特許 7234328 自動分析装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-27

(45)【発行日】2023-03-07

(54)【発明の名称】自動分析装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/04 20060101AFI20230228BHJP

   G01N 35/02 20060101ALI20230228BHJP

   G01N 35/00 20060101ALI20230228BHJP

【ＦＩ】

G01N35/04 A

G01N35/02 G

G01N35/02 B

G01N35/00 C

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021163395

(22)【出願日】2021-10-04

(62)【分割の表示】P 2020500347の分割

【原出願日】2019-01-22

(65)【公開番号】P2021193402

(43)【公開日】2021-12-23

【審査請求日】2021-10-04

(31)【優先権主張番号】P 2018022845

(32)【優先日】2018-02-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】嘉部 好洋

(72)【発明者】

【氏名】大草 武徳

【審査官】草川 貴史

(56)【参考文献】

【文献】特表２００１－５０４５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１０７４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７０７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３１５８３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３５／０４

Ｇ０１Ｎ ３５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の吸引口を有する試薬ボトルを複数収容し、中心軸の周りに円周方向に回転動作することにより、前記試薬ボトルを所望の位置に搬送する試薬ディスクと、
回転軸の周りに回転動作し、前記試薬ディスク上の所定位置にある前記試薬ボトルの試薬を吸引する試薬分注機構と、
前記試薬ディスクを覆うカバーとを有し、
前記試薬ボトルは、前記試薬ボトルの中心軸と前記試薬ディスクの径とが所定の傾きθ（θ＞０）をなすように前記試薬ディスクに収容され、
前記試薬分注機構の回転軌道は、前記試薬ディスク上の前記所定位置にある１つの試薬ボトルの前記複数の吸引口の上を通過するよう設定され、
前記カバーには、前記試薬分注機構が前記１つの試薬ボトルの前記複数の吸引口のいずれにもアクセスできる開口部が設けられ、
前記試薬ボトルは、互いに等距離に配置される、前記試薬ディスクに配置された状態で内側から順に第１の吸引口、第２の吸引口及び第３の吸引口を有し、
前記傾きθは、前記第２の吸引口の中心を通る前記試薬ボトルの中心軸と前記第２の吸引口の中心を通る前記試薬ディスクの径とのなす角であり、20°≦θ≦30°である自動分析装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記開口部の位置に、前記試薬ボトルの吸引口に設けられた蓋を開閉する試薬容器蓋開閉機構を有する自動分析装置。

【請求項3】

請求項１において、
回転軸の周りに回転動作し、前記試薬ボトルの磁性粒子溶液を攪拌する磁性粒子攪拌装置を有し、
前記磁性粒子攪拌装置は、前記開口部から、前記１つの試薬ボトルのあらかじめ定められた吸引口にアクセスする自動分析装置。

【請求項4】

請求項３において、
前記１つの試薬ボトルは、磁性粒子溶液を収容する第１の容器と試薬を収容する第２の容器とを有し、
前記磁性粒子攪拌装置が前記１つの試薬ボトルの前記第１の容器にアクセスして前記磁性粒子溶液を攪拌している間、前記試薬分注機構は前記１つの試薬ボトルの前記第２の容器にアクセスして試薬の分注を行う自動分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生化学分析や免疫分析に用いる自動分析装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動分析装置では、試薬ボトルから試薬を吸引して反応容器に吐出し、サンプル（試料、検体とも呼ばれる）と試薬とが混和された反応液を生成する工程（以下、分注工程という）を有する。このため、自動分析装置には、複数の試薬ボトルを設置するための試薬ディスクが設けられている。試薬ディスクは複数の小区画を有し、そのそれぞれに試薬ボトルを搭載する。小区画の数は、自動分析装置が実行する測定項目や搭載可能な反応容器の数に応じて定められる。測定項目は医学の発達に伴い増加し、それに対応して分析試薬の種類も増加し、できるだけ多くの試薬を装置上に搭載できることが求められている。

【0003】

例えば、特許文献１に開示されているように、複数の吸引口を有した試薬容器が放射状に配置される試薬ディスクを有する自動分析装置が知られている。試薬容器に設けられた複数の吸引口に対して、水平面での回転動作、及び鉛直方向の上下移動が可能である分注機構をアクセスさせて、試薬容器から試薬を吸引する。

