CN103201634A - 自动分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动分析装置，其在分注机构的移动时防止试料、试药从喷嘴前端飞散。其具备：吸引分注的液体的喷嘴；产生用于将液体吸引到该喷嘴内的压力变动的泵；连接该喷嘴和该泵的配管；使该喷嘴在水平以及铅直方向上移动的移动机构，其中，所述配管的至少一部分由柔性管构成，该柔性管具有在途中位置发生变化、且喷嘴侧与所述移动机构一起移动的向上或向下突出的弯曲部，且在使该喷嘴水平移动时，从所述喷嘴的前端部与该喷嘴的最上部的距离之中，减去所述柔性管的凸部顶点与所述喷嘴的最上部的距离之后得到的值是-30mm到130mm之间的值。

Description

自动分析装置

技术领域

本发明涉及一种对血液、尿等生物体样本进行分析的自动分析装置，尤其涉及一种具备规定量分注试料、试药等的分注机构的自动分析装置。

背景技术

自动分析装置将由血液或尿等生物体试料构成的样本向反应线上的反应容器分注，进而向收容有样本的反应容器分注试药，通过如光度计那样的测定机构测定样本和试药的混合液，进行定性或者定量分析。一般样本与试药都从收容有样本或试药的容器吸引规定量，使用反应容器的规定量排出的分注机构。分注机构包括：喷嘴；用于在喷嘴内吸引规定量的试料或试药的泵(压力变化机构)；连接泵和喷嘴的配管(流路)；以及使喷嘴移动的移动机构。一般在配管上，以不妨碍喷嘴移动的方式设有柔性管朝向较长垂下的部分，其弯曲点的位置大多比喷嘴前端的位置低200mm左右。在分注时，在使喷嘴前端浸渍在容器内的样本或试药内后，使泵动作，由此将样本或试药吸引到喷嘴内，接着在喷嘴内保持液体的状态下使喷嘴上升，移动到反应线上，在反应容器内下降，由泵压出，由此进行规定量的分注。

此时，在喷嘴移动时，存在保持于喷嘴内的液体飞出的可能性。若产生这样的液体的飞散，则分注量变动，有可能影响分析结果。为了防止这样的飞散，在专利文献1记载的技术中，提出一种在特定的动作时减小喷嘴的移动速度而防止飞散的方法。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-54474号公报

近年来的自动分析装置，市售的也是最大处理能力为2000检查/小时的装置。为了确保其分析性能，1周期为3600秒÷2000＝1.8秒这样的短时间。即，分注动作必须在1.8秒完成。如上所述，分注动作由于包括“液体的吸引、将吸引的喷嘴移动到反应容器上、排出、回到原始位置”这样的动作，因此，如专利文献1记载的那样，在缩短喷嘴的移动速度方面是有限界的。另一方面，近年来，从降低分析运行成本的要求出发，需要减少试药的消耗量，存在样本、试药的分注量变少的倾向。即，即使是微量的飞散，对分注量的正确性的影响也大。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种兼顾高处理能力与分析可靠性的自动分析装置。

用于实现上述目的的本发明的构成如下所述。

一种自动分析装置，其具备：对分注的液体进行吸引的喷嘴；产生用于将液体吸引到该喷嘴内的压力变动的泵；连接该喷嘴和该泵的配管；使该喷嘴在水平以及垂直方向上移动的移动机构，其中，

所述配管的至少一部分由柔性管构成，该柔性管具有在途中位置发生变化、该喷嘴侧与所述移动机构一起移动的向上或向下凸出的弯曲部，

且在使该喷嘴水平移动时，从所述喷嘴的前端部与该喷嘴的最上部的距离之中，减去所述柔性管的凸部顶点与所述喷嘴的最上部的距离之后得到的值是-30mm到130mm之间的值，优选是0mm到130mm之间的值，更优选是0mm到50mm之间的值。

