JPH06341998A - 自動分注装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】チップ内に既に吸引された試料の有無によら
ず、またチップ外壁が試料容器に接触しても誤検出のな
い、低キャリーオーバなどの分析の新しいニーズに対応
できる液面検出方式を備えた自動分注装置を提供するこ
と。 【構成】液体試料を所定量吸引および吐出するノズル
と，ノズルを上下に移動させるノズル駆動機構と，液体
試料の吸引吐出を駆動するポンプと、およびノズルとポ
ンプ間を接続する配管を備えた自動分注装置，ノズルに
超音波を送信する超音波発生器と，超音波発生器を制御
する超音波発信回路と，ノズルに発信した超音波の反射
波を受信する超音波受信器と，受信した超音波を処理す
る超音波信号処理回路と，この受信した超音波信号をも
とにノズル駆動機構の動作を制御するコンピュータとか
ら構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動分注装置に関し、特
に血液，血清，尿などの自動分析装置に使用する自動分
注装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に自動分析装置では、血液，血
清，尿などの検体を所定量反応容器に分注し、さらに必
要な１種類または複数種類の試薬と検体をすでに分注し
た反応容器に分注し、所定の時間検体と試薬を反応さ
せ、所定の１点または複数個の点で反応により変化する
吸光度や電圧などの信号を検出し、あらかじめ既知濃度
の試料の測定により作成された信号と濃度の関係を定義
する検量線に基づき、検体中の該当成分濃度を求める。
検体や試薬などの試料の分注量，分注順序やタイミング
などは測定対象成分や測定方法により異なるが、正確で
再現性のよい測定結果を得るためには、正確で再現性の
よい試料の分注が必要である。

【０００３】このような自動分析装置に使用される自動
分注装置は、試料を所定量吸引および吐出するノズル，
ノズルを上下に移動させるノズル駆動機構，試料の吸引
吐出を駆動するポンプと、およびノズルとポンプ間を接
続する配管から構成されているが、さらに液体試料の液
面を検出する機能を持つことが現在では通常である。液
面検出の目的は、試料吸引時にノズルが正しく試料中に
入っていることを確認することや、必要以上にノズルが
試料中に入ることを防止するためや、さらに血液を遠心
分離して得られる検体のように上部に血清が下部に血餅
が存在するような試料ではノズルが血餅の部分まで入ら
ないようにすることなどがある。

【０００４】液面検出の手段のひとつとしては、たとえ
ばノズルに一定流量の空気を流し、ノズルが液面に接触
したときに発生するノズル内の空気圧の変化を検出する
ことにより液面を検出する方法がある。この方法につい
ては、特開平1−21911号公報にくわしく述べられてい
る。

【０００５】また他の液面検出の手段としては、ノズル
に一定周波数の振動を与え、ノズル先端が液面に接触す
る際に発生する振動の変化を検出することにより液面を
検出する方法がある。この方法については、特開昭63−
100330号公報にくわしく述べられている。

【０００６】さらに他の液面検出の手段としては、ノズ
ル近傍に超音波の送信器と受信器を備えたプローブを配
置し、超音波発信器から発信される超音波の血清と血餅
の境界面からの反射波を超音波受信器で受信し、境界面
の位置を検出してノズルが血餅内に入ることを防止する
方法がある。この方法については、特開昭53−71897号
公報にくわしく述べられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の液面
検出方法を持った自動分注装置でも、通常の試料の液面
検出や血清と血餅の境界面検出には問題なく使用できて
きた。しかし、近来の分析方法の多様化により、従来の
方法ではかならずしもすべてのニーズには答えられなく
なってきた。

【０００８】たとえば、特に肝炎などの感染症の診断目
的で測定されるＢ型肝炎ウイルスや妊娠判断に使用され
るＨＣＧなどのホルモンでは、正常人とそうでない人の
検体ではその成分濃度が大幅に異なるため、かりにたと
えばＢ型肝炎に感染している人の血清のあとに正常な人
の血清を分注すると、ほんのわずかにでも前の検体が後
の検体中に紛れ込む、いわゆるキャリーオーバが発生す
ると正常な人に対しても正常でないと間違った判断をす
る危険がある。従って、チップ以外に液面検出のために
必要なプローブなどが試料中に入る必要がある液面検出
方法では、そのプローブに原因するキャリーオーバを防
止することが困難であり、このようなニーズには好まし
くない。

