DE602004009640T2 - Flüssigkeitsaufsaugpipette, sowie Analyseapparat mit einer solchen Pipette - Google Patents

Flüssigkeitsaufsaugpipette, sowie Analyseapparat mit einer solchen Pipette Download PDF

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung und ein mit dieser versehenes Analysegerät, und spezieller eine Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung, bei welcher Flüssigkeit aus einem Behälter, der in sich Flüssigkeit enthält, in einer kleinen Menge angesaugt werden kann.
  • HINTERGRUND
  • Folgende Vorgehensweisen sind als Maßnahmen in Bezug auf die vorliegende Erfindung bekannt:
    • (1) Eine Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung, die einen Motor zum Einführen einer Ansaugpipette in einen Flüssigkeitsbehälter aufweist, um die Spitze der Ansaugpipette gegen den Boden des Behälters zu drücken, und eine Detektorvorrichtung zur Erfassung des angedrückten Zustands, wobei die Detektorvorrichtung einen Flüssigkeitsbehälter-Halterungstisch aufweist, der durch eine Feder beaufschlagt wird, und einen optischen Detektor oder einen elektromotorischen Detektor des Motors, wodurch der Kontakt der Spitze der Ansaugpipette mit dem Boden des Flüssigkeitsbehälters sichergestellt wird (beschrieben beispielsweise in der Internationalen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 00/58 736 ); und
    • (2) eine Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung, die so ausgebildet ist, dass dann, wenn Flüssigkeit, die in einem Behälter zur Aufnahme der Flüssigkeit in sich durch Einsatz einer hochfahrbaren Ansaugdüse angesaugt wird, durch Herunterfahren der Ansaugdüse herunter zum Boden des Behälters so, dass sie dort elastisch anstoßen kann, die Ansaugdüse mit einer vorbestimmten Herunterfahrgeschwindigkeit von ihrem oberen Totpunkt bis zum einem Herunterfahrniveau heruntergefahren wird, das vorher so eingestellt wurde, dass die Spitze der Düse mit hoher Wahrscheinlichkeit in Kontakt mit dem Boden des Behälters versetzt wird, und daraufhin die Ansaugdüse mit einer Geschwindigkeit heruntergefahren wird, die niedriger ist als die vorbestimmte Herunterfahrgeschwindigkeit (beschrieben beispielsweise in der KOKAI-Veröffentlichung einer Japanischen Patentanmeldung Nr. 271,322/1999 ).
  • Allerdings benötigten die voranstehend geschilderten, herkömmlichen Geräte einen mechanischen Mechanismus zum Versetzen der Ansaugpipette und des Flüssigkeitsbehälters in elastischen Kontakt miteinander, oder einen optischen oder elektrischen Detektormechanismus zur Erfassung des Kontaktzustandes, wodurch das Problem einer komplizierten Ausbildung auftrat.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird allein durch die beigefügten Patentansprüche festgelegt, und wird nicht auf irgendeine Art und Weise durch die Angaben in dieser Zusammenfassung beeinflusst.
  • Eine erste Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung, die ein Merkmal der vorliegenden Erfindung verkörpert, kann Flüssigkeit in einer kleinen Menge ansaugen, die in einem Flüssigkeitsbehälter enthalten ist, durch Sicherstellung des Kontakts der Spitze einer Ansaugpipette mit dem Boden des Behälters mit einer bemerkenswert einfachen Ausbildung.
  • Eine zweite Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung, die ein Merkmal der vorliegenden Erfindung verkörpert, weist eine Ansaugpipette auf; eine Antriebsquelle zum Herunterfahren der Ansaugpipette; und eine Steuerung der Antriebsquelle; wobei das Herunterfahren der Ansaugpipette durch Verlust der Synchronisierung der Antriebsquelle unterbrochen wird, hervorgerufen durch eine nach oben gerichtete Kraft, die auf die Ansaugpipette einwirkt.
  • Eine dritte Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung, die ein Merkmal der vorliegenden Erfindung verkörpert, weist eine Ansaugpipette auf; einen Motor zum Herunterfahren der Ansaugpipette; eine Motortreibereinheit zum Zuführen eines Motortreiberstroms zum Motor; und eine Steuerung zum Steuern der Motortreibereinheit auf solche Weise, dass der Motortreiberstrom, der dem Motor durch die Motortreibereinheit zugeführt werden soll, klein wird, bis die Ansaugpipette in Kontakt mit dem Boden des Flüssigkeitsbehälters versetzt wird, der unter der Ansaugpipette angeordnet ist, nach dem Beginn der Herunterfahrbewegung der Ansaugpipette.