所谓液体，只要是试药、试料、洗剂等在自动分析装置中用于分析的东西，什么都可以。喷嘴通常按照试药专用、试料专用分类设置，但也可以兼用一个喷嘴。另外，为了避免不同的试料、试药混在一起的拼凑污染，在分注时，喷嘴前端可以安装一次性的末端(disposable tip)。此时的距离计算将一次性末端的前端视为喷嘴前端。泵只要是注射器、薄膜等可使喷嘴内压力变动的东西，什么都可以。柔性管一般是耐久性优越的特富龙(注册商标)管等，但只要有柔性，什么都可以。管直径大概是2mm以下，也可以根据需要使用更粗的管。

如前所述，在目前为止的自动分析装置的喷嘴所使用的配管上，以不妨碍喷嘴移动的方式设有柔性管向下较长垂下的部分，但如后所述，本发明人第一个发现：在该弯曲部的位置与喷嘴内的液体的飞出量上有因果关系。而且，本发明基于这样的新的发现，可以提供一种相比现有的自动分析装置，能够抑制液体的飞出量的自动分析装置。

发明效果

本发明可以提供一种兼顾高处理能力与分析可靠性的自动分析装置。

附图说明

图1是表示第1实施例的整体的说明图。

图2是表示第1实施例的主要部分的局部构成图。

图3是表示驱动模式与飞出量的关系的图表。

图4是表示柔性管的长度与飞出量的关系的图表。

图5是表示第2实施例的主要部分的说明图。

图6是表示第3实施例的主要部分的说明图。

图7是表示驱动模式与飞出量的关系的图表。

图8是表示柔性管的长度与飞出量的关系的图表。

具体实施方式

以下，结合附图说明本发明的实施方式。

图1、图2表示可以适用本发明的自动分析装置的一实施例。

该装置包括：可搭载多个保持试料的样本容器10的样本盘12；可搭载多个保持试药的试药容器40的第1试药盘41以及第2试药盘42；在周向上配置有多个反应容器35的反应盘36；将从样本容器10吸引的试料向反应容器35分注的样本分注机构15；将从第1试药盘41内的试药容器40吸引的试药向反应容器35分注的第1试药分注机构20；将从第2试药盘42内的试药容器40吸引的试药向反应容器35分注的第2试药分注机构21；对反应容器35内的液体进行搅拌的搅拌装置30；对反应容器35进行清洗的容器清洗机构45；在反应盘36的外周附近设置的光源50、分光检测器51；与分光检测器51连接的电脑61；以及对装置整体的动作进行控制。且与外部进行数据交换的控制器60。样本分注机构15通过柔性管23以及固定流路24与定量泵25连接。

如图2详细所示，样本分注机构15包括：保持铅直延伸的圆筒状的喷嘴17的分注臂16；设置于基座34且在上下、旋转方向上驱动分注臂16的驱动机构27；用于使驱动机构27动作的马达28；与喷嘴17连接的柔性管23；保持柔性管23的一端、并与固定流路24连结的固定具33；以及设置于基座34、并保持固定具33的支承具32。柔性管23的处于分注臂16与固定具33之间的部分朝下垂下，垂下部分的铅直方向的长度L2与样本分注机构15的铅直方向的长度L1大致一致，或稍微更长地设定。第1试药分注机构20以及第2试药分注机构21也是同样的构造。

本实施例的装置如以下那样动作。在样本容器10中装入血液等检查对象的试料，并放置在样本盘12上。将对于各试料必要的分析的种类输入控制器60。由样本分注机构15采集的试料被一定量分注到排列在反应盘36上的反应容器35中，通过试药分注机构20或21从设置于试药盘41或42的试药容器40分注一定量的试药，并由搅拌装置30搅拌。反应盘36周期性地反复进行旋转、停止，在反应容器35通过光源50前的时刻由分光检测器51进行测光。在10分钟的反应时间的期间反复进行测光，之后，由容器清洗机构45进行反应容器35内的反应液的排出以及清洗。在此期间，在另外的反应容器35中，并行实施使用另外的试料、试药的动作。由分光检测器51测光的数据在电脑61运算，算出并显示与分析种类相应的成分的浓度。

