JPH06324058A - 分注装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 より良好に分析用液体の分注を行うことがで
きる分注装置を提供することを目的とするものである。 【構成】 反応容器１３内に試料の分注を行う試料分注
機構であって、上記反応容器１３内に侵入し試料を吐出
する試料ノズル２５と、試料の吐出量に基づいて反応容
器１３内の液面の高さを検出するシリンジ２６と、この
シリンジ２６からの検出信号に基づき、上記試料の液面
の上昇にしたがって上記試料ノズル２５を上昇駆動する
θ・Ｚ駆動機構２１とを具備するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、血液もしくは尿の成
分を自動的に分析する装置における試薬希釈液の分注装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ディスクリ−トタイプの自動分
析装置は、複数の反応容器、試料容器および試薬容器を
具備し、試料分注機構および試薬分注機構により、所定
量の試料および試薬を反応容器に分注し混合反応させた
後、反応容器内の液の吸光度測定により試料中に含まれ
る成分を定量分析する。

【０００３】上記試料分注機構および試薬分注機構は、
それぞれ上記試料容器および試薬容器から試料および試
薬を分取し、上記反応容器に分注するためのノズルを具
備する。

【０００４】上記試料および試薬を上記反応容器に分注
する際、図６に示すように、ノズル１が上記反応容器２
内に分注された試料あるいは試薬に接触して汚れてしま
うのを防止するために、このノズル１を上記反応容器２
の上方あるいは、この反応容器２内の上部内に位置させ
るようになっている。

【０００５】ところで、上記試薬４としては、高濃度試
薬と一般試薬とがある。高濃度試薬は、希釈液を加える
ことによって所定の濃度にするものであり、一般試薬
は、希釈を行わずとも所定の濃度になっているものであ
る。

【０００６】ところで、試薬４として高濃度試薬を使用
する場合には、図に示すように、上記ノズル１内には動
作流体としての希釈液３が満たされていて、このノズル
１に接続された図示しないシリンジによる上記希釈液３
の加圧および減圧の動作により、この試薬４を吸引およ
び吐出するようになっている。

【０００７】また、ノズル１内に吸引した試薬４と上記
動作流体としての希釈液３との間には空気層５を介在さ
せ、それらの混合を防止している。このため、図６に示
すように、ノズル１から上記試薬４を吐出する場合に、
試薬４がシャボン球状の液空気混合状態となり、弾けて
反応容器２の内壁に付着することがある。このような事
態は、この反応容器２内に試料を分注する場合にも起こ
り得る。

【０００８】以上のような事態が発生すると、上記試薬
４と試料とが接触せず未反応になるために、測定値が不
正確になることがある。また、希釈率の低い高粘性の試
薬、例えば血液等の場合でも同様の事態が起こり得る。

【０００９】また、使用する試料または試薬が高濃度で
ない場合であっても、上述した空気層５が吹き出される
際に、やはり試料または試薬が反応容器２の内壁へ飛び
散って付着することがある。

【００１０】一方、一回の検査当りのランニングコスト
を低減するために、反応容器２に分注する試料または試
薬の量を減らしたいという要請が大であり、そのために
反応容器２の小形化を行うということが考えられる。し
かし、上述したように、上記ノズル１の吐出位置が高く
設定されているために、反応容器２を小形化した場合に
は上記試料等を正確な方向に吐出することはより困難と
なり、やはり試料等がこの反応容器２の内壁に付着して
しまうということがあった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の検査装置は、ノズルからの試料や試薬の吐出状態が
安定していないために正確な分注を行えないというこ
と、および、かなり高い位置から試料や試薬を吐出して
いたため、この試料や試薬を目標位置に正確に吐出する
ことが困難であるということがあり、良好な分注を行い
づらいということがあった。この発明は、このような事
情に鑑みてなされたもので、より良好に分析用液体の分
注を行える分注装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の手段
は、容器内に分析用液体の分注を行う分注装置におい
て、容器内に侵入し分析用液体を吐出するノズルと、容
器内の分析用液体の液面の高さを、予定した吐出量と容
器内径に基づいて算出する液面算出手段と、この算出手
段からの算出結果に基づき、上記ノズルを上記分析用液
体の液面の上昇にしたがって上昇駆動する駆動手段とを
具備することを特徴とするものである。