  • Eine vierte Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung, die ein Merkmal der vorliegenden Erfindung verkörpert, weist eine Ansaugpipette auf; eine Antriebsquelle zum Herunterfahren der Ansaugpipette; und eine Steuerung zum Anweisen der Antriebsquelle, die Ansaugpipette um eine Entfernung herunterzufahren, die größer ist als eine Entfernung zwischen dem Boden des Flüssigkeitsbehälters, der unter der Ansaugpipette angeordnet ist, und der Spitze der Ansaugpipette; wobei die Ansaugpipette entsprechend dem Betrieb der Antriebsquelle heruntergefahren wird, während das Herunterfahren durch Einwirken einer Reaktionskraft von dem Flüssigkeitsbehälter in Kontakt mit dem Boden des Flüssigkeitsbehälters unterbrochen wird.
  • Eine fünfte Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung, die ein Merkmal der vorliegenden Erfindung verkörpert, weist eine Ansaugpipette auf; eine Antriebsquelle zum Herunterfahren der Ansaugpipette; und eine Steuerung zum Steuern der Antriebsquelle auf solche Weise, dass die Ansaugpipette heruntergefahren wird, um die Ansaugpipette in Kontakt mit dem Boden des Flüssigkeitsbehälters zu versetzen, der unter der Ansaugpipette angeordnet ist; wobei die Synchronisierung der Antriebsquelle dadurch verloren geht, dass die Ansaugpipette in Kontakt mit dem Boden des Flüssigkeitsbehälters gelangt.
  • Ein erstes Analysegerät, das ein Merkmal der vorliegenden Erfindung verkörpert, kann in einer ersten Betriebsart betrieben werden, bei welcher Flüssigkeit von einem offenen Behälter durch eine erste Ansaugpipette zum Ansaugen der Flüssigkeit aus dem offenen Behälter angesaugt wird, sowie in einer zweiten Betriebsart, bei welcher Flüssigkeit von einem geschlossenen Behälter durch eine zweite Ansaugpipette zum Ansaugen der Flüssigkeit von dem geschlossenen Behälter angesaugt wird.
  • Ein zweites Analysegerät, das ein Merkmal der vorliegenden Erfindung verkörpert, weist ein Ansaugpipetten-Halteteil auf, welches selektiv die erste Ansaugpipette und die zweite Ansaugpipette haltern kann; eine Antriebsquelle zum Herunterfahren des Ansaugpipetten-Halteteils; und eine Steuerung zum Ändern eines Herunterfahrvorgangs des Ansaugpipetten-Halteteils zwischen der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Blut-Analysegerät gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Ansicht von vorn, die wesentliche Teile des in 1 dargestellten Blut-Analysegeräts zeigt;
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel einer in 2 gezeigten Ansaugpipette zeigt;
  • 4 ist eine Ansicht von vorn, die ein Beispiel für die in 2 gezeigte Ansaugpipette zeigt;
  • 5 ist eine Querschnittsansicht, die ein weiteres Beispiel für die in 2 gezeigte Ansaugpipette zeigt;
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das den Betriebsablauf des in 1 gezeigten Blut-Analysegeräts erläutert;
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das den Betriebsablauf des in 1 gezeigten Blut-Analysegeräts erläutert; und
  • 8 ist ein Flussdiagramm, das den Betriebsablauf des in 1 gezeigten Blut-Analysegeräts erläutert.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
  • Blut-Analysegerät
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das die Ausbildung eines Blut-Analysegeräts gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. In 1 weist eine Steuerung eine CPU auf, einen ROM, einen RAM, einen I/O-Port und dergleichen. Die Steuerung 1 betätigt eine Treiberschaltungseinheit 8 nach Empfang von Ausgangssignalen von einem Tastkontaktfeld 3 in einer Eingabe-/Ausgabeeinheit 2 und einer Ansaugpipetten-Herauf-/Herunterfahrvorrichtung 6 in einer Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung 5. Die Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung 5 weist die Ansaugpipetten-Herauf-/Herunterfahrvorrichtung 6 auf, eine Probenansaugpumpe 7, und die Treiberschaltungseinheit 8.
