JPH0367226B2

JPH0367226B2 -

Info

Publication number: JPH0367226B2
Application number: JP58137939A
Authority: JP
Inventors: Ei Baanzu Danarudo; Maagoshezu Maauin; Emu Kasadei Maikuru
Original assignee: Technicon Instruments Corp
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1982-07-30
Filing date: 1983-07-29
Publication date: 1991-10-22
Also published as: CA1214483A; US4526754A; EP0100588A1; JPS5946857A; AU1455083A; DE3370544D1; AU556011B2; EP0100588B1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、工業用試料又は生物学的試料のよう
な分析しようとする試料を導管を経て導入し、隔
離し、移送する装置に関する。

流動流れとしての液体試料を分析する自動分析
装置は、本出願人による米国特許第2797149号及
び同第2879141号の各明細書に記載してある。こ
の基本的装置では液体試料は回転台に位置させた
各容器から吸引し導管に送入する。各試料は、空
気区分により次の後続の試料から隔離される。通
常導管は、ガラス、ゴム又はポリ塩化ビニルで作
られる。水性液体試料は導管の内面を濡らすの
で、液体試料の残留物又は薄い被膜が導管に沿う
通過中に表面に付着する。この付着した液体膜は
一部は次の後続液体区分にまざりこの液体区分を
汚染する。この区分間の汚染を減らすのに種類の
手段が有効に利用されている。

本出願人による米国特許第3479141号明細書に
は、１連の水性液体試料を、先行試料の一部と後
続試料との混合（繰越し、すなわちキヤリーオー
バー）による各試料間の汚染を実質的に生じない
で流動流れとして処理する自動分析装置について
記載してある。このような装置では、液体試料に
混和しないで導管内壁を優先的に濡らす液体は、
担体流体と呼ばれ、後続の試料を導管に沿つて通
すのに使う。個個の試料は、不混和性液体中に包
囲され導管壁に接触しないで、試料残分が管壁に
付着しないで次の液体試料の汚染を防ぐようにす
る。個個の試料区分はシリコーンでよい不混和性
液体の流れに囲まれこの流れの中で流れる。各試
料区分の間に不混和性流体内に空気区分を設け次
次の試料区分が確実に合体しないようにする。

米国特許第4253846号明細書には、前記の米国
特許第3479141号明細書に記載してあるように各
別の液体試料区分を不混和性液体流れ内で導管に
沿つて運ぶ装置について記載してある。前記した
米国特許第3479141号明細書の場合と同様に不混
和性担体は、この装置に沿つて通す各試料区分を
十分に包囲する。このような装置では次次の液体
試料を導管の一部に沿つて通す際にこれ等の液体
試料に試薬を選定した基準で注入し各試料と反応
させる。本出願人による米国特許第4259291号明
細書には、試料を導入し、希釈剤を後で加えるガ
ス及び液体の交互の区分の流れを生成する方式を
示してある。

前記した各装置では液体試料を導管に沿つて移
送する。しかしこのような装置の全導管長さは通
常約10ftより長くない。又このような装置は、分
析しようとする液体試料を通常専門家が種種の源
又は患者から前もつて集めておき、連続流れ装
置、たとえば各試料をこの装置内に逐次に吸引す
る割出し回転台に導入するように単一の場所に持
来たすようにする。このような試料を集めること
は、費用及び時間がかかるだけでなく、又試料識
別に関して人的誤りのものになる。

従つて臨床的又は工業的の環境のどちらでも、
人が介在しないで遠隔の場所から中央に位置する
分析場所に試料を集めて移送する信頼性の高い安
価な方法が必要である。又監視のために製造設備
を通じ種種の工業的処理の場合と同様に、工業材
料の試料を中央に位置する分析場所で分析するこ
とにより１個所又は複数個所の遠隔の場所を周期
的に監視できることが有利である。従来はこのよ
うな遠隔の場所ごとに分析場所を設ける必要があ
る。本発明は、このような要求に対応し複数の遠
隔の場所に役立つことのできる単一の集中分析場
所を提供するものである。

