JPH03118475A

JPH03118475A - 化学分析方法

Info

Publication number: JPH03118475A
Application number: JP25724989A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Murata; 村田　康雄; Minobu Okumura; 奥村　美信
Original assignee: ANARIITEIKARU INSTR KK; Tokuyama Corp
Current assignee: ANARIITEIKARU INSTR KK; Tokuyama Corp
Priority date: 1989-10-02
Filing date: 1989-10-02
Publication date: 1991-05-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は化学分析方法に関し、特に、反応初期における
反応変化が大きく、且つ、反応初期の反応経過の観察が
重要な化学反応、抗原抗体反応等において、試料の分析
を適切に行える化学分析方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の化学分析方法として、例えば、特開昭５９−３６
２２７号公報に示されるターンテーブルと静止形光度計
を用いる化学分析方法がある。この化学分析方法は、タ
ーンテーブル上に配列された反応容器の列が、該ターン
テーブルの回転によって移送状態と停止状態を繰り返し
て試料添加位置および静止配置された光度計の光路を通
るようにしてあり、反応容器内の特定容器に試料を添加
した後、その特定容器を光度計光路の方へ近づくように
、且つ、複数容器骨の距離を進むように反応容器列を移
送し、試料添加位置に新しい反応容器を位置づけ、移動
にともなって特定の試料に基づく複数の測定データを得
、そしてこれら複数の測定データから反応の変化を観測
するものである。

換言すれば、分注処理（試料の添加）と搬送測定処理（
ターンテーブルによる回転および光度計による測定）を
繰り返し行い、分注処理と分注処理の間で複数の反応容
器の測定を行えるようにして一つの静止形光度計で多数
の試料の測定を実施できるようにしたものである。この
ようなターンテーブルと静止形光度計を用いる化学分析
方法を適用することにより、同時に多数゛の試料の観測
が行え、処理能力の向上を図ることができ、且つ、試料
の反応観測時間を長くすることができる。

一方、化学分析を受ける試料の濃度は低濃度から高濃度
の広い範囲にわたり、また、その反応速度も数十秒程度
の速いものから数時間程度かかる遅いものまで様々であ
る。一般に、試料の反応の速さと濃度とは比例関係が成
り立つ、従って、未知試料を測定する場合、予め何らか
の方法で大よその濃度を検知してから、適当な濃度に希
釈して分析するのが一般的である。ところが、医療検査
分野において濃度範囲の広い多数の検体を測定する場合
には、個々の検体毎にその濃度を検知して適当な濃度に
希釈後測定を行うことは困難であるため、一般に正常検
体濃度に合わせた領域において測定される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の化学分析方法によれば、分注処理
と搬送測定処理を繰り返し行い、分注処理と分注処理の
間で複数の試料の測定を実施しているものの、特定反応
容器の試料について一回の搬送測定処理で一回の測定し
か実施しないため１、測定時間間隔（成る測定から次の
測定までの間隔）が「分注処理時間＋α」となり、反応
速度の速い試料の場合、反応経過の測光分析が行えない
という問題点があった。即ち、一般に分注処理時間は数
秒（通常は３秒前後）を要するため、例えば、１秒間に
数回の測定データを要するような反応変化の速い試料分
析には従来方法では不適である。

また、反応時間（反応開始から反応終了までの時間）が
数十秒前後の試料の場合には測定回数が少なくなるため
、測定精度が低下するという問題点もあった。

更に、従来の化学分析方法では、準備した全ての試料を
無条件で測定するため、例えば、反応時間が短く測定続
行が無意味な場合でも、試料が無くなるまで、或いは、
測定を中止するまで連続して処理を実施するため、無用
な測定による作業能率の低下や、無駄な試料の消費等の
問題点もあった。

