JP6987298B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動分析装置に関する。

自動分析装置は、血液や尿等の検体に含まれる特定成分を自動的に定量あるいは定性分析するための装置である。自動分析装置による検体の分析には様々な試薬が用いられ、安定した分析結果を得るためには、蒸発乾燥による試薬の濃縮や埃等の混入による試薬の劣化を防ぐ必要がある。そこで分析に用いられる試薬は開閉可能な蓋を備えた試薬容器に収容され、状況に応じて試薬容器の蓋が開閉される。

特許文献1には、突出した爪部を有すると共に回転支点により開閉可能な蓋を備えた試薬容器と、試薬容器の蓋を開閉するための開閉部材とを相対移動させることにより、開閉部材を爪部や蓋に当接させて蓋を開閉させる自動分析装置が開示されている。

特開２０１０−１０１９１０号公報

しかしながら特許文献１では、容器の蓋の上面に開閉部材が当接するため、容器に収容される試薬や検体に係る情報が記入される蓋の上面が摩耗し、試薬や検体に係る情報を失う場合がある。また容器の蓋が閉め損ねられたまま容器が保管庫に収納されると、蓋と保管庫とが干渉しあい、いずれかに過剰な負荷がかかることがある。

そこで、本発明は、試薬や検体が収容される容器の蓋の閉め損ねがあった場合でも、蓋の上面を摩耗させることなく蓋を閉めることができる自動分析装置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、回転支点により開閉可能な蓋を有するとともに試薬や検体を収容する容器を収納する容器収納部と、前記容器収納部と相対移動することにより前記蓋を閉める蓋閉めガイド部を備える自動分析装置であって、前記蓋閉めガイド部は前記蓋の辺縁部に接触して前記蓋を閉めることを特徴とする。

本発明によれば、試薬や検体が収容される容器の蓋の閉め損ねがあった場合でも、蓋の上面を摩耗させることなく蓋を閉めることができる自動分析装置を提供することが可能となる。

自動分析装置の構成例を示す平面図。 自動分析装置に使用される試薬容器の概略構成図。 自動分析装置の主要部である試薬保管庫の構成例を示す平面図。 試薬ディスクカバーに設けられる蓋閉めガイド部の一例を示す図。 試薬ディスクカバーに設けられる蓋閉めガイド部の他の例を示す図。 試薬容器の蓋が閉じていく様子を示す平面図。 試薬容器の蓋が閉じていく様子を示す試薬容器の正面図。 試薬容器の蓋と蓋閉めガイド部との接触角度を説明する図。 蓋閉めガイド部と蓋との接触角度のいくつかの例について説明する図。 試薬容器を収納する試薬保管庫の断面概略図。

以下、添付図面に従って本発明に係る自動分析装置の好ましい実施例について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、図面は実施形態を模式的に表したものであり、現実の物体を簡略化して示す場合がある。

図１を用いて、血液や尿等の検体に含まれる特定成分を自動的に定量あるいは定性分析する自動分析装置１−１の全体構成の一例を説明する。自動分析装置１−１は、検体の分析に必要な作業が行われる作業台１−３と、作業台１−３に設けられる各部を制御する制御部１−２５を備える。作業台１−３には、試薬保管庫１−２、試薬分注部１−１３、ヒートブロック１−４、検体ラック搬送部１−５、検体分注部１−６、分注チップ・反応容器搬送部１−９、分析ユニット１−１４が設けられる。以下、各部について説明する。

試薬保管庫１−２は、分析に用いられる試薬を収容する試薬容器１−１５を所定の温度で保管するものであり、試薬ディスク１−２４と試薬ディスクカバー１−１６を有する。試薬ディスク１−２４は、複数の試薬容器１−１５を収納する。試薬ディスクカバー１−１６は試薬ディスク１−２４に被せられるカバーであり、試薬容器１−１５を試薬ディスク１−２４へ投入するための投入口１−１７と、試薬容器１−１５から試薬を分注するための分注孔１−１８を備える。試薬保管庫１−２の詳細は、図３を用いて後述する。

試薬分注部１−１３は、試薬保管庫１−２に保管される試薬容器１−１５から分注孔１−１８を介して試薬を吸引し、ヒートブロック１−４に搭載される空の反応容器１−１９に試薬を分注する。

