DE112010001385B4

DE112010001385B4 - Analyseautomat und Pipettierspitze für einen Analyseautomaten

Info

Publication number: DE112010001385B4
Application number: DE112010001385T
Authority: DE
Inventors: Shinichi Taniguchi; Akihiro Nojima; Takashi Inoue; Hiroaki Ishizawa
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2010-01-05
Publication date: 2013-11-21
Anticipated expiration: 2030-01-06
Also published as: WO2010109927A1; JP5097737B2; US20110300035A1; US8444936B2; CN102317794A; DE112010001385T5; JP2010230566A

Abstract

Es wird ein hochgradig zuverlässiger Analyseautomat bereitgestellt, der ein geringeres carry-over für die Probe und das Reagenz zeigt und eine Verunreinigung verhindert sowie Proben und Reagenzien präzise pipettiert. Unter der Verwendung einer Proben-Pipettierspitze 27 mit wasserabstoßenden Oberflächen wird eine Probe von einer Probenzelle 25 in eine Reaktionszelle 4 mit einer hydrophilen Bodenfläche Pipettiert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Analyseautomaten zur medizinischen Diagnose, der zur Durchführung einer biochemischen Analyse, einer Immununtersuchung und Ähnlichem verwendet wird, sowie eine Pipettierspitze zur Verwendung in dem Analyseautomaten.
Stand der Technik
In klinischen Untersuchungen zur medizinischen Diagnose werden biochemische Analysen und immunologische Analysen für Proteine, Zucker, Lipide, Enzyme, Hormone, anorganische Ionen, Krankheitsmarker und dergleichen in biologischen Proben wie beispielsweise Blut und Urin durchgeführt. Zudem wird ein großes Spektrum von Analyseverfahren verwendet, umfassend ein Verfahren, welches DNS-Proben verwendet, ein Verfahren zur Messung von DNS oder ähnlichem mittels Elektrophorese. Da eine Vielzahl von Untersuchungsmethoden mit einem hohen Grad an Zuverlässigkeit und mit hoher Geschwindigkeit in klinischen Untersuchungen durchgeführt werden müssen, werden die meisten Untersuchungsgenstände in einem Analyseautomaten verarbeitet. Als Analyseautomat ist beispielsweise allgemein ein biochemischer Analyseautomat bekannt, in welchem eine durch das Mischen einem gewünschten Reagenz in eine Probe, wie beispielsweise in ein Blutserum, zubereitete Reaktionsflüssigkeit vorbereitet wird und das Reagenz mit der Probe als Analyseobjekt zur Durchführung biochemischer Analysen durch die Messung der Absorbtionsfähigkeit der Reaktionsflüssigkeit durchgeführt wird. Diese Art von biochemischem Analyseautomaten ist mit einem Behälter zur Aufnahme von Proben und Reagenzien, einer Reaktionszelle, in welche die Probe und das Reagenz eingegeben werden und einem Pipettiermechanismus zum automatischen Injizieren einer Probe und einem Reagenz in die Reaktionszelle, einem automatischen Bewegungsmechanismus zum Mischen der Probe und dem Reagenz innerhalb der Reaktionszelle, einem Mechanismus zum Messen des Spektrums der Probe, deren Reaktion gerade stattfindet oder beendet ist, einem automatischen Reinigungsmechanismus zum Absaugen und Ablassen der Reaktionsflüssigkeit nach dem Vervollständigen der Spektralmessung zur Reinigung der Reaktionszelle und Ähnlichem ausgestattet (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
In dem Gebiet der Analyseautomaten ist die Reduktion der Proben- und Reagenzmenge ein technisches Thema geworden. Anders gesagt, die einem Merkmal zugeordnete Probemenge wurde mit wachsender Anzahl der analysierten Merkmale reduziert. In einigen Fällen ist die Probe selbst wertvoll und kann daher nicht in großen Mengen bereitgestellt werden. Entsprechend wurde die Analyse von mikroskopischen Proben, die bisher als sehr anspruchsvolle Analyse betrachtet wurde, eine übliche Praxis. Zusätzlich werden die Reagenzien allgemein mit zunehmender Komplexität der Details der Analyse teurer. Es besteht daher eine Nachfrage für eine Reduktion der Reagenzienmenge aus Kostengesichtspunkten. Solche Verringerungen der Menge der Probe und der Reagenzien dienen auch als starker Anreiz zur Förderung der Miniaturisierung von Reaktionszellen. Zusätzlich bieten die Miniaturisierung der Reaktionszellen und die Verringerung der benötigten Mengen von Proben und Reagenzien die Vorteile, dass sie zu einer Verbesserung des Analysedurchsatzes und einer Verringerung der Menge von Abfallflüssigkeiten führen. In diesem Fall besteht der Bedarf für eine präzise Pipettierung von mikroskopischen Proben und Reagenzien.
Hier wird ein Mechanismus zum automatischen Injizieren von Proben und Reagenzien in einem herkömmlichen Analyseautomaten als Pipettierspitze oder als Pipettiersonde bezeichnet, die für gewöhnlich aus Metall, Glas oder Kunstharz gemacht ist. Zudem wird eine in dem gewöhnlich verwendeten Analyseautomaten benutzte Reaktionszelle (auch als Zelle, Reaktionscontainer oder Mulde bezeichnet), allgemein aus Glas, synthetischem Kunstharz (Plastik) oder ähnlichem gebildet. Gemäß Patentliteratur 2 existiert eine Absaug/Ablassmethode als ein Beispiel für Pipettierverfahren. Durch das Absaugen und Ablassen einer Probe mittels einer Proben-Pipettierspitze kann die Probe beispielsweise von einem Behälter, wie beispielsweise einem Blutprobenröhrchen, in welchem die Probe aufbewahrt wird, in eine Reaktionszelle zum Reagieren der Probe mit einem Reagenz übertragen werden.
Beispiele für die Proben-Pipettierspitze umfassen eine wiederverwertbare Metall-Pipettierspitze und eine Einweg-Plastik-Pipettierspitze. Die Einwegspitze ist deswegen bequem, weil die Spitze nicht nach jeder Benutzung gereinigt werden muss, ist jedoch nicht wirtschaftlich. Die wiederverwertbare Spitze ist wirtschaftlich, muss jedoch nach jeder Verwendung gereinigt werden. Eine unzureichende Reinigung führt daher dazu, dass beim nächsten Mal eine Spitze verwendet wird, an welcher Reste der Probe haften. Dadurch entsteht das Problem des sogenannten „carry-over”, wobei der Rest der Probe mit einer neu genommenen Probe gemischt wird.
Als anderes Beispiel für Pipettierverfahren ist ein in Patentliteratur 3 dargestellten Tintenstrahlverfahren verfügbar. Ein Trend auf dem Gebiet von Autoanalyseautomaten geht in Richtung der Reduktion der Mengen von Proben und Reagenzien. Zusätzlich wächst die Nachfrage nach einer Miniaturisierung der Geräte weiterhin. Proben sind Blutserum und Urin und die minimale Pipettierte Menge jeder dieser Flüssigkeitsproben ist in den letzten Jahren unterhalb 2 μl gefallen. Zusätzlich wurde der Durchmesser der Spitzen auf ungefähr 0,5 mm reduziert. Durch die Verringerung des Durchmessers in dieser Weise wächst ein Verhältnis zwischen der Kontaktfläche zu dem Volumen der Spitze an. Es besteht daher ein Bedarf dafür, die an den Oberflächen der Spitze haftenden Substanzen zu kontrollieren. In diesem Fall wird die Spitze nach dem Reinigen von an der inneren und äußeren Oberfläche der Spitze haftenden Substanzen mit einer Reinigungsflüssigkeit, wobei Wasser oder ein Oberflächenbehandlungsmittel verwendet wird, wiederverwendet, wenn eine Mehrzahl von Proben nacheinander gemessen werden. Diese Reinigung kann nach jedem Pipettiervorgang oder zumindest immer dann durchgeführt werden, wenn von einer Probe zur nächsten übergegangen wird. Als Reinigungsverfahren werden die äußeren Oberflächen der Spitze in Wasser oder Reinigungsflüssigkeit getaucht oder Wasser wird zur Reinigung der Innenoberflächen der Spitzen von der Rückseite des Flusspfads innerhalb der Spitze hindurchgepresst. Als weiteres Reinigungsverfahren wird die Spitze durch die Durchführung eines Ansaug- und Ablassvorgangs gereinigt, in welchem eine Reinigungsflüssigkeit mit einem Oberflächenbehandlungsmittel am Ende einer vorgegebenen Zeitspanne, zum Beispiel am Ende eines Arbeitstags, verwendet wird.
Zitationsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 3075827 B2
Patentliteratur 2: JP 2001208762 A
Patentliteratur 3: JP 2000329771 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Im Zusammenhang mit der Verringerung der Menge der zu analysierenden Probe sind neue Themen relevant geworden, die zuvor keine Rolle spielten. Diese Themen sind die Genauigkeit und Wiederholbarkeit beim Pipettieren mikroskopischer Proben. Wenn demnach eine Proben-Pipettierspitze aus Metall wie Edelstahl (beispielsweise SUS 304) direkt verwendet wird, wird beim Pipettieren mikroskopischer Proben die Genauigkeit und Wiederholbarkeit verschlechtert. Im Fall von mikroskopischen Proben von 0,5 μl oder weniger Volumen kann das Pipettieren als Übertragung der Probe von der Spitze auf ein Pipettierungsziel bezeichnet werden. Das Pipettieren bezeichnet also die Übertragung eines Probetröpfchens an einer Spitze einer Proben–Pipettierspitze auf ein Pipettierungsziel, beispielsweise einen Zellenboden. Wie oben beschrieben muss auch beim Pipettieren von mikroskopischen Proben die Gewichtsgenauigkeit beibehalten werden. Die Erfinder haben nun als neues Problem ermittelt, dass beim Pipettieren einer Probe von 0,5 μl oder weniger Volumen Variationen auftreten.
