JP2017009299A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分注プローブ外壁を洗浄する際、洗浄水吐出口からの液滴飛散り発生を抑えることが可能な洗浄水圧範囲に調整して行う必要があった。一方で上述したキャリーオーバーの抑制には洗浄水の吐出圧力を高くすることが有効である。液滴の飛散り頻度を上昇させること無く、洗浄水圧を向上させることを可能とし、キャリーオーバーをより減少させることができる洗浄水吐出口を提供する。【解決手段】第一第三洗浄液吐出口の先端を洗浄槽内の洗浄水排出口側に開いた構造にすることで、洗浄効率向上の為に分注プローブ外壁面の洗浄液吐出口の圧力を上昇させても、吐出開始前後、終了前後で洗浄液吐出口先端から飛散る液滴の発生頻度は上昇しない。別の表現をすれば、飛散防止カバー、減圧吸引ユニットなどを導入しなくても、簡易的な構造で液滴飛散りを抑制し、洗浄効率を向上させることができる。【選択図】図５

Description

本発明は、試料又は試薬等を分注する分注プローブを備えた自動分析装置、特にその分注プローブ洗浄方法に関する。

医療分野やバイオテクノロジー分野等においては、血液、血清、尿等の試料を試薬と反応させ、試料に含まれる特定の生体成分や化学物質等を検出する自動分析装置が用いられる。

こうした自動分析装置では、信頼性の高い検査の実現に向けて分析精度の更なる向上が図られている。例えば、分析に係る一連の工程の中で、試料や試薬を分注する分注プローブの洗浄が不十分な場合、分注プローブに残った吸着物質が次の試料等の分注時に遊離してその試料に混入する懸念がある。これを一般的にキャリーオーバーという。キャリーオーバーは測定結果に影響を及ぼす。

小児や高齢者が患者である場合には、少量しか試料が採取できない。また、患者の負担軽減や試薬使用量の削減のために、今後はさらに試料及び試薬の微量化が進み得る。

試薬、試料の全容量が減少することで、上記吸着物質の混入濃度が相対的に上昇し、キャリーオーバーが測定結果に及ぼす影響はより強くなってくる。従って、今まで以上に試料及び試薬の分注工程においてキャリーオーバーの抑制が重要視される。分注プローブの洗浄方法については、洗浄液によるものが種々提唱されている。

特許文献１に記載の装置では、試料や試薬を分注した分注プローブを洗浄槽へ移動させ、分注プローブ内の残液吐出、洗浄水吐出を行う。その後、洗浄槽に供えられた洗浄水吐出口より出ている洗浄水へ分注プローブを当てることで、分注プローブの外壁面を洗浄している。

国際公開第２０１２／１０５３９８号パンフレット（米国特許出願公開第２０１４／００３７５０３号明細書）

分注プローブ内外壁面の洗浄効率は洗浄水の吐出圧力に依存し、吐出圧力を高くすることで、洗浄効率の向上が見込める。従って、上述したキャリーオーバーの抑制には洗浄水の吐出圧力を高くすることが有効である。

特許文献１に記載の装置において、洗浄効率が足らず、許容される洗浄時間内で洗浄が十分に行えない場合、洗浄水吐出圧を上昇させる必要があると想定される。しかしながら、洗浄水吐出圧を上昇させることにより、吐出開始前後、終了前後で吐出口先端から液滴が飛散る可能性がある。そのような場合、液滴は洗浄液吐出口から様々な方向へ飛散る。特に洗浄槽の外へ飛び散った液滴については、分注プローブへの付着、反応液への混入、希釈を起こす可能性がある。従って、この飛散りを回避する為に、キャリーオーバーが起きず、液滴飛散が起きない範囲を見出して調整する必要がある。また、飛散防止カバー、減圧吸引ユニットが導入される場合もある。

本発明の目的は、液滴の飛散る可能性を上げることなく、洗浄水吐出圧を向上させることを可能とし、キャリーオーバーをより減少させることができる洗浄液吐出口を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、次のように構成される。

本発明による自動分析装置は、試料または試薬を分注する分注プローブと、前記分注プローブを洗浄する洗浄液を吐出する洗浄液吐出口を有する洗浄液吐出ノズルと、前記洗浄液吐出口の下方に設けられ前記洗浄液を排出する洗浄液排出口と、を有する洗浄槽と、を備え、前記洗浄液吐出口は、当該洗浄水吐出口先端の開口部が前記洗浄槽排出口または前記洗浄槽の側壁に向かい合うように開放された形状とする。

