JP6047385B2

JP6047385B2 - 自動分析装置

Info

Publication number: JP6047385B2
Application number: JP2012260462A
Authority: JP
Inventors: 洋一有賀; 晃啓安居; 隆史中沢; 慶弘鈴木
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2032-11-29
Also published as: JP2014106166A

Description

本発明は血液、尿等の成分を定量あるいは定性分析を行う自動分析装置に係り、特に試料として全血、血球を取り扱う自動分析装置に関する。

血液、尿等の生体試料に含まれる特定成分の定量あるいは定性分析を行う自動分析装置は、分析結果の再現性、処理速度の高さ、などから現在の診断には欠かせないものとなっている。このような自動分析装置の分析項目は医療の進歩とともに増加の一途をたどっているが、近年ではメタボ検診に対応して、ヘモグロビンＡ１ｃ分析に対応した分析装置の要求が高まっている。

ヘモグロビンＡ１ｃ分析は、一般的な生化学分析項目と異なり、全血あるいは血球試料を分析する。全血あるいは血球試料はそのままでは分析しにくいため、溶血処理（赤血球を破壊し、血球の内部成分を溶出させる処理）などの前処理を行うことが普通である。溶血処理を行った試料は、その後、通常の血清試料と同様に試薬を添加し、分析を行う。

そのような溶血処理を自動分析装置で実施する方法としては、大別すると、特許文献１に記載されたような、反応ディスク上で前処理を実施できるように分注制御を変更する方法と、特許文献２に記載されたような、前処理を専用で実施する前処理ディスク（希釈ディスク）を設ける方法が知られている。

特開平６−８２４６０号公報特開平８−１９４００４号公報

特許文献１に記載の方法は、単一の試料分注機構が、試料に試薬を添加して分析を行うための分注動作に加えて、分析に先立って、試料に希釈液、あるいは前処理液を添加して前処理を行う分注動作と、希釈／前処理済みの試料を反応容器から採取して、別の反応容器に再分注と行う構成となっている。そのため、余分な機構を増やすことなく装置上での自動前処理機能を有する自動分析装置を提供することができるが、前記試料分注機構が前処理を行うための試料分注を行っている間は、分析を行うための試料分注を行えないため、特に前処理を行う分析項目の割合が高い場合には装置の処理能力が大きく低下する。

また、単一の試料分注機構で血清、血漿、全血、血球等、複数種類の試料分注を行うことになるが、前記の試料はそれぞれ液性が異なり、例えば、粘度（比粘度）については、血清は１.７０〜２.００、血漿は１.７２〜２.０３、全血は４.４０〜４.７４、血球は６０〜と試料の種類によって大きな差がある。そのため、１μＬ程度の微量な血清を再現性良く分注を行うため、ノズルの内径を細くすると、全血や血球のように粘度が大きい試料では吸引抵抗が高くなり、吸引ポンプ内の圧力の静定時間が長くなるため、正確で迅速な試料分注の妨げとなる。

逆に粘度が大きい試料の吸引に合わせてノズル内径を大きくすると、１μＬ程度の微量分注域においては分注の再現性が低下するという欠点が生じる。

また、全血試料の分析では、全血を遠心処理し、試料容器底部にある血球の吸引を行うため、血清や血漿の採取と違い、ノズルが試料に浸漬する距離が長く、ノズルの洗浄槽、ノズル形状等に配慮が必要であり、また分注動作も血清や血漿の採取の際とは変更が必要であるため、制御が複雑となる。また、特許文献２に記載の方法は、試料を予め希釈テーブルに移して試料の希釈／前処理を行い、反応容器で希釈／前処理された試料の分析を行う構成となっている。

上記の方法では、希釈テーブル上で事前に試料の前処理を行うため、希釈テーブルから反応容器への試料分注は試料の分析にのみ専念でき、全血や、血球も前処理が行われ、粘度が血清程度まで低下しており、粘度が試料分注の妨げにならない。

しかし、希釈テーブルの追加に伴い、希釈容器の洗浄機構、攪拌機構、試料容器から希釈テーブルに試料を移す希釈ピペット、希釈ピペットで試料を吸引する試料吸引用ポンプ、希釈ピペットのノズルの洗浄槽といった機構点数の増加に伴い、機構の複雑化、装置面積の増加が懸念される。

