JP2010266462A - Method for manufacturing reaction cell for automatic analyzer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reaction cell having excellent reliability, capable of reducing adhesion of bubbles, and preventing mutual contamination of a sample or a reagent between adjacent reaction cells; and to provide a method for manufacturing the reaction cell and an automatic analyzer loaded with the reaction cell. <P>SOLUTION: This automatic analyzer includes a plurality of reaction cells, a means for supplying a sample from an opening part on an upper part of a reaction vessel, a reagent container for accumulating a plurality of kinds of reagents respectively exclusively, a reagent supply means for supplying a prescribed amount of reagent from the reagent container from the opening part on the upper part of the reaction vessel, and a means for measuring a property of the sample in the reaction vessel in the middle of a reaction or in the state where the reaction is finished. In the analyzer, the reaction cell made of a transparent resin, having an inner wall surface comprising a hydrophilic portion and a hydrophobic portion is used. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、生化学的な分析反応や免疫反応などの医療診断用の自動分析装置に用いる分光測光分析用の反応セル、該反応セルの内壁表面の部分的改質方法、及び該反応セルを搭載した自動分析装置に関する。   The present invention relates to a reaction cell for spectrophotometric analysis used in an automatic analyzer for medical diagnosis such as biochemical analysis reaction and immune reaction, a method for partially modifying the inner wall surface of the reaction cell, and the reaction cell. The present invention relates to an on-board automatic analyzer.

医療診断用の臨床検査においては、血液や尿などの生体サンプル中のタンパク、糖、脂質、酵素、ホルモン、無機イオン、疾患マーカー等の生化学分析や免疫学的分析を行う。臨床検査では、複数の検査項目を信頼度高くかつ高速に処理する必要があるため、その大部分を自動分析装置で実行している。従来、自動分析装置としては、例えば、血清等のサンプルに所望の試薬を混合して反応させた反応液を分析対象とし、その吸光度を測定することで生化学分析を行う生化学分析装置が知られている。この種の生化学分析装置は、サンプル及び試薬を収納する容器、サンプル及び試薬を注入する反応セルを備え、サンプル及び試薬を反応セルに自動注入する機構と、反応セル内のサンプル及び試薬を混合する自動攪拌機構、反応中または反応が終了したサンプルの分光スペクトルを計測する機構、分光スペクトル計測を終了後の反応溶液を吸引・排出し反応セルを洗浄する自動洗浄機構等を備えて構成されている(例えば特許文献1)。   In clinical tests for medical diagnosis, biochemical analysis and immunological analysis of proteins, sugars, lipids, enzymes, hormones, inorganic ions, disease markers, etc. in biological samples such as blood and urine are performed. In clinical examination, since it is necessary to process a plurality of examination items with high reliability and at high speed, most of the examination items are executed by an automatic analyzer. Conventionally, as an automatic analyzer, for example, a biochemical analyzer that performs biochemical analysis by measuring the absorbance of a reaction solution obtained by mixing a desired reagent with a sample such as serum and reacting it is known. It has been. This type of biochemical analyzer includes a container for storing a sample and a reagent, a reaction cell for injecting the sample and the reagent, a mechanism for automatically injecting the sample and the reagent into the reaction cell, and mixing the sample and the reagent in the reaction cell. Automatic stirring mechanism, a mechanism for measuring the spectral spectrum of the sample during or after the reaction, and an automatic cleaning mechanism for sucking and discharging the reaction solution after the spectral spectrum measurement is completed and washing the reaction cell. (For example, Patent Document 1).

自動分析装置の分野では、サンプル及び試薬の微量化が大きな技術的課題となっている。すなわち、分析項目数の増大に伴い、単項目に割くことのできるサンプル量が少量化し、サンプル自体が貴重で多量に準備できない場合もあり、従来は高度な分析とされていた微量サンプルの分析がルーチン的に行われるようになってきた。また、分析内容が高度化するにつれて、一般に試薬が高価となり、コスト面からも試薬微量化への要請がある。このようなサンプル及び試薬の微量化は、反応セルの小型化を進める強い動機でもある。また、反応セルの小型化や必要なサンプル及び試薬の少量化は、分析スループットの向上や低廃液化にも繋がる利点がある。   In the field of automatic analyzers, miniaturization of samples and reagents has become a major technical issue. In other words, with the increase in the number of analysis items, the amount of sample that can be divided into single items has decreased, and the sample itself may be valuable and cannot be prepared in large quantities. It has come to be done routinely. In addition, as the analysis content becomes more sophisticated, reagents are generally more expensive, and there is a demand for reducing the amount of reagents in terms of cost. Such a small amount of sample and reagent is also a strong motivation for further miniaturization of the reaction cell. In addition, miniaturization of the reaction cell and a reduction in the amount of necessary samples and reagents have advantages that lead to improvement in analysis throughput and low waste liquid.

ここで、一般的な自動分析装置に用いる反応セル(反応容器とも呼ばれる)はガラスまたは合成樹脂等で形成されるのが一般的である。例えば、特許文献2によると、反応セルの材質としては、吸水率が低く、透湿度が低く、全光線透過率が高く、屈折率が低く、成型収縮率の低い樹脂材料から選ばれる。具体的には、ポリシクロオレフィン、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種が好ましく例示される。また、特許文献4は、合成樹脂製反応セルに関する課題として、生体サンプルと試薬をセル内に流入する際に発生する気泡がセル内壁に付着して測定ができなくなる初期的な検出障害の低減を挙げている。この際、気泡付着の原因としてはセル内壁表面の濡れ性が低いことを挙げている。   Here, a reaction cell (also called a reaction vessel) used for a general automatic analyzer is generally formed of glass or synthetic resin. For example, according to Patent Document 2, the material of the reaction cell is selected from resin materials having low water absorption, low moisture permeability, high total light transmittance, low refractive index, and low molding shrinkage. Specifically, one type selected from polycycloolefin, polycarbonate resin, acrylic resin, and polystyrene resin is preferably exemplified. In addition, Patent Document 4 discloses a problem relating to a synthetic resin reaction cell, in which an initial detection failure in which a bubble generated when a biological sample and a reagent flow into the cell adhere to the inner wall of the cell and measurement cannot be performed is reduced. Cite. At this time, the cause of bubble adhesion is that the wettability of the cell inner wall surface is low.

一般的な合成樹脂(プラスチック、高分子樹脂とも呼ばれる)表面の濡れ性を上げる、すなわち表面を親水化する有効な手段としては、酸素プラズマ処理、オゾン処理、オゾン水処理、コロナ放電処理、UV処理などが知られている。また、非特許文献1によると、高分子樹脂の一種であるポリエチレン表面をコロナ放電処理により酸化することで表面に過酸化物(パーオキサイド)を導入後、グラフトポリマーを形成することで表面改質が可能である。また、特許文献3は、オゾン処理によるプラスチック容器の酸化、親水化を報告している。   Effective synthetic resin (also called plastic or polymer resin) surface wettability, that is, effective means for hydrophilizing the surface include oxygen plasma treatment, ozone treatment, ozone water treatment, corona discharge treatment, and UV treatment. Etc. are known. According to Non-Patent Document 1, surface modification by forming a graft polymer after introducing peroxide on the surface by oxidizing the polyethylene surface, which is a kind of polymer resin, by corona discharge treatment. Is possible. Patent Document 3 reports oxidation and hydrophilization of a plastic container by ozone treatment.

特許第1706358号公報Japanese Patent No. 1706358 特開2005−30763号公報JP 2005-30763 A 特開2000−346765号公報JP 2000-346765 A

Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, Vol.26, 3309-3322.Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, Vol.26, 3309-3322.

自動分析装置の分野では、サンプル及び試薬の微量化が一層進む趨勢にあり、また装置の小型化への要請も高まる一方である。このため従来問題視しなかった新たな課題として以下の2つの問題が浮上した。従来より用いていた反応セルの大きさは気泡に比べ十分大きかったため、気泡が光軸にかかっても実用的な範囲内では吸光度がばらつくことは少なく、トラブルとなることは極めて稀であったが、反応セル容量の微量化を進める実験の中で、気泡の影響が顕在化してくることが分かってきた。この問題の原因は、反応セルの素材に用いている透明樹脂の疎水性である。そこで、反応セルの内壁表面を親水化してみたところ気泡付着が起こらなくなることを確認した。   In the field of automatic analyzers, the amount of samples and reagents is becoming increasingly smaller, and the demand for miniaturization of the apparatus is increasing. For this reason, the following two problems have emerged as new problems that have not been regarded as problems. The size of the reaction cell used in the past was sufficiently large compared to bubbles, so even if the bubbles hit the optical axis, the absorbance hardly fluctuated within the practical range, and it was extremely rare to have trouble. It has been found that the influence of bubbles becomes obvious in experiments for reducing the reaction cell volume. The cause of this problem is the hydrophobicity of the transparent resin used for the reaction cell material. Therefore, when the inner wall surface of the reaction cell was hydrophilized, it was confirmed that bubble adhesion did not occur.

しかし、反応セルの親水処理を全面的に実行すると、第二の問題が浮上した。反応セルの内壁を底から一番上の開口部まで親水化すると、検査液が毛管現象で反応セルの縁まで登り、隣接する反応セルの試薬と混ざり合う相互汚染が起こり易くなるのである。   However, the second problem emerged when the hydrophilic treatment of the reaction cell was fully performed. When the inner wall of the reaction cell is hydrophilized from the bottom to the top opening, the test solution rises to the edge of the reaction cell by capillary action, and cross-contamination that mixes with the reagent of the adjacent reaction cell easily occurs.

また、前記と似た現象であるが、一度使用した反応セルは洗浄終了後順次使用されるが、反応セルの内面に残った反応液の成分が次の分析に混入し、測定データに悪影響する場合がある。この現象をクロスコンタミネーションと呼ぶ。反応液成分で反応セルの内面に残る可能性があるものは、脂質のほかタンパク質や無機イオンなど親水性のものもある。   In addition, although the phenomenon is similar to the above, reaction cells that have been used once are used in sequence after cleaning, but the components of the reaction solution remaining on the inner surface of the reaction cell are mixed in the next analysis, which adversely affects measurement data. There is a case. This phenomenon is called cross contamination. Some of the reaction liquid components that may remain on the inner surface of the reaction cell include hydrophilic substances such as proteins and inorganic ions in addition to lipids.

反応セルの小型化は相互汚染を助長する傾向にあり、将来はより大きな問題となると予想される。自動分析装置の小型化、サンプル・試薬の少量化という恒常的なトレンドに対処するためには、上記二つの問題を解決する必要がある。本発明は、これらの要請に応えることを目的とする。   Miniaturization of reaction cells tends to promote cross-contamination and is expected to become a bigger problem in the future. In order to cope with the constant trend of miniaturization of automatic analyzers and a small amount of samples and reagents, it is necessary to solve the above two problems. The present invention aims to meet these needs.

