JP2000081442A - 流れ方式自動分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】キャリア液の脈流の影響低減と反応試薬使用量
を低減し、さらに切替え弁の切替えと自然流下により試
料と反応試薬を供給し、装置の信頼性向上と小型化と簡
素化した流れ方式自動分析装置の提供を目的とする。 【解決手段】本発明は、切替え弁が摺動しない弁がシー
ル面に摺動しない弁であることからキャリア液と接触す
ることからシール面に試料又は反応試薬が付着しないた
めに、分析におけるコンタミネーションを防止でき、切
替え弁の動作不良を起こすことがなく信頼性を向上でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流れ方式自動分析
装置に関し、詳しくは、キャリア液中に試料と反応試薬
を導入する切替え弁の使用頻度に依らず安定した切替え
精度を維持し、分析のコンタミネーションを防止し、簡
便な制御系と装置の小型化を可能とし、キャリア液の脈
流の影響低減と反応試薬使用量を低減し、さらに切替え
弁の切替えと自然流下により試料と反応試薬の供給がで
きる流れ方式自動分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】流れ方式の分析装置は、例えば特開昭55
−29791 号公報に示されている。この例を図９を参照し
て説明する。送液ポンプ１２，１２′によりキャリア溶
液１を細管１０，１０′に送液する。ポンプ３２により
試料３を一定量試料保持用細管３４に吸引計量する。ま
た別のポンプ４２により反応試薬４を一定量反応試薬用
保持細管４４に吸引計量する。次に切替え弁Ｖ３，Ｖ４
を切替えることにより、キャリア液中に試料及び反応試
薬が別々の流路に導入される。合流点Ａで試料と反応試
薬が合流し、混合反応しながら、一定温度に設定された
恒温槽７内の混合反応細管７０の中を進行し、その反応
によって生じた化学的・物理的変化量を検知器８で検出
し、その後反応液は排出される。

【０００３】この方式では合流点Ａでの試料と反応試薬
の合流の状態が分析精度に影響を及ぼす。例えば送液ポ
ンプ１２，１２′にプランジャーポンプやチューブポン
プを使用した場合の２台のポンプの脈流による合流タイ
ミングの変動が起こる。また、切替え弁Ｖ３，Ｖ４で使
用するシール面が摺動する弁は、一般に切替え時間が摺
動しない弁の切替え時間の１０ms程度に対し１ｓ程度と
遅く、シール面が摩耗又は試料，反応試薬等の付着等に
より摺動負荷の変動を生じ、切替え時間の変動が１から
１.５ｓ 程度まで大きく振れる場合がある。

【０００４】例えば、キャリア液流量１ml／min で２０
０μｌの試料をキャリア液中に導入する場合に、０.５
ｓの変動は約８.４μｌの流入タイミングの誤差を生
じ、200μｌの４.２％ に相当する。従って、上記現象
により合流点Ａで必ずしも試料と反応試薬が同一の状態
で合流しない。

【０００５】この問題に対し、特公平4−1305 号公報で
は８方切替え弁の切替えにより、試料と試料の間に反応
試薬を挟み込みキャリア液中に導入する方式を示してい
る。この方式では反応試薬使用量の減少を掲げているに
も係らず、２種類以上の反応試薬導入を必要とする反応
の場合に、八方切替え弁による１次反応試薬導入後、移
送し、ポンプにより連続的に２次反応試薬導入を行うこ
とから、移送による１次反応物の希釈による感度低下と
２次反応試薬使用量の増加がある。

【０００６】又、特開昭55−29791号公報と特公平4−13
05号公報の方式による試料保持用細管と反応試薬保持用
細管への試料と反応試薬の供給は、何れもが摺動する弁
を使用することから、試料と反応試薬の常時流下を防止
するために、供給用ポンプ又は制止弁が必要となる。こ
の点は、従来の摺動する弁を使用する流れ方式自動分析
装置における共通点である。さらに、摺動する弁は分析
においてコンタミネーションを起こす場合がある。この
問題を図１０によって説明する。

【０００７】図１０は６方回転式弁の例であるが、円の
外側の番号は固定されたシール面の位置を示し、円の内
側の番号はロータの切替え溝部とシール部の位置を示
し、試料を供給，導入する弁とする。６方回転式弁の試
料保持用細管に試料を供給する配置は、図１０の供給側
に示す、固定されたシール面の位置番号とロータの位置
番号が向かいあった状態である。キャリア液中に試料を
導入する配置は、図１０の導入側に示す、固定されたシ
ール面の位置番号とロータの位置番号が１段階移動した
状態となる。この６方回転式弁は供給側と導入側を交互
に繰り返す動作により分析を行う。

