JPH0623766B2

JPH0623766B2 - 自動分析装置

Info

Publication number: JPH0623766B2
Application number: JP62014476A
Authority: JP
Inventors: 裕康内田; 幸孝太田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Measurement Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Science Systems Ltd
Priority date: 1987-01-24
Filing date: 1987-01-24
Publication date: 1994-03-30
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPS63182568A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は自動分析装置、特に分析性能の安定化、高信頼
化をはかることのできる臨床検査用生化学自動分析装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

臨床検査用の生化学自動分析装置においては、分析中の
反応液を一定温度、例えば、３７±0.05℃に安定度よく
保持することが、分析精度の安定化、高信頼度化のため
の必須条件である。また、一方では検体を混和して呈色
反応させる試薬は、その活性度を維持するためにはほぼ
１５℃以下の低温に保冷する必要があり、装置周辺の温
度が、例えば、１５〜３５℃と不定の条件のもとでこの
両者の要求を満たすために、従来の装置は、特開昭59−
230162号公報に記載のように、次の如く構成されてい
た。通常、制御対象の温度を周囲温度が不定の下で精度
良く制御するには、冷却部と加熱部の双方を設け、対象
物の温度をその制御系の中に設けた温度センサでコント
ローラにフイードバツクして制御点と該センサの検知温
度との偏差で上記の冷却部又は加熱部を制御することが
行われており、この場合通常は冷却部を精度良く制御す
ることは困難なため、これは連続動作として加熱部を制
御している。上記した従来の装置においても、冷却部と
して圧縮式冷凍機を用い、そのヒートサイクルの中の蒸
発器部分を冷水槽として冷水を作り、その冷水をポプで
試薬貯留部との間を循環させて、試薬貯留部内に収容し
ている試薬を保冷する。一方、前記の冷水槽に隣接して
恒温槽を設け、この恒温槽は前記した冷水槽と細孔で接
続して冷水を冷却源として利用するとともに、この恒温
槽中には加熱源としてヒータ及び温度センサを設け、こ
の温度センサの出力と制御点との偏差でヒータを制御し
て恒温槽の中の水を所定の温度に制御し、この恒温水を
ポンプで反応槽との間に循環させて反応槽の温度を一定
に保持していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した従来技術では、反応槽内で直接滴にその温度を
制御するのではなく、恒温槽内で反応槽への循環水の温
度を制御し、この恒温水で反応槽の温度及び反応槽に浸
された反応セルの中の反応液の温度を保持しているた
め、恒温槽内での温度の制御が高精度で安定に行われて
も、恒温槽から離れた位置にある反応槽の温度を恒温水
の循環で安定よく目標温度に保持するには、装置周辺の
温度影響を受けないようにするため、恒温槽から反応槽
までの恒温水の循環流路及び反応槽を厳重に断熱する必
要がありまた、断熱が十分に行われ、反応槽に流入する
循環水が目標温度に精度よく制御されていても、外部か
ら反応セルに注入される試薬や洗浄水と反応槽内の循環
水との間に温度差があつて、この両者の間に熱交換があ
ると、反応槽の水の温度はこれらに影響されて目標温度
からずれてしまうという問題がある。また、これを防ぐ
ために試薬を反応セルに注入する前に目標温度まで加熱
することが考えられるが、このようにすると構成が複雑
になり、実用化し得ない。

本発明の目的は、構成が単純で、しかも、反応セル内に
注入された冷たい試薬や洗浄水により反応槽の目標温度
が変化しないようにすることができる自動分析装置を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために取られた本発明の構成は、検
体および恒温液よりも低温に冷却された試薬を受け入れ
る複数の反応容器が恒温液に浸漬されたまま移送される
移送経路を形成する反応槽と、温度制御槽を出た恒温液
が上記反応槽および冷却部を経て上記温度制御槽に戻る
ように循環される循環系を備えた自動分析装置におい
て、上記温度制御槽内には加熱手段と第１の温度検知手
段とを近接して配置し、上記反応槽内には、該反応槽内
の恒温液の温度を検知する第２の温度検知手段を設け、
上記第１の温度検知手段によって検知された温度
（Ｔ_ｐ）と上記温度制御槽に対する設定温度（Ｔ_ｃ）と
の差を低減するように上記加熱手段の動作を制御し、か
つ上記第２の温度検知手段によって検知された温度（Ｔ
_ｏ）とあらかじめ与えられている目標温度（Ｔ_ｉ、例え
ば３７±０、０５）との間に差が生じたときに、その差
の大きさに応じて上記設定温度（Ｔ_ｃ）を変更する制御
手段を設けたことを特徴とするものである。