使用图2详细说明样本分注机构15的动作。在吸引试料之前，从定量泵25到喷嘴17之间的流路充满系统水，在喷嘴17的前端作为分段空气而吸引微量的空气。通过驱动机构27使分注臂16下降，喷嘴17的前端插入样本容器10中的试料。定量泵25进行吸引动作，将一定量的试料吸引到喷嘴17。之后，使驱动机构27进行上升动作，在初始位置停止。初始位置是比样本容器10或反应容器35的上端高、且不妨碍分注臂16的旋转动作的高度。在上升停止后，通过驱动机构27使分注臂16旋转，使喷嘴17移动到反应盘36上的位置。之后通过驱动机构27使分注臂16下降，将喷嘴17的前端插入反应容器35内，使定量泵25进行排出动作。向反应容器35内排出一定量的试料后，使喷嘴17上升，进行清洗，以备下次分析。

在此，在移动分注臂16时，考虑施加于内部流体的力。在为使分注臂16上升而给予朝上的加速度时，流路内部的流体也一起被加速，但产生惯性力。相对于喷嘴17的内部的流体，在朝上的加速的反方向上作用惯性力，因此产生p＝ρ·L1·a的压力差。在此，ρ是流体的密度，L1是喷嘴的铅直方向的长度，a是喷嘴的朝上的加速度。虽然惯性力还作用于分注臂16的水平部分内的流体，但水平方向的分量为零，不会成为压力差。柔性管23之中到下端的弯曲部的部分由于与分注臂16同时运动，因此，惯性力作用于内部的流体，产生p＝-ρ·L2·a的压力差。带负号是因为加速度的方向与喷嘴是反向。因此，在柔性管23的弯曲部，产生要通过p＝ρ·(L1-L2)·a的压力将流体向喷嘴方向压出那样的力。从定量泵25到柔性管23的弯曲部的流体反而增加p＝-ρ·(L1-L2)·a的负压，流路件弹性变形，流体膨张，产生微量的移动。其结果是，与ρ·(L1-L2)·a成比例的量的液体从喷嘴17的前端飞出。在ρ·(L1-L2)·a为负的情况下，产生吸入，而不是飞出。同样的现象在使样本分注机构15的上升停止时、开始下降时、停止下降时也发生。

图3是表示分注臂16的上下驱动、旋转驱动的模式与从喷嘴前端飞出的飞出量的图表。飞出量是对在典型的自动分析装置的分注流路的构成中产生上述的压力差时的过渡响应进行计算的结果。在L1＜L2的情况下，在上升停止时和下降开始时产生飞出，在L1＞L2的情况下，在上升开始时和下降停止时产生飞出。

图4是计算L2-L1与飞出量的关系的结果。通过典型的自动分析装置的分注流路的构成计算上升开始时和上升停止时的飞出量。知道了在L2-L1＜0的情况下，与长度之差成比例地，上升开始时的飞出量多，而在L2-L1＞0的情况下，与长度之差成比例地，上升停止时的飞出量多。如果在上升开始时产生飞出，则即便是微量，因上升中的振动也容易产生飞散，但上升停止时的飞出若是微量则不会成为飞散。因此，最好设定成L1等于L2，或者L2比L1稍长。

图7是在典型的自动分析装置的分注流路中，对各部的加速度进行实测，使用其数据计算飞出量的结果。与图3不同，不管在L1＜L2的情况下，还是在L1＞L2的情况下，在上升开始时和停止时，在下降开始时和停止时都产生飞出。进而，在旋转中也产生飞出。这是因为，在上下驱动以及旋转时，分注机构整体振动，增加振动引起的加速度。

图8是计算L2-L1与飞出量的关系的结果。此时，与图4不同，使用在典型构成的自动分析装置上安装加速度传感器而实测的加速度的数据来计算。不管L2-L1为负的情况还是为正的情况，上升停止时的飞出量都比上升开始时的飞出量多，飞出量极小的是0mm≤L2-L1≤100mm之间的点。成为这样的结果是因为，不同于进行图4的计算的条件，施加于实际的分注机构的加速度，不仅是机构的上升、停止引起的加速度，由此引起的振动分量大。振动加速度还产生在水平方向上作用于分注臂16的分量，且作用于喷嘴17的部分和柔性管23的加速度不一定全是逆分量，因此，飞出量不会完全变成零。既便如此，在L2-L1小的条件下，也明确了飞出量变小。。

