DE112010000927T5

DE112010000927T5 - Chemischer Analysator

Info

Publication number: DE112010000927T5
Application number: DE112010000927T
Authority: DE
Inventors: Hironobu Yamakawa; Taisaku Seino; Yoichi ARUGA; Takenori Okusa; Kenichi Takahashi
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Roche Diagnostics GmbH; Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2010-02-22
Publication date: 2012-11-08
Anticipated expiration: 2030-02-23
Also published as: CN102326085B; CN103645335A; CN102326085A; JP5587862B2; US8747744B2; US20120107180A1; JPWO2010098053A1; WO2010098053A1; JP2013064754A; DE112010005273B4; DE112010005273T5; US20130121883A1; US8916113B2; JP5587965B2; DE112010000927B4

Abstract

Bei einem automatischen chemischen Analysator, bei dem eine Reaktionslösung in einem Reaktionsbehälter als Ziel des Umrührens durch Luft umgerührt wird, die von einem oberhalb des Reaktionsbehälters angeordneten Luftausstoßloch ausgestoßen wird, wird die Zuverlässigkeit des chemischen Analysators durch Prüfen des Status der ausgestoßenen Luft verbessert. Ein Reaktionsbereich kann ausreichend gewaschen und gereinigt werden, ohne eine Beschädigung in der Art einer Exfoliation eines Beschichtungsreagens an dem Reaktionsbehälter hervorzurufen. Ein Reaktionsbehälter-Abstelltisch (eine Reaktionsscheibe) 161 ist mit einer Pore 240 und einer mit der Pore verbundenen Druckerfassungseinrichtung 241 versehen. Vor und nach dem Rührvorgang wird das Luft ausstoßende Ausstoßloch (Düse) 170 bewegt, und der Ausgangswert der Druckerfassungseinrichtung wird mit einem zuvor gemessenen Normalwert verglichen, wodurch die Normalität des Rührmechanismus garantiert wird. Mit einem Ausstoßrohr 1101 und einem Saugrohr 1102, die in die Öffnung des Reaktionsbehälters 1140 bis dicht an beide Enden der Öffnung und der Seitenwand des Behälters eingeführt sind, wird der Reaktionsbereich 1150 am Boden des Behälters durch kontinuierliches Ausstoßen und Ansaugen einer Reinigungsflüssigkeit gewaschen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen chemischen Analysator, der für die Analyse in einem lebenden Organismus enthaltener Spurensubstanzen geeignet ist.
Stand der Technik
Ein automatischer Analysator für qualitative/quantitative Analysen biologischer Proben (Blut, Urin, usw.) führt eine Analyse aus, bei der die Farbe der Reaktionslösung durch eine Reaktion eines Reagens mit Analysezielbestandteilen in einer Probe geändert wird (kolorimetrische Analyse). Ein solcher automatischer Analysator führt auch eine Analyse aus, bei der Marker direkt oder indirekt zu Substanzen hinzugefügt werden, die spezifisch mit den Analysezielbestandteilen reagieren, und die Anzahl der Marker gezählt wird (Immunitätsanalyse) usw. Bei dem vorstehend beschriebenen automatischen Analysator ist das Umrühren der gemischten Lösung nach dem Mischen der Probe und des Reagens wirksam, um die Reaktion zu fördern. Für eine Reaktion zwischen einer flüssigen Probe und einem flüssigen Reagens wird das Umrühren der Reaktionslösung im Allgemeinen durch die Verwendung eines in den Reaktionsbehälter eingeführten Rührstabs oder dergleichen ausgeführt. Die Verwendung des Rührstabs kann jedoch unmöglich werden, wenn die Menge der Reaktionslösung klein ist. Eine Technik zum Umrühren der Reaktionslösung in einem Reaktionsbehälter durch die Verwendung von einer Düse ausgestoßener Luft ist in den Patentdokumenten 1 und 2 beschrieben.
Nach Abschluss der Reaktion wird die Reaktionslösung angesogen, um die nicht reagierte überschüssige Probe aus dem Reaktionsbehälter zu entfernen. Danach wird der Reaktionsbehälter zur Verstärkung der Probenentfernungswirkung nach Bedarf mit einer Reinigungsflüssigkeit gewaschen.
Ein solcher Analysator ist beispielsweise im Patentdokument 3 beschrieben.
Literatur zum Stand der Technik
Patentliteratur

Patentdokument 1: JP-2007-51863-A
Patentdokument 2: JP-6-39266-A
Patentdokument 3: JP-7-83939-A

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Beim Umrühren unter Verwendung eines Rührstabs kann leicht geprüft werden, ob die Reaktionslösung erfolgreich umgerührt wird, weil der Rührstab in die Reaktionslösung eingetaucht ist und sich während des Rührvorgangs in der Reaktionslösung dreht. Wenn dagegen der Mechanismus zum Umrühren der Reaktionslösung mit ausgestoßener Luft verwendet wird, ist es schwierig zu prüfen, ob das Umrühren wie erwartet erfolgt. Selbst wenn eine Abnormität eines durch die Analyse erhaltenen Messwerts auftritt, ist es schwierig zu beurteilen, ob eine Abnormität in der Probe vorhanden war oder ein unzureichendes Umrühren der Reaktionslösung zu dem abnormen Ergebnis geführt hat.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen chemischen Analysator mit einem Mechanismus zum Umrühren einer Reaktionslösung durch Ausstoßen von Luft aus einem Luftausstoßloch und zum Erreichen einer hohen Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses bereitzustellen, indem es ermöglicht wird, zu prüfen, ob der Rührmechanismus normal arbeitet.
Ferner ist es bei einem Analysator, bei dem der vorstehend erwähnte Reaktionsbehälter verwendet wird, für eine hochgenaue Analyse entscheidend, die nicht reagierte überschüssige Probe in ausreichendem Maße aus dem Reaktionsbehälter zu entfernen. Falls die Zufuhr der Reinigungsflüssigkeit zum Reaktionsbehälter oder das Absaugen der Flüssigkeit aus dem Reaktionsbehälter jedoch mit einer hohen Strömungsgeschwindigkeit ausgeführt wird, um die überschüssige Probe zu entfernen, besteht die Gefahr einer Exfoliation eines Beschichtungsreagens von dem mit dem Reagens beschichteten Reaktionsbehälter. Auch wenn der in Patentdokument 3 beschriebene Analysator die Zufuhr der Reinigungsflüssigkeit oder das Absaugen der Flüssigkeit durch Einführen eines Ausstoßrohrs und eines Saugrohrs in den Reaktionsbehälter ausführt, wurde das vorstehende Problem noch nicht erkannt.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen chemischen Analysator bereitzustellen, der in der Lage ist, eine hohe Analysegenauigkeit und eine hohe Zuverlässigkeit der Vorrichtung durch ausreichendes Waschen und Reinigen des Reaktionsbehälters bereitzustellen, ohne ein Problem hervorzurufen (beispielsweise eine Exfoliation des Beschichtungsreagens am Boden des Reaktionsbehälters in Fallen, in denen der Reaktionsbehälter wie ein flacher Teller geformt ist).
Mittel zum Lösen des Problems
Ein chemischer Analysator gemäß der vorliegenden Erfindung zum Lösen der vorstehend erwähnten Probleme ist wie nachfolgend angegeben konfiguriert.
Ein chemischer Analysator, welcher aufweist: einen Reaktionsbehälter-Abstelltisch, auf dem mehrere Reaktionsbehälter, die jeweils eine Öffnung aufweisen, abgestellt bzw. abgesetzt sind, und ein Luftausstoßloch zum Ausstoßen von Luft zu der Öffnung des Reaktionsbehälters, wobei mindestens ein ausgewählter von einem Drucksensor, einem Temperatursensor und einem Feuchtigkeitssensor an einer Position zwischen Reaktionsbehälter-Abstellpositionen auf dem Reaktionsbehälter-Abstelltisch bereitgestellt ist.
Vorzugsweise ist der Reaktionsbehälter-Abstelltisch mit einer Pore und einem mit der Pore verbundenen Drucksensor versehen. Vor oder nach dem Rührvorgang werden die aus dem Luftausstoßloch ausgestoßene Luft über der Pore angehalten oder bewegt, der Ausgangswert des Sensors zur Zeit des Anhaltens/Bewegens der Ausstoßluft überwacht und der Ausgangswert mit einem zuvor erfassten Signalwert im Normalzustand verglichen.
