特許 7563195 自動分析システム

(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】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(54)【発明の名称】自動分析システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/04 20060101AFI20241001BHJP

【ＦＩ】

G01N35/04 G

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021009266

(22)【出願日】2021-01-25

(65)【公開番号】P2022113204

(43)【公開日】2022-08-04

【審査請求日】2023-05-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110003993

【氏名又は名称】弁理士法人野口新生特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100205981

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 大輔

(72)【発明者】

【氏名】関 克彦

(72)【発明者】

【氏名】柴田 光

(72)【発明者】

【氏名】松本 博幸

【審査官】倉持 俊輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１２０５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５１４２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１８８７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０３－０７２３５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５７－０３７２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１７８８３９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－０９６８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５０２９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１２１６４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３５／００－３５／１０，

Ｇ０１Ｎ ３０／１６，３０／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

転送元装置と、
前記転送元装置に隣接して配置され、前記転送元装置側に開閉扉が設けられている転送先装置と、
サンプル容器に収容されたサンプルを前記転送元装置から前記転送先装置内へ前記開閉扉を介して転送するための転送システムと、を備え、
前記転送システムは、
先端及び基端を有し、前記先端が前記転送先装置側を向き、前記サンプル容器を着脱可能に保持するための第１のキャッチャを先端部に有するアームと、
前記転送元装置内に設けられ、前記アームを駆動して前記第１のキャッチャを前記転送元装置内の第１の位置と前記第１の位置と同一水平面内に設けられた前記転送先装置内の第２の位置との間で水平方向へのみ移動させる駆動機構と、
前記転送先装置内に設けられ、前記第１の位置から前記第２の位置に向かって水平方向へ移動してきた前記第１のキャッチャに保持されている前記サンプル容器を受動的に保持して前記第１のキャッチャとの間で前記サンプル容器の受渡しを行なうように設けられた第２のキャッチャと、を備えており、
前記転送先装置の前記開閉扉は、前記アームの前記第１のキャッチャが前記転送先装置内にあるときは開放され、前記アームの前記第１のキャッチャが前記転送先装置の外側にあるときは閉じられるように構成されている、自動分析システム。

【請求項2】

前記駆動機構の動作を制御し、前記第１のキャッチャから前記第２のキャッチャへ前記サンプル容器の受渡しが行われた直後に、前記第１のキャッチャを前記第１の位置へ移動させるように構成された制御部をさらに備えている、請求項１に記載の自動分析システム。

【請求項3】

前記アームは、前記第１のキャッチャによる前記サンプル容器の保持状態のロックとアンロックを行なうためのロック機構を備え、
前記制御部は、前記ロック機構を制御し、前記第１のキャッチャから前記第２のキャッチャへ前記サンプル容器の受渡しを行なう際に前記アンロックを行なうように構成されている、請求項２に記載の自動分析システム。

【請求項4】

前記制御部は、前記第２のキャッチャから前記第１のキャッチャへの前記サンプル容器の受渡しを行なう際に前記ロックを行なうように構成されている、請求項３に記載の自動分析システム。

【請求項5】

前記ロック機構は、前記ロックと前記アンロックを切り替えるためのソレノイドを備えている、請求項３又は４に記載の自動分析システム。

【請求項6】

前記第２のキャッチャは、弾性体の弾性力によって前記サンプル容器を受動的に保持するように構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の自動分析システム。

【請求項7】

前記サンプル容器がセットされる容器ホルダを備え、
前記第１のキャッチャ及び前記第２のキャッチャは、前記容器ホルダにセットされた状態の前記サンプル容器を着脱可能に保持するように構成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の自動分析システム。

【請求項8】

前記転送システムは、前記サンプル容器がセットされる容器ホルダを備え、
前記転送元装置は、サンプルに対する所定の処理を実行し、前記所定の処理が施されたサンプルが収容されたサンプル容器を、当該転送元装置内の第１の位置において、前記転送システムの前記容器ホルダに設置するように構成された処理装置であり、
前記転送先装置は、前記転送システムによって前記転送元装置から当該転送先装置内へ転送された前記サンプル容器からサンプルを採取し、採取したサンプルの分析を実行するように構成された分析装置である、請求項１に記載の自動分析システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、転送システム及び自動分析システムに関する。