本発明によれば、洗浄液吐出口の形状を洗浄水排出口側に開いた構造にすることで、洗浄液吐出口から飛散する液滴の方向を洗浄水排出口側へ制限でき、洗浄効率向上の為に吐出圧を上昇させても、吐出開始前後、終了前後で吐出口先端から液滴が飛散る可能性は上がらない。その結果、洗浄槽の外へ飛び散った液滴の、分注プローブへの付着、反応液への混入、希釈を起こす可能性も上がらない。別の表現をすれば、飛散防止カバー、減圧吸引ユニットを導入せずとも、簡易的な構造で液滴飛散りを抑制し、洗浄効率を向上させることができる。

自動分析装置の全体構成図である。 試薬分注装置及びノズル洗浄装置を模式的に表した図である。 分注ノズルの洗浄手順を表したフローチャートである。 液滴の飛び散り原理を説明する図である。 第一の実施例による洗浄水吐出口形状の説明図である。 第二の実施例による洗浄水吐出口形状の説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

１．自動分析装置
図１は、本発明が適用される自動分析装置の一例の全体構成図である。以下、自動分析装置を例として説明するが、一般に洗浄液吐出口を有する装置であれば本発明を適用可能である。前述の通り自動分析装置ではキャリーオーバーの防止が必須であり、さらに高いスループットが要求されることから、本発明に係る洗浄ノズルを自動分析装置に適用することが好ましい。

図１において、自動分析装置１００は、ラック１０１を搬送するラック搬送ライン１１７、反応容器１０５を設置するインキュベータディスク（反応ディスク）１０４、試料分注チップや反応容器１０５を搬送する搬送機構１０６、試料分注チップや反応容器１０５を保持する保持部材１０７、反応容器１０５内の試料を攪拌する反応容器攪拌機構１０８、試料を分注、吐出する試料分注装置（試料分注機構）１０３、試薬容器１１８を設置した試薬ディスク１１１、試薬を分注・吐出する試薬分注装置（試薬分注機構）１１４、インキュベータディスク１０４及び検出ユニット１１６間で反応容器１０５を移載する反応容器搬送機構１１５、反応容器１０５内の反応液に含まれる特定の生体成分や化学物質等を検出する検出ユニット１１６、試薬分注装置１１４の試薬分注プローブ１２２（図２に示す）を洗浄するための試薬分注プローブ洗浄装置１１９及び各装置の動作を制御する制御装置１２０を備えている。

ラック搬送ライン１１７は、当該ラック搬送ライン１１７上の、所定の場所である試料分注位置までラック１０１を搬送する。試料分注位置とは試料分注装置１０３によって試料が分注可能な位置である。ラック１０１には、試料を保持する試料容器１０２を複数架設することができる。本実施例では、このように試料をライン搬送する構成を例示しているが、回転して試料を搬送するディスク状のものを設ける場合もある。

インキュベータディスク１０４は、複数の反応容器１０５を環状に設置する容器設置部を有している。インキュベータディスク１０４は図示しない駆動装置によって回転駆動され、試料分注装置１０３による分注位置等を含む各所定位置まで任意の反応容器１０５を移動させることができる。

搬送機構１０６は、ＸＹＺの３軸方向に移動可能であり保持部材１０７、反応容器攪拌機構１０８及びインキュベータディスク１０４の各所定箇所、並びに容器廃棄孔１０９及び試料分注チップ装着位置１１０の間で試料分注チップや反応容器を搬送する。

保持部材１０７は、未使用の反応容器１０５と試料分注チップを複数設置している。上記搬送機構１０６は、保持部材１０７の上方に移動し、下降して未使用の反応容器１０５を把持して上昇し、インキュベータディスク１０４の所定位置の上方に移動し、下降してインキュベータディスク１０４に反応容器１０５を設置する。

また、搬送機構１０６は、保持部材１０７の上方に移動し、下降して未使用の試料分注チップを把持して上昇し、試料分注チップ装着位置１１０の上方に移動し、下降して試料分注チップ装着位置１１０に試料分注チップを設置する。

試料分注装置１０３は、分注プローブ（図示せず）を回動及び上下方向に移動させる。試料分注チップ装着位置１１０の上方に分注プローブを回動移動させて降ろし、分注プローブの先端に試料分注チップを圧入して装着する。

試料分注チップを装着した分注プローブは、ラック１０１に載置された試料容器１０２の上方に移動して下降し、試料容器１０２に保持された試料を所定量吸引する。試料を吸引した分注プローブは、インキュベータディスク１０４の上方に移動して下降し、インキュベータディスク１０４に保持された未使用の反応容器１０５に試料を吐出する。試料吐出が終了すると、分注プローブは容器廃棄孔１０９の上方に移動し、使用済みの試料分注チップを容器廃棄孔１０９から廃棄する。