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。

液体を収容する複数の反応容器を円周上に有する反応ディスクと、当該反応ディスクを１サイクルで所定数の反応容器数に相当する距離を回転動作するよう駆動させるディスク回転機構と、を備えた自動分析装置において、測定前に前処理を実施する前処理前試料を採取し吐出する動作サイクル数がｎサイクル（ｎ≧２の整数）である第一の試料分注機構と、前処理をした前処理済み試料を採取し吐出する動作サイクルが１サイクルである第二の試料分注機構と、前記前処理前試料を収容した前記反応容器に前処理液を添加し前記前処理前試料の前処理を行う前処理液分注機構と、前記第一の試料分注機構が前記前処理前試料を採取する位置に前記前処理前試料を収容する試料容器を位置付ける試料搬送機構と、前記ディスク回転機構、前記第一と前記第二の試料分注機構、前記前処理液分注機構、及び、前記試料搬送機構を制御する制御部とを備え、前記第一と前記第二の試料分注機構は、それぞれ独立に動作し、当該反応ディスク上の個々の反応容器に対して前記前処理前試料と前記前処理済み試料の夫々分注を行い、前記第一の試料分注機構が前記前処理前試料を吐出する第一の位置に停止させた反応容器は、所定のサイクル後に、前記第二の試料分注機構が試料を吐出する第二の位置に停止するように制御され、且つ、前記第二の試料分注機構は、前記前処理済み試料を収容した反応容器からの前記前処理済み試料の採取動作と、前記第二の位置に停止し且つ前記前処理前試料が収容されていない反応容器への前記前処理済み試料の吐出動作を含む分注動作を１サイクルで行うように制御され、前記前処理前試料が収容された反応容器が前記第二の位置に停止したサイクルを起点とし、前記前処理前試料が収容された反応容器に対し前記前処理液分注機構は前処理を行い、前記第二の試料分注機構が前記前処理済み試料を採取し前記第二の位置の前記前処理試料が収容されていない反応容器に吐出する、１サイクルで行う前記分注動作を行うまでの再分注サイクル数をＺとした場合に、前記制御部は、Ｚがｎで割り切れない関係で、前記ディスク回転機構、前記第一と前記第二の試料分注機構を制御する自動分析装置である。特に、請求項において区別して記載しない限り、請求項に記載の前処理には、希釈も含まれる。

本発明によれば、試料の前処理（希釈含む）の工程における無駄な空きサイクルによる処理能力の低下を防ぐことができる。

本発明を適用した自動分析装置の実施例の斜視図。本発明を適用した自動分析装置の実施例の上面図。本願の反応容器２の停止位置と、分光光度計４の測定を行うポイントの実施例。本願のサイクルチャートの一例（前処理を必要としない比色分析項目のみの分析）。従来技術を用いたサイクルチャートの一例（前処理を必要としない比色分析項目のみの分析）。試料採取の違いによる試料分注機構使い分けの実施例。試料採取の違いによる試料分注機構動作シーケンスの実施例。前処理用反応容器と測定用反応容器が競合しないサイクルチャートの一例（前処理を必要とするＨｂＡ１ｃのみの分析）。前処理用反応容器と測定用反応容器が競合するサイクルチャートの一例（前処理を必要とするＨｂＡ１ｃのみの分析）。前処理済み試料分注サイクル数別の反応容器の使用状況（試料分注機構１２の分注サイクル数が２の場合）。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

図１，図２は本発明を適用した自動分析装置の一実施例を示す概略図である。

反応ディスク１には反応容器２が円周上に並んでいる。反応ディスクはモータなどの駆動機構により、反応ディスクを１サイクルで所定数の反応容器数に相当する距離を回転駆動するよう制御される。試薬ディスク９の中には複数の試薬ボトル１０が円周上に載置可能である。反応ディスク１の近くに試料容器１５を載せたラック１６を移動する試料搬送機構１７が設置されている。この搬送機構には、装置の外部から投入された試料を収容した容器を搬送する役割がある。反応ディスク１と試薬ディスク９の間には試薬分注機構７，８が設置されており、各々試薬ノズル７ａ，８ａを備えている。ノズル７ａ，８ａにはそれぞれ試薬用ポンプ１８が接続している。反応ディスク１と試料搬送機構１７の間には、回転及び上下動可能な試料分注機構１１，１２が設置されており、各々試料ノズル１１ａ，１２ａを備えている。各々試料ノズル１１ａ，１２ａには各々試料用ポンプ１９が接続している。

