JP5744923B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、試料、試薬等を所定量吸引、吐出する分注ノズルを用いて分析を行う分析装置に係り、特に試料、試薬等の分注に用いる分注ノズルの洗浄を行う機能を備えた自動分析装置に関する。

試料と試薬を用い、それらを反応容器に分注する機構を有し、その反応容器内にて反応した液体を検出する分析装置としては、特に医療分野やバイオテクノロジー分野等において各種の分析装置があり、例えば、血液、血清、尿などを試料として、試料中に含まれる特定の生体成分や化学物質などを検出するための自動分析装置がある。この自動分析装置では、高精度かつ高信頼性を有する検査実現に向けて、分析精度の更なる向上が図られている。特に分注ノズルの洗浄方法は、その方法が不十分な場合、次試料の分注時に当該吸着物質が遊離し、混入する懸念がある。これを一般的にキャリーオーバと呼び、測定結果に影響を及ぼす。さらに、小児や高齢者など試料が少量しか採取できない場合や患者の負担軽減などのため、また試薬使用量の削減のために、今後はさらに試料量、試薬量の低減化が進み、試料、試薬の微量分注化の傾向が更に強まる。つまり、今まで以上に試料、試薬の正確な分注が必要となる。微量分注化に伴い、試料、試薬の分注に用いられる分注ノズルの十分な洗浄がキャリーオーバやコンタミネーションの防止に必要となる。このような問題に対して、洗浄水や洗浄液を用いて分注ノズルの洗浄を行うことが知られ、様々な方法が提案されている。例えば、特許文献（特開平６−２０７９４４）に記載される方法は、試薬を収容する試薬収納部と、当該試薬に対応する洗浄液を収容する洗浄液収容部とが一体にまとめられた試薬容器ユニットを試薬ディスクに収納すると共に、分注ノズルを洗浄する洗浄槽を別途設け、分注ノズルを一旦試薬ディスク上に移動させて洗浄液を吸引した後、洗浄槽に移動させて洗浄液を吐出することにより、分注ノズルの洗浄を行うというものである。

特開平６−２０７９４４号公報

特許文献１によれば、例えば試薬を分注するための分注ノズルは、試薬収納部から反応に必要な試薬を吸引し、反応容器へ吐出した後、再度試薬収納部へ移動して洗浄液を吸引した後、洗浄槽に移動して洗浄液を吐出する方法であるが、分注ノズルの洗浄を行うため、分注ノズルを試薬ディスクに移動させてから試薬容器ユニットから洗浄液を吸引した後、試薬ディスクと離れた位置に設けられた洗浄槽に移動させて洗浄を行うと、洗浄時間が長くなり、所定時間内に測定可能な試料の数は限られてしまい、その結果、処理能力を低下させてしまうことになる。

本発明は、分注ノズルの内外面の洗浄を、装置の処理速度を低下させることなく行うことを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、分注ノズルの洗浄槽に洗浄液供給口を備えたことを特徴とする。さらに具体的には、分注ノズルの洗浄槽に備えられた洗浄液供給口から洗浄液を吸引し、前記洗浄槽内に洗浄液を吐出することにより分注ノズルの内外面の洗浄を短時間で行うことができる。

本発明によれば、分注ノズルの洗浄槽に洗浄液供給口を備えるだけなので、構成が容易である。また、分注ノズルの移動距離を短くすることにより、分注ノズルの内外面の洗浄を短時間で行うことができるので、装置の処理速度を低下させることなく分析を行うことができる。

分析装置の全体構成図を示す。 試薬の分注ノズル及び洗浄槽の構成図を示す。

本発明の実施形態について、分析装置の基本的構成と分析工程に基づき、以下の図１、図２を用いて説明する。

先ず、本実施形態の一つである分析装置の全体構成について説明する。分析装置１００の、ラック１０１には、サンプルを保持するサンプル容器１０２が架設されており、ラック搬送ライン１１７によって、サンプル分注ノズル１０３の近傍のサンプル分注位置まで移動させる。

インキュベータディスク１０４には、複数の反応容器１０５が設置可能であり、円周方向に設置された反応容器１０５をそれぞれ所定位置まで移動させるための回転移動が可能である。サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向に移動可能であり、サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７、反応容器攪拌機構１０８、サンプル分注チップ及び反応容器廃棄孔１０９、サンプル分注チップ装着位置１１０、インキュベータディスク１０４の所定箇所、の範囲を移動し、サンプル分注チップおよび反応容器の搬送を行う。サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７には、未使用の反応容器１０５とサンプル分注チップが複数設置されている。サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６は、サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７の上方に移動し、下降して未使用の反応容器を把持した後に上昇し、インキュベータディスク１０４の所定位置の上方に移動し、下降して反応容器１０５を設置する。