これらの問題を解決するには、反応セルの内壁を親水化する必要があるが、その親水化領域を、反応セルの底から分光分析に必要な高さまでに限定しなければならない。有機樹脂表面を親水化する有効な手段としては、酸素プラズマ処理、オゾン処理、オゾン水処理、コロナ放電処理、UV処理などの候補がある。しかし、これらはいずれも平面形状の物体を処理する目的に向いており、本特許の扱うような特殊な立体構造物(図1参照)の表面に対して一段で目的を達成するような簡単な方法は一般にはなかなか見当たらない。また領域を限定して処理することも容易ではない。例えば、特許文献5において、オゾン処理によるプラスチック容器の酸化、親水化が述べられているが、この方法では、プラスチック容器を部分限定的に酸化処理することはできず、プラスチック容器を部分限定的に親水化することはできない。   In order to solve these problems, it is necessary to hydrophilize the inner wall of the reaction cell, but the hydrophilized region must be limited to the height required for spectroscopic analysis from the bottom of the reaction cell. Effective means for hydrophilizing the organic resin surface include candidates such as oxygen plasma treatment, ozone treatment, ozone water treatment, corona discharge treatment, and UV treatment. However, these are all suitable for the purpose of processing an object having a planar shape, and are simple enough to achieve the purpose in a single step with respect to the surface of a special three-dimensional structure (see FIG. 1) handled by this patent. In general, it is difficult to find a method. In addition, it is not easy to process by limiting the area. For example, Patent Document 5 describes the oxidation and hydrophilization of a plastic container by ozone treatment. However, in this method, the plastic container cannot be partially oxidized and the plastic container is partially limited. It cannot be hydrophilized.

そこで、発明者らは、二枚の電極板の間に有機樹脂板を挟んで放電処理するコロナ放電法の応用を思いついた。この方法では、有機樹脂からなる反応セルブロックを外側から取り囲む外部電極と、ユニットセルの一つ一つに挿入されるロッド状の内部電極との間でコロナ放電を発生させる(図4参照)。この際、セルの分光測光面の外側表裏には外部電極面が近接するので、対向するロッド電極との間で放電し、分光測光面の内壁両面にコロナ放電処理が掛かる。また外部電極をユニットセルのすき間や底面に設置することで、非測光面や底面にもコロナ放電処理を施せる。今回は、反応セルの測光面をコロナ放電処理の対象とした。   Thus, the inventors have come up with an application of the corona discharge method in which an organic resin plate is sandwiched between two electrode plates for discharge treatment. In this method, corona discharge is generated between an external electrode surrounding a reaction cell block made of an organic resin from the outside and a rod-shaped internal electrode inserted into each unit cell (see FIG. 4). At this time, since the external electrode surfaces are close to the outer front and back of the spectrophotometric surface of the cell, discharge is performed between the opposing rod electrodes, and both inner walls of the spectrophotometric surface are subjected to corona discharge treatment. In addition, by installing external electrodes on the gaps and the bottom surface of the unit cell, the corona discharge treatment can also be performed on the non-photometric surface and the bottom surface. This time, the photometric surface of the reaction cell was subjected to corona discharge treatment.

コロナ放電処理は大気などの酸素を含んだ雰囲気中で行うため、有機樹脂表面には酸素原子が導入される。酸素原子は、水酸基、エーテル基、カルボニル基、カルボキシル基といった形態で有機樹脂表面に導入されるが、これらはみな親水性の官能基であるため、もともとの疎水性の高い有機樹脂表面の親水性が向上する。樹脂表面の親水性は水の接触角の低下によって測定されるが、上記の方法でコロナ放電したセルブロックの内壁は接触角が低下し、親水性が向上していることが判った。また、酸素原子の導入状態が、XPS(X線光電子スペクトル)の測定結果から確認できた。   Since the corona discharge treatment is performed in an atmosphere containing oxygen such as air, oxygen atoms are introduced into the surface of the organic resin. Oxygen atoms are introduced into the surface of the organic resin in the form of hydroxyl groups, ether groups, carbonyl groups, carboxyl groups, and since these are all hydrophilic functional groups, the hydrophilicity of the original highly hydrophobic organic resin surface Will improve. The hydrophilicity of the resin surface is measured by a decrease in the contact angle of water, but it was found that the inner wall of the cell block subjected to corona discharge by the above method has a decreased contact angle and improved hydrophilicity. Moreover, the introduction state of oxygen atoms could be confirmed from the measurement result of XPS (X-ray photoelectron spectrum).

また、放電は内外の電極が対向する領域でのみ起こるので、処理エリヤを限定できる可能性がある。実際、親水化領域は、電極が対向する領域即ちコロナ放電の立つ領域だけに限定できることを確認した。即ち、コロナ放電によって、透明有機樹脂からなる反応セルの底から所定の高さまでの内壁表面だけを親水化処理することが出来る。   In addition, since the discharge occurs only in a region where the inner and outer electrodes face each other, there is a possibility that the processing area can be limited. In fact, it was confirmed that the hydrophilized region can be limited only to the region where the electrodes face each other, that is, the region where corona discharge occurs. That is, only the inner wall surface from the bottom of the reaction cell made of a transparent organic resin to a predetermined height can be subjected to a hydrophilic treatment by corona discharge.

コロナ放電処理を受けた表面の親水性は、処理によって導入された水酸基、エーテル基、カルボニル基、カルボキシル基に基づくが、処理条件を強化すると、さらに上位の酸化物である過酸化物(パーオキサイド)も生成することが判った。このことは、表面の過酸化物を開始点としたビニル重合、いわゆるグラフト重合の可能性を示唆する。ここでグラフト重合とは、既に存在する第1の高分子に対して何らかの手段を用いて重合開始点となる活性分子構造を導入し、これを起点としてモノマーを重合させ、第1の高分子と別の性質を持つ第2の高分子を結合させる手法である。そこで比較的長時間のコロナ放電を施した反応セルの表面を、脱酸素下で種々の親水性ビニルモノマーと熱反応させたところ、確かにセル表面でビニル重合が進行し、表面親水化が達成できることを確認した。   The hydrophilicity of the surface subjected to the corona discharge treatment is based on the hydroxyl group, ether group, carbonyl group, or carboxyl group introduced by the treatment. ) Also produced. This suggests the possibility of vinyl polymerization starting from the peroxide on the surface, that is, graft polymerization. Here, the graft polymerization refers to an active molecular structure that becomes a polymerization starting point by using some means with respect to the already existing first polymer, and the monomer is polymerized using this as a starting point. This is a technique for bonding a second polymer having another property. Therefore, when the surface of the reaction cell subjected to corona discharge for a relatively long time was thermally reacted with various hydrophilic vinyl monomers under deoxidation, vinyl polymerization progressed on the cell surface, and surface hydrophilization was achieved. I confirmed that I can do it.

親水性ビニルモノマーをグラフト重合させた表面は、コロナ放電のみの表面よりも安定性が高い。例えば、コロナ放電処理のみの反応セル表面の親水性は、コロナ放電処理が短時間の場合には高温放置によって劣化し復活しない。一方、適切に長い時間コロナ放電処理した反応セル表面やコロナ放電後にグラフト重合を追加した反応セル表面の親水性は高温処理で一旦劣化しても、水浸漬により復活する。なおコロナ放電処理やグラフト重合処理をしたセルは、外観上全く変化はなく、分光分析に必要な300nm−800nmの波長域の透明性も十分であり、光学特性にも何ら悪影響はない。   A surface obtained by graft polymerization of a hydrophilic vinyl monomer is higher in stability than a surface having only corona discharge. For example, the hydrophilicity of the surface of the reaction cell only subjected to the corona discharge treatment is deteriorated and not restored by being left at a high temperature when the corona discharge treatment is performed for a short time. On the other hand, even if the hydrophilicity of the reaction cell surface subjected to corona discharge treatment for an appropriate long time or the reaction cell surface to which graft polymerization is added after corona discharge is deteriorated once by high temperature treatment, it is restored by immersion in water. The cell subjected to corona discharge treatment or graft polymerization treatment has no change in appearance, transparency in the wavelength range of 300 nm to 800 nm necessary for spectroscopic analysis is sufficient, and optical properties are not adversely affected.

以上のように、本発明によれば、自動分析装置用反応セルの内壁に安定した親水化処理を、領域を限定して実行することができるため、音波による非接触攪拌における気泡付着の問題を起こさず、セル間の相互汚染の問題も解決し、信頼性の高い臨床化学検査を実現する自動分析装置を提供できる。   As described above, according to the present invention, a stable hydrophilic treatment can be performed on the inner wall of the reaction cell for an automatic analyzer with a limited area. It can solve the problem of cross-contamination between cells without causing it, and can provide an automatic analyzer that realizes a highly reliable clinical chemistry test.

本発明によれば、気泡吸着を嫌う分光測光面のセル閉口部に近い領域に限定してセル内壁の親水化処理を施すことができ、セル内壁のそれより開口部側の領域を疎水性のまま保持できる。このため、気泡吸着による分光透過率の変化が発生せず、測定データの精度が向上する。また、セル開口部領域の疎水性は、試薬やサンプルの濡れ上がりを防止するため、反応セル間のサンプルの相互汚染を防止し、データの信頼性を向上させる。これらの効果は、サンプル・試薬の微量化にも寄与し、自動分析装置のランニングコスト低減にも貢献する。   According to the present invention, the cell inner wall can be subjected to a hydrophilic treatment only in the region close to the cell closing portion of the spectrophotometric surface that does not like bubble adsorption, and the region closer to the opening than that of the cell inner wall is made hydrophobic. Can be held as is. For this reason, the change in spectral transmittance due to bubble adsorption does not occur, and the accuracy of measurement data is improved. In addition, the hydrophobicity of the cell opening region prevents wetting of the reagent and sample, thereby preventing cross-contamination of samples between reaction cells and improving data reliability. These effects contribute to the miniaturization of samples and reagents, and also contribute to reducing the running cost of the automatic analyzer.

セルブロックの斜視外観図。The perspective external view of a cell block. 分割セルの斜視外観図。The perspective external view of a division cell. 分割セルの斜視外観図。The perspective external view of a division cell. コロナ放電局所処理の模式図。The schematic diagram of corona discharge local treatment. コロナ放電局所処理後の分割セルの斜視外観図。The perspective external view of the division | segmentation cell after a corona discharge local process. 接触角測定結果を示す図。The figure which shows a contact angle measurement result. XPSの結果を示す図。The figure which shows the result of XPS. XPSの結果を示す図。The figure which shows the result of XPS. グラフト重合処理のプロセスフローチャート。The process flowchart of a graft polymerization process. 測光面内壁部の断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of a photometric surface inner wall part. 自動分析装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of an automatic analyzer. XPSの結果と気泡付着率を示す図。The figure which shows the result of XPS, and a bubble adhesion rate. セルの測光面の模式図。The schematic diagram of the photometric surface of a cell. 分割セルの斜視外観図。The perspective external view of a division cell. コロナ放電局所処理の模式図。The schematic diagram of corona discharge local treatment. 分光光度計の模式図。The schematic diagram of a spectrophotometer. 分光光度計の模式図。The schematic diagram of a spectrophotometer.

次に、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
<実施例1> コロナ放電処理による局所的親水化−その1−
自動分析装置用反応セル(以下、“セル”と呼称する。)として、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、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種であればかまわない。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を選択することが望ましい。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to the following Example.
Example 1 Local Hydrophilization by Corona Discharge Treatment—Part 1
A reaction cell for an automatic analyzer (hereinafter referred to as “cell”) was manufactured by injection molding using polycycloolefin as a raw material. Incidentally, the cell material may be one selected from polycycloolefin, polycarbonate resin, acrylic resin, and polystyrene resin. It is desirable to select a polycycloolefin from the viewpoint of low water absorption, low moisture permeability, high total light transmittance, low refractive index, and low mold shrinkage.

