JP2005227102A - 分注装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力伝達媒体として液体を用いる分注装置において、分注異常を正確に検出することができる分注装置を提供すること。
【解決手段】本発明の分注装置１は、圧力伝達液２００を送出・吸引する分注ポンプ２と、分注ポンプ２の作動により、分注する検体液１００を吸入・吐出するノズル３と、圧力伝達液２００の圧力を検出する圧力センサー９と、異常検出手段１３とを備える。対象液を分注するのに先立ち、その分注を行うときと同様の作動条件で、かつノズル３の先端開口３１を液体に接触させない状態で分注ポンプ２を予備作動させる。メモリ１２は、予備作動のときに圧力センサー９により検出された圧力の変動を表す基準圧力データを記憶し、異常検出手段１３は、分注ポンプ２が本作動して対象液を実際に分注したときに圧力センサー９により検出された圧力の変動を表す分注時圧力データと、基準圧力データとに基づいて、吸入異常および吐出異常を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、分注装置に関する。

圧力伝達媒体として液体を用いる分注装置が知られている。このタイプの分注装置は、ノズルを使い捨てにしないものであり、圧力伝達液を送出・吸引する分注ポンプの作動により、この分注ポンプに配管チューブを介して接続されたノズルの先端開口から分注対象の検体液を吸入・吐出する。ノズルでは、圧力伝達液と検体液とが混ざらないように両者の間に空気層を介在させる。圧力伝達液は、ノズルの内腔（内壁）を洗浄する洗浄液としても用いられるものであり、ある検体液の分注後に別の検体液を分注する際には、ノズル先端まで圧力伝達液を送出してノズルの内腔（内壁）を洗浄することにより、コンタミネーションを防止することができる。

一般に、分注装置では、例えばノズル詰まりや気泡吸入などの吸入異常あるいは吐出異常（以下、これらを総称して「分注異常」と言う）が原因となって生じる圧力伝達媒体の微小な圧力変動を検出することにより、これらの分注異常を検出する。しかしながら、圧力伝達媒体に気体を用いる分注装置（ノズルがディスポーザブルの分注装置）では問題ないが、上記のような圧力伝達媒体に液体を用いる分注装置の場合、特に、分注速度（ポンプ駆動速度）が速く、分注ポンプとノズルとを接続する配管チューブが細長く、圧力センサがノズルから離れたところにある分注装置の場合では、圧力伝達液の液圧変化の大部分は、配管系の圧力損失と管内での圧力伝達液の流動の動圧とによって生じるものであり、特に分注動作の開始と終了時に非定常流れによる圧力の振動が発生するので、吸入および吐出動作中のノズル管路内の液圧の微小な変化を捕らえるのが難しく、分注異常を検知するのが困難である。

この問題に鑑み、下記特許文献１では、検体液を分注する前に、別途に用意された基準液をノズルに吸入・吐出し、このときの圧力データを取得して標準データとし、実際の分注時の圧力データとこの標準データとの比または差をとって分注異常を検出する方法が提案されている。

しかしながら、特許文献１に記載の方法には、次のようないくつかの問題がある。
第一に、基準液を貯留するスペースが必要となるので分注装置が大型化する。
第二に、基準液を吸入・吐出する動作に時間を要するので、装置の処理能力（単位時間当たりに分析可能な検体数）が低下する。

第三に、ノズルが基準液貯留部の位置にあるときと、実際に分注する容器の位置にあるときとでは、分注ポンプとノズルとを接続する配管チューブの曲がり方が当然ながら異なるが、管内液圧は配管チューブの曲がり方にも影響されるので、基準液を吸入した際に取得した圧力の標準データは正確なものとならないので、分注異常、特に吸入異常を正確に検出することができない。

第四に、基準液の吸入および吐出自体も常に正常に行えるとは限らないので、基準液の吸入・吐出時に異常を生じた場合には、例えば正常な分注を異常と判定してしまうなど、判定を誤ることがある。

