WO2007119662A1 - 分注装置における配管内の気泡の有無判定方法および分注装置 - Google Patents

Abstract

　分注ノズル（３）を接続した配管（２）内に液体（１１）を充填し、配管内で液体を移動させて分注ノズルから検体または試薬を含む液体試料を吸引し、吸引した液体試料を吐出して分注を行う分注装置における配管内の気泡の有無判定方法と分注装置（１）。有無判定方法は、配管（２）内の液体（１１）を分注ノズル（３）から吐出し、配管内における圧力変化を検出する工程と、検出した圧力変化から圧力変化波形の山の数を演算する工程と、演算した山の数に基づいて配管内における気泡の有無を判定する工程とを含む。

Description

明 細 書

分注装置における配管内の気泡の有無判定方法および分注装置 技術分野

[0001] 本発明は、分注装置における配管内の気泡の有無判定方法および分注装置に関 するものである。

背景技術

[0002] 従来、分析装置にお!ヽて検体や試薬を含む液体試料を分注する際に使用する分 注装置は、給排ポンプによって配管内の液体、例えば、洗浄水を吸引或いは排出す ること〖こよって配管に接続された分注ノズルカゝら液体試料を吸引し、吸引した液体試 料を所定位置に吐出して分注を行っている。このとき、分注装置は、洗浄水中に気泡 が混入すると、気泡によって液体試料の分注精度が低下する。このため、分注装置 は、配管に脱気した洗浄水を満たしている。

[0003] しかし、メンテナンス等の際に配管に接続された部品類を着脱した場合、配管に僅 かな気泡が混入することがある。このような場合、気泡を発見することは容易ではない ことから、分注装置は、気付力ない間に分注精度が低下してしまう可能性があった。

[0004] このため、配管内の気泡の存在を検出する機能を備えた分注装置が提案されてい る (例えば、特許文献 1参照。 ) o

[0005] 特許文献 1：特開 2003— 254982号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] しかしながら、特許文献 1の分注装置は、分注後に気泡の存在を告知するアラーム を発することから、分注前に気泡の存在を知ることができず、分注後の液体試料、特 に、検体や試薬が無駄になり、再検のための時間が必要となる等の問題があった。

[0007] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、配管内に充填された液体おける気 泡の有無を!ヽっでも判定することができ、検体や試薬を含む液体試料を無駄にせず 、再検を行う時間を減らすことが可能な分注装置における配管内の気泡の有無判定 方法および分注装置を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段

[0008] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の分注装置における配管 内の気泡の有無判定方法の一態様は、分注ノズルを接続した配管内に液体を充填 し、当該配管内で前記液体を移動させて前記分注ノズル力 検体または試薬を含む 液体試料を吸引し、吸引した液体試料を吐出して分注を行う分注装置における配管 内の気泡の有無判定方法であって、前記配管内の液体を前記分注ノズルから吐出 し、前記配管内における圧力変化を検出する工程と、検出した圧力変化から圧力変 化波形の山の数を演算する工程と、演算した前記山の数に基づいて前記配管内に 充填された液体おける気泡の有無を判定する工程と、を含むことを特徴とする。

[0009] また、本発明の分注装置における配管内の気泡の有無判定方法の一態様は、上 記の発明において、前記気泡の有無を判定する工程は、所定の閾値を越える前記 山の数力 ^以下の場合に前記配管内に充填された液体に気泡が有ると判定すること を特徴とする。

[0010] また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の分注装置の一態 様は、分注ノズルを接続した配管内に液体を充填し、当該配管内で前記液体を移動 させること〖こより、前記分注ノズルから検体または試薬を含む液体試料を吸引し、吸 引した液体試料を吐出して分注を行う分注装置であって、前記配管内における圧力 変化を検出する圧力センサと、前記配管内の液体を前記分注ノズルから吐出し、前 記圧力センサが検出した前記配管内の圧力変化力 圧力変化波形の山の数を演算 し、演算した前記山の数に基づいて前記配管内に充填された液体おける気泡の有 無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。