Das Folgende sind experimentelle Ergebnisse, die im Voraus studiert wurden. Eine vorgegebene Menge von Wasser wurde aus einer SUS-Spritzennadel gespritzt und auf eine Oberfläche eines Cycloolefin-Polymers übertragen. Die Menge des auf die Oberfläche des Cycloolefin-Polymers übertragenen Wassers wurde vom Bild eines Kontaktwinkelmessers abgelesen. Als Kontaktwinkelmesser wurde der Dropmaster 500 verwendet, der durch Kyowa Interface Science hergestellt wird. Ein Tröpfchen einer vorgegebenen Menge von reinem Wasser wurde an der Spritzenspitze zur Übertragung des reinen Wassers auf die Oberfläche des Cycloolefin-Polymers ausgebildet. 1 zeigt die Menge der Pipettierung und die Übertragungs(Pipettierungs)-Wahrscheinlichkeit. Die Übertragungswahrscheinlichkeit bezieht sich hier auf die Wahrscheinlichkeit, dass ein Tröpfchen mit einer vorgegebenen Pipettierten Menge von Wasser an einer Spitze der Spritzennadel ausgebildet wird, das auf eine Oberfläche des Cycloolefin-Polymers übertragen wird, wenn dieses Wasser in Kontakt mit der Oberfläche tritt. Die Anzahl der Experimente ist 10. Die Abszissenachse in 1 stellt die Pipettierte Menge dar und die Ordinatenachse stellt die Übertragungswahrscheinlichkeit (%) dar. Die Ergebnisse der Experimente zeigten, dass die Übertragungswahrscheinlichkeit 100% betrug, wenn die Pipettierte Menge 1,5 μl und 1,0 μl betrug.
Die Übertragungswahrscheinlichkeit war jedoch 60%, wenn die Pipettierte Menge 0,5 μl betrug und nahm auf 50% ab, wenn die Pipettierte Menge auf 0,4 μl reduzierte wurde. Es hat sich also gezeigt, dass die Übertragungswahrscheinlichkeit abnimmt, wenn die Pipettierte Menge auf weniger als 0,5 μl fällt.
Zusätzlich besteht im Zusammenhang mit der Verbesserung der Analyseverfahren die Sorge, dass eine an der Proben-Pipettierspitze anhaftende Substanz beim Pipettieren der nächsten zu messenden Probe abgelöst und mit der Probe gemischt werden kann, wenn die Spitze unzureichend gereinigt wird, falls eine Substanz mit geringer Konzentration in der Probe gemessen werden soll. Dies wird allgemein als carry-over bezeichnet. Für das carry-over wird ein zulässiger Bereich abhängig von dem Detektionsbereich des Systems bestimmt. Man nimmt an, dass die zu messende Substanz eine geringere Konzentration hat als die Detektionsempfindlichkeit in der nächsten Probe. Wenn sich Reste einer vorherigen Probe, die sich abgelöst haben, in einer Konzentration von a/V bezogen auf das Volumen V in der nächsten Probe finden und diese Konzentration größer als die Detektionsempfindlichkeit ist, wird die Situation als carry-over erkannt.
Die Menge der übertragenen Substanz wird jedoch durch ein Verhältnis zwischen der an der Oberfläche der Pipettierspitze anhaftenden Probenmenge und der in der nächsten Probe gelösten Menge der anhaftenden Substanz ermittelt. Zusätzlich muss dieses Verhältnis nicht stimmen, wenn sich die Oberflächenbedingungen der Pipettierspitze unterscheiden. Daher wird ein Analyseautomat mit einem Mechanismus zum Reinigen der Pipettierspitze und zur Reinigung der Außenwände der Pipettierspitze ausgestattet, um die anhaftende Probe zu entfernen.
2 ist eine schematische Ansicht eines Proben-Pipettiermechanismus eines Analyseautomaten. Ein Proben-Pipettiermechanismus 56 umfasst einen Arm 560, eine Säule 562 und eine Proben-Pipettierspitze 561. Die Pipettierspitze saugt eine Probe, wie beispielsweise ein Blutserum oder Urin, von der Probenzelle 53 an und entlädt die Probe in die Reaktionszelle 51 und führt so die Pipettierung durch. Anschließend wird die Proben-Pipettierspitze 56, wenn nötig, mittels eines Reinigungsmechanismus 59 gereinigt.
Als Ergebnis einer visuellen Untersuchung des auf diese Art betriebenen Pipettiermechanismus und der Quantifizierung einer Variation der pipettierten Mengen wurden die folgenden Gründe für die Verringerung der Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Probenpipettierung gefunden: Die Gründe werden unter Verwendung von 3 bis 5 beschrieben. 3 ist eine Zeichnung, die schematisch illustriert, wie eine Probe von einem Probenröhrchen abgesaugt wird, 4 ist eine Zeichnung, die schematisch illustriert, wie eine Probe in eine Zelle entladen wird und 5 ist eine Zeichnung, die schematisch den Zustand der Proben-Pipettierspitze nach der Reinigung illustriert. 3, 4 und 5 sind schematische Zeichnungen, die jeweils in Gründen (1), (2) und (3) entsprechen.
Grund (1): Wie in 3 dargestellt haftet anhaftende Probe 564 an einer Außenwand-Oberfläche der Proben-Pipettierspitze 561, wenn eine Probe 563 angesaugt und von der Probenzelle 53 aufgenommen wird.
Grund (2): Wie in 4 dargestellt wird die Probe nicht vollständig abgeladen, sondern an der Außenwand der Proben-Pipettierspitze 561 verbleibt anhaftende Probe, wenn die angesaugte Probe 563 in die Zelle 51 entleert wird.
Grund (3): Wie in 5 dargestellt haftet Spülwasser 566 an der Außenwand der Proben-Pipettierspitze 561.
Die Erfinder haben auch herausgefunden, dass die Hydrophilität der Außenwände der Proben-Pipettierspitze durch einen oder mehrere der Gründe (1) bis (3) anwächst, Probe an der Außenwand der Spitze beim Übertragen in die Zelle haften bleibt und die Spitze die Probe überträgt und so danach die Pipettiergenauigkeit abnimmt.
Wenn die Reduktion der Pipettiermenge der Probe in Zukunft weiter fortschreitet, werden diese Gründe voraussichtlich große Themen. Um mit dem Miniaturisierungstrend bei Analyseautomaten und der Verringerung der Menge von Proben und Reagenzien zurechtkommen zu können, müssen die Probleme aufgrund der oben genannten Gründe (1) bis (3) gelöst werden. Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um diesen Anforderungen gerecht zu werden.
Lösung des Problems
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die Außenwand-Oberflächen einer Proben-Pipettierspitze zur Wasserabstoßung behandelt und einen Bereich einer Zelle, in welchem eine Probe Pipettiert wurde, hydrophilisiert. Im Ergebnis fanden die Erfinder, dass diese Behandlungen die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Pipettierung verbessern. Durch die wasserabstoßende Behandlung der Außenwand-Oberflächen der Proben-Pipettierspitze und die Hydrophilisierung des Pipettierungsbereichs der Zelle wird die Probe zuverlässig auf die Zelle übertragen und die Pipettierungsgenauigkeit nicht verschlechtert sich nicht. Zudem haftet Spülwasser nicht an der Spitze, da die Spitze wasserabstoßend ist. Innenwand-Oberflächen können gemeinsam mit den Außenwand-Oberflächen wasserabstoßend behandelt werden. Die gemeinsame Verwendung der wasserabstoßend behandelten Spitze mit einer Reaktionszelle mit hydrophilisiert behandeltem Pipettierbereich verbessert die Pipettiergenauigkeit wenn mikroskopische Proben in einem Analyseautomat Pipettiert werden.
Es sei bemerkt, dass als anderes Beispiel für die Pipettierverfahren ein Tintenstrahlverfahren verfügbar ist. Dieses Verfahren ist zum Pipettieren von mikroskopischen Proben nicht geeignet, da eine Probenmenge, die größer als die auszugebende Menge ist, zeitweise in einem Probenbehälter gespeichert werden muss. Zusätzlich analysiert der Analyseautomat im Allgemeinen eine Vielzahl von Proben in kleinen Volumenschritten. Daher ist in dem Tintenstrahlverfahren, in welchem die Probe übergangsweise in dem Probenbehälter gespeichert und dann ausgegeben wird, eine Verunreinigung der Proben nicht vernachlässigbar, wenn gewisse Proben an dem Probenbehälter haften bleiben. Zusätzlich führt die Reinigung des Probenbehälters mit solchen anhaftenden Verunreinigungen zu erhöhten Kosten. Daher wird die vorliegende Erfindung schwerpunktmäßig für einen Pipettiermechanismus beschrieben, der ein Ansaug/Ausgabeverfahren verwendet. Es sollte jedoch bemerkt werden, dass die Erfinder die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf andere Pipettierverfahren, auch auf Tintenstrahlverfahren, nicht ausschließen.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine gleichmäßige Behandlung mit einer wasserabstoßenden Beschichtung auf Außenwand-Oberflächen einer Proben-Pipettierspitze zu erreichen. Die Außenwand-Oberflächen der Spitze zeigen daher eine gleichmäßige Wasserabstoßung. Da die Außenwand-Oberflächen stark wasserabstoßend sind, hat die Spitze im Hinblick auf das Abschneiden von Probetropfen beim Pipettieren überlegene Eigenschaften und das Risiko der Probenübertragung ist gering.