特開平１１−２５８２４４号公報

本発明の目的は、圧力伝達媒体として液体を用いる分注装置において、簡易な方法で分注異常を正確に検出することができる分注装置を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（５）の本発明により達成される。
（１） 圧力伝達液を送出・吸引する分注ポンプと、
前記分注ポンプの作動を制御する制御手段と、
前記分注ポンプと接続され、前記分注ポンプの作動により、分注する対象液をその先端開口から吸入・吐出するノズルと、
前記分注ポンプから前記ノズルに至る経路にある圧力伝達液の圧力を検出する圧力センサーと、
前記圧力センサーにより検出された圧力データを記憶可能な記憶手段と、
前記圧力センサーにより検出された圧力データに基づいて前記ノズルへの吸入異常および／または前記ノズルからの吐出異常を検出する異常検出手段とを備え、
前記制御手段は、対象液を分注するのに先立ち、その分注を行うときと同様の作動条件で、かつ前記ノズルの先端開口を液体に接触させない状態で前記分注ポンプを予備作動させ、
前記記憶手段は、前記分注ポンプが前記予備作動したときに前記圧力センサーにより検出された圧力の変動を表す基準圧力データを記憶し、
前記異常検出手段は、前記分注ポンプが本作動して対象液を実際に分注したときに前記圧力センサーにより検出された圧力の変動を表す分注時圧力データと、前記基準圧力データとに基づいて、前記吸入異常および／または前記吐出異常を検出することを特徴とする分注装置。

（２） 前記予備作動には、対象液を前記ノズルに吸入するときと同様の作動条件で行う予備吸引作動と、対象液を前記ノズルから吐出するときと同様の作動条件で行う予備送出作動とが含まれ、
前記基準圧力データには、前記予備吸引作動時のデータである予備吸引時圧力データと、前記予備送出作動時のデータである予備送出時圧力データとが含まれ、
前記分注時圧力データには、対象液を実際に前記ノズルに吸入したときのデータである吸入時圧力データと、対象液を実際に前記ノズルから吐出したときのデータである吐出時圧力データとが含まれ、
前記異常検出手段は、前記予備吸引時圧力データと前記吸入時圧力データとに基づいて前記吸入異常を検出し、前記予備送出時圧力データと前記吐出時圧力データとに基づいて前記吐出異常を検出する上記（１）に記載の分注装置。

（３） 前記制御手段による制御に基づき、前記ノズルを水平方向および鉛直方向に移動させるノズル移動機構を有し、
前記制御手段は、吸入する対象液を貯留する分注元容器の上方に前記ノズルを移動させた状態で前記分注ポンプを予備作動させるように制御する上記（１）または（２）に記載の分注装置。

（４） 前記制御手段は、前記ノズルを前記分注元容器へ下降させているときに前記分注ポンプを予備作動させるように制御する上記（３）に記載の分注装置。

（５） 前記異常検出手段は、前記基準圧力データと前記分注時圧力データとの水頭圧の差を補正した上で両者を比較することにより前記吸入異常および／または前記吐出異常を検出する上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の分注装置。

本発明の分注装置によれば、圧力伝達媒体として液体を用いる場合であっても、分注異常を正確に検出することができる。

また、分注異常を検出するための特殊なセンサー等が不要であり、通常設けられている圧力センサーを用いて検出を行うことができるので、構造が簡単であり、製造コストの上昇を抑えることができる。

さらに、基準圧力データを取得するための基準液体のようなものが不要であり、この基準液体を貯留するスペースを要しないので、分注装置が大型化することもなく、また、基準液体を吸入・吐出する時間のせいで処理能力（単位時間当たりに分注処理可能な分注元容器の本数）が低下するようなこともない。

以下、本発明の分注装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の分注装置の実施形態を模式的に示す図、図２は、ノズルおよび配管チューブを示す図、図３は、分注元容器内の液体をノズルへ吸入するときの様子を示す断面図、図４は、分注先容器内へノズルから液体を吐出するときの様子を示す断面図である。

