(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定位置に配置される容器から液体を吸引する液体吸引装置において、
先端が鋭利形成され液体を吸引することができる液体吸引管と、
液体吸引管を上下方向に移動させる駆動機構と、
液体吸引管に上向きの外力が作用したことを検知する外力検知手段と、
上記これら手段を制御する制御手段と、を備え、
駆動機構は、強弱２種類の駆動源を備え、
制御手段は、駆動機構を駆動させて液体吸引管を容器に向けて移動させたときに、外力検知手段により外力が検知されなかった場合は密閉容器ではないと判定し、外力が検知された場合は密閉容器であると判定する機能を有し、密閉容器ではない場合には弱い力で液体吸引管を下降させ、密閉容器の場合には強い力で液体吸引管を下降させるよう制御することを特徴とする液体吸引装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を吸引する液体吸引管を使って容器を識別することができる液体吸引装置に関するものであり、試料分析装置等における液体試料の採取の分野に好適利用できる。
【０００２】
【従来の技術】
ゴムキャップなどの栓体により容器開口が封止された密閉容器から液体試料を吸引する際、先端を斜めにカットした針状の吸引管が用いられている。
【０００３】
キャップ突き刺し時に吸引管にゴムカスが詰まらないようにするため、（ａ）特開平９−３０４４００号公報記載のごとく吸引管の側周面に吸引用開口を設けたものが知られている。
【０００４】
一方、キャップありの容器（密閉容器）に対してもキャップなしの容器（開放容器）に対しても問題なく動作するようにするため、（ｂ）特許第２５１１５４９号公報記載のごとく開放容器用のプローブと密閉容器用のニードルとを備えたものが知られている。なお、開放容器と密閉容器の識別は、容器外部に設けられた識別用のラベルやカードを検出器で読み取ることによって行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来技術（ｂ）においては、容器の識別のためにラベルやカードとそれらを読み取る検出器とを必要としている。このため、もしラベルやカードの設け方が正しくないと容器の識別も正しく行えない。さらに、吸引部も容器種類に合わせて２種類用意されているので、構成も大型化、複雑化している。
【０００６】
本発明は、簡単な構成で正しく容器を識別することができる容器識別装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の液体吸引装置は、液体を吸引するための液体吸引管を使って容器を識別するようにしている。容器を識別するとは、対象容器が栓体ありの密閉容器であるか否かを判定することであるが、密閉容器の有無判定、容器栓体の有無判定、容器の種類判定（栓体ありの密閉容器か栓体なしの開放容器か）を含む。
【０００８】
本発明の液体吸引装置は、所定位置に配置される容器から液体を吸引する液体吸引装置において、先端が鋭利形成され液体を吸引することができる液体吸引管と、液体吸引管を上下方向に移動させる駆動機構と、液体吸引管に上向きの外力が作用したことを検知する外力検知手段と、上記これら手段を制御する制御手段と、を備え、駆動機構は、強弱２種類の駆動源を備え、制御手段は、駆動機構を駆動させて液体吸引管を容器に向けて移動させたときに、外力検知手段により外力が検知されなかった場合は密閉容器ではないと判定し、外力が検知された場合は密閉容器であると判定する容器識別機能を有し、密閉容器ではない場合には弱い力で液体吸引管を下降させ、密閉容器の場合には強い力で液体吸引管を下降させるよう制御することを特徴とする。
【０００９】
採取すべき液体（例えば被検査サンプル液）を収容した容器は所定位置に配置される。駆動機構が動作しその容器に向かって液体吸引管が移動する。その容器が密閉容器ではない場合や開放容器である場合、栓体がないので液体吸引管は栓体に当接しない。容器自体がない場合も同様である。よって、液体吸引管には外力は作用しない。
【００１０】
容器が密閉容器である場合には、栓体があるので液体吸引管は栓体に当接する。よって、液体吸引管に外力が作用する。この違いにより容器識別を行うことができる。
【００１１】