Durch das gemeinsame Verwenden der Spitze mit wasserabstoßend behandelten Oberflächen und einer Zelle mit einem hydrophyilisierungsbehandelten Pipettierbereich ist es möglich, die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Proben-Pipettierung bei der Durchführung automatischer Analysen zu erhöhen. Da Verunreinigungen der Außenwand-Oberflächen der Spitze durch Proben vermieden werden können, ist es möglich, die wechselseitige Verunreinigung zwischen Analysen zu ermeiden und damit die Zuverlässigkeit der Daten zu erhöhen. Diese vorteilhaften Wirkungen tragen sowohl zur Verringerung der Proben- und Reagenzienmengen bei, die verwendet werden, als auch zur Verringerung der Betriebskosten eines Analyseautomaten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Zeichnung, die eine Beziehung zwischen der Pipettiermenge und der Pipettiergenauigkeit zeigt.
2 ist eine schematische Ansicht eines Pipettiermechanismus eines Analyseautomaten.
3 ist eine Zeichnung, die die Art, in welcher die Pipettierung in der automatischen Analyse durchgeführt wird, illustriert.
4 ist eine Zeichnung, die die Art, in welcher die Pipettierung in der automatischen Analyse durchgeführt wird, illustriert.
5 ist eine Zeichnung, die die Art, in welcher die Pipettierung in der automatischen Analyse durchgeführt wird, illustriert.
6 ist eine schematische Ansicht einer Proben-Pipettierspitze.
7 ist eine Querschnittsansicht einer mit einer mit wasserabstoßender Beschichtung behandelten Spitze.
8 ist eine schematische Ansicht einer Spitze.
9 ist eine perspektivische Außenansicht einer Reatkionszelle.
10 ist eine Querschnittsansicht der Reaktionszelle.
11 ist eine perspektivische Außenansicht eines Zellenblocks, der durch einstückiges Gießen einer Mehrzahl von Reaktionszellen gebildet ist.
12 ist eine schematische Ansicht einer Korona-Entladungsbehandlung.
13 ist eine schematische Ansicht eines hydrophilisierten Bodens einer Reaktionszelle.
14 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel für den Aufbau eines Analyseautomaten zeigt.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im Folgenden wird die wasserabstoßende Behandlung der Oberflächen einer Pipettierspitze und die hydrophilisierende Behandlung eines Pipettierbereichs einer Reaktionszelle beschrieben.
In einigen Analyseautomaten muss das Ende einer Pipettierspitze elektrisch leitfähig sein, um ein Flüssigkeitsniveau zu detektieren und die Höhe der Spitze zu kontrollieren. Daher muss beispielsweise SUS 304 als Material für die Pipettierspitze gewählt werden. Zudem muss im Falle eines Analyseautomaten, der eine Flüssigkeitsniveaudetektion auf der Grundlage der elektrischen Leitfähigkeit benötigt, den Oberflächen der Spitze eine starke Wasserabstoßung verliehen werden, während die elektrische Leitfähigkeit beibehalten wird. Andererseits wird durch eine übertriebene Verbesserung der Wasserabstoßung durch gewöhnlich verwendete chemische Beschichtungen oder chemische Reaktionen auf Innenwand-Oberflächen oder Außenwand-Oberflächen der Pipettierspitze oder allen beiden die elektrische Leitfähigkeit der Oberfläche durch die Ausbildung von Isolationsfilmen verlorengehen. Es ist daher nicht mehr möglich, dass Flüssigkeitsniveau zu detektieren.
Also haben die Erfinder die Anwendung einer Nickel-Fluor-Kunstharz-Eutectoid-Beschichtungsbehandlung auf Außenwand-Oberflächen der Pipettierspitze in Erwägung gezogen. In diesem Verfahren wird auf den Oberflächen der Pipettierspitze eine stromlose Nickel-Teflon-Beschichtung durchgeführt. Durch das Vorhandensein von Nickel in einer Oberflächenbeschichtungsschicht ist es möglich, alle Aufgaben, also hohe elektrische Leitfähigkeit, starke Wasserabstoßung aufgrund des Fluor-Kunstharzes und starke Bindung an die Oberflächen, zu erfüllen. Die Gegenstände, auf welchen die Oberflächenbehandlung ausgeführt werden kann, können Innenwandoberflächen und Außenwandoberflächen der Pipettierspitze sein. Aus den Ergebnissen der erläuternden Experimente hat sich jedoch ergeben, dass hervorragende Resultate beim Pipettieren durch die Anwendung einer gleichmäßigen Behandlung der Außenwand-Oberflächen mit einer wasserabstoßenden Beschichtung erreicht werden können.
Eine Beschichtungsschicht von einigen Mikrometern Dicke kann durch die Durchführung einer Nickel-Fluor-Kunstharz-Eutectoid-Beschichtungsbehandlung auf einer Metalloberfläche ausgebildet werden. So ist es möglich, die Wasserabstoßung stark zu verbessern. Eine tatsächliche Elektronenmikroskop(SEM)-Untersuchung einer Querschnittsoberflächenschicht einer Pipettierspitze, deren Oberflächen mit Nickel-Fluor-Kunstharz-Eutectoid-Beschichtung behandelt worden waren, wurde durchgeführt und hat ergeben, dass offenbar eine ungefähr 5 Mikrometer dicke Beschichtungsschicht ausgebildet wurde. Zudem wurde eine wesentliche Verbesserung durch den Kontaktwinkel bezogen auf Wasser bestätigt und daher die Wasserabstoßung verbessert. Eine Elementenanalyse der Beschichtungsschicht zeigte, dass die von der Beschichtung stammenden Bestandteile, also Fluor und Phosphor, die eigentlich in SUS-Oberflächen nicht existieren, detektiert wurden. Es sei bemerkt, dass die mit der Beschichtung behandelte Pipettierspitze im Erscheinungsbild frei von Schäden ist und keine Probleme für die automatische Analyse bereitet.
Wie oben beschrieben ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Oberflächen der Pipettierspitze für einen Analyseautomaten wasserabstoßend zu behandeln. Gleichzeitig ist die Pipettierspitze elektrisch leitfähig. Zudem wird durch die Verwendung der Pipettierspitze gemäß der vorliegenden Erfindung eine hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit beim Proben-Pipettieren erreicht. Zusätzlich zu einer elektrisch leitfähig beschichteten Pipettierspitze ist es auch möglich, eine mit diamantartigem Kohlenstoff(DLC)-beschichtete Spitze, eine Spitze, auf welcher ein Silan-Verbindungsmittel mit einer langkettigen Alkylgruppe mit einer geeigneten Dicke aufgebracht ist und eine Spitze, auf welche wasserabstoßende Moleküle aufgedampft sind, zu verwenden. In diesen oberflächenmodifizierten Spitzen kann durch die Einstellung der Filmdicke der Spitzen auf 100 nm oder weniger immer noch die elektrische Leitfähigkeit aufrechterhalten werden.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass es in einem Pipettiermechanismus zur Verbesserung der Pipettiergenauigkeit wirkungsvoll ist, die Oberfläche einer Zelle, in welcher die Probe Pipettiert werden soll, zuvor zu hydrophilisieren, und zwar zusätzlich zu der oben beschriebenen wasserabstoßenden Behandlung der Spitze. Der Grund dafür ist das selbst dann, wenn Spülwasser an den Außenwänden einer Spitze haftet und die Hydrophilität der Außenwände der Spitze durch eine mehrmalige Verwendung ansteigt, eine Zelle als Gegenstück der Probenübertragung das Halten der Probe so lange wie die Hydrophilität eines Pipettierungsbereichs der Zelle aufrechterhalten wird, ermöglicht. Korona-Entladung hat sich als besonders wirkungsvolles Verfahren für die Hydrophilisierung einer Plastikreaktionszelle gezeigt. Wenn ungefähr 0,2 μl einer Mikroprobe Pipettiert werden, überträgt die Pipettierspitze die Probe nicht, wenn ein Bereich, in welchem die Probe Pipettiert wird, hydrophil ist. Zusätzlich wird durch die geeignete Wahl des zu hydrophilisierenden Bereichs die Pipettiergenauigkeit weiter erhöht.
Es sei bemerkt, dass Proben-Pipettierspitzen zur Verwendung in einem Analyseautomaten im Allgemeinen in einer großen Zahl in dem Analyseautomaten montiert werden, um die Anzahl der Analysen (Durchsatz) pro Zeiteinheit in der automatischen Analyse zu erhöhen. Zusätzlich muss zur Erhöhung der Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Analyse die Wasserabstoßung der wasserabstoßend behandelten Oberfläche der Spitze gleichmäßig sein und die Spitze-zu-Spitze Variation der wasserabstoßenden Behandlung muss verringert werden. Gleichzeitig muss der Grad der Hydrophilisierung der hydrophilisierungsbehandelten Zellenoberfläche gleichmäßig sein und eine Zelle-zu-Zelle Veränderung der Hydrophilisierungsbehandlung muss verringert werden. Die oben beschriebene wasserabstoßende Behandlung einer Spitze und die oben beschriebene hydrophilisierende Behandlung einer Zelle können auch diese Anforderungen erfüllen.
Als Nächstes wird die vorliegende Erfindung detaillierter in Ausführungsbeispielen beschrieben, sie ist jedoch nicht auf die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
(1) Wasserabstoßende Behandlung von Außenwand-Oberflächen einer Proben-Pipettierspitze durch Behandlung mit einer wasserabstoßenden Beschichtung
