特許 7511738 電解質測定装置、および電解質濃度測定ユニットの異常判定方法

(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】2024-06-27

(45)【発行日】2024-07-05

(54)【発明の名称】電解質測定装置、および電解質濃度測定ユニットの異常判定方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/26 20060101AFI20240628BHJP

   G01N 27/333 20060101ALI20240628BHJP

   G01N 27/416 20060101ALI20240628BHJP

   G01N 35/00 20060101ALI20240628BHJP

【ＦＩ】

G01N27/26 371C

G01N27/333

G01N27/416 346

G01N27/26 391Z

G01N27/26 371F

G01N35/00 F

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023503384

(86)(22)【出願日】2021-12-08

(86)【国際出願番号】 JP2021045035

(87)【国際公開番号】W WO2022185641

(87)【国際公開日】2022-09-09

【審査請求日】2023-06-29

(31)【優先権主張番号】P 2021032568

(32)【優先日】2021-03-02

(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】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】古矢 美樹

(72)【発明者】

【氏名】牛久 恵美子

【審査官】黒田 浩一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０１２８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１６３２８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０４１０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２５０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１８０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０４１９６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／２６－２７／４９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料、あるいは内部標準液が供給されるイオン選択性電極、電位の基準となる比較電極、および前記イオン選択性電極と前記比較電極との間の電位差を測定する測定部を有する電解質濃度測定ユニットと、
前記電解質濃度測定ユニットとは異なる測定項目の測定を行う第２測定部と、
前記電解質濃度測定ユニット、あるいは前記第２測定部に前記試料の分注を行う分注部と、
前記電解質濃度測定ユニット、前記第２測定部、および前記分注部を構成する各機器の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記分注部により前記第２測定部へ前記試料を分注する際、あるいは前記第２測定部での前記試料の測定の際に、前記イオン選択性電極に前記内部標準液が充填された状態で電位を測定し、測定データに基づいて前記電解質濃度測定ユニットの異常の有無を判定する
ことを特徴とする電解質測定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電解質測定装置において、
前記第２測定部は比色測定ユニットであり、
前記制御部は、前記分注部により前記比色測定ユニットへ前記試料を分注する際、あるいは前記比色測定ユニットで前記試料の測定の際に電位を測定する
ことを特徴とする電解質測定装置。

【請求項3】

請求項１に記載の電解質測定装置において、
前記制御部は、前記イオン選択性電極に前記内部標準液が充填された状態で連続して２回以上電位を測定した際の測定データに基づいて前記電解質濃度測定ユニットの異常の有無を判定する
ことを特徴とする電解質測定装置。

【請求項4】

請求項１に記載の電解質測定装置において、
前記電解質濃度測定ユニットは、前記イオン選択性電極を複数有しており、
前記制御部は、各々の前記イオン選択性電極で測定された電位の状態の組み合わせに基づいて異常を判別する
ことを特徴とする電解質測定装置。

【請求項5】

請求項４に記載の電解質測定装置において、
前記制御部は、測定された前記電位が全ての前記イオン選択性電極で基準範囲外となったか否かで異常原因を特定する
ことを特徴とする電解質測定装置。

【請求項6】

請求項５に記載の電解質測定装置において、
前記電位の状態を、測定電位の継時変化の傾きとする
ことを特徴とする電解質測定装置。

【請求項7】

請求項６に記載の電解質測定装置において、
前記制御部は、全ての前記イオン選択性電極の測定電位が基準範囲内のときは、前記測定電位の継時変化の傾きに基づいて異常を判別する
ことを特徴とする電解質測定装置。

【請求項8】

請求項１に記載の電解質測定装置において、
前記測定データ、前記電解質濃度測定ユニットの異常の有無の判定の結果のうち少なくともいずれか一方を表示する表示装置を更に備える
ことを特徴とする電解質測定装置。

【請求項9】

試料、あるいは内部標準液が供給されるイオン選択性電極、電位の基準となる比較電極、および前記イオン選択性電極と前記比較電極との間の電位差を測定する測定部を有する電解質濃度測定ユニットと、前記電解質濃度測定ユニットとは異なる測定項目の測定を行う第２測定部と、を備えた電解質測定装置における電解質濃度測定ユニットの異常判定方法であって、
前記第２測定部へ前記試料を分注する際、あるいは前記第２測定部での前記試料の測定の際に、前記イオン選択性電極に前記内部標準液が充填された状態で電位を測定する測定ステップと、
前記測定ステップでの測定結果から前記電解質濃度測定ユニットでの異常の有無を判定する判定ステップと、を有する
ことを特徴とする電解質濃度測定ユニットの異常判定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電解質測定装置に関し、特に複数のイオン選択性電極を用いて血液、尿等の試料の電解質の測定を行う電解質測定装置、および電解質濃度測定ユニットの異常判定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

測定の迅速性の低下を抑制しつつ、信頼性を向上することができる電解質分析装置の一例として、特許文献１には、イオン選択電極を用いて試料中の特定イオンの濃度を測定する電解質分析装置において、試料の測定前及び測定後のそれぞれにおいて、予め既知のイオン濃度に調整された内部標準液のイオン濃度を測定し、試料の測定前後における内部標準液のイオン濃度の測定結果の差が、予め定めた基準値を超えた場合に、試料の測定結果を異常と判定することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１８８８７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電解質測定装置は血液、尿等を試料として、試料中の特定のイオン濃度を測定する装置である。電解質測定装置には、種々の構成の装置が知られており、特にイオン選択性電極を利用して、イオン濃度を測定する構成が臨床検査の分野で広範囲に用いられている。

【0005】

イオン選択性電極を用いた電解質測定装置では、既知のイオン濃度を有する標準液を測定して予め検量線を作成する。次に、イオン選択性電極によって内部標準液と試料との間の起電力差を求め、予め作成した検量線を用いて試料中のイオン濃度を測定する。