【０００８】この弁動作において問題となるのは、図１
０に示す固定されたシール面の位置番号１，２，３とロ
ータの位置番号１，２が、キャリア液による洗浄が行わ
れないことにある。これは、分析終了時の洗浄を行わず
放置した場合、特に有機成分が含まれる試料は、上記シ
ール面とロータ部に付着しやすく、シール性の低下を誘
発し、分析のコンタミネーションを起こす場合がある。
または、切替え弁の動作不良を起こす場合がある。この
現象は、反応試薬の場合でも同様であり、使用頻度を重
ね、シール面の摩耗が進むにつれて顕著となる。

【０００９】さらに、従来の流れ方式自動分析装置に使
用する摺動する弁は、一般的に200から４００kg／cm²
の耐圧を持つ。この耐圧性能は、流れ方式自動分析装置
に使用する場合に過剰とも考えられるが、シール性能の
維持のため高耐圧を持たせている。高耐圧の摺動する弁
は、高トルクの駆動系を要し、制御系も含め小型化が困
難であり、複雑な制御系も必要とする。従って、従来の
流れ方式自動分析装置は装置全体が大型でコスト高とな
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項１の
目的は、従来法がキャリア液中に試料と反応試薬を導入
する切替え弁が摺動する弁であるため、切替え時間が遅
いこと、使用頻度を重ねるにつれてシール面の摩耗、又
は試料，反応試薬等の付着による摺動負荷の変動を生
じ、切替え精度が低下することから、使用頻度に係らず
キャリア液中に安定した精度で試料と反応試薬を導入で
きる流れ方式自動分析装置を提供することにある。

【００１１】請求項１の他の目的は、従来法で使用する
摺動する弁は、シール面がキャリア液と接触しない部分
があることから、シール面に試料又は反応試薬が付着す
るためにシール性の低下を誘発し、分析におけるコンタ
ミネーションを起こすこと、切替え弁の動作不良を起こ
す場合があることから、切替え弁のシール面とキャリア
液が接触する弁を使用し、前記現象を防止できる流れ方
式自動分析装置を提供することにある。

【００１２】請求項２の目的は、従来法で使用する摺動
する弁の駆動系及び制御系が大型で複雑となることか
ら、小型で単純な駆動系と制御系による切替え弁を有す
る流れ方式自動分析装置を提供することにある。

【００１３】請求項３の目的は、試料と反応試薬を個別
のキャリア液送液ポンプで移送すると、キャリア液送液
ポンプの脈流が同期しないため試料と反応試薬の混合状
態に影響を受けることから、キャリア液の脈流の影響を
低減できる流れ方式自動分析装置を提供することにあ
る。

【００１４】請求項３の他の目的は、従来法では試料と
複数の反応試薬を反応させる分析において、２次以降で
添加する反応試薬は、キャリア液中に連続的に該反応試
薬の導入を行うのが一般的であり反応試薬の使用量が増
加することから、反応試薬の使用量を低減できる流れ方
式自動分析装置を提供することにある。

【００１５】請求項４の目的は、従来法で使用する摺動
する弁による切替え弁は試料保持用細管と反応試薬保持
用細管に試料と反応試薬を供給するために供給ポンプな
いし制止弁を必要とし、構成部品が多くなるため装置全
体が大きく複雑となることから、切替え弁の動作と自然
流下により試料と反応試薬を試料保持用細管と反応試薬
保持用細管に供給でき、装置全体を小さく単純にできる
流れ方式自動分析装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、キャリア液中に試料と反応試薬を導入する切替え弁
が切替え弁から流出する流路の圧力差に耐える耐圧を有
し、使用する反応試薬に対し不活性である材質で構成さ
れ、切替え動作による圧力変動を低減するためにデット
ボリュームの少ない構造とし、切替え時間の変動を少な
くするため動作ストロークが短く瞬時切替え可能な構造
としたシール面の摺動しない弁からなるものである。ま
た、本発明は、前記シール面が摺動しない弁、又は前記
シール面が摺動しない弁の組合せに、キャリア液流入細
管，キャリア液流出細管，試料供給細管，反応試薬供給
細管，試料保持用細管，反応試薬保持用細管，試料排出
細管、反応試薬排出細管を具備するものである。

【００１７】請求項２に記載の発明は、前記シール面が
摺動しない弁がオリフィス式の３方電磁駆動弁、又はオ
リフィス式の３方空気駆動弁からなるものである。ま
た、本発明は、前記試料保持用細管、及び前記反応試薬
保持用細管に、試料、及び反応試薬を供給する時に、前
記３方電磁駆動弁に駆動電圧を印加できる、又は前記３
方空気駆動弁に駆動空気を供給できる制御装置を具備す
るものである。

