(57)【要約】【課題】  気泡を検出する際に遮光の必要がなく、且つ外来ノイズの影響を受けないようにする。【解決手段】  分注装置の気泡混入判定部２１を、検体１１が流通される液通路３５を有するヒータハウジング３１と、ヒータ３２と、温度センサ３３とから構成する。ヒータハウジング３１を、吸引プローブ（図示せず）に接続されたエアチューブ１６の途中に設ける。ヒータ３２及び温度センサ３３を、ハウジング３１の液通路３５と外側面との間に設ける。温度センサ３３からの温度信号に基づき、液通路３５内を流通される検体１１が一定温度に保たれるようにヒータ３２の温度を制御する。ヒータ３２の消費電力を検出して、検体１１中に気泡２９となる空気が混入しているか否かを判定する。これにより、遮光の必要がなく、且つ外来ノイズの影響を受けて気泡２９を誤検出するおそれがなくなる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が流通される液通路を有し、通電により前記液通路内を流通される前記液体の温度を一定温度に保持する恒温部と、
前記恒温部の消費電力を検出し、この前記消費電力に基づき、前記液通路内を流通される前記液体の性状を判定する液体性状判定部とを備えることを特徴とする液体性状判定装置。
【請求項２】
前記液状判定部は、前記液体中に気泡となる気体が混入されているか否かを判定することを特徴とする請求項１記載の液体性状判定装置。
【請求項３】
前記液体性状判定部は、前記消費電力が所定のしきい値を下回ったときに、前記液通路内を流通される前記液体中に前記気体が混入したと判定することを特徴とする請求項２記載の液体性状判定装置。
【請求項４】
前記しきい値は、前記液体の流速が速くなるのに応じて高くなり、且つ前記流速が遅くなるのに応じて低くなるように可変されることを特徴とする請求項３記載の液体性状判定装置。
【請求項５】
前記消費電力より、前記液体中に混入された前記気体の混入量を定量する気体定量部を備えることを特徴とする請求項２ないし４いずれか１項記載の液体性状判定装置。
【請求項６】
前記気体定量部は、前記消費電力と前記液体中に混入された前記気体の混入量との関係に基づき、前記気体の混入量を定量することを特徴とする請求項５記載の液体性状判定装置。
【請求項７】
前記消費電力と前記液体中に混入された前記気体の混入量との関係は、前記液体の流速を変数として表されており、
前記気体の混入量は、前記消費電力の大きさが同じであれば、前記流速が速くなるのに応じて高くなり、且つ前記流速が遅くなるのに応じて低くなることを特徴とする請求項６記載の液体性状判定装置。
【請求項８】
断面形状が真円状の前記液通路が前記検体と接する接触面積をＳとしたときに、前記液通路は、前記接触面積がＳよりも大きくなるような断面形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし７いずれか１項記載の液体性状判定装置。
【請求項９】
前記恒温部は、
前記通電により前記液通路の温度を調整可能な温調手段と、
前記液通路の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段による検出温度に基づき、前記液通路内を流通される前記液体の温度が一定温度に保持されるように前記温調手段を制御する温調制御手段とを備えることを特徴とする請求項１ないし８いずれか１項記載の液体性状判定装置。
【請求項１０】
前記温調制御手段は、前記液通路内を流通される前記液体が、前記液通路内に流通される前よりも１０℃以上高い温度で保持されるように前記温調手段を制御することを特徴とする請求項１ないし９いずれか１項記載の液体性状判定装置。
【請求項１１】
流通される液体の温度を調整する温度調整部材への通電を制御して前記液体を一定の温度に保ちつつ、前記液体を一定の温度を保つのに前記温度調整部材が要する消費電力を検出し、その検出消費電力に基づき前記液体の性状を判定することを特徴とする液体性状判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流通される液体の性状の変化の有無を判定する液体性状判定装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
血液や尿などの検体中に含まれる特定の生化学物質の物質濃度を分析する分析機として生化学分析機が医療機関等でよく用いられている。この生化学分析機は、検体の小滴が点着された検査チップを測定して検体の分析を行う。血液や尿など検体を検査チップに点着させる際には、病気の感染を防ぐために人手を介さずに点着させる必要があり、さらに、正確な分析を行うためには検体を所定量点着させる必要があるので、生化学分析機には分注装置が組み込まれている。
【０００３】
