JPH0460460A - 分注装置の液体導入方法 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、生体細胞を含む試料中から被測定物質を抽出
し、その被測定物質を発光反応を利用して測定する物質
測定装置に使用される分注装置の液体導入方法に関する
ものである。

Ｂ０発明の概要 本発明は、円筒状のシリンダ部に嵌挿された円柱状のピ
ストン部に移動台を介して直動機構を連結し、シリンダ
部の先端に形成された結合部に切り換えバルブを介して
貯蔵タンクおよび送液管を連結してなる分注装置におい
て、切り換えバルブを切り換えて貯蔵タンク内の液体を
シリンジのシリンダ部内に吸引する吸引工程時に、直動
機構によりピストン部を引き出してシリンダ部内に液体
をシリンジの全容量に対して多く吸引し、切り換えバル
ブを切り換えてシリンダ部内の液体を測定系流通路等に
導入する導入工程前に、直動機構によりピストン部をシ
リンダ部の全容量目盛標線に一致する位置まで戻すこと
により、動力部と作用部間の機械的遊びを無くし、液体
導入の定量性を向上し得るようにしたものである。

Ｃ０従来の技術 一般に、下水処理場では、汚水を活性汚泥法により浄化
処理することが広く行われている。この活性汚泥法は、
まず下水や工場廃水等の汚水に含まれている浮遊物を沈
殿除去し、その後に有機性汚濁物質を各種の微生物に摂
取させ、浄化する方法である。このような活性汚泥法に
よる汚水処理プロセスにおいては、浄化に関与する微生
物濃度および活性度を把握することが最も重要である。

近年、微生物濃度の測定方法として、いろいろな測定方
法が研究されている。その中で、生体細胞中に存在する
アデノシン三りん酸（ＡＴＰ）を抽出して測定すること
により微生物濃度を推定する方法が注目されている。

生体細胞中には、生体のりん酸代謝およびエネルギー代
謝の役割を果しているＡＴＰが必ず存在し、死細胞中に
はＡＴＰが存在しないことが知られている。また、１個
の細胞中に存在するＡＴＰ量は、同一細胞では同一濃度
のＡＴＰが存在する。

従って、ＡＴＰが定量できれば、細胞の数および生細胞
か死細胞かの判定や細胞の活性度が測定できることにな
る。生物処理プロセスを正常に機能させる上で、微生物
の量と活性度を同時に知ることが不可欠であり、活性汚
泥中のＡＴＰを測定することは極めて有用である。

このようなことから、微生物の細胞中のＡＴＰを測定す
ることは、水処理１食品、医学等の様々な分野において
注目されている。特に、水処理分野においては、水を浄
化するために活性汚泥を用いているので、その微生物量
および活性度を迅速に測定することが重要であり、ＡＴ
Ｐは重要な指標と考えられる。

現在、細胞内や菌体内に存在する物質を定性的に測定す
る物質測定装置として、微生物等の生体細胞内からＡＴ
Ｐを抽出した抽出液を連続的に測定系流通路に流し、そ
の抽出液に発光試薬を混入させて発光反応を引き起こし
、その光情報を光学的手段で計測するＡＴＰ測定装置が
ある。

このＡＴＰ測定装置は第１図に示すような構成になって
いる。本図において、１は試料に抽出試薬および希釈液
を混合させて得た抽出混合液を、反応コイル２を介して
フローセル３に導く測定系流通路である。４，５はルシ
フェリンおよびルシフェラーゼ等の発光試薬を貯蔵する
発光試薬タンクである。発光試薬タンク４，５には、発
光試薬タンク４．５内に貯蔵された発光試薬を前記測定
系流通路１に所定量導入する発光試薬用シリンジ６．７
が切り換えバルブ８．９を介して連結されている。切り
換えバルブ８はマイクロプロセッサ等の制御を受けて切
り換えられ、発光試薬流通路１０ａ、１０ｂを連結し、
また発光試薬流通路１０ｂ、１０ｃを連結する。切り換
えバルブ９はマイクロプロセッサ等の制御を受けて切り
換えられ、発光試薬流通路１１ａ、Ｉｌｂを連結し、ま
た発光試薬流通路１１ｂ、ｌｌｃを連結する。

