JP2008203009A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
自動分析装置に置いて、試薬及び検体を分注する機構部を構成する部品又はシステム水の温度及び体積の変化が、一回に分注する検体の量及び、一回に分注する試薬の量に影響を与えることを軽減若しくは防止することにある。
【解決手段】
試薬及び検体を分注する機構部を構成する部品の一つ若しくは複数の部品に、部品の温度を測定用するセンサを取り付け、さらにシステム水の温度を測定するセンサを、一箇所若しくは複数箇所に有し、温度センサから得られる温度情報で、試薬及び検体の分注する量の大小を変化させる部品の、動作量を変化させ、あるいは、部品の温度にシステム水の温度を一致させるか、若しくは、近づける制御を行うことによって実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、血液，尿などの生体サンプルの定性・定量分析を行う自動分析装置に係り、特に試料，試薬などを所定量分取するための分注機構を備えた自動分析装置に関する。

一般に、自動分析装置では、検体に含まれる成分の定量分析を行うため、一回の分析に使用される検体の量と試薬の量は、それぞれの分析項目や、分析装置によっても、一定の比率を厳守することが必要であり、比率を確保する為には、混合される検体および試薬の量は、厳密に分注されなくてはならない。

従来の自動分析装置では、試薬等を使用して分析対象である検体の成分を分析する機構を有する分析部の、検体と試薬を混合するための容器に、必要量の検体および試薬を分注する為には、検体および試薬を分注するための機構の駆動部であるシリンジやマイクロポンプ等の駆動量を制御することによって、間接的に分注量を決定している。シリンジやマイクロポンプにより発生させた負圧により、ノズル内に所定量の液体を吸引する場合、環境の温度によって吸引量が変化する可能性がある。特に、気体を圧力伝達媒体として用いる場合には、温度変化により気体の体積が変化し分注精度が低下することが懸念されたため、特許文献１記載の発明では、温度センサを備え、該温度センサの検出値に基づいて分注量を校正することが記載されている。

特表平１１−５０９６２３号公報

近年、自動分析装置は、検体提供者の負担軽減の目的から、一回の分析に使用する検体の量を低減し、又、排水や廃棄物等の環境への影響を軽減する目的および試薬コストの低減等の目的により、一回の分析に必要な試薬量を低減する方向である。しかしながら、前記試薬及び検体を分注する機構部を構成する部品は、全てその部品の温度によって、構成する物質が膨張又は収縮することは避けることができない。特許文献１に記載された方法は、温度変化によって発生する分注量の誤差を校正しているが、校正した結果が正しいかどうかの検証をどのようにするかなどの課題がある。

本発明の目的は、常に一定の分注精度が得られる分注機構を備えた自動分析装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の構成は以下の通りである。

液体を所定量吸引するノズルと、液体を吸引するため該ノズル内に負圧を発生させる負圧発生源と、該負圧発生源と前記ノズルを連結する配管と、該配管内に圧力伝達媒体としての液体を供給する液体供給機構と、を備えた分注手段を有する自動分析装置において、前記負圧発生源の温度を測定する負圧発生源温度測定機構と、前記液体供給機構の温度を測定する液体供給機構温度測定機構と、を備え、更に該負圧発生源温度測定機構と該液体供給機構温度測定機構で測定された温度の温度差に基づいて、前記負圧発生源の動作を制御する制御機構と、を備えた自動分析装置。

ノズルは通常パイプ状になっているが、吸引する液体をノズル内に保持することができればどのような形状であっても良い。また、ノズルが吸引する液体に接触したかどうかを検出する液面検出手段を備えたものであっても良い。負圧発生源としては、シリンジ，ダイアフラム，マイクロポンプなどがあるが、これに限らず、ノズル内に液体を吸引または吸引した液体を吐出できる原動力を発生させられるものであればどのようなものでも良い。配管は金属製，合成樹脂製など種々のものが用いられる。圧力伝達媒体は水（純水）が一般的であるが、物性を一定にできるものであればどのようなものであっても良い。なお、空気は温度変化による膨張／収縮が大きいので圧力伝達媒体としては不適である。

温度測定機構の温度センサは１つに限らず、複数個設けて、それらの検出値の平均値をとるようにしても良い。

該負圧発生源温度測定機構と該液体供給機構温度測定機構で測定された温度の温度差を小さくするように液体供給機構の温度を制御する機構を備えても良い。この場合、温度を制御するために、加熱ヒータを設けたり、自動分析装置の反応容器を一定温度に維持するための恒温槽に供給する恒温水を加熱源に用いるなどすることができる。

