CN110121650B - 喷嘴清洗器以及使用该喷嘴清洗器的自动分析装置 - Google Patents

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Abstract

在对具备液面检测功能的喷嘴进行清洗的喷嘴清洗器中，防止无意识的电蚀。在具有贮存清洗液的清洗槽(206)、在喷嘴清洗时以浸渍在清洗槽所贮存的清洗液中的方式配置的第一导电性部件(221)、以第二导电性部件(209)的至少一部分在喷嘴清洗时浸渍在清洗槽所贮存的清洗液中的方式配置且在清洗槽所贮存的清洗液中产生超声波振动的超声波产生机构、控制对第一导电性部件(221)施加的电位的第一电压控制部(302)、控制对第二导电性部件(209)施加的电位的第二电压控制部(303)的喷嘴清洗器中，第一电压控制部(302)对第一导电性部件(221)施加比在喷嘴清洗时对喷嘴施加的第一电位(V1)高的第二电位(V2)，第二电压控制部(303)对第二导电性部件(209)施加与第一电位(V1)相等的电位或比第一电位(V1)高的第三电位(V3)。

Description

喷嘴清洗器以及使用该喷嘴清洗器的自动分析装置
技术领域
本发明涉及对分注血清、尿等试样的喷嘴进行清洗的喷嘴清洗器以及具备喷嘴清洗器且通过使试样和试剂混合而进行成分分析的自动分析装置。
背景技术
在自动分析装置中，为了反复使用相同喷嘴分注试样，在吸引其他试样前进行喷嘴前端的清洗。若喷嘴前端的清洗不充分，则会将前一个试样成分带到下一个试样中(转移)，测定精度恶化。作为有效地清洗喷嘴的方法，在专利文献1中不仅公开了进行利用脱离子水的清洗，还公开了将喷嘴前端浸渍到贮存在清洗槽的一部分的清洗剂并除去喷嘴前端的内外面的污物的方法。
另外，在专利文献2中，作为喷嘴用的超声波清洗器，公开了在能贮存液体的清洗槽内配置有压电元件(振动件阵列)的超声波清洗槽。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-008123号公报
专利文献2：日本特开2010-133727号公报
发明内容
发明所要解决的课题
用于自动分析装置的喷嘴普遍是机械耐磨耗性、耐化学腐蚀性优异的金属制的喷嘴。另外，为了检测试样、试剂的液面，普遍采用利用了喷嘴与各液体接触前后的静电容量的变化、电阻值的变化之类的电性特性的变化的液面检测方式。在这些液面检测方式中，能通过对金属制(导电性)喷嘴施加预定的电压来检测液面。
在此，如专利文献1所公开，将含有电解质的清洗液贮存在清洗槽中并利用专利文献2所公开的清洗机构清洗喷嘴。在专利文献2的清洗机构中，由于在清洗槽内配置具有金属部件的振动件阵列，因此，在喷嘴清洗时，金属制的喷嘴和清洗机构的金属部件(振动件阵列)浸渍在相同电解质水溶液内。此时，若为了监视喷嘴是否正常地浸渍在电解质水溶液(清洗液)而使喷嘴的液面检测功能进行动作，则由于对喷嘴施加预定的电压，喷嘴侧为阳极，在喷嘴表面有可能产生电蚀。喷嘴表面状态的变化如上所述，存在转移、对分注量的精度带来不良影响的可能性。
本发明提供一种喷嘴清洗器以及具备该喷嘴清洗器的自动分析装置，在对具备液面检测功能的喷嘴进行清洗的喷嘴清洗器中，防止无意识的电蚀。
用于解决课题的方法
一种喷嘴清洗器，其对具有液面检测功能的分注机构的喷嘴进行清洗，具有贮存清洗液的清洗槽、在喷嘴清洗时以浸渍在清洗槽所贮存的清洗液中的方式配置的第一导电性部件；以及控制对第一导电性部件施加的电位的第一电压控制部，第一电压控制部对第一导电性部件施加比在喷嘴清洗时对喷嘴施加的第一电位高的第二电位。
另外，具有：超声波产生机构，其具有第二导电性部件，以第二导电性部件的至少一部分在喷嘴清洗时浸渍在清洗槽所贮存的清洗液中的方式配置，在清洗槽所贮存的清洗液中产生超声波振动；以及第二电压控制部，其控制对第二导电性部件施加的电位，第二电压控制部对第二导电性部件施加与第一电位相等的电位或比第一电位高的第三电位。
另外，也能用第二导电性部件替换第一导电性部件，对第二导电性部件施加第二电位。
发明效果