次いで、サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６は、サンプル分注チップ及び反応容器保持部材１０７の上方に移動し、下降して未使用のサンプル分注チップを把持した後に上昇し、サンプル分注チップ装着位置１１０の上方に移動し、下降してサンプル分注チップを設置する。

サンプル分注ノズル１０３は、回動及び上下動可能であり、サンプル分注チップ装着位置１１０の上方に回動移動した後、下降して、サンプル分注ノズル１０３の先端にサンプル分注チップを圧入して装着する。サンプル分注チップを装着したサンプル分注ノズル１０３は、搬送ラック１０１に載置されたサンプル容器１０２の上方に移動した後に下降して、サンプル容器１０２に保持されたサンプルを所定量吸引する。サンプルを吸引したサンプル分注ノズル１０３は、インキュベータディスク１０４の上方に移動した後に下降して、インキュベータディスク１０４に保持された未使用の反応容器１０５に、サンプルを吐出する。サンプル吐出が終了すると、サンプル分注ノズル１０３は、サンプル分注チップ及び反応容器廃棄孔１０９の上方に移動し、使用済みのサンプル分注チップを廃棄孔から廃棄する。

試薬ディスク１１１には、複数の試薬容器１１８が設置されている。試薬ディスク１１１の上部には試薬ディスクカバー１１２が設けられ、試薬ディスク１１１内部は所定の温度に保温される。試薬ディスクカバー１１２の一部には、試薬ディスクカバー開口部１１３が設けられている。試薬分注ノズル１１４は回転と上下移動が可能であり、試薬ディスクカバー１１２の開口部１１３の上方に回転移動した後、下降して試薬分注ノズル１１４の先端を所定の試薬容器内の試薬に挿入して、所定量の試薬を吸引する。次いで、試薬分注ノズル１１４は上昇した後に、インキュベータディスク１０４の所定位置の上方に回転移動して、反応容器１０５に試薬を吐出する。

サンプルと試薬の吐出された反応容器１０５は、インキュベータディスク１０４の回転によって所定位置に移動し、サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６によって、反応容器攪拌機構１０８へと搬送される。反応容器攪拌機構１０８は、反応容器に対して回転運動を加えることで反応容器内のサンプルと試薬を攪拌して混和する。攪拌の終了した反応容器は、サンプル分注チップ及び反応容器搬送機構１０６によって、インキュベータディスク１０４の所定位置に戻される。

検出部反応容器搬送機構１１５は回転と上下移動が可能であり、サンプルと試薬の分注と攪拌が終了し、インキュベータディスク１０４で所定の反応時間が経過した反応容器１０５の上方に移動して下降し、反応容器１０５を把持して、回転移動によって検出ユニット１１６へと搬送する。尚、本実施形態においては、二つの検出ユニット１１６と、二つの検出部反応容器搬送機構１１５を備え、二つの検出機構での並列分析を可能とし、分析処理効率の倍増が図られている。

図２は、本発明の洗浄槽の外観図である。本実施例では、試薬の分注ノズルでの洗浄方法について記すが、血液、尿等の試料の分注ノズルでの洗浄方法についても同じ方式で洗浄することが可能である。まず、本実施例における洗浄槽の構成について説明する。

分注ノズル洗浄槽１１９は、残液排出口２０１、第一洗浄液供給口２０２、第二洗浄液吐出口２０３、第二洗浄液排出口２０４で構成されている。残液排出口２０１、第一洗浄液供給口２０２、第二洗浄液吐出口２０３及び第二洗浄液排出口２０４は、それぞれ隣接する位置に存在し、分注ノズルの洗浄工程に従って配置されている。図２では、分注ノズルが２本の場合であり、試薬分注ノズル１１４のうちの１本が残液排出口２０１にいるとき、もう１本が第二洗浄液排出口２０４に位置することによって、第二洗浄液排出口２０４は、残液排出口２０１と同じ役割を果たすことが可能である。

試薬分注ノズルが１本の場合、第一洗浄液供給口２０２と第二洗浄液供給口２０３及び第二洗浄液排出口２０４をそれぞれ１個配置する方法があり、また、残液排出口２０１と第二洗浄液排出口を同じ排出口にする方法もある。また、試薬分注ノズルが２本ではなく、３本以上の複数本存在する場合には、残液排出口２０１を１個配置し、その隣り合う位置に洗浄液供給口を試薬分注ノズルと同じ数配置し、さらにその隣り合う位置に第二洗浄液供給口２０３と第二洗浄液排出口２０４を配置する方法がある。