試薬ディスク１１１は、複数の試薬容器１１８が設置される試薬容器設置部を有する。試薬ディスク１１１の上部には試薬ディスクカバー１１２（図１は左部分を一部破断した図である）が設けられていて、試薬ディスク１１１の内部は所定の温度に保温される。試薬ディスクカバー１１２には、インキュベータディスク１０４側の部分に試薬ディスクカバー開口部１１３が設けられている。

試薬分注装置１１４は、試薬分注プローブ１２２（図２に示す）を水平方向に移動させる構成のものがあるが、本実施例では試料分注装置１０３と同じく試薬分注プローブ１２２を回転方向及び上下方向移動させる構成であってもよい。この試薬分注装置１１４は、試薬分注プローブ１２２を試薬ディスクカバー１１２の開口部１１３の上方に回転移動させて降ろし、試薬分注プローブ１２２の先端を所定の試薬容器１１８に挿入して所定量の試薬を吸引する。その際、試薬ディスク１１１においては、試薬分注プローブ１２２に吸引させる試薬を試薬ディスクカバー開口部１１３の下方位置に予め移動させてある。

また、試薬分注装置１１４には静電容量を用いた液面検知器１２１（図２に示す）が備わっている。液面センサ１２１は液面検知器とも称する。液面センサ１２１は、試薬吸引の際、試薬に対する試薬分注プローブ１２２の浸漬部が最小限（例えば試薬が必要量だけ吸引できる浸漬量）となるように試薬分注プローブ１２２の下降量が制御される。

試薬吸引後、試薬分注プローブ１２２は上昇してインキュベータディスク１０４の所定位置の上方に回転移動し、反応容器１０５に試薬を吐出する。その後、次回の試薬吸引工程に移行する前に、洗浄槽の上方に回転移動し、試薬分注プローブ１２２を洗浄する。

試料と試薬が吐出された反応容器１０５は、インキュベータディスク１０４の回転によって所定位置に移動し、搬送機構１０６によって反応容器攪拌機構１０８のところに搬送される。反応容器攪拌機構１０８は、反応容器１０５に対して回転運動を加えることで反応容器１０５内の試料と試薬を攪拌して混和する。攪拌の終了した反応容器１０５は、搬送機構１０６によって、インキュベータディスク１０４の所定位置に戻される。

搬送機構１１５は、試料分注装置１０３と同じく回転と上下移動が可能である。搬送機構１１５は試料と試薬の分注及び攪拌が終了しインキュベータディスク１０４に戻されて所定の反応時間が経過した反応容器１０５の上方に移動して下降し、反応容器１０５を把持して上昇し、回転移動によって検出ユニット１１６に反応容器１０５を搬送する。

なお、本実施例においては、検出ユニット１１６と搬送機構１１５を２つずつ設け、並列分析による分析処理効率の倍増が図られている。

以上で説明した各装置によるプロセス及び以下に説明する試薬分注プローブ洗浄動作は制御装置１２０によって実行される。制御装置１２０は、専用の回路基板によってハードウェアとして構成されていてもよいし、自動分析装置に接続されたコンピュータで実行されるソフトウェアによって構成されてもよい。ハードウェアにより構成する場合には、処理を実行する複数の演算器を配線基板上、または半導体チップまたはパッケージ内に集積することにより実現できる。ソフトウェアにより構成する場合には、コンピュータに高速な汎用ＣＰＵを搭載して、所望の演算処理を実行するプログラムを実行することで実現できる。このプログラムが記録された記録媒体により、既存の装置をアップグレードすることも可能である。また、これらの装置や回路、コンピュータ間は有線又は無線のネットワークで接続され、適宜データが送受信される。

２．試薬分注プローブ洗浄槽の構成
図２は試薬分注装置１１４及び試薬分注プローブ洗浄装置１１９を模式的に表した図である。

図２において、試薬分注装置１１４は、試薬分注プローブ１２２、移動装置１２３、分注シリンジ２００、及び液面検知器１２１を備えている。移動装置１２３は、鉛直な軸に一端が連結されたアームを備えていて、駆動装置（図示せず）によってアームを回動させアームの他端に垂設した試薬分注プローブ１２２を軸周りに回転移動させるとともに、他の駆動装置（図示せず）によってアームを上下動させることで試薬分注プローブ１２２を上下に移動させる。

