JPH0342429B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動化学分析装置に係り、特に、病
院における緊急検査等に好適な自動化学分析装置
に関する。

自動化学分析装置は、病院における臨床検査な
どにおいて著しく発達してきた。特に血液中の生
化学成分を分析する装置は、テクニコン社が創始
したフロー方式のものや、(株)日立製作所によるデ
イスクリート方式のものなど多項目の分析を同時
に行なう装置が普及し、多数実用に供されてい
る。しかしこれら従来装置はいずれも取扱いに熟
練した技師を必要とし、旦分析工程に時間がかか
るのが欠点である。この原因は、(1)血液を分析す
る場合、遠心分離により、患者から採取した全血
から血清または血漿を分取する必要があり、この
作業がオフラインで行われていること、(2)比色分
析に時間がかかる上に分析の準備、装置の始動、
後始末などにも時間がかかる点にある。このため
病院における生化学検査は、一般的には検査室に
おける一括処理を行ない、即日に検査結果が出な
いのが現状である。

しかし、最近診断における検査データーの重要
さが認識され、救急患者などの緊急検査にも一部
の生化学成分の検査が必要とされ、また外来患者
の場合に診察時に即応してデーターが得られれ
ば、現状のように検査結果を知らせるため患者を
再度来院させることなく、能率的な医療が出来る
所から、検査のスピードアツプの要望が高まつて
いる。このような目的のためには採血後５〜10分
で結果を出す必要があるが、現状ではこの目的に
合致する装置は見当らない。

本発明の目的は、取扱いに熟練者を要せず簡便
にかつ、迅速に採取した全血から所望の複数項目
の化学成分を分析することのできる自動化学分析
装置を提供することにある。

本発明の望ましい実施例においては、分析装置
の構成が次の如き条件を満足するように配慮され
ている。

すなわち、 (1) 誰にでも使用出来る装置、具体的には、患者
から採血した血液を採血管のまま挿入するだけ
で、前処理から分析に致る、全分析工程を自動
的に行なう装置。

(2) 常時待機状態にあり、ずい時検体を受付け迅
速に分析結果を出す装置。

(3) 待機中のエネルギー消費量が少なく、また運
転準備、始動、後始末に時間のかからない装
置。

(4) 単純な構造で、且分析の信頼度の高い装置。

であることである。

本発明は、遠心分離を行なう前処理部と、反応
コイル内で試料と試薬の反応を進めて検出器によ
り反応状態を検出する分析部とを設け、前処理部
から複数項目分析に必要な試料量を吸入し得る試
料保持管と、分析項目毎に必要な量の試料を計量
し得る試料計量管と、分析項目に応じた試薬が導
入される試薬導入管とを流路切換手段によつて関
連づけ、分析部の主分析流路に試料と試薬とを直
列に導入するように構成したことに特徴がある。

本発明に基づく望ましい実施例では、次の如き
動作を実行することができる。

(1) 遠心機は高速回転により血液の遠心分離を行
なう機能と、ローターをステツプ送りにより回
動させ、任意の位置に停止させる機能を持た
せ、試料を装填するときは、ローターが予め自
動的に回動して所定の番号の位置の保持容器に
試料容器を受取り、遠心分離を行つた後再び自
動的に回動して、試料を分析計に吸いあげる試
料導入位置に試料容器を停止させる。

(2) 試料の導入は試料導入部に設けられた試料保
持管に分析に必要な総量を一時に吸いあげ、吸
いあげ後遠心機はただちに次の検体を受付ける
待機状態となる。

(3) 複数成分の分析を行なうため、試料保持管に
保持された試料は、複数の区分に分割され、一
定時間間隔でサンプリングバルブに設けられた
計量管に順次導入される。これと同期して、各
分析項目に対応して、試薬リザーバーに準備さ
れた試薬が分析を行なう項目の順序で順次試薬
導入バルブに設けられた、試薬導入管に導入さ
れる。