試料ノズル１１ａ，１２ａは回転軸を中心に円弧を描きながら移動して試料容器から反応セルへの試料分注を行い、試料ノズル１１ａの軌道上には、試料搬送機構上の試料吸引位置２３ａと、反応ディスク上の試料吐出位置２２ａおよび希釈／前処理済み試料の試料採取位置２３ｃと、試料ノズルを洗浄するための洗浄槽１３が存在し、試料ノズル１２ａの軌道上には、試料搬送機構上の試料吸引位置２３ｂと、反応ディスク上の試料吐出位置２２ｂと、試料ノズルを洗浄するための洗浄槽１４が存在し、試料ノズル１１ａ，１２ａの軌道が干渉しないように配置されている。搬送機構は、試料吸引位置２３ａにある試料容器と、試料吸引位置２３ｂにある試料容器とを独立して搬送制御できるよう搬送制御部により制御されている。また、試料搬送機構１７は図１の左から右側にラック１６を搬送し、試料吸引位置２３ａは試料吸引位置２３ｂに対して、搬送機構１７の上流側に位置している（図２参照）。

反応ディスク１の周囲には、洗浄機構３、分光光度計４、攪拌機構５，６、試薬ディスク９、試料搬送機構１７が配置され、洗浄機構３には洗浄用ポンプ２０が接続されている。試薬分注機構７，８、試料分注機構１１，１２、攪拌機構５，６の動作範囲上に洗浄槽１３，１４，３０，３１，３２，３３がそれぞれ設置されている。また、各機構はコントローラ２１（制御部）に接続している。このコントローラ２１（制御部）は、反応ディスクの回転駆動や、試料ノズルの駆動、試料吸引、試料吐出の動作や、試料容器の搬送機構などの各種機構を制御する。

次に図２と図３を使用し、本発明を適用した自動分析装置の基本動作を説明する。

本実施例の自動分析装置は反応ディスク１に２９個の反応容器２−１〜２−２９がある。反応ディスクは１サイクルで反時計回りに６反応容器分の回転と停止を繰り返し、５サイクルで１回転プラス１反応容器分回転する。上記の動作を繰り返すことで反応容器は２９サイクルで同一の位置に戻ることになる。また、本実施例では希釈／前処理を必要としない分析項目の試料採取を試料分注機構１１が行い、分析前に希釈／前処理を行う試料の採取を試料分注機構１２が行う。また、試料分注機構１１と試料分注機構１２はそれぞれ専用の試料吐出位置２２ａ，２２ｂを持ち、上記の試料吐出位置は反応ディスクの１サイクルの回転に相当する６反応容器分開けることで、試料分注機構１２は試料分注機構１１に対して、１サイクル前に同一の反応容器に対して、試料を吐出可能である。

図３は反応容器２−１が試料吐出位置２２ｂに停止した時をサイクル０として、２９サイクルの中で反応容器２の停止位置と、分光光度計４によって測定を行うポイントを示す。反応容器２の動きについて、反応容器２−１を例に説明を行う。

サイクル０で試料吐出位置２２ｂあった反応容器２−１はサイクル１で試料吐出位置２２ａに停止する。サイクル０で試料分注機構１２が反応容器２−１に試料を吐出している場合にはサイクル１で試料分注機構１１は反応容器２−１には試料を吐出しない。サイクル２で反応容器２−１は第一試薬吐出位置７６に停止し、希釈／前処理を必要としない測定用試料には試薬Ｒ１を、希釈／前処理を行う試料には希釈液／前処理液を、試薬分注機構７が添加する。サイクル３で反応容器２−１は第一攪拌位置７３に停止し、反応液となった反応容器２−１の試料を攪拌機構６で攪拌する。容器２−１の試料が希釈／前処理を必要としない測定用試料の場合には、サイクル３から４とサイクル８から９にかけて分光光度計４の前を通過する際に、反応液の吸光度を測定する。

反応容器２−１の試料が希釈／前処理を行う試料の場合には、サイクル６で試料吸引位置２３ｃに停止した際に試料分注機構１１によって、希釈／前処理済み試料の採取を行うとともに、試料吐出位置２２ａに停止している反応容器２−２に試料を再分注する。つまり、反応ディスク１と試薬分注機構８は、全血試料あるいは血球試料に対しては、前処理を施す前処理部として機能し、前処理が完了した試料は試料分注機構１１で試料吐出位置２２ａにある反応容器に吐出される。

反応容器２−２に再分注された希釈／前処理済み試料はサイクル７では第一試薬吐出位置７６に停止し、希釈／前処理を必要としない測定用試料同様に、分析測定用の試薬Ｒ１を試薬分注機構７が添加する。（希釈／前処理済み試料の以後の停止位置における説明は希釈／前処理を必要としない測定用試料同様であるため省略する。）
希釈／前処理を必要としない測定用試料が入った反応容器２−１は、サイクル１１で第二試薬吐出位置７５に停止し、試薬分注機構８で反応液に試薬Ｒ２を添加する。サイクル１２で反応容器２−１は第二攪拌位置７４に停止し、攪拌機構５が反応液の攪拌を行う。サイクル１３から１４とサイクル１７から１８にかけて反応容器２−１は分光光度計４の前を通過し、反応液の吸光度を測定する。

