(57)【要約】【課題】容器の洗浄効率を向上させて洗浄時間の短縮が可能な洗浄装置及び自動分析装置を提供すること。【解決手段】液体を保持した容器５に挿入され、少なくとも容器に洗浄液を吐出する吐出ノズル１３ｂと、吐出した洗浄液を吸引して容器の内部を洗浄する吸引ノズル１３ａとを有する洗浄ノズル対１３Ａ〜１３Ｄと、吸引ノズルに設けられ、液体を攪拌する音波を発生する表面弾性波素子１４と、吐出ノズルによる容器への洗浄液の吐出と表面弾性波素子による洗浄液の攪拌とを同時に実行するように制御する制御部とを備える洗浄装置１３及び自動分析装置。【選択図】        図２
2009053113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を保持した容器に挿入され、少なくとも前記容器に洗浄液を吐出する吐出ノズルと、吐出した洗浄液を吸引して前記容器の内部を洗浄する吸引ノズルとを有する洗浄ノズル対と、
前記吸引ノズルに設けられ、前記液体を攪拌する音波を発生する音波発生手段と、
前記吐出ノズルによる前記容器への前記洗浄液の吐出と前記音波発生手段による前記洗浄液の攪拌とを同時に実行するように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記容器に洗浄液が存在する際に前記音波発生手段を駆動することを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記吸引ノズルは、音波の出射方向が異なる複数の前記音波発生手段が複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記音波発生手段は、表面弾性波素子であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記表面弾性波素子は、圧電基板上に櫛歯状電極からなる振動子と無線給電の受電部となるアンテナが一体に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の洗浄装置。
【請求項６】
容器に分注される検体と試薬とを攪拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して前記反応液を分析する自動分析装置であって、請求項１〜５のいずれか一つに記載の洗浄装置を用いて前記容器を洗浄する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、洗浄装置及び自動分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動分析装置は、血液や尿等の生体試料を分析する際に使用されており、生体試料からなる検体と試薬とをキュベットと呼ばれる反応容器内で反応させ、反応液の光学的特性を測定することによって検体の成分濃度等を分析している。このため、自動分析装置は、測定終了後の反応容器を洗浄する洗浄装置を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１２０４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示された自動分析装置は、洗浄手段として洗浄機構と攪拌機構とを備えており、洗浄液を用いて反応容器を複数回希釈洗浄する洗浄処理中に少なくとも１回攪拌子によって洗浄液を攪拌することで、洗浄効率を向上させている。しかし、特許文献１の自動分析装置は、洗浄部に攪拌機構を備え、反応容器の洗浄と攪拌子の駆動による洗浄液の攪拌とを異なるタイミングの下に個別に行っているため、反応容器の洗浄に時間が掛かるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、容器の洗浄効率を向上させて洗浄時間の短縮が可能な洗浄装置及び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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の洗浄装置は、液体を保持した