JPH04372862A - 自動分注装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定の試薬層を有する
化学分析スライド（以下、単にスライドと称する）上に
試料液を自動的に点着供給する自動分注装置に関するも
のであり、特にこの装置の吸引・吐出系内の気密性を検
出し得る自動分注装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液体試料中の特定の化学成分を定性的も
しくは定量的に分析することは様々な産業分野において
一般的に行なわれている操作である。特に血液や尿等、
生物体液中の化学成分または有形成分を定量分析するこ
とは生化学分野および臨床分野において極めて重要であ
る。

【０００３】近年、試料液の小滴を点着供給するだけで
該試料液中に含まれている特定の化学成分または有形成
分を定量分析することのできるドライタイプのスライド
が開発され（特公昭５３―２１６７７号、特開昭５５―
１６４３５６号等）実用化されている。これらのスライ
ドを用いると従来の湿式分析法に比して簡易且つ迅速に
試料液の分析を行なうことができるため、その使用は特
に数多くの試料を分析する必要のある医療機関、研究所
等において好ましいものである。

【０００４】このようなスライドを用いて試料液中の化
学成分等の分析を行なうには、試料液をスライドに計量
付着させた後、これをインキュベータ（恒温機）内で所
定時間恒温保持（インキュベーション）して呈色反応（
色素生成反応）させ、次いで試料成分とスライドの試薬
層に含まれる試薬との組み合わせにより予め選定された
波長を含む測定用照射光をこのスライドに照射してその
反射光学濃度を測定し、これにより、上記化学成分等の
定量的な分析を行なう。

【０００５】このような分析を行なう場合、スライドの
試薬層へ点着供給する試料液は所定量を正確に計量して
点着しなければならない。この試料液の量が所定量と異
なると反射光学濃度が異なり、上記分析精度も低下する
からである。このため、試料液の点着供給を行なうとき
に、所定量を正しく点着できるように、種々の分注装置
等が考案されている。このような分注装置は、例えば、
吸引・吐出ノズル先端にチップを取り付けこのチップ内
に所定量の試料液を吸引し、次いでこの所定量の試料液
をスライドの試薬層上に点着供給するようにしたものが
ある。このような分注装置においては、ピストン・シリ
ンダ機構等のポンプ手段を用いてチップ内に所定量の試
料液を吸引し、又これを吐出させるものが多い。このよ
うな分注装置を用いてチップ内への試料液の吸引および
試薬層への吐出を行なうには、まずチップ先端を試料液
内に挿入し、ピストン・シリンダ機構等によってチップ
内に所定量の試料液を吸引保持し、この後チップ先端を
スライドの試薬層上に位置せしめ、ピストン・シリンダ
機構等によってチップ内の試料液を試薬層上に点着供給
する。

【０００６】ところで、上述したようにポンプ手段によ
りチップ内に所定量の試料液を吸引する際にこの吸引・
吐出系内にエアリークが生じている場合には所定量より
も少ない試料液がチップ内に吸引されることとなる。し
たがってこのような場合には高精度の化学分析を行なう
ことが困難となる。

【０００７】上記吸引・吐出系内のエアリークは吸引・
吐出ノズルと先端チップとの嵌合部分において発生する
ことが多いが、その他ポンプ手段内、あるいはポンプ手
段から吸引体に到る間の弁部分等においても少なからず
発生する。

【０００８】このため、上記所定量の試料液を吸引する
のに先立ち、上記吸引・吐出系の気密性を検査してエア
リークがないことを確認する必要がある。

【０００９】従来、このような分注装置の気密性を検査
する技術としては、吸引・吐出ノズルの先端部分あるい
は、吸引・吐出ノズルの先端に嵌合したチップの先端部
分をゴムシート等に押しつけて通気路をふさぎ、この状
態でポンプ手段によるエア吸引またはエア吐出を行ない
、その圧力変化を測定し、その測定結果に基づきエアリ
ークの有無を判断していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来技術によっては、試料液と直接接触する吸
引・吐出ノズルの先端あるいはチップの先端がゴムシー
ト等の通気路密閉部材に押しつけられるため塵埃による
汚染や通気路の目づまりをおこすおそれがあった。