Ein anderer chemischer Analysator gemäß der vorliegenden Erfindung ist wie nachfolgend angegeben konfiguriert:
Ein chemischer Analysator, welcher aufweist: einen Reaktionsbehälter mit einer Öffnung und einem Reaktionsbereich, der sich im Zentrum des Bodens des Reaktionsbehälters befindet, ein Reinigungsflüssigkeits-Ausstoßrohr zum Ausstoßen einer Reinigungsflüssigkeit in den Reaktionsbehälter und ein Saugrohr zum Heraussaugen von Flüssigkeit aus dem Reaktionsbehälter, wobei der chemische Analysator einen Steuermechanismus aufweist, der das Waschen des Reaktionsbehälters steuert, so dass: das Saugrohr vor dem Ausstoßrohr in die Öffnung des Reaktionsbehälters abgesenkt wird und mit dem Ansaugen der Flüssigkeit beginnt, und das Ausstoßrohr anschießend in die Öffnung des Reaktionsbehälters abgesenkt wird und die Reinigungsflüssigkeit ausstößt, und das Ansaugen der Flüssigkeit und das Ausstoßen der Reinigungsflüssigkeit mindestens während eines vorgeschriebenen Zeitraums gleichzeitig ausgeführt werden.
Auswirkung der Erfindung
Bei einem chemischen Analysator mit einem Mechanismus zum Umrühren einer Reaktionslösung durch Ausstoßen von Luft aus einem Luftausstoßloch ist es möglich zu prüfen, ob der Rührmechanismus normal arbeitet. Folglich kann ein chemischer Analysator mit einer hohen Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses bereitgestellt werden.
Eine weitere Auswirkung der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Es kann ein chemischer Analysator mit einer hohen Analysegenauigkeit und einer hohen Vorrichtungszuverlässigkeit bereitgestellt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Es zeigen:
1 ein schematisches Übersichtsdiagramm eines chemischen Analysators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ein schematisches Diagramm einer Inkubatoreinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3 ein schematisches Diagramm der Inkubatoreinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4 ein schematisches Diagramm der Anordnung von Düsen und Poren gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5 ein Beispiel der Ausgaben der Druckerfassungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6 ein schematisches Diagramm einer Inkubatoreinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
7 ein Beispiel der Ausgabe der Temperaturerfassungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
8 ein Beispiel der Ausgabe eines Lastsensors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
9 ein schematisches Diagramm einer Inkubatoreinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
10 ein schematisches Diagramm von Anordnungen einer Düsenscheibe und einer Spülscheibe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
11 ein schematisches Übersichtsdiagramm eines chemischen Analysators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
12 ein schematisches Diagramm eines Waschmechanismus gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
13 ein Flussdiagramm eines Waschvorgangs gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
14 ein schematisches Diagramm zentraler Querschnitte eines Reaktionsbehälters, eines Ausstoßrohrs und eines Saugrohrs zum Erklären des Waschens des Reaktionsbehälters gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
15 ein schematisches Diagramm zentraler Querschnitte eines Reaktionsbehälters, eines Ausstoßrohrs und eines Saugrohrs zum Erklären des Waschens des Reaktionsbehälters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
16 ein schematisches Diagramm zentraler Querschnitte eines Reaktionsbehälters, von Ausstoßrohren und eines Saugrohrs zum Erklären des Waschens des Reaktionsbehälters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
17 eine vergrößerte Ansicht einer in 11 dargestellten Waschposition,
18 ein schematisches Diagramm zum Erklären des Reaktionsbehälters, des Reinigungsflüssigkeits-Ausstoßrohrs, des Saugrohrs, eines Spülchips und der Reinigungsflüssigkeitsströmung beim Waschvorgang gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 18(A) eine zentrale Schnittansicht ist und 18(B) eine Bodenansicht des Reaktionsbehälters ist,
19 eine Strömungsgeschwindigkeitsverteilung am zentralen Querschnitt des Reaktionsbehälters beim Waschvorgang gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und
20 ein schematisches Diagramm einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Nun werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung detailliert beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
Zuerst wird die Konfiguration eines chemischen Analysators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 und 3 beschrieben. 1 ist ein schematisches Übersichtsdiagramm des chemischen Analysators. 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Inneren einer Inkubatoreinheit.
3 ist eine erklärende Darstellung, in der die von der Seite betrachtete Einrichtung innerhalb der Inkubatoreinheit schematisch dargestellt ist.
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst der chemische Analysator einen Träger 101 zum Tragen eines kleinen Reaktionsbehälters 100, eine Probenscheibe 111 zum Speichern von Probenbehältern 110, eine Reagensscheibe 121 zum Speichern von Reagensbehältern 120, einen getrennten Gießmechanismus 130 zum Gießen einer Probe und eines Reagens getrennt von ihren jeweiligen Behältern in den Reaktionsbehälter 100, eine Inkubatoreinheit 140 zum Umrühren einer aus der Probe und dem Reagens gebildeten Reaktionslösung und einen optischen Detektionsmechanismus 150 mit einem Anregungslichtstrahler und einem Fluoreszenzemissionsintensitätsdetektor. Die Inkubatoreinheit 140 umfasst eine Reaktionsscheibe 161 mit Reaktionsbehälter-Abstellorten 160, an denen die Reaktionsbehälter 100 abgestellt bzw. abgesetzt werden können, eine Düsenscheibe 171 mit Düsen 170 zum Ausstoßen von Druckluft und eine die Inkubatoreinheit umgebende Seitenwand 142.
Wie in 2 dargestellt ist, sind die Düsenscheibe 171 und die Reaktionsscheibe 161 der Inkubatoreinheit 140 scheibenartige Komponenten. Die mehreren Düsen 170 sind entlang dem Umfang der Düsenscheibe 171 bereitgestellt, während die mehreren Reaktionsbehälter-Abstellorte 160 entlang dem Umfang der Reaktionsscheibe 161 bereitgestellt sind. Die Düsen 170 und die Reaktionsbehälter-Abstellorte 160 befinden sich an Positionen, die einander jeweils in vertikaler Richtung entsprechen. Jeder Reaktionsbehälter 100 ist unter einer der Düsen 170 angeordnet. Die Probe und das Reagens in dem Reaktionsbehälter 100 werden durch die von der Düse 170 ausgestoßene Druckluft umgerührt und gemischt.
Wie in 3 dargestellt ist, werden die Düsenscheibe 171 und die Reaktionsscheibe 161 durch jeweilige Antriebsmotoren 231 bzw. 232 angetrieben. Der Düsenscheibe 171 wird über einen Filter 203 zum Entfernen von Staub von einer Luftpumpe 202 Druckluft zugeführt. Ein Rohrdrudksensor 204 ist an der Wand eines Rohrs 201 angebracht. Einer der Reaktionsbehälter-Abstellorte 160 der Reaktionsscheibe 161 ist mit Poren 240 versehen. Ein Drucksensor 241 vom Membrantyp (als Druckerfassungseinrichtung) ist am Ende jeder Pore 240 in einen Teil der Reaktionsscheibe 161 eingebettet.
Diese Komponenten führen automatisch eine Analyse mit einer vorgeschriebenen Zeitsteuerung aus, wie nachstehend auf der Grundlage zuvor eingegebener Analysebestandteilinformationen erklärt wird. Zuerst werden die Probe und das Reagens durch den getrennten Gießmechanismus 130 aus getrennten Behältern in einen Reaktionsbehälter 100 gegossen. Anschließend wird der Reaktionsbehälter 100 durch Bewegen des Trägers 101, während die Reaktionsscheibe 161 gedreht wird, von einer Inkubatoreinheitsöffnung 141 in das Innere des Inkubators getragen. Der Reaktionsbehälter 100 wird auf einen vorgeschriebenen Reaktionsbehälter-Abstellort der Reaktionsscheibe 161 gestellt, und die Druckluft wird von der über dem Reaktionsbehälter angeordneten Düse 170 ausgestoßen. Die ausgestoßene Druckluft kollidiert mit der Oberfläche der aus der Probe und dem Reagens gebildeten Reaktionslösung und bewirkt dadurch eine Umrührströmung in der Reaktionslösung, wodurch die Probe und das Reagens umgerührt und vermischt werden. Der Reaktionsbehälter 100 wird nach Abschluss des Umrührens aus der Inkubatoreinheit 140 entnommen und durch den Träger 101 zu einer Position unter dem Detektionsmechanismus 150 bewegt. An dieser Position wird eine optische Detektion an der Reaktionslösung in dem Reaktionsbehälter 100 ausgeführt.
