JP2002303633A - 分注装置 - Google Patents

分注装置

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JP2002303633A
JP2002303633A JP2002038033A JP2002038033A JP2002303633A JP 2002303633 A JP2002303633 A JP 2002303633A JP 2002038033 A JP2002038033 A JP 2002038033A JP 2002038033 A JP2002038033 A JP 2002038033A JP 2002303633 A JP2002303633 A JP 2002303633A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸引か吐出かの動作状態を示す信号と上記流
体センサの出力信号に基づいて分注器1a、1bに分注
される各流体の検体センサ設置個所の通過量を積分解析
して分注量、吸引量を求める演算手段を有する分注装置
において、分注器1a、1b内の洗浄ができるようにす
る。 【構成】 洗浄液を蓄える洗浄液槽18と、洗浄液槽1
8と分注器1a、1bとの間に設けられたポンプ19を
備え、ポンプ19により分注器1a、分注器1a、1b
への液体吸引及び該管1a、1bからの吐出を行うこと
ができるようにされると共に、洗浄液槽18内の洗浄液
を分注器1a、1bに供給することによりその管内を洗
浄できるようにしてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、分注装置、特に吸引作
用により管内に液体を吸い上げ、吐出して分注する分注
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】分注装置として特開昭62−64912
号公報に紹介されたように、計量器内圧を検出する圧力
センサを設け、計量器と被吸引液体を入れた容器との上
下方向の相対的移動によって計量器下端を被吸引液体中
に浸漬するときに生じる計量器内圧の変化から被吸引液
体の液面を検出し、液面検出後吸引を開始し、計量器内
圧の推移から正規分注量か否かの判定、つまり等の異常
の有無の判定を行うようにしたものがあった。
【0003】ところで、計量器内圧を検出する圧力セン
サを設け、圧力センサの出力の変化から液面検出、つま
り等の異常の有無の判定を行うようにした従来の分注装
置には下記の問題があった。即ち、圧力センサにより計
量器内圧を測定する内圧検出式分注装置は、圧力センサ
により圧力を検出する部分には必ず空気が存在するよう
になっていなければならない。これが分注装置に対する
設計上の制約になる。即ち、吸引媒体が空気に限定され
る。
【0004】従って、計量器に液体の吸引、吐出を行わ
せるポンプの反計量器側に洗浄液槽を設け、分注終了後
ポンプによって洗浄液槽内の洗浄液を計量器側へ供給
し、計量器内部を洗浄することのできるようにすること
は非常に難しい。というのは、ポンプと計量器との間を
つなぐパイプの圧力センサを接続した部分に洗浄液が通
るときには圧力センサにより計量器内圧を測定すること
ができないからである。そして、今分注した液体の一部
が次の分注液体に混ざるのを避ける必要性があり、それ
には洗浄機能を分注装置に付与することが好ましいので
あるが、計量器内圧検出式の分注装置にはその適用が難
しく、このことは看過できない問題となる。
【0005】また、計量器内圧の変化と吸引、吐出の経
過時間の関係から分注量の計測、つまりの有無の検出等
を行うには、微分解析等複雑な手法を必要とするし、実
際上分注量の計測誤差も大きい。そして、計量器内圧に
より分注量を測定する分注装置は、分注された液体の種
類を識別することができないという問題も有している。
【0006】即ち、血液は時間経過に伴って血球が沈殿
し、血清が上部に血球が下部に分離した状態になるが、
血清のみを分注する必要のある場合があるし血球のみを
分注する必要のある場合もあるが、計量器内圧により分
注量を測定する分注装置だと吸引された液体の識別が不
可能なので、そのような場合には適用することが不可能
である。
