JP2005009867A

JP2005009867A - 分析装置におけるノズルチップ検出装置

Info

Publication number: JP2005009867A
Application number: JP2003170785A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Tokiwa; 信昭常盤
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】検体等の液体を吸引したままのノズルチップが装着されていても、一対の透過型センサーによって複数のノズルチップの検出を正確に行う。
【解決手段】吸引ノズル２，３に装着され検出位置にある複数のノズルチップ４の軸方向と交差する方向の一方に配置され検出光を射出する発光素子６１と、他方に配置されノズルチップ４を透過した検出光を受ける受光素子６２とによる一対の透過型センサー６と、検出光へのノズルチップ４の介在に対応し、透過型センサー６の受光素子６２の受光光量に比例して発光素子６１の発光光量を調整すると共に、ノズルチップ４の検出を行う検出ユニット７とを備えてなり、ノズルチップ４を検出する際の発光素子６１による検出光は、ノズルチップ４内への液体吸引の最高液面位置Ａより高い位置で、吸引ノズル先端位置Ｂより低い位置を透過するように設定してなる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の吸引ノズルの先端にそれぞれノズルチップを装着し、このノズルチップ内に検体等の液体を吸引収容し、比色タイプの乾式分析素子、電解質タイプの乾式分析素子などに点着し、検体中の所定の生化学物質の物質濃度、イオン活量等を求める生化学分析装置などの分析装置におけるノズルチップ検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、検体の小滴を点着供給するだけでこの検体中に含まれている特定の化学成分または有形成分を定量分析することのできる比色タイプの乾式分析素子や検体に含まれる特定イオンのイオン活量を測定することのできる電解質タイプの乾式分析素子が開発され、実用化されている。これらの乾式分析素子を用いた生化学分析装置は、簡単かつ迅速に検体の分析を行うことができるので、医療機関、研究所等において好適に用いられている。
【０００３】
上記のような生化学分析装置などの分析装置において、検体等の液体を吸引・吐出する吸引ノズルを複数備え、この吸引ノズルの先端に使い捨てのノズルチップをそれぞれ装着し、このノズルチップ内に液体を吸引・吐出し、使用後には廃却するようにした際に、一対の透過型センサーによって複数のノズルチップを個別に検出可能としたノズルチップ検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−８３８５０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１では、発光素子と受光素子との間に複数のノズルチップを介在させて、検出光がノズルチップを透過することによって減少する受光量の程度に応じて複数のノズルチップを個別に検出するものであるが、この検出は吸引ノズルにノズルチップを装着する動作の後に、ノズルチップが装着されていることを確認するためにノズルチップ検出を行うものであり、これに加えて使用後のノズルチップが正常に取り外され廃却されたことの検出も、同様の透過型センサーを用いて行うようにしてもよく、この場合に、液体を吸引収容したままのノズルチップがあると検出が正確に行えない問題がある。
【０００６】
具体的には、図５（ａ）に示すように、従来の、吸引ノズル２，３の先端に装着されたノズルチップ４の検出のための発光素子６１と受光素子６２とによる透過型センサー６の検出光の光軸高さＣは、ノズルチップ４に収容し得る最高液面位置Ａより低い位置にあり、内部に収容した液体Ｌが残留した状態では、この液体Ｌを透過した検出光を受光して他方のノズルチップ４の有無を検出することになる。しかし、液体Ｌを収容したままのノズルチップ４を検出する場合に、検出光が収容液体Ｌの部分に照射されて、図５（ｂ）に示すように、ノズルチップ４内壁面と液体Ｌとの境界面で屈折および全反射することによって、検出に必要な受光量が得られず、光量調整エラーとなる。光量が調整できたとしても複数のノズルチップ４が装着されていた場合、１本のノズルチップ４を外したとしても光量変動が微小であり、チップ廃却エラーとなる。また、ノズルチップ４の表面に液滴が付着している場合にもこの液滴での検出光の屈折等によって受光素子での受光量が減少してノズルチップ検出の障害となる。
