JP2016188872A

JP2016188872A - 電解質分析装置及び電解質分析方法

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Publication number: JP2016188872A
Application number: JP2016131675A
Authority: JP
Inventors: 宏美平間; Hiromi Hirama; 直人沖; Naoto Oki; 茂樹松原; Shigeki Matsubara
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2016-11-04
Anticipated expiration: 2032-08-22
Also published as: JP6250105B2

Abstract

【課題】測定の迅速性の低下を抑制しつつ、信頼性を向上することができる電界質分析装置を提供する。
【解決手段】イオン選択電極を用いて試料中の特定イオンの濃度を測定する電解質分析装置において、試料の測定前及び測定後のそれぞれにおいて、予め既知のイオン濃度に調整された内部標準液のイオン濃度を測定し、試料の測定前後における内部標準液のイオン濃度の測定結果の差が、予め定めた基準値を超えた場合に、試料の測定結果を異常と判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、血液や尿などの生体サンプルに含まれるイオン成分を分析する電解質分析装置に関する。

電解質分析装置は、血液や尿などの生体サンプル（以下、試料と称する）に含まれるナトリウムイオン、カリウムイオン、塩素イオンなどのイオン成分を分析するものである。試料中のイオンの検出に用いられる方法の一つに、イオン選択電極を用いて試料中の特定イオンを測定するものが知られている。このようなイオン選択電極を用いた測定では、まず、既知濃度の標準試料を予め測定し、その測定結果から検量線を算出する。そして、内部標準液と試料とを交互に測定してその電位差を測定し、その電位差と検量線を用いて試料中の特定イオンの濃度を測定する。

このような電界質分析装置として、例えば、特許文献１（特開２０１１−１２２８２３号公報）には、任意に設定した期間で既知濃度の試料を測定したキャリブレーション結果を記憶する記憶機構と、キャリブレーション測定結果のスロープ値と、内部標準液の濃度値と、内部標準液起電力と、低濃度域標準液の起電力と、高濃度域標準液の起電力と、キャリブレータの起電力の測定結果の変動パターンの少なくともいずれかの特徴を抽出し蓄積する機構とを備えた電解質分析装置が開示されている。

特開２０１１−１２２８２３号公報

上記従来技術の電解質分析装置では、定期的に行うキャリブレーション結果の変動パターンから、電極の劣化や試料の劣化などの異常を検知している。しかしながら、キャリブレーションの頻度は、せいぜい１日に１回程度と決して高くはなく、異常を検知できる機会も同じ頻度でしか得られることになる。

一方、電解質分析装置は、生化学自動分析装置等と比較して結果が得られるまでの時間が比較的短く、緊急検体などの急を要する試料の測定に用いられることも多い。緊急検体などの測定では、測定結果に異常が生じた場合の影響は大きく、測定の迅速性に加えてさらに高い信頼性が求められる。

本願発明は上記に鑑みてなされたものであり、測定の迅速性の低下を抑制しつつ、信頼性を向上することができる電界質分析装置及び電解質分析方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、イオン選択電極を用いて試料中の特定イオンの濃度を測定する電解質分析装置において、前記試料中の複数種類のイオンのそれぞれについて、起電力の測定時に前記試料が通る流路に気泡が混入したことにより生じる気泡ノイズ異常を判定するための気泡ノイズ正常判定の基準値を予め設定し、前記試料の測定前および測定後のそれぞれにおいて、予め既知のイオンの濃度に調整された内部標準液の起電力を測定し、前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の差が、前記気泡ノイズ正常判定の基準値を超えた場合には前記試料の測定結果を気泡ノイズ異常であると判定し、前記気泡ノイズ正常判定の基準値を超えない場合には、前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の正負の方向が前記複数種類のイオンにおいて同じであって、かつ、前記測定結果の変化量が前記複数種類のイオンについて所定の範囲内である場合に、前記試料の測定結果を気泡ノイズ異常であると判定する異常判定部を設けたものとする。

本発明によれば、測定の迅速性の低下を抑制しつつ、信頼性を向上することができる。

一実施の形態に係る本実施の形態に係る電解質分析装置の概略構成図である。電解質分析装置の動作を示すフローチャートである。気泡ノイズアラーム処理の処理内容を示すフローチャートである。キャリーオーバアラーム処理の処理内容を示すフローチャートである。本実施の形態の電解質分析装置に用いる各種パラメータ等の設定を行うＩＳＥ異常検知の設定画面を示す図である。血中や尿に含まれる各イオン濃度の正常値とされる範囲の一例を示す図である。電極流路に気泡が混入した場合における測定結果の変化の一例を示す図である。