このように本発明においては、液体吸引管を使って栓体の有無を直接的に検知しているので容器識別に関する判定ミスは起こりにくい。また、新規に追加すべき構成も少なく、装置全体が複雑化、大型化しない。
【００１２】
得られた判定結果は液体吸引管を各容器に適する仕様で動作させることに好適活用される。駆動機構が強弱２種類の駆動源を備えており、開放容器の場合には弱い力で液体吸引管を下降させ、密閉容器の場合には強い力で液体吸引管を下降させるよう制御することが可能となる。容器がない場合には液体吸引管を下降させないようにすることもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
使用される液体吸引管は、強度、液面検知可能の点で金属製が好ましく、耐腐食性、耐摩耗性の点でステンレスパイプの外壁に窒化クロム（ＣｒＮ）などの硬化皮膜のコーティング処理がなされていることが好ましい。詰まり防止の観点から管先端の斜めカット面における管内壁端に鋭角エッジが生じないよう構成されていることが好ましい。
【００１４】
液体吸引管で吸引する液体としては特に限定されないが、分析装置で分析すべき血漿などの血液サンプルはその一例である。液体吸引装置において採取すべき液体（例えば被検査サンプル液）を収容した容器は移送手段により順次所定位置に配置されるのが分析処理の自動化の点で好ましい。具体的には、複数の容器を装着あるいは載置した検体ラックをサンプラにより移送し容器を順次吸引管下方に配置するよう構成することができる。
【００１５】
外力検知手段は、液体吸引管先端に物体が衝突したことを検知するセンサを含むことが好ましい。この種のセンサは通常クラッシュセンサと称され液体吸引管が物に衝突したときにそのことを検知するために設けられている。液体吸引管が物に衝突すると直ちに液体吸引管は停止させられ待避させられることにより液体吸引管の損傷が免れる。本発明では液体吸引装置に備えられているこの種のクラッシュセンサを使って容器識別を行うことができるのである。
【００１６】
【実施例】
第１図は本発明の液体吸引装置の一例の概略構成を示す。第２図は本発明の液体吸引装置の一例の具体的な構成を示す。この液体吸引装置は本実施例においては血液凝固測定装置に内蔵されている。第２図は血液凝固測定装置の左側面側から見た図であり、図において右側が装置前面で左側が装置内側である。複数のサンプル容器６８を一列に並べて保持したサンプルラック６６はサンプラによって図において紙面裏から表の方向に１容器分ずつ移送される。
【００１７】
第１図に示すように、この液体吸引装置は第１ユニット１０と第２ユニット１１とから構成されている。第１ユニット１０は液体吸引管であるピペット１２を保持する第１保持部３０及びその第１の保持部３０を上下移動させるための駆動源４３を備えている。第２ユニット１１は第１の保持部３０と係合する第２の保持部７４及び第２の保持部７４を上下移動させるための駆動源８６を備えている。第１ユニット１０は水平移動可能となっている。二点鎖線は第１ユニット１０が最前に位置し、第１保持部３０が第２保持部７４に近接し両者が係合しうる状態を示す。実線は第１ユニット１０が後方に位置し、第１保持部３０は第２保持部７４から離れ両者は係合し得ない状態を示す。
【００１８】
ピペット１２は内部通路１４（図４参照）を有しており、外径２．０ｍｍ、内径１．３ｍｍ、全長約１３０ｍｍのステンレス製の円筒管である。ピペット１２の上端部には電線３４が接続されている。電線３４は液面検知回路３５に接続され、ピペット先端が液面に接触する際の容量（キャパシタンス）変化に基づき液面を検知する。ピペット１２上端にはチューブ３６が接続されそのチューブ３６はシリンジポンプなどの液体定量装置３７に接続される。本実施例においては第１ユニットは駆動源９４、９６により水平方向に移動される。
【００１９】
第３、４図はピペットの先端部分の部分拡大図、部分拡大断面図である。ピペット１２は下端部付近において外径１．２ｍｍ、内径０．５ｍｍに細く絞られ管軸に対して図のように斜めに鋭利カットされている。内部通路１４は斜めカット面１６に開口１８する。単に斜めにカットしただけでは斜めカット面１６における内壁端２１に鋭角のエッジが発生する（上側の半周２０には鋭角のエッジ、下側の半周２２には鈍角のエッジが発生する）。
【００２０】
