JP4525624B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検者から採取した検体に対して複数項目の分析を自動で行うことのできる自動分析装置に関する。

患者から採取された血液や尿などの検体を分析し、医師の診断のためのデータを提供する装置として自動分析装置がある。特開平５−２３２１２３号公報には、患者ID番号が付与されたラックにセットされた一患者分の複数種別のサンプルを測定し、複数項目の測定データを組み合わせて論理チェックにかけることにより、装置の異常と患者の異常とを切り分けて検出する自動分析装置が記載されている。特開２０００−２５８４３０号公報には、ラックIDを有する検体ラックに、それぞれ検体IDを有する複数の検体を保持し、検体IDやラックIDを読み取って、各ラックを依頼された分析項目に対応する分析モジュールに搬送し、分析モジュールでは反応容器に検体試料と試薬を分注して測定を行う自動分析装置が記載されている。特表２００２−５０３３４６号公報には、複数のチャンバー又はキュベットを包含するシステム試薬キャリアを用いた分析システムが記載されている。

特開平５−２３２１２３号公報 特開２０００−２５８４３０号公報 特表２００２−５０３３４６号公報

特開平５−２３２１２３号公報に記載された自動分析装置は、保冷庫に予め用意した試薬をディスペンサにより反応ディスクにセットされたサンプルに送液・混合して分析を行うため、項目に応じただけの試薬を保冷庫に用意しなければならず、多数項目の分析を行おうとすれば大型の保冷庫が必要となり、装置が大型化する。特開２０００−２５８４３０号公報に記載の自動分析装置は、一人の患者から採取した複数種の検体を用いて複数項目の分析を行うものではない。特表２００２−５０３３４６号公報は、複数のチャンバー又はキュベットを包含するシステム試薬キャリアを開示するが、そのシステム試薬キャリアを用いた分析方法の詳細については記載されていない。

本発明は、簡単な操作によって多数の分析項目を信頼性高く分析することのできる自動分析装置を提供することを目的とする。

本発明による自動分析装置は、装置の性能チェックを試料分析用の試薬カートリッジと同じ外形をした性能チェック用カートリッジを用いて行う。性能チェック用カートリッジは、装置の性能チェック用の試薬を保持するとともに、装置の性能チェックのための処理条件及び判定条件を二次元ドットコードの形態で保持している。自動分析装置は、性能チェック用カートリッジに付随して記録されている処理条件に従って、性能チェック用カートリッジに封入された試薬を用いて吸光度測定を行い、測定結果を性能チェック用カートリッジに付随して記録されている判定条件と照合して装置性能をチェックする。性能チェック用カートリッジを用いた装置性能のチェックによって性能に問題がないと判定された場合には、試料の分析を可能とし、性能が低下していて正常な分析ができないと判定された場合には、試料の分析ができないように装置を遮断する。

本発明によると、性能チェック専用のカートリッジを利用することで、従来の機械的チェックや電気的チェックでは判定できなかったシステム全体の性能チェックを、通常の分析動作と同様な方法で簡便に行なうことができる。また、性能チェックの判定基準となる閾値情報をカートリッジ側に記憶させたことにより、ユーザーによる情報入力が不要になる、溶液成分の変更など性能チェック専用カートリッジの仕様変更時に自動分析装置側の設定変更が不要になるなどのメリットがある。

以下、図面を参照して本発明による自動分析装置の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の自動分析装置において用いられる試薬カートリッジの例を示す斜視図である。図２は、試薬カートリッジを図１の（Ａ）の方向から見た側面図である。

試薬カートリッジ１０１は例えばポリプロピレン製であり、図示の例では１つの測光キュベットと３つの試薬キュベットを備えている。１０２は測光キュベットである。１０３は第１試薬キュベット、１０４は第２試薬キュベット、１０５は第３試薬キュベットである。本実施例の試薬カートリッジ１０１は第３キュベットまで備えているが、他の実施例として、第２キュベットと第３キュベットを一体化して新たな第２キュベットとした構成でもよい。測光キュベット１０２は分析前において空であり、自動分析装置により試料及び試薬が注入され攪拌された後、測光部で分析が行われる。

分析に必要な試薬が一種類の場合には、第１試薬キュベット１０３及び第２試薬キュベットに同じ試薬が入る。また、必要な試薬が二種類の場合は、第１試薬キュベット１０３、第２試薬キュベット１０４にそれぞれの試薬が入る。必要な試薬が三種類の場合は第１試薬キュベット１０３、第２試薬キュベット１０４、第３試薬キュベット１０５にそれぞれの試薬が入る。

試薬カートリッジ１０１は、その試薬カートリッジによる検査項目に必要な試薬がそれぞれの試薬キュベットに予め注入され、測光キュベット１０２は空の状態で、上面全面をシールして密閉されている。シールには、その試薬カートリッジで検査できる検査項目が印字されている。例として、総タンパク分析用試薬カートリッジのシールには「TP」、グルコース分析用試薬カートリッジのシールには「GLU」、尿酸分析用の試薬カートリッジのシールには「UA」と印字されている。さらにシールは、分析に必要な検体種別に対応して色マーキングされている。例として、試料として血清を使用する試薬カートリッジのシールは黄色、尿を使用する試薬カートリッジのシールは緑色、全血を使用する試薬カートリッジのシールは赤色、その他の検体を必要とする試薬カートリッジのシールは青色でマーキングされている。このような色分けにより、ユーザーは分析に必要な検体試料の準備が容易となる。

