JP2008161833A - 洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサを取り付けることなく、吐出ノズル及び吸引ノズルの目詰まりを検知することができる洗浄装置を提供する。
【解決手段】ウェル１４Ａを有するマイクロプレート１４と、ウェル１４Ａを洗浄するためにウェル１４Ａ内に液体を吐出する吐出ノズル１２Ｂと、ウェル１４Ａ内の液体を吸引する吸引ノズル１２Ｃと、マイクロプレート１４を載せるプレート台１６と、を有する洗浄装置１０において、吸引ノズル１２Ｃ及びプレート台１６を、導電性材料を含ませて構成し、吸引ノズル１２Ｃとプレート台１６との間の静電容量を計測することで、ウェル１４Ａ内の液体の有無を検知して、吐出ノズル１２Ｂ及び吸引ノズル１２Ｃの目詰まりの有無を検知できるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、分注装置に備える洗浄装置に関し、より詳しくは、医療分野での血液等の検体の検査過程において、免疫測定法における反応済廃液の除去やその後の洗浄のために好適に用いることができる洗浄装置に関する。

病院等において患者を診察するに当たり、患者から血液または細胞の組織の一部である検体を採取して、血液検査や検体の病理学的検査が行われる。このような検査における免疫測定法では、固相化抗体の付着したマイクロプレートを使用し、固相化抗体と血液等の検体に含まれる抗原との反応後の反応済廃液を除去するＢ／Ｆ分離（Bound／Free分離）やＢ／Ｆ分離後の反応済廃液の残留を取り除くために、生理食塩水等の洗浄液を加えながら除去することを数回にわたって繰り返し行っている。Ｂ／Ｆ分離およびその後の洗浄は、酵素免疫測定法、放射免疫測定法、蛍光免疫測定法など広く免疫測定法に用いられるが、洗浄が十分でないと非特異反応により検査精度が低下することもあり、Ｂ／Ｆ分離およびその後の洗浄は重要な工程の１つである。

このような洗浄作業を、多数回、短時間で能率よく行うための洗浄装置としては、例えば特許文献１に記載された洗浄装置がある。このような洗浄装置で洗浄する際には、反応済廃液などの吸引や洗浄液の吐出を、継続して、又は断続して行うが、洗浄のために用いる吐出ノズル又は吸引ノズルが目詰まりを起こすことがあり、この場合、洗浄が所期の通り行われなくなり、その後の抗原の正確な測定ができなくなるおそれがある。

そこで、特許文献２に記載の洗浄装置では、吐出ノズルと吸引ノズルの両方またはいずれか一方に、洗浄液等の液体の流通を検知するセンサが設けられている。具体的には、吐出ノズルと吸引ノズルの両方またはいずれか一方に、一対の導線又は金属片からなる電極や光センサを差し込み、洗浄液等の液体の流通を検知する。吐出ノズルまたは吸引ノズルが目詰まりを起こして、センサで洗浄液等の液体の流通を検知できなくなると、アラームが発せられ、作業員に通知され、未然に不具合を回避するようにする。

特開２００３−１９０８９９号公報 特開平８−１０８１６０号公報

しかしながら、特許文献２に記載の洗浄装置では、吐出ノズルと吸引ノズルの両方またはいずれか一方に、洗浄液等の液体の流通を検知するセンサを取り付ける必要がある。このため、洗浄装置を小型化することができないという問題とともに、洗浄液等の液体の流通の効率を悪くするという問題があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、センサを取り付けることなく、吐出ノズル及び吸引ノズルの目詰まりを検知することができる洗浄装置を提供することを目的とする。

本発明者は、センサを取り付けることなく、吐出ノズル及び吸引ノズルの目詰まりを検知するためには、洗浄のための吸引ノズル自体をセンサとして用いることが有効ではないかと考え、鋭意研究開発を進めた。その結果、洗浄のための吸引ノズル自体を液体検出のための一方の電極とし、マイクロプレートのプレート台を他方の電極として、両電極間の静電容量の変化を検出することにより、洗浄装置の吐出ノズル及び吸引ノズルの目詰まりを検知できることを見出し、本発明をするに至った。