分注装置は、シリンジポンプ、吸引プローブ、エアチューブ、プローブ移動機構等から構成されている。この分注装置は、吸引プローブを用いて検体容器から検体を吸引採取して、この吸引採取された検体を複数の検査チップにそれぞれ所定量点着させる。このとき、検体とともに空気を吸引すると、検体中に気泡が混入してしまう。気泡が混入すると検査チップに点着される検体の量が少なくなり、正確な分析を行えなくなる。そこで、検体を吸引する際に気泡が混入しているか否かなどの検体の性状の変化の有無を判定し、気泡が混入している場合には検体を全て排出した後、再度検体の吸引を行っている。
【０００４】
具体的な判定方法としては、特許文献１及び２に記載されているように、超音波を用いてエアチューブ内の検体中の気泡の有無を判定する方法が知られている。また、特許文献３に記載されているように、エアチューブに２つのコイルを巻き回し、一方のコイルに所定周波数の励磁信号を入力して他方のコイルに誘起される信号を検出することで、検体中の気泡の有無を判定する方法も知られている。また、特許文献４及び５に記載されているように、エアチューブを透光性材料で形成し、このエアチューブに検査光を照射してチューブを透過した検査光の屈折率の変化や受光強度の変化を測定することで、検体中の気泡の有無を判定する方法も知られている。
【特許文献１】特開２００２−３３３４３４号公報（第３〜４頁、第２図）
【特許文献２】特開２００２−１３１２８８号公報（第４〜５頁、第１図）
【特許文献３】特開平７−１９８６８２号公報（第３頁、第１図）
【特許文献４】特開平５−５０００９号公報（第３頁、第１図）
【特許文献５】特開２００１−３３６９６６号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記特許文献１及び２に記載されているような超音波を用いる方法や、前記特許文献３に記載されているような磁気を用いる方法は、高周波電磁界の影響を受けやすいという問題がある。その結果、生化学分析機自体から発生するノイズや、他の分析機や電子機器等から発生する外来ノイズにより誤検出が発生するおそれがある。この場合には、分注装置を電磁気シールドする方法もあるが、装置が大型化し、製造コストも高くなるという問題が生じる。
【０００６】
また、前記特許文献４及び５に記載されているような検査光を用いる方法は、検査光を検出する検出器が外部からの光を受光して誤検出が発生したり、検出感度が低下したりするおそれがある。これらを防止するためには遮光を行う必要があるが、同様に装置が大型化し、製造コストも高くなるという問題が生じる。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためのものであり、遮光の必要がなく、外来ノイズ等の影響を受けにくい液体性状判定装置及び方法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】
【０００８】
本発明の液体性状判定装置は、液体が流通される液通路を有し、通電により前記液通路内を流通される前記液体の温度を一定温度に保持する恒温部と、前記恒温部の消費電力を検出し、この前記消費電力に基づき、前記液通路内を流通される前記液体の性状を判定する液体性状判定部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
前記液状判定部は、前記液体中に気泡となる気体が混入されているか否かを判定することが好ましい。また、前記液体性状判定部は、前記消費電力が所定のしきい値を下回ったときに、前記液通路内を流通される前記液体中に前記気体が混入したと判定することが好ましい。さらに、前記しきい値は、前記液体の流速が速くなるのに応じて高くなり、且つ前記流速が遅くなるのに応じて低くなるように可変されることが好ましい。
【００１０】
前記消費電力より、前記液体中に混入された前記気体の混入量を定量する気体定量部を備えることが好ましい。また、前記気体定量部は、前記消費電力と前記液体中に混入された前記気体の混入量との関係に基づき、前記気体の混入量を定量することが好ましい。さらに、前記消費電力と前記液体中に混入された前記気体の混入量との関係は、前記液体の流速を変数として表されており、前記気体の混入量は、前記消費電力の大きさが同じであれば、前記流速が速くなるのに応じて高くなり、且つ前記流速が遅くなるのに応じて低くなることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の液体性状判定方法は、流通される液体の温度を調整する温度調整部材への通電を制御して前記液体を一定の温度に保ちつつ、前記液体を一定の温度を保つのに前記温度調整部材が要する消費電力を検出し、その検出消費電力に基づき前記液体の性状を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の液体性状判定装置は、液通路内を流通される前記液体の温度を一定温度に保持する恒温部と、前記恒温部の消費電力を検出し、その検出結果に基づき、前記液通路内を流通される前記液体の性状を判定する液体性状判定部とを備えるようにしたので、従来の超音波や磁気を用いる方法とは異なり、外来ノイズ等の影響を受けて誤検出が発生するおそれはない。また、検査光を用いる方法とも異なり、遮光を行う必要も無くなるので、装置が大型化して製造コストが高くなることが防止される。