【0004】

一方、試料の分析に磁性粒子試薬を用いる場合、分注工程において、磁性粒子溶液の吸引を行う直前に磁性粒子溶液の撹拌を行い、磁性粒子をその溶液に十分に混合しておく必要がある。特許文献２では、特許文献１と同様に試薬容器を放射状に試薬ディスクに配置するとともに、所定の試薬容器の複数の開口部上を通る直線上に磁性粒子攪拌装置、試薬分注装置を配置し、試薬ディスク上で試薬容器を上記直線に沿って移動させることにより、試薬の攪拌、吸引を行わせている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開２０１５／０１９８８０号

【文献】特開２０１６－７０７８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の課題について、図１１を用いて説明する。磁性粒子試薬の場合、磁性粒子溶液と試薬とサンプルとを混和させて使用する。このため、磁性粒子試薬の試薬ボトルは磁性粒子溶液を収容する容器と複数の試薬をそれぞれ収容する複数の容器とで１セットを構成している。図１１において試薬ボトル２０１の３つの吸引口のうち、吸引口２０２が磁性粒子溶液に対するものであり、吸引口２０３，２０４が試薬に対するものとする。

【0007】

ここで、特許文献１のように、試薬ボトル２０１が試薬ディスク２１０に放射状に配置され、試薬分注機構２１１が回転動作を行って試薬ボトルにアクセスする構成を採用する場合、図１１に示すように、吸引口が異なると試薬分注機構２１１による吸引位置が異なる。例えば、吸引口２０４の場合、吸引位置は位置Ｐ１となり、吸引口２０２の場合、吸引位置は位置Ｐ２となる（図では位置Ｐ１，Ｐ２にある試薬ボトルを示しているが、実際には試薬ディスクはカバーに覆われているため、試薬ボトルをみることはできない）。このため、分注工程において、試薬ボトル２０１に対して、試薬（吸引口２０４から）を吸引、磁性粒子溶液（吸引口２０２から）を攪拌、磁性粒子溶液（吸引口２０２から）を吸引、という動作を行う場合には、必ず試薬ディスク２１０を位置Ｐ１から位置Ｐ２に回転移動させる動作を伴う。さらに、自動分析装置の各機構の配置により、位置Ｐ１とは別の位置で磁性粒子溶液の攪拌を行う、あるいは、位置Ｐ１とは別の位置で試薬ボトル２０１の各吸引口に設けられた蓋を開ける場合には、それぞれ試薬ディスクを当該位置に回転動作させてそれぞれの動作を実行させる必要が生じるため、試薬の分注工程に要する時間をさらに長引かせる要因となる。

【0008】

一方、特許文献２では磁性粒子試薬の分注工程において試薬ディスクの回転は不要とされているが、試薬容器は磁性粒子攪拌装置、試薬分注装置の間を移動させる必要があり、そのための時間が同様に必要になる。また、試薬ディスクや機構が大型化しており、部品点数の削減や小型化のためには、回転動作する試薬分注機構を適用することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一実施形態である自動分析装置は、複数の吸引口を有する試薬ボトルを複数収容し、中心軸の周りに円周方向に回転動作することにより、試薬ボトルを所望の位置に搬送する試薬ディスクと、回転軸の周りに回転動作し、試薬ディスク上の所定位置にある試薬ボトルの試薬を吸引する試薬分注機構と、試薬ディスクを覆うカバーとを有し、試薬ボトルは、試薬ボトルの中心軸と試薬ディスクの径とが所定の傾きθ（θ＞０）をなすように試薬ディスクに収容され、試薬分注機構の回転軌道は、試薬ディスク上の所定位置にある１つの試薬ボトルの複数の吸引口の上を通過するよう設定され、カバーには、試薬分注機構が１つの試薬ボトルの複数の吸引口のいずれにもアクセスできる開口部が設けられ、試薬ボトルは、互いに等距離に配置される、試薬ディスクに配置された状態で内側から順に第１の吸引口、第２の吸引口及び第３の吸引口を有し、傾きθは、第２の吸引口の中心を通る試薬ボトルの中心軸と第２の吸引口の中心を通る試薬ディスクの径とのなす角であり、20°≦θ≦30°である。