Eine Proben-Pipettierspitze für einen Analyseautomaten (im Folgenden als ”Spitze” bezeichnet) wurde unter der Verwendung von Edelstahl (SUS 304) als Material hergestellt. Das Material der Spitze kann eine Materialart sein, die aus der aus Aluminium, SUS, anderen Metallarten, Glas, Kunstharz und ähnlichem bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Um ein Flüssigkeitsniveau zu detektieren, muss ein Ende der Spitze elektrisch leitfähig sein. Zusätzlich ist es wünschenswert, aus Gründen der Verarbeitbarkeit, Beständigkeit und Korrosionsbeständigkeit SUS 304 zu wählen. Obwohl ein Beispiel für die wasserabstoßende Behandlung der Proben-Pipettierspitze im Folgenden beschrieben wird, kann die gleiche Oberflächenbehandlung auf eine Reagenz-Pipettierspitze angewandt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde eine unter der Verwendung von SUS 304 als Material hergestellte Proben-Pipettierspitze durch Bearbeiten, Dehnen und Polieren des Materials hergestellt. 6 illustriert eine Querschnittsansicht der Proben-Pipettierspitze. Ein Typ von Pipettierspitze 561 hat einen L-förmigen Aufbau. Eine Länge Lides längeren Teils der L-förmigen Struktur ist 100 mm und eine Länge L2 ihres kürzeren Bereichs beträgt 50 mm. Ein Ende der Spitze ist abgeschrägt und hat einen Außendurchmesser d1 von beispielsweise 0,5 mm. Der Innendurchmesser d2 der extra feinen Spitze beträgt 0,3 mm. Ein Innendurchmesser d3 des gegenüberliegenden Endes der Pipettierspitze beträgt 0,5 mm. Obwohl das Ende der Spitze im vorliegenden Ausführungsbeispiel abgeschrägt ist, kann das Ende auch geradlinig ausgebildet sein. 7 ist eine Querschnittsansicht, die durch das Schneiden des Spitzenendes in einer durch die gestrichelte Linie 505 bezeichneten Position nach der Behandlung durch die wasserabstoßende Beschichtung gewonnen wurde.
Wenn eine Probe mit dieser SUS 304 Proben-Pipettierspitze pipettiert wurde, traten in manchen Fällen die in 3 bis 5 dargestellten Phänomene auf. Die mittels Fräsen und Polieren hergestellte Spitze 561 saugt eine gewünschte Menge von Proben aus einem Probenröhrchen und entlädt die Probe in eine Reaktionszelle. Nachdem sie mit einer Bodenfläche der Reaktionszelle in Kontakt kommt, entlädt die die gewünschte Menge von Probe haltende Spitze die Probe. Dann wird die Spitze angehoben. Wenn eine neue Proben-Pipettierspitze verwendet wurde, wurden die Außenwände der Pipettierspitze hydrophilisiert, dies jedoch nicht erneuert, wenn die Spitze weiter verwendet wurde. Beim Entladen der Probe durch die Spitze haftete daher Probe an der Gesamten oder Teilen der Außenwand-Oberfläche der Spitze an und bildete so Probenanhaftungen und/oder Spülwasseranhaftungen, die in manchen Fällen übertragen wurden. Es gab daher Fälle, in welchen die Pipettiergenauigkeit nicht mehr funktioniert.
Die Erfinder haben sich daher dazu entschlossen, eine wasserabstoßende Beschichtungsbehandlung auf den Außenwand-Oberflächen der Spitze 561 durchzuführen. Im Hinblick auf die Lebensdauer und Korrosionsbeständigkeit ist klar, dass durch die wasserabstoßende Beschichtungsbehandlung eine größere Wasserabstoßung als diejenige durch wasserabstoßende Beschichtung auf Grundlage nur eines chemischen Eintauchens, Beschichtens oder Besprühens erreicht werden kann. Für die Behandlung durch wasserabstoßende Beschichtung wurde ein Nickel-Teflon-Eutectoid-Beschichtungsverfahren genanntes Verfahren gewählt. Alternativ kann zunächst eine als Nickel anstatt bezeichnete Nickelteilchenimplantation auf einer SUS-Oberfläche durchgeführt werden und anschließend eine stromlose Nickel-Teflon-Beschichtung durchgeführt werden.
7 illustriert eine Querschnittsansicht der Spitze nach der Behandlung durch wasserabstoßende Beschichtung. Als Ergebnis der Behandlung durch wasserabstoßende Beschichtung ist es möglich, eine Grundierungsschicht 507, wie beispielsweise eine Nickel-Schicht auf der Außenwand-Oberfläche von SUS 506 bereitzustellen und eine wasserabstoßende Schicht 508 und eine Beschichtungsschicht 509 auf den Oberflächen der Grundschicht. Auch bei einer wie oben beschriebenen Multi-Schicht-Struktur zeigt die Spitze eine Wasserabstoßung, solange die äußerste Oberfläche der Struktur durch eine wasserabstoßende Schicht gebildet ist. Andererseits war es möglich, die SUS-Oberfläche ohne die Durchführung der oben beschriebenen Behandlung mit der wasserabstoßenden Beschichtung auf den Innenwand-Oberflächen der Spitze durchzuführen. Auf den SUS-Innenwand-Oberflächen kann eine Spiegelpolitur durchgeführt werden, um deren Planheit zu verbessern. Als Ergebnis dieser Behandlung ist es möglich, die Außenwand-Oberflächen der Spitze gleichmäßig wasserabstoßend und die Innenwand-Oberflächen gleichmäßig hydrophil zu gestalten.
Es sei bemerkt, dass die Behandlung der Spitze durch die wasserabstoßende Beschichtung den Schritt des Eintauchens der Spitze in die Beschichtungslösung umfasst. In diesem Zeitpunkt besteht die Sorge, dass die Beschichtungslösung in die Spitze eindringt und eine Beschichtungsbehandlung ihrer Innenwand-Oberflächen verursacht. Die Erfinder haben daher eine Herstellung der Spitze wie in 8 dargestellt erdacht, in welcher die wasserabstoßende Beschichtung nur auf den Außenwand-Oberflächen der Spitze ausgeführt wird und die Spitze dann bearbeitet wird.
Eine Spitze 70, wie in 8 illustriert, hat anders als die oben beschriebene Spitze 561 Ränder 510, 511 jeweils an ihrem einen und anderen Ende und Öffnungen der Spitze werden zunächst geschlossen. Der Grund dafür ist, dass bei der Verwendung einer SUS-Spitze vor dem Herstellen des Lochs Ränder 510, 511 aus SUS möglich sind. Alternativ dazu können die Öffnungen durch Verstopfen der beiden Enden der Spitze nach dem Herstellen des Lochs mit Gummi, Kunstharz oder Ähnlichem verschlossen werden. Die Behandlung durch wasserabstoßende Beschichtung wurde auf dieser Spitze 70 unter der Verwendung der unten beschriebenen Prozesse 1 bis 3 durchgeführt.
Prozess 1: Durchführen der Behandlung mit wasserabstoßender Beschichtung auf der Spitze 70, deren Enden beide verschlossen sind.
Prozess 2: Abschneiden beider Enden der gemäß Prozess 1 behandelten Spitze, um so eine perforierte Spitze mit einer gewünschten Gesamtlänge herzustellen.
Prozess 3: Durchführen der Behandlung mit der wasserabstoßenden Beschichtung wenn nötig auf den Querschnittsflächen der beiden Öffnungen.
Außenwand-Oberflächen der gemäß den oben beschriebenen Prozessen hergestellten Pipettierspitze sind wasserabstoßend. Zudem kann die Hydrophilität, welche Metall zu Eigen ist, für die Innenwand-Oberflächen der Spitze benutzt werden. Wenn die Behandlung durch wasserabstoßende Beschichtung mit einer Spitze durchgeführt wird, deren Öffnungen an beiden Enden nicht verschlossen sind, kann die Beschichtungslösung in das Innere der Spitze geraten. Daher kann eine Behandlung durch wasserabstoßende Beschichtung ungleichmäßig auf den Innenwand-Oberflächen der Spitzen erfolgen und die Spitze ist daher unvorteilhaft. In diesem Ausführungsbeispiel wurde eine Spitze, in welcher nur die Außenwand-Oberflächen einer Behandlung mit einer wasserabstoßenden Beschichtung unterworfen wurden, hergestellt.
Es sei jedoch bemerkt, dass die folgenden Fälle auch auf Pipettierspitzen zutreffen können, welche nicht verstopft sind. Beispielsweise wird (1) beim Pipettieren kein Problem entstehen, selbst wenn etwas Beschichtungssubstanz an der Innenwand-Oberfläche haftet.
(2) Eine an den Innenwand-Oberflächen anhaftende Beschichtungssubstanz wird durch Polieren entfernt.
(3) Die Innenwand-Oberflächen werden gleichmäßig beschichtet.
(4) Durch Maskieren der Öffnungen an beiden Enden werden nur die Außenwände beschichtet.
Zusätzlich zu diesen Fällen ist es möglich, dass Spitzenmaterial im Zustand einer perforierten Röhre zu beschichten, bevor diese in die Spitzenform gebracht wird, um dann Biege- und Zieharbeiten an der Röhre auszuführen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine unter Ausnutzung der oben beschriebenen Prozesse 1 bis 3 hergestellte Spitze detailliert beschrieben.
Zur Kontaktwinkelmessung wurde der von Kyowa Interface Science hergestellte Drop Master 500 verwendet. 0,1 μl reines Wasser wurde mittels einer Spritze auf eine Außenwand-Oberfläche der Spitze getropft, um die statischen Kontaktwinkel eine Sekunde nach der Tropfenablagerung mit einer Dreipunkt-Methode zu messen. Für die Messung wurde die Oberfläche in Schritten von 1 mm gemessen, um einen Mittelwert über sechs Orte zu bestimmen. Im Ergebnis betrug ein Kontaktwinkel der mit der wasserabstoßenden Beschichtung behandelten Spitze bezogen auf Wasser 120 Grad. Andererseits betrug ein Kontaktwinkel einer SUS 304 Proben-Pipettierspitze vor der Behandlung mit der wasserabstoßenden Beschichtung im Hinblick auf Wasser 90 Grad. Es wurde also die Wasserabstoßung durch die Behandlung mit der wasserabstoßenden Beschichtung verbessert. Tabelle 1