本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施の形態に係る電解質分析装置の概略構成図である。

図１において、試料容器１は、血液や尿などの生体サンプル（以下、試料と称する）を収容するものであり、試料容器１に収容された試料に浸漬した試料分注ノズル２の試料分注ノズル用シリンジ３の動作によって設定量だけ吸引され、希釈槽４に吐出される。希釈液ボトル５には、試料の希釈に用いる希釈液が収容されており、希釈液は希釈液用シリンジ６及び希釈液用電磁弁７の動作によって希釈槽４に送られ、希釈槽４に吐出された試料を希釈する。

希釈槽４で希釈された試料は、シッパーシリンジ８、シッパーシリンジ用電磁弁９、及びピンチバルブ１０の動作により、ナトリウムイオン選択電極１１、カリウムイオン選択電極１２、及び塩素イオン選択電極１３に吸引される。また、比較電極液ボトル１４に収容された比較電極液は、比較電極液用電磁弁１５、シッパーシリンジ８、及びシッパーシリンジ用電磁弁９の動作により、比較電極１６に吸引される。そして、比較電極１６と、各イオン選択電極１１，１２，１３との間の起電力が測定される。

また、試料濃度を求めるために用いられる内部標準液の測定において、内部標準液ボトル１７に収容された内部標準液は、内部標準液用シリンジ１８及び内部標準液用電磁弁１９の動作によって、試料や希釈液の排除された希釈槽４に送られる。希釈槽４の内部標準液は、シッパーシリンジ８、シッパーシリンジ用電磁弁９、及びピンチバルブ１０の動作により、ナトリウムイオン選択電極１１、カリウムイオン選択電極１２、及び塩素イオン選択電極１３に吸引され、比較電極１６との間の起電力が測定される。なお、以降において単に起電力と記載した場合は、比較電極１６との間の起電力を示すものとする。

ナトリウムイオン選択電極１１、カリウムイオン選択電極１２、及び塩素イオン選択電極１３、及び比較電極１６は、制御部２０に接続されている。制御部２０は、電解質分析装置の全体の動作を制御するものであり、各電極間に生じる起電力の測定のほか、各シリンジ３，６，８，１８や各電磁弁７，９，１０，１５，１９等の動作も制御する。制御部２０には、記憶部２１、表示部２２、及び入力部２３が接続されており、表示部２２に表示された設定画面等に基づいて、入力部２３により、各種パラメータや測定対象試料の情報（試料種別情報など）が入力され、記憶部２１に記憶される。記憶部２１には、その他に、試料の測定に用いる各種プログラムや、測定結果等が記憶されている。

ここで、各イオン選択電極１１，１２，１３と比較電極１６との間の起電力から、イオン選択電極１１，１２，１３に吸引された試料（希釈液を含む）における各イオン（本実施の形態では、ナトリウムイオン、カリウムイオン、塩素イオン）の濃度を測定する手順を下記（１）〜（３）で説明する。試料や内部標準液を測定するには、まず既知濃度の標準液を用いてキャリブレーションを行う。キャリブレーションとして、スロープ感度の算出と、内部標準液と既知濃度試料の起電力の測定とを行い、そこで得られた結果と、試料の起電力の電位差から、試料中の各イオン濃度を算出する。

（１）既知濃度の低濃度域標準液及び高濃度域標準液を用いた検量線の作成（スロープ感度の算出）
試料中の各イオン濃度を算出するためのスロープ感度は下記（式１）に基づいて算出される。

SL = ( EMF_H - EMF_L ) / ( LogC_H - LogC_L ) ・・・・（式１）
SL :スロープ感度
EMF_H :既知高濃度標準液の起電力
EMF_L :既知低濃度標準液の起電力
C_H :高濃度標準液の既知濃度
C_L :低濃度標準液の既知濃度
（２）内部標準液におけるイオン濃度の算出
内部標準液中のイオン濃度の算出は下記（式２）及び（式３）に基づいて算出される。

C_IS = C_L × 10^a ・・・・（式２）
a = ( EMF_IS - EM_FL ) / SL ・・・・（式３）
C_IS :内部標準液の濃度
EMF_IS :内部標準液の起電力
（３）試料におけるイオン濃度の算出
試料中のイオン濃度の算出は下記（式４）及び（式５）に基づいて算出される。