上記構成のＡＴＰ測定装置において、抽出混合液はキャ
リアー液により反応コイル２の直前まで導入され、−時
的に測定系流通路１内に滞留される。その後、この抽出
混合液に各シリンジ６．７から発光試薬が所定量導入さ
れる。これらの液は反応コイル２へ送液され、ここで抽
出混合液と発光試薬が混合されて生物発光が起こる。こ
の反応混合液の光情報は、フローセル３を介して検出器
１２により検出される。検出終了後にフローセル３内の
反応混合液は廃液流通路１３を通して廃液タンク１４へ
送液される。１５．１６は発光試薬流通路１０ｃ、ｌｌ
ｃを測定系流通路１に連結し、抽出混合液に発光試薬を
混合させる混合バルブである。

このＡＴＰ測定装置では、発光試薬の液量精度が測定精
度に大きな影響を与えるため、発光試薬を測定系流通路
１に導入する手段として液量精度の高いシリンジが採用
されている。

このシリンジを採用した分注装置としては、第２図およ
び第３図に示すように構成したものがある。第２図は分
注装置の概略的な構成を示す正面図、第３図は第２図の
Ａ−Ａ線断面図である。本図において、２１は容器や測
定系流通路に試薬等の液体を導入するためのシリンジで
、第１図の発光試薬用シリンジ６．７と同じである。こ
のシリンジ２１は、先端に円錐台形状の結合部２１ａを
有する円筒状のシリンダ部２１ｂと、このシリンダ部２
１ｂ内に液密に嵌挿した円柱状のピストン部２１ｃによ
り構成されている。シリンダ部２１ｂの後端外周縁には
、支持用フランジ部２１ｄが一体に形成されている。ま
た、ピストン部２１ｃの後端には、操作用フランジ部２
１ｅが一体に形成されており、その操作用フランジ部２
１ｅの中心にねじ穴が設けられている。

このシリンジ２１は、分注装置本体２２のシリンジ保持
板２３の板面に、シリンダ２１の外径とほぼ同径の取付
孔を一対有する上部シリンダホルダ２４と下部シリンダ
ホルダ２５により固定される。

前記下部シリンダホルダ２５に形成された取付孔の下方
開口周縁部には、支持用フランジ部２１ｄを嵌合させる
凹部が形成されている。また、シリンダホルダ２５の下
面には、支持用フランジ部２１ｄを挟持する押板２６が
ビス等により固定されている。

押板２６には、ピストン部２ＩＣを挿通ずる貫通孔が形
成されている。この貫通孔よりピストン部２１ｃを差し
込み、シリンダ部２１ｂにピストン部２１ｃを液密に嵌
合させる。

このピストン部２１ｃには、移動台２７を介して第３図
に示すような直動機構２８が連結されている。移動台２
７の自由端には、操作用フランジ部２１ｅを嵌合させる
凹部が形成されており、凹部の中心にはねじを挿入する
貫通孔が形成されている。この貫通孔よりねじを差し込
み、前記操作用フランジ２１ｅのねじ穴に螺合させて、
移動台２７にピストン部２１Ｃを固定する。

移動台２７の基端には、第３図に示すようにねじ孔が形
成されている。このねじ孔には、直動機構２８を構成す
る送りねじ棒２８ａが螺合されている。この送りねじ棒
２８ａは、ベアリング保持台２９に固定されたミニチュ
ア玉軸受２８ｂに回転自在に支持されている。この送り
ねじ棒２８ａの上端には、モーター台３０に設置された
ステッピングモーター２８ｃの主軸がカップリング２８
ｄを介して連結されている。

前記ベアリング保持台２９と底板３１との間には、一対
のガイドレール２８ｅが送りねじ棒２８ａに対して平行
に設置されている。移動台２７の基端に形成した貫通孔
に、一対のガイドレール２８ｅを貫通させる。