Vor und nach diesem Analysevorgang wird die so genannte ”Initialisierung”, einschließlich einer Prüfung, ob jeder Mechanismus des chemischen Analysators normal arbeitet oder nicht, und eines Vorgangs zum Rückführen jedes Mechanismus in seine Ursprungsposition, ausgeführt. Bei der Initialisierung wird ein Düsenabnormitäts-Feststellungsvorgang ausgeführt, um zu gewährleisten, dass der Rührmechanismus normal arbeitet. In dem Düsenabnormitäts-Feststellungsvorgang sind die Reaktionsbehälter-Abstellorte 160 leer, wie in 3 dargestellt ist. Die in 3 dargestellten Düsen sind beispielsweise von #1 bis #5 nummeriert.
4 ist ein schematisches Diagramm, das die Positionen der auf die Reaktionsscheibe vorgeschobenen Düsen zeigt, um die Bewegung der Düsen und die Positionsbeziehung zwischen den Düsen, der Pore usw. zu erklären. Gemäß dieser Ausführungsform sind drei Poren 240a, 240b und 240c in einer zur Drehrichtung 310 der Düsen orthogonalen Linie angeordnet. Die gepunktete Linie 802 gibt den Umfang der Düsenscheibe 171 an, worauf die Düsen 170 bereitgestellt sind. Statische Drucksensoren 241a, 241b und 241c sind mit den Poren verbunden und geben Signale 341a, 341b bzw. 341c aus. Die Pore 240b befindet sich an der zentralen Position in Bezug auf die Düsenbewegung 310, und die Poren 240a, 240c befinden sich im gleichen Abstand getrennt von der zentralen Position. In 4 sind die Positionen 170(2), 170(3) und 170(4) der Düsen #2, #3 und #4 von den vielen Düsen 170 angegeben. 4 zeigt eine Situation, in der die Düse #2 aus ihrer Normalposition verschoben wurde und sich Staub 350 an die Düse #4 angelagert hat, wie nachstehend erklärt wird.
5 zeigt ein Beispiel der Ausgaben der Drucksensoren, wobei die horizontale Achse jedes Graphs die Zeit darstellt und die vertikale Achse jedes Graphs die Signalintensität der Ausgabe jedes Drucksensors darstellt. (A), (B) und (C) aus 5 geben die Ausgaben 341a, 341b bzw. 341c der drei in 4 dargestellten Drucksensoren an. Die von der Düse 170 ausgestoßene Druckluft bildet über der Reaktionsscheibe 161 eine kollidierende Strahlströmung. Infolge der Natur der kollidierenden Strahlströmung ist der Druck auf der Reaktionsscheibe (als Kollisionsfläche) an der Position direkt unterhalb der Düse am höchsten und nimmt mit zunehmendem Abstand von der Düse ab. Falls die Düsenscheibe 171 demgemäß bewegt wird, während das Ausstoßen der Druckluft aus der Düse 170 fortgesetzt wird, zeigt der Druck, entsprechend den Düsen #1 bis #5, periodische Schwankungen, weil er ein Maximum erreicht, wenn sich die Düse 170 direkt oberhalb der Pore 240 bewegt, anschließend abnimmt und wieder zunimmt, wenn sich die nächste Düse über der Pore 240 bewegt. Die Ausgabe 341b des Sensors 241b (der mit der Pore 240b verbunden ist, die direkt unterhalb der Bahn der Düsen ausgebildet ist) ist von den Ausgaben der drei Sensoren am höchsten. Die Ausgaben 341a und 341c sind kleiner als die Ausgabe 341b und entsprechen einander infolge der Symmetrie. Wenn sich der Rührmechanismus in seinem Normalzustand befindet, nimmt die Ausgabe jedes Drucksensors für alle Düsen den gleichen Wert an, wie durch die durchgezogene Linie 401 in 5 angegeben ist.
Die Maximalwerte der Ausgaben sind A0, B0 bzw. C0. Diese Werte werden nachstehend als ”Normalwerte” bezeichnet.
Zuerst wird ein Beispiel der Düsenabnormität erklärt, wobei sich die Düsen #1, #2, #3 und #5 in ihren Normalzuständen befinden, die Düse #4 jedoch zu einer verstopften Düse 170(4) geworden ist, weil sich der Staub 350 an sie angelagert hat, wie in 4 dargestellt ist. Der Staub 350 in der Düse #4 hat sich infolge der Ansammlung von Staub (Teilchen), der kleiner ist als die Maschengröße des Filters 203, als eine säkulare Schwankung gebildet. Der Ausgangswert jedes Sensors in diesem Fall ist in 5 mit einer gepunkteten Linie 410 angegeben. Alle Ausgaben 341a, 341b und 341c fallen zu der der Düse #4 entsprechenden Zeit ab, wobei die Maximalwerte der der Düse #4 entsprechenden Ausgaben 341a, 341b und 341c A1, B1 bzw. C1 sind. Die Ausgangsprofile werden auch stumpf. Die sich auf die anderen Düsen der Düsenscheibe beziehenden Ausgangswerte haben sich gegenüber den durchgezogenen Linien nicht erheblich geändert. Das Auftreten einer Abnormität (Verstopfung) der Düse #4 kann wie oben anhand solcher von den Normalwerten verschiedener Ausgangswerte herausgefunden werden.
Als nächstes wird ein anderes Beispiel der Düsenabnormität erklärt, wobei sich die Düsen #1, #3, #4 und #5 in ihren Normalzuständen befinden, sich die Position der Düse #2 jedoch verschoben hat, wie durch das Bezugszeichen 170(2) in 4 angegeben ist. Der Ausgangswert jedes Sensors in diesem Fall ist in 5 mit einer gestrichelten Linie 420 angegeben. Die Teile (Perioden) der Ausgangswerte 341a, 341b und 341c, die dem Vorbeibewegen der Düsen #1, #3, #4 und #5 entsprechen, bleiben auf den durchgezogenen Linien 401 (Normalwerte). Infolge der mit dem Bezugszeichen 170(2) in 4 angegebenen Verschiebung der Düse #2 zum Sensor 241a erfüllen die Maximalwerte A2, B2 und C2 der der Düse #2 entsprechenden Ausgangswerte 341a, 341b und 341c jedoch die Beziehung A2 > B2 > C2. Das Auftreten des Versatzes (der Fehlausrichtung) der Düse #2 kann wie oben anhand solcher von den Normalwerten abweichender Ausgangswerte herausgefunden werden. Diese Versatzdetektion funktioniert in der gleichen Weise nicht nur in Fällen, in denen sich die Position einer einzigen Düse verschoben hat, sondern auch in Fällen, in denen sich die Position der Reaktionsscheibe oder der Düsenscheibe verschoben hat.
Wenn das vorstehend beschriebene Ergebnis durch die Druckmessung vor oder nach dem Rührvorgang erhalten wird, wird davon ausgegangen, dass die Analyse unter Verwendung der Düse #2 oder #4 dem Einfluss von Rührbedingungen unterliegt, die von jenen der anderen Düsen verschieden sind, so dass die Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses unter Verwendung der Düse #2 oder #4 niedrig ist. Daher wird das Vorrichtungsbetriebsprogramm (Analysatorbetriebsprogramm) so modifiziert, dass die Düsen #2 und #4 von der nächsten Analyse an nicht verwendet werden. Es ist möglich, vorab den niedrigsten zulässigen Druck (die größte zulässige Druckänderung), durch den eine erhebliche Verschlechterung der Rührleistung vermieden werden kann, als Leistungsdaten des Analysators vorab zu bestimmen, den niedrigsten zulässigen Druck als Normalwert im Analysatorprogramm zu speichern und den Ausgangswert mit dem gespeicherten Normalwert zu vergleichen. Der Normalwert kann als ein kontinuierliches Profil mit einer hohen Abtastfrequenz gespeichert werden, oder es ist auch möglich, ein Signal mit einer niedrigen Abtastfrequenz synchron mit der Düsenscheiben-Antriebsfrequenz auszugeben und einen diskreten Wert (Maximalwert, Minimalwert usw.) des Signals als Normalwert zu verwenden. Ein durch die Verwendung einer abnormen Düse für den Rührvorgang erhaltenes Analyseergebnis kann auf der Benutzerschnittstelle angegeben werden, so dass der Benutzer den Lieferanten der Vorrichtung (des Analysators) auffordern kann, eine Wartung auszuführen. Es ist auch möglich, eine LED-Lampe in der Nähe jeder Düse bereitzustellen und die LED-Lampe zum Leuchten zu bringen, wenn an der Düse eine Abnormität aufgetreten ist. Hierdurch wird eine hohe Wartbarkeit verwirklicht, weil die die Prüfung und Wartung ausführenden Personen nur die abnorme Düse prüfen und reinigen müssen, während die anderen Düsen außer Acht gelassen werden können.