Probe Kontaktwinkel (Grad)

Nach der Behandlung durch wasserabstoßende Beschichtung 120

Vor der Behandlung durch wasserabstoßende Beschichtung 90

Als nächstes zeigt Tabelle 2 die Ergebnisse eines elektronenmikroskopischen Untersuchung und Elementenanalyse, die für die mit der wasserabstoßenden Beschichtung behandelten Spitze mittels SEM-EDAX (elektronenmikroskopbasierte Elementenanalyse) durchgeführt wurde. Zur Messung wurde das von Hitachi, Ltd. hergestellte Modell S2460 verwendet. Um eine Filmdicke der Beschichtung zu Messen, wurde eine SEM-EDAX-Untersuchung nach dem Schneiden der Spitze durchgeführt. Tabelle 2

Position in der Spitze	Vorhandensein/Fehlen eines Elements			Dicke (μm)
Position in der Spitze	Nickel	Fluor	Phosphor	Dicke (μm)
äußere Schicht	vorhanden (reichlich)	vorhanden	vorhanden	2
Grundschicht	vorhanden (reichlich)	vorhanden	vorhanden	3
SUS-Schicht	vorhanden (wenig)	fehlend	fehlend	95

Wie in 7 und Tabelle 2 gezeigt waren in einer äußersten Schicht 508 der Außenwand der Spitze Nickel, Fluor und Phosphor vorhanden. Die Dicke der äußersten Schicht betrug 2 μm. Nickel, Fluor und Phosphor waren auch in der Grundschicht 507 unterhalb der äußersten Schicht 508 vorhanden. Die Dicke der Grundschicht betrug 3 μm. Nickel aus SUS-Bestandteilen war in der behandelten SUS-Schicht vorhanden, Fluor und Phosphor waren darin jedoch nicht enthalten. Auch im Hinblick auf die in Tabelle 1 dargestellten Kontaktwinkel und die Ergebnisse der Elementenanalyse aus Tabelle 2 ist klar, dass die Außenwand-Oberfläche der Spitze stark wasserabstoßend ist. Es wurde bestätigt, dass die Chargen-zu-Chargen Gleichmäßigkeit der behandelten Zellen ebenfalls groß ist.
Eine Wasserabstoßungsendbehandlung kann auf Außenwand-Oberflächen der Pipettierspitze mittels einer Silan-Verbindungsbehandlung, durch Dampfabscheidung von wasserabstoßenden Molekülen, durch superhydrophobishe Elektrobeschichtung oder durch Behandlung mit diamantartigen Kohlenstoff durchgeführt werden. Die Proben-Pipettierspitze kann wasserabstoßend behandelt werden, sodass wenigstens ein Außenwandbereich und eine Randfläche des Spitzenendes, die in die Probe eingetaucht wird, wasserabstoßend behandelt ist.
(2) Hydrophilisierung des Pipettierungsbereichs der Zelle
Eine Reaktionszelle (im Folgenden als ”Zelle” bezeichnet) für einen Analyseautomaten wurde durch Spritzgießen mit Polycycloolefin als Material für die Zelle hergestellt. Es ist möglich, als Zellenmaterial einen Materialtyp zu verwenden, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend Polycycloolefin-Kunstharz, Polycarbonat-Kunstharz, Acryl-Kunstharz und Polystyrene-Kunstharz. Im Hinblick auf den geringen Wasserabsorbtionskoeffizienten, die geringe Feuchtigkeitsdampfdurchlässigkeit, die hohe Gesamtlichtdurchlässigkeit, den geringen Brechungsindex und einen geringen Guss-Schrumpffaktor ist es vorteilhaft, Polycycloolefin-Kunstharz zu wählen. Polycycloolefin ist ein Hochpolymer und seine Hauptseitenketten sind jeweils aus Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen und Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen zusammengesetzt. In einigen Hauptketten existiert ein zyklischer, gesättigter Kohlenwasserstoff. In einem Analyseautomaten reagieren eine Probe und ein Reagenz miteinander in einzelnen Zelleneinheiten, um die Farbentwicklung von Pigmenten und ein Latexagglutinations-Phänemon mit Hilfe von Änderungen der optischen Durchlässigkeit für eine Mehrzahl von speziellen Wellenlängen zu messen.
Jede Zelleneinheit ist typischerweise ein vertikal länglicher Behälter mit einer Öffnung an seinem oberen Ende, der mit einer Kunstharzbodenwand und einer sich von dem Rand der Bodenwand nach oben aufrichtenden Seitenwand ist. Die Bodenwand kann in einer rechteckigen oder quadratischen Form ausgebildet sein. In diesem Fall bildet ein gegenüberliegendes Paar von (zwei) Bereichen aus den die Seitenwand bildenden vier Bereichen photometrische Flächen, durch welche das Licht für die Messung dringt. Das andere gegenüberliegende Paar von (zwei) Bereichen bildet nicht-photometrische Flächen, durch welche das Licht für die Messung nicht übertragen wird.
9 illustriert eine äußere Perspektivansicht einer Zelle. Eine Zelle 40 umfasst eine photometrische Fläche 401 und eine nicht-photometrische Fläche 402. Photometrisches Licht tritt in die photometrische Fläche 401 aus einer mit einem Pfeil bezeichneten Richtung ein. 10 illustriert eine Querschnittsansicht, die durch Schneiden der Zelle 40 entlang der Linie A-A' gewonnen wurde.
Die Zelle 40 umfasst eine äußere nicht-photometrische Oberfläche 111 und eine innere nicht-photometrische Oberfläche 112, eine äußere photometrische Oberfläche 113 und eine innere photometrische Oberfläche 114 sowie eine innere Bodenwand-Oberfläche (Bodenfläche) 115. Die Dimensionen der Innenwände der Zelle sind so eingestellt, dass eine Länge L4 der halben Länge der nicht-photometrischen Fläche 3 mm beträgt, eine Länge L5 der photometrischen Fläche 4 mm beträgt, eine Höhe H 30 mm beträgt und eine Wanddicke der Zelle 1 mm beträgt. Die Zelle umfasst einen abgeschlossenen Bereich, der in der Bodenwand 115 ausgebildet ist und einen offenen Bereich 140 oberhalb der Bodenwand. Es sei bemerkt, dass ein einstückig gegossener Zellenblock 41 durch das Anordnen einer Mehrzahl von Zellen 40 in einer Linie derart, dass Öffnungen der jeweiligen Zellen wie in 11 dargestellt, in die gleiche Richtung weisen verwendet werden kann und Oberflächen der jeweiligen Zellen hydrophilisiert werden können.
Ungefähr 0,5 ml Ethanol wurden in die Zelle 40 eingespritzt und 24 Stunden stehen gelassen, um so das Ethanol zu entfernen. Danach wurde die Zelle in einen Vakuumtrockner getan und getrocknet, um so die inneren Oberflächen der Zelle zu reinigen. Es sei bemerkt, dass selbst dann, wenn die im Folgenden beschriebene Korona-Entladungsbehandlung ohne diese Reinigung mit Ethanol durchgeführt wurde, keine Probleme entstanden sind.
12 illustriert eine schematische Ansicht eines Teils einer Korona-Entladungsbehandlung. Eine Kathodenplatte 213 wurde auf der Außenseite der Bodenfläche der Zelle angeordnet, die nach dem Gießen mit Kunstharz gereinigt und getrocknet wurde. Die Kathodenplatte wurde über einen Draht 216 mit einer Erdung 217 verbunden. Eine Balkenelektrode 214, die eine Anode der Korona-Entladung bildete, wurde in der Zelle 40 in einer Höhe von 1 mm über der Bodenfläche in Richtung des Mittelpunkts der Bodenfläche der Zelle angeordnet. Das untere Ende der Balkenelektrode 214 betrug im Durchmesser 2 mm und 50 mm in der Länge und war mit einer Korona-Entladungsstromversorgung 211 über den Draht 212 verbunden. Als Korona-Entladungsstromversorgung ist eine geprüfte Entladungsquelle vorteilhaft, die die Anzahl der Entladungspulse zählen kann. Alternativ kann eine Hochfrequenz-Entladungsquelle verwendet werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde eine gepulste Korona-Entladungsquelle verwendet. Durch das Aufbringen einer Spannung von 25 kV wurde die Bodenfläche der Zelle korona-entladungs-behandelt. Ein Pulsintervall wurde auf 300 Puls pro Sekunde eingestellt und die Bodenfläche wurde für eine Sekunde, also mit 300 Pulsen behandelt. Aus den erzeugten Spannungs- und Stromwerten wurde auf einem Oszilloskop bestätigt, dass eine Energie von ungefähr 5 Joule bei der Durchführung der Korona-Entladungsbehandlung mit diesen Bedingungen erzeugt wurde. Als Umgebungsgas wurde in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Durchführung der Korona-Entladungsbehandlung Luft verwendet. Alternativ kann die Korona-Entladungsbehandlung unter einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurden die Zellen eine nach der anderen Korona-entladungs-behandelt. Wenn eine Mehrzahl von Zellen einstückig als Block mit mehreren Zellen gegossen sind, kann die Mehrzahl von Zellen gleichzeitig Korona-entladungs-behandelt werden.
13 illustriert einen Zustand, in welchem der Pipettiermechanismus von oben betrachtet wird. Nehmen wir an, dass ein Innendruchmesser des Endes der Pipettierspitze 301 ϕ1 und die Größe eines hydrophilisierten Bereichs 304 auf einem Zellenboden 303 S ist. Wenn die Größe S gleich der Innenfläche der Spitze ist, also wenn S = π(ϕ1)², dann kann eine Probe ausreichend übertragen werden. Selbst wenn S > π(ϕ1)² ist, kann die Probe hinreichend auf eine hydrophilisierte Fläche auf dem Zellenboden übertragen werden. Ein weiterer vorteilhafter Effekt wird durch die korrekte Veränderung von S abhängig von der Pipettiermenge erreicht. Die Größe und Form der hydrophilisierten Fläche S kann durch das Maskieren von Bereichen jeder Zelle geändert werden, die nicht entladungsbehandelt werden sollen, indem das gleiche Material wie das Material der Zellen verwendet wird, während die Korona-Entladungsbehandlung durchgeführt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wurde die hydrophilisierte Fläche der Bodenfläche auf S = π(ϕ1)² und ϕ1 = 0,3 mm eingestellt. Für die Kontaktwinkelmessung wurde die von Kyowa Interface Science hergestellte Drop Master 500 verwendet. 1 μl reines Wasser wurde auf eine modifizierte Oberfläche mittels einer Spritze aufgebracht, um die statischen Kontaktwinkel eine Sekunde nach dem Ablegen des Tropfens mit einer Dreipunkt-Methode zu messen. Für die Messung wurden drei behandelte Proben vorbereitet und ein Mittelwert der Proben wurde ermittelt. Als Ergebnis fand man, dass der Kontaktwinkel auf 75 Grad reduziert wurde, wenn die Oberflächenbehandlung durchgeführt wurde, während vor der Oberflächenmodifikation und in nicht-modifizierten Bereichen ungefähr 90 Grad betrugen. Die maximale Veränderung von Messwerten (Maximalwert – Minimalwert) betrug ungefähr 3 Grad oder weniger.
(3) Untersuchung der Möglichkeit des Pipettierens mit einer Kombination von wasserabstoßender Spritze und hydrophilisierter Zelle
In einem Pipettiermechanismus, in welchem eine Probe mittels einer Pipettierspitze in eine Zelle entladen wurde, die Pipettierleistung für die Kombination aus einer wasserabstoßenden Spritze wie in Punkt (1) diskutiert und einer Zelle mit einer hydrophilisierten Bodenfläche wie in Punkt (2) diskutiert ausgewertet. Die verwendete Pipettierspitze wurde aus SUS 304 gemacht und hatte 0,3 mm Innendurchmesser und 0,5 mm Außendurchmesser. Um einen Kontaktwinkel der Spitzenoberfläche zu ermitteln, wurde ein Kontaktwinkel mittels des oben geschriebenen Verfahrens gemessen, wobei 0,2 μl reines Wasser auf das Ende der Spitze getropft wurden. Der Kontaktwinkel einer neuen Pipettierspitze betrug 90° und nahm nach der Reinigung mit einer Reinigungsflüssigkeit auf 10° ab. Demnach beträgt der Kontaktwinkel einer SUS 304 Spitze zur Montage in tatsächlichen Geräten 10°. Zusätzlich wurde eine wasserabstoßungsbehandelte Pipettierspitze ausgewertet, die einen Kontaktwinkel von 120° hatte.
Andererseits betrug in der Vergangenheit der Kontaktwinkel einer Zellenoberfläche, die ein Probenentladungsziel (Übertragungsziel) war, 90° und der Kontaktwinkel einer mit Korona-Entladung hydrophilisierten Zelle betrug 75°. Eine Bestimmung erfolgte für die Möglichkeit des Pipettierens mit drei Arten von Pipettierspitzen visuell (A) SUS Spitze nach der Reinigung, (B) neue SUS Spitze und (C) wasserabstoßende Spritze, sowie mit zwei Arten von Zellen (herkömmliche Zelle und hydrophilisierte Zelle) als Pipettierungsziele und durch die Kombination der jeweiligen Spitzen und Zellen. Es wurden die Einstellungen der Pipettiermenge auf 0,2 μl, 0,4 μl und 0,5 μl studiert. Mit den jeweiligen von jeder Pipettierspitze entladenen Wassermengen wurde die Spitze mit einer Rate von 1 cm/Minunte heruntergefahren. Dann wurde die Spitze ebenfalls mit einer Rate von 1 cm/Minute hochgefahren, wenn das Wasser in Kontakt mit einer Oberfläche des Zellenbodens getreten war. Wenn Wasser an einer Außenwand der hochgefahrenen Spitze haftet und also übertragen wird, nimmt die Pipettiermenge (Übertragung) ab. Vorgegebene Wassermengen wurden jeweils aus den oben beschriebenen drei Arten von Spitzen ausgegeben und auf die Cycloolefin-Polymer-Oberflächen übertragen und die übertragenen Wassermengen auf die Cycloolefin-Polymer-Oberflächen wurden von den Bildern eines Kontakwinkelmessgeräts abgelesen. Für den Kontaktwinkelmesser wurde der Drop Master 500 von Kyowa Interface Science verwendet. Ein Tröpfchen mit einer vorgegebenen Menge von reinem Wasser wurde auf einer Spritzenspitze ausgebildet und auf einer Oberfläche einer aus Cycloolefin-Polymer gebildeten Zelle übertragen. Die Messungen wurden 10 Mal durchgeführt und Fälle, in welchen eine Übertragung fehlschlug, wurden auch einmal als ”nicht übertragbar” klassifiziert. Zudem wurde die Übertragungsmenge auf die Zellenoberfläche aus Bildern des Kontaktwinkelmessgeräts abgeschätzt, wenn die Übertragung fehlschlug.
(A) Fall der 0,2 μl-Pipettierung
Tabelle 3 fasst die Ergebnisse der quantifizierenden Pipettierung zusammen, wenn 0,2 μl Wasser Pipettiert wurden, Eine vorgegebene Wassermenge wurde aus einer SUS-Spritzennadel ausgegeben und auf eine Oberfläche jeder Cycloolefin-Polymer-Zelle übertragen und die auf die Zellenoberfläche übertragene Wassermenge wurde von dem Bild eines Kontaktwinkelmessgeräts abgelesen. Für das Kontaktwinkelmessgerät wurde der von Kyowa Interface Science gemachte Drop Master 500 verwendet. Ein Tröpfchen mit einer vorgegebenen Menge von reinem Wasser wurde auf einer Spritzenspitze ausgebildet und auf eine Oberfläche von Cycloolefin-Polymer übertragen. Die Ergebnisse der Auswertung sind unten gezeigt.

