JP2017211324A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸光度測定では光路長を稼ぎ従来と同等感度の計測を実施する一方で、吸光度測定用に調製された試薬を、その組成を変更することなく散乱光測定に適した光学条件にてより高感度に散乱光測定する。【解決手段】吸光光度計と散乱光度計が同時搭載された分析装置において、長さの異なる第一と第二の光路を有する反応容器を使用する。第二の光路の光路長が第一の光路の光路長よりも短くなっており、第一の光路に沿って吸光度測定を、第二の光路に沿って散乱光測定を実施する。サンプルと第一試薬と第二試薬（ラテックス試薬）とを混合した反応液の反応開始直前の初期透過率が１５〜５３％の範囲となる光路長で散乱光計測することで、より高感度な測定が可能となる。散乱光測定時の光路長としては、反応液の初期透過率が２０〜４８％の範囲となる光路長がより好ましく、反応液の初期透過率が２５〜４３％の範囲となる光路長が更に好ましい。【選択図】図３

Description

本開示は、自動分析装置に関し、例えば、血液や尿等の検体（サンプル）に含まれる被測定物質の濃度を定量する自動分析装置に関するものである。

血液や尿等の検体（サンプル）と試薬を混合した反応液に照射した光の透過光の減衰量を吸光度として計測し、ランベルト・ベールの法則に従ってその吸光度変化からサンプル中の被測定物質濃度を定量する自動分析装置が広く用いられている。自動分析装置の分析法としては、酵素と基質の呈色反応による吸光度変化から被測定物質濃度を定量する比色法と、抗原と抗体の凝集反応による吸光度変化から被測定物質濃度を定量する免疫比濁法が存在する。免疫比濁法の中には、サンプル中の被測定物質と免疫学的に反応する抗体を感作したラテックス粒子を凝集させることで吸光度変化を増大させるラテックス免疫比濁法がある。この３つの分析法のうち、より低濃度の被測定物質の検出に適しているのはラテックス免疫比濁法であり、本分析法の更なる高感度化が望まれている。

ラテックス免疫比濁法の高感度化実現のための取り組みとして、サンプルと混合する試薬の改良と装置の改良が挙げられる。装置の改良としては、近年、ラテックス粒子からの散乱光の測定による高感度化に関する技術開発がなされている。

例えば、特許文献１は、自動分析装置上で散乱光測定を実施する装置構成について開示している。特許文献１では、吸光光度計と散乱光度計を併用しており、複数の角度の散乱光受光器を設けることで多種のラテックス試薬に対する高感度化を図ろうとしている。吸光度測定用に調製された試薬を高感度に散乱光測定できる利点がある。また、特許文献２は、散乱光測定による高感度化のための装置構成や試薬組成案について開示している。特許文献２でも、自動分析装置上で吸光光度計と光散乱光度計を併用しており、高感度に散乱光測定可能な試薬組成が提案されている。

特許第５３１８２０６号公報 特開２０１３−６４７０５号公報

自動分析装置では主に吸光光度計を用いた吸光度測定が実施されており、検体（サンプル）と混合する試薬は吸光度測定用に調製されている。この試薬を用いたラテックス凝集反応を光散乱光度計により散乱光測定する場合、吸光度測定に比べて高感度となるもののダイナミックレンジ（定量可能範囲）が狭くなる。このため、特許文献１及び２のように、吸光光度計と散乱光度計を併用する装置構成を採用することが望ましい。このとき、吸光度測定では光の減衰量を吸光度として測定するため光路長を稼ぐ必要がある一方で、散乱光測定では散乱された光の吸収を抑制するために短い光路長で測定することが望ましい。

しかしながら、特許文献１及び２に開示される自動分析装置構成においては、吸光度測定のための光路長と散乱光測定のための光路長は同一であり、散乱光測定用に光路長が最適化されていない。このため、散乱光測定の感度は十分ではなく、さらなる高感度化を図る必要がある。

本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、散乱光をより高感度に測定することができる自動分析装置の構成を提案するものである。

上記課題を解決するために、本開示による自動分析装置は、第一の光路と第二の光路とを有し、サンプルと試薬とが混合して生成される反応液を収容する、少なくとも１つのセルと、吸光度測定用の光をセルの第一の光路に沿って照射し、セルに収容されている反応液を透過した光を測定する吸光度測定部と、散乱光測定用の光をセルの第二の光路に沿って照射し、セルに収容されている反応液においてサンプルと試薬とが相互作用した後の散乱光を測定する散乱光測定部と、を備える。ここで、第一の光路の光路長は、第二の光路の光路長よりも長く設定されている。

本開示に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本開示の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。

本開示の自動分析装置によれば、散乱光をより高感度に測定することができるようになる。

散乱光の光量を計測する原理を説明するための光散乱光度計の構成例を示す図である。 反応液７の初期透過率と散乱光変化量との関係を示す図である。 本開示の第１の実施形態による自動分析装置１００の全体概略構成例を示す図である。 第１の実施形態による自動分析装置１００の反応ディスク９の上面図である。 底面を平行四辺形とした四角柱形状のセル８の上面図である 本開示の実施形態で用いる吸光度測定部１３の概略構成例を示す図である。 本開示の実施形態による散乱光測定部１６の概略構成例を示す図である。 本開示の第２の実施形態による自動分析装置の反応ディスク９の上面図である。

