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1. WO2020090652 - DISPOSITIF D'ANALYSE D'ÉLECTROLYTE

Document

明 細 書

発明の名称 電解質分析装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005   0006  

先行技術文献

特許文献

0007  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0008   0009   0010   0011   0012  

課題を解決するための手段

0013   0014  

発明の効果

0015  

図面の簡単な説明

0016  

発明を実施するための形態

0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036  

実施例 1

0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055  

実施例 2

0056   0057  

実施例 3

0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069  

符号の説明

0070  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7  

図面

1   2   3   4   5A   5B   6   7A   7B   8   9A   9B   10   11   12  

明 細 書

発明の名称 : 電解質分析装置

技術分野

[0001]
 本発明は電解質分析装置に関する。

背景技術

[0002]
 電解質分析装置は人体の血液、尿等の電解質溶液中に含まれる特定の電解質濃度を測定する装置であり、イオン選択性電極を利用して濃度測定を行う。一般的な測定の方法としては、電解質溶液としての血清を直接、あるいは希釈液により希釈したサンプル溶液をイオン選択電極に供給して比較電極液との液間電位を測定し、次に(または前記測定に先立って)イオン選択電極に標準液を供給して同様に比較電極液との液間電位を測定し、2つの液間電位レベルからサンプル溶液の電解質濃度を算出する。
[0003]
 このようにフロー型電解質分析装置では、希釈液、標準液、比較電極液といった試薬が消耗品として使用されており、これらの試薬の交換作業はユーザによって行われている。また、フロー型電解質分析装置ではこれらの試薬のそれぞれに対して専用の吸引ノズルを備えていることが多く、装置上に試薬が搭載されている間は、常に専用の吸引ノズルと試薬とが接液している状態になっていることが一般的である。ユーザによる交換作業ではこの専用の吸引ノズルをそれぞれ試薬容器内に配置するところまでが一連の作業となる。
[0004]
 これらの試薬同士は成分が異なるため、ユーザによる試薬容器交換作業時のミスにより、異なる試薬が吸引ノズルに接液したり、交換作業時に試薬が飛び散るなどして試薬同士のコンタミネーションが発生したりすると、正しい測定結果が得られなくなったり、消耗品である試薬が使用不可能になったり、装置の流路の再洗浄が必要となったり、といった問題が生じる。特に比較電極液は、イオン選択電極による分析の安定性から、希釈液や標準液に比して高濃度の水溶液であることが望ましく、他の試薬へのコンタミネーション防止の措置が必要不可欠である。
[0005]
 特許文献1にはコンタミネーション防止の措置として試薬容器にRFID(Radio Frequency Identifier)のような情報記憶媒体を付し、分析装置にはその情報を読み取る情報読取り部を備えることで、ユーザに対し間違った試薬や、残量が不足している試薬、有効期限が切れている試薬であることをユーザに通知する機能を備えた検体分析装置が開示されている。さらに、特許文献1では試薬容器を設置する容器設置部にカバーを設け、カバーを閉鎖する許可及び禁止を行うロック機構及びその制御部を備えることでユーザによる置き間違い防止の措置が図られている。
[0006]
 特許文献2ではサンプルの分注・吐出を行う分注装置において、ノズル先端からのサンプルの横方向への飛散を防止するため、ノズルに連動して動作するシャッタを設けている。シャッタにはノズル先端を挿入可能な凹部が設けられており、サンプルの吸引時、吐出時以外はノズル先端をシャッタの凹部に挿入して、包囲することにより、ノズル先端からのサンプルの飛散を防止している。

先行技術文献

特許文献

[0007]
特許文献1 : 特開2011-209207号公報
特許文献2 : 特開平9-211007号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0008]
 特許文献1の検体分析装置においては、置き間違いを防止するためには検体分析装置に電源が供給されている必要がある。特許文献1の構成では、試薬容器設置部のソレノイドに電流が与えることにより、試薬容器設置部のカバーが閉状態、あるいは開状態にロックするよう制御して、試薬容器の置き間違いを防止している。一方、ソレノイドに電流が与えられない状態では、試薬容器設置部のカバーはロック解除された状態にある。このため、検体分析装置に電源が投入されていない状態では、制御部によるカバーのロック制御が行われることなく、ユーザは試薬容器設置部のカバーを開閉して試薬容器の交換作業を行うことができるようになっている。
[0009]
 分析装置が稼働していない時間帯に試薬容器が交換できれば、測定を中断させる必要がなく、分析装置の稼働率を高めることができる利点がある。その一方で、分析装置がRFIDで試薬情報を管理しているとしても、装置に電源が投入されていない状態では、各機構に対する制御が一切できないため、ヒューマンエラー等の理由によって吸引ノズルが異なる試薬に接液してしまうと、上述のようなコンタミネーションリスクが生じる。したがって、分析装置に電源が投入されていない状態において試薬交換作業を完全に不可能とするのではなく、交換作業の一部、具体的には吸引ノズルを試薬に接液させるまでの作業までは、装置に電源が投入されていない状態においても可能としておくことが望ましい。
[0010]
 また、特許文献2に開示される分注ノズルの場合、厳格にコンタミネーションリスクを管理する必要がある。これに対して、本実施例に係る試薬を吸引するノズルの場合は、試薬の種類によりコンタミネーションリスクが異なる。本実施例が対象とする電解質分析装置の場合、ノズルからの飛散に伴う程度の少量の試薬が混入することによる測定結果への影響は、試薬によって違いがある。具体的には、先に述べたように、より高濃度の比較電極液は他の試薬に混入することによる測定結果への影響が大きく、コンタミネーションリスクをより厳しく管理する必要がある一方、比較的低濃度の希釈液、内部標準液のコンタミネーションリスクは低い。このため、コンタミネーションリスクに応じた簡素な機構として試薬容器設置を構成することが望ましい。
[0011]
 ところで、電解質測定装置の場合、その測定原理上、流路を周囲から絶縁しておく必要がある。フロー型電解質分析装置の場合、試薬容器から試薬を吸引する吸引ノズルは、試薬容器に入れっぱなしとなっており、測定を行う流路と結合されている。このため、吸引ノズルが金属のような導電体である場合には、吸引ノズルを介して装置からの電気的ノイズが流路に伝搬するおそれがあり、流路がこのような電気影響を受けると、計測精度が劣化する。
[0012]
 本発明では、吸引ノズルを導電体とする場合でも、流路を絶縁して測定への電気影響を抑制する電解質分析装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0013]
 本発明の一実施の態様である電解質分析装置は、液間電位を測定するための基準電位を与える筐体と、第1の電極と、第2の電極と、筐体と電気的に絶縁され、サンプル溶液または内部標準液を前記第1の電極に送液し、比較電極液を前記第2の電極に送液する流路と、筐体に電気的に接続され、希釈液を収容する希釈液ボトル、内部標準液を収容する内部標準液ボトル及び比較電極液を収容する比較電極液ボトルを設置する試薬容器設置部とを有し、試薬容器設置部は、流路に結合され、希釈液ボトル、内部標準液ボトル及び比較電極液ボトルのそれぞれに挿抜可能とされる導電体の吸引ノズルと、吸引ノズルと筐体とを電気的に絶縁する絶縁体とを有する。
[0014]
 その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

