(57)【要約】【課題】液体を別の容器に移し替えるための分注装置に用いられる分注管においては、反応容器内に試薬を吸入した後に吸入・吐出容器にて残留液を吸入する際、液残りが起こり次の反応容器の吸入工程で異種化学反応試薬間のコンタミネーションが発生し、測定結果に異常をきたす恐れがあった。【解決手段】液体の吸引または吐出の少なくともいずれかを行う分注管において、内面の表面粗さ比を規定した中心軸線が平行、かつ、段階的に内径が狭くなるように配設された直管部と、該直管部を接合する縮径部とを備える。【選択図】図１
2007322148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の吸引または吐出の少なくともいずれかを行う分注管において、
異なる内径を持つ複数の直管部と、それら異なる内径を持つ複数の直管部をつなぐ縮径部とを備え、かつ該直管部内面と該縮径部内面の表面粗さ比が１：５〜１：７の範囲であることを特徴とする分注管。
【請求項２】
請求項１記載の分注管において、
前記縮径部の内周面の平均表面粗さが、０．０１μｍ〜０．０２μｍであり、かつ前記直管部の内径の平均表面粗さが０．０５μｍ〜０．１μｍであることを特徴とする分注管。
【請求項３】
請求項１または２記載の分注管において、
前記縮径部の一端側の内径と他端側の内径との収縮比率が、３５％〜５０％であることを特徴とする分注管。
【請求項４】
検体及び試薬が分注される反応容器と、該反応容器内で混合された前記検体及び前記試薬の混合液から前記検体の検査を行う分析手段とを備えた分析装置において、
前記検体及び前記試薬を前記反応容器に分注する分注手段として、請求項１〜３のいずれかに記載の分注管を備えることを特徴とする分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を別の容器に移し替えるために、液体を吸引する分注管およびそれを用いた分析装置に係り、特に高い分注精度が求められる臨床用自動分析装置の分注機構に好適な分注管および分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液、尿等の生体サンプルを定性・定量分析する自動分析装置はスループット、測定再現性の高さなどから、大病院、検査センタを中心に近年普及が著しい。
【０００３】
自動分析装置の原理は、サンプル中の特定成分と反応して色の変わる試薬を用いて、色の変化を光度計により吸光度として測定するものである。
【０００４】
自動分析装置に関するニーズの１つとして、ランニングコスト低減のため、使用する試薬量の低減がある。試薬量の低減にあわせて吸引するサンプル量の低減も求められる。
【０００５】
現状の自動分析装置ではサンプル量が１桁〜２桁マイクロリットルのオーダーであるが、これほど少ない量の液体を精度良く分注する分注機構を提供することは高度な技術が必要である。
【０００６】
また、分注機構は異なるサンプルを所定量分注することが求められるが、分注するサンプル量が少ない場合は、十分に洗浄した後に別の試料を分注しないと、試料同士が混ざり合って後の分析結果に悪影響を及ぼす可能性もある。
【０００７】
このため、分注精度が高く、かつ洗浄性の良い分注プローブが求められている。
【０００８】
特許文献１には、洗浄性が高くなるよう、段階的に内径が狭くなるような形状を備えた分注プローブが開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２４９５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１記載の技術では、分注管ピペットの特異的な形状により乱流を発生させ洗浄性能を向上させている。
【００１１】
しかしながら、乱流と言っても分注ノズルの先端に向いた方向を持つ流れであり、特異な形状に応じて、付着したサンプルの落ちやすい箇所と、付着したサンプルの残り易い箇所とが形成されるため、結果的に大きな効果が得られない。
【００１２】
一方、乱流の発生し易い形状では、吸引時の流れも不均一になるため、気泡が発生して内部に巻き込むなどして十分な分注精度を得ることが困難である。
【００１３】