図１に示すように、本発明の分注装置１は、図示しない装置本体に固定的に設置された分注ポンプ２と、分注する検体液（対象液）１００をその先端開口３１から吸入・吐出するノズル３と、ノズル３を水平方向および鉛直方向に移動させるノズル移動機構４と、分注ポンプ２およびノズル移動機構４の作動を制御する制御手段５とを有している。

分注ポンプ２は、シリンジ型のポンプであり、シリンダ２１と、該シリンダ２１内で摺動可能に設置されたピストン２２と、ピストン２２を移動させるポンプ駆動部２３とを有している。ポンプ駆動部２３の詳細な図示は省略するが、例えば、送りネジ（ボールネジ）とこれを回転するサーボモータ（ステッピングモータ）とでピストン２２を駆動するように構成される。シリンダ２１とピストン２２とで囲まれた空間には圧力伝達液２００が充填されている。ピストン２２が移動すると、分注ポンプ２は、圧力伝達液２００をノズル３側へ送出したり、ノズル３側から吸引したりする。

ノズル３は、細長い円筒形状をなし、その先端付近の部分では、先端（下端）に向かって外径および内径が漸減している。このノズル３は、ディスポーザブルではなく、繰り返し使用される。ノズル３の構成材料としては、特に限定されないが、例えばステンレス鋼等の金属材料が好ましい。

ノズル移動機構４は、ノズル３を装置本体に対し水平方向（好ましくは直交する２方向）および鉛直方向に移動させることができるように構成されている。このノズル移動機構４の作動により、ノズル３は、分注元容器３００の位置や分注先容器４００の位置、あるいはノズル洗浄位置（図示せず）へと移動する。

ノズル移動機構４の詳細な図示は省略するが、例えば、送りネジ機構やベルト伝動機構、歯車機構等の機構とこれを駆動するサーボモータ（ステッピングモータ）とで構成したり、あるいはリニアモータを利用した構成としたりすればよい。

制御手段５は、オープンループ制御またはクローズドループ制御によりノズル移動機構４の作動を制御し、これにより、ノズル３の現在位置を把握する。

分注ポンプ２のシリンダ２１には、配管６が接続され、この配管６の先には可撓性を有するチューブ配管７が接続され、このチューブ配管７の先にノズル３が接続されている。図２に示すように、チューブ配管７を設けたことにより、圧力伝達液２００の流路がノズル３の移動に追従することができ、ノズル３の移動が許容される。すなわち、ノズル３が移動すると、チューブ配管７の曲がり方が変化する。

図１に示すように、配管６と配管７との接合部には、第１ポート８１、第２ポート８２および第３ポート８３を有する三方弁である切替弁８が設けられている。第１ポート８１には配管６が接続され、第２ポート８２にはチューブ配管７が接続され、第３ポート８３には、圧力伝達液２００を貯留するリザーバータンク１０へつながる配管１１が接続されている。切替弁８の切り替えは、制御手段５によって制御される。

このような分注装置１では、圧力伝達液２００がノズル３の内腔（内壁）を洗浄する洗浄液としても機能する。ノズル３の内腔の洗浄は、次のようにして行う。ノズル３を図示しない洗浄位置へと移動させた後、切替弁８を第１ポート８１と第３ポート８３との間で連通する状態に切り替えて、分注ポンプ２を吸引作動させ、圧力伝達液２００を分注ポンプ２内に吸入する。次いで、切替弁８を第１ポート８１と第２ポート８２との間で連通する状態に切り替えて、分注ポンプ２を送出作動させる。これにより、圧力伝達液２００がノズル３の内腔を洗い流し、先端開口３１より排出され、ノズル３の内腔を洗浄することができる。なお、一般に、洗浄位置ではノズル３の外側も別途の方法で洗浄を行うが、ここではその記述を省略する。

