(57)【要約】【課題】本発明は、試料や試薬の分注において、シリンジ部の流路の配置影響を受けずにノズル内部洗浄動作に起因した温度変化に伴う分注精度の低下を抑えた、高精度の分注正確性を持つ分注機構を備えた自動分析装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明は、測定液体を所定量分注するための分注ノズルと、分注ノズルに測定液体の吸引・吐出をさせるための負圧発生源と、負圧発生源と前記分注ノズルを連通する分注流路と、分注流路内に圧力伝達媒体としての液体を供給する伝達液体供給機構と、を備えた分注手段を有する自動分析装置において、液体を前記分注流路の途中に洗浄水として供給するバイパス流路と、分注流路の途中に供給される洗浄水の温度が分注ノズルの流体温度と等温になるように制御する等温制御手段を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2013053935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定液体を所定量分注するための分注ノズルと、
前記分注ノズルに前記測定液体の吸引・吐出をさせるための負圧発生源と、
前記負圧発生源と前記分注ノズルを連通する分注流路と、
前記分注流路内に圧力伝達媒体としての液体を供給する伝達液体供給機構と、
を備えた分注手段を有する自動分析装置において、
前記液体を前記分注流路の途中に洗浄水として供給するバイパス流路と、
前記分注流路の途中に供給される洗浄水の温度が前記分注ノズルの流体温度と等温になるように制御する等温制御手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記バイパス流路を前記分注流路に連通する連通部を前記分注ノズルの近傍に設けたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項３】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記等温制御手段は、前記洗浄水を使う洗浄動作で１回あたりに供給される以上の水量を、前記測定液体の分注精度に影響を与えない温度差に収められるように、分注ノズル洗浄、検体の吸引および吐出を含む分注動作の１サイクル時間で温度制御することを特徴とする自動分析装置。
【請求項４】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記等温制御手段は前記バイパス流路に設けた加熱や冷却の手段を含むことを特徴とする自動分析装置。
【請求項５】
測定液体を所定量分注するための分注ノズルと、
前記分注ノズルに前記測定液体の吸引・吐出をさせるための負圧発生源と、
前記負圧発生源と前記分注ノズルを連通する分注流路と、
前記分注流路内に圧力伝達媒体としての液体を供給する伝達液体供給機構と、
を備えた分注手段を有する自動分析装置において、
前記分注流路の途中に洗浄水を供給するバイパス流路と、
前記洗浄水を供給する洗浄水供給機構と、
前記分注流路の途中に供給される洗浄水の温度が前記分注ノズルの流体温度と等温になるように制御する等温制御手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項６】
請求項１または５記載の自動分析装置において、
前記分注ノズルの上げ下げ回動をするノズル駆動機構を備え、
前記分注流路と前記バイパス流路を連通するところをノズル駆動機構に設けたことを特徴とする自動分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は血液，尿等の生体サンプルの定性・定量分析を行う自動分析装置に係り、特に試料、試薬などを所定量分注するための分注機構を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【背景技術】
【０００２】
