JP3964289B2

JP3964289B2 - 分析機器

Info

Publication number: JP3964289B2
Application number: JP2002261649A
Authority: JP
Inventors: 明広小松; 統安木村; 和久小林; 章杉山; 正人永田
Original assignee: Godo Shusei KK; Fujifilm Corp
Current assignee: Godo Shusei KK; Fujifilm Corp
Priority date: 2002-09-06
Filing date: 2002-09-06
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2022-09-06
Also published as: JP2004101290A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、便潜血分析等が行える小型の分析機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、集団検診等で集められた検体より便潜血分析を自動的に行う大型の分析装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この大型の分析装置は、使い捨てまたは洗浄して再使用するキュベット（混合容器）を多量にセットし、このキュベットを直線移送しつつ、空のキュベットに検体採取容器から検体液を、試薬ボトルから液状試薬をそれぞれ分注し、その呈色度合いの測光を行うようになっている。
【０００４】
なお、上記検体採取容器は、スティック状の採取棒に採取した便検体を容器内の保存液に浸けて溶解・保存するもので、この検体採取容器をそのまま分析装置にセットし、装置内で先端部をカットして前記キュベットへ検体液を注入している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−３５９６９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の自動分析装置では、装置が大型で多量の検体を分析するのに適したもので、検体数が少なく分析頻度の少ない場合には、高価で不向きであるとともに、操作・管理が複雑である問題を有する。
【０００７】
例えば、前述の試薬はその保管条件の影響を受けて分析特性が変化するものであり、冷蔵庫等に保管する必要があり、少量の検査でも試薬ボトルを保管庫から出し入れしなければならず、消費量が少なく１つの試薬ボトルの使用期間が長くなると特性が劣化する原因となり、試薬の管理が煩雑となり、少ない検体数を対象とした小型の分析機器を企図するのが困難となっている。
【０００８】
また、試薬特性が劣化すると分析精度を維持するための分析特性を補正するキャリブレーションが必要となり、操作、管理が煩雑で、操作の簡素化を図る際の障害となっている。
【０００９】
そこで、本発明は上記点に鑑み、分析数の少ない場合にも簡易な操作で自動分析が行えるようにした小型の分析機器を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の分析機器は、使い捨てのキュベット内で試薬と検体液とを混合し、その呈色変化を測光して検体成分の分析を行う分析機器であって、前記検体液を収容した検体容器、内部に予め試薬が封入され開口がシールされている前記キュベットおよび使い捨てのノズルチップをそれぞれ検体数に応じて搭載する円形状のサンプルトレイと、前記ノズルチップを先端に装着し、該ノズルチップ内に前記検体容器より検体液を吸引し前記キュベットに分注し混合する吸引ノズルを有する分注器と、前記サンプルトレイの内部に設置され、前記キュベット内の試薬と検体液の呈色変化を透過測光する測光部と、前記測光部の上方部位のサンプルトレイを覆う遮光カバーと、前記遮光カバーに設置され、前記キュベットのシールを穿孔開封する開封ピンを備えた開封機構とを備え、前記開封機構の開封ピンは、前記分注器の吸引ノズルの押し下げ動作で開封作動されることを特徴とするものである。
