JP6850155B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、血液や尿等の生体試料の定量・定性分析を行う自動分析装置に関する。

分注プローブの試料等吸引高さの相違に関係なく、試料等の分注精度を向上可能な自動分析装置を実現することを目的として、特許文献１には、試料分注プローブと、試薬分注プローブと、試料と試薬の反応液を分析する分析部とを有し、上記試料容器又は試薬容器から、試料又は試薬分注プローブで所定量の試料又は試薬を吸引する時の試料又は試薬分注プローブの高さ方向停止位置を検出し、検出した高さ方向停止位置に応じて、試料又は試薬分注プローブの試料又は試薬吸引量、試料又は試薬吐出量を補正させることが記載されている。

また、ノズルの移動に起因した流路形状の変化による、微量液体試料の吸引量再現性の低下を回避できる自動分析装置の一例として、特許文献２には、少なくともノズルが液体保持容器に挿入される際に、ノズルから検出部に至るまでの位置関係を固定したままで、一連の分析サイクルを実行する自動分析装置が記載されている。

特開２０１３−５４０１４号公報 特開２００８−５８１２７号公報

血液や尿等の生体試料（以下、試料と称する）に含まれる特定成分の定量・定性分析を行う自動分析装置は、分析結果の再現性が高く、また、処理速度が速いことから、現在の診断等には欠かせないものとなっている。

自動分析装置で用いられる測定方法としては、試料中の分析対象成分と反応することによって反応液の色が変わるような試薬を用いる分析方法（比色分析）や、試料中の分析対象成分と直接あるいは間接的に特異的に結合する物質に標識体を付加した試薬を用い、標識体をカウントする分析方法（免疫分析）などが知られている。自動分析装置では、試料容器に収容された試料、及び試薬容器に収容された試薬を反応容器に分注し、混合することにより分析を行っている。

近年、自動分析装置では、試薬消費量の低減によるランニングコスト低減が求められている。このため、試料と試薬の比率を維持しつつ反応液量を低減させるために、特に試料分注量の低減化が行われている。よって、微量分注においても精度を保つことがデータ信頼性の重要なファクタになっており、様々な工夫が施されている。

ここで、試料や試薬を吸引するノズルにおいて、ノズルが試料や試薬を吸引するときの高さが試料容器、試薬容器ごとに異なるとする。この場合、例えば、圧力による流体と流路の弾性変形などの条件に差が生じ、反応容器へ試料や試薬を吐出する直前のノズル先端の気泡量に違いが生じ、結果として試料や試薬の吐出量に差が発生する。今後試料分注量の低減化が更に進んでいくと、上述のような試料吸引時の試料ノズル高さが試料毎に違うことによる吐出量の違いは無視出来なくなる課題となることが考えられる。

このような問題に対し、上述した特許文献１は、試料吸引時のプローブ先端の高さに応じて試料を吸引、吐出するために使用するシリンジの動作量を変えて、高さの違いから生じる試料吐出量の差を補正する方法を提案している。また、上述した特許文献２は、ノズルが反応液を吸引するときの条件を揃えることを目的に、固定したノズル位置に対して反応容器を移動させて、試料を吸引する方法を提示している。

しかしながら、特許文献１の方法では、シリンジの動作による補正では誤差が試料用ポンプの動作分解能以下の場合にはうまく補正することが出来ない、との問題がある。また、試料の高さによって流路の弾性変形などの条件に差が生じることで吐出量が変化する可能性があるが、この変化を補正することが難しい、との問題がある。

また、特許文献２の方法では、ラックの底に穴等が無い場合には底を持ち上げることが出来ない、との問題がある。また、ラックの横から試薬容器を持ち上げる場合には試薬容器の様々な形状に対応することが難しい、との問題がある。更に、試薬容器毎に掴む、上昇、下降、離すという動作を行わなければならず、処理に時間がかかってしまう、との問題がある。

本発明は、試料吸引時の試料ノズル高さが試料毎に違うことによる吐出量の変化を従来に比べて抑制することが可能な自動分析装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、反応容器に試料と試薬を各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定する自動分析装置であって、前記試料を保持する試料容器から前記試料を前記反応容器に分注する試料分注プローブと、前記試料容器を複数保持する搬送部材を水平方向および垂直方向に移動させる搬送部と、前記試料容器中の試料の液面高さを検出する検出器と、前記検出器で検出された液面高さに基づいて、前記試料を吸引する際の前記試料分注プローブの先端の鉛直方向高さ方向の位置を異なる試料容器間で同じとするように前記搬送部を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、試料吸引時の試料ノズル高さが試料毎に違うことによる吐出量の変化を従来に比べて抑制することができ、試料等分注量が微量な場合でも分析精度を向上させることができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

本実施例に係る自動分析装置の全体構成の概略を示す図である。 本実施例の自動分析装置の試料分注機構の構成を示す図である。 自動分析装置で用いられる試料容器と試料液面高さの一例を示す図である。 本実施例における試料吸引時の試料ノズル先端の高さを一定に保つための構成の概略を示す図である。 本実施例における試料吸引時の試料ノズル先端の高さを一定に保つための構成の他の一例の概略を示す図である。 本実施例の自動分析装置における試料吸引動作前後の試料容器の動作のフローを示す図である。 本実施例の自動分析装置における基準位置に対する試料液面高さを示す図である。 本実施例の自動分析装置における試料分注時のラック底面位置の時間変化を示す図である。

