JP2005003610A - 分注装置及びこれを備えた自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より短時間で効果的に分注プローブの内壁面を洗浄することができる手段の提供を課題とする。
【解決手段】流路１６ｂ内を満たす洗浄液の一部を加熱して気泡を発生させるセラミックヒータ５ｂと、このセラミックヒータ５ｂの加熱位置よりもシリンジピストンポンプ側に近い位置の洗浄液を加熱して、前記気泡に対して洗浄液の層を介在させた状態で他の気泡を発生させるセラミックヒータ５ａとを備える構成を採用した。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体試料に対して種々の検査を行う自動分析装置と、この自動分析装置における分注作業に用いて好適な分注装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動化学分析装置では、人体の尿，血液等からなる検体を反応容器に分注し、更に、これに対して検査項目毎に設定される所定の試薬を分注して混合することにより生ずる反応状態を検出する。この反応容器への検体、試薬等の試料（以下、検体および試薬を含めて試料と記す。）の分注には、分注プローブが使用される。分注プローブは、モータ駆動のシリンジ型ポンプ等に連結されており、ポンプの動作により、試料の吸引，吐出がなされるように構成されている。
このような吸引，吐出動作の後には、微量の試料が分注プローブの内面および外面に付着して残る。この分注プローブに残った試料が別の試料に持ち越されて混入すると、分析結果に影響を及ぼすため、吸引，吐出後に試料が変更される場合には、その都度、分注プローブの内面および外面を洗浄液により洗浄している。
【０００３】
一方で、自動化学分析装置の分野では、更なる処理速度の向上が望まれている。そのために、上述の分注プローブの洗浄をより短時間で効率的に行う方法が必要となっている（例えば、１秒以下の時間で分注プローブへの試料の付着量が１０ｐｐｍ〜０．１ｐｐｍのレベルまで下げる洗浄を行うことが望まれている。）。
【０００４】
例えば、分注プローブ内に流す洗浄液の圧力を高くして洗浄液流量を増やすことにより、ある程度洗浄時間を短縮することはできる。しかしながら、分注プローブの内径が非常に細い（０．２ｍｍ程度）ため、圧力を高くしても洗浄流量増大にも限界がある。また、高圧力で液体を送るポンプは大掛かりな装置が必要であり、途中の配管系の耐圧性能にも限界があるため適用が難しい。一般的に使用されるポンプ，弁体，継手等の場合では、最大０．５ＭＰａ程度の圧力での送液が限界であり、短時間で効果的に洗浄することに限界がある。
【０００５】
これに対し、洗浄効果を向上させる方法として、例えば下記特許文献１には、分注プローブ内の洗浄液中に気泡を混入し、気泡のこすり付け効果により、洗浄効果を促進させる気泡発生装置が開示されている。これについて、図１０を用いて説明する。
【０００６】
この気泡発生装置は、液体を通す管路２５８と、管路２５８に近接する第１の気体室２９６と、第１の気体室２９６及び管路２５８間に配置されたオリフィス２５３と、オリフィス２５３に着座してこれを閉じる弁部材２４８と、第１の気体室２９６を加圧気体の供給源に連通させる気体入口２４２とを備えている。そして、この気泡発生装置では、弁部材２４８がオリフィス２５３に着座してこれを閉じる閉鎖位置と、弁部材２４８がオリフィス２５３を開いて第１の気体室２９６及び管路２５８間を連通させる開放位置との間で弁部材２４８を動作させることにより、管路２５８内に気泡を混入するようにしている。
これにより、分注プローブの洗浄時に、１００気泡／秒の気泡を分注プローブ内に迅速に注入させることができ、気泡のこすりつけ効果によって液体の洗浄を促進することが可能となっている。
【０００７】
また、下記特許文献２には、高圧の蒸気・気泡による洗浄機構を有する自動分析装置が開示されている。これについて、図１１を用いて説明する。
この自動分析装置は、分注プローブ１２６を用いてこれに吸引したサンプル・試薬を図示されない反応容器内に分注すると共に、分注プローブ１２６の近傍または分注プローブ１２６に通じる配管流路１４３の一部に、高温加熱装置１４１もしくは高温加熱装置１４５を設けた構成となっている。そして、分注プローブ１２６を洗浄する際に、高温加熱装置１４１もしくは高温加熱装置１４５により、分注プローブ１２６内または分注プローブ１２６に通じる配管流路１４３内の洗浄液を加熱して瞬時に沸騰させ、その急激に膨張する体積変化によって生じる高い圧力を有する蒸気・気泡により、残留している洗浄液及びサンプル又は試薬を分注プローブ１２６の先端から排出させることが可能となっている。
【０００８】
【特許文献１】
実公平６−４３７２３号公報
【特許文献２】
特開平１１−９４８４３公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１に記載の気泡発生装置では、短時間で十分に高い洗浄効果をあげるためには、分注プローブ内壁面への気泡のこすりつけ効果を非常に高くする必要があり、そのためには、分注プローブ内に非常に高い圧で気泡を注入させる必要がある。しかしながら、上記気泡発生装置において非常に高い圧力で気泡を注入させようとすると、装置構成が複雑化、大型化する問題が生じる。
また、上記特許文献２に記載の自動分析装置では、分注プローブ内壁面に残留するサンプル又は試薬の付着力が強い場合には、１回の加熱による洗浄液の排出だけでは洗浄効果が不十分となる虞がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、より短時間で効果的に分注プローブの内壁面を洗浄することができる手段の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１に記載の分注装置は、液体を吸引及び吐出する分注プローブと、該分注プローブに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、これら分注プローブ及び洗浄液供給手段間を接続する流路とを備えた分注装置において、前記流路内を満たす前記洗浄液の一部を加熱して気泡を発生させる第１の加熱手段と、該第１の加熱手段の加熱位置よりも前記洗浄液供給手段側に近い位置の洗浄液を加熱して、前記気泡に対して前記洗浄液の層を介在させた状態で他の気泡を発生させる第２の加熱手段とを備えた分注プローブ洗浄手段を有することを特徴とする。