第一洗浄液供給口２０２は、第一洗浄液２０６から送液シリンジ２０７にて供給されている。送液シリンジ２０７は、第一洗浄液２０６を定量的に供給できる。例えば、吸引する試薬の種類や、分注ノズルにて分注する際の分注ノズルの試薬に対する浸漬量に応じた試薬供給量を予め定めておき、試薬分注ノズル１１４の試薬分注後の洗浄では、送液シリンジ２０７にて予め定められた洗浄液量を供給する、といった方法がある。

第一洗浄液２０６は、流路切替弁２０８にて第一洗浄液２０６の吸引と、第一洗浄液供給口２０２への供給を行う。また、第一洗浄液供給口２０２が２ヵ所以上存在する場合、流路切替弁２０８と第一洗浄液供給口２０２の間には、電磁弁２０５が存在し、洗浄する試薬分注ノズルの電磁弁を開けることによって、洗浄が必要な試薬分注ノズルを洗浄することが可能となる。

ここで、電磁弁２０５の制御方法による洗浄液の供給制御について説明する。試薬分注ノズルを洗浄時には、電磁弁２０５が開き、送液シリンジの動作によって、第一洗浄液供給口２０２から洗浄液を供給する。図２では、試薬分注ノズルが２本存在するが、試薬分注動作において、２本同時に吸引する場合と、１本のみ吸引する場合がある。２本同時に分注する場合には、反応容器へ試薬を吐出した後、第一洗浄液供給口へ２本同時に試薬分注ノズルが移動し、電磁弁２０５を開けた後、送液シリンジ２０７を上昇させることによって洗浄液を２本同時に供給する方法がある。また、第一洗浄液供給口に移動した後、電磁弁を１個ずつ開けて送液シリンジにて試薬を供給することによって、試薬分注ノズルが吸引するために必要な第一洗浄液を供給する方法もある。例えば、図２を用いて説明すると、まず右側の試薬分注ノズルに位置する第一洗浄液供給口２０２の流路内にある電磁弁を開けた後、送液シリンジ２０７にて第一洗浄液を供給する。第一洗浄液を供給した後、左側の洗浄液供給口の流路内にある電磁弁２０５を開け、さらに送液シリンジ２０７にて第一洗浄液を供給するといった方法である。また、試薬の分注が１本のみの場合、分注した試薬分注ノズルの第二洗浄液供給口の流路内にある電磁弁だけを開け、送液シリンジにて洗浄液を供給することによって、洗浄液の消費量を抑える方法もある。なお、試薬分注ノズル１１４が３本以上存在する場合でも、上記に示した電磁弁の制御方法を用いて試薬分注ノズルの洗浄を行うことが可能である。

第二洗浄液排出口２０４は、第二洗浄液吐出口２０３の下側に存在し、第二洗浄液の排出を行う。図２において、残液排出口２０１と第二洗浄液排出口２０４は、同じ排出口に繋がっている場合には、中間位置に存在する第二洗浄液排出口２０４は、残液排出口を兼ねる方法がある。

次に、試薬分注ノズルの洗浄方法について説明する。試薬分注ノズル１１４は回転及び上下動作が可能であり、試薬分注ノズル１１４の構造によっては、回転動作や水平方向に動作することも可能である。試薬分注ノズル１１４は、所定の試薬を吸引するため、試薬ディスクカバー１１２の開口部１１３の上方に移動し、試薬ディスク１１１は、試薬分注ノズル１１４から吸引される試薬を開口部１１３の下方に位置するよう移動する。試薬ディスクが吸引するための試薬を開口部に移動した後、試薬分注ノズル１１４は下降する。この際、試薬分注ノズル１１４と試薬の浸漬部が少なくなるよう液面検知などのセンシングによって試薬分注ノズル１１４の下降動作を停止させる。試薬分注ノズル１１４が停止した後、設置されている吸引試薬容器内の試薬を、試薬分注シリンジ２００で下降動作することによって吸引する。吸引終了後、試薬分注ノズル１１４は上昇動作を行い、インキュベータディスク１１４上にある反応容器１０５の上方まで移動した後、反応容器１０５に吐出した後、試薬分注ノズル洗浄槽１１９に移動する。