発明の効果

[0015]
 導電体の吸引ノズルを使用する場合でも分析結果に電気影響が発生しない。

図面の簡単な説明

[0016]
[図1] 電解質分析装置の全体概略図。
[図2] 電解質分析装置の外観(模式図)。
[図3] 試薬容器交換作業時の試薬容器設置部の状態。
[図4] 試薬容器設置部の第1の構成例。
[図5A] ノズル支持部がロック機構によりロックされた状態を示す図。
[図5B] ノズル支持部がロック解除機構によりロック解除された状態を示す図。
[図6] ロック機構とロック解除機構の構成例。
[図7A] 装置電源投入状態での試薬容器交換フロー例。
[図7B] 装置電源遮断状態での試薬容器交換フロー例。
[図8] 試薬容器設置部の第2の構成例。
[図9A] 試薬容器設置部の第3の構成例(平面図)。
[図9B] 試薬容器設置部の第3の構成例(側面図)。
[図10] 試薬容器設置部の第4の構成例(鳥瞰図)。
[図11] 試薬容器設置部の第4の構成例におけるノズル支持部の構成例。
[図12] 試薬容器設置部の変形例。

発明を実施するための形態

[0017]
 図1は電解質分析装置の全体概略図である。電解質分析装置は装置単体に限られず、自動分析装置に搭載されるものであってもよい。自動分析装置としては、例えば生化学自動分析装置、免疫自動分析装置などがある。あるいは、臨床検査に用いる質量分析装置や血液の凝固時間を測定する凝固分析装置、または、これらと生化学自動分析装置、免疫自動分析装置との複合システム、さらにこれらを応用した自動分析システムに搭載されるものであってもよい。
[0018]
 図1に示した電解質分析装置は、イオン選択電極(以下、ISE電極(Ion Selective Electrode))を用いたフロー型電解質分析装置である。図1には、電解質分析装置の主要な機構として、サンプル分注部、ISE電極部、試薬部、機構部、廃液機構の5つの機構、及びこれらを制御するとともに、測定結果より電解質濃度の演算、表示を行う制御装置を示している。
[0019]
 サンプル分注部はサンプルプローブ14を含む。サンプルプローブ14によって、サンプル容器15内に保持された患者検体などのサンプルを分注し、分析装置内に引き込む。ここで、検体とは患者の生体から採取される分析対象の総称であり、例えば血液や尿などである。これらに対して所定の前処理を行った分析対象も検体と呼ばれる。
[0020]
 ISE電極部は、希釈槽11、シッパノズル13、希釈液ノズル24、内部標準液ノズル25、ISE電極1、比較電極2、ピンチ弁23、電圧計27、アンプ28を含む。サンプル分注部にて分注されたサンプルは、希釈槽11に吐出され、希釈液ノズル24から希釈槽11内へ吐出される希釈液で希釈・撹拌される。シッパノズル13はISE電極1に流路によって接続され、希釈槽11から吸引された希釈されたサンプル溶液は当該流路によってISE電極1へ送液される。一方、比較電極液ボトル5に収容された比較電極液は、ピンチ弁23が閉鎖した状態でシッパシリンジ10を動作させることで、比較電極2へ送液される。ISE電極流路に送液された希釈されたサンプル溶液と比較電極流路に送液された比較電極液とが接液することで、ISE電極1と比較電極2とが電気的に導通する。ISE電極部は、ISE電極1と比較電極2との間の電位差によって、サンプルに含まれる特定の電解質の濃度を測定する。
[0021]
 具体的には、ISE電極1にはサンプル溶液中の特定のイオン(例えば、ナトリウムイオン(Na )、カリウムイオン(K )、クロールイオン(Cl )など)の濃度に応じて起電力が変化する性質を持つイオン感応膜が貼り付けられており、ISE電極1はサンプル溶液中の各イオン濃度に応じた起電力を出力し、電圧計27及びアンプ28により、ISE電極1と比較電極2との間の起電力を取得する。制御装置29では、各イオンにつき、取得した起電力から検体中のイオン濃度を演算し、表示する。希釈槽11に残ったサンプル溶液は廃液機構により排出される。
[0022]
 なお、ISE電極1と比較電極2との間の電位差は温度変化等の影響を受ける。このような温度変化等の影響による電位変動を補正するため、一つのサンプル測定後、次のサンプル測定までの間に、内部標準液ノズル25より希釈槽11内へ内部標準液を吐出し、上述のサンプルの場合と同様に(ただし、内部標準液に対する希釈は行わない)測定を行う。サンプル測定間に実施される内部標準液測定結果を利用して、変動量に応じた補正を行うことが好ましい。
[0023]
 試薬部は、試薬容器から試薬を吸引する吸引ノズル6、脱ガス機構7、フィルタ16を含み、測定に必要な試薬を供給する。電解質測定を行う場合には、試薬として内部標準液、希釈液、比較電極液の3種の試薬が使用され、内部標準液を収容する内部標準液ボトル3、希釈液を収容する希釈液ボトル4、比較電極液を収容する比較電極液ボトル5が試薬部にセットされる。図1はこの状態を示している。また、装置の洗浄を行う場合には、試薬部に、洗浄液を格納する洗浄液ボトルがセットされる。
[0024]
 内部標準液ボトル3および希釈液ボトル4はそれぞれフィルタ16を介して流路を通じて内部標準液ノズル25、希釈液ノズル24に接続され、各ノズルは希釈槽11内に先端を導入した形状で設置されている。また、比較電極液ボトル5はフィルタ16を介して流路を通じて比較電極2に接続されている。希釈液ボトル4と希釈槽11との間の流路、および比較電極液ボトル5と比較電極2との間の流路には、それぞれ脱ガス機構7が接続されており、希釈槽11内および比較電極2内へは脱ガスした試薬が供給される。これは、シリンジにより流路を陰圧にしてボトルから試薬を吸い上げるため、試薬中に溶け込んでいたガスが試薬内に気泡として表れる。試薬に気泡が入ったまま希釈槽11や比較電極2に供給されないように脱ガス機構が設けられているものである。
[0025]
 機構部は、内部標準液シリンジ8、希釈液シリンジ9、シッパシリンジ10、電磁弁17,18,19,20,21,22,30、プレヒート12を含み、各機構内または各機構間の送液等の動作を担う。例えば、内部標準液および希釈液は、それぞれ内部標準液シリンジ8および希釈液シリンジ9と、流路に設けられた電磁弁の動作により希釈槽11へ送液される。プレヒート12は、ISE電極1へ至る内部標準液および希釈液の温度を一定範囲内に制御することで、ISE電極1への温度の影響を抑制している。
