(57)【要約】  本発明は、容量が異なる少なくとも２つのポンプユニットと液管路とを含む自動分注装置に関する。前記液管路は一側ですすぎ液タンクに通じており、他側で分注針に通じている。１つのポンプユニットにより低容量で高ストローク分解で分注サイクルを実施できるように、他のポンプユニットにより高容量ですすぎサイクルを実施できるように、そして前記ポンプユニットをプロセスにおいてできる限りスペースを節約し、ローメンテナンスでローコストを採用できるように、本発明は、前記少なくとも２つのポンプユニットのピストンはピストン駆動装置によって同調していること、及び、前記最も大きい作動チャンバーが前記液管路に接続される地点は少なくとも１つの他のポンプユニットの前記作動チャンバーが前記液管路に接続される地点より前記すすぎ液タンクに近い位置にあり、前記最も大きい作動チャンバーが前記液管路に接続される地点で、３方弁が前記液管路に取り付けられていることを提案している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の自動分析装置のための自動分注装置（２）であって、前記分注装置（２）は、容量の異なる少なくとも２つのポンプユニットと液管路を含み、前記ポンプユニットは、各々キャビティを有し、各キャビティにおいて、ピストン（２０、２１）が、軸方向に運動可能に配置されており、各ピストン（２０、２１）は、ピストン（２０、２１）が配置されているキャビティと共に、作動チャンバー（２２、２３）を画定し、前記チャンバーの体積は、前記ピストン（２０、２１）の軸方向位置に応じて変動するものであり、前記ピストン（２０、２１）は、ピストン駆動装置（２４）によって軸方向に同時に運動し、各作動チャンバー（２２、２３）は、液管路（２５）に接続され、一方の側で前記液管路（２５）はすすぎ液タンク（２６）に通じ、反対側では分注針（２７）との連結部を有しており、前記最も大きい作動チャンバー（２２）が前記液管路（２５）に接続される地点は、少なくとも１つの他のポンプユニットの前記作動チャンバー（２３）が前記液管路（２５）に接続される地点より前記すすぎ液タンク（２６）に近い位置にあり、前記最も大きい作動チャンバー（２２）が前記液管路（２５）に接続される地点で、３方弁（２８）が前記液管路（２５）に取り付けられている、装置。
【請求項２】
前記３方弁が、３／２方弁であることを特徴とする、請求項１に記載の分注装置（２）。
【請求項３】
前記すすぎ液タンク（２６）と前記分注針（２７）との間の前記液管路（２５）に、弁は一切取り付けられていないか、又は多くとも１つの別の弁が取り付けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の分注装置（２）。
【請求項４】
前記３方弁（２８）と、場合により多くとも１つの別の弁、並びに前記ピストン駆動装置（２４）が、電子制御要素により制御されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の分注装置（２）。
【請求項５】
前記少なくとも２つのポンプユニットの前記キャビティが、同じ材料の個材ブロック中に設けられていることを特徴とする、請求項１〜４の一項に記載の分注装置（２）。
【請求項６】
前記ピストン駆動装置が、駆動要素のラックにおいて非確動的に噛み合う小歯車を駆動するモーターを含み、前記駆動要素は、前記ピストン（２０、２１）に接続されており、前記小歯車の運動によって、前記ポンプユニットの前記キャビティ内で前記ピストン（２０、２１）の同時軸方向運動が起こることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の分注装置（２）。
【請求項７】
前記キャビティの少なくとも１つの上端及び／又は前記ピストンの少なくとも１つの上端が上方に向かって一箇所に集っており、前記キャビティの上端は、接続管路（２９）に通じ、前記管路は、前記キャビティを前記液管路（２５）と連結させることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の分注装置（２）。
【請求項８】