【００１３】
また、本発明の液体性状判定方法は、流通される液体の温度を調整する温度調整部材への通電を制御して前記液体を一定の温度に保ちつつ、前記温度調整部材が要する消費電力を検出し、その検出消費電力に基づき前記液体の性状を判定するようにしたので、同様に外来ノイズ等の影響を受けるおそれが無くなり、且つ遮光を行う必要も無くなる。しかも、恒温部を必要とする装置では、この恒温部が気泡混入等の液体の性状の変化を検出するセンサの作用をなし、別個にセンサを設ける必要がなく、装置の構成が簡単になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、分注装置１０の概略図を示したものである。この分注装置１０は、医療機関や研究所などで用いられる生化学分析機（図示せず）に組み込まれたものである。生化学分析機（図示せず）は、上述したように、血液や尿などの検体１１の小滴が点着された検査チップ１２ａ，１２ｂを測定することで、検体１１中に含まれる特定の生化学物質の物質濃度を分析する。
【００１５】
分注装置１０は、検体１１が収納された検体収納容器１４から検体１１を吸引採取して、この採取された検体を検査チップ１２ａ，１２ｂにそれぞれ所定量点着させる。分注装置１０は、吸引プローブ１５と、エアチューブ１６と、シリンジポンプ１７と、ポンプ駆動部１８と、プローブ移動部１９と、圧力センサ２０と、気泡混入判定部２１とから構成される。なお、吸引プローブ１５に、検体１１毎に交換が可能な吸引チップ（図示せず）を挿着してもよい。
【００１６】
吸引プローブ１５は吸引口（図示せず）を下向きにして設置されており、上部にエアチューブ１６の一端が接続されている。エアチューブ１６の他端は、検体１１の吸引排出機構としてのシリンジポンプ１７に接続されている。シリンジポンプ１７はポンプ駆動部１８により駆動される。ポンプ駆動部１８は、モータ２３と、このモータ２３の回転を往復移動に変換する送りネジ機構２４とから構成されている。そして、モータ２３を正転または逆転することにより、シリンジポンプ１７内のプランジャ２５を往復移動させ、吸引プローブ１５から検体１１の吸引及び排出を行う。なお、モータ２３の回転をプランジャ２５の往復移動に変換する機構としては、送りネジ機構２４に限られず、ボールネジ機構やラックアンドピニオン、その他の変換機構を用いてよい。
【００１７】
プローブ移動部１９は、図示しない水平移動ユニットと昇降ユニットとを備えている。水平移動ユニットは、吸引プローブ１５を検体収納容器１４の上方の吸引待機位置、及び各検査チップ１２ａ，１２ｂの上方の第１及び第２点着待機位置に水平移動させる。なお、図中において検査チップは２個しかセットされていないが、必要に応じて１個のみ、または３個以上セットされていてもよい。昇降ユニットは、吸引プローブ１５を吸引待機位置と、吸引口が検体収納容器１４中の検体１１に接液する吸引位置との間で昇降させるとともに、各点着待機位置と、吸引口が検査チップ１２ａ，１２ｂに近接する第１及び第２点着位置との間で昇降させる。
【００１８】
吸引プローブ１５を吸引位置に移動させる際に、検体収納容器１４内に収納されている検体１１の液面の高さは容器ごとに異なっている。そのため、降下中の吸引プローブ１５の吸引口が検体１１の液面に接液したことを検知できるように、エアチューブ１６の中間位置に分岐管２７を介して圧力センサ２０が接続されている。圧力センサ２０は、エアチューブ１６内の圧力を圧力信号に変換し、この圧力信号を出力する。これにより、吸引プローブ１５の吸引口が検体１１に接触すると、圧力センサ２０による検出圧力が高くなるので、接液したことが検知される。
【００１９】
吸引プローブ１５の吸引口が検体１１に接液したことが検知されると、モータ２３が回転駆動されてシリンジポンプ１７のプランジャ２５が一定量移動され、検体１１が吸引プローブ１５を介してエアチューブ１６内に吸引採取される。この検体１１の吸引採取後に、プローブ移動部１９により吸引プローブ１５は第１点着待機位置を経て第１点着位置に移動される。そして、再びモータ２３が回転駆動されてプランジャ２５が一定量移動され、検査チップ１２ａに所定量の検体１１が滴下されて点着される。
【００２０】
検体１１の点着後、吸引プローブ１５が第２点着待機位置を経て第２点着位置に移動され、以下同様にして、検査チップ１２ｂに検体１１が点着される。検体１１が点着された検査チップ１２ａ，１２ｂは、生化学分析機（図示せず）内の所定の測定位置にセットされて、分析機内のチップ検出センサ（図示せず）により測光される。生化学分析機は、チップ検出センサより出力された測光信号に基づき、予め記憶している測光信号と検体中の生化学物質の物質濃度とを参照して所定の生化学分析処理を行う。
【００２１】