本開示は、サンプルと試薬との混合溶液（反応液）の散乱光測定の検出感度を向上させるための技術について提案する。より具体的には、本開示による自動分析装置では、吸光度測定では光路長を稼ぎ従来と同等の感度で測定が実施される一方で、吸光度測定用に調製された試薬をその組成を変更することなく散乱光測定に適した光学条件（吸光度測定の光路長よりも短い光路長の光路を用いて散乱光測定する）で高感度に散乱光が測定される。本開示では、吸光度測定と散乱光測定は、同一の自動分析装置で実施される。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本開示の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本開示の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。

本実施形態では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。

（１）第１の実施形態
＜本開示における散乱光測定の原理について＞
図１は、散乱光の光量を計測する原理を説明するための光散乱光度計の構成例を示す図である。

光散乱光度計は、光１８を発する散乱光測定用光源１７と、セル８を透過した光（透過光）１９を受光する透過光受光器２０と、セル８からの散乱光２１を受光する散乱光受光器２２と、を備えている。

散乱光測定用光源１７からの光１８は、流体容器に保持された恒温流体１５で温調されたセル８の中の反応液７に照射される。そして、透過光１９が透過光受光器２０にて受光されるとともに、散乱光２１が散乱光受光器２２にて受光される。

図２は、反応液７の初期透過率と散乱光変化量との関係を示す図である。例えば、ここでは、Ｃ反応性タンパク（ＣＲＰ：C reactive protein）を０．０１ｍｇ／ｄＬの濃度で含むサンプル１と試薬４（第一試薬と、ラテックス粒子のサイズと濃度を変更したラテックス試薬（第二試薬））とを混合させて生成される反応液７のラテックス凝集反応で生じる２０°方向の散乱光変化量と反応液７の初期透過率との関係が示されている。なお、散乱光は、図１で示した散乱光光量計測原理に基づいて測定している。

図２が示す「反応液の初期透過率と散乱光変化量との関係」を取得する際には、ラテックス凝集反応による散乱光の変化を５分間測定し、測定開始３００秒目と１８秒目の散乱光の差分を散乱光変化量として算出する。検体の濃度が高い程凝集体の大きさは大きくなり、一定角度において散乱される光量が大きくなる。そのため、反応過程データとして測定した光量から検体の濃度を定量することができる。

反応液７を入れるセル８には光路長５ｍｍのセルを用いる。ただし、本明細書中では溶液の透過率及び吸光度は全て光路長１０ｍｍで測定した場合の透過率及び吸光度に換算する。例えば、ある溶液の透過率が光路長５ｍｍのセルにおいて１０％（吸光度１ａｂｓ）であった場合、この溶液の透過率は光路長１０ ｍｍで測定した場合に換算するため、２０％（吸光度２ａｂｓ）と表記する。透過率Ｔは、吸光度をＡ、散乱光受光器２２までの反応液中の光路長をＬｓとすると、次式にように表される。

ラテックス試薬に含有させるラテックス粒子には直径２００ｎｍ、３５０ｎｍ、５００ｎｍの粒子を用いる。図２からは、どの粒径のラテックス試薬においてもサンプルとラテックス試薬とを混合した反応液の反応開始直前の初期透過率が３５％付近で散乱光変化量が最大になり、初期透過率が１５〜５３％の範囲では散乱光変化量が大きく変化しない（散乱光変化量の変化が小さい）ことが分かる。また、図２の結果は、サンプルとラテックス試薬とを混合した反応液の反応開始直前の初期透過率が１５〜５３％となる条件でラテックス凝集反応を散乱光測定すると、散乱光変化量についてより大きな値を得ることが可能であり、高感度測定に繋がることを示している。

本開示は当該実験結果に基づいており、反応液の初期透過率が１５〜５３％となる状況で散乱光測定をすることにより、従来法である吸光度測定に加え、より高感度な散乱光測定をも実現可能とするものである。なお、ラテックス試薬は目的（検査項目）によって濁度が異なるため、初期透過率が１５〜５３％の範囲に入るように散乱光測定用の光路長を調整（濁度が高ければ光路長を短く設定する。つまり、セル８の短辺の長さを短くする）して測定をすることになる。このように、散乱光測定を実施する場合には、反応液（検体＋第一試薬＋第二試薬（ラテックス試薬））の初期透過率を１５〜５３％の範囲に設定することがより高感度に測定するためには必要となる。ただし、散乱光測定のための光路長を吸光度測定のための光路長よりも短く設定すれば従来（特許文献１及び２）に比べて高感度に散乱光を測定することが可能となるものである。以下、具体的な自動分析装置の構成や動作について説明する。

＜自動分析装置の構成＞
図３は、本開示による自動分析装置１００の全体概略構成例を示す図である。自動分析装置１００は、１つのセルの異なる面に吸光度測定用の光源からの光と散乱光測定用の光源からの光をそれぞれ照射し、セル内の反応液中のラテックス凝集反応について、異なる光路長の光路に沿って吸光度及び散乱光測定するものである。