容器に挿入され、少なくとも前記容器に洗浄液を吐出する吐出ノズルと、吐出した洗浄液を吸引して前記容器の内部を洗浄する吸引ノズルとを有する洗浄ノズル対と、前記吸引ノズルに設けられ、前記液体を攪拌する音波を発生する音波発生手段と、前記吐出ノズルによる前記容器への前記洗浄液の吐出と前記音波発生手段による前記洗浄液の攪拌とを同時に実行するように制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の洗浄装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記容器に洗浄液が存在する際に前記音波発生手段を駆動することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の洗浄装置は、上記の発明において、前記吸引ノズルは、音波の出射方向が異なる複数の前記音波発生手段が複数設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の洗浄装置は、上記の発明において、前記音波発生手段は、表面弾性波素子であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の洗浄装置は、上記の発明において、前記表面弾性波素子は、圧電基板上に櫛歯状電極からなる振動子と無線給電の受電部となるアンテナが一体に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の自動分析装置は、容器に分注される検体と試薬とを攪拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して前記反応液を分析する自動分析装置であって、前記洗浄装置を用いて前記容器を洗浄することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の洗浄装置は、液体を保持した容器に挿入され、少なくとも容器に洗浄液を吐出する吐出ノズルと、吐出した洗浄液を吸引して容器の内部を洗浄する吸引ノズルとを有する洗浄ノズル対と、吸引ノズルに設けられ、液体を攪拌する音波を発生する音波発生手段と、吐出ノズルによる容器への洗浄液の吐出と音波発生手段による洗浄液の攪拌とを同時に実行するように制御する制御部とを備え、本発明の自動分析装置は、この洗浄装置を用いて容器を洗浄するので、容器の洗浄効率を向上させて洗浄時間を短縮することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の洗浄装置及び自動分析装置にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の洗浄装置を備えた自動分析装置を示す概略構成図である。図２は、図１の自動分析装置で使用する洗浄装置の構成を示す概略構成図である。図３は、洗浄装置で使用する表面弾性波素子の斜視図である。図４は、表面弾性波素子を有する洗浄ノズル対が挿入された反応容器の斜視図を洗浄装置の表面弾性波素子を駆動する送電体の構成を示すブロック図と共に示す図である。
【００１４】
自動分析装置１は、図１及び図２に示すように、試薬テーブル２，３、反応テーブル４、検体容器移送機構８、分析光学系１２、洗浄機構１３、制御部１７及び攪拌装置２０を備えている。
【００１５】
試薬テーブル２，３は、図１に示すように、それぞれ周方向に配置される複数の試薬容器２ａ，３ａを保持し、駆動手段に回転されて試薬容器２ａ，３ａを周方向に搬送する。
【００１６】
反応テーブル４は、図１に示すように、複数の反応容器５が周方向に沿って配列されており、試薬テーブル２，３の駆動手段とは異なる駆動手段によって正転或いは逆転されて反応容器５を搬送する。反応テーブル４は、例えば、一周期で時計方向に（１周−１反応容器）／４周回転し、四周期で（１周−１反応容器）周回転する。
【００１７】