【0010】

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】

【0011】

複数の吸引口を有する同一の試薬ボトルに対して、試薬分注機構および攪拌装置が同時にアクセス可能となり、単位時間当たりの分注工程回数、分析処理能力を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1A】自動分析装置の全体構成を示す図。

【図1B】試薬ボトルの斜視模式図。

【図2】試薬ディスクに対する試薬分注機構の配置を説明するための図。

【図3】試薬ボトル中心を通る円周の径Ｄ１の算出方法を説明するための図。

【図4】試薬保冷庫内径Ｄ２及び外径Ｄの算出方法を説明するための図。

【図5】試薬分注機構の回転軌道径（最小値）Ｒ１の算出方法を説明するための図。

【図6】吸引位置誤差εを最適化した試薬分注機構の回転軌道径Ｒの算出方法を説明するための図。

【図7】試薬ボトルの傾きθと試薬保冷庫外径Ｄのグラフ。

【図8】試薬ボトルの傾きθと試薬分注機構の回転軌道径（最小値）Ｒ１のグラフ。

【図9】試薬ボトルの傾きθと吸引位置誤差εのグラフ。

【図10】試薬ボトルの傾きθと試薬分注機構の回転軌道径Ｒのグラフ。

【図11】本発明の課題を説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１Ａに自動分析装置１の全体構成を示す。水平面であるＸＹ平面に設置された自動分析装置１を上（Ｚ方向）から見た平面の構成を示している。Ｘ方向及びＹ方向は水平面を構成する互いに直交する方向であり、ここでは、Ｘ方向は装置１の横幅の方向に対応し、Ｙ方向は装置１の縦幅の方向に対応している。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な鉛直方向であり、装置１の高さ方向に対応している。また、これに加えて、水平面において試薬ディスク２の半径方向Ｒと、試薬ディスク２の円周方向Ｃとを示している。

【0014】

自動分析装置１は、制御コンピュータ１２３、ラック搬送部１２０、ラック搬送ライン１１８、サンプル分注機構１０３、インキュベータディスク１０４、搬送機構１０６、保持部材１０７、反応容器攪拌機構１０８、廃棄孔１０９、試薬ディスク２、試薬分注機構１１４、磁性粒子攪拌装置１１５、反応容器搬送機構１１６、検出ユニット１１７を有する。

【0015】

制御コンピュータ１２３は、自動分析装置１の分析依頼情報に基づいて各機構を制御して、分析のための各工程を実現する。工程には分注工程等を含む。また、制御コンピュータ１２３は、ユーザに対するインタフェースを提供する。

【0016】

自動分析装置１が分析対象とするサンプル（試料）はサンプル容器１０２に収容され、サンプル容器１０２はラック１０１に架設された状態で自動分析装置１に搬入される。ラック搬送部１２０は、外部と自動分析装置１との間でラック１０１を搬入または搬出を行う機構である。また、ラック搬送部１２０には、自動分析装置１の電源投入指示部１２１及び電源切断指示部１２２が備えられている。電源投入指示部１２１及び電源切断指示部１２２は、オペレータ（自動分析装置１を操作するユーザ）が入力操作するボタンである。なお、制御コンピュータ１２３の表示部に、電源投入指示部１２１及び電源切断指示部１２２に相当する入力部を備えてもよい。

【0017】

ラック搬送部１２０により搬入されたラック１０１は、ラック搬送ライン１１８によって、サンプル分注機構１０３近傍のサンプル分注位置まで移動される。インキュベータディスク１０４には、その円周部に複数の反応容器１０５が設置可能であり、円周方向に設置された反応容器１０５をそれぞれ所定位置に移動させる回転運動が可能である。

【0018】

搬送機構１０６は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸の各方向に移動可能である。搬送機構１０６は、サンプル分注チップと反応容器１０５とを搬送する機構であり、サンプル分注チップ及び反応容器１０５を保持する保持部材１０７、反応容器１０５を攪拌する反応容器攪拌機構１０８、サンプル分注チップまたは反応容器１０５を廃棄する廃棄孔１０９、サンプル分注チップ装着位置１１０、及びインキュベータディスク１０４の所定箇所の範囲を移動する。

【0019】

保持部材１０７には、未使用の反応容器及び未使用のサンプル分注チップが複数個保持されている。まず、搬送機構１０６は、保持部材１０７の上方に移動し、下降して未使用の反応容器１０５を把持した後に上昇し、更にインキュベータディスク１０４の所定位置の上方に移動した後に下降して、反応容器１０５をインキュベータディスク１０４の所定位置に設置する。