【００１１】
前記開封機構は、先端が多面テーパ形状に設けられた開封ピンを備えたものが好適である。
【００１２】
前記開封機構による開封動作の際に、前記キュベットの上昇移動を規制するキュベット押えをさらに備えるのが好適である。
【００１３】
前記キュベットは乾燥状態の試薬が挿入されてなり、該試薬を溶解する溶解液を収容した溶解液ボトルを搭載するようにしてもよく、該溶解液ボトルから溶解液を前記分注器によりキュベットに分注するのが好ましい。
【００１４】
前記サンプルトレイは、複数の検体容器が搭載可能な回転テーブルを備えたものが、小型化に好適である。
【００１５】
前記キュベットに挿入する試薬は、凍結乾燥されたもの、粉末状、顆粒状、錠剤などの乾燥状態のものが好ましいが、液状試薬も挿入可能である。
【００１８】
【発明の効果】
上記のような本発明によれば、検体容器、キュベットおよびノズルチップを搭載するサンプルトレイと、吸引ノズルを有する分注器と、キュベット内の呈色変化を透過測光する測光部とを備え、サンプルトレイには予め内部に試薬が挿入されたキュベットを検体数に応じて搭載することにより、試薬の管理が簡易で操作が簡素化でき、効率よく測定が行えるとともに、検体数が少ない分析に適した小型化を図ることができる。
【００１９】
つまり、検体数に対応した分だけ試薬入りのキュベットを保管庫より取り出し、サンプルトレイにセットでき、試薬の劣化を抑制でき、また、試薬の特性が安定しているため、精度管理が不要となり、操作の簡素化が図れる。
【００２０】
また、キュベットのシールを開封する開封機構を備えることにより、分析直前にシールが開封でき、例えば、吸湿性の高い試薬の変質が防止でき、開封してから測光に至るまでの時間が一定となり、分析が良好に行え、操作の簡素化が図れる。さらに、前記開封ピンの開封作動を分注器の吸引ノズルの押し下げ動作で行うために、機構の簡素化が図れる。
【００２１】
多面テーパ形状の開封ピンによってシールを穿孔開封するものでは、シールの開封力が低減でき、小さい力で確実な開封が行え、小型化に適している。
【００２２】
キュベット押えを備えたものでは、開封時にキュベットが搭載部位より外れたり、位置がずれたりすることがなく、動作信頼性が向上できる。
【００２３】
キュベットに乾燥状態の試薬を挿入し、溶解液を分注して溶解するものでは、試薬の性状および特性が安定し、分析精度の維持に有利である。
【００２４】
また、サンプルトレイが複数の検体容器を搭載可能な回転テーブルを備えたものでは、小型化に有利である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。図１は一例の自動分析機器の概略機構を示す斜視図、図２はサンプルトレイの斜視図、図３は分析状態のサンプルトレイの概略断面図、図４はキュベット、検体容器およびノズルチップの斜視図、図５は開封機構によるキュベットの開封動作を示す断面図である。
【００２６】
この自動分析機器１は、図４(ａ)に示すような乾燥試薬Ｒを封入した混合容器としての使い捨てのキュベット１１、同図(ｂ)のような検体液を収容する検体容器１２、同図(ｃ)のような液を吸引吐出する後述の吸引ノズル４１の先端に装着する使い捨てのノズルチップ１３を消耗品として使用する。
【００２７】