【背景技術】

【0002】

全血、血清、血漿、尿などのサンプルの前処理を実行する前処理装置と、前処理装置において所定の前処理が施されたサンプルの分析を実行する液体クロマトグラフなどの分析装置とが組み合わせられ、サンプルの前処理から分析までの一連の動作を全自動で実行する自動分析システムが構築される場合がある（特許文献１参照。）。

【0003】

上記のような自動分析システムには、前処理装置において前処理が施されたサンプルを分析装置へ転送する転送システムが必要である。転送システムは、サンプルを収容するサンプル容器を保持して搬送するアームを備え、アームによって分析装置のオートサンプラ内の所定位置へサンプル容器を配置するように構成されている。分析装置のオートサンプラは、転送システムのアームによって所定位置に配置されたサンプル容器からニードルを用いてサンプルを採取する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１６／０１７０４２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

分析装置のオートサンプラは、サンプルの温度を一定に維持するために内部空間が密閉されて外気と熱的に遮断されていることが望ましい。一方で、転送システムによる前処理装置からオートサンプラへのサンプル容器の転送を可能とするためには、転送システムのアームが前処理装置からオートサンプラへアクセスできるようになっている必要がある。そのため、オートサンプラの側面には、転送システムのアームがサンプル容器をオートサンプラ内へ移動させている間だけ開放状態とされる開閉扉が設けられる。

【0006】

オートサンプラにおいてサンプル容器からのサンプルの採取が行われている間は、サンプル容器を保持した転送装置のアームがオートサンプラの内部空間へアクセスした状態で待機することになる。その間、オートサンプラの開閉扉は開放されているため、オートサンプラの内部空間が外気に暴露され、オートサンプラの内部空間の温度が変動して結露が発生したり消費電力が増加したりするという問題がある。また、転送装置のアームがオートサンプラ内にアクセスしていると、オートサンプラの機構にアームが干渉し、オートサンプラの動作を阻害することも考えられる。

【0007】

そこで、本発明は、転送システムのアームが転送先装置内へアクセスしている時間を短縮することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る転送システムは、サンプルを収容するサンプル容器を、転送元装置から前記転送元装置に隣接して配置された転送先装置へ転送するための転送システムであって、先端及び基端を有し、前記先端が前記転送先装置側を向き、前記サンプル容器を着脱可能に保持するための第１のキャッチャを先端部に有するアームと、前記転送元装置内に設けられ、前記アームを駆動して前記第１のキャッチャを前記転送元装置内の第１の位置と前記転送先装置内の第２の位置との間で移動させる駆動機構と、前記転送先装置内に設けられ、前記第１のキャッチャが前記第２の位置にきたときに、前記第１のキャッチャとの間で前記サンプル容器の受渡しを行なうように設けられた第２のキャッチャと、を備えている。

【0009】

本発明に係る自動分析システムは、転送元装置と、前記転送元装置に隣接して配置された転送先装置と、サンプルを収容するサンプル容器を前記転送元装置と前記転送先装置との間で転送するための上述の転送システムと、を備えている。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る転送システムでは、サンプル容器をアームの先端に設けられた第１のキャッチャが着脱可能に保持するように構成されており、アームが転送先装置内の第２の位置まできたときに、アームの先端の第１のキャッチャと転送先装置内に設けられた第２のキャッチャとの間でサンプル容器の受渡しを行なうように構成されている。このような構成により、第１のキャッチャから第２のキャッチャへサンプル容器の受渡しを行なった後、転送先装置内にサンプル容器を残置した状態でアームを転送元装置側へ引き戻すことができ、転送システムのアームが転送先装置内へアクセスしている時間を短縮することができる。