  • Die Treiberschaltungseinheit 8 ist so ausgebildet, dass sie die Ansaugpipetten-Herauf-/Herunterfahrvorrichtung 6 betreibt, die Probenansaugpumpe 7, eine Untersuchungsproben-Präparationsvorrichtung 11, und einen Analysedatendetektor 12. Die Steuerung 1 führt eine Analyse nach Empfang von Messdaten von dem Analysedatendetektor 12 durch, und gibt dann das Analyseergebnis an eine Flüssigkristallanzeige 4 in der Eingabe-/Ausgabeeinheit 2 aus.
  • Ansaugpipetten-Herauf-/Herunterfahrvorrichtung
  • 2 ist eine Ansicht von vorn, welche die Ansaugpipetten-Herauf-/Herunterfahrvorrichtung 6 zeigt.
  • Wie in 2 gezeigt, weist die Ansaugpipetten-Herauf-/Herunterfahrvorrichtung 6 einen Basistisch 13 auf, eine Halterungsplatte 15 auf dem Basistisch 13, einen länglichen, horizontalen Arm 21, der sich in Horizontalrichtung in Bezug auf die Halterungsplatte 15 erstreckt, eine Schraubenwelle 22, die den horizontalen Arm 21 in Vertikalrichtung durchdringt, und drehbar durch die Halterungsplatte 15 gehaltert ist, eine Mutter 23, die mit der Schraubenwelle 22 über eine Schraube in Eingriff steht, und an dem horizontalen Arm 21 befestigt ist, eine Gleitschiene 24a, die in der Halterungsplatte 15 parallel zur Schraubenwelle 22 angeordnet ist, ein Gleitteil 24b, das am linken Ende des horizontalen Arms 21 vorgesehen ist, um den horizontalen Arm 21 in Vertikalrichtung zu führen, im Gleiteingriff mit der Gleitschiene 24a, und einen Schrittmotor 25, der als ein Teil einer Ansaugpipetten-Herauf-/Herunterfahrantriebsquelle dient, die an der Halterungsplatte 15 befestigt ist.
  • Riemenscheiben 26 und 27 sind an dem oberen Ende der Schraubenwelle 22 bzw. einer Ausgangswelle des Motors 25 vorgesehen. Ein Synchronriemen 28 ist über die Riemenscheiben 26 und 27 gespannt. Daher kann der horizontale Arm 21 in Vertikalrichtung entsprechend dem Betrieb des Schrittmotors 25 nach oben und unten bewegt werden.
  • An dem rechten Ende des horizontalen Arms 21 ist ein Ansaugpipetten-Haltewerkzeug 16 befestigt, das eine Ansaugpipette PT in Vertikalrichtung austauschbar (also abnehmbar) haltert. Das Basisende der Ansaugpipette PT ist abnehmbar mit einem flexiblen Schlauch 17 verbunden, und ist darüber hinaus an die Probenansaugpumpe 7 (siehe 1) über den flexiblen Schlauch 17 angeschlossen. Unmittelbar unter der Ansaugpipette PT ist ein Gestell 14 auf dem Basistisch 13 angebracht. In das Gestell 14 wird ein Probenbehälter SP zur Aufnahme einer Flüssigkeitsprobe (beispielsweise Blut) in sich eingeführt. Hierbei werden das Gestell 14 und der Probenbehälter SP inelastisch durch den Basistisch 13 bzw. das Gestell 14 gehaltert.
  • Weiterhin ist an der Halterungsplatte 15 ein Ansaugpipetten-Positionsdetektorsensor 29 angebracht, zur Erfassung, ob der horizontale Arm 21 eine oberste Ausgangslage erreicht oder nicht.
  • Der Schrittmotor 25 zum Herauffahren/Herunterfahren der Ansaugpipette wird bei Empfang eines Antriebsimpulses (also eines Impulsstromes) als ein Motortreiberstrom in Gang gesetzt, der von einer Schrittmotor-Treiberschaltung 9 (siehe 1) an jede Phase angelegt wird. Weiterhin wird in jenem Fall, in welchem das Drehmoment (also die Antriebskraft) variiert werden muss, ein Motortreiberstrom (also die Größe des Antriebsimpulses) variiert (oder eingestellt), durch eine Motorstrom-Änderungsschaltung (also eine Antriebskraftänderungseinheit) 10, entsprechend einem von der Steuerung 1 ausgegebenen Befehl.
  • Als die Motortreiberschaltung 9 wird ein im Handel verfügbarer IC verwendet, beispielsweise SLA7032M (hergestellt von SANKEN ELECTRIC CO., LTD.); weiterhin wird als die Motorstrom-Änderungsschaltung 10 eine Gateschaltung zur Einstellung eines Treiberstroms in der Motortreiberschaltung 9 verwendet.
