JP3980031B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検者から採取した検体に対して複数項目の分析を自動で行うことのできる自動分析装置に関する。

患者から採取された血液や尿などの検体を分析し、医師の診断のためのデータを提供する装置として自動分析装置がある。特開平５−２３２１２３号公報には、患者ID番号が付与されたラックにセットされた一患者分の複数種別のサンプルを測定し、複数項目の測定データを組み合わせて論理チェックにかけることにより、装置の異常と患者の異常とを切り分けて検出する自動分析装置が記載されている。特開２０００−２５８４３０号公報には、ラックIDを有する検体ラックに、それぞれ検体IDを有する複数の検体を保持し、検体IDやラックIDを読み取って、各ラックを依頼された分析項目に対応する分析モジュールに搬送し、分析モジュールでは反応容器に検体試料と試薬を分注して測定を行う自動分析装置が記載されている。特表２００２−５０３３４６号公報には、複数のチャンバー又はキュベットを包含するシステム試薬キャリアを用いた分析システムが記載されている。

特開平５−２３２１２３号公報 特開２０００−２５８４３０号公報 特表２００２−５０３３４６号公報

特開平５−２３２１２３号公報に記載された自動分析装置は、保冷庫に予め用意した試薬をディスペンサにより反応ディスクにセットされたサンプルに送液・混合して分析を行うため、項目に応じただけの試薬を保冷庫に用意しなければならず、多数項目の分析を行おうとすれば大型の保冷庫が必要となり、装置が大型化する。特開２０００−２５８４３０号公報に記載の自動分析装置は、一人の患者から採取した複数種の検体を用いて複数項目の分析を行うものではない。特表２００２−５０３３４６号公報は、複数のチャンバー又はキュベットを包含するシステム試薬キャリアを開示するが、そのシステム試薬キャリアを用いた分析方法の詳細については記載されていない。

本発明は、簡単な操作によって多数の分析項目を信頼性高く分析することのできる自動分析装置を提供することを目的とする。

本発明による自動分析装置は、円弧状の経路に沿って移動し、試料や試薬の吸引・吐出を行う１本のプローブと、プローブの移動経路上に配置されて各々異なる検体試料を収容する複数の試料容器と、複数の試薬カートリッジを保持して回転可能なローターを備える。試薬カートリッジは分析項目毎に複数種類のものが用意され、各試薬カートリッジは未使用時には空になっている測光キュベットとその分析項目で使用される試薬が封入された試薬キュベットとを有し、更に、その試薬カートリッジが分析する検体種別や分析条件等の情報を格納した２次元コードが貼付されている。各試薬カートリッジに貼付された２次元コードの情報は、ローターを回転させて試薬カートリッジを固定の読み取り部を通過させることによって読み取り、読み取った情報は記憶部に記憶する。

装置制御部は、試薬カートリッジから読み取った情報をもとに各試薬カートリッジ毎に必要な検体試料が入っている試料容器を特定し、その試料容器にプローブを移動させて試料を吸引し、続いてプローブをローター上に移動させて、吸引した試料を試薬カートリッジの測光キュベット中に吐出させる。また、その試薬カートリッジの試薬キュベットからプローブによって試薬を吸引し、測光キュベット中に吐出させる。これらの試料の吸引・吐出、試薬の吸引・吐出は、プローブの位置及びプローブに対する試薬キュベットの位置を同期して制御することにより１本のプローブによって行う。測光キュベット中で試薬と混合された試料の測定は、ローターを回転させて試薬カートリッジを光学測定部の光路上に位置づけることによって行われる。

本発明によると、１本のプローブの回転位置制御と昇降制御、試薬カートリッジを保持するローターの回転制御だけで検体試料の吸引・吐出、試薬の吸引・吐出を行うことができ、駆動機構の簡略化、小型化を図ることができる。また、必要な検体を装置上にセットし、必要な分析項目に対応する試薬カートリッジをローター上にセットするだけで自動分析が可能になるので、分析の省力化を図ると共に装置の操作ミス等による失敗の危険を排除することができる。

以下、図面を参照して本発明による自動分析装置の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の自動分析装置において用いられる試薬カートリッジの例を示す斜視図である。図２は、試薬カートリッジを図１の（Ａ）の方向から見た側面図である。

試薬カートリッジ１０１は例えばポリプロピレン製であり、図示の例では１つの測光キュベットと３つの試薬キュベットを備えている。１０２は測光キュベットである。１０３は第１試薬キュベット、１０４は第２試薬キュベット、１０５は第３試薬キュベットである。本実施例の試薬カートリッジ１０１は第３キュベットまで備えているが、他の実施例として、第２キュベットと第３キュベットを一体化して新たな第２キュベットとした構成でもよい。測光キュベット１０２は分析前において空であり、自動分析装置により試料及び試薬が注入され攪拌された後、測光部で分析が行われる。