上記キュベット１１は透光性の樹脂により略角筒状に成形され、下部壁面が特に透明で測定光が透過する測定部１１ａに構成され、上部外周には外側に張り出して搭載穴に係止する鍔部１１ｂを備え、内部には便潜血分析の場合には金コロイド試薬による凍結乾燥試薬Ｒが収容され、上端開口部に金属箔によるシール１１ｃが溶着されて上記試薬Ｒが封入されてなる。なお、この試薬Ｒは分析時には溶解液が注入されて溶解される。また、検体容器１２は、上部外周に外側に張り出して搭載穴に係止する鍔部１２ａを備え、その内部には不図示の検体採取容器より採取した便検体を溶解保存した検体液が注入される。また、ノズルチップ１３はピペット状に形成され、上端開口に吸引ノズル４１の先端が嵌合されて装着され、吸引圧の導入で内部に液体を吸引収容し、吐出圧の導入でキュベット１１へ吐出する。
【００２８】
自動分析機器１は、装置本体２の前側平坦部に前記キュベット１１、検体容器１２、ノズルチップ１３を組にして複数（例えば１０組）搭載できる円形状のサンプルトレイ３と、昇降移動および旋回移動する吸引ノズル４１を有する分注器４と、サンプルトレイ３の内部に設置されキュベット１１内の試薬Ｒと検体液の呈色変化を透過測光するＬＥＤによる測光部５（図３参照）と、この測光部５の上方部位のサンプルトレイ３を覆う遮光カバー６と、この遮光カバー６に設置され前記キュベット１１のシール１１ｃを穿孔開封する開封機構７（図５参照）と、サンプルトレイ３の近傍に配置されたチップ廃却部８と、試薬Ｒの溶解液を収容した溶解液ボトル１４が搭載されるボトル搭載部９などを備えてなる。
【００２９】
上記装置本体２は、上部に設置された操作部２１と、サンプルトレイ３および分注器４などの分析機構を覆うフロントカバー２２と、下部に引出可能に設置されたチップ廃却ボックス２３を備える。
【００３０】
そして、便潜血分析の基本動作は、まず、キュベット１１のシール１１ｃを開封してから、分注器４により溶解液を溶解液ボトル１４より分注して試薬Ｒを溶解し、その後、検体容器１２より所定量の検体液をキュベット１１に分注し、攪拌する。次に、測定位置を通過する毎にその呈色変化を測光部５で測光し、初期値と所定時間後の呈色度合いから便潜血を求めるものである。
【００３１】
次に、各部の構造を具体的に説明する。まず、サンプルトレイ３は、図２および図３にも示すように、正転方向および逆転方向に回転駆動される円盤状の回転テーブル３１と、その下部に回転しない温調ブロック３２と遮熱カバー３３を備える。
【００３２】
回転テーブル３１には、外周側に同心上に検体容器１２を保持する複数の円形搭載穴３４と、内周側に同心上にキュベット１１を保持する複数の矩形搭載穴３５と、円形搭載穴３４に隣接して外周側にノズルチップ１３を保持する筒状搭載部３６とが、円周を等分割して１０組設置されている。回転テーブル３１の下面中央には支持軸３７を備え、温調ブロック３２の中心部を貫通して旋回自在に支承されている。支持軸３７の下端部にはギヤ３８が固着され、不図示のタイミングベルトが掛けられて駆動モータにより回転駆動される。
【００３３】
温調ブロック３２はアルミニウム等の金属製で厚く大きな熱容量に形成され、底部にヒーター３９が設置されて所定温度に加熱調整され、上面には回転テーブル３１に搭載されたキュベット１１の下部が移動する円環状の凹部３２ａを有し、この凹部３２ａのエアの加熱によってキュベット１１を所定温度に加熱する。上記温調ブロック３２の底面および外周は樹脂製の遮熱カバー３３で覆われ、温調ブロック３２の保温効果を得るとともに、外周部に形成された環状空間３３ａに検体容器１２およびノズルチップ１３の下部が、回転テーブル３１の回転に伴って通るようになっている。
【００３４】
さらに、測光部５が上記温調ブロック３２の内部に設置されている。この測光部５は、凹部３２ａの内外周に、この凹部３２ａ内を移動するキュベット１１の測定部１１ａを挟むように、一方に設置されたＬＥＤによる発光素子５１と、これと対向して反対側に設置された受光素子５２を備えてなる。発光素子５１による所定波長（色）の測光が受光素子５２に向けて照射され、その受光量に応じた信号を出力するようになっている。便潜血分析においては、主波長と副波長の２波長の測光を行うものであって、上記発光素子５１と受光素子５２が２組設置されている。この２組の発光素子５１のＬＥＤは発光波長が異なり、回転テーブル３１のキュベット１１の搭載間隔（前記矩形搭載穴３５の開口間隔）のピッチに合わせて設置され、異なるキュベット１１が同時に２組の発光素子５１と受光素子５２の間に位置して測光が行えるもので、その都度呈色度合いを順次測光する。