サイクル１８で反応容器２−１は廃液吸引位置７０に停止し、洗浄機構３が測定の終了した反応液を吸引し、同時に洗浄液を加える。次のサイクル１９で反応容器２−１はブランク水吐出位置７１に停止し、洗浄機構３が洗浄液を吸引し、同時に反応容器のブランク測定を行うためのブランク水を吐出する。サイクル２２から２３にかけて反応容器２−１は分光光度計４の前を通過し、反応液の吸光度を測定する。サイクル２４で反応容器２−１はブランク水吸引位置７２に停止し、洗浄機構３がブランク水を吸引し、清浄な状態となり、ステップ２９（図示せず）新たな検体の分析に再利用される。

以上が本実施例における自動分析装置の基本動作である。次に本発明の詳細について説明を行う。

図４は本発明を適用した自動分析装置で前処理を必要としない比色分析項目のみの分析する際のサイクルチャートの一例である。図は横軸に分析のサイクルを取り、反応容器２−１が試料吐出位置２２ｂに停止した時をサイクル０とする。図の縦軸には動作順番と、各試料分注機構が採取する検体と、その検体に依頼されている分析項目と、分析で使用する反応容器の番号を示している。

分析サイクルの説明をする。試料分注機構１２は前処理用の試料を専用で採取するので、本分析のサイクルチャート内では動作しない。よって、サイクル０で反応容器２−１には何も分注されない。サイクル１では反応容器２−１に試料分注機構１１が検体ＡのＡＳＴ分析用の試料Ｓを吐出する。サイクル２では反応容器２−１の試料Ｓ中に試薬分注機構７が試薬Ｒ１を添加するのと同時に、反応容器２−７に検体ＡのＡＬＴ分析用の試料Ｓを吐出する。サイクル３では反応液となった反応容器２−１の試料Ｓを攪拌機構６で攪拌すると同時に、反応容器２−７の試料Ｓ中に試薬Ｒ１の添加、および、反応容器２−１３に検体ＡのγＧＴＰ分析用の試料Ｓを吐出する。次にサイクル３から４と８から９の間で反応容器２−１中の反応液の吸光度を分光光度計４で測定する。サイクル１１〜１２では反応容器２−１の反応液に試薬分注機構８で試薬Ｒ２を添加し、攪拌機構５で反応液の攪拌を行い、サイクル１３から１４と１７から１８の間で反応液の吸光度を分光光度計４で測定する。以上のサイクルで分析項目の測定を行った後、サイクル１８で反応容器２−１の反応液を洗浄機構３で吸い上げ、洗浄水を注入する。そして、サイクル１９で洗浄水を洗浄機構３で吸い上げ、清浄となった反応容器２−１にブランク水を添加する。サイクル２３から２４の間で反応容器２−１の反応容器ブランク測定を分光光度計４で行う。次のサイクル２４で洗浄機構３により反応容器２−１内のブランク水を吸い上げ、清浄な反応容器２−１となり、サイクル３０で新たな試料の分析に再利用される。

これに対して、図５は特許文献１に記載されるような従来の自動分析装置で図４と同一の分析項目を分析する際のサイクルチャートの一例である。従来の自動分析装置の形態としては、本実施例における試料分注機構１２が存在しない状態と考え、図４と同様に、反応容器２−１が試料吐出位置２２ｂに停止した時を０サイクル目とすると、サイクル０で反応容器２−１には何も分注されない。サイクル１からは図示の通り、図４と同様の分析サイクルチャートとなることは自明であり、詳細の説明については省略する。

よって、本願と従来の自動分析装置においては前処理を必要としない比色分析項目のみの分析では処理能力に差は無い。しかし、近年では通常の比色項目に加えて、予め試料の前処理を必要とする項目も存在する。一例として、メタボ検診で使用されるヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）分析がある。ＨｂＡ１ｃ分析は、一般的な生化学分析項目と異なり、全血試料を分析する。全血試料はそのままでは分析しにくいため、溶血処理（赤血球を破壊し、血球の内部成分を溶出させる処理）などの前処理を行うことが普通である。溶血処理を行った試料は、その後、通常の血清試料と同様に試薬を添加し、分析を行う。ＨｂＡ１ｃのように、予め試料の前処理を必要な分析項目を、特に単位時間の処理能力が高い自動分析装置で実施する場合には本特許は有効である。

では、図６で本願の自動分析装置において、一般的な生化学分析項目を分析するために試料分注機構１１が行う血清吸引と、ＨｂＡ１ｃ分析を行うために試料分注機構１２が行う全血吸引を行う一例を示す。