【００１１】これにより、その後吸引された試料液中に
塵埃が混入したり、試料液の吸引や吐出が正常に行なわ
れない等という不都合があった。

【００１２】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、装置内吸引・吐出系の気密性を検査する際に吸引
・吐出ノズルやチップの先端に塵埃が付着したり、通気
路が目づまりをおこしたりするおそれのない自動分注装
置を提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の自動分注装置は
、吸引体と組み合わせて装置吸引・吐出系内の気密性を
検出する凹部を有している。この凹部は、上記吸引体と
組み合わされた際にこの吸引体の肩部全周と密着する肩
部を有するとともに、その際に吸引体先端部とは非接触
となる底部を備えてなるもので、上記吸引体がこの凹部
と組み合わせられると、吸引体先端部はこの凹部により
密閉された状態となる。そして、この状態において吸引
手段により吸引・吐出系内が加圧または減圧され、この
後の圧力変化が圧力センサにより検出されるように構成
されている。

【００１４】すなわち、下端に吸引用開口を有する吸引
体と、該吸引体を上下動させる上下位置制御手段と、上
記上下位置制御手段によって上記吸引体が下動されて該
吸引用開口の周囲部が試料容器内の試料液に挿入された
ときに、上記吸引用開口を介して上記試料液を吸引する
吸引手段とからなる自動分注装置において、◆上記吸引
体を往復回動させる回動位置制御手段と、◆上記吸引体
の往復回動範囲の所定位置において該吸引体が下動され
たとき、該吸引体の肩部とその肩部の全周に亘って密着
する肩部を有するとともに該吸引体の吸引用開口の上記
周囲部とは非接触となる底部を有する気密性検出用凹部
と、上記吸引体が上記気密性検出用凹部と気密可能に組
み合わされた状態で上記吸引手段による該気密性検出用
凹部内の加圧もしくは減圧がなされたとき、上記吸引手
段から上記吸引体に到る通気系内の圧力変化の有無を検
出する圧力センサとを備えてなることを特徴とするもの
である。

【００１５】また、上記吸引体は、分注装置の吸引・吐
出ノズルをそのまま用いたものと、この吸引・吐出ノズ
ルの先端にチップを嵌合せしめてなるものとの両者を含
めるものとする。

【００１６】また、上記吸引体の肩部とは一般に吸引体
外形の段部を意味するが、その吸引体の外形断面が直線
状であってもその直線途中の所定位置をも意味するもの
とする。

【００１７】

【作用】上記構成によれば、吸引・吐出系内の気密性を
検査するため吸引体と気密性検出用凹部を組み合わせた
際に、試料液と直接接触する吸引体の先端部は装置内の
いずれの部分とも接触することがないのでこの吸引体先
端部に塵埃が付着したり吸引体の通気路が塵埃により目
づまりをおこしたりするおそれがない。

【００１８】これにより試料液中への塵埃の混入を防止
することができ、また、吸引体通気路の目づまりに伴な
う試料液の吸引および吐出不良等を防止することができ
る。

【００１９】また、上述したように非接触であるから、
１つのチップで試料の吸引、点着を複数回行なう場合に
もその途中でリークチェックを行なうことが可能となる
。

【００２０】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施
例について説明する。

【００２１】図４は本発明に係る一実施例の自動分注装
置５０を有する化学分析装置の一例を示す斜視図である
。 この化学分析装置は本体１０上にカートリッジ１１、イ
ンキュベータ２０、搬送・挿入手段４０（図５）および
自動分注装置５０を取り付けてなり、これらを本体１０
を覆うカバープレート１６を取り外して上方から見て示
すのが図５の平面図である。なお、図４に示すように、
本化学分析装置には、測定中における測定データ表示等
を行なうディスプレイ部１４，この表示等の操作のため
の操作キー１５および記録用の磁気ディスク挿入部１３
が設けられるが、図５ではこれらを省略して示している
。