分析に必要な試薬が一種類の場合には、第１試薬キュベット１０３及び第２試薬キュベットに同じ試薬が入る。また、必要な試薬が二種類の場合は、第１試薬キュベット１０３、第２試薬キュベット１０４にそれぞれの試薬が入る。必要な試薬が三種類の場合は第１試薬キュベット１０３、第２試薬キュベット１０４、第３試薬キュベット１０５にそれぞれの試薬が入る。

試薬カートリッジ１０１は、その試薬カートリッジによる検査項目に必要な試薬がそれぞれの試薬キュベットに予め注入され、測光キュベット１０２は空の状態で、上面全面をシールして密閉されている。シールには、その試薬カートリッジで検査できる検査項目が印字されている。例として、総タンパク分析用試薬カートリッジのシールには「TP」、尿酸分析用の試薬カートリッジのシールには「UA」と印字されている。さらにシールは、分析に必要な検体種別に対応して色マーキングされている。例として、試料として血清を使用する試薬カートリッジのシールは黄色、尿を使用する試薬カートリッジのシールは緑色、全血を使用する試薬カートリッジのシールは赤色、その他の検体を必要とする試薬カートリッジのシールは青色でマーキングされている。このような色分けにより、ユーザーは分析に必要な検体試料の準備が容易となる。

また、試薬カートリッジ後部のパネル１０６には、図２に例示するようなドットコード（２次元コード）を印刷したシール１０７が貼られている。ドットコードシール１０７には、以下の情報が所定の位置にコード化されて格納されている。（１）製造年月日及び有効期限、（２）シリアル番号、（３）試料として必要な検体種別、（４）試料の必要量と分注タイミング、（５）第一試薬の必要量と分注タイミング、（６）第二試薬の必要量と分注タイミング、（７）第三試薬の必要量と分注タイミング、（８）測光方式、（９）測光タイミング、（１０）測光の主波長／副波長、（１１）吸光度から濃度への変換式。これらの情報は自動分析装置内部のドットコード読み取り部により読み取られ、同じく自動分析装置内部にあるRAMに格納される。

シールで上面を密封された試薬カートリッジ１０１は、分析に使用される前は保冷庫に保管されている。また、試薬カートリッジは使い捨てであり、分析終了後はユーザーにより溶液が入ったカートリッジごと自動分析装置から取り外されて廃棄される。

以下、図３と図４を用いて本発明の自動分析装置について説明する。図３は、本発明による自動分析装置の全体構成例を示す模式図、図４は平面模式図である。

自動分析装置は商用電源に接続され、電源スイッチ（図示せず）をONにすることで自動分析装置に電源が投入される。

メイン制御部１０は自動分析装置全体の動作を制御する。メイン制御部は、主に、CPU、ROM、リアルタイムクロックで構成される。また、メイン制御部１０が参照する一時記憶用メモリとしてＲＡＭ３３が接続されている。

恒温槽１５の内部に、試薬カートリッジ１０１のキャリアとなるローター１６が設けられている。恒温槽１５にはヒーターが取り付けられており、恒温槽制御部１４により恒温槽１５内部の空気の温度が３７℃に保温される。ローター１６はステップモーター１１の制御により回転可能であり、周方向に最大４０個の試薬カートリッジを搭載することができる。各試薬カートリッジは、ドットコードシール１０７が貼られた後部パネル１０６が外周側を向くようにしてローター１６に設置される。

アーム１８は垂直移動制御用ステップモーター１３により上下に移動し、回転制御用ステップモーター１２により水平面内で回転することができる。アーム１８の先端には、垂直下方に延びるプローブ１９が取り付けられている。プローブ１９は主に試料や洗浄液の吸引・吐出を行う。プローブ１９は、試薬カートリッジ１０１の測光キュベット１０２及び各試薬キュベット１０３、１０４、１０５を密閉するシールを貫通できるように、先端が注射針のように鋭角になっている。プローブ１９にはヒーター（図示せず）が取り付けられ、アーム制御部１７により３７℃に保温される。さらに、プローブ１９は液面検知にも利用され、アーム制御部１７がプローブ１９とグランド電位間の静電容量の変化を検出することで液面を検知する。本機能は試料及び洗浄液の液量チェックに使用される。プローブ１９の下降時にアーム制御部１０が試料又は洗浄液の液面を検出するとメイン制御部１０に検出信号を送る。２０はプローブ１９のホームポジションとなるハウジングである。

