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WO2012074087A1 - 自動分析装置 - Google Patents

自動分析装置 Download PDF

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Publication number
WO2012074087A1
WO2012074087A1 PCT/JP2011/077902 JP2011077902W WO2012074087A1 WO 2012074087 A1 WO2012074087 A1 WO 2012074087A1 JP 2011077902 W JP2011077902 W JP 2011077902W WO 2012074087 A1 WO2012074087 A1 WO 2012074087A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light receiving
light
receiving element
wavelength
wavelength band
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/077902
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佳名子 岩村
省一 金山
Original Assignee
株式会社 東芝
東芝メディカルシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社 東芝, 東芝メディカルシステムズ株式会社 filed Critical 株式会社 東芝
Priority to CN201180003355.0A priority Critical patent/CN102640005B/zh
Priority to US13/401,047 priority patent/US9933358B2/en
Publication of WO2012074087A1 publication Critical patent/WO2012074087A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/251—Colorimeters; Construction thereof
    • G01N21/253—Colorimeters; Construction thereof for batch operation, i.e. multisample apparatus
    • G—PHYSICS
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    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/025—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations having a carousel or turntable for reaction cells or cuvettes
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    • G01N2035/0439—Rotary sample carriers, i.e. carousels
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    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/127—Calibration; base line adjustment; drift compensation

Definitions

  • This embodiment relates to an automatic analyzer.
  • the automatic analyzer disperses the light transmitted through the mixed solution of the sample and the reagent with the spectroscope, and receives the light from the spectroscope with the light receiving unit.
  • the wavelength of the light from the spectroscope varies depending on the physical position.
  • the light receiving unit has a plurality of light receiving elements. Each light receiving element receives light with a wavelength corresponding to the arrangement position.
  • the light receiving element When the device is assembled, the light receiving element may be displaced from its original position. This is called a wavelength accuracy shift. When the wavelength accuracy deviation occurs, the position of the light receiving element is adjusted. However, adjusting the position of the light receiving element is a great effort for the user.
  • the purpose is to provide an automatic analyzer capable of reducing the labor for adjusting the position of the light receiving element.
  • the automatic analyzer includes a light source that generates light, a spectroscope that decomposes light generated from the light source and transmitted through a mixed solution of a sample and a reagent for each wavelength, and light from the spectroscope.
  • Each of the plurality of light receiving elements receives light related to a wavelength band corresponding to an arrangement position, and generates a signal corresponding to the received light; and
  • a storage unit that associates and stores a plurality of light receiving element identifiers and a plurality of wavelength band identifiers related to a plurality of light receiving elements, and a wavelength band identifier of a wavelength band corresponding to the measurement item of the sample from the plurality of light receiving elements.
  • a selection unit that selects a specific light receiving element corresponding to the associated specific light receiving element identifier; and a calculation unit that calculates an absorbance related to the measurement item based on a signal from the selected specific light receiving element. That.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an automatic analyzer according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the structure of the optical system included in the photometry unit of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an arrangement mode of light receiving elements included in the light receiving unit in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a diagram showing the overall configuration of the photometry unit of FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing a typical flow of processing in the element / wavelength database creation stage of the automatic analyzer according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the association between the identifier of the light receiving element and the identifier of the wavelength band performed by the setting unit in FIG.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an automatic analyzer according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the structure of the optical system included in the photometry unit of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an arrangement mode of light receiving elements included in the
  • FIG. 7 is a diagram showing a typical flow of processing in the photometric stage of the automatic analyzer according to the present embodiment.
  • FIG. 8 is used for the absorbance calculation in step SB3 of FIG.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a typical flow of processing in the photometry stage of the automatic analyzer according to the first modification of the present embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an overall configuration of a photometry unit according to the second modification of the present embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an automatic analyzer 100 according to the present embodiment.
  • a reaction disk 20 is provided at a substantially central portion of the stage of the automatic analyzer 100.
  • the reaction disk 20 holds a plurality of reaction vessels (reaction cells) 22 arranged on the circumference.
  • the reaction disk 20 repeats rotation and stop in a predetermined cycle.
  • a disk-shaped sample disk 30 In the vicinity of the reaction disk 20, a disk-shaped sample disk 30 is provided.
  • the sample disk 30 holds a plurality of sample containers 32 arranged concentrically. A sample is stored in the sample container 32.
  • the sample disk 30 rotates around the rotation axis, and the sample container 32 in which the sample to be dispensed is stored is arranged at the sample suction position on the sample disk 30.
  • the first reagent storage 40 has a disk-shaped first reagent disk.
  • the first reagent disk holds a plurality of first reagent containers 42 arranged concentrically.
  • the first reagent container 42 contains a first reagent that chemically reacts with a component corresponding to each measurement item included in the sample.
  • the first reagent disk rotates about the rotation axis, and the first reagent container 42 containing the first reagent to be dispensed is arranged at the first reagent suction position on the first reagent storage 40.
  • the second reagent storage 50 is disposed inside the reaction disk 20.
  • the second reagent storage 50 has a disk-shaped second reagent disk.
  • the second reagent disk holds a plurality of second reagent containers 52 arranged on the circumference.
  • the second reagent container 52 stores a second reagent corresponding to the first reagent.
  • the second reagent disk rotates about the rotation axis, and the second reagent container 52 containing the second reagent to be dispensed is disposed at the second reagent suction position on the second reagent storage 50.
  • a sample arm 34 is disposed between the reaction disk 20 and the sample disk 30.
  • a sample probe 36 is attached to the tip of the sample arm 34.
  • the sample probe 36 sucks and discharges a sample by an electric pump (not shown).
  • the sample arm 34 rotates the sample probe 36 between the sample suction position on the sample disk 30 and the sample discharge position on the reaction disk 20.
  • the sample arm 34 moves the sample probe 36 up and down.
  • a first reagent arm 44 is disposed between the reaction disk 20 and the first reagent storage 40.
  • a first reagent probe 46 is attached to the tip of the first reagent arm 44.
  • the first reagent probe 46 sucks and discharges the first reagent by a pump (not shown).
  • the first reagent arm 44 rotates the first reagent probe 46 between the first reagent suction position on the first reagent storage 40 and the first reagent discharge position on the reaction disk 20.
  • the first reagent arm 44 moves the first reagent probe 46 up and down.
  • a second reagent arm 54 is disposed near the outer periphery of the reaction disk 20.
  • a second reagent probe 56 is attached to the tip of the second reagent arm 54.
  • the second reagent probe 56 sucks and discharges the second reagent by a pump (not shown).
  • the second reagent arm 54 rotates the second reagent probe 56 between the second reagent suction position on the second reagent storage 50 and the second reagent discharge position on the reaction disk 20.
  • the second reagent arm 54 moves the second reagent probe 56 up and down.
  • a stirring unit arm 60 is provided in the vicinity of the outer periphery of the reaction disk 20.
  • the stirring unit 60 stirs the mixed solution of the sample and the first reagent in the reaction cell 22 at the stirring position on the reaction disk 20 and the mixed solution of the sample, the first reagent, and the second reagent with the stirring bar 62.
  • the photometry unit 1 is provided inside the stage.
  • the photometry unit 1 performs photometry in order to calculate the absorbance related to the measurement item to be measured.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the structure of the optical system included in the photometry unit 1.
  • the photometry unit 1 is equipped with a light source 2 that generates light.
  • a lamp such as a halogen lamp or a tungsten lamp is used.
  • An LED light-emitting diode
  • the reaction cell 22 passes through a predetermined position (photometric position) PP in the optical system by the rotation of the reaction disk.
  • a heat ray absorption filter 3, a lens 4, and a slit 5 are provided in order from the lamp 2 side.
  • the heat ray absorption filter 3 appropriately absorbs infrared light mainly unnecessary for measurement from the lamp 2.
  • the lens 4 collects the light transmitted through the heat ray absorption filter 3.
  • the slit 5 limits the width of the light collected by the lens 4. The light that has passed through the slit 5 passes through the mixed liquid in the reaction cell 22.
  • the light transmitted through the liquid mixture is received by the light receiving unit 8 through various optical devices 6 and 7.
  • a slit 6 and a spectroscope 7 are provided in order from the photometric position PP side.
  • the slit 6 restricts the width of light transmitted through the mixed liquid in the reaction cell 22.
  • the spectroscope 7 separates the light that has passed through the slit 6.
  • a diffraction grating is employed as the spectroscope 7, for example.
  • the diffraction grating is constituted by, for example, a concave mirror having a plurality of grooves (grating lines) formed at equal intervals on a mirror surface.
  • the light applied to the diffraction grating is dispersed for each wavelength by the grating lines on the diffraction grating.