ノズル３の洗浄後、検体液１００をノズル３へ吸入するときには、分注装置１は、次のように作動する。ノズル３を分注元容器３００の上方へ移動させ、さらにノズル３を下降させる。この間、先端開口３１が分注元容器３００内の検体液１００に接触しないうちに、分注ポンプ２を所定量吸引作動することにより、ノズル３の先端に空気層５００を形成する。空気層５００の容積は、例えば数十μｌ程度とされる。次いで、図３に示すように、先端開口３１を検体液１００の液面下に挿入した状態で分注ポンプ２を吸引作動させると、その吸引力が圧力伝達液２００によってノズル３に伝達され、ノズル３内に検体液１００を吸入することができる。

設定された量の検体液１００をノズル３内に吸入したら、ノズル３を分注先容器４００の上方へ移動させ、さらにノズル３を下降させて分注先容器４００内に挿入する。次いで、図４に示すように分注ポンプ２を送出作動させると、その吐出力が圧力伝達液２００によってノズル３に伝達され、ノズル３内の検体液１００の全部または一部を吐出することができる。ノズル３内に吸入した検体液１００を小分けにする際には、複数の分注先容器４００に対してこの動作を繰り返す。

この後、別の検体液１００を分注する際には、前記のようにしてノズル３を洗浄した後に行う。これにより、コンタミネーションを防止することができる。

図１に示すように、このような分注装置１は、分注ポンプ２からノズル３に至る経路にある圧力伝達液２００の圧力を検出する圧力センサー９と、この圧力センサー９により検出された圧力データを記憶可能なメモリ１２と、圧力センサー９により検出された圧力データに基づいて分注異常を検出する異常検出手段１３とをさらに備えている。

図示の構成では、配管６の途中に圧力センサー９を設けているが、圧力センサー９の位置はこれに限定されず、シリンダ２１に設けたり、ノズル３に設けたりしてもよい。

異常検出手段１３は、例えばマイクロコンピュータ等で構成される。また、異常検出手段１３と制御手段５とを合わせて、一つのパーソナルコンピュータ等で構成してもよい。

さて、一般に、分注装置では、予めプログラムされた分注処理を遂行する上で、次のような分注異常が発生することがある。

《１》検体液１００が血清などである場合、フィブリン等の固形物がノズル３や管路の内部に詰まり、所定量の検体液１００をノズル３内に吸入できない場合（吸入異常）。

《２》吸入する検体液１００の液面下へのノズル３の挿入量が不十分であるため、あるいは分注元容器３００内の検体液１００の量が不足しているために、空気がノズル３内に吸入され、その結果、所定量の検体液１００をノズル３内に吸入できない場合（吸入異常）。

《３》吸入する検体液１００内に気泡が存在する場合、検体液１００とともに気泡がノズル３内に吸入され、その結果、所定量の検体液１００をノズル３内に吸入できない場合（吸入異常）。

《４》分注先容器４００の底にノズル３の先端開口３１を近づけた状態で吐出する必要がある場合（例えば微量吐出のとき）において、置いてある分注先容器４００の高さのバラツキなどによって先端開口３１が底に当たって塞がれてしまった結果、所定量の検体液１００を吐出できない場合（吐出異常）。

上記《１》〜《４》のような分注異常が発生すると、分注ポンプ２からノズル３へ至る経路内の圧力が急激に変化する。圧力伝達媒体として気体（空気）を用いる分注装置（ディスポーザブルノズルを用いる分注装置）では、この圧力変化を利用して、従来、圧力センサーで検出した圧力伝達媒体の気圧またはその時間微分値をしきい値と比較することにより、分注異常の発生を検出している。

しかしながら、本発明の分注装置１のように、圧力伝達媒体として液体（圧力伝達液２００）を用いる場合には、圧力センサー９で検出される圧力伝達液２００の液圧変化の大部分は、配管系の圧力損失と管内での圧力伝達液２００の流動の動圧とによって生じるものであり、特に分注動作の開始と終了時に非定常流れによる圧力の振動が発生するので、分注異常によって生じる微小な圧力変化を捕らえるのが困難であり、圧力センサー９で検出した圧力そのものやその時間微分値をしきい値と比較する方法では、分注異常を正確に検出することがむずかしい。