２１ａ〜２１ｄは試料容器であり、アーム回転軸からプローブ１９までの距離を半径とする円周４０上に配置される。各試料容器２１ａ〜２１ｄにはメイン制御部１０が識別するための位置情報が割り当てられ、試薬カートリッジが必要とする試料が入った容器の位置情報がドットコードに格納される。試料容器２１ａ〜２１ｄは必要な検体種別を示す試薬カートリッジのシールと同じ色にマーキングされている。一例として、２１ａは血清又は血漿用の試料容器であり黄色にマーキング、２２ｂは全血用の試料容器であり赤色にマーキング、２２ｃは尿用の試料容器であり緑色にマーキング、２２ｄはその他の検体種別用の試料容器であり青色にマーキングされている。各試料容器２１ａ〜２１ｄは自動分析装置からの取外しが可能である。

２２ａ〜２２ｄは洗浄液容器であり、アーム回転軸からプローブ１９までの距離を半径とする円周４０上に配置される。洗浄液容器２２ａ〜２２ｄも同様に洗浄液に対応して色マーキングされている。一例として、２２ａはアルカリ性洗浄液の容器であり青色にマーキング、２２ｂ酸性洗浄液の容器であり黄色にマーキング、２２ｃは中性洗浄液の容器であり赤色にマーキングされ、２２ｄはリザーブであり色マーキングされない。各洗浄液容器２２ａ〜２２ｄは自動分析装置からの取外しが可能である。

４４は第１試薬の吸引部であり、各試薬カートリッジの第１試薬キュベットの中心を通る円周４１と、アーム回転軸からプローブ１９までの距離を半径とする円周４０との接点にある。試薬カートリッジの第１試薬キュベットに入った第１試薬をプローブ１９によって吸引する際には、試薬吸引の前にローター１６を回転して対象となる試薬カートリッジの第１試薬キュベットの中心を吸引部４４に合わせる。

４５は試薬カートリッジ１０１の測光キュベット１０２に対する吸引・吐出部であり、各試薬カートリッジの測光キュベット１０２の中心を通る円周４２と、アーム回転軸からプローブ１９までの距離を半径とする円周４０との交点にある。試薬カートリッジ１０１の測光キュベット１０２に試料や試薬をプローブ１９から吐出したり吸引したりする際には、その吸引・吐出の前にローター１６を回転して対象となる試薬カートリッジ１０１の測光キュベット１０２の中心を吸引・吐出部４５に合わせる。

４６は第２試薬及び第３試薬の吸引部であり、各試薬カートリッジ１０１の第２試薬キュベット１０４と第３試薬キュベット１０５の中心を通る円周４３と、アーム回転軸からプローブ１９までの距離を半径とする円周４０との交点にある。試薬カートリッジの第２試薬キュベットに入った第２試薬をプローブ１９によって吸引する際には、試薬吸引の前にローター１６を回転して対象となる試薬カートリッジの第２試薬キュベット１０４の中心を吸引部４６に合わせる。また、試薬カートリッジの第３試薬キュベットに入った第３試薬をプローブ１９によって吸引する際には、試薬吸引の前にローター１６を回転して対象となる試薬カートリッジの第３試薬キュベット１０５の中心を吸引部４６に合わせる。

恒温槽１５、ローター１６、アーム１８、プローブ１９、ハウジング２０、試料容器２１ａ〜２１ｄ、洗浄液容器２２ａ〜２２ｄは開閉可能なフタ（図示せず）で覆われる。フタの近傍にはフタ開検出スイッチ及びフタロック機構（図示せず）が取り付けられている。フタが開くとフタ開検出スイッチがONとなり、検出信号をメイン制御部１０へと送る。また、メイン制御部１０からの制御によりフタロック機構が作動して、フタをロックすることができる。

洗浄ステーション２３は、プローブ１９の内側及び外側の洗浄を行う場所である。精製水による洗浄では、ポンプ部２５の駆動により洗浄ステーション２３の内壁から精製水が噴出してプローブの外側を洗浄し、吸引・吐出部２４とポンプ部２５の駆動によりプローブ１９内部から精製水を吐出してプローブ内部の洗浄を行う。また洗浄液による洗浄の時は、プローブ１９が洗浄液容器２２ａ〜２２ｄで吸引した洗浄液を洗浄ステーション内で吐出する。洗浄に使用された廃液は自動分析装置の外部へと排出される。

吸引・吐出部２４は、メイン制御部１０からの制御により試料、試薬、洗浄液等の吸引及び吐出を行う。また、ポンプ部２５と連動してプローブ１９内部及び外部の精製水による洗浄を行う。水タンク２６は、プローブ洗浄に必要な精製水を貯蔵する。水タンク２６には水量低下検出スイッチ（図示せず）が取り付けられ、精製水が所定量以下の場合は検出信号をメイン制御部１０へと送る。