【0007】そこで、本願発明者はこのような問題点を
解決すべく、分注する液体の識別が可能で、分注量の測
定等のためのセンサの取付部分に必ず空気が通るように
するという拘束がなく、従って自動的洗浄機能を付与す
ることが容易で、しかも微分解析の如き複雑な演算をし
なくても正確に分注量の計測、液面検出ができる新規な
分注装置を案出し、本願出願人会社がそれについて特願
平4−321216号により提案した。
【0008】その提案に係る分注装置は、管内を通る流
体の種類を光学的に識別する流体センサを設けたもの、
流体センサを設けると共に該流体センサの出力信号に基
づいてセンサ設置箇所の通過量を積分解析して分注量、
吸引量を求める演算手段を有するもの、及び、これらの
分注装置において、流体センサが、発光波長変化可能な
発光手段と、該発光手段から出射され管内を通過した光
を受光する受光手段と、からなり、該発光手段の発光波
長の変化に対する上記受光手段の出力の変化から流体の
種類を検出するようにしたもの、並びに、流体センサを
設けるとともに、管の吸い上げ端が被検体に対する相対
的低下により被検体の液面に達したことを流体センサに
より検出される流体が空気から被検体に切換ったことに
より検出するようにしたものである。
【0009】そして、管内を通る流体の種類を光学的に
識別する流体センサを設けた分注装置によれば、管内を
通る流体の種類を光学的に識別する流体センサを設けた
ので、管内に吸引された流体の種類を検出して流体の種
類毎の吸引量、吐出量を測定することが可能になる。
【0010】また、流体センサを設けるとともに、該流
体センサの出力信号に基づいてセンサ設置箇所の通過量
を積分解析して分注量、吸引量を求める演算手段を有す
る分注装置によれば、管に設けた流体センサの出力信号
に基づいてセンサ設置箇所の流体の通過量を積分解析す
る演算手段を有するので、分注量、吸引量を正確且つ簡
単に自動的に求めることができる。
【0011】これらの分注装置のうち、流体センサが、
発光波長変化可能な発光手段と、該発光手段から出射さ
れ管内を通過した光を受光する受光手段と、からなり、
該発光手段の発光波長の変化に対する上記受光手段の出
力の変化から流体の種類を検出するようにしたものによ
れば、発光手段による発光波長の違いに対する受光手段
の出力の変化から液体の種類を検出するので、正確且つ
迅速に流体の種類を検出することができる。
【0012】また、流体センサを設けるとともに、管の
吸い上げ端が被検体に対する相対的低下により被検体の
液面に達したことを流体センサにより検出される流体が
空気から被検体に切換ったことにより検出するようにし
た分注装置によれば、流体センサにより検出される流体
が空気から被検体に切換ったことにより液面を検出する
ので確実な液面検出が可能になる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特願平4−
321216号により提案した上述した分注装置には、
分注器の洗浄ができるように配慮したものがなかった。
従って、作業員が手作業等で分注器を洗浄せざるを得な
かった。
【0014】本発明はこのような問題を解決するために
為されたもので、洗浄をも為し得る分注装置を提供する
ことを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1の分注装置は、
一つの管内の液体を吸引作用により別の管内に吸い上げ
吐出して分注し、上記別の管にこの管内を通る液体の種
類を光学的に識別する流体センサを設け、吸引か吐出か
の動作状態を示す信号と上記流体センサの出力信号に基
づいて各流体の検体センサ設置個所の通過量を積分解析
して分注量、吸引量を求める演算手段を有する分注装置
であって、洗浄液を蓄える洗浄液槽と、該洗浄液槽と上
記別の管との間に設けられたポンプを備え、上記ポンプ
が上記別の管への液体吸引及び該管からの吐出を行う吐
出手段と、上記洗浄液槽内の洗浄液を上記別の管に供給
することによりその管内を洗浄する洗浄手段を構成して
いることを特徴とする。
【0016】従って、請求項1の分注装置によれば、ポ
ンプにより洗浄液槽内の洗浄液を、分注する液体を一時
的に蓄える管(別の管)に供給することことができるの
で、その管が分注した液体により生じた汚れを除去する