反応容器５は、容量が数μＬ〜数百μＬと微量な容器であり、分析光学系１２の光源１２ａから出射された分析光に含まれる光の８０％以上を透過する透明素材、例えば、耐熱ガラスを含むガラス，環状オレフィンやポリスチレン等の合成樹脂が使用される。反応容器５は、上部に開口５ａを有する四角筒形状のキュベットであり、互いに対向する側壁５ｃの下部が測光用の窓５ｂとして使用される。反応容器５は、一方の側壁５ｃを半径方向外方へ向けて反応テーブル４に配置され、反応テーブル４の近傍に設けた試薬分注機構６，７によって試薬テーブル２，３の試薬容器２ａ，３ａから試薬が分注される。
【００１８】
ここで、試薬分注機構６，７は、それぞれ水平面内を矢印方向に回動するアーム６ａ，７ａに試薬を分注するプローブ６ｂ，７ｂが設けられ、洗浄水によってプローブ６ｂ，７ｂを洗浄する洗浄手段を有している。
【００１９】
検体容器移送機構８は、図１に示すように、フィーダ９に配列した複数のラック１０を矢印方向に沿って１つずつ移送する移送手段であり、ラック１０を歩進させながら移送する。ラック１０は、検体を収容した複数の検体容器１０ａを保持している。ここで、検体容器１０ａは、検体容器移送機構８によって移送されるラック１０の歩進が停止するごとに、水平方向に回動する駆動アーム１１ａとプローブ１１ｂとを有する検体分注機構１１によって検体が各反応容器５へ分注される。このため、検体分注機構１１は、洗浄水によってプローブ１１ｂを洗浄する洗浄手段を有している。
【００２０】
分析光学系１２は、試薬と検体とが反応した反応容器５内の液体を分析する分析光を出射するもので、図１に示すように、光源１２ａ，分光部１２ｂ及び受光部１２ｃを有している。光源１２ａから出射された分析光は、反応容器５内の液体を透過し、分光部１２ｂと対向する位置に設けた受光部１２ｃによって受光される。受光部１２ｃは、制御部１７と接続され、受光した分析光の光量信号を制御部１７へ出力する。
【００２１】
洗浄装置１３は、測光が終了した反応容器５を洗浄するもので、図２に示すように、配管によって接続された洗浄ノズル対１３Ａ、洗浄ノズル対１３Ｂ〜１３Ｄ、吸引ノズル１３Ｅ，１３Ｆ、廃液タンク１３Ｈ、洗剤タンク１３Ｊ、洗浄水タンク１３Ｋ、送液ポンプ１３Ｌ〜１３Ｏ及び表面弾性波素子１４を有している。
【００２２】
洗浄ノズル対１３Ａ、洗浄ノズル対１３Ｂ〜１３Ｄ、吸引ノズル１３Ｅ，１３Ｆは、保持部材１３Ｇに保持され、保持部材１３Ｇを鉛直方向に駆動する駆動手段によって一体に上下動される。また、廃液タンク１３Ｈは、真空ポンプ１３Ｉによって内部が負圧に保持されている。洗浄ノズル対１３Ａ及び洗浄ノズル対１３Ｂ〜１３Ｄは、それぞれ長さが異なり、反応容器５内の底部近くまで挿入される吸引ノズル１３ａ、反応容器５内の中間まで挿入される吐出ノズル１３ｂ及び反応容器５内の上部まで挿入されるオーバーフロー吸引ノズル１３ｃを有している。
【００２３】
ここで、洗浄ノズル対１３Ａは、反応容器５内の反応液を吸引ノズル１３ａによって吸引して廃液タンク１３Ｈへ廃棄し、送液ポンプ１３Ｌによって洗剤タンク１３Ｊ内の洗剤を吐出ノズル１３ｂから反応容器５内に吐出する。そして、オーバーフロー吸引ノズル１３ｃは、過剰な洗剤を吸引して廃液タンク１３Ｈへ廃棄することにより、洗剤が反応容器５から溢れることを防止しており、他のノズル対においても洗浄水の溢れを防止している。
【００２４】
洗浄ノズル対１３Ｂは、洗浄ノズル対１３Ａが反応容器５内に吐出した洗剤を吸引ノズル１３ａによって吸引して廃液タンク１３Ｈへ廃棄し、送液ポンプ１３Ｍによって洗浄水タンク１３Ｋ内の洗浄水を吐出ノズル１３ｂから反応容器５内に吐出する。以下、洗浄ノズル対１３Ｃ，１３Ｄは、同様の操作を繰り返す。
【００２５】
吸引ノズル１３Ｅは、洗浄ノズル対１３Ｄが反応容器５内に吐出した洗浄水を吸引し、廃液タンク１３Ｈへ廃棄する。吸引ノズル１３Ｆは、下端に合成樹脂性のチップ１３ｆが取り付けられ、吸引ノズル１３Ｅが残した洗浄水を吸引し、廃液タンク１３Ｈへ廃棄する。なお、吸引ノズル１３ａには、表面弾性波素子１４が設けられている。
【００２６】