(4) 主分析流路は送液ポンプにより、キヤリアー
液（一般に蒸溜水を使用する）を反応コイルを
径て検出器に送液し、連続した単一の安定した
流路を形成し、常時サンプルを受付け即時分析
出来る状態になつている。

(5) 分析は、バルブ切換により、計量されたサン
プル区域を試薬導入管の中心部に接続し、さら
にサンプル区域を挾んだ試薬区域を主分析流路
に直列の流路を形成するよう接続することによ
りサンプルと試薬が主分析流路に導入されるこ
とにより行われ、一定時間間隔をおいて順次サ
ンプルと試薬を導入することにより順次複数項
目の分析を実行する。

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図には、本発明の一実施例が示されてい
る。

図において、１００は前処理部であり、２００
は分析部である。前処理部１００において、まず
遠心分離を行ない、次に分析部２００において分
析する訳である。そこで、まず、前処理部１００
について説明する。この前処理部１００は、第２
図、第３図に示す如き構成を有している。すなわ
ち、図において、１０１は遠心分離部、１０２は
遠心ローターである。遠心ローターには試料管保
持容器１０３を複数個（図示の例では６本）備え
ており、これに試料管１０４が挿入される、試料
管保持容器はローター静止時は垂直に保持されて
おり、高速回転させると第４図に示す如くスイン
グして水平状態で回転し、試料管内の血液試料の
遠心分離を行なう。１０５はローターの駆動装置
であり、遠心分離のためにローターを2000r.p.m
〜4000r.p.mで高速回転させる機能と、低速で回
転させ試料管保持容器を任意の位置に停止させる
機能を兼ね備えている。１０６はそのための位置
検知装置を示す。１０７は遠心部の上蓋であり、
常時は密閉したままで作業が行われる。１０８は
試料管挿入口で処理すべき血液試料を入れた試料
容器をここから１本ずつ、挿入あるいは取出すこ
とが出来る。１０９は、試料挿入口の蓋であり、
電動機１１０により自動的に開閉する。１１１は
試料吸いあげ口であり、遠心処理を経つた血液の
上ずみ血漿をここから吸いあげる。１１２は試料
吸上げ用のノズルで駆動装置１１３により上下、
回動を行なう、すなわち試料吸上げにあたつては
吸上げ口１１１を通過して降下して、試料を吸い
あげ導管１１４を経て分析部２００に導入する、
分析部２００には導入された試料を一定量計量す
ると共に一定量の試薬を添加し発色反応させ、比
色測定を行なうなど化学分析に必要な機能を有し
ている。一検体分の試料を導入するごとにノズル
１１２は上昇、回動、して洗浄器１１６の位置に
降下して洗浄を行なう。洗浄は導管１１４の後方
より蒸溜水を流し、導管１１４およびノズル１１
２に残留する分析ずみの試料を押し出しながら流
路を洗浄する。これに必要な洗浄水槽、送液ポン
プなどの機能は分析部２００に装備されている。

１１７は液面検知器でありノズル１１２と一緒
に試料管に降下し、試料液面に接触したとき、液
を通してノズル１１２と導通することにより、液
面の位置を検知し、試料量を確認すると共に、さ
らに吸いあげる過程の液面の降下状態を検知する
ことにより吸いあげ量を制御することも出来る。

まず、緊急に１検体だけ処理する場合を説明す
る。検体は抗凝固剤を入れた真空採血管により採
血され、その採血管がそのまま試料管１０４とし
て使用出来るよう簡便化されている。

