(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の外管と電気絶縁性の内管からなる二重管構造のピペットと、
容器内の第１の液体をピペットを介して吸引するためのポンプと、
ピペット内およびポンプ内に第２の液体を貯留した状態で、ピペットを移動させて容器内の第１の液体にピペットを接触させる駆動機構と、
第２の液体を貯留した状態のピペットと容器内の第１の液体との接触による静電容量の変化に基づいて容器内の第１の液体の液面を検知する液面検知部と、
ピペットとポンプとを接続する接続部材と、
導電性の外管とポンプ内の第２の液体とを電気的に短絡する短絡部材を備える分注装置。
【請求項２】
接続部材が導電性を有して前記短絡部材を構成する請求項１記載の分注装置。
【請求項３】
液面検知部は、導電性の外管と前記容器が載置される導電部材との間の静電容量の変化に基づいて前記容器内の第１の液体の液面を検知する請求項１又は２記載の分注装置。
【請求項４】
請求項１記載の分注装置を用いた液体分析装置。
【請求項５】
導電性の外管と電気絶縁性の内管からなる二重管構造のピペットと、
容器内の第１の液体をピペットを介して吸引するためのポンプと、
ピペット内およびポンプ内に第２の液体を貯留した状態で、ピペットを移動させて容器内の第１の液体にピペットを接触させる駆動機構と、
第２の液体を貯留した状態のピペットと容器内の第１の液体との接触による静電容量の変化に基づいて容器内の第１の液体の液面を検知する液面検知部と、
ピペットをポンプに対して固定して接続し、導電性の外管と内部の第２の液体とを電気的に短絡する接続部材とを備える分注装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、分注装置とそれを用いた免疫測定装置、血液凝集測定装置、生化学分析装置などの装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この発明に関する従来技術としては、
ＰＴＦＥチューブとチューブ先端に付く導電性の材質のノズルチップと、ＰＴＦＥチューブを機械的に支えると同時に液面検知の電気信号を伝える導電性の材料で作られた外筒、およびノズルを流路につなぐためのジョイント等の部品から構成されたノズルを使用することにより、ノズルの内壁に測定物質や反応妨害物質がキャリーオーバーして起こるデータ不良を防止するようにしたもの（例えば、特開平１１−２７１３２９号公報参照）や、
【０００３】
容器内の液体を吸引するノズル部を備えた液体吸引装置において、前記ノズル部を、電気絶縁性の内管と導電性の外管とからなる二重構造のノズル本体部と、このノズル本体部の先端部に導電性外管と電気的に絶縁された状態で設けられる導電性のノズル先端部とによって形成し、この導電性ノズル先端部と前記容器が載置される金属部との間の静電容量の変化に基づいて、前記容器内の液体の液面を検出し、前記導電性ノズル先端部と導電性外管との間の静電容量の変化に基づいて、吸引された液体の量を検出するようにしたもの（例えば、特開平１０−３１１８４０号公報参照）などが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図７と図８は、この発明が解決しようとする課題を説明するための分注装置の構成図である。
図７に示す分注装置は、導電性の外管２０１と電気絶縁性の内管２０２からなる二重管構造のピペット２０３と、容器２０４内の液体２０５をピペット２０３を介して吸引するためのシリンジポンプ２０６と、ピペット２０３とシリンジポンプ２０６とを接続して液体を導通させる接続部材２０７と、ピペット２０３と容器２０４が載置される導電部材２０８との間の静電容量の変化に基づいて容器２０４内の液面を検出する液面検出部２０９を備え、ピペット２０３の先端からシリンジポンプ２０６までの流路内壁を電気絶縁性部材で構成し、キャリーオーバーを防止するようにしている。