  • the light is decomposed into a plurality of light beams (monochromatic lights) related to a plurality of wavelengths by the diffraction grating.
  • a plurality of light beams (first-order diffracted light) from the diffraction grating are received by the light receiving unit 8.
  • the light receiving unit 8 is arranged on the optical path of a plurality of light beams (first-order diffracted light) from the spectroscope 7 so as to cover all the wavelength widths that can be used for absorbance calculation.
  • the light receiving unit 8 includes a plurality of light receiving elements.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the arrangement of the light receiving elements 81.
  • the plurality of light receiving elements 81 are two-dimensionally arranged on the base 82 of the light receiving unit 8 or the like.
  • a CCD image sensor or a photodiode array PDA: photo detector array
  • elements capable of photoelectric conversion such as a charge coupled device (CCD) and a photodiode are arranged two-dimensionally is used.
  • CCD charge coupled device
  • a photodiode an element sensitive to near ultraviolet light, visible light, or near infrared light is employed.
  • all the light receiving elements 81 included in the light receiving unit 8 have the same performance.
  • the one array direction of the light receiving elements 81 is parallel to the wavelength dispersion direction (spectrum array direction).
  • the wavelength dispersion direction is defined by the channel direction of the light receiving element 81.
  • 125 light receiving elements 81 (for 125 channels) are arranged along the channel direction.
  • the other arrangement direction of the light receiving elements 81 is parallel to, for example, a direction orthogonal to the channel direction and the optical axis direction of the first-order diffracted light from the spectrometer 7.
  • the wavelengths of the plurality of rays from the spectroscope 7 do not change along this orthogonal direction.
  • the light receiving elements 81 belonging to the same channel receive light having substantially the same wavelength.
  • a plurality of light receiving elements 81 belonging to the same channel will be referred to as a light receiving element array 83.
  • This orthogonal direction is referred to as the column direction.
  • the number of light receiving elements 81 arranged along the channel direction is not limited to 125, and may be 125 or more, such as 250, or 125 or less, such as 80.
  • the length of the light receiving surface in the channel direction of one light receiving element 81 is designed to be 1 to 4 nm, for example. Since the light receiving element 81 has a width whose length is not physically negligible, the light receiving element 81 cannot receive only a single wavelength, and a wavelength width corresponding to the length of the light receiving surface in the channel direction. The light inside is received. A wavelength range within a wavelength width centered on the center wavelength of light received by a single light receiving element 81 is referred to as a wavelength band. The wavelength band is determined according to the arrangement position of the light receiving element 81 in the space and the length of the light receiving surface in the channel direction.
  • the wavelength band is 338 nm to 342 nm.
  • all the light receiving elements 81 in the light receiving unit 8 have the same light receiving surface area. Therefore, it can be said that the wavelength band related to the light receiving element 81 is determined according to the arrangement position of the light receiving element 81 in the space.
  • the light receiving element 81 is connected to a signal line 84 for electrical connection with a subsequent amplifier.
  • the wavelength width of each light receiving element 81 corresponds to 4 nm. Therefore, when the light receiving elements 81 can be arranged without a gap, the width of the light receiving area of the light receiving elements 81 is preferably 4 nm. However, as shown in FIG. 3, the light receiving elements 81 are arranged with a gap 85 therebetween. The gaps 85 are set at equal intervals. If the gap 85 is too large, the probability that light having a desired wavelength is not received increases.
  • the light receiving elements 81 are arranged so that the light receiving area S1 of the light receiving elements 81 and the area S0 of the gap 85 along the channel direction satisfy (S1 / S1 + S0)) ⁇ 0.2. It is desirable that In other words, the gap 85 is preferably designed so that the wavelength width thereof is smaller than 20% of the wavelength width of the single light receiving element 81. In the present embodiment, the gaps 85 do not necessarily have to be arranged so as to satisfy (S1 / S1 + S0)) ⁇ 0.2, but are arranged so as to satisfy (S1 / S1 + S0)) ⁇ 0.5. It should be done.
  • the light receiving elements 81 may be arranged without a gap.
  • the subsequent absorbance calculation not only light of the measurement wavelength but also light of a predetermined wavelength width centered on the measurement wavelength is used. For example, light having a wavelength width of about ⁇ 10 nm around the measurement wavelength is used. Therefore, the output from four or five light receiving elements 81 along the channel direction for one measurement wavelength is used for the absorbance calculation.
  • the photometric unit 1 has a system control unit 10 as a center, a storage unit 11, a light receiving unit 8, an amplifier 12, a selection unit 13, an A / D converter 14, and an absorbance calculation unit. 15, a setting unit 16, an operation unit 17, and a display unit 18.
  • the storage unit 11 stores an identifier of a plurality of light receiving elements (hereinafter referred to as a light receiving element identifier) and an identifier of a plurality of wavelength bands (hereinafter referred to as a wavelength band identifier) in association with each other. .
  • a light receiving element identifier a plurality of light receiving elements
  • a wavelength band identifier a plurality of wavelength bands
  • the storage unit 11 typically stores a database (hereinafter referred to as an element / wavelength database) in which a light receiving element identifier and a wavelength band identifier are associated with each other.
  • the light receiving unit 8 includes a plurality of light receiving elements 81 arranged in a two-dimensional manner. Each light receiving element 81 receives a light beam relating to the wavelength band corresponding to the light receiving element 81 and generates an electrical signal corresponding to the intensity of the received light beam. A plurality of amplifiers 12 are connected to the plurality of light receiving elements 81 via signal lines 84, respectively.
  • the plurality of amplifiers 12 are provided, for example, on a single electronic substrate.
  • the amplifier 12 amplifies the electric signal from the light receiving element 81.
  • An A / D converter 14 is connected to the plurality of amplifiers 12 via a selection unit 13.
  • the selection unit 13 selects a light receiving element belonging to the wavelength band used for calculating the absorbance of the measurement item to be measured using the element / wavelength database. Specifically, the selection unit 13 sets the light receiving element 81 corresponding to the light receiving element identifier associated with the wavelength band identifier of the wavelength band corresponding to the measurement item of the sample on the element / wavelength database to the plurality of light receiving elements 81. Choose from. More specifically, the selection unit 13 is realized by the switching unit 131 and the collected data control unit 132. The switching unit 131 is provided between the light receiving unit 8 and the A / D converter 14.
  • the switching unit 131 switches the electrical connection between the plurality of light receiving elements 81 in the light receiving unit 8 and the A / D converter 14, and an electronic circuit element such as a multiplexer can be used.
  • the collected data control unit 132 controls the switching unit 131 to electrically connect the light receiving element 81 selected by the selection unit 13 and the A / D converter 14.
  • the A / D converter 14 performs A / D conversion on the analog electric signal from the amplifier 12 connected to the light receiving element 81 selected by the selection unit 13 to generate a digital electric signal.
  • An absorbance calculation unit 15 is connected to the A / D converter 14.
  • the absorbance calculation unit 15 calculates the absorbance related to the measurement item to be measured based on the digital electrical signal supplied from the A / D converter 14.
  • the setting unit 16 sets the association between the light receiving element identifier and the wavelength band identifier on the element / wavelength database in accordance with an instruction from the user via the operation unit 17.
  • the setting unit 16 can also change the association between the light receiving element identifier and the wavelength band identifier in accordance with an instruction from the user via the operation unit 17.
  • the operation unit 17 receives various commands and information input from the user.
  • a keyboard, a mouse, a switch, or the like can be used as appropriate.
  • the display unit 18 displays an element / wavelength database creation screen and a calculation result of absorbance.
  • a CRT display for example, a CRT display, a liquid crystal display, an organic EL display, a plasma display, or the like can be used as appropriate.
  • FIG. 5 is a diagram showing a typical flow of processing in the element / wavelength database creation stage.
  • the element / wavelength database is created when the photometry unit 1 is assembled or when there is a deviation in wavelength accuracy.
  • the light receiving unit 8 is set to a position where the light from the spectroscope 7 can be received. For example, if a wavelength band of 340 nm to 804 nm is essential for absorbance calculation, the light receiving unit 8 is installed at a position that can cover at least this wavelength band.
  • the light receiving unit 8 is preferably installed so as to cover a wavelength band wider than this wavelength band.
  • step SA1 when the light receiving unit 8 is installed, first, photometry is performed with light of a known wavelength. That is, light related to a known wavelength is generated from the lamp 2, and the light generated by the lamp 2 is irradiated to the light receiving unit 8 via the spectroscope 7 (step SA1).
  • the signal intensity of each light receiving element is measured, the light receiving sensitivity of each light receiving element with respect to a known wavelength is measured, and the light receiving element 81 that has received light is identified from among the plurality of light receiving elements 81 (step SA2).