前記最も大きいポンプユニットのピストン押しのけ容積が、５００μｌ〜５，０００μｌの範囲にある、及び／又は最も小さいポンプユニットのピストン押しのけ容積が、５０μｌ〜５００μｌの範囲にあることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の分注装置（２）。
【請求項９】
前記分注装置（２）は、ピストン押しのけ容積比が２０：１〜１０：１の範囲にある２つのポンプユニットを有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の分注装置（２）。
【請求項１０】
前記最も小さいポンプユニットのストロークレゾリューションが、０．０１μｌ／ステップ〜０．１μｌ／ステップの範囲にある、及び／又は最も大きいポンプユニットのストロークレゾリューションが、０．５μｌ／ステップ〜２μｌ／ステップの範囲にあることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の分注装置（２）。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の分注装置（２）と、分析ローター、すすぎステーション、熱発生装置、冷温発生装置、光学測定装置、及び光電子的に読取り可能なコードを読取るための光電子読取り装置のうち１つ以上を備える、自動分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の自動分析装置のための自動分注装置に関し、分注装置は容量の異なる少なくとも２つのポンプユニットと液管路を含み、ポンプユニットは各々キャビティを有し、キャビティの各々においてピストンが軸方向に運動可能に配置されており、各ピストンは、ピストンが配置されているキャビティと共に作動チャンバーを画定し、チャンバーの容積はピストンの軸方向位置に応じて変動し、ピストンはピストン駆動装置により軸方向に移動し、各作動チャンバーは液体管路に接続されており、液管路は、一方の側ですすぎ液タンクに通じており、他方の側で分注針との連結部を有する。さらに、本発明は、上記自動分注装置を備える自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒト及び獣医学の診断学の分野での自動化を増進する適用範囲において、とりわけ、液体の自動分析のための装置（いわゆる分析装置）が開発されており、これらは、試薬容器から、分析を実施するのに必要な各種試薬を取り出して、試薬を、反応容器中で分析を実施する目的でサンプルと合わせることができる。このために、上記分析装置は、多くの場合、試薬容器の受容ゾーン又はサンプル容器の受容ゾーンのいずれかが設けられたカルーセルを有する。特定の分析装置カルーセルにおいては、試薬容器の受容ゾーン及びサンプル容器の受容ゾーンの両方が設けられている。これらのカルーセルは一般に、分析装置に提供される駆動機構によって駆動されて、カルーセルの回転運動を実施する。
【０００３】
試薬又はサンプルは一般に、自動分注装置により取り出されて、反応容器に移される。概して、上記の自動分注装置は、分注アームを含み、分注アームには分注針が取り付けられており、アームはポンプユニットに接続され、ポンプユニットを用いて、液体を分注針に引き込むことができ、また液体を分注針から再び排出することもできる。上記分注アームは、概して、分注アームによって、分注針が作業ゾーン上に移動することができるように設計されており、作業ゾーンでは、試薬容器、サンプル容器及び／又は反応容器（例えば、キュベット）が固定して配置されているか、あるいは、例えばカルーセルにより、一時的に使用できるようにされている。
【０００４】
個々の分注操作同士の間に、自動分注装置の分注針の内側及び外側を洗浄することが常に必要である。このために、一般的には、分注針をすすぎ液に浸漬させるが、その際、特定の量のすすぎ液を分注針に引き込む。次に、上記分注針をすすぎ液から取り出し、廃液容器又は排水管に注いで空にした後、放置して排液するか、又は拭き取る。
【０００５】
さらに、分析装置は、多くの場合、分注アームの運動、ポンプユニットの運動、分注針の運動、リフティングカラム及び／又はカルーセルの運動を制御する少なくとも１つの制御ユニットと、反応容器内に入っている反応混合物の物理的又は化学的品質を決定するための測定装置と、分析プログラムを初期化して、実行するための、並びに測定された物理的又は化学的品質の処理及び出力のためのデータ処理装置とを含む。