【０００５】
ところで、一般にこのような分注装置においては、図７に示すようにピペット２０３からシリンジポンプ２０６までの流路とシリンジポンプ２０６内に予め洗浄液のような液体２１０を貯留させた状態で分注（吸引・吐出）を行う場合が多い。従って、この場合には、ピペット２０３と導電部材２０８との間の静電容量は、図７に示すように外管２０１と導電部材２０８との間の静電容量Ｃｔと、貯留された液体２１０の浮遊容量Ｃｓとの和となる。
【０００６】
つまり、液面検出部２０９は静電容量（Ｃｔ＋Ｃｓ）の変化に基づいて容器２０４内の液面を検出する。しかしながら、このような場合に、図８に示すように貯留された液体内に存在する気泡２１１が何らかの原因により、液体２１０を突然分断するようなことがあると、静電容量（Ｃｔ＋Ｃｓ）が急変し、液面検出部２０９はピペット２０３の先端が液面に接触したものと誤って検知するという不都合が生じていた。
【０００７】
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、貯留された液体が気泡によって分断されてもそれによって誤動作することのない液面検知機能付分注装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
導電性の外管と電気絶縁性の内管からなる二重管構造のピペットと、容器内の第１の液体をピペットを介して吸引するためのポンプと、ピペット内およびポンプ内に第２の液体を貯留した状態で、ピペットを移動させて容器内の第１の液体にピペットを接触させる駆動機構と、第２の液体を貯留した状態のピペットと容器内の第１の液体との接触による静電容量の変化に基づいて容器内の第１の液体の液面を検知する液面検知部と、ピペットとポンプとを接続する接続部材と、導電性の外管とポンプ内の第２の液体とを電気的に短絡する短絡部材を備える分注装置を提供するものである。
また、この発明は、導電性の外管と電気絶縁性の内管からなる二重管構造のピペットと、容器内の第１の液体をピペットを介して吸引するためのポンプと、ピペット内およびポンプ内に第２の液体を貯留した状態で、ピペットを移動させて容器内の第１の液体にピペットを接触させる駆動機構と、第２の液体を貯留した状態のピペットと容器内の第１の液体との接触による静電容量の変化に基づいて容器内の第１の液体の液面を検知する液面検知部と、ピペットをポンプに対して固定して接続し、導電性の外管と内部の第２の液体とを電気的に短絡する接続部材とを備える分注装置を提供するものである。
ポンプには、定量精度の観点から、シリンジポンプを用いることが好ましいが、これには限られず、ローラポンプなどを用いることもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の分注装置の特徴は、図６に示すように、導電性の外管１０１と電気絶縁性の内管１０２からなる二重管構造のピペット１０３と、容器１０４内の液体１０５をピペット１０３を介して吸引するためのシリンジポンプ１０６と、ピペット１０３とシリンジポンプ１０６とを接続して液体を導通させる接続部材１０７と、導電性の外管１０１とシリンジポンプ１０６内の液体とを電気的に短絡する短絡部材１１２を備える点にある。
【００１０】
つまり、導電性外管１０１とシリンジポンプ１０６内に液体とが短絡部材１１２で電気的に短絡されているので、接続部材１０７に貯留された液体が気泡によって突然分断されても、液面検知部１０９から見た浮遊容量Ｃｓはほとんど変化することがない。従って、気泡の発生によって生じる液面の誤検知を防止することができる。
【００１１】
この場合、接続部材が導電性を有して前記短絡部材を構成してもよい。
この発明の分注装置には、導電性の外管の先端と容器が載置される導電部材との間の静電容量の変化に基づいて前記容器内の液面を検出する液面検知部を効果的に用いることができる。
さらにこの発明は、上記分注装置を用いた液体分析装置を提供するものである。
【００１２】