これに対し、本発明の分注装置１では、以下に説明するような方法により、分注異常を正確かつ確実に検出することができる。

［１］ ノズル３内に検体液１００を吸入するために、制御手段５は、ノズル３を分注元容器３００の上方に移動させる。次いで、分注ポンプ２を所定量吸引作動させることにより、ノズル３の先端に空気層５００を形成する。

［２］ 次いで、ノズル３を分注元容器３００へ向けて下降させる。ノズル３が下降している最中であって、まだ先端開口３１が検体液１００に接触していない状態（空中にある状態）のとき、制御手段５は、この後に実際に分注を行うときと同様の作動条件で分注ポンプ２を予備作動させる。

この予備作動においては、分注ポンプ２は、まず予備吸引作動を行う。この予備吸引作動は、実際に検体液１００をノズル３に吸入するときと同様の、ピストン２２の駆動速度および駆動量で行う。この予備吸引作動を行うと、言うまでもなく、ノズル３の先端開口３１からは空気が吸入される。続けて、分注ポンプ２は、予備送出作動を行う。この予備送出作動は、実際に検体液１００をノズル３から吐出するときと同様の、ピストン２２の駆動速度および駆動量で行う。この予備送出作動を行うと、言うまでもなく、ノズル３の先端開口３１からは空気が吐出される。

［３］ 図５は、上記のような予備作動をしたときに圧力センサー９で検出される圧力の変化を示すグラフである。同図に示すように、分注ポンプ２が予備吸引作動や予備送出作動を行うと、圧力伝達液２００が配管６およびチューブ配管７内を流動するが、その流動の動圧と配管内での圧力損失のほかに、非定常流れの影響により、圧力センサー９で検出される圧力は、吸引・送出動作の開始と終了時に波打つように振動する。また、図５において圧力が時間の経過とともに全体的な傾向として低下しているのは、ノズル３の下降に伴う水頭圧の変化によるものである。

［４］ 異常検出手段１３は、圧力センサー９で検出された圧力を、圧力センサー出力回路１４を介して取り込み、次のようにして、水頭圧の補正を行う。予備分注作動開始時にノズル３が位置する高さを原点としたときの、予備分注作動中におけるノズル３の高さＺを制御手段５から取得し、水頭圧ρｇＺ（ρは圧力伝達液２００の密度、ｇは重力加速度）を計算する。また、単に予備分注開始時の圧力Ｐ_１と終了時の圧力Ｐ_３との差で補正しても良い。そして、この水頭圧を補正することにより、図６に示すような基準圧力データが得られる。

この基準圧力データは、分注ポンプ２が実際の分注時と同様に作動したときの、配管内での圧力伝達液２００の圧力損失と流動の動圧および非定常流れの影響が圧力センサー９で検出される圧力に及ぼす影響を表すデータとなるものである。

異常検出手段１３は、予備吸引作動時の基準圧力データを予備吸引時圧力データＤ_１、予備送出作動時の基準データを予備送出時圧力データＤ_２として、これらをメモリ１２に記憶（格納）する。予備吸引時圧力データＤ_１は、所定の時間間隔（サンプリングタイム）で取得された多数の値の集合、すなわちＤ_１ｉ（ｉ＝０，１，２，・・・，ｎ）で構成されており、同様に、予備送出時圧力データＤ_２は、Ｄ_２ｉ（ｉ＝０，１，２，・・・，ｍ）で構成されている。なお、Ｄ_１とＤ_２の測定開始点（Ｄ_１０とＤ_２０）は、ポンプ動作開始を基準にポンプ動作開始時間またはそれより少し前にすれば良い。

［５］ 下降中のノズル３が検体液１００に接液したら、ノズル３を停止させる。このとき、公知の方法によって液面検出を行ってもよい。次いで、分注ポンプ２を本吸引作動させて、実際に検体液１００をノズル３内に吸入する。