【０００６】
すでに記載したように、自動分注装置の分注針の内側及び外側は、一般に、個々の分注操作同士の間に洗浄しなければならない。可能な洗浄方法の１つとして、分注針をすすぎ液に浸漬して、適切な量のすすぎ液を分注針に引き込むことからなるものがある。分注針を廃液容器又は排管の上方に到達させた後、すすぎ液を分注針から排出させることができる。これに代わる設計では、分注針によってすすぎ液を引き込むのではなく、分注針に接続されたポンプユニットを用いて、すすぎ液を引き込むが、ポンプユニットは、すすぎ液タンクからすすぎ液を引き込み、分注針を通してすすぎ液を排出させることができる。これによって、少なくとも分注針の内側が洗浄される。この手法では、分注針の外側は、拭き取り、又は他の任意の方法のいずれかで清浄にすることができる。
【０００７】
いずれの場合にも、ポンプユニットは、原則として、１μｌ〜５００μｌの範囲の非常に少量を用いた分注サイクル、並びに約１ｍｌ〜２ｍｌ以上の量のすすぎ液を用いたすすぎサイクルの両方を実行できることが必要である。
【０００８】
また上記のポンプ装置は、２つのモーター駆動装置を備えることもあり、その場合、２つのモーター駆動装置のうち一方は測定用注入器を作動させる役割を果たし、他方は、すすぎ液の注入を目的とするポンプを駆動させる働きをする。一般的には、少量のために設計された測定用注入器のピストン押しのけ容積は、すすぎサイクルを同様に迅速に実行可能にするには不十分なものである。
【０００９】
これらのポンプユニットは、非常に高価な構造をしており、多数の可動摩耗部品を有しているため、分析装置内で比較的大きなスペースを占めてしまう。特に、注入器の駆動機構は、摩耗しやすいが、特に、モーターからの力をピストンに伝達する役割を果たす歯車ユニットがそうである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、摩耗を受けにくく、それに応じて有効寿命が長く、しかも、それにもかかわらず可能な限り正確に非常に多様な量でポンプ操作を実施することが可能な、分析装置のための自動分注装置が求められる。
【００１１】
従って、本発明が解決しようとする課題は、分析装置のための自動分注装置であって、分注装置が、容量の異なる少なくとも２つのポンプユニットを有し、ポンプユニットの一方は、約１μｌ〜５００μｌの範囲の少ない量で、可能な限り高いストロークレゾリューションでの分注サイクルを実施することができ、他方のポンプユニットは、約５００μｌ〜５，０００μｌの範囲内の量ですすぎサイクルを実行することができる、上記自動分注装置を提供することである。ポンプユニットは、可能であれば、分析装置内にわずかな場所しか占めないような設計であるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は、本発明に従い、冒頭で述べたタイプの自動分注装置であって、少なくとも２つのポンプユニットのピストンが、ピストン駆動装置により、軸方向に同時に移動し、最大作動チャンバーが液管路に接続される地点は、少なくとも１つの他のポンプユニットの作動チャンバーが液管路に接続される地点よりすすぎ液タンクに近く、最大作動チャンバーが液管路に接続される地点で、３方弁が液管路に取り付けられている、上記装置により解決される。複数のポンプユニットを設ける場合には、最も大きなポンプユニットが、他のすべてのポンプユニットより、液管路に通じるすすぎ液タンクの近くに接続される。
【００１３】
ここで、ポンプ容量とは、最大ピストン押しのけ容積を意味する。従って、本発明の分注装置の少なくとも２つのポンプユニットは、異なる最大ピストン押しのけ容積を有する。
【００１４】
本発明の自動分注装置は、基本的に、前述した１つの弁しか必要とせず、これは、前述の地点に設けられる。しかし、本発明はまた、別の弁が、液管路に沿って、又は液管路に接続された管路に沿って、すすぎ液タンクと分注針との間に配置される、分注装置も含む。しかし、好ましい実施形態では、別の弁は配置されないか、又は、多くとも１つの別の弁が、すすぎ液タンクと分注針との間の液管路に配置される。
