JP2002162403A

JP2002162403A - 自動分析装置

Info

Publication number: JP2002162403A
Application number: JP2000356464A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Suzuki; 洋一郎鈴木; Hiroyasu Uchida; 裕康内田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-06-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ノズルの汚染範囲が広くなる穿孔方式の試薬容
器を用いる自動分析装置において、ノズルの有効な洗浄
を維持しながら、洗浄液の消費量低減と洗浄時間の短縮
が可能な自動分析装置を実現する。【解決手段】制御部１０１は、穿孔方式の試薬容器１１
２の穿孔穴から侵入したノズルの長さ、つまり、汚染領
域２０３を算出し、算出した汚染領域２０３に応じて、
洗浄機構１０９へのノズルの下降位置を決定する。これ
により、この下降位置にてノズルを停止することによ
り、洗浄機構１０９内にて汚染領域２０３のみ、有効に
洗浄され、汚染領域以外の部分洗浄されることが回避さ
れる。したがって、ノズルの汚染範囲が広くなる穿孔方
式の試薬容器を用いる自動分析装置において、ノズルの
有効な洗浄を維持しながら、洗浄液の消費量低減と洗浄
時間の短縮が可能な自動分析装置を実現することができ
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、試薬等を使用して
検体の成分分析を行う自動分析装置に係わり、特に分注
機構のノズル洗浄に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動分析装置におけるノズル洗浄
方法としては、洗浄液を分注ノズルに噴出させて洗浄す
る方法や洗浄槽に浸漬させる方法がある。

【０００３】また、特開平５−８７７０３号公報には、
超音波振動を用いてノズルを振動させることにより、キ
ャビテーション、直進流、加速度の作用によって、分注
ノズルの外側及び内側に付着した検体試薬等の汚れを洗
浄する方法が記載されている。

【０００４】また、特開平６−２８８８７９号公報に
は、分注ノズルを洗浄槽に所定深度侵入させ、オゾン発
生器からオゾンガスを供給するとともに、洗浄液の吸排
動作をさせて、分注ノズルの内外壁を洗浄する方法が記
載され、特開平８−２７１５２２号公報には、生体関連
成分に電荷を与えると共に、分注ノズル表面に生体関連
成分に与えられた電荷と逆極性の電位を与えることによ
り、電気的反発力を利用して生体関連成分を分注ノズル
から除去する方法が記載されている。

【０００５】また、特開平１１−３８０１６号公報に
は、反応容器の設置位置の上方にノズル洗浄ケースを設
け、このケース内で分注ノズルの洗浄を行う方法が記載
され、特開平１１−９４８４３号公報には、分注ノズル
の近傍及び分注ノズルに通じる配管流路に高温加熱装置
を設け、高温加熱装置により洗浄液を加熱して瞬時に沸
騰させ、急激に膨脹する体積変化によって生じる高い圧
力及び蒸気、気泡により、分注ノズル内に残留している
洗浄液および検体、試薬の排出を行う方法が記載されて
いる。

【０００６】また、特開平４−１６９８５１号公報に
は、洗浄しようとする被洗浄部材（プローブ）が使用さ
れた測定項目に対して、最適な洗浄条件、例えば、洗浄
液の量、洗浄時間を決定し、決定した条件に従って、洗
浄を行うことにより、洗浄部容器内に吐出される洗浄液
を最低限必要な量に止め、洗浄液を無駄に使用すること
が無い方法が記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、試薬の蒸発
を防止するため、試薬容器に蓋が施され、使用に際して
しこの試薬容器の蓋をノズルにより、穿孔し、容器内の
試薬を吸引することが可能な穿孔方式の試薬容器があ
る。

【０００８】この穿孔方式の試薬容器を用いる場合、分
注時において分注ノズルが試薬容器の穿孔された開口部
に侵入する際に、必然的に試薬容器開口部と分注ノズル
が接触するため、分注ノズルの試薬による汚染範囲が広
がる。