【００２２】カートリッジ１１は未使用の化学分析スラ
イド１を複数枚重ねて収納し、この化学分析スライド１
は、押出しレバー１２により最下段のものから１枚ずつ
後方（図５の矢印Ａ方向）へ押出されるようになってい
る。このカートリッジ１１の右側方にはインキュベータ
２０が位置し、このインキュベータ２０内にはカートリ
ッジ１１内の最下段の化学分析スライド１と同一平面上
で右方に並んで化学分析スライド１を収納保持する複数
の収納室　２１，２１…　，２１が形成されている。こ
のインキュベータ２０の前方には収納室２１から排出さ
れる使用済みスライドを受け取る受け皿２９が配される
。また、インキュベータ２０の下方にはインキュベータ
２０の下面に対向して横方向（矢印Ｃ方向）に摺動自在
な反射光学濃度測定用読取りヘッド（図示せず）が配さ
れる。なお、この摺動はインキュベータ２０の下方に横
方向に伸びて配されたレール上を、例えばリニアモータ
等により駆動されてなされ、このレールはカートリッジ
１１の下面にまで伸びて読取りヘッドはカートリッジ１
１の下面と対向する位置まで摺動でき、カートリッジ最
下段の化学分析スライド１と対向できるようになってい
る。これによって、読取りヘッドによりインキュベータ
２０の各収納室２１内に収納されたスライド１の反射光
学濃度測定を行なうことができるのみならず、未使用ス
ライド１の反射光学濃度を測定するカブリ測光も行なう
ことができるようになっている。

【００２３】このインキュベータ２０はヒーター（図示
せず）を内蔵し、収納室　２１，２１…　，２１内に保
持された化学分析スライド１を恒温保持（インキュベー
ション）することができるようになっている。化学分析
スライド１は液体試料滴下用の円孔を有する枠内に、支
持体、試薬層、展開層をこの順に積層してなる乾式多層
フィルムを配してなり、このフィルム上に尿、血液等の
試料を所定量滴下し、これをインキュベータ２０内で恒
温保持して呈色反応させるものである。

【００２４】一方、インキュベータ２０の後方には、収
納室２１の入口開口２１ａ　と対向して横方向（矢印Ｃ
方向）に摺動自在な搬送・挿入手段４０が配される。こ
の摺動は横方向に伸びたレール４９上に載置された搬送
・挿入手段４０が、例えばリニアモータ等により駆動さ
れてなされるもので、インキュベータ２０のみならずカ
ートリッジ１１に対向する位置（図５の鎖線Ｘで示す位
置）まで摺動自在になっている。このため、カートリッ
ジ１１から押出しレバー１２により押出された化学分析
スライド１を、鎖線Ｘの位置に摺動した搬送・挿入手段
４０によって受け取り、これを所定位置まで搬送したり
、この後このスライド１を所定収納室２１内へ挿入した
りすることができるようになっている。

【００２５】この搬送・挿入手段４０の後方には、図５
において矢印Ｂで示すように回動自在な点着アーム５５
を備えた自動分注装置５０が配される。この点着アーム
５５はその先端にチップ５３が着脱自在となっており、
この先端が矢印Ｂ方向に回動して、本体１０上に置かれ
た試料容器回転台５２の上方に位置する吸引位置（図中
鎖線で示す位置）と、本体１０上のカバープレート１６
に形成された点着孔１９の上方に位置する点着位置（図
中実線で示す位置）との間を、移動自在となっている。 点着孔１９の下方には、搬送・挿入手段４０によってカ
ートリッジ１１から受け取られてレール４９上を搬送さ
れた後、試料液を点着させるための所定位置（図５で実
線Ｙで示す位置）に置かれたスライド１の試薬層が位置
するようになっており、点着位置においてはチップ５３
の先端は、このスライド１の試薬層の上方に位置する。 このため、吸引位置において、チップ５３内に試料容器
回転台５２内の試料液を所定量だけ吸引し、次いで点着
アーム５５を矢印Ｂ方向に回動させてチップ５３を点着
位置に位置せしめ、この後、スライド１の試薬層上に試
料液を点着供給させることができるようになっている。 この後、このスライド１をインキュベータ２０の空いて
いる収納室２１内へ挿入してインキュベーションさせ、
このときの光学反射濃度を読取りヘッドにより読取って
、試料液の化学分析を行なうことができる。なお、イン
キュベータ２０とカートリッジ１１との間には、読取り
ヘッドによる測光誤差の修正を行なわせるための基準濃
度板１７が設けられている。

