自動分析装置

自動分析装置は、人間の介入を最小限に抑えて、多数の生物学的サンプル内のさまざまな物質やその他の特性を迅速に測定するように設計された医療研究室用機器です。血液やその他の体液の測定された特性は、病気の診断に役立つ場合があります。

光度測定法は、サンプル中の特定の分析物の量を検査する最も一般的な方法です。この技術では、サンプルが反応を起こして色の変化を起こします。次に、光度計がサンプルの吸光度を測定し、サンプル中に存在する分析物の濃度を間接的に測定します。イオン選択電極 (ISE) の使用は、イオン濃度を具体的に測定するもう 1 つの一般的な分析方法です。これは通常、サンプル中に存在するナトリウム、カルシウム、またはカリウムの濃度を測定します。^[1]

サンプルを分析装置に導入する方法は様々です。サンプルの入った試験管は、多くの場合ラックに装填されます。これらのラックは、一部の分析装置に直接挿入することも、大規模な研究室では自動トラックに沿って移動することもできます。より手動の方法には、サンプルを利用できるように回転する円形カルーセルにチューブを直接挿入することが含まれます。一部の分析装置では、サンプルをサンプルカップに移す必要があります。ただし、研究室スタッフの健康と安全を保護する必要性から、多くのメーカーが、作業員がサンプルに直接さらされるのを防ぐ、密閉チューブサンプリングを特徴とする分析装置を開発しています。^{[2] [3]}サンプルは、個別に、バッチで、または連続的に処理できます。

臨床検査の自動化によって人間の専門知識が不要になるわけではありません (結果は依然として医療技術者やその他の資格のある臨床検査の専門家によって評価される必要があります) が、エラーの削減、人員配置に関する懸念、安全性に関する懸念は軽減されます。

これらは、病院や民間の医療研究室に送られるサンプルの大部分を処理する機械です。検査プロセスの自動化により、多くの分析物の検査時間が数日から数分に短縮されました。臨床研究室での個別サンプル分析の歴史は、ハンス・バルークが発明し、1959年に商業的に導入された「ロボット化学者」の導入から始まりました^[1]。

オートアナライザーは、1957年にレナード・スケッグス博士によって発明され、テクニコン社によって初めて製造された「連続フロー分析（CFA）」と呼ばれる特殊なフロー技術を使用する自動化学分析装置の初期の例です。最初のアプリケーションは臨床（医療）分析でした。オートアナライザーは、処理できるサンプル数を大幅に増やすことを可能にし、化学試験ラボの特性を大きく変えました。分析装置で使用されるサンプルには、血液、血清、血漿、尿、脳脊髄液、および体内のその他の体液が含まれますが、これらに限定されません。^[4]連続的に流れるストリームを気泡で分離するという設計に基づいているため、時間がかかり、扱いにくく、エラーが発生しやすい手動の分析方法が大幅に削減されました。テストの種類には、酵素レベル（多くの肝機能テストなど）、イオンレベル（ナトリウムやカリウムなど）、およびその他の特徴的な化学物質（グルコース、血清アルブミン、クレアチニンなど）があります。

単純なイオンは、1種類のイオンのみを通過させ、電圧差を測定するイオン選択電極で測定されることが多い。^[5]酵素は、ある色の物質を別の色の物質に変化させる速度で測定される。これらのテストでは、酵素の結果は酵素の濃度ではなく、活性として示される。他のテストでは、比色変化を使用して問題の化学物質の濃度を決定します。濁度も測定されることがある。

抗体は、免疫測定法や抗体抗原反応を利用するその他の反応 によって多くの物質を検出するために、一部の分析装置で使用されます。

これらの化合物の濃度が低すぎて、抗体に結合しても測定可能な濁度の増加が起こらない場合は、より特殊な方法を使用する必要があります。

最近の開発には、輸血医学としても知られる免疫血液学研究室の自動化が含まれます。

これらは、全血球計算、赤血球沈降速度(ESR)、または凝固検査を実行するために使用されます。

自動細胞カウンターは血液を採取し、電気的および光学的手法の両方を使用して細胞集団を定量化、分類、および記述します。電気的分析では、電流が流れている開口部に血液の希釈溶液を通します。細胞が電流を通過すると、端子間のインピーダンスが変化します（コールター原理）。^[6]溶解試薬を血液溶液に加え、赤血球（RBC）を選択的に溶解し、白血球（WBC）と血小板だけを残します。次に、溶液を2番目の検出器に通します。これにより、RBC、WBC、および血小板の数を取得できます。血小板数は、細胞容積が少ないために検出器で生成されるインピーダンススパイクが小さいため、WBC数から簡単に区別できます。