C_S = C_IS × 10^b ・・・・（式４）
b = ( EMF_IS - EMF_S ) / SL ・・・・（式５）
C_S :試料濃度
EMF_S :試料の測定起電力
次に、本実施の形態における電解質分析装置の動作を説明する。

図２〜４は、本実施の電解質分析装置の動作を示すフローチャートである。図２は、特定の試料に対し測定を行うか否かを、直前（１つ前）の試料測定の前後で測定された内部標準液の起電力の電位差から判別するフローチャートである。図３は気泡ノイズアラーム処理の処理内容を示すフローチャートであり、図４はＣＯアラーム処理の処理内容を示すフローチャートである。制御部２０は、これらのフローチャートに基き制御を行う。

図２〜図４において、制御部２０は、入力部２３等により試料の分析開始が指示されると、まず、リセット動作を行い、検量線の作成（スロープ感度の算出）等を行う（ステップＳ１０）。次に、ナトリウムイオン、カリウムイオン、及び塩素イオンのイオン濃度に関する各項目毎に内部標準液の起電力を測定し、測定結果を記憶部２１に記憶し（ステップＳ２０）、続いて、ナトリウムイオン、カリウムイオン、及び塩素イオンのイオン濃度に関する各項目毎に測定対象試料の起電力を測定し、測定結果を記憶部２１に記憶し（ステップＳ３０）、さらに、各項目毎に内部標準液の起電力を測定し、測定結果を記憶部２１に記憶する（ステップＳ４０）。ここで、試料の測定前及び測定後のそれぞれにおいて測定した内部標準液の起電力の測定結果の差を算出し・記憶する。つまり、項目毎に、ステップＳ２０での内部標準液の起電力の測定結果とステップＳ４０での内部標準液の測定結果の差を算出し・記憶する（ステップＳ５０）。なお、ステップＳ５０が２回目以降の場合、前回の試料の測定後におけるステップＳ４０での測定結果を試料の測定前の内部標準液の測定結果として用いる。

次に、記憶部２１から次に測定する試料の検体種別情報を取得し（ステップＳ６０）、次に測定する試料が尿であるかどうかを判定する（ステップＳ７０）。判定結果がＹＥＳである場合には、カリウムイオン濃度の項目に関するキャリーオーバ基準値（以下、ＣＯ基準値と称する）として、ＣＯ基準値（尿）を記憶部２１から取得し（ステップＳ８０）、ステップＳ９０に進む。また、ステップＳ７０での判定結果がＮＯの場合には、カリウムイオン濃度の項目に関するＣＯ基準値として、ＣＯ基準値（血清）を記憶部２１から取得し（ステップＳ８１）、ステップＳ９０に進む。ステップＳ９０では、ナトリウムイオン濃度の項目及び塩素イオン濃度の項目に関するＣＯ基準値を取得する（ステップＳ９０）。なお、後述するが、ＣＯ基準値（血清）は、ＣＯ基準値（尿）と比較してより厳しい（低い）基準値である。

次に、ステップＳ５０において算出した測定結果の差（電位差）について、ＣＯ基準値を超える項目があるかどうかを判定する（ステップＳ１００）。ステップＳ１００での判定結果がＮＯの場合には、正常な測定が行われたと判定し、ステップＳ１３０に進み、次の試料が有るかを判定する（ステップＳ１３０）。次の試料がある場合には、ステップＳ３０に戻り、次の試料の測定を行う。また、ステップＳ１００での判定結果がＹＥＳの場合には、内部標準液の起電力の測定に異常があると判定し、気泡ノイズによる異常か、キャリーオーバによる異常かの判別を行う判別フローに移動する。ここで、気泡ノイズとは、内部標準液内に気泡が混入したか、若しくは、内部標準液の流路内に気泡が滞在することによる測定異常であり、キャリーオーバとは、前に測定した試料成分が内部標準液に含まれることにより、正しい内部標準液の測定ができない測定異常である。前述のように試料濃度の測定には、内部標準液の測定結果が用いられるので、これらの異常により、正しい試料濃度の結果が得られなくなる。従い、これらの異常を特定し、適切な処理を行うことが正しい測定結果を得るために重要になる。