実施例
図１はこの発明の分注装置を用いた液体分析装置を示す正面図である。本実施例では液体分析装置は免疫測定装置であるが、これに限定されるものではない。
免疫測定装置の本体２０は、分注装置２２と、分注装置２２を保持して矢印ＺおよびＸ方向にそれぞれ移動させる垂直駆動機構２５および水平駆動機構２６を備える。
分注装置２２は保持部材２４を介して垂直駆動機構２５に保持されている。
【００１３】
垂直駆動機構２５では、垂直移動部材２３が、垂直移動部材２３を貫通する垂直方向のガイドシャフト２１ａに摺動可能に支持され、ガイドシャフト２１ａに平行なボールネジ２１にねじで係合し、ステッピングモータ２８の回転により矢印Ｚ方向に移動する。ガイドシャフト２１ａ、ボールネジ２１およびステッピングモータ２８はフレーム４３に設置されている。
【００１４】
水平駆動機構２６では、水平移動部材３１が、水平移動部材３１を貫通する水平方向のガイドシャフト２９ａに摺動可能に支持され、ガイドシャフト２９ａに平行なボールネジ２９にねじで係合し、ステッピングモータ２７の回転により矢印Ｘ方向に移動する。ガイドシャフト２９ａ、ボールネジ２９およびステッピングモータ２７は、金属製フレーム４４に設置されている。なお、垂直駆動機構２５のフレーム４３は、水平移動部材３１に取り付けられている。フレーム４４は電気的に接地されている。
【００１５】
フレーム４４には、洗浄チャンバ３８が設置されると共に、検体容器３９，緩衝液容器４０，ラテックス試薬容器４１，希釈液容器４２および反応チャンバ４３を収容するアルミニウム製のラック４６が設置され、さらに、希釈チャンバ４５が設置されている。洗浄チャンバ３８は給液ニップル３８ａと排液ニップル３８ｂをそれぞれ下部と上部に備え、希釈チャンバ４５は下部に排液ニップル４５ａを備える。
【００１６】
図２はこの発明の分注装置を示す要部断面図である。同図に示すように、ピペット１は、導電性の外管２と電気絶縁性の内管３とからなる二重管構造を有する。ピペット１はシリンジポンプ４に導電性の接続部材５を介して接続されている。シリンジポンプ４はシリンダ６とシリンダ６の穴６ａに挿入されるピストン７とリニアアクチュエータ８を備え、リニアアクチュエータ８は内蔵するステッピングモータによりピストン７をシリンダ６の穴６ａの内部で往復移動させるようになっている。
【００１７】
ピペット１の外筒２は長さ１３６ｍｍ，外形２．４ｍｍ，内径２．０ｍｍのステンレス鋼製パイプで形成される。内筒３は長さ１３６ｍｍ，外形２．０ｍｍ，内径１．４ｍｍのＰＴＦＥチューブで形成され、外筒２の内面に融着される。ピペット１の先端は外筒２の外形が１．４ｍｍになるように絞り加工されている。
【００１８】
接続部材５はステンレス鋼製であり、その軸心に段付き貫通孔５ｂを有する。ピペット１の基端が貫通孔５ｂの段付き部分まで圧入され固定される。そして、接続部材５の雄ねじ部５ａがシリンジポンプ４の先端に設けられた雌ねじ部に固定され、接続部材５はＯリング９によりシリンジポンプ４に水密的に接続される。
【００１９】
接続部材５の端部の突出部５ｃはシリンダ６の穴６ａの内部へ露出し、穴６ａ内に貯留される液体と外筒２とを接続部材５で電気的に短絡するようになっている。シリンジポンプ４のシリンダ６はポリアセタール樹脂製であり、穴６ａは内径４．２ｍｍ，有効長さ４０ｍｍ，ピストン７の移動ストロークは２０ｍｍである。
【００２０】
また、外筒２には、接続部材５の側面に形成された穴５ｄを介して液面検知信号検出用のリード線１０がハンダ付けされ、シリンダ６の側面には、穴６ａおよびピペット１の内壁を洗浄するための洗浄液供給ニップル１１が設けられている。
【００２１】
図３は図１の実施例の流体系を示す系統図であり、電磁バルブＳＶ１〜ＳＶ７，シース液タンクＳＣ，陽圧源ＰＳ，洗浄チャンバ３８，排液チャンバＷＣ１，ＷＣ２，陰圧源ＮＳ，希釈チャンバ４５，シリンジポンプＣＰおよびシースフローセルＦＣが流路（チューブ）で接続されている。