【００２６】また、上記試料容器回転台５２は図６に示
す如く、複数種の試料容器６１を外周部円周上に、また
、この試料容器６１と同数本のチップ５３を中周部円周
上に、さらに気密性確認用凹部６３をその中心部に配設
してなるもので、点着アーム５５の一回の吸引点着操作
毎に所定角度ずつ回転する（矢印Ｄ方向）ようになって
いる。

【００２７】以上のように構成した化学分析装置の作動
について簡単に説明する。

【００２８】まず、カートリッジ１１の下面と対向する
位置に読取りヘッドが移動し、カートリッジ１１に重ね
て収納された化学分析スライド１のうちの最下段の化学
分析スライド１のカブリ測光がなされる。なお、読取り
ヘッドが移動の際、基準濃度板１７と対向し測光誤差の
修正がなされる。このカブリ測光がなされると、この化
学分析スライド１は押出しレバー１２によって、図５の
鎖線Ｘで示す位置に移動した搬送・挿入手段４０の上に
押し出され、これに保持される。搬送・挿入手段４０は
レール４９上を右方に移動し、点着位置の下方の位置（
実線Ｙで示す位置）へ移動する。次いで、点着アーム５
５が回転軸５５ａ　の回転により試料容器回転台５２の
方向（矢印Ｂ方向）へ回動し、チップ５３上の位置で停
止する。なお、点着アーム５５の先端の回動軌跡上に、
気密性確認用凹部６３およびチップ５３と試料容器６１
が配されるように位置せしめられる。

【００２９】この位置で点着アーム５５は下降し、点着
アーム５５先端の吸引・吐出ノズル５５ｄ（図１参照）
がチップ５３内に嵌入し、圧入される。この後、チップ
５３を先端に挿着された点着アーム５５は上昇し、回転
軸５５ａ　の回転により試料容器回転台５２の中心位置
である気密性確認用凹部６３まで回動し、この位置で下
降する。

【００３０】この気密性確認用凹部６３は、図１に示す
如く、試料容器回転台５２の基台２の中心部に形成され
た直径５ｍｍ、深さ１０ｍｍの円形穴３とその肩部分に
嵌め込まれた、例えばゴム製のＯリング４からなり、上
述したように点着アーム５５がこの気密性確認用凹部６
３の位置まで下降した際にはチップ５３ａ　の肩部がＯ
リング４とその全周に亘って密着するようになっている
。これにより、上記凹部６３は外部から密閉された状態
となり、これにより吸気・吐出系の気密性の検査を行な
うことが可能となる。 このとき吸引・吐出ノズル５５ｄ　に挿着されているチ
ップ５３ａ　の先端は気密性確認用凹部６３の底部から
浮いた状態となっておりこのチップ５３ａ　の先端はこ
の気密性の検査を行なう際にはいずれの部分とも接触す
ることがなく、これによりこのチップ５３ａ　の先端に
塵埃が付着したり通気路に目づまりが生じたりするのを
防止することができる。

【００３１】この気密性の検査は上述したようにチップ
５３ａ　と気密性確認用凹部６３が組み合わせられた後
、図７に示す吸引・吐出系がポンプ７１によって減圧も
しくは加圧状態とされ、この状態で所定の測定時間（数
秒〜十数秒の間）保持される。この吸引・吐出系には圧
力計７２が取り付けられており、ポンプ７１によって形
成された減圧もしくは加圧された圧力値が測定時間の経
過とともに変化するか否かが判断される。