【0006】

このような電解質測定装置は、例えば特許文献１に記載されている。また、この特許文献１には、試料の測定前及び測定後のそれぞれにおいて、予め既知のイオン濃度に調整された内部標準液のイオン濃度を測定し、試料の測定前後における内部標準液のイオン濃度の測定結果の差が、予め定めた基準値を超えた場合に、試料の測定結果を異常と判定する電解質測定装置が開示されている。

【0007】

臨床検査においては、生体試料に含まれる成分の定性・定量分析を行うために電解質測定部と比色分析部とを組み合わせた電解質測定装置が使用される。

【0008】

このような電解質測定装置では、測定原理の特性により、初めに電解質測定、次いで比色分析の順で試料分注が実施される。１試料における測定項目は電解質項目に対し比色項目が一般的に多く、電解質測定後次の試料が分注されるまでに時間が開くと、環境温度や電極膜の変化、電気的ノイズの条件変化等により、測定再開したときのイオン選択性電極の起電力が不安定になる場合がある。

【0009】

ここで、上述の特許文献１は、試料の測定前後における内部標準液のイオン濃度の測定結果の差から異常を判定するものであり、試料の測定後に判定結果が表示されることから、異常判定となれば当該試料をここから再測定しなければならない。

【0010】

臨床検査の分野では、測定の迅速性に加えて更に高い信頼性が求められる。電解質測定は一般的にフロースルー電極を用いて液を流しながら測定し、測定時間はミリ秒単位の一瞬で行われる。また、電解質測定はイオン選択性電極の起電力をもとに成分濃度を求める。そのため、イオン選択性電極の起電力が安定していることを監視することが、正確な測定のための指標となる。

【0011】

上記した従来の電解質測定装置では、試料測定時以外の待機時間においてイオン選択性電極の起電力の安定性を確認する手段がなく、更なる改善が求められることが明らかとなった。

【0012】

本発明の目的は、不安定状態を早期に察知することが可能な電解質分析装置、および電解質濃度測定ユニットの異常判定方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、試料、あるいは内部標準液が供給されるイオン選択性電極、電位の基準となる比較電極、および前記イオン選択性電極と前記比較電極との間の電位差を測定する測定部を有する電解質濃度測定ユニットと、前記電解質濃度測定ユニットとは異なる測定項目の測定を行う第２測定部と、前記電解質濃度測定ユニット、あるいは前記第２測定部に前記試料の分注を行う分注部と、前記電解質濃度測定ユニット、前記第２測定部、および前記分注部を構成する各機器の動作を制御する制御部と、を備え、記制御部は、前記分注部により前記第２測定部へ前記試料を分注する際、あるいは前記第２測定部での前記試料の測定の際に、前記イオン選択性電極に前記内部標準液が充填された状態で電位を測定し、測定データに基づいて前記電解質濃度測定ユニットの異常の有無を判定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、不安定状態を早期に察知することが可能となる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施の形態に係る電解質測定装置の全体構成の一例を示す概略構成図である。

【図2】本発明の一実施の形態に係る電解質測定装置に含まれる電解質測定部とその周辺の構成の一例を示す概略構成図である。

【図3】本発明の一実施の形態に係る電解質測定装置の動作を示すフローチャートである。

【図4】図３中、Ａ区間における内部標準液の起電力収集、および解析の処理内容を示すフローチャートである。

【図5】図３中、Ｂ区間における内部標準液の起電力収集、および解析の処理内容を示すフローチャートである。

【図6】本発明の一実施の形態に係る電解質測定装置における待機時の起電力モニタの画面表示の一例を示す図である。

【図7】本発明の一実施の形態に係る電解質測定装置における待機時の起電力監視結果の画面表示の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の電解質測定装置、および電解質濃度測定ユニットの異常判定方法の実施の形態について図１乃至図７を用いて説明する。なお、本明細書で用いる図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一、または類似の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。

【0017】

＜＜電解質測定装置の全体構成および動作＞＞
最初に、図１を用いて、本実施の形態に係る電解質測定装置の全体構成および動作について説明する。図１は、この電解質測定装置の全体構成の一例を示す概略構成図である。ここでは、生化学電解質測定装置を例に説明する。

【0018】

図１に示した電解質測定装置１００は、電解質項目および比色項目の測定が可能な装置であり、複数の試料容器１６が載置されるサンプルディスク１、複数の試薬ボトル１８が載置される試薬ディスク２、複数の反応容器２１が載置される反応ディスク３、反応槽４、サンプルディスク１と反応ディスク３との近傍に設置されたサンプリング機構５、試薬ディスク２と反応ディスク３との近傍に設置された試薬分注機構６、反応ディスク３の近傍に設置された攪拌機構７、測光機構８、洗浄機構９、コンピュータ（ＰＣ）１０、電解質測定部１１、記憶装置１２、制御部１３、圧電素子ドライバ１４、攪拌機構コントローラ１５、円形サンプルディスク１７、円形試薬ディスク１９、保冷庫２０、反応容器２１、反応容器ホルダ２２、駆動機構２３、サンプルプローブ２４、サンプルプローブ支承軸２５、サンプルプローブアーム２６、試薬プローブ２７、試薬プローブ支承軸２８、試薬プローブアーム２９、固定部３１、ノズル３３、上下駆動機構３４などを備えている。

【0019】

サンプルディスク１は、円形サンプルディスク１７上に、分析対象の試料（サンプルとも記す）を収容する複数の試料容器１６が円周上に並んで載置されている。

【0020】

サンプルディスク１の近傍には、サンプリング機構５が設置されている。このサンプリング機構５は、該当する試料容器１６から試料を吸入し、この試料を該当する反応容器２１、あるいは電解質測定部１１に吐出するサンプルプローブ２４がサンプルプローブ支承軸２５に固定されたサンプルプローブアーム２６に取り付けられている。

【0021】

試薬ディスク２は、円形試薬ディスク１９上に、試薬を収納する複数の試薬ボトル１８が円周上に並んで載置されている。この試薬ディスク２には、保冷庫２０が設置されている。

【0022】

試薬ディスク２の近傍には、試薬分注機構６が設置されている。この試薬分注機構６は、該当する試薬ボトル１８から試薬を吸入し、この試薬を該当する反応容器２１に吐出する試薬プローブ２７が試薬プローブ支承軸２８に固定された試薬プローブアーム２９に取り付けられている。

