JP2007285888A - Liquid surface detector and autoanalyzer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid surface detector capable of accurately detecting the surface of a liquid, and to provide an autoanalyzer equipped with the liquid surface detector. <P>SOLUTION: The liquid surface detector includes a probe, having conductivity and that sucks or discharge the liquid housed in a container; the electrode integrally arranged to the container or arranged in the vicinity of the container; a liquid surface detection means for detecting the surface of the liquid, on the basis of a change in the electrostatic capacity between the probe and the electrode; a pressure detection means for detecting the change in the pressure in the probe, caused by the contact of the end of the probe with the electrode; and a determining means for determining whether the liquid surface detected by the liquid surface detection means is the real surface of the liquid by referring to the changing mode of the pressure in the probe detected by the pressure detection means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、所定の容器に収容された液体の液面を検知する液面検知装置および当該液面検知装置を備えた自動分析装置に関する。   The present invention relates to a liquid level detection device that detects a liquid level of a liquid contained in a predetermined container, and an automatic analyzer including the liquid level detection device.

従来、検体と試薬とを反応させることによってその検体の成分を分析する自動分析装置において、検体や試薬等の液体を細管状のプローブによって吸引する際にその液体の液面を検知する技術として、プローブ自身またはプローブの近傍に設けられる電極と、液体を収容する容器と一体にまたは容器の近傍に配設される電極との間の静電容量の変化を検出することによって液面を検知する技術が開示されている(例えば、特許文献1を参照)。   Conventionally, in an automatic analyzer that analyzes the components of a sample by reacting the sample with a reagent, as a technique for detecting the liquid level of the liquid when the liquid such as the sample or the reagent is aspirated by a thin tube probe, Technology for detecting the liquid level by detecting a change in capacitance between the probe itself or an electrode provided in the vicinity of the probe and an electrode disposed in the vicinity of the container or in the vicinity of the container. Is disclosed (see, for example, Patent Document 1).

特開平6−241862号公報JP-A-6-241862

上述した従来の液面検知技術では、プローブの端部が液面よりも上方に発生している液泡に接触した場合や、そのプローブの端部が液体を収容する容器の開口部に接触してしまった場合、あるいは対をなす電極のいずれかが静電気の影響を受けた場合などに、液体の液面を誤検知してしまうことがあった。   In the conventional liquid level detection technology described above, the end of the probe comes into contact with the liquid bubbles generated above the liquid level, or the end of the probe comes into contact with the opening of the container containing the liquid. In some cases, the liquid level of the liquid may be erroneously detected, for example, when one of the paired electrodes is affected by static electricity.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、液体の液面を精度よく検知することができる液面検知装置および当該液面検知装置を備えた自動分析装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a liquid level detection device capable of accurately detecting the liquid level of a liquid and an automatic analyzer including the liquid level detection device. To do.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1記載の発明は、容器に収容された液体の液面を検知する液面検知装置であって、導電性を有し、前記液体を吸引または吐出するプローブと、前記容器と一体にまたは前記容器の近傍に配設される電極と、前記プローブと前記電極との間の静電容量の変化に基づいて前記液体の液面を検知する液面検知手段と、前記プローブの端部と前記液体とが接触することによって生じる前記プローブ内部の圧力の変化を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段で検出した前記プローブ内部の圧力の変化の態様を参照して前記液面検知手段で検知した液面が前記液体の真の液面であるか否かを判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the invention according to claim 1 is a liquid level detection device for detecting the liquid level of a liquid contained in a container, and has conductivity, and the liquid Detecting the liquid level based on a change in capacitance between the probe and the electrode, and a probe that sucks or discharges the liquid, an electrode that is integrated with or in the vicinity of the container, and the probe Liquid level detecting means, pressure detecting means for detecting a change in pressure inside the probe caused by contact between the end of the probe and the liquid, and pressure inside the probe detected by the pressure detecting means. And determining means for determining whether or not the liquid level detected by the liquid level detecting means with reference to the mode of change is the true liquid level of the liquid.

本発明における「液体」には、微量の固体成分を含有する液体も含まれる。   The “liquid” in the present invention includes a liquid containing a trace amount of a solid component.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記判定手段は、前記液面検知手段で前記プローブと前記電極との間の静電容量の変化を検出し始めてから所定時間以内に前記圧力検出手段で前記プローブ内部の圧力の変化を検出し始めた場合、前記液面検知手段で検知した液面が前記液体の真の液面であると判定することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the determination means starts within a predetermined time after the liquid level detection means starts to detect a change in capacitance between the probe and the electrode. When the pressure detection means starts to detect a change in pressure inside the probe, it is determined that the liquid level detected by the liquid level detection means is a true liquid level of the liquid.

請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、前記プローブは、フッ素系樹脂とカーボン粉体とを含むことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the probe includes a fluorine-based resin and carbon powder.

請求項4記載の発明は、検体と試薬とを反応させることによって前記検体の成分の分析を行うため、前記検体を分注する検体分注手段と、前記試薬を分注する試薬分注手段と、を備えた自動分析装置であって、前記検体分注手段および前記試薬分注手段は、請求項1〜3のいずれか一項に記載した液面検知装置をそれぞれ有することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a sample dispensing unit for dispensing the sample, a reagent dispensing unit for dispensing the reagent, in order to analyze the components of the sample by reacting the sample with a reagent. The sample dispensing means and the reagent dispensing means each have the liquid level detection device according to any one of claims 1 to 3.