【００１３】第２の手段は、容器内に分析用液体の分注
を行う分注装置において、容器内に侵入し分析用液体を
吐出するノズルと、容器内の分析用液体の液面の高さを
検出する液面検出手段と、この検出手段からの検出信号
に基づき、上記ノズルを上記分析用液体の液面の上昇に
したがって上昇駆動する駆動手段とを具備することを特
徴とするものである。

【００１４】

【作用】このような手段によれば、容器内の分析用液体
の液面の近傍から上記分析用液体の吐出を行うことがで
きる。なお、この発明でいう分析用液体とは、種々の生
化学的または免疫学的反応の反応量に直接関与する分注
対象としての液体、すなわち試料、試薬、希釈液等を意
味する。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。まず、第１の実施例について説明する。図３
はこの実施例の自動分析装置を示したものである。

【００１６】図中１０は基台である。この基台１０の上
面は作業面１０ａとなっている。この作業面１０ａの中
央部には、反応ディスク１１が設けられている。この反
応ディスク１１は図示しない間欠回転駆動機構によっ
て、所定の送りピッチで間欠的に回動駆動されるように
なっている。

【００１７】また、この反応ディスク１１の外縁部は反
応容器保持部１２となっていて、この反応ディスク１１
の周方向に沿って所定の間隔で複数個の内径が既知であ
る反応容器１３…（容器）が保持されている。

【００１８】なお、この反応ディスク１１の外側の作業
面１０ａ上には、図に１４で示す攪拌機構が設けられて
いる。この攪拌機構１４は、攪拌棒１５を具備し、この
攪拌機構１４に対応する位置に停止された反応容器１３
内の試料を攪拌するようになっている。

【００１９】また、上記作業面１０ａの隅部には凹陥部
１６が区画されていて、この凹陥部１６内には試料ディ
スク１７が設けられている。この試料ディスク１７は、
複数本の試料容器１８を所定間隔で立設保持するホルダ
チェ−ン（図示しない）を間欠的に送り駆動するように
なっている。

【００２０】また、この試料ディスク１７と上記反応デ
ィスク１１との間には試料分注機構１９（この発明の分
注装置）が設けられている。この試料分注機構１９の構
成を図１を参照して説明する。

【００２１】図中２０は、この基台１０の作業面１０ａ
から略垂直に立設された支軸である。この支軸２０は、
上記基台１０内に設けられたθ・Ｚ駆動機構２１（駆動
手段）によって軸線回りに回動自在かつ上下動自在に保
持されている。

【００２２】このθ・Ｚ駆動機構２１は、Ｚ方向（上下
方向）の駆動手段として、上記支軸２０の上下方向の位
置決めや速度調整を行えるパルスモ−タ２２と、θ方向
（回転方向）の駆動手段として、上記支軸２０およびパ
ルスモ−タ２２を例えば９０°回動させることができる
θモ−タ２３とを具備する。

【００２３】この支軸２０の上端には、略水平に設けら
れたア−ム２４の一端部が固定されている。そして、こ
のア−ム２４の他端部の下面には、試料ノズル２５（ノ
ズル）が軸線を略垂直にして下方向に突設されている。

【００２４】この試料ノズル２５は、上記ア−ム２４お
よび支軸２０内に設けられた図示しないチュ−ブを介し
て図に２６で示すシリンジに接続され、このシリンジ２
６の加圧および減圧動作によって、試料の吸引および吐
出の動作を行うようになっている。

【００２５】また、このシリンジ２６および上記パルス
モ−タ２２は後述するコンピュ−タ３９（液面算出・検
出手段）に接続されている。したがって、この試料分注
機構１９は、上記θ・Ｚ駆動機構２１およびシリンジ２
６を作動させることで、上記ア−ム２４を揺動駆動し上
記試料ノズル２５を上記試料ディスク１７に保持された
試料容器１８と上記反応ディスク１１との間を往復させ
て、上記反応ディスク１１に保持された反応容器１３へ
試料の分注を行うようになっている。