本発明によれば連続流れ系に沿つて移送する試
料の次次の区分間の汚染を、導管壁に不混和性流
体の薄い被膜を被覆することによつて防ぐ。液体
又はガス状の試料は、導管の膜又は被覆に沿つて
流れる担体流れで運ぶ。この担体流れは、相互に
直接接触して不混和性流体により包まれない交互
の順序のガス区分及び液体区分である。不混和性
流体は、移送しようとする試料に対し化学的に不
活性である。個個の試料は、分析装置に含め又は
協働させた受入れ場所から選定した時間に互に間
隔を隔てたたとえば遠隔の選定した位置で導管に
沿い導入することができる。本発明で考える遠隔
の場所は少くとも120ないし150yd（ヤード）であ
る。得られる流量は1ft／sec又はそれ以上までで
ある。

本発明は受取り場所に位置する少なくとも１つ
の分析装置内で分析しようとする複数の液体試料
を、担体流れで移送する、液体試料移送装置にお
いて、 (イ) 内面を持つ導管と、 (ロ) 前記担体流れと、前記複数の液体試料とに不
混和性であり、前記導管の内面を優先的に濡ら
す第１の液体の連続被覆を、前記導管の内面に
形成し維持する、形成維持装置と、 (ハ) 前記連続被覆に不混和性である第２の液体の
区分と、気体区分とを交互の順序にした流れか
ら成り、前記第１の液体によつて中断されない
前記担体流れを形成して前記導管を通過させ
る、形成通過装置と、 (ニ) 前記導管に沿う互いに間隔を置いた場所に配
置され、前記担体流れの前記気体区分のうちの
選択された気体区分に交差するように、前記選
択された気体区分内に前記液体試料を導入す
る、複数の液体試料導入装置と、 (ホ) 前記選択された気体区分の通過を検出して、
この通過に応答して各信号を発生するように、
前記各液体試料導入装置と協働し、前記各液体
試料導入装置の上流に配置された気体区分検出
器を持つ検出装置と、 (ヘ) 前記担体流れを受取り、この担体流れに導入
された前記複数の液体試料を、前記少なくとも
１つの分析装置で分析するように、前記導管と
連通し、前記複数の液体試料導入装置から間隔
を置いて位置し、前記少なくとも１つの分析装
置を備えた前記受取り場所と、 (ト) 前記気体区分検出器からの信号を受取り、こ
の信号に応答して前記選択された気体区分に交
差するように前記液体試料を導入するために、
前記複数の液体試料導入装置を制御する制御装
置と、を備えた、液体試料移送装置にある。

又本発明は、分析装置内で分析しようとする複
数の水性の液体試料を、担体流れで移送する、液
体試料移送装置において、 (イ) 内面を持つ導管と、 (ロ) この導管の内面上にふつ化炭化水素の連続被
覆を形成し維持する形成維持装置と、 (ハ) 前記導管に沿う前記ふつ化炭化水素の連続被
覆と不混和性の水性の液体区分と、空気区分と
の交互の区分から成り、前記ふつ化炭化水素に
よつて中断されない前記担体流れを形成し通過
させる形成通過装置と、 (ニ) 前記導管に沿う互いに間隔を置いた場所にお
いて、前記ふつ化炭化水素の連続被覆を貫いて
前記担体流れの選択した前記空気区分内に複数
の前記水性の液体試料を導入する、複数の液体
試料導入装置と、 (ホ) 前記複数の水性の液体試料を分析する光度計
を持ち、前記担体流れを受取るように、前記導
管に連結された分析装置と、 (ヘ) 前記形成通過装置と、前記分析装置との間に
おいて、前記導管に沿つて配置した、少なくと
も１つの液体試料検出器と、前記選択された空気区分の通過を検出して、
この通過に応答して各信号を発生するように、
前記各液体試料導入装置に協働し、この各液体
試料導入装置の上流に配置した空気区分検出器
と、を持つ検出装置と、 (ト) 前記導管を通過する、前記連続被覆を形成す
るふつ化炭化水素を回収する回収装置と、 (チ) 前記空気区分検出器から信号を受取り、この
信号に応答して前記選択した空気区分に交差す
るように、前記水性の液体試料を導入するため
に、前記液体試料導入装置を制御する制御装置
と、を備えた、液体試料移送装置にある。