即ち、本発明に係る洗浄装置は、ウェルを有するマイクロプレートと、該ウェルを洗浄するために該ウェル内に液体を吐出する吐出ノズルと、前記ウェル内の液体を吸引する吸引ノズルと、前記マイクロプレートを載せるプレート台と、を有する洗浄装置において、前記吸引ノズル及び前記プレート台は導電性材料を含んで構成されており、前記吸引ノズルと前記プレート台との間の静電容量を計測することで、前記ウェル内の液体の有無を検知して、前記吐出ノズル及び前記吸引ノズルの目詰まりの有無を検知できるようにしたことを特徴とする。

前記マイクロプレートとして、下面に凹凸を有するものを用い、前記プレート台として、前記マイクロプレートの下面の凹凸に対応した凹凸を上面に有するものを用いてもよい。

本発明によれば、導電性材料を含んで構成した吸引ノズルとプレート台との間の静電容量を計測することで、前記ウェル内の洗浄液等の液体の有無を検知して、前記吐出ノズル及び前記吸引ノズルの目詰まりの有無を検知できるようにしたので、吸引ノズル及び吐出ノズルのどちらにもセンサを取り付けずに、吐出ノズル及び吸引ノズルに目詰まりがあるかどうかを検知できる。このため、本発明は洗浄装置の小型化に寄与することができるとともに、洗浄液等の液体をスムーズに流通させることができる。また、目詰まりがある場合、吐出ノズル、吸引ノズルのどちらに目詰まりがあるのかを検知することもできる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る洗浄装置の一例を示す要部概略図である。

洗浄装置１０は、洗浄ヘッド部１２と、洗浄の対象である複数のウェル１４Ａが形成されたマイクロプレート１４と、マイクロプレート１４を搭載するプレート台１６と、マイクロプレート１４及びプレート台１６を搬送するプレート搬送部１８と、洗浄ヘッドを洗浄するための洗浄壷（図示せず）と、静電容量検出装置２０とを備えてなる。

洗浄ヘッド部１２は、本体１２Ａと、吐出ノズル１２Ｂと、吸引ノズル１２Ｃと、を有してなる。洗浄ヘッド部１２は、位置制御が可能なステッピングモータ等により制御されて、上下に移動可能となっており、ウェル１４Ａ内に洗浄液を吐出するとき、及びウェル１４Ａ内の溶液を吸引するときは、吐出ノズル１２Ｂ及び吸引ノズル１２Ｃの先端部がウェル１４Ａ内に下降し、それ以外のとき（マイクロプレート１４及びプレート台１６を搬送するとき等）は、図２に示すように、洗浄ヘッド部１２はノズル退避位置まで上昇している。

マイクロプレート１４には複数のウェル１４Ａが形成されている。ウェル１４Ａの内壁には試薬が塗られており、分注ヘッド（図示せず）により検体が分注される。マイクロプレート１４は、プレート台１６に載せられて、洗浄ヘッド部１２の吐出ノズル１２Ｂ及び吸引ノズル１２Ｃがウェル１４Ａ内に入る位置まで、プレート搬送部１８により搬送される。プレート搬送部１８は、位置制御が可能なステッピングモータ等により制御されて、水平方向に移動可能となっている。

マイクロプレート１４は、下面が平坦なもの（図１及び図２参照）であっても、下面に凹凸を有するもの（図３参照）であってもよい。マイクロプレートの下面が平坦な場合は、プレート台は上面が平坦なものを用い、下面に凹凸を有するマイクロプレート１５を用いる場合は、図３に示すように、その凹凸に対応した凹凸を上面に有するプレート台１７を用いる。