能提供在维持了喷嘴的液面检测功能的状态下含有电解质的清洗效果高的洗涤剂和在清洗槽中包括金属部件的超声波清洗器能并用，且具有较高的清洗效果的喷嘴清洗器。
附图说明
图1是自动分析装置的概略图。
图2A是超声波清洗器的立体图。
图2B是超声波清洗器的俯视图。
图2C是沿着A-A＇的超声波清洗器的剖视图。
图2D是超声波振动件以及振动头的侧视图。
图3是表示将试样喷嘴浸渍在清洗槽中的状态的图。
图4是在供给清洗液的配管侧配置有金属部件的例子。
具体实施方式
下面，参照附图详细地说明本发明的实施方式。
图1是自动分析装置100的概略图。分析对象的血液、尿等生物体试样(以下简称为试样)收纳于试样容器15。将一个以上的试样容器15搭载于试样架16，由试样搬运机构17搬运。用于试样的分析的试剂收纳于试剂瓶10，多个试剂瓶10沿圆周方向在试剂盘9上排列地配置。试样和试剂在反应器2内混合并反应。多个反应容器2沿圆周方向在反应盘1上排列地配置。试样从通过试剂搬运机构17搬运到试样分注位置的试样容器15通过第一或第二试样分注机构11、12向反应容器2分注试样。另一方面，试剂从试剂瓶10通过试剂分注机构7、8向反应容器2分注试剂。分注到反应容器2的试样与试剂的混合液(反应液)由搅拌机构5、6搅拌，通过利用分光光度计4测定从未图示的光源通过反应容器2的反应液而得到的透过光，测定反应液的吸光度。作为自动分析装置100中的分析处理，根据分光光度计4测定出的混合液(反应液)的吸光度计算与试剂相应的分析项目的预定成分的浓度等。测定后的反应容器2由清洗机构3清洗。
第一(第二)试样分注机构11(12)具有将其前端朝向下方配置的试样喷嘴11a(12a)，在试样喷嘴11a(12a)上连接试样用泵19。第一(第二)试样分注机构11(12)构成为能进行向水平方向的旋转动作以及上下动作，将试样喷嘴11a(12a)插入试样容器15并吸引试样，将试样喷嘴11a(12a)插入反应容器2并排出试样，进行从试样容器15向反应容器2的试样的分注。在第一(第二)试样分注机构11(12)的动作范围配置由清洗液清洗试样喷嘴11a(12a)的超声波清洗器(喷嘴清洗器)23(24)。在作为清洗液使用了水以外的情况下，为了由水除去清洗所使用的清洗液，配置清洗试样喷嘴11a(12a)的清洗槽13(14)。
试剂分注机构7、8具有将其前端朝向下方配置的试剂喷嘴7a、8a，在试剂喷嘴7a、8a上连接试剂用泵18。试剂分注机构7、8构成为能进行向水平方向的旋转动作及上下动作，将试剂喷嘴7a、8a插入试剂瓶10吸引试剂，将试剂喷嘴7a、8a插入反应容器2并排出试剂，从而进行从试剂瓶10向反应容器2的试剂的分注。在试剂分注机构7、8的动作范围配置由清洗液清洗试剂喷嘴7a、8a的清洗槽32、33。
搅拌机构5、6构成为能进行向水平方向的旋转动作以及上下动作，通过插入反应容器2进行试样与试剂的混合液(反应液)的搅拌。在搅拌机构5、6的动作范围配置由清洗液清洗搅拌机构5、6的清洗槽30、31。另外，在清洗机构3上连接清洗用泵20。
这种自动分析装置100的整体的动作由控制部21控制。另外，在图1中，为了图示的简单，局部省略地表示构成自动分析装置100的各机构与控制部21的连接。
使用图2A至图2D说明超声波清洗器23、24的构成例。图2A是超声波清洗器23、24的立体图，图2B是俯视图，图2C是沿A-A＇(图2B)的剖视图，图2D是超声波振动件以及振动头的侧视图。
超声波清洗器23、24在前块201与后块202之间夹持一个以上的压电元件203，具有通过利用螺栓204连结前块201和后块202而构成的超声波振动件(螺栓连结郎之万型振动件(BLT:Bolt-clamped Langevin Type Transducer))205、振动头209、设置有贮存清洗液的清洗槽206的基体部207。在此，将超声波振动件205的螺栓204的轴向定义为X方向，将在基体部207的上面(水平面)与X方向垂直的方向定义为Y方向，将与水平面垂直的方向、即铅垂方向定义为Z方向。
超声波振动件205具备凸缘部208，固定于基体部207。在图中，在凸缘部208的下侧固定于基体部207，但也能在凸缘部208的上侧也设置固定凸缘的部件，通过连接该部件和基体部207，均等地固定凸缘部208的整周。