本実施例では4個の単セルを一体成形したセルブロックとして形成したものを用いた。図1に、セルブロックの斜視外観図を示す。成型したセルブロック50は、4個の単セル51からなる。セルブロック50の長辺101は60mm、短辺102は10mm、高さ103は40mmである。単セル51を自動分析装置に搭載した際には、サンプルと試薬の反応経過及び反応結果を分光スペクトルにより計測する。個々の単セルには、計測用の光が透過する2つの面(測光面)と計測用の光が透過しない非測光面がある。図2に、単セルを非測光面の長軸で2つに分割した断面図示す。単セル51は、非測光面外壁部111、非測光面内壁部112、測光面外壁部113、測光面内壁部114、底面115からなる。この詳細を、図3に単セル断面斜視外観図として示す。単セルの内壁部の寸法は、非測光面の半分の長さ116が3mm、測光面の長さ117が4mm、高さ118が30mm、単セル肉厚150が1mmであり、閉口部130、開口部140を備えている。   In this embodiment, a cell block formed by integrally molding four single cells was used. FIG. 1 shows a perspective external view of a cell block. The molded cell block 50 includes four single cells 51. The long side 101 of the cell block 50 is 60 mm, the short side 102 is 10 mm, and the height 103 is 40 mm. When the single cell 51 is mounted on the automatic analyzer, the reaction progress and the reaction result of the sample and the reagent are measured by the spectrum. Each single cell has two surfaces (photometry surfaces) through which measurement light passes and non-photometry surfaces through which measurement light does not pass. FIG. 2 is a cross-sectional view of a single cell divided into two along the long axis of the non-photometric surface. The single cell 51 includes a non-photometric surface outer wall portion 111, a non-photometric surface inner wall portion 112, a photometric surface outer wall portion 113, a photometric surface inner wall portion 114, and a bottom surface 115. The details are shown in FIG. The dimension of the inner wall portion of the single cell is such that the half length 116 of the non-photometric surface is 3 mm, the length 117 of the photometric surface is 4 mm, the height 118 is 30 mm, the single cell thickness 150 is 1 mm, An opening 140 is provided.

全ての単セル51内にエタノール600μlを注入して24時間放置し、エタノールを除去した後、真空デシケーターに入れ乾燥することで単セル内壁表面を清浄化した。次にコロナ放電局所処理を施した。図4に、コロナ放電局所処理の模式図を示す。洗浄・乾燥したセルブロック50の4個の単セル51の測光面を陰極板218で挟み込んだ。陰極板は、配線216を介してアース217につながれている。陰極板の大きさを調整することで、セル内壁のコロナ放電処理面の高さを限定することができる。本実施例では各単セルの底面から14mmまでの内壁が処理されるような挿入深さを決めた。その後、各単セル51内部にコロナ放電陽極ロッド電極214をそれぞれの単セルの底面中心に向かって底面から1mmの高さまで入れた。コロナ放電陽極電極214の径は2mm、長さは50mmであり、陽極213と配線212を介してコロナ放電源211につながれている。コロナ放電電源としては、ナビタス社製ポリダインを使用した。ついで、大気中において電圧8.5kV印加によって、陰極板と接している高さに相当する単セルの内壁部の高さまでにコロナ放電処理した。   All the single cells 51 were injected with 600 μl of ethanol and allowed to stand for 24 hours. After removing the ethanol, it was placed in a vacuum desiccator and dried to clean the inner surface of the single cell. Next, corona discharge local treatment was performed. FIG. 4 shows a schematic diagram of the corona discharge local treatment. The photometric surfaces of the four single cells 51 of the cleaned and dried cell block 50 were sandwiched between the cathode plates 218. The cathode plate is connected to the ground 217 via the wiring 216. By adjusting the size of the cathode plate, the height of the corona discharge treatment surface of the cell inner wall can be limited. In this embodiment, the insertion depth was determined such that the inner wall from the bottom surface of each single cell to 14 mm was processed. Thereafter, a corona discharge anode rod electrode 214 was placed in each single cell 51 toward the center of the bottom surface of each single cell up to a height of 1 mm from the bottom surface. The corona discharge anode electrode 214 has a diameter of 2 mm and a length of 50 mm. The corona discharge anode electrode 214 is connected to the corona discharge source 211 via the anode 213 and the wiring 212. As the corona discharge power source, polydyne manufactured by Navitas was used. Next, corona discharge treatment was performed to the height of the inner wall of the single cell corresponding to the height in contact with the cathode plate by applying a voltage of 8.5 kV in the atmosphere.

この時、反応セルの底部外壁や非測光面の外壁に陰極板を設けておけば、反応セルの底面や非測光面にもコロナ放電処理できる。すなわち、陰極板を設置する位置により、コロナ放電処理位置を限定できる。図13に示すように、従来のセルの測光面41の面積をSとし,小型化したセルの測光面42の面積をSとした場合、SはSよりも小さくなる。セルの測光面の面積は測光領域40の面積Sまで小さくすることが可能である。従って、セルの小型化に伴い面積SがSとほぼ等しくなる場合、測光面のみならず非測光面や底面を親水化しておくことで、測光領域40を光が透過し溶液を検出する際に、光が透過する領域に一切気泡が付着せず、安定な測定を実施できる。 At this time, if a cathode plate is provided on the bottom outer wall of the reaction cell or the outer wall of the non-photometric surface, corona discharge treatment can be performed on the bottom surface or non-photometric surface of the reaction cell. That is, the corona discharge treatment position can be limited by the position where the cathode plate is installed. As shown in FIG. 13, the area of the metering surface 41 of the conventional cell and S 5, if the area of the metering surface 42 of the miniaturized cell was S 6, S 6 is smaller than S 5. The area of the photometric surface of the cell can be reduced to the area S 4 of the photometric area 40. Therefore, when the area S 6 becomes substantially equal to S 4 as the cell size is reduced, not only the photometric surface but also the non-photometric surface and the bottom surface are made hydrophilic so that light passes through the photometric region 40 and the solution is detected. At this time, no bubbles are attached to the light transmitting region, and stable measurement can be performed.

図14に、測光面、非測光面、底面をコロナ放電処理し親水化した単セルの一例の断面斜視外観図を示す。セルの測光面内壁部114のうち底面115から境界線161まで、及び非測光面内壁部112のうち底面115から境界線162まで、及び底面115を合わせた領域160にコロナ放電処理した。この時、境界線161、162を境目として閉口部130側が親水性、開口部側が疎水性となり、親水性に明確な差がついた。この時、図に示された測光面の対向面の内壁部及び非測光面の対向面の内壁部にも同様にコロナ放電局所処理した。同様のコロナ放電局所処理は、セルブロックに備わる複数個の単セルの全てに同時に施すことができた。陰極板の位置を変えることでコロナ放電処理を施す部分を限定できる。また、コロナ放電処理を施したくない部分を反応セルと同素材であらかじめ覆った後、コロナ放電処理をすることで部分限定的に処理することも可能である。   FIG. 14 shows a cross-sectional perspective view of an example of a single cell in which the photometric surface, the non-photometric surface, and the bottom surface are made hydrophilic by corona discharge treatment. The corona discharge treatment was performed on the region 160 including the bottom surface 115 to the boundary line 161 of the photometric surface inner wall portion 114 of the cell and the bottom surface 115 to the boundary line 162 and the bottom surface 115 of the non-photometric surface inner wall portion 112. At this time, with the boundary lines 161 and 162 as the boundary, the closed portion 130 side became hydrophilic and the opening portion side became hydrophobic, and there was a clear difference in hydrophilicity. At this time, the corona discharge local treatment was similarly applied to the inner wall portion of the facing surface of the photometric surface and the inner wall portion of the facing surface of the non-photometric surface shown in the figure. Similar corona discharge local treatment could be performed simultaneously on all of the plurality of single cells provided in the cell block. By changing the position of the cathode plate, the portion to be subjected to the corona discharge treatment can be limited. Moreover, it is also possible to process a part limitedly by carrying out a corona discharge process after previously covering the part which does not want to perform a corona discharge process with the same material as a reaction cell.

図5に、コロナ放電局所処理後の単セルの他の例の断面斜視外観図を示す。セル51の測光面内壁部114のうち底面115から境界線119までの部分120にコロナ放電処理した。この時、境界線119を境目として閉口部130側が親水性、開口部側が疎水性となり、親水性に明確な差がついた。この時、図に示された測光面の対向面の内壁部にも同様にコロナ放電局所処理した。同様のコロナ放電局所処理は、セルブロックに備わる複数個の単セルの全てに同時に施すことができた。この際、陰極板を測光面のみならず非測光面や底面に設置することで、非測光面や底面にもコロナ放電処理を施すことができる。実施例1〜7では、測光面のみをコロナ放電処理したセルを準備した例を示す。なお、測光面のうち、分光スペクトルを測定する際に光が透過する領域(測光部)に気泡が付着していなければ、検出障害を無くすことができる。   In FIG. 5, the cross-sectional perspective external view of the other example of the single cell after a corona discharge local process is shown. Corona discharge treatment was performed on a portion 120 from the bottom surface 115 to the boundary line 119 in the photometric surface inner wall portion 114 of the cell 51. At this time, with the boundary line 119 as a boundary, the closed portion 130 side became hydrophilic and the opening portion side became hydrophobic, and there was a clear difference in hydrophilicity. At this time, the corona discharge local treatment was similarly applied to the inner wall portion of the surface opposite to the photometric surface shown in the figure. Similar corona discharge local treatment could be performed simultaneously on all of the plurality of single cells provided in the cell block. At this time, the corona discharge treatment can be performed not only on the photometric surface but also on the non-photometric surface and the bottom surface by installing the cathode plate on the non-photometric surface and the bottom surface. In Examples 1 to 7, an example in which a cell in which only a photometric surface is subjected to corona discharge treatment is prepared is shown. It should be noted that detection bubbles can be eliminated if bubbles do not adhere to a region (photometry unit) through which light is transmitted when measuring a spectral spectrum.

1秒間のコロナ放電処理を施す前後でセルの測光面の水との接触角を測定したところ、コロナ放電処理していないときの接触角は90度、1秒間のコロナ放電処理を施した後の接触角は51度であった。   When the contact angle with water on the photometric surface of the cell was measured before and after the corona discharge treatment for 1 second, the contact angle when the corona discharge treatment was not performed was 90 degrees and after the corona discharge treatment for 1 second. The contact angle was 51 degrees.

接触角の測定には、協和界面科学製Drop Master 500を使用した。処理を施したセル表面にシリンジを利用して純水1μlを滴下し、着滴0.5秒後の静的接触角をθ/2法で測定した。測定には、処理を施したサンプルを2つ用意し、処理表面上の異なる6点において測定を行い、その平均値を求めた。その結果、コロナ放電処理前のセル表面(処理時間0秒)の水との接触角は90度であるのに対し、コロナ放電処理をすることにより水との接触角は51度へと低下した。また、コロナ放電処理しなかった部分の接触角は90度であり、コロナ放電未処理のセル表面と同様であった。このように、コロナ放電処理を選択的に施せることを確認した。すなわち、コロナ放電処理によりセル表面に領域を限定して親水性を付与することができる。   For measurement of the contact angle, Drop Master 500 manufactured by Kyowa Interface Science was used. Using a syringe, 1 μl of pure water was dropped onto the treated cell surface, and the static contact angle 0.5 seconds after the landing was measured by the θ / 2 method. For the measurement, two treated samples were prepared, measured at six different points on the treated surface, and the average value was obtained. As a result, the contact angle with water on the cell surface (treatment time 0 second) before corona discharge treatment was 90 degrees, whereas the contact angle with water was reduced to 51 degrees by corona discharge treatment. . Further, the contact angle of the portion not subjected to the corona discharge treatment was 90 degrees, which was the same as that of the cell surface not subjected to corona discharge treatment. Thus, it was confirmed that the corona discharge treatment can be selectively performed. That is, hydrophilicity can be imparted by limiting the area on the cell surface by corona discharge treatment.