Wie in den Drucksensorausgabebeispielen von 5 dargestellt ist, werden die Spitzen der Ausgangswerte jedes Drucksensors usw. zu vorgeschriebenen Zeiten erfasst, wenn der Rührmechanismus normal arbeitet. Falls die Zeiten, zu denen die Spitzen usw. auftreten, von den vorgeschriebenen Zeiten abweichen, besteht die Möglichkeit einer Abnormität des Antriebsmotors 231 für das Drehen der Düsenscheibe 171. In diesen Fällen sollte eine Wartung des Antriebsmotors 231 erfolgen.
Während der vorstehend beschriebene Abnormitätsfeststellungsvorgang vor und nach jeder Analyse ausgeführt werden kann, kann er auch nur beim Einschalten und Ausschalten der Vorrichtung (des Analysators) oder nur dann, wenn der Rohrdrucksensor 204 einen abnormen Wert angibt, ausgeführt werden.
Während die Poren 240 gemäß dieser Ausführungsform angesichts des beschränkten Vorrichtungsplatzes an nur einem Reaktionsbehälter-Abstellort 160 bereitgestellt sind, wird eine Feststellung eines Drucklecks während des Rührvorgangs möglich, wenn die Poren 240 in den Räumen zwischen den Reaktionsbehälter-Abstellorten 160 bereitgestellt sind. Wenngleich die drei Poren 240 und die drei Sensoren 241 ferner gemäß dieser Ausführungsform an einem Reaktionsbehälter-Abstellort 160 bereitgestellt sind, ist die Feststellung einer Düsenabnormität auf der Grundlage einer Änderung des Sensorausgangswerts sogar mit nur einem Paar aus einer Pore 240 und einem Sensor 241 möglich. Es ist auch möglich, jeden Reaktionsbehälter-Abstellort 160 mit den Poren 240 und den Sensoren 241 zu versehen, was wünschenswert ist, weil es dann nicht notwendig ist, die Düsenscheibe 171 für den Abnormitätsfeststellungsvorgang zu bewegen. Wenngleich die Druckerfassung gemäß dieser Ausführungsform durch Drehen der Düsenscheibe 171 erfolgt, können entsprechende Wirkungen ferner auch durch Drehen der Reaktionsscheibe 161 erreicht werden.
<Zweite Ausführungsform>
6 ist eine erklärende Darstellung, die die Einrichtung innerhalb einer Inkubatoreinheit ähnlich jener aus 3 schematisch zeigt. Ein Heizer 501 und ein Befeuchter 502 sind in der Mitte des die Luftpumpe 202 mit der Düsenscheibe 171 verbindenden Rohrs 201 bereitgestellt, und sie halten die Temperatur und die Feuchtigkeit in dem Inkubator konstant. Ein Temperatursensor 510 ist mitten im Inkubator an einer Position zwischen zwei Reaktionsbehälter-Abstellorten 160 angeordnet, so dass der Rührvorgang nicht behindert wird. Der Temperatursensor 510 überwacht während des Rührvorgangs die Temperatur in dem Inkubator.
Falls die Düsenscheibe 171 beim Initialisierungsvorgang vor oder nach dem Rührvorgang gedreht wird, während die Druckluft aus allen Düsen 170 ausgestoßen wird, laufen die Strahlen der von den Düsen 170 ausgestoßenen Druckluft nacheinander über den Temperatursensor 510. 7 zeigt ein Beispiel des Ausgangswerts des Temperatursensors 510 in diesem Fall, wobei die horizontale Achse die Zeit darstellt und die vertikale Achse den Ausgangswert darstellt. Der Ausgangswert nimmt ansprechend auf das Vorbeibewegen der Düsen #1–#5 in festen Perioden wiederholt zu und ab. Selbst wenn das Innere der Inkubatoreinheit 140 bei einer Temperatur T1 gehalten wird, ist die Temperatur der Druckluft gleich nach dem Ausstoßen aus der Düse höher als T1, weil die Druckluft gerade durch den Heizer erwärmt worden ist. Daher nimmt der Ausgangswert des Temperatursensors 510 weiter in einem festen Muster zwischen dem Minimalwert T1 und einem Maximalwert T2 zu und ab, wie durch die durchgezogene Linie 601 angegeben ist, wenn sich die Düsen in ihren Normalzuständen befinden. Falls jedoch beispielsweise an der Düse #4 eine Abnormität in der Art eines Versatzes oder eines Verstopfens (infolge der Anlagerung von Staub) aufgetreten ist, wie in der vorhergehenden Ausführungsform mit Bezug auf 4 erklärt wurde, ändert sich das Muster des Zunehmens und Abnehmens (beispielsweise nimmt der Maximalwert auf T3 ab), wie durch die unterbrochene Linie 602 angegeben ist. Die Düsenabnormität kann durch Vergleichen der Änderung (des geänderten Werts) mit dem Normalwert festgestellt werden. Es sei bemerkt, dass entsprechende Wirkungen auch durch die Verwendung eines Feuchtigkeitssensors an Stelle des Temperatursensors erreicht werden können. Es ist möglich, ähnlich der ersten Ausführungsform mehrere Sensoren bereitzustellen, was erwünscht ist, weil die Menge der erfassbaren Informationen zunimmt. Es ist auch möglich, in jedem Intervall zwischen benachbarten Reaktionsbehälter-Abstellorten 160 einen Sensor bereitzustellen, was erwünschter ist, weil die Menge der erfassbaren Informationen weiter zunimmt.
Dabei ist einer der Reaktionsbehälter-Abstellorte 160 mit einem Lastsensor 520 versehen, wie in 6 dargestellt ist, so dass die Last am Reaktionsbehälter 100, der an dem Reaktionsbehälter-Abstellart 160 abgestellt ist, erfasst werden kann. Der Reaktionsbehälter 100 empfängt eine Kraft, wenn die Druckluft während des Rührvorgangs auf die Reaktionslösung einwirkt. 8 zeigt ein Beispiel eines die Ausgabe des Lastsensors 520 darstellenden Graphs, wobei die horizontale Achse die Zeit darstellt und die vertikale Achse die Ausgabe des Lastsensors darstellt. Wenn sich die Düse oberhalb des Lastsensors im Normalzustand befindet, ändert sich der Ausgangswert des Lastsensors zwischen einem Minimalwert W1 und einem Maximalwert W2, wie durch die durchgezogene Linie 701 angegeben ist. Wenn der Versatz oder das Verstopfen mit angelagertem Staub bei der in 4 dargestellten Düse aufgetreten ist, ändert sich das Muster des Zunehmens bzw. Abnehmens (beispielsweise nimmt der Maximalwert auf W3 ab), wie durch die unterbrochene Linie 702 angegeben ist. Daher kann die Düsenabnormität mitten im Rührvorgang festgestellt werden. Es sei bemerkt, dass es, selbst wenn gemäß dieser Ausführungsform nur ein Reaktionsbehälter-Abstellort 160 mit dem Lastsensor 520 versehen ist, möglich ist, jeden Reaktionsbehälter-Abstellort 160 mit dem Lastsensor 520 zu versehen. Eine solche Konfiguration ist wünschenswert, weil der Rührstatus aller Reaktionsbehälter 100 überwacht werden kann.
<Dritte Ausführungsform>
9 ist eine erklärende Darstellung, welche die Einrichtung innerhalb einer Inkubatoreinheit ähnlich jener aus 3 schematisch zeigt. Eine Spülscheibe 801 ist in einem Teil der Düsenscheibe 171 in der Nähe der Düsen 170 bereitgestellt. Die Verbindung zwischen der Spülscheibe 801 und der Düsenscheibe 171 kann durch einen Schlüsselrillenmechanismus 810 geschaltet werden. Durch das Schalten kann die Spülscheibe 801 entweder durch den Antriebsmotor 231 zusammen mit der Düsenscheibe 171 angetrieben werden oder von der Düsenscheibe 171 getrennt und in dem Inkubator befestigt werden.