【００１８】請求項３に記載の発明は、キャリア液の分
割部が安定した分割を可能とするために、切替え弁以後
の流路で発生する圧力差以上の圧力差が発生する内径と
長さを有するキャリア液分割細管により分割し、試料供
給細管，反応試薬供給細管，試料保持用細管，反応試薬
保持用細管，試料排出細管，反応試薬排出細管を具備す
る前記３方電磁駆動弁、又は前記３方空気駆動弁の２個
組みと、キャリア液バイパス細管，試料供給細管，反応
試薬供給細管，試料保持用細管，反応試薬保持用細管，
試料排出細管，反応試薬排出細管を具備する３個組みを
並列に接続し、圧力差を押さえた内径と長さを有するキ
ャリア液合流細管により再び合流する流路からなるもの
である。また、本発明は、前記３方電磁駆動弁及び３方
空気駆動弁の組合せが、キャリア液送液を１ストローク
により分析できる定速押出し型ポンプで間欠運転をする
場合に、前記３個組を組込まず、前記２個組を並列に接
続する流路からなるものである。

【００１９】請求項４に記載の発明は、前記試料供給細
管，反応試薬供給細管，試料保持用細管，反応試薬保持
用細管，試料排出細管，反応試薬排出細管の内径が自然
流下により試料と反応試薬の供給できる径とし、また、
安定した流下を可能とするために前記試料排出細管，反
応試薬排出細管と検知機流出細管を合流させ共用排出細
管とし、該共用排出細管は適正な内径と水頭差を持つ流
路からなる。

【００２０】即ち、キャリア液中に試料及び反応試薬を
導入する切替え弁を、シール面が摺動しない弁、または
３方電磁駆動弁、または３方空気駆動弁とすることによ
り、切替え時間が早くなり、シール面の摩耗や試料，反
応試薬の付着等が少なくなることから使用頻度に係らず
安定した精度で試料及び反応試薬を導入でき、シール面
がキャリア液により洗浄されることから分析時のコンタ
ミネーションを防止でき、高耐圧を必要としないことか
ら駆動系と制御系の小型化と簡便化ができ、弁自身で流
体制止できることから試薬と反応試薬の供給を自然流下
で行うことができる。

【００２１】さらに、キャリア液を分割し弁組を並列に
配列することにより、反応試薬の使用量を低減でき、キ
ャリア液の脈流が常時一定の比率で分割されることから
試料と反応試薬の合流を一定に行うことができ、キャリ
ア液を分割することから、キャリア液ポンプの台数を低
減できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を示す。図１，図
３，図５は本発明の流路図、図２，図４，図６はタイム
チャート、図７，図８は実際の分析としてアンモニウム
イオンを分析した結果である。

【００２３】実施例１ 図１に、連続的に送液するキャリア液を分割し、複数の
３方電磁駆動弁の組合せを流路内に並列に配置すること
により、試料と反応試薬を合流混合させ、検知器で検知
を行う装置の流路図を示す。キャリア液送液ポンプ２は
液体クロマトグラフ用のプランジャーポンプ、又はチュ
ーブポンプを使用する。図１に示す各細管のサイズは、
キャリア液分割細管３１，４１，５１が内径０.５mm ，
長さ５ｍ、試料保持用細管３４，反応試薬保持用細管４
４，５４が内径１mm，長さ２５cm，容量２００μｌ、キ
ャリア液合流細管３５，４５，５５が内径１.０mm ，長
さ５cmとする。

【００２４】試料保持用細管３４，反応試薬保持用細管
４４，５４の長さは、感度と分析時間に応じて短くする
ことができる。各３方電磁駆動弁は常時開側，平常時開
側，平常時閉側の細管接続孔を有し、２ないし３個の組
合せで構成する。３個の組合せからなるＳ１，Ｓ２，Ｓ
３は、試料導入用３方電磁駆動弁組であり、連続的に送
液されるキャリア液の流れを一時的に変更し、試料を試
料保持用細管に一定量保持後、キャリア液中に試料を導
入する機能を持つ。各２個の組合せからなるＳ４，Ｓ５
とＳ６，Ｓ７は、反応試薬導入用３方電磁駆動弁組であ
り、反応試薬を反応試薬保持用細管に一定量保持後、キ
ャリア液中に反応試薬を導入する機能を持つ。

【００２５】図２は装置の動作を示すタイムチャートで
ある。第２図において、分析開始の信号が制御系に入力
されると、前記弁組合せの全てが、矩形で表現される区
間の時間Ｔ１内で励磁し、時間Ｔ１経過後に励磁が解放
され、時間Ｔ２で再度分析開始信号が入力する繰返し操
作が行われる。励磁した試料導入用３方電磁駆動弁組
は、キャリア液の流路の変更と試料を試料保持用細管に
供給し、反応試薬導入用３方電磁駆動弁組は、反応試薬
を反応試薬保持用細管に供給する。時間Ｔ１後に励磁を
解放された試料導入用３方電磁駆動弁組は、キャリア液
の流路の復帰と試料をキャリア液中に導入し、反応試薬
導入用３方電磁駆動弁組は、反応試薬をキャリア液中に
導入する。