次に、1秒間のコロナ放電処理を施したセルを室温放置した後の水に対する接触角の推移と、セル内に水を150μl注入した際の気泡付着の有無を調べた。図6に、時間経過に対するセル表面の水との接触角を示す。横軸に経過日数(日)、縦軸に接触角(度)を示す。コロナ放電処理1秒を施したセルの接触角が、日数を経過するごとに増加したことから、親水性が時間経過と共に低下する。表1に、時間経過に対する気泡付着の有無を示す。   Next, the transition of the contact angle with water after leaving the cell subjected to the corona discharge treatment for 1 second at room temperature, and the presence or absence of bubbles when 150 μl of water was injected into the cell were examined. FIG. 6 shows the contact angle of the cell surface with water over time. The elapsed time (days) is shown on the horizontal axis, and the contact angle (degrees) is shown on the vertical axis. Since the contact angle of the cell that has been subjected to the corona discharge treatment for 1 second increased as the number of days elapses, the hydrophilicity decreases with time. Table 1 shows the presence or absence of bubble adhesion over time.

Figure 2010266462
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経過日数0日、7日でセル内に水を150μl注入した際には、気泡付着が無かった。しかし、14日間経過後、21日経過後、28日経過後においてそれぞれセル内に水を150μl注入した際に、気泡付着が発生した。したがって、1秒間のコロナ放電処理による親水化では、7日経過程度の短期間の親水性保持には有効である。   When 150 μl of water was injected into the cell after the lapse of 0 days and 7 days, no bubbles adhered. However, after 14 days, 21 days, and 28 days, when 150 μl of water was injected into the cells, bubbles adhered. Therefore, the hydrophilization by the corona discharge treatment for 1 second is effective for maintaining the hydrophilicity for a short time of about 7 days.

本実施例の反応セルは、自動分析装置用反応セルとして、気泡付着が起こらず、攪拌安定性と透明性を有しており、かつセル間のサンプル・試薬の相互汚染を防止できることを確認した。   The reaction cell of this example was confirmed as a reaction cell for an autoanalyzer, which does not cause bubble adhesion, has stirring stability and transparency, and can prevent cross-contamination of samples and reagents between the cells. .

また、図4に示したコロナ放電処理は他の形状のセルブロックに対しても可能である。図15に示すように、セル61の複数で測光面62を共用するセルブロック60では、測光面の親水化したい領域の外壁を陰極板218で挟むことで、セル内壁のコロナ放電処理面の高さを限定し、コロナ処理を行うことができる。測光面を親水化しておくことで、測光領域を光が透過し溶液を検出する際に、気泡が付着せず安定な測定を実施できる。   Further, the corona discharge treatment shown in FIG. 4 can be applied to other shapes of cell blocks. As shown in FIG. 15, in the cell block 60 in which a plurality of cells 61 share the photometric surface 62, the outer wall of the region to be hydrophilized on the photometric surface is sandwiched between cathode plates 218, so that the height of the corona discharge treatment surface of the cell inner wall is increased. The corona treatment can be performed by limiting the thickness. By making the photometric surface hydrophilic, it is possible to carry out stable measurement without bubbles adhering when light is transmitted through the photometric region and a solution is detected.

<実施例2> コロナ放電処理による局所的親水化−その2−
実施例1と同様のポリシクロオレフィンからなる生化学自動分析装置用反応セルを準備した。ここでは、実施例1と同様の条件で処理時間を10秒に伸ばしてコロナ放電局所処理を行い、セルの測光面内壁部の底面から所望の高さまでの部分を局所的親水化した。
Example 2 Local Hydrophilization by Corona Discharge Treatment-Part 2-
A reaction cell for a biochemical automatic analyzer composed of the same polycycloolefin as in Example 1 was prepared. Here, the treatment time was extended to 10 seconds under the same conditions as in Example 1, and the corona discharge local treatment was performed to locally hydrophilize the portion from the bottom of the photometric surface inner wall of the cell to the desired height.

その結果、実施例1と同様、コロナ放電処理しないセル表面(処理時間0分)の水との接触角は90度であるのに対し、10秒間のコロナ放電処理を施したセル表面の水との接触角は41度であった。このように、コロナ放電によって処理することにより水との接触角が低下した。つまり、コロナ放電処理によりセル表面に親水性を付与することができる。コロナ放電処理時間1秒では、水との接触角が約51度であり、コロナ放電処理時間10秒では水との接触角が約41度であったことから、コロナ放電処理時間を1秒から10秒へと長くすることで、より親水性を増加させることができる。また、コロナ放電処理時間を20秒まで延ばすとセル表面が変形・変色を起こし、自動分析装置へ使用することが難しくなったので、ここではコロナ放電処理時間の上限を10秒間とすることとした。   As a result, as in Example 1, the contact angle with water on the cell surface not subjected to corona discharge treatment (treatment time 0 minutes) was 90 degrees, whereas the water on the cell surface subjected to corona discharge treatment for 10 seconds The contact angle was 41 degrees. Thus, the contact angle with water fell by processing by corona discharge. That is, hydrophilicity can be imparted to the cell surface by corona discharge treatment. When the corona discharge treatment time is 1 second, the contact angle with water is about 51 degrees, and when the corona discharge treatment time is 10 seconds, the contact angle with water is about 41 degrees. By increasing the length to 10 seconds, the hydrophilicity can be further increased. Also, if the corona discharge treatment time was extended to 20 seconds, the cell surface was deformed and discolored, making it difficult to use it in an automatic analyzer. Therefore, the upper limit of the corona discharge treatment time was set to 10 seconds here. .

次に、コロナ放電処理表面の元素分析をXPS(X線光電子分光)によって実施した結果を表2にまとめた。ここではコロナ放電処理時間に対する炭素、酸素、窒素相対存在比率を示す。測定には、SHIMADZU−CRATOS製X線光電子分光(XPS)装置を使用し、炭素と酸素と窒素の相対存在比率を比較するために、1400eV〜−20eVの範囲で、Pass Energyを20eVとしてワイドスキャンをおこなった。   Next, Table 2 summarizes the results of elemental analysis of the corona discharge-treated surface by XPS (X-ray photoelectron spectroscopy). Here, the relative abundance ratio of carbon, oxygen, and nitrogen with respect to the corona discharge treatment time is shown. The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) device made by SHIMADZU-CRATOS is used for the measurement. In order to compare the relative abundance ratio of carbon, oxygen and nitrogen, wide scan with Pass Energy of 20 eV in the range of 1400 eV to -20 eV. I did it.

Figure 2010266462
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表2に示すように、コロナ放電処理時間0秒、すなわち未処理のセル表面では、酸素の相対存在率は検出下限以下であった。一方、コロナ放電処理を時間1秒間施したセル表面の酸素相対存在率は7.9%であった。コロナ放電処理によって酸素が導入され、ポリシクロオレフィンが酸化され、親水化されている。そして、コロナ放電処理時間10秒を施したセル表面の酸素相対存在率は15.9%であり、コロナ放電処理時間1秒を施したセルよりも酸素が多く導入され、より強く酸化され親水化されている。接触角の低減の観点からも、XPSの酸素相対存在率の観点からも、コロナ放電処理時間は1秒よりも10秒の方が、セル表面の親水性向上の点で有利である。   As shown in Table 2, the relative abundance of oxygen was below the lower limit of detection on the corona discharge treatment time of 0 seconds, that is, on the untreated cell surface. On the other hand, the relative oxygen abundance of the cell surface that was subjected to corona discharge treatment for 1 second was 7.9%. Oxygen is introduced by corona discharge treatment, and the polycycloolefin is oxidized and hydrophilized. And the relative oxygen abundance of the cell surface subjected to the corona discharge treatment time of 10 seconds is 15.9%, and more oxygen is introduced than the cell subjected to the corona discharge treatment time of 1 second, and it is more strongly oxidized and hydrophilized. Has been. From the viewpoint of reducing the contact angle and from the viewpoint of the relative oxygen abundance of XPS, the corona discharge treatment time of 10 seconds is more advantageous in terms of improving the hydrophilicity of the cell surface than 1 second.

次に、実施例1と同様、コロナ放電処理を施したセルに純水150μlを注水した際の気泡付着の有無を調べた。親水性の変化を加速的に評価するために各処理を施したセルを75℃に保たれた恒温槽で240時間熱処理した。   Next, in the same manner as in Example 1, the presence or absence of bubbles was examined when 150 μl of pure water was poured into a cell subjected to corona discharge treatment. In order to evaluate the change in hydrophilicity in an accelerated manner, the cells subjected to each treatment were heat-treated for 240 hours in a thermostatic bath maintained at 75 ° C.

その結果、コロナ放電処理時間1秒を施したセルは、その直後の状態(経過時間、0時間)ではセル表面の水との接触角が51度であり、気泡の付着はなかったが、75℃に保たれた恒温槽で240時間熱処理後では、セル表面の水との接触角は73度へ上昇するとともに気泡付着が起こった。一方、コロナ放電処理時間10秒を施したセルは、その直後の状態(経過時間、0時間)ではセル表面の接触角は41度で気泡の付着がなかったが、75℃の恒温槽に保管して240時間経過後、セル表面の水との接触角は68度へ上昇した。しかしこのセルでは、気泡付着は起こらなかった。したがって、セル内壁部の一部にコロナ放電処理を10秒間施すことで、安定な親水化処理可能であることを確認できた。また、コロナ放電処理しなかった部分の接触角は90度のままであり、コロナ放電未処理のセル表面と同様であった。すなわち、反応セル内壁にコロナ放電処理を選択的に施すことができ、安定な親水性部分と疎水性部分を内壁部に有する反応セルを作製できた。   As a result, the cell subjected to the corona discharge treatment time of 1 second had a contact angle with water on the cell surface of 51 degrees in the state immediately after that (elapsed time, 0 hour), and no bubbles were attached. After 240 hours of heat treatment in a thermostat kept at ° C., the contact angle of the cell surface with water increased to 73 degrees and bubble adhesion occurred. On the other hand, the cell subjected to the corona discharge treatment time of 10 seconds had a contact angle on the cell surface of 41 degrees and no bubbles attached in the state immediately after that (elapsed time, 0 hour), but stored in a thermostatic chamber at 75 ° C. After 240 hours, the contact angle of the cell surface with water increased to 68 degrees. However, bubble adhesion did not occur in this cell. Therefore, it was confirmed that a stable hydrophilization treatment was possible by applying a corona discharge treatment to a part of the cell inner wall for 10 seconds. Further, the contact angle of the portion not subjected to the corona discharge treatment remained 90 degrees, which was the same as that of the cell surface not subjected to the corona discharge treatment. That is, the inner wall of the reaction cell could be selectively subjected to corona discharge treatment, and a reaction cell having a stable hydrophilic portion and hydrophobic portion on the inner wall portion could be produced.

また、各処理時間によってコロナ放電を施したセル表面のXPS測定を行い、セル表面を詳細に分析した。炭素の結合状態を比較するために、271eV〜311eVの範囲で、Pass Energyを2eVとしてC1sのナロースキャンをおこなった。   Moreover, the XPS measurement of the cell surface which gave corona discharge by each processing time was performed, and the cell surface was analyzed in detail. In order to compare the bonding state of carbon, narrow scan of C1s was performed in the range of 271 eV to 311 eV with Pass Energy of 2 eV.