【００３２】この判断は自動的に行なうようにしてもよ
いし、オペレータが目視することにより行なうようにし
てもよい。

【００３３】この検査により気密性に異常ありとされれ
ば、まず、エアリークの可能性が大きい吸引・吐出ノズ
ル５５ｄ　とチップ５３ａ　の嵌合がチェックされ、こ
れに異常がない場合は吸引・吐出系内の弁７３やポンプ
７１がチェックされる。

【００３４】上述した気密性の検査において気密性に異
常が認められなければ、点着アーム５５は上昇し、回転
軸５５ａ　の回転により試料容器６１の位置まで回動す
る。

【００３５】点着アーム５５が回動してこの試料容器６
１の位置までくると、点着アーム５５はこの位置で下降
し、チップ５３ａ　の先端が試料容器６１内の試料液中
に入れられる。この状態で前述したポンプ手段７１の吸
引が開始され、所定量の試料液がチップ５３ａ内に吸引
される。

【００３６】この後、点着アーム５５は上昇し、回転軸
５５ａ　の回転によりスライド１の配設位置まで回転す
る。

【００３７】次いで、点着アーム５５はこのスライド１
の配設位置において下降し、チップ５３ａ　がスライド
１の試薬層直上に位置せしめられる。このとき、上記ポ
ンプ手段７１によるエア吐出操作がなされ、チップ５３
ａ内の試料液がスライド１の試薬層上に点着供給される
。

【００３８】以上説明したようにして、試料液の一回の
点着、供給操作が終了する。

【００３９】次回の点着供給操作は新たなチップ５３ａ
　を用いて、新たな試料液について行なわれることとな
るから、今回使用されたチップ５３ａ　は廃棄され、ま
た、試料容器回転台５２は、今回使用された試料容器６
１とチップ６２に各々隣接する試料容器６１とチップ６
２が吸引・吐出ノズル５５ｄ　の軌跡８１上に位置する
まで回転せしめられる。本実施例では試料容器６１およ
びチップ６２が３６°の角度で等間隔に配設されている
ことから、試料容器回転台５２は一回の操作毎に３６°
ずつ回転せしめられることとなる。

【００４０】この後、搬送・挿入手段４０はレール４９
上を横方向（矢印Ｃ方向）に移動して、インキュベータ
２０の所定の収納室２１と対向し、この収納室２１内へ
スライド１が挿入される。インキュベータ２０内で恒温
保持（インキュベーション）されるスライド１は、収納
室の下方に移動した読取りヘッドにより照射光の照射お
よびその反射光学濃度が測定され、試料の化学分析がな
される。そして、これらの測定が完了するとこの化学分
析スライド１は搬送・挿入手段４０により収納室２１か
ら受け皿２９内に排出される。以下、上記作動を繰り返
すことにより、数多くの化学分析スライドによる化学分
析を自動的に且つ連続的に行なうことができる。

【００４１】なお、上述した点着アーム５５の上下動お
よび回転動は各々所定のプログラムに基づく上下動位置
制御手段（図示せず）および回動位置制御手段（図示せ
ず）により行なわれる。

【００４２】また、上記化学分析装置のフロントパネル
上には、図４に示す如くレベルゲージ７０を配設するの
が好ましい。

【００４３】すなわち、このような装置が水平でない場
所に置かれると、測定精度に影響を与えたり、装置トラ
ブルの原因となったりする。例えば、（１）　スライド
停止位置がずれ、試料液の点着位置もずれてしまい測定
値が変動する、（２）　スライド搬送時に搬送不良が発
生する、（３）　チップ自動装置時における装着ミスが
発生する等である。