第５図は従来のピペット１３におけるゴムキャップ突き刺し状態を示している。内壁端に鋭角のエッジがあるので、ゴムキャップ突き刺し時に鋭角のエッジ２３でゴムキャップ２４を切断しその切断されたゴムキャップの一部（ゴムカス）が開口に進入するので、すぐに詰まりが発生する。
【００２１】
そこで、上側の半周部分２０について鋭角のエッジを除去する面取処理を施した。このことにより内壁端の全周について鋭角のエッジをなくすことができ、少なくとも３万回の連続試験においても詰まりが発生しないことが確認された。ピペット１２は下端から約８０ｍｍまでの領域の外壁に耐摩耗性を高めるため窒化クロム（ＣｒＮ）のコーティング処理が施されている。
【００２２】
第２図は液体吸引装置の一実施例の一部切り欠き側面図である。４４は第１ユニット１０の第１シャーシである。４０、４１はプーリ、４２はプーリ４０、４１に掛け渡されたベルトである。一方のプーリ４１は第１の駆動源であるモータ４３（本実施例ではステッピングモータ）の軸に直結している。ベルト４２の一部に部材を取り付ければ第１のモータ４３の回転によりその部材は上下移動することができる。
【００２３】
第１ユニット１０にはピペット１２に上向きの外力が作用したときにこれを検知する外力検知手段５４が備えられている。部材４８を介してベルト４２に取り付けられた部材５０は第２シャーシ３８に回転可能に支持されている。第２シャーシ３８は第１シャーシ４４に取り付けられたガイドシャフト４６、４７により上下移動のみできるようにガイドされている。第２シャーシ３８にはピペット１２を保持した第１保持部が取り付けられる。第２シャーシ３８と部材５０の間には圧縮コイルバネなどの付勢手段５２が配置されている。
【００２４】
ピペット１２に外力が作用していない状態では部材５０は第２シャーシ３８に設けられた部材５４を支点として図において時計方向に付勢され第２シャーシに設けられた係止部５６に当接されている。よって、第１のモータ４３の回転により第１保持部３０、第２シャーシ３８、部材５０は一体化して上下移動する。
【００２５】
もし、ピペット下降中にピペット１２に物が当接し上向きの外力が作用すると、部材５０の部材４８側は下方に移動するが第２シャーシ３８の支点５４側は停止するので、部材５０はバネ５２の圧縮力に逆らって二点鎖線に示すように部材５０は相対的に反時計周りに回転する。この微少な変動をマイクロスイッチなどのセンサ５３により検出する。センサ５３は電線により外力検知回路５５に接続され、外力検知が行われる。
【００２６】
５８は貫通孔を備え上下移動するピペットのガイド手段として機能するガイド部材である。ガイド部材５８は第１シャーシ４４に取り付けられている。本実施例ではピペット１２は１００ｍｍ以上の長さを有するので移動時に水平方向のブレを発生させないようにするために設けられている。
【００２７】
６０は貫通孔６３（図１参照）を備えその貫通孔６３にポート６２から洗浄液を供給しポート６４から廃液を排出することによりピペット１２壁を洗浄する洗浄部である。洗浄部６０は部材７０を介してエアーシリンダなどの駆動源７２により上下移動される。７１は垂直方向に設けられ部材７０をガイドするガイドレールである。
【００２８】
第２ユニットについて説明する。７４は第１保持部３０と係合しうる第２保持部である。本実施例では凹部と凸部の嵌まり合いにより両者３０、７４が連結されるように構成されている。第１保持部３０には凸部３２が設けられている。第２保持部７４にはその凸部３２が隙間を有して嵌まる凹部７６が設けられている。凸部３２の上下方向の幅は約６ｍｍ、凹部の上下方向の幅は１４ｍｍであり、第１保持部は第２保持部の干渉なしに移動できる余裕、すなわち８ｍｍの不干渉範囲を有している。
【００２９】
８０は軸受８４、８５により回転自在に支持され螺旋溝を有するドライブシャフト、８２はドライブシャフト８０に螺合しドライブシャフト８０の回転に伴い上下移動する移動子である。ドライブシャフト８０の一端にプーリ８９が取り付けられプーリ８８、ベルト９０を介して第２のモータ（ステッピングモータ）８６の回転がドライブシャフト８０に伝達される。第２保持部７４は部材７８を介してこの移動子８２に取り付けられガイドレール７１にガイドされて上下移動する。
【００３０】
第１保持部３０と第２保持部７４が係合状態にあるときに第１のモータ４３への電力供給をなくし第２のモータ８６を回転させれば、第２の保持部７４が第１の保持部３０を押圧し移動させることができる。このとき第１のモータ４３は外力により強制的に回転させられることになる。