本発明の第１の目的は、反応速度の速い試料の測定が行
え、且つ、測定精度を向上させることができる化学分析
方法を提供することである。

また、本発明の第２の目的は、無用な測定による作業能
率の低下や、無駄な試料の消費を避けることができる化
学分析方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は第１の目的を達成するため、搬送測定処理１回
につき、回転テーブルの回転を少なくとも２回転以上行
うことにより複数の測定データを得て行う化学分析方法
を提供するものである。

また、第２の目的を達成するため、搬送測定処理の実施
で得られた複数の測定データに基づいて、次に測定する
試料の希釈倍率等を必要に応じて変更する化学分析方法
を提供するものである。

即ち、本発明の化学分析方法は、回転テーブルを少なく
とも２回転以上回転させて、１回の搬送測定処理で複数
の測定データを得ることにより、試料の測定時間間隔を
短くして、反応速度の速い試料の測定を可能にするもの
であり、また、一定時間内の測定データを多数得ること
により、測定精度を向上させるものである。

搬送測定処理の１回（或いは数回）の処理で得られた複
数の測定データに基づいて、次に測定する試料の希釈倍
率等を必要に応じて変更することにより、測定続行が無
意味なケースを早期にキャッチして、無用な測定を回避
できるようにしたものである。換言すれば、反応初期に
おける分析結果を、反応容器への添加前における試料の
前処理にフィードバックさせて制御することにより、作
業効率を向上させ、測定処理能力の向上を図るようにし
たものである。

また、本発明は回転テーブルの回転速度を任意に変更可
能とし、この回転速度の変更によって光学的検出手段に
よる測定時間間隔を調整して行うことにより、同様の目
的を達成することも提供するものである。

〔作用〕

本発明の化学分析方法は、回転テーブルを停止させた状
態で、回転テーブルに配列された反応容器に試料の分注
等を行う。その後、回転テーブルを少なくとも２回転以
上（例えば、４回転）回転させて反応容器を搬送しなが
ら光学的検出手段を介して試料の化学変化の測定を２回
以上（４回転の場合は４回）実施し、１回の搬送測定処
理で複数の測定データを得る。また、前記搬送測定処理
の１回（或いは数回）の処理で得られた複数の測定デー
タに基づいて、次の試料の希釈倍率等を必要に応じて変
更する。これにより測定続行が無意味なケースを早期に
キャッチして無用な測定を回避することができる。一般
に反応容器への試料分注処理は分注操作に相当の時間（
例えば、４秒以上）を要する。このため回転テーブルの
１回転毎に分注処理を組み込む従来の方法では、光学的
検出手段による測定時間間隔の短縮が制約されたが、上
記のように搬送測定処理１回につき回転テーブルの回転
を少なくとも２回転以上行うことにより、分注処理時間
に制約されずに測定時間間隔を大幅に短縮することがで
きる。また回転テーブルの回転速度を任意に変更可能と
することによって、試料の反応速度に応じて光学的検出
手段による測定時間間隔の調整を肌理細かく行うことが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の化学分析方法を詳細に説明する。

第１図は本発明の化学分析方法を適用した化学分析装置
の第１の実施例を示し、複数の反応容器１０１を円形に
配列して装填した回転テーブル１０２と、試料１０３及
び第１の反応試薬１０４を所定位置ａに停止した反応容
器１０１に分注する試料分注器１０５と、所定位置ａに
停止した反応容器１０１に希釈液１０６を分注して希釈
を行う希釈液分注器１０７と、所定位１１ｂに停止した
反応容器１０１に第２の反応試薬１０８を分注する反応
試薬分注器１０９と、試料分注器１０５及び反応試薬分
注器１０９を介して所定の分注処理を実施した反応容器
１０１の化学変化を測定するＬＥＤ　１１０．フォトセ
ンサ１１１（光学的検出手段）と、前記ＬＥＤＩＩＯ及
びフォトセンサ１１１によって測定した測定データを入
力して、演算処理を行うデータ処理部１１２と、データ
処理部１１２の処理結果を出力するプリンタ１１３と、
各分注器１０５，１０７，１０９の分注処理の制御、回
転テーブル１０２の回転制御、及び、ＬＥＤＩＩＯ，フ
ォトセンサ１１１の測定制御を行う制御部１１４とから
構成される。尚、第１の実施例では、回転テーブル１０
２を装置本体から着脱自在な構成とし、反応容器１０１
内の試料の抜出処分及び反応容器１０１の洗浄等を、回
転テープ、ル１０２を取り外して行えるようにし、装置
構成を簡略化している。尚、試薬分注器は試薬毎に個別
の分注器を用いることもできるし、適宜同一分注器で兼
用させても良い。

