(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側を対向させて配置された一対のシリンダと、前記一対のシリンダの内部にそれぞれ基端側から挿入された進退可能なピストンと、前記一対のシリンダの先端部間に配設され、ピストンの動作に応じて液が通過する仕切弁とを備え、前記仕切弁を介して前記一対のシリンダの内部が互いに連通しているとともに、一方のシリンダの先端側壁部にはピストンの動作に応じて液が出入りする複数の液出入口が形成され、他方のシリンダおよびピストンからなる構造体は測定セルとして構成されていることを特徴とする分析ユニット。
【請求項２】
仕切弁は、弾性材料からなる板材に液の通路となる切り込みを設けたものであることを特徴とする請求項１に記載の分析ユニット。
【請求項３】
一対のシリンダの内部にそれぞれ挿入されたピストンは、それぞれパルスモータにより駆動されることを特徴とする請求項１または２に記載の分析ユニット。
【請求項４】
一方のシリンダの内部に挿入されたピストンの先端部に先細りテーパ部を設け、一方のシリンダの内部の前記テーパ部に対応する箇所は該テーパ部と相応する形状としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の分析ユニット。
【請求項５】
他方のシリンダおよびピストンからなる構造体は、シリンダ内の液に光を入射させるとともにシリンダ内の液を透過した光を出射させる機能と、シリンダ内の液を加熱する機能またはシリンダ内の液に超音波を発振する機能とを有し、吸光度の測定セルとして構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の分析ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸光度測定等の測定を行うための分析ユニットに関し、さらに詳述すると、例えば試料や試薬の吸引、排出、計量、希釈、混合、加熱、加減圧、測定といった試料の分析に必要な複数の操作を１台で行うことができる分析ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、試料に１種または２種以上の試薬を加えて吸光度測定等の測定を行う手段の一例として、各液のタンクに、シリンダおよびピストンを備えたピストンポンプを、開閉バルブを備えた配管を介してそれぞれ接続し、上記各ピストンポンプにより各タンクから試料および試薬をそれぞれ吸引して容器に導入し、この容器で試料と試薬との混合および混合液の加熱を行った後、混合液を測定セルに供給することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の測定手段では、試料や試薬を入れた各タンクにそれぞれ開閉バルブを備えた配管を介してピストンポンプを接続するので、複数のピストンポンプや余分な配管、バルブが必要となり、部品数が多くなるため、測定装置が大型化し、測定装置が重くなり、装置コストが高くなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、例えば試料や試薬の吸引、排出、計量、希釈、混合、加熱、加減圧、測定といった測定に必要な複数の操作を１台で行うことができる小型、軽量、低コストの分析ユニットを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、先端側を対向させて配置された一対のシリンダと、前記一対のシリンダの内部にそれぞれ基端側から挿入された進退可能なピストンと、前記一対のシリンダの先端部間に配設され、ピストンの動作に応じて液が通過する仕切弁とを備え、前記仕切弁を介して前記一対のシリンダの内部が互いに連通しているとともに、一方のシリンダの先端側壁部にはピストンの動作に応じて液が出入りする複数の液出入口が形成され、他方のシリンダおよびピストンからなる構造体は測定セルとして構成されていることを特徴とする分析ユニットを提供する。
【０００６】
この場合、本発明の分析ユニットは、後述する実施形態に示すように、さらに好ましくは下記の分析ユニットとすることができる。
（ａ）仕切弁は、弾性材料からなる板材に液の通路となる切り込みを設けたものである分析ユニット。
（ｂ）一対のシリンダの内部にそれぞれ挿入されたピストンは、それぞれパルスモータにより駆動される分析ユニット。
（ｃ）一方のシリンダの内部に挿入されたピストンの先端部に先細りテーパ部を設け、一方のシリンダの内部の前記テーパ部に対応する箇所は該テーパ部と相応する形状とした分析ユニット。
（ｄ）他方のシリンダおよびピストンからなる構造体は、シリンダ内の液に光を入射させるとともにシリンダ内の液を透過した光を出射させる機能と、シリンダ内の液を加熱する機能またはシリンダ内の液に超音波を発振する機能とを有し、吸光度の測定セルとして構成されている分析ユニット。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。図１は本発明に係る分析ユニットの一実施形態を示すもので、本例の分析ユニットは吸光度測定用の分析ユニットとして構成されている。
【０００８】