【０００９】また、キャリーオーバを防止するためにデ
ィスポーザブルチップを使用する方法が望まれてきた
が、ディスポーザブルチップは一般にその外形が大きく
試験管などの試料容器の内側と接触することがありう
る。従って、ディスポーザブルチップを使用した自動分
注装置では、接触により誤まった液面検出の可能性のあ
る液面検出方法は望ましくない。これらの望ましくない
例としては、振動により液面を検出する方法が挙げられ
る。

【００１０】さらに最近のニーズとしては、同一のチッ
プ内に検体と試薬を吸引し、同時に反応容器に吐出する
分析方法が発明されてきた。これは、別々に吐出する方
法に比べて分注に必要な時間の短縮ができること、ま
た、複数個のディスポチップを必要としなくても検体と
試薬の分注ができるため、分析に必要なランニングコス
トを低減する効果がある。この場合には、例えば圧力に
よる液面検出方法などのチップ内部に試料がすでに入っ
ている場合には有効でない方法は使用できない。本発明
は、このような新しい分析のニーズに対応できる液面検
出方式を備えた自動分注装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では超音波発生器からは送信された超音波
をチップに直接通すことにより、チップ内に既に吸引さ
れた試料の有無によらず、またチップ外壁が試料容器に
接触しても誤検出することのない、低キャリーオーバの
自動分注装置を実現している。

【００１２】

【作用】本自動分注装置は次のように動作する。

【００１３】まず、ノズル駆動機構によりノズルが分注
をしようとする試験管などの容器内の試料に向かって降
下を開始する。同時に、超音波発生器から所定時間ごと
に超音波パルスが発信され、また超音波受信器によりそ
の受信波の検出が開始される。超音波パルスを送信して
から超音波発生器からノズル先端までの距離の往復に必
要な時間経過後に受信する信号を、超音波信号処理回路
で処理し、ノズル先端が試料に達したときに発生する変
化を検出する。この変化を検出後、コンピュータはさら
に所定時間経過後にノズル駆動機構を制御してノズルの
降下を停止する。その後、ポンプにより配管を経由して
ノズルから試料を吸引する。

【００１４】この方法によれば、超音波はノズルを伝播
するので試料がすでにノズル内に吸引されているときで
もノズル先端で反射する超音波を検出できるため、試料
のノズル内の有無によらず試料液面の検出ができる。ま
た、超音波パルスを送信してから超音波発生器からノズ
ル先端までの距離の往復に必要な時間経過後に受信する
信号だけを検出すればよいので、たとえノズル上部の外
径が大きい部分が試験管などの試料容器に接触してその
部分に由来する反射波を受信したとしてもパルスを発信
してからの経過時間が異なるため誤検出することはな
い。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す概略図である。

【００１６】試料１が入った試験管２はディスク３に格
納されている。ディスク３はディスク駆動機構４により
回転し、試験管２を分注位置にまで移動することができ
る。一方、チップ１１は中空のホールダ１２に取り付け
られている。ホールダ１２の多端はチューブ１３がニッ
プル１４によって接続され、さらにチップ１１の多端は
シリンジポンプ１５に接続している。シリンジポンプ１
５により試料１はチップ１１とホールダ１２の中空部を
経由しチューブ１３に吸引される。

【００１７】ホールダ１２はパイペッタ２１のパイペッ
タアーム２２に取り付けられており、パイペッタアーム
２２内でホールダ１２はＬ字形に曲がった形状をし、Ｌ
字形部の先端は超音波送受信器２３が取り付けられてい
る。さらにパイペッタアーム２２はパイペッタ軸２４に
取り付けられて入る。パイペッタ軸２４はパイペッタ駆
動機構２５により回転と上下動作を行うことができ、チ
ップ１１を分注位置にある試験管２上に移動し検体に向
けて降下させることができる。

【００１８】超音波送受信器２３は超音波回路２６に接
続し、超音波回路２６は超音波受信器２３を制御し超音
波の発信と受信信号の処理を行う。超音波回路２６とパ
イペッタ駆動機構２５とディスク駆動機構４はコンピュ
ータ３１によって制御されている。

【００１９】また、試薬４１はディスク３とは別のディ
スク４２に格納されているボトル４３に入れられてい
る。ディスク４２もディスク駆動機構４４により回転
し、ボトル４３を分注位置にまで移動することができ
る。