【0020】

次いで、搬送機構１０６は、再び保持部材１０７の上方に移動し、下降して未使用のサンプル分注チップを把持した後に上昇し、サンプル分注チップ装着位置１１０の上方に移動した後に下降して、サンプル分注チップをサンプル分注チップ装着位置１１０に設置する。サンプル分注チップは、コンタミネーションを防止するため、サンプル分注機構１０３がサンプルを分注する際にノズル（プローブ）の先端に装着され、当該サンプルの分注が終了すると破棄される。

【0021】

サンプル分注機構１０３は、水平面での回転動作及び鉛直方向（Ｚ方向）の上下移動が可能である。サンプル分注機構１０３は、サンプル分注チップ装着位置１１０の上方まで回転動作により移動した後、下降して、ノズルの先端にサンプル分注チップを圧入して装着する。ノズルの先端にサンプル分注チップを装着したサンプル分注機構１０３は、搬送ラック１０１に載置されているサンプル容器１０２の上方に移動した後、下降して、そのサンプル容器１０２に保持されているサンプルを所定量吸引する。サンプルを吸引したサンプル分注機構１０３は、インキュベータディスク１０４の上方に移動した後、下降して、インキュベータディスク１０４に保持されている未使用の反応容器１０５にサンプルを吐出する。サンプル吐出が終了すると、サンプル分注機構１０３は廃棄孔１０９の上方に移動し、使用済みのサンプル分注チップを廃棄孔１０９から廃棄する。

【0022】

試薬ディスク２はディスク形状を有し、回転動作が行われる。試薬ディスク２には複数の試薬ボトル３が設置されている。試薬ディスク２は、水平面において鉛直方向の中心軸の周りに回転する。これにより、試薬ディスク２上に配置されている試薬ボトル３が円周方向Ｃに移動し、工程に応じた所定の位置に搬送される。

【0023】

試薬ディスク２は、例えば３個の容器部を１セットとした試薬ボトル３が設置可能となっている。図１Ｂに試薬ボトル３の斜視模式図を示す。磁性粒子試薬の場合、磁性粒子溶液を収容する１つの容器部と試薬を収容する２つの容器部とで１セットを構成する。なお、試薬ボトル３における容器部の数は複数であればよく、３には限られない。各容器部は、試薬を収容する本体部と、試薬に対してアクセス可能な吸引口３０１と、吸引口３０１を密閉可能な蓋３０２とを有している。試薬ボトル３全体の外形は、肩部３０３を有する略直方体の形状であり、肩部の上側に３つの吸引口３０１が並んで上側に突出している。自動分析装置の試薬容器蓋開閉機構（図示せず）による開閉動作を行うため、蓋３０２の一端に突起部３０４が設けられ、試薬ボトル３の側面方向に突出している。蓋３０２はヒンジ３０５を回転軸として回転可能とされ、蓋３０２には密閉部材３０６が設けられ、吸引口３０１に密閉部材３０６を挿入して蓋３０２を閉めることにより、試薬が蒸発したり、濃度変化を生じたりすることを抑制している。図１Ａに示されるように、本実施例の自動分析装置１は、試薬ボトル３が試薬ディスク２の半径方向Ｒに対して所定の角度θ（θ＞０）を有するように配置されている（ここでは、「斜め配置」と称する）。この詳細については後述する。

【0024】

なお、試薬ディスク２の上部には図示しないカバーが設けられており、ほこり等の侵入が防止されているとともに、試薬ディスク２を含む空間部分が所定の温度に保温または保冷されている。すなわち、試薬ディスク２を含む空間部分は、保温庫や保冷庫としても機能する。本実施例では、領域４において試薬分注機構１１４または磁性粒子攪拌装置１１５が試薬ボトル３にアクセスするため、カバーに開口部を設けるとともに、試薬容器蓋開閉機構を設けることが望ましい。これにより試薬容器の蓋の開閉動作と試薬吸引動作との間に試薬ディスクの回転動作を行うことが不要とし、分注工程に要する時間を短くすることができる。