一般に自動分析装置では、血液あるいは尿等の検体成分の定性・定量分析を行うものであり、分析精度の確保のためには、検体および試薬の分注量の混合比が重要になるため、検体および試薬の分注量の正確性が求められる。
【０００３】
従来の自動分析装置では、分注機構は、シリンジ管に可動式のプランジャを駆動させ内部を圧力伝達媒体としてイオン交換水を満たした配管と分注ノズルより構成され、プランジャの駆動量制御により分注量の制御を行なっている。分注される試料が変わるたびに分析結果に与えるキャリ−オ−バ−影響を抑制するために分注プロ−ブの内外部を洗浄するが、内部洗浄には圧力伝達媒体であるイオン交換水を用いる方式が一般的である。
【０００４】
分注量の正確性を確保するためには、圧力伝達媒体となるイオン交換水の分注動作時における体積変化が分注量に対して極めて小さいことが求められ、圧力変動による気泡発生を抑えるために脱気水が用いられる。
【０００５】
また、配管内の温度変化により、分注精度に影響を与えることが懸念され、特許文献１記載の発明では、気体を圧力伝達媒体とする方式ではあるが、温度センサを備え、温度センサの検出値に基づいて分注量を公正することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表平１１−５０９６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、小児などの微量検体の対応や、患者への負担軽減、環境配慮からの廃液量抑制、試薬コスト削減を目的として分析項目あたりの反応液量を低減することが重視され、分析においては検体／試薬の比率の確保が必要となるため、検体における分注量の微量化が進められている。
【０００８】
また、分注配管の圧力伝達媒体であるシステム水の体積変化は、シリンジをはじめとする各部位の装置内部温度のばらつきと、システム水の供給温度を発端とする流体温度と周囲温度に起因する配管温度差によって生じる。よって配管内の体積変化は、分注動作時のシステム水の配管内移動量に伴い変化する。分注動作時のシステム水の移動量において、検体の吸引吐出動作に対し、洗浄動作は数十倍以上の移動量となり、分注動作時に洗浄が含まれた場合と含まれない場合で体積変化量は大きく異なる。
【０００９】
また、洗浄動作の有無での体積変化は、洗浄時間を分注量に関わらず一定として考えた場合体積変化量も一定となるため、分注量が影響を受ける割合は、分注量の微量化に伴い大きくなる。
【００１０】
現実的に、プロ−ブの汚れ範囲は、実分注量に対しダミ−量を吸引して吐出する場合を考えると洗浄時間は体積比率にて減らすことは困難であり、洗浄動作の分注正確性影響は、分注量の微量化に伴う課題となる。
【００１１】
また、こうした流路中のシステム水の体積変化を抑えるために流路中全体の温度制御を実施する手段があるが、自動分析装置内には熱的変動要因が多く全体流路の制御は難しい。また、シリンジ機構とノズル駆動機構をできるだけ近づける構成にすることで影響配管長を短くすることも効果がある。
【００１２】
しかしながら、シリンジ機構は、駆動シ−ル部の交換メンテナンスや動作の状態を視認する必要があるため装置上では、アクセス性のよい場所に配置が制限され、ノズル駆動機構も他の装置レイアウトの制約を含めると２つの機構を近接した配置構成を実現しにくいケ−スが多くなる。また、系全体の温度制御を考えた場合には、シリンジ機構自体が駆動部を持つため熱影響を及ぼすポテンシャルもある。
【００１３】
本発明は、上記の課題に対処し、温度変化に伴う分注精度の低下を抑えた分注手段を備えた自動分析装置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】