次に、各項目毎に気泡ノイズ基準値を記憶部２１から取得し（ステップＳ１１０）、ステップＳ５０において算出した測定結果の差（電位差）について、気泡ノイズ基準値を超える項目があるかどうかを判定する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０での判定結果がＮＯの場合には、各項目の起電力の変化方向（正負の方向）は同じかどうかと（ステップＳ１２１）、各項目の変化量は同じかどうかを判定する（ステップＳ１２２）。ここで変化量について、同じとは、実質的に同じの意味であり、１０ｍV以内の誤差の範囲であれば同じとみなすことができる。この誤差の範囲は装置内で変更可能であってもよい。ステップＳ１２１、Ｓ１２２の両方での判定結果がＹＥＳの場合は、気泡ノイズが原因の異常であると判定し、気泡ノイズアラーム処理に進み（ステップＳ２００）、少なくとも一方の判定結果がＮＯの場合は、キャリーオーバが原因の異常であると判定し、ＣＯアラーム処理に進む（ステップＳ３００）。また、ステップＳ１２０での判定結果がＹＥＳの場合には、気泡ノイズが原因の異常であると判定し、気泡ノイズアラーム処理に進む。ステップＳ１３０での判定結果がＮＯの場合には、測定結果の出力および格納を行い（ステップＳ１４０）、処理を終了する。

ここで、実験的に電極流路に気泡を注入した場合の測定結果の変化例を図７に示す。横軸は時間、縦軸が起電力であり、図の上が塩素イオン（Ｃｌ）、図の下の２本の一方がナトリウムイオン、他方がカリウムイオンの起電力を示している。図７からわかるように、内部標準液の吸引時に気泡を注入した場合、試料の吸引時に気泡を注入した場合の双方において、３項目とも同じ方向（正負の方向）に、同程度起電力が変化していることがわかる。従い、ステップＳ１２１と１２２により、気泡ノイズが原因の異常であることを判定することができることがわかる。

まず、気泡ノイズアラーム処理について説明する。図３に示すように、制御部２０は、気泡ノイズアラーム処理が指示されると（ステップＳ２００）、直前に測定した試料以降の測定結果に気泡ノイズアラームを付加するように設定する（ステップＳ２１０）。このように設定することによって、気泡ノイズと判定された試料や、気泡ノイズアラーム処理がなされた以降の試料を、分析終了後に確認することができ、気泡ノイズと判定される前の試料結果と後の試料結果とを容易に識別できるメリットがある。

次に、ＩＳＥ流路プライムが設定されているかどうかを判定する（ステップＳ２２０）。ここで、ＩＳＥ流路プライムとは、メンテナンスの一環であり、流路内を内部標準液で置換する作業のことである。判定結果がＮＯの場合には、図２の（Ａ）からステップＳ２７１に進み、気泡ノイズアラームを発報し（ステップＳ２７１）、電解質分析装置の分析動作を停止して（ステップＳ２７２）、処理を終了する。一方、ステップＳ２２０での判定結果がＹＥＳの場合には、流路内の内部標準液を置換する（ステップＳ２３０）。例えば、５回の内部標準液の置換を行う。これにより、気泡を流路内から排除することが期待できる。続いて、気泡を流路内から排除でき、正常な状態に戻すことができたかを確認するために、項目毎に内部標準液の起電力の測定を、例えば１０回行う（ステップＳ２４０）。つまり、内部標準液を置換しながら１０回の起電力測定を行う。なお、１０回でなくともよく、適度な回数実施することでより精度の高い結果が得られる。１０回分の各測定結果と内部標準液の前々回の測定結果（ステップＳ２０の起電力）との電位差を算出する（ステップＳ２５０）。前々回の測定結果は正常な状態での測定結果と考えられるため、この測定結果との差分を求めることで、正常な状態に戻ったかどうかの指標とすることができる。次に、気泡ノイズ基準値を記憶部２１から取得し（ステップＳ２６０）、ステップＳ２５０で算出された電位差が流路ノイズ基準値を超えるものが有るかを判定する（ステップＳ２７０）。ステップＳ２７０での判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２５０で算出された複数の測定結果のうち、隣り合う測定結果は全て±２ｍＶの範囲内にあるかどうかを判定する（ステップＳ２８０）。Ｓ２７０で基準値を超えなくても、隣り合う測定結果が一定以上の乖離がある場合には、正常な状態に戻っていない場合が想定されるためである。判定結果がＹＥＳの場合には、正常な状態に戻ったと判定し、図２の（Ａ）からステップＳ１３０に進む。また、ステップＳ２７０での判定結果がＹＥＳであり、かつ、ステップＳ２８０の判定結果がＮＯの場合には、気泡ノイズアラームを発報し（ステップＳ２７１）、電解質分析装置の分析動作を停止して（ステップＳ２７２）、処理を終了する。