したがつて、この出願の各発明によれば、高価
な不混和性液体の使用量を減らすことによつて、
安価な液体試料移送装置を提供できる。

以下の説明で分りやすいように特殊な用語を使
つているが、これ等の用語は例示のために選んだ
特定の実施例だけに引用したもので本発明の範囲
を限定するわでけはない。

本発明移送装置は、各液体試料を導管に沿い複
数の遠隔の場所から前記した米国特許第3479141
号明細書に記載してあるような連続流れ分析装置
に運ぶのにとくに適当である。液体試料は、工業
用液体、たとえば食品、飲料、医薬品及び工業用
薬品の製造に使うような発酵容器からの試料でよ
く、又は血液、血清、尿、脳せき髄液、組織培養
上澄液及び類似物でもよい。各液体試料は、不混
和性液体の被膜を被覆され水性担体流れを沿つて
通す導管の長手に沿い選定した時間に互に異る位
置で導入する。所望によりこのような試料は管壁
及び不混和性被覆を経て直接導入してもよい。こ
の被覆はほぼすぐにもとにもどる。

以下本発明による液体試料移送装置の実施例を
添付図面について詳細に説明する。

第１図に示すように本発明移送装置は試料移送
に連続流れ法を適合させる。担体液体たとえば水
の連続流れは、本移送装置に蠕動ポンプ１０（破
線で示してある）のポンプ管５ａを経てたとえば
30ml／min又はそれ以上の割合で導入される。ポ
ンプ管５ａの出口は導管２０に連結してある。ポ
ンプ管５ｂを経て空気を連続的に通す。蠕動ポン
プ１０は米国特許第3306229号明細書に記載して
あるようなエア・バー（air−bar）装置を備えて
いる。このエア・バーは、ポンプ管５ｂを締付け
る刃先の丸いブレードであり、ポンプ１０の作動
と同期する規則正しい間隔で導管２０内への気泡
の導入を制御し、交互の順序の空気区分及び水区
分を形成する。このようにして均等な水区分容積
が得られる。正常な大気圧のもとでの気泡の容積
は約17μであり、水区分は500μであり、導管
２０の内径は約0.5ないし約1.5mmである。導管２
０は、たとえばポリテトラフルオルエチレンで形
成される。

このようにして形成した担体流れは、不混和性
流体を導管２０に送給するように制御装置８０に
より制御される分与器２５を経て流れ、導管２０
の内面に不混和性流体の連続膜を形成して保持す
るようにする。不混和性膜がひとたび形成される
と、分与器２５は、不混和性流体を導管２０に間
欠的に又は連続的にこのような膜を保持するのに
十分な割合で送給する。担体流れのガス区分及び
液体区分間の境界面は、いわゆる塗料ブラシ効果
を伴つてこの境界面と共に不混和性液体の帯状部
を運ぶ。この帯状部は不混和性液体を広げて導管
２０の内壁を被覆する。シリコーン又は液体ふつ
化炭素は、導管がテトラフルオルエチレン重合体
のようなふつ化炭化水素重合体から成る場合に適
当な不混和性液体膜材料である。スクワレンのよ
うな炭化水素油は、導管がポリプロピレンである
場合に適当な材料である。不混和性液体の被覆
は、移送しようとする水性試料及び水性担体流れ
を共に排除して内壁を優先的に濡らす。

導管２０に沿い複数の発酵槽４０Ａ〜４０Ｃを
位置させてある。これ等の発酵槽から各試料を同
様にして採取する。従つて本装置を発酵槽４０
Ａ、インゼクタ５０Ａ及び関連装置について述べ
ることにする。発酵槽４０Ａは、絶えず又は弁４
１Ａを介して試料供給管４５Ａに開かれる。弁４
１Ａは、試料SAが望ましいときに制御器８０か
らの命令によつて開かれる。試料SAは試料供給
管４５Ａを経てインゼクタ５０Ａに流れる。