  • Der Schrittmotor 25 wird durch den Treiberimpuls betrieben. Die Herauffahr-/Herunterfahrgeschwindigkeit der Ansaugpipette PT hängt von der Frequenz des Antriebsimpulses ab; weiterhin hängt die Herauffahr-/Herunterfahrentfernung von der Gesamtanzahl an Impulsen ab, die dem Schrittmotor 25 zugeführt werden. Weiterhin wird das Ausgangsdrehmoment (also die Antriebskraft) des Motors durch den Motortreiberstrom (also die Größe des Antriebsimpulses) bestimmt. Der Motor verliert seine Synchronisierung bei einer Belastung mit dem Ausgangsdrehmoment oder höher des Motors. Der Verlust der Synchronisierung ist ein Zustand, in welchem die Drehung des Schrittmotors nicht mit dem zugeführten Treiberimpuls synchronisiert werden kann.
  • Das in 1 gezeigte Blut-Analysegerät ist so ausgebildet, dass es in zwei Betriebsarten betrieben wird: in einer offenen Betriebsart (also einer ersten Betriebsart) und einer geschlossenen Betriebsart (also einer zweiten Betriebsart). Hierbei ist die offene Betriebsart eine Betriebsart, bei welcher ein Behälter, der einen offenen oberen Abschnitt aufweist (also ein offener Behälter), als der Probenbehälter SP verwendet wird; im Gegensatz hierzu ist die geschlossene Betriebsart eine Betriebsart, bei welchem ein Behälter, der einen oberen Abschnitt aufweist, der durch eine Gummikappe oder dergleichen verschlossen ist, als der Probenbehälter SP verwendet wird.
  • Hierbei werden Ansaugpipetten PT, die Enden an der Spitze mit unterschiedlicher Form aufweisen, in der offenen Betriebsart und in der geschlossenen Betriebsart eingesetzt.
  • Ansaugpipette
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, die eine Ansaugpipette PTa zum Einsatz in der offenen Betriebsart zeigt, und 4 ist eine Aufsicht, welche die Spitze der Ansaugpipette PTa zeigt. Die Ansaugpipette PTa wird vorzugsweise zum Ansaugen der gesamten Probe aus einem offenen Probenbehälter verwendet, in welchem sich eine kleine Probenmenge befindet.
  • Wie in den 3 und 4 gezeigt, besteht die Ansaugpipette PTa aus einem Rohr aus Edelstahl mit einem Außendurchmesser von 1,5 mm, und weist einen koaxialen Ansaugkanal 31a auf, der einen Innendurchmesser von 0,6 mm hat. Die Spitze der Ansaugpipette PTa ist flach und mit einem Radius von 0,4 mm abgerundet, wobei eine Nut 32a seitlich in Richtung des Durchmessers eingeschnitten ist. Die Nut 32a weist dieselbe Breite auf, wie der Durchmesser des Ansaugkanals 31a beträgt, und eine Tiefe von 0,3 mm. Da die Pipette PTa die voranstehend geschilderte Form der Spitze aufweist, wird eine Probe, die in der Nähe des Bodens des Probenbehälters SP verbleibt, in den Ansaugkanal 31a durch die Nut 32a angesaugt, wenn ein Ansaugvorgang so durchgeführt wird, dass die Spitze im Kontakt mit dem Boden des Probenbehälters versetzt wird.
  • 5 ist eine Längsschnittansicht, die eine Ansaugpipette PTb zur Verwendung in der geschlossenen Betriebsart zeigt. Die Ansaugpipette PTb besteht aus einem Rohr aus Edelstahl, das einen Außendurchmesser von 1,5 mm aufweist, und weist einen koaxialen Ansaugkanal 31b mit einem Innendurchmesser von 0,6 mm auf. Die Spitze ist scharf in einem Winkel α von 30° so abgeschnitten, dass sie leicht eine Gummikappe durchdringt, wenn der Probenbehälter SP der geschlossene Behälter mit der Gummikappe ist. Die Spitze des Ansaugkanals 31b ist durch ein aus Edelstahl bestehendes Dichtungsteil 33 abgedichtet, und weiterhin ist eine Ansaugöffnung 32b mit einer Achse senkrecht zur Achse der Pipette PTb in die Seitenoberfläche gebohrt.