本発明に係る液面検知装置および自動分析装置によれば、導電性を有し、容器に収容された液体を吸引または吐出するプローブと、前記容器と一体にまたは前記容器の近傍に配設される電極と、前記プローブと前記電極との間の静電容量の変化に基づいて前記液体の液面を検知する液面検知手段と、前記プローブの端部と前記液体とが接触することによって生じる前記プローブ内部の圧力の変化を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段で検出した前記プローブ内部の圧力の変化の態様を参照して前記液面検知手段で検知した液面が前記液体の真の液面であるか否かを判定する判定手段と、を備えたことにより、液体の液面を精度よく検知することが可能となる。   According to the liquid level detection device and the automatic analyzer according to the present invention, the probe has conductivity and is disposed in the vicinity of the container, or a probe that sucks or discharges the liquid contained in the container. And the liquid level detecting means for detecting the liquid level based on a change in capacitance between the probe and the electrode, and the end of the probe and the liquid are brought into contact with each other. With reference to pressure detection means for detecting a change in pressure inside the probe, and a change in pressure inside the probe detected by the pressure detection means, the liquid level detected by the liquid level detection means is true of the liquid. And determining means for determining whether or not the liquid level is present, the liquid level of the liquid can be accurately detected.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態(以後、「実施の形態」と称する)を説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係る液面検知装置の構成を模式的に示す図である。同図に示す液面検知装置1は、液体の吸引または吐出を行うプローブの先端部が液体の液面に到達したか否かを検知する装置である。なお、ここでいう「液体」には、微量の固体成分を含有する液体も含まれる。   The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”) will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a liquid level detection device according to an embodiment of the present invention. A liquid level detection device 1 shown in FIG. 1 is a device that detects whether or not the tip of a probe that sucks or discharges liquid has reached the liquid level. The “liquid” here includes a liquid containing a small amount of a solid component.

液面検知装置1は、金属等の導電性材料から成る細管状のプローブ2と、プローブ2に鉛直方向の昇降動作や水平方向の回転動作を行わせることによってプローブ2を移送するプローブ移送部3と、液体の試料Spを収容する容器4の近傍に設けられた電極5と、プローブ2と電極5との間の静電容量の変化を検出することによって試料Spの液面を検知する液面検知部6と、プローブ2の端部と試料Spの液面とが接触することによって生じるプローブ2内部の圧力の変化を検出する圧力検出部7と、液面検知部6で検知したプローブ2と電極5との間の静電容量変化の態様と圧力検出部7で検出したプローブ2内部の圧力変化の態様とを比較することによってプローブ2が試料Spの真の液面と接触したか否かを判定する判定部8と、液面検知装置1の動作を制御するためにCPU(Central Processing Unit)等を用いて構成される制御部9と、を備える。   The liquid level detection device 1 includes a narrow tubular probe 2 made of a conductive material such as a metal, and a probe transfer unit 3 that transfers the probe 2 by causing the probe 2 to perform vertical movement and horizontal movement. And a liquid surface that detects the liquid surface of the sample Sp by detecting a change in capacitance between the electrode 5 provided in the vicinity of the container 4 containing the liquid sample Sp and the probe 2 and the electrode 5. A detection unit 6; a pressure detection unit 7 that detects a change in pressure inside the probe 2 caused by contact between the end of the probe 2 and the liquid level of the sample Sp; and the probe 2 detected by the liquid level detection unit 6 Whether or not the probe 2 is in contact with the true liquid surface of the sample Sp by comparing the aspect of the capacitance change between the electrode 5 and the aspect of the pressure change inside the probe 2 detected by the pressure detector 7. Determination unit 8 for determining To control the operation of the sensing device 1 includes a control unit 9 constituted with a CPU (Central Processing Unit), a.

液面検知部6は、所定の周波数の交流信号を発振して印加する発振回路61と、プローブ2と電極5との間の静電容量を検出する静電容量検出回路62と、静電容量検出回路62からの出力に対して所定の信号処理を施すことによって生成した液面検知信号を制御部9へ出力する信号処理回路63とを有する。   The liquid level detection unit 6 includes an oscillation circuit 61 that oscillates and applies an AC signal having a predetermined frequency, a capacitance detection circuit 62 that detects a capacitance between the probe 2 and the electrode 5, and a capacitance. And a signal processing circuit 63 that outputs a liquid level detection signal generated by performing predetermined signal processing on the output from the detection circuit 62 to the control unit 9.

圧力検出部7は、プローブ2の基端部付近に設けられ、プローブ2の先端部と試料Spの液面との接触によるプローブ2の先端部の詰まりをプローブ2内部の圧力変化として検出する。この圧力検出部7は、プローブ2内部の圧力を検出する圧力センサ71と、圧力センサ71からの出力に対して所定の信号処理を施すことによって生成した圧力検出信号を制御部9へ送出する信号処理回路72とを有する。   The pressure detector 7 is provided in the vicinity of the base end of the probe 2 and detects clogging of the tip of the probe 2 due to contact between the tip of the probe 2 and the liquid surface of the sample Sp as a change in pressure inside the probe 2. The pressure detector 7 is a signal that sends a pressure sensor 71 that detects the pressure inside the probe 2 and a pressure detection signal generated by performing predetermined signal processing to the output from the pressure sensor 71 to the controller 9. And a processing circuit 72.

なお、図1では、電極5が平板状をなす場合を示しているが、電極5の形状はこれに限られるわけではなく、例えば容器4を覆うような形状でもよい。また、容器4を導電性材料によって形成することによって電極5の機能を兼備させてもよい。さらに、液面検知装置1の筐体を構成する金属部分(板金)の一部を電極5としてもよい。   Although FIG. 1 shows a case where the electrode 5 has a flat plate shape, the shape of the electrode 5 is not limited to this, and may be a shape that covers the container 4, for example. Moreover, you may combine the function of the electrode 5 by forming the container 4 with an electroconductive material. Furthermore, a part of the metal portion (sheet metal) constituting the casing of the liquid level detection device 1 may be used as the electrode 5.