光源部２７、光学系部２８、光検出部２９は分光光度計の構成要素であり、試薬カートリッジの測光キュベットに対して吸光度測定を行うために使用される。光源部２７はタングステンランプを備える。タングステンランプは、自動分析装置に電源が投入されている間は常に点灯している。

光学系部２８は、回転式波長選択フィルター、レンズ、スリットを備える。メイン制御部１０により回転式波長選択フィルターを回転して、光軸４７上に所望のフィルターを配置できる。回転式波長選択フィルターにより選択できる波長は、例えば３４０ｎｍ、３８０ｎｍ、４１５ｎｍ、４５０ｎｍ、４８０ｎｍ、５０８ｎｍ、５４６ｎｍ、５７６ｎｍ、６００ｎｍ、６６０ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍである。

光検出部２９は、フォトダイオード及び増幅器を備える。光検出部２９は、ローター１６下の光軸４７上に配置される。フォトダイオードにより検出された光量は電圧として出力され、増幅器により増幅される。増幅されたアナログ電圧値はＡ／Ｄコンバータ３０によりデジタルデータに変換され、メイン制御部１０に取り込まれる。

３１はドットコード読み取り部であり、光軸４８上にある試薬カートリッジのパネル１０６に貼付されたドットコードを光学的に読み取る。読み取ったデータはメイン制御部１０に送られる。

３２は表示・操作部である。表示・操作部３２は、タッチパネルＬＣＤ及びSTARTボタンとSTOPボタンを備える。タッチパネルＬＣＤは、ユーザーに対してメッセージや分析結果を表示するとともに、ユーザーがパネル上の所定の位置を押すことで処理を選択することができる。STARTボタンは分析動作の開始を行うために使用される。STOPボタンは分析動作の途中中断を行うために使用される。

３４は記憶部であり、分析結果を、患者ID、及び分析日時と共に格納する。記憶部３４は過去の分析結果を格納することができる。

３５は自動分析装置に標準インターフェース経由で接続された外部プリンタである。外部プリンタ３５はオプションであり、分析結果をプリントアウトするときに使用される。

図５は、図３及び図４に示した自動分析装置の制御系のブロック図である。図中のメインＣＰＵ２０１はメイン制御部１０に備えられる。また、反応槽ヒータ用ＣＰＵ２０２は恒温槽制御部１４に備えられ、プローブヒータ用ＣＰＵ２０３はアーム制御部１７に備えられる。

以下、図６を参照して本発明の自動分析装置の動作フローを説明する。
電源スイッチをオンにすると、立ち上げ時チェック処理がスタートする。立ち上げ時チェック処理では、まずメイン制御部１０はフタ開検出スイッチによりフタが閉まっていることをチェックする（Ｓ１１）。フタが閉まっていることを確認した後、さらにメイン制御部１０はフタロック機構を制御してフタにロックをかける。次に、メイン制御部１０は各ステップモーターを正常に制御できるかどうかをチェックする（Ｓ１２）。

続いて、精製水によるプローブ１９の洗浄を行うが、その前に水量検出スイッチにより水タンク２６内の精製水量が所定量以上であることをチェックする。プローブ１９の洗浄においては、メイン制御部１０がプローブ１９の先端を洗浄ステーション２３の内部まで移動した後、ポンプ部２５を制御して洗浄ステーション２３の外壁から水を噴出しプローブ１９の外側を洗浄する。同時に、ポンプ部２５及び吸引・吐出部２４を制御してプローブ１９の内部から水を吐出させることで、プローブ１９内部の洗浄を行う（Ｓ１３）。

次に、４種類の洗浄液によるプローブ１９洗浄を行うが、その前に各洗浄液の液量チェックを行う。つまり、プローブ１９が洗浄液の液面を検出する高さから液量を算出して所定量以上あることを確認する。その後、プローブ１９内部に所定量の洗浄液を吸引して、プローブ内部の洗浄を行う。その後、プローブ１９を洗浄ステーション２３に移動し、洗浄液を吐出する。その後、洗浄ステーション２３にて精製水によりプローブ１９部・外部の水洗いを行う。以上を各洗浄液に対して行う（Ｓ１４）。

最後に、ランプを点灯し、３４０ｎｍのフィルターを光軸上にセットしたときの光量が所定値以上であることを光検出器によりチェックする（Ｓ１５）。

以上で、立ち上げ時チェック処理は終了であり、自動分析装置としての分析準備は終了となる。続いて、ユーザーによる分析準備について説明する。

最初に、ユーザーは保冷庫から分析項目に対応する試薬カートリッジ１０１を取り出し、自動分析装置のローター１６にセットする（Ｓ２１）。ローター１６上のどの位置に試薬カートリッジ１０１をセットするかは任意である。