【００２６】図１で示す流路において、キャリア液１
は、各３方電磁駆動弁の平常時と励磁時で、流路を変更
する。各３方電磁駆動弁が平常時である時のキャリア液
の流路は、キャリア液１がキャリア液送液ポンプ２によ
り連続的に送液され、４方コネクター６０に到達し、４
方コネクター６０からキャリア液分割細管３１，４１，
５１に分割される。キャリア液分割細管３１に流入した
キャリア液は、３方電磁駆動弁Ｓ１の常時開側から平常
時開側に流出し、キャリア液流入細管３３を経て３方電
磁駆動弁Ｓ２の平常時開側から常時開側に流出し、試料
保持用細管３４を経て３方電磁駆動弁Ｓ３の常時開側か
ら平常時開側に流出し、キャリア液合流細管３５を経て
４方コネクター６１で合流する。

【００２７】キャリア液分割細管４１，５１に流入した
キャリア液は、３方電磁駆動弁Ｓ４，Ｓ６の平常時開側
から常時開側に流出し、反応試薬保持用細管４４，５４
を経て３方電磁駆動弁Ｓ５，Ｓ７の常時開側から平常時
開側に流出し、キャリア液合流細管４５，５５を経て４
方コネクター６１で合流する。４方コネクター６１で合
流したキャリア液は、恒温槽７内の混合反応細管７０を
経て検知器８に流入し、検知器排出細管８０から６方コ
ネクター６２で合流後、共用排出細管Ｗから排出され
る。各３方電磁駆動弁が励磁された場合のキャリア液の
流れは、キャリア液が４方コネクター６０で分割され
ず、キャリア液分割細管３１に流入し、３方電磁駆動弁
Ｓ１の常時開側から平常時閉側に流出し、キャリア液バ
イパス細管３２を経て、６方コネクター６２で合流す
る。

【００２８】試料３と反応試薬４，５の試料保持用細管
３４と反応試薬保持用細管４４，５４への供給は、各３
方電磁駆動弁を一定時間励磁させ、自然流下によって行
う。試料３は試料供給細管３０を経て３方電磁駆動弁Ｓ
２の平常時閉側から常時開側に流出し、試料保持用細管
３４を経て３方電磁駆動弁Ｓ３の常時開側から平常時閉
側に流出し、試料排出細管３６を経て６方コネクター６
２に合流する。反応試薬４，５は反応試薬供給細管４
０，５０を経て３方電磁駆動弁Ｓ４，Ｓ６の平常時閉側
から常時開側に流出し、反応試薬保持用細管４４，５４
を経て３方電磁駆動弁Ｓ５，Ｓ７の常時開側から平常時
閉側に流出し、反応試薬排出細管４６，５６を経て６方
コネクター６２に合流する。

【００２９】試料保持用細管３４と反応試薬保持用細管
４４，５４に供給された試料３と反応試薬４，５は、各
電磁駆動弁の励磁を解放することにより、キャリア液中
に試料３と反応試薬４，５を導入し、キャリア液合流細
管３５，４５，５５を経て、４方コネクター６１で合流
する。合流した試料３と反応試薬４，５は、恒温槽７内
の混合反応細管７０を経て検知機８に流入し、検知器排
出細管８０を経て６方コネクター６２で合流後、共用排
出細管Ｗから排出される。６方コネクター６２におい
て、検知器排出細管８０と各排出液を合流し、共用排出
細管Ｗから排出するのは、共用排出細管Ｗ内の気泡混入
による管抵抗増加に対し、気泡を押し流し、安定した自
然流下を促進することを目的とする。

【００３０】反応試薬４，５は目的とする分析の反応に
より、反応試薬４，５が共通の反応試薬を使用する場合
と、反応試薬４に１次反応試薬、反応試薬５に２次反応
試薬を使用する場合がある。さらに、３次反応を伴う分
析の場合は２個の組合せからなる反応試薬導入用３方電
磁駆動弁組を１組増設することにより、対応できる。逆
に、１次反応による分析の専用機とする場合は３方電磁
駆動弁組を１組省略することができる。

【００３１】図７，図８は２次反応の実際の分析として
アンモニウムイオンを分析した結果である。キャリア液
送液ポンプ２の流量は０.８ml／分 、検知器に分光光度
計を使用し、測定波長を６３０ｎｍとした。試料３はア
ンモニウムイオン標準液，反応試薬４にナトリウムフェ
ノキシド溶液，反応試薬５に次亜塩素酸ナトリウム溶液
を使用する。各試薬組成はＪＩＳ−Ｋ−０１０２によっ
た。試料のアンモニウムイオン標準液と反応試薬のナト
リウムフェノキシド溶液と次亜塩素酸ナトリウム溶液の
キャリア液への導入量はそれぞれ２００μｌであるが、
試料供給用細管３０のデットボリウムを考慮して、供給
量は１.５ml 以上とし、共用排出細管Ｗとの水頭差は３
０cmとした。

