(57)【要約】【課題】  極微量の試料，試薬を精度良く分注することができる分析装置を提供する。【解決手段】  試料、または試薬を反応容器に吐出する際、分注ノズルを反応容器底面に対して垂直に降ろして吐出し、その後分注ノズルを上方向に上げた場合に、分注ノズル外壁に試料が残ってしまう現象を回避する目的で、分注ノズルの角度を可変にして反応容器内壁に分注ノズル先端を接触させ、試料、または試薬を正確に吐出することを特徴とした分析装置を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を分注する分注ノズルと、
該分注ノズルにより液体を分注する反応容器と、
を備えた自動分析装置において、
前記反応容器内に前記分注ノズルが入った後、該反応容器の内壁に前記分注ノズルの少なくとも先端が接触するよう該反応容器と該分注ノズルの相対位置を変化させる相対位置変化手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】
液体を分注する分注ノズルと、
該分注ノズルにより液体を分注する反応容器と、
を備えた自動分析装置において、
前記反応容器内で前記分注ノズルが該反応容器内壁に接触するよう該反応容器の角度を可変にする可動手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項３】
液体を分注する分注ノズルと、
該分注ノズルにより液体を分注する反応容器と、
を備えた自動分析装置において、
前記反応容器内に前記分注ノズルが入った後、該分注ノズルが該反応容器内壁に接触するよう該反応容器を傾ける傾斜手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項４】
請求項２記載の自動分析装置において、
前記可動手段の駆動源を前記分注ノズルを支持する支持手段近傍に設置したことを特徴とする自動分析装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の自動分析装置において、
前記分注ノズルが、接触する反応容器内壁側に曲がっていることを特徴とする自動分析装置。
【請求項６】
請求項３に記載の自動分析装置において、
前記反応容器の予め指定した位置まで前記分注ノズルが降下した後に、前記傾斜手段により該分注ノズルの角度を可変にすることを特徴とする自動分析装置。
【請求項７】
請求項３記載の自動分析装置において、
前記分注ノズルが前記反応容器内の液体の液面に接触したことを検知した後に、前記傾斜手段により該分注ノズルの角度を変えることを特徴とする自動分析装置。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれかに記載の自動分析装置において、
前記反応容器の内壁が、反応容器の側面であ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、血液，尿など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、特に液体試料を分注ノズルを用いて所定量分注する機構を備えた自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体試料を分注ノズルを用いて所定量分注する機構を備えた分析装置、特に試料と試薬を反応容器へ所定量分注，混合し、液体の特性（例えば光学的な特性）を測定することにより目的成分の濃度を算出する自動分析装置では、高い精度での試料・試薬の分注が要求される。
【０００３】
特に、近年では試料や試薬の消費量を減らすことによる分析コストの低減が求められているが、このような微量の分析では、試料や試薬の分注量の誤差が測定結果に与える影響は一層大きくなる。例えば、反応液量（試料＋試薬の液量）が１００μＬの場合、１μＬの誤差は１％の影響を与える。一方、反応液量が１０μＬの場合には、１μＬの誤差は１０％の影響を与える。特許文献１に記載されている自動分析装置の試料の分注機構は、分注ノズルに液面検知機能を保有し、分注ノズルの先端を、採取する試料または試薬液に浸漬した後、シリンジ等によりノズル内へ液体を吸引している。吸引した試料または試薬は、反応容器底面に分注ノズルを接触させ吐出する。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１９４７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
試料や試薬の分注量の誤差に関して、上記における自動分析装置の分注方法では、吐出液が反応容器内にたまり、分注ノズルの先端が吐出液に浸漬する場合がある。その結果、分注ノズルが反応容器から離れる際に、浸漬していた分注ノズル外壁に吐出液が付着する問題が発生する可能性がある。特に分注する試料が極微量の場合、分注ノズルの外壁に付着した試料は分注精度に悪影響を与える。
【０００６】
分注ノズル内部に吸引され、反応容器内に吐出される液体の量は、分注シリンジの動作量により制御できる。これに対し、分注ノズルの外壁に付着する液体の量は、液体の濡れ性，粘性等に左右されるため、一定に制御することは難しい。このことが、特に少量の試料または試薬を精度良く分注する上での妨げとなっていた。
【０００７】