以上の構成において、動作の説明に先立って、■分注処
理、■搬送測定処理、■フィードバック処理について、
詳細に説明する。

■分注処理分注処理は、回転テーブル１０２を停止させた状態で反
応容器１０１に試料１０３．第１の反応試薬１０４．希
釈液１０６．及び、第２の反応試薬１０８を分注する処
理を示す。分注処理の際に必要に応じて反応容器１０１
の洗浄操作を行い、繰り返し反応容器を使うこともでき
る。

制御部１１４は、回転テーブル１０２を停止し、試料分
注器１０５を介して特定の反応容器１０１（所定位置ａ
に停止した反応容器１０１）に試料１０３を所定量分注
し、続いて、第１の反応試薬１０４を添加する。同時に
希釈液分注器１０７を介して予め設定された希釈量の希
釈液１０６を分注して試料１０３及び第１の反応試薬１
０４の混合液を希釈する。このとき、試料分注器１０５
による分注と希釈液分注器１０７による分注が同時に開
始されるため、反応容器１０１内では希釈液１０６によ
って希釈された試料１０３に第１の反応試薬１０４が添
加されることになる。一方、所定位置すでは、反応容器
１０１に反応試薬分注器１０９を介して第２の反応試薬
１０８が添加される。この第２の反応試薬１０日の添加
によって、反応容器１０１内の反応条件（試料１０３と
、第１の反応試薬１０４及び第２の反応試薬１０８が存
在すること）が成立し、化学反応が開始される。

第１の実施例では、回転テーブル１０２が停止してから
回転を開始するまでの時間、即ち、分注処理時間を３秒
に設定しており、この時間内で前述した分注作業を実施
する。

■搬送測定処理搬送測定処理は、所定位置ａ（或いは所定位置ｂ）の反
応容器１０１を、所定位置ｂ（或、いは所定位置Ｃ）に
移動させて、次の分注を行う反応容器１０１を所定位置
ａ（或いは所定位置ｂ）に導く搬送機能と、反応液（試
料１０３．第１の反応試薬１０４．第２の反応試薬１０
８の混合液）が入った反応容器１０１を、光学的検出手
段（ＬＥＤ　１１０．フォトセンサ１１１）の光路を複
数回通過させて、化学反応を複数回測定する測定機能を
有している。

制御部１１４は、分注処理の終了後、回転テーブル１０
２を回転させて、反応容器１０１の搬送を開始し、光学
的検出手段（ＬＥＤ　１１０．フォトセンサ１１１）の
光路を通過させて測定を行う。

本実施例では、搬送測定処理時間Ｔを４秒、回転テーブ
ル１０２の回転を１６＋α回転とし、１回の搬送測定処
理で一つの反応容器１０１に対して１６回の測定を行う
。従って、測定時間間隔Ｓは約０．２５秒（Ｓ＝Ｔ／１
６）である。制御部１１４は測定時間間隔約０．２５秒
で１６回の測定を実施後、回転開始時に所定位置ａにあ
った反応容器１０１が位置すにくるように回転を停止し
、処理を終了する。一方、光学的検出手段（ＬＥＤｌｌ
ｏ、フォトセンサ１１１）によって測定された測定デー
タはデータ処理部１１２によって演算処理を施され、プ
リンタ１１３を介して出力される。