図7にコロナ放電を1秒間処理したセル表面のC1sのナロースキャン結果を示す。得られたナロースキャンピークを各結合状態に分離・解析(デコンボリューション)した。矢印310で区切られた範囲は、C−C、C−Hの結合ピークが検出される範囲である。同様に、矢印311の範囲はC−O(エーテル、アルコール)結合、矢印312の範囲は、C=O(カルボニル)結合、矢印313の範囲はO=C−O(カルボキシル)結合、矢印314の範囲はO=C−O−O(過酸化物)が検出される範囲である。この図7で示されるように、コロナ放電を1秒処理したセル表面には、上記酸化物の全て(C−O、C=O、O=C−O、O=C−O−O)が生成している。   FIG. 7 shows the C1s narrow scan result of the cell surface after the corona discharge was treated for 1 second. The obtained narrow scan peak was separated and analyzed (deconvolved) into each binding state. The range delimited by the arrows 310 is a range in which CC and CH bond peaks are detected. Similarly, the range of the arrow 311 is a C—O (ether, alcohol) bond, the range of the arrow 312 is a C═O (carbonyl) bond, the range of the arrow 313 is an O═C—O (carboxyl) bond, and the arrow 314 is The range is a range where O = C—O—O (peroxide) is detected. As shown in FIG. 7, all of the oxides (C—O, C═O, O═C—O, O═C—O—O) are present on the cell surface that has been subjected to corona discharge for 1 second. Is generated.

図8に、コロナ放電を10秒間処理したセル表面のC1sのナロースキャン結果を示す。矢印320で区切られた範囲は、C−C、C−Hの結合ピークが検出される範囲である。同様に、矢印321の範囲はC−O(エーテル、アルコール)結合、矢印322の範囲は、C=O(カルボニル)結合、矢印323の範囲はO=C−O(カルボキシル)結合、矢印324の範囲はO=C−O−O(過酸化物)が検出される範囲である。この図8で示されるように、コロナ放電を10秒処理したセル表面には、上記酸化物の全て(C−O、C=O、O=C−O、O=C−O−O)が生成している。しかし、個々の結合の存在比はコロナ放電処理時間によって異なる。   FIG. 8 shows the C1s narrow scan result of the cell surface after the corona discharge was treated for 10 seconds. The range delimited by the arrow 320 is a range in which the C—C and C—H bond peaks are detected. Similarly, the range of the arrow 321 is a C—O (ether, alcohol) bond, the range of the arrow 322 is a C═O (carbonyl) bond, the range of the arrow 323 is an O═C—O (carboxyl) bond, and the arrow 324 The range is a range where O = C—O—O (peroxide) is detected. As shown in FIG. 8, all of the above oxides (C—O, C═O, O═C—O, O═C—O—O) are present on the cell surface that has been subjected to corona discharge for 10 seconds. Is generated. However, the abundance ratio of individual bonds varies depending on the corona discharge treatment time.

各コロナ放電処理時間(0秒、1秒、10秒)を施したセル表面の炭素結合状態の割合は、次の通りであった。コロナ放電処理0秒間、すなわち未処理のセル表面には、C−C結合、C−H結合のみ100%存在した。一方、コロナ放電処理1秒のセル表面には、C−C結合とC−H結合が68.6%存在し、C−O結合が6.4%、C=O結合が10.7%、O=C−O結合が11.5%、O=C−O−O結合が2.8%存在していた。また、コロナ放電処理10秒のセル表面には、C−C結合とC−H結合が69.4%存在し、C−O結合が11.2%、C=O結合が7.1%、O=C−O結合が5.3%、O=C−O−O結合が7.0%存在していた。コロナ放電処理10秒のセル表面には、特に、親水性が高いアルコール基を含むC−O結合の割合が11.2%と高く、コロナ放電処理1秒セル表面のC−O結合の割合6.4%より高かった。このことはコロナ放電処理時間を1秒から10秒へと長くすることで、75℃で240時間の加熱後においても、親水性が保たれ、気泡付着が起こらなかったことの理由としてあげられる。   The ratio of the carbon bonding state on the cell surface subjected to each corona discharge treatment time (0 second, 1 second, 10 seconds) was as follows. Only 100% of C—C bonds and C—H bonds were present in the corona discharge treatment for 0 second, that is, on the untreated cell surface. On the other hand, on the cell surface after 1 second of corona discharge treatment, there are 68.6% C—C bond and C—H bond, 6.4% C—O bond, 10.7% C═O bond, O = C—O bond was 11.5%, and O═C—O—O bond was 2.8%. Further, 69.4% of C—C bond and C—H bond exist on the cell surface after 10 seconds of corona discharge treatment, 11.2% of C—O bond, 7.1% of C═O bond, O = C—O bond was present at 5.3%, and O═C—O—O bond was present at 7.0%. On the cell surface after 10 seconds of corona discharge treatment, the proportion of CO bonds containing alcohol groups having high hydrophilicity is particularly high at 11.2%, and the proportion of CO bonds on the surface of corona discharge treatment 1 second cells is 6%. It was higher than 4%. This is the reason why the corona discharge treatment time is increased from 1 second to 10 seconds, so that hydrophilicity is maintained even after heating at 75 ° C. for 240 hours, and no bubble adhesion occurs.

また、一旦、75℃で240時間経過させたセル内に純水を600μl入れ、室温で浸漬(この操作を“水浸漬”と名付ける)した後、セル表面の接触角を測定した。未処理のセル表面の接触角は90度であり、コロナ放電を10秒処理したセル表面の接触角は41度、75℃で240時間経過後68度、水浸漬後56度であった。いったん、高温加熱によって親水性が低減したセル表面の親水性が、水浸漬することで回復した。加熱処理後もコロナ放電処理後と同程度の親水性を示した。ついで、コロナ放電を10秒処理したセル表面の75℃で240時間の加熱前後の安定性についてXPS測定によって分析した。コロナ放電を10秒処理したセル作製後の表面の酸素含有率は、表2で述べたとおり15.9%であった。コロナ放電を10秒処理したセルを75℃で240時間加熱後の表面の酸素含有率は7.8%であった。加熱によって4割程度の酸素の減少があるものの十分な親水性を保持していることがわかった。   In addition, 600 μl of pure water was once put in a cell that had been allowed to pass at 75 ° C. for 240 hours, and immersed at room temperature (this operation was named “water immersion”), and then the contact angle on the cell surface was measured. The contact angle of the untreated cell surface was 90 °, the contact angle of the cell surface treated with corona discharge for 10 seconds was 41 °, 68 ° after 240 hours at 75 ° C., and 56 ° after water immersion. Once the hydrophilicity of the cell surface, the hydrophilicity of which was reduced by high-temperature heating, was recovered by immersion in water. Even after the heat treatment, the hydrophilicity was comparable to that after the corona discharge treatment. Subsequently, the stability of the cell surface treated with corona discharge for 10 seconds before and after heating at 75 ° C. for 240 hours was analyzed by XPS measurement. As described in Table 2, the oxygen content of the surface after the production of the cell treated with corona discharge for 10 seconds was 15.9%. The oxygen content of the surface after heating the cell treated with corona discharge for 10 seconds at 75 ° C. for 240 hours was 7.8%. It was found that although there was a decrease in oxygen by about 40% due to heating, sufficient hydrophilicity was maintained.

コロナ放電を10秒処理したセルが、熱処理後も熱処理前と同程度の親水性を示したことから、放電時間の延長が親水性の安定化に有効であることがわかった。そこで、セル表面の安定な親水化とコロナ放電処理の効率化を狙って、放電時間を7秒、4秒と短縮する実験を実施した。実施例1と同様にポリシクロオレフィンからなる生化学自動分析装置用反応セルを準備した。ここでは、実施例1と同様の放電条件で処理時間を7秒、4秒としてコロナ放電局所処理を行い、セルの測光面内壁部の底面から所望の高さまでの部分を局所的親水化した。表3に、処理時間に対する水との接触角の変化を放電時間0秒、1秒、10秒の結果と共に示す。   The cell treated with corona discharge for 10 seconds showed the same hydrophilicity after the heat treatment as before the heat treatment. Therefore, it was found that the extension of the discharge time is effective for stabilizing the hydrophilicity. Therefore, an experiment was carried out to shorten the discharge time to 7 seconds and 4 seconds, aiming at stable hydrophilicization of the cell surface and efficiency of the corona discharge treatment. A reaction cell for a biochemical automatic analyzer made of polycycloolefin was prepared in the same manner as in Example 1. Here, the corona discharge local treatment was performed under the same discharge conditions as in Example 1 with a treatment time of 7 seconds and 4 seconds, and the portion from the bottom surface of the photometric surface inner wall portion of the cell to the desired height was locally hydrophilized. Table 3 shows the change in the contact angle with water with respect to the treatment time together with the results of the discharge time of 0 seconds, 1 second, and 10 seconds.

Figure 2010266462
Figure 2010266462

未処理のセル表面の接触角は90度であるのに対し、コロナ放電処理により接触角が低下した。つまり、コロナ放電処理によりセル表面に親水性を付与することができる。コロナ放電処理時間1秒で約51度であった接触角が、処理時間4秒で約41度、処理時間7秒で約39度であったことから、コロナ放電処理時間を長くすることで、より親水性を増加させることができる。   The contact angle of the untreated cell surface was 90 degrees, whereas the contact angle was lowered by corona discharge treatment. That is, hydrophilicity can be imparted to the cell surface by corona discharge treatment. The contact angle that was about 51 degrees in the corona discharge treatment time of 1 second was about 41 degrees in the treatment time of 4 seconds and about 39 degrees in the treatment time of 7 seconds. Therefore, by increasing the corona discharge treatment time, More hydrophilicity can be increased.

次に、コロナ放電処理表面の元素分析をXPS(X線光電子分光)によって実施した結果を表4にまとめた。ここではコロナ放電処理時間に対する酸素相対存在比率を示す。測定には、SHIMADZU−CRATOS製X線光電子分光(XPS)装置を使用し、酸素相対存在比率を比較するために、1400eV〜−20eVの範囲で、Pass Energyを20eVとしてワイドスキャンをおこなった。   Next, Table 4 summarizes the results of elemental analysis of the corona discharge treated surface by XPS (X-ray photoelectron spectroscopy). Here, the oxygen relative abundance ratio with respect to the corona discharge treatment time is shown. For the measurement, a SHIMADZU-CRATOS X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) apparatus was used, and in order to compare the relative oxygen abundance ratio, a wide scan was performed in the range of 1400 eV to -20 eV, with Pass Energy of 20 eV.