  • Analysebetrieb
  • Betriebsabläufe bei der voranstehend geschilderten Ausbildung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die in den 6 bis 8 gezeigten Flussdiagramme erläutert.
  • Wie in 6 gezeigt, wird zuerst eine Betriebsart eingestellt (Schritt S1). Dies bedeutet, dass in jenem Fall, in welchem der Probenbehälter SP der offene Behälter ist, die Steuerung 1 die Verarbeitung zur Einstellung der „offenen Betriebsart" ausführt, wenn ein Benutzer die Ansaugpipette PTa (siehe die 3 und 4) an dem Ansaugpipetten-Haltewerkzeug 16 (siehe 2) anbringt, und die „offene Betriebsart" in das Tastkontaktfeld 3 (siehe 1) eingibt. Im Gegensatz hierzu führt, wenn der Probenbehälter SP der geschlossene Behälter ist, die Steuerung 1 die Verarbeitung der Einstellung der „geschlossenen Betriebsart" durch, wenn der Benutzer die Ansaugpipette PTb (siehe 5) an dem Ansaugpipetten-Haltewerkzeug 16 anbringt, und die „geschlossene Betriebsart" in das Tastkontaktfeld 3 eingibt.
  • Daraufhin führt die Steuerung 1 eine Verarbeitung mit Beurteilung durch, ob der Benutzer den Start einer Messung vorgibt oder nicht (Schritt S2).
  • Als nächstes wird die eingestellte Betriebsart bestimmt. Ist die „offene Betriebsart" eingestellt (Schritt S3), wird die Ansaugpipetten-Herauf-/Herunterfahrvorrichtung 6 mit einer offenen Ansaugsteuerung betrieben, und dann wird die Probe von dem Probenbehälter SP durch die Probenansaugpumpe 7 (siehe 1) angesaugt (Schritt S4). Ein erforderliches Reagenz wird der angesaugten Probe in der Analysenprobe- Präparationsvorrichtung 11 hinzugefügt, wodurch die zu analysierende Probe präpariert ist (Schritt S5).
  • Die elektrischen und/oder optischen Eigenschaften, also die Analysedaten der präparierten Probe, die analysiert werden soll, werden von dem Analysedatendetektor 12 erfasst (Schritt S6).
  • Die Steuerung 1 analysiert die Probe auf Grundlage der Analysedaten, und dann wird das Ergebnis der Analyse auf der Flüssigkristallanzeige 4 in der Eingabe-/Ausgabeeinheit 2 angezeigt (Schritte S7 und S8).
  • Wenn jedoch im Schritt S3 festgestellt wird, dass die „geschlossene Betriebsart" eingestellt ist, geht die Steuerroutine zum Schritt S9 über. Die Ansaugpipetten-Herauf-/Herunterfahrvorrichtung 6 wird mit einer geschlossenen Ansaugsteuerung betrieben, und dann wird die Probe aus dem Probenbehälter SP durch die Probenansaugpumpe 7 angesaugt. Dann geht die Steuerroutine zum Schritt S5 über. Die Verarbeitung der Schritte S1 bis S9 wird aufeinanderfolgend wiederholt.
  • Offene Ansaugsteuerung
  • Nachfolgend werden die Verarbeitungsprozeduren der „offenen Ansaugsteuerung" im Schritt S4 unter Bezugnahme auf das in 7 dargestellte Flussdiagramm erläutert.
  • Zuerst gibt die Steuerung ein Signal zur Einstellung des Motortreiberstroms aus (also der Größe des Treiberimpulses), auf I1. Nach Empfang des Signals stellt die Motorstrom-Änderungsschaltung 10 den Motortreiberstrom in der Motortreiberschaltung 9 auf I1 ein (Schritt S11). Dann wird der Antriebsimpuls jeder der Phasen des Schrittmotors 25 von der Motortreiberschaltung 9 mit einer vorbestimmten Frequenz und dem Motortreiberstrom I1 zugeführt, wodurch der Schrittmotor 25 so betrieben wird, dass die Ansaugpipette PT in eine Ausgangslage bewegt wird.
  • Wenn der Sensor 29 (siehe 2) betätigt wird, also wenn die Ansaugpipette PT die Ausgangslage erreicht, wird der Schrittmotor 25 angehalten (Schritt S12).