次に、ローター１６に搭載した全試薬カートリッジのシールの色から患者の分析に必要な試料（血清、血漿、全血、尿など）を判断し、試料を試料容器に注入した後（Ｓ２２）、試料容器を自動分析装置にセットする（Ｓ２３）。最後に、ユーザーが患者のIDを表示・分析部３２から入力する（Ｓ２４）。

以上で、ユーザーによる分析準備は終了となる。ここで、表示・操作部のSTARTボタンを押すと分析を開始する。以下、分析シーケンスについて説明する。

まず、メイン制御部１０はステップモーター１１の制御によりローター１６を回転し、光軸４８上に各試薬カートリッジを順番に配置して、ドットコード読み取り部３１により試薬カートリッジのドットコードを読み取る（Ｓ１６）。読み取られたドットコード内の情報はＲＡＭ３３に格納される。ＲＡＭ３３に格納されたドットコード情報のうち、上記（２）シリアル番号が記憶部３４に格納されている過去に分析した試薬カートリッジのシリアル番号と一致したら、それは分析済みの試薬カートリッジであるので、カートリッジの取り出しを要求するメッセージを表示・操作部３２に表示して分析実行を終了する。また、未分析の試薬カートリッジであっても、ＲＡＭ３３に格納された上記（１）製造年月日と有効期限の情報から試薬カートリッジの有効期限が切れている判定した場合は、同様にエラーメッセージを表示・操作部３２に表示して分析実行を終了する。

試薬カートリッジ１０１のスキャンを終了すると、１回の分析動作に必要な試料を特定できるので、続いて試料量のチェックを行う。プローブ１９を分析で採取する試料容器に移動して試料の液面を検出した高さから試料量を算出する（Ｓ１７）。その後、プローブ１９を洗浄ステーション２３へ移動し精製水で洗浄する。分析実行においては、各試薬カートリッジに対して吸光度測定を行い（Ｓ１８）、結果を表示・操作部３２に出力する（Ｓ１９）。

図７に、一例として総タンパク（TP）分析用の試薬カートリッジに対する吸光度測定のフローを示す。また、図８に吸光度の時間変化、試薬／試料の分注タイミング及び測光タイミングの例を示す。

分析前の試薬カートリッジには、同１の試薬が第１試薬キュベットに２５０μｌ、第２試薬キュベットに１００μｌ入っており、シールで密閉されている。本試薬カートリッジは試料として血清を用いるためシールは黄色にマーキングされ、さらに分析項目を示すために「TP」と印字されている。また、試薬カートリッジに貼付されたドットコードシールには、上記「（３）試料となる検体種別」として「血清又は血漿」、「（４）試料の必要量と分注タイミング」として「５μｌ／最初の試薬分注から５分後」、「（５）第一試薬の必要量と分注タイミングとして「２２０μｌ／最初の試薬分注から０分後」、（６）第二試薬の必要量と分注タイミングとして「８０μｌ／最初の試薬分注から５分後」、（８）測光方式として「２ポイントエンド方式」、（９）測光タイミングとして「最初の試薬分注から４分４０秒後／１０分後」、「（１０）測光の主波長／副波長」として「主波長５４６ｎｍ／副波長７００ｎｍ」、「（１１）吸光度から濃度への変換式」として「濃度＝吸光度差×９７０．６ｇ／ｄｌ」、の情報、すなわち分析手順や処理手順などに関する情報が格納されている。

ドットコードシールから読み取られ、ＲＡＭ３３に格納されている情報に従って、メイン制御部１０は装置各部を制御して、まず、第１試薬キュベット内の試薬を測光キュベットへ分注する（Ｓ３１）。ここでは、試薬カートリッジの第１試薬キュベットの中心を吸引部４４に合わせるようにローター１６を回転する。その後、アーム１８を回転させてプローブ１９を吸引部４４に移動し、先端がシールを貫通して第１試薬キュベットに挿入されるようにプローブ１９を下降させ、第１試薬キュベットから２２０μｌの試薬を吸引する。次に、プローブ１９を上昇させた後、測光キュベットの中心を吸引・吐出部４５に合わせるようにローター１６を回転する。その後、アーム１８を回転させてプローブ１９を吸引・吐出部４５に移動し、プローブ１９を下降させる。プローブ先端がシールを貫通して測光キュベットに挿入されたら、試薬を測光キュベットに吐出する。

最初の試薬分注から４分４０秒後に、メイン制御部１０は装置各部を制御して、試薬が入った測光キュベットに対して吸光度測定を行う（Ｓ３２）。ここでは、試薬カートリッジの測光キュベットの中心を光軸４７に合わせるようにローター１６を回転する。その後、光源部２７、光学系部２８、光検出部２９で構成される分光光度計により、主波長５４６ｎｍ／副波長７００ｎｍにて吸光度測定を行う。図８に示した例の場合、測定結果は吸光度＝−０．２１８３１である。