  • the identification method of the light receiving element 81 is identified as follows, for example. First, the intensity of the electric signal from the plurality of light receiving elements 81 is monitored. Then, the light receiving element 81 that has generated an electric signal having an intensity greater than a predetermined threshold is specified as the light receiving element 81 that has received the light. Further, the light receiving sensitivity with respect to the known wavelength of each identified light receiving element is stored.
  • the light receiving sensitivity of the light receiving element 81 identified in step SA2 and the known wavelength is recorded in the element / wavelength database in the setting unit 16 in association with the light receiving element identifier and the wavelength band identifier of the wavelength band to which the known wavelength belongs (step SA3). ).
  • Step SA3 will be specifically described.
  • the display unit 18 displays an element / wavelength database creation screen.
  • Various GUIs and the like for associating the light receiving element identifier and the wavelength band identifier are arranged on the creation screen.
  • the wavelength band of light that can be received by the light receiving element is determined according to, for example, the known wavelength and the wavelength width corresponding to the size of the light receiving surface.
  • the user performs an operation of associating the light receiving element identifier specified in step SA1 with the wavelength band identifier related to the known wavelength via the operation unit 17.
  • the setting unit 16 associates the light receiving element identifier with the wavelength band identifier related to the known wavelength. Then, the setting unit 16 sets (records) the contents of this association in the element / wavelength database D1.
  • the same wavelength band is associated with the plurality of light receiving elements 81 belonging to the same channel.
  • this embodiment is not limited to this.
  • a plurality of wavelength bands may be associated with a plurality of light receiving elements 81 belonging to the same channel.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the association between the light receiving element identifier and the wavelength band identifier performed by the setting unit 16. As shown in FIG. 6, it is assumed that 125 light receiving elements 81 are arranged in the channel direction and five light receiving elements 81 are arranged in the column direction. For the association, names are set for the arrangement position in the channel direction and the arrangement position in the column direction.
  • the setting unit 16 When associating the same wavelength band identifier with a plurality of light receiving element identifiers related to the plurality of light receiving elements 81 to the same channel, that is, when associating the wavelength band with each light receiving element array 83, the setting unit 16 is configured as C1, C2, A wavelength band identifier is associated with a name (light receiving element identifier) such as C125.
  • the selection unit 13 selects the light receiving element array 83 by a name such as C1, C2,.
  • the setting unit 16 associates the wavelength band identifier with a name (light receiving element identifier) such as R1-C1, R1-C2,..., R5-C125.
  • the selection unit 13 selects the light receiving element 81 by a name such as R1-C1, R1-C2,..., R5-C125.
  • Steps SA1 to SA3 are repeated by changing the wavelength in order to associate the wavelength band identifiers with all the light receiving element identifiers.
  • the light having a known wavelength has a wavelength width of ⁇ 2 nm with respect to each central wavelength, and the central wavelength is 340 nm to 800 nm. Repeatedly measured while changing every 4 nm.
  • the element / wavelength database D1 is created. Note that it is not necessary to associate light receiving element identifiers with wavelength band identifiers by actually irradiating light of a known wavelength to all light receiving elements. For example, the correspondence between the unknown light receiving element identifier and the wavelength band identifier may be estimated from the known correspondence between the light receiving element identifier and the wavelength band identifier.
  • FIG. 7 is a diagram showing a typical flow of processing of the automatic analyzer 100 in the photometric stage. Note that photometry is performed every time the reaction cell 22 passes through the photometry position in the photometry unit 1. In the reaction cell 22, measurement items are set in advance by the system control unit 10 or the like according to an instruction via the operation unit 17 from the user.
  • the absorbance calculation according to the present embodiment can be applied to both a calculation method using one wavelength band (one wavelength calculation) and a calculation method using two discrete wavelength bands (two wavelength calculation). It is. However, in order to simplify the following explanation, the absorbance calculation is assumed to be one wavelength calculation unless otherwise specified.
  • the wavelength band used for the absorbance calculation is typically wider than the wavelength band for one channel. Therefore, even in the case of one wavelength calculation, the wavelength band used for the absorbance calculation includes wavelength bands for a plurality of continuous channels.
  • the wavelength band used for absorbance calculation is 360 nm to 374 nm
  • the wavelength band for three consecutive channels of 360 nm to 364 nm, 365 nm to 369 nm, and 370 nm to 374 nm is included.
  • the selection unit 13 selects the light receiving element 81 (step SB1).
  • Step SB1 will be described in detail below.
  • the collection data control unit 132 of the selection unit 13 specifies a wavelength band to be used for absorbance calculation.
  • the wavelength band used for absorbance calculation is determined according to the measurement item.
  • the collection data control unit 132 searches the element / wavelength database D1 using the specified wavelength band identifier as a search key, and the light receiving element identifier associated with the search key on the element / wavelength database D1. Is identified.
  • the collected data control unit 132 controls the switching unit 131 so that only the electrical signal from the light receiving element 81 corresponding to the identified identifier is supplied to the A / D converter 14.
  • the switching unit 131 electrically connects the identified light receiving element 81 and the A / D converter 14 according to control by the collected data control unit 132. As a result, the light receiving element 81 corresponding to the measurement item is mechanically selected. Note that the switching unit 131 can instantaneously switch the electrical connection.
  • step SB2 photometry is performed (step SB2). That is, the lamp 2 generates light.
  • the light from the lamp 2 passes through the mixed liquid in the reaction cell 22.
  • the light transmitted through the mixed liquid is received by the light receiving element 81 through the spectroscope 7.
  • the light receiving element 81 that has received the light generates an electrical signal corresponding to the received light.
  • the generated electrical signal is supplied to the amplifier 12.
  • the amplifier 12 amplifies the supplied electric signal. Only the light receiving element 81 belonging to the wavelength band used for the absorbance calculation is electrically connected to the A / D converter 14 via the amplifier 12. That is, the electrical signal generated by the light receiving element 81 belonging to the wavelength band used for the absorbance calculation is supplied to the A / D converter 14 via the amplifier 12.
  • the light receiving element 81 belonging to the wavelength band not used for the absorbance calculation is not electrically connected to the A / D converter 14 via the amplifier 12. Therefore, the electric signal generated by the light receiving element 81 belonging to the wavelength band not used for the absorbance calculation is not supplied to the A / D converter 14 and is deleted, for example.
  • the A / D converter 14 converts an electrical signal from the light receiving element 81 belonging to a wavelength band used for absorbance calculation from analog to digital. The digital electrical signal is supplied to the absorbance calculation unit 15.
  • the absorbance calculation unit 15 calculates the absorbance based on the electrical signal (step SB3).
  • the absorbance calculation unit 15 may add a plurality of electrical signals by numerical calculation.
  • the absorbance calculation unit 15 may perform weighted addition according to the light receiving sensitivity of the measurement wavelength with respect to the electrical signals of a plurality of channels. For example, when weighted addition is performed on electrical signals from N channels, the absorbance Abs is calculated according to the following equation (1).
  • X n of Note (1) the intensity of the electrical signals of n channels, a n is a weighting factor to the electrical signal of n channels (light receiving sensitivity coefficient for a given wavelength).
  • the weighting factor is set to a larger value as the light receiving sensitivity for a predetermined wavelength is larger, and the weighting factor is set to a smaller value as the light receiving sensitivity is lower.
  • the weighting factor may be set in accordance with the absorption spectrum characteristic of the measurement object (reaction solution) previously measured.
  • both the light receiving sensitivity with respect to the predetermined wavelength and the absorption spectrum characteristic of the measurement object (reaction liquid) can be set in a superimposed manner.
  • the calculated absorbance data is supplied to the system control unit 10.
  • the system control unit 10 displays the absorbance corresponding to the supplied data on the display unit 18.
  • the automatic analyzer 100 stores an element / wavelength database in which a light receiving element identifier and a wavelength band identifier are associated with each other. Using this element / wavelength database, the automatic analyzer 100 selects, for each measurement item, a light receiving element 81 that receives light in the wavelength band corresponding to the measurement item.
  • the selected light receiving element 81 is electrically connected to the A / D converter 14. That is, only the electrical signal from the selected light receiving element 81 is supplied to the A / D converter 14.
  • the A / D converter 14 can A / D convert only the electrical signal from the selected light receiving element 81.
  • the amount of electric signals to be A / D converted is smaller in this embodiment than in the case where the electric signals from all the light receiving elements 81 are A / D converted as in the prior art. That is, by limiting the electric signal supplied to the A / D converter 14, the processing amount of the A / D converter 14 can be reduced, and the load on the A / D converter 14 can be reduced.