【0025】

試薬分注機構１１４は、水平面での回転動作、及び鉛直方向の上下移動が可能である。試薬分注機構１１４は、領域４（カバーの開口部）の上方に回転動作で移動した後に、下降し、ノズル（プローブ）の先端を、試薬容器蓋開閉機構によって開蓋された試薬ボトル３内の試薬に浸漬して、所定量の試薬を吸引する。次いで、試薬分注機構１１４は、上昇した後、インキュベータディスク１０４の所定位置の上方に回転動作で移動して、反応容器１０５に試薬を吐出する。図に示されるように、試薬分注機構１１４の回転軌道は所定位置の１つの試薬ボトルの複数の吸引口の上を通過するように設定されている。

【0026】

磁性粒子攪拌装置１１５もまた、水平面での回転動作、及び鉛直方向の上下移動が可能である。磁性粒子溶液を収容する容器の吸引口の位置は位置５である。このため、磁性粒子攪拌装置１１５は、位置５の上方に回転動作で移動した後に、下降し、磁性粒子攪拌装置１１５の先端を、試薬ボトル３内の磁性粒子溶液に浸漬して、攪拌する。

【0027】

このような構成により、試薬として磁性粒子試薬を用いる場合、磁性粒子攪拌装置１１５により磁性粒子溶液の攪拌を行っている間、試薬分注機構１１４により試薬の分注を行うことができる。これにより、磁性粒子試薬の分注工程にかかる時間を短縮することができる。

【0028】

サンプル、試薬、磁性粒子溶液が吐出された反応容器１０５は、インキュベータディスク１０４の回転によって所定位置に移動し、搬送機構１０６によって、反応容器攪拌機構１０８へと搬送される。反応容器攪拌機構１０８は、反応容器１０５に回転運動を加えることで、反応容器１０５内のサンプルと試薬とを攪拌して混和する。これにより、反応容器１０５内に反応液が生成される。

【0029】

攪拌の終了した反応容器１０５は、搬送機構１０６によって、インキュベータディスク１０４の所定位置に戻される。反応容器搬送機構１１６は、インキュベータディスク１０４と検出ユニット１１７との間で反応容器１０５を移載する。反応容器搬送機構１１６は、反応容器１０５を把持して上昇し、回転動作によって検出ユニット１１７に反応容器１０５を搬送する。その反応容器１０５は、検出ユニット１１７内で分析される。分析の終了した反応容器１０５は反応容器搬送機構１１６によってインキュベータディスク１０４に戻される。その後、反応容器１０５は、搬送機構１０６によって、インキュベータディスク１０４から廃棄孔１０９の上方に移動し、その廃棄孔から廃棄される。

【0030】

図２を参照して、試薬ディスク２に試薬ボトル３を斜め配置する場合における、試薬ディスク２に対する試薬分注機構１１４の最適配置について説明する。試薬ディスク２は、ディスク形状を有し、円周部に複数の試薬ボトル３が収容される。試薬ディスク２の回転軸をＯで示す。試薬ボトル３は３つの吸引口３１，３２，３３を有している（吸引口を区別する場合、試薬ディスク２に収容された状態で内側から順に、第１吸引口３１、第２吸引口３２、第３吸引口３３とする）。試薬分注機構１１４は、試薬ボトル３－１の３個の吸引口に沿った軌道（試薬分注機構１１４を回転動作させた場合のノズルの軌道をＳ２として示す）を通る水平面での回転動作、及び鉛直方向の上下移動が可能である。試薬分注機構１１４の回転軸をＰで示す。

【0031】

試薬ディスク２にはＮ個の試薬ボトル３が搭載される。試薬ボトル３の幅方向長さをｄ、奥行き方向長さをｗ、３つの吸引口間の距離をｐ１とする。試薬ボトル３はすべて同一形状である。本実施例においては、試薬ボトル３は試薬ディスク２の径に対して所定の傾きθ（θ＞０）をもって配置される（なお、θは試薬ボトル３－１の第２吸引口３２の中心を通る試薬ディスク２の径Ｌ０と試薬ボトル３－１の第２吸引口３２の中心を通る試薬ボトル３の中心軸（奥行き方向）Ｌ１とのなす角として定義する）。