上記請求項１に記載の分注装置によれば、第１の加熱手段により流路内の洗浄液の一部を加熱すると、流路内に急激に膨張する気泡が発生する。同様に、第２の加熱手段により流路内の洗浄液を加熱すると、前記気泡に対する上流側（すなわち洗浄液供給手段側）に、洗浄液の層を介在させた状態で他の気泡が発生する。この、他の気泡は、あたかも空気でできた弁体のような役目をなし、相対的に下流側で膨張を続ける前記気泡が上流側（すなわち洗浄液供給手段側）に向かって膨張しようとするのを阻止する。これにより、前記気泡は、下流側（すなわち分注プローブの吐出口に向かう側）に向かって効率的に膨張し、洗浄液を高温・高圧の状態で押し出し、吐出口から噴出させる作用をする。このとき、前記気泡を含んだ洗浄液が分注プローブ内壁面に激しく衝突しながら通過するため、効果的に洗浄することができる。
したがって、第１の加熱手段の加熱により発生させる気泡の圧力を、逃すことなく分注プローブの内壁面の洗浄に利用することができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の分注装置は、液体を吸引及び吐出する分注プローブと、該分注プローブに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、これら分注プローブ及び洗浄液供給手段間を接続する流路とを備えた分注装置において、前記流路内を満たす前記洗浄液を、前記流路の延在方向に沿った複数個所で、前記洗浄液供給手段側から前記分注プローブ側に向かって高温化する温度分布を持って加熱することで、互いの間に前記洗浄液の層が介在するように複数の気泡を発生させる第３の加熱手段を備えた分注プローブ洗浄手段を有することを特徴とする。
上記請求項２に記載の分注装置によれば、第３の加熱手段により流路内の各個所における洗浄液を加熱すると、急激に膨張する気泡が発生する。このとき発生する各気泡は、互いの間に介在する洗浄液の層により互いに独立した状態を保ち続けている。さらに、これら気泡は、第３の加熱手段が形成する温度分布により、洗浄液供給手段側から前記分注プローブ側に向かって高圧化するように形成される。そして、これら隣り合う気泡のうち、相対的に上流側（すなわち洗浄液供給手段側）にあるものが、あたかも空気でできた弁体のような役目をなし、相対的に下流側（すなわち分注プローブの吐出口に向かう側）で膨張を続ける前記気泡が上流側に向かって膨張しようとするのを阻止する。これにより、前記気泡は、下流側（すなわち分注プローブの吐出口に向かう側）に向かって効率的に膨張し、洗浄液を高温・高圧の状態で押し出し、吐出口から噴出させる作用をする。このとき、前記気泡を含んだ洗浄液が分注プローブ内壁面に激しく衝突しながら通過するため、効果的に洗浄することができる。
したがって、第３の加熱手段の加熱により発生させる気泡の圧力を、逃すことなく分注プローブの内壁面の洗浄に利用することができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の分注装置は、請求項１または請求項２に記載の分注装置において、前記分注プローブ洗浄手段が、さらに、少なくとも加熱後の前記分注プローブ洗浄手段を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする。
上記請求項３に記載の分注装置によれば、プローブ内の洗浄液を一旦吐出させた後の、高温化した分注プローブ洗浄手段（さらには流路）を冷却手段により迅速に冷却し、各気泡が発生する前の状態に迅速に復旧させることができる。したがって、分注プローブ内の洗浄を短時間の間に繰り返し行うことができるようになる。
【００１４】
請求項４に記載の分注装置は、請求項３に記載の分注装置において、前記冷却手段が、温度制御可能に構成されていることを特徴とする。
上記請求項４に記載の分注装置によれば、分注プローブ洗浄手段全体の温度制御をより効率的に行うことができる。これにより、例えば、分注プローブ洗浄手段の温度を加熱時以外は常に一定温度に保つようにし、安定した洗浄液の噴出を行えるようにすることが可能である。
【００１５】
請求項５に記載の自動分析装置は、検体及び試薬が分注される反応容器と、該反応容器内で混合された前記検体及び前記試薬の混合液から前記検体の検査を行う分析手段とを備えた自動分析装置において、前記検体及び前記試薬を前記反応容器に分注する分注手段として、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の分注装置を備えることを特徴とする。
上記請求項５に記載の自動分析装置によれば、その分注装置が、より短時間で効果的に分注プローブの内壁面を洗浄可能としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の自動分析装置及びこれに備えられている分注装置の各実施形態を、図面を参照しながら以下に説明するが、本発明がこれらのみに限定解釈されるものでないことは勿論である。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１〜図４を参照しながら、本発明の第１実施形態の説明を行う。図１は、本実施形態の自動分析装置の概略構成を示す平面図である。また、図２は、同自動分析装置に備えられている分注装置の構成を説明する説明図である。また、図３は、同分注装置の要部を示す縦断面図である。また、図４は、同分注装置の同要部の動作を説明するための説明図である。
なお、以下の説明においては、自動分析装置全体の説明を行った後、これに備えられている分注装置の説明を続けて行うものとする。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の自動分析装置は、装置本体１上に、反応ディスク２，検体用ターンテーブル３，試薬用ターンテーブル４，検体用分注ユニット（分注装置）８，試薬用分注ユニット（分注装置）９等が配設された構成となっている。
【００１９】