[0026]
 廃液機構は、第1の廃液ノズル26、第2の廃液ノズル36、真空ビン34、廃液受け35、真空ポンプ33、電磁弁31,32を含み、希釈槽11に残ったサンプル溶液やISE電極部の流路に残った反応液を排出する。
[0027]
 図1に示した電解質測定装置による電解質濃度測定動作を説明する。測定動作は、制御装置29により制御される。
[0028]
 まず、サンプル分注部のサンプルプローブ14によりサンプル容器15から分注したサンプルを、ISE電極部の希釈槽11に吐出する。希釈槽11にサンプルが分注された後、希釈液ノズル24から、希釈液シリンジ9の動作によって希釈液ボトル4より希釈液を吐出し、サンプルを希釈する。前述の通り、流路内の希釈液の温度や圧力変化により気泡が発生することを防ぐため、希釈液流路の途中に取り付けられた脱ガス機構7で脱ガス処理が行われている。希釈されたサンプル溶液は、シッパシリンジ10や電磁弁22の動作によりISE電極1へ吸引される。
[0029]
 一方、ピンチ弁23とシッパシリンジ10により、比較電極2内へ比較電極液ボトル5より比較電極液が送液される。比較電極液は例えば、所定濃度の塩化カリウム(KCl)水溶液であり、サンプル溶液と比較電極液とが接することで、ISE電極1と比較電極2とが電気的に導通する。なお、比較電極液の電解質濃度はサンプル送液している間の濃度変動の影響を抑制するため、高濃度であることが望ましいが、飽和濃度付近では結晶化し流路詰まりの原因となる可能性があるため、0.5mmol/Lから3.0mmol/Lの間であることが望ましい。比較電極電位を基準としたISE電極電位を電圧計27とアンプ28を用いて計測する。
[0030]
 また、サンプル測定の前後に試薬部にセットされた内部標準液ボトル3の内部標準液を内部標準液シリンジ8により希釈槽11へ吐出し、サンプル測定と同様に内部標準液の電解質濃度測定を行う。
[0031]
 サンプル溶液について計測されたISE電極電位を用いて制御装置29にて演算を行い、サンプル中の電解質濃度を算出する。このとき、内部標準液について計測されたISE電極電位に基づき較正することで、より正確な電解質濃度の測定が行える。
[0032]
 このような電解質測定装置では、試薬が供給される、ISE電極部、試薬部、機構部により形成される流路は微弱な電位を持っている。電解質計測を高精度に行うため、流路は、その周辺環境から絶縁され、電気影響を受けないようにされる必要がある。例えば、試薬やサンプル溶液の接する流路を樹脂などの絶縁体で形成することは一方法である。しかしながら、吸引ノズル6は試薬ボトルに対して挿抜可能とする必要性があり、後述するように流路に結合される吸引ノズル6を金属のような導電体で形成したい場合がある。
[0033]
 ここで、電解質測定装置の筐体内には、その各機構を駆動するための電源と電源からの電力を供給するためのAC配線が設けられるとともに、筐体100は電解質測定装置が測定をするための基準電位(GND)とされている。このため、吸引ノズル6が導電体である場合には、吸引ノズル6が筐体側の機構である試薬容器設置部502を介して筐体100と電気的に接続されている状態が生じる。この場合、流路の電位が筐体100に逃げてしまう、あるいは、試薬容器設置部502付近に電源やAC配線が設けられている場合には、筐体100に局所的に微弱なノイズが乗ることにより、流路の電位に変動を及ぼすおそれがある。このため、本実施例においては、図1に示すように、導電体である吸引ノズル6が筐体100に電気的に接続されるのを防止するため、試薬容器設置部502に絶縁体304を設ける。なお、図では比較電極液ボトル5に挿入された吸引ノズル6についてのみ図示しているが、他の試薬ボトルに挿入された吸引ノズル6についても同様である。
[0034]
 なお、制御装置は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、記憶装置、I/Oポートを備えたコンピュータとして構成でき、RAM、記憶装置、I/Oポートは、内部バスを介して、CPUとデータ交換可能なように構成される。I/Oポートは、上述した各機構に接続され、それらの動作を制御する。動作制御は記憶装置に記憶されたプログラムをRAMに読み込み、CPUが実行することにより行われる。また、制御装置29には入出力装置が接続され、ユーザからの入力や測定結果の表示が可能とされる。
[0035]
 次に本実施例の電解質分析装置の試薬容器設置部について説明する。図2に電解質分析装置の外観(模式図)を示す。内部標準液ボトル3、希釈液ボトル4、比較電極液ボトル5がセットされる試薬容器設置部502は、装置の筐体500に対して、開口部503より、レール501を用いて引き出し可能とされている。開口部503は通常は図示しない扉により閉鎖され、試薬容器交換作業時には扉を開いて試薬容器交換を行う。試薬容器交換作業時には、図2(右図)に示すように、試薬容器設置部502ごと筐体500の外に引き出すことにより、ユーザが試薬容器を交換することを容易にしている。試薬容器交換作業後は、再度、試薬容器設置部502を筐体500内に格納する(図2(左図))。
[0036]
 図3に、試薬容器交換作業時の試薬容器設置部の状態を示す。(a)試薬容器設置部502格納時、(b)試薬容器設置部502引出時、(c)試薬容器交換時であり、いずれの場合も、筐体500側面からの透視図として示している。以下に、試薬容器設置部502の構成例を説明する。
実施例 1
[0037]
 図4に、試薬容器設置部502の第1の構成例を示す。図では試薬容器設置部502の吸引ノズル6が試薬容器101内に挿入されている状態での断面図(模式図)を示している。試薬容器設置部502において、基板205上に試薬容器架台204が設けられている。基板205は、試薬容器101が載置されるとともに、図示しないレール501と結合されることにより、試薬容器設置部502は装置の筐体内外へ出し入れ可能とされる。また、吸引ノズル6はハンドル202、絶縁体304を介して、試薬容器架台204から昇降可能なノズル支持部203に結合されている。
[0038]