生化学分析処理では、周知のように、検体１１の小滴を点着供給するだけで検体中に含まれている特定の化学成分又は有形成分を定量分析することが可能なドライタイプの乾式分析素子や電解質スライド（乾式イオン選択電極フイルム）などの検査チップを使用することが一般的となっており、乾式分析素子を用いる比色測定法や、電解質スライドを用いる電位差測定法によって検体１１中の化学成分等の定量分析を行う。
【００２２】
比色測定法を用いる生化学分析処理では、検体を検査チップ（乾式分析素子）１２ａ，１２ｂに点着させた後、これをインキュベータ（恒温器）内で所定時間恒温保持して呈色反応（色素生成反応）させ、予め選定された波長を含む測定用照射光をこの乾式分析素子に照射してその光学濃度を測定し、この光学濃度から生化学物質の物質濃度を求める。一方、電位差測定法を用いる生化学分析装置は、検査チップ（電解質スライド）１２ａ，１２ｂに点着された検体１１に、同種の乾式イオン選択電極の２個１組からなる電極対を接触させて、特定イオンの活量をポテンシオメトリで定量分析することによって物質濃度を求める。
【００２３】
このような各種測定法を用いて求められる検体１１中の生化学物質の物質濃度は、検査チップ１２ａ，１２ｂに検体１１を適量点着させることで正確な値が求められる。従って、検体１１を吸引採取したときに気泡２９（図２参照）が混入すると、検査チップ１２ａ，１２ｂに点着させる検体１１の量が少なくなり、正確な分析が行えないおそれがある。そこで、本実施形態では、エアチューブ１６の途中に気泡混入判定部２１を設けて、検体１１中に気泡２９となる空気が混入しているか否かを検出する。
【００２４】
図２は、本発明の液体性状判定装置に相当する気泡混入判定部２１の断面図を示したものである。この気泡混入判定部２１は、大別して円筒状のヒータハウジング３１、ヒータ３２、温度センサ３３から構成される。
【００２５】
ヒータハウジング３１は、エアチューブ１６の途中に設けられている。このヒータハウジング３１は、例えばアルミ材などから形成され、その内側面が検体１１を流通させる液通路３５となっている。液通路３５は、断面形状が略真円状に形成されており、その両端はそれぞれエアチューブ１６に接続されている。本実施形態ではエアチューブ１６として、その外径φ１が４ｍｍ、内径φ２が３ｍｍのものが用いられ、ヒータハウジング３１として、その長さＬが３０ｍｍ、幅Ｗが８ｍｍ、液通路３５の径φ３が３ｍｍに形成されたものが用いられている。なお、ヒータハウジング３１としては、筒体状であれば円筒状のもの以外に断面形状が多角形状のものを用いてもよい。
【００２６】
ヒータ３２は、本発明の温調手段（温度調整部材）に相当するものであり、ヒータハウジング３１の内側面（液通路３５）と外側面との間に形成されたヒータ室３１ａ内に設けられている。ヒータ３２は通電により発熱し、この通電を制御することでヒータハウジング３１の温度を調整することができる。なお、ヒータ３２としては、コイルヒータ、棒状ヒータ、シートヒータ等の各種ヒータを用いてよい。
【００２７】
温度センサ３３は、本発明の温度検出手段に相当するものであり、ヒータハウジング３１の内側面と外側面との間に形成されたセンサ室３１ｂ内に設けられ、ヒータハウジング３１の温度を検出する。この温度センサ３３としては、例えばサーミスタなどの各種温度検出素子が用いられる。なお、両室３１ａ，３１ｂを形成する位置は、特に限定はされないが、本実施形態では両室３１ａ，３１ｂを液通路３５に沿うように並べて形成している。
【００２８】
このように、ヒータ３２及び温度センサ３３をヒータハウジング３１に内蔵させることで、このヒータハウジング３１がその液通路３５内を流通される検体１１の温度を一定温度に保つ恒温体となる。そこで、本実施形態では、ヒータ３２によりヒータハウジング３１の温度を制御して、その液通路３５内を流通される検体１１が液通路３５内に流通される前よりも高い一定温度で保持されるようにする。この際に、検体１１や空気によりヒータハウジング３１から奪われる熱量（放熱量）は、検体１１や空気の熱容量に比例する。一般的に水の熱容量は同体積の空気の熱容量の１０００倍以上なので、ヒータハウジング３１よりも高い熱容量を有している検体１１が液通路３５を流通されるとヒータハウジング３１が冷却される。その結果、ヒータハウジング３１の温度、つまり、液通路３５内を流通される検体１１の温度を一定に保持するために、ヒータ３２は常に一定の電力を消費する。
【００２９】
この際に、検体１１中に気泡２９となる空気が混入していると、その混入量に比例してヒータハウジング３１の放熱量が減少し、それに伴いヒータ３２の消費電力が減少する。そのため、本実施形態では、ヒータ３２の消費電力を検出することで、検体１１中に混入している空気を定量して、検体１１中に気泡２９が混入しているか否かを判定する。
【００３０】
ヒータ３２の温度制御、消費電力の検出、空気混入量の定量、気泡２９の混入の判定はコントローラ３８により行われる。コントローラ３８には上述のプローブ移動部１９、圧力センサ２０、モータ２３、温度センサ３３や、環境温度センサ３９などが接続されている。そして、このコントローラ３８は、ヒータ制御回路４１、消費電力検出回路４２、空気定量回路４３、判定回路４４の他に、図示は省略するがプローブ移動制御部、モータ駆動制御部などから構成されており、分注装置１０の各部の駆動を制御する。
