CN101377522B - 自动分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种具备在空反应容器内排出试样或试剂时使样本头前端不与反应容器的底接触就能进行分注的分注元件的自动分析装置。在样本头的外壁设置高低差部，将样本头插入反应容器中，在将该高低差部抵在反应容器的边缘部分的状态下停止样本头，将反应容器的底面和样本头前端的间隔(间隙)确保为一定距离。作为高低差部可利用设置在样本分注头的外侧的圆筒部的下端部等。

Description

自动分析装置

技术领域

本发明涉及自动进行血液、尿液等生物体试样的成分分析的自动分析装置，尤其涉及从该试样容器或试剂容器采集液体后向反应容器排出的自动分析装置。

背景技术

在自动分析装置中，向试样的反应容器排出的方式大体分为两种。一种是使样本头前端与空反应容器的底接触后排出试样的方法；另一种是首先预先分注试剂，使样本头前端接触试剂并将试样向试剂内排出的方法。近年来，从运转成本降低开始在进行反应液量降低、即一次分析所使用的试剂量的降低，随之，试样分注量的微量化也在以追随的方式进行。另外，为了提高处理能力，分析的高速化也在广泛地进行，尤其，分注速度的高速化也是非常重要的要素。然而，在这些现有例中有下述缺点。

首先是作为前一方法的使样本头前端与空反应容器的底接触后排出试样的方法的缺点，由于每次与反应容器的底接触，因而样本头的前端受损，或反应容器的底损伤，从而导致分注精度下降的情况居多。尤其，最近为了以试样分注量为1μ升以下之少的量维持分注精度，而使样本头前端直径非常尖细，因而反应容器的底和样本头前端容易受损。另外，在后一方法即首先预先分注试剂，使样本头前端接触试剂并将试样向试剂内排出的方法中，由于样本头前端接触试剂，因此，需要每次清洗样本头内外。由于需要在每次循环(按每个分析项目)中进行该清洗工序，因而存在与处理能力的提高无关、清洗水量多之类的缺点。前一方法仅在检体替换时清洗样本头内外即可。作为两者的改进方案，也有如专利文献1(专利文献1：日本特开平5-164764号公报)所记载的折中方案。该方案进行的是首先预先在反应容器中分注试剂，而且在附着在样本头前端的排出试样液滴即将要粘到试剂的部位停止样本头的间不容发的控制。另外，在专利文献2(专利文献2：日本特开平6-242126号公报)公开了关于对头的损伤进行过考虑的分注方式。

专利文献1所记载的技术由于存在试剂的液面弯月形状(由润湿性引起的液面弯曲)的偏差、反应容器的高度偏差、反应容器的截面积的偏差等，因此，缺乏实现性。另外，若试剂在依旧附着在样本头前端的状态(未洗净)下插入到试样中，则存在以试剂污染试样之类的危险性。

另外，专利文献2所记载的技术完全未考虑反应容器底的高度的偏差。分注量较少时，样本头前端和反应容器的底的间隔实质上成为零，随反应容器的高度偏差，有时接触有时不接触，因而存在分注精度反而恶化的可能性。

发明内容

本发明的目的在于提供即使在将试样向前一方法的空反应容器排出的场合，也不损伤样本头的前端和反应容器的底且即便是微量也能维持分注精度的自动分析装置。

为了达到上述目的，本发明的构成如下。

本发明的自动分析装置，在样本分注头上设有高低差部，该高低差部在使用该样本分注头将试样分注到反应容器时，通过抵接在该反应容器上而将该分注头的向上述反应容器的下降量限制在规定量。所谓高低差部，只要具备以通过抵接在反应容器的上面(边缘)部分，使得分注头不会进一步下降的方式进行限制的功能，则可以是任何形状。例如，通过做成与分注头同心圆状的双重管，使得外侧的管的下端部成为高低差部。另外，也可以在分注头的外侧设置突起。