本発明の自動分析装置の実施例を、図１乃至図８を用いて説明する。まず自動分析装置の全体構成について図１を用いて説明する。図１は本実施例に係る自動分析装置の全体構成を概略的に示す図である。

図１において、自動分析装置１００は、試料搬送機構１９と、試薬ディスク１１と、反応容器２と、反応ディスク１と、試料分注機構１３，１４と、試薬分注機構７，８，９，１０と、撹拌機構５，６と、分光光度計４と、洗浄機構３と、洗浄槽１５，１６と、試薬用ポンプ２０と、試料用ポンプ２１と、洗浄用ポンプ２２と、制御部２３とから概略構成されている。

試料搬送機構１９は、分析対象の試料を収容した試料容器１７を１つ以上搭載したラック（搬送部材）１８を搬送する。試薬ディスク１１は、試料の分析に用いる試薬を収容した試薬ボトル１２を複数周方向に並べて配置している。反応ディスク１は、試料と試薬とを混合して反応させる反応容器２を複数周方向に並べて配置している。試料分注機構１３，１４は、試料搬送機構１９により試料分注位置に搬送された試料容器１７から反応容器２に試料を分注する。その詳細は後述する。試薬分注機構７，８，９，１０は、試薬ボトル１２から反応容器２に試薬を分注する。撹拌機構５，６は、反応容器２に分注された試料と試薬の混合液（反応液）を攪拌する。分光光度計４は、光源４ａから反応容器２の反応液を介して得られる透過光を測定することにより、反応液の吸光度を測定する。洗浄機構３は、使用済みの反応容器２を洗浄する。試料ノズル洗浄槽１５，１６は、試料分注機構１３，１４の稼動範囲に配置されており、試料ノズル１３ａ，１４ａを洗浄水により洗浄する。

制御部２３は、コンピュータ等から構成され、自動分析装置１００内の各機器・機構の動作を制御することで自動分析装置１００の全体の動作を制御するとともに、試料中の所定の成分の濃度を求める演算処理を行う。

以上が自動分析装置１００の全体的な構成である。なお、図１においては、図示の簡単のため、自動分析装置１００を構成する各機構と制御部２３との接続は一部省略して示している。

上述のような自動分析装置１００による検査試料の分析処理は、一般的に以下の順に従い実行される。

まず、試料搬送機構１９によって反応ディスク１近くに搬送されたラック１８の上に載置された試料容器１７内の試料を、試料分注機構１３，１４の試料ノズル（試料分注プローブ）１３ａ，１４ａにより反応ディスク１上の反応容器２へと分注する。次に、分析に使用する試薬を、試薬ディスク１１上の試薬ボトル１２から試薬分注機構７，８，９，１０により先に試料を分注した反応容器２に対して分注する。続いて、撹拌機構５，６で反応容器２内の試料と試薬との混合液の撹拌を行う。

その後、光源４ａから発生させた光を撹拌後の混合液の入った反応容器２を透過させ、透過光の光度を分光光度計４により測定する。分光光度計４により測定された光度を、Ａ／Ｄコンバータおよびインターフェイスを介して制御部２３に送信する。そして制御部２３によって演算を行い、血液や尿等の液体試料中の所定の成分の濃度を求め、結果を表示部（図示省略）等にて表示させるとともに、記憶部（図示省略）に記憶させる。

次に、試料分注機構１３，１４の構成について図２を参照して説明する。図２は、試料分注機構１３，１４の構成図である。

図２において、試料分注機構１３，１４は、その先端を下方に向けて配置された円筒状の試料ノズル１３ａ，１４ａを有している。試料ノズル１３ａ，１４ａには、試料用ポンプ２１が接続されている。試料分注機構１３，１４は、水平方向への回転動作及び上下動作が可能なように構成されており、試料ノズル１３ａ，１４ａを試料容器１７に挿入して試料を吸引し、試料ノズル１３ａ，１４ａを反応容器２に挿入して試料を吐出することにより、試料容器１７からから反応容器２への試料の分注を行う。また、試料分注機構１３，１４は、試料ノズル１３ａ，１４ａを反応容器２に挿入して試料（又は、反応液）を吸引し、他の反応容器２に吐出することにより、反応容器２間での試料（又は、反応液）の分注を行う。

試料分注機構１３，１４は、鉛直方向に延びた試料ノズル１３ａ，１４ａを保持する分注アーム２７と、分注アーム２７を自動分析装置１００のベース３３に対して上下方向，水平方向および回転方向に駆動する上下機構２４，水平機構２６および回転機構２５の各機構が設置されている。また、試料ノズル１３ａ，１４ａと試料用ポンプ２１との間には、試料ノズル１３ａ，１４ａと接続された可撓チューブ２９と、可撓チューブ２９の一端を保持し、固定流路３０と連結させる固定具３１と、ベース３３に設置され、固定具３１を保持する支持具３２とが設けられている。固定流路３０の他端側には、システム水３６を試料ノズル１３ａ、１４ａに供給するためのシリンジポンプ３４と電磁弁３５とが設けられている。