■フィードバック処理データ処理部１１２は、各反応容器１０１毎に得られた
１６個の測定データの中から、反応開始後始めての測定
を実施した反応容器１０１の測定データ、換言すれば、
搬送測定処理開始時に所定位置すにあった反応容器１０
１の測定データを制御部１１４へ出力する。制御部１１
４は反応開始から最初の１６個の測定データに基づいて
、以後の測定が有効であるか、無効であるかの判定を行
う。具体的には、第２図に示すように、１個目のデータ
から１６個のデータが近似する値を示して測定データ曲
線Ａの形状を示す場合、反応速度が遅い反応であると判
定し、以後の測定を有効とする。また、１６個のデータ
が測定データ曲線Ｃの形状を示す場合は、反応開始後、
１秒以内（４回目の測定まで）で反応が殆ど終了してい
ると判断し、以後の測定を無効とする。更に、１６個の
データが測定データ曲線Ｂの形状を示す場合は、数回の
搬送測定処理時間内で反応が終了すると判定する。制御
部１１４は、前述した判定に基づいて、例えば、以後の
測定が有効な場合には、続けて次の分注処理を実施し、
以後の測定が無効の場合には、次の分注処理で分注する
反応容器１０１の測定が有効に行えるように、試料分注
器１０５．希釈液分注器１０７．及び２反応試薬分注器
１０９を制御して、反応液の希釈倍率を調整して反応速
度が遅くなるように補正（フィードバック）する。

また、数回の搬送測定処理時間内で反応が終了すると判
定された場合は、データ処理部１１２及びプリンタ１１
３を介して、メツセージを出力し、測定を継続するか否
かの判断を行うように利用者に通知する。

前述した構成及び各処理に基づいて、動作を説明する。

先ず、測定を開始する準備処理として、試料１０３を所
定の容器に収納して配置し、入力手段（図示せず）を介
して希釈倍率を設定する。希釈倍率は、分注処理におい
て、試料１０３の分注量と、希釈液１０６の分注量の比
率を決めるものである。

制御部１１４は入力手段から測定開始信号を入力すると
、試料分注器１０５及び希釈液分注器１０７を介して、
所定位置ａの反応容器１０１に希釈倍率に基づいた量の
試料１０３．第１の反応試薬１０４．及び、希釈液１０
６を添加する（第１回目の分注処理）。制御部１１４は
第１回目の分注処理が終了すると、回転テーブル１０２
を反応容器１個分だけ回転させて、所定位置ａの反応容
器１０１を所定位置すに移動させ、新しく所定位置ａに
移動してきた反応容器１０１に第１回目の分注処理と同
様に試料１０３．第１の反応試薬１０４、及び、希釈液
１０６を添加し、所定位置すの反応容器１０１（第１回
目の分注処理で試料１０３等を添加した反応容器１０１
）に、反応試薬分注器１０９を介して、第２の反応試薬
１０８を添加する（第２回目の分注処理）。制御部１１
４は第２回目の分注処理が終了すると、回転テーブル１
０２を回転させて、第１回目の搬送測定処理を実施する
。同様に第３回目の分注処理。

第２回目の搬送測定処理、第４回目の分注処理のように
交互に分注処理と搬送測定処理を繰り返して、１回の搬
送測定処理で反応液の入った反応容器１０１毎に１６個
の測定データを得る。

一方、搬送測定処理毎に、回転開始時に所定位置すにあ
った反応容器１０１の測定データ（最初の搬送測定処理
で得られた測定データ）が制御部１１４に送られてフィ
ードバック処理が実施され、希釈倍率の補正や、通知メ
ツセージの出力等が行われる。

第１の実施例では、短い測定時間間隔Ｓ（約０．２５秒
）で、搬送測定処理時間Ｔ（４秒）内での測定データを
多数得ることができるため、例えば、１秒間に数回の測
定データを要するような反応変化の速い試料の分析が可
能であり、且つ、高い測定精度を実現できる。従って、
反応初期における反応変化が大きく、且つ、反応初期の
反応経過の観察が重要な化学反応、抗原抗体反応等の試
料の分析を適切に行える。