Figure 2010266462
Figure 2010266462

表4に示すように、コロナ放電処理時間0秒、すなわち未処理のセル表面では、酸素の相対存在率は検出下限以下であった。一方、コロナ放電処理を1秒間施したセル表面の酸素相対存在率は7.9%であった。コロナ放電処理によって酸素が導入され、ポリシクロオレフィンが酸化され、親水化されている。そして、処理時間4秒のセル表面の酸素相対存在率は11.3%であり、処理時間7秒のセル表面の酸素相対存在率は11.5%であり、コロナ放電処理時間1秒を施したセルよりも酸素が多く導入され、より酸化され親水化されている。表3に示した接触角の低減の観点からも、表4に示したXPSの酸素相対存在率の観点からも、コロナ放電処理時間を1秒より延ばすことでセル表面の親水性が向上し有利である。   As shown in Table 4, the relative abundance of oxygen was below the lower limit of detection on the corona discharge treatment time of 0 seconds, that is, on the untreated cell surface. On the other hand, the relative oxygen abundance of the cell surface that was subjected to corona discharge treatment for 1 second was 7.9%. Oxygen is introduced by corona discharge treatment, and the polycycloolefin is oxidized and hydrophilized. The relative oxygen abundance on the cell surface with a treatment time of 4 seconds was 11.3%, the oxygen relative abundance on the cell surface with a treatment time of 7 seconds was 11.5%, and a corona discharge treatment time of 1 second was applied. Oxygen is introduced more than the above cells and is more oxidized and hydrophilic. From the viewpoint of reducing the contact angle shown in Table 3 and from the viewpoint of the relative oxygen abundance of XPS shown in Table 4, it is advantageous to increase the hydrophilicity of the cell surface by extending the corona discharge treatment time from 1 second. It is.

次にコロナ放電処理を施したセルに純水150μlを注水した際の気泡付着の有無を調べた。親水性の変化を加速的に評価するために各時間コロナ放電処理を施したセルを75℃の恒温槽で240時間熱処理した。コロナ放電4秒間処理を施したセル表面の接触角は、熱処理前(処理時間0)で41度であった。このセルを75℃の恒温槽で240時間熱処理後では、その接触角は62度へ上昇したが気泡付着は無かった。また、コロナ放電処理を7秒間施したセル表面の水との接触角は、熱処理前(処理時間0)で39度であり、75℃、240時間の熱処理後、57度へ上昇したが気泡付着は起こらなかった。したがって、セル内壁部の一部にコロナ放電処理を4秒間、または7秒間施すことで、安定な親水化処理可能であることを確認できた。また、コロナ放電処理しなかった部分の接触角は90度のままであり、コロナ放電未処理のセル表面と同様であった。すなわち、反応セル内壁にコロナ放電処理を選択的に施すことができ、安定な親水性部分と疎水性部分を内壁部に有する反応セルを作製できた。   Next, the presence or absence of bubbles was examined when 150 μl of pure water was poured into the cell subjected to the corona discharge treatment. In order to evaluate the change in hydrophilicity in an accelerated manner, the cells subjected to the corona discharge treatment for each time were heat-treated in a thermostatic bath at 75 ° C. for 240 hours. The contact angle of the cell surface treated for 4 seconds with corona discharge was 41 degrees before the heat treatment (treatment time 0). After the cell was heat-treated in a thermostatic chamber at 75 ° C. for 240 hours, its contact angle increased to 62 degrees, but no bubbles adhered. In addition, the contact angle with the water on the cell surface subjected to corona discharge treatment for 7 seconds was 39 degrees before the heat treatment (treatment time 0) and increased to 57 degrees after the heat treatment at 75 ° C. for 240 hours, but the bubbles adhered. Did not happen. Therefore, it was confirmed that a stable hydrophilization treatment was possible by applying a corona discharge treatment to a part of the cell inner wall for 4 seconds or 7 seconds. Further, the contact angle of the portion not subjected to the corona discharge treatment remained 90 degrees, which was the same as that of the cell surface not subjected to the corona discharge treatment. That is, the inner wall of the reaction cell could be selectively subjected to corona discharge treatment, and a reaction cell having a stable hydrophilic portion and hydrophobic portion on the inner wall portion could be produced.

表5に、各処理時間でコロナ放電を施したセル表面の水との接触角及び気泡付着の有無を時間経過に対してまとめて示す。   Table 5 summarizes the contact angle with water on the cell surface subjected to corona discharge in each treatment time and the presence or absence of bubble adhesion over time.

Figure 2010266462
Figure 2010266462

表5の結果より、熱処理後のコロナ放電処理したセルの接触角は、放電時間7秒の時に最も低下し、次いで4秒、10秒、1秒の順で低下できた。また、各時間によってコロナ放電処理を施したセル表面のXPS測定を行い、セル表面を詳細に分析した。炭素の結合状態を比較するために、271eV〜311eVの範囲で、Pass Energyを2eVとしてC1sのナロースキャンをおこなった。セル表面のC1sのナロースキャン結果からナロースキャンピークを各結合状態に分離・解析(デコンボリューション)した。   From the results of Table 5, the contact angle of the cells subjected to the corona discharge treatment after the heat treatment decreased most when the discharge time was 7 seconds, and then decreased in the order of 4 seconds, 10 seconds and 1 second. Moreover, the XPS measurement of the cell surface which performed the corona discharge process according to each time was performed, and the cell surface was analyzed in detail. In order to compare the bonding state of carbon, narrow scan of C1s was performed in the range of 271 eV to 311 eV with Pass Energy of 2 eV. Narrow scan peaks were separated and analyzed (deconvolved) into each binding state from the C1s narrow scan results on the cell surface.

コロナ放電処理4秒のセル表面には、C−C結合とC−H結合が65.4%存在し、C−O結合が21.1%、C=O結合が4.9%、O=C−O結合が4.1%、O=C−O−O結合が4.5%存在していた。また、コロナ放電処理7秒のセル表面には、C−C結合とC−H結合が57.1%存在し、C−O結合が29.9%、C=O結合が4.3%、O=C−O結合が2.9%、O=C−O−O結合が5.8%存在していた。   On the cell surface for 4 seconds after corona discharge treatment, 65.4% of C—C bonds and C—H bonds exist, 21.1% of C—O bonds, 4.9% of C═O bonds, and O═ 4.1% of C—O bonds and 4.5% of O═C—O—O bonds were present. In addition, 57.1% of C—C bonds and C—H bonds are present on the cell surface after 7 seconds of corona discharge treatment, 29.9% of C—O bonds, 4.3% of C═O bonds, There were 2.9% O = C—O bonds and 5.8% O═C—O—O bonds.

表6に、各コロナ放電処理時間を施したセル表面の炭素結合状態の存在割合をまとめて示す。   Table 6 summarizes the existence ratio of the carbon bonding state on the cell surface subjected to each corona discharge treatment time.

Figure 2010266462
Figure 2010266462

コロナ放電処理4秒のセル表面には、特に、親水性が高いアルコール基を含むC−O結合の割合が21.1%存在し、上述したコロナ放電処理1秒セル表面のC−O結合の割合6.4%より15%程度高かった。またコロナ放電処理7秒のセル表面には、特に、親水性が高いアルコール基を含むC−O結合の割合が29.9%と高く、コロナ放電処理1秒セル表面のC−O結合の割合6.4%より23%程度高かった。このことがコロナ放電処理時間を1秒から4秒、7秒へと長くすることで、75℃で240時間の熱処理後においても、親水性が保たれ、気泡付着が起こらなかったことの理由である。   In particular, the cell surface after 4 seconds of corona discharge treatment contains 21.1% of the C—O bond containing an alcohol group having high hydrophilicity. The ratio was about 15% higher than 6.4%. Further, the ratio of C—O bonds containing alcohol groups having high hydrophilicity is particularly high at 29.9% on the cell surface after 7 seconds of corona discharge treatment, and the ratio of C—O bonds on the surface of the corona discharge treatment 1 second cell. It was about 23% higher than 6.4%. This is because the corona discharge treatment time is increased from 1 second to 4 seconds to 7 seconds, so that hydrophilicity is maintained even after heat treatment at 75 ° C. for 240 hours, and bubble adhesion does not occur. is there.

上述した表2、表4及び表6で述べたXPSの測定結果を得るための実験条件は、XPSの検出器の検出角度を90度固定にしておこなった。樹脂表面のXPS分析を行う際に、検出角度を90度に固定した場合、得られる樹脂表面の情報は最表面から6nm程度の深さである。そこで、放電時間の長短及び熱処理による親水性の違いを詳細に調べるために、XPS検出角度を60度、30度に変化させることで、それぞれ最表面から約5nmまで、約3nmまでの表面組成分析をおこなった。コロナ放電処理したセルのうち、熱処理後に最も接触角が高くなった放電時間1秒のセルと、熱処理後に最も接触角が低かった放電時間7秒のセルとで比較する。   The experimental conditions for obtaining the XPS measurement results described in Table 2, Table 4 and Table 6 described above were performed with the detection angle of the XPS detector fixed at 90 degrees. When performing XPS analysis of the resin surface, when the detection angle is fixed at 90 degrees, the information on the resin surface obtained is about 6 nm deep from the outermost surface. Therefore, in order to investigate in detail the difference in hydrophilicity due to the length of the discharge time and heat treatment, the surface composition analysis from the outermost surface to about 5 nm and about 3 nm by changing the XPS detection angle to 60 degrees and 30 degrees, respectively. I did it. Of the cells subjected to the corona discharge treatment, a cell having a discharge time of 1 second having the highest contact angle after the heat treatment and a cell having a discharge time of 7 seconds having the lowest contact angle after the heat treatment are compared.

表7に、XPS測定のC1sのナロースキャン結果より求まった、高親水性のアルコール基を含むC−O結合の表面への導入率(%)を検出角度ごとに示す。ここでの表面へのC−O結合導入率(%)とは、C1sのナロースキャン結果より求まった、C−O結合割合(%)/[C−O結合割合(%)+C=O結合割合(%)+O=C−O結合割合(%)+O=C−O−O結合割合(%)]と酸素相対存在率の積である。   Table 7 shows, for each detection angle, the introduction rate (%) of the C—O bond containing a highly hydrophilic alcohol group to the surface obtained from the narrow scan result of C1s of XPS measurement. The C—O bond introduction ratio (%) to the surface here is the C—O bond ratio (%) / [C—O bond ratio (%) + C = O bond ratio obtained from the narrow scan result of C1s. (%) + O = C—O bond ratio (%) + O = C—O—O bond ratio (%)] and oxygen relative abundance.

Figure 2010266462
Figure 2010266462

その結果、コロナ放電処理1秒のセルでは検出角度30度の時に、熱処理前は5.7%であったC−O結合導入率が、熱処理後1.1%まで減少していた。同セルでは検出角度60度の時に、熱処理前は4.4%であったC−O結合導入率が、熱処理後3.2%まで減少していた。一方、検出角度90度の時に、熱処理前は1.6%であったC−O結合導入率が、熱処理後3.6%に増加していた。このことから、熱処理前は検出角度30度すなわち最表面から3nm程度範囲で最もC−O結合導入率が高かったが、熱処理後は検出角度90度すなわち最表面から6nm程度範囲で最もC−O結合導入率が高かった。従って、コロナ放電1秒のセルでは、熱処理前では最表面から3nm範囲に多く存在した親水性の高いC−O結合が、最表面から6nm範囲の深い方向に移動したことがわかった。このことが熱処理に伴う親水性の低下や気泡付着の発生の原因であることがわかった。   As a result, in the cell having a corona discharge treatment time of 1 second, the CO bond introduction ratio, which was 5.7% before the heat treatment, decreased to 1.1% after the heat treatment when the detection angle was 30 degrees. In the same cell, when the detection angle was 60 degrees, the CO bond introduction ratio, which was 4.4% before the heat treatment, decreased to 3.2% after the heat treatment. On the other hand, when the detection angle was 90 degrees, the C—O bond introduction rate, which was 1.6% before the heat treatment, increased to 3.6% after the heat treatment. From this, the C—O bond introduction rate was highest at a detection angle of 30 degrees, ie, about 3 nm from the outermost surface before the heat treatment, but after the heat treatment, the C—O bond introduction rate was highest at a detection angle of 90 degrees, ie, about 6 nm from the outermost surface. The bond introduction rate was high. Therefore, it was found that in the cell having a corona discharge of 1 second, the highly hydrophilic C—O bond, which was present in the 3 nm range from the outermost surface before the heat treatment, moved in the deep direction in the 6 nm range from the outermost surface. This was found to be the cause of the decrease in hydrophilicity and the occurrence of bubble adhesion due to heat treatment.