【0011】

本発明に係る分析システムでは、転送元装置と転送先装置との間でサンプル容器の転送を行なうための転送システムとして上述の転送システムを採用しているので、転送システムのアームが転送先装置内へアクセスしている時間を短縮することができる。これにより、転送システムのアームが転送元装置側へ引き戻された後は転送先装置の内部空間を密閉状態にすることができ、転送先装置の内部空間が外気に暴露される時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】自動分析システムに組み込まれた転送システムの一実施例を示す、上方から見た概略構成図である。

【図2】同実施例における容器ホルダの正面図である。

【図3】同実施例において、サンプル容器を分析装置へ転送している状態を示す図である。

【図4】同実施例において、サンプル容器を分析装置へ転送した後の状態を示す図である。

【図5】同実施例におけるロック機構の構造を説明するための図であって、第１のキャッチャによる容器ホルダの保持がロックされている状態を示す図である。

【図6】同実施例におけるロック機構の構造を説明するための図であって、第１のキャッチャによる容器ホルダの保持がアンロックされている状態を示す図である。

【図7】同実施例における、前処理装置から分析装置へのサンプルの転送動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係る転送システム及び自動分析システムの一実施例について、図面を参照しながら説明する。

【0014】

図１に示されているように、互いに隣接して配置された前処理装置１００及び分析装置２００によって自動分析システムが構築されている。前処理装置１００は、分析対象のサンプルの前処理を実行する装置であり、国際公開第２０１６／０１７０４２号に開示されている前処理装置と同等の構成を有するものであってよい。分析装置２００は、前処理装置１００において前処理が施されたサンプルの分析を実行する装置であり、液体クロマトグラフなどであってよい。

【0015】

自動分析システムには、前処理装置１００（転送元装置）から分析装置２００（転送先装置）へ前処理済みのサンプルを転送するための転送システム１が組み込まれている。前処理済みのサンプルはサンプル容器Ｓ（図３等参照）に収容された状態で分析装置２００へ転送される。分析装置２００では、転送システム１によって転送されてきたサンプル容器Ｓ内のサンプルがニードル等によって採取され、分析に供される。

【0016】

転送システム１は、主に、アーム２、第１のキャッチャ４、容器ホルダ６、ソレノイド１０、リニアガイド１２、モータ１４、第２のキャッチャ１６及び制御部２２を備えている。

【0017】

アーム２は略水平方向へ伸びるように設けられており、先端が分析装置２００へ向いている。アーム２の先端に第１のキャッチャ４が設けられている。第１のキャッチャ４は、分析装置２００に向かって伸びるように設けられた２本の爪４ａによって容器ホルダ６を着脱可能に保持することができる。

【0018】

図２に示されているように、容器ホルダ６は、上方が開口した穴８を有し、サンプル容器Ｓが穴８に嵌め込まれることによりセットされる。容器ホルダ６は側面上部から略水平方向へ突出したフランジ部６ａを備えている。第１のキャッチャ４が容器ホルダ６を保持する際は、第１のキャッチャ４の爪４ａがフランジ部６ａの下に入り込み、フランジ部６ａの下面を支持する。ソレノイド１０は、第１のキャッチャ４による容器ホルダ６の保持状態のロック／アンロックを行なうロック機構を構成するものである。ロック機構については後述する。

【0019】

図１に戻って説明を続ける。リニアガイド１２は、アーム２を軸方向（図において左右方向）へスライドさせるためのものであって、前処理装置１００内において略水平に伸びるように設けられている。モータ１４は、アーム２に設けられたラックギア（図示は省略）と噛合するピニオンギア１５（図３参照）を回転させることによってアーム２を移動させるためのものである。リニアガイド１２及びモータ１４は、アーム２を軸方向へ移動させるための駆動機構を構成している。