  • the light receiving elements according to the present embodiment have small light receiving surfaces and are densely arranged in a two-dimensional shape. Therefore, each light receiving element covers a narrow wavelength band as compared with the conventional one. Therefore, it is possible to set an optimum measurement wavelength band for each measurement item. Therefore, according to this embodiment, the accuracy of absorbance calculation is improved.
  • the automatic analyzer according to the present embodiment can arbitrarily associate the light receiving element with the wavelength band, and can change the correspondence between the light receiving element and the wavelength band. Therefore, according to the present embodiment, it is not necessary to adjust the position of the light receiving element even if the wavelength accuracy deviation occurs, and it is only necessary to change the association between the light receiving element and the wavelength band. Therefore, the automatic analyzer according to the present embodiment can correct the wavelength accuracy deviation more easily than in the past. In addition, the automatic analyzer according to the present embodiment can reduce the cost associated with the position adjustment of the light receiving element as compared with the prior art.
  • the automatic analyzer according to the present embodiment can reduce the labor related to the position adjustment of the light receiving element.
  • the storage unit 11 according to the modification stores an item / wavelength database in which identifiers of a plurality of measurement items are associated with identifiers of a plurality of wavelength bands.
  • the storage unit 11 according to the modification may integrate the element / wavelength database and the item / wavelength database. That is, the storage unit 11 according to the modification may store a plurality of light receiving element identifiers and a plurality of identifiers (hereinafter referred to as measurement item identifiers) related to a plurality of measurement items in association with each other.
  • the light receiving element identifier and the measurement item identifier are associated in the element / item database.
  • the setting unit 16 according to the modification can associate the measurement item identifier with the light receiving element identifier at the time of creating the element / wavelength database. Further, the setting unit 16 according to the modification can change the association between the light receiving element identifier and the measurement item identifier in accordance with an instruction from the user via the operation unit 17.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a typical flow of processing in the photometric stage of the automatic analyzer according to the first modification.
  • the difference between FIG. 5 and FIG. 9 is in steps SC1 and SC2. Therefore, only steps SC1 and SC2 will be described below.
  • the collection data control unit 132 of the selection unit 13 recognizes the measurement item set in the reaction cell 22 before the reaction cell 22 to be measured passes the photometric position PP (step SC1). ).
  • the measurement item is recognized by referring to a measurement order managed by the system control unit 10 or the like, for example.
  • the collected data control unit 132 selects the light receiving element 81 according to the recognized measurement item (step SC2).
  • step SC2 will be described in detail.
  • the light receiving element selection method according to the measurement item includes a method using the element / item database D2 and a method using the element / wavelength database D1 and the item / wavelength database D3.
  • the collection data control unit 132 searches the element / item database D2 using the measurement item identifier of the recognized measurement item as a search key, and associates the search key with the element / item database D2
  • the received light receiving element identifier is specified.
  • the collected data control unit 132 controls the switching unit 131 to electrically connect the light receiving element 81 corresponding to the specified light receiving element identifier and the A / D converter 14. As a result, the light receiving element 81 corresponding to the measurement item is selected.
  • the collection data control unit 132 When using the element / wavelength database D1 and the item / wavelength database D3, the collection data control unit 132 first searches the item / wavelength database D3 using the measurement item identifier of the recognized measurement item as a search key, and sets the item in the search key. -Specify the associated wavelength band identifier on the wavelength database D3. Next, the collection data control unit 132 searches the element / wavelength database D1 using the specified wavelength band identifier as a search key, and specifies the light-receiving element identifier associated with the search key on the element / wavelength database D1.