表面弾性波素子１４は、吸引ノズル１３ａが反応容器５内に吐出した洗剤や洗浄水の流速を、音波によって発生する音響流によって更に増加させて反応容器５の洗浄効率を増加させることを目的とする音波発生手段である。表面弾性波素子１４は、図３に示すように、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）等からなる圧電基板１４ａの表面に複数の櫛歯状電極（ＩＤＴ）からなる振動子１４ｂがアンテナ１４ｃと共に一体に設けられている。表面弾性波素子１４は、振動子１４ｂ及びアンテナ１４ｃを外側に向け、エポキシ樹脂等の音響整合層を介して吸引ノズル１３ａに取り付けられている。表面弾性波素子１４は、振動子１４ｂとして櫛歯状電極（ＩＤＴ）を使用することによって構造が簡単で小型な構成とすることができるので、吸引ノズル１３ａであっても容易に取り付けて使用することができる。表面弾性波素子１４は、図４に示す送電体１５によって駆動される。
【００２７】
送電体１５は、図１に示すように、位置調整部材１６に支持されている。送電体１５は、図１及び図４に示すように、反応容器５に取り付けた表面弾性波素子２３を介して表面弾性波素子１４と対向配置され、ＲＦ送信アンテナ１５ａ、駆動回路１５ｂ及びコントローラ１５ｃを有している。送電体１５は、数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ程度の高周波交流電源から供給される電力をＲＦ送信アンテナ１５ａから電波として表面弾性波素子１４に発信する。
【００２８】
このとき、送電体１５は、表面弾性波素子１４に無線給電によって電力を送電する送電時に、ＲＦ送信アンテナ１５ａとアンテナ１４ｃが対向するように、反応テーブル４に対する周方向並びに半径方向における相対位置が位置調整部材１６によって調整される。また、ＲＦ送信アンテナ１５ａとアンテナ１４ｃとの相対位置は、例えば、送電体１５側に反射センサを設け、反応容器５或いは表面弾性波素子１４の特定個所に設けた反射体からの反射を利用する等によって検出する。位置調整部材１６は、攪拌装置２０の位置調整部材２２と同様に構成されている。
【００２９】
制御部１７は、例えば、マイクロコンピュータ等が使用され、図１に示すように、自動分析装置１の各構成部と接続されてこれらの作動を制御すると共に、光源１２ａの出射光量と受光部１２ｃが受光した光量に基づく反応容器５内の液体の吸光度に基づいて検体の成分濃度等を分析する。制御部１７は、キーボード等の入力部１８から入力される分析指令に基づいて自動分析装置１の各構成部の作動を制御しながら分析動作を実行させると共に、分析結果や警告情報の他、入力部１８から入力される表示指令に基づく各種情報等をディスプレイパネル等の表示部１９に表示する。
【００３０】
攪拌装置２０は、表面弾性波素子２３を駆動して発生する音波によって反応容器５に保持された液体を攪拌するもので、図１に示すように、送電体２１と表面弾性波素子２３とを有している。
【００３１】
送電体２１は、図１に示すように、反応テーブル４外周の試薬分注機構６近傍に反応容器５と水平方向に対向させて配置され、数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ程度の高周波交流電源から供給される電力を表面弾性波素子２３に送電する。送電体２１は、駆動回路とコントローラとを備えており、図５に示すように、表面弾性波素子２３の電気端子２３ｄに当接するブラシ状の接触子２１ａを有している。このとき、送電体２１は、図１に示すように、位置調整部材２２に支持されており、反応テーブル４の回転が停止したときに接触子２１ａから電気端子２３ｄに電力を送電する。
【００３２】
位置調整部材２２は、送電体２１から電気端子２３ｄに電力を送電する送電時に、送電体２１を移動させて送電体２１と電気端子２３ｄとの反応テーブル４の周方向並びに半径方向における相対配置を調整するもので、例えば、２軸ステージが使用される。具体的には、配置決定部材２２は、反応テーブル４が回転し、送電体２１から電気端子２３ｄに電力を送電していない非送電時は作動を停止し、送電体２１と電気端子２３ｄとの間を一定の距離に保持している。
【００３３】