【００２６】一方、図３に示すように、上記反応ディス
ク１１の側方には、第１、第２の試薬ディスク２８、２
９が設けられている。この第１、第２の試薬ディスク２
８、２９は、ぞれぞれ、図示しない間欠回転駆動機構に
よって所定の送りピッチで間欠的に回動駆動されるよう
になっている。

【００２７】この上記第１、第２の試薬ディスク２８、
２９には、それぞれ第１、第２の試薬容器保持庫３０、
３１が設けられていて、この第１、第２の試薬容器保持
庫３０、３１には、所望の分析項目に必要な試薬を収容
する複数の試薬容器３２…が着脱自在に収納されてい
る。

【００２８】また、この第１の試薬ディスク２８と上記
反応ディスク１１の間、および第２の試薬ディスク３１
と上記反応ディスク１１の間には、それぞれ、上記試薬
容器３２内の試薬を上記反応容器１３に分注する第１、
第２の試薬分注機構３４、３５（分注装置）が設けられ
ている。

【００２９】これら第１、第２の試薬分注機構３４、３
５は、それぞれ第１、第２の試薬ノズル３６、３７（ノ
ズル）を具備するものであるが、その他の構成要素は、
上記試料分注機構１９と同じであるので同一符号を付し
てその説明は省略する。

【００３０】したがって、この第１、第２の試薬分注機
構３４、３５は、上記試料分注機構１９と同様の動作で
それぞれ第１、第２の試薬ノズル３６、３７を回動およ
び上下駆動することで、上記第１、第２の試薬ノズル３
６、３７を上記第１、第２の試薬ディスク２８、２９と
上記反応ディスク１１との間を移動させ上記試薬の上記
反応容器１３への分注を行うようになっている。

【００３１】一方、図中３９はコンピュ−タである。こ
のコンピュ−タ３９は、キ−ボ−ド４０とＣＲＴ４１を
具備する。すなわち、各試料毎の分析項目および分析項
目の入力は、上記キ−ボ−ド４０によって行われ、この
キ−ボ−ド４０による入力情報や分析デ−タ等は上記Ｃ
ＲＴ４１に表示されるようになっている。そして、各機
構は、このようにして入力された事項に基づく上記コン
ピュ−タ３９の命令によって作動するようになってい
る。

【００３２】特に、この発明の分注装置は、上記試料や
試薬の吐出に応じて上記θ・Ｚ駆動機構２１を制御し、
上記試料容器１３内での試料や試薬の液面の上昇に応じ
て、上記ノズル２５を上昇駆動することができるように
なっている。

【００３３】次に、この装置の動作について説明する。
この装置は、上記反応ディスク１１を間欠的に回動駆動
することで、上記反応容器１３を図３に示す試料分注位
置Ａ、試薬分注位置Ｂ、攪拌位置Ｃに順次停止させるよ
うになっている。

【００３４】まず、この装置は、上記試料ディスク１７
を作動させることで、所定の試料容器１８を上記試料分
注機構１９に対向する位置に停止させる。ついで、上記
試料分注機構１９は、上記試料ノズル２５を駆動してそ
の試料容器１８から試料を分取する。

【００３５】そして、この試料分注機構１９は、上記試
料ノズル２５を上記反応ディスク１１に移送して、図１
および図２（ａ）に示すように上記試料分注位置Ａに停
止された反応容器１３の上方に対向位置決めする。

【００３６】ついで、この試料分注機構１９は、上記ノ
ズル２５を下降駆動し、図２（ｂ）に示すように、その
下端部を上記反応容器１３の底面近傍に位置させる。そ
して、この試料分注機構１９は、この状態で試料の吐出
を開始する。