在超声波振动件205的前块侧的前端具有朝向清洗槽206延伸的振动头209。振动头209的前端部210是圆筒形状，以来到在不与清洗槽206接触的位置浸渍在清洗槽206所贮存的清洗液的位置的方式调整。在圆筒形状的振动头前端部210设置有比试样喷嘴的前端外径大的圆筒孔211。金属部件201、202和振动头209分别是金属部件，前块201与振动头209可以分别制造并利用螺栓等固定，也可以一体地制造。另外，在清洗槽206上设置供给清洗液的配管212，通过供给一定量的清洗液并使位于清洗槽206内的清洗液溢出而能置换。即，从清洗液供给配管212供给的清洗液从清洗槽206的侧壁的上端溢出，流向位于清洗槽206的外周的液体接受件213，从排水路径214排出，从而清洗槽206内的清洗液的高度(液位)在供给清洗液时恒定。未限定，但清洗槽206、基体部207能够由树脂形成。
未图示，但通过在金属部件201、202与压电元件203之间以及多个压电元件203之间夹持电极(例如铜板)，相对于这些电极施加预定的频率的正弦波电压，从而在螺栓204的轴向上驱动超声波振动件205。尤其通过使前块201的形状为喇叭形状(在压电元件203侧和振动头侧使直径变化的形状)，能增大压电元件203产生的振幅，通过使喇叭的长度、形状与想驱动的频率一致地设计，能以较小的电力得到大振幅。在图中表示圆锥喇叭形状，但即使是其他形状(指示函数喇叭等)也没有问题。
另外，在喇叭形状的前块201的前端设置细长的振动头209，通过与超声波振动件205的振动同步地振动，能在振动头前端部210产生大位移。由此，能将施加在超声波振动件205上的电能有效地转换为振动头前端部210的振动(动能)。
在利用超声波清洗器23、24清洗试样喷嘴11a、12a时，以预定的低频驱动压电元件203，以浸渍预定范围(距试样喷嘴的前端5mm左右的范围)的方式将试样喷嘴插入振动头前端部210的圆筒孔211，通过浸渍在清洗液中一定时间，通过气蚀除去附着于试样喷嘴的外周部的污物。在清洗后，从超声波清洗器中拔出试样喷嘴，通过利用溢出更换清洗槽206的清洗液，能在接下来清洗试样喷嘴时利用新的清洗液清洗，能抑制转移。这些控制利用控制部21按照预定的装置顺序执行。
超声波清洗器23、24以适于在清洗液中产生气蚀的20～100kHz的频率驱动压电元件203，使清洗槽206内的振动头209共振，利用该大位移的振动(频率与驱动频率相同)产生超声波振动。由此，在振动头209的周围、尤其以振动的腹部(振幅最大的部分)为中心产生气蚀。作为开放端的振动头前端部210成为振动的腹部，因此利用在圆筒孔211内产生的气蚀集中地清洗试样喷嘴前端。
图3表示将试样喷嘴11a浸渍在清洗槽206的清洗液内的状态。由于试样喷嘴12a也具备与试样喷嘴11a相同的功能，因此以下以试样喷嘴11a为代表进行说明。
在本实施例中，控制部21包括液面检测控制部301、第一电压控制部302以及第二电压控制部303。
试样喷嘴11a具备液面检测功能，为了监视喷嘴的清洗是否正常地进行，在喷嘴清洗时使液面检测功能进行动作，确认喷嘴浸渍到清洗槽的清洗液。液面检测控制部301相对于试样喷嘴11a施加预定的电位V1。另一方面，超声波清洗器23设置在金属制的架台305上，架台305为基准电位GND(±0V)。试样喷嘴11a通过空气与架台305相对时的试样喷嘴11a与架台305之间的静电容量和在清洗槽206中填满清洗液并通过清洗液与架台305相对时的试样喷嘴11a与架台305之间的静电容量不同。通过检测该静电容量的变化，能确认喷嘴浸渍在清洗槽的清洗液中。
在本实施例的结构中，在使用包括电解质的清洗液的情况下，将作为金属制的试样喷嘴11a和作为金属制的振动头209浸渍在相同的电解质溶液中，另外，试样喷嘴11a为了液面检测而施加预定的电压，从而有可能在试样喷嘴11a上产生电蚀。因此，在本实施例中，设置与清洗槽206内的清洗液接触的金属部件221，通过第一电压控制部302对金属部件221施加预定的电压V2。在此，作为施加在金属部件221上的电位V2，通过为了保护而施加比施加在试样喷嘴11a上的电压V1高的电压，抑制试样喷嘴11a的电蚀。例如，在使施加在试样喷嘴11a上的电位V1为+5V的情况下，作为施加在金属部件221上的电位V2控制为+15V的电位。