最初の試薬分注から５分後に、メイン制御部１０は装置各部を制御して、第２試薬キュベット内の試薬及び試料を測光キュベットに分注する（Ｓ３３）。ここでは、試薬カートリッジの第２試薬キュベットの中心を吸引部４６に合わせるようにローター１６を回転する。その後、プローブ１９を吸引部４６に移動して第２試薬キュベットから８０μｌの試薬を吸引する。続いて、ＲＡＭ３３に格納されている試料としての検体種別情報、本例では「血清又は血漿」を参照する。検体種別と試料容器は１対１に対応しているので、メイン制御部１０は血清が入った試料容器２１ａを特定できる。血清試料容器位置２１ａへプローブ１９を移動した後、血清試料容器から５μｌの血清を吸引する。続いて、測光キュベットの中心を吸引・吐出部４５に合わせるようにローター１６を回転する。その後、プローブ１９を吸引・吐出部４５に移動し、試薬及び試料を測光キュベットに吐出する。続いて、測光キュベット内にある試薬と試料の混合液をプローブ１９により吸引・吐出をすることで攪拌する。

ＲＡＭ３３の参照から、試薬＋試料吐出までに至る各ハードウェアの制御シーケンス例を図９に示す。最初、メイン制御部１０はＲＡＭ３３を参照して検体種別情報を読み取る。検体種別情報から、メイン制御部１０は試料容器の位置を特定する。本例の場合、試料容器２１ａの位置を特定する。次に、プローブ１９によって試料容器２１ａから試料を吸引する動作に移る。そのために、メイン制御部１０は、垂直移動用ステップモーター１３を制御してアーム１８を上昇させる。次に、回転制御用ステップモーター１２を制御してアーム１８を所定角度回転させ、プローブ１９を試料容器２１ａの上方に位置決めする。その後、垂直移動用ステップモーター１３を制御してアーム１８を下降させ、プローブ１９の先端が試料容器２１ａ中の試料中に充分な深さ入ったらアーム１８の下降運動を止める。このとき、アーム制御部１７はプローブ１９とグランド電位間の静電容量の変化を検出して液面をモニタしている。次に、メイン制御部１０は吸引・吐出部２４を制御し、プローブ１９によって試料容器２１ａ中の試料を決められた量だけ吸引する。

次に、メイン制御部１０は、ステップモーター１１を制御してローター１１を回転させ、分析に使用する試薬カートリッジ１０１の測光キュベット１０２中心を吸引・吐出部４５に位置決めする。なお、このローター１１の回転移動は、プローブ１９によって試料容器２１ａから試料を吸引する動作と同時並列的に実行してもよい。

一方で、メイン制御部１０は、垂直移動用ステップモーター１３を制御してアーム１８を上昇させ、試料の吸引を完了したプローブ１９を試料容器２１ａから引き抜き、回転制御用ステップモーター１２を制御してアーム１８を回転させ、プローブ１９を吸引・吐出部４５の上方に位置決めする。その後、メイン制御部１０は、垂直移動用ステップモーター１３を制御してアーム１８を試薬カートリッジ１０１の測光キュベット１０２に向けて下降させ、シールを破ってプローブ１９の先端を測光キュベット１０２内に挿入する。プローブ１９の先端が測光キュベット１０２の内部に入ったらアーム１８の下降を止め、吸引・吐出部２４を制御してプローブ１９の先端から測光キュベット１０２内に吸引した試料を吐出する。

図７に戻り、最初の試薬分注から１０分後に、メイン制御部１０は装置各部を制御して、試薬と試料の混合液が入った測光キュベットに対して吸光度測定を行う（Ｓ３４）。ここでは、試薬カートリッジの測光キュベットの中心を光軸４７に合わせるようにローター１６を回転する。その後、光源部２７、光学系部２８、光検出部２９で構成される分光光度計により、主波長５４６ｎｍ／副波長７００ｎｍにて吸光度測定を行う。本例での測定結果は図９より吸光度＝＋０．０６９１５である。

２回測定した吸光度の差＋０．０６９１５−（−０．２１８３１）＝＋０．２８７４６を、ＲＡＭ３３に格納されている吸光度から濃度への変換式「濃度＝吸光度×９７０．６ｇ／ｄｌ」に代入して、総タンパク濃度として「６．２４４１５３ｇ／ｄｌ」との結果を得る（Ｓ３５）。