図示の試料分注機構１１は血清の液面付近から一般的な生化学項目の分析を行うための試料採取を行うのに対して、試料分注機構１２はＨｂＡ１ｃ分析のため、遠心分離された全血試料の血球部分（試料容器１５底部）から赤血球の採取を行う必要がある。

図７は図６で吸引した試料を反応ディスク１の反応容器２に分注する本発明を搭載した自動分析装置の動作シーケンスの一例である。なお、Ｔ０とＴ１の間、Ｔ１とＴ２との間が１サイクルである。

時刻Ｔ０からＴ１にかけて、試料分注機構１１は試料吸引位置２３ａへ移動、試料採取後、試料吐出位置２２ａへ移動する。試料分注機構１１は試料吐出を終えた後、洗浄槽１３に移動し試料ノズル１１ａの洗浄を行う。

試料分注機構１２は試料吸引位置２３ｂに移動、試料採取を行う。該当試料が図７に示す遠心分離された血球の場合には、粘度が大きいため、吸引後、試料ノズル２５内の圧力が安定するのに時間が掛かる。

また、試料採取後は、洗浄槽１４にて、試料ノズル２５の外周に付いた不要な血清を洗い流す必要がある。試料搬送機構１７は試料分注機構１１，１２で試料の採取が終わり、水平移動の開始とともに、それぞれラック１６を移動させ、試料採取位置２３ａ，２３ｂに新しい試料を搬送する（同一の試料で複数の分析項目が依頼されていない場合）。

反応ディスク１は試料分注機構１１で試料の吐出が終わり、水平移動を開始した後、反応容器２を移動させる。

次の時刻Ｔ１からＴ２にかけては、試料分注機構１１は新しい試料に対して同様の分注動作を行う。

試料分注機構１２は洗浄槽１４から試料吐出位置２２ｂに移動、試料の吐出後は再び洗浄槽１４に戻り試料ノズル１２ａの洗浄を行う。

試料搬送機構１７は、試料分注機構１２が試料吸引位置２３ｂにある試料の吸引をまだ行っていないので、試料採取位置２３ｂにあるラック１６の移動は行わない。一方、試料採取位置２３ａの試料でその他の項目が依頼されていない場合にはラック１６を移動し新たな試料を供給する。

反応ディスク１は試料分注機構１１，１２で試料の吐出が終わり、水平移動を開始した後、反応セルを移動させる。この例では、試料分注機構１２が試料吸引から試料吐出まで２倍のサイクルを要する例を示しているが、２倍に限定されるものではなくｎ倍（ｎ≧２の整数）であればよい。そして、この例では、試料ノズル１２ａが試料を吐出せずに回転動作させた（Ｔ０からＴ１内の反応容器移動）反応容器に対して、試料ノズル１１ａによる試料吐出を行っていることが分かる（Ｔ１からＴ２内の試料ノズル１１ａの試料吐出）。なお、この例では、図示していないが、Ｔ２からＴ３については、試料ノズル１２ａで吐出された試料が収容された試料容器が、試料吐出位置２２ａにあるため試料分注（試料吐出）を行わないように制御される。

以上のように、血清と、全血の血球では試料の採取方法が大きく異なるため、試料搬送機構１７の試料採取位置２３ａ，２３ｂへの試料供給から試料分注機構１１、試料分注機構１２の分注動作に至るまで独立に制御を行い、反応ディスク１の前記反応容器２の空き状況に応じて前記それぞれの試料分注機構は動作することで反応容器２に空きがなく、装置の単位時間当たりの処理能力が最大となるように動作する。

また、図７から明らかな通り、血球の採取の工程は血清の採血工程よりも多く時間が掛かる。図７では試料分注機構１１の動作時間に対して、試料分注機構１２の動作時間が２倍かかる設定とした。特許文献１に記載されるような従来の自動分析装置において、ＨｂＡ１ｃの前処理のための試料採取に通常の血清からの試料採取の２倍の時間をかけるということは、少なくとも反応容器２に１つ空きを作ってしまうことになり、処理能力を大きく低下させる原因となる。

また、希釈／前処理を必要としない血清試料の単位時間当たりの処理能力を向上させるため、試料分注機構の動作時間を短縮すれば、場合によっては、血清分注の２倍以上の時間をＨｂＡ１ｃの前処理のための試料採取に使用しなければならなくなり、その分だけ反応容器２に空きが出る数が多くなり、処理能力をさらに大きく低下させる原因となる。