洗浄装置１０では、洗浄ヘッド部１２の吸引ノズル１２Ｃを洗浄液等の液体の検出のための電極として用い、静電容量の変化を検出して、洗浄液等の液体の検出を行う。詳細には、吸引ノズル１２Ｃとプレート台１６を電極と考え、これらの電極間の静電容量の変化を静電容量検出装置２０により検出する。静電容量を検出する方法自体は公知の方法でよいので、説明は省略する。

吸引ノズル１２Ｃをウェル１４Ａ内の洗浄液等の液体の検出のための電極として用いるため、吸引ノズル１２Ｃには導電性が必要であり、吸引ノズル１２Ｃは導電性材料を含ませて構成する。また、プレート台１６も電極として用いるため、導電性が必要であり、プレート台１６は導電性材料を含ませて構成する。導電性材料としては、ステンレス等の金属や、導電性プラスチックを用いることができる。なお、吸引ノズル１２Ｃ及びプレート台１６の全てを導電性材料で構成する必要はなく、例えば表面のみに導電性材料をコーティングしてもよい。

次に、マイクロプレート１４に形成された複数のウェル１４Ａに、分注ヘッド（図示せず）により検体が分注された後の動作について説明する。

マイクロプレート１４は、プレート台１６に載せられて、洗浄ヘッド部１２の吐出ノズル１２Ｂ及び吸引ノズル１２Ｃがウェル１４Ａ内に入る位置まで、プレート搬送部１８により搬送される。次に、洗浄ヘッド部１２の吐出ノズル１２Ｂから、ウェル１４Ａ内に洗浄液が吐出される。吸引ポンプ（図示せず）を動作させ、洗浄ヘッド部１２の吸引ノズル１２Ｃによる吸引が可能な状態になったら、洗浄ヘッド部１２を下降させ、ウェル１４Ａ内に吐出された洗浄液を吸引する。吸引が完了した後、洗浄ヘッド部１２は、ノズル退避位置まで上昇する（図２参照）。

この動作を１〜数回繰り返し行った後、マイクロプレート１４はプレート搬送部１８により搬送され、次に洗浄するウェル１４Ａが洗浄ヘッド部１２の直下の位置に配置される。そして、前記洗浄動作が繰り返し行われる。洗浄が必要なウェル１４Ａの洗浄が終了したところで、洗浄動作は完了となる。

本発明の実施形態に係る洗浄装置１０においては、以上の動作を行う中で、洗浄ヘッド部１２の吐出ノズル１２Ｂ及び吸引ノズル１２Ｃの目詰まりの検知を行う。この目詰まりの検知について、以下、詳細に説明する。

前述のように、吐出ノズル１２Ｂからウェル１４Ａ内に洗浄液を吐出した後、吸引ノズル１２Ｃでウェル１４Ａ内の洗浄液等の液体を吸引するが、この吸引動作の際、吸引ノズル１２Ｃはウェル１４Ａ内の洗浄液と接触する。一方、静電容量は電極間に配置された物質の誘電率に比例するが、洗浄液の誘電率は空気の誘電率より大きい。したがって、吸引ノズル１２Ｃがウェル１４Ａ内の洗浄液と接触すると、検出される静電容量は大幅に大きくなる。したがって、吸引ノズル１２Ｃがウェル１４Ａ内の洗浄液と接触したときの静電容量の変化を検出することで、ウェル１４Ａ内の液体の有無を検知できる。