【0020】

アーム２は、モータ１４が駆動されることによって、第１のキャッチャ４を前処理装置１００内の第１の位置に配置した状態と、第１のキャッチャ４を分析装置２００内の第２の位置に配置した状態となる。すなわち、アーム２は、第１のキャッチャ４が前処理装置１００内の第１の位置と分析装置２００内の第２の位置との間で移動するように軸方向に駆動される。図１は第１のキャッチャ４が第１の位置に配置されている状態を示しており、図３は第１のキャッチャ４が第２の位置に配置されている状態を示している。

【0021】

第２のキャッチャ１６は分析装置２００内に設けられている。第２のキャッチャ１６は、アーム２の第１のキャッチャ４が第２の位置まできたときに、容器ホルダ６を第１のキャッチャ４から受け取って着脱可能に保持するように構成されている。第２のキャッチャ１６は、容器ホルダ６の外面を弾性力によって保持するための板バネ等の弾性体１８を備えている。第２のキャッチャ１６は、容器ホルダ６が弾性体１８の内側へ挿し込まれることによって保持し、保持している容器ホルダ６が前処理装置１００側へ引き抜かれることによって容器ホルダ６を開放する。すなわち、第２のキャッチャ１６は、容器ホルダ６の保持及び開放を受動的に行なうものである。

【0022】

この実施例では、第２のキャッチャ１６は、分析装置２００の構成要素であるオートサンプラ内に設けられたサンプルラック２０の端部に設けられている。サンプルラック２０は、分析対象のサンプルを収容する複数のサンプル容器がセットされるラックである。また、分析装置２００のオートサンプラの前処理装置１００側の壁面には、アーム２を通過させるための開閉扉２０２が設けられている。開閉扉２０２は、転送システム１のアーム２が第２のキャッチャ１６に向かって移動するときにアーム２によって押し開けられるものであり、アーム２が第１の状態（図１の状態）にあるときは、分析装置２００のオートサンプラの内部空間が密閉されている。図３では、開閉扉２０２がアーム２によって押し開けられていることを表すために、開閉扉２０２が破線で示されている。

【0023】

アーム２が容器ホルダ６を搬送する際は、ソレノイド１０を含むロック機構によって、容器ホルダ６が第１のキャッチャ４に保持された状態でロックされる。アーム２によって容器ホルダ６が図３に示す第２の位置まで搬送されると、容器ホルダ６が第１のキャッチャ４に保持された状態がアンロックされる。その状態でアーム２を前処理装置１００側へ引き戻すと、図４に示されているように、容器ホルダ６は第２のキャッチャ１６に保持された状態で分析装置２００内に残置される。これにより、分析装置２００内においてサンプル容器Ｓからサンプルの採取が行われている間に、アーム２を前処理装置１００内へ引き戻し、それによって開閉扉２０２が閉じられた状態にすることができる。

【0024】

第１のキャッチャ４による容器ホルダ６の保持のロック／アンロックを行なうロック機構は、図５及び図６に示されているように、ソレノイド１０、バー２４、軸２６、ロックピン２８及び固定用金具３０によって構成されている。バー２４は軸２６によって回動可能に支持されている。ソレノイド１０は、オン時にバー２４の一端を押圧するように設けられ、ソレノイド１０のオン時とオフ時でバー２４の他端の位置が変位するようになっている。バー２４の一端にロックピン２８が取り付けられている。固定用金具３０は、容器ホルダ６の背面（アーム２の基端側を向く面）に取り付けられている。固定用金具３０は容器ホルダ６の平面から略水平に伸びている。固定用金具３０には、バー２４のロックピン２６を挿し込むための貫通穴３０ａが設けられている。

【0025】

図５に示されているように、第１のキャッチャ４に容器ホルダ６が保持された状態でソレノイド１０がオフにされると、ロックピン２８が固定用金具３０の貫通穴３０ａに挿し込まれ、容器ホルダ６が第１のキャッチャ４に固定された状態でロックされる。そして、ソレノイド１０がオンにされると、図６に示されているように、ロックピン２８が固定用金具３０の貫通穴３０ａから引き抜かれ、容器ホルダ６が第１のキャッチャ４に固定された状態がアンロックされる。この状態は、容器ホルダ６が第１のキャッチャ４から離脱可能な状態である。