【００３５】
上記測光部５を覆って外光の影響を遮断する遮光カバー６は、測光部５が設置されている範囲のサンプルトレイ３の上方部位に起伏可能に設置されている。その外周側部位が水平軸によって回動可能に支持され、サンプルトレイ３の中心部を覆う部分が持ち上がるようになっている。
【００３６】
また、前記遮光カバー６に設置された開封機構７は、キュベット１１の回転移動軌跡と吸引ノズル４１の旋回軌跡との交差位置に上下動可能に配置された開封ピン７１を備え、この開封ピン７１は遮光カバー６に突起状に配設されたピン設置部６１内に、図５に示すように設置されている。この開封ピン７１は図５(ａ)〜(ｃ)に示すような後述の動作で、キュベット１１のシール１１ｃを穿孔開封する。この開封ピン７１は軸部は丸棒状であるが、先端部７１ａは多面テーパ形状、例えば４面角錐状に形成されて、シート状のシール１１ｃに先端を押しつけて該シール１１ｃに穴をあけて開封する際に、シール１１ｃに切れ目を入れて、開封に要する力を軽減するように設けられている。また、上記開封ピン７１はスプリング７２によって上方に付勢され、分注器４の吸引ノズル４１の押し下げ作動によって開封動作が行われる。
【００３７】
さらに、遮光カバー６の下面には開封後の開封ピン７１がシール１１ｃの開封穴に係合してキュベット１１を持ち上げるのを阻止するための開封時のキュベット押え６２（掻き落とし部材）を備えるとともに、遮光カバー６の側部には攪拌時のキュベット押え６３（図２参照）を備える。開封時のキュベット押え６２は、ピン設置部６１の下部に開封ピン７１が挿通する筒部の先端で構成され、その下端部がキュベット１１の上面縁部に当接可能で、該キュベット押え６２は開封ピン７１のガイドを兼ねる。攪拌時のキュベット押え６３は、ノズルチップ１３の先端が開封穴からキュベット１１内へ深く挿入され、シール１１ｃの開封穴に係合してキュベット１１を持ち上げるのを阻止するためのもので、遮光カバー６の側部に、分注位置にあるキュベット１１の縁部の上方に板状に突出して形成されている。このキュベット押え６３により、攪拌のためにキュベット１１に挿入したノズルチップ１３を抜くときにもキュベット１１の上昇移動が規制されて、収容した液がこぼれたりすることがない。
【００３８】
開封動作を図５(ａ)〜(ｃ)により説明する。(ａ)の開封前の状態では、開封ピン７１はスプリング７２の付勢力によって上昇しており、その下方位置にシール１１ｃが未開封のキュベット１１が回転テーブル３１の回転作動によって移動される。次に(ｂ)のように、吸引ノズル４１を下降作動させて、該吸引ノズル４１の先端が開封ピン７１の上端に当接して下方に押し下げ、尖った先端部７１ａがシール１１ｃに押し付けられて開封穴をあけて開封する。次に(ｃ)のように、吸引ノズル４１を上昇させて押し下げ力を解放すると、開封ピン７１はスプリング７２によって上昇移動するが、その際に、この開封ピン７１に開封穴が係合してキュベット１１が一緒に持ち上がるが、開封時のキュベット押え６２の下端がキュベット１１の上限縁部に係止して、開封ピン７１よりキュベット１１を掻き落としてそれ以上にキュベット１１が上昇移動するのを規制する。
【００３９】
分注器４（図１）は、旋回アーム４２の先端下部に下方に向けて延びる棒状の吸引ノズル４１を備え、検体液および溶解液の分注、両液の攪拌混合を行う。旋回アーム４２は不図示のガイドロッドに沿って上下移動可能に支持され、このガイドロッドを保持する回転板が駆動モータから掛けられたタイミングベルトによって回転駆動される。これにより旋回アーム４２が旋回駆動されるとともに、旋回中心に設置された不図示の送りネジが旋回アーム４２に螺合され、この送りネジの回転駆動によって旋回アーム４２が上下移動するようになっている。
