JP2008008795A - 分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分析の再現性を担保可能な分析装置を提供すること。
【解決手段】光源２１から照射され、検液Ａに反射した光の強度を測定する反射光測定系３を備えた分析装置であって、反射光測定系３が、検液Ａの上部に反射した光の強度を測定する上部検出器３１と、検液Ａの下部に反射した光の強度を測定する下部検出器３２とを備えたので、重力の影響を受けて検液に含まれる粒子が沈澱しても、検液Ａの上部（検液の上澄み部分）と検液Ａの下部（検液の沈澱部分）とに反射した光の強度をそれぞれ測定するので、これらを加算した値（平均値でもよい）を用いて検液に含まれる成分濃度を分析すれば、分析の再現性を担保できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、生化学分析、免疫検査等の分析を自動で行う分析装置に関するものである。

生化学分析、免疫検査等の分析を行う分析装置が広く知られている。たとえば、生化学分析を行う分析装置は、キュベットと称される反応容器に試薬と検体とを分注した後、試薬と検体との混合液（以下、「検液」という）に光を照射し、透過した光量（吸光度）を測定することにより、検体を分析していた。

一方、セルの内部を流れる懸濁液または乳濁液にレーザ光を照射し、透過した光の強度（吸光度）を測定するとともに、散乱した光の強度を測定する粒度測定装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

したがって、生化学分析、免疫検査等を行う分析装置に、上述した粒度測定装置において提案されているような反射した光の強度を測定する測定手段を所定の位置に設ければ、検液に含まれる粒子の粒子径が大きくても反射光の強度を測定することにより検体の分析が可能となる。

特開平５−８７７２５号公報

しかしながら、試薬および検体の分注から時間が経過するにつれて、検液の反応が進んで検液に含まれる粒子の粒子径が大きくなるとともに、重力の影響を受けて粒子の沈澱が進行する。したがって、生化学分析、免疫検査等を行う分析装置の所定の位置に、反射した光の強度（光量）を測定する測定手段を設けただけでは、検液の上澄み部分と沈澱部分とでは反射した光の強度が異なるため、分析の再現性が担保されない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、分析の再現性を担保可能な分析装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光源から照射され、検液に反射した光の強度を測定する反射光測定系を備えた分析装置であって、前記反射光測定系が、検液の上部位置に反射した光の強度を測定する上部検出器と、検液の下部位置に反射した光の強度を測定する下部検出器とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、上部検出器と下部検出器とを光源から検液に入射する入射光の光軸と平行に配設したことを特徴とする。

本発明にかかる分析装置は、検液の上部に反射した光の強度を測定する上部検出器と、検液の下部に反射した光の強度を測定する下部検出器とを備えたので、重力の影響を受けて検液に含まれる粒子が沈澱しても、検液の上部（検液の上澄み部分）と検液の下部とに反射した光（検液で散乱した光で後方に向かう光）の強度をそれぞれ測定するので、これらを加算した値（平均値でもよい）を用いて検液に含まれる成分を分析すれば、分析の再現性を担保できる。なお、検液に含まれる成分は、検液に含まれる成分を予め定めた標準検体に反射した光の強度から求めた検量線を参照することにより求められる。

また、上部検出器と下部検出器とを光源から検液に入射する入射光の光軸と平行に配設したので、上部検出器は検液の上部（上澄み）から反射する光の強度を、下部検出器は検液の下部を測定できる。これは、検出器が検液のどの部分に反射した光の強度を測定したか不明確となる事態を回避したものである。

以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態にかかる分析装置を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

本発明にかかる分析装置は、生化学分析、免疫検査等の分析を自動で行う分析装置に適用可能であるが、ここでは、臨床検査等に用いられる生化学分析装置を例に説明する。

（実施の形態）
まず、図１を参照し、本発明の実施の形態にかかる分析装置を説明する。なお、図１は本発明の実施の形態にかかる分析装置の測定光学系の構成を示す概念図、図２は本発明の実施の形態にかかる分析装置のブロック図である。

本発明の実施の形態にかかる分析装置は、測定光学系１を有している。測定光学系１は、図１に示すように、透過光測定系２と、反射光測定系３とを有している。

透過光測定系２は、吸光度測定系と称されるものであり、光源２１から照射された光が透過した検液Ａの吸光度を測定可能である。透過光測定系２は、従前の分析装置と同様に、光源２１、集光レンズ２２、コリメーションレンズ２３、グレーティング２４、ＰＤＡ２５を同一直線上に配設することにより構成してある。