【0026】

駆動機構を構成するモータ１４及びロック機構を構成するソレノイド１０の動作は、制御部２２によって制御される。制御部２２は、ＣＰＵ等を備えた電子回路によって実現されるものである。そのような電子回路は、前処理装置１００内に設けられて前処理装置１００の各構成要素の動作制御を行なう電子回路によって実現されてもよい。なお、ロック機構の構成は、ここで説明したものに限定されず、他の機械的又は電磁的な構成を有するものであってもよい。

【0027】

制御部２２によって実現される、前処理装置１００から分析装置２００へのサンプルの転送動作の一例を、図１、図３、図４とともに図７のフローチャートを用いて説明する。

【0028】

前処理装置１００において分析対象のサンプルの前処理が終了すると、前処理済みのサンプルがサンプル容器Ｓに収容された状態で、第１の位置に待機している第１のキャッチャ４に保持された容器ホルダ６にセットされる。容器ホルダ６にサンプル容器Ｓがセットされると、制御部２２は、第１のキャッチャ４が分析装置２００内の第２の位置に到達するまで、アーム２を分析装置２００側へ移動させる（ステップ１０１、１０２）。

【0029】

第１のキャッチャ４が分析装置２００内の第２の位置に到達すると、容器ホルダ６は第２のキャッチャ１６によって保持される（図３参照）。この状態で、制御部２２は、第１のキャッチャ４による容器ホルダ６の保持をアンロックし（ステップ１０３）、アーム２を前処理装置１００へ引き戻す（ステップ１０４）。容器ホルダ６に保持されたサンプル容器Ｓは容器ホルダ６とともに分析装置２００内に残置される（図４参照）。分析装置２００では、ニードルを用いてサンプル容器Ｓ内のサンプルの採取が行われる。制御部２２は、分析装置２００におけるサンプル容器Ｓからのサンプルの採取が終了するまで、アーム２を前処理装置１００内で待機させる（ステップ１０５）。分析装置２００におけるサンプル容器Ｓからのサンプルの採取が終了したか否かは、前処理装置１００及び分析装置２００を統括的に管理しているコントローラ（図示されていない）からの信号に基づいて検知することができる。

【0030】

分析装置２００におけるサンプル容器Ｓからのサンプルの採取が終了すると、制御部２２は、再び、第１のキャッチャ４が分析装置２００内の第２の位置に到達するまで、アーム２を分析装置２００側へ移動させる（ステップ１０６、１０７）。第１のキャッチャ４が分析装置２００内の第２の位置に到達すると、容器ホルダ６は第１のキャッチャ６によって保持される（図３参照）。この状態で、制御部２２は、第１のキャッチャ４による容器ホルダ６の保持をロックし（ステップ１０８）、アーム２を前処理装置１００へ引き戻す（ステップ１０９）。これにより、第１のキャッチャ４に保持された容器ホルダ６は第２のキャッチャ１６から離脱し、サンプル容器Ｓとともに前処理装置１００に戻される。これにより、前処理装置１００から分析装置２００へのサンプルの転送が完了する。その後、前処理装置１００に戻された使用済みのサンプル容器Ｓは、前処理装置１００内に設けられている別の搬送機構によって廃棄ポートへ搬送され、廃棄される。

【0031】

なお、以上において説明した実施例は、本発明に係る転送システム及び自動分析システムの実施形態の一例を示したに過ぎない。本発明に係る転送システム及び自動分析システムの実施形態は以下のとおりである。