但是，在振动头209的电位为比试样喷嘴11a的电位V1低的电位(例如0V)的情况下，具有在试样喷嘴11a上产生电蚀的危险。因此，期望相对于振动头209，利用第二电压控制部303施加与施加在试样喷嘴11a上的电位V1相等的电位、或比电位V1高的电位V3。另外，通过为电位V1电位≤V3电位<V2，试样喷嘴11a以及振动头209都能得到防止电蚀的效果。
相反，在容许振动头209的电蚀的情况下，能够省略图3所示的金属部件221。即，将振动头209代替为金属部件221，从第一电压控制部302向振动头209施加比施加在试样喷嘴11a上的电位V1高的电位的电位V2。
另外，这些电位V1、电位V2、电位V3具有共通的基准电位GND，例如，能够将设置有超声波清洗器的自动分析装置的机箱的电位作为基准电位GND使用。
在此，在从图3省略了金属部件221的结构中，使清洗液从周围绝缘并游离，通过以施加在振动头209上的电位与施加在试样喷嘴11a上的电位为相同电位的方式进行控制，理论上能得到电蚀防止的效果。但是，在按照一定的顺序反复进行试样喷嘴11a的清洗、清洗槽206的清洗液的更换的自动分析装置用途中，实际上难以作出清洗液的电位完全浮起的状态。未图示，但实际上为了向清洗槽206供给清洗液，电磁阀、泵、分支管、其他配管部件与清洗液接触，在即使这些的一部分接地的情况、是导电性的部件的情况下，即使以振动头209与试样喷嘴11a为相同电位的方式进行控制，也会在电解质溶液内产生电位差，存在产生电蚀的危险。因此，在以使振动头209与试样喷嘴11a为相同电位的方式进行控制的情况下，如图3的结构，期望以使施加了比振动头209和试样喷嘴11a高的电位的金属部件221与清洗液接触的方式配置。
图4是在供给清洗液的配管212上设置有与清洗液接触的金属部件221的例子。通过为这种配置，能在清洗槽206的上游配置金属部件221，能比试样喷嘴11a可靠地先与清洗液接触。例如，若在清洗槽206的上侧配置金属部件221，则即使在清洗液量不足的情况下等，也存在只有试样喷嘴11a与清洗液接触且产生电蚀的危险。另外，由于金属部件221的接液部分与大气侧接触，有可能在金属部件221上析出清洗液的成分。能通过图4的结构避免这种问题。
另外，本发明并未限定于这些实施例的结构，例如也能将清洗槽206作为金属制而兼具金属部件221的作用。另外，作为超声波产生机构，详细地说明了使振动头209在清洗液中振动且产生超声波振动的结构，但如专利文献2，也可以为在清洗槽配置超声波振动件本身的结构。另外，金属制部件221不需要必须配置在清洗槽侧，例如也可以附属于具备试样喷嘴11a的试样分注机构11，与试样喷嘴11a一起伴随水平驱动、垂直驱动，与清洗槽206内的清洗液接触并发挥其效果。
另外，第一电压控制部302以及第二电压控制部303不需要总是施加预定的电位，也可以例如以从试样喷嘴11a将要浸渍在清洗液中之前开始电压施加，在清洗后且试样喷嘴11a脱离了试样喷嘴11a不久之后结束电压施加的方式进行控制。由此，起到减少金属部件221的电蚀的效果。
另外，关于试样喷嘴11a、超声波头209、金属部件221，未特别限定材料，但通过在电源断开时等具有在浸渍在包括电解质的清洗液中的状态下维持的可能性的情况下具备，由相同材质或离子化倾向极其接近的材质构成，即使在电源断开时也能得到抑制构成要素的电蚀的效果。另外，只要具有导电性便能得到抑制电蚀的效果，因此不需要是金属。
在以上的实施例中，举例说明了具有超声波振动件的超声波清洗器，但可以是水位传感器、液性传感器那样的例子，能应用于具备与浸渍试样喷嘴11a的清洗液同时液接触的至少一个导电性部件的清洗器。
另外，本发明并未限定于上述实施方式，包括不脱离其主旨的范围内的多种变形例。例如，本发明未限定于具备在上述的实施方式中说明的全部的结构，也包括在不损坏发明的效果的范围删除了其结构的一部分的方案。
符号说明