また、試料分注機構１３，１４には、液面検知器２８が各々配置されている。この液面検知器２８は、例えば、試料ノズル１３ａ，１４ａの静電容量変化を検知して、試料ノズル１３ａ，１４ａの先端部が液面等に接触したことを静電容量の変化により検知する。

次に、図２を用いて試料分注機構１３，１４の動作を詳細に説明する。

図２において、試料を吸引する前には試料用ポンプ２１から固定流路３０、可撓チューブ２９を介して試料ノズル１３ａ，１４ａまでの間の流路はシステム水３６で満たされており、試料ノズル１３ａ，１４ａの先端には分節空気として微量の空気が吸引されている。

水平機構２６および回転機構２５により分注アーム２７の試料ノズル１３ａ，１４ａが試料容器１７の真上に来た後、上下機構２４により分注アーム２７が下降し、試料ノズル１３ａ，１４ａの先端が試料容器１７の中の試料に挿入される。このとき、液面検知器２８により試料液面位置が検知され、試料ノズル１３ａ，１４ａの先端が試料中に数ｍｍ浸漬して停止される。シリンジポンプ３４が吸引動作して、一定量の試料が試料ノズル１３ａ，１４ａに吸引される。

その後、上下機構２４により試料ノズル１３ａ，１４ａは上昇し、試料ノズル１３ａ，１４ａはホームポジションで停止する。試料ノズル１３ａ，１４ａのホームポジションは、試料容器１７や反応容器２の上端側より高く、分注アーム２７の回転動作が妨げられない高さとする。

試料ノズル１３ａ，１４ａの上昇停止後、回転機構２５により分注アーム２７を回転させ、試料ノズル１３ａ，１４ａを反応ディスク１上の位置に移動させる。

その後、上下機構２４により分注アーム２７を下降させ、試料ノズル１３ａ，１４ａの先端を反応容器２内に挿入し、シリンジポンプ３４を吐出動作させ、試料ノズル１３ａ，１４ａから試料を吐出させる。反応容器２内に一定量の試料を吐出した後、試料ノズル１３ａ，１４ａは上下機構２４により上昇し、試料ノズル１３ａ，１４ａの洗浄槽１５，１６により試料ノズル１３ａ，１４ａが洗浄され、次の分析に備える。

次いで、ラック１８に保持される試料容器１７や試料容器１７に保持された試料の様子について図３を用いて説明する。図３は、ラック１８に搭載された試料容器１７の概要と試料容器１７に保持された試料５６の液面５７の高さの例を示す図である。

図３において、試料容器１７には、何通りかの形状のものが存在し、組み合わせて使用する場合もある。例えば、ラック１８の上面に設置するカップタイプの試料容器１７ａや、ラック１８底に設置する試験管タイプの試料容器１７ｂ，１７ｃ、さらに試料容器１７ｂ，１７ｃ上面に試料容器１７ａを設置して使用する場合等がある。

このように試料容器には様々な形状と組み合わせた使用方法があるため、使う試料容器１７の種類や装置運用の仕方によって、試料５６の液面５７の高さはまちまちになる。

また、試料吸引直後の試料ノズル１３ａ，１４ａの先端の高さと試料吐出直前の試料ノズル１３ａ，１４ａ先端の高さとの差によって、試料吐出直前の試料ノズル１３ａ，１４ａの先端の試料が吸引直後の状態と比較して凹または凸の状態となる。試料吐出時の試料ノズル１３ａ，１４ａの先端の高さが固定である場合（すなわち、反応容器２への試料吐出時の高さが一定である場合）、試料容器１７の試料５６の液面５７の高さの違いによる試料吸引時の試料ノズル１３ａ，１４ａ先端高さの違いが、試料吐出量の差に繋がる。また、可撓チューブ２９及び固定流路３０の内径、材質、長さなどによっても吐出量の差は変化する。

このような吐出量に差が生じることは、上述のように、微量分注において課題となりうる。この吐出量に差が生じることを抑制するための構成について図４および図５を用いて以下説明する。図４は試料吸引時の試料ノズル１３ａ，１４ａ先端の高さを一定に保つための構成の一例を概略的に示す図であり、本発明の要部である。

図４において、試料容器１７を少なくとも１つ以上保持するラック１８を水平方向および垂直方向に移動させるために、自動分析装置１００は、試料吸引位置より手前の位置で試料容器１７内の試料５６の液面５７の高さを測定する試料液面高さ検知器（検出器）３８と、試料分注機構１３，１４による試料分注位置における試料液面高さを垂直方向に移動可能な水平垂直移動機構（搬送部）４１を有している。このような自動分析装置１００では、試料５６を吸引する際に、異なる試料容器１７間で試料５６の液面５７の高さが同じとなるように、試料液面高さ検知器３８で検出された液面５７の高さの情報に基づいて、制御部２３により水平垂直移動機構４１の動作が制御される。