光源２１は、検液Ａを分析するための照射光を出射するものであり、３４０〜８００ナノメートルの波長の光を出射可能である。集光レンズ２２は、図１に示すように、光源２１から出射した照射光を一旦集光するものであり、集光した照射光は検液Ａに入射する。コリメーションレンズ２３は、検液Ａを透過した光を平行光に収束させるものであり、平行光に収束した光がグレーティング２４に入射する。グレーティング２４は、検液Ａに特異的に吸収される波長の光を選択する回析格子であり、測定項目ごとに予め定めたものが使用される。ＰＤＡ（Photo Detector Array）２５は、グレーティング２４から入射した光の強度（光量）を測定する光検出素子群であり、吸光度は、予めブランク試料に関する光の強度を測定しておくことにより比較対照が可能となる。

集光レンズ２２とコリメーションレンズ２３との間には、キュベットと称させる反応容器Ｃ（以下「キュベット」という）が位置している。キュベットＣは、角筒形状をした有底の透明容器であり、上方部が開口したものである。なお、キュベットＣは、集光レンズ２２とコリメーションレンズ２３との間に位置するものであれば、集光レンズ２２とコリメーションレンズ２３との間に固定したものであっても良いし、所定時間ごとに通過するものであっても良い。

キュベットＣには、試薬と検体とが分注可能であり、上述した透過光測定系２は、その混合液（検液Ａ）の吸光度（ＯＤ：Optical Density（光学濃度））を測定可能である。検液Ａの吸光度は、キュベットＣが集光レンズ２２とコリメーションレンズ２３との間を通過するごと、あるいは、所定時間ごとに測定可能である。

反射光測定系３は、後方散乱測定系と称されるものであり、光源２１から照射され、検液Ａに反射した光の強度を測定可能である。反射光測定系３は、上述した透過光測定系２の光源２１および集光レンズ２２と、一対の光検出器３１，３２とにより構成される。

一対の光検出器３１，３２は、集光レンズ２２とコリメーションレンズ２３との間であって、光源２１側に配設してある。一対の光検出器３１，３２は、入射光の光軸の上部に配設した上部検出器３１と、入射光の光軸の下部に配設した下部検出器３２とからなる。これら上部検出器３１と下部検出器３２とは、光源２１からキュベットＣへ入射する入射光を遮らない位置であって、入射光の光軸と平行となるように配設してある。したがって、上部検出器３１は検液Ａの上部（上澄み）に反射した光の強度を、下部検出器３２は検液Ａの下部に反射した光の強度を測定できる。これは、検出器が検液Ａのどの部分に反射した光の強度を測定したものか不明確となる事態を回避したものである。たとえば、入射光の光軸に対して手前上がりとなるように上部検出器３１を配設した場合には、検液Ａの上澄みに入射した後、沈澱した部分に反射した光の強度を検出器が測定することになり、好ましくない。

このように、上部検出器３１は、検液Ａの上部（上澄み）に反射した光の強度を測定可能であり、下部検出器３２は、検液Ａの下部に反射した光の強度を測定可能である。したがって、反射光測定系３は、キュベットＣが集光レンズ２２とコリメーションレンズ２３の間を通過するごと、あるいは、所定時間ごとに、検液Ａに反射した光の強度を測定可能である。

図２に示すように、上述した光源２１、ＰＤＡ２５、上部検出器３１および下部検出器３２は、制御部４に接続してあり、統括的に制御可能である。制御部４は、たとえば、マイクロコンピュータ等を採用可能である。

制御部４には、データ処理部５（以下、ＤＰＲという）が接続してある。ＤＰＲ５は、制御部４が取得した各種データを処理する部分である。ＤＰＲ５は、入力部５１と出力部５２とを備えている。入力部５１は、たとえば、キーボードやマウス等であり、検体数や検査項目等の各種情報が入力可能である。出力部５２は、たとえば、ディスプレイパネルやプリンタ等であり、分析結果を含む分析内容等の各種情報が出力可能である。

また、ＤＰＲ５は、制御部４を介して、ＰＤＡ２５、上部検出器３１および下部検出器３２と接続してあり、ＰＤＡ２５が測定した光量情報（吸光度情報）、上部検出器３１および下部検出器３２が測定した反射光の強度に基づいて、検体の成分濃度等を分析可能である。吸光度は、ＰＤＡ２５によって予めブランク試料（たとえば、水）に関する光量を測定しておくことにより比較対照が可能である。また、反射光の強度は、上部検出器３１および下部検出器３２によって予めブランク試料（たとえば、水）に関する光の強度を求めておくことにより比較対照が可能である。これらの分析結果は、出力部５２に出力可能である。