引き続き、液面検知装置1の構成を説明する。液面検知装置1は、洗浄液Lqの流路をなすチューブ10と、試料Spを吸引または吐出するためにプローブ2に加えられる圧力であってチューブ10内を流れる洗浄液Lqを介して加えられる圧力を発生するシリンジ11とを備える。シリンジ11は、シリンダ11aとピストン11bとを有し、ピストン駆動部12によってピストン11bがシリンダ11aの内部を図1で上下方向に摺動することにより、洗浄液Lqを介してプローブ2に伝達すべき圧力を変化させる。圧力伝達用液体としての洗浄液Lqは、イオン交換水や蒸留水等の非圧縮性流体から成る。   Next, the configuration of the liquid level detection device 1 will be described. The liquid level detection device 1 includes a tube 10 that forms a flow path for the cleaning liquid Lq, and a pressure that is applied to the probe 2 to suck or discharge the sample Sp and is applied via the cleaning liquid Lq that flows in the tube 10. A syringe 11 is provided. The syringe 11 has a cylinder 11a and a piston 11b, and should be transmitted to the probe 2 via the cleaning liquid Lq when the piston 11b slides up and down in FIG. Change the pressure. The cleaning liquid Lq as the pressure transmission liquid is made of an incompressible fluid such as ion exchange water or distilled water.

また、液面検知装置1は、シリンジ11に端部が接続される別の流路であるチューブ13を備える。このチューブ13には、洗浄液Lqの流れを制御する電磁弁14および洗浄液Lqの吸排動作が行われるポンプ15が順次介在している。チューブ13のシリンジ11に接続される側と異なる端部は、洗浄液Lqを収容する洗浄液タンク16内部に到達している。電磁弁14およびポンプ15の動作は、制御部9によって制御されている。   Further, the liquid level detection device 1 includes a tube 13 that is another flow path whose end is connected to the syringe 11. The tube 13 is sequentially provided with a solenoid valve 14 for controlling the flow of the cleaning liquid Lq and a pump 15 for performing the suction / discharge operation of the cleaning liquid Lq. The end of the tube 13 that is different from the side connected to the syringe 11 reaches the inside of the cleaning liquid tank 16 that stores the cleaning liquid Lq. The operations of the electromagnetic valve 14 and the pump 15 are controlled by the control unit 9.

以上の構成を有する液面検知装置1は、試料Spの吸引または吐出を行う前に電磁弁14を開き、ポンプ15によって洗浄液Lqを吸引し、チューブ13、シリンジ11、チューブ10およびプローブ2の順に洗浄液Lqを順次流入させた後、電磁弁14を閉じてポンプ15の動作を終了する。その後、試料Spの吸引または吐出を行う際には、制御部9の制御のもと、シリンジ11のピストン11bが移動することにより、洗浄液Lqを介してプローブ2の先端部に適当な吸引圧または吐出圧を発生させる。なお、プローブ2の先端部で試料Spを吸引した状態で、試料Spと洗浄液Lqとの間に空気層が介在する。このため、試料Spを吸引または吐出するときに試料Spが洗浄液Lqと混合することはない。   The liquid level detection device 1 having the above configuration opens the electromagnetic valve 14 before sucking or discharging the sample Sp, sucks the cleaning liquid Lq by the pump 15, and in the order of the tube 13, the syringe 11, the tube 10, and the probe 2. After sequentially flowing the cleaning liquid Lq, the solenoid valve 14 is closed and the operation of the pump 15 is ended. Thereafter, when the sample Sp is sucked or discharged, under the control of the control unit 9, the piston 11b of the syringe 11 moves, so that an appropriate suction pressure or pressure is applied to the tip of the probe 2 via the cleaning liquid Lq. Generate discharge pressure. Note that an air layer is interposed between the sample Sp and the cleaning liquid Lq in a state where the sample Sp is sucked by the tip of the probe 2. For this reason, when the sample Sp is sucked or discharged, the sample Sp is not mixed with the cleaning liquid Lq.

次に、液面検知装置1が行う液面検知処理の概要を、図2に示すフローチャートを参照して説明する。まず、制御部9からの制御信号に応じてプローブ移送部3が駆動してプローブ2の下降を開始し(ステップS1)、プローブ2を下降させる(ステップS2)。   Next, an outline of the liquid level detection process performed by the liquid level detection device 1 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, the probe transfer unit 3 is driven in response to a control signal from the control unit 9 to start the probe 2 descending (step S1), and the probe 2 is lowered (step S2).

プローブ2の下降を開始してからその下降を停止するまでのプローブ2の下降量Δhが所定の上限値hmaxに達していなければ(ステップS3でYes)、続くステップS4に進む。他方、プローブ2の下降量Δhが上限値hmaxを超えた場合には(ステップS3でNo)、プローブ2の下降を停止し(ステップS5)、液面検知処理を終了する。この意味で、ステップS3で判定する上限値hmaxは、容器4に試料Spが収容されていない場合であっても下降を停止すべき値である。 If the descent amount Δh of the probe 2 from the start of the descent of the probe 2 to the stop of the descent does not reach the predetermined upper limit value h max (Yes in step S3), the process proceeds to the subsequent step S4. On the other hand, when the descending amount Δh of the probe 2 exceeds the upper limit value h max (No in step S3), the descending of the probe 2 is stopped (step S5), and the liquid level detection process is terminated. In this sense, the upper limit value h max determined in step S3 is a value that should stop the descent even when the sample Sp is not accommodated in the container 4.

ステップS3でΔh≦hmaxの場合(ステップS3でYes)、プローブ2は下降を続けるが、その下降の最中に液面検知部6がプローブ2と電極5との間の静電容量の変化を検出した場合(ステップS4でYes)、制御部9は、プローブ移送部3にプローブ2の下降を停止させる制御を行う(ステップS6)。図3は、液面検知部6で検出する静電容量検出信号P1(縦軸)とプローブ2の下降時間t(横軸)との関係を示す図である。同図に示す場合、静電容量検出信号P1は液面に近づくとともに急激に増加し、やがて一定値をとる。以後、静電容量検出信号P1が変化し始めた時間をt0とする。 If Δh ≦ h max in step S3 (Yes in step S3), the probe 2 continues to descend, but the liquid level detector 6 changes the capacitance between the probe 2 and the electrode 5 during the descending. Is detected (Yes in step S4), the control unit 9 controls the probe transfer unit 3 to stop the descent of the probe 2 (step S6). FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the capacitance detection signal P 1 (vertical axis) detected by the liquid level detection unit 6 and the descent time t (horizontal axis) of the probe 2. In the case shown in the figure, the capacitance detection signal P 1 increases rapidly as it approaches the liquid level, and eventually takes a constant value. Hereinafter, the time when the capacitance detection signal P 1 starts to change is assumed to be t 0 .