[0011] また、本発明の分注装置の一態様は、上記の発明において、前記判定手段は、所 定の閾値を越える前記山の数が 1以下の場合に前記配管内に充填された液体に気 泡が有ると判定することを特徴とする。

発明の効果

[0012] 本発明にかかる分注装置における配管内の気泡の有無判定方法および分注装置 は、配管内の液体を前記分注ノズルから吐出した際に検出した配管内の圧力変化か ら圧力変化波形の山の数を演算するので、配管内に充填された液体における気泡 の有無を!ヽっでも判定することができ、検体や試薬を含む液体試料を無駄にせず、 再検を行う時間を減らすことができるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]図 1は、この発明の分注装置の構成を示すブロック図である。

[図 2]図 2は、プローブが検体を分注する際の配管内の圧力変化を圧力センサの出 力電圧によって示した圧力変化波形図である。

[図 3]図 3は、プローブ力も洗浄水を洗浄容器に吐出する際の波形を拡大した図であ り、配管内に充填された液体に気泡がない場合である。

[図 4]図 4は、図 3において、配管内に充填された液体中に存在する気泡の量が多い 場合の図である。

[図 5]図 5は、配管内に充填された液体中に存在する気泡の量が図 4より少ない場合 の図である。

[図 6]図 6は、配管内に充填された液体中に存在する気泡の量が図 5より少ない場合 の図である。

[図 7]図 7は、検出した圧力変化力 圧力変化波形の山の数の演算方法を説明する 図である。

[図 8]図 8は、本発明方法による配管内の気泡の有無の判定方法と判定結果に基づ く対処について説明するフローチャートである。

符号の説明

[0014] 1 分注装置

2 配管

3 プローブ

4 ノズル駆動部

5 分注ポンプ

6 ポンプ駆動部

7 圧力センサ

8 洗浄水ポンプ

12 増幅回路 13 判定部

8 洗浄水ポンプ

10 タンク

11 洗浄水

9 電磁弁

12 増幅回路

13 有無判定部

13a 処理部

13b 検出部

13c 演算部

13d 判定部

13e 制御部

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、本発明の分注装置における配管内の気泡の有無判定方法および分注装置 にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図 1は、この発 明の分注装置の構成を示すブロック図である。図 2は、プローブ 3が検体を分注する 際の配管内の圧力変化を圧力センサの出力電圧によって示した圧力変化波形図で ある。分注装置 1は、図 1に示すように、プローブ 3、分注ポンプ 5、圧力センサ 7、洗 浄水ポンプ 8、増幅回路 12及び有無判定部 13を備えており、単独で使用される他、 分析装置に組み込んで使用される。

[0016] プローブ 3は、配管 2によって分注ポンプ 5、圧力センサ 7及び洗浄水ポンプ 8と接 続されている。プローブ 3は、ノズル駆動部 4によって図中矢印 Zで示す上下方向に 移動され、プローブ 3の下部に順次搬送されてくるサンプルカップ 20から検体を吸引 し、この検体を反応容器に吐出することによって検体を分注する。

[0017] 分注ポンプ 5は、プローブ 3にサンプルカップ 20内の検体を吸引し、サンプルカツ プ 20に引き続いて搬送されてくる反応容器に吸引した検体を吐出するシリンジボン プであり、ポンプ駆動部 6によってピストン 5aが往復動される。

[0018] 圧力センサ 7は、配管 2内の圧力を検出し、圧力信号 (アナログ）として増幅回路 12 へ出力する。

[0019] 洗浄水ポンプ 8は、タンク 10に貯留された脱気した洗浄水 11を吸い上げ、圧力セ ンサ 7との間に設けた電磁弁 9を介して配管 2内に圧送する。このとき、電磁弁 9は、 C PU13bからの制御信号によって、吸い上げた洗浄水 11を配管 2内に圧送する場合 には「開」に切り替えられ、分注ポンプ 5によってプローブ 3が液体試料を吸引し、吐 出する場合には「閉」に切り替えられる。