図８は本願における自動分析装置でＡ〜Ｏの１５検体に対してＨｂＡ１ｃの測定を実施した例である。前述の通り、前処理用の試料採取は試料分注機構１２が担当し、前処理済み試料の反応容器への再分注は試料分注機構１１が担当する。試料分注機構１１（前処理済み試料の反応容器への再分注）の動作時間に対して、試料分注機構１２（前処理用の試料採取）の動作時間が２倍かかる設定（試料分注機構１２の分注サイクルを１とすると、試料分注機構１２の分注サイクルは２）としている。

サイクル０で試料分注機構１２は前のサイクル−１（図示は無し）で検体Ａから前処理用の試料Ｓ′を採取し、反応容器２−１に吐出する。サイクル１で、反応容器２−１は試料吐出位置２２ａに移動する。次にサイクル２で反応容器２−１内の試料Ｓ′に試薬分注機構７で前処理液を添加すると同時に、試料分注機構１２がサイクル１で検体Ｂから採取した前処理用の試料Ｓ′を反応容器２−１３に吐出する。サイクル３では前処理液を添加した反応容器２−１の試料を攪拌機構６で攪拌する。

サイクル６で反応容器２−１は試料採取位置２３ｃに停止し、試料分注機構１１が前処理済みの試料を反応容器２−１から採取すると共に、試料吐出位置２２ａに停止している反応容器２−２に再分注を行う。再分注された検体Ａの前処理済み試料は図４に示した通常の比色項目の試料分析と同じく試薬Ｒ１，Ｒ２を添加され分光光度計４で吸光度の測定を行う。

以上の動作を繰り返すことで、試料分注機構１２は途切れなく前処理試料の分注を続け、分注開始から６サイクル目以降は試料分注機構１１が前処理済み試料の再分注を２サイクルごとに途切れなく行い、Ａ検体の分注開始から３４サイクルでＯ検体の再分注までを終える（動作順番３１以降のサイクルチャートは省略）。

つまり、試料の前処理を開始した直後の数個の反応容器を除いて半分の反応容器は試料の前処理に、もう半分の反応容器は前処理済み試料分析に使用し、反応容器に空きを作らない。

ここで、反応容器に空きができない理由は二つある。一つは試料分注機構１２による前処理用の試料の分注サイクルを２にしていることである。分注サイクルを２にすることにより全反応容器の半分が試料の前処理に用いられる。そして残りの半分の反応容器を前処理済み試料の測定に用いるようにすることにより、反応容器に空きを作らなくしている。

空きができないもう一つの理由は、前処理用の試料の分注サイクルを２とした場合においては、前処理に供した反応容器が試料分注機構１１の試料吐出位置２２ａに停止したタイミングを起点とした試料分注機構１１における前処理済み試料の再分注のサイクル数を奇数としたことによる。図８の実施例では再分注のサイクル数は５（奇数）となっているが、これを偶数とすると、試料分注機構１２が前処理用の試料を分注する反応容器は、試料分注機構１１による前処理済み試料の分析に用いることが決まっているために、前処理済み試料を２サイクルに１回分注できずに反応容器に空きを作ってしまう。再分注のサイクル数を６とした場合のＨｂＡ１ｃを行なった場合について図９を用いて説明する。

図９は前処理に供した反応容器が試料分注機構１１の試料吐出位置２２ａに停止したタイミングを起点とした試料分注機構１１における前処理済み試料の再分注のサイクル数を６とした自動分析装置で、Ａ〜Ｍの１３検体に対してＨｂＡ１ｃの測定を実施した例である。試料分注機構１１による前処理済み試料の分注サイクル数は１で、試料分注機構１２による前処理用試料の分注サイクル数は２という設定である。

基本的なシーケンスついて検体Ａを例に説明する。検体Ａについては、サイクル０で試料分注機構１２は前のサイクル−１（図示は無し）で検体Ａから前処理用の試料Ｓ′を採取し、反応容器２−１に吐出する。サイクル１で、反応容器２−１は試料吐出位置２２ａに移動する。サイクル２で反応容器２−１内の試料Ｓ′に試薬分注機構７で前処理液を添加、サイクル３では前処理液を添加した反応容器２−１の試料を攪拌機構６で攪拌する。サイクル７（反応容器２−１が試料吐出位置２２ａに停止した６サイクル後）で、試料分注機構１１が前処理済みの試料を反応容器２−１から採取すると共に、試料吐出位置２２ａに停止している反応容器２−８に再分注を行う。再分注された検体Ａの前処理済み試料は図４に示した通常の比色項目の試料分析と同じく試薬Ｒ１，Ｒ２を添加され分光光度計４で吸光度の測定を行う。

検体Ａに引き続き、検体Ｂ、Ｃについてもそれぞれ、試料分注機構１２により２サイクルごとに反応容器に前処理用の試料を分注していく。なお、検体Ｂについては反応容器２−１３、検体Ｃについては反応容器２−２５を前処理用の反応容器として用いる。