図４及び図５を用いて、目詰まりの検知について、さらに説明する。図４は、吐出ノズル１２Ｂ、吸引ノズル１２Ｃの目詰まりの有無による吸引前後の状態の違いを示す模式図であり、図４（Ａ）は吐出ノズル１２Ｂ、吸引ノズル１２Ｃのどちらにも目詰まりがない場合であり、図４（Ｂ）は吐出ノズル１２Ｂのみに目詰まりがある場合であり、図４（Ｃ）は吸引ノズル１２Ｂのみに目詰まりがある場合である。図４（Ａ）〜（Ｃ）で、吐出ノズル１２Ｂ、吸引ノズル１２Ｃの位置は吸引前後で変わっておらず、いずれの図においても、吸引のために下降した位置である。図５は、吸引ノズル１２Ｃが下降して吸引を開始してから吸引を終了し、吸引ノズル１２Ｃが上昇するまでの静電容量の変化を模式的に示すグラフ図であり、図５（Ａ）は吐出ノズル１２Ｂ、吸引ノズル１２Ｃのどちらにも目詰まりがない場合であり、図５（Ｂ）は吐出ノズル１２Ｂに目詰まりがある場合であり、図５（Ｃ）は吸引ノズル１２Ｂに目詰まりがある場合である。

吐出ノズル１２Ｂ、吸引ノズル１２Ｃのどちらにも目詰まりがない場合（図４（Ａ）の場合）、ウェル１４Ａ内に洗浄液が吐出されているので、吸引ノズル１２Ｃがウェル１４Ａ内を下降し（図５（Ａ）のａ点〜ｂ点）、規定の高さ（洗浄液が吐出されていた場合のウェル内の液面高さ）に達すると、吸引ノズル１２Ｃは洗浄液２２と接触する（図４（Ａ）の吸引前の図）。吸引ノズル１２Ｃが洗浄液２２と接触すると、前述のように、接触前と比べて、接触後は静電容量が大幅に大きくなる（図５（Ａ）のｂ点〜ｃ点）。そして、吸引によりウェル１４Ａ内に洗浄液２２がなくなるまで、この静電容量の値を維持する（図５（Ａ）のｃ点〜ｄ点）。吸引により、ウェル１４Ａ内に洗浄液２２がなくなると（図４（Ａ）の吸引後の図）、静電容量は接触前の水準まで小さくなる（図５（Ａ）のｄ点〜ｅ点〜ｆ点）。

吐出ノズル１２Ｂに目詰まりがある場合（図４（Ｂ）の場合）、吐出ノズル１２Ｂからウェル１４Ａ内には洗浄液は吐出されない。したがって、吸引ノズル１２Ｃがウェル１４Ａ内を下降し（図５（Ｂ）のａ点〜ｂ点）、規定の高さ（洗浄液が吐出されていた場合のウェル内の液面高さ）まで吸引ノズル１２Ｃが下降しても、吸引ノズル１２Ｃは洗浄液と接触せず（図４（Ｂ）の吸引前の図）、静電容量の値は変わらない（図５（Ｂ）のｂ点）。吸引ノズル１２Ｃに目詰まりがなく吸引ノズル１２Ｃによる吸引が可能であっても、もともとウェル１４Ａ内には洗浄液はないので、吸引後も吸引前と状況は同じであり（図４（Ｂ）の吸引後の図）、静電容量の値は変わらない（図５（Ｂ）のｃ点〜ｄ点）。したがって、静電容量は吸引ノズル１２Ｃの下降前と下降後、吸引ノズル１２Ｃによる吸引前と吸引後で変わらず、一定値をとる（図５（Ｂ）のａ点〜ｂ点〜ｃ点〜ｄ点）。

吐出ノズル１２Ｂに目詰まりがなく、吸引ノズル１２Ｃに目詰まりがある場合（図４（Ｃ）の場合）、ウェル１４Ａ内に洗浄液２２が吐出されているので、吸引ノズル１２Ｃがウェル１４Ａ内を下降し（図５（Ｃ）のａ点〜ｂ点）、規定の高さ（洗浄液が吐出されていた場合のウェル内の液面高さ）に達すると、吸引ノズル１２Ｃは洗浄液２２と接触する（図４（Ｃ）の吸引前の図）。吸引ノズル１２Ｃが洗浄液２２と接触すると、前述のように、接触前と比べて、接触後は静電容量が大幅に大きくなる（図５（Ｃ）のｂ点〜ｃ点）。しかし、吸引ノズル１２Ｃに目詰まりがあるため吸引できず、吸引ポンプ（図示せず）を動作させてもウェル１４Ａ内の洗浄液２２の量は減少せず、規定の時間（吸引ポンプに目詰まりがない場合に吸引に要する時間）、吸引ポンプ（図示せず）を動作させても吸引ノズル１２Ｃは洗浄液２２と接触した状態を継続し（図４（Ｃ）の吸引後の図）、静電容量は減少しない（図５（Ｃ）のｃ点〜ｄ点〜ｅ点）。