液体供給機構内の圧力伝達媒体の温度を均一にするため、圧力伝達媒体タンク内に攪拌翼を設けても良い。

本発明によれば、環境の温度が変化したり、装置の使用時間が経過しても試料または試薬の一定の分注精度が得られる自動分析装置を提供することができる。

以下本発明を実施例により詳細に説明する。

図１は、本発明による自動分析装置に搭載される試薬及び検体を分注する機構の一実施例の概略図である。通常、シリンジ１は、システム水９で満たされている。電磁弁５を閉じた状態で、プランジャー２を上下させることにより、シリンジ１内の容積を変化させることによって、シリンジ１に連結されたノズル４によって、検体又は試薬１６を分注する。検体又は試薬１６は検体容器又は試薬容器１５に保持され、ノズル４若しくは検体容器又は試薬容器１５を動かすことによって、検体又は試薬１６とノズル４を接触させ、分注を可能にする。プランジャー２はプランジャー駆動機構３によって駆動され、シリンジ１に挿入される長さが変化する。プランジャー駆動機構３は制御回路１１によって制御されている。制御回路１１は、プランジャー駆動機構３，電磁弁５，ポンプ６を動作させる信号を送信し制御すると共に、Ａ／Ｄ変換回路１０から来る情報を処理する。Ａ／Ｄ変換回路１０は、シリンジ用温度センサ１２，プランジャー用温度センサ１３，システム水用温度センサ１４から送られてくるアナログ信号を、デジタル信号に変換して、制御回路１１に送信する。ポンプ６は、ノズル４の内側を洗浄する際に電磁弁５を開いた状態で動作させることによって、システム水タンク７内のシステム水９を、シリンジ１内に圧送する。ポンプ６によって圧送されたシステム水９は、シリンジ１を経由し、ノズル４を通過することによりノズル４を洗浄し、外部に吐出される。システム水タンク７は外部給水８によって補充される。

この、ノズル４の内側を洗浄する動作の際、システム水９は、システム水タンク７からシリンジ１内に移動するが、シリンジ１およびプランジャー２は、プランジャー駆動機構３の消費電力によって加熱されているためシステム水タンク７内のシステム水９より温度が高く、シリンジ１の中に滞留している際に、シリンジ１の内壁及びプランジャー２に接触し温度が上昇し体積が増加する。

この、システム水９の温度上昇に伴う体積が増加している時間に、プランジャー２を動作させ分注動作を行った場合は、シリンジ１内では、プランジャー２の動作に伴う、容積変化にシステム水９の温度上昇に伴う体積増加が加わるため、ノズル４での分注量に誤差を生じることになる。

そこで、シリンジ用温度センサ１２，プランジャー用温度センサ１３、によって、シリンジ１及びプランジャー２の両方若しくはどちらか一方の温度を測定し、さらに、システム水用温度センサ１４からシステム水タンク７内のシステム水９の温度を測定し、Ａ／Ｄ変換回路１０を通して、制御回路１１へ送る。制御回路１１では、シリンジ１若しくはプランジャー２の温度データと、システム水タンク７内のシステム水９の温度の差から、シリンジ１内に送られた場合のシステム水９の体積の増加量を計算し、若しくは、予め準備したデータテーブルと比較し、体積の増加量を決定する。さらに制御回路１１は決定した増加量で、プランジャー２の動作量に補正をかけ、プランジャー駆動機構３に必要な動作量を指令する。電力源１７は、電力を必要とする各部位に電力を供給する。