このように構成した分注装置によれば、ステッピングモ
ーター２８ｃを駆動して送りねじ棒２８ａを正転または
逆転させると、送りねじ棒２８ａおよび移動台２７に設
けられたねじ孔の螺合を通じて移動台２７が往復移動す
る。この移動台２７に追動してシリンジ２１のピストン
部２１ｃが往復移動する。

すなわち、第１図に示すＡＴＰ測定装置において、発光
試薬を測定系流通路１に所定量導入する場合、発光試薬
用シリンジ６．７をパルスジェネレータとステッピング
モーター２８ｃの組み合わせによる直動機構２８で駆動
することにより、発光試薬の液量を微妙にコントロール
することができる。

Ｄ１発明が解決しようとする問題点 従来技術に述べたように、シリンジ２１を直動機構２８
で駆動する分注装置においては、直動機構２８を用いて
シリンジ２１のピストン部２１ｃを引くもしくは押すと
いう動作をさせる際、第４図および第５図に示すように
動力部（モーター等）と作用部（ピストン部）の間の機
械的遊びが生ずる。第４図は液体を吸引するときの機械
的遊びの様子を模試的に表した分注装置の説明図、第５
図は液体を導入するときの機械的遊びの様子を模試的に
表した分注装置の説明図である。

第４図に示すように直動機構２８によりピストン部２１
ｃを引いて発光試薬等の液体をシリンダ部内に吸引する
際には、シリンジ２１の液量精度は問題にならない。

ところが、第５図に示すように直動機構によりピストン
部２１ｃを押してシリンジ２１内の発光試薬等の液体を
測定系流通路等に導入する際には、動力部と作用部間の
機械的遊びにより、導入工程時の始めにピストン部２１
ｃが動かない状態が起こる。このため、シリンジ２１の
液量精度が著しく低下し、測定精度に大きな影響を及ぼ
す問題がある。

本発明は、上記の問題点に着目してなされたもので、シ
リンジの液量精度を向上させて高精度の測定を可能にし
得る分注装置の液体導入方法を提供することを目的とす
る。

Ｅ０課題を解決するための手段 本発明の分注装置の液体導入方法は、上記の目的を達成
するために、円筒状のシリンダ部に嵌挿された円柱状の
ピストン部に移動台を介して直動機構を連結し、前記シ
リンダ部の先端に形成された結合部に切り換えバルブを
介して貯蔵タンクおよび送液管を連結してなる分注装置
において、前記切り換えバルブを切り換えて前記貯蔵タ
ンク内の液体を前記シリンダ部内に吸引する吸引工程時
に、前記直動機構により前記ピストン部を引き出して前
記シリンダ部内に液体を前記シリンジの全容量に対して
多く吸引し、前記切り換えバルブを切り換えて前記シリ
ンダ部内の液体を測定系流通路等に導入する導入工程前
に、前記直動機構により前記ピストン部を前記シリンダ
部の全容量目盛標線に一致する位置まで戻すことを特徴
とする。

Ｆ５作用 直動機構によりピストン部を引き出して液体をシリンジ
の全容量に対して多く吸引した後、直動機構によりピス
トン部をシリンダ部の全容量目盛標線まで押し戻すと、
移動台がシリンジのピストン部に押し付けられた状態に
保持されることから、分注装置の動力部と作用部間に機
械的遊びが無くなる。

Ｇ、実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

試料中に含まれる被測定物質を抽出し、この抽出液に発
光試薬を混合させて発光反応を起こし、この反応混合液
の光情報を光学的手法により測定する細胞内の物質測定
装置においては、試薬等を分注する手段として液量精度
の高いシリンジを採用している。このシリンジは、パル
スジェネレータとステッピングモーターの組み合わせに
よる直動機構で駆動させることにより、液量を微妙にコ
ントロールすることができる。

上述の物質測定装置としては、第１図に示すＡＴＰ測定
装置があり、このＡＴＰ測定装置に採用されたシリンジ
を駆動する手段としては、第２図および第３図に示す分
注装置がある。