(a) Wenn eine SUS Pipettierspitze nach der Reinigung (10° Kontaktwinkel) verwendet wurde, war die Pipettierung (Übertragung) nicht möglich, wenn eine Oberfläche eines Ziels der Probenübertragung entweder eine hydrophilisierte Zelle (75° Kontaktwinkel) oder einherkömmliche Zelle (90° Kontaktwinkel) war. Für eine Pipettiermenge von 0,2 μl betrug die Übertragungsmenge auf die Zellenoberfläche 0,1 μl.
(b) Wenn eine neue SUS-Pipettierspitze (90° Kontaktwinkel) verwendet wurde, war die Pipettierung (Übertragung) nicht möglich, wenn eine Oberfläche des Ziels der Probenübertragung entweder eine hydrophilisierte Zelle (75° Kontaktwinkel) oder eine herkömmliche Zelle (90° Kontaktwinkel) war. Obwohl 0,2 μl Wasser Pipettiert werden sollten, 0,1betrug die Übertragungsmenge auf die Zellenoberfläche nur μl.
(c) Wenn eine wasserabstoßende Pipettierspitze (120° Kontaktwinkel) verwendet wurde, war die Pipettierung (Übertragung) auf eine hydrophilisierte Zelle (75° Kontaktwinkel) ohne weiteres möglich. Für 0,2eine gewünschte Pipettiermenge von μl war es möglich, die 0,2 μl Wasser vollständig auf die Zellenoberfläche zu übertragen. Wenn eine wasserabstoßende Pipettierspitze (120° Kontaktwinkel) verwendet wurde, betrug die Übertragungsmenge auf die herkömmliche Zelle (90° Kontaktwinkel) 0,1 μl und die Übertragung schlug daher fehlt.

Aus diesen Ergebnissen ergibt sich, dass für eine mikroskopische Pipettierung von 0,2 μl die Übertragung nur dann möglich war, wenn eine wasserabstoßend behandelte Spitze und eine hydrophilisierte Zelle kombiniert wurden. Tabelle 3 Tröpfchenablagerungsmengen auf Zellen bei 0,2 μl Pipettierung

		Pipettierspitze (Kontaktwinkel)
		(A) Spitze nach Reinigung (10°)	(B) neue Spitze (90°)	(C) wasserabstoßende Spitze (120°)
Zelle	hydrophilisierte Zelle (75° Kontaktwinkel)	0,1 μl (nicht übertragbar)	0,1 μl (nicht übertragbar)	0,2 μl (übertragbar)
Zelle	herkömmliche Zelle (90° Kontaktwinkel)	0,1 μl (nicht übertragbar)	0,1 μl (nicht übertragbar)	0,1 μl (nicht übertragen)

(B) Fall der 0,4 μl Pipettierung
Tabelle 4 fasst die Ergebnisse der Quantifizierung der Pipettierung beim Pipettieren von 0,4 μl Wasser zusammen.