プローブ2の先端部が真の液面に到達した場合、プローブ2の先端部の開口は試料Spの液面によってふさがれ、その結果、プローブ2内部の圧力が上昇する。図4は、プローブ2が真の液面に到達した場合に圧力検出部7で検出する圧力検出信号P2(縦軸)とプローブ2の下降時間t(横軸)との関係を示す図である。同図に示す場合、プローブ2内部の圧力を負圧として測定している。図4に示すように、プローブ2の先端部が真の液面に到達した場合の圧力検出信号P2は、静電容量検出信号P1よりも時間的に遅れて時間t1(>t0)に変化し始める。これは、プローブ2の先端部が試料Spの液面に到達したとき、プローブ2と電極5との間の静電容量変化の方が、プローブ2の先端部の詰まりによる圧力変化よりも迅速に応答するためである。 When the tip of the probe 2 reaches the true liquid level, the opening at the tip of the probe 2 is blocked by the liquid level of the sample Sp, and as a result, the pressure inside the probe 2 increases. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the pressure detection signal P 2 (vertical axis) detected by the pressure detector 7 and the descent time t (horizontal axis) of the probe 2 when the probe 2 reaches the true liquid level. is there. In the case shown in the figure, the pressure inside the probe 2 is measured as a negative pressure. As shown in FIG. 4, the pressure detection signal P 2 when the tip of the probe 2 reaches the true liquid level is delayed in time t 1 (> t 0 ) from the capacitance detection signal P 1. ) Begin to change. This is because when the tip of the probe 2 reaches the liquid level of the sample Sp, the capacitance change between the probe 2 and the electrode 5 is faster than the pressure change due to the clogging of the tip of the probe 2. This is to respond.

判定部8では、圧力検出信号P2が変化し始めた時間t1と静電容量検出信号P1が変化し始めた時間t0との時間差(ディレイ)Δt=t1−t0を算出し、この算出した時間差Δtを所定時間Tと比較することにより、液面検知部6で検知した信号が真の液面であるか否かを判定する。 The determination unit 8 calculates a time difference (delay) Δt = t 1 −t 0 between the time t 1 when the pressure detection signal P 2 starts to change and the time t 0 when the capacitance detection signal P 1 starts to change. Then, by comparing the calculated time difference Δt with a predetermined time T, it is determined whether or not the signal detected by the liquid level detection unit 6 is a true liquid level.

液面検知部6でプローブ2と電極5との間の静電容量変化を検出し始めてから、圧力検出部7でプローブ2内部の圧力変化を検出し始めるまでの時間差Δtが所定時間T以内(Δt≦T)である場合(ステップS7でYes)、判定部8は、液面検知部6で検知した液面を真の液面であると判定する(ステップS8)。この場合には、ピストン11bを駆動してプローブ2の先端部に吸引圧(負圧)を発生させ、所定量の試料Spを吸引する。その後、プローブ移送部3がプローブ2を所定の位置まで移送し、ピストン11bを駆動してプローブ2の先端部に吐出圧(正圧)を発生させ、プローブ2の先端部で保持している試料Spを所定の容器へ吐出する。   The time difference Δt from when the liquid level detection unit 6 starts to detect the capacitance change between the probe 2 and the electrode 5 to when the pressure detection unit 7 starts to detect the pressure change inside the probe 2 is within a predetermined time T ( If Δt ≦ T) (Yes in step S7), the determination unit 8 determines that the liquid level detected by the liquid level detection unit 6 is a true liquid level (step S8). In this case, the piston 11b is driven to generate a suction pressure (negative pressure) at the tip of the probe 2, and a predetermined amount of the sample Sp is sucked. Thereafter, the probe transfer unit 3 transfers the probe 2 to a predetermined position, drives the piston 11b to generate a discharge pressure (positive pressure) at the tip of the probe 2, and holds the sample held at the tip of the probe 2. Sp is discharged into a predetermined container.

これに対して、液面検知部6で静電容量の変化を検出し始めてから所定時間T以内に圧力検出部7で圧力変化を検出し始めない場合(ステップS7でNo)、判定部8は液面検知部6で検知した液面を真の液面ではないと判定する(ステップS9)。この場合、制御部9は、ステップS1に戻って上述した処理を繰り返す制御を行う。   On the other hand, when the pressure detection unit 7 does not start detecting the pressure change within the predetermined time T after the liquid level detection unit 6 starts detecting the change in capacitance (No in step S7), the determination unit 8 It is determined that the liquid level detected by the liquid level detection unit 6 is not a true liquid level (step S9). In this case, the control part 9 returns to step S1 and performs control which repeats the process mentioned above.

以上説明した液面検知装置1によれば、液体の吸引を行う際に、静電容量方式による液面検知に加えてプローブ2内部の圧力変化を検知することにより、より高精度な液体の液面検知を実現することができる。   According to the liquid level detection apparatus 1 described above, when a liquid is sucked, the liquid level can be detected with a higher accuracy by detecting a pressure change in the probe 2 in addition to the liquid level detection by the capacitive method. Surface detection can be realized.