【0023】

反応ディスク３は、複数の反応容器２１が保持される複数の反応容器ホルダ２２が円周上に並んで載置されている。この反応ディスク３には、反応槽４が設置されている。反応ディスク３は、駆動機構２３により間欠回転可能となっている。また、この反応ディスク３の近傍には、攪拌機構７、測光機構８、洗浄機構９、電解質測定部１１等が設置されている。

【0024】

攪拌機構７は、反応容器２１内の内容物（試料と試薬）を攪拌するための機構であり、圧電素子ドライバ１４、攪拌機構コントローラ１５等から構成される。

【0025】

測光機構８は、反応容器２１内の内容物を透過した透過光および内容物にて散乱した散乱光を測定するための機構であり、光源や検出器（いずれも図示の都合上省略）等から構成される。洗浄機構９は、反応容器２１内を洗浄するための機構であり、ノズル３３、上下駆動機構３４等から構成される。この測光機構８は比色測定ユニットであり、本実施の形態における電解質測定部１１とは異なる測定項目の測定を行う第２測定部となる。

【0026】

電解質測定部１１は、試料の電解質測定を行うための装置であり、図２において後述するイオン選択性電極や比較電極等から構成される。

【0027】

これらのサンプルディスク１、試薬ディスク２、反応ディスク３、サンプリング機構５、試薬分注機構６、攪拌機構７、測光機構８、洗浄機構９、電解質測定部１１は、それぞれ制御部１３に接続され、更にコンピュータ１０に接続されて、各動作が制御されるようになっている。また、制御部１３には記憶装置１２が接続されている。

【0028】

コンピュータ１０は、例えば演算処理機能や記憶機能等を含む本体、キーボードやマウス等の入力部、液晶やＣＲＴ等の表示部１０ａから構成され、測定試料の情報や、測定項目の登録、分析パラメータ等を設定する。

【0029】

記憶装置１２は、分析パラメータ、各試薬ボトルの分析可能回数、最大分析可能回数、キャリブレーション結果、分析結果等や、分注動作を評価する判定プロセス、また予め保持する判定に必要なデータなどを記憶保持している。なお、記憶装置１２に記憶保持する情報は、コンピュータ１０に付属する記憶媒体に記憶されても良いし、個別の記憶データベースとして記憶装置１２のように単独で存在しても良い。

【0030】

制御部１３は、上述のようにコンピュータ１０から入力された測定項目の登録、分析パラメータ等に基づいて各機器の動作を制御して分析動作を実行させる主体である。

【0031】

本実施の形態では、制御部１３は、サンプリング機構５により測光機構８での分析のための試料を分注する際、あるいは測光機構８での試料の測定の際に、イオン選択性電極１０４，１０５，１０６に内部標準液が充填された状態で電位を測定し、測定データに基づいて電解質測定部１１の異常の有無を判定する。その詳細は後述する。

【0032】

この際、本実施の形態の制御部１３では、イオン選択性電極１０４，１０５，１０６に内部標準液が充填された状態で連続して２回以上電位を測定した際の測定データに基づいて電解質測定部１１の異常の有無を判定したり、各々のイオン選択性電極１０４，１０５，１０６で測定された電位の状態、好適には測定電位の継時変化の傾きの組み合わせに基づいて異常を判別したり、測定された電位が全てのイオン選択性電極１０４，１０５，１０６で基準範囲外となったか否かで異常原因を特定したり、全てのイオン選択性電極１０４，１０５，１０６の測定電位が基準範囲内のときは、測定電位の継時変化の傾きに基づいて異常を判別することができる。これらの詳細についても後述する。

【0033】

以上のように構成される電解質測定装置１００において、試料の比色分析は、以下のようにサンプリング、試薬分注、攪拌、測光、反応容器の洗浄、濃度換算等のデータ処理の順番に実施される。

【0034】

サンプルディスク１、試薬ディスク２、反応ディスク３、サンプリング機構５、試薬分注機構６、攪拌機構７、測光機構８、洗浄機構９、電解質測定部１１は、制御部１３によりコンピュータ１０を介して制御される。

【0035】

まず、サンプルディスク１上には、分析される試料を収容した複数の試料容器１６が円周上に並んで設置されており、この分析される試料の順番に従ってサンプリング機構５のサンプルプローブ２４の下まで移動する。試料容器１６中の試料は、サンプリング機構５に連結された試料用ポンプ（図示せず）により、初めに電解質測定部１１、次いで反応ディスク３上の反応容器２１の中の順に所定量分注される。

【0036】

更に、試料を分注された反応容器２１は、反応槽４の中を第１試薬添加位置まで移動する。移動した反応容器２１には、試薬分注機構６の試薬プローブ２７に連結された試薬用ポンプ（図示せず）により、試薬ディスク２上の試薬ボトル１８から吸引された試薬が所定量加えられる。第１試薬添加後の反応容器２１は、攪拌機構７の位置まで移動し、最初の攪拌が行われる。このような試薬の添加－攪拌の一連の動作が、例えば第１試薬乃至第４試薬について行われる。

【0037】

続いて、内容物が攪拌された反応容器２１は、測光機構８において、光源から発した光束中を通過し、この時の吸光度は多波長光度計により検知される。検知された前記吸光度の信号は制御部１３に入り、試料の濃度に変換される。また、制御部１３では同時に吸光度に基づいた異常の判定を行う。

【0038】

また、試料の電解質測定は、試料をサンプリング機構５で電解質測定部１１に分注して行う。なお、電解質測定部１１への分注は、電解質測定用として別にサンプリング機構を設けても良い。

【0039】

そして、濃度変換されたデータは、記憶装置１２に記憶され、コンピュータ１０に付属する表示装置に表示される。測光の終了した前記反応容器２１は、洗浄機構９の位置まで移動し、洗浄され、次の分析に供される。