光検出器３０Ａは、インゼクタ５０Ａのすぐ上
流側に位置し、光源３１及び光電池３３を備えて
いる。光検出器３０Ａは、空気−液体境界面の光
径路３２の通過を検知し制御器８０に信号を送
る。制御器８０はこの場合インゼクタ５０Ａを動
作させる。試料SAの精密に限定した量をインゼ
クタ５０Ａにより、空気区分及び水区分の通過に
同期して担体流れ内に導入する。インゼクタ５０
Ａとその試料SAを液体区分及び空気区分に注入
する際の動作との詳細はなお詳しく後述する。さ
らに制御器８０は、互いに異なるインゼクタ間の
動作のタイミングを調整し、後のすなわち下流側
のインゼクタが任意の上流側のインゼクタにより
注入した試料の通過中には確実に動作させられな
いようにする。これ等の発酵槽が互いにかなりの
距離を隔ててもよいのは明らかである。実際上こ
れ等の発酵槽は所望により各別の建物に設けても
よい。従つて試料は不当なポンプ作用圧力を使わ
ないで可能であるよりも一層長い距離にわたつて
移送することが望ましい場合がある。このような
場合には各インゼクタ５０Ａ〜５０Ｃに使うのと
同じ形式の弁（図示してない）を使い、試料区分
を含む流動流れの一部を選定し、この部分を第２
の担体流れの初めに挿入することができる。この
ようにして試料を移送する距離は制限なしに延ば
すことができる。

光検出器６０は、最後のインゼクタ５０Ｃの下
流側に位置し、光源６１及び光電池６３を備えて
いる。光検出器６０は、光径路６２を通過する試
料SAの各区分の前縁の通過を検知して制御器８
０に信号を送る。共に一様でない導入の順序及び
各時間が分るから、光検出器６０による制御器８
０への警報は、制御器８０が検出した試料区分の
供給された特定の発酵槽４０Ａ〜４０Ｃ関してこ
の検出試料区分を識別し、又この試料区分を分析
するように回収弁７０及び分析装置７５を制御す
るのに十分である。

回収弁７０は、通常担体流れを回収可能な廃液
溜めに廃液管７２に沿つて差し向ける。このよう
にして高価な不混和性液体（たとえばふつ化炭化
水素）を再使用のために利用することができる。
光検出器６０による試料SAの検出に応答して、
担体流れ回収弁７０は、導管２０に沿い流れを向
けて試料SAを含む担体流れの一部をよく知られ
ているようにして分析するために分析装置７５に
流す。制御器８０は又、試料を取つた特定の発酵
槽に対して分析装置７５により得られる成績を相
関させるのに使うことができる。従つて各発酵槽
４０Ａ〜４０Ｃの完全な記録が人が介在しないで
自動的に得られる。或は回収弁７０は、分析装置
に実質的に連結してない収集場所（図示してな
い）に流れを向けることができる。又回収弁７０
は複数の分析装置又は収集場所の任意のものに流
れを交互に向けることができる。

第２図に明らかなように導管２０内を流れる担
体流れは、互いに同じ６ポート弁であるインゼク
タ５０Ａ〜５０Ｃの任意の１つを経て中断しない
で通る。インゼクタ５０Ａはこれ等のインゼクタ
を例示するために示してある。図示のように発酵
槽への試料供給管４５Ａは、発酵槽４０Ａ（図示
してない）から試料SAを受け試料入口ポート５
４A₁に連結してある。試料SAは、ポート５４A₁
からポート５４A₂，５４A₅，５４A₆を経て流れ
廃液管５６Ａを経て廃液溜めに出る。各ポート５
４A₂，５４A₅間の試料ループ５５Ａは約２mlな
いし約50mlの貯蔵容器を持つ。普通の場合と同様
にインゼクタ５０Ａは、流体の流量を制御するよ
うに弁スリーブ５２Ａ及び回転みぞ付き弁棒５３
Ａを備えている。各みぞ及び各ポートの内壁は移
送用の導管２０の内壁と同じポリテトラフルオル
エチレン材料から成つている。このような弁は、
とくに米国フロリダ州リビエラ・ビーチ33404の
ミルトン・ロイ・カムパニ（Milton Roy
Company）の実験室データ制御装置部門（ラボ
ラトリ・データ・コントロール・デイビジヨン）
から市販されている。