本実施の形態に係る液面検知装置1は、検体の成分の分析を行う自動分析装置に適用することができる。図5は、本発明の一実施の形態に係る自動分析装置要部の構成を模式的に示す図である。同図に示す自動分析装置100は、試料Spに相当する検体と試薬とを所定の容器にそれぞれ分注し、その容器内部に収容された液体に対して光学的な測定を行う測定機構101と、この測定機構101を含む自動分析装置100の制御を行うとともに測定機構101における測定結果の分析を行う制御分析機構102とを有し、これら二つの機構が連携することによって複数の検体の成分の生化学的な分析を自動的かつ連続的に行う装置である。   The liquid level detection apparatus 1 according to the present embodiment can be applied to an automatic analyzer that analyzes the components of a specimen. FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of the automatic analyzer according to the embodiment of the present invention. An automatic analyzer 100 shown in the figure includes a measurement mechanism 101 that dispenses a specimen and a reagent corresponding to a sample Sp into predetermined containers, and performs optical measurement on a liquid contained in the container. And a control analysis mechanism 102 for controlling the automatic analyzer 100 including the measurement mechanism 101 and analyzing the measurement result in the measurement mechanism 101, and by coordinating these two mechanisms, the components of a plurality of specimens are analyzed. It is a device that performs biochemical analysis automatically and continuously.

最初に、自動分析装置100の測定機構101について説明する。測定機構101は、主として一般検体を収容する検体容器21が搭載された複数のラック22を収納して順次移送する検体移送部31と、一般検体以外の各種検体(検量線作成用のスタンダード検体、精度管理検体、緊急検体、STAT検体、再検査用検体等)を収容する検体容器23を保持する検体容器保持部32と、試薬容器24を保持する試薬容器保持部33と、検体と試薬とを反応させる容器である反応容器25を保持する反応容器保持部34と、反応容器25の内部に収容された液体を攪拌する攪拌部35と、反応容器25内部を通過した光の波長成分ごとの強度等を測定する測光部36と、を備える。   First, the measurement mechanism 101 of the automatic analyzer 100 will be described. The measurement mechanism 101 includes a sample transport unit 31 that houses and sequentially transfers a plurality of racks 22 on which sample containers 21 that mainly store general samples are mounted, and various samples other than general samples (standard samples for creating calibration curves, A sample container holding part 32 for holding a sample container 23 for storing a quality control specimen, an emergency specimen, a STAT specimen, a retest specimen, etc.), a reagent container holding part 33 for holding a reagent container 24, and a specimen and a reagent. A reaction container holding unit 34 that holds the reaction container 25 that is a reaction container, a stirring unit 35 that stirs the liquid contained in the reaction container 25, and the intensity for each wavelength component of light that has passed through the reaction container 25. And a photometric unit 36 for measuring and the like.

また、測定機構101は、検体移送部31上の検体容器21や検体容器保持部32上の検体容器23に収容された検体を反応容器25に分注する検体分注部37と、試薬容器保持部33上の試薬容器24に収容された試薬を反応容器25に分注する試薬分注部38と、反応容器25の洗浄を行う洗浄部39と、を備える。このうち、検体分注部37および試薬分注部38は、上述した液面検知装置1と同様の機能構成を有しており、反応容器25内部に収容されている液体の液面を検知することができる。   In addition, the measurement mechanism 101 includes a sample dispensing unit 37 that dispenses a sample contained in the sample container 21 on the sample transfer unit 31 and the sample container 23 on the sample container holding unit 32 into the reaction container 25, and a reagent container holding A reagent dispensing unit 38 that dispenses the reagent contained in the reagent container 24 on the unit 33 into the reaction container 25, and a cleaning unit 39 that cleans the reaction container 25 are provided. Among these, the sample dispensing unit 37 and the reagent dispensing unit 38 have the same functional configuration as the liquid level detection device 1 described above, and detect the liquid level of the liquid contained in the reaction container 25. be able to.

検体容器21および23には、内部に収容する検体を識別する識別情報をバーコードまたは2次元コード等の情報コードにコード化して記録した情報コード記録媒体がそれぞれ貼付されている(図示せず)。同様に、試薬容器24にも、内部に収容する試薬を識別する識別情報を情報コードにコード化して記録した情報コード記録媒体が貼付されている(図示せず)。このため、測定機構101には、検体容器21に貼付された情報コードを読み取る情報コード読取部CR1、検体容器23に貼付された情報コードを読み取る情報コード読取部CR2、および試薬容器24に貼付された情報コードを読み取る情報コード読取部CR3が設けられている。   Each of the sample containers 21 and 23 is affixed with an information code recording medium (not shown) in which identification information for identifying a sample accommodated therein is encoded and recorded in an information code such as a barcode or a two-dimensional code. . Similarly, an information code recording medium in which identification information for identifying a reagent contained in the reagent container 24 is encoded and recorded in an information code is also attached to the reagent container 24 (not shown). Therefore, the measurement mechanism 101 is affixed to the information code reader CR1 that reads the information code affixed to the sample container 21, the information code reader CR2 that reads the information code affixed to the sample container 23, and the reagent container 24. An information code reading unit CR3 for reading the information code is provided.

検体容器保持部32、試薬容器保持部33、および反応容器保持部34は、検体容器23、試薬容器24および反応容器25をそれぞれ収容保持するホイールと、このホイールの底面中心に取り付けられ、その中心を通る鉛直線を回転軸としてホイールを回転させる駆動手段とを有する(図示せず)。   The sample container holding part 32, the reagent container holding part 33, and the reaction container holding part 34 are attached to a wheel for accommodating and holding the sample container 23, the reagent container 24, and the reaction container 25, and the center of the bottom surface of the wheel. Driving means for rotating the wheel about the vertical line passing through the rotation axis (not shown).

各容器保持部の内部は一定の温度に保たれている。例えば、試薬容器保持部33内は、試薬の劣化や変性を抑制するために室温よりも低温に設定される。また、反応容器保持部34内は、人間の体温と同程度の温度に設定される。   The inside of each container holding part is kept at a constant temperature. For example, the inside of the reagent container holding unit 33 is set to a temperature lower than room temperature in order to suppress deterioration and denaturation of the reagent. In addition, the inside of the reaction container holding unit 34 is set to a temperature that is comparable to the human body temperature.