  • the collected data control unit 132 controls the switching unit 131 to electrically connect the light receiving element 81 corresponding to the specified light receiving element identifier and the A / D converter 14. As a result, the light receiving element 81 corresponding to the measurement item is mechanically selected.
  • the automatic analyzer according to the first modification associates the measurement item and the light receiving element directly or indirectly through the wavelength band. Therefore, the automatic analyzer according to the modified example 1 can select the light receiving element more quickly than the automatic analyzer according to the present embodiment.
  • Modification 2 In the above-described embodiment, by selecting the light receiving element 81, the electric signal used for the absorbance calculation is selected. However, this embodiment is not limited to this.
  • the automatic analyzer according to the modified example 2 selects an electrical signal in the absorbance calculation stage.
  • the automatic analyzer according to the second modification will be described below. In the following description, components having substantially the same functions as those of the present embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an overall configuration of the photometry unit 1 according to the second modification.
  • all the light receiving elements 81 included in the light receiving unit 8 are electrically connected to the A / D converter 14 ′ via the amplification unit 12.
  • the A / D converter 14 ′ converts the electrical signals from all the light receiving elements 81 from analog to digital.
  • the A / D converter 14 ′ is electrically connected to the selection unit 13 ′.
  • the selection unit 13 ′ selects an electrical signal related to a wavelength band used for absorbance calculation from electrical signals from all the light receiving elements. For example, the selection unit 13 ′ selects an electrical signal on software using an element / wavelength database.
  • An absorbance calculation unit 15 is connected to the selection unit 13 ′.
  • the absorbance calculation unit 15 calculates the absorbance based on the electrical signal selected by the selection unit 13 ′.
  • the automatic analyzer according to the modified example 2 can select an electrical signal from the light receiving element belonging to the wavelength band necessary for the absorbance calculation without changing the mechanical configuration up to the A / D converter.
  • the optical arrangement of the heat ray absorption filter 3, the lens 4, the slit 5, the slit 6 and the like can be changed, and the heat ray absorption filter 3 and the slit 5 may be deleted.
  • the light receiving element 81 may be one-dimensionally arranged. In this case, the light receiving elements are arranged only along the channel direction.

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Abstract

　受光素子の位置調整に関する手間の削減。　光源は、光を発生する。分光器は、光源から発生され、試料と試薬との混合液を透過した光を波長毎に分解する。受光部８は、分光器からの光を受光する複数の受光素子８１を有する。複数の受光素子８１の各々は、配置位置に対応する波長帯域に関する光を受光し、受光された光に応じた信号を発生する。記憶部１１は、複数の受光素子識別子と複数の波長帯域識別子とを関連付けて記憶する。選択部１３は、複数の受光素子の中から、前記試料の測定項目に応じた波長帯域の波長帯域識別子に関連付けられた特定の受光素子識別子に対応する特定の受光素子を選択する。計算部１５は、選択された特定の受光素子からの信号に基づいて測定項目に関する吸光度を計算する。

Description

自動分析装置
　本実施形態は、自動分析装置に関する。
　自動分析装置は、試料と試薬との混合液を透過した光を分光器で分光し、分光器からの光を受光部で受光している。分光器からの光は、物理的な位置に応じて波長が異なる。受光部は、複数の受光素子を有している。各受光素子は、その配置位置に応じた波長に関する光を受光する。
　装置の組み立て時などに受光素子が本来の位置からずれてしまう場合がある。これは、波長確度ずれと呼ばれている。波長確度ずれが生じてしまった場合、受光素子の位置調整が行われている。しかし、受光素子の位置調整は、ユーザにとって大変な手間である。
特開２００７―３２７９２３号公報
　目的は、受光素子の位置調整に関する手間を削減することが可能な自動分析装置を提供することにある。
　本実施形態に係る自動分析装置は、光を発生する光源と、前記光源から発生され、試料と試薬との混合液を透過した光を波長毎に分解する分光器と、前記分光器からの光を受光する複数の受光素子を有し、前記複数の受光素子の各々は、配置位置に対応する波長帯域に関する光を受光し、前記受光された光に応じた信号を発生する受光部と、前記複数の受光素子に関する複数の受光素子識別子と複数の波長帯域識別子とを関連付けて記憶する記憶部と、前記複数の受光素子の中から、前記試料の測定項目に応じた波長帯域の波長帯域識別子に関連付けられた特定の受光素子識別子に対応する特定の受光素子を選択する選択部と、前記選択された特定の受光素子からの信号に基づいて前記測定項目に関する吸光度を計算する計算部と、を具備する。
　受光素子の位置調整に関する手間を削減することが可能な自動分析装置を提供することが可能となる。
図１は、本実施形態に係る自動分析装置の概略構成を示す図である。 図２は、図１の測光部に含まれる光学系の構造を模式的に示す図である。 図３は、図２の受光部に含まれる受光素子の配列態様の一例を示す図である。 図４は、図１の測光部の全体構成を示す図である。 図５は、本実施形態に係る自動分析装置の素子・波長データベースの作成段階における処理の典型的な流れを示す図である。 図６は、図４の設定部により行われる受光素子の識別子と波長帯域の識別子との関連付けについて説明するための図である。 図７は、本実施形態に係る自動分析装置の測光段階における処理の典型的な流れを示す図である。 図８は、図７のステップＳＢ３における吸光度計算に利用されるである。 図９は、本実施形態の変形例１に係る自動分析装置の測光段階における処理の典型的な流れを示す図である。 図１０は、本実施形態の変形例２に係る測光部の全体構成を示す図である。
　以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる自動分析装置を説明する。
　図１は、本実施形態に係る自動分析装置１００の概略構成を示す図である。図１に示すように、自動分析装置１００のステージの略中央部には反応ディスク２０が設けられている。反応ディスク２０は、円周上に配列された複数の反応容器（反応セル）２２を保持する。反応ディスク２０は、所定のサイクルで回動と停止とを繰り返す。