光学検出は、白血球タイプの集団の分別カウントに利用できます。細胞の希釈懸濁液をフローセルに通すと、細胞が 1 つずつ毛細管を通過し、レーザー光線を通過します。各細胞からの光の反射率、透過率、散乱は高度なソフトウェアによって分析され、細胞集団の全体的な分布の推定値を数値で表します。

最新の血液学機器の中には、白血球の形態情報からなる細胞集団データを報告するものがあり、これは、いくつかの病気 の疑いを引き起こす細胞異常をフラグ付けするために使用できます。

網状赤血球のカウントは、現在では多くの分析装置で実行できるようになり、時間のかかる手動カウントの代替手段となっています。多くの自動網状赤血球カウントは、手動のカウントと同様に、ニューメチレンブルーなどの超生体染料を使用して、カウント前に網状赤血球を含む赤血球を染色します。 ^[7]一部の分析装置には、一貫した品質の血液塗抹標本を作成し、染色するモジュール式スライドメーカーがあり、その後、医療検査の専門家が検査します。

自動凝固装置または凝固計は、部分トロンボプラスチン時間、プロトロンビン時間（および治療評価に一般的に使用される計算されたINR ）、ループス抗凝固スクリーニング、D ダイマーアッセイ、因子アッセイ など、いくつかの種類のテストのいずれかを実行して、血液の凝固能力を測定します。

凝固計には、抗凝固剤としてクエン酸ナトリウムを含むチューブに採取された血液サンプルが必要です。クエン酸ナトリウムの抗凝固効果のメカニズムは可逆的であるため、これらが使用されます。検査に応じて、さまざまな物質を血漿に追加して凝固反応を誘発することができます。凝固の進行は、サンプルによる特定の波長の光の吸光度とそれが時間とともにどのように変化するかを測定することで、光学的に監視できます。

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自動赤血球沈降速度(ESR) リーダーは、厳密には分析装置ではありませんが、2011 年に発行された CLSI (臨床検査標準協会) の「赤血球沈降速度試験手順: H02-A5」および ICSH (国際血液学標準化評議会) の「赤血球沈降速度測定に関する ICSH レビュー」に準拠していることが望ましいです。どちらも、唯一の基準法である Westergren 法を示しており、200 mm ピペット(内径 2.55 mm) で希釈血液 (クエン酸ナトリウム使用) を使用することを明示的に示しています。垂直位置で 30 分または 60 分経過後、風や振動、直射日光を避けて、光学リーダーでレベルを検出し、赤血球がどの程度沈んだかを判断します。

いくつかの検査や検査カテゴリーは、そのメカニズムや範囲が独特で、少数の検査、あるいはたった1 つの検査のために別の分析装置を必要とする。他の検査は本質的に難解で、他の検査よりも頻繁には行われず、一般的にはより高価で時間のかかるものである。それでも、現在^{[いつ? ]}資格のある臨床検査専門家が不足しているため^[8]、メーカーはこれらのめったに行われない検査のためにも自動化システムを開発するようになっている。

このカテゴリに分類される分析装置には、次の機能を実行する機器が含まれます。

• DNAの標識と検出
• 浸透圧と浸透圧測定
• グリコヘモグロビン（ヘモグロビンA1C）の測定、および
• 研究室全体にわたるサンプルの分注とルーティング

ウィキメディア・コモンズには、自動分析装置に関連するメディアがあります。

• 包括的な代謝パネル
• 医療技術者

1. ローゼンフェルド、ルイス。臨床化学の4世紀。ゴードン・アンド・ブリーチ・サイエンス・パブリッシャーズ、1999年。ISBN 90-5699-645-2。490 ～492ページ