 図5Aに、ノズル支持部203がロック機構301によりロックされた状態を示す。ユーザにより試薬容器101の交換がなされるとき、ユーザはハンドル202を手動で引き上げることで、吸引ノズル6に触れることなく試薬容器101から吸引ノズル6を離脱させることができる。ノズル支持部203が上限点まで持上げられると、ロック機構301により、ノズル支持部203は図5Aに示すような位置で保持される。この位置を試薬容器交換位置という。これにより、ユーザはハンドル202を手放して試薬容器101の交換作業が可能になる。
[0039]
 吸引ノズル6は、ユーザがハンドル202を引き上げた際に、試薬容器101の載置位置に対してノズル先端位置がずれないように固定された、金属製のパイプで構成されている。これにより、吸引ノズル6を柔軟な樹脂製のパイプとした場合に想定される、作業に伴う吸引ノズル先端6aの振れにより試薬が周囲に飛散することを防止することができる。一方、吸引ノズル6のハンドル側の端部6bは図示しない配管と接続され、吸引ノズル6を装置の流路に接続する。吸引ノズル端部6bに接続される配管は柔軟な樹脂製のパイプとすることで、試薬容器設置部502の筐体への出し入れや、ノズル支持部203の昇降を容易にすることができる。
[0040]
 このように試薬容器設置部502は可動部を有するため一定の強度を有する必要があり、また、加工のしやすさなどから、多くの部分に金属が使用される。例えば、ハンドル202、ノズル支持部203、試薬容器架台204、基板205は、上記利点のため、金属で形成するメリットの多い部品である。このため、吸引ノズル6を金属製のパイプで構成する場合には、先に述べたように、ハンドル202に固定される吸引ノズル6が、ノズル支持部203、試薬容器架台204、基板205を介して筐体に電気的に接続され、流路の電位に変動を及ぼす可能性がある。そこで、図4に示すように、絶縁体304をハンドル202とノズル支持部203の間に配置する。なお、吸引ノズル6はハンドル202に固定され、試薬容器設置部502のハンドル202以外の部分とは接触していない。これにより、吸引ノズル6とハンドル202とを装置から絶縁状態とすることができる。
[0041]
 また、ノズル支持部203がロック機構301によりロックされた状態において、吸引ノズル先端6aと試薬容器101の試薬吸引口110との間に所定の距離εを有するようにすることが望ましい(図5A)。これにより、ユーザは試薬容器101の交換にあたって試薬容器101と吸引ノズル先端6aとをぶつけたり、試薬容器を傾けて試薬容器設置部に載置したりしなくて済むことから、交換時における試薬容器101からの試薬のこぼれや、吸引ノズル先端6aからの試薬の飛散などの発生リスクを抑制することができる。
[0042]
 図5Bに、図5Aに示す状態から、ノズル支持部203がロック解除機構302によりロック解除された状態を示す。ロック機構301は、電源装置303からロック解除機構302に電源が供給された状態で、ロック解除機構302により、制御装置29の制御にしたがってロック解除が実行される。このとき、ユーザがハンドル202を把持していなくとも、ゆっくりと吸引ノズル6及びノズル支持部203が下降するように、ノズル支持部203にはダンパ機構が設けられていることが望ましい。本例では、ノズル支持部203が下降しきった状態で停止し、その位置を試薬吸引位置という。
[0043]
 図6はロック機構301とロック解除機構302の構成例を示す図である。ロック機構301は固定側ベース601と可動側ベース602とを有し、固定側ベース601と可動側ベース602との間には、ばね604が設けられている。また、可動側ベース602のばね604が設けられた面と対向する面にはベアリング603が接続されている。ロック解除機構302はソレノイド611を有し、ソレノイド611は可動側ベース602に接続されている。
[0044]
 (a)平常時の試薬容器設置部502は図4の状態である。平常時では、ソレノイド611はオフとされ、ベアリング603はノズル支持部203のガイド部203aに接している。このとき、ばね604が圧縮されることにより、ばね604の弾性力によりベアリング603はガイド部203aに押し付けられている。
[0045]
 (b)ロック時の試薬容器設置部502は図5Aの状態である。ロック時においてもソレノイド611はオフとされている。方向621にノズル支持部203が持ち上げられることにより、ベアリング603はノズル支持部203に設けられたロック用凹部203bと嵌合される。これにより、ノズル支持部203はユーザがハンドルから手を離しても下降しないよう、ロックされる。このとき、ばね604の長さは自然長近傍の長さとなる。
[0046]
 このように、装置に電源が投入されている、いないにかかわらず、ばねの弾性力を用いることにより、ノズル支持部203を持ち上げて吸引ノズル6を試薬容器101から引き出し、その状態でロックすることが可能になる。なお、ばねに限らず弾性体を用いることができ、またその作動に電力を必要としない限りにおいて、他の機械的な作用によりノズル支持部203をロックするようにしてもよい。
[0047]
 (c)ロック解除時の試薬容器設置部502は図5Bの状態である。ソレノイド611がオンとされ、ベアリング603及び可動側ベース602を方向622にひきつける。これにより、ベアリング603がロック用凹部203bから引き抜かれ、方向623にノズル支持部203は下降する。所定時間後にソレノイド611がオフとされ、ベアリング603はノズル支持部203のガイド部203aに接するようになる。ノズル支持部203が下降しきったところで、平常時の状態に戻る。
[0048]
 ソレノイド611を動作させるためには、ソレノイド611に電力が供給され、制御装置29よりソレノイド611をオンする制御がなされる必要がある。これにより、ノズル支持部203のロックを解除し、吸引ノズル6を試薬容器に挿入するには、装置の電源が供給されていなければならないことになる。なお、ロック解除動作が制御装置29により制御される限りにおいて、ロック解除機構302は別の作用によりノズル支持部203のロックを解除するようにしてもよい。例えば、ばねの弾性力に勝る空圧によりロックを解除するようにしてもよい。
[0049]