本発明は、試料または試薬を少量であっても精度良く分注できる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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の構成は以下の通りである。
【０００９】
液体を分注する分注ノズルと、該分注ノズルにより液体を分注する反応容器と、を備えた自動分析装置において、前記反応容器内に前記分注ノズルが入った後、該反応容器の内壁に前記分注ノズルの少なくとも先端が接触するよう該反応容器と該分注ノズルの相対位置を変化させる相対位置変化手段を備えた自動分析装置。
【００１０】
相対位置の変化は、分注ノズルを傾けるか、あるいは反応容器を傾けることにより実行できる。分注ノズルは１つの容器に入った液体を別の容器に所定量移し替える動作であるが、一般的に分注ノズルを上記別の容器に移し替える場合は、分注ノズルを該別の容器の上方に移動させた後、降下させて分注ノズルを反応容器内に入るようにする。降下の時点で、分注ノズルと反応容器が接触するような相対関係にある場合、降下の際に分注ノズルが反応容器の入口に接触して分注ノズルが曲がってしまう可能性もある。そのため、本発明では分注ノズルが反応容器の所定位置まで降下した後に、分注ノズルまたは反応容器を傾斜させることにより、反応容器の内壁、好ましくは側壁に接触するように構成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、分注ノズルの外壁に試料または試薬が付着することを防止し、極微量の試料または試薬を精度良く分注することが可能である。その結果、極微量の試料，試薬を使用しての分析が可能となり、試料，試薬の消費量を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
反応容器内に試料または試薬を吐出する際に、吐出液に分注ノズルが浸漬しないように反応容器の内壁に試料、または試薬を吐出する方法はいくつか考えられる。
【００１３】
予め分注ノズルを反応容器底面の垂直方向に対して斜めに装着し、反応容器内壁に試料を吐出する方法も考えられる。しかし、分注ノズルを斜めに傾けたままノズルを上下に移動する場合、反応容器内壁に接触させることは、非常に高精度な位置精度が要求されるために現実的ではない。また、ノズルを斜めに装着したまま上下する場合、反応容器の開口部と深さとの比により、特に反応容器が深い場合、任意の高さで試料を吐出することは困難である。さらに、この場合は、任意の高さで吐出するために、あらかじめ斜めにする角度を吐出量に応じて変化させた後、容器内へノズルを上下させることになる。しかし、前述のように、反応容器内壁へ接触させるためには位置精度の問題から、分注ノズルを反応容器内壁から離れた状態で反応容器内へ挿入し、その後、分注ノズルを横方向に移動させて反応容器内壁へ接触させることになる。この場合、一連の分注動作は、１．分注ノズルの角度調整、２．下降、３．接触の３つの動作になり、本発明の１．分注ノズルの下降、２．角度調整の２つの動作よりも１動作多く、スループットを低下させる問題がある。
【００１４】
また、反応容器内壁に対し、分注ノズル先端が斜めに接触する方法として、反応容器の底面を球状にすることも考えられる。しかし、底面形状および位置精度の問題から、任意の高さで反応容器内壁に分注ノズルを接触して試料を吐出するのは困難である。このような種々の課題を解決する手段を検討し、本発明に至った。
【００１５】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は本発明を適応した自動分析装置の一実施形態を示すブロック図である。本発明が対象とする自動分析装置は、試料，試薬等の液体を分注ノズルを用いて所定量採取する機構を備えたものである。分注量がマイクロリットルオーダーの極微小の場合に、本発明は特に顕著な効果がある。以下では血液，尿等の生体試料の分析を行う臨床検査用自動分析装置を例にとって説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１７】
分析装置１は、試薬ディスク２とその同心円状に配置された試薬容器３，反応ディスク４とその同心円状に配置された反応容器５，試料分注機構６，試薬ディスク７と同心円状に配置された種々の試薬が入った試薬容器８，試薬分注機構９，攪拌機構１０，光源１１，多波長計１２，Ａ／Ｄコンバータ１３，反応容器洗浄機構１４，分注ノズル洗浄機構１５を備える。
【００１８】
分析装置１による分析は以下の順に従い実施される。まず、試料分注機構６が、被分析試料を試料容器３から反応容器５へと分注する。次に、試薬分注機構９が、分析に使用する試薬を試薬容器８から反応容器５へと分注する。続いて、攪拌機構１０による混合液の攪拌を行う。光源１１から発生し、混合液の入った反応容器を透過した光は、多波長光度計１２により測定され、Ａ／Ｄコンバータ１３を介してインターフェイス１７に送信される。コンピュータ１８による演算の結果、得られた測定結果は、記憶手段１９に保存されると共に、表示部２０に表示される。分注ノズル洗浄機構１５は、試料分注機構６、および試薬分注機構９が、試料または試薬の分注を行うごとに、分注ノズルの先端を洗浄する。また、反応後の反応容器５は、反応容器洗浄機構１４によって洗浄され、次の反応に繰り返し使用される。これら分析装置の動作機構は、全て通信手段１６，インターフェイス１７を介してコンピュータ１８によって制御される。
【００１９】