反応ディスク２には、複数本の反応容器５が同心円周上に沿って環状配置されており、また、検体用ターンテーブル３には、複数本の検体容器６が同心円周上に沿って環状配設されている。また、試薬用ターンテーブル４には、複数本の試薬ボトル７が、同心円周上に沿って環状配設されている。
【００２０】
各検体容器６には、分析対象となる検体、すなわち、血液、尿、糞便溶解液、培養細胞液等が収められており、また、各試薬ボトル７には、分析項目に必要な複数種類の試薬が個別に収められている。
反応ディスク２，検体用ターンテーブル３，試薬用ターンテーブル４は、それぞれ、図示しない回転機構により間欠的に回転動作し、所定の位置に位置決めすることが可能となっている。すなわち、反応ディスク２には、検体分注ポジションＰ１，試薬分注ポジションＰ３，攪拌ポジションＰ５，測定ポジションＰ６，反応容器洗浄ポジションＰ７が設定されており、図示しない装置コントローラによりその位置が記憶され、位置制御されている。同様に、検体用ターンテーブル３，試薬用ターンテーブル４にも、それぞれ、検体吸引ポジションＰ２，試薬吸引ポジションＰ４が設定されている。
【００２１】
検体用分注ユニット８，試薬用分注ユニット９は、それぞれ分注プローブ（後述）を備えており、図示しない駆動機構により、同図の紙面垂直方向の上下動作と、紙面垂直軸線回りの回転動作とが可能となっている。
検体用分注ユニット８は、同図に示す回転動作を行うことにより、反応ディスク２上の検体分注ポジションＰ１と検体用ターンテーブル３上の検体吸引ポジションＰ２との間を行き来できる位置に配設されている。また、試薬用分注ユニット９は、同図に示す回転動作を行うことにより、反応ディスク２上の試薬分注ポジションＰ３と試薬用ターンテーブル４上の試薬吸引ポジションＰ４との間を行き来できる位置に配設されている。
【００２２】
そして、検体分注ポジションＰ１と検体吸引ポジションＰ２との間であって、検体用分注ユニット８が回転動作により通過する経路上の位置に、検体用分注ユニット８に備えられている前記分注プローブの外部の洗浄と、前記分注プローブ内を洗浄した後の洗浄液の排出とを行う検体用洗浄槽１０が配設されている。同様に、試薬分注ポジションＰ３と試薬吸引ポジションＰ４との間であって、試薬用分注ユニット９が回転動作により通過する経路上の位置に、試薬用分注ユニット９に備えられている前記分注プローブの外部の洗浄と、前記分注プローブ内を洗浄した後の洗浄液の排出とを行う試薬用洗浄槽１１が配設されている。
【００２３】
また、攪拌ポジションＰ５の外周位置には攪拌ユニット１２が配設されており、攪拌ポジションＰ５の位置に来た反応容器５内の混合液を攪拌するようになっている。測定ポジションＰ６の外周位置には測定ユニット１３が配設されており、測定ポジションＰ６の位置に来た反応容器５内の混合液の吸光度を測定するようになっている。反応容器洗浄ポジションＰ７の外周位置には、反応容器洗浄ユニット１４が配設されており、測定および分析の完了した混合液を廃棄し、反応容器５を洗浄するようになっている。
【００２４】
以上説明の構成を有する本実施形態の自動分析装置の全体動作について、以下に説明を行う。
まず、検体用分注ユニット８および試薬用分注ユニット９の前記各分注プローブを、それぞれ、検体用洗浄槽１０，試薬用洗浄槽１１上の位置に移動させる。この位置で一度停止させた後、前記洗浄液供給ポンプから洗浄液が前記各分注プローブの先端まで送られる。これにより、前記各分注プローブの洗浄が行われるとともに、これら分注プローブ内および分注プローブに接続された配管内が洗浄液で満たされる。なお、この洗浄動作については、後述において詳細に説明する。
【００２５】
次に、検体用分注ユニット８の前記分注プローブが、検体吸引ポジションＰ２に移動され、さらにこの分注プローブを降下させることで、この位置にある検体容器６内に挿入される。検体容器６内の検体の液面下数ｍｍの位置まで先端が降下したところで分注プローブの動作が止められ、次いで前記シリンジポンプが動作して検体が吸引される。
所定量の吸引が完了すると、前記分注プローブは、検体容器６と機械的に干渉しない高さまで引き上げられ、次に、検体分注ポジションＰ１に移動される。移動完了後、前記分注プローブは、検体分注ポジションＰ１に設置されている反応容器５内に降下され、前記シリンジポンプの動作により所定量の検体の分注が行われる。
【００２６】
分注完了後、前記分注プローブは反応容器５と干渉しない位置まで引き上げられ、検体用洗浄槽１０上に移動される。洗浄槽１０上の位置に達すると、前記洗浄液供給ポンプが動作して洗浄液が分注プローブに送られる。これにより、分注プローブ内の余った検体を外部に流し出すとともに、分注プローブ先端の洗浄が行われる。以上により、１つの反応容器５への検体の分注が完了する。なお、この洗浄動作については、後述において詳細に説明する。
【００２７】
検体の分注完了後、反応ディスク２が回転動作し、反応容器５は試薬分注ポジションＰ３に送られる。試薬分注ポジションＰ３と試薬吸引ポジションＰ４との間でも、分注ユニット９が分注ユニット８と同様に動作し、試薬吸引ポジションＰ４から試薬を吸引し、試薬分注ポジションＰ３において検体の入った反応容器５内に試薬を分注する。
試薬の分注完了後、反応ディスク２が回転動作し、反応容器５は攪拌ポジションＰ５に送られる。攪拌ポジションＰ５では、攪拌ユニット１２が作動して検体および試薬の混合液の攪拌がなされる。
【００２８】
攪拌後、検体と試薬が反応するのに要する所定時間を経過した後、反応容器５は測定ポジションＰ６に送られ、測定ユニット１３により分析項目に応じた所定の波長で吸光度の変化等が測定され、分析が行われる。
分析が完了した反応容器５は、反応容器洗浄ポジションＰ７に送られ、反応容器洗浄ユニット１４によって洗浄される。
以上が、本実施形態の自動分析装置における分析作業の一連の動作であり、予め設定された分析プログラムに従って作業が繰り返し行われる。
【００２９】
続いて、前記検体用分注ユニット８および試薬用分注ユニット９の詳細に関する説明を行う。なお、これら検体用分注ユニット８および試薬用分注ユニット９は略同一構成を有するものであるため、以下の説明においては「分注プローブユニット」としてまとめて説明するものとする。また、分注対象である検体及び試薬についても、単に「試料」と呼んで説明するものとする。
【００３０】
