自动分析装置制造方法
【专利摘要】本发明实现了一种使用多个探针来进行静电电容检测式的液面检测的自动分析装置，其中，能够减少基于由发射器的频率差导致的干扰的液面误检测的发生，并能够高精度且迅速地进行分注。检测器振荡器（307）、（201）的频率f1、f2本来是同一频率，但是由于制造偏差导致存在数Hz左右的差，这时，振荡波形施加在液面检测电压上，在正确的液接触时刻以前的错误的时刻判定为进行了液接触。在本发明中，故意使检测器振荡器（307）、（201）的频率f1、f2存在数kHz的差。这种情况下，除了由液面接触导致的净静电电容变化以外，将对应于频率f1、f2的频率差的振荡波形施加在检测电压上，但是能够通过高频率衰减部（208）使高频率成分的振幅值衰减，能够抑制在同时使用多个探针时的液面检测精度低下。
【专利说明】自动分析装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及进行血液、尿等的生物体试样的定性、定量分析的自动分析装置。
【背景技术】
[0002]为了进行血液、尿等来自生物体的试样中的对象成分的定性、定量分析，通过将试剂添加至试样(样品)中并使其发生生物化学反应来测定浓度的自动分析装置，由于实现了测定结果的再现性提高、测定的迅速化，因此在大医院、体检中心等中逐渐普及。作为其理由之一，列举出在自动分析装置中使用了可对生物化学反应所需要的样品和试剂高精度且迅速地进行自动分注的分注装置。
[0003]特别地，在使用探针获取预定量的试剂或样品的情况下，试剂等附着于探针外壁的附着量的偏差，引起了向分注目的地的容器或下次以后的样品容器的随机性带入、探针外壁清洗不足等。
[0004]并且，试剂或样品向其他试剂、其他样品的混入引起了分析再现性的偏差量增大、样品之间的交叉污染增大。
[0005]已知一种方法，其为了使试剂附着于探针外壁的附着量及其偏差为最小限度，通过传感器检测液面并控制探针向试剂或样品的伸入量，高精度且迅速地进行分注。
[0006]例如已知将分注探针设为用于液面检测的一方的电极，并将另一方电极设为容器保持架台，通过这些电极间静电电容的变化来检测容器内的液面的例子。例如已知利用了桥式电路的方法(专利文献I)、利用了微分电路的方法(专利文献2)。
[0007]任意一种方式中均成为将具有某频率成分的输入信号施加至分注探针的方式。
[0008]此外，作为可迅速分注的例子，已知一种具备多个探针，并通过这些多个探针同时分注试剂，由此可在单位时间内进行处理的高处理性分析装置(专利文献3)。
[0009]此外，已知一种在一个试剂盘上搭载在多种类、多个容器中容纳的试剂，可一次测定几十种对象成分的自动分析装置(专利文献4)。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本特开平8-122126号公报
[0013]专利文献2:日本特开平2-59619号公报
[0014]专利文献3:日本特开2004-045112号公报
[0015]专利文献4:日本特开2006-119156号公报
【发明内容】
[0016]发明要解决的课题
[0017]在具备静电电容式的液面检测功能的自动分析装置中，在以高精度且迅速的分注为目的，由多个探针同时吸取了样品、试剂的情况下，以附加在伴随以单一探针吸取了的情况下的液面检测的检测器信号变化量上的形式，发生对应于来自相互的发射器的信号频率差的频率信号的干扰。
[0018]结果，探针的液面接触前后的静电电容变化导致的净信号变化不明，发生了对样品或试剂液面的伸入量的偏差、误检测，使分注的可靠性降低。
[0019]本发明的目的在于实现一种使用多个探针来进行静电电容检测式的液面检测的自动分析装置，其中，能够减少基于由发射器的频率差导致的干扰的液面误检测的发生，并能够进行高精度且迅速的分注。
[0020]用于解决课题的手段
[0021 ] 为了实现上述目的，本发明如下构成。
[0022]在对试样进行分析的自动分析装置中，具备:多个振荡器，其对多个分注探针的每一个供给相互具有特定范围的频率差的交流电压；高频率衰减部，其分别针对多个振荡器而设置，从分注探针的交流电压使特定范围的频率成分衰减；液面检测判定部，其根据来自该高频率衰减部的输出信号，判定分注探针是否接触到液体试样或液体试剂的液面，在判定为上述分注探针接触到上述液面时，使分注探针的上下移动动作停止。
[0023]发明效果