【００１５】
３方弁は、３つの接続と様々な切り替え位置を含む弁である。弁の３つの接続部のうちの２つは、液管路に接続され、３番目の接続部は、最大ポンプユニットの作動チャンバーに接続される。本発明に関しては、基本的に当業者には公知のあらゆる３方弁が好適である。便宜上、上記の弁は、調節球形弁である。しかし、特に好ましくは、用いられる弁は、ソレノイド弁である。
【００１６】
好ましくは、上記３方弁には、少なくとも上記の切り替え位置が与えられ、切り替え位置では、すすぎ液タンクと分注針との間の液管路において、ａ）最大作動チャンバーが液管路に接続される地点とすすぎ液タンクとの間で、流れが遮断されると同時に、最大作動チャンバーが液管路に接続される地点と分注針との間で、流れが可能になり、またｂ）最大作動チャンバーが液管路に接続される地点と分注針との間で流れが遮断されると同時に、最大作動チャンバーが液管路に接続される地点とすすぎ液タンクとの間で、流れが可能になる。好ましくは、上記の３方弁は、前記パラグラフに記載された切り替えの可能性を有する３／２方弁である。
【００１７】
好ましくは、液管路に設けられる本発明の３方弁、及び場合により多くとも１つの別の弁、並びに上記ピストン駆動装置は、電子制御要素により制御される。例えば、制御は、プロセッサーにより実施できる。
【００１８】
本発明の利点は、容量の異なる２つのポンプユニットが、極めてスペースを取らない形で、自動分注装置に設けられていることである。こうしたスペースの節約が可能なのは、少なくとも２つのポンプユニットが、共通のピストン駆動装置により軸方向に同時に運動することができるからである。本発明の別の利点は、分注及びすすぎサイクルを交互に実行することを可能にすることであり、基本的には、１つの弁のみを管路の領域内に配置するだけでよい。これは、３方弁の使用により達成され、弁は、相応に適切な地点で配置される。１つの弁しか使用する必要がないため、本発明の分注装置は、可動及び摩耗部品が比較的少ない。設けた１つの弁の寿命が終了すると、従来技術の分注装置では一般に複数の弁の交換が必要であったが、複数ではなく、１つの弁のみを交換するだけでよい。
【００１９】
好ましい実施形態では、少なくとも２つのポンプユニットのキャビティは、１つの同じ材料の個材ブロック中に設けられている。この材料のブロックは、例えば、対応する孔を有するアクリルガラス本体からなるものであってもよい。
【００２０】
好ましくは、ピストン駆動装置は、小歯車を駆動するモーターを含み、小歯車は、駆動要素に接続された大歯車と噛み合うものであり、駆動要素は、ピストンに接続されている。小歯車がモーターによって回転されると、これによって、ポンプユニットのキャビティにおいてピストンの同時軸方向運動が起こる。
【００２１】
好ましい実施形態では、ポンプユニットの作動チャンバーは、作動チャンバーを液管路と連結する接続管路の方向で１箇所に集まっている。さらに好ましくは、これら作動チャンバー内に配置されるピストンは、対応して幅がより狭く作製されている。
【００２２】
ピストンの有効寿命を最大にするために、特に好ましくは押しのけピストンを用いるが、ピストンは、シリンダー壁に対してはシールされていないが、シリンダーの底部における入口地点だけはシールされていない。このタイプのシリンダーの場合には、押しのけられる量は、それがピストンの作動チャンバー内で占める部分の体積に一致する。こうしたピストンでは、許容差がいくらか大き目であるため、これらは幾分安価である。セラミック又は高合金高級鋼（例えば、ステンレス鋼）から作製された押しのけピストンが特に好ましい。
【００２３】
最も大きいポンプユニットのピストン押しのけ容積は、５００〜５，０００μｌの範囲であるのが好ましい。最も小さいポンプユニットのピストン押しのけ容積は、好ましくは５０〜５００μｌの範囲である。
【００２４】
分注装置の少なくとも２つのポンプユニット同士のピストン押しのけ容積比は、２０：１〜１０：１の範囲であるのが好ましい。特に好ましい実施形態では、分注装置は、２つのポンプユニットを有し、その一方は２，２５０μｌのピストン押しのけ容積を有し、他方は２５０μｌのピストン押しのけ容積を有する。別の好ましい実施形態においては、一方のポンプユニットのピストン押しのけ容積は２，３７５μｌであり、他方は１２５μｌのピストン押しのけ容積を有する。