【０００９】特に、穿孔方式の試薬容器内の試薬液量が
少ない場合、分注ノズルの下降距離は大きくなり、試薬
容器開口部に接触する範囲も広くなる。

【００１０】この場合、最大汚染範囲に合わせてノズル
洗浄を行おうとすると、洗浄範囲が広いことから、洗浄
液の消費量および洗浄に要する時間が増大するため、廃
液の増加および自動分析装置のスループット低下を引き
起こす。

【００１１】そこで、特開平４−１６９８５１号公報に
記載された技術のように、ノズルが使用された測定項目
に応じて洗浄条件を決定することが考えられるが、この
公報記載の技術は、穿孔方式の試薬容器を用いた場合の
ノズルの洗浄は考慮しておらず、試薬容器へノズルが侵
入する範囲は一定に保たれるため、この公報に記載され
た技術を穿孔方式の試薬容器を用いたとしても、ノズル
の汚れを有効に洗浄することは困難である。

【００１２】本発明の目的は、ノズルの汚染範囲が広く
なる穿孔方式の試薬容器を用いる自動分析装置におい
て、ノズルの有効な洗浄を維持しながら、洗浄液の消費
量低減と洗浄時間の短縮が可能な自動分析装置を実現す
ることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成される。（１）液体容器の開口部が穿孔方式の液体容器から液体
を液体分注手段により分注して、分析対象物を分析する
自動分析装置において、上記液体容器内の液体残量また
は液体消費量を検出する液体量検出手段と、上記液体量
検出手段の液体消費量の検出結果から上記液体分注手段
における液体による汚染領域を決定し、上記液体分注手
段を洗浄する洗浄範囲を決定し、上記液体分注手段に対
する洗浄動作の制御を行う制御部とを備える。

【００１４】（２）好ましくは、上記（１）において、
液体量検出手段は、上記液体分注手段による液体分注量
を検出するカウンタである。

【００１５】（３）また、好ましくは、上記（１）にお
いて、液体残量を検出する手段として、液面センサーを
備える。

【００１６】（４）また、好ましくは、上記（１）にお
いて、超音波を用いて洗浄効果を高める、液体分注手段
の洗浄機構を備える。

【００１７】（５）また、好ましくは、上記（１）〜
（４）において、上記液体は試薬である。

【００１８】制御部は、穿孔方式の液体容器に侵入した
液体分注手段の長さ、つまり、汚染域を算出し、算出し
た汚染領域に応じて、洗浄手段への液体分注手段の下降
位置を決定する。これにより、この下降位置にて液体分
注手段を停止することにより、洗浄手段内にて汚染領域
のみ、有効に洗浄され、汚染領域以外の部分を洗浄され
ることが回避される。

【００１９】したがって、液体分注手段の汚染範囲が広
くなる穿孔方式の液体容器を用いる自動分析装置におい
て、液体分注手段の有効な洗浄を維持しながら、洗浄液
の消費量低減と洗浄時間の短縮が可能な自動分析装置を
実現することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。（第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態で
ある自動分析装置の概略構成図である。図１において、
自動分析装置は、制御部１０１と、検体ディスク１０２
と、試薬ディスク１０３と、反応ディスク１０４と、分
注機構１０５と、攪拌機構１０６と、分光器１０７と、
セル洗浄機構１０８と、ノズル洗浄機構１０９とを備え
ている。

【００２１】制御部１０１は、各部の詳細な動作制御を
行う電子回路や記憶装置により構成され、装置の動作を
統括制御する。

【００２２】また、検体ディスク１０２は、検体を入れ
た検体容器１１０を保持し、分析対象物となる検体を、
生化学反応を利用した比色分析を行うために、反応セル
１１１へ必要量移送する分注機構１０５が分注動作を行
えるポジションまで回転移送する。

【００２３】また、試薬ディスク１０３は、試薬を入れ
た試薬容器１１２を保持し、分析対象となる検体中の成
分と反応する試薬とを、比色分析に必要な量だけ反応セ
ル１１１へ移送するために、分注機構１０５が分注動作
を行えるポジションまで回転移送する。

