オートアナライザー

オートアナライザーは、連続フロー分析（CFA）、より正確にはセグメントフロー分析（SFA）と呼ばれるフロー技術を用いた自動分析装置で、テクニコン社が最初に開発しました。この装置は1957年にレオナルド・スケッグス博士によって発明され、ジャック・ホワイトヘッドのテクニコン社によって商品化されました。当初は臨床分析に用いられましたが、その後すぐに工業分析や環境分析にも応用されました。この装置は、連続的に流れる流れを気泡でセグメント化する原理に基づいています。

連続フロー分析（CFA）は、セグメントフロー分析（SFA）とフローインジェクション分析（FIA）の両方を含む総称です。セグメントフロー分析では、連続的に流れる物質が気泡によって個別のセグメントに分割され、各セグメント内で化学反応が起こります。液体サンプルと試薬の連続流は、チューブと混合コイル内で混合され、輸送されます。チューブはサンプルをある装置から別の装置へと運び、各装置は蒸留、透析、抽出、イオン交換、加熱、インキュベーション、そしてその後の信号記録など、異なる機能を実行します。SFAの重要な原理は、気泡の導入です。気泡は各サンプルを個別のパケットに分割し、パケット間のバリアとして機能して、ガラス管の長さに沿って移動する際に相互汚染を防ぎます。また、気泡は乱流（ボーラスフロー）を生成することで混合を助け、オペレーターが液体の流動特性を迅速かつ容易に確認できるようにします。サンプルと標準は、流体経路の全長を通過する間、まったく同じ方法で処理されるため、定常状態信号の必要性はなくなりますが、気泡の存在によりほぼ方形波プロファイルが生成されるため、システムを定常状態にしてもスループットは大幅に低下せず（第3世代CFA分析装置は平均して1時間あたり90サンプル以上）、定常状態信号（化学平衡）はより正確で再現性が高いため望ましいです。^{[ 1 ]} 定常状態に達すると、検出限界を低くすることができます。

連続式セグメントフロー分析装置（SFA）は、サンプラー、ポンプ、混合コイル、オプションのサンプル前処理（透析、蒸留、加熱など）、検出器、データジェネレーターなど、さまざまなモジュールで構成されています。ほとんどの連続式フロー分析装置は、フロー型光度計を用いた呈色反応に依存していますが、ISE、フレーム光度計、ICAP、蛍光光度計などを用いた方法も開発されています。

テクニコン社は1980年にレブロン社に事業を売却し^{[ 7 ]、}その後レブロン社は1987年に同社を臨床部門（バイエル社）と産業部門（ブラン＋リューベ社 - 現在のシール・アナリティカル社）にそれぞれ売却した。当時、産業用途はCFA装置の販売台数の約20%を占めていた。

1974年、ルジカとハンセンはデンマークとブラジルで、フローインジェクション分析（FIA）と名付けた競合技術に関する初期実験を行った。以来、この技術は研究および日常的な用途で世界的に利用されるようになり、小型化や連続フローをコンピュータ制御によるプログラム可能なフローに置き換えることでさらに改良されてきた。

1960年代、産業研究所は自動分析装置の使用に躊躇していた。規制当局による承認は、試薬とサンプルを従来の手動法と全く同じ化学比で添加する記録分光光度計と何ら変わらないことが実証されたことで最終的に実現した。^{[ 8 ]}

テクニコン社のCFA機器の中で最もよく知られているのは、AutoAnalyzer II（1970年導入）、Sequential Multiple Analyzer（SMA、1969年）、およびSequential Multiple Analyzer with Computer（SMAC、1974年）です。Autoanalyzer II（AAII）は、EPAメソッドのほとんどが作成され、参照されている機器です。AAIIは、2ミリメートル内径のガラス管を使用し、毎分2～3ミリリットルの流量で試薬をポンプする第2世代のセグメントフローアナライザーです。AAIIの典型的なサンプル処理能力は、毎時30～60サンプルです。^{[ 9 ]}第3世代のセグメントフローアナライザーは文献で提案されていましたが、^{[ 10 ]} Alpkemが1984年にRFA 300を導入するまで商業的に開発されませんでした。RFA 300は、1ミリメートル内径のガラス混合コイルを通して毎分1ミリリットル未満の流量でポンプします。 RFAのスループットは1時間あたり360サンプルに達する可能性があるが、ほとんどの環境試験では平均して1時間あたり90サンプルに近い。1986年、テクニコン（ブラン＋リューベ）は独自のマイクロフローTRAACS-800システムを発表した。^{[ 11 ]}

