JP2010230566A - 自動分析装置及び自動分析装置用分注ノズル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撥水性表面を有するサンプル分注ノズル27を用い、サンプルセル25から、親水性の底面を有する反応セル4にサンプルを分注する。
【選択図】図14
Description
原因(2):図4に示すとおり、吸引したサンプル563をセル51に吐出する際に、全てのサンプルが吐出されずにサンプル分注ノズル561の外壁に付着サンプル565があること。
原因(3):図5に示すとおり、サンプル分注ノズルの561外壁へ洗浄水566が付着すること。
一部の自動分析装置では、液面を検知し、ノズルの高さを制御するために分注ノズルの先端が導電性を有する必要がある。従って、例えば分注ノズルの素材としてSUS304を選択し、導電性による液面検知機能を必要とする自動分析装置の場合、導電性を保持したまま高撥水性を表面に付与する必要がある。一方、分注ノズル内壁表面又は外壁表面又は両表面に、一般的な薬液コーティングや化学反応による撥水性向上を過剰に行うと、絶縁的な膜形成によって表面の導電性を失うため、液面検知ができなくなる。
(1)撥水めっき処理によるサンプル分注ノズル外壁表面の撥水化
自動分析装置用サンプル分注ノズル(以下、“ノズル”と呼称する。)は、ステンレススチール(SUS304)を素材として作製した。ちなみにノズルの素材としては、アルミニウム、SUS、その他金属、ガラス、樹脂などから選択される1種であればかまわない。液面検知をするにはノズル先端に導電性が必要であり、かつ加工性、耐久性、耐腐食性の観点からSUS304を選択することが望ましい。また、ここではサンプル分注ノズルの例を述べるが、試薬分注ノズルに同様の表面処理をしてもよい。
プロセス1:両端の穴を閉じたノズル70を撥水めっき処理する。
プロセス2:プロセス1のノズルの両端を切断し、所望の全長を持つ穴あきノズルを作製する。
プロセス3:必要に応じて、両穴の断面を撥水めっき処理する。
(2)内壁表面についためっきを研磨で除去する。
(3)内壁表面も均一にめっきする。
(4)両端の穴をマスクして外壁部だけをめっきする。
などの場合や、ノズル形状にする前の状態で、穴が開いたパイプ段階でめっきし、その後、曲げ・絞り加工することもできる。本実施例では、上記プロセス1〜3の工程で作製したノズルについて詳細を述べる。
自動分析装置用反応セル(以下、“セル”と呼称する。)を、ポリシクロオレフィンを素材として射出成形によって製作した。ちなみにセル素材としては、ポリシクロオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂から選択される1種を用いることができる。低吸水率、低透湿度、高い全光線透過率、低屈折率、低成型収縮率の観点からポリシクロオレフィン樹脂を選択することが望ましい。ポリシクロオレフィンは、高分子であり、分子の主鎖及び側鎖は、それぞれ炭素−炭素結合と炭素−水素結合から構成されており、主鎖の一部に環状の飽和炭化水素が存在する。自動分析装置においては、個々の単セルの中で検体サンプルと試薬を反応させて、色素の発色やラテックスの凝集現象を複数の特定波長の光透過率の変化によって計測する。
分注ノズルを用いて、サンプルをセルに吐出する分注機構において、(1)の撥水性ノズルと、(2)の底面を親水化したセルの組み合わせによる分注性能ついて評価した。用いた分注ノズルは、SUS304製で、内径0.3mm、外径0.5mmである。ノズル表面の接触角を求めるため、ノズル先端に純水を0.2μL滴下した際の接触角を前述した方法で測定した。新品の分注ノズルの接触角は90°であるが、洗浄液での洗浄後に10°に低下する。従って、実機搭載向けのSUS304製ノズルの接触角は10°である。また撥水処理し、接触角が120°の分注ノズルを評価した。
0.2μLの水を分注した場合の分注定量結果を、表3にまとめた。SUS製のシリンジ針から所定量の水を出し、シクロオレフィンポリマー製のセル表面に転写し、セル表面に転写された量を接触角計の画像から読み取った。接触角計には、協和界面科学製Drop Master 500を使用した。所定量の純水をシリンジ先端に形成させ、シクロオレフィンポリマー表面に純水を転写した。以下に結果を示す。
(b)新品のSUS製分注ノズル(接触角90°)を用いた場合、サンプル転写先の表面が、親水化セル(接触角75°)と従来セル(接触角90°)のいずれの場合でも分注できなかった。0.2μLを分注させたかったが、セル表面への転写量は、0.1μLであった。