分注シリンジ２００は、試薬分注プローブ１２２に接続していて、試薬分注プローブ１２２に試薬を吸い込んだり試薬分注プローブ１２２から試薬を吐出したりする。分注シリンジ２００とこの分注シリンジ２００及び試薬分注プローブ１２２を接続する管路には予圧液が吸引されている。

液面検知器１２１は、試薬分注プローブ１２２に接続されている。液面検知器１２１は静電容量によって試薬分注プローブ１２２を介して試薬や洗浄液の存在を検知する。例えば試薬分注プローブ１２２が試薬や洗浄液に触れると試薬や洗浄液の存在が液面検知器１２１によって検知される。なお、特に説明はしないが、試料分注装置１０３も試薬分注装置１１４と基本的に同様の構成である。したがって、以下の説明におけるノズル洗浄装置１１９は試薬分注プローブ、試料分注プローブのいずれを洗浄する場合にも利用することが可能である。

図２では、図１に示した試薬分注プローブ洗浄装置１１９の断面を示している。図２の第一第三吐ノズル２０１は、分注プローブ１２２が洗浄位置に移動した状態である。ノズル洗浄装置１１９は、洗浄槽１２４、第一第三洗浄液吐出口２０１、第二洗浄液貯留槽２０２、第一第三洗浄液供給装置（洗浄液供給機構）１２５、第二洗浄液供給装置１２６を備えている。

洗浄槽１２４は、インキュベータディスク１０４及び試薬ディスク１１１の間における試薬分注装置１１４の試薬分注プローブ１２２の軌道上に配置されている。この洗浄槽１２４は、試薬分注プローブ１２２に対して後述する第一洗浄ステップ、第二洗浄ステップ及び第三洗浄ステップをするための容器である。

この洗浄槽１２４内の第一第三洗浄位置には、上記第一第三洗浄液吐出口２０１が設けられ、第二洗浄位置には、第二洗浄液貯留槽２０２が設けられている。第一第三洗浄液吐出口２０１を通して、分注プローブを洗浄する洗浄液が吐出される。ほぼ中心部（分注プローブ１２２の下方、つまり、第一第三洗浄液吐出口２０１の下方）には排出口２０４を備えている。分注プローブ１２２から吐出される洗浄液は、排出口２０４に吐出され、排出口２０４を通して洗浄槽から排出される。洗浄水排出口２０４は、図示以外の場所の複数個所にも設けても良い。

第一第三洗浄位置、第二洗浄位置は試薬分注プローブ１２２の軌道上にインキュベータディスク１０４の試薬分注位置から試薬ディスク１１１の試薬吸引位置に向かってこの配置で並んでいる。図２において、試薬分注プローブ１２２を破線で表した位置が第二洗浄位置であり、第二洗浄位置の左側に試薬分注プローブ１２２を実線で表した位置が第一第三洗浄位置である。

なお、試薬分注プローブ１２２の第一第三洗浄位置は、同一位置を示すが、この第一第三洗浄位置において、第一洗浄ステップと第三洗浄ステップが実行されるため、第一第三洗浄位置と定義している。

第一第三洗浄位置は、第一第三洗浄液吐出口２０１から吐出した第一、第三洗浄液が、第一第三洗浄位置にある試薬分注プローブ１２２の外壁面にかかる位置である。第一第三洗浄液吐出口２０１は、本実施例では試薬分注プローブ１２２の移動を妨げない位置に設けられている。

第二洗浄液貯留槽２０２には、この第二洗浄液貯留槽２０２に第二の洗浄液を供給する第二洗浄液供給装置１２６が接続されている。第二洗浄液供給装置１２６は、第二洗浄液を収容するタンク２０６、送液シリンジ２０７、流路切換弁２０８及び電磁弁２０５を備えている。送液シリンジ２０７は、タンク２０６と管路を介して接続している。タンク２０６と送液シリンジ２０７とを接続する管路は、分岐して第二洗浄液貯留槽２０２に接続している。流路切換弁２０８は管路の分岐部に設けられていて、電磁弁２０５は流路切換弁２０８と第二洗浄液貯留槽２０２とを接続する管路に設けられている。流路切換弁２０８は送液シリンジ２０７の接続相手をタンク２０６及び第二洗浄液貯留槽２０２のいずれかに切り換える。

流路切換弁２０８を介してタンク２０６に接続した状態で送液シリンジ２０７が第二洗浄液を吸引し、流路切換弁２０８により送液シリンジ２０７の接続先を第二洗浄液貯留槽２０２に切り換えて、送液シリンジ２０７から第二洗浄液を吐出することによって、第二洗浄液貯留槽２０２に第二洗浄液が供給される。電磁弁２０５、流路切換弁２０８及び送液シリンジ２０７は制御装置１２０からの信号に従って動作する。