測光部36は、白色光を照射する光源と、反応容器25を透過してきた白色光を分光する分光光学系と、分光光学系で分光した光を成分ごとに受光して電気信号に変換する受光素子とを有する。   The photometry unit 36 is a light source that emits white light, a spectroscopic optical system that splits the white light that has passed through the reaction vessel 25, and a light receiving device that receives light separated by the spectroscopic optical system for each component and converts it into an electrical signal. Device.

なお、検体の成分の生化学的な分析を行う際には一つの検体に対して2種類の試薬を用いることが多いため、第1試薬用の試薬容器保持部33と第2試薬用の試薬容器保持部33とを別個に設けてもよい。この場合には、個々の試薬容器保持部33に対応した試薬分注部38を2個設ければよい。より一般には、試薬容器保持部33や試薬分注部38を複数個設けることもできる。   Note that when performing biochemical analysis of the components of the specimen, two types of reagents are often used for one specimen, so the reagent container holding unit 33 for the first reagent and the reagent for the second reagent You may provide the container holding | maintenance part 33 separately. In this case, two reagent dispensing units 38 corresponding to the individual reagent container holding units 33 may be provided. More generally, a plurality of reagent container holding portions 33 and reagent dispensing portions 38 can be provided.

また、検体または試薬の分注後の適当なタイミングで複数の反応容器25内部の液体の攪拌を同時に行うために、攪拌部35を複数個設けてもよい。   A plurality of agitation units 35 may be provided in order to simultaneously agitate the liquid in the plurality of reaction vessels 25 at an appropriate timing after dispensing of the specimen or reagent.

ところで、図1では、測定機構101の主要な構成要素を模式的に示すことを主眼としているため、構成要素間の位置関係は必ずしも正確ではない。正確な構成要素間の位置関係は、試薬容器保持部33の数や分注動作のインターバルにおける反応容器保持部34のホイールの回転態様などの各種条件に応じて定められるべき設計的事項である。   By the way, in FIG. 1, since the main purpose is to schematically show the main components of the measurement mechanism 101, the positional relationship between the components is not necessarily accurate. The exact positional relationship between the components is a design matter that should be determined according to various conditions such as the number of reagent container holding portions 33 and the rotation mode of the wheel of the reaction container holding portion 34 in the interval of the dispensing operation.

次に、引き続き図1を参照して、自動分析装置100の制御分析機構102について説明する。制御分析機構102は、検体の分析に必要な情報や自動分析装置100の動作を指示する動作指示信号などを含む情報の入力を受ける入力部51と、検体の分析に関する情報を出力する出力部52と、測定機構101における測定結果に基づいて検体の分析データを生成するデータ生成部53と、検体の分析に関する情報や自動分析装置100に関する情報を含む各種情報を記憶する記憶部54と、制御分析機構102内の各機能または各手段の制御を行うとともに測定機構101の駆動制御を行う制御部55と、を備える。   Next, the control analysis mechanism 102 of the automatic analyzer 100 will be described with reference to FIG. The control analysis mechanism 102 includes an input unit 51 that receives input of information necessary for analyzing a sample, an operation instruction signal for instructing the operation of the automatic analyzer 100, and an output unit 52 that outputs information related to analysis of the sample. A data generation unit 53 that generates analysis data of the sample based on the measurement result in the measurement mechanism 101, a storage unit 54 that stores various types of information including information on analysis of the sample and information on the automatic analyzer 100, and control analysis And a control unit 55 that controls each function or each means in the mechanism 102 and performs drive control of the measurement mechanism 101.

入力部51は、キーボードやマウスを有する。また、入力部51として、トラックボール、トラックパッドなどのポインティングデバイスや、音声入力用のマイクロフォン等のユーザインターフェースをさらに具備してもよい。   The input unit 51 has a keyboard and a mouse. The input unit 51 may further include a pointing device such as a trackball or a trackpad, or a user interface such as a voice input microphone.

出力部52は、各種情報を表示する液晶、プラズマ、有機EL、CRT等のディスプレイ装置を有する。また、出力部52として、音声出力用のスピーカや、紙などに情報を印刷して出力するプリンタを具備させてもよい。   The output unit 52 includes a display device such as liquid crystal, plasma, organic EL, or CRT that displays various types of information. Further, the output unit 52 may be provided with a voice output speaker or a printer that prints and outputs information on paper or the like.

データ生成部53は、測定機構101の測光部36から受信した測定結果の分析演算を行う。この分析演算では、測光部36から送られてくる測定結果に基づいて反応容器25内部の液体の吸光度を算出したり、吸光度の算出結果と検量線や分析パラメータ等の各種情報とを用いて反応容器25内部の液体の成分を定量的に求める成分量算出処理等を行ったりすることにより、検体ごとの分析データを生成する。このようにして生成された分析データは、出力部52から出力される一方、記憶部54に書き込まれて記憶される。   The data generation unit 53 performs an analysis operation on the measurement result received from the photometry unit 36 of the measurement mechanism 101. In this analytical calculation, the absorbance of the liquid inside the reaction vessel 25 is calculated based on the measurement result sent from the photometry unit 36, or the reaction is performed using the absorbance calculation result and various information such as a calibration curve and analysis parameters. Analytical data for each specimen is generated by performing a component amount calculation process for quantitatively determining the liquid components in the container 25. The analysis data generated in this way is output from the output unit 52 and is written and stored in the storage unit 54.

記憶部54は、さまざまな情報を磁気的に記憶するハードディスクと、自動分析装置100が処理を実行する際にその処理に係るプログラムをハードディスクからロードして電気的に記録するメモリとを用いて実現され、分析項目、検体情報、試薬の種類、検体や試薬の分注量、検体や試薬の有効期限、分析に使用する検量線に関する情報、検量線の有効期限、各分析項目の参照値や許容値などの分析に必要なパラメータ、およびデータ生成部53で生成した分析データなどを記憶、管理する。   The storage unit 54 is realized by using a hard disk that magnetically stores various information and a memory that loads a program related to the process from the hard disk and electrically records the process when the automatic analyzer 100 executes the process. Analysis items, sample information, reagent types, sample and reagent dispensing volumes, sample and reagent expiration dates, information on calibration curves used for analysis, calibration curve expiration dates, reference values and tolerances for each analysis item Parameters necessary for analysis such as values and analysis data generated by the data generation unit 53 are stored and managed.