(a) Wenn eine SUS Pipettierspitze nach der Reinigung (10° Kontaktwinkel) verwendet wurde, war die Pipettierung (Übertragung) nicht möglich, wenn eine Oberfläche des Ziels der Probenübertragung entweder eine hydrophilisierte Zelle (75° Kontaktwinkel) oder eine herkömmliche Zelle (90° Kontaktwinkel) war. Obwohl 0,4 μl Wasser Pipettiert werden sollten, betrug die Übertragungsmenge auf die Zellenoberfläche nur 0,3 μl.
(b) Wenn die SUS Pipettierspitze (90° Kontaktwinkel) verwendet wurde, war die Pipettierung (Übertragung) nicht möglich, wenn eine Oberfläche des Ziels der Probenübertragung entweder eine hydrophilisierte Zelle (75° Kontaktwinkel) oder ein herkömmliche Zelle (90° Kontaktwinkel) war. Obwohl 0,4 μl Wasser Pipettiert werden sollten, betrug die Übertragungsmenge auf die Zellenoberfläche nur 0,3 μl.
(c) Wenn eine wasserabstoßende Pipettierspitze (120° Kontaktwinkel) verwendet wurde, war die Pipettierung (Übertragung) auf eine hydrophilisierte Zelle (75° Kontaktwinkel) perfekt möglich. Für eine gewünschte Pipettiermenge von 0,4 μl war es möglich, die 0,4 μl Wasser vollständig auf die Zellenoberfläche zu übertragen. Wenn eine wasserabstoßende Pipettierspitze (120° Kontaktwinkel) verwendet wurde, betrug die Übertragungsmenge auf eine herkömmliche Zelle (90° Kontaktwinkel) 0,3 μl und daher schlug die Übertragung fehl.

Aus diesen Ergebnissen zeigt sich, dass für eine mikroskopische Pipettierung von 0,4 μl die Übertragung nur möglich war, wenn eine wasserabstoßend behandelte Spitze und eine hydrophilisierte Zelle kombiniert wurden. Tabelle 4 Tröpfchenablagerungsmengen auf Zellen bei 0,4 μl Pipettierung

		Pipettierspitze (Kontaktwinkel)
		(A) Spitze nach Reinigung (10°)	(B) neue Spitze (90°)	(C) wasserabstoßende Spitze (120°)
Zelle	hydrophilisierte Zelle (75° Kontaktwinkel)	0,3 μl (nicht übertragbar)	0,31 μl (nicht übertragbar)	0,4 μl (übertragbar)
Zelle	herkömmliche Zelle (90° Kontaktwinkel)	0,3 μl (nicht übertragbar)	0,3 μl (nicht übertragbar)	0,3 μl (nicht übertragen)

Hier zeigt das Folgende ein Beispiel eines 0,5 μl Pipettiertests als Vergleichsbeispiel für die Experimente.
(C) Fall der 0,5 μl Pipettierung
Tabelle 5 fasst die Ergebnisse der Quantifizierung der Pipettierung beim Pipettieren von 0,5 μl Wasser zusammen.

(a) Wenn eine SUS Pipettierspitze nach der Reinigung (10° Kontaktwinkel) verwendet wurde, war eine Pipettierung (Übertragung) möglich, wenn eine Oberfläche eines Ziels der Probenübertragung diejenige einer hydrohpilisierten Zelle (75° Kontaktwinkel) war. Für eine gewünschte Pipettierung (Übertragung) von 0,5 μl war es möglich, die 0,5 μl Wasser vollständig zu übertragen. Andererseits war eine Pipettierung (Übertragung) nicht möglich, wenn das Ziel der Übertragung eine herkömmliche Zelle (90° Kontaktwinkel) war. Obwohl 0,5 μl Wasser Pipettiert werden sollten, betrug die Übertragungsmenge auf die Zellenoberfläche nur 0,4 μl.
(b) Wenn eine neue SUS Pipettierspitze (90° Kontaktwinkel) verwendet wurde, war die Pipettierung (Übertragung) möglich, sowohl wenn das Ziel der Probenübertragung eine hydrophilisierte Zelle (75° Kontaktwinkel) als auch wenn es eine herkömmliche Zelle (90° Kontaktwinkel) war. Für eine gewünschte Pipettierung Übertragung) von 0,5 μl war es möglich, die 0,5 μl Wasser vollständig zu übertragen. Wenn jedoch eine SUS 304 Spitze ohne Durchführung einer wasserabstoßenden Behandlung verwendet wurde, veränderte sich die Spitze zu der gleichen Bedingung (10° Kontaktwinkel) nach mehreren Verwendungen hin, wie diejenige der Spitze nach der Reinigung. Daher war die Übertragung auf herkömmliche Zellen für praktische Zwecke nicht möglich.
(c) Wenn eine wasserabstoßende Pipettierspitze (120° Kontaktwinkel) verwendet wurde, war die Pipettierung (Übertragung) auf eine hydrophilisierte Zelle (75° Kontaktwinkel) perfekt möglich. Für eine gewünschte Pipettiermenge von 0,5 μl war es möglich, die 0,5 μl Wasser vollständig auf die Zellenoberfläche zu übertragen. Wenn eine wasserabstoßende Pipettierspitze (120° Kontaktwinkel) verwendet wurde, betrug die Übertragungsmenge auf die herkömmliche Zelle (90° Kontaktwinkel) 0,5 μl und daher war die Übertragung ein Erfolg.

		Pipettierspitze (Kontaktwinkel)
		(A) Spitze nach Reinigung (10°)	(B) neue Spitze (90°)	(C) wasserabstoßende Spitze (120°)
Zelle	hydrophilisierte Zelle (75° Kontaktwinkel)	0,5 μl (übertragbar)	0,5 μl (übertragbar)	0,5 μl (übertragbar)
Zelle	herkömmliche Zelle (90° Kontaktwinkel)	0,4 μl (nicht übertragbar)	0,4 μl (nicht übertragbar)	0,5 μl (übertragen)