〔作用〕

上記した本発明の自動分析装置では、反応槽に設けた第
２の温度検知手段（以下第２の温度センサという）が反
応槽温度を直接検知し、この温度が目標温度からずれて
いる場合には、加熱手段であるヒータと第１の温度検出
手段（以下第１の温度センサという）とが近接して設け
てある温度制御筒内の循環恒温水の制御温度をその偏差
に応じて再設定し、常に反応セルへの試薬あるいは洗浄
水の注入、その他の外乱があつても反応槽温度が目標温
度からずれないように温度制御される。それによつて反
応槽温度は常に目標温度に制御される。また、ヒータと
第１の温度センサは隣接して設けてあるので、応答が早
く、かつ、温度制御筒で一定温度に制御された循環恒温
水の一部は循環ポンプ吸込口に戻して十分に温度制御筒
内での攪拌が行われるため、反応槽が流入する循環恒温
水は温度脈動が著しく少ないものとなり、反応槽温度は
目標温度に精度よく一致し、安定に維持される。

〔実施例〕

以下本発明を第１図，第２図に示した実施例を用いて詳
細に説明する。

第１図は本発明の自動分析装置の一実施例を示す構成図
である。第１図において、１は、例えば、フロンＲ−１
２を冷媒とした圧縮式冷凍機で、圧縮機２，凝縮器３，
膨張弁４，蒸発器５等が図示の如く接続してある。６は
冷水槽で、圧縮式冷凍機１の蒸発器５，反応槽循環水の
冷却のための冷却管７，式薬保冷庫１４への循環冷水の
取出し口８および戻り口９が設けてあり、その外周りは
断熱材１０で覆い、上部は断熱された蓋１１で覆つてあ
る。また、冷水槽６の中に入れられた水１２は、圧縮式
冷凍機１の冷媒の蒸発器５での気化により冷やされて冷
水となる。１３は冷水１２を冷水槽６と試薬保冷庫１４
との間で循環するための冷水循環ポンプで、その吐出口
が試薬保冷庫１４の下面に設けた流入口１５に接続して
ある。一方、流出口１６が試薬保冷庫１４の上部に設け
てあり、冷水槽６の戻り口９に配管してある。試薬保冷
庫１４の外周も断熱材１７で断熱してあり、中には試薬
容器１８が収納してあり、その上部には着脱可能に断熱
された蓋１９が用意されている。また、冷水槽６の取出
し口８と冷水循環ポンプ１３の吸込口とが断熱された配
管２０で、冷水循環ポンプ１３の吐出口と試薬保冷庫１
４の流入口１５とが断熱された配管２１で、試薬保冷庫
１４の流出口１６と冷水槽６の戻り口９とが断熱された
配管２２で接続してある。

一方、反応槽側の構成を説明すると、２３は反応槽循環
ポンプ、２４は筒状の温度制御筒で、配管接続口２５，
２６，２７が設けてあり、また、棒状のヒータ２８と、
例えば、白金を温度検出材とした第１の制御用温度セン
サ２９がその内部にシールして近接して取り付けてあ
る。３０は上方が開放されたＵ字型断面を有する円環状
の反応槽で、その下方底面部に恒温水の循環のための流
入配管口３１と流出配管口３２とが設けてあり、また、
反応槽３０内の循環恒温水３３の水温を検出するための
上記した制御用温度センサ２９と同様の第２の制御用温
度センサ３４が循環恒温水３３中に浸るように設けてあ
る。３５は、例えば、ガラス等の透明で光学的特性、熱
伝導生が良好な材料よりなる角筒状の反応セルで、その
中に検体と試薬とがそれぞれ注入され、混和される。複
数個の反応セル３５が反応デイスク３６に保持されて反
応槽２９内の循環恒温水３３中にその下部を浸して循環
恒温水３３により検体と試薬が混和された反応液を所定
の反応温度に保持する。反応デイスク３６は図示を省略
した駆動機構により、これも図示は省略した光度計の周
りに所定の間欠回転動作を付与されて反応セル３５内の
反応液の反応を時系列的に測定する。測定が完了した反
応液は廃棄され、反応セル３５は図示を省略した洗浄装
置で洗浄され再測定に供せられる。以上の構成で反応槽
循環ポンプ２３の吐出口は温度制御筒２４の下部を配管
接続口２５に、温度制御筒２４の上部の配管接続口２７
は反応槽３０の流入配管口３１に、反応槽３０の流出配
管口３２は冷水槽６の冷却管７に、冷却管７の出口は三
方接続管４１を介して反応槽循環ポンプ２３の吸込口
に、また、温度制御筒２４の中央の配管接続口２６は三
方接続管４１を介して反応槽循環ポンプ２３の吸込口に
それぞれ配管３７，３８，３９，４０，４２で接続して
ある。４３，４４は制御用温度センサ２９，３４の出力
をそれぞれ電圧に変換、増幅する増幅器、４５，４６は
Ａ／Ｄ変換器、４７はμ−コンピユータシステムよりな
る本温度制御装置の制御部、４８は直流電源、４９はヒ
ータ２８に印加される交流電源、５０は制御部４７から
の信号によりヒータ２８への交流電源４９の印加の接、
断を行うソリツドステートリレー（以下、ＳＳＲと略
す）である。