次に、ＣＯアラーム処理について説明する。図４に示すように、制御部２０は、ＣＯアラーム処理が指示されると（ステップＳ３００）、以降の試料の測定結果にＣＯアラームを付加するように設定する（ステップＳ３１０）。このように設定することによって、キャリーオーバ異常と判定された試料や、ＣＯアラーム処理がなされた以降の試料を、分析終了後に確認することができ、キャリーオーバ異常と判定される前の試料結果と後の試料結果とを容易に識別できるメリットがある。

次に、自動洗浄が設定されているかどうかを判定し（ステップＳ３２０）、判定結果がＮＯの場合には、図２の（Ａ）からステップＳ１３０に進み、ＣＯアラームを発報し（ステップＳ３８１）、電解質分析装置の分析動作を停止して（ステップＳ３８２）、処理を終了する。一方、ステップＳ３２０での判定結果がＹＥＳの場合には、内部標準液により流路内を洗浄する（ステップＳ３３０）。例えば、３回の流路洗浄を行う。これにより、キャリーオーバの原因となる成分を流路内から洗い流すことが期待できる。続いて、この成分を洗い流し、正常な状態に戻すことができたかを確認するために、項目毎に内部標準液の起電力の測定を、例えば１０回行う（ステップＳ３４０）。つまり、内部標準液を置換しながら１０回の起電力測定を行う。なお、１０回でなくともよく、適度な回数実施することでより精度の高い結果が得られる。前々回の内部標準液の測定結果（ステップＳ２０の起電力）を取得し（ステップＳ３５０）、その測定結果と、１０回分の各測定結果の電位差を算出する（ステップＳ３６０）。前々回の測定結果は正常な状態での測定結果と考えられるため、この測定結果との差分を求めることで、正常な状態に戻ったかどうかの指標とすることができる。次に、ＣＯ基準値を記憶部２１から取得し（ステップＳ３７０）、ステップ３６０で算出された電位差がＣＯ基準値を超えるものがあるかを判定する（ステップＳ３８０）。ステップＳ２８０での判定結果がＮＯの場合には、正常な状態に戻ったと判定し、図２の（Ａ）からステップＳ１３０に進む。また、ステップＳ３８０での判定結果がＹＥＳである場合には、ＣＯアラームを発報し（ステップＳ３８１）、電解質分析装置の分析動作を停止して（ステップＳ３８２）、処理を終了する。

図５は、本実施の形態の電解質分析装置に用いる各種パラメータ等の設定を行うＩＳＥ(Ion Selective Electrode：イオン選択電極)異常検知の設定画面である。設定画面４００は、表示部２２に表示され、入力部２３等での操作により入力・設定される。

図５においてＩＳＥ異常検知の設定画面４００は、気泡ノイズに関する設定部４１０と、キャリーオーバに関する設定部４２０と、設定内容を承認して反映するＯＫボタン４０１と、設定内容を破棄して反映しないキャンセルボタン４０２とにより概略構成されている。

気泡ノイズ関する設定部４１０において、気泡ノイズの検知機能の有効／無効の設定は、設定ボタン４１１を選択することにより行う。図５の場合は、設定ボタン４１１が選択されて、気泡ノイズの検知機能が有効となっている場合を示している。

流路内液体置換機能の有効／無効の設定は、設定ボタン４１２を選択することにより行う。図５の場合は、設定ボタン４１２が選択されて、気泡ノイズの検知機能が有効となっている場合を示している。また、設定ボタン４１２が選択された状態では、流路内液体置換回数の入力ボックス４１３と、安定性確認回数の入力ボックス４２８が有効になり、入力部２３などを用いて数値入力することができる。これらの設定の回数情報に基き、制御部２０は、ステップＳ２３０とＳ２４０の処理を実行する。

ＩＳＥの閾値（気泡ノイズ異常判定の基準値）は、ナトリウムイオン選択電極１１に関する基準値の入力ボックス４１４、塩素イオン選択電極１３に関する基準値の入力ボックス４１５、及び、カリウムイオン選択電極１２に関する基準値の入力ボックス４１６にそれぞれ入力部２３などを用いて数値入力することにより設定する。図５の場合は、各入力ボックス４１４，４１５，４１６にそれぞれ３０ｍＶを設定した場合を例示して説明している。これらの設定基準値に基き、制御部２０は、ステップＳ１１０やＳ２６０で気泡ノイズ基準値を取得する。

