(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体試料と他の液体とを混合する試料混合装置において、
これらの液体を収容し、底部に孔部が設けられた容器と、
この容器の内部底面に前記孔部の出口を囲むように立設され、基端部近傍に内部と外部を連通する孔部が設けられた筒状体と、
前記容器底部の孔部を介して前記容器の外部から内部に気体を供給する気体供給手段とを具備し、
前記容器の内部は円柱状の空洞であり、前記容器の外部から内部に液体を導き、かつ前記容器の内周面の接線方向に流出するように液体を導く第１の通路と、この第１の通路の途中に一端を接続され、前記容器の外部から前記第１の通路まで液体を導く第２の通路とを備えたことを特徴とする試料混合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体試料と他の液体とを混合する試料混合装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、血球計数が行なわれる試料は反応液と混合する必要があるが、この場合この混合液の血球を壊さないように撹拌しなければならない。そこで従来は、特公昭６０−４８２２２号公報に示されているように、気泡を用いてこの撹拌を行なっていた。ここで開示されている撹拌用の容器は、図９（ａ）の正面図に示すようにその底部に気体供給用の孔部を有しその孔部が上方に至るに従って広くなっており、さらに同図（ｂ）の側面図に示すように奥行き幅が短く、偏平な形状となっている。このため底部に設けられた孔部から容器内に送られた気体は大きな気泡となり、試料を撹拌する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような構造の容器では、図９（ａ）の領域Ａに示すように両側部中程にある試料は気泡による液体の移動がない。このため、この部分は撹拌されない淀み域が存在する。本発明は、このような従来の欠点に鑑みなされたものでその目的は、容器内に淀み域が生じることなく容器内の液体を効率良く撹拌し、液体試料と他の液体との混合効率良く行うことである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、液体試料と他の液体とを混合する試料混合装置において、これらの液体を収容し、底部に孔部が設けられた容器と、この容器の内部底面に前記孔部の出口を囲むように立設され、基端部近傍に内部と外部を連通する孔部が設けられた筒状体と、前記容器底部の孔部を介して前記容器の外部から内部に気体を供給する気体供給手段とを具備し、前記容器の内部は円柱状の空洞であり、前記容器の外部から内部に液体を導き、かつ前記容器の内周面の接線方向に流出するように液体を導く第１の通路と、この第１の通路の途中に一端を接続され、前記容器の外部から前記第１の通路まで液体を導く第２の通路とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を説明する。まず原理を説明する。図１（ａ）に示すように容器１の底部には孔部１ａが設けられており、この孔部１ａを介して図示せぬ気体供給手段から連続して気体が容器１内に供給されるようになっている。孔部１ａは容器１の内部の出口に至るに従って径が大となるテーパ状に形成されている。容器１の内部底面には孔部１ａの出口を囲むように筒状体２が立設されている。この筒状体２の基端部近傍にはこの筒状体２の内部と外部を連通する複数の孔部２ａが設けられている。
【００１３】
次にこのように構成された装置の作用を説明する。まず液体試料とこれと混合すべき他の液体を容器１に収容する。この時、混合した液体の量をその表面高さが筒状体２の先端近傍となる程度にする。次に気体供給手段から連続して気体を容器１の内部に送り込むと、気体は筒状体２の内部を上方へ移動する。図１（ｂ）に示すよう気体がある体積になると浮力により、流入気体よりも早く筒状体を速度ｖで移動するようになると、それを補うため孔部２ａから液体が流入し、図１（ｃ）に示すようにこの流入した液体により気体は分断され、気泡となる。そしてこの気泡は浮力により上昇する。またこのとき、気体は孔部１ａがテーパ状となっているので、大きく膨らみ、筒状体２の半径方向にいっぱいとなっている。
【００１４】