本発明は上述した事情から、分注精度に影響することなく、洗浄性の良い分注管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明では、液体の吸引または吐出の少なくともいずれかを行う分注管において、中心軸線が平行、かつ、内径が狭くなるように配設された直管部と、該直管部間に設けられた縮径部を設け、該直管部内面と該縮径部内面の表面粗さ比を１：５〜１：７とした。
【００１５】
なお、表面粗さの評価方法はいくつかあるが、算術平均表面粗さＲａを用いるものとする。
【発明の効果】
【００１６】
試薬・洗浄液のコンタミネーションが最小になるため、前記分析装置の測定精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の実施例を第１図から第３図を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明を示す概念図である。
【００１９】
分注管１の構成を図によって述べると概略は次のようになる。分注管１は直管部先端部２と直管部太部４により内径差を有し、その間は縮径部３により接続される。
【００２０】
ここで縮径部３が分注管１の特異的な部位となっているため、所定量の液体の分注が行われる際、直管部２に比べ液体が付着しやすい部位となる。
【００２１】
しかし、洗浄中には、縮径部において洗浄液の圧力が高まり、縮径部の終端側（分注管の先端側）では、内径が狭くなるため、流速が上昇する。これにより、試料５が吸引、吐出される際に縮径部に溜った試料６が掻き出される。
【００２２】
したがって、縮径部及び直管部を備えることにより、洗浄性の高い分注管が得られることになる。
【００２３】
一方、乱流を発生させる為には形状と共に表面粗さについても流路内のすべてを鏡面上として均一な表面粗さにすることが効果的ではなく、乱流を起す為に異なった表面粗さで構成することも有用である。
【００２４】
金属管、例えばステンレス管の内面平均表面粗さについては機械的、化学的な各種の加工法を用いれば、直線で構成される管内の平均粗さを０．０１μｍ単位まで細かく加工する技術は確立されている。
【００２５】
しかし分析装置が必要とする使用量領域に関して分析装置で使用できる圧力範囲に於いて液体を吐出、吸引する精度が要求される場合、直線部だけで分注管を構成することは難しい。
【００２６】
また単に分注管を細管とするだけでは流速は速まるが乱流が発生するとは限らない。
【００２７】
従って前述の洗浄効率を高めコスト効率の良い分注管を構成するには試料の内管流速を速めて且つ、同時に液体の乱流域をつくることが理想的な管内の状態となる。
【００２８】
この為に分析装置が必要とする使用量領域に関して分注管には、試料が吸引されたり、吐出する部位へ加える工夫として先端部の形状を直管部と傾斜部が更に細い直管部で構成される段階的な内径の差が必要になっていた。
【００２９】
本発明は前記背景技術のもと内面の表面平均粗さを規定することに着目した。
【００３０】
従来の技術により直管部に限れば内面の加工と表面粗さの管理は問題なく実現する。
【００３１】
例えば、（１）マンドレルによる機械仕上げ（２）棒状、紐形状の外面へ研磨剤を塗布による摩擦加工仕上げが挙げられる。傾斜部については（１）（２）の手段が適用できないので機械的とは別な技術事項として（３）コーティング剤を塗布する、化学的手段をとる場合がある。
【００３２】
傾斜部を作りだす為にはコスト面から絞り加工と呼ばれる機械加工が施されることが一般的である。内面を鏡面状に仕上げた細管は、更に絞り加工を先端部へ施せば、理論的には傾斜部の表面粗さも直管部と同一となる。
【００３３】
しかし、絞り加工の際に発生する凹凸は外面を綺麗に仕上げれば歪は内面へ生じ、これを回避する事が原理上かなり困難であり品質を揃えることができない。
【００３４】
また、絞り加工条件を一定としても、材料の歪・加工時の加工歪によってμｍ単位で表面粗さとうねりの数的管理は極めて困難である。
【００３５】
従って従来は（１）（２）及び他の何れの場合にも傾斜部の内面について管内の平均粗さを管理できる手法がなかった。下記に内面の平均粗さ値を示す。この値は、前述のマイクロブラスト加工を施してはいない。
【００３６】
１−ａ：直管部先端部内面の平均粗さ値
１−ｂ：縮径部内面の平均粗さ値
１−ｃ：直管部太部内面の平均粗さ値
例えば素材表面粗さは平均表面粗さで０．５μｍ前後である。前述のマイクロブラストと総称される加工法は微粒子が細管の内部へ入り込み、直径部だけでなく傾斜部とも凹凸を平滑化することができ、従来技術の諸問題を解決できる。