垂直方向に移動可能な水平垂直移動機構４１は、ラック１８を水平方向に移動可能な機構ごと垂直方向に移動することが出来るものであり、ラック１８を水平方向に移動させる水平方向移動機構４１ａと、水平方向移動機構４１ａ自体を垂直方向に移動させる垂直方向移動機構４１ｂとから構成される。

水平方向移動機構４１ａは、ラック１８を水平方向に移動させる搬送ベルト４３ａ、モータ４２ａの駆動力を搬送ベルト４３ａに伝達するプーリ４４ａ、ラック１８を搬送ベルト４３ａからずれないように支える固定治具１８ａをガイドするリニアガイド４５ａを有する。

垂直方向移動機構４１ｂは、水平方向移動機構４１ａを垂直方向に移動させる駆動源となるモータ４２ｂ、モータ４２ｂの駆動力を水平方向移動機構４１ａに伝達するベルト４３ｂよびプーリ４４ｂ、水平方向移動機構４１ａをガイドするリニアガイド４５ｂを有する。

このような自動分析装置１００では、ラック１８は以下のように搬送される。試料容器１７内の試料５６の液面５７の高さを測定する試料液面高さ検知器３８により液面５７の高さが測定される。その後、ラック１８は、試料搬送機構１９上から水平垂直移動機構４１上に移動し、水平垂直移動機構４１内の搬送ベルト４３ａにより試薬吸引位置へ移動する。試料吸引位置では、試料５６の液面５７の高さが異なる試料容器１７間で同じとなるように、試料液面高さ検知器３８で検出された液面５７の高さの情報に基づいて垂直方向移動機構４１ｂによりラック１８を垂直方向に移動させ、試料吸引が行わる。ラック１８内の全試料容器１７の吸引動作が終了した後、水平垂直移動機構４１のラック搬送面の高さが試料搬送機構１９のラック搬送面の高さと揃う位置まで水平垂直移動機構４１が移動し、ラック１８は水平方向移動機構４１ａによりラック排出側の試料搬送機構１９に移動し、排出される。

なお、試料分注機構１３，１４による試料分注位置における試料５６の液面５７の高さを異なる試料５６間で同じとなるように制御される搬送部として、水平方向移動機構４１ａおよび垂直方向移動機構４１ｂがともにモータ、ベルト、プーリ、リニアガイド等で構成される水平垂直移動機構４１を例示して説明したが、この構成以外にも、試料容器１７を保持するラック１８を水平方向および垂直方向に移動可能な機構であれば、構成は特に限定されない。

例えば、搬送部は、ラック１８を掴んで垂直及び水平方向に移動可能な機構により試料吸引位置に試料容器１７を持っていく構成であればよい。以下、他の構成例を図５を用いて説明する。図５は試料吸引時の試料ノズル１３ａ，１４ａ先端の高さを一定に保つための他の構成を概略的に示す図であり、本発明の要部である。

図５において、自動分析装置１００は、試料容器１７を少なくとも１つ以上保持するラック１８を水平方向および垂直方向に移動させるよう、試料吸引位置より手前の位置で試料容器１７内の試料５６の液面５７高さを測定する試料液面高さ検知器３８と、試料分注機構１３，１４による試料分注位置における試料５６の液面５７高さを垂直方向に移動可能なラック保持機構（搬送部）４７を有している。このような自動分析装置１００では、試料５６を吸引する際に、試料５６の液面５７高さが異なる試料容器１７間で同じとなるように、試料液面高さ検知器３８で検出された液面５７高さの情報に基づいて、制御部２３によりラック保持機構４７の動作が制御される。

ラック保持機構４７は、リニアガイド４７ａ、モータ４７ｂ１、モータ４７ｂ２、伸縮アーム４７ｃおよび把持アーム４７ｄから構成される。把持アーム４７ｄは、ラック待機位置４６で待機しているラック１８を把持し、ラック排出位置４８にて把持していたラック１８を離す。伸縮アーム４７ｃは、把持アーム４７ｄに把持されたラック１８を垂直方向に移動させる機構であり、モータ４７ｂ２により駆動される。リニアガイド４７ａは、モータ４７ｂ１によって水平方向に駆動された伸縮アーム４７ｃ毎水平方向に移動させるためのガイドであり、ラック待機位置４６とラック排出位置４８との間で把持アーム４７ｄに把持されたラック１８を水平方向に移動させる。把持アーム４７ｄによりラック１８を把持するロボットアームが構成され、リニアガイド４７ａ、モータ４７ｂ１、モータ４７ｂ２、伸縮アーム４７ｃにより把持アーム４７ｄを水平方向および垂直方向に移動させる駆動機構が構成される。