制御部55は、制御および演算機能を有するCPU(Central Processing Unit)等によって実現され、記憶部54で記憶されるプログラムを記憶部54から読み出すことによって自動分析装置100の各種動作の制御および演算を実行する。このため、制御部55は、液面検知装置1の制御部9の機能を兼備している。   The control unit 55 is realized by a CPU (Central Processing Unit) or the like having control and calculation functions, and reads out a program stored in the storage unit 54 from the storage unit 54 to control and perform various operations of the automatic analyzer 100. Execute. For this reason, the control part 55 has the function of the control part 9 of the liquid level detection apparatus 1 together.

以上説明した本実施の形態に係る自動分析装置100によれば、プローブ2の先端部が検体や試薬の液面を精度よく検知することが可能となるため、プローブ2が空吸いや空まき(実際に吸引していないのに吐出してしまう)等の誤動作を行わずに済む。したがって、分析データの信頼性を向上させることができる。   According to the automatic analyzer 100 according to the present embodiment described above, since the tip of the probe 2 can accurately detect the liquid level of the specimen or reagent, the probe 2 can be sucked or sprinkled ( It is not necessary to perform a malfunction such as discharging without actually sucking. Therefore, the reliability of analysis data can be improved.

以上説明した本発明の一実施の形態に係る液面検知装置および自動分析装置によれば、導電性を有し、容器に収容された液体を吸引または吐出するプローブと、前記容器と一体にまたは前記容器の近傍に配設される電極と、前記プローブと前記電極との間の静電容量の変化に基づいて前記液体の液面を検知する液面検知手段と、前記プローブの端部と前記液体とが接触することによって生じる前記プローブ内部の圧力の変化を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段で検出した前記プローブ内部の圧力の変化の態様を参照して前記液面検知手段で検知した液面が前記液体の真の液面であるか否かを判定する判定手段と、を備えたことにより、液体の液面を精度よく検知することが可能となる。   According to the liquid level detection device and the automatic analyzer according to the embodiment of the present invention described above, the probe that has conductivity and sucks or discharges the liquid contained in the container, and the container is integrated or An electrode disposed in the vicinity of the container; a liquid level detecting means for detecting a liquid level of the liquid based on a change in capacitance between the probe and the electrode; an end of the probe; Detected by the liquid level detecting means with reference to a pressure detecting means for detecting a change in pressure inside the probe caused by contact with the liquid, and a change in pressure inside the probe detected by the pressure detecting means. And determining means for determining whether or not the liquid level is the true liquid level of the liquid, the liquid level of the liquid can be detected with high accuracy.

ここまで、本発明を実施するための最良の形態を詳述してきたが、本発明は上記一実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、本発明においては、プローブとして、4フッ化エチレン等のフッ素系樹脂とカーボン粉体とを混合することによって形成したものを適用してもよい。一般に、フッ素系樹脂は撥水性に優れており、金属製のプローブを適用する場合と比較して、たんぱく質等の汚れが付着しにくい。したがってこの場合には、プローブの汚れに起因するコンタミネーションを低減するとともに分注不良を防止することができ、半永久的に使用することが可能となる。   The best mode for carrying out the present invention has been described in detail so far, but the present invention should not be limited only by the above-described embodiment. For example, in the present invention, a probe formed by mixing a fluororesin such as tetrafluoroethylene and carbon powder may be applied. In general, the fluorine-based resin is excellent in water repellency, and dirt such as protein is less likely to adhere as compared with the case where a metal probe is applied. Therefore, in this case, contamination due to the contamination of the probe can be reduced and dispensing failure can be prevented, and it can be used semipermanently.

なお、フッ素系樹脂とカーボン粉体とを混合することによってプローブを形成する場合には、製造ロットによって導電性が異なる場合があり、液面を検知する検知感度にばらつきが生じる恐れがある。そこで、液面検知部に対してプローブの検知感度を所定の感度に補正する機能を具備させておけばより好ましい。具体的には、液面検知部に対してプローブの検知感度を検出する感度検出手段と、この感度検出手段による検出結果をフィードバックすることによって所定の検知感度への補正を行う感度補正手段とを具備させればよい。これにより、プローブの製造ロットの違いによる検知感度のばらつきを解消し、液面検知精度を適確に維持することが可能となる。   When the probe is formed by mixing the fluororesin and the carbon powder, the conductivity may vary depending on the production lot, and there is a possibility that the detection sensitivity for detecting the liquid level may vary. Therefore, it is more preferable that the liquid level detection unit has a function of correcting the detection sensitivity of the probe to a predetermined sensitivity. Specifically, a sensitivity detection unit that detects the detection sensitivity of the probe with respect to the liquid level detection unit, and a sensitivity correction unit that performs correction to a predetermined detection sensitivity by feeding back a detection result by the sensitivity detection unit. It may be provided. As a result, variations in detection sensitivity due to differences in probe production lots can be eliminated, and liquid level detection accuracy can be maintained accurately.

また、本発明に係る液面検知装置を免疫分析用の自動分析装置の分注機構に適用してもよい。この場合、自動分析装置には、不均一系反応を用いた免疫分析に必要なB/F洗浄を行うB/F洗浄部と、測光部として発光物質の発光量をカウントする光電子増倍管とを設ければよい。これらの点を除く自動分析装置の構成は、上述した自動分析装置の構成とほぼ同様である。   Further, the liquid level detection device according to the present invention may be applied to a dispensing mechanism of an automatic analyzer for immunoassay. In this case, the automatic analyzer includes a B / F cleaning unit that performs B / F cleaning necessary for immunoassay using a heterogeneous reaction, and a photomultiplier tube that counts the light emission amount of the luminescent substance as a photometric unit. May be provided. Except for these points, the configuration of the automatic analyzer is almost the same as the configuration of the automatic analyzer described above.