最初の試薬カートリッジに対する分析項目の濃度測定が終わると、次の試薬カートリッジから最後の試薬カートリッジまでローター１１にセットされている全ての試薬カートリッジに対して順次、各試薬カートリッジに設定されている分析項目の濃度測定を行う。ここで、試料として使用する検体種別が同じである試薬カートリッジをまとめて測定するように測定順番を決定するのが望ましい。例えば、試料として血清を使用する試薬カートリッジが２０個、尿を使用する試薬カートリッジが１０個、自動分析装置に搭載されている場合は、先に２０個の血清用試薬カートリッジに対して連続して濃度測定を行い、続いて１０個の尿用試薬カートリッジに対して連続して濃度測定を行う。

分析結果は表示・操作部３２に表示され、患者ID、日時、使用した試薬カートリッジのシリアル番号とともに記憶部３４に保存される。外部プリンタ３５が接続されている場合は、分析結果をプリントアウトして正常終了となる。記憶部３４には、過去の分析データを記憶できるので、表示・操作部３２から過去の分析データを選択して外部プリンタから常時プリントアウトすることができる。

本実施例のように、試薬カートリッジに付されたドットコードの情報に基づいて、予め定められた位置に配置された複数の検体を１本のプローブで試薬カートリッジへ移送することにより、複数検体を用いた複数項目の分析を１本のプローブを備える簡易な構成の自動分析装置で達成することができる。また、本実施例のように、プローブの回転円周と測光キュベットの回転円周との交点に試薬／試料の吐出部があり、プローブの回転円周と試薬キュベットの回転円周との交点に試薬の吸引部があり、かつ、プローブの回転円周上に複数の検体種別が別々の試料容器に入って所定の位置に配置され、かつ、搭載する各試薬カートリッジが必要とする検体試料が複数種類ある自動分析装置では、各試薬カートリッジに付加された検体種別の情報により、試料容器を取り違えずに、必要とする検体試料をサンプリングすることができる。

試薬カートリッジの例を示す斜視図。 試薬カートリッジの側面図。 本発明による自動分析装置の全体構成例を示す模式図。 本発明による自動分析装置の平面模式図。 自動分析装置の制御系のブロック図。 本発明の自動分析装置の動作フロー図。 吸光度測定の一例のフロー図。 吸光度の時間変化、試薬／試料の分注タイミング及び測光タイミングの例を示す図。 各ハードウェアの制御シーケンス例を示す図。

符号の説明

１０…メイン制御部、１１…ステップモーター、１２…回転制御用ステップモーター、１３…垂直移動制御用ステップモーター、１４…恒温槽制御部、１５…恒温槽、１６…ローター、１７…アーム制御部、１８…アーム、１９…プローブ、２０…ホームポジション、２１ａ〜２１ｄ…試料容器、２２ａ〜２２ｄ…洗浄液容器、２３…洗浄ステーション、２４…吸引・吐出部、２５…ポンプ部、２６…水タンク、２７…光源部、２８…光学系部、２９…光検出部、３１…ドットコード読み取り部、３２…表示・操作部、４４…第１試薬の吸引部、４５…測光キュベットに対する吸引・吐出部、４６…第２試薬及び第３試薬の吸引部、１０１…試薬カートリッジ、１０２…測光キュベット、１０３…第１試薬キュベット、１０４…第２試薬キュベット、１０５…第３試薬キュベット、１０６…パネル、１０７…ドットコードシール

Claims (13)