また、第一第三洗浄液吐出口２０１には、第一洗浄液及び第三洗浄液を供給する第一第三洗浄液供給装置１２５が接続されている。第一第三洗浄液吐出装置１２５は第二洗浄液供給装置１２６と同様な構成である。このため、簡略的に図示するとともに、その構成については説明を省略する。

３．洗浄手順
図３は制御装置１２０による試薬分注プローブの洗浄手順を表したフローチャートである。

図３に示すように、試薬分注プローブの洗浄工程は、第一洗浄ステップＳ１、第二洗浄ステップＳ２及び第三洗浄ステップＳ３の３つのステップを含んでいる。制御装置１２０は、試薬分注装置１１４及び試薬分注プローブ洗浄装置１１９を制御して第一、第二、第三洗浄ステップを実行する。以下、第一、第二、第三洗浄ステップについてそれぞれ説明する。

（１）第一洗浄ステップ
第一洗浄ステップでは、制御装置１２０は、試薬分注装置１１４の動作を制御して、インキュベータディスク１０４上の反応容器１０５に試薬を吐出させた後、移動装置１２３に信号を出力して試薬分注プローブ１２２を第一洗浄位置（第一第三洗浄位置）に移動させ、第一第三洗浄液吐口２０１付近の第一洗浄位置へ移動する。そして、制御装置１２０は、分注シリンジ２００及び第一第三洗浄液供給装置１２５に信号を出力し、試薬分注プローブ１２２から予圧液を吐出させるとともに、第一第三洗浄液吐口２０１から試薬分注プローブ１２２の外壁面に第一洗浄液をかける。つまり、試薬分注プローブ１２２内から予圧液を吐出することで試薬分注プローブ１２２の内壁面を洗浄し、試薬分注プローブ１２２の外壁面に第一洗浄液をかけることで試薬分注プローブ１２２の外壁面を洗浄する。

この第一洗浄ステップにおける試薬分注プローブ１２２の内壁面の洗浄及び外壁面の洗浄はどちらが先でも良く、また同時であっても良い。第一洗浄位置で試薬分注プローブ１２２の外壁面にかけられた第一洗浄液は、洗浄水排出口２０４を介して洗浄槽１２４から排液タンク（図示せず）に排出される。

（２）第二洗浄ステップ
第一洗浄ステップ終了後、第二洗浄ステップに手順を移すと、制御装置１２０は、移動装置１２３に信号を出力して試薬分注プローブ１２２を第二洗浄位置の第二洗浄液貯留槽２０２に移動させ、試薬分注プローブ１２２の先端を第二洗浄液に浸漬させる。

こうして試薬分注プローブ１２２を第二洗浄位置に移動させたら、制御装置１２０は、分注シリンジ２００に信号を出力して試薬分注プローブ１２２に第二洗浄液を吸引することで、試薬分注プローブ１２２の内壁面を洗浄する。

このとき、第二洗浄ステップの実行に伴う第二洗浄液貯留槽２０２の第二洗浄液の減少に応じて、制御装置１２０は、第二洗浄液供給装置１２６に信号を出力して第二洗浄液貯留槽２０２に第二洗浄液を補充する。つまり、分注プローブ１２２が吸引する洗浄液の量以上の量の洗浄液を第二洗浄液貯留槽２０２に補充する。

（３）第三洗浄ステップ
第二洗浄ステップ終了後、第三洗浄ステップに手順を移すと、制御装置１２０は、移動装置１２３に信号を出力して試薬分注プローブ１２２を第三洗浄位置（第一第三洗浄位置）の第一第三洗浄液吐出口２０１に移動させ、分注シリンジ２００及び第三洗浄液供給装置１２５に信号を出力し、試薬分注プローブ１２２から第二洗浄液を吐出して試薬分注プローブ１２２の内壁面を洗浄するとともに、試薬分注プローブ１２２の外壁面に第三洗浄液をかけて試薬分注プローブ１２２の外壁面を洗浄する。

第三洗浄ステップにおける第二洗浄液の吐出及び第三洗浄液の動作は、第一洗浄ステップにおける予圧液の吐出及び第一洗浄液の動作と同様である。この第三洗浄ステップにおける試薬分注プローブ１２２の内壁面の洗浄及び外壁面の洗浄はどちらが先でも良く、同時であっても良い。第三洗浄位置で試薬分注プローブ１２２の外壁面にかけられた第三洗浄液は、洗浄水排出口２０４を介して洗浄槽１２４から排液タンク（図示せず）に排出される。