自動分析装置１００は、例えば、サンプルディスク３、試薬ディスク６、及び反応ディスク９の３種類のディスクと、これらのディスク間でサンプル１を移動させるサンプル分注機構１０と、これらのディスク間で試薬４を移動させる試薬分注機構１１と、反応液７の収容容器であるセル８内でサンプル１と試薬４を攪拌し混合する攪拌部１２と、セル８を洗浄する洗浄部１４と、各ディスクや各分注機構の動作を制御する制御回路２３と、反応液７の透過光を受光する吸光度測定部１３と、吸光度測定部１３によって受光された透過光の光量の情報を受け取り、吸光度計測の反応過程データとして出力する吸光度測定回路２４と、反応液７からの散乱光を受光する散乱光測定部１６と、散乱光測定部１６によって受光された散乱光の光量の情報を受け取り、散乱光計測の反応過程データとして出力する散乱光測定回路２５と、各測定回路で測定されたデータを処理するＰＣ（コンピュータ）等のデータ処理部２６と、データ処理部２６とのインターフェースである入力部２７と、出力部２８を有する。なお、データ処理部２６は、データ格納部２６０１と解析部２６０２を有する。データ格納部２６０１は、制御データ、測定データ、解析に用いるデータ、解析結果データ等を格納する。解析部２６０２は、例えばオペレータによって指定される一定時間内の光量変化を演算値として算出する。入力部２７及び出力部２８は、データ格納部２６０１との間でデータを入出力する。図３の例では、入力部２７がキーボードの場合を表しているが、タッチパネル、テンキー、その他の入力装置でも良い。

サンプルディスク３の円周上には、サンプル１の収容容器であるサンプルカップ２が複数配置される。試薬ディスク６の円周上には、試薬４を収めた試薬ボトル５が複数配置される。反応ディスク９の円周上には、サンプル１と試薬４とを混合させた反応液７の収容容器であるセル８が複数配置される。

サンプル分注機構１０は、サンプルカップ２からセル８にサンプル１を一定量分注させる際に使用される機構である。サンプル分注機構１０は、例えば、溶液を吐出または吸引するノズルと、ノズルを所定位置に位置決め及び搬送するロボットと、溶液をノズルから吐出またはノズルに吸引するポンプとによって構成することができる。試薬分注機構１１は、試薬ボトル５からセル８に試薬４を一定量分注させる際に使用される機構である。試薬分注機構１１も、例えば、溶液を吐出または吸引するノズルと、ノズルを所定位置に位置決め及び搬送するロボットと、溶液をノズルから吐出またはノズルに吸引するポンプと、によって構成することができる。

攪拌部１２は、セル８内で、サンプル１と試薬４を攪拌し混合させる。洗浄部１４は、分析が終了したセル８から反応液７を排出してセル８を洗浄する機構である。洗浄されたセル８には再びサンプル分注機構１０から次のサンプル１が分注され、試薬分注機構１１から新しい試薬４が分注され、別の反応に使用される。セル８は温度及び流量が制御された恒温槽内の恒温流体１５に浸漬されており、セル８及びその中の反応液７は反応ディスク９による移動中もその温度は一定に保たれる。本実施形態の場合、恒温流体１５には水を使用し、恒温流体温度は制御回路により３７±０．１℃に温調される。なお、ここでは恒温流体１５として水を用いているが、恒温流体１５として他の媒体を用いても良い。また、温調温度についても単なる一例に過ぎず、適宜変更可能である。

＜セル、吸光度測定部、及び散乱光測定部の配置関係＞
図４は、第１の実施形態による自動分析装置１００の反応ディスク９の上面図である。セル８は、例えば、直方体形状をなし、長辺側の面と短辺側の面を有している。光がセル８の短辺側の面から入射した光が通過する光路を第一の光路、光がセル８の長辺側の面から入射した光が通過する光路を第二の光路とすると、第一の光路の光路長は第二の光路の光路長よりも長くなる。また、セル８を直方体形状とした場合、第一の光路と第二の光路は直交することになる。そして、第一の光路に沿って吸光度を測定し、第二の光路に沿って散乱光を測定する。例えば、セル８の形状を直方体としたとき、短辺側の壁面を透過光照射面３４、長辺側の壁面を散乱光照射面３５とすることで、異なる光路長で吸光度及び散乱光測定を実施することができる。つまり、散乱光測定時の光路長の方が吸光度測定時の光路長よりも短く、この関係は常に変わらない。