試薬カートリッジ１０１は、自動分析装置の性能チェック用カートリッジとしても用いられる。性能チェック用カートリッジは、例えば、試薬カートリッジ１０１の第１試薬キュベット１０３に０．１Ｎ−ＮａＯＨ溶液が２５０μｌ、第２試薬キュベット１０４に４−ニトロフェノール／０．１Ｎ−ＮａＯＨ溶液が１００μｌ、測光キュベット１０２は空の状態で、上面全面をシールして密閉されている。シールには「CHECK」と印字され、色マーキングは無く無色透明である。また、第２試薬キュベット１０４の４−ニトロフェノール／０．１Ｎ−ＮａＯＨ溶液の濃度が異なる２種類の性能チェック用カートリッジが用意されていてもよく、このとき、４−ニトロフェノール／０．１Ｎ−ＮａＯＨ溶液の吸光度は２．５Ａｂｓ又は５．０Ａｂｓである。すなわち、複数の性能チェック用カートリッジについて、４−ニトロフェノール／０．１Ｎ−ＮａＯＨ溶液の濃度は少なくとも２種類としてもよい。２種類の性能チェック用カートリッジの場合、無色透明のシールにはそれぞれ「CHECK1」、「CHECK2」と印字されている。

試薬カートリッジ後部のパネル１０６には、図２に例示するようなドットコード（２次元コード）を印刷したシール１０７が貼られている。ドットコードは、情報記録部として機能し、ドットコードシール１０７には、以下の情報が所定の位置にコード化されて格納されている。
（１）製造年月日及び有効期限
（２）シリアル番号
（３）試料として必要な検体種別
（４）試料の必要量と分注タイミング
（５）第一試薬の必要量と分注タイミング
（６）第二試薬の必要量と分注タイミング
（７）第三試薬の必要量と分注タイミング
（８）測光方式
（９）測光タイミング
（１０）測光の主波長／副波長
（１１）吸光度から濃度への変換式
（１２）分析の種類（通常分析、又は、性能チェックの判別情報）
自動分析装置の性能チェック用カートリッジとして用いられる試薬カートリッジ１０１のドットコードシールには、上記の情報に加えて、次の情報がコード化されて格納されている。
（１３）吸光度差の上限値すなわち閾値
（１４）吸光度差の下限値すなわち閾値
（１５）２種類以上の性能チェック用カートリッジを用いるときの吸光度差比の上限値すなわち閾値
（１６）２種類以上の性能チェック用カートリッジを用いるときの吸光度差比の下限値すなわち閾値

これらの情報は自動分析装置内部のドットコード読み取り部により読み取られ、同じく自動分析装置内部にあるRAMに格納される。これらの情報を装置側ではなくカートリッジ側に記憶させることにより、ユーザーによる情報入力が不要になる、カートリッジの仕様変更時に自動分析装置側の設定変更が不要になる、情報制御が簡易化してスループットが向上する、などのメリットがある。

シールで上面を密封された試薬カートリッジ１０１は、分析に使用される前は冷蔵庫に保管されている。また、試薬カートリッジは使い捨てであり、分析終了後はユーザーにより溶液が入ったカートリッジごと自動分析装置から取り外されて廃棄される。

以下、図３と図４を用いて本発明の自動分析装置について説明する。図３は、本発明による自動分析装置の全体構成例を示す模式図、図４は平面模式図である。

自動分析装置は商用電源に接続され、電源スイッチ（図示せず）をONにすることで自動分析装置に電源が投入される。メイン制御部１０は自動分析装置全体の動作を制御する。メイン制御部は、主に、CPU、ROM、リアルタイムクロックで構成される。また、メイン制御部１０が参照する一時記憶用メモリとしてＲＡＭ３３が接続されている。

恒温槽１５の内部に、試薬カートリッジ１０１のキャリアとなるローター１６が設けられている。恒温槽１５にはヒーターが取り付けられており、恒温槽制御部１４により恒温槽１５内部の空気の温度が３７℃に保温される。ローター１６はステップモーター１１の制御により回転可能であり、周方向に最大４０個の試薬カートリッジを搭載することができる。各試薬カートリッジは、ドットコードシール１０７が貼られた後部パネル１０６が外周側を向くようにしてローター１６に設置される。

アーム１８は垂直移動制御用ステップモーター１３により上下に移動し、回転制御用ステップモーター１２により水平面内で回転することができる。アーム１８の先端には、垂直下方に延びるプローブ１９が取り付けられている。プローブ１９は主に試料や洗浄液の吸引・吐出を行う。プローブ１９は、試薬カートリッジ１０１の測光キュベット１０２及び各試薬キュベット１０３、１０４、１０５を密閉するシールを貫通できるように、先端が注射針のように鋭角になっている。プローブ１９にはヒーター（図示せず）が取り付けられ、アーム制御部１７により３７℃に保温される。さらに、プローブ１９は液面検知にも利用され、アーム制御部１７がプローブ１９とグランド電位間の静電容量の変化を検出することで液面を検知する。本機能は試料及び洗浄液の液量チェックに使用される。プローブ１９の下降時にアーム制御部１０が試料又は洗浄液の液面を検出するとメイン制御部１０に検出信号を送る。２０はプローブ１９のホームポジションとなるハウジングである。

２１ａ〜２１ｄは試料容器であり、アーム回転軸からプローブ１９までの水平距離を半径とする円周４０上に配置される。各試料容器２１ａ〜２１ｄにはメイン制御部１０が識別するための位置情報が割り当てられ、試薬カートリッジが必要とする試料が入った容器の位置情報がドットコードに格納される。試料容器２１ａ〜２１ｄは必要な検体種別を示す試薬カートリッジのシールと同じ色にマーキングされている。一例として、２１ａは血清又は血漿用の試料容器であり黄色にマーキング、２１ｂは全血用の試料容器であり赤色にマーキング、２１ｃは尿用の試料容器であり緑色にマーキング、２１ｄはその他の検体種別用の試料容器であり青色にマーキングされている。各試料容器２１ａ〜２１ｄは自動分析装置からの取外しが可能であり、試料容器が配置される位置の側には試料容器と同じ色マーキングがされ、ユーザーが試料容器の配置を間違えないようになっている。

２２ａ〜２２ｄは洗浄液容器であり、アーム回転軸からプローブ１９までの水平距離を半径とする円周４０上に配置される。各洗浄液容器２２ａ〜２２ｄは自動分析装置からの取外しが可能であり、洗浄液容器が配置される位置の側には洗浄液容器と同じ色マーキングがされ、ユーザーが洗浄液容器の配置を間違えないようになっている。