本发明具有如下效果。

根据本发明，在将试样向反应容器排出时，由于使样本头前端和反应容器的底不接触，因而不会给头和反应容器带来损伤，另外，由于能够将样本头前端和反应容器的底的间隔确保为一定，因此，可实现分注精度的提高和维持。采用本方式的分注，由于仅在检体替换时清洗样本头内外即可，只要是分注相同检体就不必进行清洗，因而可缩短该情况下的分注周期，从而可实现分析处理能力的提高。

附图说明

图1是一般的自动分析装置的简图。

图2是说明反应容器和样本头前端的关系的图。

图3是呈分割块形状的反应容器。

图4是样本头的截面构造及插入到反应容器后的说明图。

符号说明：1—采样机构，2一采样臂，3一样本头，4一反应盘，5一反应容器，6一机构底座，7一驱动机构，8一驱动轴，9一反应槽，10一反应槽水，11一螺钉孔，12一中心不锈钢管，13一绝缘粘接剂，14一屏蔽不锈钢管，15一高低差，16一反应容器的边缘，17一反应容器块，18、101一试样容器，102一样本盘，103一计算机，104一接口，107—样本用泵，110一试剂分注头，111—试剂用泵，112一试剂瓶，113—搅拌机构，114一光源灯，115一光度计，116—A/D转换器，117—打印机，118—CRT，119一反应容器清洗机构，120—清洗用泵，121—键盘，122—存储器，125一试剂盘，151—液面检测电路，152—压力传感器，153—压力探测电路。

具体实施方式

本发明的特征部分是，做成在将样本头插入到空反应容器内进行分注时，使样本头前端不与反应容器的底接触，且必须维持一定的间隔(0.5mm)来进行排出。将多个反应容器排列在反应盘上使用，由于在该多个反应容器的底的高度上存在偏差，因此，将间隔维持在一定值上非常困难。这是由于，存在尤其在使反应盘旋转时所产生的颤动(高度上的起伏)之故。反应盘的大小越大则该颤动也变得越大。另外，样本头的下降后停止的位置的偏差也成为问题。该间隔通过以下方法维持一定。

只要在样本头的外壁设置高低差部，并使该高低差部抵在反应容器的边缘，就能将反应容器的底和样本头前端的间隔总是维持在一定的值。只要用树脂成形反应容器且牢靠地制作模具并进行管理，则反应容器边缘和底的距离的误差可抑制到0.01mm以下，从而达到几乎可忽略的程度。另外，样本头前端和高低差部的距离，可在制作样本头时使用工具等准确地制作(误差可抑制在0.01mm以内)。

下面用附图说明本发明的实施例。

图1表示本发明所实施的一般的自动分析装置的概要。

至于各部的功能，由于是公知的内容，因而省略详细叙述。采样机构1的采样臂2构成为，不仅上下运动而且旋转，使用安装于采样臂2上的样本头3来吸引配置于左右旋转的样本盘102上的试样容器101内的试样，并向反应容器5排出。从该图可知，试样容器101对样本盘102的配置通常采用如下构造的配置，即、可应对将试样容器101直接配置到样本盘102的场合和也可安装在试管(未图示)上的通用的配置。

在旋转自如的试剂盘125上配置有与成为分析对象的多个分析项目对应的试剂瓶112。安装于可动臂上的试剂分注头110将规定量的试剂从试剂瓶112分注到反应容器5。

样本头3伴随样本用注射器泵107的动作进行样本的吸引动作、以及排出动作。试剂分注头110伴随试剂用泵111的动作进行样本的吸引动作、以及排出动作。为各样本而应分析的分析项目从如键盘121、或CRT118的画面的输入装置输入。该自动分析装置的各单元的动作由计算机103控制。