  • Daraufhin wird damit begonnen, dass der Schrittmotor 25 in einer Richtung betrieben wird, bei welcher die Ansaugpipette PT durch den Treiberimpuls des Motortreiberstroms I1 heruntergefahren wird (Schritt S13), und dann wird der Schrittmotor 25 mit dem Treiberimpuls betrieben, dessen Impulsanzahl N1 (< N0) vorher programmiert wurde (Schritt S14). Hierbei bezeichnet N0 die Anzahl an Treiberimpulsen des Schrittmotors 25 entsprechend einer Entfernung von der Spitze der Ansaugpipette PT in der Ausgangslage bis zum Boden des Probenbehälters SP. Daher hat zu diesem Zeitpunkt die Spitze der Ansaugpipette PT noch nicht den Boden des Probenbehälters SP erreicht. In diesem Moment stellt die Motorstrom-Änderungsschaltung 10 einen Motortreiberstrom I2 ein, der vorher programmiert wurde, in der Motortreiberschaltung 9, als einen neuen Motortreiberstrom auf Grundlage des Ausgangssignals von der Steuerung 1. In diesem Fall ist der Motortreiberstrom I2 kleiner als der Motortreiberstrom I1 (Schritt S15).
  • Dann wird damit begonnen, dass der Schrittmotor 25 mit den Treiberimpulsen des Motortreiberstroms I2 in einer Richtung betrieben wird, in welcher die Ansaugpipette PT heruntergefahren wird (Schritt S16).
  • Dann wird zu dem Zeitpunkt, an welchem der Schrittmotor 25 mit dem Treiberimpuls betrieben wird, dessen Impulsanzahl N2 (> N0 – N1) vorher programmiert wurde, die Energieversorgung des Schrittmotors 25 unterbrochen (Schritt S17). Zu diesem Zeitpunkt erreicht, wegen N1 + N2 > N0, die Spitze der Ansaugpipette PT den Boden des Probenbehälters SP, und danach wird der Antriebsimpuls, dessen Impulsanzahl gleich (N1 + N2 – N0) ist, dem Schrittmotor 25 zugeführt, wodurch der Verlust der Synchronisierung des Schrittmotors 25 durch die Reaktionskraft hervorgerufen wird, die von dem Probenbehälter SP auf die Ansaugpipette PT einwirkt. Dieser Verlust der Synchronisierung führt dazu, dass die Ansaugpipette PT inelastisch gegen den Boden des Probenbehälters SP über einen vorbestimmten Zeitraum drückt. Daher wird die Spitze der Ansaugpipette PT ausreichend gegen den Boden des Probenbehälters SP angedrückt, wodurch ermöglicht wird, eine kleine Menge einer Probe von der Nähe des Bodens des Probenbehälters SP anzusaugen.
  • Hierbei ist, da der Motortreiberstrom des Schrittmotors 25 während des Verlustes der Synchronisierung gleich I2 ist, der ausreichend kleiner als I1 eingestellt ist, das Ausgangsdrehmoment des Schrittmotors 25 klein, und daher tritt keine Beschädigung der Ansaugpipette PT, des Probenbehälters SP oder des Schrittmotors 25 auf.
  • Weiterhin geht infolge der Tatsache, dass die Ansaugpipette PT zuerst mit dem Motortreiberstrom I1 heruntergefahren wird, welcher die vorbestimmte Größe oder mehr aufweist, die Synchronisierung des Schrittmotors 25 niemals während der Ausführung im Schritt S13 verloren.
  • Dann wird die Probe von dem Probenbehälter SP über die Ansaugpipette PT durch die Probenansaugpumpe 7 angesaugt (Schritt S18). Wenn eine vorbestimmte Menge der Probe angesaugt wurde (Schritt S19), wird der Motortreiberstrom des Schrittmotors 25 auf I1 zurückgestellt (Schritt S20). Dann wird der Schrittmotor 25 mit dem Treiberimpuls des Motortreiberstroms I1 betrieben, sodass die Ansaugpipette PT bis zur Ausgangslage herausgefahren wird, also bis der Sensor 29 betätigt wird (Schritt S21).
  • Geschlossene Ansaugsteuerung
  • Nachfolgend werden die Verarbeitungsprozeduren der „geschlossenen Ansaugsteuerung" im Schritt S9 unter Bezugnahme auf das in 8 gezeigte Flussdiagramm erläutert.