４４は第１試薬の吸引部であり、各試薬カートリッジの第１試薬キュベットの中心を通る円周４１と、アーム回転軸からプローブ１９までの水平距離を半径とする円周４０との接点にある。試薬カートリッジの第１試薬キュベットに入った第１試薬をプローブ１９によって吸引する際には、試薬吸引の前にローター１６を回転して対象となる試薬カートリッジの第１試薬キュベットの中心を吸引部４４に合わせる。

４５は試薬カートリッジ１０１の測光キュベット１０２に対する吸引・吐出部であり、各試薬カートリッジの測光キュベット１０２の中心を通る円周４２と、アーム回転軸からプローブ１９までの水平距離を半径とする円周４０との交点にある。試薬カートリッジ１０１の測光キュベット１０２に試料や試薬をプローブ１９から吐出したり吸引したりする際には、その吸引・吐出の前にローター１６を回転して対象となる試薬カートリッジ１０１の測光キュベット１０２の中心を吸引・吐出部４５に合わせる。

４６は第２試薬及び第３試薬の吸引部であり、各試薬カートリッジ１０１の第２試薬キュベット１０４と第３試薬キュベット１０５の中心を通る円周４３と、アーム回転軸からプローブ１９までの距離を半径とする円周４０との交点にある。試薬カートリッジの第２試薬キュベットに入った第２試薬をプローブ１９によって吸引する際には、試薬吸引の前にローター１６を回転して対象となる試薬カートリッジの第２試薬キュベット１０４の中心を吸引部４６に合わせる。また、試薬カートリッジの第３試薬キュベットに入った第３試薬をプローブ１９によって吸引する際には、試薬吸引の前にローター１６を回転して対象となる試薬カートリッジの第３試薬キュベット１０５の中心を吸引部４６に合わせる。

恒温槽１５、ローター１６、アーム１８、プローブ１９、ハウジング２０、試料容器２１ａ〜２１ｄ、洗浄液容器２２ａ〜２２ｄは開閉可能なフタ（図示せず）で覆われる。フタに取り付けられた断熱材は恒温槽１５の上部を覆い、恒温槽１５内部の空気温度を一定に保つ効果がある。フタの近傍にはフタ開検出スイッチ及びフタロック機構（図示せず）が取り付けられている。フタが開くとフタ開検出スイッチがONとなり、検出信号をメイン制御部１０へと送る。また、メイン制御部１０からの制御によりフタロック機構が作動して、フタをロックすることができる。分析動作中フタは常にロックされる。

洗浄ステーション２３は、プローブ１９の内側及び外側の洗浄を行う場所である。精製水による洗浄では、ポンプ部２５の駆動により洗浄ステーション２３の内壁から精製水が噴出してプローブの外側を洗浄し、吸引・吐出部２４とポンプ部２５の駆動によりプローブ１９内部から精製水を吐出してプローブ内部の洗浄を行う。また洗浄液による洗浄の時は、プローブ１９が洗浄液容器２２ａ〜２２ｄで吸引した洗浄液を洗浄ステーション内で吐出する。洗浄に使用された廃液は自動分析装置の外部へと排出される。

吸引・吐出部２４は、メイン制御部１０からの制御により試料、試薬、洗浄液等の吸引及び吐出を行う。また、ポンプ部２５と連動してプローブ１９内部の精製水による洗浄を行う。水タンク２６は、プローブ洗浄に必要な精製水を貯蔵する。水タンク２６には水量低下検出スイッチ（図示せず）が取り付けられ、精製水が所定量以下の場合は検出信号をメイン制御部１０へと送る。

光源部２７、光学系部２８、光検出部２９は分光光度計の構成要素であり、試薬カートリッジの測光キュベットに対して吸光度測定を行うために使用される。光源部２７はハロゲンランプを備える。ハロゲンランプは、自動分析装置の立ち上げチェック処理以降は常に点灯している。

光学系部２８は、回転式波長選択フィルター、レンズ、スリットを備える。回転式波長選択フィルターは１２波長分の干渉フィルターを円状に搭載している。メイン制御部１０により回転式波長選択フィルターを回転して、光軸４７上に所望の干渉フィルターを配置できる。回転式波長選択フィルターにより選択できる波長は、例えば３４０ｎｍ、３８０ｎｍ、４０５ｎｍ、４５０ｎｍ、４８０ｎｍ、５０８ｎｍ、５４６ｎｍ、５７６ｎｍ、６００ｎｍ、６６０ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍである。

光検出部２９は、フォトダイオード及び増幅器を備える。光検出部２９は、ローター１６下の光軸４７上に配置される。フォトダイオードにより検出された光量は電圧として出力され、増幅器により増幅される。増幅されたアナログ電圧値はＡ／Ｄコンバータ３０によりデジタルデータに変換され、メイン制御部１０に取り込まれる。

３１はドットコード読み取り部であり、光軸４８に対して垂直に配置された、試薬カートリッジのパネル１０６に貼付されたドットコードを光学的に読み取る。読み取ったデータはメイン制御部１０に送られる。

３２は表示・操作部である。表示・操作部３２は、タッチパネルＬＣＤ及びSTARTボタンとSTOPボタンを備える。タッチパネルＬＣＤは、ユーザーに対してメッセージや分析結果を表示するとともに、ユーザーがパネル上の所定の位置を押すことで処理を選択することができる。STARTボタンは分析動作の開始を行うために使用される。STOPボタンは分析動作の途中中断を行うために使用される。

３４は記憶部であり、分析結果を、患者ID、及び分析日時と共に格納する。記憶部３４は過去の分析結果を格納することができる。また、記憶部３４には分析動作をプロテクトされているかどうかを示すビット情報を格納している。記憶部３４に格納されたデータは自動分析装置の電源がオフの状態でも保存される。３５は自動分析装置に標準インターフェース経由で接続された外部プリンタである。外部プリンタ３５はオプションであり、分析結果をプリントアウトするときに使用される。