そして、反応テーブル４が回転を停止すると、配置決定部材２２は、制御部１７の制御の下に送電体２１を移動させ、送電体２１と電気端子２３ｄとが対向するように反応テーブル４の周方向に沿った位置を調整すると共に、相対配置を決定する。これにより、反応テーブル４が回転を停止すると、送電体２１は、接触子２１ａが電気端子２３ｄに接触し、接触子２１ａから電気端子２３ｄに電力を送電する。
【００３４】
表面弾性波素子２３は、表面弾性波素子１４と同様に構成されており、図６に示すように、圧電基板２３ａの一方の面に複数の櫛歯状電極（ＩＤＴ）からなる振動子２３ｂが設けられると共に、バスバー２３ｃの端部に受電手段となる電気端子２３ｄが設けられた音波発生手段である。振動子２３ｂは、送電体２１から送電された電力によって音波を発生する。表面弾性波素子２３は、振動子２３ｂ及び電気端子２３ｄを外側に向け、エポキシ樹脂や紫外線硬化樹脂等の音響整合層を介して反応容器５の側壁５ｃに取り付けられる。
【００３５】
以上のように構成される自動分析装置１は、制御部１７の制御の下に作動し、回転する反応テーブル４によって周方向に沿って搬送されてくる複数の反応容器５に試薬分注機構６，７が試薬容器２ａ，３ａから試薬を順次分注する。試薬が分注された反応容器５は、検体分注機構１１によってラック１０に保持された複数の検体容器１０ａから検体が順次分注される。
【００３６】
そして、試薬と検体が分注された反応容器５は、反応テーブル４が停止する都度、攪拌装置２０によって順次攪拌されて試薬と検体とが反応し、反応テーブル４が再び回転したときに分析光学系１２を通過する。このとき、反応容器５内の反応液は、受光部１２ｃで測光され、制御部１７によって成分濃度等が分析される。そして、反応液の測光が終了した反応容器５は、洗浄機構１３によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。
【００３７】
ここで、洗浄装置１３は、洗浄ノズル対１３Ａ及び洗浄ノズル対１３Ｂ〜１３Ｄの吸引ノズル１３ａに表面弾性波素子１４が設けられている。このため、例えば、洗浄ノズル対１３Ｂによって反応容器５を洗浄する場合、制御部１７は、吸引ノズル１３ａによって洗浄ノズル対１３Ａが吐出した洗剤を吸引した後、吐出ノズル１３ｂから洗浄水を吐出する反応容器５に洗浄液が存在する際、表面弾性波素子１４を駆動するように制御する。即ち、洗浄装置１３は、制御部１７による制御の下に、洗浄水による反応容器５の洗浄と洗浄水の攪拌とを同時に行う。この場合、表面弾性波素子１４は、攪拌装置２０の表面弾性波素子２３よりも大きな電力で駆動し、吐出ノズル１３ｂによる洗浄水の吐出開始直後に駆動が開始され、洗浄水の吐出終了後に駆動が停止される。
【００３８】
このとき、洗浄ノズル対１３Ｂは、図７に示すように、振動子１４ｂを構成する各櫛歯状電極（ＩＤＴ）を水平方向に向けて表面弾性波素子１４が吸引ノズル１３ａに取り付けられている。このため、発生する表面弾性波は振動子１４ｂから斜め上方及び斜め下方へ出射される。この結果、反応容器５内の洗浄水には、吸引ノズル１３ａから吐出した洗浄水の落下によって生ずる流れに加え、図８に示すように、表面弾性波素子１４が発生する表面弾性波によって洗浄水Ｌw中に音響流Ｆacが同時に発生するので、反応容器５を洗浄する洗浄効率が向上し、洗浄に要する時間を短縮することができる。
【００３９】
このため、洗浄装置１３は、従来の洗浄装置と異なり、洗剤を使用する洗浄ノズル対が洗浄ノズル対１３Ａの１対でよく、また洗浄水を使用する洗浄ノズル対が洗浄ノズル対１３Ｂ〜１３Ｄの３対でよくなり、洗浄装置を小型化することができるという利点がある。
【００４０】
但し、反応容器５は、四角筒形状のキュベットであることから、隣り合う側壁５ｃが交差する部分や側壁と底壁が交差する部分、特に底部の隣り合う側壁５ｃと底壁が交差する隅の部分において洗浄水Ｌwの流れが滞留し易い。このため、表面弾性波素子１４は、このような箇所における流速を増加させるような位置を選んで吸引ノズル１３ａに取り付け、単数又は同じ高さ或いは上下方向に間隔を置いて複数設ける。
【００４１】