【００３７】上記試料の吐出が開始されると、同図
（ｃ）に示すように、上記試料分注機構１９は上記試料
の吐出による液面の上昇に応じて、上記ノズル２５を上
昇駆動する。そして、上記ノズル２５の先端部が上記試
料に接触することがないように制御する。

【００３８】具体的には、上記コンピュ−タ３９で、上
記シリンジ２６から送られてくる上記試料の吐出速度お
よび上記反応容器１３の内径に基づいて上記反応容器１
３内の液面の上昇速度を計算する。そして、このコンピ
ュ−タ３９は、その計算結果に基づいて上記試料分注機
構１９のθ・Ｚ駆動機構２１に上記ノズル２５の駆動命
令を発する。このことで、上記ノズル２５は、試料を吐
出しつつ上記パルスモ−タ２２の作動により上記反応容
器１３内の液面の上昇速度と略同じ速度で上昇駆動され
る。

【００３９】なお、上記ノズル２５の下端と上記反応容
器１３内の液面との距離は、上記ノズル２５の先端部が
汚れないような距離に保たれる。このようにして、反応
容器１３内に試料が分注されたならば、その反応容器１
３は上記反応ディスク１１の作動により上記試薬分注位
置Ｂ（図３に示す）に移送される。そして、上記第１あ
るいは第２の試薬分注機構３４、３５によって、この反
応容器１３内には所定の試薬が分注される。

【００４０】分注される試薬は、上記コンピュ−タ３９
に入力された所定の検査項目にしたがって選定された所
定の試薬容器３２から分取される。また、上記第１、第
２の試薬分注機構３４、３５は、上記試料分注機構１９
と略同様の動作によって、この試薬の分注を行うように
なっている。

【００４１】すなわち、上記第１、第２の試薬ノズル３
６、３７は、まず、すでにこの反応容器１３内に分注さ
れた試薬の液面に接触しない程度の近傍に位置され、上
記試薬の吐出を開始する。なお、最初の試料の液面の高
さは、上記試料分注機構１９のシリンジ２６からの信号
に基づいて定められる。

【００４２】そして、この第１、第２の試薬分注機構３
４、３５は、上記コンピュ−タ３９からの命令に基づい
て、上記θ・Ｚ駆動機構２１を作動させて、上記試薬の
吐出に伴う液面の上昇速度に応じて上記第１、第２の試
薬ノズル３６、３７を上昇駆動する。

【００４３】このようにして試薬が分注されたならば、
上記反応ディスク１１は再び作動してその反応容器１３
を攪拌位置Ｃに移送する。そして、攪拌機構１４は攪拌
棒１５を用いてその反応容器１３内の試料および試薬を
攪拌する。このような動作により、上記反応容器１３内
の試料と試薬とが反応し、例えば凝集反応を起こす。

【００４４】このような試料との反応は、必要ならば、
適宜のトレ−サ（例えば、酵素、アイソト−プ、蛍光物
質、発光物質）を結合反応させた後、上記基台１０内に
設けられた図示しない測定手段、例えば画像処理システ
ムや多波長測光システムにより測定され、その吸光度に
より含有成分などが分析される。

【００４５】このような構成によれば、以下に説明する
ような効果がある。第１に、第１、第２の試薬ノズル３
６、３７内で、動作流体としての希釈液と試薬との間に
空気層が介在し（図６参照）、この試薬を吐出する際に
シャボン玉状になって弾けた場合でも、この第１、第２
の試薬ノズル３６、３７の直下近傍に試料の液面が存在
するので、この反応容器１３の壁面に付着することが少
なくなる。

【００４６】また、反応容器１３の内壁面にこの試薬が
付着した場合にでも、直ぐにその高さまで液面が上昇す
るので、このような付着による混合試薬量の低下を防止
できる効果がある。

【００４７】この効果は、試薬中に気泡が混入し場合も
同様に得ることができ、これらのことにより、分注精度
が向上し、より良好な分注を行うことができる効果があ
る。

【００４８】第２に、反応容器１３が小形化した場合で
も、上記試料ノズル２５および第１、第２の試薬ノズル
３６、３７を液面（目標位置）に近付けることができる
ので、正確な位置に試料や試薬を分注することができ
る。このため、上記反応容器１３を小形化することがで
き試料の量、試薬の量を減らすことができるため、１回
の分析当たりのランニングコストが低下するという効果
がある。