図２は本発明を適用した自動分析装置における、一連の試料吐出フローを示す図である。試薬吐出動作についても、同様の形態で本発明を適用することができる。以下、全ての試料吐出に関する記述は、試薬吐出に関しても同様に適用することが可能である。
【００２０】
まず、試料を分注した後の分注ノズル２１が反応容器５の内部に垂直に下りてくる。次に分注ノズル２１を傾け、分注ノズル２１先端を反応容器５の内壁に接触させる。接触後、試料を吐出し、元の角度に分注ノズル２１を戻し、反応容器５から引き上げる。反応容器５の内壁には吐出した試料２２が残る。
【００２１】
前記分注ノズルの角度を可変にする手段については、該分注ノズルの本体に取り付けたベルトレールと動力源とをベルトで連結することが望ましい。動力源がベルトを回転させ、反応容器の内壁に該分注ノズル先端が接触するまで分注ノズルの角度を可変にさせることを特徴とする。
【００２２】
前記分注ノズルの断面形状に関して円形，多角形等の制限は設けない。
【００２３】
前記分注ノズルに関しての先端形状の断面図を図３に示す。該分注ノズルの先端の形状は、先端が曲がったもの（図３ａ），平らなもの（図３ｂ），斜めにカットしたもの（図３ｃ，ｄ），分注ノズルの側面をカットしたもの（図３ｅ，ｆ）などその形状に制限は設けない。分注ノズルを斜めに傾ける際、ノズル先端の形状が平らな場合は、ノズルの取り付け角度によらずノズルを傾けても良い。一方、ノズルを斜めにカットした形状では、カットした面と反応容器内壁が平行な場合、分注ノズルが反応容器内壁に接触したときに、吸引液吐出口を塞いでしまう可能性がある。したがって、分注ノズルを斜めにカットした場合は、分注ノズルを傾けた際にノズル先端のカット側面に対し水平（図４ａ）、またはカット先端方向（図４ｂ）に反応容器の内壁が接触するようにノズルを取り付けても良い。
【００２４】
ノズルを傾ける機構の動力源はモーターが一般的であり、ノズル上部に設置し、モーター軸の延長上にノズル角度の調整軸を設置するダイレクトドライブの機構が考えられる。その例を図５に示す。この構成は、ノズル角度調整のための機構を簡素化できる利点がある。一方、モーターというそれなりに重量のある部品が分注ノズル上部にあることから、分注機構を回転する際に慣性力が大きくなり、精密な動作制御が困難になる場合がある。この問題に対しては、ノズルを傾ける動力源であるモーターを分注機構の支柱側に設置することにより、解決することが可能である。この場合、モーター軸とノズル角度の調整軸とをベルト，ギア、またはクランクで連結することができる。その例を図６，図７に示す。
【００２５】
図６は分注ノズル装置内部のベルト式ノズル傾斜機構を横方向から見た図である。試料分注機構６の内部には、分注ノズル２１を接続したベルトレール２７を持つ分注ノズル可動体２４とベルトレール２８を持つモーター２６がベルト２５で連結されており、モーター２６の動力によって分注ノズル２１の傾きが可変になる。
【００２６】
また、ベルトレール２７，ベルトレール２８がギアであれば、ベルト２５はギアベルトにしてもよい。
【００２７】
図７は分注ノズル装置内部のクランク式ノズル傾斜機構を横方向から見た図である。試料分注機構６の内部には、ノズル傾斜支点２９，クランク支柱接続部３０を備えた分注ノズル２１とノズル傾斜支点２９，クランク支柱接続部３２を持つクランクモーター３３とがクランク支柱３１で連結されており、クランクモーター３３の動力によって分注ノズル２１の傾きが可変になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用した自動分析装置の、一実施形態を示した図である。
【図２】本発明を適用した自動分析における、一連の試料吐出フローを示す図である。
【図３】本発明における、分注ノズル先端の形状の実施例を示した図である。
【図４】本発明における、反応容器側面と先端を斜めにカットした分注ノズルの接触位置の実施例を示した図である。
【図５】本発明における、分注ノズル装置内部の傾斜機構の別の実施例（モーター直結方式）を示した図である。
【図６】本発明における、分注ノズル装置内部のノズル傾斜機構の一実施形態を横方向から見た図である。
【図７】本発明における、分注ノズル装置内部の傾斜機構の別の実施例（クランク方式）を示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  分析装置
２  試料ディスク
３  試料容器
４  反応ディスク
５  反応容器
６  試料分注機構
７  試薬ディスク
８  試薬容器
９  試薬分注機構
１０  攪拌機構
１１  光源
１２  多波長光度計
１３  Ａ／Ｄコンバータ
１４  反応容器洗浄機構
１５  分注ノズル洗浄機構
１６  通信手段
１７  インターフェイス
１８  コンピュータ
１９  記憶手段
２０  表示部
２１  分注ノズル
２２  試料
２３  吸引液吐出部
２４  分注ノズル可動体
２５  ベルト
２６  モーター
２７  ベルトレール（分注ノズル可動体側）
２８  ベルトレール（モーター側）
２９  ノズル傾斜支点
３０  クランク支柱接続部（分注ノズル側）
３１  クランク支柱
３２  クランク支柱接続部（クランクモーター側）
３３  クランクモーター
３４  クランクモーター支点
３５  分注ノズル可動モーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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