JPH04109168A

JPH04109168A - 化学分析装置

Info

Publication number: JPH04109168A
Application number: JP2225224A
Authority: JP
Inventors: Noritaka Ishizaki; 石崎　憲孝
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-08-29
Filing date: 1990-08-29
Publication date: 1992-04-10
Also published as: US5204626A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的コ（産業上の利用分野）この発明は、例えば生体からのサンプリング試料を試薬
と混合させ、この際の混合体の反応結果を分光分析する
化学分析装置に係り、特に試薬供給手段を改良した化学
分析装置に関するものである。

（従来の技術）この種の化学分析装置の代表例が第４図に示されている
。すなわち、サンプリングディスク１は患者から抽出さ
れた試料を収納した多数本の試料容器２を支持し、図示
しないモータによって回転制御される。また、反応部３
は多数本の反応セル（反応管）４を円周上に配列して備
え２図示しない回転機構によって所定のピッチで間欠駆
動される。更にまた、液体分注器５は、サンプリングデ
ィスク１に支持された試料容器２中の試料を反応部３内
の反応セル１５に注入するために、回転且つ昇降可能な
なアーム６の先端部にノズル７を備えると共に、このノ
ズルによる液体の吸引および吐出動作を行うポンプを内
蔵している。

また、撹拌部８は反応部３における反応セル４中の液体
の撹拌を行い、洗浄部９は反応セル４の洗浄を行う。更
にまた、測定部１２は反応セル４の移動径路を挾んで配
置された光源ランプ１０および光度計１１を備えている
。また図示されていないが、純水注入ノズルおよび純水
供給ポンプから成り、反応セル４への純水注入を目的と
した純水注入部も備えている。

反応部３における反応セル４に試薬を注入するための試
薬部１３は、リング状ホルダ１４中に多数の試薬ボトル
１５が収納され、そのホルダ１４のリング中心軸のまわ
りを回転可能にされたアーム１６の先端部に試薬注入ノ
ズル１７を取り付けて構成される。なお第４図では、各
種液圧回路系および信号処理系が省略されている。

ここで、上記した化学分析装置における試薬供給手段の
従来例について、更に詳細に説明する。

その従来例については種々の方法が知られているが、そ
れらの中でも代表的なもの２例について次に記述する。

（イ）チューブを通して試薬を順次送り出す後押し方式
。

（ロ）ノズルにて試薬を吸引、吐出するピペッティング
方式。

上記（イ）の後押し方式は、一端を試薬ボトル内の試薬
中に浸漬させたチューブの途中に、シリンダ等のポンプ
系と電磁弁、スライドバルブ等の切換弁系とを設け、他
端を反応セルの開口部に位置されるように構成されてい
る。このような構成によって、適量ずつの試薬が反応セ
ルの移動毎に順次押し出されることになる。

一方、上記（ロ）のピペッティング方式は、端がノズル
状とされた部材の他端をチューブを介してシリンジ等の
ポンプに直結して構成される。

従って、ノズルがまず反応セルと別個に設けられた試薬
ボトル内の試薬を吸引し、その後反応セル上に移動して
その試薬を吐出するように作動する。

この際の試薬ボトルには、固定式のものと、それらを回
転円盤上に配置した回転式のものとがある。

（発明が解決しようとする課題）上記した化学分析装置における従来の試薬供給手段のう
ちの後押し方式の場合には、チューブ内を試薬が連続的
に流れ、順次押し出されるものであるため、多量の試料
を高速処理するのに適しているが、次のような欠点もあ
る。すなわち、試薬チューブ内を試薬が連続的に流れる
ものであるため、装置による分析動作終了時において、
チューブ内に試薬がほとんどの場合残ってしまうことに
なる。そこで、そのような残留試薬の劣化に基づく悪影
響を取り除くために、チューブ内に残された旧試薬を、
例えば翌日の分析動作開始時点までに、試薬ボトル内の
新しい試薬と入れ替える必要がある。（これをブライミ
ング作業と称している）このようなブライミング作業が
必要とされるために、装置は毎日長い立ち上げ時間を必
要とすることになり、また無駄に捨てられる試薬量が増
大する等の欠点があった。