【００２０】ディスク３もディスク５２もそれぞれひと
つの分注位置があり、この分注位置にある試験管やボト
ルなどから試料を吸引することができる。

【００２１】以下、この自動分注装置による検体と試薬
の分注動作を説明する。

【００２２】１）ディスク駆動機構４の駆動により、デ
ィスク３が回転し、分注しようとする試料１が入った試
験管２を分注位置にまで移動する。

【００２３】２）ホーム位置にいたパイペッタ２１は、
パイペッタ駆動機構２５により図示されていないチップ
格納容器まで回転し、さらに上下動作によりホールダ１
２に新しいチップ１１を取り付ける。

【００２４】３）パイペッタ２１は、パイペッタ駆動機
構２５により、ディスク３の分注位置まで回転する。

【００２５】４）パイペッタ駆動機構によりパイペッタ
軸２４が分注をしようとする試験管２内の試料１に向か
って降下を開始する。

【００２６】５）同時に、超音波送受信器２３から約１
０ｍｓごとに超音波パルスが発信されるとともに、反射
波の検出が開始される。

【００２７】６）超音波パルスを送信してから超音波送
受信器２３からチップ１１先端までの距離の往復に必要
な時間前後経過後に受信する信号を、超音波送受信器２
３で受信し、超音波回路２６で処理し、チップ１１先端
が試料１の液面に達したときに発生する変化を検出す
る。

【００２８】７）この変化を検出後、コンピュータ３１
はさらに所定時間経過後にパイペッタ駆動機構２５を制
御してパイペッタ軸２４の降下を停止する。

【００２９】８）その後、シリンジポンプ１５によりチ
ューブ１３にチップ１１から試料１を吸引する。

【００３０】９）所定量吸引後、パイペッタ駆動機構２
５によりパイペッタ軸２４を元の位置まで上昇させる。

【００３１】１０）同様にしてディスク駆動機構４４に
よって駆動されるディスク４２上のボトル４３内の試薬
４１を続けて吸引する。

【００３２】本発明の一実施例によれば、複数個の試料
を続けて吸引する場合でも、またチップが試料容器に接
触した場合でも、ひとつの試料だけを吸引する場合やチ
ップが試料容器に非接触のときと同じ超音波信号を得る
ことができるので、試料液面を誤検出することはない。

【００３３】本発明の一実施例の説明では、チップとホ
ールダが別の構成要素からなる例について説明したが、
それらがひとつの構成要素であっても本発明の効果は同
じである。同様にチップがディスポーザブルでない場合
でも効果は同じである。また、本発明の一実施例の説明
では、２種類の試料を同一のチップ内に吸引する例で説
明したが、３種類以上の試料に対しても同様な方法で吸
引，吐出を行うことができることは自明である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る自動分
注装置によれば、複数個の試料を続けて吸引する場合で
も、またチップが試料容器に接触した場合でも試料液面
を誤検出することのない液面検出方式を備えた自動分注
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の自動分注装置の概略構成図
である。

【符号の説明】

１…試料、２…試験管、１１…チップ、１５…シリンジ
ポンプ、２１…パイペッタ、２２…パイペッタアーム、
２３…超音波送受信器、２５…パイペッタ駆動機構、２
６…超音波回路、３１…コンピュータ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体試料を所定量吸引および吐出するノズ
   ルと，ノズルを上下に移動させるノズル駆動機構と，液
   体試料の吸引吐出を駆動するポンプと、およびノズルと
   ポンプ間を接続する配管を備えた自動分注装置におい
   て、ノズルに超音波を送信する超音波発生器と，超音波
   発生器を制御する超音波発信回路と，ノズルに発信した
   超音波の反射波を受信する超音波受信器と，受信した超
   音波を処理する超音波信号処理回路と，この受信した超
   音波信号をもとにノズル駆動機構の動作を制御するコン
   ピュータと、をもつことを特徴とする自動分注装置。
2. 【請求項２】上記ノズルが容易に交換可能なディスポー
   ザブルチップであることを特徴とする請求項１記載の自
   動分注装置。
3. 【請求項３】上記超音波発生器が間歇的にパルス状の超
   音波を発信する超音波発生器であることを特徴とする請
   求項１記載の自動分注装置。
4. 【請求項４】上記超音波発生器が約１ｍｓから約１０ｍ
   ｓに一度パルス状の超音波を発信する超音波発生器であ
   ることを特徴とする請求項１記載の自動分注装置。