【０００７】
つまり、特許文献１では、ノズルチップの装着本数が変化しても受光光量が設定値となるように、発光光量を制御するものであり、液体部分に検出光が照射されると受光素子に到達する光量が非常に減少し、最大発光量としても受光量が設定値とならずに調整不良となったり、液体を収容したノズルチップ以外のノズルチップの装着本数の変動による受光量変動が小さく、その検出ができないものである。
【０００８】
例えば、３０％の受光量の変動によってノズルチップの着脱を検出するとき、液体収容ノズルチップ以外のノズルチップの有無による受光量の変動割合が小さくなり、３０％の閾値設定では検出できないことになる。閾値を小さくすると検出安定性が確保できなくなり、信頼性の低下を招く。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑み、検体等の液体を吸引したままのノズルチップが装着されていても、複数のノズルチップの検出が正確に行えるようにした分析装置におけるノズルチップ検出装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の分析装置におけるノズルチップ検出装置は、検体等の液体を吸引・吐出するための複数の吸引ノズルの先端にそれぞれ透光性のノズルチップを着脱可能に装着し、該ノズルチップ内に液体を吸引収容するようにした分析装置において、前記複数の吸引ノズルに装着された複数のノズルチップを、検出光を射出する発光素子と、他方に配置され前記ノズルチップを透過した検出光を受ける受光素子とによる一対の透過型センサーで個別に検出可能とする検出ユニットを備え、
前記ノズルチップを検出する際の前記発光素子による検出光は、該ノズルチップ内への液体吸引の最高液面位置より高い位置で、該ノズルチップに挿入された前記吸引ノズルの先端より低い位置を透過するように設定してなることを特徴とするものである。
【００１１】
前記検出光とノズルチップとの位置関係は、ノズルチップの検出時に相対的に上記位置関係にあればよく、待機位置で、または待機位置より検出のために吸引ノズルが移動した際に、上記位置関係となるように設定するものである。
【００１２】
前記検出ユニットは、前記検出光へのノズルチップの介在に対応し、前記透過型センサーの受光素子の受光光量に基づき発光素子の発光光量を調整してノズルチップの検出を行うように構成するのが好適である。
【００１３】
前記検出ユニットは、各ノズルチップ検出前の状態で、前記受光素子の受光光量が所定値となるように前記発光素子の発光光量を変化させると共に、ノズルチップが検出光に介在した際の受光素子の受光光量の変動から該ノズルチップを検出するように構成し得る。
【００１４】
また、前記検出ユニットは、各ノズルチップが検出光に介在する前後の状態で、前記受光素子の受光光量が所定値となるように前記発光素子の発光光量を変化させると共に、前記発光素子の発光光量の変動からノズルチップを検出するように構成してもよい。
【００１５】
【発明の効果】
上記のような本発明によれば、一対の透過型センサーで、複数の吸引ノズルに対するノズルチップの装着を個別に検出する際に、このノズルチップを検出するための発光素子による検出光が、ノズルチップ内への液体吸引の最高液面位置より高い位置で、吸引ノズルの先端より低い位置を透過するように設定したことにより、液体を収容したままのノズルチップの液体部分を検出することが防止でき、ノズルチップ取り外し不良の検出についても確実に検出することができる。
【００１６】
特に、透過型センサーの発光素子の発光光量を変更することにより、２本目以降のノズルチップの検出精度が高まり信頼性が向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。図１は一実施形態のノズルチップ検出装置を備えた分析装置における吸引装置の要部機構を示す概略正面図、図２はチップ検出状態の模式図、図３は一例の検出ユニットのブロック図、図４は他の検出ユニットのブロック図である。なお、図２ではノズルチップ形状は簡略化して示している。
【００１８】