【００２５】
最小ポンプユニットのストロークレゾリューションは、０．０１μｌ／ステップ〜０．１μｌ／ステップの範囲であるのが好ましい。最大ポンプユニットのストロークレゾリューションは、好ましくは０．５μｌ／ステップ〜２μｌ／ステップである。有利なことに、本発明の分注装置は、すすぎ液、例えば、水がポンプユニットの作動チャンバーに入り、サンプル又は試薬は分注針に決して引き込まれないように操作することができる。
【００２６】
最初にすでに記載したように、前述の液体容器カルーセルを備える本発明の装置は、カルーセルの駆動装置、分注装置、すすぎステーション、熱発生装置、冷温発生装置、反応混合物の物理的又は化学的品質を決定するための光学測定装置、並びに１つ若しくは複数のカルーセル及び／又は、サンプル及び／又は試薬に適用される光電子的に読取り可能なコードを読取るための光電子読取り装置のうち１つ以上を有する。
【００２７】
本来の開示目的のために指摘しておくが、すべての特徴は、本明細書、図面及びクレームから当業者には明らかであるように、具体的に、ある別の特徴と関連して記載されていたに過ぎなかったとしても、明示して排除されていないか、あるいは技術的状況から該当する組合せが不可能又は無意味でない限り、本明細書に開示する他の特徴若しくは特徴群と個別に、及び任意の組合せのいずれでも組み合わせることができる。特徴について考えられるあらゆる組合せの包括的、明示的表示は、説明の簡潔さ及び読みやすさのために、本明細書では省かれているに過ぎない。
【００２８】
その他の特徴又は特徴群、並びに特徴の考えられる可能な組合せの例は、以下に行う添付の図面の説明によって開示又は例示される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の分注装置を有する、液体の自動分析のための装置（分析装置）を示す図である。
【図２】本発明の分注装置のポンプユニットの概略図を示す。
【図３】分注操作中の本発明の分注装置のポンプユニットの概略図を示す。
【図４】すすぎ操作中の本発明の分注装置のポンプユニットの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、液体の自動分析のための装置（分析装置）を示し、該装置は、液体容器のカルーセル１と、分注アーム５を備えた分注装置２とを有する。カルーセル１は、液体容器を分注アーム５の作業ゾーン内に移動させることができるように配置されている。さらに、すすぎステーション３と、分注針の先端の正確な位置を決定する測定装置４も分注アーム５の作業ゾーン内に設けられている。
【００３１】
図２は、容量の異なる２つのポンプユニットを備える本発明の分注装置の概略図を示す。ポンプユニットは、キャビティ内で軸方向に運動可能に配置されるピストン２０、２１から構成される。２つのピストン２０、２１は、上記キャビティと共に、それぞれ作動チャンバー２２、２３を画定するが、その体積は、ピストン２０、２１の軸方向位置に従って変動する。左のピストン２０は、大きいピストンであり、これは相応に大きなキャビティ内を運動するため、相応に大きい作動チャンバー２２を画定する。右のピストン２１は、小さいピストンであり、これは相応に小さなキャビティ内で、相応に小さい作動チャンバー２３を画定する。２つのピストン２０、２１は、ピストン駆動装置２４によって、軸方向に同時に運動する。２つの作動チャンバー２２、２３は、管路２９、２９’を液管路２５に連結させることにより互いに接続されている。一方の側で、液管路２５は、すすぎ液タンク２６に通じている。他方の側では、液管路２５は分注針２７との連結部を有する。
【００３２】
大きい方の作動チャンバー２２が液管路２５に接続される地点は、小さい方の作動チャンバー２３が液管路２５に接続される地点よりすすぎ液タンク２６に近い。加えて、３／２方弁２８が、大きい方の作動チャンバー２２が液管路２５に接続される地点に配置されている。図３ａ）及び図３ｂ）は、分注操作中の、ピストン運動及び液管路内の液体の流れの方向を示す。図３ａ）から、ピストン駆動装置が運動を実施し、これによって、両ピストンが下方に移動するのがわかる。これに応じて作動チャンバーの体積が増加し、その結果、液体は、接続管路を通って作動チャンバー内に引き込まれる。