【００３１】
環境温度センサ３９は、分注装置１０の周囲の環境温度を測定する。検体収納容器１４中の検体１１の温度は環境温度とほぼ等しくなるので、環境温度を検出することで検体１１の温度を検出することができる。この環境温度センサ３９としても、温度センサ３３と同様にサーミスタなどの各種温度検出素子を用いることができる。
【００３２】
ヒータ制御回路４１は、本発明の温調制御手段に相当するものであり、温度センサ３３から入力された温度信号に基づき、ヒータハウジング３１の温度が予め設定された温度を保つようにヒータ３２の温度を制御する。このヒータ３２の温度を制御する方法としては、ヒータ３２に印加する電圧の大きさを変える方法や、ヒータ３２に矩形波パルス電圧を印加して、このパルス電圧のデューティ比を変えるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行う方法があり、いずれの方法を用いてもよい。そして、本実施形態ではヒータハウジング３１の温度（液通路３５内の検体１１の温度）を、液通路３５に流通される前の検体１１の温度（環境温度）よりも少なくとも１０℃以上高くなり、且つ検体１１中に気泡２９が発生しない１０〜６０℃の範囲内に保持している。
【００３３】
消費電力検出回路４２は、後述する判定回路４４とともに本発明の液体性状判定部を構成するものであり、ヒータ３２の消費電力を検出する。具体的には、ヒータ制御回路４１によりヒータ３２に印加された電圧の大きさ、またはヒータ３２に印加された矩形波パルス電圧のデューティ比を検出することで、ヒータ３２の消費電力の検出を行う。そして、検出されたヒータ３２の消費電力の値は、空気定量回路４３及び判定回路４４に随時出力される。
【００３４】
空気定量回路４３は、本発明の気体定量部に相当するものであり、入力された消費電力値に基づいて、液通路３５を流通される検体１１中に混入された空気の混入量を求める。この空気定量回路４３は、ヒータ３２の消費電力と検体１１中に混入された空気の混入量との関係を示す演算式を有しており、この演算式に消費電力値を代入することで空気の混入量を算出する。なお、演算式を用いる代わりに、両者の関係をグラフ化またはデータテーブル化したものを用いて、空気の混入量を求めるようにしてもよい。
【００３５】
この際に、液通路３５中を流通される検体１１の流速が異なっていたら、空気の混入量が同じであってもヒータ３２の消費電力は異なる値となる。つまり、検体１１の流速が速くなるほど単位時間当たりの検体１１の流通量が多くなるので、ヒータハウジング３１の放熱量が増加して消費電力が高くなる。また、逆に流速が遅くなるほど放熱量が減少して消費電力が低くなる。そのため、上述の演算式を検体１１の流速を変数とした式にすることで、検体１１の流速が変わっても正確な空気の混入量を求めることができる。この流速を変数とした演算式は、予め実験等を行うことで求められる。また、検体１１の流速は、液通路３５の径φ３、エアチューブ１６の内径φ２やシリンジポンプ１７の内径が一定であればモータ２３の回転速度に比例する。
【００３６】
図３は、上述の演算式をグラフ化した一例であり、検体１１の流速がＶ１の時とＶ１よりも速いＶ２の時とにおいて、消費電力と検体１１中の空気の割合との関係を示したものである。上述したように、流速Ｖ２の時の方が単位時間当たりの検体１１の流通量が増加するため、消費電力が大きくなる。従って、演算式で定量される空気の割合は、消費電力が同じであれば、流速Ｖ２のときの方が大きくなる。
【００３７】
液通路３５内を流通される検体１１中に気泡２９（空気）が混入していないときは、流速により値に差はあるが消費電力はほぼ一定となる。検体１１中に気泡２９となる空気が混入すると、その混入量が増大するのに比例して消費電力が減少する。そして、空気の割合が１００％、つまり、液通路３５内に空気のみが流通されている状態になると、消費電力は再び下限値でほぼ一定となる。このような演算式を用いることで、空気定量回路４３は流速を変えた時でも正確な空気の混入量を求めることができる。
【００３８】
判定回路４４は、図２及び図３に示すように、入力された消費電力値に基づき、液通路３５内を流通される検体１１中に気泡２９となる空気が混入されている否か、及び液通路３５内に空気のみが流通されているか否かを判定する。この判定回路４４は、消費電力値が所定のしきい値を下回ったとき、つまり、検体１１中の空気の割合が検査チップ１２ａ，１２ｂに点着される検体１１の量に影響を及ぼす値となったときに、検体１１中に気泡２９が混入したと判定する。
【００３９】
この際に、ヒータ３２の消費電力は検体１１の流速に応じて変わるので、しきい値も検体１１の流速に応じて可変される。例えば、流速Ｖ１のときのしきい値をＴ１としたときに、流速Ｖ２のときのしきい値Ｔ２はＴ１よりも高い値になる。このような検体１１の流速に応じたしきい値Ｔ１，Ｔ２は、上述の演算式と同様に予め実験等で求められる。