 さらに、試薬容器101には試薬の種別、残液量、有効期限、ロット番号などの試薬に関する情報が格納されたRFIDタグ102が付されている(図4参照)。RFIDタグ102と情報をやり取りするため、試薬容器架台204には、試薬容器101が載置された状態で、対向する位置にRFIDリーダライタ103が設けられている。また、試薬容器101が試薬容器載置位置に試薬容器が置かれたことを検出する容器検知器104が設けられている。容器検知器104は例えば、赤外光を発射する光源と赤外光を検出する光検出器とを有する。試薬容器101からの反射光の有無を光検出器が検出することにより、試薬容器101の有無を判定する。なお、RFIDタグとRFIDリーダライタは一例であり、収容する試薬に関する情報を記憶する情報記憶媒体が試薬容器に貼付され、試薬容器設置部に設置された情報読取り器により、当該情報記憶媒体に記憶された、収容する試薬に関する情報を読み出すことができればよい。
[0050]
 次に、試薬容器の交換フローについて説明する。上述の通り、本実施例の試薬容器設置部502では、装置電源の投入の有無にかかわらず、元の試薬容器を取り外し、新しい試薬容器を設置できる一方、装置電源が投入された状態でのみ吸引ノズルを新しい試薬容器に挿入することができる。図7Aとして装置電源投入状態での試薬容器交換フロー例を、図7Bとして装置電源遮断状態での試薬容器交換フロー例を示す。
[0051]
 まず、装置電源投入状態での試薬容器交換フロー(図7A)について説明する。上述したように、ユーザはハンドル202を把持してノズル支持部203を持ち上げ(S702)、ノズル支持部203がロックされた状態で(S703)、試薬容器101を取り外す(S704)。これにより、容器検知器104による試薬容器検知はオフとなる(S705)。ユーザにより改めて試薬容器設置部502に新しい試薬容器101が載置される(S706)と、容器検知器104は新しい試薬容器101を検出する(S707)。RFIDリーダライタ103は、容器検知器104による試薬容器の検出をトリガとして、試薬容器101のRFID情報の読み取りを開始する。制御装置29は、RFID情報が正常かどうかを判定する(S708)。判定内容としては、例えば、試薬の種別が本来その載置場所に置かれるべき試薬であるかどうか、残液量が十分か、試薬の有効期限を経過していないか、といったことが挙げられる。RFID情報が正常であった場合は、制御装置29は、読み取ったRFID情報を登録し(S709)、ロック解除機構302によるロック機構301の解除動作を行う(S710)。ノズル支持部203はロックが解除されると自動で下降し、吸引ノズル6は試薬容器101内の所定の吸引位置へ移動する。一方、RFID情報が正常でない場合には、その旨を制御装置29の表示部に表示するようにする。これによって、ユーザは吸引ノズル6を誤った試薬に接液させる前に、正しい試薬容器に取り換えることができる(S704~S706)。このように、吸引ノズル6は正常な試薬に対してのみ接液するため、ユーザの試薬容器の置き間違い等によるコンタミネーションを防止することができる。
[0052]
 次に、装置電源遮断状態での試薬容器交換フロー(図7B)について説明する。図7Aの交換フローと同じ内容のステップについては同じ符号を付して示している。ユーザはハンドル202を把持してノズル支持部203を持ち上げ(S702)、ノズル支持部203がロックされた状態で(S703)、試薬容器101を交換する(S704,706)。上述したように本実施例のロック機構301は電源供給なしに、機械仕掛けでノズル支持部203をロックすることができる。ユーザにより装置電源が投入される(S721)と、装置は初期化処理の一つとして試薬容器設置部502の容器検知器104の状態を確認し(S722)、容器検知器104が試薬容器101を検出した場合は、その検出をトリガとしてRFID情報の確認を行う(S708)。RFID情報が正常であった場合には、制御装置29は、読み取ったRFID情報を登録し(S709)、ロック解除機構302によるロック機構301の解除動作を行う(S710)。一方、試薬容器が検知されない、またはRFID情報が正常でない場合には、交換未成立として(S724)、その旨を制御装置29の表示部に表示するようにする。この場合は、既に装置電源が投入されているので、図7AのステップS704またはS705に移行し、試薬の交換処理を実行する。交換が正常に終了すれば(S723)、制御装置29は、必要であればその後、流路内の液置換動作や分析準備動作などを自動で実行する。
[0053]
 一般的に電解質分析装置では電源投入後の初期処理において、流路内への送液動作や装置状態チェック動作、洗浄動作などが自動で実行されて、分析動作へ短時間で遷移できるような機能を有している。しかし初期処理後に試薬残量が十分でないと認識し、試薬容器交換を行うと再度流路内の液置換動作などが必要となり、分析開始までの時間を要する結果となる。本実施例によれば、ユーザは装置電源遮断時においても試薬同士のコンタミネーション防止効果を維持したまま試薬交換作業を実施することができ、電源投入後に追加の作業を行うことなく装置を使用することができる。
[0054]
 なお、図12に試薬容器設置部502の変形例を示す。図4との違いは基板205を絶縁基板900として、図4の絶縁体304の機能を果たさせている点である。絶縁体の配置位置を基板に変更することによって、試薬容器設置部502全体を絶縁状態にすることができる。この例では、基板が絶縁されているため、基板上部の構成に制限されないメリットがある。このように、吸引ノズル6と筐体とが電気的に接続されるのを防止できる位置に絶縁体を配置すればよく、本実施例は、絶縁体304の配置位置を特定の箇所に限定するものではない。例えば、ハンドル202を樹脂などの絶縁体で構成することも可能である。以下の実施例についても同様である。また、吸引ノズル6と筐体との間に複数の絶縁体304が配置されてもよい。
[0055]
 さらに、試薬容器101が透明ないしは半透明のような素材からなる容器であり、試薬容器設置部502がユーザから容易に視認できる構成であれば、ユーザは装置電源を投入する前に、試薬残量を目視にて確認することができ、必要に応じて試薬交換をあらかじめ実施することができて便利である。
実施例 2
[0056]