[0020] 増幅回路 12は、圧力センサ 7から出力される圧力信号 (アナログ)を増幅し、増幅し た圧力信号を有無判定部 13へ出力する。

[0021] 有無判定部 13は、処理部 13a、検出部 13b、演算部 13c、判定部 13dおよび制御 部 13eを備えており、例えば、コンピュータ装置が使用される。

[0022] 処理部 13aは、増幅回路 12から入力される圧力信号 (アナログ)をデジタル信号に 変換処理する部分で、例えば AZD変換器が使用される。検出部 13bは、処理部 13 aによってデジタル信号に変換された圧力信号から配管 2内の圧力を検出する。演算 部 13cは、検出部 13bが検出した圧力変化力 圧力変化波形の山の数を演算し、演 算結果を判定部 13dに出力する。判定部 13dは、演算部 13cが演算した山の数に基 づいて配管 2内における気泡の有無を判定する。制御部 13eは、ノズル駆動部 4,ポ ンプ駆動部 6,洗浄水ポンプ 8および電磁弁 9の作動を制御する。判定部 13dは、判 定結果をディスプレイ装置に表示させ、あるいは警報装置によって警報音を発するこ とによってオペレータに告知させてもよい。

[0023] 以上のように構成される分注装置 1は、以下のように使用される。先ず、電磁弁 9を 閉じて分注ポンプ 5を駆動し、洗浄水 11で内部の洗浄（内洗）が済んだプローブ 3か ら洗浄水 11を洗浄容器に吐出する。

[0024] このとき、図 2に示す圧力変化波形 Wにおいては、 W1が内洗の際の波形を示し、 W2が洗浄水 11吐出の際の波形を示しており、吐出の場合、圧力センサ 7は出力電 圧が負で、下に凸の波形を示すが、配管 2内の圧力は正圧となる。一方、吸引の場 合、図 2の圧力変化波形 Wは、圧力センサ 7の出力電圧が正で、上に凸の波形を示 すが、配管 2内の圧力は負圧となる。

[0025] 次に、分注ポンプ 5を逆方向に駆動して、プローブ 3の先端に空気を所定量吸引す る（図 2波形 W3参照)。

[0026] 次いで、ノズル駆動部 4によってプローブ 3を下降し、搬送されてくるサンプルカップ 20の検体中にプローブ 3の先端を所定量侵入させる。

[0027] その後、分注ポンプ 5を駆動し、プローブ 3内に検体を所定量吸い込む（図 2波形 W4参照)。このとき、検体は、洗浄水 11との間に前記空気が介在した状態で吸い込 まれるので、洗浄水 11と混ざり合うことはない。また、プローブ 3は、分析に必要な量 よりも少し多く検体を吸引する。

[0028] 次に、吸引した検体をサンプルカップ 20へ僅かに吐出する（図 2波形 W5参照)。次 いで、ノズル駆動部 4によってプローブ 3を上昇した後、ノズル駆動部 4によって再び プローブ 3を下降させ、吸い込んだ検体をサンプルカップ 20に引き続いて搬送され てくる反応容器に吐出する（図 2波形 W6参照)。

[0029] そして、ノズル駆動部 4によってプローブ 3を再度上昇させた後、プローブ 3を反応 容器に引き続いて搬送されてくる洗浄容器に下降させ、電磁弁 9を開に切り替える。 そして、洗浄水ポンプ 8を駆動してタンク 10内の洗浄水 11を配管 2に圧送し、プロ一 ブ 3から洗浄容器に吐出してプローブ 3を洗浄水 11で洗浄する。これにより、 1つの 検体をサンプルカップ 20から反応容器に分注する一連の分注作業が完了する。この とき、洗浄水 11によるプローブ 3の内洗が不十分のときには、さらに洗剤でプローブ 3 を洗浄することもある。一方、他の検体を分注するときには、以上の動作を繰り返すこ とにより、新たなサンプルカップ 20から新たな反応容器に順次新たな検体を分注して ゆく。