こうして形成された気泡は、例えば図２（ａ）に示すように筒状体２の内部に試料が集まっている状態であれば、図２（ｂ）に示すように浮力による上昇と共にこれを押し上げ、図２（ｃ）に示すように筒状体２の先端から筒状体２の外側に放出する。これにより試料は拡散され、気泡は液面から外に放出される。筒状体２の外側に放出された試料は容器１の底面側に至り、孔部２ａを通って再度筒状体２の内部に侵入する。このことが繰り返し行なわれると、試料は他の液体と十分に混合され拡散される。
次に、混合された液体は（容器１と筒状体２に囲まれた液体は孔部２ａを通して）、孔部１ａから流出し、次の工程に送られる。
【００１５】
次にこの原理に基づいて作成した具体的な装置を説明する。図３にこの装置の全体構成を示す。この装置は、白血球を含む試料と溶血剤とを混合する装置である。
【００１６】
容器１の底部には孔部１ａが設けられている。孔部１ａは容器１の内部の出口に至るに従って径が大となるテーパ状に形成されている。容器１の内部底面には孔部１ａの出口を囲むように筒状体２が立設されている。この筒状体２の基端部近傍にはこの筒状体２の内部と外部を連通する複数の孔部２ａが設けられている。容器１の上部は蓋部４で覆われ、密閉されている。蓋部４の中央部には孔部が設けられており、この孔部に導管５が挿通されている。導管５の一端は容器１の底部近傍に至っている。導管５の他端は開閉バルブ１１の一方の接続口１１ａに接続されている。開閉バルブ１１の他方の接続口１１ｂは図示せぬ吸引装置に接続されている。容器１の底部にはこの容器１の周面外側と孔部１ａとを連通する孔部１ｂが形成されている。さらにこの容器１の底部にはこの容器１の外側底面と孔部１ｂの途中とを連通する孔部１ｃが形成されている。孔部１ｂの外側出口は導管１２を介して開閉バルブ１３の一方の接続口１３ａに接続されている。開閉バルブ１３の他方の接続口１３ｂは図示せぬ試料槽に接続されている。孔部１ｃの外側出口は導管１４を介して開閉バルブ１５の一方の接続口１５ａに接続されている。開閉バルブ１５の他方の接続口１５ｂは図示せぬ溶血剤槽に接続されている。
【００１７】
容器１の底部に設けられた孔部１ａは導管１６を介して三方バルブ１７の第１の接続口１７ａに接続されている。三方バルブ１７の第２の接続口１７ｂは空気槽１８の一端に接続されている。三方バルブ１７の第３の接続口１７ｃは導管１９を介して三方バルブ２０の第１の接続口２０ａに接続されている。三方バルブ２０の第２の接続口２０ｂは大気に開放されている。三方バルブ２０の第３の接続口２０ｃは容器１の上部近傍に形成された孔部１ｄの外側出口に導管２１を介して接続されている。
【００１８】
空気槽１８の他端はチューブポンプ２２の一方の出入口２２ａに接続されている。チューブポンプ２２の他方の出入口２２ｂは導管２３を介して大気に開放されている。
【００１９】
開閉バルブ１１、開閉バルブ１３、開閉バルブ１５、三方バルブ１７、三方バルブ２０はいずれも電磁弁であり、配電部２５から供給される電力により開閉または通路切り替えを行うものである。配電部２５は制御部２６からの指示に応じてバルブに電力を供給するものである。制御部２６は開閉バルブ１１、１３、１５の開閉順序あるいは三方バルブ１７、２０の切り替え順序やこれらの動作のタイミングを記憶しており、これらのデータに基づいて配電部２６を制御するものである。さらに制御部２６はチューブポンプ２２と、開閉バルブ１１の接続口１１ｂに接続された図示せぬ吸引装置を制御するものである。操作部２７は制御部２６に対し動作開始指示や、設定変更の指示を与えるためのものである。
【００２０】
次にこのように構成された装置の動作を図４および図５を参照して説明する。まず操作者は、操作部２７を操作して制御部２６に動作開始を行わせる。これにより、制御部２６は以下の順序で各部を制御する。
【００２１】
まず制御部２６は、図４(i) に示すように開閉バルブ１１、１３、１５を全て閉とし、三方バルブ１７の接続口１７ｃと接続口１７ｂを連通状態とし、三方バルブ２０の接続口２０ａと接続口２０ｃを連通状態とし、チューブポンプ２２を図示の矢印方向に回転させる。これにより容器１内は陰圧となる。
【００２２】
次に制御部２６は、図４(ii)に示すように容器１の内部が所定の陰圧と成る設定された時点に開閉バルブ１３、１５を開とする。このため開閉バルブ１３、導管１２を介して試料が孔部１ｂに、開閉バルブ１５、導管１４、孔部１ｃを介して溶血剤が孔部１ｂに流入する。この２つの液体はさらに容器１の孔部１ａを経て容器１の内部に流入する。