1. 各々異なる位置に設置され、それぞれ異なる試料に割り当てられる複数の試料容器と、
   測光キュベットと試薬が封入された試薬キュベットと情報提示部とを有する試薬カートリッジを複数保持して回転可能なローターと、
   前記ローターを回転駆動するローター駆動部と、
   前記試薬カートリッジの情報提示部から情報を読み取る情報読み取り部と、
   液体を吸引し吐出することのできる１本のプローブと、
   前記プローブを駆動するプローブ駆動部と、
   光源と光検出器を備え、前記試薬カートリッジの測光キュベットに対して吸光度測定を行う光学測定部と、
   前記情報読み取り部によって読み取られた情報を記憶する記憶部と、
   装置各部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶された情報を参照して前記試薬カートリッジが必要とする試料が入っている試料容器を特定し、前記特定された試料容器中に前記プローブが位置づけられるように前記プローブ駆動部を制御することを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１記載の自動分析装置において、前記プローブは前記プローブ駆動部によって第１の半径の円弧上を駆動され、前記複数の試料容器は前記第１の半径の円弧上に配置されていることを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項１記載の自動分析装置において、前記試薬カートリッジは、前記測光キュベット及び前記試薬キュベットが各々第２の半径の円上及び第３の半径の円上に位置するように前記ローターに保持されることを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項１記載の自動分析装置において、前記試薬カートリッジは、第１の試薬キュベット及び第２の試薬キュベットを有し、前記測光キュベット、前記第１の試薬キュベット及び前記第２の試薬キュベットが各々第２の半径の円上、第３の半径の円上及び第４の半径の円上に位置するように前記ローターに保持されることを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項２記載の自動分析装置において、
   前記測光キュベットは前記ローターの回転によって前記第１の半径の円弧と第１の交点で交差する第２の半径の円上を移動し、前記試薬キュベットは前記ローターの回転によって前記第１の半径の円弧と第２の交点で交差する第３の半径の円上を移動し、
   前記制御部は、前記測光キュベットに対して液体の吐出を行うときは前記ローター駆動部を制御して前記測光キュベットを前記第１の交点に位置決めすると共に前記プローブ駆動部を制御して前記プローブを前記第１の交点に位置決めし、前記試薬キュベットから試薬を吸引するときは前記ローター駆動部を制御して前記第１の試薬キュベットを前記第２の交点に位置決めすると共に前記プローブ駆動部を制御して前記プローブを前記第２の交点に位置決めすることを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項１記載の自動分析装置において、
   前記試薬カートリッジは、第１の試薬キュベット及び第２の試薬キュベットを有し、
   前記測光キュベットは前記ローターの回転によって前記第１の半径の円弧と第１の交点で交差する第２の半径の円上を移動し、前記第１の試薬キュベットは前記ローターの回転によって前記第１の半径の円弧と第２の交点で交差する第３の半径の円上を移動し、前記第２の試薬キュベットは前記ローターの回転によって前記第１の半径の円弧と第３の交点で交差する第４の半径の円上を移動し、
   前記制御部は、前記測光キュベットに対して液体の吐出を行うときは前記ローター駆動部を制御して前記測光キュベットを前記第１の交点に位置決めすると共に前記プローブ駆動部を制御して前記プローブを前記第１の交点に位置決めし、前記第１の試薬キュベットから試薬を吸引するときは前記ローター駆動部を制御して前記第１の試薬キュベットを前記第２の交点に位置決めすると共に前記プローブ駆動部を制御して前記プローブを前記第２の交点に位置決めし、前記第２の試薬キュベットから試薬を吸引するときは前記ローター駆動部を制御して前記第２の試薬キュベットを前記第３の交点に位置決めすると共に前記プローブ駆動部を制御して前記プローブを前記第３の交点に位置決めすることを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項１記載の自動分析装置において、前記制御部は前記プローブとグランド電位との間の静電容量の変化を検知することを特徴とする自動分析装置。
8. 請求項２記載の自動分析装置において、前記第１の半径の円弧上に位置し、かつ前記プローブを洗浄する洗浄部をさらに有することを特徴とする自動分析装置。
9. 請求項８記載の自動分析装置において、前記第１の半径の円弧上に位置し、かつ洗浄液を収める洗浄液容器をさらに有し、前記プローブは前記洗浄液容器で吸引した前記洗浄液を前記洗浄部で吐出することを特徴とする自動分析装置。
10. 請求項１記載の自動分析装置において、前記測光キュベットは、前記試薬キュベットに収められた試薬と前記試料とが注入されるものであることを特徴とする自動分析装置。
11. 各々異なる位置に設置され、それぞれ異なる試料に割り当てられる複数の試料容器と、
    測光キュベットと試薬が封入された試薬キュベットと２次元コードによって情報を提示する情報提示部とを有する試薬カートリッジを複数保持して回転可能なローターと、
    前記ローターを回転駆動するローター駆動部と、
    前記試薬カートリッジの情報提示部から情報を読み取る情報読み取り部と、
    液体を吸引し吐出することのできる１本のプローブと、
    前記プローブを駆動するプローブ駆動部と、
    光源と光検出器を備え、前記試薬カートリッジの測光キュベットに対して吸光度測定を行う光学測定部と、
    前記情報読み取り部によって読み取られた情報を記憶する記憶部と、
    装置各部を制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、前記記憶部に記憶された情報を参照して前記試薬カートリッジが必要とする試料が入っている試料容器を特定し、前記特定された試料容器中に前記プローブが位置づけられるように前記プローブ駆動部を制御することを特徴とする自動分析装置。
12. 請求項１１記載の自動分析装置において、前記情報提示部には検体種別、試料の必要量、試薬の必要量、測光タイミング、吸光度から濃度への変換式の情報が格納されていることを特徴とする自動分析装置。
13. 請求項１１記載の自動分析装置において、前記試薬カートリッジは上面にシールを有し、前記シールは前記試薬カートリッジに対応する試料の種類に応じて色分けされていることを特徴とする自動分析装置。

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