【0032】

また、試薬ディスク２に関して、試薬ボトル３の第２吸引口３２の中心を通る円周Ｃ１、試薬保冷庫の内周Ｃ２、試薬保冷庫の外周（＝試薬ディスク２の外周）Ｃ３を示している。円周Ｃ１の径をＤ１、試薬保冷庫の内径をＤ２、試薬保冷庫の外径（＝試薬ディスク２の外径）をＤとする。隣接する試薬ボトル３間同士の最短距離をｄ１、試薬ボトル３と試薬保冷庫の内周とのクリアランスをｄ２、試薬保冷庫の厚みをｄ３とおく。

【0033】

また、試薬分注機構１１４の駆動機構の径をｄ４、試薬分注機構１１４の回転軌道Ｓ２（上述のように、ノズルの軌道を「試薬分注機構の回転軌道」と称し、その大きさは試薬分注機構の中心軸とノズルとの距離に相当する）の径をＲ１とおく。なお、後述するようにＲ１は回転軌道Ｓ２の径を最小とした場合の長さであり、回転軌道Ｓ２が試薬ボトル３－１の第２吸引口３２の中心を通る回転軌道の径である。

【0034】

試薬ディスク２への試薬ボトルの搭載数Ｎ、試薬ボトルの形状、距離ｄ１～ｄ４は固定値である。例えば、ｄ１、ｄ２は試薬ボトルを支えるのに必要な強度で満たすように定められている。そこで、試薬ボトル３の傾きθを変数として、試薬ディスク２の外径Ｄおよび試薬分注機構１１４の回転軌道の径を算出し、最適化を図る。試薬ディスク２の外径が大きいと装置の大型化につながり、試薬分注機構１１４の回転軌道の径が大きいと回転動作に伴う振動等により分注動作が不正確になるおそれがあるため、いずれもできるだけ小さくすることが望ましい。

【0035】

まず、円周Ｃ１の径Ｄ１を求める。径Ｄ１の求め方につき、図３を参照しながら説明する。２つの試薬ボトル３－１、３－２の中心（第２吸引口の中心）をそれぞれｖ１、ｖ２とおく。ここで、ｖ１を通って試薬ボトル３－１の中心軸（奥行き方向）Ｌ１に沿って延びる第１の補助線、ｖ２を通って第１の補助線と直角に交わる第２の補助線をひき、第１の補助線と第２の補助線との交点をｖ３とおく。ここで、ｖ１－ｖ２間距離をｒ１、ｖ２－ｖ３間距離をｘ１、ｖ１－ｖ３間距離をｙ１、直線（ｖ１－ｖ２）と直線（ｖ２－ｖ３）とがなす角をθ１とおく（図３右上に示した拡大図を参照）。このとき、三角形（ｖ１，ｖ２，ｖ３）に三平方の定理を適用して（数１）が導かれる。

【0036】

【数1】

【0037】

また、三角形（ｖ１，ｖ２，Ｏ）は、ｖ１－Ｏ間距離＝ｖ２－Ｏ間距離＝(Ｄ１)／２の二等辺三角形であることから（数２）が導かれる。

【0038】

【数2】

【0039】

ｘ１およびｙ１は以下に説明するように、（数４）、（数５）で算出することができる。図３に示すように、試薬ボトル３－２の１頂点ｖ４を通って試薬ボトル３－１の中心軸Ｌ１と平行な第３の補助線をひき、第３の補助線と第２の補助線との交点をｖ５とおく。直角三角形（ｖ２，ｖ４，ｖ５）に着目し、ｖ２－ｖ５間距離をｔとおくと、（数３）が導かれる。

【0040】

【数3】

【0041】

したがって、ｘ１は（数４）で表すことができる。

【0042】

【数4】

【0043】

一方、直角三角形（ｖ１，ｖ２，ｖ３）に着目すると、ｙ１は（数５）で表すことができる。

【0044】

【数5】

【0045】

ここで、図３に示されるように、θ１＝９０－φ２であるため、θ１は（数６）で表すことができる。

【0046】

【数6】

【0047】

（数４）は変数を含まない固定値のみの数式であるため、ｘ１は固定値である。また、ｒ１＝ｘ１cos(θ１)の関係があるため、（数２）、（数６）より、Ｄ１は（数７）で表すことができる。