【００２４】また、反応ディスク１０４は、水を代表と
する恒温媒体上に、検体中の成分と試薬とが化学反応し
ている間、両者の混合物である反応液を入れた反応セル
１１１を保持する。さらに、反応ディスク１０４は、比
色分析を行う分光器１０７や攪拌機構１０６、セル洗浄
機構１０８などの動作ポジションまで各動作の対象とな
る反応セル１１１を回転移送する。

【００２５】また、反応攪拌機構１０６は、検体容器１
１０から反応セル１１１に吐出された検体中の分析対象
成分と、試薬容器１１２から反応セル１１１に吐出され
た試薬の反応を促進するために、反応セル１１１中の反
応液の攪拌を行う。

【００２６】また、分光器１０７は、攪拌機構１０６に
より攪拌され化学反応した反応液の吸光度測定による比
色分析を行う。

【００２７】また、セル洗浄機構１０８は、比色分析を
終了した反応セル１１１から反応液の吸引を行い、洗剤
などを吐出し、反応セル１１１の洗浄を行う。

【００２８】また、ノズル洗浄機構１０９は、検体や試
薬を分注した分注機構１０５のノズル先端を、残留物に
より次の分析対象に影響を及ぼさないように洗浄する。

【００２９】図２は、本発明の第１の実施形態である自
動分析装置におけるノズル洗浄機構の概略構成図であ
る。

【００３０】図２において、ノズル洗浄機構１０９は、
ノズルの先端での液残りを軽減するため、洗浄液２０４
をノズルの汚染領域２０３に対して洗浄液２０４が落下
するように噴出させることによりノズルの洗浄を行う。

【００３１】洗浄効果を向上するため、超音波発生源２
０５を洗浄液２０４の噴出軌道に合わせて配置し、超音
波２０６の照射を行う。この超音波２０６の発振周波数
として約１ＭＨｚを使用すると、キャビテーションによ
る洗浄効果の増大が見られ、更に高い周波数を用いると
キャビテーション効果は発生しないが微細な汚れを落と
すことができる。

【００３２】また、超音波発生源２０５は、この超音波
発生源２０５と洗浄箇所との距離を、超音波２０６がつ
くる定在波の腹になるように配置することにより、洗浄
効果を高めることができる。

【００３３】試薬容器１１２として穿孔方式の容器を使
用する場合、穿孔蓋に分注ノズルが接触することから、
穿孔蓋から試薬容器１１２内に分注ノズルを侵入させた
部分ｌＷが汚染領域２０３となる。このため、次の分析
に影響を与えないように、汚染領域２０３を全て洗浄す
る必要がある。

【００３４】穿孔方式の容器を試薬容器として使用する
場合には、試薬分注量が増えると、試薬２０１の液面ｌ
Lは低下するため、試薬分注量に比例して分注ノズルの
汚染領域が拡大する。

【００３５】このため、汚染領域が最も大きくなる領
域、つまり、穿孔式の容器にノズルが侵入し得る最大の
領域の洗浄を、毎回行うことは洗浄液及び洗浄時間を増
大させることとなる。

【００３６】そこで、各試薬ごとに試薬分注量を記憶す
るカウンタ２０２を制御部１０１に接続して設けること
により、試薬の初期における量及び分注量が既知である
から、その試薬容器からの吸引回数をカウンタ２０２に
よりカウントすることにより、試薬の減少量を判断する
ことができる。

【００３７】そして、判断した試薬の減少量から、試薬
容器１１２へのノズルの侵入領域、つまり、試薬汚染領
域２０３を決定し、制御部１０１により汚染領域２０３
のみを効率的に洗浄できるように、分注機構１０５の昇
降動作の制御を行う。

【００３８】すなわち、ノズルの試薬汚染領域２０３の
大きさに比例してノズル洗浄機構１０９への降下位置を
低下させる。これにより、ノズルはその汚染領域のみ、
洗浄液によって十分洗浄可能となり、ノズルの洗浄不要
な部分にまで洗浄液が供給されることが回避される。

【００３９】図３は、本発明の第１の実施形態である自
動分析装置の試薬分注動作およびノズル洗浄の動作フロ
ーチャートである。図３の動作ステップに従い、第１の
実施形態の動作を説明する。