Bran+Luebbeは、AutoAnalyzer IIと、環境サンプルなどのマイクロフローアナライザーであるTRAACSの製造を継続し、1997年にAutoAnalyzer 3、2004年にQuAAtroを発表しました。Bran+LuebbeのCFA事業は2006年にSEAL Analyticalに買収され、同社はAutoAnalyzer II/3およびQuAAtro CFAシステム、ならびにディスクリートアナライザーの製造、販売、サポートを継続しています。

CFA関連機器を製造するメーカーは他にもあります。

1965年に設立され、本社をオランダのブレダに置くSkalar Analyticalの子会社であるSkalar Inc.は、設立以来、従業員が全額出資する独立企業です。ロボット式分析装置、TOCおよびTN測定装置、モニターの開発により、長寿命のSAN++連続フロー分析装置の製品ラインが拡大しました。データ収集および分析装置制御用のソフトウェアパッケージも自社開発で、最新のソフトウェア要件に対応し、あらゆる分析装置ハードウェアの組み合わせに対応しています。

例えば、アストリア・パシフィック・インターナショナルは、以前アルプケムを所有していたレイモンド・パビットによって1990年に設立されました。米国オレゴン州クラカマスに本社を置くアストリア・パシフィックは、自社製のマイクロフローシステムを製造しています。同社の製品には、環境および産業用途向けのアストリア・アナライザー・シリーズ、新生児スクリーニング用のスポットチェック・アナライザー、データ取得およびコンピュータインターフェース用のFASPac（フロー解析ソフトウェアパッケージ）などがあります。

ワシントン州シアトルにあるFIAlab Instruments, Inc.も、複数の分析システムを製造している。

AlpkemはPerstorp Groupに買収され、その後テキサス州カレッジステーションのOI Analyticalに買収されました。OI Analyticalは、ガラス製ミキシングコイルの代わりにポリマーチューブを使用する唯一のセグメントフローアナライザーを製造しています。また、OIは、セグメントフロー分析（SFA）とフローインジェクション分析（FIA）の両方のオプションを同一プラットフォームで提供する唯一の大手計測機器メーカーでもあります。

自動分析装置は、主にルーチンの反復的な臨床検査に使用されていましたが、近年では試薬消費量を削減できる個別作業システムに置き換えられつつあります。これらの装置は通常、血清またはその他の生体試料中のアルブミン、アルカリホスファターゼ、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ（AST）、血中尿素窒素、ビリルビン、カルシウム、コレステロール、クレアチニン、グルコース、無機リン、タンパク質、尿酸のレベルを測定します。自動分析装置は、前述のような 医療検査において、技術者が手動で行う反復的な試料分析手順を自動化します。このようにして、自動分析装置は、1人の技術者で毎日数百の試料を分析できます。初期の自動分析装置は、それぞれ複数の試料を個別に順次検査していました。SMACなどの後期の自動分析装置は、試料中の複数の分析物を同時に検査します。

1959年、リサーチ・スペシャリティーズ社のハンス・バルークによって、競争力のある分析システムが導入されました。このシステムは離散サンプル分析として知られるようになり、「ロボットケミスト」と呼ばれる装置によって代表されました。長年にわたり、離散サンプル分析法は臨床検査室で連続フローシステムに徐々に取って代わりました。^{[ 12 ]}

最初の産業用途（主に水、土壌抽出物、肥料）では、臨床方法と同じハードウェアと技術が使用されていましたが、1970年代半ばから特別な技術とモジュールが開発され、1990年までには連続的に流れる流れの中で溶媒抽出、蒸留、オンラインろ過、UV分解を行うことが可能になりました。2005年には、世界中で販売されたシステムの約3分の2が、海水中のppb以下の栄養素レベルから廃水中のはるかに高いレベルまで、あらゆる種類の水質分析用でした。その他の一般的な用途としては、土壌、植物、タバコ、食品、肥料、ワインの分析があります。

自動分析装置は、新生児スクリーニングや抗D抗体検査など、一部の臨床用途ではまだ使用されていますが、現在では大部分の装置が産業および環境分野で使用されています。亜硝酸塩、硝酸塩、アンモニア、シアン化物、フェノールなどの環境分析対象物については、 ASTM（ASTM International）、米国環境保護庁（EPA）、および国際標準化機構（ISO） によって標準化された方法が公表されています。自動分析装置は、土壌検査ラボ、肥料分析、プロセス制御、海水分析、大気汚染物質、タバコの葉の分析などでも広く使用されています。

テクニコン社は幅広い分析に関する分析方法書を発行しており、その一部を以下に示します。これらの分析方法および後継の分析方法は、SEAL Analytical社から入手可能です。機器メーカーの分析方法一覧は、各社のウェブサイトで簡単に入手できます。

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