一例として、セル８は、セル８を上面側から見て、セル８の中心点と反応ディスク９の中心点を結ぶ直線３３に対し、透過光照射面３４と平行なセル８の中心点を通る線３６が反時計回りに４５°程度、さらに散乱光照射面３５と平行なセル８の中心点を通る線３７が時計回りに４５°程度傾斜した状態で配置することができる。反応ディスク９の円周上の一部には、吸光度測定部１３と散乱光測定部１６とが配置される。反応ディスク９の回転により反応液７を収容するセル８は、吸光度測定部１３が配置された測定位置と散乱光測定部１６が配置された測定位置をそれぞれ通過する。反応ディスク９の回転中にセル８が各測定位置を通過するたび、反応液７からの透過光及び散乱光がそれぞれ対応する吸光度測定部１３及び散乱光測定部１６を介して測定される。透過光及び散乱光の光軸はそれぞれ光軸３８、光軸３９である。セル８を配置する際、セル８の中心点と反応ディスク９の中心点を結ぶ直線３３に対し、透過光照射面３４と平行なセル８の中心点を通る線３６が時計回りに４５°程度、散乱光照射面３５と平行なセル８の中心点を通る線３７が反時計回りに４５°程度傾斜した状態での配置でも良く、このとき反応ディスク９の円周上に配置されている吸光度測定部１３と散乱光測定部１６もその位置が置換される。このようなセル８、吸光度測定部１３、及び散乱光測定部１６の配置関係とすることにより、できるだけ多くのセル８を反応ディスク９の円周上に配置できるようになると共に、吸光度計測及び散乱光計測の両方を１つの自動分析装置１００で実行することができるようになる。なお、反応ディスク９上におけるセル８の配置数を少なくすれば、セル８の配置角度を上述のように４５°とする必要はない。吸光度測定部１３と散乱光測定部１６とにおいて光をセル８の異なる面に照射することができれば、直線３３に対する線３６の角度と直線３３に対する線３７の角度は任意に設定することができる。

例えば、セル８の形状として直方体を採用した場合、その長辺側と短辺側の壁面（光路長）の長さは、例えば長辺側が５ｍｍ、短辺側が３ｍｍとすることができる。例えば３ｍｍの光路長で散乱光測定すると、サンプルと第一試薬と第二試薬（ラテックス試薬）とが混合された反応液の反応開始直前の初期吸光度が０．９２〜２．７５ａｂｓとなる反応液の初期透過率は１５〜５３％であり、上述した高感度測定可能な初期透過率１５〜５３％の範囲内となる。

ラテックス試薬（第二試薬）に含まれるラテックス粒子のサイズは、好ましくは直径１００〜７００ｎｍであり、サンプル１と第一試薬と第二試薬（ラテックス試薬）とが混合された反応液７の初期透過率が１５〜５３％の範囲内となる光路長で散乱光測定されれば良い。

セル８の形状は直方体に限られることはなく、例えば、底面を平行四辺形とした四角柱の形状を採用することも可能である。この場合、光源からの光は長辺側の壁面と短辺側の壁面のそれぞれに対して垂直に入射する必要があるため（光の屈折を生じさせないためである）、第一の光路と第二の光路は直交していない（図５参照：図５は底面を平行四辺形とした四角柱形状のセル８の上面図である）。また、この場合も、第一の光路の光路長が４ｍｍ以上１０ｍｍ以下、第二の光路の光路長が１ｍｍ以上４ｍｍ未満であれば良く、サンプル１と第一試薬と第二試薬（ラテックス試薬）とが混合された反応液７の反応開始直前の初期透過率が１５〜５３％の範囲内となる光路長にて散乱光測定されれば良い。

＜吸光度測定部の構成＞
図６は、本開示の実施形態で用いる吸光度測定部１３の概略構成例を示す図である。吸光度測定部１３は、例えば、ハロゲンランプ光源２９と、回折格子３１と、受光器（フォトダイオードアレイ）３２と、を備えている。

反応ディスク９の回転中にハロゲンランプ光源２９から照射された光がセル８に照射される。セル８中の反応液を透過した光３０は、回折格子３１で分光される。ハロゲンランプ光源２９は例えば白色光であるので、回折格子３１によって各波長の光に分光される。フォトダイオードアレイ３２は、回折格子３１で分光された透過光を受光する。

フォトダイオードアレイ３２で受光する波長は、例えば、３４０ｎｍ，４０５ｎｍ，４５０ｎｍ，４８０ｎｍ，５０５ｎｍ，５４６ｎｍ，５７０ｎｍ，６００ｎｍ，６６０ｎｍ，７００ｎｍ，７５０ｎｍ，８００ｎｍである。これらの受光器に入射した透過光量データは吸光度測定回路２４に送られる。吸光度測定回路２４は、一定時間毎に各波長域の受光信号を取得し、取得された光量値をデータ処理部２６内のデータ格納部２６０１に格納する。この場合、全波長に対応する測定データが取得され、データ格納部２６０１に格納される。そして、用いる試薬や検査項目によって必要なデータは異なる（どの波長による測定データが必要か異なる）ため、分析時或いは出力時には必要なデータのみデータ格納部２６０１から取得されることになる。

＜散乱光測定部の構成＞
図７は、本開示の実施形態による散乱光測定部１６の概略構成例を示す図である。散乱光測定部１６は、例えば、光源１７と、透過光受光器２０と、散乱光受光器２２ａと、散乱光受光器２２ｂと、を備えている。