図５は、図３及び図４に示した自動分析装置の制御系のブロック図である。図中のメインＣＰＵ２０１はメイン制御部１０に備えられる。また、反応槽ヒーター用ＣＰＵ２０２は恒温槽制御部１４に備えられ、プローブヒータ用ＣＰＵ２０３はアーム制御部１７に備えられる。

以下、図６を参照して本発明の自動分析装置の動作フローを説明する。
電源スイッチをオンにすると、立ち上げ時チェック処理がスタートする。立ち上げ時チェック処理では、まずメイン制御部１０はフタ開検出スイッチによりフタが閉まっていることをチェックする（Ｓ１１）。フタが閉まっていることを確認した後、さらにメイン制御部１０はフタロック機構を制御してフタにロックをかける。次に、メイン制御部１０は各ステップモーターを正常に制御できるかどうかをチェックする（Ｓ１２）。

続いて、精製水によるプローブ１９の洗浄を行うが、その前に水量低下検出スイッチにより水タンク２６内の精製水量が所定量以上であることをチェックする。プローブ１９の洗浄においては、メイン制御部１０がプローブ１９の先端を洗浄ステーション２３の内部まで移動した後、ポンプ部２５を制御して洗浄ステーション２３の外壁から水を噴出しプローブ１９の外側を洗浄する。同時に、ポンプ部２５及び吸引・吐出部２４を制御してプローブ１９の内部から水を吐出させることで、プローブ１９内部の洗浄を行う（Ｓ１３）。

次に、３種類の洗浄液によるプローブ１９洗浄を行うが、その前に各洗浄液の液量チェックを行う。つまり、プローブ１９が洗浄液の液面を検出する高さから液量を算出して所定量以上あることを確認する。その後、プローブ１９内部に所定量の洗浄液を吸引して、プローブ内部及び外部の洗浄を行う。その後、プローブ１９を洗浄ステーション２３に移動し、洗浄液を吐出する。その後、洗浄ステーション２３にて精製水によりプローブ１９内部・外部の水洗いを行う。以上を各洗浄液に対して行う（Ｓ１４）。最後に、ハロゲンランプを点灯し、３４０ｎｍの干渉フィルターを光軸上にセットしたときの光量が所定値以上であることを光検出部２９によりチェックする（Ｓ１５）。

以上で、立ち上げ時チェック処理は終了であり、自動分析装置としての分析準備は終了となる。続いて、ユーザーによる分析準備について説明する。

最初に、ユーザーは冷蔵庫から分析項目に対応する試薬カートリッジ１０１を取り出し、自動分析装置のローター１６にセットする（Ｓ２１）。ローター１６上のどの位置に試薬カートリッジ１０１をセットするかは任意である。次に、ローター１６に搭載した全試薬カートリッジのシールの色から患者の分析に必要な試料（血清、血漿、全血、尿など）を判断し、試料を試料容器に注入した後（Ｓ２２）、試料容器を自動分析装置にセットする（Ｓ２３）。最後に、ユーザーが患者のIDを表示・分析部３２から入力する（Ｓ２４）。

以上で、ユーザーによる分析準備は終了となる。ここで、表示・操作部のSTARTボタンを押すと分析を開始する。以下、分析シーケンスについて説明する。

まず、メイン制御部１０は記憶部３４内の分析動作プロテクトに関するビット情報を参照し、ビットがセットされていないことを確認する。ビットがセットされている場合には、表示・操作部３２に分析動作がプロテクトされている旨、及びサービスセンターへの連絡を依頼する旨のメッセージを表示し、分析動作を終了させる。続いて、メイン制御部１０は、ステップモーター１１の制御によりローター１６を回転し、光軸４８上に各試薬カートリッジを順番に配置して、ドットコード読み取り部３１により試薬カートリッジのドットコードを読み取る（Ｓ１６）。読み取られたドットコード内の情報はＲＡＭ３３に格納される。ＲＡＭ３３に格納されたドットコード情報のうち、上記「（２）シリアル番号」が記憶部３４に格納されている過去に分析した試薬カートリッジのシリアル番号と一致したら、それは分析済みの試薬カートリッジであるので、カートリッジの取り出しを要求するメッセージを表示・操作部３２に表示して分析実行を終了する。また、未分析の試薬カートリッジであっても、ＲＡＭ３３に格納された上記「（１）製造年月日及び有効期限」の情報から試薬カートリッジの有効期限が切れている判定した場合は、同様にエラーメッセージを表示・操作部３２に表示して分析実行を終了する。

試薬カートリッジ１０１のスキャンを終了すると、１回の分析動作に必要な試料を特定できるので、続いて試料量のチェックを行う。プローブ１９を分析で採取する試料容器に移動して試料の液面を検出した高さから試料量を算出する（Ｓ１７）。その後、プローブ１９を洗浄ステーション２３へ移動し精製水で洗浄する。分析実行においては、各試薬カートリッジに対して吸光度測定を行い（Ｓ１８）、濃度に換算した結果を表示・操作部３２に出力する（Ｓ１９）。なお、ステップ１６のカートリッジスキャンによって、ローター１６にセットされた試薬カートリッジの中に「（１２）分析の種類」が性能チェックになっている試薬カートリッジ、すなわち性能チェック用カートリッジが含まれている場合には、メイン制御部１０は、他の試薬カートリッジを用いた分析に先行して、性能チェック用カートリッジを用いた分析を実行する。

図７に、一例としてグルコース（GLU）分析用の試薬カートリッジに対する吸光度測定のフローを示す。また、図８に吸光度の時間変化、試薬／試料の分注タイミング及び測光タイミングの例を示す。