【0040】

以上のように、本実施の形態に係る電解質測定装置においては、サンプリング、試薬分注、攪拌、測光、反応容器の洗浄、濃度換算等のデータ処理を順番に実施して、試料の比色分析を行うことができる。

【0041】

なお、図１では電解質測定部１１と伴に設けられている測定部（第２測定部）が比色項目を測定する測光機構８の場合を示しているが、伴に設けられる測定部は比色項目用に限られず、他の項目、例えば免疫項目測定用の測定部を設けることができる。

【0042】

また、電解質測定装置１００は図１に示すような単一の分析モジュール構成とする形態に限られず、様々な同一あるいは異なる分析項目を測定可能な分析モジュールや前処理を行う前処理モジュールを搬送装置で２つ以上接続する構成とすることができる。

【0043】

＜＜電解質測定装置の構成および動作＞＞
次いで、図２を用いて、前述した電解質測定装置１００に含まれる電解質測定部１１とその周辺の電磁弁やシリンジ等の機構部を含む部分の構成および動作について説明する。図２は、本実施の形態の電解質測定部はその周囲の構成の一例を示す概略構成図である。

【0044】

図２において、電解質測定部１１は、特に制限されないが、大別すると、イオン選択性電極１０４，１０５，１０６等を具備する電解質測定機構と、電解質測定部に接続された制御部（制御装置）と、表示部（表示装置）とを具備している。

【0045】

電解質測定機構は、特に制限されないが、図２に示すように、試料用容器１０１、サンプルプローブ２４、希釈槽１０３、イオン選択性電極１０４，１０５，１０６、比較電極１０７、シッパーシリンジ１０８、内部標準液シリンジ１０９、希釈液シリンジ１１０、ピンチバルブ１１１、比較電極用二方電磁弁１１２、シッパーシリンジ吸引用二方電磁弁１１３、廃液吐出用二方電磁弁１１４、およびイオン選択性電極１０４，１０５，１０６と比較電極１０７との間の電位差を測定する電圧計１２９を具備している。

【0046】

更に、電解質測定部１１には、内部標準液吐出用二方電磁弁１１５、内部標準液吸引用二方電磁弁１１６、希釈液吐出用二方電磁弁１１７、希釈液吸引用二方電磁弁１１８が設けられている。

【0047】

この実施の形態においては、イオン選択性電極１０４は、Ｎａ（ナトリウム）イオン選択性電極であり、イオン選択性電極１０５は、Ｋ（カリュウム）イオン選択性電極であり、イオン選択性電極１０６は、Ｃｌ（塩基）イオン選択性電極である。

【0048】

電解質測定部１１を構成する記憶部は図１に示した記憶装置１２（あるいはコンピュータ１０内の記憶領域や付属の記憶媒体）の一部に対応し、また、制御部は図１に示した制御部１３（あるいはコンピュータ１０も含む）の一部に対応する。この制御部１３は、図３乃至図５において後述する、イオン選択性電極起電力を収集するフローや起電力解析処理フロー等を制御する。

【0049】

以上のように構成される電解質測定部１１の動作について図２を用いて説明する。この電解質測定部１１の動作は、制御部１３によりコンピュータ１０を介して制御される。

【0050】

図２において、試料用容器１０１内の試料が、サンプルプローブ２４によって設定量だけ吸引され、希釈槽１０３へ吐出される。また、希釈液ボトル１２１内の希釈液が、希釈液吸引用二方電磁弁１１８、希釈液シリンジ１１０、希釈液吐出用二方電磁弁１１７の動作により希釈槽１０３へ吐出される。これにより、試料用容器１０１から希釈槽１０３に吐出された試料が、希釈液によって希釈される。

【0051】

次いで、ピンチバルブ１１１が閉じた状態で、シッパーシリンジ１０８、シッパーシリンジ吸引用二方電磁弁１１３の動作によって、比較電極液ボトル１１９内の比較電極液が、比較電極用二方電磁弁１１２を介して、比較電極１０７まで吸引される。

【0052】

次に、希釈槽１０３内で希釈された試料は、シッパーシリンジ１０８、シッパーシリンジ吸引用二方電磁弁１１３、ピンチバルブ１１１により、イオン選択性電極１０４，１０５，１０６へ吸引される。

【0053】

希釈された試料が各々のイオン選択性電極１０４，１０５，１０６に接触することにより、各々のイオン選択性電極１０４，１０５，１０６のそれぞれにはそれぞれのイオン濃度に応じた起電力が発生する。例えば、イオン選択性電極１０４は、Ｎａイオンの濃度に応じた起電力が発生する。

【0054】

この実施の形態においては、比較電極１０７における電圧を基準電圧として、各々のイオン選択性電極１０４，１０５，１０６のそれぞれに生じる起電力が電圧計１２９において測定される。

【0055】

更に、内部標準液ボトル１２０内の内部標準液が、内部標準液吸引用二方電磁弁１１６、内部標準液シリンジ１０９、内部標準液吐出用二方電磁弁１１５の動作により、希釈槽１０３へ吐出される。この場合、希釈された試料と内部標準液とが、交互にイオン選択性電極１０４，１０５，１０６へ移送されるように制御される。希釈された試料と内部標準液とが交互にイオン選択性電極１０４，１０５，１０６に接触することにより、イオン選択性電極１０４，１０５，１０６のそれぞれには、希釈された試料に基づく起電力と内部標準液に基づく起電力とが生じる。この生じる起電力は、比較電極１０７における電圧を基準電圧として、測定される。

【0056】

測定が終了した試料や内部標準液は、廃液吐出用二方電磁弁１１４を開くことにより廃液流路から電解質測定部１１の外へ排出される。その後、新たに内部標準液がイオン選択性電極１０４，１０５，１０６へ移送され、次の試料測定のための内部標準液が移送されるまでの時間待機状態となる。

【0057】

電圧計１２９で測定された起電力は、イオン選択性電極１０４，１０５，１０６のそれぞれから信号配線１２８を介して、制御部１３へ供給される。信号配線１２８を介して供給された起電力（測定された起電力）は増幅器へ供給され、増幅される。