［６］ 検体液１００をノズル３内に吸入しているとき、異常検出手段１３は、圧力センサー９により検出された吸入時圧力データ（分注時圧力データ）Ｄ_３を予備吸引時圧力データＤ_１と同じ測定開始点および測定間隔で取得する（図７参照）。次いで、異常検出手段１３は、予備吸引時圧力データＤ_１と吸入時圧力データＤ_３との差分データＤＡを下記式に基づいて計算する。
ＤＡ_ｉ＝Ｄ_３ｉ−Ｄ_１ｉ＋ΔＰ （ｉ＝０，１，２，・・・，ｎ）
ここで、ΔＰは、予備吸引作動開始時の圧力をＰ_１、検体液１００の吸入開始時の圧力をＰ_３としたとき、ΔＰ＝Ｐ_３−Ｐ_１であり、このΔＰを用いることにより、予備吸引時圧力データＤ_１と吸入時圧力データＤ_３との水頭圧の差を補正することができる。ΔＰは、圧力センサー９で検出された値を用いて前記式ΔＰ＝Ｐ_３−Ｐ_１に基づいて直接算出してもよく、あるいは、予備吸引作動開始時のノズル３高さと検体液１００の吸入時のノズル３高さとの差ΔＺを制御手段５から取得し、ΔＰ＝ρｇΔＺとして算出してもよい。

検体液１００の吸入動作が正常な場合、差分データＤＡは、例えば図８に示すグラフのようになる。異常検出手段１３は、この差分データＤＡに基づいて吸入異常を検出する。例えば、差分データＤＡの最小値ＤＡ_ｍｉｎがしきい値Ｐ_Ｔ１より小さい場合には、前記《１》のような吸引詰まりが発生したものと判定し、そうでない場合には吸引詰まりが発生していないと判定する。同様にして、他のしきい値を用いたり、差分データＤＡの変動パターンを認識することにより、前記《２》のような吸入量不足（ショートサンプル）や、前記《３》のような気泡吸入等の吸入異常を検出することができる。

差分データＤＡは、実際の吸入時圧力データＤ_３から予備吸引時圧力データＤ_１を引いたものであるので、配管内での圧力伝達液２００の圧力損失と流動の動圧との影響が取り除かれており、よって、ノズル３が検体液１００を吸入することによる圧力変化のみを正確に表したものとなっている。したがって、この差分データＤＡに基づいて判定を行うことにより、異常検出手段１３は、上記のような吸入異常の有無を正確に判定することができる。

なお、異常検出手段１３は、上記のように差分データＤＡそのものをしきい値と比較して判定を行ってもよいし、また、他の公知技術を利用して差分データＤＡの１次微分値や２次微分値を算出して、ＤＡの変動パターンを認識することにより吸引詰まりや前記《２》のような吸入量不足（ショートサンプル）や前記《３》のような気泡吸入等の吸入異常を検出することができる。

［７］ 異常検出手段１３が吸入異常の発生を検出した場合には、図示しない報知手段（アラームなど）によってその旨をオペレーターに報知するとともに、必要であれば既に吸入した検体液１００を吐き戻す。その後、ノズル３を洗浄した後、同一の分注元容器３００に対して分注を再度試みるか、または別の分注元容器３００の分注を行う。

［８］ 異常検出手段１３が吸入異常の発生を検出しなかった場合、すなわち検体液１００を正常に吸入できた場合には、制御手段５は、ノズル３を分注先容器４００の上方へ移動させ、所定高さまで下降させた後、分注ポンプ２を本送出作動させて、ノズル３内の検体液１００を分注先容器４００内へ吐出する。検体液１００をノズル３から吐出しているとき、異常検出手段１３は、圧力センサー９により検出された吐出時圧力データ（分注時圧力データ）Ｄ_４を予備送出時圧力データＤ_２と同じ測定開始点および同じ測定間隔で取得する（図９参照）。次いで、異常検出手段１３は、予備送出時圧力データＤ_２と吐出時圧力データＤ_４との差分データＤＤを下記式に基づいて計算する。
ＤＤ_ｉ＝Ｄ_４ｉ−Ｄ_２ｉ＋ΔＰ’ （ｉ＝０，１，２，・・・，ｍ）
ここで、ΔＰ’は、予備吸引作動開始時の圧力をＰ_１、検体液１００の吐出開始時の圧力をＰ_４としたとき、ΔＰ’＝Ｐ_４−Ｐ_１であり、このΔＰ’を用いることにより、予備送出時圧力データＤ_２と吐出時圧力データＤ_４との水頭圧の差を補正することができる。ΔＰ’は、圧力センサー９で検出された値を用いて前記式ΔＰ’＝Ｐ_４−Ｐ_１に基づいて直接算出してもよく、あるいは、予備送出作動開始時のノズル３高さと検体液１００の吐出時のノズル３高さとの差ΔＺ’を制御手段５から取得し、ΔＰ’＝ρｇΔＺ’として算出してもよい。