例えば、表面弾性波素子１４は、図９に示すように、振動子１４ｂを構成する各櫛歯状電極（ＩＤＴ）を水平方向に対して傾斜させて吸引ノズル１３ａに取り付けると、発生する音響流が隣り合う側壁５ｃと底壁が交差する隅の部分に向かうため、反応容器５を洗浄する洗浄効率がより向上する。この場合、表面弾性波素子１４は、図１０に示すように、吸引ノズル１３ａを挟んで２つ背中合わせに取り付けると、隅の部分を含めて反応容器５全体に亘る洗浄効率がより向上する。
【００４２】
また、表面弾性波素子１４は、図１１及び図１２に示すように、吸引ノズル１３ａに上下方向に間隔をおいてそれぞれ背中合わせとなるように取り付けてもよいし、同じ高さの位置にそれぞれ背中合わせに取り付けてもよい。
【００４３】
なお、洗浄装置１３は、音波発生手段としての表面弾性波素子１４に無線給電によって電力を送電したが、有線給電によって電力を送電してもよい。
【００４４】
また、自動分析装置１は、試薬テーブル２，３を有するものについて説明したが、試薬テーブルは１つであってもよく、自動分析装置１を１ユニットとして複数ユニット連結されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の洗浄装置を備えた自動分析装置を示す概略構成図である。
【図２】図１の自動分析装置で使用する洗浄装置の構成を示す概略構成図である。
【図３】洗浄装置で使用する表面弾性波素子の斜視図である。
【図４】表面弾性波素子を有する洗浄ノズル対が挿入された反応容器の斜視図を洗浄装置の表面弾性波素子を駆動する送電体の構成を示すブロック図と共に示す図である。
【図５】図１の自動分析装置で使用する攪拌装置の送電体が接触子によって反応容器の表面弾性波素子に給電する状態を示す斜視図である。
【図６】反応容器を攪拌装置の表面弾性波素子と共に示す側面図である。
【図７】表面弾性波素子を取り付けた吸引ノズルと反応容器の洗浄水を示す断面正面図である。
【図８】図７の反応容器を左側から見た断面図である。
【図９】表面弾性波素子を吸引ノズルに取り付ける第１の変形例を示す反応容器の断面正面図である。
【図１０】表面弾性波素子を吸引ノズルに取り付ける第２の変形例を示す反応容器の断面正面図である。
【図１１】表面弾性波素子を吸引ノズルに取り付ける第３の変形例を示す反応容器の断面正面図である。
【図１２】図１１の反応容器を左側から見た断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１                自動分析装置
２，３            試薬テーブル
４                反応テーブル
５                反応容器
６，７            試薬分注機構
８                検体容器移送機構
９                フィーダ
１０              ラック
１１              検体分注機構
１２              分析光学系
１３              洗浄装置
１３Ａ〜１３Ｄ    洗浄ノズル対
１３ａ            吸引ノズル
１３ｂ            吐出ノズル
１３ｃ            オーバーフロー吸引ノズル
１４              表面弾性波素子
１５              送電体
１６              位置調整部材
２０              攪拌装置
１７              制御部
１８              入力部
１９              表示部
【図１】
2009053113.tif 000003
【図２】
2009053113.tif 000004
【図３】
2009053113.tif 000005
【図４】
2009053113.tif 000006
【図５】
2009053113.tif 000007
【図６】
2009053113.tif 000008
【図７】
2009053113.tif 000009
【図８】
2009053113.tif 000010
【図９】
2009053113.tif 000011
【図１０】
2009053113.tif 000012
【図１１】
2009053113.tif 000013
【図１２】
2009053113.tif 000014