[0024]在使用多个探针来进行静电电容检测式的液面检测的自动分析装置中，能够减少基于由发射器的频率差导致的干扰的液面误检测的发生，并能够进行高精度且迅速的分注。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是应用本发明的自动分析装置的概要结构图。
[0026]图2是图1所示的自动分析装置的试剂探针移动机构的详细说明图。
[0027]图3是对本发明第I实施例中的液面检测器114与液面检测器115的内部结构进行说明的图。
[0028]图4是表示在驱动了单个探针的情况下，从高频率衰减部得到的输出信号变化的图。
[0029]图5是表示在多个探针的检测器振荡器的频率fl、f2之间存在数Hz左右的差的情况下，从高频率衰减部得到的输出信号波形的图。
[0030]图6是表示在多个探针的检测器发射器的频率f l、f2之间存在数kHz左右的差的情况下，从高频率衰减部得到的输出信号波形的图。
[0031]图7是对本发明第2实施例中的液面检测器的内部结构进行说明的图。
[0032]图8是对本发明第3实施例中的液面检测器的内部结构进行说明的图。
[0033]图9是对本发明第I实施例中的液面检测器的内部结构进行说明的图。
【具体实施方式】
[0034]以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
[0035]实施例1
[0036]图1是应用本发明的自动分析装置的整体概要结构图，图2是图1所示的自动分析装置的试剂探针移动机构的详细说明图。
[0037]此外，这里为了说明的简化，示出了试剂探针为2根的例子。[0038]在图1和图2中，样品探针101从样品容器102吸取样品并分注至反应盘103上的反应容器104中。试剂探针105、试剂探针106分别由试剂探针保持部107、试剂探针保持部108保持,能够通过移动机构109、移动机构110进行向z方向(上下方向)的上升下降动作。
[0039]移动机构109、110能够通过移动机构111、移动机构112在试剂盘121上的任意试剂瓶113以及反应盘103上向X方向(水平方向)移动。液面检测器114、液面检测器115分别由试剂探针保持部107、试剂探针保持部108保持，且通过配线116与试剂探针105、试齐[J探针106电连接。例如，试剂探针105、106的筒部分成为电极部，且该电极部与配线116连接。
[0040]试剂探针105、试剂探针106通过移动机构111、移动机构112向试剂瓶116、试剂瓶117的上部移动之后，通过移动机构109、移动机构110进行下降动作。若试剂探针105、试剂探针106接触到容纳于试剂瓶116中的试剂118、容纳于试剂瓶117中的试剂119的液面，则通过液面检测器114、液面检测器115检测到液面。
[0041]在液面检测器114、液面检测器115检测到液面的时刻，移动机构109、110停止动作，并将试剂118、119吸取至试剂探针105、106中。吸取试剂118、119之后，试剂探针105、试剂探针106通过移动机构109、移动机构110上升之后，通过移动机构111、112移动至反应盘103上，并向反应容器104排出试剂118、119。移动机构111、112由支持机构122支持，并沿着该支持机构122移动。
[0042]样品容器102内的样品和试剂118、119发生一定时间的反应之后，通过检测器120检测对应于对象物质浓度的信号量。检测器120成为基于检测出的信号量来分析对象物质的分析部。但是，也可以与检测器120分离地构成分析部。
[0043]在试剂盘121中设置有多个试剂瓶113，通过使该试剂盘121旋转，能够使任意试剂瓶113移动到移动机构111、移动机构112的轨道上。由此，可以从任意的试剂瓶113吸取试剂至试剂探针105、106中。此外，移动机构109、移动机构110能够在大致相同的时刻在z方向上驱动试剂探针105、试剂探针106，以便从位于附近的多个试剂瓶吸取试剂。例如，在I个试剂瓶113是连结多个试剂容器而构成的，每个试剂容器设置有吸取用开口部的情况下，通过试剂探针105、试剂探针106从设置于同一个试剂瓶113上的多个开口部同时进行试剂吸取动作。此外，在将多个试剂瓶113容纳于试剂盘121中的情况下，从邻接地配置的试剂瓶同时进行试剂吸取动作。在这样的情况下，试剂探针105、试剂探针106有可能在大致相同的时刻使试剂探针尖端接触试剂液面。此外，移动机构109、移动机构110也能够发挥功能以使试剂探针105、试剂探针106每次一根地进行试剂分注。