第３図は、試料SAを発酵槽４０Ａからインゼ
クタ５０Ａ内の受入れる状態（位置）から回動し
終つて、試料SAをインゼクタ５０Ａから移送用
の導管２０内に導入する状態（位置）に回動して
いる状態におけるインゼクタ５０Ａを示す。回転
みぞ付き弁棒５３Ａは約30゜の角度だけ回動して
示してある。このようにして試料及び担体流体の
移動は、なお詳しく後述するように試料ループ５
５Ａを導管２０に連結する状態へのこの瞬間的転
移中には阻止される。

引続いて第４図のインゼクタ５０Ａは回転みぞ
付き弁棒５３Ａは60゜の角度だけ回動し試料ルー
プ５５Ａを導管２０に連結して示してある。すな
わち試料ループ５５Ａ内の所定容積の試料SAが
導管２０に沿い担体流れ内に導入する。図示の弁
位置では試料供給管４５Ａから送給する試料SA
は、ポート５４A₁からポート５４A₆に直接そし
て廃液管５６Ａを経て廃液溜めに流れる。又は所
望により試料は発酵槽にもどしてもよい。

第５図は空気区分Ａ及び水区分Ｗから成る担体
流れの導管２０の一部を経て矢印により示した方
向に流れる状態を示す。導管２０の内面はふつ化
炭化水素の膜下を被覆される。導管２０はポリテ
トラフルオルエチレン管から形成してある。試料
SAは、水区分Ｗ内で移送され、このようにして
試料SA及び水区分Ｗの相対液体容積にもとづい
て既知の程度に希釈される。水区分Ｗ及び試料
SAに次で不混和性空気区分Ａが続く。空気区分
Ａは、中断する又は介在するふつ化炭化水素膜下
が存在しない場合でも液体区分を後続の液体区分
から別個に保つ。図示のように試料を含む液体区
分は通常、試料を含まない液体区分と交互にな
る。

又第６図は導管２０を経て矢印により示した方
向に流れる担体流れの空気区分Ａ及び水区分Ｗを
示す。又導管２０の内面はふつ化炭化水素膜下を
被覆してある。導管２０はポリテトラフルオルエ
チレン管から形成してある。試料SAは、空気区
分Ａに交さするように導入して、試料導入点を囲
む再分割した２つの空気区分A′，A″を形成する。
すなわち交ささせようとする空気区分Ａは、イン
ゼクタ５０Ａの上流側及び下流側でインゼクタ５
０Ａを横切つて導管２０の少くとも小部分内に延
びるのに十分なだけ長いことが必要がある。空気
区分Ａの再分割した区分A′，A″は試料SAを物質
移送装置内で他の区分から別個に保つ。

以上本発明をその実施例について詳細に説明し
たが本発明はなおその精神を逸脱しないで種種の
変化変型を行うことができるのはもちろんであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明移送装置の好適とする実施例の
配管図、第２図は発酵槽からインゼクタ内部に試
料を受ける第１図のインゼクタの状態を示す拡大
横断面図、第３図は発酵槽からインゼクタ内部に
試料を受ける状態から回動し終り試料をインゼク
タ内部から移送導管内に導入する状態に回動して
いるインゼクタ状態を示す拡大横断面図、第４図
はインゼクタ内部から移送導管内に試料を導入す
るインゼクタ状態を示す拡大横断面図、第５図は
導管内面の不混和性流体膜と空気及び液体の交互
の区分から成る中断されない担体流れとを液体区
分内で移送する試料と共に示す移送導管の軸断面
図、第６図は導管内面の不混和性流体膜と空気及
び液体の交互の区分から成る中断されない担体流
れとを空気区分の再分割した２部分間に位置させ
た移送試料と共に示す移送導管の軸断面図であ
る。１０……ポンプ、２０……導管、５０Ａ……イ
ンゼクタ、７５……分析装置、Ｆ……連続膜、
SA……試料。