図２に示すように、本実施形態の分注プローブユニットは、試料を吸引、吐出するための分注プローブ１７（前記分注プローブ）を備えている。この分注プローブ１７は、Ｚ−θ駆動部２２に同軸に配設された支柱１８に対し、アーム１９を介して支持されている。そして、分注プローブ１７は、Ｚ−θ駆動部２２の駆動により、高さ方向（Ｚ軸方向），回動方向（θ方向）に移動させることができるようになっている。
【００３１】
前記アーム１９上には、台座２０を介して分注プローブ洗浄部１６が配設されている。この分注プローブ洗浄部１６の両端には、フランジ型のジョイント１０ａ，１０ｂを介して配管１１ａ，１１ｂが接続されている。配管１１ｂの一端は、フレア型ジョイント２１により分注プローブ１７に接続されている。また、配管１１ａの一端は、シリンジピストンポンプ２３に接続され、更にシリンジピストンポンプ２３は、電磁弁２６を介してマグネットポンプ２４に接続されている。
これにより、マグネットポンプ２４は、洗浄液槽２５から洗浄液を汲み上げ、電磁弁２６、シリンジピストンポンプ２３、さらには分注プローブ洗浄部１６を通過して分注プローブ１７まで洗浄液を送ることができるようになっている。なお、分注プローブ１７で試料を吸引，吐出する分注動作時には、電磁弁２６を閉じた状態にするとともに、シリンジピストンポンプ２３を作動させて行う。
【００３２】
図３に示すように、分注プローブ洗浄部１６は、本体１６ａ内に流路１６ｂを有し、この流路１６ｂの両端がそれぞれ配管１１ａ，１１ｂに接続されている。流路１６ｂの上部には一対の縦孔３ａ，３ｂが形成されており、これら縦孔３ａ，３ｂには、それぞれ金属チップ４ａ，４ｂが隙間なく嵌め込まれている。
本体１６ａは、材質として、断熱性の高いテフロン（登録商標）を採用している。各金属チップ４ａ，４ｂの上面には、それぞれセラミックヒータ５ａ，５ｂが密着した状態に貼り付けられている。さらに、これらセラミックヒータ５ａ，５ｂの上面には、シート状熱電対６ａ，６ｂが、それぞれ貼り付けられている。
【００３３】
さらに、各シート状熱電対６ａ，６ｂの上面には、これらを覆う断熱材７が配設され、その上にフタ１６ｃがビス（図示略）により本体１６ａにとめられている。断熱材７は、各セラミックヒータ５ａ，５ｂの熱が外部に逃げずに各金属チップ４ａ，４ｂに効率的に伝わるためのものであり、その材質としては、シリコンゴムなどの断熱性が高く、なおかつ、弾力を有する材料が適している。
フタ１６ｃは、放熱性に優れた金属製であり、各セラミックヒータ５ａ，５ｂの加熱により分注プローブ洗浄部１６全体に蓄積しようとする熱を外気に放熱する放熱体の役目を兼ねている。
【００３４】
また、各セラミックヒータ５ａ，５ｂは、図２に示すように、これらに電流を供給するためのヒータリード線１３ａ，１３ｂを有している。また、各シート状熱電対６ａ，６ｂも、図２に示すように、熱電対リード線１４ａ，１４ｂを有している。これらヒータリード線１３ａ，１３ｂおよび熱電対リード線１４ａ，１４ｂは、２チャンネルの温度コントローラ１５に接続されおり、各熱電対６ａ，６ｂの温度検出結果を元に、各セラミックヒータ５ａ，５ｂを別々に温度制御することが可能となっている。
このように、分注プローブ洗浄部１６には、流路１６ｂ内を満たす洗浄液の一部を加熱して気泡を発生させるセラミックヒータ５ｂ（第１の加熱手段）と、このセラミックヒータ５ｂの加熱位置よりもシリンジピストンポンプ２３側（洗浄液供給手段側）に近い位置の洗浄液を加熱して、気泡に対して洗浄液の層を介在させた状態で他の気泡を発生させるセラミックヒータ５ａ（第２の加熱手段）とを備えた構成を採用している。
流路１６ｂの両端にはメネジ９ａ，９ｂが形成されており、前記各フランジ型ジョイント１０ａ，１０ｂが取り付けられ、テフロン（登録商標）製の配管１１ａ，１１ｂが接続されている。
【００３５】
以上説明の構成を有する分注プローブ１７の動作について説明する。
まず、分注プローブ１７をＺ−θ駆動部２２の作動により前記検体吸引ポジションＰ２または前記試薬吸引ポジションＰ４まで移動させて試料を吸引した後、今度は前記検体分注ポジションＰ１または試薬分注ポジションＰ３に移動させて吸引した試料を吐出する。この試料の吸引および吐出は、シリンジピストンポンプ２３を作動させることにより行う。
上記分注動作後の分注プローブ１７は、前記検体用洗浄槽１０または前記試薬用洗浄槽１１に移動し、分注プローブ１７に洗浄液を通すことで洗浄を行う。
【００３６】
この洗浄動作では、まず電磁弁２６を開け、マグネットポンプ２４により洗浄液を洗浄液槽２５から汲み上げて分注プローブ１７に送る。洗浄液が分注プローブ１７の開口先端まで達したところで電磁弁２６を閉じる。これにより、図４（ａ）に示すように、分注プローブ洗浄部１６の流路１６ｂ内が洗浄液で満たされた状態になる。
次に、温度コントローラ１５から電流を供給してセラミックヒータ５ｂの加熱を開始する。これにより、流路１６ｂ内を満たす洗浄液の一部（金属チップ４ｂ近傍部分の洗浄液）が加熱され、図４（ｂ）に示すように気化して気泡ｂが発生し、膨張を開始する。
【００３７】
この時の温度コントローラ１５は、シート状熱電対６ｂからの信号により、金属チップ４ｂ近傍部分の洗浄液が気化、膨張を開始する温度（すなわち気泡ｂを生じさせるためのセラミックヒータ５ｂの温度）を検知する。さらに、温度コントローラ１５は、セラミックヒータ５ｂの温度が、洗浄液の気化、膨張を開始させる温度まで上昇した時点で、セラミックヒータ５ａの加熱を開始させる。これにより、図４（ｃ）に示すように、金属チップ４ａの近傍部分の洗浄液が加熱され、同様に気化して気泡ａが発生し、膨張を開始する。この時、気泡ａ，ｂ間には、洗浄液の層Ｌが介在し、これらの間を分断して混ざり合うのを防げるようになっている。
【００３８】
さらに、金属チップ４ｂ近傍で膨張する気泡ｂにより洗浄液内の圧力が高まり、図４（ｄ）に示すように、気泡ｂの両隣にある洗浄液を、それぞれ配管１１ａ側および配管１１ｂ側の両方向に向かって均等に押し出そうとする力が発生する。しかしながら、分注プローブ１７の洗浄は、その先端から洗浄液を外部に吐出させることにより行うため、配管１１ａ側（シリンジピストンポンプ２３側）に押し出そうという力はロスとなる。
【００３９】
そこで、本実施形態では、気泡ｂの膨張により押し出そうとする力が作用し始めた時点で、金属チップ４ａ近傍でも同様に気泡ａを発生させ、この部分の圧力が高い状態となるようにしている。