ことができる。依って、一つの検体としての液体に別の
検体としての液体が混ざることを防止することができ
る。
【0017】
【実施例】以下、本発明分注装置を図示実施例に従って
詳細に説明する。図1乃至図4は本発明分注装置の第1
の実施例を示すもので、図1は分注装置の構成図、図2
は流体センサーの構成図、図3は分注器を降下させたと
きの流体センサの出力信号の変化図、図4は試験管内径
の自動判別動作を説明する流体センサの出力信号の変化
図である。
【0018】先ず、図1に従って分注装置の全体的構成
を説明する。1は分注器で、1aはその分注器主部、1
bはその分注器主部1aと一体の吸い込み管1bであ
る。3は該吸い込み管1bの外側の適宜な位置に流体セ
ンサ3が設置されている。この流体センサ3は図2に示
すような構成を有している。
【0019】即ち、本流体センサ3は、赤外線発光ダイ
オード4と、これと上記吸い込み管1bを挟んで対向す
るホトトランジスタ5とからなり、発光ダイオード4か
ら出射された光のホトトランジスタ5における受光量が
吸い込み管1bを通る流体の種類によって異なることを
利用して流体の種類を識別する働きをする。
【0020】具体的には、通る流体が空気であれば、そ
れに吸収される光の量が少ないのでホトトランジスタ5
の受光量は大きく、通る流体が水であれば受光量は稍少
なくなり、血清ならば受光量が更に少なくなり、血球な
らば受光量が相当に少なくなる。従って、受光量の大き
さから流体の種類の識別ができるのである。
【0021】7は分注器1を保持する分注器保持ブロッ
クで、上下動可能に、即ち、Z軸方向に移動可能に設け
られており、そして、Z軸駆動モータ8によりZ軸方向
に移動せしめられる。そして、分注器保持ブロック7及
びこれを駆動するZ軸駆動モータ8は、図示しないX、
Y駆動機構によりX方向、Y方向に移動せしめられるよ
うになっている。
【0022】9は制御回路で、Z軸駆動モータ8を駆動
する第1のドライバ10及び後述するポンプ(18)を
駆動する第2のドライバ11を制御し、又、アンプ12
により増幅された流体センサ3の出力信号を取り込んで
流体の識別等を行う。13はアンプ12の出力をアナロ
グ信号からディジタル信号に変換するA/Dコンバー
タ、14はCPU、15はパラレル入出力回路、16は
シリアル入出力回路で、本制御回路9はシリアル入出力
回路15を介して図示しないホストコンピュータに接続
され、該ホストコンピータの端末機器を成している。
尚、ホトコンピュータの端末機器としてではなく、独立
した制御回路により分注装置を制御するようにしても良
い。
【0023】17は検体が入れられた試験管で、本例で
は検体として血液が入っている。Aは血液の上部にたま
る血清であり、Bは下部に沈殿する血球である。18は
試験管16内から分注器主部1a内への検体の吸引、分
注器主部1aからの検体の吐出を行うポンプであり、次
に述べる洗浄槽(19)内の洗浄液を分注器主部1a側
に供給して分注器主部1aの内部及び吸い込み管1bの
内部を洗浄する役割も果たす。
【0024】19は洗浄液槽で、分注器主部1aの内部
及び吸い込み管1bの内部を洗浄する洗浄液を蓄える。
本実施例は液体吸引、吐出手段としてシリンジに代えて
ポンプ18を用い、且つ、洗浄液槽19内の洗浄液をポ
ンプ17により分注器主部1a側に供給して分注器主部
1aの内部及び吸い込み管1bの内部を洗浄できるよう
にしたものである。
【0025】即ち、試験管16内から分注器主部1a内
への検体の吸引、分注器主部1aからの検体の吐出はポ
ンプ18により行うが、このポンプ18は洗浄液槽19
ともつながれ、ポンプ18により洗浄液を分注装置主部
1a側へ供給することができるようになっている。
【0026】本分注装置は、特願平04−321216
により提案した前述の分注装置とは概ね共通する点と、
相違する点を有する。そこで、先ず、その概ね共通する
点について説明する。本分注装置は、基本的には、制御
回路9の動作によりZ軸駆動モータ8を駆動して分注器
保持ブロック7を上下動させると共に分注器1a、1b
内への検体の吸引、吐出をさせる。但し、その吸引、吐
出はポンプ18を駆動することにより行う。一方、制御
回路9は流体センサー3からの流体の種類を示す信号を