キャリーオーバに関する設定部４２０において、キャリーオーバ検知機能の有効／無効の設定は、設定ボタン４２１を選択することにより行う。図５の場合は、設定ボタン４２１が選択されて、気泡ノイズの検知機能が有効となっている場合を示している。

自動洗浄機能の有効／無効の設定は、設定ボタン４２２を選択することにより行う。図５の場合は、設定ボタン４２２が選択されて、自動洗浄機能が有効となっている場合を示している。また、設定ボタン４２２が選択された状態では、自動洗浄回数の入力ボックス４２３と、安定性確認回数の入力ボックス４２９が有効になり、入力部２３などを用いて数値入力することができる。これらの設定の回数情報に基き、制御部２０は、ステップＳ３３０とＳ３４０の処理を実行する。

ＩＳＥの閾値（キャリーオーバ異常判定の基準値）は、ナトリウムイオン選択電極１１に関する基準値の入力ボックス４２４、塩素イオン選択電極１３に関する基準値の入力ボックス４２５、カリウムイオン選択電極１２に関する基準値のうち、ＣＯ基準値（血清）の入力ボックス４２６、及び、ＣＯ基準値（尿）の入力ボックス４２７にそれぞれ入力部２３などを用いて数値入力することにより設定する。図５の場合は、入力ボックス４２４に４．１ｍＶ、入力ボックス４２５に４．５ｍＶ、入力ボックス４２６に６．２ｍＶ、入力ボックス４２７に１１．０ｍＶをそれぞれ設定した場合を例示して説明している。これらの設定基準値に基き、制御部２０は、ステップＳ８０、Ｓ８１、Ｓ９０、Ｓ３７０でＣＯ基準値を取得する。

ここで、血中や尿に含まれる各イオン成分の値について説明する。

図６は、血中や尿に含まれるナトリウムイオン濃度、カリウムイオン濃度、及び、塩素イオン濃度のそれぞれの正常値とされる範囲の一例を示す図である。

カリウムイオンは、生体内では筋活動や神経伝達、ナトリウムに起因する高血圧の抑制などに寄与している物質である。正常な場合、血中でのカリウムイオン濃度はほぼ一定に保たれているが、高カリウム血症や低カリウム血症などの濃度異常状態に陥ると、心筋梗塞などの重篤な症状を引き起こす恐れがある。したがって、高カリウム血症や低カリウム血症などが疑われる患者に対して、適切で迅速な処置を行うため、臨床の現場では、血清中のカリウムを正確かつ短時間で測定することが求められる。

図６に示すように、尿中に含まれるカリウムイオン濃度の正常値範囲に対し、血清/血漿中に含まれるカリウムイオン濃度は著しく低く正常値範囲も狭い。このことからもわかるように、血清/血漿において問題となるキャリーオーバの程度と、尿で問題となる程度とは異なっている。もしキャリーオーバの基準値を検体種別ごとに分けず、厳しい基準である血清/血漿の基準に合わせて判定したとすると、尿測定後の内部標準液の起電力は高くなりがちなため、キャリーオーバと判断される件数は、基準を分けた場合に比べて多くなる。キャリーオーバアラーム発生時に、自動洗浄の実行を設定している場合、検体種別（尿／血清）ごとに基準値を設定することで、分析精度を維持したままキャリーオーバと判定される件数を減らし、自動洗浄に要する時間を抑制することができる。

以上のように構成した本実施の形態の効果を説明する。

従来技術の電解質分析装置では、定期的に行うキャリブレーション結果の変動パターンから、電極の劣化や試料の劣化などの異常を検知している。しかしながら、キャリブレーションの頻度は、せいぜい１日に１回程度と決して高くはなく、異常を検知できる機会も同じ頻度でしか得られることになる。一方、電解質分析装置は、生化学自動分析装置等と比較して結果が得られるまでの時間が比較的短く、緊急検体などの急を要する試料の測定に用いられることも多い。緊急検体などの測定では、測定結果に異常が生じた場合の影響は大きく、測定の迅速性に加えて高い信頼性が求められる。