【００４０】
また、判定回路４４は、入力された消費電力値が下限値に達したら、液通路３５内に空気のみが流通されていると判定する。これにより、液通路３５内の検体１１の有無、つまり、吸引採取された検体１１が全て液通路３５を通過したか否かを検出することができる。従って、判定回路４４は、消費電力値が下限値に達するまでの間に気泡２９の混入有りと判定しなければ、吸引採取された検体１１中には気泡２９が混入されていないと判定する。なお、本実施形態では、吸引採取された検体１１が全て液通路３５を通過できるように、気泡混入判定部２１の設置位置、エアチューブの長さが調整されている。
【００４１】
判定回路４４には、図示は省略するが検体１１の流速と、この流速に応じた消費電力のしきい値及び下限値とを関連付けたデータテーブル等が記憶されている。これにより、判定回路４４は、検体１１の流速に関わらず、入力された消費電力値に基づいて吸引採取された検体１１中に気泡２９が混入されているか否かを判定することができる。
【００４２】
コントローラ３８は、判定回路４４により検体１１に気泡２９が混入されていないと判定されたら、プローブ移動部１９を駆動して吸引プローブ１５を第１点着位置に移動させて、検査チップ１２ａに検体１１を点着させる。また、コントローラ３８は、検体１１に気泡２９が混入されていると判定されたら、吸引された検体１１を排出させた後、再度検体１１の吸引採取を行う。
【００４３】
次に、本実施形態の作用について説明を行う。分注装置１０に検体収納容器１４及び検査チップ１２ａ，１２ｂがセットされ、オペレータにより運転開始操作がなされたら、コントローラ３８は、プローブ移動部１９を駆動して吸引待機位置にある吸引プローブ１５を下降させる。そして、コントローラ３８は、圧力センサ２０からの圧力信号に基づき、吸引プローブ１５をその吸引口に検体１１が接液する吸引位置まで移動させる。次いで、コントローラ３８は、モータ２３を駆動してシリンジポンプ１７内のプランジャ２５を移動させ、吸引プローブ１５から検体１１の吸引採取を行う。
【００４４】
コントローラ３８のヒータ制御回路４１は、検体１１の吸引採取が開始される前にヒータ３２への通電を開始してヒータハウジング３１の温度を検体１１の温度（環境温度）よりも高い所定温度に調整する。これと同時に、消費電力検出回路４２は、ヒータ２３に印加される電圧の大きさ、または印加される矩形波パルス電圧のデューティ比に基づき、ヒータ３２の消費電力を検出して、検出された消費電力値を空気定量回路４３及び判定回路４４に出力する。
【００４５】
吸引プローブ１５より吸引された検体１１がヒータハウジング３１の液通路３５を通過し、このヒータハウジング３１の放熱量が増加したら、ヒータ制御回路４１は、温度センサ３３からの検出信号に基づきヒータハウジング３１の温度、つまり、液通路３５内を流通される検体１１の温度が所定温度に常に保持されるように、ヒータ３２への通電を制御する。
【００４６】
空気定量回路４３は、消費電力検出回路４２より入力された消費電力値を上述の演算式に代入して検体１１中の空気の混入量（混入割合）を算出する。この際に、本実施形態では、演算式を検体１１の流速を変数とした式にすることで、検体１１の流速が変わっても正確な空気の混入量を求めることができる（図３参照）。
【００４７】
判定回路４４は、入力された消費電力値に基づいて、この消費電力値が流速に応じたしきい値を下回るか否かで、液通路３５を流通される検体１１に気泡２９となる空気が混入しているか否かを判定する。そして、判定回路４４は、消費電力値が下限値に達するまでの間に、気泡２９の混入有りと判定しなかったら、吸引採取された検体１１中には気泡２９が混入されていないと判定する。
【００４８】
コントローラ３８は、判定回路４４により気泡２９の混入無しと判定されたら、プローブ移動部１９を駆動して吸引プローブ１５を第１点着位置に移動させる。次いで、コントローラ３８は、モータ２３を駆動してプランジャ２５を移動させて、検査チップ１２ａに所定量の検体１１を滴下して点着させる。同様にして検査チップ１２ｂにも検体１１を滴下させる。また、コントローラ３８は、判定回路４４により気泡２９の混入有りと判定されたら、プランジャ２５を移動させて検体１１を排出させた後、必要に応じて警報を行い再度検体１１の吸引採取を行う。以下、気泡２９の混入無しと判定されるまで、上述の処理を繰り返す。または、吸引のリトライ数の上限を設定しておき、この上限数を超えたときは、警報または表示を行って再度の吸引を行わないようにしてもよい。
【００４９】
以上のように本実施形態では、流通路３５内を流通される検体１１が一定温度に保たれるようにヒータ３２を制御しつつ、このヒータ３２の消費電力を検出することで検体１１中の気泡２９の有無を判定するようにしたので、従来の超音波や磁気を用いて気泡検出方法とは異なり、外来ノイズ等の影響を受けて誤検出が発生するおそれはない。また、検査光を用いた気泡検出方法とも異なり、遮光を行う必要も無くなるので、装置が大型化して製造コストが高くなることが防止される。