[0030] ここで、図 2に示す圧力変化波形 Wにおいて、左縦軸は圧力センサ 7が出力する圧 力信号の出力電圧 (V)、横軸が時間 (秒)である。また、図 2において、信号波形 Sは 、制御部 13eからポンプ駆動部 6に出力される分注ポンプ 5を駆動する駆動信号の波 形図であり、右縦軸は駆動電圧 (V)である。

[0031] このとき、圧力変化波形 Wにおいて、例えば、プローブ 3から洗浄水 11を洗浄容器 に吐出する際の波形 W2につ 、て観察すると、配管 2内の洗浄液 11中に気泡がな ヽ 場合には、波形 W2を拡大した図 3に示すように、駆動信号 Sがポンプ駆動部 6に入 力された後、駆動信号 Sの入力が停止されるまでの間、複数の山 PI, P2が見られる。 ここで、図 3〜図 7は、信号波形 Sの一部と波形 W2を模式的に示している。

[0032] これに対し、洗浄液 11中に気泡が存在すると、気泡によって圧力の伝達が遅くなる ため、圧力変化が緩慢になる。このため、図 4に示すように、波形 W2には山が見られ ない。このとき、図 4は、洗浄液 11中に存在する気泡の量が多い場合であり、気泡の 量が少なくなるに従って山が出現してくる。

[0033] そして、洗浄液 11中に存在する気泡の量が、例えば、図 4より少ない中程度の場合 には、図 5に示すように、山 Pが僅かに出現する。また、洗浄液 11中に存在する気泡 の量が、図 5の場合よりさらに少ない小程度の場合には、図 6に示すように、山 Pが明 確に出現する。

[0034] 従って、本発明においては、山の数に基づいて前記配管内に充填された液体中に おける気泡の有無を判定するのである。即ち、図 7に示すように、駆動信号 Sがボン プ駆動部 6に入力された後、駆動信号 Sの入力が停止されるまでの信号出力時間 t にお ヽて、駆動信号 Sが入力されたときの電圧値よりも所定値 Δ V ( =4V)だけ小さ い電圧値を閾値 Tsとして設定し、判定部 13dに記憶させる。そして、信号出力時間 t において、演算部 13cは、波形 W2に含まれる閾値 Tsを超える電圧値を有する山 Pの 数 Niを演算する。一方、予め気泡が存在していない洗浄水 11を吐出させた場合にも 、演算部 13cは、同様にして山 Pの数 NOを演算する。判定部 13dは、演算部 13cが 演算した山 Pの数 Ni, NOを比較し、数 Niが数 NOよりも小さい場合に（Niく NO)、配管 2内に気泡があると判定する。

[0035] 以下、有無判定部 13による配管 2内の気泡の有無の判定と判定結果に基づく対処 を図 8に示すフローチャートに基づいて説明する。先ず、分注装置 1は、例えば、分 析装置をスィッチオンした立上げ時における分注開始前のチェックに際し、制御部 1 3eの制御の下に、分注ポンプ 5を駆動し、内部の洗浄（内洗）が済んだプローブ 3か ら洗浄水 11を洗浄容器に吐出する。これにより圧力センサ 7から増幅回路 12を介し て有無判定部 13に出力される信号により、検出部 13bは、配管 2内の圧力を検出す る（ステップ S 100)。

[0036] 次に、演算部 13cは、検出部 13bが検出した圧力から前記閾値に基づいて圧力変 化波形の山の数 Niを演算する。（ステップ S102)。次いで、判定部 13dは、演算した 山の数 Niを山の数 NOと比較し、配管 2内に気泡がある力否かを判定する (ステップ S 104)。

[0037] 山の数 Niが山の数 NOよりも大きい場合 (ステップ S 104, No)、判定部 13dは、配 管 2内には気泡がないと判定し、判定作業を終了する。この場合、判定部 13dは、デ イスプレイにその旨を表示してもよい。また、判定作業の終了により、分注装置 1は、 液体試料の分注を開始する。一方、演算値が前記閾値以下の場合 (ステップ S104, Yes)、判定部 13dは配管 2内に気泡が混入していると判定する。