【００３１】
本実施例では第１ユニット１０はモータ９４により紙面左右方向に水平移動するよう構成されている。さらに、モータ９６により紙面表裏方向にも水平移動するよう構成されている。第１ユニット１０は装置前側（右側）にあるときに第１の保持部３０と第２の保持部７４とが係合するようになっている。第１ユニット１０が後方（左側）に移動すれば両者の係合は解除され、ピペット１２は専ら第１のモータ４３の回転により上下移動する。
【００３２】
本実施例ではサンプル液である血漿を収容したサンプル容器はサンプラにより例えば１０本の容器を装着可能なサンプルラック６６に装着されて搬送される。第６図はサンプルラック６６を血液凝固測定装置の前面側から見たサンプルラックであり、サンプルラック６６は右から左に１サンプル容器ずつ間欠的に移動され、順次ピペット下方に配置される。本実施例において使用されるサンプル容器は３種類に大別される。第１種はサンプルラック６６底壁に載置された密閉容器ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ（容器底はサンプルラック底壁に当接している）。各容器はキャップが異なっている。第２種はサンプルラック底壁に載置された開放容器ｇ（容器底はサンプルラック底壁に当接している）。第３種はサンプルラック底壁上方に載置した開放容器ｈ，ｉ，ｊ（各容器はフランジを備え、サンプルラック上壁に当接ｈ，ｊしたりや載置用開放容器上端に当接ｉしたりしている。いずれの開放容器も底はサンプルラック底壁には当接していない）。
【００３３】
本実施例においては、洗浄部６０の貫通孔６３の下面にはテーパ部６１を備えるのでｆのような特異な容器（ＳＡＲＳＴＥＤＴ社のＭＯＮＯＶＥＴＴＥなる真空採血管）であっても位置ずれすることなく容器を保持することができる。
【００３４】
制御部９２はプログラムに従い、前記センサからの信号を受信し各モータを駆動させる。液体吸引装置の動作を説明する。
【００３５】
＜ステップ１：容器キャップの有無検知＞
第１ユニット１０が最前に位置した状態において、第１のモータ４３及び第２のモータ８６を回転させて第１保持部３０及び第２保持部７４を共に下降させることにより前記係合不干渉状態を維持しつつ、ピペット１２を初期位置（最上点）から洗浄部６０を貫通し所定距離下降させる。その間、制御部９２は外力検知回路５５からの信号を監視する。ピペット１２に外力が作用したと検知されればキャップありの密閉容器であると判断し第１のモータ４３を停止させる。ピペット１２が所定距離下降しても外力が作用しなければキャップなしの開放容器であると判断する。
【００３６】
＜ステップ２−１：密閉容器の場合のピペットの下降（突き刺し）＞
停止した第１のモータ４３をごくわずか逆方向に回転させピペット１２先端をキャップから離す。そして、駆動源７２を駆動し洗浄部を下降させ洗浄部６０下面で容器６８のキャップ６９を押圧保持する。第１のモータ４３への電力供給をストップし、第２のモータ８６を回転させる。第２の保持部７４は第１の保持部３０を押し下げることによりピペット１２を容器６８のキャップ６９に突き刺す（ピペット１２は専ら第２のモータ８６の力により下降する）。そして、液面検知回路３５からの液面検知情報、予め設定された最下点に到達したとの位置情報のいずれかの情報により第２のモータ８６は停止させられピペット１２も停止する。
【００３７】
＜ステップ２−２：開放容器の場合のピペットの下降＞
継続して第１のモータ４３及び第２のモータ８６を回転させて、第１の保持部３０を第２の保持部７４に当接させることなく下降させる（ピペット１２は第１のモータ４３の力により下降する）。そして、液面検知回路３５からの液面検知情報、外力検知回路５５からの外力検知情報、予め設定された最下点に到達したとの位置情報のいずれかの情報により第１のモータ４３は停止させられピペット１２も停止する。
【００３８】
＜ステップ３：サンプル液吸引＞
ピペット１２を吸引量に応じて所定距離下降させ、液体定量装置３７を動作させピペット１２先端の開口１８から血漿を所定量吸引する（５μｌから５００μｌまで）。なお、上記ステップ２−１において最下点到達によりピペット１２が下降停止した場合、ステップ２−２において外力検知又は最下点到達によりピペット１２が下降停止した場合は吸引すべき血漿がないということであるので液の吸引は行わずサンプル液なしとのエラーメッセージを出力する。