これに対して本実施の形態においては、イオン選択電極を用いて試料中の特定イオンの濃度を測定する電解質分析装置において、前記試料の測定前及び測定後のそれぞれにおいて、予め既知のイオン濃度に調整された内部標準液のイオン濃度を測定し、前記試料の測定前後における内部標準液のイオン濃度の測定結果の差が、予め定めた基準値を超えた場合に、前記試料の測定結果を異常と判定するように構成したので、測定の迅速性の低下を抑制しつつ、信頼性を向上することができる。

例えば、電解質分析装置に突発的に発生する異常として、検出流路内に気泡が混入し、ノイズとなるケースがあげられる。電解質分析装置の流路内の液は測定毎に入れ替わり一定ではない。測定では、各イオン選択電極により測定される起電力をもとに試料中の対象イオンの濃度を算出しているが、この流路内に気泡が混入すると、ノイズ（気泡ノイズ）となり、得られる測定値が実際のイオン濃度から得られるものとは異なってしまう。流路内への気泡混入の原因としては、例えば電極の取り付け不良、接続部のゆるみ、分注系統の異常、試薬の空吸い、電極の膜の不具合などが考えられる。なお、高濃度の検体を測定した後は、キャリーオーバの発生も考えられる。これら気泡ノイズやキャリーオーバの異常は、測定値が明らかな異常値を示さないケースもあり、試料の測定値自体から異常であると判別することは困難であった。また、原因の解明には知識と経験が必要であった。

これに対し、本実施の形態の電解質分析装置においては、試料測定時に突発的に発生する、流路内への気泡の混入などによる異常と、検体によるキャリーオーバを検出し、異常が検出された際には、測定の停止を実行する前にこれらの異常の改善を行うよう自動でメンテナンスを実行し、測定の継続を図ることができるので、オペレータの手間の軽減が図れるとともに、測定データの信頼性を向上することができる。

１試料容器
２試料分注ノズル
３試料分注ノズル用シリンジ
４希釈槽
５希釈液ボトル
６希釈液用シリンジ
７希釈液用電磁弁
８シッパーシリンジ
９シッパーシリンジ用電磁弁
１０ピンチバルブ
１１ナトリウムイオン選択電極
１２カリウムイオン選択電極
１３塩素イオン選択電極
１４比較電極液ボトル
１５比較電極液用電磁弁
１６比較電極
１７内部標準液ボトル
１８内部標準液用シリンジ
１９内部標準液用電磁弁
２０制御部
２１記憶部
２２表示部
２３入力部