  • Zuerst gibt die Steuerung 1 das Signal zur Einstellung des Motortreiberstroms auf I1 aus. Nach Empfang des Signals stellt die Motorstrom-Änderungsschaltung 10 den Motortreiberstrom in der Motortreiberschaltung 9 auf I1 ein (Schritt S31). Dann wird der Treiberimpuls jeder der Phasen des Schrittmotors 25 von der Motortreiberschaltung 9 mit einer vorbestimmten Frequenz und dem Motortreiberstrom I1 zugeführt, wodurch der Schrittmotor 25 in einer Richtung betrieben wird, in welcher die Ansaugpipette PT herausgefahren oder heruntergefahren wird.
  • Wenn der Sensor 29 (siehe 2) betätigt wird, also wenn die Ansaugpipette PT die Ausgangslage erreicht, wird der Schrittmotor 25 angehalten (Schritt S32). Hierbei entspricht die Entfernung von der Spitze der Ansaugpipette PT in der Ausgangslage zum Boden des Probenbehälters SP der Anzahl N0 von Treiberimpulsen des Schrittmotors 25.
  • Dann wird damit begonnen, den Schrittmotor 25 in der Richtung zu betreiben, in welcher die Ansaugpipette PT heruntergefahren wird (Schritt S33), und dann wird der Schrittmotor 25 mit dem Treiberimpuls betrieben, dessen Impulszahl N3 (< N0) vorher programmiert wurde (Schritt S34).
  • Wegen N3 < N0 hält die Spitze der Ansaugpipette PT an einem geeigneten Ort an, ohne irgendwelchen Kontakt mit dem Boden des Probenbehälters SP.
  • Daraufhin wird die Probe von dem Probenbehälter SP über die Ansaugpipette PT von der Probenansaugpumpe 7 angesaugt (Schritt S35). Wenn eine vorbestimmte Menge der Probe angesaugt wurde (Schritt S36), wird der Schrittmotor 25 mit dem Treiberimpuls des Motortreiberstroms I1 betrieben, sodass die Ansaugpipette PT zur Ausgangslage heraufgefahren wird, also bis der Sensor 29 betätigt wird (Schritt S37).
  • Bei der Flüssigkeits-Ansaugpipette gemäß der voranstehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform wird bei der offenen Ansaugsteuerung die Spitze der Ansaugpipette PT sicher gegen den Boden des Flüssigkeitsbehälters SP gedrückt, durch Einsatz des Verlustes der Synchronisierung des Schrittmotors 25, wodurch der Kontakt zwischen der Spitze der Ansaugpipette PT und dem Flüssigkeitsbehälter SP mit einer bemerkenswert einfachen Ausbildung sichergestellt wird, um so wirksam eine kleine Probenmenge anzusaugen.
  • Hierbei kann bei der offenen Ansaugsteuerung (siehe 7) der Motortreiberstrom auf I2 vor dem Beginn des Herunterfahrens der Ansaugpipette eingestellt werden, und kann weiterhin die Ansaugpipette in Kontakt mit dem Boden des Probenbehälters SP bei dem Motortreiberstrom I2 versetzt werden, was zum Verlust der Synchronisierung des Schrittmotors führt.
  • Weiterhin wurde zwar derselbe Strom I1 als der Motortreiberstrom bei der offenen Ansaugsteuerung und als der Motortreiberstrom bei der geschlossenen Ansaugsteuerung bei der voranstehend geschilderten, bevorzugten Ausführungsform eingesetzt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt: es kann beispielsweise ein Strom, der von dem Strom I1 verschieden ist, als der Motortreiberstrom bei der geschlossenen Ansaugsteuerung eingesetzt werden. In diesem Fall ist es infolge der Tatsache, dass die Ansaugpipette PT die Gummikappe des Probenbehälters SP bei der geschlossenen Ansaugsteuerung durchdringen muss, vorzuziehen, dass ein Strom eingesetzt wird, der größer ist als der Strom I1.
  • Weiterhin wurde zwar die Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung 5 bei der beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform verdeutlicht anhand der Vorrichtung zum Ansaugen des Bluts von dem Probenbehälter SP, in welchem das Blut enthalten ist, jedoch kann die Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Vorrichtung zum Ansaugen eines flüssigen Reagenz von einem Reagenzbehälter eingesetzt werden, welcher das flüssige Reagenz enthält.