分析前の試薬カートリッジには、同一の試薬が第１試薬キュベットに２５０μｌ、第２試薬キュベットに１３０μｌ入っており、シールで密閉されている。本試薬カートリッジは試料として血清を用いるためシールは黄色にマーキングされ、さらに分析項目を示すために「GLU」と印字されている。また、試薬カートリッジに貼付されたドットコードシールには、上記「（３）試料となる検体種別」として「血清又は血漿」、「（４）試料の必要量と分注タイミング」として「５μｌ／最初の試薬分注から０分後」、「（５）第一試薬の必要量と分注タイミングとして「２００μｌ／最初の試薬分注から０分後」、「（６）第二試薬の必要量と分注タイミング」として「１００μｌ／最初の試薬分注から７分３０秒後」、「（８）測光方式」として「２ポイントエンド方式」、「（９）測光タイミング」として「最初の試薬分注から７分後／１２分３０秒後」、「（１０）測光の主波長／副波長」として「主波長３４０ｎｍ／副波長４５０ｎｍ」、「（１１）吸光度から濃度への変換式」として「濃度＝２００．８０４×（吸光度差−（−０．０５１４５））ｍｇ／ｄｌ」、「（１２）分析の種類」として「通常分析」が、すなわち分析手順や処理手順などに関する情報が格納されている。

ドットコードシールから読み取られ、ＲＡＭ３３に格納されている情報に従って、メイン制御部１０は装置各部を制御して、まず、第１試薬キュベット内の試薬及び試料を測光キュベットへ分注する（Ｓ３１）。ここでは、試薬カートリッジの第１試薬キュベットの中心を吸引部４４に合わせるようにローター１６を回転する。その後、アーム１８を回転させてプローブ１９を吸引部４４に移動し、先端がシールを貫通して第１試薬キュベットに挿入されるようにプローブ１９を下降させ、第１試薬キュベットから２００μｌの試薬を吸引する。続いて、ＲＡＭ３３に格納されている試料としての検体種別情報、本例では「血清又は血漿」を参照する。検体種別と試料容器は１対１に対応しているので、メイン制御部１０は血清が入った試料容器２１ａを特定できる。血清試料容器位置２１ａへプローブ１９を移動した後、血清試料容器から５μｌの血清を吸引する。続いて、測光キュベットの中心を吸引・吐出部４５に合わせるようにローター１６を回転する。その後、プローブ１９を吸引・吐出部４５に移動し、プローブ１９を下降させる。プローブ先端がシールを貫通して測光キュベットに挿入されたら、試薬及び試料を測光キュベットに吐出する。続いて、測光キュベット内にある試薬と試料の混合液をプローブ１９により吸引・吐出をすることで攪拌する。その後、洗浄ステーション２３へプローブを移動し、プローブ１９の内部・外部を精製水で洗浄する。

ＲＡＭ３３の参照から、試薬＋試料吐出までに至る各ハードウェアの制御シーケンス例を図９に示す。最初、メイン制御部１０はＲＡＭ３３を参照して検体種別情報を読み取る。検体種別情報から、メイン制御部１０は試料容器の位置を特定する。本例の場合、試料容器２１ａの位置を特定する。次に、プローブ１９によって試料容器２１ａから試料を吸引する動作に移る。そのために、メイン制御部１０は、垂直移動用ステップモーター１３を制御してアーム１８を上昇させる。次に、回転制御用ステップモーター１２を制御してアーム１８を所定角度回転させ、プローブ１９を試料容器２１ａの上方に位置決めする。その後、垂直移動用ステップモーター１３を制御してアーム１８を下降させ、プローブ１９の先端が試料容器２１ａ中の試料中に充分な深さ入ったらアーム１８の下降運動を止める。このとき、アーム制御部１７はプローブ１９とグランド電位間の静電容量の変化を検出して液面をモニタしている。次に、メイン制御部１０は吸引・吐出部２４を制御し、プローブ１９によって試料容器２１ａ中の試料を決められた量だけ吸引する。

次に、メイン制御部１０は、ステップモーター１１を制御してローター１６を回転させ、分析に使用する試薬カートリッジ１０１の測光キュベット１０２中心を吸引・吐出部４５に位置決めする。なお、このローター１６の回転移動は、プローブ１９によって試料容器２１ａから試料を吸引する動作と同時並列的に実行してもよい。

一方で、メイン制御部１０は、垂直移動用ステップモーター１３を制御してアーム１８を上昇させ、試料の吸引を完了したプローブ１９を試料容器２１ａから引き抜き、回転制御用ステップモーター１２を制御してアーム１８を回転させ、プローブ１９を吸引・吐出部４５の上方に位置決めする。その後、メイン制御部１０は、垂直移動用ステップモーター１３を制御してアーム１８を試薬カートリッジ１０１の測光キュベット１０２に向けて下降させ、シールを破ってプローブ１９の先端を測光キュベット１０２内に挿入する。プローブ１９の先端が測光キュベット１０２の内部に入ったらアーム１８の下降を止め、吸引・吐出部２４を制御してプローブ１９の先端から測光キュベット１０２内に吸引した試薬及び試料を吐出する。

最初の試薬分注から７分後に、メイン制御部１０は装置各部を制御して、試薬が入った測光キュベットに対して吸光度測定を行う（Ｓ３２）。ここでは、試薬カートリッジの測光キュベットの中心を光軸４７に合わせるようにローター１６を回転する。その後、光源部２７、光学系部２８、光検出部２９で構成される分光光度計により、主波長３４０ｎｍ／副波長４５０ｎｍにて吸光度測定を行う。図８に示した例の場合、測定結果は吸光度＝＋０．３６５０５Ａｂｓである。

最初の試薬分注から７分３０秒後に、メイン制御部１０は装置各部を制御して、第２試薬キュベット内の試薬を測光キュベットに分注する（Ｓ３３）。ここでは、試薬カートリッジの第２試薬キュベットの中心を吸引部４６に合わせるようにローター１６を回転する。その後、プローブ１９を吸引部４６に移動して第２試薬キュベットから１００μｌの試薬を吸引する。次に、プローブ１９を上昇させた後、測光キュベットの中心を吸引・吐出部４５に合わせるようにローター１６を回転する。その後、アーム１８を回転させてプローブ１９を吸引・吐出部４５に移動し、試薬を測光キュベットに吐出する。続いて、測光キュベット内にある試薬と試料の混合液をプローブ１９により吸引・吐出をすることで攪拌する。その後、洗浄ステーション２３へプローブを移動し、プローブ１９の内部・外部を精製水で洗浄する。