上記の構成の装置においては、圧縮式冷凍機１のヒート
ポンプ動作により、膨張弁４を出た冷媒は蒸発器５で気
化する際、冷水槽６内の水１２から気化熱を吸収するた
め、冷水槽６内の水１２を冷水化する。この圧縮式冷凍
機１の動作は、図示を省略したが、冷水１２の温度検出
を行つて制御される。冷水１２を冷水循環ポンプ１３で
試薬保冷庫１４に循環して試薬保冷庫１４をほぼ１５℃
以下の低温に維持してその中の試薬容器１８を保冷す
る。一方、反応槽３０を循環する恒温水３３は、反応槽
３０から出て配管３９を経て冷水槽６の冷却管７を流れ
ることにより冷却管７の周囲冷水１２で冷却されて反応
槽循環ポンプ２３によつて温度制御筒２４に送られる。
温度制御筒２４内では制御用温度センサ２９により筒内
の循環恒温水３３の温度Ｔ_ｐが検出され、増幅器４３に
より、増幅され、Ａ／Ｄ変換器４５でＡ／Ｄ変換され制
御部４７に伝送され、その温度があらかじめ設定された
制御温度Ｔ_ｃより低ければＳＳＲ５０をＯＮにしてヒー
タ２８により加熱し、もし高ければヒータ２８はＯＦＦ
のままとするよう制御温度Ｔ_ｃでＯＮ−ＯＦＦ制御され
る。こうして恒温に制御された循環恒温水は、温度制御
筒２４の出口で一部を反応槽循環ポンプ２３の吸込口に
戻しながら反応槽３０に送られて槽内の反応セル３５内
の反応液を目標温度に維持する。ここで反応槽３０内の
循環恒温水３３の温度Ｔ_ｏが第２の温度センサ３４で検
出され、増幅、Ａ／Ｄ変換されて制御部４７へ送られ、
あらかじめ制御部４７に与えられている目標温度Ｔ_ｉと
比較され、差があれば、その差がなくなるように温度制
御筒２４内での制御温度Ｔ_ｃが制御部４７内で変更、再
設定される。この制御部４７の温度制御処理を第２図に
示す。第２図において、一点鎖線内の温度制御筒２４内
での循環恒温水３３の温度Ｔ_ｐの検出とヒータ２８のＯ
Ｎ／ＯＦＦは、循環恒温水３３の温度脈動を小さくする
ため極めて短い周期で処理されるが、制御温度Ｔ_ｃの変
更、再設定は反応槽３０内での循環恒温水３３の温度Ｔ
_ｏが安定するまでの遅れ時間Ｎ_Ｌを考慮する必要があ
る。

以上の制御部４７の温度制御動作の説明で明らかなよう
に、装置周辺の温度変化あるいは冷たい試薬や洗浄水の
反応セル３５への連続的に注入等による反応槽３０内の
循環恒温水３３の温度Ｔ_ｏが目標温度Ｔ_ｉに対してずれ
が生じても、そのずれを解消する方向に温度制御筒２４
での制御温度Ｔ_ｃが常に制御部４７により管理されるた
め、反応セル３５内の反応液は常に所定の反応目標温度
に精度よく安定に維持される。