図２は、本発明による自動分析装置に搭載される試薬及び検体を分注する機構の一実施例の概略図である。シリンジ１は、システム水９で満たされている。電磁弁５を閉じた状態で、プランジャー２を上下させることにより、シリンジ１内の容積を変化させることによって、シリンジ１に連結されたノズル４によって、検体又は試薬１６を分注する。検体又は試薬１６は検体容器又は試薬容器１５に保持され、ノズル４若しくは検体容器又は試薬容器１５を動かすことによって、検体又は試薬１６とノズル４を接触させ、分注を可能にする。プランジャー２はプランジャー駆動機構３によって駆動され、シリンジ１に挿入される長さが変化する。プランジャー駆動機構３は制御回路１１によって制御されている。制御回路１１は、プランジャー駆動機構３，電磁弁５，ポンプ６を動作させる信号を送信し制御すると共に、Ａ／Ｄ変換回路１０から来る情報を処理する。Ａ／Ｄ変換回路１０は、シリンジ用温度センサ１２，プランジャー用温度センサ１３，システム水用温度センサ１４から送られてくるアナログ信号を、デジタル信号に変換して、制御回路１１に送信する。ポンプ６は、ノズル４の内側を洗浄する際に電磁弁５を開いた状態で動作させることによって、システム水タンク７内のシステム水９を、シリンジ１内に圧送する。ポンプ６によって圧送されたシステム水９は、シリンジ１を経由し、ノズル４を通過することによりノズル４を洗浄し、外部に吐出される。システム水タンク７は外部給水８によって補充される。

この、ノズル４の内側を洗浄する動作の際、システム水９は、システム水タンク７からシリンジ１内に移動するが、シリンジ１およびプランジャー２は、プランジャー駆動機構３の消費電力によって加熱されているためシステム水タンク７内のシステム水９より温度が高く、シリンジ１の中に滞留している際に、シリンジ１の内壁及びプランジャー２に接触し温度が上昇し体積が増加する。この、システム水９の温度上昇に伴う体積が増加している時間に、プランジャー２を動作させ分注動作を行った場合は、シリンジ１内では、プランジャー２の動作に伴う、容積変化にシステム水９の温度上昇に伴う体積増加が加わるため、ノズル４での分注量に誤差を生じることになる。

そこで、シリンジ用温度センサ１２，プランジャー用温度センサ１３、によって、シリンジ１及びプランジャー２の両方若しくはどちらか一方の温度を測定し、さらに、システム水用温度センサ１４からシステム水タンク７内のシステム水９の温度を測定し、Ａ／Ｄ変換回路１０を通して、制御回路１１へ送る。制御回路１１では、シリンジ１若しくはプランジャー２の温度データと、システム水タンク７内のシステム水９の温度の差から、シリンジ１内に送られた場合のシステム水９の体積の増加量を計算し、若しくは、予め準備したデータテーブルと比較し、体積の増加量を決定する。さらに制御回路１１は、決定した前記増加量が無くなる、若しくは少なくなるように、ヒータ１８を制御して、システム水タンク７内のシステム水９の温度を制御する。攪拌翼２０は攪拌機構用モータ１９によって回転し、システム水タンク７内のシステム水９に攪拌流２１を発生させ、システム水タンク７内のシステム水９の温度に偏在が少なくなるように動作する。電力源１７は、電力を必要とする各部位に電力を供給する。

本発明の自動分析装置に搭載する、検体又は試薬の分注機構の実施例の概略構成図。 本発明の自動分析装置に搭載する、検体又は試薬の分注機構の実施例の概略構成図。

符号の説明

１ シリンジ
２ プランジャー
３ プランジャー駆動機構
４ ノズル
５ 電磁弁
６ ポンプ
７ システム水タンク
８ 外部給水
９ システム水
１０ Ａ／Ｄ変換回路
１１ 制御回路
１２ シリンジ用温度センサ
１３ プランジャー用温度センサ
１４ システム水用温度センサ
１５ 検体容器又は試薬容器
１６ 検体又は試薬
１７ 電力源
１８ ヒータ
１９ 攪拌機構用モータ
２０ 攪拌翼
２１ 攪拌流

Claims (3)

1. 液体を所定量吸引するノズルと、
   液体を吸引するため該ノズル内に負圧を発生させる負圧発生源と、
   該負圧発生源と前記ノズルを連結する配管と、
   該配管内に圧力伝達媒体としての液体を供給する液体供給機構と、
   を備えた分注手段を有する自動分析装置において、
   前記負圧発生源の温度を測定する負圧発生源温度測定機構と、
   前記液体供給機構の温度を測定する液体供給機構温度測定機構と、
   を備え、更に該負圧発生源温度測定機構と該液体供給機構温度測定機構で測定された温度の温度差に基づいて、前記負圧発生源の動作を制御する制御機構と、
   を備えた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、
   前記温度差を少なくするように前記液体供給機構内の液体温度を制御する温度制御機構を備えたことを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項２記載の自動分析装置において、
   前記液体供給機構内の温度が均一になるよう、該液体を攪拌する攪拌機構を備えたことを特徴とする自動分析装置。

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