【００５０】
検体１１が点着された検査チップ１２ａ，１２ｂは、生化学分析機（図示せず）内の所定の測定位置にセットされる。生化学分析機は、検査チップ１２ａ，１２ｂを測光して出力された測光信号に基づき、予め記憶している測光信号と検体１１中の生化学物質の物質濃度とを参照して所定の生化学分析処理を行う。
【００５１】
なお、上記実施形態では、液通路３５は断面形状が真円状に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。真円状の断面形状を有する液通路３５が検体１１に接する接触面積をＳとしたときに、液通路をその接触面積がＳよりも大きくなるような断面形状に形成してもよい。
【００５２】
具体的には、図４に示した円筒体５０のように、その液通路５１の断面形状が星形多角形状に形成されていてもよい。また、図５に示した円筒体５５のように、その液流路５６が複数の断面多角形状（円形状でもよい）の流通孔５７からなるハニカム構造を有するようにしてもよい。これにより、検体１１が液通路５１，５６を流通されるときに円筒体５０，５５との接触面積が増えるため、検体１１に気泡２９が含まれているか否かでのヒータ３２の消費電力の変動、つまり、検出感度を大きくすることができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、ヒータ３２が設けられるヒータ室３１ａと、温度センサ３３が設けられるセンサ室３１ｂが液通路３５に沿うように並べて形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヒータ室３１ａとセンサ室３１ｂとが液通路３５に沿う方向に対して垂直な方向に並べて形成されていてもよく、両室３１ａ，３１ｂの位置は特に限定はされない。また、ヒータ３２としてシートヒータ等のフレキシブルヒータを用いて、このヒータを液通路３５を囲うように設けてもよい。さらに、フレキシブルヒータでヒータハウジング３１の外側面を囲うようにしてもよい。また、ヒータ３２や温度センサ３３の数も１個に限定されるものではなく、複数個設けるようにしてもよい。
【００５４】
なお、上記実施形態の気泡混入判定部２１では、ヒータハウジング３１がエアチューブ１６を分割するように設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヒータハウジング３１がエアチューブ１６の外側面を囲うように設けられていてもよい。この場合には、円筒体１６が液通路となるエアチューブ１６を介して検体１１と接するため、気泡２９の混入の有無での消費電力の変動は小さくなるが、既存のエアチューブ１６を切断することなく簡単に取り付けられるという利点がある。
【００５５】
また、上記実施形態では、ヒータハウジング３１内にヒータ３２を設けて、このヒータハウジング３１を検体１１の温度よりも高い温度に保つようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ヒータハウジング３１内、或いはヒータハウジング３１を囲うようにペルチェ素子等を設けて、ヒータハウジング３１を検体１１の温度よりも低い温度に保つようにしてもよい。この場合にも、液通路３５内を流通される検体１１中に気泡２９となる空気が混入しているか否かで、ペルチェ素子の消費電力が変動するので、気泡２９の混入の有無を判定することができる
【００５６】
なお、上記実施形態では、プランジャ２５の移動に連動して検体１１の吸引を行わせる圧力媒体としてエアチューブ１６及びシリンジポンプ１７内の空気が用いられているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、空気のようには体積が変動しない水などの液体を圧力媒体に用いることで、検体１１の吸引量をより正確に制御することができる。以下、図６を用いて圧力媒体に水８５を使用する分注装置８６について説明を行う。図６中において、上述の分注装置１０で説明したものと同じ機能を有するものについては同一符号を付してその説明は省略する。なお、図中の符号８７はシール部材である。
【００５７】
分注装置８６は、図１に示す分注装置１０と基本的に同じ構成である。ただし、この分注装置８６には、液面検出部８８と、エアチューブ１６及びシリンジポンプ１７内に水８５を充填させる水供給ユニット８９とが設けられている。液面検出部８８は、吸引プローブ１５と検体収納容器１４内の液面との間の静電容量を検出し、両者間の静電容量の変化に基づき、吸引プローブ１５が検体１１に接液したことを検知する。
【００５８】
水供給ユニット８９は、液配管９４と、水貯留槽９５と、ポンプ９６と、電磁弁９７と、気泡混入判定部９８とから構成されている。液配管９４は、一端が水貯留槽９５に接続されて槽内で開口しており、他端が継手部材９９を介してシリンジポンプ１７に接続されてポンプ１７内で開口している。そして、この液配管９４の途中にポンプ９６と、電磁弁９７と、気泡混入判定部９８とが設けられている。
【００５９】