本発明は、測定液体を所定量分注するための分注ノズルと、分注ノズルに測定液体の吸引・吐出をさせるための負圧発生源と、負圧発生源と分注ノズルを連通する分注流路と、分注流路内に圧力伝達媒体としての液体を供給する伝達液体供給機構と、を備えた分注手段を有する自動分析装置において、液体を分注流路の途中に洗浄水として供給するバイパス流路と、分注流路の途中に供給される洗浄水の温度が分注ノズルの流体温度と等温になるように制御する等温制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、また、本発明は、測定液体を所定量分注するための分注ノズルと、分注ノズルに測定液体の吸引・吐出をさせるための負圧発生源と、負圧発生源と前記分注ノズルを連通する分注流路と、分注流路内に圧力伝達媒体としての液体を供給する伝達液体供給機構と、
を備えた分注手段を有する自動分析装置において、分注流路の途中に洗浄水を供給するバイパス流路と、洗浄水を供給する洗浄水供給機構と、分注流路の途中に供給される洗浄水の温度が分注ノズルの流体温度と等温になるように制御する等温制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、試料や試薬の分注において、シリンジ部の流路の配置影響を受けずにノズル内部洗浄動作に起因した温度変化に伴う分注精度の低下を抑えた、高精度の分注正確性を持つ分注機構を備えた自動分析装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下本発明を実施例ついて図を引用して説明する。
【００１８】
まず、図１に示す実施例について述べる。本実施例に係る自動分析装置の分注手段は、シリンジ１（負圧発生源）、分注用の配管３（分注流路）、圧力伝達媒体の液体が入った給水タンク９（伝達液体供給機構）、ポンプ８（圧力伝達媒体の液体を送る）、検体容器１０内の検体を分注する分注ノズル２、３方向ジョイント４（連通部）、バイパス配管１２（バイパス流路）、バイパス用の電磁弁５（バイパス用の供給弁）、シリンジ用の電磁弁７（シリンジ用の供給弁）、温度制御ユニット６（等温度制御手段）、プランジャ駆動機構１１、プランジャ１３、給水タンク９とポンプ８の吸込側をつなぐ主供給配管２０（主供給流路）、ポンプ８の吐出側の一方と電磁弁７をつなぐシリンジ供給配管２１（シリンジ供給流路）を有する。バイパス配管１２はポンプ８の吐出側の他方につながる。
【００１９】
給水タンク９、ポンプ８、主供給配管２０、シリンジ供給配管２１、電磁弁７を含めて
伝達液体供給機構とする。ポンプ８の吐出側はニ手に分かれる。シリンジ供給配管２１につながる伝達液体供給の流路と、バイパス配管１２につながる洗浄水供給の流路に分かれる。給水タンク９の液体は伝達液体供給の流路から分注用の配管３（分注流路）に供給される液体を伝達液体とし、バイパス配管１２から分注ノズル２に供給される液体を洗浄水とする。
【００２０】
シリンジ１からの分注動作における圧力伝達媒体をイオン交換水として、給水タンク９よりポンプ８を介して補給し、電磁弁７により流路を遮断する。給水タンク９には、顧客側の給水設備を介して水が補給されるため、環境によって、装置環境と異なる温度となる場合があり分注時の体積変化原因の一つとなる。またポンプ８よりシリンジ１、分注ノズル２間のバイパス配管１２にもイオン交換水が補給される。本構成では、圧力伝達媒体の液体・洗浄水としてイオン交換水を用いる。また、バイパス配管１２の補給および流路の遮断は電磁弁５により制御される。
【００２１】
本構成を基に検体を分注する場合の手順を以下に示す。
【００２２】
分注動作時に気泡が滞留した場合にダンパ−となり分注精度に影響を及ぼす可能性があるため、初期動作としてポンプ８の駆動状態で電磁弁７、電磁弁５を開き流路内の全域から気泡を排出し、圧力伝達媒体のイオン交換水で充填する。
【００２３】
検体の分注動作は、電磁弁７、電磁弁５を閉じた状態にて分注ノズル２を検体容器１０に浸漬させた状態で、プランジャ１３をボ−ルネジおよびパルスモ−タなどから構成されるプランジャ駆動機構１１により下降させ、この下降量の制御により吸引量が制御される。検体の吸引動作を行なう前に、配管（分注流路）内のシステム水（圧力伝達媒体のイオン交換水）と検体の混入を防ぐために空気層を間に吸引しておくことが望ましい。