具体的には、例えば、第二洗浄位置から第三洗浄位置への移動速度を遅らせる、第三洗浄位置に到達後第二洗浄液を吐出するタイミングを遅らせる、第二洗浄液を吸引後第二洗浄位置から第三洗浄位置に移動するタイミングを遅らせる等の動作の少なくとも１つにより実行することができる。

なお、上記第一〜第三洗浄ステップの少なくとも１つにおいて、液面検知器１２１を用いて洗浄液を検知することで洗浄液の吐出状態又は貯留状態が正常であることを判断することができる。例えば、液面検知器１２１から入力される信号を基に、制御装置１２０によって試薬分注プローブ１２２に洗浄液が触れていることを確認する。そして、第一〜第三洗浄ステップの全てが正常に実行されていることが制御装置１２０で確認されない場合、正常に実行されなかった洗浄ステップを報知する信号が表示装置や音声装置、印刷装置等の出力装置に制御装置１２０から出力されるようにすることができる。また、必要であれば第一〜第三洗浄ステップが正常に実行されている旨を報知する信号が表示装置や音声装置、印刷装置等の出力装置に制御装置１２０から出力されるようにすることもできる。

４．洗浄液吐出口
（１）洗浄液吐出口からの液滴飛散りメカニズム
図４は洗浄液吐出口からの液滴飛散りのメカニズムを示す。試薬吐出プローブは洗浄槽にてプローブ内流路、及び外側表面の洗浄を行う（図４（ａ））。水流停止時、慣性によって洗浄液吐出口先端から洗浄水の一部が余分に飛び出し、代わりに空気が入り込む（図４（ｂ））。吐出口内の洗浄水は、流路の中で暫くの間、洗浄液吐出口側と洗浄水供給側に対して振動を起こす。この振動中に洗浄水の一部が洗浄液吐出口の外に飛び出し、洗浄槽外へ飛散る事が有る（図４（ｃ））。洗浄液吐出圧が高い時、洗浄液吐出停止時の洗浄水の振動速度も高くなり、振幅も大きくなる。その結果、一時的に洗浄液吐出口の外に飛び出す洗浄水の体積が大きくなり、また、速度も高くなることで、洗浄液吐出口からの液滴飛散り発生頻度が高くなる。液面の振動速度が速い場合、空気が洗浄液吐出口内の洗浄水の液面に潜り込む事が有る。その結果、洗浄液吐出口先端内部の洗浄水で満たされている領域に空気層が形成される。または、振動停止後に吐出口先端内壁に残った液膜が表面張力によって集まり、新たな洗浄水層が形成される（図４（ｄ））。そして、次の動作サイクルで新たに洗浄水が吐出される際、新たに形成された洗浄水層が洗浄液吐出口先端から押し出され、次に空気層が吐き出される。洗浄水層が吐出される際、洗浄水層の移動によって、空気層と洗浄液吐出口内壁の間に新たに液膜が形成される。洗浄水層の吐出が終了し、空気層が吐出される際、この液膜が洗浄液吐出口先端で気泡となることがある。この気泡が破裂することによって、液滴が周囲に飛び散る。または、空気層に残った液膜が表面張力によって小さな液滴となり、空気層と一緒に吐出される。この時、小さな液滴は洗浄液吐出口内壁との表面張力と空気層の押し出される力のバランスにより、洗浄水が吐出される方向とは別の方向へ飛んでいくことがある（図４（ｅ））。洗浄液吐出圧が高い時、空気層の吐出速度も高くなるため、気泡破裂時の飛散り、小さな液滴の飛び散りの発生頻度は高くなる。