次に、試薬分注ノズル洗浄槽での試薬分注ノズルの洗浄方法について記す。

反応容器１０５にて試薬を吐出後、試薬分注ノズル１１４は、残液排出口２０１に移動した後、試薬分注シリンジ２００を上昇させることにより、ノズル内に残っている試薬を全て吐出する。試薬を吐出した後、試薬分注ノズル１１４は、残液排出口に隣接した位置にある第一洗浄液供給口へ移動する。第一洗浄液供給口は、上記で示した電磁弁２０５と送液シリンジの制御手段によって、試薬分注を行った試薬分注ノズルにのみ洗浄液を供給するため、試薬分注シリンジ２００は、供給された洗浄液側のみ吸引動作を行うことによって、試薬分注ノズル内に洗浄液を吸引する。洗浄液を試薬分注ノズル内に吸引した後、試薬分注ノズルは、第二洗浄液吐出口２０３へ移動する。この際、第一洗浄液供給部と第二洗浄液吐出部の相対的な位置関係から、試薬分注ノズルは上下動作を行うことなく第一洗浄液供給部から第二洗浄液吐出部へ移動可能である。移動後、第二洗浄液吐出口２０３から第二洗浄液が供給され、試薬分注ノズルの外側を洗浄する。第二洗浄液が供給されている間、試薬分注シリンジは上昇動作をすることによって、試薬分注ノズル内にある洗浄液を全て吐出し、試薬分注ノズルの内部及び外部を洗浄が終了し、再び、試薬の吸引、吐出動作を繰り返す。

１００：分析装置
１０１：ラック
１０２：サンプル容器
１０３：サンプル分注ノズル
１０４：インキュベータディスク
１０５：反応容器
１０６：サンプル分注チップおよび反応容器搬送機構
１０７：サンプル分注チップおよび反応容器保持部材
１０８：反応容器攪拌機構
１０９：サンプル分注チップおよび反応容器廃棄孔
１１０：サンプル分注チップ装着位置
１１１：試薬ディスク
１１２：試薬ディスクカバー
１１３：試薬ディスクカバー開口部
１１４：試薬分注ノズル
１１５：反応容器搬送機構
１１６：検出ユニット
１１７：ラック搬送ライン
１１８：試薬容器
１１９：試薬分注ノズル洗浄槽
２００：試薬分注シリンジ
２０１：洗浄液排出口
２０２：第一洗浄液供給口
２０３：第二洗浄液吐出口
２０４：第二洗浄液排出口
２０５：電磁弁
２０６：洗浄液
２０７：送液シリンジ
２０８：流路切替弁

Claims (4)

1. 試料又は試薬を分注するための複数の分注ノズルと、該分注ノズルを洗浄する洗浄槽を備えた自動分析装置において、
   分注ノズルの内壁を洗浄する洗浄液を当該分注ノズルの開口部よりも下方から供給する複数の洗浄液供給口と、前記分注ノズル内の液体を排出させる複数の排出口とを有する洗浄槽と、
   洗浄液を前記洗浄液供給口に供給する送液シリンジと、
   前記送液シリンジと前記複数の洗浄液供給口との間に配置された電磁弁と、
   前記洗浄槽に形成され、前記洗浄液供給口の上側に形成され、洗浄液を吐出する洗浄液吐出口と、
   前記送液シリンジ及び前記電磁弁を制御する制御機構と、を備え、
   前記制御機構は、少なくとも前記複数の分注ノズルが前記複数の洗浄供給口に位置付けられる間は、前記電磁弁を開とし、前記洗浄液が前記複数の洗浄液供給口に供給されるように前記送液シリンジ及び前記電磁弁を制御し、
   前記分注ノズルを、前記洗浄液吐出口に位置付けて、前記洗浄液吐出口から洗浄液を分注ノズルの外側に流すとともに、前記分注ノズルに吸引した洗浄液を吐出するように制御し、
   前記複数の洗浄液供給口と前記複数の排出口は前記分注ノズルの動線上に交互に配置されており、少なくとも一つの排出口は、第一の分注ノズル内に残存した液体の排出口と、前記洗浄液供給口から第二の分注ノズル内に吸引された洗浄液の排出口との両方を兼ね、前記複数の分注ノズルは一方向の移動のみで前記洗浄液供給口から前記排出口へ移動させ、前記複数の分注ノズルを洗浄することを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１記載の自動分析装置において、前記制御機構は、洗浄液の供給量を制御することを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項１記載の自動分析装置において、
   前記複数の洗浄液供給口の互いの間の距離は、前記複数の分注ノズルの互いの間の距離と略等しいことを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項２記載の自動分析装置において、
   前記制御機構は前記分注ノズルが試料又は試薬を分注する際の前記分注ノズルの試料又は試薬に対する浸漬量に基づいて供給する洗浄液の量を制御することを特徴とする自動分析装置。

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