最初の試薬分注から１２分３０秒後に、メイン制御部１０は装置各部を制御して、試薬と試料の混合液が入った測光キュベットに対して吸光度測定を行う（Ｓ３４）。ここでは、試薬カートリッジの測光キュベットの中心を光軸４７に合わせるようにローター１６を回転する。その後、光源部２７、光学系部２８、光検出部２９で構成される分光光度計により、主波長３４０ｎｍ／副波長４５０ｎｍにて吸光度測定を行う。本例での測定結果は図９より吸光度＝＋０．６８８７５Ａｂｓである。

２回測定した吸光度の差＋０．６８８７５−（＋０．３６５０５）＝＋０．３２３７０Ａｂｓを、ＲＡＭ３３に格納されている吸光度から濃度への変換式「濃度＝２００．８０４×（吸光度差−（−０．０５１４５））ｍｇ／ｄｌ」に代入して、グルコース濃度として「７５．３ｍｇ／ｄｌ」との結果を得る（Ｓ３５）。

最初の試薬カートリッジに対する分析項目の濃度測定が終わると、次の試薬カートリッジから最後の試薬カートリッジまでローター１６にセットされている全ての試薬カートリッジに対して順次、各試薬カートリッジに設定されている分析項目の濃度測定を行う。ここで、試料として使用する検体種別が同じである試薬カートリッジをまとめて測定するように測定順番を決定するのが望ましい。例えば、試料として血清を使用する試薬カートリッジが２０個、尿を使用する試薬カートリッジが１０個、自動分析装置に搭載されている場合は、先に２０個の血清用試薬カートリッジに対して連続して濃度測定を行い、続いて１０個の尿用試薬カートリッジに対して連続して濃度測定を行う。メイン制御部１０は、カートリッジスキャンによって得られた各試薬カートリッジの情報を、分析順序に関するアルゴリズムに当てはめて、分析のスケジューリングを行う。

分析結果は表示・操作部３２に表示され、患者ID、日時、使用した試薬カートリッジのシリアル番号とともに記憶部３４に保存される。外部プリンタ３５が接続されている場合は、分析結果をプリントアウトして正常終了となる。記憶部３４には、過去の分析データを記憶できるので、表示・操作部３２から過去の分析データを選択して外部プリンタから常時プリントアウトすることができる。

以下、図１０及び図１１を参照してユーザーによる性能チェック準備及び性能チェックシーケンスについて説明する。

最初に、ユーザーは冷蔵庫から「CHECK1」、「CHECK2」と印字された性能チェック用カートリッジを各１個を取り出し、自動分析装置のローター１６にセットする（Ｓ４１）。ローター１６上のどの位置に性能チェック用カートリッジをセットするかは任意である。ここで、表示・操作部のSTARTボタンを押すと性能チェックを開始する。以下、性能チェックシーケンスについて説明する。

まず、メイン制御部１０はステップモーター１１の制御によりローター１６を回転し、光軸４８上に各性能チェック用カートリッジを順番に配置して、ドットコード読み取り部３１により性能チェック用カートリッジのドットコードを読み取る（Ｓ４２）。読み取られたドットコード内の情報はＲＡＭ３３に格納される。ＲＡＭ３３に格納されたドットコード情報のうち、上記「（２）シリアル番号」が記憶部３４に格納されている過去に性能チェックしたカートリッジのシリアル番号と一致したら、それは性能チェック済みのカートリッジであるので、カートリッジの取り出しを要求するメッセージを表示・操作部３２に表示して性能チェック実行を終了する。また、未チェックのカートリッジであっても、ＲＡＭ３３に格納された上記「（１）製造年月日及び有効期限」の情報から性能チェック用カートリッジの有効期限が切れている判定した場合は、同様にエラーメッセージを表示・操作部３２に表示して分析実行を終了する。

性能チェック実行においては、各性能チェック用カートリッジに対して吸光度測定を行う（Ｓ４３）。図１１に、一例として「CHECK1」と印字された性能チェック用カートリッジに対する吸光度測定のフローを示す。また、図１２に吸光度の時間変化、溶液／試料の分注タイミング及び測光タイミングの例を示す。

性能チェック用カートリッジに貼付されたドットコードシールには、上記「（５）第一試薬の必要量と分注タイミング」として「２００μｌ／最初の試薬分注から０分後」、「（６）第二試薬の必要量と分注タイミング」として「５０μｌ／最初の試薬分注から７分３０秒後」、（８）測光方式として「２ポイントエンド方式」、「（９）測光タイミング」として「最初の試薬分注から７分後／１２分３０秒後」、「（１０）測光の主波長／副波長」として「主波長４０５ｎｍ／副波長８００ｎｍ」、「（１２）分析の種類」として「性能チェック１」、「（１３）吸光度差の上限値」として「０．５５Ａｂｓ」、「（１４）吸光度差の下限値」として「０．４５Ａｂｓ」が、すなわちチェック手順や判定基準などに関する情報が格納されている。

ドットコードシールから読み取られ、ＲＡＭ３３に格納されている情報に従って、メイン制御部１０は装置各部を制御して、まず、第１試薬キュベット内の溶液を測光キュベットへ分注する（Ｓ５１）。ここでは、試薬カートリッジの第１試薬キュベットの中心を吸引部４４に合わせるようにローター１６を回転する。その後、アーム１８を回転させてプローブ１９を吸引部４４に移動し、先端がシールを貫通して第１試薬キュベットに挿入されるようにプローブ１９を下降させ、第１試薬キュベットから２００μｌの溶液を吸引する。続いて、測光キュベットの中心を吸引・吐出部４５に合わせるようにローター１６を回転する。その後、プローブ１９を吸引・吐出部４５に移動し、プローブ１９を下降させる。プローブ先端がシールを貫通して測光キュベットに挿入されたら、溶液を測光キュベットに吐出する。その後、洗浄ステーション２３へプローブを移動し、プローブ１９の内部・外部を精製水で洗浄する。