以上の説明からも明らかなように、本発明は、ここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。   As is clear from the above description, the present invention can include various embodiments and the like not described herein, and within the scope not departing from the technical idea specified by the claims. Various design changes and the like can be made.

本発明の一実施の形態に係る液面検知装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the liquid level detection apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る液面検知装置が行う液面検知処理の概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of the liquid level detection process which the liquid level detection apparatus which concerns on one embodiment of this invention performs. プローブが液面と接触する場合のプローブと電極との間の静電容量の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the electrostatic capacitance between a probe and an electrode in case a probe contacts a liquid level. プローブが液面と接触する場合(真の液面である場合)のプローブ内部の圧力の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the pressure inside a probe when a probe contacts a liquid level (when it is a true liquid level). 本発明の一実施の形態に係る自動分析装置要部の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the automatic analyzer principal part which concerns on one embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 液面検知装置
2 プローブ
3 プローブ移送部
4 容器
5 電極
6 液面検知部(液面検出手段)
7 圧力検出部(圧力検出手段)
8 判定部(判定手段)
9、55 制御部
10、13 チューブ
11 シリンジ
11a シリンダ
11b ピストン
12 ピストン駆動部
14 電磁弁
15 ポンプ
16 洗浄液タンク
21、23 検体容器
22 ラック
24 試薬容器
25 反応容器
31 検体移送部
32 検体容器保持部
33 試薬容器保持部
34 反応容器保持部
35 攪拌部
36 測光部
37 検体分注部
38 試薬分注部
39 洗浄部
51 入力部
52 出力部
53 データ生成部
54 記憶部
61 発振回路
62 静電容量検出回路
63、72 信号処理回路
71 圧力センサ
100 自動分析装置
101 測定機構
102 制御分析機構
CR1、CR2、CR3 情報コード読取部
Lq 洗浄液
Sp 試料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid level detection apparatus 2 Probe 3 Probe transfer part 4 Container 5 Electrode 6 Liquid level detection part (liquid level detection means)
7 Pressure detector (pressure detector)
8 Judgment part (judgment means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9,55 Control part 10,13 Tube 11 Syringe 11a Cylinder 11b Piston 12 Piston drive part 14 Electromagnetic valve 15 Pump 16 Washing liquid tank 21, 23 Sample container 22 Rack 24 Reagent container 25 Reaction container 31 Specimen transfer part 32 Specimen container holding part 33 Reagent container holding section 34 Reaction container holding section 35 Stirring section 36 Photometry section 37 Sample dispensing section 38 Reagent dispensing section 39 Washing section 51 Input section 52 Output section 53 Data generation section 54 Storage section 61 Oscillation circuit 62 Capacitance detection circuit 63, 72 Signal processing circuit 71 Pressure sensor 100 Automatic analyzer 101 Measurement mechanism 102 Control analysis mechanism CR1, CR2, CR3 Information code reading unit Lq Cleaning liquid Sp Sample

Claims (4)

容器に収容された液体の液面を検知する液面検知装置であって、
導電性を有し、前記液体を吸引または吐出するプローブと、
前記容器と一体にまたは前記容器の近傍に配設される電極と、
前記プローブと前記電極との間の静電容量の変化に基づいて前記液体の液面を検知する液面検知手段と、
前記プローブの端部と前記液体とが接触することによって生じる前記プローブ内部の圧力の変化を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段で検出した前記プローブ内部の圧力の変化の態様を参照して前記液面検知手段で検知した液面が前記液体の真の液面であるか否かを判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする液面検知装置。
A liquid level detection device for detecting a liquid level of a liquid contained in a container,
A probe having conductivity and sucking or discharging the liquid;
An electrode disposed integrally with or in the vicinity of the container;
A liquid level detecting means for detecting a liquid level of the liquid based on a change in capacitance between the probe and the electrode;
Pressure detecting means for detecting a change in pressure inside the probe caused by contact between an end of the probe and the liquid;
Determination means for determining whether or not the liquid level detected by the liquid level detection means with reference to the pressure change inside the probe detected by the pressure detection means is the true liquid level of the liquid;
A liquid level detection device comprising:
前記判定手段は、
前記液面検知手段で前記プローブと前記電極との間の静電容量の変化を検出し始めてから所定時間以内に前記圧力検出手段で前記プローブ内部の圧力の変化を検出し始めた場合、前記液面検知手段で検知した液面が前記液体の真の液面であると判定することを特徴とする請求項1記載の液面検知装置。
The determination means includes
When the liquid level detection means starts detecting a change in the pressure inside the probe with the pressure detection means within a predetermined time from the start of detecting the change in capacitance between the probe and the electrode, the liquid level detection means The liquid level detection device according to claim 1, wherein the liquid level detected by the surface detection unit is determined to be a true liquid level of the liquid.
前記プローブは、
フッ素系樹脂とカーボン粉体とを含むことを特徴とする請求項1または2記載の液面検知装置。
The probe is
The liquid level detection device according to claim 1, comprising a fluorine-based resin and carbon powder.
検体と試薬とを反応させることによって前記検体の成分の分析を行うため、前記検体を分注する検体分注手段と、前記試薬を分注する試薬分注手段と、を備えた自動分析装置であって、
前記検体分注手段および前記試薬分注手段は、請求項1〜3のいずれか一項に記載した液面検知装置をそれぞれ有することを特徴とする自動分析装置。
In order to analyze the components of the specimen by reacting the specimen with a reagent, an automatic analyzer equipped with a specimen dispensing means for dispensing the specimen and a reagent dispensing means for dispensing the reagent There,
The said sample dispensing means and the said reagent dispensing means each have the liquid level detection apparatus as described in any one of Claims 1-3, The automatic analyzer characterized by the above-mentioned.
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