【００４０】
吸引ノズル４１の先端には、旋回アーム４２の下降移動によって上述したようなピペット状のノズルチップ１３が装着されるものであって、このノズルチップ１３内に検体液、溶解液を吸引し吐出するもので、使用後は、チップ廃却部８の係合溝にノズルチップ１３の上端を係合した状態で旋回アーム４２を上動させて嵌合を外し、下方の廃却ボックス２３内へ落下させて廃却する。チップ廃却部８は吸引ノズル４１の旋回軌跡上に配置されている。
【００４１】
吸引ノズル４１は先端部に開口する不図示のエア通路を有し、このエア通路には装置本体２内に設置された不図示のシリンジポンプからのエアパイプが接続されている。シリンジポンプは、注射器状のピストンを備えたエアポンプで、このシリンジの駆動によって生成された負圧または正圧（吸引・吐出圧）が吸引ノズル４１へ導入される。
【００４２】
また、自動分析機器１は、装置本体２に前記操作部２１に連係された不図示の制御ユニットを内蔵している。この制御ユニットは、前記サンプルトレイ３および分注器４の作動を制御し、測光部５の測光に基づき分析結果を演算する。
【００４３】
次いで、本実施形態の動作について説明する。まず、分析を行う前に、サンプルトレイ３に、各検体液を収容した検体容器１２を搭載すると共に、その組となる位置へキュベット１１およびノズルチップ１３を搭載し、さらに、溶解液ボトル１４をセットして、測定準備を行う。
【００４４】
その後、操作部２１のスタートボタンを操作して分析処理を開始する。初期時点で、サンプルトレイ３の回転テーブル３１を１回転させ、測光部５によってキュベット１１を検出し、搭載されたポジションの検体分析を順に開始する。
【００４５】
次に、回転テーブル３１を回転させて分析する検体容器１２に対応するキュベット１１を開封位置に停止させ、開封ピン７１を吸引ノズル４１により押し下げてシール１１ｃを開封する。次に、回転テーブル３１を回転させて吸引ノズル４１の旋回位置の下方にノズルチップ１３を移動させ、吸引ノズル４１に装着する。続いてキュベット１１を吸引ノズル４１の旋回位置の下方へ位置させるとともに、吸引ノズル４１を溶解液ボトル１４の位置へ旋回移動させてノズルチップ１３内に所定量の溶解液を吸引した後、キュベット１１上へ移動して開封穴よりキュベット１１内へ溶解液を注入し、試薬Ｒを溶解させる。
【００４６】
次に、回転テーブル３１を回転させて吸引ノズル４１の旋回位置の下方に検体容器１２を移動させ所定量の検体液をノズルチップ１３内に吸引した後、キュベット１１上へ移動してキュベット１１内へ検体液を分注し、さらにノズルチップ１３をキュベット１１内へ挿入して、キュベット１１内の液体をノズルチップ１３内へ吸引・吐出を繰り返して、試薬液と検体液との攪拌混合を行う。使用済みのノズルチップ１３はチップ廃却部８で吸引ノズル４１から外して下方に落下廃却する。
【００４７】
そして、試薬液と検体液とが混合されたキュベット１１は、温調ブロック３２によって所定温度に温調され、回転テーブル３１の回転により順次測光部５に移動され、透過光学濃度の測光がその都度行われる。上記測定を継続しつつ、次のキュベット１１の開封に続く一連の分析動作を同時に行う。上記測光に基づく分析結果を出力し、処理を終了する。
【００４８】
上記のような実施の形態では、サンプルトレイ３には予め内部に試薬Ｒが封入されたキュベット１１を検体数に応じた必要数だけ搭載することにより、試薬の管理が簡易で特性が安定し、精度管理が不要で操作の簡素化が図れ、キュベット１１のシール開封より一連の動作が自動化されて検体数が少ない分析に適した小型化が実現できた。
【００４９】