10 zeigt die Positionsbeziehung zwischen der Düsenscheibe 171, den Düsen 170, der Spülscheibe 801 usw., von der Reaktionsscheibe 161 aus betrachtet, wobei 10(A) die Positionsbeziehung während des Rührvorgangs zeigt und 10(B) die Positionsbeziehung während eines Spülvorgangs zeigt. Die Spülscheibe 801 ist eine scheibenförmige Komponente, bei der ein Spül-Durchgangsloch 851 und mehrere Rühr-Durchgangslöcher 850 im selben Umfang 802 ausgebildet sind. Beim Rührvorgang drehen sich die Spülscheibe 801 und die Düsenscheibe 171 gemeinsam. Die von den Düsen 170 auszustoßende Druckluft durchläuft die Rühr-Durchgangslöcher 850 (die an den Düsen entsprechenden Positionen ausgebildet sind), um die Reaktionslösungen umzurühren.
Beim Initialisierungsvorgang erfolgt das Spülen der Düsen (Entfernen von Staub usw., die an den Düsen haften), indem eine große Luftmenge durch die Düsen strömen gelassen wird. Beim Spülvorgang wird nur die Düsenscheibe 171 gedreht, während die Spülscheibe 801 in dem Inkubator fest bleibt. Wie in den 9 und 10(B) dargestellt ist, wird die Druckluft nur aus einer Düse 830 über das Spül-Durchgangsloch 851 ausgestoßen, während die anderen Düsen 170 durch die Spülscheibe 801, die als starker Strömungswiderstand wirkt, abgedeckt sind. Daher kann das Spülen, selbst ohne dass eine hohe Strömungseinstellung der Luftpumpe 202 erforderlich wäre, erfolgreich ausgeführt werden, weil eine große Luftmenge ausschließlich durch die mit dem Spül-Durchgangsloch 851 verbundene Düse 830 strömt. Das Spülen kann an allen Düsen ausgeführt werden, weil alle Düsen bei der Drehung der Düsenscheibe 171 durch das Spül-Durchgangsloch 851 hindurchtreten.
In einem Teil der Reaktionsscheibe 161 unter dem Spül-Durchgangsloch 851 ist ein tiefes Loch 840 ausgebildet, so dass der von den Düsen entfernte Staub darin abgelagert werden kann.
Während des Spülvorgangs wird die Ausgabe des Rohrdrucksensors 204 überwacht. Die Überwachung ermöglicht es zu prüfen, ob der Staub usw. erfolgreich aus der Düse 830 entfernt worden ist, weil der Ausgangswert zunimmt, wenn die Verstopfung usw. an der Düse 830 aufgetreten ist, und nach dem Entfernen des Staubs usw. auf ein bestimmtes Niveau zurückkehrt.
Mit der vorstehenden Konfiguration und dem vorstehenden Vorgang kann das Verstopfen der Düsen beseitigt werden. Diese Ausführungsform implementiert das Spülen der Düsen zu geringeren Kosten als in Fällen, in denen eine große Menge Luft durch die Verwendung einer Pumpe mit einem hohen Strömungsdurchsatz durch alle Düsen auf einmal geleitet wird. Diese Ausführungsform implementiert auch das Spülen zu geringeren Kosten als in Fällen, in denen jede Düse mit einem Ventil als Mittel zum Blockieren jeder Düse mit Ausnahme der Düse 830 versehen ist.
<Vierte Ausführungsform>
11 ist ein schematisches Übersichtsdiagramm eines chemischen Analysators gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der chemische Analysator umfasst eine Probenscheibe 1011 zum Speichern von Probenbehältern 1010, eine Reaktionsscheibe 1131, auf die kleine Reaktionsbehälter 1140 gestellt sind, einen getrennten Gießmechanismus 1020 zum getrennten Gießen von Proben in die Reaktionsbehälter, einen Waschmechanismus 1030 zum Waschen der Reaktionsbehälter, ein Waschbad 1110 zum Waschen des Waschmechanismus und einen optischen Detektionsmechanismus 1040 mit einem Anregungslichtstrahler und einem Fluoreszenzemissionsintensitätsdetektor. Die Reaktionsscheibe 1131 ist eine scheibenförmige Komponente mit mehreren entlang ihrem Umfang bereitgestellten Reaktionsbehältern 1140. Diese Komponenten arbeiten automatisch mit einer vorgeschriebenen Zeitsteuerung, wie nachstehend auf der Grundlage zuvor eingegebener Analysebestandteilinformationen erklärt wird. Zuerst wird eine Probe durch den getrennten Gießmechanismus 1020 getrennt aus dem Probenbehälter 1010 in den Reaktionsbehälter 1140 gegossen. Dann beginnt eine chemische Reaktion in einem Reaktionsbereich am Boden des Reaktionsbehälters. Der Reaktionsbehälter, in dem die chemische Reaktion abgeschlossen wurde, wird durch Drehen der Reaktionsscheibe 1131 zu einer vorgeschriebenen Position in der Nähe des Waschmechanismus 1030 bewegt. An der Position wird der Waschmechanismus 1030 zum Reaktionsbehälter hin abgesenkt und wäscht diesen. Nachdem der Reaktionsbehälter gewaschen wurde, wird er durch die Drehung der Reaktionsscheibe 1131 zu einer Position unter dem Detektionsmechanismus 1040 bewegt. An der Position wird das Ergebnis der Reaktion in dem Reaktionsbereich durch den Detektionsmechanismus 1040 erfasst.
12 ist ein schematisches Diagramm des Waschmechanismus. Der Waschmechanismus weist einen Waschkopf-Betätigungsmechanismus 1106 und das an der Basis 1111 des Analysators bereitgestellte Waschbad 1110 auf. Der Waschkopf-Betätigungsmechanismus 1106 bewegt einen Waschkopf 1103, der ein Ausstoßrohr 1101 und ein Saugrohr 1102 für das Ausstoßen und Ansaugen einer Reinigungsflüssigkeit, wie durch die Pfeile 1104 und 1105 angegeben ist, aufweist, vertikal und dreht diesen horizontal. Das Waschbad 1110 wird für das Waschen der Spitzen des Ausstoßrohrs und des Saugrohrs verwendet. Ein Reinigungsflüssigkeits-Zufuhrmechanismus 1120, der einen Reinigungsflüssigkeitstank und eine Ausstoßpumpe aufweist, ist über eine Rohrleitung 1121 mit dem Ausstoßrohr 1101 verbunden. Ähnlich ist ein Reinigungsflüssigkeits-Ansaugmechanismus 1122 mit einer Ansaugpumpe und einem Abfallflüssigkeitstank über eine Rohrleitung 1123 mit dem Reinigungsflüssigkeits-Saugrohr 1102 verbunden. Die Pfeile 1124 geben die Strömungsrichtungen der Reinigungsflüssigkeit an. Ein Waschrohr-Reinigungsflüssigkeits-Zufuhrmechanismus 1113 (einschließlich eines Reinigungsflüssigkeitstanks und einer Ausstoßpumpe zum Zuführen und Ausstoßen einer Waschrohr-Reinigungsflüssigkeit 1112) und ein Waschrohr-Abfallflüssigkeits-Ansaugmechanismus 1114 (einschließlich eines Abfallflüssigkeitstanks und einer Ansaugpumpe) sind über eine Rohrleitung 1115 bzw. eine Rohrleitung 1116 mit dem Waschbad 1110 (zum Waschen der Spitzen des Ausstoßrohrs 1101 und des Saugrohrs 1102) verbunden. Die Pfeile 1117 geben die Strömungsrichtungen der Waschrohr-Reinigungsflüssigkeit an.
13 ist ein Flussdiagramm des Waschvorgangs. Wenn die Reaktion in dem Reaktionsbereich abgeschlossen ist (S01 in 13), wird die Reaktionsscheibe 1131 zuerst gedreht, wodurch der Reaktionsbehälter 1140 in die Waschposition bewegt wird (S02 in 13). Anschließend wird die Ansaugpumpe des Reinigungsflüssigkeits-Ansaugmechanismus 1122 aktiviert (S03 in 13), und der Waschkopf 1103 wird mit der eingeschalteten Ansaugpumpe abgesenkt (S04 in 13). Dann beginnt das Ansaugen der Reaktionslösung in dem Moment, in dem die Spitze des Saugrohrs 1102 die Oberfläche 1151 der Reaktionslösung 1141 berührt (S05 in 13). Weil die Reinigungsflüssigkeits-Ansaugeinheit (Ansaugpumpe) bereits wie zuvor in Betrieb ist, wird die Reaktionslösung zuerst aus dem Reaktionsbehälter ausgestoßen, wodurch die Reinigungseffizienz verglichen mit Fällen verbessert wird, in denen die mit der Reaktionslösung vermischte Reinigungsflüssigkeit in dem Reaktionsbehälter umgewälzt wird. Wenn die Waschrohre ferner in die Reaktionslösung eingetaucht werden, während der Reaktionsbehälter mit der Reaktionslösung aufgefüllt ist, kann diese aus dem Reaktionsbehälter überlaufen, den Analysator verunreinigen und die Zuverlässigkeit des Analysators beeinträchtigen. Diese Ausführungsform beseitigt dieses Problem, weil an dem Punkt, an dem das Absenken des Waschkopfs abgeschlossen ist, genug der Reaktionslösung aus dem Reaktionsbehälter ausgestoßen worden ist. Nach Abschluss des Absenkens des Waschkopfs 1103 wird das Ausstoßen der Reinigungsflüssigkeit aus dem Ausstoßrohr 1101 eingeleitet, während das Ansaugen durch das Saugrohr 1102 fortgesetzt wird (S06 und S07 in 13).