図１に示すように、分析装置１（吸引装置）は、上下移動する２本の吸引ノズル２，３を平行に備える。両吸引ノズル２，３は棒状に形成され、内部に軸方向に延びるエア通路が設けられ、それぞれ先端にピペット状のノズルチップ４，４がシール状態で嵌合装着され、該ノズルチップ４内に検体、参照液等の液体を吸引し吐出するもので、その吸引吐出を行う不図示のシリンジ手段が付設され、使用後のノズルチップ４は外されて廃却される。
【００１９】
そして、図示の状態は、前記吸引ノズル２，３が最も上昇した位置（待機位置）にあり、この上端位置より若干下降した図２（ａ）の検出位置で、吸引ノズル２，３の先端に装着された複数のノズルチップ４，４を検出するノズルチップ検出装置５が設置されている。このノズルチップ検出装置５は、発光素子６１と受光素子６２による一対の透過型センサー６と、検出ユニット７とを備えてなる。透過型センサー６の検出光の光軸は、複数のノズルチップ４の軸方向、すなわち、ノズルチップ４を装着するために吸引ノズル２，３が上下移動する軸に交差するように設置されている。
【００２０】
そして、ノズルチップ検出時の発光素子６１による検出光の光軸高さＣは、図２（ａ）に示すように、ノズルチップ４内への液体吸引の最高液面位置Ａより高い位置で、吸引ノズル２，３の先端位置Ｂより低い位置の間にあり、液体Ｌが収容されていてもノズルチップ４のみを透過するように設定され、図２（ｂ）に示すように、検出光がノズルチップ４を直線状に透過するように設定されている。また、検出位置にある吸引ノズル２，３の下端位置Ｂは透過型センサー６の光軸位置より上方に位置して、検出光を遮断しないようになっている。
【００２１】
上記透過型センサー６の一方に設置された発光素子６１は、発光ダイオードなどで構成され、検出光を射出する。また、他方に配置された受光素子６２はフォトダイオードなどで構成され、発光素子６１からノズルチップ４を透過した検出光を受け、受光光量に応じた電流を発生する。
【００２２】
前記検出ユニット７は、透過型センサー６の受光素子６２の受光光量に基づき発光素子６１の発光光量を変更すると共に、ノズルチップ４の装着の有無を検出する機能を有するものであって、詳細は後述する。
【００２３】
前記吸引ノズル２，３は、図１に示すように、移動フレーム３０に昇降移動可能に保持されている。移動フレーム３０は、不図示の固定フレームに設置された水平ガイドレールに、横方向に水平移動可能に保持され、両吸引ノズル２，３は移動フレーム３０と共に横移動される。
【００２４】
前記移動フレーム３０の中央には、上下方向に延びる縦ガイドレール３１が固着され、この縦ガイドレール３１の両側に２つのノズル固定台３２，３２が、上下方向に摺動自在に保持されている。各ノズル固定台３２の下部には、それぞれ吸引ノズル２，３の上端部が固着されている。また、ノズル固定台３２の上部には、上方に延びる連結部材３３が固着され、この連結部材３３の上部は駆動伝達部材３４に挿通され、ノズル固定台３２と駆動伝達部材３４との間の連結部材３３の外周には圧縮バネによる弾性部材３５が介装されている。これにより、ノズル固定台３２は駆動伝達部材３４と一体に上下移動可能であると共に、吸引ノズル２，３の先端部にノズルチップ４を装着する際に、弾性部材３５が圧縮されてノズル固定台３２に対して駆動伝達部材３４が下降移動可能であり、ノズルチップ４の嵌合力を得るようになっている。
【００２５】
各駆動伝達部材３４は、上下のプーリ３６に張設された歯付きタイミングベルトによる駆動部材３７にそれぞれ固定され、上側のプーリ３６を個別に回転駆動する不図示の駆動モーターにより駆動部材３７が走行され、独立して駆動伝達部材３４が昇降移動される。
【００２６】
前記吸引ノズル２，３にノズルチップ４を装着する際には、まず一方の吸引ノズル２を未使用のノズルチップ４の上方位置において下降作動させ、その先端をノズルチップ４に挿入嵌合させて装着し上昇させる。その後、移動フレーム３０を横移動させて、他方の吸引ノズル３を未使用のノズルチップ４の上方に移動させ、その位置で吸引ノズル３を下降作動させて同様にノズルチップ４を装着し上昇させる。その際、一方の吸引ノズル２が待機位置近傍のチップ検出位置にある状態、および、他方の吸引ノズル３が同様にチップ検出位置となった状態で、それぞれ１本目のノズルチップ４および２本目のノズルチップ４の装着を順に検出するものである。
【００２７】
一方、使用後のノズルチップ４は、チップ廃却部においてノズルチップ４の上端を廃却部の切欠き溝に係合させてから吸引ノズル２または３を上昇移動させることによって外され、落下廃却される。