またピペッティング方式の場合には、上記した構成によ
って後押し方式で必要とされるブライミング作業が不要
であるため、装置の立ち上げ時間を短縮することができ
、また試薬の無駄使いを減らすことができる等の特徴が
あるが、次のような欠点もある。すなわち、一般的に水
平面上で且つ円周上に配列された反応セルに試薬注入す
る必要があるため、必然的に試薬ボトルも同一平面上に
配列しなければならない。従って、もし検査すべき対象
試料が多量にある場合には必然的に多量の試薬を必要と
する。この場合、試薬ボトルの容量を増加させるために
反応セルの配列水平面上での占有面積を拡張するか、そ
れの深さ方向を延長するしかない。しかし、前者の場合
には装置の設置面積が拡大されることになり、また後者
の場合には試薬ノズルの昇降移動距離が増加し、分析所
要時間がその分だけ延長されることになる等の欠点があ
った。

この発明は上記した課題を解決するためになされたもの
で、その目的とするところは、装置の設置面積を増加さ
せることなく、試薬容器の容量を増大させ得、且つ総分
析所要時間（サイクルタイム）を短縮することかできる
化学分析装置を提供するにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明は、上記目的を達成するために、試料に試薬を
混合させ、この混合体の反応結果を分光分析する化学分
析装置において、複数の反応セルを有する反応部と、水
平面に対して直交または傾斜する方向に延在する立体空
間内に複数の試薬容器を分配配置し、所望の試薬容器を
順次試薬注入位置に移動制御する試薬部と、この試薬部
の試薬容器内の試薬を前記反応部の反応セル内に注入す
る手段とを備えたことを特徴とする化学分析装置である
。

（作用）反応部の反応セルに試薬部の試薬を供給する際、まず試
薬部において所望の試薬容器を試薬供給位置に移動させ
、この状態でその試薬容器内の試薬を例えばピペッティ
ング手段によって反応セルに供給する。

この場合、複数の試薬容器が水平面に対して直交または
傾斜する方向に延在する立体空間内に分配配置される。

従って、水平面にそれらが分配配置される従来装置のも
のに比較して、試薬容器の容量、個数等を装置全体を大
形化することなく増加させることができる。

（実施例）この発明の一実施例の構成について第１図乃至第３図を
参照して説明する。この実施例は生化学分析装置に適用
されたものであり、まずその装置の平面図である第１図
を参照して説明する。

第１図において、図示左端側に被検者から予め採取され
た例えば血液、尿等の試料を収容する複数の試料容器（
サンプル管）２１を保持したサンプルラック２２が配列
されている。図示の例ではラック毎に５個のサンプル管
が保持され、それらのラック２２は２つのグループ２３
．２４に分割配列されている。すなわち、グループ２４
に属するサンプルラック２２は未検査のサンプル管２１
を、またグループ２３に属するサンプルラック２２は検
査済のサンプル管２１を保持している。

サンプルラック群２４の図示右隣りの点線で描記された
部分については、後に記述するものとする。その点線描
記部分の更に右隣りに、環状の反応部（反応槽）２５が
設けられる。この反応槽の環状部分には、例えば４チヤ
ンネルの反応ラインを備えたもの、すなわち４列の反応
容器（反応セル）２６群が環状ラック２７によって支持
され、配列されている。これらの反応セル２６群は図示
しないモータ等の駆動装置によって、後に詳述するよう
にラック２７ごと回転される。

反応槽２５の更に図示右側、すなわち装置全体の図示右
端部に試薬部（試薬庫）２８が設けられる。この試薬庫
は、複数本（例えば４本、この本数は反応ラインのチャ
ンネル数と一致される。）の試薬容器（試薬ボトル）２
９を保持した複数個（例えば８個）の試薬ボトル支持器
（ホルダ）３０を備えている。