　反応ディスク２０の近傍には、円盤状のサンプルディスク３０が設けられる。サンプルディスク３０は、同心円上に配列された複数のサンプル容器３２を保持する。サンプル容器３２には、試料が収容されている。サンプルディスク３０は、回転軸回りに回転し、分注対象の試料が収容されたサンプル容器３２をサンプルディスク３０上の試料吸入位置に配置する。
　反応ディスク２０の近傍には、第１試薬庫４０が配置される。第１試薬庫４０は、円盤状の第１試薬ディスクを有する。第１試薬ディスクは、同心円上に配列された複数の第１試薬容器４２を保持する。第１試薬容器４２は、試料に含まれる各測定項目に応じた成分と化学反応する第１試薬を収容する。第１試薬ディスクは、回転軸回りに回転し、分注対象の第１試薬が収容された第１試薬容器４２を第１試薬庫４０上の第１試薬吸入位置に配置する。
　反応ディスク２０の内側には、第２試薬庫５０が配置される。第２試薬庫５０は、円盤状の第２試薬ディスクを有する。第２試薬ディスクは、円周上に配列された複数の第２試薬容器５２を保持する。第２試薬容器５２は、第１試薬に対応する第２試薬を収容する。第２試薬ディスクは、回転軸回りに回転し、分注対象の第２試薬が収容された第２試薬容器５２を第２試薬庫５０上の第２試薬吸入位置に配置する。
　反応ディスク２０とサンプルディスク３０との間にはサンプルアーム３４が配置される。サンプルアーム３４の先端には、サンプルプローブ３６が取り付けられている。サンプルプローブ３６は、図示しない電動式のポンプにより試料を吸入したり吐出したりする。サンプルアーム３４は、サンプルプローブ３６をサンプルディスク３０上の試料吸入位置と反応ディスク２０上の試料吐出位置との間を回動させる。また、サンプルアーム３４は、サンプルプローブ３６を上下動させる。
　反応ディスク２０と第１試薬庫４０との間には第１試薬アーム４４が配置される。第１試薬アーム４４の先端には第１試薬プローブ４６が取り付けられている。第１試薬プローブ４６は、図示しないポンプにより第１試薬を吸入したり吐出したりする。第１試薬アーム４４は、第１試薬プローブ４６を第１試薬庫４０上の第１試薬吸入位置と反応ディスク２０上の第１試薬吐出位置との間を回動させる。また、第１試薬アーム４４は、第１試薬プローブ４６を上下動させる。
　反応ディスク２０の外周近傍には第２試薬アーム５４が配置される。第２試薬アーム５４の先端には第２試薬プローブ５６が取り付けられている。第２試薬プローブ５６は、図示しないポンプにより第２試薬を吸入したり吐出したりする。第２試薬アーム５４は、第２試薬プローブ５６を第２試薬庫５０上の第２試薬吸入位置と反応ディスク２０上の第２試薬吐出位置との間を回動させる。また、第２試薬アーム５４は、第２試薬プローブ５６を上下動させる。
　反応ディスク２０の外周近傍には、撹拌部アーム６０が設けられている。撹拌部６０は、反応ディスク２０上の撹拌位置の反応セル２２内の試料及び第１試薬の混合液や、試料、第１試薬、及び第２試薬の混合液を撹拌子６２で撹拌する。
　ステージの内部には、測光部１が設けられている。測光部１は、測定対象の測定項目に関する吸光度を計算するために測光を行う。
　図２は、測光部１に含まれる光学系の構造を模式的に示す図である。図に示すように、測光部１は、光を発生する光源２を搭載する。光源２としては、ハロゲンランプやタングステンランプ等のランプが用いられる。なお、光源２としてＬＥＤ（light emitting diode）が用いられてもよい。反応ディスクの回動により、光学系内の所定位置（測光位置）ＰＰを反応セル２２が通過する。ランプ２と測光位置ＰＰとの間の光路には、ランプ２側から順番に熱線吸収フィルタ３、レンズ４、及びスリット５が設けられている。熱線吸収フィルタ３は、ランプ２からの主に測定に不必要な赤外光を適度に吸収する。レンズ４は、熱線吸収フィルタ３を透過した光を集光する。スリット５は、レンズ４により集光された光の幅を制限する。スリット５を通過した光は、反応セル２２内の混合液を透過する。
　混合液を透過した光は、種々の光学機器６，７を介して受光部８により受光される。測光位置ＰＰと受光部８との間の光路には、測光位置ＰＰ側から順番にスリット６、分光器７が設けられる。スリット６は、反応セル２２内の混合液を透過した光の幅を制限する。分光器７は、スリット６を通過した光を分光する。分光器７としては、例えば、回折格子が採用される。回折格子は、例えば、鏡面に等間隔に形成された複数の溝（格子線）が形成された凹面鏡により構成される。回折格子に照射された光は、回折格子上の格子線により波長毎に分散される。換言すれば、回折格子により、光は、複数の波長に関する複数の光線（単色光）に分解される。回折格子からの複数の光線（一次回折光）は、受光部８により受光される。
　受光部８は、吸光度計算に利用されうる波長幅を全てカバーできるように、分光器７からの複数の光線（一次回折光）の光路上に配置される。受光部８は、複数の受光素子を有する。
　図３は、受光素子８１の配列態様の一例を示す図である。図３に示すように、複数の受光素子８１は、受光部８の基台８２等に２次元状に配列される。受光素子８１としては、ＣＣＤ（charge coupled device）やフォトダイオード等の光電変換可能な素子を２次元状に配列したＣＣＤイメージセンサやフォトダイオードアレイ（ＰＤＡ：photo detector array）が用いられる。受光素子８１は、近紫外光や可視光、近赤外光に感応するものが採用される。典型的には、受光部８に含まれる全ての受光素子８１は、同一の性能のものが使用される。
　受光素子８１の一方の配列方向は、波長の分散方向（スペクトルの配列方向）に平行する。波長の分散方向は、受光素子８１のチャンネル方向に規定される。受光素子８１は、チャンネル方向に沿って、例えば１２５個（１２５チャンネル分）配列される。受光素子８１のもう一方の配列方向は、例えば、チャンネル方向と分光器７からの一次回折光の光軸方向との直交方向に平行する。理想的には、分光器７からの複数の光線の波長は、この直交方向に沿って変化しない。同一のチャンネルに属する受光素子８１は、略同一の波長に関する光を受光する。以下、同一のチャンネルに属する複数の受光素子８１を受光素子列８３と呼ぶことにする。また、この直交方向を列方向と呼ぶことにする。なお、チャンネル方向に沿って配列される受光素子８１の数は、１２５個に限定されず、２５０個など１２５個以上でも良いし、８０個など１２５個以下でも良い。
　１つの受光素子８１のチャンネル方向に関する受光面の長さは、例えば、１～４ｎｍに設計される。受光素子８１は、受光面が物理的に無視できない長さの幅を有しているので、単一の波長のみを受光することができず、チャンネル方向に関する受光面の長さに応じた波長幅内の光を受光する。単一の受光素子８１が受光する光の中心波長を中心とした波長幅内の波長範囲を波長帯域と呼ぶことにする。波長帯域は、受光素子８１の空間上の配置位置や受光面のチャンネル方向長さに応じて決まる。例えば、中心波長が３４０ｎｍであり波長幅が±２ｎｍの場合、波長帯域は３３８ｎｍ～３４２ｎｍである。なお受光部８内の全ての受光素子８１は、同一の受光面面積を有している。従って、受光素子８１に関する波長帯域は、受光素子８１の空間上の配置位置に応じて決まるといえる。受光素子８１には、後段の増幅器との電気接続のための信号線８４が接続されている。
　チャンネル方向に沿って１２５個の受光素子８１が配列され、吸光度計算に利用する利用する波長帯域が３３０ｎｍ～８３０ｎｍの場合、１個あたりの受光素子８１の波長幅は４ｎｍに相当する。従って、受光素子８１を隙間無く配列可能な場合、受光素子８１の受光面積の幅は、４ｎｍが良い。しかしながら、図３に示すように、受光素子８１は、隙間８５を空けて配列される。隙間８５は、等間隔に設定される。隙間８５が大きすぎる場合、所望の波長の光が受光されない確率が高まってしまう。ここで、この確率を低減するため、受光素子８１の受光面積Ｓ１とチャンネル方向に沿う隙間８５の面積Ｓ０とが（Ｓ１／Ｓ１＋Ｓ０））＜０．２を満足するように、受光素子８１が配列されることが望ましい。換言すれば、隙間８５は、その波長幅が単一の受光素子８１の波長幅の２０％よりも小さくなるように設計されると良い。なお、本実施形態においては、必ずしも隙間８５が（Ｓ１／Ｓ１＋Ｓ０））＜０．２を満足するように配列される必要はなく、（Ｓ１／Ｓ１＋Ｓ０））＜０．５を満足するように配列されれば良い。なお、受光素子８１は、隙間無く配列されても良い。
　後段の吸光度計算において、測定波長のみの光だけでなく、測定波長を中心とした所定波長幅分の光が利用される。例えば、測定波長を中心として±１０ｎｍ程度の波長幅の光が利用される。従って、一測定波長についてチャンネル方向に沿って４または５個分の受光素子８１からの出力が吸光度計算に利用される。
　次に図４を参照しながら本実施形態に係る測光部１の全体構成について説明する。図４に示すように、本実施形態に係る測光部１は、システム制御部１０を中枢として、記憶部１１、受光部８、増幅器１２、選択部１３、Ａ／Ｄ変換器１４、吸光度計算部１５、設定部１６、操作部１７、及び表示部１８を備える。
　記憶部１１は、複数の受光素子の識別子（以下、受光素子識別子と呼ぶことにする。）と複数の波長帯域の識別子（以下、波長帯域識別子と呼ぶことにする。）とを関連付けて記憶する。各識別子は、例えば、その番号や名称が採用される。記憶部１１は、典型的には、受光素子識別子と波長帯域識別子とを関連付けたデータベース（以下、素子・波長データベースと呼ぶことにする）を記憶する。
　上述のように受光部８は、２次元状に配列された複数の受光素子８１を有している。各受光素子８１は、その受光素子８１に対応する波長帯域に関する光線を受光し、受光された光線の強度に応じた電気信号を生成する。複数の受光素子８１には、信号線８４を介して複数の増幅器１２がそれぞれ接続されている。
　複数の増幅器１２は、例えば、単一の電子基板に設けられている。増幅器１２は、受光素子８１からの電気信号を増幅する。複数の増幅器１２には、選択部１３を介してＡ／Ｄ変換器１４が接続されている。
　選択部１３は、測定対象の測定項目の吸光度計算に利用する波長帯域に属する受光素子を、素子・波長データベースを利用して選択する。具体的には、選択部１３は、試料の測定項目に応じた波長帯域の波長帯域識別子に素子・波長データベース上で関連付けられている受光素子識別子に対応する受光素子８１を複数の受光素子８１の中から選択する。より詳細には、選択部１３は、切替部１３１と収集データ制御部１３２とにより実現される。切替部１３１は、受光部８とＡ／Ｄ変換器１４との間に設けられる。切替部１３１は、受光部８内の複数の受光素子８１とＡ／Ｄ変換器１４との間の電気的な接続を切替えるもので、マルチプレクサのような電子回路素子を利用することができる。収集データ制御部１３２は、選択部１３により選択された受光素子８１とＡ／Ｄ変換器１４とを電気的に接続するために切替部１３１を制御する。
　Ａ／Ｄ変換器１４は、選択部１３により選択された受光素子８１に接続された増幅器１２からのアナログの電気信号にＡ／Ｄ変換を施し、デジタルの電気信号を発生する。Ａ／Ｄ変換器１４には、吸光度計算部１５が接続されている。
　吸光度計算部１５は、Ａ／Ｄ変換器１４から供給されたデジタルの電気信号に基づいて測定対象の測定項目に関する吸光度を計算する。