【００４９】第３に、分注装置が反応容器１３内の液体
に全く触れることがないので、反応容器１３間でコンダ
ミネ−ションを起こす心配がなく、常に信頼性の高い分
析結果が得られる効果がある。

【００５０】次に、第２の実施例について説明する。な
お、上記第１の実施例と同一の構成要素には同一符号を
付してその説明は省略する。この第２の実施例は、上記
第１の実施例の上記試料分注機構１９、および第１、第
２の試薬分注機構３４、３５の変更に関するものであ
る。なお、上記試料分注機構１９、および第１、第２の
試薬分注機構３４、３５は、同じ構成を有するので、試
料分注機構１９の構成についてのみ説明する。

【００５１】図４に示すように、この第２の実施例の試
料ノズル２５の径方向外側には、液面を検出する第１、
第２の電極４５、４６が、この試料ノズル２５と平行に
設けられている。そして、この第１、第２の電極４５、
４６（液面検出手段）の下端は上記試料ノズル２５の下
端よりも所定寸法だけ下方に延出されて設けられてい
る。

【００５２】また、この第１、第２の電極４５、４６
は、図４に４７で示す電源に接続され、この電源４７は
上記コンピュ−タ３９に接続されている。この第１、第
２の電極４５、４６は、下端が上記反応容器１３内の液
に接触すると、導通状態になるので、その時の上記試料
ノズル２５の高さから上記液面の高さを検出することが
できる。このような検出信号は、上記電源４７から上記
コンピュ−タ３９に送られるようになっている。

【００５３】次に、この装置の分注動作を図５に基づい
て説明する。まず、上記試料ノズル２５は、上記第１の
実施例と同様の動作で、図５（ａ）に示すように上記反
応容器１３の上方に対向位置決めされる。

【００５４】ついで、上記試料分注機構１９は、同図
（ｂ）に示すように上記試料ノズル２５および上記第
１、第２の電極４５、４６を下降駆動し、上記反応容器
１３の底面の近傍に位置させる。このときの下降距離
は、反応容器１３の種類によらず、同一のものを予め設
定しておけばよく、あえてこの反応容器１３の底面を検
出する必要はない。そして、この試料分注機構１９は、
この状態で上記試料ノズル２５から試料の吐出を開始す
る。

【００５５】そして、同図（ｃ）に示すように、上記試
料の液面が上記第１、第２の電極４５、４６の下端に接
触すると、そのことが検出されるから、上記コンピュ−
タ３９は、上記θ・Ｚ駆動機構２１（パルスモ−タ２
２）に命令を発し、同図（ｄ）に示すように上記試料ノ
ズル２５を上記液面の上昇速度よりも早い速度で高さＬ
だけ上昇駆動する。

【００５６】この高さＬは、少くとも上記ノズル２５の
先端部が汚れずらいような距離に設定される。そして、
この試料分注機構１９は、上記液面の上昇にしたがっ
て、何度か、このような動作を繰り返す。そして、上記
試料の吐出が終了したならば、同図（ｅ）に示すよう
に、この反応容器１３の上方に上昇駆動される。

【００５７】このような動作は、上記第１、第２の試薬
分注機構３４、３５においても同様に行われ、上記反応
容器１３内の試料に試薬を分注する。このような構成に
よれば、上記第１の実施例と同様の効果得られるほか、
以下に説明する効果もある。

【００５８】すなわち、上記第１の実施例では、上記反
応容器１３の内径と上記試料の吐出量から、上記反応容
器１３内の液面の上昇速度を計算していたが、図４およ
び図５に示すように、上記反応容器１３の内径が一定で
ない場合や、分析途中で洗浄等のために試料が吸引除去
されたり洗浄液が添加されたりする場合のような液面変
動を伴う分析では、計算が非常に複雑となる。