14 ist ein schematisches Diagramm, das zentrale Querschnitte des Reaktionsbehälters, des Ausstoßrohrs und des Saugrohrs zeigt, um das Waschen des Reaktionsbehälters an dieser Stufe zu erklären. In 14 geben die Achse 1410 Positionen auf der Mittelachse des Reaktionsbehälters, die Bezugszeichen A und C beide Enden des Reaktionsbereichs 1150 und das Bezugszeichen B das Zentrum des Reaktionsbereichs an. Das Ausstoßrohr 1101 und das Saugrohr 1102 sind so dicht wie möglich zur Seitenwand des Reaktionsbehälters 1140 angeordnet, so dass die Rohre 1101 und 1102 den Reaktionsbereich 1150 nicht stören. In diesem Zustand wird die Reinigungsflüssigkeit 1400 aus dem Ausstoßrohr 1101 ausgestoßen und durch das Saugrohr 1102 angesogen, wie durch die Pfeile 1124 angegeben ist, wodurch eine durch die Pfeile 1401a, 1401b, 1401c und 1401d angegebene Reinigungsflüssigkeitsströmung in dem Reaktionsbereich 1150 gebildet wird. Wie oben wird das Ansaugen der Reinigungsflüssigkeit nicht nach dem Füllen des Reaktionsbehälters mit der Reinigungsflüssigkeit, sondern gleichzeitig mit dem Ausstoßen der Reinigungsflüssigkeit aus dem Ausstoßrohr 1101, ausgeführt. Hierdurch wird die Reinigungsflüssigkeitsströmung am Boden des Reaktionsbehälters während des Waschvorgangs konstant gebildet, wodurch der Reaktionsbereich ausreichend gewaschen und gereinigt werden kann.
19 zeigt ein Beispiel der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung der Reinigungsflüssigkeitsströmung auf der Mittelachse des Bodens des Reaktionsbehälters, wobei die horizontale Achse die Position in dem Reaktionsbehälter darstellt und die vertikale Achse die Strömungsgeschwindigkeit darstellt. Ein Strömungsgeschwindigkeitsbereich, der den Reaktionsbereich nicht stört, liegt zwischen V1 und V2. Eine kleinere Strömungsgeschwindigkeit als V1 führt zu einem unzureichenden Waschen, während eine höhere Strömungsgeschwindigkeit als V2 zu einer Exfoliation im Reaktionsbereich führt. Die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung gemäß dieser Ausführungsform ist in 19 mit einer durchgezogenen Linie 1801 angegeben. Die Strömungsgeschwindigkeit 1401a unter dem Ausstoßrohr 1101 ist hoch, weil die Querschnittsfläche des Kanals für die Reinigungsflüssigkeit, der zwischen der Spitze des Ausstoßrohrs und dem Boden des Reaktionsbehälters ausgebildet ist, klein ist. Die Reinigungsflüssigkeitsströmung stört den Reaktionsbereich jedoch nicht, weil die maximale Strömungsgeschwindigkeit V2 nicht überschreitet, wie in 19 durch die durchgezogene Linie 1801 angegeben ist. Dabei fällt die Strömungsgeschwindigkeit selbst am Minimalpunkt B nicht unter V1 ab. Daher kann der Reaktionsbereich ausreichend gewaschen und gereinigt werden. Es sei bemerkt, dass bestätigt wurde, dass die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung über den gesamten Boden des Reaktionsbehälters innerhalb des vorstehenden Strömungsgeschwindigkeitsbereichs liegt (dies gilt auch für die folgenden Ausführungsformen), wenngleich in 19 die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung auf der Mittelachse dargestellt ist.
Selbst nachdem das Ausstoßen einer vorgeschriebenen Menge der Reinigungsflüssigkeit beendet wurde und das Waschen des Reaktionsbereichs abgeschlossen wurde, wird der Ansaugvorgang fortgesetzt (S08, S09 und S10 in 13), wodurch die Reinigungsflüssigkeit vollständig aus dem Reaktionsbehälter gesogen wird. Falls ein Teil der Reinigungsflüssigkeit in dem Reaktionsbehälter verbleibt, kann an der Oberfläche der restlichen Flüssigkeit eine optische Reflexion auftreten, wodurch die Detektionsgenauigkeit verschlechtert werden würde. Ein solches Problem kann durch das Fortsetzen des Ansaugvorgangs verhindert werden.
Anschließend wird der Waschkopf 1103 angehoben, der Ansaugvorgang beendet und der Reaktionsbehälter 1140 durch Drehen der Reaktionsscheibe 1131 aus der Waschposition entfernt (S10, S11 und S12 in 13). Inzwischen werden die Spitzen des Ausstoßrohrs 1101 und des Saugrohrs 1102 durch Drehen und Absenken des Waschkopfs 1103 in das Waschbad 1110 eingeführt, die Spitzen der Rohre 1101 und 1102 mit der in dem Waschbad umlaufenden Waschrohr-Reinigungsflüssigkeit 1112 gewaschen und der ganze Waschvorgang abgeschlossen (S12 in 13).
<Fünfte Ausführungsform>
Nachstehend wird eine andere Ausführungsform beschrieben. 15 ist ein schematisches Diagramm, das die zentralen Querschnitte des Reaktionsbehälters, eines Ausstoßrohrs und eines Saugrohrs bei einem Waschvorgang ähnlich 14 zeigt. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Spitze des Saugrohrs näher als die Spitze des Ausstoßrohrs am Boden des Reaktionsbehälters angeordnet. Es ist erwünscht, dass die Position der Spitze des Ausstoßrohrs nicht höher liegt als die Öffnung des Reaktionsbehälters, wie in 15 dargestellt ist, so dass die Reinigungsflüssigkeit während des Waschens nicht herumspritzt.
Der Waschvorgang wird so ausgeführt, wie in 13 dargestellt ist. Wenn der in 12 dargestellte Waschkopf 1103 abgesenkt wird, tritt nur die Spitze des Saugrohrs 1102 in Kontakt mit der Reaktionslösungs-Oberfläche 1151, und das Ansaugen der Reaktionslösung 1141 beginnt (S04 und S05 in 13). Wenn die Spitzen des Ausstoßrohrs 1101 und des Saugrohrs 1102 auf derselben Höhe liegen, gelangt auch die Spitze des Ausstoßrohrs 1101 in Kontakt mit der Reaktionslösung 1141 und wird mit der Reaktionslösung kontaminiert. Dieses Problem kann durch diese Ausführungsform vermieden werden.
Wenn das Absenken des Waschkopfs abgeschlossen ist und das Ausstoßen der Reinigungsflüssigkeit eingeleitet wird (S06 und S07 in 13), tritt eine Strömung der Reinigungsflüssigkeit 1400 am Boden des Reaktionsbehälters 1140 auf, wie durch die Pfeile 1500a, 1500b, 1500c und 1500d in 15 angegeben ist.
Falls gemäß der vierten Ausführungsform die Stärke der Strömung erhöht wird, ändert sich die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung zu der durch die gepunktete Linie 1802 in 19 angegebenen, und die Strömungsgeschwindigkeit am Punkt A nimmt auf einen Wert V3 zu, der höher als V2 liegt. In dem Fall aus 15, in dem die Spitze des Ausstoßrohrs weit vom Boden des Reaktionsbehälters entfernt ist, ist die Geschwindigkeit der Strömung 1500a jedoch niedrig, weil die Strömung 1501 aus dem Ausstoßrohr durch Reibung mit der umgebenden Reinigungsflüssigkeit allmählich verzögert wird. In diesem Fall nimmt die Maximalgeschwindigkeit ab, und die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung fällt in den Bereich zwischen V1 und V2, wie in 19 mit der dicken gepunkteten Linie 1803 angegeben ist. Demgemäß kann der Reaktionsbehälter ausreichend gewaschen und gereinigt werden, ohne den Reaktionsbereich zu stören.