[0044]图3是对本发明第I实施例中的液面检测器114与液面检测器115的内部结构进行说明的图。此外，图3中为了简化说明，省略了检测器114的振荡器307和电阻负载308、试剂探针301、试剂瓶303以外的图示。这是因为检测器114和115是相同的结构，通过说明检测器115的内部结构，能够省略检测器114的内部结构的说明。
[0045]图3中，检测器基板212的振荡器201以振荡频率f2[Hz]振荡。来自振荡器201的发信号电压经由输出基准信号的基准信号电路负载202被供给差分部203 (第I路径)。此外，来自振荡器201的发信号电压被供给电阻负载204，并在从该电阻负载204向试剂探针205供给的同时，经由探针信号电路负载206供给差分部203 (第2路径)。[0046]试剂探针205的尖端部是到达了容纳于试剂瓶210中的试剂的液面211的状态。此外，试剂瓶210经由静电电容C连接至大地213。来自基准信号电路负载202的输出信号和来自探针信号电路负载206的输出信号由于静电电容C的存在而相互间产生相位差。
[0047]在差分部203中取得上述第I路径的输出和第2路径的输出的差分之后，在振幅时间平均部207中执行时间平均，由此得到与探针205和大地213之间的静电电容C的变化对应的信号。
[0048]振幅时间平均部207中得到的信号，为了降低噪音而被供给到衰减由噪音、静电引起的高频率成分的高频率衰减部208。并且，将来自高频率衰减部208的输出信号供给至存储部209。液面检测判定部214根据供给至存储部209的输出信号来判定探针205的尖端部是否到达了试剂液面。液面检测判定部214判定为探针205的尖端到达了液面时，停止移动机构109或110的动作，并使探针205、301的下降动作停止。
[0049]在存储部209中，基于来自液面检测判定部214的指令，存储试剂探针205位于试剂瓶210的试剂液面211上方时的输出信号值、以及试剂探针205下降并接触到试剂液面211时的输出信号值。
[0050]图9中表示探针301不在z方向上动作，仅探针205在z方向上单独动作并接触到试剂液面211时的结构图。此外，图4中表示此时从高频率衰减部208得到的输出信号变化。
[0051]图9中，在液面检测判定部214中，比较所存储的输出信号水平，在是某阈值以上的变化的情况下，判定为液面211与试剂探针205进行了接触。基于该判定，移动机构109、移动机构110进行探针205的移动停止。在探针205单独动作的情况下，如图4所示，在输出信号电压波形中不存在大的脉动，能够高精度地进行探针205对试剂液面的接触判定。为了说明而列举了仅探针205动作的例子，但是在探针205不在z方向上动作，仅探针301在z方向上单独动作的情况下也是同样的。
[0052]在图9所示的例子中，设检测器基板212的功能直至高频率衰减部208，但是也可以直至差分部203以前，也可以直至液面检测判定部214。也就是说，也可以不在检测器基板212上形成振幅平均部207和高频率衰减部208，而设置在检测器基板212的I个外部。此外，甚至存储部209、液面检测判定部214也可以配置在检测器基板212上。此外，高频率衰减部208可以设置在基准信号电路负载202与差分部203之间，也可以设置在探针信号电路负载206与差分部203之间。
[0053]在试剂探针205与试剂瓶210之间存在杂散电容C。同样，在试剂探针301与试剂瓶303之间也存在杂散电容C。并且，在试剂瓶210与试剂瓶303之间也存在杂散电容C。
[0054]试剂探针301和试剂探针205同时进行吸取动作时，检测器基板305和检测器基板212通过试剂瓶303、试剂瓶210之间的静电电容C进行电路连接。
[0055]检测器振荡器307与检测器振荡器201的频率H、频率f2本来是同一频率。但是，有时由于结构部件的制造偏差导致存在数Hz左右的低频率的差。图5是表示检测器振荡器307和检测器振荡器201的频率H、频率f2之间存在数Hz左右的差时的信号波形的图。
[0056]这种情况下，在由试剂探针301和205的液面接触导致的净的静电电容变化以外，将具有对应于频率差的振幅值的低频率振荡波形加至输出信号电压。由于输出信号电压波形发生脉动，在与正确的液面接触判定时刻不同的时刻超过了液面接触判定阈值，其结果是在正确的液接触时刻以前的错误时刻判定为进行了液接触。
[0057]因此，有时停止试剂探针301、205的下降动作的时刻不是合适的时刻，不能进行准确的试剂吸取，招致分注精度的恶化。