第１の実施例では、単位時間（搬送測定処理時間Ｔ）に
おける回転テーブル１０２の回転を１６回転としたが、
特にこれに限定するものではなく、例えば、４回転、８
回転、２０回転等のように設定しても良い。また、必要
に応じて入力手段等を介して回転回数を変更できるよう
にしても良い。

更に、制御部１１４の制御で希釈倍率を調整し、フィー
ドバック処理を実施したが、希釈倍率と共に回転テーブ
ル１０２の回転回数を変更する方法でも良（、制御部１
１４の制御に換えて、人手を介して調整する方法でも良
い。

第３図は本発明の化学分析方法を適用した化学分析装置
の第２の実施例を示し、所定位置ｄで反応容器１０１に
反応試薬分注器３０１を介して第１の反応試薬３０２を
分注し、所定位置ｅで反応容器１０１に試料分注器３０
３を介して試料３０４及び希釈液３０５を分注し、最後
に所定位置ｒで反応試薬分注器３０６を介して第２の反
応試薬３０７を分注して反応を開始させる構成である。

尚、３０８は反応条件を一定にするための恒温槽、３０
９は所定位置ｄ、ｅ、ｆで分注した液を攪拌する攪拌プ
ローブを示す。その他の構成は第１の実施例と共通につ
き、説明及び図示を省略する。　以上の構成において、
複数回の搬送測定処理で得た測定データに基づくフィー
ドバック処理の例を説明する。

測定に先立ち、試料、試薬、及び、標準物質を所定位置
に設定し、恒温槽３０８を介して反応容器１０１を３７
°Ｃに加温し、次に、標準物質で各項目の検量線を作る
ための測定を行う。

第２の実施例では、停止処理４秒、搬送測定処理１１秒
として、測定時間間隔を２秒とした。以下、第４図のタ
イミングチャートを参照して測定の手順を詳細に説明す
る。

所定位置ｄに停止した反応容器１０１に反応試薬分注器
３０１を介して第１の反応試薬３０２を分注すると同時
に攪拌プローブ３０９で２秒間攪拌する。その後、恒温
槽３０８で２分間保温して分注した第１の反応試薬３０
２を３７°Ｃにする。

前述したように、本実施例では停止処理４秒、搬送測定
処理１１秒として、１５秒を単位操作として処理を実施
するため、この第１の反応試薬３０２を分注した反応容
器１０１は２分間の保温の間に所定位置ｄから反応容器
８個分離れた所定位置ｅに搬送される。次に、所定位置
ｅに停止した反応容器１０１に試料分注器３０３を介し
て試料３０４及び希釈液３０５を分注すると同時に攪拌
プローブ３０９で２秒間攪拌する。その後、同様に恒温
槽３０８で２分間保温して混合した第１の反応試薬３０
２．試料３０４．及び、希釈液３０５を３７°Ｃにする
。反応容器１０１が所定位置ｆに達したら反応試薬分注
器３０６を介して第２の反応試薬３０７を分注して反応
を開始させ、その後の搬送測定処理で２秒間隔毎に回転
テーブルを１回転させて測定を実施する。本実施例では
、反応開始から最初の６０秒で測定を続ける意味がある
か否かの判定を行う。換言すれば、反応開始後の最初の
４回の搬送測定処理で得られた複数の測定データ（１回
の搬送測定処理で５個の測定データを得られるため、こ
こでは２０個の測定データ）に基づいて、測定を続ける
意味があるか否かの判定を行う。意味がある場合は該当
する反応溶液の測定を継続して、測定開始から８分の間
で数回の搬送測定処理を行う。意味がない場合は測定を
停止し、例えば、第１の実施例と同様にフィードバック
処理を実施して、再度測定を行う。