処理するので、現在の吸引か吐出かの動作状態を示す信
号と流体センサ3取付部を通る流体の種類を示す信号と
を適宜演算することにより分注量、吸引量を常に把握す
ることができ、そしてその把握をしながら分注、吸引を
行うことができるので、常に正確に分注量をコントロー
ルすることができる。
【0027】即ち、分注器1a、1bの駆動速度と吸引
時間あるいは吐出時間が解れば、積分解析により、ある
いは単なる乗算により(駆動速度が一定であれば単なる
乗算で済む)吸引量、吐出量を正確に求めることができ
るのである。勿論、分注器の吸い込み管1bの下端から
流体センサ3設置箇所に至る部分の内部容積が誤差要因
となるが、これをデータとして取り込んで誤差の補償
(補正)を行えば誤差をなくすことができ、きわめて正
確な分注を行うことができる。
【0028】ここで、この分注装置の動作の一例につい
て図3に従って説明する。先ず、分注器1a、1bに吸
引をさせながら分注器保持ブロック7を降下させる(t
0)。吸い込み管1bの下端が試験管17内の検体に達
するまでは流体センサ3に取り付け部は空気が通る。従
って、ホトトランジスタ5の受光量は大きい。
【0029】吸い込み管1bの下端が試験管17の検体
である血清Aの表面に達すると血清Aが吸引され始め、
直ちに血清Aが流体センサ3取付部を通過し始める(t
1)。すると、血清Aにより赤外線が遮ぎられてホトト
ランジスタ5の受光量が低下する。t2は血清Aにより
受光量が低下しきった時点である。
【0030】更に、分注器保持ブロック7の降下、分注
器1の吸引を続けると血清Aよりも更に濃度の高い血球
Bが吸引され始め、その後、直ちに血清Bが流体センサ
3取付部を通過し始める(t3)。すると、血球Bの遮
光性は血清Aのそれよりも強いのでホトトランジスタ5
の受光量は更に低下する。t4は血球Bによって低下し
きった時点である。そして、血球Bを吸引しつくすと空
気を吸うので、受光量は元の大きな値に戻る。t5は受
光量が元に戻り始めた時点である。
【0031】従って、血清Aのみを分離して分注すると
きは、第1回目の受光量の低下(血清Aの吸引開始)が
済み、更に第2回目の受光量の低下(血球Bの吸引開
始)が生じた時点で、吸引を停止し、そして、吸い込み
管1bの吸い込み端からセンサ3取付け箇所までの内部
体積分だけ血球Bが入り込んでいるのでその分だけ吐出
して試験管17に戻す。その後、分注器保持ブロック7
を上昇させ、他の容器に分注器1内の血清Aを分注す
る。また、血球Bのみを分離して分注するときは、上述
したようにして他の容器に分注器1内の血清Aを吐出し
た後、試験管17の残り、即ち血球Bを分注器1a、1
bに吸引し、それを更に別の容器に吐出すれば良い。
尚、この場合、血清Aの吐出後血球Bの吸引前に洗浄液
槽19内の洗浄液、例えば水の吸引、吐出により分注器
1a、1b内を洗浄するようにすることができる。
【0032】図4は試験管内径の自動判別動作を説明す
る流体センサの出力信号の変化図である。この動作の説
明の前に内径の判別の必要性を述べる。吸引動作をきち
んと行うには、吸引による液面低下と略同じ速度で分注
器保持ブロック7が降下することであり、そして、単位
時間当りの吸引量が一定だとすると、吸引による液面低
下速度は試験管17の内径の2乗に反比例する。従っ
て、吸引のための低下速度を制御するには試験管17の
内径を検知する機能を持つことが好ましい。
【0033】というのは、若し、分注器保持ブロック7
の降下速度が速過ぎる場合には、吸い込み管1bの下部
が深く検体内に入り、外面に検体が付着する。すると、
分注器1a、1b等がX、Y方向に移動して分注先に達
する途中でその吸い込み管1b外面に付着した検体が並
んでいる別の人の分注容器に滴下して混ってしまうとい
うことが起きる虞れがある。逆に、降下速度が遅過ぎる
時には空気を吸い込み検体の吸引が出来ないことにな
る。従って、吸引には的確な分注器1a、1bの降下速
度のコントロールが必要なのであり、それには試験管1
7の内径の検出が不可欠なのである。
【0034】分注器1a、1bによる吸引をしながら分
注器保持ブロック7が降下し始め(t0)るが、当初は
吸い込み管1bが液面に達していないので吸引しても流
体センサ3取付部を通るのは空気だけであり、従って、