伴随样本盘102的间歇旋转，试样容器101向样本吸引位置转送，样本头3向处于停止中的样本容器内下降。若样本头3的前端伴随该下降动作与试样的液面接触，则从液面检测电路151输出检测信号，计算机103根据该信号进行控制使得采样臂2的驱动部的下降动作停止。接着，在样本头3内吸引了规定量的试样后，样本头3上升到上止点。在样本头3将试样吸引规定量期间，利用来自压力传感器152的信号以压力探测电路153对样本头3和样本用泵107流道之间的吸引动作中的流道内压力变动进行监控，在吸引中的压力变动中发现有异常时，由于未吸引规定量的可能性较大，因此，对该分析数据附加警报。

接着，采样臂2沿水平方向旋转，使样本头3在反应盘4上的反应容器5位置下降，将所保持的试样向反应容器5内排出。在放有试样的反应容器5移动到试剂添加位置时，从试剂分注头110添加与相应的分析项目对应的试剂。伴随样本、以及试剂的分注检测试样容器101内的样本、以及试剂瓶112内的试剂的液面。加入有样本、以及试剂的反应容器内的混合物，利用搅拌器113进行搅拌。容纳有混合物的反应容器转送到光度计115，利用作为测定元件的光电倍增管或光度计来测定各混合物的发光值、或吸光度。发光信号或受光信号经由A/D转换器116并通过接口104后输入到计算机103，计算分析项目的浓度。分析结果或者通过接口104输出到打印机117上进行印刷或者输出到CRT118画面上，并且存储在存储器122中。测光结束后，反应容器5在反应容器清洗机构119的位置清洗。清洗用泵120向反应容器供给清洗水，并且从反应容器排出废液。在图1的例子中，在样本盘102上形成有三列容器保持部，从而能够同心圆状地固定三列试样容器101，在每一个列各自设定有一个利用样本头3的试样吸引装置。

以上是自动分析装置的一般的动作。

就样本头而言，在进行从试样容器吸引、向反应容器排出、在样本头槽(省略图示)重复进行头内外的清洗期间，在现有的装置中样本头前端仅在排出时与反应容器接触，若不存在该接触，则不会存在前端的磨损或卷曲等，只要不是因失误而用手触碰弯曲头前端，则可永久使用。

为了以不接触的方式进行分注，有必要将反应容器的底和样本头在反应容器内下降后停止时的间隔保持在0.05mm左右的一定值。

图3表示反应容器的形状。由于形成一体地塑料成形反应容器整个圆周部分非常困难，因此，如图3所示那样形成分割块状的形状，以多个块形成整个圆周部分，并使用螺钉孔11将反应容器块17牢固地固定在反应盘4上。

下面用图2观察反应容器的底面高度与样本头前端的关系。安装有反应容器5的反应盘4通过安装在机构底座6上的驱动机构7以及驱动轴8转动驱动。从机构底座到反应容器底面的高度H，对于每个反应容器产生偏差。在旋转反应容器观察时，在高度上必定产生起伏。尤其，反应容器块由于经树脂成形而制成，因此，主要原因是由于成形时的热收缩变形而导致翘曲。另外，如图2所示，由于反应容器浸泡在反应槽水10(37℃)内使用，因而在反应容器的塑料材料内一点点地吸收水分，从而在使用过程中随时间经过导致翘起，这也成为其次原因。另外，也影响驱动轴8的直线度。这样一来，反应容器的底面的起伏产生0.3mm左右。另外，在采样机构1的构造上，由于使样本头3上下旋转的驱动机构的背隙(不稳)等，使得下降(下降量D)插入到反应容器内的式样头的停止位置高度(N-D)未必总是保持一定。该偏差也产生0.3mm左右。

即便在一处反应容器将间隔调整到0.05mm，在这种各个反应容器的底的高度和样本头上下停止位置存在偏差的状态下，要在全部反应容器中将反应容器的底和样本头前端的间隔保持一定(0.05mm)，显然也困难。