ここで、検体Ｃに引き続き、検体Ｄから前処理用の試料を分注しようとしたときに、検体Ｄの前処理用の反応容器２−８は、すでに検体Ａの測定用の反応容器に供することが決まっている。従って、その次のサイクルに来る反応容器２−１４を検体Ｄの前処理に用いることになる。これにより、反応容器２−１５が前処理にも測定にも使用されない空きの反応容器となる。同様の現象が検体Ｇ、検体Ｊ、検体Ｍについても起き、７サイクルに１回の頻度で反応容器に空きを作ることになる。

ここで、図１０を用いて、試料分注機構１１による前処理済み試料の分注サイクル数は１で、試料分注機構１２による前処理用試料の分注サイクル数は２という設定において、前処理に供した反応容器が試料分注機構１１の試料吐出位置２２ａに停止したタイミングを起点とした試料分注機構１１における前処理済み試料の再分注のサイクル数を５〜１０とした場合の反応容器の使用状況について説明する。

図１０は、反応容器を使用する順番について、試料分注機構１１の試料吐出位置２２ａに反応容器が停止する順番という観点で並べたものである。図１０（ａ）に示した破線矢印の順に反応容器を使用していく。試料分注機構１１による前処理済み試料の分注においてどの反応容器からどの反応容器へ分注するかを示すために、縦軸方向に使用順番を並べて、さらに、それぞれの再分注サイクル数で、その右側の列に移して使用順番を並べてある。ここで、試料分注機構１１による前処理済み試料の分注に使用する反応容器は、実線矢印で示している。図１０（ａ）の一番左上を例にとると、反応容器２−１から反応容器２−２へ前処理済み試料を分注するということである。未使用（空きとなる）の反応容器については、白抜きと黒抜きで示している。白抜きは、試料の前処理を開始した最初の数サイクルの空きである。黒抜きは、前処理用の反応容器と測定用の反応容器が競合するためにできる空きである。

図１０（ａ）は、再分注のサイクル数が５の場合である。この場合、前処理用の反応容器と測定用の反応容器が交互に並ぶために反応容器に空きができないことがわかる。

一方で、再分注のサイクル数を６とした場合（図１０（ｂ））、試料分注機構１２による前処理用の試料の分注が２サイクルごとに、反応容器２−１、反応容器２−１３、反応容器２−２５の順に行なわれるが、反応容器２−８はすでに測定に供されることが決まっているために前処理用の試料は次に来る反応容器２−１４に分注する。つまり、前処理用の反応容器と測定用の反応容器が競合し、試料分注機構１２による分注が２サイクルに１回できなくなり、反応容器に空きができる。

さらに再分注のサイクル数を増やすと、再分注のサイクル数を７（図１０（ｃ））および９（図１０（ｅ））とした場合には、前処理用の反応容器と測定用の反応容器が交互に並び反応容器に空きができない。一方で、再分注のサイクル数を８（図１０（ｄ））および１０（図１０（ｆ））とした場合には、試料分注機構１２による分注が２サイクルに１回できなくなり、反応容器に空きができる。

ここでポイントなのは、（ａ）〜（ｆ）において、一番左の列から次の列に移ったときの反応容器が前処理のための反応容器として使われるか使われないかである。つまり、（ａ）では反応容器２−２、（ｂ）では反応容器２−８、（ｃ）では反応容器２−１４、（ｄ）では反応容器２−２０、（ｅ）では反応容器２−２６、（ｆ）では反応容器２−３にあたる。これらの反応容器が前処理のための反応容器として使われないための条件としては、再分注サイクル数をＺとした場合に、Ｚが２（試料分注機構１２による分注サイクル数）で割り切れないことである。Ｚが２で割り切れてしまうと、前処理用の反応容器と測定用の反応容器が競合し、試料分注機構１２による分注が２サイクルに１回できなくなり、反応容器に空きができる。

図示はしないが、仮に、試料分注機構１２の分注サイクルが３、４…と増えていった場合にも、Ｚが試料分注機構１２のサイクル数で割り切れた場合には、やはり、前処理用の反応容器と測定用の反応容器が競合により反応容器に空きができる。つまり、前処理用の反応容器と測定用の反応容器が競合しないためには、再分注サイクル数をＺ、試料分注機構１２による分注サイクル数をｎとした場合に、「Ｚがｎで割り切れないこと」が条件となる。

ここで、ｎ＝１（試料分注機構１１の分注サイクルと同じ）場合については例外となることは自明で、図１０（ａ）〜（ｆ）において、奇数列の反応容器が全て、前処理用の反応容器として用いられ、偶数列の反応容器が測定用の反応容器として用いられる。

