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公開番号2025014208
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023116545
出願日2023-07-18
発明の名称自動分析装置
出願人株式会社日立ハイテク
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類G01N 35/00 20060101AFI20250123BHJP(測定;試験)
要約【課題】自動分析装置において、光検出素子や回折格子の温度を早く安定させることによって、高い精度での試料の分析を短時間で開始することを可能にする。
【解決手段】本開示は、試料と試薬とを混合して反応させる反応容器に光を照射する光源と、反応容器を透過した光を分光する分光素子と、分光素子によって分光された光を検出する光検出素子と、光検出素子および分光素子を固定する固定部材と、分光素子および光検出素子を収容する測定室と、固定部材に設置された加熱装置と、加熱装置を制御する制御装置と、光検出素子の近傍の測定室の内部側の固定部材に設置された温度センサ支持部材と、温度センサ支持部材に設置された測定室内温度センサと、を備え、加熱装置から光検出素子までの熱時定数は、加熱装置から測定室内温度センサまでの熱時定数の80%から120%の範囲にあり、制御装置は、測定室内温度センサの検知した温度が所定温度になるように加熱装置を制御する、自動分析装置を提案する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
試料と試薬とを混合して反応させる反応容器に光を照射する光源と、
前記反応容器を透過した光を分光する分光素子と、
前記分光素子によって分光された光を検出する光検出素子と、
前記光検出素子および前記分光素子を固定する固定部材と、
前記分光素子および前記光検出素子を収容する測定室と、
前記固定部材に設置された加熱装置と、
前記加熱装置を制御する制御装置と、
前記光検出素子の近傍の前記測定室の内部側の前記固定部材に設置された温度センサ支持部材と、
前記温度センサ支持部材に設置された測定室内温度センサと、を備え、
前記加熱装置から前記光検出素子までの熱時定数は、前記加熱装置から前記測定室内温度センサまでの熱時定数の８０％から１２０％の範囲にあり、
前記制御装置は、前記測定室内温度センサの検知した温度が所定温度になるように前記加熱装置を制御する、自動分析装置。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
請求項１において、さらに、
周囲環境温度を検知する周囲環境温度センサと、
前記周囲環境温度と、前記加熱装置を停止して安定したときの前記測定室内温度センサの検知温度との関係を記憶する記憶装置と、を備え、
前記制御装置は、前記周囲環境温度センサの検知温度に基づき、前記記憶装置に記憶された前記加熱装置を停止して安定したときの温度に前記測定室内温度センサの目標温度を設定し、
前記制御装置は、前記測定室内温度センサの検知する温度が前記目標温度になるように前記加熱装置を制御する、自動分析装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記光源を固定する固定部材と、前記光検出素子および前記分光素子を固定する固定部材とが連続し、熱が一様に伝達するように構成される、自動分析装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記光源を固定する固定部材と、前記光検出素子および前記分光素子を固定する固定部材とが一体化して構成される、自動分析装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記光検出素子は、前記測定室の内部に設置され、前記光検出素子を支持する光検出素子支持部材の上に設置される、自動分析装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記温度センサ支持部材の底面積をＡ１、前記温度センサ支持部材の高さをＨ１、前記温度センサ支持部材の熱伝導率をｋ１、前記温度センサ支持部材の比熱をｃ１、前記温度センサ支持部材の密度をρ１と表し、前記光検出素子支持部材の底面積：Ａ２、前記光検出素子支持部材の高さをＨ２、前記光検出素子支持部材の熱伝導率をｋ２、前記光検出素子支持部材の比熱をｃ２、前記光検出素子支持部材の密度をρ２と表し、
Ｒ１＝Ｈ１／（ｋ１×Ａ１）、
Ｃ１＝ｃ１×ρ１×Ａ１×Ｈ１、
Ｒ２＝Ｈ２／（ｋ２×Ａ２）、
Ｃ２＝ｃ２×ρ２×Ａ２×Ｈ２
と定義したとき、
前記温度センサ支持部材および前記光検出素子支持部材は、
０．８×Ｒ２×Ｃ２≦Ｒ１×Ｃ１≦１．２×Ｒ２×Ｃ２の関係を満たす、自動分析装置。
【請求項７】
試料と試薬とを混合して反応させる反応容器に光を照射する光源と、
前記反応容器を透過した光を分光する分光素子と、
前記分光素子によって分光された光を検出する光検出素子と、
前記光検出素子および前記分光素子を固定する固定部材と、
前記分光素子および前記光検出素子が設置される測定室と、
前記固定部材に設置された加熱装置と、
前記加熱装置を制御する制御装置と、
前記光検出素子の近傍の前記測定室の内部側の前記固定部材に設置された温度センサ支持部材と、
前記温度センサ支持部材に設置された測定室内温度センサと、を備え、
前記加熱装置から前記光検出素子までの熱時定数と前記加熱装置から前記分光素子までの熱時定数は、前記加熱装置から前記測定室内温度センサまでの熱時定数の８０％から１２０％の範囲にある、自動分析装置。
【請求項８】
試料と試薬とを混合して反応させる反応容器に光を照射する光源と、
前記反応容器を透過した光を分光する分光素子と、
前記分光素子によって分光された光を検出する光検出素子と、
前記光検出素子および前記分光素子を固定する固定部材と、
前記分光素子および前記光検出素子が設置される測定室と、
前記固定部材に設置された加熱装置と、
前記加熱装置を制御する制御装置と、
前記光検出素子の近傍の前記測定室の内部側の前記固定部材に設置された温度センサ支持部材と、
前記温度センサ支持部材に設置された温度センサと、を備え、
前記温度センサ支持部材は、熱伝導率が前記固定部材の熱伝導率よりも小さい部材であり、
前記加熱装置は、前記光検出素子と前記分光素子との間の位置に設置され、