検体液１００の吐出動作が正常な場合、差分データＤＤは、例えば図１０に示すグラフのようになる。異常検出手段１３は、この差分データＤＤに基づいて吐出異常を検出する。例えば、差分データＤＤの最大値ＤＤ_ｍａｘがしきい値Ｐ_Ｔ２より大きい場合には、前記４．のような吐出詰まりが発生したものと判定し、そうでない場合には吐出詰まりが発生していないと判定する。

差分データＤＤは、実際の吐出時圧力データＤ_４から予備送出時圧力データＤ_２を引いたものであるので、配管内での圧力伝達液２００の圧力損失と流動の動圧との影響が取り除かれており、よって、ノズル３が検体液１００を吐出することによる圧力変化のみを正確に表したものとなっている。したがって、この差分データＤＤに基づいて判定を行うことにより、異常検出手段１３は、上記のような吐出異常の有無を正確に判定することができる。

以上説明したような判定方法により、本発明の分注装置１では、分注異常の有無を正確に判定・検出することができる。

また、分注装置１では、分注異常を検出するための特殊なセンサー等が不要であり、通常設けられている圧力センサー９を用いて検出を行うことができるので、構造が簡単であり、製造コストの上昇を抑えることができる。

さらに、基準圧力データを取得するための基準液体のようなものが不要であり、この基準液体を貯留するスペースを要しないので、分注装置１が大型化することもなく、また、基準液体を吸入・吐出するために要する時間のせいで処理能力（単位時間当たりに分注処理可能な分注元容器３００の本数）が低下するようなこともない。

また、本実施形態では、分注元容器３００の上方にノズル３を移動させた状態で分注ポンプ２を予備作動させるようにしたことにより、予備作動時の配管チューブ７の曲がり方が、実際に検体液１００を吸入するときとほぼ同じになるので、予備作動時の圧力伝達液２００の圧力損失と流動の動圧および非定常流れによる圧力の振動を実際の吸引時により近くすることができる。よって、実際の吸引時により忠実な基準圧力データ（予備吸引時圧力データＤ_１）を取得することができるので、吸入異常の有無をより高い精度で判定することができる。なお、吐出動作に関しては予備動作時と実際の動作時の配管チューブ７の曲がり方以外はほぼ実際の吐出に近い基準圧力データ（Ｄ_２）を取得することができる。

さらに、本実施形態では、ノズル３を分注元容器３００へ向けて下降させているときに分注ポンプ２を予備作動させるようにしたことにより、予備作動のために分注処理を一旦停止させる必要がない。よって、処理能力（単位時間当たりに分注処理可能な分注元容器３００の本数）を落とすことなく、分注異常の発生を検出することができる。

なお、本発明では、一旦ノズルを停止させてから予備動作を行ってもよいのは言うまでもない。

以上、本発明の分注装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、分注装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

また、前述した実施形態では、異常検出手段は、対象液の吸入異常と吐出異常との両方を検出しているが、本発明では、吸入異常と吐出異常とのいずれか一方のみを検出するものでもよい。