【0032】

本発明に係る転送システムの一実施形態では、サンプルを収容するサンプル容器を、転送元装置から前記転送元装置に隣接して配置された転送先装置へ転送するための転送システムであって、先端及び基端を有し、前記先端が前記転送先装置側を向き、前記サンプル容器を着脱可能に保持するための第１のキャッチャを先端部に有するアームと、前記転送元装置内に設けられ、前記アームを駆動して前記第１のキャッチャを前記転送元装置内の第１の位置と前記転送先装置内の第２の位置との間で移動させる駆動機構と、前記転送先装置内に設けられ、前記第１のキャッチャが前記第２の位置にきたときに、前記第１のキャッチャとの間で前記サンプル容器の受渡しを行なうように設けられた第２のキャッチャと、を備えている。

【0033】

転送システムの上記一実施形態の第１態様では、前記駆動機構の動作を制御し、前記第１のキャッチャから前記第２のキャッチャへ前記サンプル容器の受渡しが行われた直後に、前記第１のキャッチャを前記第１の位置へ移動させるように構成された制御部をさらに備えている。このような態様により、アームが転送先装置内へアクセスしている時間が短縮される。

【0034】

上記第１態様において、前記アームは、前記第１のキャッチャによる前記サンプル容器の保持状態のロックとアンロックを行なうためのロック機構を備えることができ、前記制御部は、前記ロック機構を制御し、前記第１のキャッチャから前記第２のキャッチャへ前記サンプル容器の受渡しを行なう際に前記アンロックを行なうように構成することができる。

【0035】

上記の場合、前記制御部は、前記第２のキャッチャから前記第１のキャッチャへの前記サンプル容器の受渡しを行なう際に前記ロックを行なうように構成することができる。

【0036】

上記ロック機構としては、前記ロックと前記アンロックを切り替えるためのソレノイドを備えたものであってもよい。

【0037】

また、転送システムの上記一実施形態の第２態様では、前記第２のキャッチャは、弾性体の弾性力によって前記サンプル容器を受動的に保持するように構成されている。このような態様により、第２のキャッチャの構造が簡単なものとなり、転送システムにかかるコストの低減を図ることができる。この第２態様は、上記第１態様と組み合わせることができる。

【0038】

また、転送システムの上記一実施形態の第３態様では、前記サンプル容器がセットされる容器ホルダを備え、前記第１のキャッチャ及び前記第２のキャッチャは、前記容器ホルダにセットされた状態の前記サンプル容器を着脱可能に保持するように構成されている。このように、転送先装置内に、サンプル容器がセットされる容器ホルダごと残置する態様とすることで、転送元装置から転送先装置へサンプル容器を転送する際に、容器ホルダからサンプル容器を取り出す必要がないので、システム構成が簡略化され、コストの低減を図ることができる。

【0039】

本発明に係る自動分析システムの一実施形態では、転送元装置と、前記転送元装置に隣接して配置された転送先装置と、サンプルを収容するサンプル容器を前記転送元装置から前記転送先装置へ転送するための、上述の転送システムと、を備えている。

【0040】

自動分析システムの上記一実施形態において、前記転送システムは、前記サンプル容器がセットされる容器ホルダを備えることができ、前記転送元装置は、サンプルに対する所定の処理を実行し、前記所定の処理が施されたサンプルが収容されたサンプル容器を、当該転送元装置内の第１の位置において、前記転送システムの前記容器ホルダに設置するように構成された処理装置であってもよく、前記転送先装置は、前記転送システムによって前記転送元装置から当該転送先装置内へ転送された前記サンプル容器からサンプルを採取し、採取したサンプルの分析を実行するように構成された分析装置であってもよい。

【符号の説明】

【0041】

１ 転送システム
２ アーム
４ 第１のキャッチャ
４ａ 爪
６ 容器ホルダ
６ａ フランジ部
８ 穴
１０ ソレノイド
１２ リニアガイド
１４ モータ
１５ ピニオンギア
１６ 第２のキャッチャ
１８ 弾性体
２０ サンプルラック
２２ 制御部
２４ バー
２６ 軸
２８ ロックピン
３０ 固定用金具
３０ａ 貫通穴
１００ 前処理装置（搬送元装置）
２００ 分析装置（搬送先装置）
２０２ 開閉扉
Ｓ サンプル容器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】