[0058]图6表示本发明第I实施例的、将检测器振荡器307和检测器振荡器201的频率f I和频率f2故意设为数kHz左右的高频率的差的情况下的输出信号波形。这种情况下，除了由液面接触导致的净的静电电容变化以外，将对应于频率fl和f2的频率差的高频率振荡波形加至输出信号电压上，但是，由于能够通过高频率衰减部208衰减高频率成分的振幅值，因此能够正确地判定液面接触。
[0059]也就是说，如果设频率H和f2的差为数kHz，则虽然与此对应的高频率信号成分与输出信号电压重叠，但是该重叠成分可以通过以往为了除去噪音而设置的高频率衰减部208进行衰减。此外，在重叠于信号电压的信号成分为数Hz左右的低频率的差的情况下，无法通过高频率衰减部208除去。这是因为现有的高频率衰减部208无法有效地衰减数Hz左右的频率成分。这种情况下，如果设置除去频率fl和f2的频率差成分，且不除去液面接触信号的频率衰减部，则能够实现与上述同样的效果。
[0060]在本发明的第I实施例中，通过设置除去fl和f2的频率差的频率衰减部，即使在以大约相同的时刻从附近的试剂容器中分注试剂的情况下，也能够有效地判定试剂液面。此外，如果将fl和f2的频率差设定为数kHz，则利用现有的噪音降低除去用的高频率衰减部208，就能够抑制同时使用多个探针时的液面检测精度降低，并能够成为简易的结构。
[0061]因此，能够将探针的停止时刻设为准确的液面接触时刻，并能够实现具有更高精度的分注精度的自动分析装置。
[0062]此外，在本发明第I实施例中，能够使重叠于输出信号的振荡波形的振幅小，因此能够降低检测判定时的阈值，并能够使探针尖端向液体内的浸入尺寸小。由此，能够减少附着于探针尖端部的液体量，能够减少污染，减少浪费的液体量。
[0063]此外，与静电电容相关的阻抗以1/(2 Jifc)表示，因此在包含静电电容的电路网中的输出变化变大，因此优选振荡频率f是低频率，但是f越是高频率，高频率衰减部208的衰减效果越高。因此，在通过高频率衰减部208除去探针之间的频率差噪音的情况下，作为振荡器的频率f，优选为IkHz至数百kHz (不到IOOOkHz )。
[0064]此外，两个振荡器的频率f I和f2的差为高频率衰减部208的截止频率以上，可确保基准信号电路负载202以及探针信号电路负载206的增益的值是其上限。
[0065]实施例2
[0066]图7是本发明第2实施例中液面检测器的内部结构图。本发明第2实施例的整体结构与图1所示的例子相同，因此省略了图示。本发明第I实施例与第2实施例的不同点是，省略了检测器114的振荡器307与检测器115的振荡器201，并对检测器114的检测器基板501和检测器115的检测器基板502配置了公共的振荡器503。其他结构与图3所示的例子相同。
[0067]图7中，试剂探针205和试剂探针301同时进行吸取动作时，检测器基板501和检测器基板502通过试剂瓶303、试剂瓶210之间的静电电容C进行电路连接。检测器501和502的输出信号，由于从同一个振荡器503向探针301、205供给电压信号，因此不会产生频率差。
[0068]因此，探针301、205的试剂吸取时的输出信号电压波形是与图4示出的单个试剂探针吸取时的输出信号相同的波形。因此，可以不发生图5所示的信号脉动，正确地判断探针301、205的液面接触时刻，并实现具有精度高的分注精度的自动分析装置。
[0069]此外，只要使用公共的振荡器，振荡器503可以安装于检测器基板501中，也可以安装于检测器基板502中。
[0070]实施例3
[0071]图8是对本发明第3实施例中液面检测器114和液面检测器115的内部结构进行说明的图。此外，图8所示的例子与图3所示的例子同样地，为了简化说明，省略了除检测器114的振荡器307和电阻负载308、试剂探针301、试剂瓶303以外的图示。本发明第3实施例的整体结构与图1所示的例子相同，因此省略了图示。本发明第I实施例与第3实施例的不同点是，将振荡器201和振荡器307的振荡频率fl和f2设定为相同，且振荡器201和振荡器307的振荡频率可调谐，且追加了调谐部309。
[0072]振荡频率fl和f2本来是相同的，但是有时由于结构部件的制造偏差导致产生数Hz左右的差。因此，通过调谐部309进行调谐，以使振荡器307的振荡频率f I和振荡器201的振荡频率f2为一定的频率f。
[0073]在本发明的第3实施例中，通过调谐部309进行调整使得频率fl和f2为同一频率，因此，能够构成为抑制在同时使用多个探针时的液面检测精度降低的结构。
[0074]因此，能够将探针的停止时刻设为准确的液面接触时刻，能够实现具有更高精度的分注精度的自动分析装置。