これにより、配管１１ａ側および配管１１ｂ側の両方向に向かって膨張する気泡ｂのうち、配管１１ａ側に向かう部分が金属チップ４ａの近傍に到達するときには、金属チップ４ａ近傍の洗浄液が気泡ａによって圧力が高められているため、気泡ｂが気泡ａよりも配管１１ａ側に向かって膨張を続けるのを防止することができる。その分、気泡ｂの膨張方向（圧力作用方向）は、図４（ｅ）に示すように、配管１１ｂ側に向かう一方向に方向付けられることになる。したがって、金属チップ４ｂ近傍から膨張開始する気泡ｂは、配管１１ｂ側、すなわち分注プローブ１７側に向かって効果的に膨張をするようになる。
【００４０】
この急激に膨張する気泡ｂより、配管１１ｂおよび分注プローブ１７内を満たす洗浄液が、分注プローブ１７の先端より外部に向けて吐出される。この時、洗浄液は非常に高い圧力で押し出される。しかも、洗浄液は、配管１１ｂおよび分注プローブ１７内を、気泡ｂの混入した乱流状態およびスチーム状態となって通過する。なおかつ、洗浄液は高温化しており、洗浄液分子が運動エネルギーの高い状態にある。
したがって、気泡ｂおよび洗浄液分子が分注プローブ１７の内壁面に衝突する（擦りつけられる）ことで、分注プローブ１７の内壁面に付着していた試料を内壁面から引き離して洗浄液と共に押し流すことができる。しかも、この洗浄では、洗浄液が高圧力で分注プローブ１７の先端から噴出されるため、洗浄が一瞬にして完了する。
【００４１】
温度コントローラ１５は、各セラミックヒータ５ａ，５ｂに電流の供給を開始してから、各熱電対シート６ａ，６ｂからの信号により各金属チップ４ａ，４ｂ近傍の洗浄液が気化・膨張する温度を検出し、その後、洗浄液を分注プローブ１７の先端から噴出させて洗浄が完了するまでの一定時間、電流の供給を継続した後、電流の供給を停止する。
【００４２】
前述したように、本実施形態の分注プローブ洗浄部１６における本体１６ａは、断熱性の高いテフロン（登録商標）で構成されており、また、各セラミックヒータ５ａ，５ｂの上面にシリコンゴムからなる断熱材７を配している。これにより、各セラミックヒータ５ａ，５ｂで発生した熱は、速やかに各金属チップ４ａ，４ｂに伝わり、流路１６ｂ内の洗浄液を部分的に短時間で加熱することができるようになっている。なおかつ、配管１１ｂおよび分注プローブ１７内の洗浄液が吐出された後は、各セラミックヒータ５ａ，５ｂへの電流供給を停止し、フタ１６ｃにより放熱を行うことで、分注プローブ洗浄部１６全体を速やかに冷却できる。また、さらに電磁弁２６を開けて洗浄液を再度、分注プローブ１７の先端まで充填することで、洗浄液と接している各金属チップ４ａ，４ｂを冷却すれば、分注プローブ洗浄部１６全体をより短時間で冷却できる。
したがって、即座に、分注プローブ１７および配管１１ｂ内の洗浄液を繰り返して噴出させる状態に復旧させることができる。繰り返し噴出を行うことで、より付着液の少ない状態まで短時間に洗浄することが可能となる。
【００４３】
以上説明のように、本実施形態の分注プローブユニットは、流路１６ｂ内を満たす洗浄液の一部を加熱して気泡ｂを発生させるセラミックヒータ５ｂと、このセラミックヒータ５ｂの加熱位置よりもシリンジピストンポンプ２３側に近い位置の洗浄液を加熱して、気泡ｂに対して洗浄液の層を介在させた状態で他の気泡ａを発生させるセラミックヒータ５ａとを備える構成を採用した。この構成によれば、セラミックヒータ５ｂの加熱により発生させる気泡ｂの圧力を逃すことなく分注プローブ１７の内壁面の洗浄に利用することができるので、より短時間で効果的に分注プローブ１７の内壁面を洗浄することが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態の分注プローブユニットは、セラミックヒータ５ａ，５ｂの加熱により蓄積される熱をフタ１６ｃにより外部に放出する構成を採用した。この構成によれば、一度加熱した後に速やかに冷却でき、分注プローブ１７内の洗浄を短時間の間に繰り返し行うことができ、より高い洗浄効果を得ることが可能となっている。
また、本実施形態の自動分析装置は、より短時間で効果的に分注プローブ１７の内壁面を洗浄できる分注プローブユニットを備えているので、更なる処理速度の向上を得ることが可能となっている。
【００４５】
なお、本実施形態では、洗浄液を加熱する加熱源として各セラミックヒータ５ａ，５ｂを採用したが、これに限らず、同等の熱量を有するシートヒータ等の別の種類のヒータを採用しても良い。
また、本実施形態では一対のセラミックヒータ５ａ，５ｂを使用しているが、一対に限らず、吐出させる洗浄液の量を増やしたい場合には、３体以上のヒータを流路１６ｂに沿って配列することで対応するものとしても良い。
また、各シート状熱電対６ａ，６ｂは、必ずしも必要ではなく、噴出を繰り返すことのできる周期が予め分かっていれば、これらシート状熱電対６ａ，６ｂを省略するとともに、前記周期で各セラミックヒータ５ａ，５ｂに供給する電流をＯＮ，ＯＦＦするだけでも制御は可能である。
【００４６】
（第２の実施の形態）
続いて、本発明の自動分析装置の第２実施形態の説明を行う。なお、本実施形態は、前記分注プローブユニットに備えられている前記分注プローブ洗浄部１６が特に特徴的となっているので、図５を参照しながらこの特徴点を中心に説明を行い、その他については上記第１実施形態と同様であるとしてその説明を省略する。図５は、本実施形態の分注プローブユニットに備えられている分注プローブ洗浄部（以下の説明においては、前記分注プローブ洗浄部１６と区別するために新たな符号４６を与えて説明を行うものとする。）を示す図であって、図３に相当する要部の縦断面図である。
【００４７】
同図に示すように、分注プローブ洗浄部４６の本体５１には、流路５０と、この流路５０に連通するとともに流路５０の延在方向に沿って配置された４個の縦孔５２とが形成されている。また、流路５０の両端には、ニップル５３が形成されており、テフロン（登録商標）製の前記配管１１ａ，１１ｂが接続されている。
【００４８】
流路５０の上部には、シリコン接着剤などの接着層５６が設けられており、これにより、ヒータ基板５４が本体５１に対して接着固定されている。ヒータ基板５４は、セラミック基板からなり、４個の縦孔５２に適合する位置にそれぞれ複数本の配線からなるヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄが形成されている。
これらヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄは、その発熱量が、配管１１ｂ側から配管１１ａ側に向かって順に少しずつ小さくなるように、それぞれのヒータを構成する配線密度が変えられている。各ヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄは、電極パット５８ａ，５８ｂを介して電流コントローラ５９に接続されている。これにより、電流コントローラ５９から各ヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄに同電流を流したときに、ヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄの順番で洗浄液が気化して気泡を発生させる温度に上昇するよう設計されている。ヒータ基板５４上には、ヒートシンク５７が配設されている。
【００４９】
電流コントローラ５９は、各ヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄに電流を供給開始してから、各ヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ近傍の洗浄液が順次、気化・膨張し、さらには洗浄液が前記分注プローブ１７の先端から噴出して洗浄が完了するまでの一定時間、電流供給を継続した後、電流供給を停止するようになっている。
このように、本実施形態の分注プローブ洗浄部４６は、流路１６ｂ内を満たす洗浄液を、流路１６ｂの延在方向に沿った４個所（複数個所）で、前記シリンジピストンポンプ２３側から前記分注プローブ１７側に向かって徐々に高温化する温度分布を持って加熱することで、互いの間に洗浄液の層が介在するように複数の気泡を発生させるヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ（第３の加熱手段）を備えたものとなっている
【００５０】
以上説明の構成を有する本実施形態の分注プローブ洗浄部４６では、電流コントローラ５９からの電流が供給されると、ヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄの順に昇温する。これに伴い、洗浄液は、ヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ近傍で、それぞれが温度上昇する際に、流路５０に沿って配管１１ｂ側で高く配管１１ａ側で低くなる温度勾配を持つことになる。
したがって、膨張が始まるタイミングが、相対的に配管１１ｂ側で早く、かつ配管１１ａ側で遅くなり、上記第１実施形態と同様に圧力のロスを効果的に打ち消すことが可能となる。その結果、洗浄液は、配管１１ｂ側に向かう一方向のみに膨張するようになる。これにより、配管１１ｂ内および分注プローブ１７内の洗浄液を分注プローブ１７先端から効率よく噴出させることが可能となる。
【００５１】
本実施形態においては、洗浄液に直接接する各ヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄを設けて、これらヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄにより洗浄液を直接加熱しているため、上記第１実施形態よりも低い電流量で洗浄液を気化・膨張する温度まで上昇させることができるようになっている。換言すると、同程度の電流を加えた場合に、洗浄液の加熱時間が短くて済むようになっている。
【００５２】
また、ヒータ基板５４上にヒートシンク５７を配設したことで、各ヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ及び本体５１に蓄積される熱を常に放熱するようにしているので、分注プローブ洗浄部４６全体への蓄熱を防ぐことができるようになっている。
また、上記第１実施形態に比べて、複数の加熱手段としてヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄを設けるとともに、これらをヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄの順に昇温させる制御構成を採用したので、熱電対等の温度測定部が不要となり、分注プローブ洗浄部４６を小型することも可能としている。更に、電流供給も同時に一定時間、同電流を供給すればよいので、加熱制御手段（本実施形態では電流コントローラ５９が該当し、上記第１実施形態では前記温度コントローラ１５が該当する。）の構成も簡単になる。
以上により、より高い周期で繰り返すように洗浄液の噴出を行うことができ、なおかつ、分注プローブ洗浄部４６自体の小型化も可能となる。
【００５３】
また、本実施形態の分注プローブ洗浄部４６では、各ヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ及びヒートシンク５７がヒータ基板５４と一体化してユニットをなしており、一括して前記本体５１に取り付け可能な構成を採用している。この構成によれば、本体５１に対する各ヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ及びヒートシンク５７及びヒータ基板５４の各部品の取り付けを、１回の取り付け工程で行うことができるので、分注プローブ洗浄部４６の製造を比較的容易にすることが可能となっている。
【００５４】
なお、本実施形態では、４個所に各ヒータ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄを設置するものとしたが、これに限らず、例えば１箇所であっても、ヒータ配線の配線密度等を流路５０の延在方向に沿ってを変更することで同様の温度分布（すなわち膨張タイミングのずれ）が得られるように構成してもよい。
【００５５】
（第３の実施の形態）
続いて、本発明の自動分析装置の第３実施形態の説明を行う。なお、本実施形態は、前記分注プローブユニットに備えられている前記分注プローブ洗浄部１６が特に特徴的となっているので、図６及び図７を参照しながらこの特徴点を中心に説明を行い、その他については上記第１実施形態と同様であるとしてその説明を省略する。