【００３２】図７は、段階的にアンモニウムイオンの濃
度を変更した試料を本発明によって分析した際の検知器
からの信号である。本発明による検知器からの信号は、
反応試薬自体の検知量を上乗せした信号が出力される。
図８は本発明によって得られたアンモニウムイオン１pp
m の繰返し分析を行った出力信号であり、繰返し精度が
変動係数０.４％ と良好である。

【００３３】実施例２ 図３に、間欠的に送液するキャリア液を分割し、複数の
３方電磁駆動弁の組合せを並列に配置することにより、
試料と反応試薬を合流混合させ、検知器で検知を行う装
置の流路図を示す。図３に示す流路は、図１における３
方電磁駆動弁Ｓ１とキャリア液バイパス細管３２とキャ
リア液流入細管３３を除いた流路構成となる。キャリア
送液ポンプ２は１ストロークの容量が５mlの定速押出し
型ポンプを使用する。図３に示す各細管のサイズは、キ
ャリア液分割細管３１，４１，５１が内径０.５mm，長
さ５ｍ、試料保持用細管３４，反応試薬保持用細管４
４，５４が内径１mm，長さ２５cm，容量２００μｌ、キ
ャリア液合流細管３５，４５，５５が内径１mm，長さ５
cmとする。試料保持用細管３４，反応試薬保持用細管４
４，５４の長さは、感度と分析時間に応じて短くするこ
とができる。各３方電磁駆動弁は常時開側，平常時開
側，平常時閉側の細管接続孔を有し、２個の組合せで構
成する。

【００３４】３方電磁駆動弁Ｓ２，Ｓ３の組合せは、試
料導入用３方電磁弁組であり、試料を試料保持用細管に
一定量保持後、キャリア液中に試料を導入する機能を持
つ。３方電磁駆動弁Ｓ４，Ｓ５とＳ６，Ｓ７の組合せ
は、反応試薬導入用３方電磁弁組であり、反応試薬を反
応試薬保持用細管に一定量保持後、キャリア液中に反応
試薬を導入する機能を持つ。図４は装置の動作を示すタ
イムチャートである。

【００３５】図４において、分析開始の信号が制御系に
入力されると、前記弁組合せの全てが、矩形で表現され
る区間の時間Ｔ１内で励磁し、時間Ｔ１経過後に励磁が
解放され、同時にキャリア液送液ポンプ２が送液を開始
し、時間Ｔ２経過でキャリア液送液ポンプ２が送液を停
止し、再度分析開始信号が入力する繰返し操作が行われ
る。励磁した試料導入用３方電磁駆動弁組は、試料を試
料保持用細管に供給し、反応試薬導入用３方電磁駆動弁
組は、反応試薬を反応試薬保持用細管に供給する。時間
Ｔ１後に励磁を解放された試料導入用３方電磁駆動弁組
は、試料をキャリア液中に導入し、反応試薬導入用３方
電磁駆動弁組は、反応試薬をキャリア液中に導入する。

【００３６】図３で示す流路において、キャリア液１
は、各３方電磁駆動弁が平常時に、キャリア液送液ポン
プ２により送液され、４方コネクター６０に到達し、キ
ャリア液分割細管３１，４１，５１に分割される。キャ
リア液分割細管３１，４１，５１に流入したキャリア液
は、３方電磁駆動弁Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６の平常時開側から
常時開側に流出し、試料保持用細管３４及び反応試薬保
持用細管４４，５４を経て３方電磁駆動弁Ｓ３，Ｓ５，
Ｓ７の常時開側から平常時開側に流出し、キャリア液合
流細管３５，４５，５５を経て４方コネクター６１で合
流する。４方コネクター６１で合流したキャリア液は、
恒温槽７内の混合反応細管７０を経て検知機８に流入
し、検知器排出細管８０を経て６方コネクター６２で合
流後、共用排出細管Ｗから排出される。

【００３７】試料３と反応試薬４，５の試料保持用細管
３４と反応試薬保持用細管４４，５４への供給は、各３
方電磁駆動弁を一定時間励磁させ、自然流下によって行
う。試料３は試料供給細管３０を経て３方電磁駆動弁Ｓ
２の平常時閉側から常時開側に流出し、試料保持用細管
３４を経て３方電磁駆動弁Ｓ３の常時開側から平常時閉
側に流出し、試料排出細管３６を経て６方コネクター６
２に合流する。反応試薬４，５は反応試薬供給細管４
０，５０を経て３方電磁駆動弁Ｓ４，Ｓ６の平常時閉側
から常時開側に流出し、反応試薬保持用細管４４，５４
を経て３方電磁駆動弁Ｓ５，Ｓ７の常時開側から平常時
閉側に流出し、反応試薬排出細管４６，５６を経て６方
コネクター６２に合流する。