【００２８】
そして、このノズルチップ４を取り外す場合にも、その検出を行うものであり、その際には、２本のノズルチップ４が装着されている状態の受光量を調整してから、１本目のノズルチップ４および２本目のノズルチップ４を外した後の状態を検出するものである。なお、上記ノズルチップ４の装着検出によってノズルチップ４の装着数を記憶していると、取り外し初期の本数が認識できて好ましい。
【００２９】
次に、図３は前記検出ユニット７の第１の実施形態に係るブロック図である。透過型センサー６の受光素子６２の受光光量に比例した電圧を検出し、この受光光量の信号に基づき、発光素子６１の発光光量を調整すると共に、ノズルチップ４が検出光に介在したときの受光光量の変動から、ノズルチップ４が装着されていない状態、ノズルチップ４が１本装着されている状態、ノズルチップ４が２本装着されている状態、という変化を検出する。
【００３０】
具体的には、透過型センサー６の発光素子６１には定電流駆動回路１１が接続され、発光素子６１の発光光量を調整する。この定電流駆動回路１１には、ＤＡコンバータ１２を介してＣＰＵ１３からの駆動信号が送出される。一方、受光素子６２の受光信号（電流）は電流電圧変換回路１４に送出され、この電流電圧変換回路１４で変換された電圧信号がＡＤコンバータ１５を介してＣＰＵ１３に送出される。ＣＰＵ１３は、受光素子６２の受光光量の信号を受け、ノズルチップ４の検出前の状態では、ノズルチップ４の有無にかかわらず受光光量が一定の値となるように発光素子６１の発光光量を制御すると共に、ノズルチップ４が検出光に介在した際には、受光光量の低減によって、吸引ノズル２，３にノズルチップ４が装着されたことを順次検出するものである。
【００３１】
検出動作は、ノズルチップ４を装着する以前に、受光光量に比例した電圧がある値ａになるように、発光素子６１の光量を調整する。１本目のノズルチップ４を装着後、受光光量に比例した電圧をＡＤコンバータ１５で測定し、これが上記電圧値ａの所定比率（例えば７０％）以下であれば、ノズルチップ有りと判断する。
【００３２】
その後、受光光量に比例した電圧が上記ａ値となるように、発光素子６１の光量を再度調整して高める。２本目のノズルチップ４を装着後、同様に受光光量に比例した電圧をＡＤコンバータ１５で測定し、これが上記電圧値ａの所定比率（例えば７０％）以下であれば、ノズルチップ４有りと判断する。
【００３３】
また、ノズルチップ４の取り外し検出は、上記ノズルチップ装着検出により何本のノズルチップ４が装着されているかを記憶しておく。そして、まず取り外す前の状態で検出位置において、検出光を照射し受光光量に比例した電圧がある値ａになるように発光素子６１の光量を調整する。ノズルチップ４の取り外し動作を行った後に、受光光量に比例した電圧をＡＤコンバータ１５で測定し、これが上記電圧値ａの所定比率（例えば１３０％）以上であれば、ノズルチップが取り外されたと判断する。２本目のノズルチップ４があればその取り外し検出も、取り外し動作前に受光光量に比例した電圧がある値ａになるように発光素子６１の光量を低減調整する。ノズルチップ４の取り外し動作を行った後に、同様に受光光量に比例した電圧をＡＤコンバータ１５で測定し、これが上記電圧値ａの所定比率（例えば１３０％）以上であれば、２本目のノズルチップが取り外されたと判断する。
【００３４】
次に、図４は第２の実施形態に係る検出ユニット７のブロック図である。ＣＰＵ２５を介さずに、受光光量に比例した電圧が一定になるように発光素子６１の駆動電流を、受光素子６２の受光光量によって自動制御すると共に、ノズルチップ４の有無に応じて、発光素子６１の駆動電流が変化するのを監視して、ノズルチップ４が装着されていない状態、ノズルチップ４が１本装着されている状態、ノズルチップ４が２本装着されている状態、という変化を検出する。
【００３５】
具体的には、発光素子６１には定電流駆動回路２１が接続され、発光素子６１の発光光量を調整する。一方、受光素子６２の受光信号（電流）は電流電圧変換回路２２に送出され、この電流電圧変換回路２２で変換された電圧信号が、前記発光素子６１に対する定電流駆動回路２１に送出される。この定電流駆動回路２１は、受光光量が所定値となるように発光光量を自動的に調整する。すなわち、受光光量が低減した際には、この受光光量が回復するように、発光光量を増大変更するものである。また、上記定電流駆動回路２１の駆動電流すなわち発光光量に比例する信号が、電流電圧変換回路２３およびＡＤコンバータ２４を介してＣＰＵ２５に送出される。ＣＰＵ２５は、発光素子６１の発光光量の信号を受け、ノズルチップ４が検出光に介在した際には、発光光量が増大調整されることを判別して、吸引ノズル２，３にノズルチップ４が装着されたことを順次検出するものである。