（２）第一の洗浄液吐出口形態による飛散り防止
次に、本実施例における第一の洗浄液吐出口形態について説明する。

図５は本実施例に係る自動分析装置に備えられた洗浄液吐出口の形状と効果の一例を説明した図である。

図５の例では洗浄液吐出口の開口面が洗浄水排出口側に向かい合うように開放されている。具体的には、洗浄槽の側面から見た場合、洗浄液吐出口先端が洗浄槽排水口に対して水平、あるいは洗浄槽の側壁側に傾いた形状をしている。つまり、洗浄水吐出口先端が洗浄槽排水口または洗浄槽の側壁に向かい合うように開口している。また、洗浄液吐出口先端は真正面(洗浄水吐出ノズルの軸方向)から見た場合、正円になっており、先端の開口面に対して鉛直方向から見た場合は楕円形になっている。（図５（ａ））。図５の例で示した洗浄液吐出口を用いて洗浄液吐出を行った場合、先端構造が洗浄水排出口側に開放されていることで、洗浄液吐出停止時の振動によって洗浄液吐出口から飛び出す一部の洗浄水が、洗浄水排出口側に向く。これにより液滴の飛び散り方向が洗浄水排出口側に制限され、洗浄槽外への飛び散りが抑制される（図５（ｂ））。また、同様に空気層吐出時の飛び散りも洗浄水排出口側に制限され、洗浄槽外への飛び散りが抑制される（図５（ｄ））。ある一例によれば、洗浄水は内径２〜４ ｍｍの洗浄液吐出口から流速 ３５０〜４５０ （ｍｍ／ｓｅｃ）で吐出される。特に洗浄液吐出停止後の洗浄水振動時に吐出口先端から洗浄水が飛び出し、吐出口先端の外側に付着しない範囲で水圧が調整されていた時、飛び散り防止効果が最大となる。

（３）第二の洗浄水吐出口形態による飛散り防止
次に、本実施例における第二の洗浄水吐出口形態について説明する。

図６は第二の実施例に係る自動分析装置に備えられた洗浄液吐出口の形状と効果を説明した図である。

図６の例が図５の例と相違する点は、洗浄液吐出口の先端部分がツバ状の構造をしている点である。具体的には、真正面(洗浄水吐出ノズルの軸方向)から見た場合、洗浄液吐出口の輪郭は正円となっており少なくとも有る一側面(（洗浄水吐出ノズルの軸に垂直な方向）から見た場合にノズル先端の輪郭線が非直線になっている。例えば図６の例では洗浄水吐出ノズルの軸に垂直な方向から見た場合にノズル先端の輪郭線はL字型になっている。また、この輪郭線が曲線状であってもよいし２段以上の階段形状となっている形状であってもよい。図６の例では、洗浄槽外側で吐出口先端が長く、洗浄水排出口側で短くなるように洗浄液吐出口を配置している。言い換えれば、ノズル軸方向から見た先端外周において、洗浄液吐出口の長さが洗浄槽排出口側より洗浄槽外側の方が長くなっている。この長くなっている部分をツバ部分と呼ぶ。ツバの長さは例えば３〜５ ｍｍである。ツバ部分は洗浄液吐出口の先端外周の１２０°以上を占める構造であることが望ましい。また、円筒部分の断面積とツバ部分を含む先端構造内壁部分の表面積の比は１：３〜４．３である。（図６（ａ））。尚、洗浄液吐出口の先端構造は洗浄液吐出口先端の一部を切削することで加工されても良いし、洗浄液吐出口と一体成型されてもよい。また、上述したようなツバ状の構造を有する部材を洗浄液吐出口の円筒部分に被せるように形成しても良い。

第二の実施例で示した洗浄液吐出口を用いて洗浄液吐出を行った場合、先端がツバ状の構造をしていることで、吐出停止後に吐出口から飛び出す洗浄水が出口長辺側の内壁に付着したまま、洗浄水排出口側に露出する形になる。別の表現をすれば、洗浄槽外側から見て、洗浄液吐出口先端は飛び出した洗浄水を隠す状態となる。その為、洗浄液吐出停止時に発生する飛び散りのうち、洗浄槽外側方向への飛び散りが起こらなくなり、洗浄水排出口側に制限される。別の表現をすれば、洗浄水排出口側にのみ洗浄水が飛び出すようになるため、洗浄槽外側への飛び散りは抑制される（図６（ｂ））。

また、前述のようにノズル先端に空気層が残る事がある（図６（ｃ））。図６の形状の洗浄液吐出口によれば、空気層吐出時の飛び散りでは、空気層吐出の際に生じる気泡が洗浄水排出口側に向かって膨張、破裂するため、洗浄槽外への飛散りは抑制される。最初の洗浄水層移動に伴って生じる空気層内の液滴は、洗浄液吐出口短辺側にある時、空気層の吐出と共に飛散りを起こすが、洗浄槽外側への飛散りはツバにより妨げられる。一方、液滴が洗浄液吐出口長辺側に付着している時、空気層の吐出に伴いツバ部分まで押し出される。しかしながら、反対方向である短辺側が開放されているため、ツバ部分では押し出される力が弱まり、飛散りに至らない。このような液滴は空気層吐出後に吐出される本流の洗浄水と共に吐出され、洗浄槽外側へは飛び散らない（図６（ｄ））。

図６の例では、図５の例と同様に、例えば洗浄水は内径２〜４ ｍｍの洗浄液吐出口から流速 ３５０〜４５０ （ｍｍ／ｓｅｃ）で吐出される。特に洗浄液吐出停止後の洗浄液振動時に吐出口先端から飛び出す洗浄水がツバ部分から飛び出さない範囲において、最大の飛び散り防止効果を示す。