【００３９】
＜ステップ４−１：密閉容器の場合のピペットの上昇（引き抜き）＞
第１のモータ４３への電力供給をストップしたまま第２のモータ８６を逆回転させる。第２の保持部７４が第１の保持部３０を押し上げることによりピペット１２を容器６８のキャップ６９から引き抜く（ピペット１２は専ら第２のモータ８６の力により上昇する）。同時に洗浄部６０に洗浄液を供給し廃液を排出しピペット１２外壁を洗浄する。引き抜きが完了すれば洗浄部６０を上昇させ容器６８の保持を解除する。ピペット１２は初期位置に戻る。
【００４０】
＜ステップ４−２：開放容器の場合のピペットの上昇＞
第１のモータ４３、第２のモータ８６を逆回転させて、第１の保持部３０を第２の保持部７４に当接させることなく上昇させる（ピペット１２は専ら第１のモータ４３の力により上昇する）。同時に洗浄部６０に洗浄液を供給し廃液を排出しピペット１２外壁を洗浄する。ピペット１２は初期位置に戻る。
【００４１】
＜ステップ５：ピペットの後方移動＞
モータ９４を回転させ第１ユニット１０を後方移動させる。このことにより第１の保持部は第２の保持部からの係合から完全に解除される。また必要に応じてモータ９６を回転させ第１ユニットを横方向移動させてもよい。
【００４２】
＜ステップ６：ピペットの下降＞
第１の保持部３０は第２の保持部７４の係合が解除されているので、第１のモータ４３だけを回転させてピペット１２を所定量下降させる。
【００４３】
＜ステップ７：サンプル液吐出＞
液体定量装置３７を動作させピペット１２先端の開口１８から反応容器（不図示）内に血漿を所定量吐出する。
【００４４】
＜ステップ８：ピペットの上昇＞
第１のモータ４３を逆回転させてピペット１２を上昇させる。そしてピペット１２の内外壁を洗浄する。例えばモータ９４又はモータ９６によってピペット１２を図示しない洗浄容器へ移動し洗浄する。あるいはピペット１２内部通路１４に洗浄液を供給し洗浄部６０に洗浄液を供給しこれら廃液を洗浄部６０から排出しピペット１２内外壁を洗浄してもよい。
【００４５】
＜ステップ９：ピペットの前方移動＞
モータ９４を逆回転させ第１ユニット１０を前方移動させる。ピペット１２は初期位置に戻る。第１の保持部は第２の保持部と係合しうる状態になる。
＜ステップ１０：サンプルラックの移送＞
サンプラを駆動させサンプルラック６８を１容器分移動させて停止させる。そして、上記工程を順に行う。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の液体吸引装置は、液体を吸引する液体吸引管を下降させたときに液体吸引管に外力が作用するか否かによって容器識別を行っている。すなわち、栓体の有無を直接的に検知、判定しているので、判定ミスが起こりにくい。また、分析装置等にもともと設けられている液体吸引管や外力検知手段等の構成を利用しているので装置が複雑化、大型化しない。
【００４７】
また、判定結果に基いて液体吸引管を各状況に適する仕様で動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体吸引装置の概略構成図である。
【図２】本発明の液体吸引装置の一部切り欠き側面図である。
【図３】液体吸引管の先端部分の側面図である。
【図４】液体吸引管の先端部分の側断面図である。
【図５】従来の液体吸引管におけるゴムキャップ突き刺し時側面図である。
【図６】各種サンプル容器が装着されたサンプルラックの正面図である。
【符号の説明】
１０    第１ユニット
１１    第２ユニット
１２    液体吸引管（ピペット）
１６    斜めカット面
２０    管内壁端
３０    第１の保持部
３５    液面検知手段
３７    液体定量装置
４３    第１の駆動源（モータ）
５４    外力検知手段
６０    洗浄部
６８    サンプル容器
７４    第２の保持部
８６    第２の駆動源（モータ）
９２    制御部
【図１】
0003836609.tif 000002
【図２】
0003836609.tif 000003
【図３】
0003836609.tif 000004
【図４】
0003836609.tif 000005
【図５】
0003836609.tif 000006
【図６】
0003836609.tif 000007