　設定部１６は、ユーザからの操作部１７を介した指示に従って、素子・波長データベース上の受光素子識別子と波長帯域識別子との関連付けを設定する。また、設定部１６は、ユーザからの操作部１７を介した指示に従って、受光素子識別子と波長帯域識別子との関連付けを変更することもできる。
　操作部１７は、ユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。操作部１７としては、キーボードやマウス、スイッチ等が適宜利用可能である。
　表示部１８は、素子・波長データベースの作成画面や吸光度の計算結果を表示したりする。表示部１８としては、例えばＣＲＴディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等が適宜利用可能である。
　まず図５を参照しながら素子・波長データベースの作成段階における自動分析装置１００の動作例について説明する。図５は、素子・波長データベースの作成段階における処理の典型的な流れを示す図である。素子・波長データベースの作成は、測光部１の組み立て時や波長確度ずれが生じた場合等に行われる。ステップＳＡ１の開始前に受光部８は、分光器７からの光線を受光可能な位置に設定される。例えば、３４０ｎｍ～８０４ｎｍの波長帯域が吸光度計算に必須であるとすると、少なくともこの波長帯域をカバー可能な位置に受光部８が設置される。なお、波長確度ずれが生じて吸光度計算に必須の波長帯域がカバーできなくなることを防止するため、受光部８は、この波長帯域よりも広い波長帯域をカバーできるように設置されるとよい。
　図５に示すように、受光部８が設置されると、まず、既知波長の光で測光を行う。すなわち、既知波長に関する光をランプ２から発生させ、ランプ２により発生された光を分光器７を介して受光部８に照射する（ステップＳＡ１）。
　このとき、各受光素子の信号強度を測定し、既知波長に対する各受光素子の受光感度を計測し、複数の受光素子８１の中から、光を受光した受光素子８１を特定する（ステップＳＡ２）。受光素子８１の特定方法は、例えば、以下のように特定される。まず、複数の受光素子８１からの電気信号の強度をモニタリングする。そして、既定の閾値より大きい強度の電気信号を発生した受光素子８１を、光を受光した受光素子８１として特定する。また、特定した各受光素子の既知波長に対する受光感度を記憶する。
　ステップＳＡ２で特定された受光素子８１と既知波長に対する受光感度は、設定部１６において受光素子識別子と既知波長の属する波長帯域の波長帯域識別子とを関連付けて素子・波長データベースに記録される（ステップＳＡ３）。ステップＳＡ３について具体的に説明する。素子・波長データベースの作成段階において表示部１８は、素子・波長データベースの作成画面を表示している。作成画面には、受光素子識別子と波長帯域識別子とを関連付けるための各種ＧＵＩ等が配置されている。受光素子が受光可能な光の波長帯域は、例えば、既知波長と受光面の大きさに応じた波長幅とに従って決まる。ユーザは、操作部１７を介して、ステップＳＡ１において特定された受光素子識別子と既知波長に関する波長帯域識別子とを関連付ける操作を行う。設定部１６は、この操作に従って、受光素子識別子と既知波長に関する波長帯域識別子とを関連付ける。そして設定部１６は、この関連付けの内容を素子・波長データベースＤ１に設定（記録）する。
　典型的には、同一のチャンネルに属する複数の受光素子８１には、同一の波長帯域が関連付けられる。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、同一のチャンネルに属する複数の受光素子８１に複数の波長帯域が関連付けられても良い。
　図６は、設定部１６により行われる受光素子識別子と波長帯域識別子との関連付けについて説明するための図である。図６に示すように、チャンネル方向に１２５個の受光素子８１が配列され、列方向に５個の受光素子８１が配列されているものとする。関連付けのため、チャンネル方向の配置位置と列方向の配置位置とに名称を設定しておく。設定部１６は、同一のチャンネルに複数の受光素子８１に関する複数の受光素子識別子に同一の波長帯域識別子を関連付ける場合、すなわち、受光素子列８３毎に波長帯域を関連付ける場合、Ｃ１やＣ２、・・・、Ｃ１２５等の名称（受光素子識別子）に波長帯域識別子を関連付ける。この場合、選択部１３は、Ｃ１やＣ２、・・・、Ｃ１２５等の名称により受光素子列８３を選択する。また、受光素子８１毎に波長帯域識別子を関連付ける場合、設定部１６は、Ｒ１―Ｃ１やＲ１―Ｃ２、・・・、Ｒ５―Ｃ１２５等の名称（受光素子識別子）に波長帯域識別子を関連付ける。この場合、選択部１３は、Ｒ１―Ｃ１やＲ１―Ｃ２、・・・、Ｒ５―Ｃ１２５等の名称により受光素子８１を選択する。
　ステップＳＡ１～ＳＡ３は、全ての受光素子識別子に波長帯域識別子を関連付けるために、波長を変更して繰り返し行われる。
　例えば、全測定波長域が３４０ｎｍから８００ｎｍであり、かつ、各受光素子の波長幅が±２ｎｍの場合、既知波長の光は、各中心波長に対する波長幅を±２ｎｍとして、中心波長を３４０ｎｍから８００ｎｍまで４ｎｍ毎に変更しながら繰り返し計測される。
　このようにして素子・波長データベースＤ１が作成される。なお、全ての受光素子について、実際に既知波長の光を照射することにより、受光素子識別子と波長帯域識別子との関連付けを行う必要はない。例えば、受光素子識別子と波長帯域識別子との既知の対応関係から、未知の受光素子識別子と波長帯域識別子との対応関係を推定してもよい。
　次に図７を参照しながら、測光時における自動分析装置１００の動作例について説明する。図７は、測光段階における自動分析装置１００の処理の典型的な流れを示す図である。なお、測光は、測光部１内の測光位置を反応セル２２が通過する毎に行われる。反応セル２２には、ユーザからの操作部１７を介して指示に従ってシステム制御部１０等により予め測定項目が設定されている。
　なお、本実施形態に係る吸光度計算は、１つの波長帯域を利用する計算方法（１波長計算）と、離散的な２つの波長帯域を利用する計算方法（２波長計算）との両方に適用可能である。しかしながら以下の説明を簡単にするため、吸光度計算は、特に言及しない限り、１波長計算であるものとする。吸光度計算に利用する波長帯域は、典型的には、１チャンネル分の波長帯域よりも広い。従って１波長計算の場合であっても、吸光度計算に利用する波長帯域には、連続する複数チャンネル分の波長帯域が含まれる。例えば、吸光度計算に利用する波長帯域が３６０ｎｍ～３７４ｎｍである場合、３６０ｎｍ～３６４ｎｍ、３６５ｎｍ～３６９ｎｍ、３７０ｎｍ～３７４ｎｍの連続する３チャンネル分の波長帯域が含まれている。
　測定対象の反応セル２２が測光位置ＰＰを通過する前段階において、選択部１３は、受光素子８１を選択する（ステップＳＢ１）。以下にステップＳＢ１について詳細に説明する。まず、選択部１３の収集データ制御部１３２は、吸光度計算に利用する波長帯域を特定する。吸光度計算に利用する波長帯域は、測定項目に応じて決まる。波長帯域が特定されると収集データ制御部１３２は、特定された波長帯域の識別子を検索キーとして素子・波長データベースＤ１を検索し、検索キーに素子・波長データベースＤ１上で関連付けられた受光素子識別子を特定する。次に収集データ制御部１３２は、特定された識別子に対応する受光素子８１からの電気信号のみがＡ／Ｄ変換器１４に供給されるように切替部１３１を制御する。収集データ制御部１３２による制御に従って切替部１３１は、特定された受光素子８１とＡ／Ｄ変換器１４とを電気的に接続する。これにより測定項目に応じた受光素子８１が機械的に選択される。なお、切替部１３１は、電気接続を瞬時に切替可能である。
　受光素子８１の選択が行われると測光が行われる（ステップＳＢ２）。すなわち、ランプ２は光を発生する。ランプ２からの光は、反応セル２２内の混合液を透過する。混合液を透過した光は、分光器７を介して受光素子８１により受光される。光を受光した受光素子８１は、受光した光に応じた電気信号を発生する。発生された電気信号は、増幅器１２に供給される。増幅器１２は、供給された電気信号を増幅する。吸光度計算に利用する波長帯域に属する受光素子８１のみが増幅器１２を介してＡ／Ｄ変換器１４に電気接続されている。すなわち、吸光度計算に利用する波長帯域に属する受光素子８１により発生された電気信号は、増幅器１２を介してＡ／Ｄ変換器１４に供給される。吸光度計算に利用されない波長帯域に属する受光素子８１は、増幅器１２を介してＡ／Ｄ変換器１４に電気接続されていない。従って、吸光度計算に利用されない波長帯域に属する受光素子８１により発生された電気信号は、Ａ／Ｄ変換器１４に供給されず、例えば、削除される。Ａ／Ｄ変換器１４は、吸光度計算に利用する波長帯域に属する受光素子８１からの電気信号をアナログからデジタルに変換する。デジタルの電気信号は、吸光度計算部１５に供給される。
　デジタルの電気信号が供給されると吸光度計算部１５は、この電気信号に基づいて吸光度を計算する（ステップＳＢ３）。吸光度計算部１５は、複数のチャンネルからの複数の電気信号を吸光度計算に利用する場合、複数の電気信号を数値計算により加算しても良い。また、図８に示すように、一般的には測光に用いる所望の波長（帯域）に対する光の受光感度は、チャンネルによって異なる。従って吸光度計算部１５は、複数のチャンネルの電気信号に対し、測定波長の受光感度に応じた重み付け加算を施しても良い。例えば、Ｎ個のチャンネルからの電気信号に重み付け加算をする場合、吸光度Ａｂｓは、以下の（１）式に従って計算される。なお（１）中のＸｎは、ｎチャンネルの電気信号の強度、ａｎは、ｎチャンネルの電気信号への重み係数（所定の波長に対する受光感度係数）である。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　例えば、所定の波長に対する受光感度が大きいほど重み係数は大きい値に設定され、受光感度が小さいほど重み係数は小さい値に設定される。また、重み係数は、予め測定対象物（反応液）の吸光スペクトル特性を測定しておき、これに応じて設定しても良い。或いは、前記所定の波長に対する受光感度と測定対象物（反応液）の吸光スペクトル特性との両方を重畳して設定することもできる。計算された吸光度のデータは、システム制御部１０に供給される。システム制御部１０は、供給されたデータに対応する吸光度を表示部１８に表示する。
　上述のように、本実施形態に係る自動分析装置１００は、受光素子識別子と波長帯域識別子とを関連付けた素子・波長データベースを記憶している。この素子・波長データベースを利用して自動分析装置１００は、測定項目に応じた波長帯域に関する光を受光する受光素子８１を測定項目毎に選択する。選択された受光素子８１は、Ａ／Ｄ変換器１４に電気接続される。すなわち、選択された受光素子８１からの電気信号のみがＡ／Ｄ変換器１４に供給される。Ａ／Ｄ変換器１４は、選択された受光素子８１からの電気信号のみをＡ／Ｄ変換することができる。従って従来のように全ての受光素子８１からの電気信号をＡ／Ｄ変換していた場合に比して、本実施形態においては、Ａ／Ｄ変換する電気信号の量が少ない。すなわち、Ａ／Ｄ変換器１４へ供給される電気信号を制限することで、Ａ／Ｄ変換器１４の処理量を削減でき、Ａ／Ｄ変換器１４の負荷を削減できる。