このような自動分析装置１００では、ラック１８は以下のように搬送される。試料容器１７内の試料５６の液面５７高さを測定する試料液面高さ検知器３８により液面５７高さを測定された後、ラック１８は、試料搬送機構１９上のラック待機位置４６で待機し、ラック１８を把持アーム４７ｄによって掴んで、モータ４７ｂ１により伸縮アーム４７ｃごと試料吸引位置へ水平方向に移動する。この際、試料５６の液面５７高さが異なる試料容器１７間で同じとなるように、試料液面高さ検知器３８で検出された液面５７高さの情報に基づいて伸縮アーム４７ｃの伸縮長さが調整され、試料吸引が行われる。ラック１８内の全試料容器１７の吸引動作が終了した後、伸縮アーム４７ｃが縮み、ラック１８はラック排出位置４８に移動し、排出される。

なお、試料吸引時の試料ノズル１３ａ，１４ａ高さと試料吐出時の試料ノズル１３ａ，１４ａ高さが同じになる高さにするよう制御部２３により水平垂直移動機構４１やラック保持機構４７を制御することができ、そのような態様であることが特性上最も望まれる。

しかしながら、試料吸引時の試料ノズル１３ａ，１４ａの高さが異なる試料容器１７間で常に一定であれば、試料吸引時と試料吐出時の高さの差は常に一定となるため、試料吸引時の高さの差による吐出量の差は生じない。このことから、図４，５で説明したように、試料吸引時の試料ノズル１３ａ，１４ａ高さと試料吐出時の試料ノズル１３ａ，１４ａ高さは必ずしも同じである必要はない。試料吸引時の液面高さが一定であり、試料吸引時の試料ノズル１３ａ，１４ａ先端の高さが一定である必要がある。

また、吸引前の動作は、ラック１８及び試料容器１７が試料液面高さが同じとなるよう上昇した後に試料ノズル１３ａ，１４ａが試料容器１７内の試料に向かって下降する場合について説明したが、試料ノズル１３ａ，１４ａが試料容器１７内の試料に向かって下降した後に、ラック１８及び試料容器１７が試料液面高さが同じとなるよう上昇することができ、更には、試料ノズル１３ａ，１４ａに向かってラック１８及び試料容器１７のみが上昇することができる。

なお、試料液面高さ検知器３８によって測定された試料液面高さを用いて液面高さが毎回同じ高さになるようにラック１８及び試料容器１７が持ち上げられればよいが、試料吸引動作を開始するための試料ノズル１３ａ，１４ａの詳細な位置は試料分注機構１３，１４の液面検出器により液面を検知して決定することが精度の都合上望ましい。

吸引後の動作は、試料ノズル１３ａ，１４ａが試料５６に対して上昇しても良いし、試料容器１７が下降しても良いし、いずれでも良い。いずれにせよ、試料ノズル１３ａ，１４ａか回転または水平方向へ移動する際に試料ノズル１３ａ，１４ａと試料容器１７が接触しない位置関係となるまで試料ノズル１３ａ，１４ａまたはラック１８及び試料容器１７が移動すればよい。

次いで、試料吸引動作前後の試料容器１７の動作について図６を用いて以下説明する。図６は試料吸引動作前後の試料容器１７の動作フローを示す。

なお、連続したラックの動作フローを例として示すため、ラックＡ→ラックＢという順にラックが流れることとし、まずラックＡ内の一番先頭の試料容器を試料容器Ａ１とし、ラックＡ内の二番目の試料容器を試料容器Ａ２、・・・、とし、ラックＢ内の一番先頭の試料容器を試料容器Ｂ１、Ｂ２、・・・、とする。

まず、試料液面高さ検知器３８により、ラックＡに搭載された試料容器１７中の試料の液面高さをラックＡに搭載されている全試料容器Ａ１，Ａ２，…、Ａ５で検知し、その液面高さの値を制御部２３に格納する（ステップＳ６０１）。

次いで、ラックＡの試料容器Ａ１を試料吸引位置となる位置へ水平方向移動機構４１ａにより移動させる（ステップＳ６０２）。

次いで、試料液面高さ検知器３８で測定した高さ情報に基づいて、ラックＡの試料容器Ａ１を試料吸引高さまで垂直方向移動機構４１ｂにより垂直方向に移動させる（ステップＳ６０３）。

次いで、試料ノズル１３ａ，１４ａによる試料容器Ａ１の試料吸引を行う（ステップＳ６０４）。その後、試料ノズル１３ａ，１４ａを試料容器Ａ１から離脱させる。

その後、ラックＡの試料容器Ａ２が試料吸引位置となるよう、ラックＡを水平方向移動機構４１ａにより水平移動させる（ステップＳ６０５）とともに、移動試料容器Ａ１と試料容器Ａ２の試料５６の液面５７の高さの差分だけラックＡを垂直方向移動機構４１ｂにより垂直方向に移動させる（ステップＳ６０６）。ステップＳ６０６において上昇するか下降するかは、試料容器Ａ１と試料容器Ａ２内の試料量の差により、試料容器Ａ１の試料量の方が試料容器Ａ２の試料量より多い場合には上昇となり、逆の場合には下降となる。