【００３６】
検出動作は、ノズルチップ４を装着する以前に、受光光量に比例した電圧がある値ａになるように、発光素子６１の光量が調整されている。１本目のノズルチップ４を装着後、受光光量に比例した電圧が上記電圧値ａとなるように自動的に調整され、その駆動電流の増大をＡＤコンバータ２４で測定し、所定比率（例えば３０％）以上であれば、ノズルチップ有りと判断する。
【００３７】
その後、２本目のノズルチップ４が装着された際にも同様に、受光光量に比例した電圧が上記電圧値ａとなるように自動的に調整され、その駆動電流の増大をＡＤコンバータ２４で測定し、所定比率（例えば３０％）以上であれば、２本目のノズルチップ有りと判断する。
【００３８】
また、ノズルチップ４の取り外し検出は、上記ノズルチップ装着検出により何本のノズルチップ４が装着されているかを記憶しておく。そして、まず取り外す前の状態で検出位置において、検出光を照射し受光光量に比例した電圧がある値ａになるように発光素子６１の光量が調整されている。ノズルチップ４の取り外し動作を行った後に、受光光量に比例した電圧が上記電圧値ａとなるように自動的に調整され、その駆動電流の低減をＡＤコンバータ２４で測定し、所定比率（例えば３０％）以下であれば、ノズルチップ４が取り外されたと判断する。２本目のノズルチップ４があればその取り外し検出も、取り外し動作後に、同様に受光光量に比例した電圧が上記電圧値ａとなるように自動的に調整され、その駆動電流の低減をＡＤコンバータ２４で測定し、所定比率（例えば３０％）以下であれば、２本目のノズルチップ４が取り外されたと判断する。
【００３９】
上記のような実施の形態では、ノズルチップ４を装着または取り外した後の検出位置で、一対の透過型センサー６によって、ノズルチップ４が装着されていない状態、ノズルチップ４が１本装着されている状態、ノズルチップ４が２本装着されている状態、またはその逆の取り外し状態の変化を検出し、複数のノズルチップ４の装着および取り外しを確実に検出することができる。特に、透過型センサー６の発光素子６１の発光光量を変更することにより、２本目以降のノズルチップ４の検出精度が高まり信頼性が向上する。
【００４０】
なお、上記の実施形態では、２本の吸引ノズル２，３へのノズルチップ４の装着をそれぞれ検出するようにしているが、３本以上のノズルチップについても同様に検出可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のノズルチップ検出装置を備えた分析装置における吸引装置の要部機構を示す概略正面図
【図２】ノズルチップ検出状態の模式図
【図３】一つの実施形態に係る検出ユニットのブロック図
【図４】他の実施形態に係る検出ユニットのブロック図
【図５】従来例のノズルチップ検出状態の模式図
【符号の説明】
１分析装置（吸引装置）
２，３吸引ノズル
４ノズルチップ
５ノズルチップ検出装置
６透過型センサー
６１発光素子
６２受光素子
７検出ユニット
Ａ最高液面位置
Ｂ吸引ノズル先端位置
Ｃ検出光軸高さ

Claims

検体等の液体を吸引・吐出するための複数の吸引ノズルの先端にそれぞれ透光性のノズルチップを着脱可能に装着し、該ノズルチップ内に液体を吸引収容するようにした分析装置において、
前記複数の吸引ノズルに装着された複数のノズルチップを、検出光を射出する発光素子と、他方に配置され前記ノズルチップを透過した検出光を受ける受光素子とによる一対の透過型センサーで個別に検出可能とする検出ユニットを備え、
前記ノズルチップを検出する際の前記発光素子による検出光は、該ノズルチップ内への液体吸引の最高液面位置より高い位置で、該ノズルチップに挿入された前記吸引ノズルの先端より低い位置を透過するように設定してなることを特徴とする分析装置におけるノズルチップ検出装置。
前記検出ユニットは、前記検出光へのノズルチップの介在に対応し、前記透過型センサーの受光素子の受光光量に基づき発光素子の発光光量を調整してノズルチップの検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の分析装置におけるノズルチップ検出装置。