【００４０】制御部１０１は、試薬１の初期液量Ｖ１
（０）からノズル下降距離ｌＤ＋α（図１に示すよう
に、ｌＤは試薬容器１１２上におけるノズル先端の上死
点（最上昇位置）から試薬液面までの距離）を設定する
（ステップＳ３０１）。

【００４１】ここで、突入距離αは、確実に試薬液の吸
引を行うために、ノズル先端部を試薬液中に侵入させる
ために必要な距離であるが、その他の外的因子による下
降距離なども含めた値とする。

【００４２】次に、分注機構１０５を、目標とする試薬
１を分注できるポジションまで旋回後、設定したノズル
下降距離ｌＤ＋αだけノズルを下降させ、試薬容器１１
２から必要な量の試薬２０１を吸引する（ステップＳ３
０２）。

【００４３】そして、制御部１０１は、吸引した試薬量
Ｖｃから試薬１の消費量Ｖｎｃを記憶し、試薬容器１１
２の穿孔穴から試薬液面までのノズルの汚染領域２０３
を洗浄範囲ｌＷと決定する（ステップＳ３０３）。

【００４４】次に、分注機構１０５を上死点ｌＵＤＰま
で上昇させた後、試薬２０１を添加すべき検体が入れら
れた反応セル１１１のポジションまで旋回させ、下降さ
せて反応セル１１１に試薬を吐出する（ステップＳ３０
４）試薬吐出後、分注機構１０５を、上死点ｌＵＤＰま
で上昇させた後、洗浄機構１０９のポジションまで旋回
させ、上述したように、カウンタ２０２のカウント数か
ら、ノズルの汚染領域２０３を判断し、洗浄液２０４
が、その汚染領域２０３を完全に洗浄できるポジション
まで、洗浄機構１０９内にノズルを下降させる（ステッ
プＳ３０５）。

【００４５】そして、洗浄液２０４をノズルに向けて噴
出させながら、超音波２０６をノズルに向けて照射し、
分注機構１０５を低速で、汚染領域に対応する距離ｌＷ
だけ、上昇させる。

【００４６】全汚染領域２０３の洗浄が終了した時点
で、洗浄水２０４の噴出と、超音波２０６の照射を終了
させ、分注機構１０５を上死点ｌＵＤＰまで上昇させる
（ステップＳ３０６）。

【００４７】上記ステップＳ３０１からステップＳ３０
６の動作ステップで、試薬１の分注とノズル洗浄とが終
了し、次に、他の検体に添加する試薬ｎの分注に移行す
る。

【００４８】そして、試薬ｎの残量Ｖｎ（ｍ）が、次に
使用する試薬量Ｖｃに対して十分か否かを判定する（ス
テップＳ３０７）。

【００４９】ステップＳ３０７において、試薬ｎの残量
Ｖｎ（ｍ）が、試薬量Ｖｃに対して不十分である場合、
ステップＳ３１１に進み、試薬残量不足の警告を発生
し、新しい試薬ｎの試薬容器１１２の補充を要求する。

【００５０】ステップＳ３０７において、試薬ｎの残量
Ｖｎ（ｍ）が、試薬量Ｖｃに対して十分であれば、ステ
ップＳ３０８に進み、試薬ｎの残量Ｖｎ（ｍ）からノズ
ル下降距離ｌＤ＋αを設定する。

【００５１】次に、分注機構１０５を、目標とする試薬
ｎを分注できるポジションまで旋回した後、設定したノ
ズル下降距離ｌＤ＋αまで下降させ、試薬容器１１２か
ら必要な量の試薬２０１を吸引する（ステップＳ３０
９）。

【００５２】そして、吸引試薬量Ｖｃから試薬ｎの消費
量Ｖｎｃを記憶し、試薬容器１１２の穿孔穴から試薬液
面までの汚染領域２０３を洗浄範囲ｌＷと決定し、試薬
消費量Ｖｎｃをカウントする（ステップＳ３１０）。