【0048】

【数7】

【0049】

次に、図４を参照しながら、試薬保冷庫の内径Ｄ２及び試薬保冷庫の外径（＝試薬ディスク２の外径）Ｄを求める。まず、試薬ディスク２の回転軸Ｏから最も遠い位置にある試薬ボトル３－２の頂点をｖ６とし、三角形（ｖ２，Ｏ，ｖ６）に対して余弦定理を適用する。三角形（ｖ２，Ｏ，ｖ６）の各辺の長さを図４に示すようにａ，ｂ，ｃとおくと、寸法ａ、寸法ｂ、寸法ｃ、角度Ａはそれぞれ（数８）～（数１１）で算出することができる。

【0050】

【数8】

【0051】

【数9】

【0052】

【数10】

【0053】

【数11】

【0054】

ここで、試薬保冷庫の内径Ｄ２及び試薬保冷庫の外径（＝試薬ディスク２の外径）Ｄは、それぞれ（数１２）、（数１３）の関係を有するため、これらに（数８）～（数１１）を適用することで内径Ｄ２及び外径Ｄの長さを算出できる。

【0055】

【数12】

【0056】

【数13】

【0057】

次に、図５を参照しながら、試薬分注機構１１４の回転軌道の径（最小値）Ｒ１を求める。試薬分注機構１１４は、回転軌道Ｓ２に沿って水平面での回転動作をするため、その回転中心軸Ｐは、分注対象の試薬ボトル３－１の中心（第２吸引口の中心）ｖ１から試薬ボトル３－１の中心軸（奥行き方向）Ｌ１と直交する線５１上にある。ここで、三角形（ｖ１，Ｏ，Ｐ）に対して余弦定理を適用すると（数１４）が成り立つ。

【0058】

【数14】

【0059】

（数１４）を変形することで（数１５）に書き換えられる。

【0060】

【数15】

【0061】

（数１５）に対して、二次方程式の解の公式を用いることにより、Ｒ１は（数１６）で算出することができる。

【0062】

【数16】

【0063】

ここで、ｂ１、ｃ１はそれぞれ（数１７）（数１８）で算出される。なお、Ｒ１は、二次方程式の解の公式で得られる値のうち最小のものを使用することとする。

【0064】

【数17】

【0065】

【数18】

【0066】

ここで、試薬分注機構１１４の回転軌道径としてＲ１を用いた場合、第２吸引口３２とそれ以外の吸引口３１，３３とでは、吸引位置の誤差ε０が生じる。図６に試薬ボトル３－１の吸引口と試薬分注機構１１４の回転軌道との位置関係を示す（ただし、図では分かりやすさのために吸引位置の誤差を強調して示している）。なお、試薬ボトル３－１の第１吸引口３１の中心をｖ７、第２吸引口３２の中心をｖ１、第３吸引口３３の中心をｖ８とおく。したがって、ｖ１，ｖ７，ｖ８は試薬ボトル３－１の中心軸（奥行き方向）Ｌ１上に位置し、またｖ１－ｖ７間距離及びｖ１－ｖ８間距離はｐ１である。三角形（ｖ１，Ｐ，ｖ８）に対して三平方の定理を適用することにより、（数１９）の関係が導き出される。

【0067】

【数19】

【0068】

吸引位置の誤差ε０が存在することにより、第１吸引口３１、第３吸引口３３では試薬分注機構の位置ずれマージンが小さくなる。このような状態よりも、回転軌道がわずかに大きくなっても、各吸引口での吸引位置誤差を均一化した方が吸引動作の安定性を担保する観点から望ましい。そこで、各吸引口での吸引位置誤差を均一化するために、試薬分注機構の回転軌道径をεだけ伸ばすものとする。このとき、第２吸引口３２の吸引位置誤差はε、第１吸引口３１または第３吸引口３３の吸引位置誤差は（ε０－ε）となり、これを等しくするには、（数２０）の関係が成立する。