光源１７としては、例えばＬＥＤ光源ユニットを使用することができる。光源１７から照射された照射光１８は、その光路上に位置するセル８に照射され、セル８中の反応液を透過した透過光１９が透過光受光器２０で受光される。照射光の波長には、例えば７００ｎｍを使用する。散乱光測定では、サンプルに含まれる散乱体（乳ビ、溶血、黄疸）の影響をより受けにくくすることと可視光であることを考慮し、６００〜８００ｎｍの波長の照射光の使用が好ましい。本実施形態では光源１７としてＬＥＤを用いたが、レーザ光源、キセノンランプ、或いはハロゲンランプ等でも良い。

散乱光受光器２２ａは、照射光１８または透過光１９の光軸に対し、空気中において角度２０°だけ離れた方向の散乱光２１ａを受光する。また、散乱光受光器２２ｂは、照射光１８または透過光１９の光軸に対し、空気中において角度３０°だけ離れた方向の散乱光２１ｂを受光する。散乱光受光器２２ａ、２２ｂの受光角度はそれぞれ２０°、３０°であるが、具体的にはそれぞれ１７．５〜２２．５°、２７．５〜３２．５°など一定の幅を有している。なお、本実施形態では、ラテックス粒子を凝集させているため、反応液７においてラテックス粒子の凝集塊がランダムに成長していくことになる。そして、ラテックス粒子の粒径として２００ｎｍ〜５００ｎｍのものを用いており、上述のＣＲＰを含むサンプルと反応させたときのラテックス凝集反応を散乱光測定する場合、凝集塊のサイズと散乱角度の関係から２０°〜３０°（正確には１７．５°〜３２．５°）の散乱光を採用することが重要となる。

散乱光受光器２２ａ及び２２ｂは、反応ディスク９の回転によるセル８の移動方向に対して概ね垂直である面内に配置される。ここでは、受光角度の基準位置（散乱の起点）を、セル８内を通過する光の光路の中央部に設定している。散乱光受光器２２ａ及び２２ｂは、例えばフォトダイオードで構成することができる。これら散乱光受光器２２ａ及び２２ｂの受光信号は、散乱光測定回路２５を通じ、データ処理部２６のデータ格納部２６０１に送信される。

散乱光測定回路２５は、一定時間毎に受光角度が異なる２つの受光信号を取得し、取得された光量値がデータ処理部２６に出力される。図７では、受光角度２０°及び３０°にそれぞれ対応するように散乱光受光器２２ａ及び２２ｂを配置する場合について説明したが、受光器を内部に多数保持する単体のリニアアレイを配置し、複数角度の散乱光を一度に受光する構成であってもよい。リニアアレイを用いることにより、受光角度の選択肢を広げることができる。また、受光器でなく光ファイバやレンズなどの光学系をセル８の近くに配置し、別位置に配置された散乱光受光器に光を導いても良い。

＜測定・分析手順＞
サンプル１に含まれる被測定物質の濃度定量は、次の手順（シーケンス）で行われる。
（i）シーケンス１
制御回路２３は、洗浄部１４において、セル８を洗浄する。

（ii）シーケンス２
制御回路２３は、サンプル分注機構１０により、サンプルカップ２内のサンプル１をセル８に一定量分注する。

（iii）シーケンス３
制御回路２３は、試薬分注機構１１により、試薬ボトル５内の試薬４（第一試薬）をセル８に一定量分注する。各溶液の分注時、制御回路２３は、それぞれに対応する駆動部を制御し、サンプルディスク３、試薬ディスク６、及び反応ディスク９を回転駆動させる。その際、サンプルカップ２、試薬ボトル５、セル８は、それぞれに対応する分注機構の駆動タイミングに応じ、所定の分注位置に位置決めされる。すなわち、サンプルディスク３、試薬ディスク６、及び反応ディスク９は、制御回路２３の制御下にそれぞれ回転と停止を繰り返す。

（iv）シーケンス４
制御回路２３は、攪拌部１２を制御して、セル８内に分注されたサンプル１と試薬４とを攪拌し、反応液７を生成する。

（v）シーケンス５
反応ディスク９の回転により反応液７を収容するセル８は、吸光度測定部１３が配置された吸光度測定位置と散乱光測定部１６が配置された散乱光測定位置とをそれぞれ通過する。反応ディスクの回転中にセル８が測定位置を通過するたび、反応液７からの透過光及び散乱光がそれぞれ対応する吸光度測定部１３及び散乱光測定部１６を介して測定される。

（vi）シーケンス６
吸光度測定部１３及び散乱光測定部１６による受光量の経時変化を表す測定データは、データ格納部２６０１に順次出力され、反応過程データとして蓄積される。なお、本実施形態の場合、例えば各測定時間を約１０分としている。