【００３８】試料保持用細管３４と反応試薬保持用細管
４４，５４に供給された試料３と反応試薬４，５は、各
電磁駆動弁を平常時とすることにより、キャリア液中に
試料３と反応試薬４，５を導入し、４方コネクター６１
で合流する。合流した試料３と反応試薬４，５は、恒温
槽７内の混合反応細管７０を経て検知器８に流入し、検
知器排出細管８０を経て６方コネクター６２で合流後、
共用排出細管Ｗから排出される。６方コネクター６２に
おいて、検知器排出細管８０と各排出液を合流し、共用
排出細管Ｗから排出するのは、共用排出細管Ｗ内の気泡
混入による管抵抗増加に対し、気泡を押し流し、安定し
た自然流下を促進することを目的とする。

【００３９】実施例１と同様に、反応試薬４，５は目的
とする分析の反応により、反応試薬４，５が共通の反応
試薬を使用する場合と、反応試薬４に１次反応試薬、反
応試薬５に２次反応試薬を使用する場合がある。さら
に、３次反応を伴う分析の場合は２個の組合せからなる
反応試薬導入用３方電磁駆動弁組を１組増設することに
より、対応できる。逆に、１次反応による分析の専用機
とする場合は３方電磁駆動弁組を１組省略することがで
きる。本実施例によるアンモニウムイオンの分析は、実
施例１と同等の結果を得て、良好である。

【００４０】実施例３ 図５に、連続的に送液するキャリア液と複数の３方電磁
駆動弁の組合せを流路内に直列と並列に配置することに
より、試料と反応試薬を合流混合させ、検知機で検知を
行う装置の流路図を示す。図５に示す流路は、流路内に
試料導入用の３方電磁駆動弁の組合せを配置し、その下
流部に反応試薬導入用の３方電磁駆動弁の組合せを２組
並列に配置し、４方コネクター６０と６１を接続するキ
ャリア液合流細管３５を設けた流路となる。

【００４１】キャリア液送液ポンプ２は液体クロマトグ
ラフ用のプランジャーポンプ、又はチューブポンプを使
用する。図５に示す各細管のサイズは、キャリア液分割
細管４１，５１が内径０.５mm ，長さ５ｍ、試料保持用
細管３４が内径１mm，長さ２５cm，容量２００μｌ、反
応試薬保持用細管４４，５４が内径１mm，長さ５cm，容
量４０μｌ、キャリア液合流細管３５が内径０.５mm ，
長さ１０cm、キャリア液合流細管４５，５５が内径０.
５mm ，長さ５cmとする。各３方電磁駆動弁は常時開
側，平常時開側，平常時閉側の細管接続孔を有し、２な
いし３個の組合せで構成する。

【００４２】３個の組合せからなるＳ１，Ｓ２，Ｓ３
は、試料導入用３方電磁駆動弁組であり、連続的に送液
されるキャリア液の流れを一時的に変更し、試料を試料
保持用細管に一定量保持後、キャリア液中に試料を導入
する機能を持つ。各２個の組合せからなるＳ４，Ｓ５と
Ｓ６，Ｓ７は、反応試薬導入用３方電磁駆動弁組であ
り、反応試薬を反応試薬保持用細管に一定量保持後、キ
ャリア液中に反応試薬を導入する機能を持つ。

【００４３】図６は装置の動作を示すタイムチャートで
ある。

【００４４】図６において、分析開始の信号が制御系に
入力されると、試料導入用３方電磁駆動弁組が、矩形で
表現される区間の時間Ｔ１内で励磁し、反応試薬導入用
３方電磁駆動弁組が、矩形で表現される区間の時間Ｔ２
内で励磁し、時間Ｔ１，Ｔ２経過後に励磁を解放され、
時間Ｔ３で再度分析開始信号が入力する繰返し操作が行
われる。励磁した試料導入用３方電磁駆動弁組は、キャ
リア液の流路の変更と試料を試料保持用細管に供給し、
反応試薬導入用３方電磁駆動弁組は、反応試薬を反応試
薬保持用細管に供給する。

【００４５】時間Ｔ１後に励磁を解放された試料導入用
３方電磁駆動弁組は、キャリア液の流路の復帰と試料を
キャリア液中に導入し、時間Ｔ２後に励磁を解放された
反応試薬導入用３方電磁駆動弁組は、反応試薬をキャリ
ア液中に導入する。時間Ｔ１は試薬３の供給時間を考慮
し、設定時間Ｔ２は反応試薬４，５の供給時間に加えて
試薬３との合流タイミングを考慮する。