また、シースフローセルＦＣには、試料流（シースフロー）に光を照射して粒子信号を検出するための発光素子（レーザダイオード）５１と受光素子（フォトダイオード）５２とが設けられている。
【００２２】
図４は図１の実施例の電気回路を示すブロック図である。
同図において、制御部５３は、各種測定条件を入力する入力部５０と受光素子５２と液面検知部５９からの信号を受け、その信号に基づいて、リニアアクチュエータ８（図２）の内蔵ステッピングモータを駆動するピペット用シリンジポンプ駆動部５４と，ステッピングモータ２７，２８（図１）を駆動してピペット１をＸ，Ｚ方向に移動させるピペット駆動部５５と，シリンジポンプＣＰ（図３）を駆動するシリンジポンプ駆動部５６と，電磁バルブＳＶ１〜ＳＶ７を駆動するバルブ駆動部５７と，発光素子５１とを駆動制御すると共に、測定結果を出力部５８に出力するようになっている。
【００２３】
なお、制御部５３はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭからなるマイクロコンピュータによって構成され、出力部５８はＬＣＤとプリンタによって構成される。また、入力部５０はキーボードから構成される。
駆動部５４〜５７には、それぞれ公知のドライバー回路が用いられる。
【００２４】
液面検知部５９では、ピペット１に接続されたリード線１０に３９ｋΩの抵抗Ｒを介して発振周波数６５０ｋＨｚの高周波発振器３００が接続されると共に帯域通過フィルタ３０２が接続されている。フィルタ３０２の出力側に検波器３０４，微分器３０６，比較器３０８が直列に接続されている。
【００２５】
容器Ａは接地された金属製フレーム４４（図１）上に載置されており、ピペット１の先端が容器Ａ内の液面に接するか否かによりピペット１と接地面間の静電容量Ｃが変化する。よって、抵抗Ｒと容量Ｃにより形成されたＲＣ形積分回路の出力すなわちフィルタ３０２の入力側には容量Ｃに応じた振幅の高周波信号が得られる。
【００２６】
この高周波信号を帯域通過フィルタ３０２に通し、検波器３０４によって検波することにより、直流信号に変換される。さらにこの直流信号は微分器３０６により直流信号のレベル変化がとらえられ、比較器３０８により所定値と比較される。
【００２７】
つまり、ピペット１が液面に接触した時には静電容量Ｃがピペット１と液により短絡されて直流信号レベルが所定値より低くなるので、ピペット１が液面に接触したことが検知され、比較器３０８はその検知信号を出力する。
【００２８】
ここで、容器Ａは、図１における洗浄チャンバ３８，検体容器３９，緩衝液容器４０，ラテックス試薬容器４１，希釈液容器４２，反応チャンバ４３および希釈チャンバ４５などに対応する。
【００２９】
このような構成における測定動作を図３に示す流体系統図と図５に示すフローチャートを用いて説明する。
初期状態において、図３のバルブＳＶ１〜ＳＶ７はすべて閉じている。
まず、ステップＳ１においてピペットの洗浄が行われる。なお、この実施例では、シース液，洗浄液，希釈液に共通の液体を使用している。
【００３０】
垂直および水平駆動機構２５，２６の駆動と、液面検知に基づきピペット１が洗浄チャンバ３８内に挿入される。バルブＳＶ１，ＳＶ２を開くことによりシリンジポンプ４内を通ってピペット１からシース液が吐出されてシリンジポンプ４とピペット１の内面が洗浄されると共に、洗浄チャンバ３８に給液ニップル３８ａからシース液が流入し、ピペット１の外面が洗浄される。
【００３１】
洗浄チャンバ３８内の液は排液ニップル３８ｂから排液チャンバＷＣ１に回収され、洗浄チャンバ３８内の洗浄液の液面はほぼ一定高さに維持される。そして、バルブＳＶ１，ＳＶ２は閉じられる。
【００３２】
次に、分注装置２２を駆動して、緩衝液容器４０から緩衝液８０μＬをピペット１内に吸引する（ステップＳ２）。
分注装置２２を駆動して、検体容器３９から検体１０μＬをピペット１内に吸引し（ステップＳ３）、分注装置２２を駆動してピペット１から緩衝液８０μＬと検体１０μＬを反応チャンバ４３へ吐出する（ステップＳ４）。