図６は、本実施形態の分注プローブユニットに備えられている分注プローブ洗浄部（以下の説明においては、前記分注プローブ洗浄部１６と区別するために新たな符号６６を与えて説明を行うものとする。）を示す図であって、図３に相当する要部の縦断面図である。また、図７は、同分注装置の同要部の動作を説明するためのグラフであって、横軸が時間、縦軸が流路内洗浄液の温度を示している。
【００５６】
図６に示すように、本実施の形態では、前記本体１６ａの下部に、シート状熱電対６９が貼付されたペルチェ素子６８が配設されている。さらにその下部には、ヒートシンク６７が配設されている。ペルチェ素子３０およびシート状熱電対３１は、図示を省略する温度コントローラに接続されている。
【００５７】
分注プローブ洗浄部６６により繰り返して洗浄液の噴出を行うと、分注プローブ洗浄部６６自体の温度が上昇する可能性がある。この場合、各セラミックヒータ５ａ，５ｂの加熱を停止させても、流路１６ｂ内の洗浄液の温度が常温より高い状態のままとなり、配管１１ａ内の洗浄液も徐々に温度が高くなっていく。分注プローブ１７は、前記シリンジピストンポンプ２３の作動により、一定の吸引量及び吐出量（分注量）を確保するようになっているが、シリンジピストンポンプ２３が同一動作をしても、配管１１ａ内の洗浄液の温度が変化すると分注量が変化する虞がある。
【００５８】
そこで、本実施形態では、冷却効果の高いペルチェ素子６８とヒートシンク６７との組み合わせにより、分注プローブ洗浄部６６を積極的に冷却して常に一定の温度となるように制御している。これにより、各セラミックヒータ５ａ，５ｂの繰り返し加熱による分注プローブ洗浄部６６の温度上昇を防止することができる。したがって、配管１１ａ内の洗浄液の温度も一定に保つことができ、分注精度の劣化を防止することが可能となっている。
【００５９】
すなわち、本実施形態では、上記第１及び上記第２実施形態と同様な洗浄効果が得られるとともに、冷却手段としてぺルチェ素子６９及びヒートシンク６７を備えたことで、上記第１実施形態及び上記第２実施形態に比較して、分注プローブ洗浄部６６全体の温度制御をより効率的に行えるものとなっている。
また、ぺルチェ素子６９が制御する中心温度（制御目標温度）を、例えば図７に示すように室温以上（例えば８０℃程度）に設定することで、洗浄液が噴出する温度まで、より速やかに昇温させるように構成することも可能である。すなわち、同図に示すように、１回目の吐出を除く２回目の吐出動作以降では、室温から８０℃まで昇温させるのに要する加熱時間を省略することができ、短時間で吐出動作を繰り返すことが可能となっている。
【００６０】
なお、ぺルチェ素子６９及びヒートシンク６７により、分注プローブ洗浄部６６全体を常に一定温度に保つことで、加熱および冷却を同じタイミングとすることも可能である。したがって、各セラミックヒータ５ａ，５ｂは、各シート状熱電対６ａ，６ｂの信号検出による温度制御を行う必要がなく、電流を一定間隔で所定時間、印加を繰り返すだけで、容易かつ安定して洗浄液を分注プローブ１７の先端より繰り返し吐出させることができる。
なお、本実施形態では、ペルチェ素子６８にヒートシンク６７を設けて放熱する構成を採用しているが、さらに電動ファン等を配設してヒートシンク６７の周辺で空気を対流させ、放熱を促進させることで、より高い冷却効果を得ることも可能である。
なお、上記第２実施形態の構成に、本実施形態の構成のペルチェ素子６９とヒートシンク６７を用いても同等の作用効果があることは言うまでもない。
【００６１】
（第４の実施の形態）
続いて、本発明の自動分析装置の第４実施形態の説明を行う。なお、本実施形態は、前記分注プローブユニットに備えられている前記分注プローブ洗浄部１６が特に特徴的となっているので、図８及び図９を参照しながらこの特徴点を中心に説明を行い、その他については上記第１実施形態と同様であるとしてその説明を省略する。
図８は、本実施形態の分注プローブユニットに備えられている分注プローブ洗浄部（以下の説明においては、前記分注プローブ洗浄部１６と区別するために新たな符号７６を与えて説明を行うものとする。）を示す図であって、図３に相当する要部の縦断面図である。また、図９は、同分注装置の同要部の周囲構成を説明するための説明図である。
【００６２】
図８に示すように、本実施形態の分注プローブ洗浄部７６では、前記本体１６ａの流路１６ｂに近接して、冷却用流路４０が設けられている。
図８及び図９に示すように、冷却用流路４０の両端には、メネジ４１ａ，４１ｂが形成されており、フランジ型ジョイント４２ａ，４２ｂが接続されている。これらフランジ型ジョイント４２ａ，４２ｂには、テフロン（登録商標）製の配管４３ａ，４３ｂが接続されている。配管４３ａはポンプ４４に接続され、配管４３ｂは冷却水タンク４５に接続されている。これにより、ポンプ４４で、冷却水タンク４５の冷却水を冷却用流路４０に循環させている。
【００６３】
本実施形態の分注プローブ洗浄装置７６では、ポンプ４４により冷却水を冷却用流路４０に循環させることで、分注プローブ洗浄部７６の温度を、加熱時以外は常に一定温度に保つように構成しているので、上記第３実施形態と同様に安定した洗浄液の噴出が可能である。また、冷却水の温度を、８０℃程度に設定することで、図７で説明したように、洗浄液が噴出する温度までより速やかに昇温させることが可能である。
なお、冷却用流路４０の配置は、必ずしも本体１６ａの下部である必要はなく、その他の位置に配置するものとしても良い。
また、分注プローブ洗浄部７６に蓄積される熱量に応じて、冷却用流路４０の長さ、本数等を適宜変更することも可能である。
なお、上記第２実施形態の構成に本実施形態の構成の冷却用流路４０を用いても同様の作用効果があることは言うまでもない。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の分注装置は、流路内を満たす洗浄液の一部を加熱して気泡を発生させる第１の加熱手段と、該第１の加熱手段の加熱位置よりも洗浄液供給手段側に近い位置の洗浄液を加熱して、前記気泡に対して洗浄液の層を介在させた状態で他の気泡を発生させる第２の加熱手段とを備える構成を採用した。この構成によれば、第１の加熱手段の加熱により発生させる気泡の圧力を逃すことなく分注プローブの内壁面の洗浄に利用することができるので、より短時間で効果的に分注プローブの内壁面を洗浄することが可能となる。