Aus den Ergebnissen der Experimente (A) bis (C) zeigt sich, dass die Übertragung für 0,4 μl oder weniger bei der mikroskopischen Pipettierung durch die Kombination einer wasserabstoßend behandelten Spitze mit eine hydrophilisierten Zelle möglich war. Es sei bemerkt, dass für die in diesem Experiment verwendeten Pipettierspitzen eine Übertragung auf die Zellenbodenfläche einfacher wurde, wenn der Spitzendurchmesser abnahm. Es war möglich, eine Pipettierung von 0,4 μl oder kleineren Tröpfchen zu erreichen, und zwar insbesondere durch die Wahl des Innendurchmessers der Spitze von 0,5 mm oder kleiner und ihres Außendurchmessers von 1,0 mm oder kleiner.
(4) Analyseautomat mit sowohl einer Proben-Pipettierspitze mit wasserabstoßenden Außenwand-Oberflächen und einer Zelle mit hydrophilisierter Bodenfläche
Im Folgenden wird eine Ausführungsform für eine automatische Analyse erläutert, die sowohl die ”Proben-Pipettierspitze mit wasserabstoßenden Außenwand-Oberflächen und hydrophilisierten Innenwand-Oberflächen” hergestellt gemäß dem oben genannten Punkt (1) und die ”Zelle mit hydrophilisierter Bodenfläche” hergestellt gemäß dem oben genannten Punkt (2) verwendet. 14 ist eine Zeichnung, die ein Konfigurationsbeispiel eines Analyseautomaten gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Eine oder mehrere Probenzellen 25 sind in einem Probenspeichermechanismus 1 angeordnet. Obwohl hier ein Probenscheibenmechanismus mit einem scheibenartigen Probenspeichermechanismus dargestellt ist, kann der Mechanismus die Form eines Probenregals oder Probenhalters haben. Zudem bezieht sich der Begriff ”Probe” wie hier verwendet auf eine Testlösung zur Verwendung in der Reaktion in einer Reaktionszelle. Die Probe kann eine konzentrierte Lösung einer genommenen Probe sein oder eine durch die Anwendung einer Verarbeitungsbehandlung gewonnene Lösung wie eine Verdünnung oder Vorstufe der konzentrierten Lösung. Eine Probe in einer Probenzelle 25 wird durch eine wasserabstoßende Pipettierspitze 27 eines Pipettiermechanismus zur Probenbereitstellung 2 aufgenommen um in eine vorgegebene Reaktionszelle injiziert. Die Außenwand-Oberflächen dieser wasserabstoßenden Proben-Pipettierspitze 27 sind in Punkt (1) beschrieben wasserabstoßend beschichtungsbehandelt wie oben erläutert und sind daher wasserabstoßend. Die Innenwand-Oberflächen der Spitze sind aus Metall und sind hydrophil. Eine Reagenzscheibenmechanismus 5 ist mit einer Vielzahl von Reagenzbehältern 6 ausgestattet. Zudem ist ein Pipettiermechanismus für die Reagenzbereitstellung 7 in einem Mechanismus 5 angeordnet. Ein Reagenz wird durch eine Reagenz-Pipettierspitze 28 dieses Mechanismus 7 angesaugt und in eine vorgegebene Reaktionszelle injiziert. Für die Reagenz-Pipettierspitze kann eine Spitze verwendet werden, deren Ende ebenfalls mit einer wasserabstoßenden Beschichtung behandelt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde eine Reagenz-Pipettierspitze verwendet, deren Außenwand-Oberflächen mit einer wasserabstoßenden Beschichtung in der gleichen Weise wie die Spitze 27 behandelt wurde. Bezugsziffer 10 bezeichnet einen Spektralphotometer und Bezugsziffer 26 bezeichnet eine Lichtquelle mit einem Kondensationsfilter. Eine Reaktionsscheibe 3 zur Aufnahme von Meßobjekten ist zwischen dem Spektralphotometer 10 und der Lichtquelle mit dem Kondensationsfilter 26 angeordnet. 120 Reatkionszellen 4 mit hydrophilisierten Bodenflächen sind auf einem Außenumfang dieser Reaktionsplatte 3 angeordnet. Zudem wird die gesamte Reaktionsplatte 3 mittels einer Thermostatenkammer 9 auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten. Bezugsziffer 11 bezeichnet einen Reaktionszellen-Reinigungsmechanismus und ein Reinigungsmittel wird von einem Reinigungsmittelbehälter 13 bereitgestellt.
Bezugsziffer 19 bezeichnet einen Computer und Bezugsziffer 23 bezeichnet eine Schnittstelle, Bezugsziffer 18 bezeichnet einen logarithmischen Wandler und einen A/D-Wandler, Bezugsziffer 17 bezeichnet einen Pipettierer für Reagenzien, Bezugsziffer 16 bezeichnet eine Spülwasserpumpe und Bezugsziffer 15 bezeichnet einen Pipettierer für Proben. Zudem bezeichnet Bezugsziffer 20 einen Drucker, Bezugsziffer 21 bezeichnet ein CRT, Bezugsziffer 22 bezeichnet eine Floppy Disk oder Harddisk als Speichervorrichtung und Bezugsziffer 24 bezeichnet eine Betätigungskonsole. Der Probenplattenmechanismus, dem Reagenzplattenmechanismus und die Reaktionsplatte werden über die Schnittstelle mittels einer Treibereinheit 100, einer Treibereinheit 101 und einer Treibereinheit 102 gesteuert. Zudem werden die jeweiligen Einheiten des Analyseautomaten über die Schnittstelle durch den Computer gesteuert.
In dem oben beschriebenen Aufbau gibt der Benutzer über die Betätigungskonsole 24 Analyseanfrageinformationen ein. Die Analyseanfrageinformation, die der Benutzer eingegeben hat, wird in einem Speicher innerhalb eines Mikrocomputers 19 gespeichert. Eine Probe, die gemessen werden soll und in eine Probenzelle gegeben wurde, wird in einer vorgegebene Weise in ein Probenplattengehäusemechanismus 1 gegeben und in einer vorgegebenen Menge in eine Reaktionszelle Pipettiert, und zwar abhängig von der in dem Speicher des Mikrocomputers 9 gespeicherten Analyseanfrageinformation und mittels des Proben-Pipettierers 15 und der Spitze 27 des Pipettiermechanismus zur Probenbereitstellung 2. Die Proben-Pipettierspitze 27 wird mit Wasser gespült. Eine vorgegebene Menge von Reagenz wird in die vorgenannte Reaktionszelle mittels dem Reagenzspitze 28 des Pipettiermechanismus zur Reagenzversorgung 7 eingegeben. Die Reagenzspitze 28 Pipettiert nach der Reinigung mit Wasser eine Reagenz für die nächste Reaktionszelle. Eine gemischte Lösung einer Probe und einem Reagenz wird mit einem Rührstab 29 oder einer Ultraschallvorrichtung eines Agitationsmechanismus 8 gemischt. Der Agitationsmechanismus 8 mischt nacheinander die gemischten Lösungen der nächsten und folgenden Reaktionszellen.
Jeder Reaktionszelle 4 wird mittels einer Thermostatenkammer 9 auf einer konstanten Temperatur gehalten und dient sowohl als Reaktions- als auch photometrischer Behälter. Licht wird während der Reaktion von der Lichtquelle mit dem Kondensationsfilter 26 bereitgestellt und eine Reaktionslösung wird mittels des Spektralphotometers 10 in regelmäßigen Zeitintervallen photometrisch vermessen. Die Absorbtion der Mischlösung wird unter der Verwendung von einer oder mehreren vorgegebenen Wellenlängen gemessen. Durch die Verwendung der Lichtquelle mit dem Kondensationsfilter während der Messung ist es möglich, das Licht gezielt nur durch den hydrophilen Teil der Reaktionszelle dringen zu lassen.
Wie oben beschrieben ermöglicht die Verwendung sowohl einer wasserabstoßenden Proben-Pipettierspitze als auch einer Zelle mit hydrophilisierter Bodenfläche eine ProbenPipettierung von 0,4 μl oder weniger. Dies ermöglicht eine präzise Pipettierung (Übertragung) und erlaubt so, die Genauigkeit der nachfolgenden Analysen hoch zu halten. Daher ist es möglich, die in die Reaktionszelle eingegebenen Mengen von Probe und Reagenz stark zu reduzieren. Dies ist der Verringerung der Betriebskosten nützlich. Durch die Verwendung einer wasserabstoßend behandelten Pipettierspitze und einer hydrohpilisierungsbehandelten Reaktionszelle gemäß der vorliegenden Erfindung war es möglich, eine automatische Analyse mit einer auf eine Hälfte oder weniger reduzierten durch Mischen einem Reagenz und Probenlösung vorbereiteten Reaktionslösung durchzuführen, und zwar im Vergleich mit dem Fall, in welchem eine herkömmliche EdelstahlPipettierspitze und eine herkömmliche Reaktionszelle verwendet wurden.
Die gemessene Absorbtion wird über den logarithmischen Wandler und den A/D-Wandler 18 und die Schnittstelle 23 in den Computer 19 geladen und die geladene Absorbtion wird in einen Konzentrationswert umgerechnet und der Konzentrationswert wird in der Floppy oder Harddisk 22 gespeichert und/oder an den Drucker 20 ausgegeben. Zudem können Untersuchungsdaten auf dem CRT 21 dargestellt werden. Eine Reaktionszelle, in welcher die Messung beendet wurde, wird mittels des Reaktionszellenreinigungsmechanismus (Spitzenarm) 11 mit Wasser gespült. Wasser in Reaktionszellen, deren Reinigung beendet ist, wird mittels einer Saugspitze 12 abgesaugt und die Reaktionszellen werden danach für die nächste und darauffolgende Analyse verwendet.
Die automatische Analyse wurde durch die Ausstattung eines Analyseautomaten mit Pipettierspitzen mit wasserabstoßend behandelten Teilen und Zellen mit hydrophilisierten Bodenflächen wie oben beschrieben durchgeführt. Als Ergebnis wurde gezeigt, dass es möglich ist, die Probenanhaftung und Spülwasseranhaftungen hinreichend zu reduzieren. Es ist auch möglich, eine konsistente automatische Analyse durchzuführen, ohne wechselseitige Verunreinigungen oder Carry-over zu verursachen. Zudem kann eine Probe zuverlässig auf eine Oberfläche einer Zellenbodenfläche übertragen werden und eine hohe Pipettiergenauigkeit beibehalten werden. Gleichzeitig ist die Spitze elektrisch leitfähig und erfüllt die Funktion der Detektion eines Flüssigkeitsniveaus einer Reaktionslösung und einer Probe.
Bezugszeichenliste

1: Probenspeichermechanismus
2: Pipettiermechanismus zur Probenbereitstellung
3: Reaktionsscheibe
4: Reaktionszelle
5: Reagenzplattenmechanismus
6: Reagenzbehälter
7: Pipettiermechanismus zur Reagenzbereitstellung
25: Probenzelle
27: Proben-Pipettierspitze
28: Reagenzspitze
40: Zelle
41: Zellenblock
51: Reaktionszelle
53: Probenzelle
56: Proben-Pipettiermechanismus
59: Reinigungsmechanismus
70: Proben-Pipettierspitze
100: Treibereinheit
101: Treibereinheit
102: Treibereinheit
211: Korona-Entladungsquelle
213: Bodenelektrode
214: Balkenelektrode
303: Zellenboden
304: hydrophilisierter Bereich
506: SUS
507: Grundschicht
508: wasserabstoßende Schicht
509: Beschichtungsschicht
560: Arm
561: Proben-Pipettierspitze
562: Säule
563: Probe
564: anhaftende Probe
53: Probenzelle
565: anhaftende Probe
566: anhaftendes Spülwasser

Claims

Analyseautomat, umfassend: eine Probenzelle zum Eingeben einer Probe; ein Reagenzbehälter zum Eingeben eines Reagenz; eine Reaktionszelle zum Injizieren der Probe und des Reagenz; ein Proben-Pipettiermechanismus zum Pipettieren des Reagenz in der Probenzelle in die Reaktionszelle; ein Reagenz-Pipettiermechanismus zum Pipettieren des Reagenz aus dem Reagenzbehälter in die Reaktionszelle; wobei der Proben-Pipettiermechanismus eine Proben-Pipettierspitze umfasst, die wasserabstoßende und elektrisch leitfähige Oberfläche hat, und die Reaktionszelle eine hydrophile Bodenfläche hat.
Analyseautomat nach Anspruch 1, wobei ein hydrophiler Bereich der Bodenfläche der Reaktionszelle größer oder gleich dem Innendurchmesser der Proben-Pipettierspitze ist.
Analyseautomat nach Anspruch 1, wobei eine Oberfläche und eine Randfläche eines Endes der Proben-Pipettierspitze wasserabstoßend sind.
Analyseautomat gemäß Anspruch 1, wobei die Menge der von dem Proben-Pipettiermechanismus pipettierten Probe 0,4 μl oder weniger beträgt.
Proben-Pipettierspitze nach Anspruch 1, wobei eine Außenwand-Oberfläche und des Endes der Proben-Pipettierspitze wasserabstoßend und elektrisch leitfähig ist und eine Innenwand-Oberfläche der Spitze hydrophil ist.
Proben-Pipettierspitze nach Anspruch 1, wobei ein wasserabstoßender Teil der Oberfläche des Endes der Proben-Pipettierspitze Fluor, Kohlenstoff und Nickel als Bestandteile des wasserabstoßenden Bereichs umfasst.
Proben-Pipettierspitze nach Anspruch 1, wobei das Ende der Proben-Pipettierspitze einen Innendurchmesser von 0,5 mm oder weniger und einen Außendurchmesser von 1,0 mm oder weniger hat.