なお、上記実施の形態では、便潜血分析の態様を説明しているが、仕様を変更することによって尿成分（例えば尿蛋白）の分析を行うように設計変更可能である。この場合には、キュベット１１には試薬Ｒは挿入せずに空のキュベット１１をサンプルトレイ３に搭載し、溶解液ボトル１４に代えて試薬ボトルをボトル搭載部９に搭載する。そして、検体液（尿）を収容した検体容器１２を空のキュベット１１およびノズルチップ１３と組にしてサンプルトレイ３に搭載し、まず、分注器４の吸引ノズル４１にノズルチップ１３を装着した後、試薬ボトルより試薬液を所定量吸引しキュベット１１に分注し、続いて検体容器１２より検体液をキュベット１１に分注し、混合攪拌する。その後、同様に呈色度合いを測光部５で測定する。その場合、測光部５の発光素子５１（ＬＥＤ）は測光波長が便潜血分析と異なるため、所定波長の発光特性を有するＬＥＤを設置してなる。なお、前述の便潜血分析と尿成分分析の両分析が行えるように兼用測定器とする場合には、それぞれの分析に必要な波長数に対応する複数のＬＥＤを設置する必要があるが、副波長が共通となる場合などには１つのＬＥＤを兼用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態における自動分析機器の概略構成を示す斜視図
【図２】図１のサンプルトレイの斜視図
【図３】分析状態のサンプルトレイの概略断面図
【図４】キュベット、検体容器およびノズルチップの斜視図
【図５】開封機構によるキュベットの開封動作を示す断面図
【符号の説明】
１自動分析機器
２装置本体
３サンプルトレイ
４分注器
５測光部
６遮光カバー
７開封機構
８チップ廃却部
９ボトル搭載部
11 キュベット
Ｒ試薬
12 検体容器
13 ノズルチップ
14 溶解液ボトル
21 操作部
31 回転テーブル
41 吸引ノズル
42 旋回アーム
51 発光素子（ＬＥＤ）
52 受光素子
71 開封ピン
62,63 キュベット押え

Claims

使い捨てのキュベット内で試薬と検体液とを混合し、その呈色変化を測光して検体成分の分析を行う分析機器であって、
前記検体液を収容した検体容器、内部に予め試薬が封入され開口がシールされている前記キュベットおよび使い捨てのノズルチップをそれぞれ検体数に応じて搭載する円形状のサンプルトレイと、
前記ノズルチップを先端に装着し、該ノズルチップ内に前記検体容器より検体液を吸引し前記キュベットに分注し混合する吸引ノズルを有する分注器と、
前記サンプルトレイの内部に設置され、前記キュベット内の試薬と検体液の呈色変化を透過測光する測光部と、
前記測光部の上方部位のサンプルトレイを覆う遮光カバーと、
前記遮光カバーに設置され、前記キュベットのシールを穿孔開封する開封ピンを備えた開封機構とを備え、
前記開封機構の開封ピンは、前記分注器の吸引ノズルの押し下げ動作で開封作動されることを特徴とする分析機器。
前記サンプルトレイは、前記検体容器、キュベット、ノズルチップを搭載する回転テーブルと、該回転テーブルの下部に設置された回転しない温調ブロックとを備え、該温調ブロックに前記測光部が設置されたことを特徴とする請求項１に記載の分析機器。
前記開封機構の開封ピンは、先端が多面テーパ形状に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の分析機器。
前記開封ピンは、前記キュベットの回転移動軌跡と前記吸引ノズルの旋回軌跡との交差位置に上下動可能に配置されたことを特徴とする請求項１または３に記載の分析機器。
前記開封機構による開封動作の際に、前記キュベットの上昇移動を規制するキュベット押えをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の分析機器。
前記キュベットは乾燥状態の試薬が挿入されてなり、該試薬を溶解する溶解液を収容した溶解液ボトルが搭載されることを特徴とする請求項１に記載の分析機器。