一方、コロナ放電処理7秒のセルでは検出角度30度の時に、熱処理前は5.0%であったC−O結合導入率が、熱処理後5.6%であり減少しなかった。同セルでは検出角度60度の時に、熱処理前は6.7%であったC−O結合導入率が、熱処理後6.2%でありほとんど変化していなかった。また、検出角度90度の時に、熱処理前は6.4%であったC−O結合導入率が、熱処理後5.7%でありほとんど変化していなかった。このことから、コロナ放電処理7秒のセルでは熱処理に伴うC−O結合導入率の変化がほとんどないことがわかった。このことがコロナ放電処理7秒のセルが親水性を長期に保持できる理由である。   On the other hand, in the cell having a corona discharge treatment time of 7 seconds, when the detection angle was 30 degrees, the CO bond introduction rate, which was 5.0% before the heat treatment, was 5.6% after the heat treatment and did not decrease. In the same cell, when the detection angle was 60 degrees, the CO bond introduction rate, which was 6.7% before the heat treatment, was 6.2% after the heat treatment, which was almost unchanged. Further, when the detection angle was 90 degrees, the CO bond introduction ratio, which was 6.4% before the heat treatment, was 5.7% after the heat treatment, which was almost unchanged. From this, it was found that in the cell of the corona discharge treatment 7 seconds, there was almost no change in the CO bond introduction rate accompanying the heat treatment. This is the reason why a cell having a corona discharge treatment time of 7 seconds can retain hydrophilicity for a long time.

上述したようにコロナ放電時間はセル表面への酸素相対存在率、C−O結合導入率及び気泡付着に関連性が高い。そこで、上記の結果をまとめて図12に示す。図12の横軸はコロナ放電時間(秒)であり、酸素相対存在率(%)511とC−O結合導入率(%)512は第1軸の導入率(%)により示される。また、図中の気泡付着率(%)513は第2軸の気泡付着率(%)により示される。気泡付着率とは、熱処理後のセル評価数100個に対して気泡付着が発生したセルの割合である。放電時間の増加に伴い、酸素相対存在率は単調に増加する。酸素相対存在率の増加に伴い気泡付着率は低減し、放電時間1秒で70%、放電時間4秒、7秒、10秒で0%であった。一方、C−O結合導入率は、放電時間1秒の時に2.0%、4秒の時に4.2%、7秒の時に6.4%で極大となった後、10秒で4.5%であった。C−O結合が放電時間7秒付近でセル表面に十分に導入され、より長い時間放電処理されることで酸化度の高いC=O結合系(C=O結合、O=C−O結合、O=C−O−O結合)へ変換されたためである。C=O結合系は、340nm付近に光吸収を持つ。自動分析装置用反応セルに求められるのは300nm〜800nmの範囲での高い光透過率である。従って、C=O結合を含む結合の生成は抑制することが望ましい。この結果、コロナ放電時間7秒の処理によって形成された反応セルが光透過率と親水性長期保持の両観点から好ましい。   As described above, the corona discharge time is highly related to the relative abundance of oxygen on the cell surface, the C—O bond introduction rate, and bubble adhesion. Therefore, the above results are collectively shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 12 is the corona discharge time (seconds), and the oxygen relative abundance (%) 511 and the C—O bond introduction rate (%) 512 are indicated by the first axis introduction rate (%). Further, the bubble adhesion rate (%) 513 in the figure is indicated by the bubble adhesion rate (%) of the second axis. The bubble adhesion rate is a ratio of cells in which bubble adhesion occurs with respect to 100 cell evaluations after the heat treatment. As the discharge time increases, the relative oxygen abundance increases monotonously. As the relative oxygen abundance increased, the bubble adhesion rate decreased, and was 70% at a discharge time of 1 second, and 0% at a discharge time of 4 seconds, 7 seconds, and 10 seconds. On the other hand, the C—O bond introduction rate reached 2.0% at a discharge time of 1 second, 4.2% at a time of 4 seconds, 6.4% at a time of 7 seconds, and then 4. It was 5%. C—O bonds are sufficiently introduced to the cell surface at a discharge time of about 7 seconds, and are discharged for a longer time so that a highly oxidized C═O bond system (C═O bond, O═C—O bond, This is because it was converted to (O = C—O—O bond). The C═O bond system has light absorption around 340 nm. What is required of a reaction cell for an automatic analyzer is a high light transmittance in the range of 300 nm to 800 nm. Therefore, it is desirable to suppress the formation of bonds including C═O bonds. As a result, a reaction cell formed by a treatment with a corona discharge time of 7 seconds is preferred from the viewpoints of both light transmittance and hydrophilic long-term retention.

本実施例の反応セルは、自動分析装置用反応セルとして、気泡付着が起こらず、攪拌安定性と透明性を有しており、かつセル間のサンプル・試薬の相互汚染を防止できることを確認した。   The reaction cell of this example was confirmed as a reaction cell for an autoanalyzer, which does not cause bubble adhesion, has stirring stability and transparency, and can prevent cross-contamination of samples and reagents between the cells. .

<実施例3> アクリルアミドのグラフト重合処理による局所的親水化
ここでは、アクリルアミドのグラフト重合処理によるセル表面の局所的親水化の実施例を示す。実施例1と同じポリシクロオレフィンからなる自動分析装置用反応セルを準備した。ここでは、実施例1と同様の条件で部分的なコロナ放電処理を行い、セルの測光面内壁部の底面から所望の高さまでの部分を局所的親水化した。セル表面にO=C−O−Oをはじめとする過酸化物が多く存在するので、これを開始剤として用い、別に重合開始剤を添加することなくグラフト重合を行わせることができると考えた。実施例2の表6で示したように、コロナ放電処理10秒を施したセル表面の過酸化物(O=C−O−O)の割合は7.0%であり、コロナ放電処理1秒を施したセル表面の過酸化物(O=C−O−O)の割合2.8%よりも多く存在することから、グラフト重合にはコロナ放電処理10秒を施したセルを使用するのが好ましい。
<Example 3> Local hydrophilization by graft polymerization of acrylamide Here, an example of local hydrophilization of the cell surface by graft polymerization of acrylamide is shown. A reaction cell for an automatic analyzer made of the same polycycloolefin as in Example 1 was prepared. Here, a partial corona discharge treatment was performed under the same conditions as in Example 1 to locally hydrophilize the portion from the bottom surface of the photometric surface inner wall of the cell to the desired height. Since there are many peroxides such as O = C-O-O on the cell surface, it was thought that this could be used as an initiator and graft polymerization could be carried out without adding a separate polymerization initiator. . As shown in Table 6 of Example 2, the ratio of the peroxide (O = C—O—O) on the cell surface subjected to the corona discharge treatment for 10 seconds was 7.0%, and the corona discharge treatment for 1 second. Since the ratio of the peroxide (O = C—O—O) on the surface of the cell subjected to the treatment is more than 2.8%, the cell subjected to the corona discharge treatment for 10 seconds is used for the graft polymerization. preferable.

以下に、親水性ビニルモノマーのグラフト重合処理によるセル内壁部の局所的親水化法の詳細を述べる。図9は、反応セルの内壁部に親水性グラフトポリマーを形成するプロセスをフローチャートによって示したものである。   The details of the method of locally hydrophilizing the inner wall of the cell by graft polymerization of a hydrophilic vinyl monomer will be described below. FIG. 9 is a flowchart showing a process for forming a hydrophilic graft polymer on the inner wall of the reaction cell.

工程1.セル内壁部の洗浄。
具体的には、実施例1と同様、セルの内壁部にエタノール600μlを入れ、24時間放置し、エタノール除去後、真空デシケーターによる乾燥によってセル内壁部を清浄化する。
工程2.大気中でのセル局所部分コロナ放電処理。
具体的には、実施例2で述べた方法と同様に、大気中でセルの測光面内壁部2面の底面から所望の高さまでの部分にコロナ放電処理を10秒間行う。
工程3.親水性ビニルモノマー溶液の酸素除去。
具体的には、親水性ビニルモノマー溶液をフラスコに入れ、窒素ガスを送り込みバブリングすることで親水性ビニルモノマー溶液中の酸素を除去する。
Step 1. Cleaning the inner wall of the cell.
Specifically, in the same manner as in Example 1, 600 μl of ethanol was put into the inner wall portion of the cell, left to stand for 24 hours, and after removing the ethanol, the inner wall portion of the cell was cleaned by drying with a vacuum desiccator.
Step 2. Cell local corona discharge treatment in the atmosphere.
Specifically, similarly to the method described in the second embodiment, a corona discharge treatment is performed for 10 seconds on the portion from the bottom surface of the photometric surface inner wall portion 2 surface of the cell to a desired height in the atmosphere.
Step 3. Oxygen removal from hydrophilic vinyl monomer solution.
Specifically, oxygen in the hydrophilic vinyl monomer solution is removed by putting the hydrophilic vinyl monomer solution into a flask, sending nitrogen gas and bubbling.

工程4.セルへの親水性ビニルモノマー溶液の注入。
工程3によって酸素濃度を低減した親水性ビニルモノマー溶液を2のセルに600μl注入する。この際、該親水性ビニルモノマーとして、アクリルアミド、ビニルスルホン酸ナトリウム、メタクリル酸ヒドロキシルエチルエステル、メタクリル酸ポリエチレングリコール、メタクリル酸ポリエチレングリコールメチルエーテル、酢酸ビニル、メタクリル酸グリシジル、などを初めとする親水性ビニルモノマーの少なくとも1つを用いることができる。
工程5.セルの窒素雰囲気下への閉じ込め。
具体的には、工程4の親水性ビニルモノマーを注入したセルを2口フラスコに入れ、フタをしたところへ窒素ガスを送り込み、フラスコ内を窒素雰囲気とする。
工程6.凍結真空脱気。
具体的には、液体窒素と10Pa程度の真空度を達成できるロータリーポンプを利用した、Freeze-Pump-Thawサイクルを4回繰り返すことによって、2口フラスコ内を凍結真空脱気し、窒素雰囲気とした。
Step 4. Injection of hydrophilic vinyl monomer solution into the cell.
600 μl of the hydrophilic vinyl monomer solution having a reduced oxygen concentration in Step 3 is injected into the second cell. At this time, hydrophilic vinyl monomers such as acrylamide, sodium vinyl sulfonate, hydroxyl ethyl ester methacrylate, polyethylene glycol methacrylate, polyethylene glycol methyl methacrylate methacrylate, vinyl acetate, glycidyl methacrylate, etc. are used as the hydrophilic vinyl monomer. At least one of the monomers can be used.
Step 5. Confine cell in nitrogen atmosphere.
Specifically, the cell injected with the hydrophilic vinyl monomer in Step 4 is put into a two-necked flask, and nitrogen gas is fed into the place where the lid is capped to make the inside of the flask a nitrogen atmosphere.
Step 6. Freeze vacuum deaeration.
Specifically, by repeating the Freeze-Pump-Thaw cycle 4 times using a rotary pump capable of achieving a vacuum degree of about 10 Pa with liquid nitrogen, the inside of the two-necked flask was frozen and vacuum degassed to form a nitrogen atmosphere. .