1—反应盘，2—反应容器，3—清洗机构，4—分光光度计，5—搅拌机构，6—搅拌机构，7—试剂分注机构，8—试剂分注机构，7a—试剂喷嘴，8a—试剂喷嘴，9—试剂盘，10—试剂瓶，11—试样分注机构，12—试样分注机构，11a—试样喷嘴，12a—试样喷嘴，13—试样喷嘴用清洗槽，14—试样喷嘴用清洗槽，15—试样容器，16—试样架，17—试样搬运机构，18—试剂用泵，19—试样用泵，20—清洗用泵，21—控制部，23—超声波清洗器，24—超声波清洗器，30—搅拌机构用清洗槽，31—搅拌机构用清洗槽，32—试剂喷嘴用清洗槽，33—试剂喷嘴用清洗槽，100—自动分析装置，201—前块，202—后块，203—压电元件，204—螺栓，205—超声波振动件(BLT)，206—清洗槽，207—基体部，208—凸缘部，209—振动头，210—振动头前端部，211—圆筒孔，212—清洗液供给配管，213—液体接受件，214—排水路径，221—金属部件，301—液面检测控制部，302—第一电压控制部，303—第二电压控制部，305—架台。

Claims (10)

1.一种喷嘴清洗器，其对具有液面检测功能的分注机构的喷嘴进行清洗，该喷嘴清洗器的特征在于，
具有：
贮存清洗液的清洗槽；
以在喷嘴清洗时浸渍在上述清洗槽所贮存的清洗液中的方式配置的第一导电性部件；
控制对上述第一导电性部件施加的电位的第一电压控制部；
超声波产生机构，其具有第二导电性部件，以上述第二导电性部件的至少一部分在喷嘴清洗时浸渍在上述清洗槽所贮存的清洗液中的方式配置，在上述清洗槽所贮存的清洗液中产生超声波振动；以及
第二电压控制部，其控制对上述第二导电性部件施加的电位，
上述第一电压控制部对上述第一导电性部件施加比在喷嘴清洗时对喷嘴施加的第一电位高的第二电位，
上述第二电压控制部对上述第二导电性部件施加与上述第一电位相等的电位或比上述第一电位高的第三电位。
2.根据权利要求1所述的喷嘴清洗器，其特征在于，
上述第三电位比上述第二电位低。
3.根据权利要求2所述的喷嘴清洗器，其特征在于，
上述超声波产生机构具有超声波振动件和振动头，该振动头作为上述第二导电性部件从上述超声波振动件向上述清洗槽延伸，且在其前端部具有圆筒孔，该圆筒孔在铅垂方向上具有其长度方向，
将喷嘴插入上述圆筒孔并清洗喷嘴。
4.根据权利要求3所述的喷嘴清洗器，其特征在于，
具有连接于上述清洗槽的底部且向上述清洗槽供给清洗液的配管，
上述第一导电性部件设置于上述配管。
5.一种喷嘴清洗器，其对具有液面检测功能的分注机构的喷嘴进行清洗，该喷嘴清洗器的特征在于，
具有：
超声波振动件；
贮存清洗液的清洗槽；
振动头，其从上述超声波振动件向上述清洗槽延伸，且在其前端部具有圆筒孔，该圆筒孔在铅垂方向上具有其长度方向；以及
控制对上述振动头施加的电位的第一电压控制部，
上述振动头的前端部以在喷嘴清洗时浸渍在上述清洗槽所贮存的清洗液中的方式配置，
上述第一电压控制部对上述振动头施加比在喷嘴清洗时对喷嘴施加的第一电位高的第二电位。
6.一种自动分析装置，其特征在于，
具备：
权利要求1～4任一项所述的喷嘴清洗器；以及
试样分注机构，其具有吸引试样的试样喷嘴，
上述喷嘴清洗器对上述试样喷嘴进行清洗。
7.根据权利要求6所述的自动分析装置，其特征在于，
上述第一导电性部件以及上述第二导电性部件是与上述试样喷嘴相同材质或离子化倾向接近的材质。
8.根据权利要求6所述的自动分析装置，其特征在于，
上述第一电压控制部以及上述第二电压控制部从上述试样喷嘴将要浸渍在清洗液中之前开始对上述第一导电性部件以及上述第二导电性部件施加电压，在上述试样喷嘴从清洗液离开不久之后结束对上述第一导电性部件以及上述第二导电性部件施加电压。
9.根据权利要求6所述的自动分析装置，其特征在于，
上述第一电位、上述第二电位以及上述第三电位生成自动分析装置的机箱的电位作为基准电位。
10.根据权利要求6所述的自动分析装置，其特征在于，
使用电解质水溶液作为贮存于上述清洗槽的清洗液。
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