【００５９】しかし、この第２の実施例では、このよう
な計算を行わず、上記第１、第２の電極４５、４６で構
成される液面検出手段により、直接的に上記液面を検出
し、これに基づいて上記試料ノズル２５を上昇駆動する
ようにしたので、複雑な形状の反応容器１３の場合であ
ったり分析途中で液面変動を伴ったりしても分注を良好
に行うことができる。

【００６０】なお、この発明は、上記第１、第２の実施
例に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない
範囲で種々変形可能である。例えば、上記一実施例で
は、反応容器１３、試料容器１８および試薬容器３２を
図３に示すように配置したが、これに限定されるもので
はない。要は、上記反応容器１３中に上記試料や試薬を
分注できる構成であればよい。

【００６１】また、上記第１、第２の実施例では、上記
試料ノズル２５、第１、第２の試薬ノズル３６、３７を
駆動する手段として、上記ア−ム２４を揺動させるθ・
Ｚ駆動機構２１を採用したが、これに限定されるもので
はなく、例えば、ＸＹＺテ−ブルにより上記試料ノズル
２５および第１、第２の試薬ノズル３６、３７を駆動す
るようにしても良い。

【００６２】また、試料を希釈する装置にも、この発明
を適用することができる。さらに、上記第２の実施例で
は、上記液面検出手段として、第１、第２の電極４５、
４６を用いたが、光学素子等の他の手段を用いるように
しても良い。

【００６３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明の第１の構
成は、容器内に分析用液体の分注を行う分注装置におい
て、容器内に侵入し分析用液体を吐出するノズルと、容
器内の分析用液体の液面の高さを、予定した吐出量と容
器内径に基づいて算出する液面算出手段と、この算出手
段からの算出結果に基づき、上記ノズルを上記分析用液
体の液面の上昇にしたがって上昇駆動する駆動手段とを
具備するものである。

【００６４】第２の構成は、容器内に分析用液体の分注
を行う分注装置において、容器内に侵入し分析用液体を
吐出するノズルと、容器内の分析用液体の液面の高さを
検出する液面検出手段と、この検出手段からの検出信号
に基づき、上記ノズルを上記分析用液体の液面の上昇に
したがって上昇駆動する駆動手段とを具備するものであ
る。このような構成によれば、より良好に分析用液体の
分注を行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す概略構成図。

【図２】同じく、工程図。

【図３】同じく、全体斜視図。

【図４】第２の実施例を示す概略構成図。

【図５】同じく全体斜視図。

【図６】従来例を示す概略構成図。

【符号の説明】

１３…反応容器（容器）、１９…試料分注機構（分注装
置）、２５…試料ノズル（ノズル）、２６…シリンジ、
２１…θ・Ｚ駆動機構（駆動手段）、３４…第１の試薬
分注機構（分注装置）、３５…第２の試薬分注機構（分
注装置）、３６…第１の試薬ノズル（ノズル）、３７…
第２の試薬ノズル（ノズル）、３９…コンピュ−タ（液
面算出・検出手段）、４５…第１の電極（液面検出手
段）、４６…第２の電極（液面検出手段）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内に分析用液体の分注を行う分注装
   置において、 容器内に侵入し分析用液体を吐出するノズルと、 容器内の分析用液体の液面の高さを、予定した吐出量と
   容器内径に基づいて算出する液面算出手段と、 この算出手段からの算出結果に基づき、上記ノズルを上
   記分析用液体の液面の上昇にしたがって上昇駆動する駆
   動手段とを具備することを特徴とする分注装置。
2. 【請求項２】 容器内に分析用液体の分注を行う分注装
   置において、 容器内に侵入し分析用液体を吐出するノズルと、 容器内の分析用液体の液面の高さを検出する液面検出手
   段と、 この検出手段からの検出信号に基づき、上記ノズルを上
   記分析用液体の液面の上昇にしたがって上昇駆動する駆
   動手段とを具備することを特徴とする分注装置。