【0058】

増幅された後、Ａ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換され、コンピュータ１０に送られる。

【0059】

なお、図１において、制御部１３内の増幅器、およびＡ／Ｄ変換器は省略されている。

【0060】

予め濃度の判明している標準液を用いて検量線が、作成される。作成された検量線は、例えばコンピュータ１０のキーボードのような入力装置を用いて、予め記憶装置１２に格納しておく。コンピュータ１０は、記憶装置１２に予め記憶されている検量線を基にして、Ａ／Ｄ変換器から供給されたデジタル信号に対して演算を行う。すなわち、コンピュータ１０は、検量線を基にして、測定した試料の電解質の濃度計算を行い、その濃度計算の結果をコンピュータ１０のモニタのような表示部１０ａに表示する。

【0061】

次に、本実施の形態における電解質測定装置の動作について図３を用いて説明する。図３は、本実施の電解質測定装置の動作を示すフローチャートである。なお、検量線は予め作成されているものとする。

【0062】

電解質測定装置１００での測定が開始される（ステップＳ２０１）と、まず制御部１３は、初めの試料に電解質項目の分析依頼があるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。電解質項目の依頼があると判定されたときは処理をステップＳ２０３に進めて、電解質項目用の試料の分注が行われる（ステップＳ２０３）。これに対し、電解質項目の依頼がないと判定されたときは処理をステップＳ２０７に進める。

【0063】

ステップＳ２０３における電解質項目用の試料の分注処理が終了（ステップＳ２０４）した後は、次いで、制御部１３は、当該試料に対する比色項目の分析依頼があるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。比色項目の依頼があると判定されたときは処理をステップＳ２０７に進めて、比色項目の依頼がないと判定されたときは処理をステップＳ２０６に進める。

【0064】

比色項目の依頼がないと判定されたときは、次いで、制御部１３は、この時点における次の試料の測定依頼があるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。このステップＳ２０６では、測定項目は判断しないものとする。依頼があると判定されたときはステップＳ２０２の判断に処理を戻し、ないと判定されたときはステップＳ２１６にて測定終了となる。

【0065】

ステップＳ２０５において比色項目の依頼があると判定されたとき、あるいはステップＳ２０２において電解質項目の依頼がないと判定されたときは、次いで、制御部１３は、比色項目用の試料の分注を開始する（ステップＳ２０７）。

【0066】

その後、制御部１３は、比色項目の依頼数が、予め測定開始前に設定されていた比色項目用試料分注の時間内に判定に必要な起電力ポイントが収集可能な所定項目数以上の依頼があるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。この所定項目数は、例えば５項目以上とすることができるが、装置構成に応じて適宜変更可能であり、限定されない。

【0067】

項目数以上の依頼があると判定されたときは、Ａ区間における内部標準液の起電力収集、および解析を各々のイオン選択性電極１０４，１０５，１０６で行う（ステップＳ２０９）。その詳細は図４を用いて後ほど説明する。これに対し、項目数以上の依頼がないと判定されたときは処理をステップＳ２１０に進め、すべての項目数に必要な試料の分注を適宜完了させる（ステップＳ２１０）。

【0068】

なお、比色項目用試料分注の時間内に判定に必要な起電力ポイントが収集可能な項目数は、予め設定されるものであり、電解質測定装置１００の比色項目の分析に必要な測光機構８等の各機構の動作を考慮して、ノイズ発生の少ないタイミングで起電力取得できるポイントや収集間隔の設定により、機種別や求める精度で設定が異なる。

【0069】

また、ステップＳ２０９における「Ａ区間」とは、当該試料の電解質測定終了後、電解質測定装置１００の待機状態が開始されてから、ステップＳ２１０でのすべての比色項目用試料分注終了後、連続して測定される次の試料のために新たな内部標準液がイオン選択性電極１０４，１０５，１０６に移送される前までの時間をいう。連測して依頼された試料群の比色項目数が多く、試料数も複数ある場合、Ａ区間が複数続けて収集可能となる。

【0070】

次に、制御部１３は、この時点で連続して測定する次の試料の依頼があるか否かを判定する（ステップＳ２１１）。このステップＳ２１１でも、測定項目は判断しないものとする。依頼があると判定されたときはステップＳ２０２の判断に処理を戻し、ないと判定されたときは処理をステップＳ２１２に進める。

【0071】

次いで、制御部１３は、比色項目の測定終了までに判定に必要な起電力ポイントが収集可能な所定時間があるか否かを判定する（ステップＳ２１２）。この所定時間は、例えば「比色項目の測定終了まで３０秒」とすることができるが、この項目も装置構成に応じて適宜変更可能であり、限定されない。

【0072】

収集可能な時間があると判定されたときは、ステップＳ２１３のＢ区間における内部標準液の起電力収集、および解析を各々のイオン選択性電極１０４，１０５，１０６で行う（ステップＳ２１３）。その詳細は図５を用いて後ほど説明する。これに対し、収集可能な時間がないと判定されたときは処理をステップＳ２１４に進める。

【0073】

なお、比色分析部の測定終了までに判定に必要な起電力ポイントが収集可能な時間は、ステップＳ２０７と同様に、機種別や求める精度で設定が異なる。また、ステップＳ２１３における「Ｂ区間」とは、一度に測定依頼された試料群の最後の試料における、電解質測定終了後に電解質測定装置１００の待機状態が開始されてから、比色分析が終了して電解質測定装置１００の終了動作が開始されるまで、あるいは終了動作前に次の試料群が依頼され、その初めの試料のために新たな内部標準液がイオン選択性電極１０４，１０５，１０６に移送される前までの時間をいう。

【0074】

上述のステップＳ２０９あるいはステップＳ２１３で収集、および解析された結果は、記憶装置１２に記憶される。

【0075】

その後、制御部１３は、ステップＳ２０９あるいはステップＳ２１３で測定、収集された結果を待機時起電力監視情報画面６００（図７）としてコンピュータ１０の表示部１０ａに表示させる（ステップＳ２１４）。