【００５３】続いて、ステップＳ３０４に戻り、以降、
試薬１の分注動作ステップＳ３０４からステップＳ３１
１の動作を、上述と同様にして行う。

【００５４】以上のように、本発明の第１の実施形態に
よれば、穿孔方式の試薬容器１１２の穿孔穴から侵入し
たノズルの長さ、つまり、汚染領域２０３を算出し、算
出した汚染領域２０３に応じて、洗浄機構１０９へのノ
ズルの下降位置を決定する。この下降位置にてノズルを
停止することにより、洗浄機構１０９内にて汚染領域２
０３のみ、有効に洗浄され、汚染領域以外の部分を洗浄
されることが回避される。

【００５５】したがって、ノズルの汚染範囲が広くなる
穿孔方式の試薬容器を用いる自動分析装置において、ノ
ズルの有効な洗浄を維持しながら、洗浄液の消費量低減
と洗浄時間の短縮が可能な自動分析装置を実現すること
ができる。

【００５６】なお、ノズルが洗浄機構１０９内の下降位
置まで下降した後、洗浄液２０４を流し始めて所定時間
経過後、上昇を開始し、所定位置まで上昇した時点で洗
浄液の供給を停止してもよいし、ノズルが下降位置に停
止した状態で洗浄液の供給を停止し、その後、ノズルを
上昇させてもよい。

【００５７】また、洗浄液の供給時間を、洗浄機構１０
９内のノズル下降位置に応じて変更することもできる。

【００５８】（第２の実施形態）図４は、本発明の第２
の実施形態である自動分析装置の要部概略構成図であ
り、洗浄液を貯留しての洗浄する洗浄方法を採用する場
合の例を示す図である。なお、他の構成は第１の実施形
態と同様であるので、その図示及び詳細な説明は省略す
る。

【００５９】図４において、分注ノズルを、洗浄液２０
４を貯留したノズル洗浄機構１０９に、汚染領域２０３
が浸るように浸漬させることにより、ノズルの洗浄を行
う。

【００６０】つまり、第１の実施形態と同様にして、穿
孔式の試薬容器１１２に挿入したノズルの汚染領域を決
定し、その液面位置及び液量が既知の洗浄液２０４にノ
ズルの汚染領域を浸漬させてノズルの洗浄を行う。

【００６１】洗浄効果を向上するため、超音波発生源２
０５をノズル洗浄機構１０９の底部に配置し、ノズルに
超音波２０６の照射を行う。

【００６２】この第２の実施形態においても、第１の実
施形態と同様な効果を得ることができる。

【００６３】（第３の実施形態）図５は、本発明の第３
の実施形態である自動分析装置の要部概略構成図であ
り、穿孔方式の試薬容器１１２内の試薬の液面を検知す
る液面センサを用いる場合の例を示す図である。なお、
他の構成は第１の実施形態と同様であるので、その図示
及び詳細な説明は省略する。

【００６４】図５において、試薬容器１１２として穿孔
方式の試薬容器１１２を使用する場合、試薬分注量によ
り変化する汚染領域２０３を、分注機構１０５内の配置
された液面センサ５０１で検出した液面高さｌLから決
定し、制御部１０１により汚染領域２０３のみを効率的
に洗浄できるように、分注機構１０５の昇降動作の制御
を行う。

【００６５】液面センサ５０１には、ノズルを導電性の
物質で構成し、グランド電極５０２を試薬容器１１２よ
り下方に配置することにより、ノズル先端とグランド電
極５０２との間の誘電率の変化から液体への接触を検知
する静電容量方式のセンサなどが使用できる。

【００６６】液面センサー５０１は、ノズルが液体に接
触することで検知信号を発生するため、穿孔方式の試薬
容器１１２を使用した場合、穿孔穴に付着した液滴に接
触した際にも検知信号を発生する。

【００６７】この場合には、本来の液面は穿孔穴よりも
下方にあることから、分注機構１０５の下降動作中にお
いて、穿孔穴までの下降中は検知信号を無視するように
制御を行う。

【００６８】また、分注機構１０５を最下降点まで下降
させるためにパルスモータへ送る総パルス数から、液面
を検知するまでにパルスモータへ送ったパルス数を差し
引いた残パルス数を、各試薬ごとに記憶しておくことに
より、次に同じ試薬の分注を行う際には、記憶しておい
た残パルス数までの分注機構１０５の下降動作を高速化
できる。