在图8进一步表示与根据其他实验得到的产生飞散的条件相匹敌的飞出量的范围和产生喷嘴的侧面附着的范围。在飞出量为0.06μl以上时，存在飞出液不被拉回到喷嘴内而附着于喷嘴侧面的情况，在飞出量为0.12μl以上时，存在飞出液飞散，成为飞散的情况。因此，可知在该分注系统中，在-140mm≤L2-L1≤260mm时，不产生飞散，在-30mm≤L2-L1≤130mm时，可进行也不产生侧面附着的稳定的分注。

在本实施例的情况下，在分注臂16位于初始位置时，几乎是L1＝L2那样构成。对于本实施例的情况的具体的允许范围，L2-L1的值是不产生侧面附着的范围即-30mm≤L2-L1≤130mm，优选是上升开始时以及上升停止时的飞出量进一步变小的范围即0mm≤L2-L1≤130mm，更优选是上升开始时以及上升停止时的飞出量进一步变小的范围即0mm≤L2-L1≤50mm。若是0mm≤L2-L1≤50mm，则最低限包括上升开始时以及上升停止时的飞出量为极小的范围，因此，可将上升开始时以及上升停止时的飞出量抑制得较低。由此，在上升停止时或上升开始时加在喷嘴17部分和柔性管23部分的内部流体上的惯性力引起的压力差变小，从喷嘴前端飞出的飞出量小。因此，保持于内部的试料不会飞散，因此，不会损失规定量的试料而将其分注到反应容器35内，可以进行高精度的分析。另外，试料也不会飞散而污染周围，试料也不会飞入对象外的反应容器35，因此，可以提供安全且可靠性高的分析装置。

需要说明的是，在本实施例的条件下，如图4所示，由于上升停止时的飞出量大于上升开始时的飞出量，所以在上升停止时以L2比L1稍微变长的范围构成是有利的，但对于装置结构而言，有时上升开始时的飞出量更是问题。在这种情况下，可以在上升开始时以L2比L1稍微变长的范围构成，而不是上升停止时。

另外，在本实施例中，以惯性力引起的压力差变小的方式构成，因此，即便使分注机构高速动作，也不产生飞散。因此，能够使装置高速动作，可以提供每单位时间的处理能力高的分析装置。

另外，在本实施例中，飞散引起的分注误差小，因此，即便用于分析的试料或试药的量少，也不会受到飞散引起的偏差影响，可以提供试料、试药的消耗量少的分析装置。

另外，在本实施例的情况下，在使分注臂16下降的状态下，为L1＞L2，在上升开始时或下降停止时产生飞出，但在初始位置由于几乎是L1＝L2，所以即使在下降位置，L1与L2之差也小，飞出给分注造成的影响小，因此可以实现高精度的分析。

另外，在本实施例中，上升停止时的飞出量小、且是瞬间的，因此，飞出的液体在表面张力作用下被保持在喷嘴的前端，因此不会落下而就那么被吸回，因此，不会给分注量带来影响。因此，可以提供安全且精度高的分析装置。

另外，在本实施例中，由于在使分注臂16上升后隔开稍许时间后开始旋转，因此，假如产生飞出，由于其被吸回喷嘴内后开始旋转，因此，在旋转的离心力作用下而飞出的试料不会飞散，因此可以提供安全且精度高的分析装置。

另外，在本实施例中，进入有微量的分段空气，防止系统水与试料混合，但是由于喷嘴内的分段空气的部分的ρ小，因此，只要使L2比L1短相应部分，能够进一步减少飞散。

另外，在本实施例中，柔性管23的长度短，是与喷嘴长度一致的L2部分和从弯曲部到固定具33的部分，因此，动作引起的振动小，可以提供没有管振动引起的不良影响的安全且精度高的分析装置。

另外，在本实施例中，知道了存在液体飞出的可能性的时刻是上升停止时和下降开始时，因此，可以预先在喷嘴上升途中由定量泵25进行微量吸引而吸入喷嘴前端的试料，进一步减小飞出的可能性而可提供安全且精度高的分析装置。