Anschließend wird das Ausstoßen der Reinigungsflüssigkeit beendet, und nur das Ansaugen wird fortgesetzt (S08 und S09 in 13). Falls sich die Spitze des Ausstoßrohrs an dieser Stufe am Boden des Reaktionsbehälters befindet, bleibt gewöhnlich trotz des Saugens infolge des Haftens an dem Teil um die Spitze des Ausstoßrohrs etwas Reinigungsflüssigkeit im Reaktionsbereich. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Ausstoßrohr vom Boden weit entfernt, so dass das Problem (der im Reaktionsbereich verbleibenden Reinigungsflüssigkeit) im Wesentlichen beseitigt werden kann, was dazu beiträgt, eine hohe Analysegenauigkeit zu gewährleisten.
<Sechste Ausführungsform>
Eine weitere Ausführungsform wird nachstehend mit Bezug auf die 12, 13 und 16 beschrieben. 16 ist ein schematisches Diagramm, das die zentralen Querschnitte des Reaktionsbehälters, der Ausstoßrohre und eines Saugrohrs bei dem Waschvorgang ähnlich 14 zeigt.
Gemäß dieser Ausführungsform werden zwei Ausstoßrohre und ein Saugrohr verwendet. Die Ausstoßrohre 1101 sind an beiden Enden des Reaktionsbereichs 1150 angeordnet, während das Saugrohr 1102 im Zentrum des Reaktionsbereichs 1150 angeordnet ist.
Der Waschvorgang wird so ausgeführt, wie in 13 dargestellt ist. Wenn das Absenken des in 12 dargestellten Waschkopfs 1103 abgeschlossen ist und das Ausstoßen der Reinigungsflüssigkeit eingeleitet wird (S06 und S07 in 13), tritt am Boden des Reaktionsbehälters eine Strömung der Reinigungsflüssigkeit 1400 auf, wie durch die Pfeile 1600a, 1600b und 1600c in 16 angegeben ist. Die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung an dieser Stufe ist in 19 mit einer gestrichelten Linie 1804 angegeben. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Strömungsgeschwindigkeit der Reinigungsflüssigkeit jedoch selbst am Punkt B hoch, weil der Weg der Reinigungsflüssigkeitsströmung 1600a, 1600b, 1600c kürzer ist als in den Fällen, in denen sich das Ausstoßrohr und das Saugrohr an den Enden des Reaktionsbereichs befinden (wie beispielsweise in den Ausführungsformen 4 und 5). Selbst wenn die Strömungsgeschwindigkeit an einigen Punkten abfällt, weil Punkt B einem Stagnationspunkt gleichkommt, wo Abflüsse von beiden Seiten miteinander kollidieren, fällt die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in den Bereich zwischen V1 und V2. Demgemäß kann der Reaktionsbehälter ausreichend gewaschen und gereinigt werden, ohne den Reaktionsbereich zu stören. Umgekehrt ist es durch Ausnutzen dieser Beziehung möglich, die laufenden Kosten durch Verringern der Strömungsstärke, d. h. durch Verringern der für das Waschen verwendeten Menge der Reinigungsflüssigkeit, zu verringern. Die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in diesem Fall ist in 19 mit einer dicken gestrichelten Linie 1805 angegeben. Obgleich der Maximalwert auf V5 abgefallen ist, liegt die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung noch innerhalb des Bereichs zwischen V1 und V2. Demgemäß kann der Reaktionsbehälter ausreichend gewaschen und gereinigt werden, ohne den Reaktionsbereich zu stören.
<Siebte Ausführungsform>
Eine weitere Ausführungsform wird nachstehend mit Bezug auf die 12, 13, 17 und 18 beschrieben. 17 ist eine vergrößerte Ansicht der in 11 dargestellten Waschposition. 18 ist ein schematisches Diagramm zum Erklären des Reaktionsbehälters, eines Reinigungsflüssigkeits-Ausstoßrohrs, eines Saugrohrs, eines Spülchips und der Reinigungsflüssigkeitsströmung beim Waschvorgang, wobei 18(A) eine zentrale Schnittansicht ist und 18(B) eine Bodenansicht des Reaktionsbehälters ist. Gemäß dieser Ausführungsform ist eine als ”Spülchip 1701” bezeichnete Struktur, die als Oberteil des Reaktionsbehälters 1140 dient, an den Spitzen des Ausstoßrohrs 1101 und des Saugrohrs 1102 angebracht, wie in 17 dargestellt ist.
Der Waschvorgang wird so ausgeführt, wie in 13 dargestellt ist. Die Reinigungsflüssigkeits-Ansaugeinheit (Saugpumpe) des in 12 dargestellten Reinigungsflüssigkeits-Ansaugmechanismus 1122 wird aktiviert (S03 in 13), und der Waschkopf 1103 wird mit der eingeschalteten Saugpumpe in den Reaktionsbehälter 1140 abgesenkt (S04 in 13). Dann beginnt das Ansaugen der Reaktionslösung zu dem Zeitpunkt, an dem die Spitze des Spülchips 1701 die Oberfläche 1151 der Reaktionslösung 1141 berührt (S05 in 13). Weil die Reinigungsflüssigkeits-Ansaugeinheit bereits wie oben erwähnt in Betrieb ist, wird die Reaktionslösung zuerst aus dem Reaktionsbehälter ausgestoßen, wodurch die Reinigungseffizienz verglichen mit Fällen verbessert wird, in denen die mit der Reaktionslösung gemischte Reinigungsflüssigkeit in dem Reaktionsbehälter umgewälzt wird. Wenn der Spülchip ferner in die Reaktionslösung eingetaucht wird, wenn der Reaktionsbehälter mit der Reaktionslösung aufgefüllt ist, kann diese aus dem Reaktionsbehälter überlaufen, den Analysator verunreinigen und seine Zuverlässigkeit beeinträchtigen. Diese Ausführungsform beseitigt dieses Problem, weil an dem Punkt, an dem das Absenken des Waschkopfs abgeschlossen ist, genug der Reaktionslösung aus dem Reaktionsbehälter ausgestoßen worden ist.
Um zu verhindern, dass die Basis des Spülchips 1701 den Reaktionsbereich 1150 berührt, wenn das Absenken des Waschkopfs 1103 abgeschlossen ist (S06 in 13), ist wünschenswerterweise ein Anschlag 1702 zum Positionieren des Spülchips 1701 durch Berühren des Oberteils des Reaktionsbehälters 1140 im Oberteil des Spülchips 1701 ausgebildet. Der Anschlag 1702, der die Öffnung des Reaktionsbehälters 1140 bedeckt und verschließt, verhindert auch, dass die Reaktionslösung und die Reinigungsflüssigkeit während des Waschvorgangs aus dem Reaktionsbehälter 1140 überfließen. Die Seitenfläche 1703 des Spülchips sollte in einer der Seitenwand des Reaktionsbehälters 1140 entsprechenden Form geschnitten sein, so dass die Basis des Spülchips 1701 in die Nähe des Bodens des Reaktionsbehälters 1140 gelangen kann.
Wenn das Ausstoßen der Reinigungsflüssigkeit eingeleitet wird (S06 und S07 in 13), tritt am Boden des Reaktionsbehälters eine Strömung der Reinigungsflüssigkeit 1400 auf, wie durch die Pfeile 1710a, 1710b, 1710c, 1710d und 1710e in 18 angegeben ist. Wenn wie gemäß der vierten bis sechsten Ausführungsform nur das Ausstoßrohr und das Saugrohr verwendet werden, ist es schwierig, den Strömungsweg der Reinigungsflüssigkeit zu definieren, weil sich die Oberfläche der Reinigungsflüssigkeit frei bewegen kann. Folglich ist die Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit der Reinigungsflüssigkeit schwierig. Dagegen kann durch die Verwendung des Spülchips wie gemäß dieser Ausführungsform der Strömungsweg der Reinigungsflüssigkeit strukturell zwischen dem Spülchip und dem Boden des Reaktionsbehälters festgelegt werden. Dies ermöglicht es, die Menge der für das Waschen verwendeten Reinigungsflüssigkeit zu verringern, was zur Verringerung der laufenden Kosten beiträgt. Es sei bemerkt, dass in einem Fall, in dem auf der Seite des Ausstoßrohrs ein sich verbreiternder Strömungsweg 1720 ausgebildet ist, wie in 18(A) dargestellt ist, die Strömungsgeschwindigkeit der Reinigungsflüssigkeit in der Ausstoßströmung 1721 hoch wird und in den stromabwärts gelegenen Strömungen 1710a, 1710b und 1710c niedrig wird. Auf der Seite des Saugrohrs ist die Strömungsgeschwindigkeit in den Strömungen 1710d und 1710e hoch, weil ein Strömungskanal 1730 mit einer kleinen Querschnittsfläche zwischen dem Spülchip 1701 und dem Boden des Reaktionsbehälters 1140 ausgebildet ist. Die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in diesem Fall ist in 19 mit einer dicken durchgezogenen Linie 1806 angegeben.