ヒートブロック１−４は、反応容器１−１９を一定の温度で保持するとともに、回転運動により反応容器１−１９を円周方向に移動させ、検体分注部１−６や試薬分注部１−１３がアクセス可能な位置へ配置する。

検体ラック搬送部１−５は、検体が収容される複数の検体容器１−２１を搭載する検体ラック１−２０を搬送し、検体分注部１−６がアクセス可能な位置に検体容器１−２１を配置する。

検体分注部１−６は、検体容器１−２１に収容される検体を吸引し、ヒートブロック１−４に搭載される反応容器１−１９に検体を分注する。検体を分注するときの異物混入を防ぐため、検体分注部１−６は検体を分注する度に検体分注チップ１-２３を付け替えて用いる。使用後の検体分注チップ１-２３および反応容器１−１９は廃棄孔１−８へ廃棄される。

分注チップ・反応容器搬送部１−９は、分注チップ・反応容器搭載部１−７に搭載される検体分注チップ１−２３と反応容器１−１９を搬送し、チップ装着位置１−１０に検体分注チップ１-２３を、ヒートブロック１−４に反応容器１−１９をそれぞれ配置する。なお分注チップ・反応容器搭載部１−７には保持部材１−２２が架設され、保持部材１−２２に未使用の検体分注チップ１−２３と反応容器１−１９が収納される。

分析ユニット１−１４は、反応容器攪拌部１−１１によって攪拌された後、反応液吸引部１−１２によって反応容器１−１９から吸引される反応液を分析し、分析結果を出力する。

制御部１−２５は、キーボードやタッチパネル等を介して操作者が入力した分析依頼を受けて分析計画を作成し、分析計画に基づいて制御信号を送信することにより作業台１−３に設けられる各部の動作を制御する。制御部１−２５は、分析依頼に係る情報や分析パラメータ、分析結果等を記憶する記憶部を備えていても良い。

図２を用いて、試薬や検体を収容する容器の一例として試薬容器１−１５を説明する。図２（ａ）と図２（ｂ）は、試薬容器１−１５が有する蓋２−１が開いた状態の平面図と正面図である。また図２（ｃ）と図２（ｄ）は、蓋２−１が閉じた状態の平面図と正面図である。なお図２では、蓋２−１にハッチングをつけて見やすくしている。

試薬容器１−１５は、蓋２−１とともに、ヒンジ２−２、試薬収容部２−３を有する。ヒンジ２−２は、開閉可能な蓋２−１を支持する回転支点である。試薬収容部２−３は試薬が収容される空間である。蓋２−１が閉じられることにより、試薬収容部２−３に収容される試薬の蒸発乾燥や試薬への埃等の混入を防止できる。なお試薬収容部２−３には、試薬の代わりに検体が収容されても良い。

図３を用いて、試薬保管庫１−２について詳細に説明する。試薬保管庫１−２は、前述のように、試薬容器１−１５を収納する試薬ディスク１−２４と、投入口１−１７と分注孔１−１８を備える試薬ディスクカバー１−１６を有する。

試薬ディスク１−２４は、図示しないモータ等に接続されるシャフト３−１を備え、モータ等の駆動力により回転するシャフト３−１を回転軸としてｘ−ｙ平面上を回転する。なお試薬ディスク１−２４に被せられる試薬ディスクカバー１−１６はシャフト３−１が回転しても回転しない。試薬ディスク１−２４の回転により、投入口１−１７から投入される試薬容器１−１５を分注孔１−１８の直下に配置したり、初期位置に戻したりできる。また操作者がシャフト３−１または試薬ディスク１−２４を所望の位置まで手動で回転させることもできる。なお試薬ディスク１−２４に収納される試薬容器１−１５は、試薬ディスク１−２４の径方向に対して一定の傾斜角度をもって配置される。傾斜角度が０度のとき、試薬容器１−１５は試薬ディスク１−２４の径方向と平行に配置される。

試薬ディスクカバー１−１６は、投入口１−１７及び分注孔１−１８とともに、蓋開閉部３−２と投入口蓋３−３を備える。蓋開閉部３−２は、試薬容器１−１５の蓋２−１を開閉するための爪を有しており、分注孔１−１８の直下に配置される試薬容器１−１５の蓋２−１を、試薬分注部１−１３による試薬吸引中には開いた状態にし、試薬吸引後には閉じた状態にする。投入口蓋３−３は投入口１−１７に被せられる蓋であり、図３には投入口蓋３−３が開けられた状態が示される。