この反応過程データが蓄積されている間において（典型的には、試薬４（第一試薬）が分注された一定時間経過後（例えば５分後）に）、試薬４としてもう一種類の試薬（第二試薬：被測定物質と免疫学的に反応する抗体を感作したラテックス粒子を含有する試薬）が試薬分注機構１１によりセル８に追加で分注され、分注後すぐにラテックス凝集反応が開始する（第一試薬を分注して一定時間経った後に第二試薬を分注するのは、検体中に存在する可能性のある、凝集反応にとって好ましくない物質を第一試薬によって除去するため等である）。第二試薬分注後、攪拌部１２により再度攪拌が実施される。反応過程データは、第二試薬分注後、さらに、一定時間（約５分間）測定される。これにより、一定の時間間隔で取得されたラテックス凝集反応の反応過程データが、データ格納部２６０１に格納される。一定時間、例えば約１０分間測定した後に、洗浄部１４によりセル８内を洗浄し、次の検査項目の分析が行われる。

なお、散乱光測定回路２５は、受光角度２０°に対応する反応過程データと受光角度３０°に対応する反応過程データを別々に出力する。また、吸光度測定回路２４は、吸光光度計で取得された反応過程データを出力する。解析部２６０２は、分析設定画面（図示せず）を通じて指定される一定時間内の光量変化を演算値として算出する。ここで、演算値の算出に使用される一定時間は、オペレータが測光ポイントの中から演算開始ポイントと演算終了ポイントを指定することにより規定される。なお、演算値は、演算終了ポイントの光量と演算開始ポイントにおける光量の差分として計算される。

データ格納部２６０１は、演算値の他に、予め既知濃度の被測定物質を測定したときの演算値と被測定物質濃度の関係を示す検量線データとを保持する。解析部２６０２は、計算された演算値と検量線データとを照合して、サンプル中の被測定物質濃度を定量する。定量された濃度値は、出力部２８により表示される。各部の制御・分析に必要なデータは、入力部からデータ格納部２６０１に入力され、各種格納部のデータや結果、及びアラームは出力部により表示等にて出力される。

（２）第２の実施形態
本開示の第２の実施形態では、吸光度測定用の光源２９からの光と散乱光測定用の光源１７からの光が直交するように光学系を構成している。当該光学系では、反応ディスク９上のセル８が測光位置に来たときに、１つのセル８の異なる面に吸光度測定用の光と散乱光測定用の光がそれぞれ照射され、セル内の反応液中のラテックス凝集反応について同じタイミングで吸光度及び散乱光が測定される。以下、第２の実施形態について説明する。

＜自動分析装置の構成＞
基本的な装置構成は、第１の実施形態と同様である。ただし、第２の実施形態では、反応ディスク９の円周上の吸光度測定部１３と散乱光測定部１６の配置が第１の実施形態とは異なっている。図８は、本開示の第２の実施形態による自動分析装置の反応ディスク９の上面図である。

（i）セルの構成
第２の実施形態においても、セル８は長さの異なる第一の光路と第二の光路を有している。また、第一の光路の光路長は第二の光路の光路長よりも長く構成されている。そして、セル８がある位置（測光位置）にあるときに、第一の光路に沿って吸光度を測定するのと同じタイミングで、第二の光路に沿って散乱光を測定できるように吸光度測定部１３と散乱光測定部１６が配置される。例えば、セル８の形状は直方体であり、短辺側の壁面を透過光照射面３４、長辺側の壁面を散乱光照射面３５とされる。つまり、散乱光測定時の光路長の方が吸光度測定時の光路長よりも短く、この関係は常に変わらない。セル８が直方体のときには、第一の光路と第二の光路とは直交している。なお、第１の実施形態で述べたように、セル８は直方体以外の形状をなすように構成することも可能である。例えば、上述と同様に、セル８を底面が平行四辺形の四角柱とすることもできる。この場合でも散乱光測定時の光路の長さの方が吸光度測定時の光路の長さよりも短くする必要はあるが、これらの光路は直交していない（図５参照）。

（ii）セルの配置例
セル８は、セル８の中心点と反応ディスク９の中心点を結ぶ直線３３に対し、透過光照射面３４と平行なセル８の中心点を通る線３６が反時計回りに４５°程度、散乱光照射面３５と平行なセル８の中心点を通る線３７が時計回りに４５°程度傾斜した状態で配置される。反応ディスク９の回転中にセル８が測定位置を通過するたび、反応液７からの透過光及び散乱光がそれぞれ対応する吸光度測定部１３及び散乱光測定部１６を介して同時に測定される。透過光及び散乱光の光軸はそれぞれ光軸３８及び光軸３９である。この構成により、同じタイミングで測定された吸光度データと散乱光データとを取得可能となる。同じタイミングでデータを取得できると、吸光度測定あるいは散乱光測定の反応過程データに異常値が認められた場合に、その異常値となった計測タイミングの各データを照合することが可能であり、異常値となった原因の特定に効果的である。セル８を配置する際、セル８の中心点と反応ディスク９の中心点を結ぶ直線３３に対し、透過光照射面３４と平行なセル８の中心点を通る線３６が時計回りに４５°程度、散乱光照射面３５と平行なセル８の中心点を通る線３７が反時計回りに４５°程度傾斜した状態での配置でも良く、このとき反応ディスク９の円周上に配置されている吸光度測定部１３と散乱光測定部１６もその位置が置換される。