Claims (10)

  1. Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung zum Ansaugen von Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsbehälter (SP) zur Aufnahme der Flüssigkeit in sich, wobei die Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung aufweist: eine Ansaugpipette (PT); einen Schrittmotor (25) zum Herunterfahren der Ansaugpipette; eine Motortreibereinheit (8) zum Zuführen eines Motortreiberimpulses zum Schrittmotor; gekennzeichnet durch: eine Steuerung (1), die zum Steuern der Motortreibereinheit auf solche Weise ausgebildet ist, dass der Schrittmotor eine erste Antriebskraft abgibt, wenn die Ansaugpipette von einer Anfangsposition zu einer ersten Position heruntergefahren wird, während der Schrittmotor eine zweite Antriebskraft, kleiner als die erste Antriebskraft, abgibt, wenn die Ansaugpipette von der ersten Position zu einer zweiten Position heruntergefahren wird, an welcher die Ansaugpipette in Kontakt mit dem Boden des unter der Ansaugpipette angeordneten Flüssigkeitsbehälters versetzt wird, und wobei das Herunterfahren der Ansaugpipette durch Verlust der Synchronisierung des Schrittmotors unterbrochen wird, hervorgerufen durch eine nach oben gerichtete Kraft, die auf die Ansaugpipette einwirkt, wobei der Verlust der Synchronisierung einen Zustand bedeutet, in welchem die Drehung des Schrittmotors nicht mit dem zugeführten Motortreiberimpuls synchronisiert werden kann.
  2. Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Synchronisierung des Schrittmotors dadurch verloren geht, dass die Ansaugpipette in Kontakt mit dem Boden des unter der Ansaugpipette angeordneten Flüssigkeitsbehälters gebracht wird.
  3. Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, welche weiterhin eine Flüssigkeitsansaugpumpe zum Zuführen von Druck zum Ansaugen der in dem Flüssigkeitsbehälter enthaltenen Flüssigkeit zur Ansaugpipette in jenem Zustand aufweist, in welchem die Ansaugpipette in Kontakt mit dem Boden des unter der Ansaugpipette angeordneten Flüssigkeitsbehälters gebracht wird.
  4. Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Steuerung die Motortreibereinheit auf solche Weise steuert, dass sie den Motortreiberimpuls von der Motortreibereinheit dem Schrittmotor zuführt, um die Ansaugpipette herunterzufahren, und durchgehend den Motortreiberimpuls dem Schrittmotor zuführt, nachdem die Ansaugpipette in Kontakt mit dem Boden des unter der Ansaugpipette angeordneten Flüssigkeitsbehälters gebracht wurde.
  5. Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Motortreibereinheit die Größe der Antriebskraft durch Änderung der Größe des Motortreiberimpulses ändert, welcher dem Schrittmotor zugeführt werden soll.
  6. Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Steuerung die Motortreibereinheit so steuert, dass die Zufuhr des Motortreiberimpulses zum Schrittmotor unterbrochen wird, nachdem die Ansaugpipette in Kontakt mit dem Boden des Flüssigkeitsbehälters gebracht wurde, und die Ansaugpipette heraufgefahren wird, durch Zufuhr, zum Schrittmotor, eines Herauffahr-Motortreiberimpulses, der größer ist als jener Motortreiberimpuls, der dem Schrittmotor zugeführt wird, wenn die Ansaugpipette in Kontakt mit dem Boden des Flüssigkeitsbehälter gebracht wird.
  7. Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Steuerung die Motortreibereinheit anweist, die Ansaugpipette um eine Entfernung herunterzufahren, die größer ist als eine Entfernung zwischen dem Boden des unter der Ansaugpipette angeordneten Flüssigkeitsbehälters und der Spitze der Ansaugpipette; und die Ansaugpipette entsprechend dem Betrieb des Schrittmotors heruntergefahren wird, während das Herunterfahren durch das Einwirken einer Reaktionskraft von dem Flüssigkeitsbehälter in Kontakt mit dem Boden des Flüssigkeitsbehälters unterbrochen wird.
  8. Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Ansaugpipette in unelastischen Kontakt mit dem Boden des Flüssigkeitsbehälters gebracht wird.
  9. Analysegerät, das mit der Flüssigkeits-Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 versehen ist.
  10. Analysegerät nach Anspruch 9, das in einer ersten Betriebsart betrieben werden kann, in welcher Flüssigkeit von einem offenen Behälter angesaugt wird, und in einer zweiten Betriebsart, in welcher Flüssigkeit aus einem geschlossenen Behälter angesaugt wird; wobei die Steuerung einen Herunterfahrprozess der Ansaugpipette in Abhängigkeit davon ändert, ob das Analysegerät in der ersten Betriebsart oder in der zweiten Betriebsart betrieben wird.
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