その後、試料ノズル１３ａ，１４ａによる試料容器Ａ２の試料吸引動作を行う（ステップＳ６０７）。

次いで、ラックＡの全試料容器で試料吸引終了したか否かを判定（ステップＳ６０８）し、ラックＡ内の試料容器の分だけラックＡの水平方向および垂直方向移動と吸引動作が繰り返されるよう制御する。ステップＳ６０８においてラックＡの全試料容器で試料吸引終了したと判定されたときはステップＳ６０９へ処理を移行し、終了していないと判定されたときはステップＳ６０５に処理を戻し、ラックＡ内の試料容器全てに対して吸引動作を実行する。

ラックＡ内の試料容器全てに対して吸引動作が終了すると、ラックＡを試料吸引位置から排出する（ステップＳ６０９）とともに、ラックＢを試料吸引位置へ移動させる（ステップＳ６１０）。ラックＢ内の全試料の液面高さは、ラックＡと同様に、試料吸引位置へ移動してくる前に試料液面高さ検知器３８により測定されており、ラックＢの垂直動作を行う際に使用される。

次いで、ラックＢに対して、ステップＳ６０２〜ステップＳ６９に示したラックＡに対する試料吸引処理と同様の処理を実行する（ステップＳ６１１）。

図７は基準位置からの液面高さ位置および吸引高さ位置、図８はラック底面位置の時間変化を図示したものである。

図７において、ラック１８底面を基準として、試料容器Ａ１の液面高さをＺ１とし、同様に試料容器Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５の試料液面高さをそれぞれＺ２，Ｚ３，Ｚ４，Ｚ５とし、試料吸引高さをＺＡとする。

この場合、図６のフローで説明したようにラック１８の垂直動作が行われたとき、ラック１８底面の位置の時間による変化は、図８に示すような推移となる。図８のグラフの縦軸はラック底面の高さ方向の位置、横軸は時間を示す。

具体的には、試料容器Ａ１では、ラック１８はＺＡからＺ１の距離だけ移動し、ラック１８の底面はＺＡ−Ｚ１の位置となる。次の試料容器Ａ２では、ラック１８がホームポジションの高さに戻ることなく、試料容器１７間の試料の液面高さの差分だけ移動するため、Ｚ２−Ｚ１だけ移動し、ラック１８の底面はＺＡ−Ｚ１−（Ｚ２−Ｚ１）＝ＺＡ−Ｚ２の位置となる。次の試料容器Ａ３では、Ｚ３−Ｚ２だけ移動し、ラック１８の底面はＺＡ−Ｚ１−（Ｚ２−Ｚ１）−（Ｚ３−Ｚ２）＝ＺＡ−Ｚ３の位置となる。次の試料容器Ａ４では、Ｚ４−Ｚ３だけ移動し、ラック１８の底面はＺＡ−Ｚ１−（Ｚ２−Ｚ１）−（Ｚ３−Ｚ２）−（Ｚ４−Ｚ３）＝ＺＡ−Ｚ４の位置となる。次の試料容器Ａ５では、Ｚ５−Ｚ４だけ移動し、ラック１８の底面はＺＡ−Ｚ１−（Ｚ２−Ｚ１）−（Ｚ３−Ｚ２）−（Ｚ４−Ｚ３）−（Ｚ５−Ｚ４）＝ＺＡ−Ｚ５の位置となる。

次に、本実施例の効果について説明する。

上述した本実施例の自動分析装置１００は、反応容器２に試料と試薬を各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定する自動分析装置１００であって、試料を保持する試料容器１７から試料を反応容器２に分注する試料ノズル１３ａ，１４ａと、試料容器１７を少なくとも１つ以上保持するラック１８を水平方向および垂直方向に移動させる水平垂直移動機構４１またはラック保持機構４７と、試料を吸引する際に、試料の液面高さ方向のズレを異なる試料容器１７間で減少させるように水平垂直移動機構４１，ラック保持機構４７を制御する制御部２３と、を備えたものである。

よって、試料吸引時の試料ノズル１３ａ、１４ａの高さを異なる試料間でズレを減少させることができるため、試料分注機構１３，１４内の流路状態の違いも異なる試料容器１７間で小さくすることができる。従って、試料等の吸引時の試料分注機構１３，１４の状態の違いによる試料等吐出量の差を従来に比べて減少させることができ、試料等の分注量が微量な場合でも分析精度を向上することが可能となる。

また、試料容器１７中の試料の液面高さを検出する試料液面高さ検知器３８を更に備え、制御部２３は、試料を吸引する際に、試料の液面高さ方向のズレを異なる試料容器１７間で減少させるように試料液面高さ検知器３８で検出された液面高さに基づいて水平垂直移動機構４１，ラック保持機構４７を制御することによって、異なる試料容器１７間での試料吸引時の試料ノズル１３ａ、１４ａの高さのズレをより正確に減少させることができ、分注精度をより向上させることができる。

更に、制御部２３は、試料を吸引する際に、試料の液面高さが異なる試料容器１７間で同じとなるように試料液面高さ検知器３８で検出された液面高さに基づいて水平垂直移動機構４１，ラック保持機構４７を制御することによって、試料吸引時の試料ノズル１３ａ、１４ａの高さを異なる試料容器１７間で同じとすることができ、分析精度を更に向上することが可能となる。