本例の分析ユニット２において、４は第１シリンダ（一方のシリンダ）、６は第２シリンダ（他方のシリンダ）を示す。これら第１シリンダ４および第２シリンダ６は、先端側を互いに対向させた状態で直列に配置されている。第１シリンダ４は金属、プラスチック、セラミックなどにより形成されている。第２シリンダ６は、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、アクリル樹脂などの透明な内側シリンダ８と、その外側に設けられた金属、プラスチック、セラミックなどからなる外側シリンダ１０とを有する。第１シリンダ４の内部空間部１４は第１シリンダ４を貫通し、第２シリンダ６の内部空間部３２は第２シリンダ６を貫通している。
【０００９】
図中１２は第１シリンダ４の内部空間部１４に基端側から挿入された進退可能な第１ピストンを示す。第１ピストン１２内には基端側から軸方向に沿ってネジ孔１６が形成されているとともに、このネジ孔１６にパルスモータの作動により回転するピストン送りネジ１８が螺合されており、ピストン送りネジ１８の回転２０によって第１ピストン１２が進退するようになっている。また、第１ピストン１２の先端部には円錐台形部（先細りテーパ部）２２が形成され、第１シリンダ４の内部空間部１４の対応する箇所も円錐台形になっている。さらに、第１ピストン１２の円錐台形部２２の先端部には耐圧リング２４が取り付けられ、円柱形部２６の先端部にはシールリング２８が取り付けられている。
【００１０】
図中３０は第２シリンダ６の内部空間部３２に基端側から挿入された進退可能な第２ピストンを示す。第２ピストン３０内には基端側から軸方向に沿ってネジ孔３４が形成されているとともに、このネジ孔３４にパルスモータの作動により回転するピストン送りネジ３６が螺合されており、ピストン送りネジ３６の回転３８によって第２ピストン３０が進退するようになっている。また、第２ピストン３０は全体が円柱形をなしており、その先端部にはシールリング４０が取り付けられている。なお、図中４２は前記内側シリンダ８と外側シリンダ１０との間に配置されたシールリングである。
【００１１】
図中４４は第１シリンダ４および第２シリンダ６の先端部間に配設され、第１ピストン１２、第２ピストン３０の動作に応じて液が通過する仕切弁を示す。この仕切弁４４は、両シリンダ４、６の先端開口部を閉塞するように配設されている。仕切弁４４は、図２に示すように、円形の弾性材料からなる板材（本例ではゴム板）４６の中央部に液の通路となる十字形の切り込み４８を設けたもので、この仕切弁４４を介して両シリンダ４、６の内部空間部１４、３２が互いに連通している。
【００１２】
第１シリンダ４の先端側壁部には、第１ピストン１２、第２ピストン３０の動作に応じて液が出入りする複数の液出入口５０が形成されている。これらの液出入口５０にはそれぞれ試料タンク、試薬タンク、排液タンク等のタンク５２が連結されている。なお、図中５４は液出入口５０とタンク５２とを連結する配管、５６は配管５４に介装された開閉バルブを示す。
【００１３】
第２シリンダ６の外側シリンダ８には、光源窓５８および該光源窓５８に対向する受光窓６０が径方向に沿って形成されている。そして、光源（図示せず）からの光を光源窓５８を通して第２シリンダ６内の液に入射させるとともに、第２シリンダ６内の液を透過した光を受光窓６０を通して出射させ、この出射光を受光素子（図示せず）で受光するようになっている。また、第２ピストン３０の先端部には、第２シリンダ６内の液を加熱する発熱体６２が埋設されている。以上により、第２シリンダ６および第２ピストン３０からなる構造体は、吸光度の測定セルとして構成されている。なお、発熱体６２に代えて、第２シリンダ６内の液に超音波を発振する振動体を設けてもよい。
【００１４】
本例の分析ユニットを用いて試料の吸光度を測定する手順は例えば下記のとおりである。
【００１５】
（１）図１に示した状態で、液出入口５０と試料タンクとの間のバルブを開、他のタンクとの間のバルブを閉とし、パルスモータの作動により第１ピストン１２を後退させる。これにより、図３に示すように、第１シリンダの内部空間部１４に試料液７０が導入される。
【００１６】
（２）図３に示した状態で、パルスモータの作動により第２ピストン３０を所定量後退させる。これにより、図４に示すように、仕切弁４４を通って第２シリンダの内部空間部３２に所定量の試料液７０が導入される。
【００１７】
（３）液出入口５０と排液タンクとの間のバルブを開、他のタンクとの間のバルブを閉とし、パルスモータの作動により第１ピストン１２を図１の状態まで前進させる。これにより、図５に示すように、第１シリンダの内部空間部１４内の試料液が排液タンクに排出される。この場合、第２シリンダの内部空間部３２には試料液７０が存在するため、第１シリンダの内部空間部１４内の試料液は第２シリンダの内部空間部３２に流入しない。
【００１８】
（４）液出入口５０と試薬タンクとの間のバルブを開、他のタンクとの間のバルブを閉とし、パルスモータの作動により第１ピストン１２を後退させる。これにより、第１シリンダの内部空間部１４に試薬が導入される。この場合、仕切弁４４の作用により、第２シリンダの内部空間部３２内の試料液７０は第１シリンダの内部空間部１４に流入しない。