また、これらの試薬ボトル支持器は、第２図に示すよう
に、水平軸３１のまわりを回転自在に支持されたドラム
３２の円周方向に等間隔に配置される。この場合、各試
薬ボトル支持器３０は、これらに保持される各試薬ボト
ル２９の各開口部がドラム３２が回転しても常に上方を
向くように、各軸３３によってドラムの各所定部に回転
自在に支持される。また、そのような動作が一層に実に
行われるように、ドラム３２と同期回転される補助リン
グ３４を設け、この補助リングの要所要所に各試薬ボト
ル支持器３０の底部に設けられた各連結部３５を連結す
る。すなわち、各試薬ボトル支持器３０が係止されるピ
ッチ円と同一径で、各試薬ボトル支持器３０の別の箇所
を回転自在に結合する。

第３図に示すように、回転ドラム３２にはモータ３εが
連結されている。また、４個の試薬ボトル２９と同数の
試薬ノズル４０が設けられ、これらは試薬庫２８の試薬
ボトル２９および反応槽２５の反応セル２６間を移動さ
れる。尚、各試薬ノズル４０同志間の間隔は、試薬ボト
ル２９同志間の間隔および反応セル２６同志間の間隔に
それぞ−れ対応させて変更させ得る。

上記した試薬庫２８と同様のものを、必要に応じて、サ
ンプルラック群２４と反応槽２５との間に設けることが
できる。この試薬庫を３７とする。

また、所望のサンプルラックを反応槽部に対して搬送す
るために、第１図に示された装置の図示上側に、その装
置の長手辺に平行する２つの搬送ライン３８．３９を設
ける。これらの搬送ラインは図示右端部で両者互いに連
結され、図示左端部において、サンプルラック群２３．
２４にそれぞれ連結されている。

次に上記した構成の動作について説明する。第１図にお
いて、未検査のサンプル管を保持したサンプルラック群
２４からサンプルラック２２を１つずつ搬送ライン３９
に送り込む。例えば、図示のように、サンプルラック群
２４の先頭のサンプルラック２　’２　ａが搬送ライン
３９を介して図示停止位置、すなわちサンプル吸引位置
まで送られる。

サンプルラック２２ａはそのサンプル吸引位置で、図示
しない１個または複数のサンプルノズルによってサンプ
ル管２１中のサンプルが吸引され、反応槽２５内の恒温
状態に置かれた所定の反応セル２６内に注入される。こ
こで、反応セル２６は図示のように例えば４チヤンネル
構成とされ、これらを支持する環状のラック２７の回転
運動によって所定のピッチで回転される。例えば、７秒
毎に各反応セル２６が１／３回転ずつ順次回転移動させ
られるごとくである。この場合、反応槽２５におけるＲ
１位置が第１試薬注入位置、Ｓａがサンプル注入位置、
Ｓｔｌが第１撹拌位置、Ｒ２が第２試薬の注入位置、Ｓ
ｉ２が第２撹拌位置、Ｗａが洗浄位置、Ｍｅが測光位置
になっている。

反応セル２６には、まず第１試薬注入位置Ｒ１において
、試薬庫２８中の試薬が第３図に示された試薬ノズル４
０によって注入される。この際試薬庫２８では、回転ド
ラム３２が回転制御されて所望の試薬ボトル２９が第２
図に示す最上段に位置される。尚、回転ドラム３２の回
転によって各試薬ボトル２９が回転させられる時には、
回転ドラム３２と同期回転される補助リング３４の働き
によって、試薬ボトル２９の開口部が常に上方を向くよ
うにされる。従って、試薬ボトル２９の回転中であって
も、それから試薬がこぼれ出ることはない。

試薬を注入して反応セルが数回転した後に、サンプル注
入位置Ｓａでサンプル注入を行う。その後、ＳＴ１位置
で第１撹拌を実施し、Ｒ２位置で第２試薬注入を、Ｓｔ
２位置で第２撹拌を、Ｗａ位置で洗浄をそれぞれ実施す
る。この洗浄によって測定の１サイクルが終了するが、
その後は次のサンプルの測定のために再度第１試薬注入
位置Ｒ１まで戻り、同一サイクルが繰り返されることに
なる。１チヤンネルを構成するサンプル管２６の本数は
本例のように例えば１２１本であり、それぞれ１本ずつ
進段され、それぞれのサンプル管について最初の注入か
ら洗浄開始までの時間が反応時間になる。上記サイクル
中、各反応セル２６は回転を繰り返すが、それぞれの反
応結果は測光位置Ｍｅを通過する毎に観測され続ける。