根据图5说明本发明的其他的实施例。与第一实施例的不同点在于，柔性管23穿过分注臂16的内部，从管出口31朝上弯曲。此时，柔性管23的朝上的弯曲部之前的部分与分注臂16同时被加速，产生惯性力。但是，柔性管23的内部部分的流体受到的惯性力若加在分注臂16的内部部分的流体受到的惯性力上的话，则结果是，与从分注臂16的上端到柔性管23的弯曲部为止的长度L2成比例而产生p＝-ρ·L2·a的压力差，可得到与图2的实施例相同的效果。

另外，在本实施例的情况下，柔性管23的自由运动的部分仅仅是管出口31与固定具33之间，因此短的柔性管23就行，更难以引起管振动，可以提供可靠性高的分析装置。

根据图6说明本发明的其他的实施例。与第一实施例的不同点在于，在固定流路24的途中设有电磁阀29。在本实施例中，从吸引试料后到排出开始前，关闭电磁阀29。由此，在使分注臂16上升、下降动作的情况下，即便产生流体的惯性力引起的压力，通过电磁阀29，也将流路件的弹性变形或流体的膨张的产生限制于下游，可将飞出抑制为微量。因此，可以提供没有飞散的、安全且精度高的分析装置。

在本实施例的情况下，即便L1与L2的长度上存在稍许的差，也可以通过电磁阀29抑制飞出，因此，还有柔性管23的取回的自由度变高这样的优点。在典型的自动分析装置的构成的情况下，只要设置电磁阀29，喷嘴前端与柔性管23的弯曲部的高度之差为200mm左右之前，就可以有效减少飞出。可有效减少的高度之差依存于分注臂16的驱动速度、流路形状、装置所需求的分注量的精度等。

符号说明

10  样本容器

12  样本盘

15  样本分注机构

16  分注臂

17  喷嘴

20  第1试药分注机构

21  第2试药分注机构

23  柔性管

24  固定流路

25  定量泵

27  驱动机构

28  马达

29  电磁阀

30  搅拌装置

31  管出口

32  支承具

33  固定具

34  基座

35  反应容器

36  反应盘

40  试药容器

41  第1试药盘

42  第2试药盘

45  容器清洗机构

50  光源

51  分光检测器

60  控制器

61  电脑

Claims (6)

1.一种自动分析装置，其具备：对分注的液体进行吸引的喷嘴；产生用于将液体吸引到该喷嘴内的压力变动的泵；连接该喷嘴和该泵的配管；使该喷嘴在水平以及垂直方向上移动的移动机构，

其特征在于，

所述配管的至少一部分由柔性管构成，该柔性管具有在途中位置发生变化、该喷嘴侧与所述移动机构一起移动的向上或向下凸出的弯曲部，

且在使该喷嘴水平移动时，从所述喷嘴的前端部与该喷嘴的最上部的在铅直方向上的距离之中，减去所述柔性管的凸部顶点与所述喷嘴的最上部的在铅直方向上的距离之后得到的值是-30mm到130mm之间的值。

2.如权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，

从所述喷嘴的前端部与该喷嘴的最上部的在铅直方向上的距离之中，减去所述柔性管的凸部顶点与所述喷嘴的最上部的在铅直方向上的距离之后得到的值是0mm到130mm之间的值。

3.如权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，

从所述喷嘴的前端部与该喷嘴的最上部的在铅直方向上的距离之中，减去所述柔性管的凸部顶点与所述喷嘴的最上部的在铅直方向上的距离之后得到的值是0mm到50mm之间的值。

4.如权利要求1～3任一项所述的自动分析装置，其特征在于，

在所述喷嘴内的液体中设有通过气体将液体和液体分离的分段气体层，且从将该分段空气层的长度加在所述喷嘴的前端部与该喷嘴的最上部的在铅直方向上的距离上而得到的距离之中，减去所述柔性管的凸部顶点与所述喷嘴的最上部的在铅直方向上的距离之后得到的值分别是权利要求1～3中规定的值。

5.如权利要求1～3任一项所述的自动分析装置，其特征在于，

在使所述喷嘴上升中使所述泵进行吸引动作。

6.如权利要求1～3任一项所述的自动分析装置，其特征在于，

在所述喷嘴与所述泵之间的配管上配置电磁阀，进而在将该电磁阀关闭的状态下使所述喷嘴移动。

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