【００６９】以上のように、本発明の第３の実施形態に
おいても、第１の実施形態と同様な効果を得ることがで
きる。

【００７０】なお、上述した例においては、試薬をノズ
ルにより分注する例であるが、ノズル（液体分注手段）
により分注する対象は、試薬に限らず、例えば、検体で
もよく、この検体等を穿孔式の液体容器に収容する場合
にも、本発明は適用可能である。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、ノズルの汚染範囲が広
くなる穿孔方式の液体容器（試薬容器）を用いる自動分
析装置において、ノズルの有効な洗浄を維持しながら、
洗浄液の消費量低減と洗浄時間の短縮が可能な自動分析
装置を実現することができる。

【００７２】つまり、穿孔方式の液体容器を用いた自動
分析装置において、液体分注量を検出するカウンタなど
の液体消費量を検出する手段を設け、検出結果からノズ
ル汚染領域を決定し、汚染領域のみの洗浄を行うよう
に、ノズル洗浄範囲の制御を行う制御部を備え、ノズル
洗浄機構において超音波洗浄を行うことにより、分注ノ
ズルの洗浄における洗浄液の消費量と洗浄時間を増大さ
せることなく、洗浄効果を向上させ、効率的なノズル洗
浄を実現し、分析精度の確保および、スループットの向
上が図れる。

【００７３】また、本発明によれば、穿孔方式に液体容
器を用いた自動分析装置において、液面センサーなどの
液体残量を検出する手段を設け、液体の液面高さを検出
することにより、ノズル汚染領域を決定し、洗浄範囲の
制御を行う制御部を備え、ノズル洗浄機構において超音
波洗浄を行うことにより、分注ノズルの洗浄における洗
浄液の消費量と洗浄時間を増大させることなく、洗浄効
果を向上させ、効率的なノズル洗浄を実現し、分析精度
の確保および、スループットの向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態である自動分析装置の
概略構成図である。

【図２】本発明の第１の実施形態である自動分析装置に
おけるノズル洗浄機構の概略構成図である。

【図３】本発明の第１の実施形態である自動分析装置の
試薬分注動作およびノズル洗浄の動作フローチャートで
ある。

【図４】本発明の第２の実施形態である自動分析装置の
要部概略構成図であり、洗浄液を貯留しての洗浄する洗
浄方法を採用する場合の例を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施形態である自動分析装置の
要部概略構成図であり、穿孔方式の試薬容器１１２内の
試薬の液面を検知する液面センサを用いる場合の例を示
す図である。

【符号の説明】

１０１制御部１０２検体ディスク１０３試薬ディスク１０４反応ディスク１０５分注機構１０６攪拌機構１０７分光器１０８セル洗浄機構１０９ノズル洗浄機構１１０検体容器１１１反応セル１１２試薬容器２０１試薬２０２カウンタ２０３汚染領域２０４洗浄液２０５超音波発生源２０６超音波５０１液面センサ５０２グランド電極

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体容器の開口部が穿孔式の液体容器から
液体を液体分注手段により分注して、分析対象物を分析
する自動分析装置において、上記液体容器内の液体残量または液体消費量を検出する
液体量検出手段と、上記液体量検出手段の液体消費量の検出結果から上記液
体分注手段における液体による汚染領域を決定し、上記
液体分注手段を洗浄する洗浄範囲を決定し、上記液体分
注手段に対する洗浄動作の制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】請求項１記載の自動分析装置において、液
体量検出手段は、上記液体分注手段による液体分注量を
検出するカウンタであることを特徴とする自動分析装
置。
【請求項３】請求項１記載の自動分析装置において、液
体残量を検出する手段として、液面センサーを備えるこ
とを特徴とする自動分析装置。
【請求項４】請求項１記載の自動分析装置において、超
音波を用いて洗浄効果を高める、液体分注手段の洗浄機
構を備えることを特徴とする自動分析装置。
【請求項５】請求項１〜４のうちのいずれか一項記載の
自動分析装置において、上記液体は試薬であることを特
徴とする自動分析装置。