Claims

イオン選択電極を用いて試料中の特定イオンの濃度を測定する電解質分析装置において、
前記試料中の複数種類のイオンのそれぞれについて、起電力の測定時に前記試料が通る流路に気泡が混入したことにより生じる気泡ノイズ異常を判定するための気泡ノイズ正常判定の基準値を予め設定し、
前記試料の測定前および測定後のそれぞれにおいて、予め既知のイオンの濃度に調整された内部標準液の起電力を測定し、前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の差が、前記気泡ノイズ正常判定の基準値を超えた場合には前記試料の測定結果を気泡ノイズ異常であると判定し、前記気泡ノイズ正常判定の基準値を超えない場合には、前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の正負の方向が前記複数種類のイオンにおいて同じであって、かつ、前記測定結果の変化量が前記複数種類のイオンについて所定の範囲内である場合に、前記試料の測定結果を気泡ノイズ異常であると判定する異常判定部を設けたことを特徴とする電解質分析装置。
請求項１に記載された電解質分析装置であって、
前記試料中の複数種類のイオンのそれぞれについて、キャリーオーバが生じたことを判定するためのキャリーオーバ正常判定の基準値を予め設定し、
前記異常判定部は、
前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の差が少なくとも１種類のイオンについて前記キャリーオーバ正常判定の基準値を超えた場合に、当該気泡ノイズ異常の判定を行うことを特徴とする電解質分析装置。
請求項２に記載された電解質分析装置であって、
前記異常判定部は、
前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の差が、前記気泡ノイズ正常判定の基準値を超えない場合には、前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の正負の方向が前記複数種類のイオンの少なくとも１種類のイオンについてほかの種類のイオンと異なる場合に、前記試料の測定結果をキャリーオーバ異常であると判定することを特徴とする電解質分析装置。
請求項２または３に記載された電解質分析装置であって、
前記異常判定部は、
前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の差が、前記気泡ノイズ正常判定の基準値を超えない場合には、前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の正負の方向が前記複数種類のイオンにおいて同じであって、かつ、前記測定結果の変化量が前記複数種類のイオンにおいて所定の範囲内でない場合に、前記試料の測定結果をキャリーオーバ異常であると判定することを特徴とする電解質分析装置。
請求項２〜４のいずれかに記載された電解質分析装置であって、
次に測定される試料の種類が血液である場合と尿である場合とで、異なるキャリーオーバ正常判定の基準値を設けたことを特徴とする電解質分析装置。
請求項１〜５のいずれかに記載された電解質分析装置であって、
前記試料の測定結果を気泡ノイズ異常であると判定した場合に、イオン濃度の測定時に前記試料が通る流路内の前記試料または内部標準液を入れ替えることを特徴とする電解質分析装置。
請求項２〜５のいずれかに記載された電解質分析装置であって、
前記試料の測定結果をキャリーオーバ異常であると判定した場合に、イオン濃度の測定時に前記試料が通る流路内を洗浄することを特徴とする電解質分析装置。
イオン選択電極を用いて試料中の特定のイオンの濃度を測定する電解質分析装置において、
前記試料中の複数種類のイオンのそれぞれについて、試料のキャリーオーバが生じたことを判定するためのキャリーオーバ正常判定の基準値を予め設定し、
前記試料の測定前および測定後のそれぞれにおいて、予め既知のイオン濃度に調整された内部標準液の起電力を測定し、前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の差が少なくとも１種類のイオンについて前記キャリーオーバ正常判定の基準値を超え、かつ、前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の差の正負の方向が前記複数種類のイオンのうちの少なくとも１種類のイオンについて他の種類のイオンと異なる場合に、前記試料の測定結果をキャリーオーバ異常であると判定する異常判定部を備えたことを特徴とする電解質分析装置。
請求項８に記載された電解質分析装置において、
前記異常判定部は、前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の差が少なくとも１つのイオンについて前記キャリーオーバ正常判定の基準値を超え、かつ、前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の差の正負の方向が前記複数種類のイオンについて同じ場合に、前記試料の測定結果を気泡ノイズ異常であると判定することを特徴とする電解質分析装置。
請求項８または９に記載された電解質分析装置において、
次に測定される試料の種類が血液である場合と尿である場合とで、異なるキャリーオーバ正常判定の基準値を設けたことを特徴とする電解質分析装置。
請求項９に記載された電解質分析装置において、
前記試料の測定結果を気泡ノイズ異常であると判定した場合に、イオン濃度の測定時に前記試料が通る流路内の前記試料または内部標準液を入れ替えることを特徴とする電解質分析装置。
請求項８〜１１のいずれかに記載された電解質分析装置において、
前記試料の測定結果をキャリーオーバ異常であると判定した場合に、イオン濃度の測定時に前記試料が通る流路内を洗浄することを特徴とする電解質分析装置。
イオン選択電極を用いて試料中の特定イオンの濃度を測定する電解質分析方法において、
前記試料中の複数種類のイオンのそれぞれについて、起電力の測定時に前記試料が通る流路に気泡が混入したことにより生じる気泡ノイズ異常を判定するための気泡ノイズ正常判定の基準値を予め設定し、
前記試料の測定前および測定後のそれぞれにおいて、予め既知のイオンの濃度に調整された内部標準液の起電力を測定し、
前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の差が、前記気泡ノイズ正常判定の基準値を超えた場合には前記試料の測定結果を気泡ノイズ異常であると判定し、前記気泡ノイズ正常判定の基準値を超えない場合には、前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の正負の方向が前記複数種類のイオンにおいて同じであって、かつ、前記測定結果の変化量が前記複数種類のイオンについて所定の範囲内である場合に、前記試料の測定結果を気泡ノイズ異常であると判定することを特徴とする電解質分析方法。
イオン選択電極を用いて試料中の特定のイオンの濃度を測定する電解質分析方法において、
前記試料中の複数種類のイオンのそれぞれについて、試料のキャリーオーバが生じたことを判定するためのキャリーオーバ正常判定の基準値を予め設定し、
前記試料の測定前および測定後のそれぞれにおいて、予め既知のイオン濃度に調整された内部標準液の起電力を測定し、前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の差が少なくとも１種類のイオンについて前記キャリーオーバ正常判定の基準値を超え、かつ、前記試料の測定前後における前記内部標準液の起電力の測定結果の差の正負の方向が前記複数種類のイオンのうちの少なくとも１種類のイオンについて他の種類のイオンと異なる場合に、前記試料の測定結果をキャリーオーバ異常であると判定することを特徴とする電解質分析方法。