【００２３】
次に制御部２６は、図４(iii) に示すように容器１内の液面高さが筒状体２の先端付近となる時点で開閉バルブ１３、１５を閉とし、チューブポンプ２２の回転を停止させる。
【００２４】
次に制御部２６は、図５(iv)に示すように三方バルブ２０の接続口２０ｂと接続口２０ｃを連通状態とし、三方バルブ１７の接続口１７ａと接続口１７ｂを連通状態とし、チューブポンプ２２を図示の矢印方向に回転させる。これにより容器１内に孔部１ａを介して空気が送り込まれる。ここで孔部１ａは容器１内の出口側に至るに従って径が大きくなるテーパ状となっているので、筒状体２の内部において半径方向にいっぱいに膨らむ気泡が発生する。この気泡は浮力により上昇し、気泡の上にある液体を押し上げ、筒状体２の先端部から筒状体２の外側に放出する。既述の原理で説明したように気泡が形成されるときは筒状体２の基端に設けられた孔部２ａから筒状体２の内部に液体が流入するので、この気泡が繰り返し発生し上昇すると、容器１の上層部にあった液体は筒状体２の外側を通り、徐々に下層部に移動し、再び筒状体２の内部に入り、上昇し上層部に至るという循環が生じる。制御部２６は、この撹拌を設定された時間行うと、図５(v) に示すようにチューブポンプ２２の回転を停止させ、開閉バルブ１１を開としてこの開閉バルブ１１の接続口１１ｂに接続された図示せぬ吸引装置を動作させ、容器１内の混合液体を所定量吸引させる。この吸引された液体は血球計数器に運ばれそこで血球を計数される。
【００２５】
次に制御部２６は、図５(vi)に示すように開閉バルブ１１を閉とし、チューブポンプ２２を図示の矢印方向に回転させる。このとき容器１内の混合液体は容器１から外部へ排出される。
【００２６】
本実施の形態によれば、チューブポンプ２２と容器１の孔部１ａとの間に空気槽１８を設けたので、容器１に対する気体供給、液体吸引の２つの動作を１つのチューブポンプ２２に繰り返し行わせても新規に混合する液体に前回の混合液体が混じることはない。このため極めて簡単な構成で、異なる試料の混合を効率良く連続して行うことができる。
【００２７】
次に他の実施の形態を説明する。この実施の形態と前述の実施の形態と異なる点は、容器とこの容器に取付けられる各部の構成である。図６に容器３１とこの容器３１に取付けられる各部とから成る組立体を示し、図７に図６のＸ−Ｘ線の断面図を示し、図８にこの組立体の分解斜視図を示す。これらの図に示すように容器３１は角柱状であり、中央部の長手方向に円柱状に形成された空洞部３１Ａを有している。容器３１の上部はその空洞部３１Ａの上部が径大となる段部３１ａが形成されている。容器３１の下部には空洞部３１Ａの径が徐々に小さくなるようなテーパ部３１ｂが形成されている。さらにその下側の空洞部３１Ａは、テーパ部３１ｂ下側の径と同じ径の孔部３１ｃであり、さらにその下側は孔部３１ｃより径大の孔部３１ｄであり、さらにその下側から底面部にかけては孔部３１ｄより径大のねじ孔３１ｅとなっている。
【００２８】
容器３１の上部には、円柱状の蓋部３２が取付けられている。蓋部３２は下面側に円柱状の凸部３２ａが設けられており、この凸部３２ａが容器３１の上部に設けられた段部３１ａと嵌合することにより、さらに容器１の上面に穿設された凹部３２ｆに注入された接着剤により容器１に固着されている。この容器１の上部はこれにより気密状態となっている。蓋部３２の凸部３２ａにはその中央に円錐状の凹部３２ｂが形成されている。蓋部３２の上面側にはねじ孔３２ｃが設けられ、このねじ孔３２ｃの下部にはこのねじ孔３２ｃと容器１の内部を連通する孔部３２ｄが設けられている。ねじ孔３２ｃには導管を接続するための接続具３４が取付けられている。さらに蓋部３２には容器１の内部と外部を連通する孔部３２ｅが設けられ、この孔部３２ｅに直線状の導管３５が挿通されている。この導管３５は混合後における容器３１内の液体を吸引するためのものである。
【００２９】