(c)撥水分注ノズル(接触角120°)を用いた場合、親水化セル(接触角75°)へは完全に分注(転写)できた。0.2μLの分注を狙い、0.2μLの水を完全にセル表面に転写できた。撥水分注ノズル(接触角120°)を用いた場合、従来セル(接触角90°)への転写量は0.1μLであり、転写できなかった。
この結果から、0.2μLの微量の分注には、撥水処理したノズルと親水化したセルを組み合わせたときのみ、転写可能であった。
0.4μLの水を分注した場合の分注定量結果を、表4にまとめた。
(a)洗浄後のSUS製分注ノズル(接触角10°)を用いた場合、サンプル転写先の表面が、親水化セル(接触角75°)でも従来セル(接触角90°)でも分注(転写)できなかった。0.4μLを分注させたかったが、セル表面への転写量は、0.3μLであった。
(b)新品のSUS製分注ノズル(接触角90°)を用いた場合、サンプル転写先の表面が、親水化セル(接触角75°)でも従来セル(接触角90°)でも分注できなかった。0.4μLを分注させたかったが、セル表面への転写量は、0.3μLであった。
(c)撥水性の分注ノズル(接触角120°)を用いた場合、親水化セル(接触角75°)へは完全に分注(転写)できた。0.4μLの分注を狙い、0.4μLの水を完全にセル表面に転写できた。撥水分注ノズル(接触角120°)を用いた場合、従来セル(接触角90°)への転写量は0.3μLであり、転写できなかった。
この結果から、0.4μLの微量の分注には、撥水処理したノズルと親水化したセルを組み合わせたときのみ、転写可能であった。
(C)0.5μL分注の場合
0.5μLの水を分注した場合の分注定量結果を、表5にまとめた。
(a)洗浄後のSUS製分注ノズル(接触角10°)を用いた場合、サンプル転写先の表面が、親水化セル(接触角75°)の場合、転写可能であった。0.5μLの分注(転写)を狙い、0.5μLを完全に転写できた。一方、転写先が従来セル(接触角90°)の場合には分注(転写)できなかった。0.5μLを分注させたかったが、セル表面への転写量は、0.4μLであった。
(b)新品のSUS製分注ノズル(接触角90°)を用いた場合、サンプル転写先の表面が、親水化セル(接触角75°)及び従来セル(接触角90°)のいずれの場合でも分注できた。0.5μLの分注(転写)を狙い、0.5μLを完全に転写できた。しかし、SUS304製のノズルに表面撥水処理せず用いた場合、実際上は数回の使用で、洗浄後のノズルと同じ状態(接触角10°)となる。従って、実際上は従来のセルに対しては転写できなかった。
(c)撥水性のノズル(接触角120°)を用いた場合、親水化セル(接触角75°)へは完全に分注(転写)できた。0.5μLの分注を狙い、0.5μLの水を完全にセル表面に転写できた。撥水分注ノズル(接触角120°)を用いた場合、従来セル(接触角90°)への転写量は0.5μLであり、転写できた。
上記(1)で作製した「外壁面が撥水性で内壁面が親水性のサンプル分注ノズル」と上記(2)で作製した「底面を親水化したセル」を同時に使用した自動分析の実施例を述べる。図14は、本発明による自動分析装置の構成例を示す図である。
Claims (8)
- サンプルを入れるサンプルセルと、試薬を入れる試薬容器と、サンプル及び試薬が注入される反応セルと、前記サンプルセル中の試薬を前記反応セルに分注するサンプル分注機構と、前記試薬容器中の試薬を前記反応セルに分注する試薬分注機構とを有する自動分析装置において、
前記サンプル分注機構は撥水性の表面を有するサンプル分注ノズルを備え、前記反応セルは親水性の底面を有することを特徴とする自動分析装置。 - 請求項1に記載の自動分析装置において、前記反応セル底面の親水性領域は前記サンプル分注ノズルの内径より大きいもしくは等しいことを特徴とする自動分析装置。
- 請求項1に記載の自動分析装置において、前記サンプル分注ノズルは先端部分の表面及び端面が撥水性であることを特徴とする自動分析装置。
- 請求項1に記載の自動分析装置において、前記サンプル分注機構によるサンプル分注量は0.4μL以下であることを特徴とする自動分析装置。
- 自動分析装置用に用いられるサンプル分注ノズルであって、ノズルの先端表面が撥水性でかつ導電性を有することを特徴とするサンプル分注ノズル。
- 請求項5に記載のサンプル分注ノズルにおいて、前記ノズルの先端外壁表面が撥水性でかつ導電性を有し、先端内壁表面が親水性であることを特徴とするサンプル分注ノズル。
- 請求項5に記載の分注ノズルであって、前記ノズル先端表面の撥水性部分の組成にフッ素と炭素とニッケルを含むことを特徴とするサンプル分注ノズル。
- 請求項5に記載の分注ノズルであって、前記ノズルは先端部分の内径が0.5mm以下であり、外径が1.0mm以下であることを特徴とするサンプル分注ノズル。
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