まず図示しない試料装填キーを押すと蓋１０９
が開く、このときローター１０２は予め自動的に
回動して、試料管保持容器１０３の所定の容器
（例えば第５図１）が試料挿入口１０８の位置に
来ており、試料管はその容器に挿入される。その
番号は図示されていない表示板に表示される。次
に、図示されていない始動キーを押すとローター
１０２が高速回転して遠心分離を行ない、ついで
低速で回動して所定試料管を試料吸いあげ口１１
１の位置に停止させ分離された上ずみ血漿を分析
装置に導く分析作業が行われその結果がプリンタ
ーなどに打出される。この間の作業は全て自動的
に行われる。始動キーは遠心機の動作中はランプ
が点灯して動作中であることを示し、分離した試
料が分析装置へ導入され、試料容器が、もとの試
料管挿入位置へ復帰した時点で、ランプが消え前
処理が終了したことを示す。図示されていない試
料管除去キーを押すと試料管挿入口の蓋１０９が
開き試料管をぬき取ることが出来図示されていな
い停止キーにより蓋１０９が閉じて遠心機の機能
が停止する。

この装置では緊急検査検体など早く結果の欲し
い分析に使用するため、遠心処理および分析の所
要時間も迅速化を計つている。すなわち遠心分離
は4000r.p.mで行ない始動のための増速、停止の
ための制動減速時間も含め２分程度で血漿の分離
が出来る。また分析装置は急ぎの検査に必要な複
数項目（１例をあげると総蛋白、ビリルビン、ク
レアチニン、GOT、GPT、アミラーゼ計６項
目）の分析を化学反応から測定までを２〜５分で
自動分析する機能を有している。したがつて検体
を全血のままで挿入してから数分後に分析結果を
得ることが出来る。

つぎに複数検体をまとめて処理する場合につき
説明する。

まず試料装填キーを押すと蓋１０９が開き１検
体処理のときと同様にして最初の試料管を挿入す
る、ついで再び試料装填キーを押すと遠心ロータ
ー１０２が回動して第５図図示２の試料管保持容
器が試料管挿入口１０８の位置に停止し、そこに
つぎの試料管を挿入する。同様に順次キーを押し
て第５図図示３，４，５，６の順序で試料管を挿
入する。これは装填する試料管が２個ごと対角線
上の容器に配置することにより、装填する数に関
係なく試料管が常時少なくとも１個以上片寄つて
アンバランスに配置しないように配慮された機能
である。

装填が終ると遠心分離および試料導入が行われ
るが試料導入にあたつては、試料管挿入時と同じ
順序で遠心ローター１０２が回動し、挿入した順
序で試料の導入分析を行なう。試料除去キーを押
して試料管を除去する場合は装填時や、試料導入
時の場合のようにバランスや分析順序を配慮する
必要がないので、遠心ローター１０２は第５図図
示１，３，５，２，４，６の順序に１ステツプず
つ回動して迅速に試料管をぬき取ることが出来る
よう配慮されている。

分析装置は１検体の処理時間は２〜５分であ
る、が複数検体を連続して分析する場合は、１分
間に１検体ずつ処理する機能を有している。した
がつてこの装置で複数検体を処理する場合は、２
分間の遠心分離を行つた後さらに２〜５分後に最
初の検体のデーターが得られ以後１分ごとに後続
する検体のデーターが打ち出される。

次に、分析部２００について説明する。すなわ
ち、第１図において、２０１は試料保持管であ
り、２０２は試料切換バルブ、２０３は計量管で
ある。試料保持管２０１には分析に必要な試料
を、たとえば４項目の分析を行なう場合には、４
項目分の試料を一時に吸いあげる、吸いあげた試
料は各分析項目に対応して分割され、最初に遠心
機からの吸いあげ時に、第１番目の分析のための
試料を計量管２０３に導入し、その後分析サイク
ルに同期した、一定時間間隔で２番目、３番目の
分析のための試料を導入する。２０６は試料を吸
引するためのポンプである。

２０７は試薬導入バルブで、試薬導入管２０８
が設けられている。２０９，２１０，２１１，２
１２は試薬瓶であり、各分析項目に対応して試薬
が用意されている。各試薬瓶２０９，２１０，２
１１，２１２は、試薬導入バルブ２０７、ピンチ
バルブ２１４，２１５，２１６，２１７を経由し
て試薬導入ポンプ２１３に接続されており、試薬
導入バルブ２０７を切換えることにより所望の試
薬をポンプ２１３の働きで導入管２０８内に吸入
せしめ、対応する管内に所定量の試薬を導入し得
る。第１図では試薬瓶２１１が試薬導入管に連通
された状態を示している。