図４を用いて、試薬ディスクカバー１−１６の一例について説明する。図４（ａ）は試薬ディスク１−２４の側から見た試薬ディスクカバー１−１６の平面図、つまり図３の試薬ディスクカバー１−１６の裏面である。また図４（ｂ）は、図４（ａ）中の直線４−５で切断した断面図である。

試薬ディスク１−２４に相対する試薬ディスクカバー１−１６の面には、蓋２−１の辺縁部に接触することにより蓋２−１を閉める蓋閉めガイド部４−１が試薬ディスクカバー１−１６の周方向に沿うように投入口１−１７の両側に設けられる。なお蓋閉めガイド部４−１と蓋２−１との接触角度４−４は、両者が接触する点を始点とする、ヒンジ２−２の回転軸方向の半直線４−２と蓋閉めガイド部４−１の接線方向の半直線４−３とにより挟まれる角度である。接触角度４−４の大きさは、試薬ディスク１−２４の径方向に対する試薬容器１−１５の傾斜角度に応じて設定される。また図４（ｂ）に示されるように、蓋閉めガイド部４−１は試薬ディスクカバー１−１６に埋設され、凹形状を有する。蓋閉めガイド部４−１が凹形状を有する場合、試薬保管庫１−２の中の容積が小さくなるので、収納される試薬容器１−１５を所定の温度に保ちやすくなる。

試薬ディスク１−２４が回転することにより、試薬容器１−１５が蓋閉めガイド部４−１へ向かって移動し、開いた状態の蓋２−１の辺縁部に蓋閉めガイド部４−１が接触して蓋２−１が閉まる。すなわち蓋閉めガイド部４−１は、試薬に係る情報が記入される蓋２−１の上面に接触せずに蓋２−１を閉めることができる。図４（ａ）には、蓋閉めガイド部４−１と蓋２−１とが接触する様子を示すために、開いた状態の蓋２−１の一つを示した。

なお投入口１−１７の両側に蓋閉めガイド部４−１が設けられることにより、試薬ディスク１−２４がどちらの方向に回転しても蓋２−１を閉めることができる。また蓋閉めガイド部４−１は分注孔１−１８の近傍に設けられても良い。分注孔１−１８の近傍に蓋閉めガイド部４−１が設けられることにより、試薬吸引後に蓋開閉部３−２が蓋２−１を閉め損ねた場合にも、蓋閉めガイド部４−１によって蓋２−１が閉じられる。

図５を用いて、試薬ディスクカバー１−１６の他の例について説明する。図５（ａ）は、図４（ａ）と同様に、試薬ディスク１−２４の側から見た試薬ディスクカバー１−１６の平面図である。また図５（ｂ）は、図５（ａ）中の直線４−５で切断した断面図である。図５に示す試薬ディスクカバー１−１６にも、試薬ディスク１−２４に相対する面に蓋閉めガイド部４−１が設けられる。なお図５（ｂ）に示されるように、本例の蓋閉めガイド部４−１は、試薬ディスクカバー１−１６から突出し、凸形状を有する。凸形状を有する蓋閉めガイド部４−１は、試薬ディスクカバー１−１６とは別個に製作できるので、蓋閉めガイド部４−１と蓋２−１との接触角度４−４が調整しやすい。

図６及び図７を用いて、試薬容器１−１５の蓋２−１が閉じていく様子について説明する。図６は平面図、図７は試薬容器１−１５の正面図であり、一つの蓋閉めガイド部４−１だけを図示している。図６（ａ）及び図７（ａ）から図６（ｄ）及び図７（ｄ）へ進むにつれ、試薬ディスク１−２４の回転にともなって試薬容器１−１５が矢印６−１の方向へ移動経路６−２に沿って移動する。なお試薬ディスク１−２４の回転は、モータ等の駆動力によるものであっても手動によるものであっても良い。また試薬ディスク１−２４の回転の代わりに、試薬ディスクカバー１−１６を回転させても良く、試薬容器１−１５の蓋２−１と蓋閉めガイド部４−１とが相対移動すれば良い。以下、順を追って説明する。