尚、反応セル２６への試料の注入が終了したサンプルラ
ック３２は、搬送ライン３８を経てサンプルラック群２
３の収納箇所に返却される。

ここで、１チヤンネルで一時間当り例えば５００テスト
測定可能とすると、２チヤンネルではその倍の１．００
０テスト、４チヤンネルではその倍の２．０００テスト
が測定可能になる。また第１試薬庫２８において、各試
薬ボトルホルダ３０には４本ずつの試薬ボトル２９が保
持され、このような試薬ボトルホルダが回転ドラム３２
に８個取り付けられているので、試薬ボトルの総本数は
３２本となる。すなわち、この分だけで３２項目の試薬
がセット可能になる。尚また、第２試薬庫３７について
も第１試薬庫２Ｂと同一構成とすれば、その倍すなわち
６４項目の試薬セットが可能になる。

尚、この発明は上記した実施例に限定されるものではな
く、この発明の要旨を変更しない範囲内で適宜変更可能
である。例えば、上記実施例では試薬庫におけるドラム
回転軸が水平であったが、若干傾斜していてもよい。ま
た、上記実施例では試薬庫に設けられるドラムの数は１
個のみであったか、それを複数個設け、且つそれぞれ独
立駆動するようにすれば、試薬注入に関しランダムアク
セス性を増大できる。このように構成すれば、上記実施
例では試薬注入が決まりきった４項目単位であったのを
、任意の４項目単位とするこきができる。更にまた、上
記実施例では反応ラインのチャンネル数を４チヤンネル
としているが、それ以外の任意数とすることも可能であ
る。

［発明の効果コ以上記載したように、この発明の化学分析装置によれば
、水平面に直交または傾斜する方向に延在する立体空間
内に、複数の試薬容器を分配配置し、所望の試薬容器を
順次試薬注入位置に移動制御するようにしたので、装置
の設置面積を増加させることなく、試薬容器の容量を増
大させ得る。

また、この発明の装置によれば、反応セルへの試薬を注
入するための試薬注入ノズルの移動距離を短縮でき、試
薬ホルダによるアクセス効果と相まって、総分析所要時
間（サイクルタイム）を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す平面図、第２
図は第１図中の試薬庫の平面図、第３図は第２図に示す
試薬庫の縦断面図、第４図は従来装置の主要部の構成を
示す斜視図である。２１・・・サンプル管　　２２・・・サンプルラック２
５・・・反応槽　　　　２Ｇ・・・反応セル２７・−・
環状ラック　　２８．３７・・・試薬庫２９・・・試薬
ボトル　　３０・・・試薬ボトルホルダ３２・・・回転
ドラム代理人　弁理士　則　近　憲　佑代理人　弁理士　近　藤　　　猛第　　２図第　　３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）試料と試薬とを混合させ、その結果得られる混合
体の反応結果を分光分析する化学分析装置において、複
数の反応セルを有する反応部と、水平面に対して直交ま
たは傾斜する方向に延在する立体空間内に複数の試薬容
器を分配配置し、所望の試薬容器を順次試薬注入位置に
移動制御する試薬部と、この試薬部の試薬容器内の試薬
を前記反応部の反応セル内に注入する手段とを備えたこ
とを特徴とする化学分析装置。
（２）前記試薬部を水平軸または傾斜軸のまわりを回転
するドラムと、このドラムの回転円周上に係止される複
数の試薬容器支持器とで構成したことを特徴とする請求
項１に記載された化学分析装置。
（３）前記ドラムおよび前記試薬容器支持器を複数対備
えて成ることを特徴とした請求項２に記載された化学分
析装置。