【００６５】
また、請求項２に記載の分注装置は、流路内を満たす洗浄液を、流路の延在方向に沿った複数個所で、洗浄液供給手段側から分注プローブ側に向かって高温化する温度分布を持って加熱することで、互いの間に洗浄液の層が介在するように複数の気泡を発生させる第３の加熱手段を備える構成を採用した。この構成によれば、第３の加熱手段の加熱により発生させる気泡の圧力を逃すことなく分注プローブの内壁面の洗浄に利用することができるので、より短時間で効果的に分注プローブの内壁面を洗浄することが可能となる。
【００６６】
また、請求項３に記載の分注装置は、少なくとも加熱後の前記第１及び第２、又は第３の加熱手段を冷却する冷却手段を備える構成を採用した。この構成によれば、分注プローブ内の洗浄を短時間の間に繰り返し行うことができ、より高い洗浄効果を得ることが可能となっている。
さらには、冷却手段により流路の温度を一定に保つこともできるので、内部を流れる洗浄液の温度を一定に保ち、これにより、分注精度の劣化を防止することも可能としている。
【００６７】
また、請求項４に記載の分注装置は、前記冷却手段が温度制御可能である構成を採用した。この構成によれば、分注プローブ洗浄手段全体の温度制御をより効率的に行うことができる。これにより、例えば、分注プローブ洗浄手段の温度を加熱時以外は常に一定温度に保つようにし、安定した洗浄液の噴出を行えるようにすることが可能となる。
【００６８】
また、請求項５に記載の自動分析装置は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の分注装置を備える構成を採用した。この構成によれば、その分注装置が、より短時間で効果的に分注プローブの内壁面を洗浄可能としているので、更なる処理速度の向上を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動分析装置の第１実施形態を示す平面図である。
【図２】同自動分析装置に備えられている分注装置の構成を説明する説明図である。
【図３】同分注装置の要部を示す縦断面図である。
【図４】同分注装置の同要部の動作を説明するための説明図である。
【図５】本発明の自動分析装置に備えられている分注装置の第２実施形態を示す図であって、図３に相当する要部の縦断面図である。
【図６】本発明の自動分析装置に備えられている分注装置の第３実施形態を示す図であって、図３に相当する要部の縦断面図である。
【図７】同分注装置の同要部の動作を説明するためのグラフであって、横軸が時間、縦軸が流路内洗浄液の温度を示している。
【図８】本発明の自動分析装置に備えられている分注装置の第４実施形態を示す図であって、図３に相当する要部の縦断面図である。
【図９】同分注装置の同要部の構成を説明するための説明図である。
【図１０】従来の分注装置の要部を示す縦断面図である。
【図１１】従来の他の分注装置の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
５ａ・・・セラミックヒータ（第２の加熱手段）
５ｂ・・・セラミックヒータ（第１の加熱手段）
８・・・検体用分注ユニット（分注装置）
９・・・試薬用分注ユニット（分注装置）
１６，４６，６６，７６・・・分注プローブ洗浄部（分注プローブ洗浄手段）
１６ｂ・・・流路
１６ｃ・・・フタ（冷却手段）
１７・・・分注プローブ
２３・・・シリンジピストンポンプ（洗浄液供給手段）
４０・・・冷却用流路（冷却手段）
５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ・・・ヒータ（第３の加熱手段）
５７，６７・・・ヒートシンク（冷却手段）
６９・・・ペルチェ素子（冷却手段）
ａ・・・気泡
ｂ・・・他の気泡
Ｌ・・・洗浄液の層

Claims (5)

1. 液体を吸引及び吐出する分注プローブと、該分注プローブに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、これら分注プローブ及び洗浄液供給手段間を接続する流路とを備えた分注装置において、
   前記流路内を満たす前記洗浄液の一部を加熱して気泡を発生させる第１の加熱手段と、該第１の加熱手段の加熱位置よりも前記洗浄液供給手段側に近い位置の洗浄液を加熱して、前記気泡に対して前記洗浄液の層を介在させた状態で他の気泡を発生させる第２の加熱手段とを備えた分注プローブ洗浄手段を有する
   ことを特徴とする分注装置。
2. 液体を吸引及び吐出する分注プローブと、該分注プローブに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、これら分注プローブ及び洗浄液供給手段間を接続する流路とを備えた分注装置において、
   前記流路内を満たす前記洗浄液を、前記流路の延在方向に沿った複数個所で、前記洗浄液供給手段側から前記分注プローブ側に向かって高温化する温度分布を持って加熱することで、互いの間に前記洗浄液の層が介在するように複数の気泡を発生させる第３の加熱手段を備えた分注プローブ洗浄手段を有する
   ことを特徴とする分注装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の分注装置において、
   前記分注プローブ洗浄手段は、さらに、少なくとも加熱後の前記分注プローブ洗浄手段を冷却する冷却手段を備える
   ことを特徴とする分注装置。
4. 請求項３に記載の分注装置において、
   前記冷却手段が、温度制御可能に構成されている
   ことを特徴とする分注装置。
5. 検体及び試薬が分注される反応容器と、該反応容器内で混合された前記検体及び前記試薬の混合液から前記検体の検査を行う分析手段とを備えた自動分析装置において、
   前記検体及び前記試薬を前記反応容器に分注する分注手段として、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の分注装置を備える
   ことを特徴とする自動分析装置。

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