図６（ａ）及び図７（ａ）では、蓋２−１が開いた状態であり、蓋閉めガイド部４−１は蓋２−１から離れている。なお蓋２−１が開いた状態における蓋２−１の開き角、すなわち試薬容器１−１５の上面であるｘ−ｙ面と蓋２−１とのなす角は、図７（ａ）に示されるような９０度に限らず、１８０度未満であれば良い。試薬ディスク１−２４の回転によって試薬容器１−１５が蓋閉めガイド部４−１に向かって移動すると、図６（ｂ）及び図７（ｂ）では、蓋２−１の辺縁部に蓋閉めガイド部４−１が接触し、蓋２−１に対し矢印６−３の方向への力が作用し始める。試薬ディスク１−２４がさらに回転すると、図６（ｃ）及び図７（ｃ）では、蓋閉めガイド部４−１による矢印６−３の方向への力が蓋２−１に対して作用し続けることにより、蓋２−１が閉まりかける。図６（ｄ）及び図７（ｄ）では、試薬容器１−１５が蓋閉めガイド部４−１の位置を通り過ぎて蓋２−１が閉まりきった状態である。

なお、蓋閉めガイド部４−１と蓋２−１とが接触している間、両者の接触角度４−４が鋭角になるように蓋閉めガイド部４−１は設けられることが好ましい。接触角度４−４が鋭角であることにより、蓋閉めガイド部４−１は蓋２−１の上面に当接せずに、蓋２−１の辺縁部に接触して、蓋２−１に対し矢印６−３の方向への力を作用させる。すなわち、試薬や検体に係る情報が記入される蓋２−１の上面を摩耗させることなく、蓋２−１を閉めることができる。

図８を用いて、蓋閉めガイド部４−１と蓋２−１との接触角度４−４について説明する。なお図８は、図６（ｂ）から蓋閉めガイド部４−１と蓋２−１とともに、接触角度４−４と矢印６−３を抜き出した図である。接触角度４−４をθ_０、蓋閉めガイド部４−１が蓋２−１に及ぼす垂直抗力をＦ_ｖとすると、Ｆ_ｖはＦ_ｖｃｏｓθ_０とＦ_ｖｓｉｎθ_０の成分に分けられる。Ｆ_ｖｃｏｓθ_０は蓋２−１を閉める方向である矢印６−３の方向の成分であり、Ｆ_ｖｓｉｎθ_０は矢印６−３と垂直な方向の成分である。Ｆ_ｖｓｉｎθ_０はヒンジ２−２の回転軸と平行な成分でもあるので、ヒンジ２−２への負荷を低減するには、Ｆ_ｖｓｉｎθ_０をより小さくするのが好ましい。また蓋２−１を閉める方向の成分を大きくするにはＦ_ｖｃｏｓθ_０をより大きくするのが好ましい。したがって、θ_０、すなわち接触角度４−４を小さくすることが好ましい。なお、蓋閉めガイド部４−１と蓋２−１との相対移動にかかわるトルクを調整し、垂直抗力Ｆ_ｖを制御しても良い。

図９を用いて、蓋閉めガイド部４−１と蓋２−１との接触角度４−４のいくつかの例について説明する。なお蓋閉めガイド部４−１と蓋２−１とは相対移動するので、図９では固定される試薬容器１−１５に対して、蓋閉めガイド部４−１が矢印７−１の方向に点７−２を回転中心として回転する場合について説明する。また蓋閉めガイド部４−１の傾きをθ_１、試薬容器１−１５の傾きをθ_２とする。図９（ａ）と図９（ｂ）は、点７−２の側に蓋２−１が閉まる場合であり、試薬容器１−１５の中心７−３と点７−２を結ぶ直線７−４から反時計回りをθ_１の正方向、直線７−４と垂直な直線７−５から時計回りをθ_２の正方向とする。図９（ｃ）と図９（ｄ）は、点７−２とは反対側に蓋２−１が閉まる場合であり、直線７−４から時計回りをθ_１の正方向、直線７−５から反時計回りをθ_２の正方向とする。いずれの場合も、０≦θ_１≦π、０≦θ_２≦２πであり、接触角度４−４であるθ_０は、（θ_１＋θ_２）／πの商を整数としたときの余りであり、θ_０＝θ_１＋θ_２［ｍｏｄ π ｒａｄ］とする。

図１０を用いて、試薬保管庫１−２の中の好ましい高さについて説明する。図１０は試薬保管庫１−２の断面図であり、試薬容器１−１５を収納する試薬ディスク１−２４が基部９−４の中に納められ、基部９−４及び試薬ディスク１−２４が試薬ディスクカバー１−１６により覆われる。また試薬ディスクカバー１−１６の投入口１−１７は投入口蓋３−３により閉じられた状態である。なお投入口蓋３−３が開けられた状態は二点鎖線で示される。