２１８は主分析流路であり、ポンプ２１９によ
り蒸溜水槽２２０から蒸溜水を、試薬導入バルブ
２０７を経由し、反応槽２２１の反応コイル２２
２光度計２２３のフローセル２２４に送液し、一
定流速の安定な単一流路を形成している。２２
５，２２６は排液ビンである。

主分析流路２１８への試料と試薬の導入およ
び、分析は次の手順で行われる。試料計量管２０
３および試薬導入管２０８に夫々第１番目の分析
のための試料およびその分析に必要な試薬を導入
した状態で、試料切換バルブ２０２を矢印Ａ方向
に、および試料導入バルブ２０７を矢印Ｂ方向に
切換え、計量管２０３を試薬導入管２０８に、試
薬導入管２０８を主分析流路２１８に連結する。
すると試料が試薬に挾まれた形で主分析流路に直
列の流れを形成して流入する。反応コイル２２２
は発色反応に必要な一定温度（例えば37℃）に保
たれており、ここを通過する間に試料と試薬が混
合し発色反応が行われ、フローセル２２４に流入
し、光度計２２３により分析成分の濃度測定が行
われる。測定手段としては発色した試料が、フロ
ーセル２２４を通過する間に、発色の終点を測定
する、いわゆるエンドポイント法も可能である
が、短時間で結果を出す方法として、流入した試
料を一時フローセル内で停止させて、反応速度を
測定するいわゆるレイトアツセイ法も効果的であ
り、分析項目により両者を使いわけることが出来
る。ピンチバルブ２２７，２２８はその場合に試
料をフローセルに停止するため、および後続する
流れのバイパスのためのバルブである。また試料
切換バルブの切換えにより、計量管の試料を試薬
導入管の通路に接続したとき、通路２０４の部分
の試薬が通路２０５に移動する、この部分の試薬
はポンプ２０６により排出される。２２９，２３
０はこのために流路を切換えるピンチバルブであ
る。

第１番目の分析の試料および試薬が、主分析流
路に完全に流入した時点で試料切換バルブ２０２
は逆転し第２番目の分析のための試料を計量管２
０３に導入すると共に、試薬導入バルブ２０７を
切換え第２番目の分析のための試薬（例えば２１
２）を試薬導入管２０８に導入する。ついで第１
番目の分析の試料導入と一定時間間隔をおいて、
第２番目の試料および試薬の導入のためのバルブ
切換えを行い、第２番目の分析を行なう。以下後
続して第３、第４の分析を行なう。

予定の分析のための試料導入が全て終了した後
試料導入機構１１７は上昇、回動、下降してノズ
ル１１２を洗浄器１１６に浸し、試料保持管２０
１の洗浄を行なう、ポンプ２３１は洗浄器１１６
に蒸溜水を補給するために設けられている。

本システムによる分析シーケンスの１例を第６
図に示す。４項目の分析を行なう場合の例であ
る。この例では試料管挿入後、遠心による血漿分
離から、試料保持管への吸いあげまでを２分で終
了、ついで主分析流路への試料および試薬の計量
導入を30秒間隔で行なう。分析部における各分析
項目の処理所要時間は、反応コイル内での反応進
行時間および試料をフローセル内に停止させて反
応測定を行なう時間（20秒）を含めて２分間であ
る。したがつて、本実施例によれば前処理部への
試料管挿入から４項目全部の分析操作が終了する
までの全所要時間が5.5分であり、、試料管挿入２
分後には次の検体の分析を後続して開始すること
が出来る。