ポンプ９６は、水貯留槽９５に貯留されている水８５をシリンジポンプ１７内に送液する。電磁弁９７は、水８５を充填させるときのみ開かれ、検体１１（図１参照）の吸引時には閉じられる。気泡混入判定部９８は、液配管９４を介してエアチューブ１６及びシリンジポンプ１７内に充填される水８５に気泡２９（図２参照）が混入しているか否かを判定する。この気泡混入判定部９８は、上述の気泡混入判定部２１（図２参照）と同じものであり、ヒータハウジング１００、ヒータ１０１、温度センサ１０２などから構成される。
【００６０】
分注装置８６では、検体１１の吸引を行う前に電磁弁９７を開くと同時に、ポンプ９６を駆動させてエアチューブ１６及びシリンジポンプ１７内に水８５を供給する。この水８５の供給は、吸引プローブ１５の先端から水が吐出されるまで行われる。これにより、エアチューブ１６及びシリンジポンプ１７内が水８５で充填されたことが確認できる。この際に、気泡混入判定部９８では、温度センサ１０２から出力される温度信号に基づき、ヒータハウジング１００が水８５よりも高い所定の温度を保つようにヒータ１０１が駆動される。従って、上述したようにヒータ１０１の消費電力を検出することで、液配管９４内を流通される水８５中の気泡２９の混入の有無を判定できる。なお、気泡混入判定部２１も併用して水８５中の気泡２９の混入の有無を判定するようにしてもよい。そして、気泡２９の混入有りと判定されたら、同様にプランジャ２５を移動させて水８５を排出した後、再度水８５の吸引採取を行う。
【００６１】
気泡混入判定部９８により、気泡２９の混入無しと判定されたら電磁弁９７を閉じる。次いで、プランジャ２５を移動させて、吸引プローブ１５内の水８５を検体１１の吸引に影響を及ばさない位置、つまり、吸引された検体１１と混ざらない位置まで吸引する。これにより、水８５を圧力媒体として検体１１の吸引を行う準備が完了する。この準備が完了したら、検体収納容器１４及び反応容器１０３が所定位置にセットされる。そして、上述の分注装置１０と同様に、検体１１の吸引、気泡混入判定部２１による検体１１中の気泡２９の有無の判定、反応容器１０３内への検体１１の滴下が行われる。この反応容器１０３には、検体１１の滴下前、或いは滴下後に試薬（図示せず）などが滴下されて、種々の試験または検査が行われる。なお、反応容器１０３の代わりに上述の検査チップ１２ａ，１２ｂがセットされていてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、気泡混入判定部２１として生化学分析機の分注装置１０に組み込まれているものを例に挙げて説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、本発明を免疫検査装置、微量液体の均一化装置、人工透析機、医療用薬液注入装置、インクジェット式プリンタ、塗布装置などの各種装置において、それぞれ流通される各種液体中に気泡が混入しているか否かを判定する場合にも用いることができる。
【００６３】
また、上記実施形態では、検体１１中の気泡２９の有無を判定する場合を例に説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、検体１１などの液体の性状の変化の有無を判定する場合にも用いることができる。具体的には、液通路内を流通される各種液体に別種類の液体や異物が混入すると、気泡２９が混入した場合と同様にヒータ３２の消費電力が変動する。そのため、同様にしてヒータ３２の消費電力に基づき上述の各装置やプラントなどに設けられている液通路内を流通される各種液体の性状の変化の有無を判定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】分注装置の斜視図を示したものである。
【図２】分注装置の気泡混入判定部の断面図を示したものである。
【図３】気泡混入判定部のヒータの消費電力と、検体中に混入された空気の混入量との関係を示す演算式をグラフ化したものである。
【図４】液通路の断面形状を星形多角形状にした他の実施形態の円筒体の断面図を示したものである。
【図５】液通路を複数の流通孔から構成した他の実施形態の円筒体の断面図である。
【図６】他の実施形態の分注装置の概略図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  分注装置
１１  検体
１２ａ，１２ｂ  検査チップ
１５  吸引プローブ
１６  エアチューブ
２１  気泡混入判定部
３１  ヒータハウジング
３２  ヒータ
３３  温度センサ
３５  液通路
３８  コントローラ
４１  ヒータ制御回路
４２  消費電力検出回路
４３  空気定量回路
４４  判定回路
【図１】
2007086035.tif 000003
【図２】
2007086035.tif 000004
【図３】
2007086035.tif 000005
【図４】
2007086035.tif 000006
【図５】
2007086035.tif 000007
【図６】
2007086035.tif 000008