【００２４】
また、検体の吸引は検体の薄まりを防止するため実分注検体に加えてダミ−検体も合わせて吸引する方式が一般的である。検体吸引後、分注ノズル２を上昇および位置移動させ、反応容器内に下降させた後、プランジャ駆動機構１１を制御し、プランジャ１３を目的分注量相当の上昇動作を行なうことでシステム水を介して検体が吐出される。
【００２５】
また、同一検体内の多回数測定においては、吐出動作後のノズルの内部洗浄は必須ではないが、検体が切り替わった際にはキャリ−オ−バにより分析結果に影響が懸念されるためノズル内部の洗浄が必要となる。洗浄動作を含まない際には配管３内のシステム水の移動量は吸引量／配管径に依存するが数ＣＭ程度であり温度変化をうけるリスクは低い。
【００２６】
しかしながら、キャリ−オ−バ防止に必要な洗浄水量を流した場合には配管３内のシステム水の移動量は前記移動量（数ＣＭ程度）の数十倍以上となり、仮に洗浄液をシリンジに通して影響を防ぐことは、配置距離制約や装置内温度の温度制御を考慮した場合は難しい。また、洗浄動作時に温度影響を受ける配管長も電磁弁７から分注ノズル２までとなる。
【００２７】
そこで、本発明の実施例では分注用の配管３（分注流路）の途中にバイバス流路１２を接続（連通）し、分注ノズル２に極力近づけて洗浄水を供給するようにした。バイバス流路１２は電磁弁５、ニップル４を介して分注用の配管３（分注流路）につないだ。ニップル４は可能な限り、分注ノズル２に近接させたので、温度影響範囲は電磁弁５から分注ノズル２までに絞られる。電磁弁５とニップル４のみの構成であるので洗浄水を供給する流路を短く構成することができた。給水タンク９、シリンジ１、分注用の配管３よりなる従来の洗浄水の供給流路に比べ格段に短かくなったので温度変化の影響を小さい抑えることを実現できる。
【００２８】
また、洗浄水の流入に伴う体積変化を防止するためには、電磁弁５に流入するシステム水（洗浄水）の温度も電磁弁５から分注ノズル２までの分注流路の温度と同一である必要があるため、電磁弁５に流入する前に流体温度を温度制御ユニット６（等温制御手段）により等温制御を行なう。温度制御は、分注ノズル付近の温度をリファレンスとして測定し、ヒ−タや冷凍機（加熱や冷却の手段）のＰＩＤ制御により実現する手段もあるが、分注ノズル付近に熱交換部を設ける構成であっても構わない。この際は、洗浄動作の消費水量以上の領域を温度制御しておく必要がある。
【００２９】
また、等温制御手段は、前記洗浄水を使う洗浄動作で１回あたりに供給される以上の水量を、前記測定液体の分注精度に影響を与えない温度差に収められるように、分注ノズル洗浄、検体の吸引および吐出を含む分注動作の１サイクル時間で温度制御する。異なる検体の分注毎に速やかな分注ノズルの洗浄を実施できる。
【００３０】
洗浄水の温度影響と等温制御について更に説明する。
【００３１】
洗浄水の温度影響の主要因と捉えられるものは、配管（分注流路）の温度と配管内水の温度差に起因する水の体積変化です。（洗浄動作後の配管および配管水温の温度差に基づく局所的な体積変化ΔVの全体流路の総和です。）理想的には、配管の温度が全体一定かつ、流入する洗浄液の温度が同一であれば現象は起きません。
【００３２】
しかしながら、シリンジ部と分注ノズル内までの経路は、配置的な距離が必要になり、周囲ユニットの影響もあり、配管の経路全体を同一温度に制御することは困難です。このため、バイパス流路であれば分注ノズル付近につなぐことが可能となり、温度影響の主因となる流路も（バイパス電磁弁から分注ノズルまで）限定することができます。この限定された流路領域の周囲温度に洗浄液を等温制御をして流入させることで温度影響を小さくできる。
【００３３】
図２に示す他の実施例について説明する。この実施例は、洗浄水供給機構を伝達液体供給機構と別個に設けたところが特徴である。給水タンク９内のイオン交換水をシリンジ１に供給するポンプ１７とは別の送液ポンプ１４を備える。洗浄水用の給水タンク１５内の洗浄水を送液ポンプ１４でバイバス流路１２に供給するようにしている。洗浄水を供給する洗浄水供給機構は、洗浄水用の給水タンク１５、洗浄水供給用のポンプ１４を含む。他の構成は先に述べた図１に示す実施例と共通であるので説明は省く。