容器３１の空洞部３１Ａには筒状体３３が挿通されている。この筒状体３３の外径は上端から下端側近傍まで容器３１内の孔部３１ｃの径と同じであり、さらにその下端側が上端側よりも径が大きい台座部３３ａとなっている。そしてこの台座部３３ａの外周面に設けられたねじ部が容器３１のねじ孔３１ｅと螺合して筒状体３３は容器３１に固着されている。さらに筒状体３３の台座部３３ａの上面と、容器３１の孔部３１ｄの壁面との間には弾性部材のＯリング４０が設けられており、容器１の下部はこれにより気密状態となっている。また筒状体３３の内部は台座部３３ａより若干上部において下端側に至るに従って径小となるテーパ部３３ｂとなっており、さらにその下側はテーパ部３３ｂの下端と同じ径の孔部３３ｃとなっており、さらにその下側はその孔部３３ｃよりも径大のねじ孔３３ｄとなっている。そしてこの筒状体３３はテーパ部３３ｂの僅か上に３つの孔部３３ｅが同一周面高さの所に均等に配設されている。ねじ孔３３ｄには導管を接続するための接続具３６が取付けられている。
【００３０】
容器３１の正面壁部にはテーパ部３１ｂの僅か上の内部と外部を連通する孔部３１ｆ（第１の通路）が空洞部３１Ａの周面の接線方向に設けられている。孔部３１ｆの外側出口はこの孔部３１ｆよりも径大のねじ孔３１ｇとなっておりこのねじ孔３１ｇに導管を接続する接続具３７（図７参照）が取付けられている。容器１の一方の側面壁部には孔部３１ｆと直交する方向にかつ孔部３１ｆを終点とする孔部３１ｈ（第２の通路）が設けられている。孔部３１ｈの外側出口は孔部３１ｈよりも径大のねじ孔３１ｉとなっておりこのねじ孔３１ｉに導管を接続する接続具３８が取付けられている。
【００３１】
図６、図７および図８に示したこのような組立体が、液体試料である第１の液体と、これと混合される第２の液体との混合に用いられた場合について説明する。
【００３２】
まず第１の液体を導管、接続具３７を介して孔部３１ｆに注入し、第２の液体を導管、接続具３８を介して孔部３１ｈに注入する。このとき第２の液体は図７に示すように孔部３１ｆの途中から第１の液体と合流し、これらの液体は容器１内に侵入する際その内周面の接線方向に放出される。この場合前述した実施の態様のように予め容器３１内を陰圧にしておく等の手段を講じておけばこれらの液体は勢い良く容器３１内に流入する。そしてこれらの液体は容器１内ではその内周面に沿って移動し、侵入後の速度が急激に低下することがないのでこの侵入時のみにおいても撹拌が効率良く行なわれる。これらの液体が筒状体３３の先端を僅かに越える程度に注入されるとその注入を停止し、以後上記の実施の形態と同様にして接続具３６に接続された導管を介して外部から筒状体３３の孔部３３ｃに空気を送り込む。このため筒状体３３の内部のテーパ部３３ｂで気泡が発生し、この気泡は上昇してその上の液体を押し上げ筒状体３３の先端からその外側に放出する。筒状体３３の内部の液体がこのように移動すると、それに応じて筒状体３３の外側の液体が孔部３３ｅから内部に流入する。これらの動作が繰り返し行なわれることによって、これらの液体は撹拌され混合される。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、容器内において淀む箇所が生じることがなく、試料と他の液体との混合をきわめて効率良く行なうことができる。さらに、容器に液体を注入する段階で２種類の液体が効率良く撹拌されるので、この装置による液体混合に必要な時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の原理を説明するための図。
【図２】本発明の実施の形態の原理を説明するための図。
【図３】本発明の実施の形態の試料混合装置の全体構成を示す図。
【図４】本発明の実施の形態の試料混合装置の動作を説明するための図。
【図５】本発明の実施の形態の試料混合装置の動作を説明するための図。
【図６】本発明の他の実施の形態の主要部を示す正面図。
【図７】  図６に示すＸ−Ｘ線の断面図。
【図８】  図６に示す本発明の他の実施の形態の主要部の分解斜視図。
【図９】従来の試料混合装置を説明するための図。
【符号の説明】
１、３１  容器
１ａ、３３ｃ  孔部
２、３３  筒状体
２ａ、３３ｅ  孔部
３１ｆ  孔部（第１の通路）
３１ｈ  孔部（第２の通路）
２２  チューブポンプ
【図１】
0003656173.tif 000002
【図２】
0003656173.tif 000003
【図３】
0003656173.tif 000004
【図４】
0003656173.tif 000005
【図５】
0003656173.tif 000006
【図６】
0003656173.tif 000007
【図７】
0003656173.tif 000008
【図８】
0003656173.tif 000009
【図９】
0003656173.tif 000010