 図8に、試薬容器設置部502の第2の構成例を示す。第2の構成例における第1の構成例との主要な相違点は、ノズル支持部203に2つの吸引ノズル6-1,2が結合されており、ユーザによりハンドル202が持ち上げられることにより、2つの吸引ノズル6-1,2が同時に持ち上げられるようになっている点である。この例では、ノズル支持部203と試薬容器架台204との間に絶縁体304を設けており、ハンドル202に設けられた2つの吸引ノズルに対して、1つの絶縁体により流路の絶縁がなされている。絶縁体304を設ける位置は、図8に示した形態に限られず、実施例1のように、ハンドル202とノズル支持部203との間に配置してもよい。いずれの場合であっても、吸引ノズルごとに絶縁体を設ける必要はない。図8では省略されているが、図4に示した容器検知器104やRFIDリーダライタ103は試薬容器101-1,2それぞれに対応して備えられている。試薬容器交換フローも図7A、Bに示したものと同様であり、ユーザにより一つ以上の試薬容器が交換され、全ての試薬容器のRFID情報が正常である場合に、ロック解除機構302によりノズル支持部203のロックが解除されることで、吸引ノズル6-1,2はそれぞれ試薬容器101-1,2内の所定の吸引位置へ移動する。図8では、2つの試薬容器に関する例を挙げているが、3つ以上であってもよい。
[0057]
 本構成によればユーザは一度のノズル支持部203の昇降動作で、必要な分の試薬容器交換作業を同時に行うことができ、交換作業の効率を高めることができる。なお、試薬容器設置部502において同じ試薬の試薬容器を複数格納し、一つの試薬容器の試薬残量が少なくなった場合に切換え使用可能な分析装置においては、ロック解除条件として、全ての位置に正常な試薬が載置されていなくとも、分析に必要な試薬が少なくとも1つずつ、正常に載置されていることを条件としてもよい。必要な試薬が正しく載置され、異常な試薬が載置されていないことをロック解除条件とすることにより、吸引ノズル6が不適切な試薬に接液することを防ぐことができる。
実施例 3
[0058]
 図8のように、試薬容器設置部502に複数の試薬容器を並べて配置する構成は、試薬容器設置部をコンパクトに構成でき、実施例2として説明したように交換作業の効率を高めることができる。図1に示したように、電解質分析装置の場合、内部標準液、希釈液、比較電極液の3つの試薬を用いるため、実施例3として、この3つの試薬容器を載置する試薬容器設置部502の構成を検討する。試薬容器の交換は人手で行うため、交換作業中に吸引ノズルからの試薬飛び散りや試薬容器の吸引口からの液こぼれ等により、コンタミネーションが発生するリスクをゼロにはできない。特に複数の試薬容器を近接して並べて載置すると、ユーザの作業ミスがコンタミネーションを引き起こしやすくなる。しかしながら、電解質分析装置の試薬の場合、内部標準液、希釈液の場合には多少の試薬の飛び散りが生じても、その影響は無視できる場合がほとんどである。これに対して、比較電極液は、内部標準液、希釈液に比べて高濃度にイオンを含有しているため、より厳しくコンタミネーションのリスクを管理する必要がある。
[0059]
 図9A,Bは、3つの試薬容器を載置する試薬容器設置部502の構成例(第3の構成例)であり、特に比較的低濃度である2つの試薬と比較的高濃度である1つの試薬を用いる電解質分析装置に適した構成である。図9Aは平面図であり、図9Bは図9Aに示した矢印方向からの側面図である。なお、図9Aにおいてはハンドル202の表示を省略している。この例では、絶縁体304は、実施例1と同様に、ハンドル202とノズル支持部203との間に設けられている。
[0060]
 本構成は、比較的低濃度である希釈液、標準液と、比較的高濃度である比較電極液との3種の試薬容器をコンタミネーションのリスクが低くなるように載置可能とする。具体的には、並置する試薬容器101-1、101-2として希釈液ボトル、内部標準液ボトルを載置し、試薬容器架台204によりこれらと隔離された位置に、試薬容器101-3として比較電極液ボトルを載置する。したがって、3つの試薬容器を図9A,Bに示す試薬容器設置部に載置したとき、希釈液ボトルの試薬吸引口110または内部標準液ボトルの試薬吸引口110と比較電極液ボトルの試薬吸引口110との間には試薬容器架台204が介在することになる。また、ハンドル202を引き上げた状態は図5Aと同様の状態であり、ノズル支持部203をロックした状態において、希釈液用吸引ノズル6の先端または内部標準液用吸引ノズル6の先端と、比較電極液用吸引ノズル6の先端との間には試薬容器架台204が介在することになる。これにより、交換作業中に比較電極液用吸引ノズル6-3の先端からの試薬飛び散りや試薬容器(比較電極液ボトル)101-3の試薬吸引口からの液こぼれ等が発生した場合でも、試薬容器架台204が隔壁の役割を果たし、比較電極液ボトルから他の試薬容器への混入リスクを低く抑えることができる。さらに、ノズル支持部203が図8に示すような板状であれば、ノズル支持部203が引き上げられた状態で試薬容器の交換が行われるため、ノズル支持部203もまた、隔壁の役割を果たすことができる。
[0061]
 加えて、比較電極液のみ試薬容器の設置方向が変えられていることによる付随的な効果として、例えばユーザが3種の試薬容器の全てを交換する場合、隣り合って載置される希釈液ボトル及び標準液ボトルについては、両手でそれぞれをもって同時に取外すことが容易に可能である。このようにコンタミネーションリスクの低いこれらの試薬については効率的な作業が行える。一方でコンタミネーションリスクの高い比較電極液ボトルについては、この試薬容器だけを単一で交換するように促す配置となっている。コンタミネーションリスクの高い試薬容器の交換タイミングを他の試薬容器の交換タイミングとずらすことにより、試薬容器交換中の試薬飛び散りによるコンタミネーションのリスクを低減することができる。
[0062]
 また、試薬容器101の形状は上面が長方形の直方体形状とみなすことができ(試薬容器に面取りや凹凸を設けることは妨げない)、その試薬吸引口110は上面の中心位置よりも短辺側に寄った位置に配置されている。これにより、図8や図9Aに示されるように試薬容器を長手方向に並べた場合でもノズル支持部203から試薬吸引口110までの距離を短く保つことができる。また、試薬吸引口110が端部(短辺側)に寄っていることを利用し、ユーザが試薬容器を保持しやすくするために、容器上面の空いたスペースに試薬容器の持ち手を設けることも望ましい。