[0075]此外，上述例子是将本发明应用于试剂分注探针的例子，但是也可应用于样品探针。在将本发明应用于样品探针的情况下，若设图3示出的试剂探针205、301为样品探针，且设试剂容器303、210为试样容器，则其他可以为相同的结构。
[0076]符号说明
[0077]101样品探针
[0078]102 样品
[0079]103反应盘
[0080]104反应容器
[0081]105、106 试剂探针
[0082]107、108试剂探针保持部
[0083]109、110、111、112 移动机构
[0084]113试剂瓶
[0085]114、115液面检测器
[0086]116、117 试剂瓶
[0087]118、119 试剂
[0088]120检测器
[0089]121试剂盘
[0090]122支持机构
[0091]201、307 振荡器[0092]202基准信号电路负载
[0093]203差分部
[0094]204 电阻负载
[0095]205、301 试剂探针
[0096]206 大地
[0097]207振幅时间平均部
[0098]208高频率衰减部
[0099]210、303 试剂瓶
[0100]211 液面
[0101]212检测器基板
[0102]305液面检测基板
[0103]307振荡器
[0104]308 电阻负载
[0105]309调谐部
[0106]501、502液面检测基板
[0107]503振荡器
【权利要求】
1.一种对试样进行分析的自动分析装置，其特征在于，具备: 多个分注探针，其对试样或试剂进行分注； 多个上下移动机构，其分别针对所述多个分注探针而设置，使所述多个分注探针的每一个上下移动； 多个振荡器，其分别对所述多个分注探针供给相互具有特定范围的频率差的交流电压； 频率衰减部，其分别针对所述多个振荡器而设置，使所述分注探针的交流电压引起的所述特定的频率成分衰减；以及 液面检测判定部，其分别针对所述多个分注探针而设置，基于来自所述频率衰减部的输出信号，根据接触引起的电压变化来判定所述分注探针是否接触到液体试样或液体试剂的液面，在判定为所述分注探针接触到所述液面时，使所述上下移动机构的移动动作停止。
2.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于， 所述多个振荡器的相互的振荡频率的差为IkHz以上且不到1000kHz。
3.—种对试样进行分析的自动分析装置，其特征在于，具备: 多个分注探针，其对试 样或试剂进行分注； 多个上下移动机构，其分别针对所述多个分注探针而设置，使所述多个分注探针的每一个上下移动； 一个振荡器，其对所述多个分注探针的每一个供给公共的交流电压；以及液面检测判定部，其分别针对所述多个分注探针而设置，基于所述分注探针的交流电压来判定所述分注探针是否接触到液体试样或液体试剂的液面，在判定为所述分注探针接触到所述液面时，使所述上下移动机构的移动动作停止。
4.根据权利要求3所述的自动分析装置，其特征在于， 具备高频率衰减部，其分别针对所述多个分注探针而设置，使来自所述分注探针的交流电压的高频率成分衰减， 所述液面检测判定部，基于来自所述高频率衰减部的输出信号，判定所述分注探针是否接触到液体试样或液体试剂的液面。
5.一种对试样进行分析的自动分析装置，其特征在于，具备: 多个分注探针，其对试样或试剂进行分注； 多个上下移动机构，其分别针对所述多个分注探针而设置，使所述多个分注探针的每一个上下移动； 多个振荡器，其分别对所述多个分注探针供给交流电压； 调谐部，其将从所述多个振荡器输出的交流电压的频率调谐至一定的频率；以及液面检测判定部，其分别针对所述多个分注探针而设置，基于所述分注探针的交流电压来判定所述分注探针是否接触到液体试样或液体试剂的液面，在判定为所述分注探针接触到所述液面时，使所述上下移动机构的移动动作停止。
6.根据权利要求5所述的自动分析装置，其特征在于， 具备高频率衰减部，其分别针对所述多个分注探针而设置，使来自所述分注探针的交流电压的高频率成分衰减， 所述液面检测判定部，基于来自所述高频率衰减部的输出信号，判定所述分注探针是否接触到液体试样或液体 试剂的液面。
【文档编号】G01N35/10GK103597359SQ201280027708
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年6月4日 优先权日:2011年6月6日
【发明者】田上英嗣, 田中一启 申请人:株式会社日立高新技术