【００１９】
（５）（４）の状態で、パルスモータの作動により第２ピストン３０を所定量後退させる。これにより、仕切弁４４を通って第２シリンダの内部空間部３２に所定量の試薬が導入され、第２シリンダの内部空間部３２には試料および試薬が入った状態となる。
【００２０】
（６）液出入口５０と排液タンクとの間のバルブを開、他のタンクとの間のバルブを閉とし、パルスモータの作動により第１ピストン１２を図１の状態まで前進させる。これにより、（３）と同様に第１シリンダの内部空間部１４内の試薬が排液タンクに排出される。
【００２１】
（７）２種以上の試薬を使用する場合には、上述した第２シリンダの内部空間部３２への試薬の導入操作を繰り返す。
【００２２】
（８）液出入口５０とタンクとの間のバルブを全て閉とし、第２ピストン３０を所定量前進させつつ第１ピストン１２を所定量後退させた後、第１ピストン１２を所定量前進させつつ第２ピストン３０を所定量後退させる。これにより、第２シリンダの内部空間部３２内の試料および試薬が仕切弁４４を通って第１シリンダの内部空間部１４に移行した後、この第１シリンダの内部空間部１４に移行した試料および試薬が仕切弁４４を通って第２シリンダの内部空間部３２内に戻り、この間に試料および試薬が十分に混合される。
【００２３】
（９）発熱体６２によって第２シリンダ６内の混合液を加熱反応させた後、光源からの光を光源窓５８を通して第２シリンダ６内の液に入射させるとともに、第２シリンダ６内の液を透過した光を受光窓６０を通して出射させ、この出射光を受光素子で受光することにより吸光度測定を行う。
【００２４】
（１０）第２ピストン３０を前進させつつ第１ピストン１２を後退させ、第２シリンダの内部空間部３２内の混合液を全て第１シリンダの内部空間部１４に移行させる。
【００２５】
（１１）液出入口５０と排液タンクとの間のバルブを開、他のタンクとの間のバルブを閉とし、パルスモータの作動により第１ピストン１２を図１の状態まで前進させる。これにより、（３）と同様に第１シリンダの内部空間部１４内の混合液が排液タンクに排出される。
【００２６】
上記動作により吸光度測定が行われる。ただし、上記動作は本例の分析ユニットの動作の一例であり、本例の分析ユニットは他の種々の動作によって測定を行うことが可能である。
【００２７】
以上のように、本例の分析ユニットは下記の利点を有する。
▲１▼吸光度測定に必要な複数の操作（試料や試薬の吸引、排出、計量、混合、加熱、測定など）を１台のユニットで行うことができる。
▲２▼部品数が少なく、小型、軽量、低コストである。
▲３▼仕切弁として、弾性材料からなる板材に液の通路となる切り込みを設けたものを用いたので、最小限の液溜まり構造となることから仕切弁が有効に機能する。
▲４▼ピストンをパルスモータにより駆動するので、ピストンを高精度で進退させることができる。
▲５▼第１ピストンの先端部に先細りテーパ部（円錐台形部）を設け、第１シリンダの内部空間部の対応する箇所も相応する形状としたので、第１ピストンを最も押し込んだ状態にすると、第２シリンダおよび第２ピストンからなる構造体（測定セル）の耐圧性が高くなる。そのため、測定時に第２シリンダの内部空間部内の混合液を高温に加熱することや、気泡体積を小さくすることができる。
▲６▼光学的な測定を行うガラス部（内側シリンダ）の汚れがピストンが動く毎に洗浄され、ガラス部を清浄に保持できることから、汚れの影響が少なくなる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、例えば試料や試薬の吸引、排出、計量、希釈、混合、加熱、加減圧、測定といった測定に必要な複数の操作を１台で行うことができる小型、軽量、低コストの分析ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分析ユニットの一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図１の分析ユニットの仕切弁を示す斜視図である。
【図３】図１の分析ユニットの動作状態を示す概略断面図である。
【図４】図１の分析ユニットの動作状態を示す概略断面図である。
【図５】図１の分析ユニットの動作状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２  分析ユニット
４  第１シリンダ
６  第２シリンダ
８  内側シリンダ
１０  外側シリンダ
１２  第１ピストン
１４  内部空間部
２２  円錐台形部
３０  第２ピストン
３２  内部空間部
４４  仕切弁
４６  弾性材料からなる板材
４８  切り込み
５０  液出入口
５２  タンク
５８  光源窓
６０  受光窓
６２  発熱体
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003801062.tif 000004
【図４】
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【図５】
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