上述した本実施の形態にかかる分析装置は、分析を開始するにあたって、検液Ａに含まれる成分濃度を予め定めた標準検体の吸光度および反射光の強度を所定時間ごとに測定し、検量線を作成する。すなわち、反射光測定系３が測定した反射光の強度がゼロから所定の値となるまでは、吸光度に検液Ａの成分濃度を関連付けた検量線を作成し、反射光測定系３が所定の反射光強度を検出した場合は、それ以後（所定の反射光強度以上の範囲）反射光の強度に検液Ａの成分濃度を関連付けた検量線を作成する。反射光の強度に検液Ａの成分濃度を関連付けた検量線は、上部検出器３１が測定した反射光の強度と下部検出器３２が測定した反射光の強度との和と、検液Ａの成分濃度とが関連付けてある。このため、検液Ａの上部（上澄み部分）と検液Ａの下部（沈澱部分）とにおいて、反射光の強度が大きく異なる場合でも、検液全体を対象とした検量線が作成される。

その後、分析を開始すると、反射光測定系３が所定の値の反射光強度を検出するまでは、所定時間ごとに吸光度を測定する。そして、検量線を参照し、測定した吸光度から、検液Ａの成分濃度を分析する。

一方、反射光測定系３が所定の値の反射光強度を検出した場合は、所定時間ごとに反射光の強度を測定する。具体的には、上部検出器３１が測定した反射光の強度と、下部検出器３２が測定した反射光の強度とを測定し、その和を測定した反射光の強度とする。そして、検量線を参照し、測定した反射光の強度から、検液Ａの成分濃度を分析する。

上述した実施の形態にかかる分析装置は、検液の上部に反射した光の強度を測定する上部検出器３１と、検液の下部に反射した光の強度を測定する下部検出器３２とを備えたので、重力の影響を受けて検液に含まれる粒子が沈澱しても、検液の上部（検液の上澄み部分）と検液の下部（検液の沈澱部分）とに反射した光の強度をそれぞれ測定するので、これらを加算した値を用いて検液に含まれる成分を分析すれば、分析の再現性を担保できる。

また、上部検出器３１と下部検出器３２とを光源２１から検液に入射する入射光の光軸と平行に配設したので、上部検出器３１および下部検出器３２が検液Ａのどの部分に反射した光の強度を測定したか不明確となる事態を回避できる。

また、上述した実施の形態にかかる分析装置では、上部検出器３１が測定した反射光の強度と下部検出器３２が測定した反射光の強度との和と、検液Ａの成分濃度とを関連付けて、反射光の強度に検液Ａの成分濃度を関連付けた検量線を作成し、上部検出器３１が測定した反射光の強度と下部検出器３２が測定した反射光の強度との和に基づいて検液Ａの成分濃度を分析するものとした。しかしながら、上部検出器３１が測定した反射光の強度と下部検出器３２が測定した反射光の強度との平均値と、検液Ａの成分濃度とを関連付けて、反射光の強度に検液Ａの成分濃度を関連付けた検量線を作成し、上部検出器３１が測定した反射光の強度と下部検出器３２が測定した反射光の強度との平均値に基づいて検液Ａの成分濃度を分析するものとしても良い。また、上部検出器３１が測定した反射光の強度変化と下部検出器３２が測定した反射光の強度変化との差を分析するものとしても良い。

本発明の実施の形態にかかる分析装置の測定光学系の構成を示す概念図である。 本発明の実施の形態にかかる分析装置のブロック図である。

符号の説明

１ 測定光学系
２ 透過光測定系
３ 反射光測定系
４ 制御部
５ データ処理部（ＤＰＲ）
２１ 光源
２２ 集光レンズ
２３ コリメーションレンズ
２４ グレーティング
３１ 上部検出器（光検出器）
３２ 下部検出器（光検出器）
Ｃ キュベット（反応容器）

Claims (2)

1. 光源から照射され、検液に反射した光の強度を測定する反射光測定系を備えた分析装置であって、
   前記反射光測定系が、検液の上部に反射した光の強度を測定する上部検出器と、検液の下部に反射した光の強度を測定する下部検出器とを備えたことを特徴とする分析装置。
2. 上部検出器と下部検出器とを光源から検液に入射する入射光の光軸と平行に配設したことを特徴とする請求項１に記載の分析装置。

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