（４）本実施例による液滴飛散りの付着、混入の防止と洗浄効率向上
洗浄効率向上の為に洗浄水圧を上げると、第一第三洗浄液吐出口２０１からの洗浄水飛散りも増加し、試薬分注プローブ１２２への洗浄水付着、または反応容器へ混入、希釈が発生する可能性がある。しかしながら、本実施例に述べた洗浄ノズルによれば、洗浄水飛び散り発生頻度を上げることなく洗浄水圧を上げることが可能となり、試薬分注プローブ１２２の洗浄効率を向上させることができる。

１００・・・自動分析装置、１０１・・・ラック、１０２・・・試料容器、１０３・・・試料分注装置、１０４・・・インキュベータディスク（反応ディスク）、１０５・・・反応容器、１０６・・・搬送機構、１０７・・・保持部材、１０８・・・反応容器撹拌機構、１０９・・・容器廃棄孔、１１０・・・試料分注チップ装着位置、１１１・・・試薬ディスク、１１２・・・試薬ディスクカバー、１１３・・・試薬ディスクカバー開口部、１１４・・・試薬分注装置、１１５・・・容器搬送機構、１１６・・・検出ユニット（検出部）、１１７・・・ラック搬送ライン、１１８・・・試薬容器、１１９・・・試薬分注プローブ洗浄装置、１２０・・・制御装置、１２１・・・液面検知器、１２２・・・試薬分注プローブ、１２３・・・移動装置、１２４・・・洗浄槽、１２５・・・第一第三洗浄水供給装置、１２６・・・第二洗浄水供給装置、２００・・・分注シリンジ、２０１・・・第一第三洗浄液吐出口、２０２・・・第二洗浄液貯留槽、２０４・・・洗浄水排出口、２０５、２０８、・・・電磁弁、２０６・・・タンク、２０７・・・送液シリンジ

Claims (9)

1. 試料または試薬を分注する分注プローブと、
   前記分注プローブを洗浄する洗浄液を吐出する洗浄液吐出口を有する洗浄液吐出口と、
   前記洗浄液吐出口の下方に設けられ前記洗浄液を排出する洗浄槽排出口を有する洗浄槽と、を備え、
   前記洗浄液吐出口は、当該洗浄水吐出口先端の開口部が前記洗浄槽排出口または前記洗浄槽の側壁に向かい合うように開放された形状である自動分析装置。
2. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   前記洗浄液吐出口の先端がツバ状の構造であって、
   当該ツバ状の構造は、前記洗浄液吐出口の軸方向から見た場合当該洗浄液吐出口の輪郭は正円であり、前記洗浄液吐出口の軸に垂直な方向であって前記洗浄液吐出口の側面から見た場合、当該洗浄液吐出口の輪郭は非直線状である自動分析装置。
3. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   前記ツバ状の構造は、前記洗浄液吐出口の軸に垂直な方向であって前記洗浄液吐出口の側面から見た場合、当該洗浄液吐出口の輪郭はＬ字型である自動分析装置。
4. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   前記ツバ状の構造は前記洗浄液吐出口の一部を切削して形成され、または前記洗浄液吐出口と一体成型されている自動分析装置。
5. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   前記ツバ状の構造は、当該ツバ状の構造を有する部材を前記洗浄液吐出口に取り付けることで形成される自動分析装置。
6. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   前記ツバ状の構造は、前記洗浄液吐出口の軸方向から見た前記洗浄液吐出口の先端外周において、前記洗浄液吐出口の長さが前記洗浄槽排出口の側より前記洗浄槽の外側の方が長い形状である自動分析装置。
7. 請求項６に記載の自動分析装置において、
   前記ツバ状の構造は、前記洗浄水吐出口の軸方向から見た前記洗浄液吐出口の先端外周のうち１２０°以上を占める部分において前記洗浄液吐出口の長さが前記洗浄槽排出口の側より前記洗浄槽の外側の方が長い形状である自動分析装置。
8. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   前記洗浄水吐出ノズルの円筒部分の断面積と、前記ツバ状の構造における前記洗浄液吐出口によって開口された内壁部分の表面積の比は１：３〜４．３である自動分析装置。
9. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   前記洗浄液吐出口の内径は２ｍｍ以上〜４ｍｍ以下であって、
   前記洗浄液吐出口からの前記洗浄液の流速が３５０ｍｍ／ｓｅｃ以上４５０ｍｍ／ｓｅｃ以下である自動分析装置。

Images