また、反応槽３０内での循環恒温水３３の流速は、光度
計に雑音を与えるため、その上限値が決められる。しか
し、循環恒温水３３の温度脈動は温度制御筒２４内での
ヒータ２８の周囲での流速の大きさ、すなわち、熱伝導
率を改善することと流路内での攪拌を十分に与えること
で大幅に軽減される。本実施例によれば、温度制御筒２
４を出た循環恒温水３３の一部を反応槽循環ポンプ２３
の吸込側へ返すようにしているので、反応槽３０内での
循環恒温水３３の流量を少なく制御しても、温度制御筒
２４内でのその流量を大とし、循環恒温水３３に攪拌作
用を与えるとともに、ヒータ２８と温度センサ２９とを
極めて近接して配置したので、循環恒温水３３の温度脈
動を低減することができる。

さらに、温度制御筒２４，反応槽３０とこれらを接続す
る配管３８，３９，４０，４２等は、上記の説明では断
熱について特にこだわらなかつたが、この場合でも反応
槽３０内の循環恒温水３３の温度では精度、安定度には
影響が少ない。

上記したように、本発明の実施例によれば、試薬の保冷
のための冷水槽６の中で冷却管７を介して反応槽３０へ
の循環恒温水３３を冷却して反応槽循環ポンプ２３によ
りヒータ２８と制御用温度センサ２９を入れてある温度
制御筒２４に送り、ヒータ２８のＯＮ／ＯＦＦ動作によ
り温度制御された循環恒温水３３を反応槽３０に供給す
るとともに、その一部を反応槽循環ポンプ２３の入口に
戻すことで、ヒータ部での熱伝導度を高めるとともに、
循環恒温水３３に十分な攪拌を与え、温度制御での温度
脈動を極めて小さくし、さらに、反応槽３０内の循環恒
温水３３の温度を制御用温度センサ３４で検知し、目標
反応温度とのずれを温度制御筒２４での制御温度の再設
定により解消するようにしたので、反応槽の温度、すな
わち、反応セル３５内の反応液の温度を目標とする反応
温度に高精度に安定度よく制御することができ、分析精
度の向上、安定化、高信頼化が得られ、極めて大なる効
果が得られる。

なお、上記の説明では、温度制御動作をマイクロコンピ
ユータシステムにより処理したが、これをマルチプレク
サ、オペアンプよりなるコンパレーター等で構成した電
子回路で処理するようしてもよく、同様な効果が期待で
きる。

また、反応槽３０への循環恒温水３３の冷却手段として
試薬冷却のための冷水槽６を利用したが、これを単独の
冷却装置としてもよいことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、反応槽の循環恒
温水の温度を目標反応温度に高精度で安定に維持するこ
とができ、分析精度の向上、高信頼度化をはかることが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動分析装置の一実施例の反応槽温度
制御装置の構成図、第２図は第１図の制御部の動作の一
実施例を示すフローチヤートである。６……冷水槽、７……冷却管、２３……反応槽循環ポン
プ、２４……温度制御筒、２８……ヒータ、２９……第
１の制御用温度センサ、３０……反応槽、３３……循環
恒温水、３４……第２の制御用温度センサ、３５……反
応セル、３７，３８，３９，４０，４２……配管、４７
……制御部、５０……ソリツドステートリレー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭56−132566（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−219865（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−176172（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検体および恒温液よりも低温に冷却された
試薬を受け入れる複数の反応容器が恒温液に浸漬された
まま移送される移送経路を形成する反応糟と、温度制御
槽を出た恒温液が上記反応槽および冷却部を経て上記温
度制御槽に戻るように循環される循環系を備えた自動分
析装置において、上記温度制御槽内には加熱手段と第１
の温度検知手段とを近接して配置し、上記反応槽内に
は、該反応槽内の恒温液の温度を検知する第２の温度検
知手段を設け、上記第１の温度検知手段によって検知さ
れた温度と上記温度制御槽に対する設定温度との差を低
減するように上記加熱手段の動作を制御し、かつ上記第
２の温度検知手段によって検知された温度とあらかじめ
与えられている目標温度との間に差が生じたときに、そ
の差の大きさに応じて上記設定温度を変更する制御手段
を設けたことを特徴とする自動分析装置。