[0038] その後、判定部 13dは、泡抜き回数が設定回数以下力否かを判定する (ステップ S 106)。泡抜き回数が設定回数以上の場合 (ステップ S 106, No)、泡抜き動作にも拘 わらず配管 2内に気泡が混入している場合であるから、判定部 13dは、異常を告知す る (ステップ S108)。異常の告知は、例えば、ディスプレイ装置に気泡混入の旨を表 示し、或いはアラームによって警報音を発する。

[0039] 一方、泡抜き回数が設定回数以下の場合 (ステップ S 106, Yes)、判定部 13dは、 泡抜き動作が不十分と判断し、自動泡抜き処理を実行する (ステップ S110)。この自 動泡抜き処理は、電磁弁 9に制御信号を出力して弁を開き、洗浄水ポンプ 8を駆動し てタンク 10内の洗浄水 11を配管 2内に圧送することによって実行される。これにより、 配管 2内に混入している気泡が、洗浄水と共に洗浄容器に吐出される。その後、判定 部 13dは、ステップ S100に戻り、配管 2内における気泡の有無の判定を繰り返す。

[0040] このように、本発明の分注装置における配管内の気泡の有無判定方法および分注 装置は、電磁弁 9を閉じて分注ポンプ 5を駆動し、ローブ 3から洗浄水 11を吐出する ことにより、配管 2内の圧力変化を検出すればよいので、配管 2内に充填された液体 における気泡の有無をいつでも簡単に判定することができる。このため、本発明の分 注装置における配管内の気泡の有無判定方法および分注装置は、検体や試薬を含 む液体試料を無駄にせず、再検を行う時間を減らすことができる。

[0041] ここで、分注装置のメンテナンス後や、長時間に亘つて分注作業を停止して!/、た後 に分注を再開する場合には、環境温度，気圧，些細なリーク等に起因して配管中に 気泡が生ずることが考えられる。このため、気泡の有無の判定は、このような場合にも 実行するようにしてもよ ヽ。 産業上の利用可能性

以上のように、本発明にかかる分注装置における配管内の気泡の有無判定方法お よび分注装置は、配管内に充填された液体における気泡の有無を判定するのに有 用であり、特に、自動分析装置で使用するのに適している。

Claims

請求の範囲

[1] 分注ノズルを接続した配管内に液体を充填し、当該配管内で前記液体を移動させ て前記分注ノズルから検体または試薬を含む液体試料を吸引し、吸引した液体試料 を吐出して分注を行う分注装置における配管内の気泡の有無判定方法であって、 前記配管内の液体を前記分注ノズルから吐出し、前記配管内における圧力変化を 検出する工程と、

検出した圧力変化力 圧力変化波形の山の数を演算する工程と、

演算した前記山の数に基づいて前記配管内に充填された液体おける気泡の有無 を判定する工程と、

を含むことを特徴とする分注装置における配管内の気泡の有無判定方法。

[2] 前記気泡の有無を判定する工程は、所定の閾値を越える前記山の数が 1以下の場 合に前記配管内に充填された液体に気泡が有ると判定することを特徴とする請求項 1に記載の分注装置における配管内の気泡の有無判定方法。

[3] 分注ノズルを接続した配管内に液体を充填し、当該配管内で前記液体を移動させ ることにより、前記分注ノズル力も検体または試薬を含む液体試料を吸引し、吸引し た液体試料を吐出して分注を行う分注装置であって、

前記配管内における圧力変化を検出する圧力センサと、

前記配管内の液体を前記分注ノズルから吐出し、前記圧力センサが検出した前記 配管内の圧力変化から圧力変化波形の山の数を演算し、演算した前記山の数に基 づいて前記配管内に充填された液体おける気泡の有無を判定する判定手段と、 を備えたことを特徴とする分注装置。

[4] 前記判定手段は、所定の閾値を越える前記山の数力 ^以下の場合に前記配管内 に充填された液体に気泡が有ると判定することを特徴とする請求項 3に記載の分注 装置。