【００３４】
先に述べた図１に示す実施例はシリンジからの圧力伝達媒体および洗浄水ともにイオン交換水を用いる方式であった。これに対し、本実施例では洗浄液１５に専用の洗浄液１５を用いる。洗浄液としては生理食塩水を用いることが、検体間の洗浄および分析への影響抑制として考えた場合適切と考えられる。また、生理食塩水はイオン交換水に比べ洗浄効率が向上する。
【００３５】
本構成では、洗浄水の送液ポンプ１４を独立に持つ必要がある。配管の温度制御の方法は図１の実施例１と同様であり、電磁弁５から分注ノズル２までの等温制御と電磁弁５に流入する洗浄水温度を前記流路との等温化を制御する必要がある。
【００３６】
また、通常、分注ノズルは分注駆動機構に設けられる。分注用の配管（分注流路）にバイパス流路を連通する連通部を分注駆動機構の非可動部に設けることで、分注動作を阻害することなく洗浄水の温度影響を抑えることができる。
【００３７】
また、分注ノズルは、円管パイプの構成が一般的であるが、試料（検体）を吸引・吐出する目的であるので、どのような形状であってもよい。また、断熱性を向上させるために、２重管あるいは、樹脂などの断熱性の高い材質で金属を被覆した構成であってもよい。また、分注ノズルには液面検知機能を持たせた構成であっても構わない。
【００３８】
分注ノズルを介して、試料を吸引・吐出動作を行なうための負圧発生源は、シリンジ管にシ−ル構造で接続されたプランジャを押引の可動制御を行なう駆動機構や、ダイヤフラム構造のポンプをモ−タやピエゾ素子等で駆動するマイクロポンプであっても構わない。
【００３９】
また、吸引吐出を行うための圧力伝達媒体は、微量の試料分注を想定した際に非圧縮性が求められるために気体は不適である。そのため、圧力伝達媒体としては、水が一般的であり、発泡影響を防ぐため脱気水を用いることが適切であるが、非圧縮性を持つものであればどのようなものであっても構わない。配管は、一般的に樹脂製チュ−ブあるいは金属性のパイプが一般的であるが断熱性を配慮した構成であることが望ましい。
【００４０】
負圧発生源に接続された圧力伝達媒体とバイパス流路に接続された洗浄液が同一溶液であっても構わない。また、同一溶液を用いる際には液体の供給機構は、同一の構造としても構わない。
【００４１】
洗浄液を供給するバイパス配管中の供給弁（電磁弁）は、２方弁にバイパスするＴ字形等のニップルを接続する方式か、３方弁（電磁弁とニップルが一つになった弁）により制御する方式であってもよい。
【００４２】
洗浄液の供給弁から分注ノズル間の温度を等温制御する方式は、洗浄動作にて影響がおよぶ範囲の洗浄液供給弁前の流路からノズル先端までを独立した温度制御系に配置し一定に制御する方法あるいは、洗浄液供給弁よりノズル先端の領域を室温になるように内部熱源影響のみをファン等にて抑制し、かつ洗浄液の流入温度のみを熱制御する方式であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例にかかわるもので、自動分析装置に搭載する分注機構の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の他の実施例にかかわるもので、自動分析装置に搭載する分注機構の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…シリンジ
２…分注ノズル
３…配管
４…３方向ジョイント
５…電磁弁
６…温度制御ユニット
７…電磁弁
８…ポンプ
９…給水タンク
１０…検体容器
１１…プランジャ駆動機構
１２…バイパス配管
１３…プランジャ
１４…ポンプ２
１５…洗浄水用の給水タンク（生理食塩水）
２０…主供給配管
２１…シリンジ供給配管
【図１】
2013053935.tif 000003
【図２】
2013053935.tif 000004