流体センサ3の受光量は大きい。その後、吸い込み管1
b下端が検体に達すると検体が吸引され、その検体が流
体センサ3取付部を通過し始める(t1)と、受光量が
低下し始める。そして、受光量の低下が終り一定したと
ころで分注器保持ブロック7の降下を一旦停止させ吸引
は続行する。
【0035】すると、降下は停止しているのですぐに空
気が吸引される状態になり、受光量が増大して元の値に
戻る。ちなみに、試験管17の内径が小さい場合には早
く受光量が元の値に戻り(t3)内径が大きい場合には
遅く受光量が元に戻る(t4)。
【0036】その後、受光量が一定したことを確認した
時点t5において分注器支持ブロック7を一定量降下さ
せると共に吸引を開始する。すると、検体が吸引され流
体センサ3取付部に達してホトトランジスタ5の受光量
の低下が始まり、その検体に見合った値まで低下する
(t6)。そして、その時点を時間の計測開始時点とす
る。そして、検体を吸引しつくすと次に空気が吸引され
る状態になり、流体センサ3は空気を検出し始め、従っ
て、受光量が増加し始める。そして、受光量が増加しき
った時点を計測終了時点とする。計測時間は試験管17
の内径に対応した値になり、内径が小さいと計測時間が
短かくなり[受光量が元に戻りきったときのタイミング
が早くなり(t7)]、従って、その内径が大きい程計
測時間が長くなる。t8は内径が大きく受光量が元に戻
るタイミング遅くなった場合のその元に戻った時点であ
る。
【0037】しかして、この計測時間から試験管17の
内径を検出することができ、延いてはこの内径を吸引時
における分注器保持ブロック17の降下速度のCPU1
4により行う演算の演算式の定数として用い的確な降下
速度の制御を可能にすることができる。
【0038】尚、分注装置において、液面検出も非常に
重要であるが、本分注装置によってもそれは簡単に行う
ことができる。即ち、分注器1a、1bに吸引をさせな
がら分注器保持ブロック7を降下させると、やがて吸い
込み管1bの吸い上げ端が液面に達し、直ちに検体が流
体センサ3の取付箇所を通る。すると、それに伴って流
体センサ3のホトトランジスタ5の受光量が変化し、延
いては流体センサ3の出力が変化する。従って、その出
力の変化から吸い込み管1bが検体の液面に達したこと
を検知することができる。
【0039】尚、この場合でも、吸い込み管の吸い込み
口から流体センサ3の取付け箇所までの部分の容積が誤
差成分となるが、それは既知の値なので補正が容易であ
る。尚、上記流体センサ3はある帯域の波長の光(赤外
線)を発生するホトダイオード4が光源として用いられ
ており、光源の波長は変えられないようになっている。
【0040】しかしながら、光源として発光波長を変化
させることができるものを用い、発光波長を変化させた
時のホトダイオードの受光量の変化の仕方から流体の種
類を識別をするようにしても良い。というのは、血清、
血球等検体はそれぞれ互いに異なる帯域の波長の光に対
して強い吸収性を持つという性質を有しており、従っ
て、透過光のスペクトル分布が検体の種類によって異な
るからである。
【0041】そして、このスペクトル分布による識別法
によれば流体の種類の識別をより正確に行うことができ
る。というのは、単にホトトランジスタ5の出力から流
体の種類を識別する方法だと、吸い込み管の外壁面に付
着したゴミ等によって光が減衰するとそれが誤差要因と
なるが、スペクトル分布による識別法によれば、波長の
変化に対して出力がどのように変化するか、どの波長の
光の受光量が低下しているかによって流体の識別がで
き、ゴミ等による出力の減衰は誤差要因とはならないか
らである。
【0042】次に、本分注装置の、特願平04−321
216により提案した分注装置とは相違する点について
説明する。即ち、本分注装置は、洗浄液槽19内の洗浄
液をポンプ17により分注器主部1a側に供給して分注
器主部1aの内部及び吸い込み管1bの内部を洗浄でき
るという利点を有する。
【0043】即ち、試験管16内から分注器主部1a内
への検体の吸引、分注器主部1aからの検体の吐出はポ
ンプ18により行うが、このポンプ18は洗浄液槽19
ともつながれ、ポンプ18により洗浄液を分注装置主部
1a側へ供給することができるようになっており、分注
した後洗浄液槽18内の洗浄液を分注装置主部1a側に