以上示したように、本発明の、測定前に前処理を実施する試料を採取する第一の試料分注機構と、前処理をした前処理済み試料を採取する第二の試料分注機構と、ディスク回転機構、第一と前記第二の試料分注機構を制御する制御部（コントローラ２１）とを備え、第一と第二の試料分注機構は、それぞれ独立に動作し、当該反応ディスク上の反応容器に対して試料分注を行い、当該反応ディスクの反応容器は、試料測定前の前処理と、試料の分析とで共用され、第一の試料分注機構が試料を吐出する位置に停止させた反応容器は、所定のサイクル後に、第二の試料分注機構が試料を吐出する位置に停止するように制御され、停止したサイクルを起点とし、第二の試料分注機構が前処理済み試料を他の反応容器に分注を行うまでの再分注サイクル数をＺ、また、第一の試料分注機構の動作サイクル数をｎ（ｎ≧２の整数）とした場合に、制御部は、Ｚがｎで割り切れない関係で、ディスク回転機構、第一と第二の試料分注機構を制御する自動分析装置を説明した。本発明によれば、試料の前処理（希釈含む）の工程において、前処理用の反応容器と測定用の反応容器の競合による無駄な空きサイクルを作らなくし、処理能力の低下を防ぐことができる。

また、第一の試料分注機構の動作サイクルは、ｎ≧２であることが条件であるが、より小さい値の方が、空きサイクルが少ないことから望ましい。従い、この動作サイクルは、２が最も望ましい。

１反応ディスク
２反応容器
３洗浄機構
４分光光度計
５，６攪拌機構
７試薬分注機構
７ａ，８ａ試薬ノズル
８試薬分注機構
９試薬ディスク
１０試薬ボトル
１１試料分注機構
１１ａ，１２ａ，２４，２５試料ノズル
１２試料分注機構
１３，１４洗浄槽
１５試料容器
１６ラック
１７試料搬送機構
１８試薬用ポンプ
１９試料用ポンプ
２０洗浄用ポンプ
２１コントローラ
２２ａ，２２ｂ試料吐出位置
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ試料吸引位置
２６血清
２７血球
３０，３１，３２，３３洗浄槽

Claims

液体を収容する複数の反応容器を円周上に有する反応ディスクと、当該反応ディスクを１サイクルで所定数の反応容器数に相当する距離を回転動作するよう駆動させるディスク回転機構と、を備えた自動分析装置において、
測定前に前処理を実施する前処理前試料を採取し吐出する動作サイクル数がｎサイクル（ｎ≧２の整数）である第一の試料分注機構と、
前処理をした前処理済み試料を採取し吐出する動作サイクル数が１サイクルである第二の試料分注機構と、
前記前処理前試料を収容した前記反応容器に前処理液を添加し前記前処理前試料の前処理を行う前処理液分注機構と、
前記第一の試料分注機構が前記前処理前試料を採取する位置に前記前処理前試料を収容する試料容器を位置付ける試料搬送機構と、
前記ディスク回転機構、前記第一と前記第二の試料分注機構、前記前処理液分注機構、及び、前記試料搬送機構を制御する制御部とを備え、
前記第一と前記第二の試料分注機構は、それぞれ独立に動作し、当該反応ディスク上の個々の反応容器に対して前記前処理前試料と前記前処理済み試料の夫々分注を行い、
前記第一の試料分注機構が前記前処理前試料を吐出する第一の位置に停止させた反応容器は、所定のサイクル後に、前記第二の試料分注機構が前記前処理済み試料を吐出する第二の位置に停止するように制御され、且つ、前記第二の試料分注機構は、前記前処理済み試料を収容した反応容器からの前記前処理済み試料の採取動作と、前記第二の位置に停止し且つ前記前処理前試料が収容されていない反応容器への前記前処理済み試料の吐出動作を含む分注動作を１サイクルで行うように制御され、
前記前処理前試料が収容された反応容器が前記第二の位置に停止したサイクルを起点とし、前記前処理前試料が収容された反応容器に対し前記前処理液分注機構は前処理を行い、前記第二の試料分注機構が前記前処理済み試料を採取し前記第二の位置の前記前処理試料が収容されていない反応容器に吐出する、１サイクルで行う前記分注動作を行うまでの再分注サイクル数をＺとした場合に、前記制御部は、Ｚがｎで割り切れない関係で、前記ディスク回転機構、前記第一と前記第二の試料分注機構を制御することを特徴とする自動分析装置。
請求項１記載の自動分析装置において、
前記ｎサイクルは２サイクルであることを特徴とする自動分析装置。