　また、上述のように本実施形態に係る受光素子は、小受光面を有し、且つ２次元状に稠密に配列されている。従って、個々の受光素子は、従来に比して狭い波長帯域をカバーする。よって、測定項目毎に最適な測定波長帯域を設定可能となる。従って本実施形態によれば、吸光度計算の精度が向上する。
　また、本実施形態に係る自動分析装置は、受光素子と波長帯域とを任意に関連付けることができ、また、受光素子と波長帯域との対応を変更することができる。従って本実施形態によれば、波長確度ずれが生じてしまった場合であっても、受光素子の位置調整を行う必要はなく、受光素子と波長帯域との関連付けを変更するのみでよい。従って本実施形態に係る自動分析装置は、従来に比してより簡便に波長確度ずれの補正を行うことができる。また、本実施形態に係る自動分析装置は、従来に比して受光素子の位置調整に伴う費用を削減することもできる。
　かくして本実施形態に係る自動分析装置は、受光素子の位置調整に関する手間を削減することができる。
（変形例１）
　以下、本実施形態の変形例１に係る自動分析装置について説明する。なお以下の説明において、本実施形態と略同一の機能を有する構成要素やステップについては、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
　上述のように、吸光度の計算に利用する波長帯域は、測定項目の種類に応じて決まる。変形例に係る記憶部１１は、複数の測定項目の識別子と複数の波長帯域の識別子とを関連付けた項目・波長データベースを記憶している。変形例に係る記憶部１１は、素子・波長データベースと項目・波長データベースとを統合してもよい。すなわち、変形例に係る記憶部１１は、複数の受光素子識別子と複数の測定項目に関する複数の識別子（以下、測定項目識別子と呼ぶことにする。）とを関連付けて記憶してもよい。受光素子識別子と測定項目識別子は、素子・項目データベースにおいて関連付けられる。変形例に係る設定部１６は、上述の素子・波長データベースの作成時において、受光素子識別子に測定項目識別子を関連付けることができる。また、変形例に係る設定部１６は、操作部１７を介したユーザからの指示に従って、受光素子識別子と測定項目識別子との関連付けを変更することができる。
　以下に図９を参照しながら、変形例１に係る自動分析装置の測光時における動作例について説明する。図９は、変形例１に係る自動分析装置の測光段階における処理の典型的な流れを示す図である。なお図５と図９との違いは、ステップＳＣ１とＳＣ２とにある。従って以下ではステップＳＣ１とＳＣ２とのみ説明する。
　図９に示すように、選択部１３の収集データ制御部１３２は、測定対象の反応セル２２が測光位置ＰＰを通過する前に、この反応セル２２に設定された測定項目を認識する（ステップＳＣ１）。測定項目は、例えば、システム制御部１０等により管理される測定オーダを参照することにより認識される。
　測定項目が認識されると収集データ制御部１３２は、認識された測定項目に従って受光素子８１を選択する（ステップＳＣ２）。以下にステップＳＣ２について詳細に説明する。測定項目に応じた受光素子の選択方法は、素子・項目データベースＤ２を利用する方法と、素子・波長データベースＤ１及び項目・波長データベースＤ３とを利用する方法とがある。
　素子・項目データベースＤ２を利用する場合、収集データ制御部１３２は、認識された測定項目の測定項目識別子を検索キーとして素子・項目データベースＤ２を検索し、検索キーに素子・項目データベースＤ２上で関連付けられた受光素子識別子を特定する。受光素子識別子が特定されると収集データ制御部１３２は、切替部１３１を制御し、特定された受光素子識別子に対応する受光素子８１とＡ／Ｄ変換器１４とを電気接続する。これにより測定項目に応じた受光素子８１が選択される。
　素子・波長データベースＤ１及び項目・波長データベースＤ３を利用する場合、まず収集データ制御部１３２は、認識された測定項目の測定項目識別子を検索キーとして項目・波長データベースＤ３を検索し、検索キーに項目・波長データベースＤ３上で関連付けられた波長帯域識別子を特定する。次に収集データ制御部１３２は、特定された波長帯域識別子を検索キーとして素子・波長データベースＤ１を検索し、検索キーに素子・波長データベースＤ１上で関連付けられた受光素子識別子を特定する。受光素子識別子が特定されると収集データ制御部１３２は、切替部１３１を制御し、特定された受光素子識別子に対応する受光素子８１とＡ／Ｄ変換器１４とを電気接続する。これにより測定項目に応じた受光素子８１が機械的に選択される。
　このように変形例１に係る自動分析装置は、測定項目と受光素子とを直接的に又は波長帯域を介して間接的に関連付けている。従って変形例１に係る自動分析装置は、本実施形態に係る自動分析装置に比して、より迅速に受光素子を選択することができる。
（変形例２）
　上述の実施形態においては、受光素子８１を選択することにより、吸光度計算に利用する電気信号を選択していた。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。変形例２に係る自動分析装置は、吸光度計算段階において電気信号を選択する。以下に変形例２に係る自動分析装置について説明する。なお以下の説明において、本実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
　図１０は、変形例２に係る測光部１の全体構成を示す図である。図１０に示すように、受光部８に含まれる全ての受光素子８１は、増幅部１２を介してＡ／Ｄ変換器１４´に電気接続されている。Ａ／Ｄ変換器１４´は、全ての受光素子８１からの電気信号をアナログからデジタルに変換する。Ａ／Ｄ変換器１４´は、選択部１３´に電気的に接続されている。選択部１３´は、全ての受光素子からの電気信号の中から、吸光度計算に利用する波長帯域に関する電気信号を選択する。例えば、選択部１３´は、素子・波長データベースを利用して電気信号をソフトウェア上で選択する。選択部１３´には吸光度計算部１５が接続されている。吸光度計算部１５は、選択部１３´により選択された電気信号に基づいて吸光度を計算する。
　かくして変形例２に係る自動分析装置は、Ａ／Ｄ変換器までの機械構成を変更することなく、吸光度計算に必要な波長帯域に属する受光素子からの電気信号を選択することができる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
　例えば、図２において、熱線吸収フィルタ３、レンズ４、スリット５、スリット６等の光学配置は変更可能であり、熱線吸収フィルタ３やスリット５は削除してもよい。また、受光素子８１は１次元に配列されたものを使用することも可能であり、その場合はチャンネル方向に沿ってのみ受光素子が配列される。
　１…測光部、２…光源、３…熱線吸収フィルタ、４…レンズ、５…スリット、６…スリット、７…分光器、８…受光部（受光素子アレイ：ＰＤＡ）、１０…システム制御部、１１…記憶部、１２…増幅器、１３…選択部、１４…Ａ／Ｄ変換器、１５…吸光度計算部、１６…設定部、１７…操作部、１８…表示部、２２…反応セル、８１…受光素子、８２…基台、８３…受光素子列、８４…信号線、１３１…切替部、１３２…収集データ制御部

Claims (9)

  1. 　光を発生する光源と、
    　前記光源から発生され、試料と試薬との混合液を透過した光を波長毎に分解する分光器と、
    　前記分光器からの光を受光する複数の受光素子を有し、前記複数の受光素子の各々は、配置位置に対応する波長帯域に関する光を受光し、前記受光された光に応じた信号を発生する受光部と、
    　前記複数の受光素子に関する複数の受光素子識別子と複数の波長帯域識別子とを関連付けて記憶する記憶部と、
    　前記複数の受光素子の中から、前記試料の測定項目に応じた波長帯域の波長帯域識別子に関連付けられた特定の受光素子識別子に対応する特定の受光素子を選択する選択部と、
    　前記選択された特定の受光素子からの信号に基づいて前記測定項目に関する吸光度を計算する計算部と、
    　を具備する自動分析装置。
  2. 　前記選択部は、
    　前記複数の受光素子と前記計算部との間の接続を切替える切替部と、
    　前記特定の受光素子と前記計算部とを接続するために前記切替部を制御する制御部と、を有する、
    　請求項１記載の自動分析装置。
  3. 　前記切替部は、複数の増幅器とＡ／Ｄ変換器との間に設けられ、
    　前記複数の増幅器は、前記複数の受光素子にそれぞれ接続され、前記複数の受光素子からの前記複数の信号を増幅し、
    　前記Ａ／Ｄ変換器は、前記複数の増幅器のうちの、前記特定の受光素子に接続された特定の増幅器からの信号のみをアナログからデジタルに変換する、
    　請求項２記載の自動分析装置。
  4. 　前記特定の受光素子は、複数の受光素子を含み、
    　前記計算部は、前記特定の受光素子に含まれる複数の受光素子の測定波長に対する受光感度に基づいて、前記複数の受光素子の各々の信号強度を重み付け加算した重み付け加算信号を発生し、前記発生された重み付け加算信号に基づいて前記吸光度を計算する、
    　請求項１記載の自動分析装置。
  5. 　ユーザからの指示に従って、前記記憶部内における前記受光素子識別子と前記波長帯域識別子との関連付けを設定又は変更する設定部、をさらに備える請求項１記載の自動分析装置。
  6. 　前記記憶部は、さらに、前記複数の波長帯域識別子と複数の測定項目に関する複数の測定項目識別子とを関連付けて記憶し、
    　前記選択部は、測定対象の測定項目に関する測定項目識別子に前記記憶部上で関連付けられた波長帯域識別子を特定し、前記特定された波長帯域識別子に前記記憶部上で関連付けられた前記特定の受光素子識別子に対応する前記特定の受光素子を選択する、
    　請求項１記載の自動分析装置。
  7. 　前記記憶部は、さらに、前記複数の受光素子識別子と複数の測定項目に関する複数の測定項目識別子とを関連付けて記憶し、
    　前記選択部は、測定対象の測定項目に関する測定項目識別子に関連付けられた前記特定の波長帯域識別子に対応する前記特定の受光素子を選択する、
    　請求項１記載の自動分析装置。
  8. 　前記特定の受光素子は、複数の受光素子を含み、
    　前記計算部は、前記特定の受光素子に含まれる複数の受光素子の測定波長に対する受光感度と測定項目の吸光スペクトル情報に基づいて前記受光素子各々の信号強度を重み付け加算した重み付け加算信号を発生し、前記発生された重み付け加算信号に基づいて前記吸光度を計算する、
    　請求項１記載の自動分析装置。
  9. 　前記複数の受光素子は、等間隔で配列され、
    　前記複数の受光素子のうちの隣り合う２つの受光素子間の幅は、前記受光素子各々の幅の略２０％以下に設定される、
    　請求項１記載の自動分析装置。
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