なお、反応ディスク９上におけるセル８の配置数を少なくすれば、セル８の配置角度を上述のように４５°とする必要はない。吸光度測定部１３と散乱光測定部１６とにおいて光をセル８の異なる面に照射することができれば、直線３３に対する線３６の角度と直線３３に対する線３７の角度は任意に設定することができる。

（iii）具体例
セル８が直方体であって、その長辺側と短辺側の壁面（光路長）の長さを、例えば長辺側が５ｍｍ、短辺側が３ｍｍとした場合を考える。例えば、３ｍｍの光路長で散乱光測定すると、サンプルと第一試薬と第二試薬（ラテックス試薬）とが混合された反応液の反応開始直前の初期吸光度が０．９２〜２．７５ａｂｓとなる反応液の初期透過率は１５〜５３％であり、高感度測定可能な初期透過率１５〜５３％の範囲内となる。ラテックス試薬に含まれるラテックス粒子のサイズは特に指定されることはなく、サンプルと第一試薬と第二試薬（ラテックス試薬）とが混合された反応液の初期透過率が１５〜５３％の範囲内となる光路長で散乱光測定されれば良い。セル８の形状は直方体に限られることはなく、セル８が長さの異なる第一の光路と第二の光路を有していれば良い。このとき、第一の光路の光路長が４ｍｍ以上１０ｍｍ以下、第二の光路の光路長が１ｍｍ以上４ｍｍ未満であれば良い。そして、サンプル１と第一試薬と第二試薬（ラテックス試薬）とが混合された反応液７の反応開始直前の初期透過率が１５〜５３％の範囲内となる光路長にて散乱光測定されれば良い。なお、セル８の形状が直方体の場合、第一の光路と第二の光路は直交することが望ましい。

（３）変形例
本開示の特徴は上述の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

（i）上述の実施形態では、吸光度測定用の光源と散乱光測定用の光源をそれぞれ用意しているが、光源（例えば白色ハロゲンランプ）を１つのみ設置し、そこから発せられた光を分光して吸光度測定用の光と散乱光測定用の光を生成してそれぞれの測定に用いるようにしても良い。

（ii）上述の実施形態では、１つの試薬ディスクで第一試薬と第二試薬を分注するような構成を採っているが、第一試薬用の試薬ディスクと第二試薬用の試薬ディスクをそれぞれ用意しても良い。

（４）まとめ
本開示の実施形態では、反応液を収容するセルの異なる側面から吸光度測定用の光と散乱光測定用の光をそれぞれ照射して、透過光と散乱光を測定している。異なる側面から光を照射すると、透過光測定のときの光路（第一の光路）と散乱光測定のときの光路（第二の光路）を異なるようにすることができる。このとき、第一の光路の光路長は、第二の光路の光路長よりも長くなっている。このようにすることにより、吸光度測定では従来と同等感度の計測を実現でき、かつ、吸光度測定用に調製された試薬を、その組成を変更することなく散乱光測定にも適用できると共に、より高感度に散乱光を測定することが可能となる。

セル形状として、直方体を採用することができる。この場合、第一の光路と第二の光路とは直交している。ただし、セル形状は直方体に限られず、例えば、底面を平行四辺形とする四角柱であってもよい。光源からの光はセルの面に対して垂直に照射する必要があるため、この場合、第一の光路と第二の光路とは直交していない。

第１の実施形態では、１つのセル内の反応液の吸光度と散乱光を、異なるタイミングで測定する。つまり、吸光度測定部と散乱光測定部とは異なる位置に配置される。このようにすることにより、吸光度測定部及び散乱光測定部を設置するスペースを確保しやすくなる（設置に対する制約が少ない）。一方、第２の実施形態では、１つのセル内の反応液の吸光度と散乱光を、同時に測定する。つまり、吸光度測定部と散乱光測定部とは、同じ位置のセルに対して吸光度測定用の光と散乱光測定用の光とが交差するような位置に配置される。このように吸光度と散乱光を同時に測定するため、吸光度測定あるいは散乱光測定の反応過程データに異常値が認められた場合に、その異常値となった計測タイミングの各データを照合することが可能であり、異常値となった原因を効果的に特定することが可能となる。

また、セルの中心点と反応ディスクの中心点とを結ぶ直線に対して、セルの透過光照射面が時計回りに４５°程度傾斜し、セルの散乱光照射面が反時計回りに４５°程度傾斜した状態でセルを配置するようにしても良い。また、セルの中心点と反応ディスクの中心点とを結ぶ直線に対して、セルの散乱光照射面が時計回りに４５°程度傾斜し、セルの透過光照射面が反時計回りに４５°程度傾斜した状態でセルが配置するようにしても良い。このようにすることにより、より多くのセルを反応ディスクに載置することができ、効率的に検体を分析することができるようになる。

なお、具体的には、第一の光路の光路長を４ｍｍ以上１０ｍｍ以下、第二の光路の光路長を１ｍｍ以上４ｍｍ未満、及び反応液の初期透過率を１５〜５３％とすることが好ましい。これにより、より高感度に散乱光を測定することが可能となる。さらに、散乱光測定における光路長としては、反応液の反応直前の透過率が２０〜４８％の範囲となる光路長がより好ましく、反応液の反応直前の透過率が２５〜４３％の範囲となる光路長がより好ましい。