Claims

【特許請求の範囲】１受取り場所に位置する少なくとも１つの分析
装置内で分析しようとする複数の液体試料を、担
体流れで移送する、液体試料移送装置において、 (イ) 内面を持つ導管と、 (ロ) 前記担体流れと、前記複数の液体試料とに不
混和性であり、前記導管の内面を優先的に濡ら
す第１の液体の連続被覆を、前記導管の内面に
形成し維持する、形成維持装置と、 (ハ) 前記連続被覆に不混和性である第２の液体の
区分と、気体区分とを交互の順序にした流れか
ら成り、前記第１の液体によつて中断されない
前記担体流れを形成して前記導管を通過させ
る、形成通過装置と、 (ニ) 前記導管に沿う互いに間隔を置いた場所に配
置され、前記担体流れの前記気体区分のうちの
選択された気体区分に交差するように、前記選
択された気体区分内に前記液体試料を導入す
る、複数の液体試料導入装置と、 (ホ) 前記選択された気体区分の通過を検出して、
この通過に応答して各信号を発生するように、
前記各液体試料導入装置と協働し、前記各液体
試料導入装置の上流に配置された気体区分検出
器を持つ検出装置と、 (ヘ) 前記担体流れを受取り、この担体流れに導入
された前記複数の液体試料を、前記少なくとも
１つの分析装置で分析するように、前記導管と
連通し、前記複数の液体試料導入装置から間隔
を置いて位置し、前記少なくとも１つの分析装
置を備えた前記受取り場所と、 (ト) 前記気体区分検出器からの信号を受取り、こ
の信号に応答して前記選択された気体区分に交
差するように前記液体試料を導入するために、
前記複数の液体試料導入装置を制御する制御装
置と、を備えた、液体試料移送装置。２前記成形通過装置に、ほぼ均等な容積の複数
の前記気体区分を、ほぼ均等な容積の複数の前記
第２の液体の区分と、規則正しい交互の順序にし
て通過させる装置を設けた、特許請求の範囲第１
項記載の液体試料移送装置。３前記形成維持装置に、前記担体流れの通過の
間に、前記導管に沿つて前記連続被覆を維持する
のに充分な割合で前記導管内にふつ化炭化水素を
導入する装置で設けた、特許請求の範囲第１項記
載の液体試料移送装置。４前記検出装置にさらに、前記受取り場所と協
働し、前記各液体試料導入装置と前記受取り場所
との間において前記導管に沿つて配置した液体試
料検出器を設けた、特許請求の範囲第１項記載の
液体試料移送装置。５前記各液体試料導入装置に、前記液体試料を
前記担体流れ内に導入するように、互いに間隔を
置いた各場所において、所定容積の液体試料ルー
プを含む弁装置を設けた、特許請求の範囲第１項
記載の液体試料移送装置。６前記検出装置にさらに、前記導管に沿う前記
液体試料の通過を検出する液体試料検出装置を設
け、この液体試料検出装置を、前記形成通過装置
と前記受入れ場所との間に配置した、特許請求の
範囲第５項記載の液体試料移送装置。７分析装置内で分析しようとする複数の水性の
液体試料を、担体流れで移送する、液体試料移送
装置において、 (イ) 内面を持つ導管と、 (ロ) この導管の内面上にふつ化炭化水素の連続被
覆を形成し維持する形成維持装置と、 (ハ) 前記導管に沿う前記ふつ化炭化水素の連続被
覆と不混和性の水性の液体区分と、空気区分と
の交互の区分から成り、前記ふつ化炭化水素に
よつて中断されない前記担体流れを形成し通過
させる形成通過装置と、 (ニ) 前記導管に沿う互いに間隔を置いた場所にお
いて、前記ふつ化炭化水素の連続被覆を貫いて
前記担体流れの選択した前記空気区分内に複数
の前記水性の液体試料を導入する、複数の液体
試料導入装置と、 (ホ) 前記複数の水性の液体試料を分析する光度計
を持ち、前記担体流れを受取るように、前記導
管に連結された分析装置と、 (ヘ) 前記形成通過装置と、前記分析装置との間に
おいて、前記導管に沿つて配置した、少なくと
も１つの液体試料検出器と、前記選択された空気区分の通過を検出して、
この通過に応答して各信号を発生するように、
前記各液体試料導入装置に協働し、この各液体
試料導入装置の上流に配置した空気区分検出器
と、を持つ検出装置と、 (ト) 前記導管を通過する、前記連続被覆を形成す
るふつ化炭化水素を回収する回収装置と、 (チ) 前記空気区分検出器から信号を受取り、この
信号に応答して前記選択した空気区分に交差す
るように、前記水性の液体試料を導入するため
に、前記液体試料導入装置を制御する制御装置
と、を備えた、液体試料移送装置。