本システムにより分析出来る項目は、血液中の
生化学成分、総タンパク、血糖、GOT、GPT、
クレアチニン、コレステロール、など臨床検査に
必要な殆んどの項目にわたる。試料管は採血に用
いる真空採血管をそのまま使用すると便利であ
る。また本システムはずい時１検体分析するのに
適したシステムであるが、遠心機は通常複数検体
（例えば12検体）装填し遠心分離出来るので、複
数の検体を同時に処理するルチーン分析用として
も使用出来る。

第７図は本発明による自動化学分析システムの
他の実施例である。このシステムでは第１図のシ
ステムの試薬導入バルブが１基であつたのに対
し、試薬を順次切換えて試薬導入管２０８に引き
こむ流路切換バルブ２４０と、試薬導入管２０８
の試薬を試料と共主分析流路２１８に切換える、
試薬切換バルブ２５０に分けて設けられ、そのか
わり、第１図図示システムのピンチバルブ２１
４，２１５，２１６，２１７は不要としたのが特
徴である。流路切換バルブ２４０は矢印Ｃに示す
方向に２ステツプずつ切換えることにより試薬瓶
２０９，２１０，２１１，２１２に接続するがそ
の中間点すなわち１ステツプ毎に蒸溜水供給通路
２６０に接続し導入流路の洗浄を行なう。この第
７図図示システムは第１図図示システムに比し試
薬の数の多い場合すなわち多数項目の分析により
適したシステムである。

以上説明したように、本発明によれば、取扱い
に熟練者を要せずに簡便に、かつ、迅速に採取し
た全血から所望の複数項目の化学成分を分析する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動化学分析装置の実施
例を示す構成図、第２図は第１図図示前処理部の
詳細構成図、第３図は第２図の平面図、第４図は
遠心槽の内部構造の平面図、第５図は遠心ロータ
動作説明図、第６図は分析シーケンスを示す図、
第７図は本発明の他の実施例を示す構成図であ
る。 １０１……遠心分離部、１０２……遠心ロータ
ー、１０３……試料管保持容器、１０４……試料
管、１０５……ローター駆動装置、１０６……位
置検知装置、１０７……上蓋、１０８……試料管
挿入口、１０９……蓋、１１０……電動機、１１
１……試料吸い上げ口、１１２……ノズル、１１
３……駆動装置、１１４……導管、１１５……分
析装置、１１６……洗浄器、１１７……液面検知
器、２０２……試料切換バルブ、２０７……試薬
導入バルブ、２１８……主分析流路、２２１……
反応槽、２２３……光度計、２２４……フローセ
ル、２４０……流路切換バルブ、２５０……試薬
切換バルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送液ポンプによりキヤリア液を反応コイルを
   介して検出器に送液し連続安定した流れを形成す
   る主分析流路と、 装填した試料を遠心分離し該分離後にロータ上
   の試料を所定の試料導入位置に停止させる機能を
   有する遠心機からなる前処理部と、 所定内容積を有する試薬導入管を備え、流路切
   り換えにより該試薬導入管を前記主分析流路に連
   通させる試薬導入用切換部と、 分析項目に対応する試薬を前記試薬導入管に所
   定時間間隔で順次導入する試薬導入部と、 試料計量管を備え、前記試薬導入管によつて前
   後が挟まれるように前記試薬導入管に間入配置さ
   れ、流路切り換えにより前記試料計量管を前記試
   薬導入管に連通させる試料切換部と、 前記前処理部で遠心分離された試料の複数項目
   分析に必要な総量を試料保持管に一時に吸い上
   げ、その後該試料保持管から前記試料計量管へ一
   定時間間隔で順次分割導入するように構成された
   試料導入部と、を備え、 前記試薬導入用切換部および前記試料切換部
   は、流路切り換えにより前記試薬導入管および前
   記試料計量管を前記主分析流路に連通し前記反応
   コイルに向かつてキヤリヤ液−試薬−試料−試薬
   −キヤリア液という流れを形成するように構成さ
   れていることを特徴とする自動化学分析装置。