【００３７】
この際、全面を理想的な鏡面へ仕上げることに対し、ある比率で粗さを規定すると利点が多い。
【００３８】
マイクロブラスト加工はｍｍ単位の表面のうねりを平坦化することが得意な加工法でない。
【００３９】
傾斜部は絞り加工時の凹凸とうねり発生が避けられず、大きなうねりは残る。しかし最適コストを満足し、且つもっと細かい表面のμｍ、ｎｍ単位を平滑化することが得意であって、流路途中の傾斜部で平均表面粗さを変化させることで乱流を生成し易い形態が実現できる。
【００４０】
下記に本実施例における内面の平均粗さ値を示す。
【００４１】
この値は、前述のマイクロブラスト加工を施した。加工後の表面粗さの一例を示せば１−ａａ、１−ｂｂ、１−ｃｃの各々の値となる。
【００４２】
１−ａａ：直管部先端部内面の平均粗さ値
１−ｂｂ：縮径部内面の平均粗さ値
１−ｃｃ：直管部太部内面の平均粗さ値
また、本発明の実施例の分注管は、該直管部内面と該縮径部内面の表面粗さ比が１：５〜１：７であることが好ましい。
【００４３】
また、本発明の実施例の分注管は、前記縮径部の一端側の内径と他端側の内径との縮径率が、３５％〜５０％であることが好ましい。
【００４４】
この発明の実施例によれば、縮径部の傾斜角度や縮径部の内径寸法を適切に設定することにより、さらに洗浄性を向上させた分注管が得られることになる。
【実施例２】
【００４５】
図２は本発明を示す概念図で、データの概念を示す概念図である。
【００４６】
前記（１）分注精度は一般には、吸引量が少ないときほど相対的に洗浄後に残存する液体量が大きくなる傾向にあるため、特に分注量が少ないときほど効果が得られる。
【００４７】
例えば閾値７（例えば統計学的で表記するＣＶ１％）を設定した場合、分注量１μｌのときのＣＶ値８、分注量２μｌのときのＣＶ値９、分注量５μｌのときのＣＶ値１０、分注量１０μｌのときのＣＶ値１１に於いても、閾値７を満足する。
【００４８】
本発明の実施例の効果は顕著であり、適用すれば分注精度が数分の１へ減少し特に微量化の場合顕著に表れデータが閾値を満足する。閾値を満足せず交換に至る分注管は様々な原因があるが、ひとつには傾斜部の粗さが粗すぎる場合が多い。
【００４９】
本実施例によれば、次のような別な効果がある。
【００５０】
分析装置は性能評価が出来るまでには、部品の製造、組立て、調整と工程が多い。その間、当該部品は洗浄（油分を除く）、保管（油分、粉塵付着の保護）、に格別な注意を要する。
【００５１】
そして、分注管は分注量が減少するに従い、前述の精度を満足する大事な要素部品であり部品へ付着する油分、粉塵など外的要因を全工程で排除することが重要になる。
【００５２】
分析装置の使用圧力範囲に限ればこれら外的要因を全て排除しなければ試料５の微量化の際には、精度確保ができない。
【００５３】
一方で技術課題として表面粗さと濡れ性が影響することは公知である。
【００５４】
本加工を施せば、分注管は当該加工の最終工程で油分、粉塵に対する効果的な脱脂作業を施すので、前記洗浄、保管の際に要する格段の注意が不要となる。
【００５５】
同時にこうした時間節約からトータルコスト削減ができることは本実施例が生む実質的な効果である。
【００５６】
また、顧客側サービス面からは当該部品内面の表面粗さが小さくなるので壁面への液体の付着が少なくなり、長期に渡りメンテナンス性が向上して日毎の立上げ駆動、終了操作を守れば持続して品質安定化が図れる効果がある。
【００５７】
内部へ残留する試料５の残量は厳密には０ではない、但し、閾値を満足する範囲内であれば分析性能に対し実用上の影響がない。
【００５８】
本実施例によれば、試料付着の防止効果も得られ、なおかつ、流路抵抗の減少・増加、減少により、洗浄液の流動性が向上し、乱流の発生により付着した試料の除去効果も高まる。
【００５９】
これにより、洗浄後の試料の残量を数分の１以下に減少させることができる。
【００６０】
以上、従来技術との違いを図とデータ概略よって説明した。
【００６１】
本発明の実施例では次に述べる効果がある。
【００６２】
（１）分注精度が向上する（２）装置稼動までの時間短縮が図れる。
【００６３】
また他の効果として、トータルコスト削減ができる、メンテナンス性が良くなる、品質安定化が図れる。
【００６４】
本実施例特有な格別顕著な効果として前述の理由より上記（１）が挙げられる。
【実施例３】
【００６５】
図３に本実施例を示す概略図を示す。