Im Vergleich mit der durchgezogenen Linie 1801 sei bemerkt, dass die Strömungsgeschwindigkeit an den Punkten B und C zugenommen hat, selbst wenn die maximale Strömungsgeschwindigkeit infolge der Verringerung der Flussmenge abgenommen hat. Daher kann der Reaktionsbehälter ausreichend gewaschen und gereinigt werden, ohne den Reaktionsbereich zu stören.
In dem Fall, in dem der Spülchip an den Spitzen der Waschrohre angebracht ist, wird der Spülchip, der größer als die Spitzen der Waschrohre ist, in die Reaktionslösung eingetaucht, so dass das Reinigen des Waschkopfs in ausreichendem Maße ausgeführt werden muss, um eine Verunreinigung zu vermeiden. In diesem Fall ist es wünschenswert, den Spülchip aus einem wasserabstoßenden Material, wie Polyethylenterephthalat, zu bilden.
Es kann auch ein Spülchip mit einem seitlichen Kanaltyp verwendet werden, wie in 20 dargestellt ist.
In dem Beispiel aus 20 sind seitliche Kanäle 1810 und 1811, die sich seitlich von dem Ausstoßrohr 1101 und dem Saugrohr 1102 erstrecken, in dem Spülchip 1701 ausgebildet. Dank des seitlichen Kanals 1810 bildet die von dem Ausstoßrohr ausgestoßene Flüssigkeit eine Strömung 1801, die nicht direkt mit dem Boden des Reaktionsbehälters kollidiert, wodurch Beschädigungen des Beschichtungsreagens 1150 reduziert werden und die Detektionsgenauigkeit verbessert wird. Weil der seitliche Kanal 1810 ferner in einer sich zur Basis des Mikrochips verbreiternden Form ausgebildet ist, strömt die Reinigungsflüssigkeit wie die Reinigungsflüssigkeitsströmungen 1802 und 1803 gleichmäßig von der Seite zur Mikrochipbasis, wodurch die Wascheffizienz verbessert wird. Auch beim Ansaugen wird die Reinigungsflüssigkeit in einer kontrahierenden Strömung (beispielsweise der Reinigungsflüssigkeitsströmung 1802) durch den seitlichen Kanal 1811 angesogen. Folglich wird ein gleichmäßiges Strömungsfeld gebildet, und die Wascheffizienz wird verbessert.
Bezugszeichenliste

100: Reaktionsbehälter
161: Reaktionsscheibe
: Düse
: Düsenscheibe

Claims

Chemischer Analysator, welcher aufweist: einen Reaktionsbehälter-Absetztisch, auf dem mehrere Reaktionsbehälter, die jeweils eine Öffnung aufweisen, abgesetzt sind, und ein Luftausstoßloch zum Ausstoßen von Luft zu der Öffnung des Reaktionsbehälters, wobei an einer Position zwischen Reaktionsbehälter-Absetzpositionen auf dem Reaktionsbehälter-Absetztisch ein Drucksensor, ein Temperatursensor und/oder ein Feuchtigkeitssensor bereitgestellt ist.
Chemischer Analysator nach Anspruch 1, welcher ferner aufweist: einen Vergleichsmechanismus, der einen Messwert, der von dem Drucksensor, dem Temperatursensor und/oder dem Feuchtigkeitssensor erfasst wurde, mit einem vorgespeicherten Schwellenwert vergleicht, und einen Mitteilungsmechanismus, der das Auftreten einer vorgegebenen Differenz zwischen dem Messwert und dem vorgespeicherten Schwellenwert mitteilt, wenn das Auftreten der vorgegebenen Differenz zwischen dem Messwert und dem vorgespeicherten Schwellenwert durch den Vergleichsmechanismus festgestellt wird.
Chemischer Analysator nach Anspruch 1, wobei der Drucksensor unter dem Reaktionsbehälter-Absetztisch bereitgestellt ist, dm einen Druck über eine durch den Reaktionsbehälter-Absetztisch hindurch ausgebildete Pore zu messen.
Chemischer Analysator, welcher aufweist: einen Reaktionsbehälter-Absetztisch, auf dem mehrere Reaktionsbehälter, die jeweils eine Öffnung aufweisen, abgesetzt sind, und ein Luftausstoßloch zum Ausstoßen von Luft zu der Öffnung des Reaktionsbehälters, wobei der chemische Analysator aufweist: ein Lastmessinstrument, das auf dem Reaktionsbehälter-Absetztisch bereitgestellt ist, um die Last des Reaktionsbehälters zu messen, und einen Vergleichsmechanismus, der ein Signal von dem Lastmessinstrument erfasst, während die Reaktionslösung in dem auf dem Lastmessinstrument abgesetzten Reaktionsbehälter umgerührt wird, und das erfasste Signal mit einem zuvor erfassten Signalwert vergleicht.
Chemischer Analysator, welcher aufweist: einen Reaktionsbehälter-Absetztisch, auf dem mehrere Reaktionsbehälter, die jeweils eine Öffnung aufweisen, abgesetzt sind, und mehrere Luftausstoßlöcher zum Ausstoßen von Luft zu der Öffnung des Reaktionsbehälters, wobei der chemische Analysator einen Luftausstoßloch-Blockiermechanismus aufweist, der einige der Luftausstoßlöcher gleichzeitig blockiert.
Chemischer Analysator, welcher aufweist: einen Reaktionsbehälter mit einer Öffnung und einem Reaktionsbereich, der sich im Zentrum des Bodens des Reaktionsbehälters befindet, ein Reinigungsflüssigkeits-Ausstoßrohr zum Ausstoßen einer Reinigungsflüssigkeit in den Reaktionsbehälter und ein Saugrohr zum Heraussaugen von Flüssigkeit aus dem Reaktionsbehälter, wobei der chemische Analysator einen Steuermechanismus aufweist, der das Waschen des Reaktionsbehälters steuert, so dass: das Saugrohr vor dem Ausstoßrohr in die Öffnung des Reaktionsbehälters abgesenkt wird und mit dem Ansaugen der Flüssigkeit beginnt, und das Ausstoßrohr anschließend in die Öffnung des Reaktionsbehälters abgesenkt wird und die Reinigungsflüssigkeit ausstößt, und das Ansaugen der Flüssigkeit und das Ausstoßen der Reinigungsflüssigkeit mindestens während eines vorgeschriebenen Zeitraums gleichzeitig ausgeführt werden.
Chemischer Analysator nach Anspruch 6, wobei der Abstand zwischen dem Ausstoßrohr und dem Saugrohr größer ist als der Abstand zwischen dem Ausstoßrohr und der Innenwand des Reaktionsbehälters und größer als der Abstand zwischen dem Saugrohr und der Innenwand des Reaktionsbehälters.
Chemischer Analysator nach Anspruch 6, wobei: das Ausstoßrohr bis in die Nähe der Seitenwand des Reaktionsbehälters eingeführt wird und das Saugrohr im Wesentlichen bis zum Zentrum des Reaktionsbehälters eingeführt wird.
Chemischer Analysator nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Spitzenhöhe des Ausstoßrohrs, zumindest während das Ansaugen der Flüssigkeit und das Ausstoßen der Reinigungsflüssigkeit gleichzeitig ausgeführt werden, näher am Boden des Reaktionsbehälters liegt als die Spitzenhöhe des Saugrohrs.
Chemischer Analysator nach Anspruch 7 oder 8, welcher ferner einen Mechanismus zum Positionieren eines Führungselements aufweist, der zumindest während der Zeit, in der das Ansaugen der Flüssigkeit und das Ausstoßen der Reinigungsflüssigkeit gleichzeitig ausgeführt werden, die Öffnung des Reaktionsbehälters abdeckt.
Chemischer Analysator nach Anspruch 10, wobei die Spitze des Ausstoßrohrs mit einem Kanal versehen ist, dessen Querschnittsfläche mit verringertem Abstand zum Reaktionsbehälter zunimmt.