【0076】

この図７に示す待機時起電力監視情報画面６００の画面表示は、ユーザが新たな試料群の依頼を開始する前に確認できるタイミングで表示することが重要であるため、ステップＳ２０９およびステップＳ２１３では、判定に必要なポイント数が収集できた時点で判定を行い、表示することが望ましい。

【0077】

また、ユーザはステップＳ２０９やステップＳ２１３で収集された起電力をコンピュータ１０の表示部１０ａにおいて待機時起電力モニタ画面５００（図６）としてリアルタイムで確認することができる。

【0078】

なお、図６に示すこの待機時起電力モニタ画面５００は、ユーザが任意のタイミングで見るものとすることができるが、この場合に限られず、装置電源ＯＦＦの際にも表示することが望ましい。

【0079】

その後、制御部１３は、この時点における次の試料の測定依頼があるか否かを判定する（ステップＳ２１５）。このステップＳ２１５も、測定項目の限定は判断しないものとする。依頼があると判定されたときはステップＳ２０２の判断に処理を戻し、ないと判定されたときはステップＳ２１６にて測定終了となる。

【0080】

次いで、ステップＳ２０９における内部標準液の起電力収集・解析（Ａ）の詳細について図４を用いて説明する。図４は、Ａ区間における内部標準液の起電力収集、および解析の処理内容を示すフローチャートである。

【0081】

最初に、制御部１３は、Ａ区間中、１区間の起電力を所定タイミング事に収集する（ステップＳ３０２）。所定区間とは、例えば４秒などとすることができるが、これに限定されない。

【0082】

次いで、制御部１３は、Ａ区間の１区間内において各々のイオン選択性電極１０４，１０５，１０６の起電力差が起電力変動として正常範囲であると予め設定した所定基準を満たすか否かを判定する（ステップＳ３０３）。なお、所定基準は、例えば、前後±０．２［ｍＶ］以内であるか否かとすることができるが、適宜変更可能である。

【0083】

ステップＳ３０３において所定基準を満たすと判定されれば、判定１と判断される（ステップＳ３０４）。このステップＳ３０４における判定１とは、異常なし、との判定である。

【0084】

これに対し、ステップＳ３０３において基準値を満たさないと判定されたときは、次いで、制御部１３は、次のＡ区間において、各々のイオン選択性電極１０４，１０５，１０６の起電力を複数区間連続して収集する（ステップＳ３０５）。

【0085】

この後、制御部１３は、ステップＳ３０５で収集した情報をもとにして、起電力レンジが基準値を超える区間が複数継続するか否かを判定する（ステップＳ３０６）。例えば、起電力のレンジがノイズや異常なスパイクを判別するために予め設定した基準値を超えたか否かを判定する。起電力のレンジがノイズや異常なスパイクを判別するために予め設定した基準値を超えたと判定されるときは処理をステップＳ３０７に進め、基準値以下と判定されるときは処理をステップＳ３１０に進める。

【0086】

なお、複数継続するか否かで判定する期待に限られず、所定期間内で基準値を超える区間が所定割合以上あるか否かなどで判定することも可能である。

【0087】

ステップＳ３０６において基準値を超えたと判定されたときは、次いで制御部１３は、当該現象が見られる電極数がいくつかを判定する（ステップＳ３０７）。３電極であると判定されたときは処理をステップＳ３０８に進め、２電極もしくは１電極であると判定されたときは処理をステップＳ３０９に進める。

【0088】

３電極であると判定される場合は、不安定状態の原因として、比較電極１０７の電位の変動、あるいは電気的ノイズ発生が推定される判定２と判断される（ステップＳ３０８）。また、２電極以下と判定される場合は、不安定状態の原因として、当該電極の異常が推定される判定３と判断される（ステップＳ３０９）。

【0089】

これに対し、ステップＳ３０６において基準値以下と判定されたときは、次いで、制御部１３は、取得した複数区間を合わせた起電力変動の傾きがドリフトを判別するために予め設定した基準値を超えるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。このステップＳ３１０における起電力の傾きは、複数区間の測定結果を並べた近似線の傾きとして求めることができる。

【0090】

ステップＳ３１０において基準値を超えたと判定されたときは、次いで制御部１３は、当該現象が見られる電極数、および傾きの方向を判定する（ステップＳ３１１）。

【0091】

３電極で同一方向の傾きが見られた場合は、不安定状態の原因として比較電極電位の変動が推定される判定４（ステップＳ３１２）と判定される。

【0092】

また、３電極であるが、同一方向ではない傾きが見られた場合、特にＣｌだけが逆方向である場合が想定されるが、この場合は、不安定状態の原因として温度ドリフトが推定される判定５（ステップＳ３１３）と判定される。

【0093】

これらに対し、２電極での傾きが見られた場合、特にＫとＣｌが想定されるが、この場合は、不安定状態の原因として比較電極液のリークが推定される判定６（ステップＳ３１４）と判定される。また、１電極のみの場合は、不安定状態の原因として、判定３と同様に該当するイオン選択性電極１０４，１０５，１０６の異常が推定される判定７（ステップＳ３１５）と判定される。

【0094】

これに対し、ステップＳ３１０において基準値以下であると判定されたときは処理をステップＳ３１６に進め、流路内の気泡が推定される判定８と判定される（ステップＳ３１６）。

【0095】

次いで、ステップＳ２１３における内部標準液の起電力収集・解析（Ｂ）の詳細について図５を用いて説明する。図５は、Ｂ区間における内部標準液の起電力収集、および解析の処理内容を示すフローチャートである。

【0096】

図５に示すＢ区間はＡ区間よりも比較的長時間であり、ある範囲で区切ることが望ましいため、１区間内の情報で判定を行う。

【0097】

判定の手順は図４に示したＡ区間での各処理とほぼ同じであり、ステップＳ４０２はステップＳ３０２に、ステップＳ４０３はステップＳ３０３に、ステップＳ４０５はステップＳ３０６に、ステップＳ４０６はステップＳ３０７に、ステップＳ４０９はステップＳ３１０に、ステップＳ４１０はステップＳ３１１に、ステップＳ４０４はステップＳ３０４に、ステップＳ４０７はステップＳ３０８に、ステップＳ４０８はステップＳ３０９に、ステップＳ４１１はステップＳ３１２に、ステップＳ４１２はステップＳ３１３に、ステップＳ４１３はステップＳ３１４に、ステップＳ４１４はステップＳ３１５に、ステップＳ４１５はステップＳ３１６に、それぞれ対応し、図４に示したフローのステップＳ３０５に相当するステップが省略される。