前記制御装置は、前記温度センサの検知した温度が所定温度になるように前記加熱装置を制御する、自動分析装置。
【請求項９】
試料と試薬とを混合して反応させる反応容器内で発光した光を分光する分光素子と、
前記分光素子によって分光された光を検出する光検出素子と、
前記光検出素子および前記分光素子を固定する固定部材と、
前記分光素子および前記光検出素子が設置される測定室と、
前記固定部材に設置された加熱装置と、
前記加熱装置を制御する制御装置と、
前記光検出素子の近傍の前記測定室の内部側の前記固定部材に設置された温度センサ支持部材と、
前記温度センサ支持部材に設置された温度センサと、を備え、
前記加熱装置から前記光検出素子までの熱時定数は、前記加熱装置から前記温度センサまでの熱時定数の８０％から１２０％の範囲にあり、
前記制御装置は、前記温度センサの検知した温度が所定温度になるように前記加熱装置を制御する、自動分析装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、自動分析装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
自動分析装置は、分析対象物質の含まれる検体溶液と反応試薬とを反応容器に分注して反応させ、反応液を光学的に測定することによって分析を行う装置である。例えば、血液、血清、尿等を試料として、試料中に含まれる特定の生体成分や化学物質等を検出するための自動分析装置がある。自動分析装置による分析方法は、試料に光を照射してその吸光度等を測定する工程を含む。このような工程を含む分析方法においては、光を検出する素子であるフォトダイオード等の光検出素子や、光を分光する回折格子の温度変動が測定精度に大きく影響する。このため、光検出素子や回折格子の温度変動をなるべく小さくすることが望ましい。また、測定を早く開始できるようにするためには、装置の立ち上げ時において、できるだけ早く光検出素子や回折格子の温度を安定させることが望ましい。
【０００３】
従来、特許文献１に開示されるように、光源室と断熱部を隔てて分離された、少なくとも分光素子、試料室及び検出器を備えた分光室と、分光室内の温度を測定する温度測定手段と、分光室の内部を加熱及び／又は冷却する温度調節手段と、温度測定手段より温度情報を取得し、分光室内を予め定められた設定温度に維持するように温度調節手段を動作させる制御手段とを備えた分光光度計が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－４８１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されるような従来技術においては、例えば、温度調節手段をヒータとした場合、温度測定手段の測定した温度が、特に光検出素子の温度と比べて非常に速く上昇することがある。このため、実際には光検出素子の温度が十分に安定していないにもかかわらず、ヒータの出力が抑制され、光検出素子や回折格子の温度の安定が遅くなるという課題がある。また、逆に、温度測定手段の検出した温度が光検出素子の温度と比べて遅く上昇するため、実際には光検出素子の温度が設定値に達しているにも拘らず、ヒータの出力が大きい状態が持続され、光検出素子の温度が上がりすぎるために温度の安定が遅くなるという課題が生じる場合も見られる。このように、従来技術においては、光検出素子や回折格子の温度をいかに早く安定させるかという課題がある。
【０００６】
本開示は、このような状況に鑑み、光検出素子や回折格子の温度を早く安定させることによって、高い精度での試料の分析を短時間で開始することを可能にする、自動分析装置の改良案を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示は、試料と試薬とを混合して反応させる反応容器に光を照射する光源と、反応容器を透過した光を分光する分光素子と、分光素子によって分光された光を検出する光検出素子と、光検出素子および分光素子を固定する固定部材と、分光素子および光検出素子を収容する測定室と、固定部材に設置された加熱装置と、加熱装置を制御する制御装置と、光検出素子の近傍の測定室の内部側の固定部材に設置された温度センサ支持部材と、温度センサ支持部材に設置された測定室内温度センサと、を備え、加熱装置から光検出素子までの熱時定数は、加熱装置から測定室内温度センサまでの熱時定数の８０％から１２０％の範囲にあり、制御装置は、測定室内温度センサの検知した温度が所定温度になるように加熱装置を制御する、自動分析装置を提案する。
【０００８】
本開示に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本開示の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではない。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の技術によれば、光検出素子や回折格子の温度を早く安定させることができるので、高い精度での試料の分析を短時間で開始することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１の実施形態による自動分析装置１００を真上から見た構成例を示す図である。
第１の実施形態による自動分析装置１００の側面を図１の矢印方向から見た構成例を示す図である。
本実施形態による自動分析装置１００のサーミスタ３の固定方法の一例を示す図である。
比較例としての、従来構造による、サーミスタ３のブロック４への取り付け構造（直接取り付け）を示す図である。
周囲環境温度が低温のときの図４の構造における光検出素子２、サーミスタ３、およびブロック４のヒータ５近傍の温度変化のシミュレーション結果を示す図である。
ヒータ出力のシミュレーション結果を示す図である。
第１の実施形態（図１から３）によるサーミスタ３の設置方法による、光検出素子２、サーミスタ３、およびブロック４のヒータ５近傍の温度変化のシミュレーション結果を示す図である。
ヒータ出力のシミュレーション結果を示す図である。
周囲環境温度センサ１７が検知した周囲環境温度とサーミスタ３の目標温度との関係を示す図である。
第２の実施形態による自動分析装置１００の構成例を示す図（図２に対応する図）である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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