于是，如图2或图4所示，在样本头的外壁设置高低差15。将样本头的构造表示在图4中。样本头由于采用静电容量方式，因此，成为双重构造。即、做成中心部有吸引试样的不锈钢管12(主要管部外径为1.1mm，内径为0.8mm；前端截面缩小部的外径约为0.25mm，内径为0.13mm左右)，其外部用绝缘树脂13包覆，该绝缘树脂外部粘接有用于遮断电干扰的屏蔽不锈钢管14的构造。通过将屏蔽不锈钢管14做成比不锈钢管12短而能够形成高低差15。由于反应容器宽度较窄的为2.5mm，屏蔽管的外径为3.5mm，因此，屏蔽管部不会进入反应容器内。由于从高低差部到样本头前端的距离为19.95mm，反应容器边缘16和底之间的距离为20.00mm，因此，在插入时，屏蔽管的高低差部抵在反应容器边缘，从而样本头前端和反应容器的底的间隔总是维持0.05mm。当然，样本臂和样本头利用弹簧等结合，在有高低差时，臂和头可缓冲。对该间隔的误差主要原因在于，反应容器深度A(例如为20.00mm)的各个偏差、以及样本头前端和高低差距离B(仅在将样本头更换为新货时，成为间隔G：0.05mm的准确性的误差)的准确性。

只要管理成形反应容器的模具的称之为中心销的(阳模)部件的制作尺寸，就能将反应容器深度A的各个偏差抑制到0.01mm以下。另外，就样本头前端和高低差距离B(例如为19.95mm)而言，若使用粘接工具确定将中心不锈钢管和屏蔽管用绝缘树脂固紧时的尺寸，则可使偏差无限接近零。这样一来，可将间隔G0.05mm抑制在0.04mm～0.05mm。

若在将间隔G总是抑制在0.04mm～0.05mm的状态下进行试样的排出，则所排出的试样虽然一瞬间呈球状，但由于立即被吸引到反应容器的底并附着在反应容器的底，因此，不会发生排到样本头前端的试样在依旧呈球状并附着在头一侧的状态下试样被带回之类的不良情况。由于样本头前端不会与反应容器底冲撞，因而不必担心因冲撞而弯曲或折弯，或前端卷曲，或损伤反应容器底，因此，只要制作上可行，就能使样本头前端部的外径非常细。若做成很细，则分注精度格外提高。这是由于能够降低插入到试样容器内的试样中时或在反应容器内排出时所附着在样本头前端外侧的试样量的偏差之故。

在试样的排出方式中也有在头内额外地吸引而暂时装满的“装满方式”和用水从后方挤出吸引到样本头内的试样全部的“水挤出方式”。在1μl以下时，采用以5μl的水从后方挤出的“水挤出方式”，该方法分注精度良好。在本发明中，对于采用哪一种排出方式进行排出不作限定。另外，在本发明中，对于试样的排出开始或排出结束时刻、与高低差部和反应容器边缘相抵接的时刻的关系不作限定(例如，在高低差部抵在反应容器边缘之前排出开始在本发明的适用范围内；在高低差部抵在反应容器边缘之前排出结束在本发明的适用范围内)。

在本实施例中，虽然仅对试样的分注进行了说明，而对于试剂的分注也可实施同样的方式(试剂分注量为微量时效果大)，适用范围不会由分注对象的液体的类别或用途所限定。

Claims (3)

1.一种自动分析装置，其特征在于，

具备样品分注头及样品分注头驱动机构，并且，所述样品分注头为液体分注头；

所述样品分注头具备吸引液体的第1管、设置为从外侧包覆所述第1管的圆筒状的第2管、以及设置在所述第1管和第2管之间的绝缘树脂；

所述第1管比第2管突出，且突出长度为从反应容器的容器底与容器边缘部的距离中减去规定间隔量的长度，其中，被所述样品分注头吸引的液体被排出到所述反应容器中；

所述样品分注头驱动机构上下驱动所述样品分注头，使其到达上述第2管与所述反应容器的容器边缘部相接触的位置，并将所述间隔量限制为一定值，

所述第2管的外径大于所述反应容器的内径。

2.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，

所述第1管和第2管为不锈钢管。

3.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，

上述间隔量为0.04～0.05mm。

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