供給することにより洗浄することができる点で優れてい
るのである。そして、洗浄機能を備えたので、洗浄動作
がきちんと行われているかどうかの把握、洗浄液供給量
の制御、洗浄液供給後次の分注に供するための洗浄液の
ポンプ17側への退避が必要であるが、本分注装置にお
いてはそれが可能である。というのは、検体センサ3に
よりその取付部を通る流体が洗浄液(例えば水)である
か否かも検出することができるので、洗浄液の通過量開
始タイミング、通過量把握できるからである。
【0044】即ち、分注終了後の洗浄液の吐出動作時
に、流体センサ3が洗浄液を吐出すれば、その時点を持
って開始時点と認識し、その時点から予め設定された時
間吐出を続け、その時間経過すると洗浄液の吐出を終了
する。そして、その後、吸引を開始する。すると、分注
装置内の洗浄液は後退し、やがて流体センサ3で検出す
る流体が空気に切換わる。その切換わり時点から予め設
定された時間経過するまで洗浄液を洗浄槽18側へ戻す
動作を続ける。これにより、次の分注に臨める状態にす
ることができる。
【0045】尚、このような洗浄機能付き分注装置には
従来の分注器の圧力センサを用いることはできない。と
いうのは、圧力センサによれば必ずエアーを媒体としな
ければならず、洗浄液が圧力センサによる内圧検出を妨
げるからである。しかるに、流体センサ3は光学的に管
内を通る液体の種類を識別できるので、本発明は図1に
示すような洗浄機能付き分注装置に最適である。
【0046】
【発明の効果】請求項1の分注装置は、一つの管内の液
体を吸引作用により別の管内に吸い上げ吐出して分注
し、上記別の管にこの管内を通る液体の種類を光学的に
識別する流体センサを設け、吸引か吐出かの動作状態を
示す信号と上記流体センサの出力信号に基づいて各流体
の検体センサ設置個所の通過量を積分解析して分注量、
吸引量を求める演算手段を有する分注装置であって、洗
浄液を蓄える洗浄液槽と、該洗浄液槽と上記別の管との
間に設けられたポンプを備え、上記ポンプにより上記別
の管への液体吸引及び該管からの吐出を行うことができ
るようにされると共に、上記洗浄液槽内の洗浄液を上記
別の管に供給することによりその管内を洗浄できるよう
にされてなることを特徴とする。
【0047】従って、請求項1の分注装置によれば、ポ
ンプにより洗浄液槽内の洗浄液を、分注する液体を一時
的に蓄える管(別の管)に供給することことができるの
で、その管が分注した液体により生じた汚れを除去する
ことができる。依って、一つの検体としての液体に別の
検体としての液体が混ざることを防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明分注装置の第1の実施例の構成図であ
る。
【図2】流体センサの構成図である。
【図3】分注器降下時の流体センサの出力信号の変化図
である。
【図4】試験管内径の自動判別動作を説明する流体セン
サの出力信号の変化図である。
【符号の説明】
1a、1b 分注器(別の管) 3 流体センサ 9 制御回路 17 試験管(一つの管) 18 ポンプ 19 洗浄液槽
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Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一つの管内の液体を吸引作用により別の
    管内に吸い上げ吐出して分注し、上記別の管にこの管内
    を通る液体の種類を光学的に識別する流体センサを設
    け、吸引か吐出かの動作状態を示す信号と上記流体セン
    サの出力信号に基づいて各流体の検体センサ設置個所の
    通過量を積分解析して分注量、吸引量を求める演算手段
    を有する分注装置であって、 洗浄液を蓄える洗浄液槽と、 上記洗浄液槽と上記別の管との間に設けられたポンプ
    と、 を備え、 上記ポンプが、上記別の管への液体吸引及び該管からの
    吐出を行う吐出手段と、上記洗浄液槽内の洗浄液を上記
    別の管に供給することによりその管内を洗浄する洗浄手
    段を構成していることを特徴とする分注装置。
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