【0069】

【数20】

【0070】

よって、最適な試薬分注機構１１４の回転軌道径Ｒは（数２１）で表される。

【0071】

【数21】

【0072】

以上の関係式に基づき、試薬ディスク２の外径Ｄおよび試薬分注機構１１４の回転軌道の径の最適化を検討する。具体例として、試薬ディスク２への試薬ボトル３の搭載個数Ｎが28、試薬ボトル３の幅方向長さｄが22mm、奥行き方向長さｗが78mm、吸引口間距離ｐ１が26mm、試薬ボトル間同士の距離ｄ１が5mm、試薬ボトル３と試薬保冷庫の内周とのクリアランスｄ２が5mm、試薬保冷庫の厚みｄ３が40mm、試薬分注機構１１４の駆動機構の径ｄ４が100mm、の場合における、最適化を検討する。図７～図１０にそれぞれ、試薬ボトル３の傾きθを0°～45°まで変化させて算出した、試薬ボトル３の傾きθと試薬保冷庫外径Ｄとの関係（図７）、試薬ボトル３の傾きθと試薬分注機構１１４の回転軌道径（最小値）Ｒ１との関係（図８）、試薬ボトル３の傾きθと吸引位置誤差εとの関係（図９）、試薬ボトル３の傾きθと試薬分注機構の回転軌道径Ｒとの関係（図１０）を示す。

【0073】

図７より、θ＜30°のとき、試薬ボトルの傾きθと試薬保冷庫外径Ｄとの間に相関は認められない。θが30°を越えると、試薬保冷庫外径Ｄが500mmを越えて急に肥大化することが分かる。

【0074】

図８より、試薬ボトルの傾きθと試薬分注機構の回転軌道径（最小値）Ｒ１には相関があり、試薬ボトル３の傾きθが大きくなるほど、試薬分注機構１１４の回転軌道径の最小値Ｒ１が小さくなることで試薬分注機構１１４を小型化できることが分かる。試薬分注機構が安定して分注動作可能な回転軌道の径の最大値を200mmとすると、傾きθを20°以上とすることが望ましい。なお、θが0°のときが、従来技術のように試薬ボトルを試薬ディスクに放射状に配置する場合に相当する。図８から読み取れるように、試薬ボトルを試薬ディスクに放射状に配置すると、試薬分注機構に回転動作を行わせて１つの試薬ボトルの複数の吸引口にアクセスさせるには回転軌道の径が大きくなりすぎる。このため、従来技術では、図１１に示すように、吸引口に応じて試薬分注機構がアクセスする試薬ボトルを異ならせることにより、回転軌道の径を小さくしていたものである。

【0075】

一方、図９より試薬ボトル３の傾きθと吸引位置誤差εには相関があり、試薬ボトル３の傾きθが大きくなるほど吸引位置誤差εが増大することが分かった。傾きθが40°を越えると吸引位置誤差が1.0mm以上となり、試薬ボトル３の吸引口の大きさとの関係で実装困難となる。図１０には試薬ボトルの傾きθと試薬分注機構の回転軌道径Ｒを示している。Ｒ，Ｒ１，εとの関係は（数２１）に示される通りであるが、Ｒ１≫εのため、得られる知見は図８と同様である。

【0076】

以上から、試薬ボトルの傾きθが20°≦θ≦30°のとき、保冷庫の外径寸法Ｄをおさえ、かつ試薬分注機構の回転軌道の径Ｒをおさえて自動分析装置に実装可能にできることが分かる。ゆえに、試薬ディスク２に試薬ボトル３を斜め配置する場合には、試薬ディスク２の径に対してθ（20°≦θ≦30°）傾けて試薬ボトルを配置することが望ましい。

【0077】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能なものである。

【符号の説明】

【0078】

１：自動分析装置、２：試薬ディスク、３：試薬ボトル、４：領域、５：磁性粒子攪拌装置のアクセス位置、３１：第１吸引口、３２：第２吸引口、３３：第３吸引口、５１：線、１０１：ラック、１０２：サンプル容器、１０３：サンプル分注機構、１０４：インキュベータディスク、１０５：反応容器、１０６：搬送機構、１０７：保持部材、１０８：反応容器攪拌機構、１０９：廃棄孔、１１０：サンプル分注チップ装着位置、１１４：試薬分注機構、１１５：磁性粒子攪拌装置、１１６：反応容器搬送機構、１１７：検出ユニット、１１８：ラック搬送ライン、１２０：ラック搬送部、１２１：電源投入指示部、１２２：電源切断指示部、１２３：制御コンピュータ、２０１：試薬ボトル、２０２，２０３，２０４：吸引口、２１０：試薬ディスク、２１１：試薬分注機構、３０１：吸引口、３０２：蓋：３０３：肩部、３０４：突起部、３０５：ヒンジ、３０６：密閉部材。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】