【0098】

上述のステップＳ３０２やステップＳ３０５、ステップＳ４０２が、第２測定部へ試料を分注する際、あるいは第２測定部での試料の測定の際に、イオン選択性電極に内部標準液が充填された状態で電位を測定する測定ステップに相当する。また、ステップＳ３０３やステップＳ３０４、ステップＳ３０６乃至ステップＳ３１６、ステップＳ４０３乃至ステップＳ４１５が、測定ステップでの測定結果から電解質測定部１１での異常の有無を判定する判定ステップに相当する。

【0099】

なお、図４に示すＡ区間のステップＳ３０６では基準値を超える区間が複数継続することで判別するのに対し、図５に示すＢ区間のステップＳ４０５では基準値を超える範囲が複数あることで判別を行う。Ｂ区間における範囲とは、例えば１０秒間など判定に必要な起電力ポイントが収集可能な時間を予め設定するもので、この中で収集された起電力により判定を行う。

【0100】

更に、図４あるいは図５において解析された結果である判定１乃至判定８では、その推定原因に対応した推奨されるメンテナンス項目が予め設定されることが望ましい。

【0101】

特に制限されないが、判定１では異常なしであるため推奨されるメンテナンスはない。判定２では比較電極交換、比較電極液交換、廃出部およびシッパーシリンジにおける結晶析出確認であり、判定３あるいは判定７では該当するイオン選択性電極１０４，１０５，１０６の交換である。判定４では比較電極１０７の交換および比較電極液交換であり、判定５では装置および環境の温度安定化である。判定６では吸い上げチューブの確認であり、判定８では試薬残量の確認および電解質測定試薬プライムである。

【0102】

更に、電解質測定装置１００において、測定依頼をかけた最後の試料が比色分析終了した後（ステップＳ２１５終了時）は、終了動作が実施され、その後は電解質測定装置１００全体が次の測定依頼があるまでスタンバイ状態で保持される（ステップＳ２１６）。このスタンバイ状態においても、電解質測定装置１００の流路内は内部標準液に満たされている。

【0103】

そこで、このスタンバイ状態においても、ステップＳ２０９やステップＳ２１３と同様に、スタンバイ状態開始後次の測定依頼がかけられるまでの時間を、例えば１０分間ごとにＣ区間として区切り、図５におけるＢ区間と同様の起電力収集および解析を行うことが望ましい。

【0104】

一つのＣ区間の結果が判定１であれば、上述の内部標準液入れ替え動作は行わず、判定２～８の場合では入れ替え動作により現象の改善が見込まれるものに限定して入れ替え動作を実施することができる。このように、スタンバイ状態における起電力の安定状態を収集および解析することで、起電力状態を可視化していないために定期的に実施していた動作および動作回数を、必要な場合のみに省くことが可能となる。

【0105】

なお、電解質測定装置によっては、この時間にピンチバルブが開放されている場合には、比較電極液が内部標準液との濃度差によりイオン選択性電極１０４，１０５，１０６側に拡散し、これによりイオン選択性電極１０４，１０５，１０６の起電力が不安定になることがあるため、一定時間測定が実施されない場合は、流路内の内部標準液を入れ替える処理を行うものがある。

【0106】

次いで、ステップＳ２０９やステップＳ２１３で収集された起電力が表示される待機時起電力モニタ画面５００の詳細について図６を用いて説明する。図６は、待機時の起電力モニタの画面表示の一例を示す図である。

【0107】

図６に示すような待機時起電力モニタ画面５００は、コンピュータ１０の表示部１０ａに表示される画面であり、複数のイオン選択性電極１０４，１０５，１０６（Ｎａ、Ｋ、Ｃｌ）の各々で収集された起電力がグラフ５０１，５０２，５０３として纏めて表示される。

【0108】

各々のイオン選択性電極１０４，１０５，１０６のグラフ５０１，５０２，５０３において、縦軸は起電力の大きさであり、横軸は収集日時である。定期的に収集された起電力は、Ａ区間あるいはＢ区間の一つの区間ごとに纏まって表示される。この例においては、Ｂ区間の１１ポイント目が表示された時点であるが、約３０分前に収集されたＡ区間の起電力データとは判別可能なように表示されることが望ましい。

【0109】

ユーザは随時この画面を表示させることができ、現時点および数分あるいは数時間前の待機時起電力の安定状態を目視で確認できる。

【0110】

図３におけるステップＳ２０８あるいはステップＳ２１２の解析が完了している箇所については、この画面において起電力が安定状態か不安定状態かを一目で識別できるよう色で分けたりアイコン等を追加して表示してもよい。

【0111】

このように待機時起電力モニタ画面５００に現時点および過去いくつかの区間における起電力状態を表示することで、その該当する区間前後の測定がどのような起電力状態で測定されたかを示すことができる。

【0112】

そして、ユーザは、次の新しい試料群の測定を開始する際にこの起電力の安定状態を確認することで、このまま測定を開始するかあるいはメンテナンスを実施後に測定するかの判断材料とすることができる。不安定状態が不明であれば試料の再測定が必要となる可能性があるため、その前に対処する判断がなされれば無駄な再測定を省くことが可能となり、結果として正確な分析結果が速やかに得られるようになる。

【0113】

次いで、ステップＳ２１４で表示される待機時起電力監視情報画面６００の詳細について図７を用いて説明する。図７は、待機時の起電力監視結果の画面表示の一例を示す図である。

【0114】

待機時起電力監視情報画面６００は、図３に示したステップＳ２１４において、ステップＳ２０９あるいはステップＳ２１３で収集、および解析された結果としてコンピュータ１０の表示部１０ａに表示される画面である。