[0063]
 また、図9A,Bに示す試薬容器設置部においては、複数並置する試薬容器101-1,2の向きと、これらと試薬容器架台204を隔てて載置される試薬容器101-3との向きを変えて載置するようにしている。すなわち、試薬容器101-1,2はその上面の短辺がそれぞれ試薬容器架台の所定の一面に対向するように設置され、試薬容器101-3はその上面の長辺が試薬容器架台の所定の一面の裏面に対向するように載置されている。これにより、全体として試薬容器設置部をコンパクトにでき、また、図9Aに示すようにハンドル202の所定の位置202pから同等の距離に、各試薬容器101-1~3の試薬吸引口110-1~3を配置することができる。この場合、例えば3つの試薬容器を同一方向に並置するような配置レイアウトに比べ、各試薬の吸引ノズルの長さを含めた流路長さを揃えることができる効果や、吸引ノズル6に接続される可動(可撓)流路部を一箇所に集約することができる効果が得られる。
[0064]
 図9A,Bの構成においても、図8の構成と同様に、ロック解除条件については、すべての必要な試薬が揃った場合において初めてロック解除を実施するように制御することが望ましい。例えば、試薬容器設置部における試薬容器の載置位置付近にLED表示灯のようなものを設け、交換が必要な試薬容器のLEDの点灯/点滅/消灯により、ユーザに通知するようにしてもよい。
[0065]
 ところで、試薬容器に収容可能な試薬の量が多いほど試薬容器の交換回数を減らすことができ、効率的である。このため、試薬容器の高さは試薬容器設置部502、筐体500の開口部503の高さにあわせてできるだけ高くすることが望ましい(図3参照)。あるいは、試薬容器の高さに応じて試薬容器設置部502、筐体500の開口部503の高さをできるだけ低くすることが装置をコンパクトにするために望ましい。ここで、試薬容器設置部502において、ノズル支持部203がロックされた状態が図5Aの状態であり、試薬容器101の高さが図5Aの状態よりもさらに高いとすると、試薬容器交換時に、試薬容器101と吸引ノズル先端6aとが接触しやすくなったり、さらには試薬容器101を傾けて載置位置に載置しなければならなくなったりして、コンタミネーションリスクが高まる。このような課題に対応する試薬容器設置部502の第4の構成例(鳥瞰図)を図10に示す。図10ではノズル支持部(801,811)を試薬容器架台204より引き出してロックした状態を示している。なお、本図では図示されていないが、絶縁体304はハンドル202と支柱801との間に設けられている。
[0066]
 図10に示す試薬容器設置部502では、試薬容器101を基板205に載せたときに試薬吸引口110の上端が試薬容器架台204の上端よりもわずかに低い程度の高さとなっている。すなわち、試薬容器設置部502の容積に許容される、できるだけ大容量の試薬容器を置くことを想定している。このような場合にでも、吸引ノズル先端6aと試薬容器101の試薬吸引口110の上端との間に所定の距離εを持たせる(図5A参照)ことができるよう、図10の構成においてはノズル支持部203を複数段の支柱801,811を含んで構成する。加えて、ノズル支持部203がロック機構301によりロックされた状態において、吸引ノズル先端6aの位置が試薬容器架台204の上端近傍あるいは上端以上に位置する場合、吸引ノズル先端6aの振れによりコンタミネーションが発生するおそれがある。このため、ノズル支持部203の複数段(図では2段)の支柱のうち、下段の支柱811を板状とし、コンタミネーションの発生を抑止する遮蔽板の機能をもたせる。図10に示すように、ノズル支持部203がロックされた状態において、吸引ノズル先端6a-1と吸引ノズル先端6a-3とを結ぶ第1の線、及び吸引ノズル先端6a-2と吸引ノズル先端6a-3とを結ぶ第2の線はいずれも下段の支柱(遮蔽板)811により遮られる状態になっている。これにより、試薬容器交換作業中に比較電極液用吸引ノズル6-3からの試薬飛び散りや試薬容器(比較電極液ボトル)101-3の試薬吸引口からの液こぼれ等が発生した場合でも、試薬容器架台204に加え、下段の支柱(遮蔽板)811が隔壁の役割を果たし、比較電極液ボトルから他の試薬容器への比較電極液の混入リスクを低く抑えることができる。
[0067]
 また、吸引ノズル端部6b-1~3はいずれもハンドル202の中心付近に来るように設置され、それぞれの流路を構成する柔軟な樹脂製のパイプが接続される。
[0068]
 図11に図10の試薬容器設置部502に適用されるノズル支持部203の構成例を示す。図は、(a)平常時と(b)ロック時とを示している。ノズル支持部203は、上段の第1の支柱801と下段の第2の支柱(以下、遮蔽板と称する)811とを有する。遮蔽板811には、その上側にダンパ機能付きプーリ814が、その下側にプーリ815が設けられ、両者の間にはベルト816が掛けられている。ベルト816に対して、第1のベルト保持部813aにより第1の支柱801が、第2のベルト保持部813bにより試薬容器架台204が接続されることにより、連動して第1の支柱801及び遮蔽板811が引き上げられる。なお、第1のベルト保持部813aは第1のリニアガイド812aに係合され、第2のベルト保持部813bは第2のリニアガイド812bに係合されることにより、ノズル支持部203の昇降動作が安定して行えるようになっている。また、ダンパ機能付きプーリ814のダンパ機能に関しては、下降させる場合のみトルクが発生する機能とすることが望ましい。これにより手動による上昇動作時にはユーザの負荷を減らすことができる。
[0069]
 このようにノズル支持部を構成することにより、平常時の試薬容器設置部502の高さhよりも、ノズル支持部203の移動ストロークHを大きくすることができる。このように、試薬容器設置部502の高さが試薬容器相当であっても、吸引ノズル先端を十分に試薬容器から離脱させることが可能となり、さらに少なくとも下段の支柱に遮蔽板の機能を持たせることにより、コンタミネーションの発生を抑止することが可能になる。