また、本発明では、分注する対象とする液体は、血清等の検体液に限らず、試薬液など、いかなる液体でもよい。

本発明の分注装置の実施形態を模式的に示す図である。 ノズルおよび配管チューブを示す図である。 分注元容器内の液体をノズルへ吸入するときの様子を示す断面図である。 分注先容器内へノズルから液体を吐出するときの様子を示す断面図である。 分注ポンプが予備作動したときに圧力センサーで検出される圧力の変化を示すグラフである。 基準圧力データを示すグラフである。 実際の吸入時圧力データを示すグラフである。 予備吸引時圧力データと吸入時圧力データとの差分データを示すグラフである。 実際の吐出時圧力データを示すグラフである。 予備送出時圧力データと吐出時圧力データとの差分データを示すグラフである。

符号の説明

１ 分注装置
２ 分注ポンプ
２１ シリンダ
２２ ピストン
２３ ポンプ駆動部
３ ノズル
３１ 先端開口
４ ノズル移動機構
５ 制御手段
６ 配管
７ チューブ配管
８ 切替弁
８１ 第１ポート
８２ 第２ポート
８３ 第３ポート
９ 圧力センサー
１０ リザーバータンク
１１ 配管
１２ メモリ
１３ 異常検出手段
１４ 圧力センサー出力回路
１００ 検体液
２００ 圧力伝達液
３００ 分注元容器
４００ 分注先容器
５００ 空気層

Claims (5)

1. 圧力伝達液を送出・吸引する分注ポンプと、
   前記分注ポンプの作動を制御する制御手段と、
   前記分注ポンプと接続され、前記分注ポンプの作動により、分注する対象液をその先端開口から吸入・吐出するノズルと、
   前記分注ポンプから前記ノズルに至る経路にある圧力伝達液の圧力を検出する圧力センサーと、
   前記圧力センサーにより検出された圧力データを記憶可能な記憶手段と、
   前記圧力センサーにより検出された圧力データに基づいて前記ノズルへの吸入異常および／または前記ノズルからの吐出異常を検出する異常検出手段とを備え、
   前記制御手段は、対象液を分注するのに先立ち、その分注を行うときと同様の作動条件で、かつ前記ノズルの先端開口を液体に接触させない状態で前記分注ポンプを予備作動させ、
   前記記憶手段は、前記分注ポンプが前記予備作動したときに前記圧力センサーにより検出された圧力の変動を表す基準圧力データを記憶し、
   前記異常検出手段は、前記分注ポンプが本作動して対象液を実際に分注したときに前記圧力センサーにより検出された圧力の変動を表す分注時圧力データと、前記基準圧力データとに基づいて、前記吸入異常および／または前記吐出異常を検出することを特徴とする分注装置。
2. 前記予備作動には、対象液を前記ノズルに吸入するときと同様の作動条件で行う予備吸引作動と、対象液を前記ノズルから吐出するときと同様の作動条件で行う予備送出作動とが含まれ、
   前記基準圧力データには、前記予備吸引作動時のデータである予備吸引時圧力データと、前記予備送出作動時のデータである予備送出時圧力データとが含まれ、
   前記分注時圧力データには、対象液を実際に前記ノズルに吸入したときのデータである吸入時圧力データと、対象液を実際に前記ノズルから吐出したときのデータである吐出時圧力データとが含まれ、
   前記異常検出手段は、前記予備吸引時圧力データと前記吸入時圧力データとに基づいて前記吸入異常を検出し、前記予備送出時圧力データと前記吐出時圧力データとに基づいて前記吐出異常を検出する請求項１に記載の分注装置。
3. 前記制御手段による制御に基づき、前記ノズルを水平方向および鉛直方向に移動させるノズル移動機構を有し、
   前記制御手段は、吸入する対象液を貯留する分注元容器の上方に前記ノズルを移動させた状態で前記分注ポンプを予備作動させるように制御する請求項１または２に記載の分注装置。
4. 前記制御手段は、前記ノズルを前記分注元容器へ下降させているときに前記分注ポンプを予備作動させるように制御する請求項３に記載の分注装置。
5. 前記異常検出手段は、前記基準圧力データと前記分注時圧力データとの水頭圧の差を補正した上で両者を比較することにより前記吸入異常および／または前記吐出異常を検出する請求項１ないし４のいずれかに記載の分注装置。

Images