【００３３】
ステップＳ１と同様の洗浄処理を行うと共に（ステップＳ５）、反応チャンバ４３内の試料を温度４５℃で約１分間のプレインキュベーションを施す（ステップＳ６）。これにより、検体に含まれる非特異反応を惹起する因子が緩衝液によって吸収・緩衝される。
【００３４】
次に分注装置２２を駆動してラテックス試薬容器４２からラテックス試薬１０μＬを反応チャンバ４３へ添加する（ステップＳ７）。これによって、抗原抗体反応（又は抗体抗原反応）が開始される。
【００３５】
次に、反応時間１５分が経過すると（ステップＳ８）、分注装置２２を駆動して、反応チャンバ４３の試料１２．５μＬを希釈チャンバ４５に分注する。希釈チャンバ４５には、バルブＳＶ４，ＳＶ６を開いてシリンジポンプＣＰを駆動することにより、予め１０００μＬのシース液がシース液タンクＳＣから供給されており、このシース液により反応チャンバ４３内の試料は８１倍に希釈される（ステップＳ９）。これによって試料は抗原抗体反応が停止すると共に、測定に適した粒子濃度になる。
【００３６】
次にバルブＳＶ４，ＳＶ５を開いて両バルブ間の流路にこの試料を貯留させた後、バルブＳＶ４，ＳＶ５を閉じる。
次にバルブＳＶ７を開いてシリンジポンプＣＰを駆動させ、貯留試料をシースフローセルＦＣに圧送すると同時にバルブＳＶ３を開いてシース液をシースフローセルＦＣに供給しシースフローを形成する。形成したシースフローに発光素子５１から光を照射し、シースフロー中の粒子の散乱光強度を受光素子５２で測定する（ステップＳ１０）。
【００３７】
制御部５３は、その散乱光強度の大きさから凝集ラテックス粒子と凝集しないラテックス粒子を判別し、すべてのラテックス粒子数に対する２個以上凝集したラテックス粒子数の割合を凝集率Ｐ／Ｔ（％）として算出する。そして、得られた凝集率（Ｐ／Ｔ）を予め作成された通常検査用検量線で換算した値が出力５８から出力される（ステップＳ１１）。このようにして免疫測定が行われる。
【００３８】
【発明の効果】
この発明によれば、ピペットの導電性外筒とシリンジポンプ内の液体とが電気的に短絡されるので、ピペットとシリンジポンプとの間に気泡が発生しても、ピペットと大地間の静電容量の変化が抑制され、液面検知を行った場合の誤検知が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の分注装置を用いた免疫測定装置の正面図である。
【図２】この発明の分注装置の要部断面図である。
【図３】図１に示す免疫測定装置の流体系の系統図である。
【図４】図１に示す免疫測定装置の電気回路のブロック図である。
【図５】図１に示す免疫測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】この発明の原理を示す説明図である。
【図７】この発明の課題を説明するための説明図である。
【図８】この発明の課題を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１    ピペット
２    外筒
３    内筒
４    シリンジポンプ
５    接続部材
５ａ  雄ねじ部
５ｂ  貫通孔
５ｃ  突出部
５ｄ  穴
６    シリンダ
６ａ  穴
７    ピストン
８    リニアアクチュエータ
９    Ｏリング
１０    リード線
１１    ニップル
２２    分注装置
【図１】
0003725461.tif 000002
【図２】
0003725461.tif 000003
【図３】
0003725461.tif 000004
【図４】
0003725461.tif 000005
【図５】
0003725461.tif 000006
【図６】
0003725461.tif 000007
【図７】
0003725461.tif 000008
【図８】
0003725461.tif 000009