１ サンプル、２ サンプルカップ、３ サンプルディスク、４ 試薬、５ 試薬ボトル、６ 試薬ディスク、７ 反応液、８ セル、９ 反応ディスク、１０ サンプル分注機構、１１ 試薬分注機構、１２ 攪拌部、１３ 吸光度測定部、１４ 洗浄部、１５ 恒温流体、１６ 散乱光測定部、１７ 光源、１８ 照射光、１９ 透過光、２０ 透過光受光器、２１，２１ａ，２１ｂ 散乱光、２２，２２ａ，２２ｂ 散乱光受光器、２７ 入力部、２８ 出力部、２９ 光源、３０ 透過光、３１ 回折格子、３２ 受光器、３３ セルの中心点と反応ディスクの中心点を結ぶ直線、３４ 透過光照射面、３５ 散乱光照射面、３６ 透過光照射面と平行な線、３７ 散乱光照射面と平行な線、３８ 透過光の光軸、３９ 散乱光の光軸、１００ 自動分析装置

Claims (12)

1. 第一の光路と第二の光路とを有し、サンプルと試薬とが混合して生成される反応液を収容する、少なくとも１つのセルと、
   吸光度測定用の光を前記セルの第一の光路に沿って照射し、前記セルに収容されている前記反応液を透過した光を測定する吸光度測定部と、
   散乱光測定用の光を前記セルの第二の光路に沿って照射し、前記セルに収容されている前記反応液において前記サンプルと前記試薬とが相互作用した後の散乱光を測定する散乱光測定部と、を備え、
   前記第一の光路の光路長が前記第二の光路の光路長よりも長い、自動分析装置。
2. 請求項１において、
   前記第一の光路と前記第二の光路とは直交している、自動分析装置。
3. 請求項２において、
   前記セルは、直方体の形状をなし、
   前記吸光度測定部は、前記セルの底面における短辺側の壁面を透過光照射面として前記反応液の吸光度を測定し、
   前記散乱光測定部は、前記セルの底面における長辺側の壁面を散乱光照射面として前記反応液からの散乱光を測定する、自動分析装置。
4. 請求項１において、
   さらに、前記少なくとも１つのセルを円周上に載置するための反応ディスクと、
   前記反応ディスクを回転駆動させる制御部と、を備え、
   前記吸光度測定部と前記散乱光測定部とは異なる位置に配置され、前記反応ディスクの回転中に異なるタイミングで吸光度及び散乱光を測定する、自動分析装置。
5. 請求項１において、
   さらに、前記少なくとも１つのセルを円周上に載置するための反応ディスクと、
   前記反応ディスクを回転駆動させる制御部と、を備え、
   前記吸光度測定用の光と前記散乱光測定用の光とが、同じ位置の前記セル上で交差するように前記吸光度測定部と前記散乱光測定部とは配置され、前記反応ディスクの回転中に同時に吸光度及び散乱光を測定する、自動分析装置。
6. 請求項４において、
   前記セルの中心点と前記反応ディスクの中心点とを結ぶ直線に対して、前記セルの透過光照射面が時計回りに４５°程度傾斜し、前記セルの散乱光照射面が反時計回りに４５°程度傾斜した状態で前記セルが配置されている、自動分析装置。
7. 請求項４において、
   前記セルの中心点と前記反応ディスクの中心点とを結ぶ直線に対して、前記セルの散乱光照射面が時計回りに４５°程度傾斜し、前記セルの透過光照射面が反時計回りに４５°程度傾斜した状態で前記セルが配置されている、自動分析装置。
8. 請求項５において、
   前記セルの中心点と前記反応ディスクの中心点とを結ぶ直線に対して、前記セルの透過光照射面が時計回りに４５°程度傾斜し、前記セルの散乱光照射面が反時計回りに４５°程度傾斜した状態で前記セルが配置されている、自動分析装置。
9. 請求項５において、
   前記セルの中心点と前記反応ディスクの中心点とを結ぶ直線に対して、前記セルの散乱光照射面が時計回りに４５°程度傾斜し、前記セルの透過光照射面が反時計回りに４５°程度傾斜した状態で前記セルが配置されている、自動分析装置。
10. 請求項１において、
    前記第一の光路の光路長が４ｍｍ以上１０ｍｍ以下、前記第二の光路の光路長が１ｍｍ以上４ｍｍ未満、及び前記反応液の初期透過率が１５〜５３％という条件下で、前記第二の光路に沿って前記散乱光測定用の光を照射することにより前記散乱光が測定される、自動分析装置。
11. 請求項１において、
    前記セルは直方体の形状をなし、
    前記第一の光路の光路長は前記直方体の底面における長辺の長さに相当し、
    前記第二の光路の光路長は前記直方体の底面における短辺の長さに相当する、自動分析装置。
12. 請求項１１において、
    前記セルの底面における長辺は４ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
    前記セルの底面における短辺は１ｍｍ以上４ｍｍ未満である、自動分析装置。

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