【0115】

図７に示す例においては、列６０２は不安定状態の種類を表示するための列であり、列６０３は不安定状態が確認された電極の組み合わせおよび電極の名称を表示する列である。列６０１は、不安定状態が確認された区間、および列６０２で表示される不安定の種類と列６０３で示される電極の組み合わせおよび電極名称に対応したコードが表示される列である。また、列６０４は現象から推定された原因を表示する列であり、列６０５はその原因推定から推奨されるメンテナンスを表示する列である。

【0116】

また、不安定状態が検出された区間がＡ区間である場合は、検出された区間前後に測定された試料の測定値確認をユーザに促す表示をすることができる。更に、Ｂ区間である場合は、ユーザが次の測定依頼を行う前に待機時起電力モニタの確認を促す表示をすることができる。

【0117】

このように、待機時起電力監視情報画面６００に不安定状態、推定原因および推奨メンテナンスを表示することで、その後のユーザの対応を的確にし、定められた間隔での定期メンテナンス時期を待たずに早期に対応することによりデータの信頼性を向上することが可能となる。

【0118】

なお、ステップＳ２０９やステップＳ２１３の判定で異常なしと判断された場合は、その結果を記憶装置１２に記録することが望ましい。記録した結果は、ユーザが任意のタイミングに閲覧でき、電極や装置の状態を確認するために使用することができる。

【0119】

次に、本実施の形態の効果について説明する。

【0120】

上述した本実施の形態の電解質測定装置１００は、試料、あるいは内部標準液が供給されるイオン選択性電極１０４，１０５，１０６、電位の基準となる比較電極１０７、およびイオン選択性電極１０４，１０５，１０６と比較電極１０７との間の電位差を測定する電圧計１２９を有する電解質測定部１１と、電解質測定部１１とは異なる測定項目の測定を行う第２測定部と、電解質測定部１１、あるいは第２測定部に試料の分注を行うサンプリング機構５と、各機器の動作を制御する制御部１３と、を備え、制御部１３は、サンプリング機構５により第２測定部へ試料を分注する際あるいは第２測定部での試料の測定の際に、イオン選択性電極１０４，１０５，１０６に内部標準液が充填された状態で電位を測定し、測定データに基づいて電解質測定部１１の異常の有無を判定する。

【0121】

これによって、試料測定時以外の待機時間においてイオン選択性電極１０４，１０５，１０６の起電力の安定性を確認することができるようになり、起電力安定状態が可視化され、不安定状態を早期に察知することが可能となる。

【0122】

また、第２測定部は測光機構８であり、制御部１３は、サンプリング機構５により測光機構８での分析用に試料を分注する際、あるいは測光機構８で試料の測定の際に電位を測定するため、電解質測定部１１に待機時間が生じやすい装置構成においても、イオン選択性電極１０４，１０５，１０６の起電力の安定性を確認することができるようになる。

【0123】

更に、制御部１３は、イオン選択性電極１０４，１０５，１０６に内部標準液が充填された状態で連続して２回以上電位を測定した際の測定データに基づいて電解質測定部１１の異常の有無を判定することで、異常の有無をより高い精度で判定できるようになる。

【0124】

また、電解質測定部１１は、イオン選択性電極１０４，１０５，１０６を複数有しており、制御部１３は、各々のイオン選択性電極１０４，１０５，１０６で測定された電位の状態の組み合わせに基づいて異常を判別することで、複数電極が存在する場合に個々の電極の異常の有無や電極以外の異常の有無の判定を高い精度で行えるようになる。

【0125】

更に、制御部１３は、測定された電位が全てのイオン選択性電極１０４，１０５，１０６で基準範囲外となったか否かで異常原因を特定することで、電極での異常か電極以外での異常かを高い精度で判定することができる。

【0126】

また、電位の状態を、測定電位の継時変化の傾きとすること、特に制御部１３は、全てのイオン選択性電極１０４，１０５，１０６の測定電位が基準範囲内のときは、測定電位の継時変化の傾きに基づいて異常を判別することにより、電極における異常要因の特定を行うことができる。

【0127】

＜その他＞
なお、本発明は上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。上述した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。

【符号の説明】

【0128】

１…サンプルディスク
２…試薬ディスク
３…反応ディスク
４…反応槽
５…サンプリング機構（分注部）
６…試薬分注機構
７…攪拌機構
８…測光機構（比色測定ユニト）
９…洗浄機構
１０…コンピュータ
１０ａ…表示部
１１…電解質測定部（電解質濃度測定ユニット）
１２…記憶装置
１３…制御部
１４…圧電素子ドライバ
１５…攪拌機構コントローラ
１６…試料容器
１７…円形サンプルディスク
１８…試薬ボトル
１９…円形試薬ディスク
２０…保冷庫
２１…反応容器
２２…反応容器ホルダ
２３…駆動機構
２４…サンプルプローブ
２５…サンプルプローブ支承軸
２６…サンプルプローブアーム
２７…試薬プローブ
２８…試薬プローブ支承軸
２９…試薬プローブアーム
３１…固定部
３３…ノズル
３４…上下駆動機構
１００…電解質測定装置
１０１…試料用容器
１０３…希釈槽
１０４，１０５，１０６…イオン選択性電極
１０７…比較電極
１０８…シッパーシリンジ
１０９…内部標準液シリンジ
１１０…希釈液シリンジ
１１１…ピンチバルブ
１１２…比較電極用二方電磁弁
１１３…シッパーシリンジ吸引用二方電磁弁
１１４…廃液吐出用二方電磁弁
１１５…内部標準液吐出用二方電磁弁
１１６…内部標準液吸引用二方電磁弁
１１７…希釈液吐出用二方電磁弁
１１８…希釈液吸引用二方電磁弁
１１９…比較電極液ボトル
１２０…内部標準液ボトル
１２１…希釈液ボトル
１２８…信号配線
１２９…電圧計（測定部）
５００…待機時起電力モニタ画面
５０１，５０２，５０３…グラフ
６００…待機時起電力監視情報画面
６０１，６０２，６０３，６０４，６０５…列

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】