試薬ディスク１−２４の内側の底面９−１から投入口蓋３−３までの距離９−２は、開いた状態の蓋２−１の上端から底面９−１までの距離９−３よりも長いことが好ましい。距離９−２を距離９−３よりも長くすることにより、開いた状態の蓋２−１と投入口蓋３−３とが接触せずに済む。すなわち試薬容器１−１５の蓋２−１の閉め損ねがあった状態で、投入口蓋３−３が閉じられたとしても、試薬容器１−１５と試薬保管庫１−２とが干渉せずに済み、蓋２−１に意図しない負荷がかかることを防げる。

以上、本発明の実施例について説明した。本発明は上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形しても良い。例えば、容器と蓋閉めガイド部との相対移動は回転に限らず、任意の線状移動による相対移動であっても良い。また試薬や検体が収容される容器に限らず、回転支点により開閉可能な蓋を有する容器であれば本発明は適用可能である。また、上記実施例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、上記実施例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。

１−１：自動分析装置、１−２：試薬保管庫、１−３：作業台、１−４：ヒートブロック、１−５：検体ラック搬送部、１−６：検体分注部、１−７：分注チップ・反応容器搭載部、１−８：廃棄孔、１−９：分注チップ・反応容器搬送部、１−１０：チップ装着位置、１−１１：反応容器攪拌部、１−１２：反応液吸引部、１−１３：試薬分注部、１−１４：分析ユニット、１−１５：試薬容器、１−１６：試薬ディスクカバー、１−１７：投入口、１−１８：分注孔、１−１９：反応容器、１−２０：検体ラック、１−２１：検体容器、１−２２：保持部材、１−２３：検体分注チップ、１−２４：試薬ディスク、１−２５：制御部、２−１：蓋、２−２：ヒンジ、２−３：試薬収容部、３−１：シャフト、３−２：蓋開閉部、３−３：投入口蓋、４−１：蓋閉めガイド部、４−２：半直線、４−３：半直線、４−４：接触角度、４−５：直線、６−１：矢印、６−２：移動経路、６−３：矢印、７−１：矢印、７−２：点、７−３：中心、７−４：直線、７−５：直線、９−１：底面、９−２：距離、９−３：距離、９−４：基部

Claims (6)

1. 回転支点により開閉可能な蓋を有するとともに試薬や検体を収容する容器を収納する容器収納部と、前記容器収納部と相対移動することにより前記蓋を閉める蓋閉めガイド部を備える自動分析装置であって、
   前記蓋閉めガイド部は前記蓋の上面には接触せず、前記蓋の辺縁部に接触して前記蓋を閉めることを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１に記載の自動分析装置であって、
   前記蓋閉めガイド部と前記辺縁部が接触するときに、前記蓋閉めガイド部と前記蓋との接触角度が鋭角であることを特徴とする自動分析装置。
3. 回転支点により開閉可能な蓋を有するとともに試薬や検体を収容する容器を収納する容器収納部と、前記容器収納部と相対移動することにより前記蓋を閉める蓋閉めガイド部を備える自動分析装置であって、
   前記蓋閉めガイド部は前記蓋の辺縁部に接触して前記蓋を閉め、
   前記蓋閉めガイド部と前記辺縁部が接触するときに、前記蓋閉めガイド部と前記蓋との接触角度が鋭角であり、
   前記容器収納部を覆うとともに、前記容器収納部と相対移動するカバーをさらに備え、
   前記蓋閉めガイド部は前記カバーに設けられ、
   前記容器収納部の移動方向が複数あり、移動方向毎に前記蓋閉めガイド部が設けられることを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項３に記載の自動分析装置であって、
   前記蓋閉めガイド部は前記カバーに埋設されていることを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項３に記載の自動分析装置であって、
   前記蓋閉めガイド部は前記カバーから突出していることを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項３に記載の自動分析装置であって、
   前記カバーは、前記容器が投入される投入口と、前記投入口に被せられる投入口蓋を備え、
   前記容器収納部の底面から前記投入口蓋までの距離は、開いた状態の前記蓋の上端から前記容器収納部の底面までの距離よりも長いことを特徴とする自動分析装置。

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