【００４６】図５に示す流路において、各３方電磁駆動
弁が平常時のキャリア液１は、キャリア液送液ポンプ２
により連続的に送液され、３方電磁駆動弁Ｓ１の常時開
側から平常時開側に流出し、キャリア液流入細管３３を
経て３方電磁駆動弁Ｓ２の平常時開側から常時開側に流
出し、試料保持用細管３４を経て３方電磁駆動弁Ｓ３の
常時開側から平常時開側に流出し、４方コネクター６０
に到達し、キャリア液分割細管４１，５１とキャリア液
合流細管３５に流入する。キャリア液合流細管３５に流
入したキャリア液は４方コネクター６１で合流し、キャ
リア液分割細管４１，５１に流入したキャリア液は、３
方電磁駆動弁Ｓ４，Ｓ６の平常時開側から常時開側に流
出し、反応試薬保持用細管４４，５４を経て３方電磁駆
動弁Ｓ５，Ｓ７の常時開側から平常時開側に流出し、キ
ャリア液合流細管４５，５５を経て４方コネクター６１
で合流する。

【００４７】４方コネクター６１で合流したキャリア液
は、恒温槽７内の混合反応細管７０を経て検知器８に流
入し、検知器排出細管８０を経て６方ジョイント６２で
合流後、共用排出細管Ｗから排出される。各３方電磁駆
動弁が励磁された場合のキャリア液の流れは、キャリア
液が３方電磁駆動弁Ｓ１の常時開側から平常時閉側に流
出し、キャリア液バイパス細管３２を経て、６方コネク
ター６２で合流する。設定時間Ｔ１が経過し３方電磁駆
動弁Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が平常時、設定時間Ｔ２が未経過
であり３方電磁駆動弁Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７が励磁時
である場合に、４方コネクター６０に到達したキャリア
液はキャリア液分割細管４１，５１に流入せず、キャリ
ア液合流細管３５を経て４方コネクター６１に流入す
る。

【００４８】試料３と反応試薬４，５の試料保持用細管
３４と反応試薬保持用細管４４，５４への供給は、各３
方電磁駆動弁を一定時間励磁させ、自然流下によって行
う。試料３は試料供給細管３０を経て３方電磁駆動弁Ｓ
２の平常時閉側から常時開側に流出し、試料保持用細管
３４を経て３方電磁駆動弁Ｓ３の常時開側から平常時閉
側に流出し、試料排出細管３６を経て６方コネクター６
２に合流する。反応試薬４，５は反応試薬供給細管４
０，５０を経て３方電磁駆動弁Ｓ４，Ｓ６の平常時閉側
から常時開側に流出し、反応試薬保持用細管４４，５４
を経て３方電磁駆動弁Ｓ５，Ｓ７の常時開側から平常時
閉側に流出し、反応試薬排出細管４６，５６を経て６方
コネクター６２に合流する。

【００４９】試料保持用細管３４と反応試薬保持用細管
４４，５４に供給された試料３と反応試薬４，５は、各
電磁駆動弁の励磁を解放し平常時とすることにより、キ
ャリア液中に試料３と反応試薬４，５を導入し、４方コ
ネクター６１で合流する。合流した試料３と反応試薬
４，５は、恒温槽７内の混合反応細管７０を経て検知機
８に流入し、検知器排出細管８０を経て６方コネクター
６２で合流後、共用排出細管Ｗから排出される。６方コ
ネクター６２において、検知器排出細管８０と各排出液
を合流し、共用排出細管Ｗから排出するのは、共用排出
細管Ｗ内の気泡混入による管抵抗増加に対し、気泡を押
し流し、安定した自然流下を促進することを目的とす
る。

【００５０】適正な合流タイミングは、試料と試料の間
に反応試薬が挟まれるようにする。設定時間Ｔ１が経過
し試料導入用３方電磁駆動弁組Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が平常
時となりキャリア液中に試料３が導入され、設定時間Ｔ
２が未経過であり反応試薬導入用３方電磁駆動弁組Ｓ
４，Ｓ５とＳ６，Ｓ７が励磁時である場合に、キャリア
液中に導入された試料３が４方コネクター６０に到達
し、試料３の流れはキャリア液分割細管４１，５１に流
入せず、キャリア液合流細管３５を経て４方コネクター
６１に流入する。４方コネクター６１を通過する試料３
の流れが最も高濃度の部分に達した時に、反応試薬４，
５が合流するようにする。試料と試料の間に反応試薬を
挟みこむ合流方法は、キャリア液による希釈の影響を低
減でき、少ない反応試薬で高感度を得ることができるの
で、試薬使用量の低減ができる。本実施例によるアンモ
ニウムイオンの分析は、実施例１と同等の結果を得て、
良好である。