【００４４】そこで、上記レベルゲージ７０により装置
が水平状態にあることを確認してから上述したような測
定を開始するようにするのが好ましい。

【００４５】以上、本発明の一実施例装置について詳細
に説明したが、本発明の自動分注装置としては上述した
実施例のものに限られるものではない。

【００４６】例えば、図２に示す如き形状をなす吸引・
吐出ノズル５５ｅ　およびチップ５３ｂ　を組み合わせ
る場合には、吸引・吐出ノズル５５ｅの先端付近に、ノ
ズル全周に亘る溝５５ｂ　を形成し、この溝５５ｂ　と
嵌合するようにＯリング５５ｃ　を嵌め合わせこれによ
り吸引・吐出ノズル５５ｅ　とチップ５３ｂ　の嵌合を
確実とし、両者の気密性を保持する。

【００４７】また、図３に示す如く、吸引・吐出ノズル
５５ｆ　の先端にチップを挿着しないで使用する場合に
は、検査も吸引・吐出ノズル５５ｆ　自体を気密性確認
用凹部６３に押しつけることにより行なう。この場合に
は、吸引・吐出ノズル５５ｆ　が金属で構成されるのが
一般的であることから、上述したＯリング４の代わりに
、例えば弾性を有するゴムシート５を円形穴３ａの肩部
の全周に亘って配設することにより、吸引・吐出ノズル
５５ｆ　を気密性確認用凹部６３に良好に密着せしめる
ことが可能となる。

【００４８】なお、上述した試料容器回転台５２に配設
する試料容器６１およびチップ５３の数としては必ずし
も上記実施例のものに限られず、状況に応じた適切な数
とすればよい。また、試料容器６１とチップ５３の数は
必ずしも一致する必要はない。

【００４９】また、上記気密性確認用凹部の配設位置と
しては、試料容器回転台５２内に限られず、例えば、こ
の試料容器回転台５２とスライド１の配設位置との間の
所定位置とすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る自動分注装置の一部を
示す概略図

【図２】本発明の他の実施例に係る自動分注装置の一部
を示す概略図

【図３】本発明のさらに他の実施例に係る自動分注装置
の一部を示す概略図

【図４】本発明の一実施例に係る自動分注装置を有する
化学分析装置を示す斜視図

【図５】図４に示す化学分析装置をカバープレートを取
り除いて示す平面図

【図６】本発明の実施例に係る自動分注装置の一部を示
す平面図

【図７】本発明の実施例に係る自動分注装置の吸引・吐
出系路を示す概略図

【符号の説明】

１　　　　スライド ３，３ａ　　　　円形穴 ４，５５ｃ　　　　　Ｏリング ５　　　　ゴムシート １０　　　　本体 １１　　　　カートリッジ １６　　　　カバープレート ２０　　　　インキュベータ ４０　　　　搬送・挿入手段 ５０　　　　自動分注装置 ５２　　　　試料容器回転台 ５３，５３ａ　，５３ｂ　　　　　チップ５５　　　　
点着アーム ５５ｄ　〜ｆ　　　　　吸引・吐出ノズル６１　　　　
試料容器 ６３　　　　気密性確認用凹部 ７１　　　　ポンプ手段 ７２　　　　圧力計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下端に吸引用開口を有する吸引体と、
   該吸引体を上下動させる上下位置制御手段と、上記上下
   位置制御手段によって上記吸引体が下動されて該吸引用
   開口の周囲部が試料容器内の試料液に挿入されたときに
   、上記吸引用開口を介して上記試料液を吸引する吸引手
   段とからなる自動分注装置において、上記吸引体を往復
   回動させる回動位置制御手段と、上記吸引体の往復回動
   範囲の所定位置において該吸引体が下動されたとき、該
   吸引体の肩部とその肩部の全周に亘って密着する肩部を
   有するとともに該吸引体の吸引用開口の前記周囲部とは
   非接触の底部を有する気密性検出用凹部と、上記吸引体
   が上記気密性検出用凹部と気密可能に組み合わされた状
   態で上記吸引手段による該気密性検出用凹部内の加圧も
   しくは減圧がなされたとき、上記吸引手段から上記吸引
   体に到る通気系内の圧力変化の有無を検出する圧力セン
   サとを備えてなることを特徴とする自動分注装置。