第２図および第３図に示すような分注装置においては、
直動機構２８を用いてシリンジ２１のピストン部２１ｃ
を引くもしくは押すという動作をさせる際、動力部（モ
ーター等）と作用部（ピストン部）の間に機械的遊びが
生ずる。

本実施例では、分注装置の動力部と作用部間の機械的遊
びに起因する試薬導入の定量性を向上させるために、シ
リンジ２１のシリンダ部２１ｂ内に試薬等の液体を吸引
する吸引工程時に、発光試薬等の液体をシリンジ２１の
全容量に対して多く吸引し、液体を測定系流通路１に導
入する導入工程前に、直動機構２８によりシリンジ２１
のピストン部２１ｃ押し戻して、動作部と作用部間の機
械的遊びを吸収できるようにした。

次に、第１図のＡＴＰ測定装置の測定プロセスに基づい
て、本発明の液体導入方法を説明する。

なお、第１図に示すＡＴＰ装置に使用される発光試薬用
シリンジ６．７は、第２図および第３図に示す分注装置
のシリンジ２１と同じであることから、発光試薬用シリ
ンジ６．７をシリンジ２１に置き換えて説明する。

吸引工程では、切り換えバルブ８または９を発光試薬流
通路１０ａ、１０ｂ側または１１ａ、１１ｂ側に切り換
えた状態で、発光試薬タンク４゜５から発光試薬を発光
試薬用シリンジ６、　７　（２１）で吸引する。このと
き、スッテピングモータ−２８ｃを駆動して送りねじ棒
２８ａを所定の方向に回転させると、送りねじ棒２８ａ
および移動台２７の基端に設けられたねじ孔の螺合を通
じて移動台２７が一方向に移動する。この移動台２７に
追動してシリンジ２１　（６，７）のピストン部２１Ｃ
が引き出され、シリンダ部２１ｂ内に発光試薬タンク４
．５内から発光試薬が吸引される。

このステッピングモーター２８ｃはパルスジェネレータ
の数値制御信号により回転数が制御され、移動台２７は
ステッピングモーター２８ｃの回転数に応じて位置決め
がなされる。

この吸引工程でステッピングモーター２８ｃの回転数を
パルスジェネレータで制御して、ピストン部２１ｃがシ
リンダ部２１ｂの全容量目盛標線を多少越える位置まで
引き出す。これにより、シリンジ２１のシリンダ部２１
ｂ内には、発光試薬がシリンジ２１の全容量より若干多
く吸引されることになる。その後、ステッピングモータ
ー２８Ｃを逆転させて、ピストン部２１ｃがシリンダ部
２１ｂの全容量目盛標線に一致する位置まで移動台２７
を戻す。

例えば、全容量１０ｍ１のシリンジ２１を採用した場合
には、全容量ＩＱｍｌに対して１ｍｌ程度多く試薬を吸
引し、試薬を分注する前に直動機構２８によりシリンジ
２１のピストン部２１Ｃ押して目的の容量１０ｍ１に合
わせる。

これにより、シリンダ部２１ｂ内にはシリンジの全容量
に相当する試薬が充填され、移動台２７はピストン部２
１ｃに押し付けられた状態となる。

導入工程では、切り換えバルブ８または９を発光試薬流
通路１０ｂ、１０ｃ側または１１−ｂ、１１ｃ側に切り
換えた状態で、発光試薬用シリンジ６．７　（２１）の
シリンダ部２１ｂ内に充填された発光試薬を混合バルブ
１５．１６を介して測定系流通路１に導入する。このと
き、ステッピングモーター２８ｃを駆動して送りねじ棒
２８ａを逆転させると、送りねじ２８ａおよび移動台２
７の基端に設けられたねじ孔の螺合を通じて移動台２７
が他方に移動する。

この導入工程でステッピングモーター２８ｃの回転数を
パルスジェネレータで制御して、ピストン部２１ｃの移
動量を設定することにより、シリンジ２１内に収容され
た発光試薬を送液管である発光試薬流通路１０ｃまたは
ｌｌｃを通して測定系流通路１に所定量導入することが
できる。