また、制御部２３は、搬送部材が試料容器１７を複数保持するラック１８であるときに、同一ラック１８内の連続する試料容器１７において、試料容器１７間の液面高さの差分だけ試料容器１７を上昇または下降させるよう水平垂直移動機構４１，ラック保持機構４７を制御するため、特許文献２で示されるような反応容器毎に反応容器を上下させる方式に比べて、試薬容器毎の垂直移動距離を短くすることができる。なぜなら、特許文献２は形状が同一の反応容器を前提とした技術であり、これをラックなどの搬送部材に保持された容器に適用するとなると、ラック底面を毎回基準位置０から上昇させて、基準位置０まで下降させる動きになる。これに対し、試料容器１７間の液面高さの差分だけ試料容器１７を上昇または下降させることによって、試料容器間の高さの差分だけ垂直移動することから、垂直方向の移動距離は基本的に短くすることができ、分注処理のスループットの更なる向上および水平垂直移動機構４１，ラック保持機構４７への負荷の低減を図ることができる。

更に、制御部２３は、試料の吸引時の試料ノズル１３ａ，１４ａの先端高さと吐出時の試料ノズル１３ａ，１４ａの先端高さとが同じになるよう水平垂直移動機構４１，ラック保持機構４７を制御することで、形状が異なる試料容器１７間で試料分注機構１３，１４の流路の状態が異なってしまう事態を確実に回避することができ、より高精度な微量分注が可能となり、分析精度の更なる向上を図ることができる。

また、制御部２３は、搬送部材が試料容器１７を複数保持するラック１８であるときに、同一ラック１８内の連続する試料容器１７において、ラック１８をホームポジションに戻すことなく液面高さの差分だけ試料容器１７を上昇または下降させるよう水平垂直移動機構４１，ラック保持機構４７を制御することにより、ラック１８の垂直方向の移動距離を短くすることができ、分注処理のスループットの更なる向上および水平垂直移動機構４１，ラック保持機構４７への負荷の低減を図ることができる。

更に、水平垂直移動機構４１は、ラック１８を水平方向に移動させる水平方向移動機構４１ａと、水平方向移動機構４１ａ自体を垂直方向に移動させる垂直方向移動機構４１ｂと、から構成されることで、簡易な構成によってラック１８を水平方向および垂直方向に移動させることができる。

また、ラック保持機構４７は、ラック１８を把持するロボットアームと、ロボットアームを水平方向および垂直方向に移動させる駆動機構と、から構成されることによっても、簡易な構成によってラック１８を水平方向および垂直方向に移動させることができる。

＜その他＞
なお、本発明は上記の実施例に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。

例えば、搬送部材として、形状が異なる試料容器１７を複数保持可能なラック１８とする場合について説明したが、搬送部材は、試料容器１７を一つ保持するホルダとすることができる。

また、試料の液面高さが異なる試料容器１７間で同じとなるように試料液面高さ検知器３８で検出された液面高さに基づいて水平垂直移動機構４１，ラック保持機構４７を制御する場合について説明したが、試料の液面高さは異なる試料容器１７間で同じである必要はなく、異なる試料容器１７間で減少させればよい。例えば試料の液面高さ方向のズレは異なる試料容器１７間で±数センチ、より好適には水平垂直移動機構４１，ラック保持機構４７の上下方向の駆動系統の精度の限界程度であれば、十分に試料分注機構１３，１４内の流路状態の違いも異なる試料容器１７間で小さくすることができる。

更に、試料液面高さ検知器３８で検出された液面高さに基づいて制御する場合について説明したが、試料の液面高さを制御するための要因は試料液面高さ検知器３８で検出された実液面の高さに限定されない。例えば、図３に示すカップタイプの試料容器１７ａでは、容器の底までの距離が浅いため、概ね試料液面の高さを推定することができる。また、図３に示す試料容器１７ｂ，１７ｃ上面にカップタイプの試料容器１７ａでも、この試料容器１７ａがどちらの試験管タイプの上面に設置されているか特定できれば、概ね試料液面の高さを推定することができる。さらには、カップタイプの試料容器１７ａが設置されていない場合であってもどちらの試験管タイプであるかを特定できれば試料液面の高さの範囲を推定することができる。例えば、図３の試料容器１７ａが設置されていない試料容器１７ｂと試料容器１７ａが設置されている試料容器１７ｃの関係で言えば、試料容器１７ａの底面が試料容器１７ｂの開口部よりも高い位置にあるため、試料容器１７ｂ中の試料を吸引する際に、ラック１８を持ち上げる制御を行い、試料容器１７ａ中の試料を吸引する際に、ラック１８を持ち上げないか、先の持ち上げ量より小さい持ち上げ量で持ち上げる制御を行うことで必ず試料の液面高さ方向のズレを減少させることができる。そこで、このようなカップタイプの試料容器１７ａや試料容器１７ｂ，ｃ、さらにはこれらの組み合わせである容器種別を特定できる場合などは、容器種別に基づいて試料の液面高さ方向のズレを異なる試料容器１７間で減少させるように水平垂直移動機構４１，ラック保持機構４７を制御することができる。容器種別の特定は容器種別特定手段によって行われる。容器種別特定手段は、容器種別の特定を行える光学式の反射型センサや画像認識によるカメラ型のセンサなどである。但し、容器種別特定手段は、このように外観から容器種別を特定するための手段に限定されない。例えば、予めラック番号や、ラック番号とラック内の容器を載置位置の組み合わせで、載置する容器の容器種別を装置に登録しておく場合には、ラック番号を読み取るだけで容器種別を特定することができる。このラック番号はラックに付されたバーコードやＲＦＩＤなどから読み取ることができる。同様に、試料容器単位でも試料容器に付されたバーコードやＲＦＩＤなどの識別情報を読み取ることで容器種別を特定することができる。加えて、ユーザがラックに搭載した容器種別の情報を装置に直接入力してこの入力情報から容器種別を特定するような容器種別特定手段であってもよい。