【００５１】

【発明の効果】本発明は、キャリア液中に試料と反応試
薬を導入する切替え弁が摺動しない弁であるため、使用
頻度に係らずキャリア液中に安定した精度で試料と反応
試薬を導入でき、摺動しない弁のシール面がキャリア液
と接触することから、シール面に試料又は反応試薬が付
着せず、分析におけるコンタミネーションを防止でき、
切替え弁の動作不良を起こすことがなく信頼性を向上で
きる。さらに、摺動しない弁の駆動系及び制御系は、小
型で単純であるため、装置全体が小型で単純にできる。

【００５２】さらに、試料と反応試薬を分割したキャリ
ア液で移送するため、キャリア液送液ポンプの脈流が同
期し、キャリア液の脈流の影響を低減でき、試料と複数
の反応試薬を反応させる分析において、キャリア液中に
連続的な反応試薬導入を行わず分析でき、反応試薬の使
用量を低減でき、キャリア液送液ポンプの使用台数を低
減できる。さらに、摺動しない弁による切替え弁は試料
保持用細管と反応試薬保持用細管に試料と反応試薬を供
給するために供給ポンプないし制止弁を必要とせず、切
替え弁の動作と自然流下により試料と反応試薬を試料保
持用細管と反応試薬保持用細管に供給でき、装置全体を
小さく単純にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の流れ方式自動分析装置の
流路図である。

【図２】図１に示す本発明の第１実施例の流路図のタイ
ムチャートである。

【図３】本発明の第２実施例の流れ方式自動分析装置の
流路図である。

【図４】図３に示す本発明の第２実施例の流路図のタイ
ムチャートである。

【図５】本発明の第３実施例の流れ方式自動分析装置の
流路図である。

【図６】図５に示す本発明の第３実施例の流路図のタイ
ムチャートである。

【図７】本発明でアンモニウムイオンの段階的に濃度を
変更した試料を分析した検知器の信号を示す波形図であ
る。

【図８】本発明でアンモニウムイオンを繰返し分析した
検知器の信号を示す波形図である。

【図９】従来の流れ方式自動分析装置を説明する構成図
である。

【図１０】従来の流れ方式自動分析装置を説明する構成
図である。

【符号の説明】

１…キャリア液、２…キャリア液送液ポンプ、３…試
料、４，５…反応試薬、７…恒温槽、８…検知器、３０
…試料供給用細管、３１，４１，５１…キャリア液分割
細管、３２…キャリア液バイパス細管、３３…キャリア
液導入細管、３４…試料保持用細管、３５，４５，５５
…キャリア液合流細管、３６…試料排出用細管、４０，
５０…反応試薬供給用細管、４４，５４…試薬保持用細
管、４６，５６…試薬保持用細管、６０，６１…４方コ
ネクター、６２…６方コネクター、７０…混合反応細
管、８０…検知器排出細管、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，
Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７…３方電磁駆動弁、Ｗ…共用排出細
管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古矢 勇夫 茨城県ひたちなか市大字津田字関場1939番 地那珂インスツルメンツ株式会社内 Ｆターム(参考） 2G058 BB16 DA02 EB01 EC03 EC05 EC08 FA07 GA06 GE03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】細管内に水又は試薬溶液によるキャリア液
   を連続的又は間欠的に送液し、試料と反応試薬を切替え
   弁に設けた試料保持用細管と反応試薬保持用細管に供給
   し一定量計量した後、該切替え弁の切替えにより該キャ
   リア液中に前記試料と前記反応試薬を導入し、混合反応
   せしめ、該反応の結果発生した化学的または物理的変化
   量を測定する流れ方式自動分析装置において、該切替え
   弁がシール面が摺動しない弁であることを特徴とする流
   れ方式自動分析装置。
2. 【請求項２】前記請求項１に記載の連続流れ分析装置に
   おいて、前記シール面が摺動しない弁は、弁の動作を制
   御する制御装置を有し、制御装置からの電気信号により
   制御される３方電磁駆動弁、又は３方空気駆動弁である
   ことを特徴とする流れ方式自動分析装置。
3. 【請求項３】前記請求項２に記載の連続流れ分析装置に
   おいて、前記３方電磁駆動弁、又は３方空気駆動弁は、
   ２個ないし３個を１組とし、該弁組を前記キャリア液を
   分岐した細管に並列に、又は直列に接続し、該キャリア
   液が再び合流することを特徴とする流れ方式自動分析装
   置。
4. 【請求項４】前記請求項１又は請求項２に記載の連続流
   れ分析装置において、前記試料と前記反応試薬の供給が
   前記摺動しない弁の切替えと自然流下によることを特徴
   とする流れ方式自動分析装置。