【００３３】
分注操作の上記段階では、３方弁が切り替えられることによって、すすぎ液タンクと分注針との間の液管路において、最大作動チャンバーが液管路に接続されている地点と、分注針との間の流れが遮断されると同時に、最大作動チャンバーが液管路に接続されている地点と、すすぎ液タンクとの間の流れが可能になる。大きい方のピストンが下方に移動して、大きい方の作動チャンバーの体積が増加すると、すすぎ液のみが、大きい方の作動チャンバーとすすぎ液タンクとの間の液管路の枝管から大きい方の作動チャンバーに引き込まれる。他方で、小さい方の作動チャンバーの体積が増加すると、小さい方の作動チャンバーが液管路に接続されている点と、分注針との間の液管路の枝管中の液体が、小さい方の作動チャンバーに引き込まれ、相応する量のサンプル又は試薬を分注針に引き込むことが可能になる。
【００３４】
図３ｂ）に示す分注操作の第２段階では、弁は依然として図３ａ）について記載した位置にある。しかし、上記ピストン駆動装置が、反対方向に移動するため、大小のピストンは、上記作動チャンバーが通じる液体出口に向かって同時に移動し、２つのポンプユニットの対応する作動チャンバーが小さくなり、その結果、大きい作動チャンバーの場合には、作動チャンバー内に存在するすすぎ液がすすぎ液タンクに向かって吸い戻される。管路の反対側では、特定量のサンプル又は試薬が、分注針から排出されるが、この量は、小さい方の作動チャンバーの体積が減少した分の量と一致する。
【００３５】
図４ａ）及び図４ｂ）は、すすぎ操作中に行われる工程を示す図である。図４ａ）に示す段階では、ピストンは、同時に下方に移動する。弁の位置は、図３ａ）及び図３ｂ）について記載した位置に対応する。従って、ピストンの下方運動によって、すすぎ液が再度すすぎ液タンクから左作動チャンバーに引き込まれると同時に、管路の右枝管からのすすぎ液が小さい方の作動チャンバーに引き込まれる。
【００３６】
図４ｂ）に示す、すすぎ操作の第２段階では、弁の位置が前述の弁位置とは異なる。この段階では、弁が切り替えられることにより、すすぎ液タンクと分注針との間の液管路において、最大作動チャンバーが液管路に接続される地点と、すすぎ液タンクとの間の流れが遮断されると同時に、最大作動チャンバーが液管路に接続される点と、分注針との間の流れが可能になる。ここで２つのピストンが上方に移動すると、すすぎ液は、分注針に向かう管路の枝管を通って両作動チャンバーから吸い上げられ、分注針開口部から排出される。大きい方の作動チャンバーの適切な体積、並びに大きい方の作動チャンバーと分注針の先端との間の液管路中の相応する量によって、分注針を完全にすすぐことができる。
【００３７】
すべての分注操作において、十分に大きな気泡が、分注針に引き込まれる上記量の試薬又はサンプルと、管路２５中に存在するすすぎ液との間に常に存在することを確実にし、これによって、分注針に引き込まれる液体が、液管路に含まれるすすぎ液と接触することができないようにする必要がある。このために、毎回のすすぎ操作後に、ある程度の周囲空気を分注針に引き込ませてから、サンプル又は試薬を吸い上げる。
【符号の説明】
【００３８】
１    液体容器のカルーセル
２    分注装置
３    すすぎステーション
４    容量測定装置
５    分注アーム
２０  大きいピストン
２１  小さいピストン
２２  大きい作動チャンバー
２３  小さい作動チャンバー
２４  ピストン駆動装置
２５  液管路
２６  すすぎ液タンク
２７  分注針
２８  ３方弁
２９  接続管路
【図１】
2012509485.tif 000003
【図２】
2012509485.tif 000004
【図３】
2012509485.tif 000005
【図４】
2012509485.tif 000006
【国際調査報告】
2012509485.tif 000007
2012509485.tif 000008
2012509485.tif 000009
2012509485.tif 000010