１…反応ディスク
２…反応容器
３…洗浄機構
４…分光光度計
４ａ…光源
５…撹拌機構
６…撹拌機構
７…試薬分注機構
８…試薬分注機構
９…試薬分注機構
１０…試薬分注機構
１１…試薬ディスク
１２…試薬ボトル
１３，１４…試料分注機構
１３ａ，１４ａ…試料ノズル（試料分注プローブ）
１５，１６…試料ノズル洗浄槽
１７…試料容器
１８…ラック（搬送部材）
１８ａ…固定治具
１９…試料搬送機構
２１…試料用ポンプ
２３…制御部
２４…上下機構
２５…回転機構
２６…水平機構
２７…分注アーム
２８…液面検知器
２９…可撓チューブ
３０…固定流路
３１…固定具
３２…支持具
３３…ベース
３４…シリンジポンプ
３５…電磁弁
３６…システム水
３８…検知器（検出器）
４１…水平垂直移動機構（搬送部）
４１ａ…水平方向移動機構
４１ｂ…垂直方向移動機構
４２ａ，４２ｂ…モータ
４３ａ…搬送ベルト
４３ｂ…ベルト
４４ａ，４４ｂ…プーリ
４５ａ，４５ｂ…リニアガイド
４６…ラック待機位置
４７…ラック保持機構（搬送部）
４７ａ…リニアガイド
４７ｂ１，４７ｂ２…モータ
４７ｃ…伸縮アーム
４７ｄ…把持アーム
４８…ラック排出位置
５６…試料
５７…液面
１００…自動分析装置

Claims (9)

1. 反応容器に試料と試薬を各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定する自動分析装置であって、
   前記試料を保持する試料容器から前記試料を前記反応容器に分注する試料分注プローブと、
   前記試料容器を複数保持する搬送部材を水平方向および垂直方向に移動させる搬送部と、
   前記試料容器中の試料の液面高さを検出する検出器と、
   前記検出器で検出された液面高さに基づいて、前記試料を吸引する際の前記試料分注プローブの先端の鉛直方向高さ方向の位置を異なる試料容器間で同じとするように前記搬送部を制御する制御部と、を備えた
   ことを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   前記制御部は、前記試料を吸引する際に、前記試料の液面高さが異なる試料容器間で同じとなるように前記検出器で検出された液面高さに基づいて前記搬送部を制御する
   ことを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   前記制御部は、前記搬送部材が前記試料容器を複数保持するラックであるときに、同一ラック内の連続する試料容器において、試料容器間の液面高さの差分だけ前記試料容器を上昇または下降させるよう前記搬送部を制御する
   ことを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   前記制御部は、前記試料の吸引時の前記試料分注プローブの先端高さと吐出時の前記試料分注プローブの先端高さとが同じになるよう前記搬送部を制御する
   ことを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   前記制御部は、前記搬送部材が前記試料容器を複数保持するラックであるときに、同一ラック内の連続する試料容器において、前記搬送部材をホームポジションに戻すことなく液面高さの差分だけ前記試料容器を上昇または下降させるよう前記搬送部を制御する
   ことを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   前記搬送部は、前記搬送部材を水平方向に移動させる水平方向移動機構と、前記水平方向移動機構を垂直方向に移動させる垂直方向移動機構と、から構成される
   ことを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   前記搬送部は、前記搬送部材を把持するロボットアームと、前記ロボットアームを水平方向および垂直方向に移動させる駆動機構と、から構成される
   ことを特徴とする自動分析装置。
8. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   前記搬送部材が、形状が異なる前記試料容器を複数保持可能なラックである
   ことを特徴とする自動分析装置。
9. 反応容器に試料と試薬を各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定する自動分析装置であって、
   前記試料を保持する試料容器から前記試料を前記反応容器に分注する試料分注プローブと、
   前記試料容器を複数保持する搬送部材を水平方向および垂直方向に移動させる搬送部と、
   前記試料容器の容器種別を特定する容器種別特定手段と、
   前記容器種別特定手段で特定された容器種別に基づいて、前記試料を吸引する際の前記試料分注プローブの先端の鉛直方向高さ方向の位置を異なる試料容器間で同じとするように前記搬送部を制御する制御部と、を備えた
   ことを特徴とする自動分析装置。

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