以上説明したように、吐出ノズル１２Ｂ及び吸引ノズル１２Ｃのどちらにも目詰まりがない場合、吐出ノズル１２Ｂに目詰まりがある場合、吸引ノズル１２Ｃに目詰まりがある場合で、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、吸引ノズル１２Ｃの下降動作、吸引動作に伴う静電容量の変化に違いが見られる。したがって、吸引ノズル１２Ｃの下降動作、吸引動作に伴う静電容量の変化を計測することで、吐出ノズル１２Ｂ及び吸引ノズル１２Ｃに目詰まりがあるかどうか、目詰まりがある場合、吐出ノズル１２Ｂ、吸引ノズル１２Ｃのどちらに目詰まりがあるのかを判断することができる。

したがって、本発明によれば、吸引ノズルを電極として用いて静電容量の変化を検出して、洗浄液等の液体を検出しているので、吸引ノズル及び吐出ノズルのどちらにもセンサを取り付けずに、吐出ノズル及び吸引ノズルに目詰まりがあるかどうかを検知できる。このため、本発明は洗浄装置の小型化に寄与することができるとともに、洗浄液等の液体をスムーズに流通させることができる。また、目詰まりがある場合、吐出ノズル、吸引ノズルのどちらに目詰まりがあるのかを検知することもできる。

本発明の実施形態に係る洗浄装置の一例を示す要部概略図 前記洗浄装置で洗浄ヘッド部がノズル退避位置まで上昇している場合を示す全体概略図 マイクロプレート及びプレート台を示す概略図 吐出ノズル、吸引ノズルの目詰まりの有無による吸引前後の状態の違いを示す模式図 吸引ノズルが下降して吸引を開始してから吸引を終了し、吸引ノズルが上昇するまでの静電容量の変化を模式的に示すグラフ図（図５（Ａ）は吐出ノズル１２Ｂ、吸引ノズル１２Ｃのどちらにも目詰まりがない場合、図５（Ｂ）は吐出ノズル１２Ｂに目詰まりがある場合、図５（Ｃ）は吸引ノズル１２Ｂに目詰まりがある場合）

符号の説明

１０…洗浄装置
１２…洗浄ヘッド部
１２Ａ…本体
１２Ｂ…吐出ノズル
１２Ｃ…吸引ノズル
１４、１５…マイクロプレート
１４Ａ…ウェル
１６、１７…プレート台
１８…プレート搬送部
２０…静電容量検出装置
２２…洗浄液
２４、２６…目詰まり

Claims (2)

1. ウェルを有するマイクロプレートと、該ウェルを洗浄するために該ウェル内に液体を吐出する吐出ノズルと、前記ウェル内の液体を吸引する吸引ノズルと、前記マイクロプレートを載せるプレート台と、を有する洗浄装置において、
   前記吸引ノズル及び前記プレート台は導電性材料を含んで構成されており、
   前記吸引ノズルと前記プレート台との間の静電容量を計測することで、前記ウェル内の液体の有無を検知して、前記吐出ノズル及び前記吸引ノズルの目詰まりの有無を検知できるようにしたことを特徴とする洗浄装置。
2. 前記マイクロプレートは下面に凹凸を有し、前記プレート台は、前記マイクロプレートの下面の凹凸に対応した凹凸を上面に有することを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。

Images