最初の溶液分注から７分後に、メイン制御部１０は装置各部を制御して、溶液が入った測光キュベットに対して吸光度測定を行う（Ｓ５２）。ここでは、性能チェック用カートリッジの測光キュベットの中心を光軸４７に合わせるようにローター１６を回転する。その後、光源部２７、光学系部２８、光検出部２９で構成される分光光度計により、主波長３４０ｎｍ／副波長８００ｎｍにて吸光度測定を行う。図１２に示した例の場合、測定結果は吸光度＝＋０．０１４０８Ａｂｓである。

最初の溶液分注から７分３０秒後に、メイン制御部１０は装置各部を制御して、第２試薬キュベット内の溶液を測光キュベットに分注する（Ｓ５３）。ここでは、性能チェック用カートリッジの第２試薬キュベットの中心を吸引部４６に合わせるようにローター１６を回転する。その後、プローブ１９を吸引部４６に移動して第２試薬キュベットから５０μｌの溶液を吸引する。次に、プローブ１９を上昇させた後、測光キュベットの中心を吸引・吐出部４５に合わせるようにローター１６を回転する。その後、アーム１８を回転させてプローブ１９を吸引・吐出部４５に移動し、溶液を測光キュベットに吐出する。続いて、測光キュベット内にある第１溶液と第２溶液の混合液をプローブ１９により吸引・吐出をすることで攪拌する。その後、洗浄ステーション２３へプローブを移動し、プローブ１９の内部・外部を精製水で洗浄する。

最初の溶液分注から１２分３０秒後に、メイン制御部１０は装置各部を制御して、第１溶液と第２溶液の混合液が入った測光キュベットに対して吸光度測定を行う（Ｓ５４）。ここでは、試薬カートリッジの測光キュベットの中心を光軸４７に合わせるようにローター１６を回転する。その後、光源部２７、光学系部２８、光検出部２９で構成される分光光度計により、主波長３４０ｎｍ／副波長８００ｎｍにて吸光度測定を行う。本例での測定結果は図１２より吸光度＝＋０．５２３５７Ａｂｓである。

２回測定した吸光度の差＋０．５２３５７−（＋０．０１４０８）＝＋０．５０９４９Ａｂｓを計算する（Ｓ５５）。

「CHECK1」のカートリッジに対する吸光度測定が終わると、「CHECK2」のカートリッジに対して吸光度測定を行う。

図１０に戻り、２個の性能チェック用カートリッジに対する吸光度測定が終わると、２つの吸光度差測定値をそれぞれの上下限値（閾値）と比較する（Ｓ４４）。
ここで、２つの吸光度差測定値が、性能チェック用カートリッジ後部のパネルから読み込まれたドットコードによって指定された上下限値から外れていた場合、メイン制御部１０は記憶部３４内の分析動作プロテクトに関するビットをセットし（Ｓ４５）、表示・操作部３２に、２つの吸光度差測定値、分析動作をプロテクトした旨、及びサービスセンターへの連絡を依頼する旨のメッセージを表示する（Ｓ４６）。また、２つの吸光度差測定値が、性能チェック用カートリッジ後部のパネルから読み込まれたドットコードによって指定された上下限値（閾値）の範囲内に収まっている場合には、表示・操作部３２に、性能チェック結果がＯＫである旨のメッセージと２つの吸光度差測定値を表示する（Ｓ４６）。

性能チェック結果は、日時、使用した性能チェック用カートリッジのシリアル番号とともに記憶部３４に保存される。外部プリンタ３５が接続されている場合は、チェック結果をプリントアウトすることができる。記憶部３４には、過去の性能チェック結果を記憶できるので、表示・操作部３２から過去の性能チェック結果を選択して外部プリンタから常時プリントアウトすることができる。

本実施例では、２つの吸光度差測定値とそれぞれの上下限値との比較のみで合否判定しているが、代わりに吸光度差測定値の比を上下限値（閾値）と比較して合否判定してもよい。濃度に対する吸光度の比例性は、ランベルト・ベールの法則に基づく定量分析において重要である。吸光度の比例性が悪くなる要因として、分光光度計における迷光などがある。吸光度の比例性は吸光度差比を計算することで評価できる。たとえば、本実施例で「CHECK2」カートリッジの吸光度差測定値が＋１．０３２４３Ａｂｓのとき吸光度差の比は２．０２６となり、吸光度差比の上下限値と比較して合否判定を行なうことも可能である。このときの上下限値（閾値）はドットコードに格納される。

また、性能チェック用カートリッジの種類は１種類でも３種類以上でもよい。３種類以上のときは吸光度差の比も複数種類得られるので、それぞれに対して上下限値を設定して合否判定を行なうことができる。

また、本実施例では通常分析と性能チェックを別々に実施したが、通常分析と自動分析装置の性能チェックを同時に行なうことも可能である。一例として、性能チェック専用カートリッジをローターに２個搭載（ローター上の場所は任意）した場合、通常分析用の試薬カートリッジをローターに最大３８個搭載することができ、性能チェックに続けて通常分析を処理することも容易に実現できる。この場合には、前述のように、分析前のカートリッジスキャンによって、ローター１６にセットされた試薬カートリッジの中に性能チェック用カートリッジが含まれていることが分かるので、メイン制御部１０は最初に分析すべきカートリッジとして性能チェック用カートリッジを指定し、他の試薬カートリッジを用いた分析に先行して、性能チェック用カートリッジを用いた分析を実行する。性能チェック結果は、通常分析結果と並列して表示される。性能チェック結果がＮＧの場合は、表示・操作部３２にその旨のメッセージを表示して通常分析を中止する。本例により、性能チェックのみを行なう時間を省略することができる。

本実施例のように、性能チェック専用のカートリッジを利用することで、従来の機械的チェックや電気的チェックでは判定できなかったシステム全体の性能チェックを、通常の分析動作と同様な方法で簡便に行なうことができる。