符号の説明

[0070]
1:イオン選択電極、2:比較電極、3:内部標準液ボトル、4:希釈液ボトル、5:比較電極液ボトル、6:吸引ノズル、6a:吸引ノズル先端、6b:吸引ノズル端部、7:脱ガス機構、8:内部標準液シリンジ、9:希釈液シリンジ、10:シッパシリンジ、11:希釈槽、12:プレヒート、13:シッパノズル、14:サンプルプローブ、15:サンプル容器、16:フィルタ、17,18,19,20,21,22,30,31,32:電磁弁、23:ピンチ弁、24:希釈液ノズル、25:内部標準液ノズル、26:第1の廃液ノズル、27:電圧計、28:アンプ、29:制御装置、33:真空ポンプ、34:真空ビン、35:廃液受け、100:筐体、101:試薬容器、102:RFIDタグ、103:RFIDリーダライタ、104:容器検知器、110:試薬吸引口、202:ハンドル、203:ノズル支持部、203a:ガイド部、203b:ロック用凹部、204:試薬容器架台、205:基板、301:ロック機構、302:ロック解除機構、303:電源装置、304:絶縁体、500:筐体、501:レール、502:試薬容器設置部、503:開口部、601:固定側ベース、602:可動側ベース、603:ベアリング、604:ばね、611:ソレノイド、621,622,623:方向、801:第1の支柱、811:第2の支柱(遮蔽板)、812a,812b:リニアガイド、813a,813b:ベルト保持部、814:ダンパ機能付きプーリ、815:プーリ、816:ベルト、900:絶縁架台。

請求の範囲

[請求項1]
 サンプルを希釈液により希釈したサンプル溶液と比較電極液との液間電位または内部標準液と前記比較電極液との液間電位を測定する電解質分析装置において、
 前記液間電位を測定するための基準電位を与える筐体と、
 第1の電極と、
 第2の電極と、
 前記筐体と電気的に絶縁され、前記サンプル溶液または前記内部標準液を前記第1の電極に送液し、前記比較電極液を前記第2の電極に送液する流路と、
 前記筐体に電気的に接続され、前記希釈液を収容する希釈液ボトル、前記内部標準液を収容する内部標準液ボトル及び前記比較電極液を収容する比較電極液ボトルを設置する試薬容器設置部とを有し、
 前記試薬容器設置部は、前記流路に結合され、前記希釈液ボトル、前記内部標準液ボトル及び前記比較電極液ボトルのそれぞれに挿抜可能とされる導電体の吸引ノズルと、前記吸引ノズルと前記筐体とを電気的に絶縁する絶縁体とを有する電解質分析装置。
[請求項2]
 請求項1において、
 前記試薬容器設置部は、
 前記希釈液ボトル、前記内部標準液ボトル及び前記比較電極液ボトルが設置される基板と、
 前記希釈液ボトルから前記希釈液を吸引する導電体の第1の吸引ノズルと、
 前記内部標準液ボトルから前記内部標準液を吸引する導電体の第2の吸引ノズルと、
 前記比較電極液ボトルから前記比較電極液を吸引する導電体の第3の吸引ノズルと、
 前記第1~第3の吸引ノズルが結合されるハンドルと、
 前記ハンドルを介して前記第1~第3の吸引ノズルが結合され、試薬容器交換位置と試薬吸引位置との間で移動可能なノズル支持部と、
 前記ノズル支持部を引き出し可能に収容する試薬容器架台とを有する電解質分析装置。
[請求項3]
 請求項2において、
 前記絶縁体は、前記ハンドルと前記ノズル支持部との間に設けられた電解質分析装置。
[請求項4]
 請求項2において、
 前記試薬容器設置部は、前記基板が前記筐体に設けられたレールと結合されることにより、前記筐体の内外に移動可能とされており、
 前記試薬容器設置部が前記筐体内に位置する場合は、前記ノズル支持部は前記試薬吸引位置にある電解質分析装置。
[請求項5]
 請求項4において、
 前記絶縁体は、前記基板に用いられる絶縁体基板である電解質分析装置。
[請求項6]
 請求項1において、
 前記吸引ノズルは金属製ノズルである電解質分析装置。
[請求項7]
 請求項2において、
 前記試薬容器設置部は、前記試薬容器交換位置に移動された前記ノズル支持部を前記試薬容器交換位置で固定するロック機構を有する電解質分析装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5A]

[ 図 5B]

[ 図 6]

[ 図 7A]

[ 図 7B]

[ 図 8]

[ 図 9A]

[ 図 9B]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]