【００６６】
本実施形態の分注機能概略図は、図３に示す。試料を吸引、吐出するための分注管１を備えている。
【００６７】
この分注管１は、Ｚ−θ駆動部に同軸に配設された構造体に対し、アームを介して支持されている。そして、分注管１は、Ｚ−θ駆動部の駆動により、高さ方向（Ｚ軸方向）、回動方向（θ方向）に移動させることができるようになっている。
【００６８】
本実施形態に係る自動の分析装置は、説明番号を省いて簡略に説明すると例えば装置本体上に、反応ディスク、検体用ターンテーブル、試薬用ターンテーブル、検体用分注ユニット（分注装置）、試薬用分注ユニット（分注装置）等が配設された構成となっている。
【００６９】
反応ディスクには、複数本の反応容器が同心円周上に沿って環状配置される。
【００７０】
検体用ターンテーブルには、複数本の検体容器が同心円周上に沿って環状配設されている。
【００７１】
試薬用ターンテーブルには、複数本の試薬ボトルが、同心円周上に沿って環状配設されている。
【００７２】
各検体容器には、分析対象となる検体、すなわち、血液、尿、糞便溶解液、培養細胞液等が収められている。
【００７３】
各試薬ボトルには、分析項目に必要な複数種類の試薬が個別に収められている。
【００７４】
反応ディスク、検体用ターンテーブル、試薬用ターンテーブルは、それぞれ、回転機構により間欠的に回転動作し、所定の位置に位置決めすることが可能となっている。
【００７５】
反応ディスクには、検体分注ポジション、試薬分注ポジション、攪拌ポジション、測定ポジション、反応容器洗浄ポジションが設定されており、装置コントローラによりその位置が記憶され、位置制御されている。
【００７６】
検体用ターンテーブル、試薬用ターンテーブルも同様である。分注機構は分注管１を構成する管１２、管保持剤１６によって構成される。
【００７７】
これは静電センサなどの機能と同時に分注管を保持する機能を有する。これらは管モータ回転上下軸１３により構成され、制御モータ１５によって駆動される。これらは配管配線１４によって接続されている。
【００７８】
検体用分注機構の前記分注管１が、検体吸引ポジションに移動され、さらにこの分注管を降下させることで、この位置にある検体容器内に挿入される。
【００７９】
検体容器内の検体の液面下数ｍｍの位置まで先端が降下したところで分注管の動作が止められ、次いでシリンジポンプ（図示略）が動作して検体が吸引される。
【００８０】
所定量の吸引が完了すると、前記分注管は、検体容器と機械的に干渉しない高さまで引き上げられ、次に、検体分注ポジションに移動される。
【００８１】
移動完了後、前記分注管は、検体分注ポジションに設置されている反応容器内に降下され、前記シリンジポンプの動作により所定量の検体の分注が行われる。
【００８２】
分注完了後、前記分注管は反応容器と干渉しない位置まで引き上げられ、検体用洗浄槽上に移動される。洗浄槽上の位置に達すると、前記シリンジポンプが動作して洗浄液が分注管に送られる。これにより、分注管内の余った検体を外部に流し出すとともに、分注管先端の洗浄が行われる。
【００８３】
以上により、１つの反応容器への検体の分注が完了する。
【００８４】
本実施例の効果は前述と同様である。
【００８５】
また、本発明の技術範囲は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第一の実施例を示す構造概念図及び平均粗さ計測値の概念図。
【図２】本発明の第一の実施例を示す分注量再現性データ概念図。
【図３】本発明の第一の実施例を示すの自動の分析装置分注管概念図。
【符号の説明】
【００８７】
１…分注管、２…直管部先端部、３…縮径部、４…直管部太部、５…試料、６…壁面へ残留する試料、７…閾値、８…分注量１μｌのときのＣＶ値、９…分注量２μｌのときのＣＶ値、１０…分注量５μｌのときのＣＶ値、１１…分注量１０μｌのときのＣＶ値、１２…管、１３…管モータ回転上下軸、１４…配線・配管、１５…制御モータ、１６…管保持材３５、１−ａ…直管部先端部内面の平均粗さ値、１−ｂ…縮径部内面の平均粗さ値、１−ｃ…直管部太部内面の平均粗さ値、１−ａａ…直管部先端部内面の平均粗さ値、１−ｂｂ…縮径部内面の平均粗さ値、１−ｃｃ…直管部太部内面の平均粗さ値。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007322148.tif 000005