以上に説明したように本実施例によれば、吸引工程時に
シリンジ２１のシリンダ部２１ｂ内に試薬等の液体をシ
リンジ２１の全容量に対して多く吸引し、導入工程前に
直動機構２８によりピストン部２１ｃをシリンダ部２１
ｂの全容量目盛標線に一致する位置まで戻すことにより
、移動台２７がシリンジ２１のピストン部２１ｃに押し
付けられた状態となるため、分注装置の動力部と作用部
間の機械的遊びが無くなり、試薬導入の定量性を向上さ
せることができる。しかも、直動機構２８の制御系統を
変更するだけで容易に実現することができる。

また、シリンジ２１をパルスジェネレータとステッピン
グモーター２８ｃの組み合わせによる直動機構２８で駆
動させることにより、試薬の液量を微妙にコントロール
することができるため、試薬の液量精度を高めることが
可能となり、細胞内の物質測定装置の測定精度が著しく
向上する。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
要旨を変更しない範囲なおいて種々変形して実施するこ
とができる。

Ｈ０発明の効果 以上に詳述したように本発明によれば、直動機構により
ピストン部を引き出して液体をシリンジの全容量に対し
て多く吸引し、導入工程前に直動機構によりピストン部
をシリンダ部の全容量目盛標線まで押し戻すことにより
、分注装置の動力部と作用部間の機械的遊びを無くすこ
とができるので、液体導入の定量性が著しく向上し、高
精度の測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＡＴＰ測定装置の概略的な構成を示すブロック
図、第２図は分注装置の概略的な構成を示す正面図、第
３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第４図は液体を吸引す
るときの機械的遊びの様子を模試的に表した分注装置の
説明図、第５図は液体を導入するときの機械的遊びの様
子を模試的に表した分注装置の説明図である。 １・・・測定系流通路、２・・・反応コイル、３・・・
フローセル、４，５・・・発光試薬タンク、６，７・・
・発光試薬用シリンジ、８．９・・・切り換えバルブ、
１０ａ〜１０ｃ、１１ａ〜ＩＩＣ・・・発光試薬流通路
、１２・・・検出器、１３・・・廃液流通路、１４・・
・廃液槽、１５．１６・・・混合バルブ、２１・・・シ
リンジ、２１ａ・・・結合部、２１ｂ・・・シリンダ部
、２１ｃ・・・ピストン部、２１ｄ・・・支持用フラン
ジ部、２１ｅ・・・操作用フランジ部、２２・・・分注
装置本体、２３・・・シリンジ保持板、２４・・・上部
シリンダホルダ、２５・・・下部シリンダホルダ、２６
・・・押板、２７・・・移動台、２８・・・直動機構、
２８ａ・・・送りねじ棒、２８ｂ・・・ミニチュア玉軸
受、２８ｃ・・・ステッピングモーター、２８ｄ・・・
カップリング、２８ｅ・・・ガイドレール、２９・・・
ベアリング保持台、３０・・・モーター台、３１・・・
底板。 第１図 ＡＴＰ潰リオす夛εＷのプロ＼ツク図 第２図 分注装置の正面図 第３図 Ａ稈米眉瓦図 第４図 分ゴ装置の説８月図（口艮引状息）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状のシリンダ部に嵌挿された円柱状のピスト
   ン部に移動台を介して直動機構を連結し、前記シリンダ
   部の先端に形成された結合部に切り換えバルブを介して
   貯蔵タンクおよび送液管を連結してなる分注装置におい
   て、前記切り換えバルブを切り換えて前記貯蔵タンク内
   の液体を前記シリンダ部内に吸引する吸引工程時に、前
   記直動機構により前記ピストン部を引き出して前記シリ
   ンダ部内に液体を前記シリンジの全容量に対して多く吸
   引し、前記切り換えバルブを切り換えて前記シリンダ部
   内の液体を測定系流通路等に導入する導入工程前に、前
   記直動機構により前記ピストン部を前記シリンダ部の全
   容量目盛標線に一致する位置まで戻すことを特徴とする
   分注装置の液体導入方法。