ サンプルプローブアーム
２７ 試薬プローブ
２８ 試薬プローブ支承軸
２９ 試薬プローブアーム
３０ 電解質測定用サンプリング機構
３１ 固定部
３３ ノズル
３４ 上下駆動機構
３５ 電解質測定用サンプルプローブ
３６ 電解質測定用サンプルプローブ支承軸
３７ 電解質測定用サンプルプローブアーム
２０１ 吸引ノズル部
２０２ ＩＳＥ流路
２０３ ＲＥＦ流路
２０４ エアギャップ除去流路
２０５，２０６，２０７，２０８ 電磁弁
２０９ ピンチ弁
２１０ シリンジポンプ
２１１ ＩＳＥ電極
２１２ ＲＥＦ電極
２１３ 試料容器
２１４ 比較電極液ボトル
２１５ 廃液容器
２１６ 気泡検出器
２１７ 液絡部
２１８ 電圧計
２１９ エアギャップ除去流路入口
２２０ 廃液流路
２２１ ノズル直結分岐流路

Claims (9)

1. イオン感応膜を有するＩＳＥ電極と、
   検体を収容する容器から該検体を吸引するノズルと、
   前記ノズルと前記ＩＳＥ電極を連結する第一流路と、
   前記ＩＳＥ電極とポンプを連結する第二流路と、
   前記第一流路から分岐して前記ポンプに連結される第三流路と、
   前記ポンプにより吸引する流路を前記第一流路と前記第三流路の間で切り替える切替部と、
   前記検体を前記第一流路に導入した後、前記ノズルから吸引された気体を前記第三流路に導入するよう前記切替部を制御する制御部と、を備え、
   前記第三流路の断面積は、前記第一流路の断面積よりも大きい、自動分析装置。
2. 前記ノズルを前記容器に対して上下に駆動させるノズル駆動部を備え、
   前記制御部は、
   前記ノズルを前記容器内の検体に浸漬させて該検体を吸引し前記ＩＳＥ電極へ導入する第一の吸引動作と、
   前記ノズルを前記容器内の検体に浸漬させずに気体を吸引する第二の吸引動作と、
   吸引した気体を前記第三流路へ導入する第三の吸引動作と、を有し、
   前記第一の吸引動作を実行する前に前記第三の吸引動作を実行するよう、前記切替部、前記ポンプ、及び、前記ノズル駆動部の動作を制御する、請求項１記載の自動分析装置。
3. 前記第三流路は、前記第一流路に対して重力方向上向きに分岐して連結されている、請求項１又は２に記載の自動分析装置。
4. 前記ノズル、及び、前記第三流路への分岐部を一体的に形成した部材を有する、請求項１乃至３何れか一に記載の自動分析装置。
5. 前記第三流路への分岐部と前記ノズル先端との間に気体の有無を検出する検出器を備える、請求項１乃至４何れか一に記載の自動分析装置。
6. 前記制御部は、前記検出器で気体の存在を検出したタイミングに基づいて、前記切替部を制御する、請求項５記載の自動分析装置。
7. ＩＳＥ電極を用いて、連続的に検体を分析する分析方法において、
   前記ＩＳＥ電極に連結された第一流路に第一検体を導入する第一検体導入工程と、
   前記ＩＳＥ電極に導入された前記第一検体中の成分を分析する分析工程と、
   測定が完了した第一検体を前記ＩＳＥ電極から排出する排出工程と、
   連続的に測定する第二検体を前記第一流路に導入する第二検体導入工程と、を有し、
   前記第一検体導入工程の後、前記第二検体導入工程を実施する前に、前記第一流路に気体を導入する気体導入工程と、前記第一流路に導入された気体を該第一流路から分岐した第二流路を介して前記第一流路から除去する気体除去工程と、を有し、
   前記第二流路の断面積は、前記第一流路の断面積よりも大きい、分析方法。
8. 前記第二流路は、前記第一流路に対して重力方向上向きに分岐して連結されている、請求項７記載の分析方法。
9. 前記第一流路内に気体があるか否かを判断する判断工程を有し、
   前記判断工程により気体があると判断された場合に前記気体除去工程を実施する、請求項７又は８に記載の分析方法。