前述した第１及び第２の実施例では、測定が終了した反
応容器内の試料の抜出処分を、回転テーブル１０２を取
り替えて実施する構成としたが、所定の洗浄装置等を設
けて分注処理と並行して実施する構成としても良い。ま
た、回転テーブル１０２の回転速度を任意に変更可能な
構成としても良い。回転テーブル１０２の回転速度を任
意に変更可能とするための機構としては、例えば、パル
スモータに回転速度を任意に変更できるプログラムをつ
ないでパルスモータを任意に動作させる等の手段が採用
される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の化学分析方法は、搬送測
定処理で、回転テーブルの回転を少なくとも２回転以上
行い、搬送測定処理を１回実施することで複数の測定デ
ータを得るようにしたため、反応速度の速い試料の測定
が行え、且つ、測定精度を向上させることができる。ま
た、搬送測定処理の１回の実施で得られた複数の測定デ
ータに基づいて、次の試料の希釈倍率等を必要に応じて
変更するようにしたため、無用な測定による作業能率の
低下や、無駄な試料の消費を避けることできる。また回
転テーブルの回転速度を任意に変更可能とすることによ
って、試料の反応速度に応じて光学的検出手段による測
定時間間隔の調整を肌理細かく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の化学分析方法を適用した化学分析装置
の第１の実施例を示す説明図、第２図は制御部における
フィードバック処理の判定方法を示す説明図、第３図は
本発明の化学分析方法を適用した化学分析装置の第２の
実施例を示す説明図、第４図は測定の手順を説明するタ
イミングチャートである。符号の説明１０１・−・・・反応容器　１０２−−−−−一回転テ
ーブル１０３−・・−試料　１０４・・−・第１の反応
試薬１０５−−−−−−一試料分注器　１０６−・−希
釈液１０７−−−−−−−希釈液分注器１０８−−−−一第２の反応試薬１０９−−−−−一反応試薬分注器１１０−−−−−−−Ｌ　Ｅ　Ｄ　１１０１１１−−−
−−−フォトセンサ１１１−一−−・データ処理部　１１３−−−−−プリ
ンタ１１４−・−制御部３０１−−−−−一反応試薬分注器３０２−−−−−−一反応試薬　３０３−−〜−試料分
注器３０４−−−−−一試料　３０５−−−−一希釈液
３０５３０６−−−−−−−反応試薬分注器３０６３０
７−−−−−−−反応試薬３０７

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転テーブルを停止させた状態で、回転テーブル
に配列された反応容器に試料の分注等を行う分注処理と
、回転テーブルを回転させて反応容器を搬送しながら光
学的検出手段を介して試料の化学変化を測定する搬送測
定処理とを有し、前記分注処理と搬送測定処理を繰り返
すことにより、回転テーブルの回転数に見合う複数の測
定データを得て、これらの複数の測定データに基づいて
試料の化学変化を分析する化学分析方法において、前記
搬送測定処理１回につき、前記回転テーブルの回転を少
なくとも２回転以上行うことにより、複数の測定データ
を得て行うことを特徴とする化学分析方法。
（２）前記搬送測定処理の実施で得られた複数の測定デ
ータに基づいて、次に測定する試料の希釈倍率等を必要
に応じて変更する請求項第１項記載の化学分析方法。
（３）回転テーブルを停止させた状態で、回転テーブル
に配列された反応容器に試料の分注等を行う分注処理と
、回転テーブルを回転させて反応容器を搬送しながら光
学的検出手段を介して試料の化学変化を測定する搬送測
定処理とを有し、前記分注処理と搬送測定処理を繰り返
すことにより、回転テーブルの回転数に見合う複数の測
定データを得て、これらの複数の測定データに基づいて
試料の化学変化を分析する化学分析方法において、前記
回転テーブルの回転速度を任意に変更可能とし、この回
転速度の変更によって前記光学的検出手段による測定時
間間隔を調整して行うことを特徴とする化学分析方法。