試薬カートリッジの例を示す斜視図。 試薬カートリッジの側面図。 本発明による自動分析装置の全体構成例を示す模式図。 本発明による自動分析装置の平面模式図。 自動分析装置の制御系のブロック図。 本発明の自動分析装置の動作フロー図。 吸光度測定の一例のフロー図。 通常分析における吸光度の時間変化、試薬／試料の分注タイミング及び測光タイミングの例を示す図。 各ハードウェアの制御シーケンス例を示す図。 本発明の性能チェックのフロー図。 吸光度測定の一例のフロー図。 性能チェックにおける吸光度の時間変化、試薬／試料の分注タイミング及び測光タイミングの例を示す図。

符号の説明

１０…メイン制御部、１１…ステップモーター、１２…回転制御用ステップモーター、１３…垂直移動制御用ステップモーター、１４…恒温槽制御部、１５…恒温槽、１６…ローター、１７…アーム制御部、１８…アーム、１９…プローブ、２０…ホームポジション、２１ａ〜２１ｄ…試料容器、２２ａ〜２２ｄ…洗浄液容器、２３…洗浄ステーション、２４…吸引・吐出部、２５…ポンプ部、２６…水タンク、２７…光源部、２８…光学系部、２９…光検出部、３１…ドットコード読み取り部、３２…表示・操作部、４４…第１試薬の吸引部、４５…測光キュベットに対する吸引・吐出部、４６…第２試薬及び第３試薬の吸引部、１０１…試薬カートリッジ、１０２…測光キュベット、１０３…第１試薬キュベット、１０４…第２試薬キュベット、１０５…第３試薬キュベット、１０６…パネル、１０７…ドットコードシール

Claims (9)

1. 第１試薬が封入された第１試薬キュベット、第２試薬が封入された第２試薬キュベット、測光キュベット、及び分析条件と吸光度に関する判定条件とを含む処理情報を記録した情報記録部を有する性能チェック用カートリッジを保持するカートリッジ保持部と、
   前記第１試薬と前記第２試薬とを前記測光キュベットへ分注するプローブと、
   光源、波長選択部、及び光検出器を有し、前記性能チェック用カートリッジの測光キュベットに対して吸光度測定を行う光学測定部と、
   前記性能チェック用カートリッジの前記情報記録部に記録された前記処理情報を取込む情報取込み部と、
   前記情報取込み部で取込まれた前記処理情報に応じて、前記プローブ及び前記光学測定部を制御する制御部と、
   前記光学測定部の出力に基づいて前記性能チェック用カートリッジの前記測光キュベット内の溶液の吸光度を算出する計算部と、
   前記算出された吸光度を前記情報取込み部で取込まれた前記判定条件と照合して許容範囲内にあるかどうかを判定する判定部とを有し、
   前記判定部は、前記性能チェック用カートリッジの前記測光キュベットに分注された前記第１試薬に対する吸光度と前記第１の試薬と前記第２の試薬の混合液に対する吸光度の差が前記許容範囲内にあるかどうかを判定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、前記判定部は、前記第２試薬キュベットに封入された第２試薬の濃度が異なる複数の性能チェック用カートリッジに対してそれぞれ得られる前記吸光度の差を前記判定条件と照合することを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項２記載の自動分析装置において、前記判定部は、前記吸光度の差に代えて、２種類の前記第２試薬の濃度に応じた前記吸光度の差の比を前記判定条件と照合することを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項１記載の自動分析装置において、表示部を有し、前記判定部は前記吸光度の差が許容範囲から外れているときに前記表示部に警告を表示することを特徴とする自動分析装置。
5. 測光キュベットと試薬が封入された試薬キュベットと情報記録部とを有する試薬カートリッジを複数保持して回転可能なローターと、
   前記ローターを回転駆動するローター駆動部と、
   前記試薬カートリッジの情報記録部から情報を読み取る情報読み取り部と、
   液体を吸引し吐出することのできる１本のプローブと、
   前記プローブを駆動するプローブ駆動部と、
   光源と波長選択部と光検出器を備え、前記試薬カートリッジの測光キュベットに対して吸光度測定を行う光学測定部と、
   前記情報読み取り部によって読み取った情報を記憶する記憶部と、
   装置各部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記情報読み取り部によって読み取った情報に基づいて前記ローターに保持された試薬カートリッジ中に装置の性能チェック用の試薬カートリッジがあることを検知したとき、当該性能チェック用の試薬カートリッジの情報記録部から読み取った処理情報に従って前記ローター駆動部、前記プローブ駆動部及び前記光学測光部を制御して当該性能チェック用の試薬カートリッジの第１試薬キュベットに封入された第１試薬を前記測光キュベットに分注して第１の吸光度測定を行い、その後、第２試薬キュベットに封入された第２試薬を前記測光キュベットに分注して前記第１試薬と前記第２試薬の混合液に対する第２の吸光度測定を行い、前記第１試薬に対する吸光度と前記第１試薬と前記第２試薬の混合液に対する吸光度の差を当該性能チェック用の試薬カートリッジの情報記録部から読み取った判定条件と照合して許容範囲内にあるかどうかを判定することを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項５記載の自動分析装置において、前記制御部は、前記性能チェック用の試薬カートリッジによる分析が最初に実行されるように装置各部を制御することを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項５記載の自動分析装置において、前記制御部は、前記第２試薬キュベットに封入された試薬の濃度が異なる複数の性能チェック用カートリッジから得られる複数の吸光度の差を前記判定条件と照合することを特徴とする自動分析装置。
8. 請求項７記載の自動分析装置において、前記複数の吸光度の差に代えて、２種類の前記試薬の濃度に応じた前記吸光度の差の比を前記判定条件と照合することを特徴とする自動分析装置。
9. 請求項５記載の自動分析装置において、表示部を有し、前記制御部は前記吸光度の差が許容範囲から外れているときに前記表示部に警告を表示することを特徴とする自動分析装置。

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