工程7.加熱によるグラフト重合。
具体的には、50℃に保ったウォーターバス内に、工程6の2口フラスコを入れて加熱し、グラフト重合を行う。
工程8.セルの洗浄。
具体的には、工程7でグラフト重合を施した反応セルの内壁部を純水により洗浄した後、真空デシケーターによってセルを乾燥させる。
Step 7. Graft polymerization by heating.
Specifically, the two-necked flask in Step 6 is placed in a water bath maintained at 50 ° C. and heated to perform graft polymerization.
Step 8. Cell cleaning.
Specifically, the inner wall portion of the reaction cell subjected to graft polymerization in step 7 is washed with pure water, and then the cell is dried by a vacuum desiccator.

この方法によって、セル内壁部に局所的にグラフト重合処理による親水化を施すことができる。なお、工程1を実施せず、工程2から工程8までを実施しても差し支えない。図10は、グラフト重合処理により部分親水化された測光面内壁部の断面模式図である。セル410の測光面内壁部表面411上に疎水性部分412と親水性部分413が存在し、親水性部分413に親水性グラフトポリマー414が存在する。親水性グラフトポリマーは、親水性置換基415が導入されている。親水性置換基415は、用いる親水性モノマーによって代わる。例えば、親水性モノマーがアクリルアミドの場合、置換基415はCONH2である。親水性モノマーがビニルスルホン酸ナトリウムの場合、置換基415はSO3Naである。親水性モノマーが酢酸ビニルの場合、置換基415はOCOCH3である。また、この時、親水性部分413は、セル内壁部のコロナ放電処理された部分に相当し、ここにはグラフトポリマー414のみならず、親水基416も存在する。親水基416は親水性置換基417を備え、親水性置換基417は例えば、水酸基、エーテル基、カルボキシル基、カルボニル基などの親水性の高い置換基である。 By this method, the cell inner wall portion can be locally hydrophilized by graft polymerization. Note that step 1 to step 8 may be performed without performing step 1. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a photometric surface inner wall portion that has been partially hydrophilized by graft polymerization. A hydrophobic portion 412 and a hydrophilic portion 413 exist on the photometric surface inner wall surface 411 of the cell 410, and a hydrophilic graft polymer 414 exists on the hydrophilic portion 413. A hydrophilic substituent 415 is introduced into the hydrophilic graft polymer. The hydrophilic substituent 415 is replaced by the hydrophilic monomer used. For example, if the hydrophilic monomer is acrylamide, substituents 415 is CONH 2. When the hydrophilic monomer is sodium vinyl sulfonate, the substituent 415 is SO 3 Na. When the hydrophilic monomer is vinyl acetate, the substituent 415 is OCOCH 3 . At this time, the hydrophilic portion 413 corresponds to the corona discharge-treated portion of the inner wall portion of the cell. Here, not only the graft polymer 414 but also the hydrophilic group 416 exists. The hydrophilic group 416 includes a hydrophilic substituent 417. The hydrophilic substituent 417 is a highly hydrophilic substituent such as a hydroxyl group, an ether group, a carboxyl group, or a carbonyl group.

本実施例では、図9に示したフローチャートの工程3で使用する親水性ビニルモノマー溶液として、アクリルアミドの10%水溶液を使用し、フローチャートの工程7の加熱時間を3時間とした。親水性ビニルモノマー溶液を使用するのであれば、その溶液濃度や加熱時間は、実施例3〜7の方法に限定されない。   In this example, a 10% aqueous solution of acrylamide was used as the hydrophilic vinyl monomer solution used in step 3 of the flowchart shown in FIG. 9, and the heating time in step 7 of the flowchart was 3 hours. If a hydrophilic vinyl monomer solution is used, the solution concentration and heating time are not limited to the methods of Examples 3-7.

アクリルアミドをグラフト重合処理したセル表面の炭素と酸素と窒素の相対存在比率を比較するために、実施例2と同様の方法でXPS測定を行った。測定は、1400eV〜−20eVの範囲で、Pass Energyを20eVとしてワイドスキャンを行った。表8に、X線光電子分光(XPS)によって求まったアクリルアミドをグラフト重合処理したセル表面の炭素、酸素、窒素相対存在比率を示す。   XPS measurement was performed in the same manner as in Example 2 in order to compare the relative abundance ratios of carbon, oxygen and nitrogen on the cell surface subjected to graft polymerization of acrylamide. In the measurement, a wide scan was performed in the range of 1400 eV to −20 eV with a Pass Energy of 20 eV. Table 8 shows the relative abundance ratios of carbon, oxygen, and nitrogen on the surface of the cell obtained by graft polymerization of acrylamide obtained by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

Figure 2010266462
Figure 2010266462

アクリルアミドをグラフト重合処理したセル表面には、窒素が相対存在率1.1%で存在しており、酸素相対存在率は7.9%であった。実施例2の表2で示したように、コロナ放電処理(1秒、10秒)を施したセル表面で検出されなかった窒素が、アクリルアミドをグラフト重合処理したセル表面に存在したことから、アクリルアミドがセル表面にたしかにグラフト化していることがわかった。   Nitrogen was present at a relative abundance of 1.1% on the surface of the cell subjected to graft polymerization of acrylamide, and the relative abundance of oxygen was 7.9%. As shown in Table 2 of Example 2, nitrogen that was not detected on the cell surface subjected to corona discharge treatment (1 second, 10 seconds) was present on the cell surface subjected to graft polymerization treatment of acrylamide. Was indeed grafted to the cell surface.

実施例1と同様の方法で、アクリルアミドをグラフト重合処理したセルの気泡付着の有無を調べた。親水性の劣化を加速的に評価するためにアクリルアミドをグラフト重合処理したセルを75℃に保たれた恒温槽で240時間熱処理した結果と共に示す。表9に、アクリルアミドをグラフト重合処理したセルの接触角と気泡付着の有無を示す。   In the same manner as in Example 1, the presence or absence of air bubble adhesion in a cell subjected to graft polymerization treatment of acrylamide was examined. In order to evaluate the deterioration of hydrophilicity in an accelerated manner, the results are shown together with the results of heat treatment for 240 hours in a thermostatic chamber maintained at 75 ° C. in a cell subjected to graft polymerization of acrylamide. Table 9 shows the contact angle and presence / absence of bubbles attached to the cells subjected to graft polymerization of acrylamide.

Figure 2010266462
Figure 2010266462

表9に示すように、グラフト重合処理直後(経過時間0時間)の接触角は、55度であったが、75℃で240時間加熱後の接触角は78度であった。グラフト重合処理直後、240時間経過後ともに気泡の付着は起こらなかった。   As shown in Table 9, the contact angle immediately after the graft polymerization treatment (elapsed time 0 hour) was 55 degrees, but the contact angle after heating at 75 ° C. for 240 hours was 78 degrees. Adherence of bubbles did not occur immediately after the graft polymerization treatment and after 240 hours.

また、一旦、75℃で240時間経過させたセル内に純水を600μl入れ室温で水浸漬した後、セル表面の接触角を測定した。未処理のセル表面の接触角は90度であり、アクリルアミドをグラフト重合処理したセル表面の接触角は55度である。アクリルアミドをグラフト重合処理したセルを75℃で240時間経過させた後の表面の接触角は78度である。アクリルアミドをグラフト重合処理したセルを75℃で240時間経過させた後、水浸漬した後のセル表面の接触角は55度である。加熱処理後もグラフト重合処理後と同程度の親水性を示した。いったん、75℃の高温加熱によって親水性が低下したセル表面が、水浸漬することで親水性を取り戻した。なお、アクリルアミドをグラフト重合処理したセル内において、もともとコロナ放電処理を施していない面の接触角は90度であり、コロナ放電未処理のセル表面と同様であった。したがって、グラフト重合処理は、セル内のコロナ放電処理を施した部分に対してのみ選択的に施せる。   In addition, 600 μl of pure water was once put in a cell that had been allowed to pass at 75 ° C. for 240 hours, and immersed in water at room temperature, and then the contact angle on the cell surface was measured. The contact angle of the untreated cell surface is 90 degrees, and the contact angle of the cell surface subjected to graft polymerization of acrylamide is 55 degrees. The contact angle of the surface after the cell subjected to the graft polymerization treatment of acrylamide for 240 hours at 75 ° C. is 78 degrees. The contact angle of the cell surface after immersing the acrylamide graft-polymerized cell at 75 ° C. for 240 hours and then immersing in water is 55 degrees. Even after the heat treatment, the same hydrophilicity as that after the graft polymerization treatment was exhibited. Once the cell surface, whose hydrophilicity had been lowered by high-temperature heating at 75 ° C., was immersed in water, the hydrophilicity was restored. In the cell subjected to the graft polymerization treatment of acrylamide, the contact angle of the surface not originally subjected to the corona discharge treatment was 90 degrees, which was the same as the cell surface not subjected to the corona discharge treatment. Therefore, the graft polymerization treatment can be selectively performed only on the portion of the cell that has been subjected to the corona discharge treatment.

ついで、アクリルアミドをグラフト重合処理したセル表面の元素分析を75℃、240時間加熱処理前後で行った。分析にはXPSを用いた。アクリルアミドをグラフト重合処理したセルの作製後の表面の酸素含有率は、表8で述べたとおり7.9%であった。このセルを75℃で240時間加熱した後の表面の酸素含有率は6.8%であった。加熱による酸素濃度の低下は1割程度であり、実施例2のコロナ放電を10秒処理したセルよりも酸素減少の割合が少なく、熱に対する安定性が高い。   Subsequently, elemental analysis of the cell surface subjected to graft polymerization treatment of acrylamide was performed before and after heat treatment at 75 ° C. for 240 hours. XPS was used for analysis. As described in Table 8, the oxygen content of the surface after the production of the cell subjected to the graft polymerization treatment of acrylamide was 7.9%. The oxygen content of the surface after this cell was heated at 75 ° C. for 240 hours was 6.8%. The decrease in oxygen concentration due to heating is about 10%, and the rate of oxygen decrease is smaller than that of the cell treated with the corona discharge of Example 2 for 10 seconds, and the stability to heat is high.

本実施例の反応セルは、自動分析装置用反応セルとして、気泡付着が起こらず、攪拌安定性と透明性を有しており、かつセル間のサンプル・試薬の相互汚染を防止できることを確認した。   The reaction cell of this example was confirmed as a reaction cell for an autoanalyzer, which does not cause bubble adhesion, has stirring stability and transparency, and can prevent cross-contamination of samples and reagents between the cells. .

<実施例4> 酢酸ビニルのグラフト重合処理による局所的親水化
実施例3と同様に、酢酸ビニルのグラフト重合処理によるセル表面の局所的親水化を行った。本実施例では、実施例3の図9に示したフローチャートの工程3で使用する親水性ビニルモノマー溶液として、酢酸ビニルの100%を使用し、フローチャートの工程7の加熱時間を2時間とした。
Example 4 Local Hydrophilization by Graft Polymerization Treatment of Vinyl Acetate As in Example 3, the cell surface was locally hydrophilized by vinyl acetate graft polymerization treatment. In this example, 100% of vinyl acetate was used as the hydrophilic vinyl monomer solution used in Step 3 of the flowchart shown in FIG. 9 of Example 3, and the heating time in Step 7 of the flowchart was 2 hours.

酢酸ビニルをグラフト重合処理したセル表面の炭素と酸素と窒素の相対存在比率を比較するために、実施例2と同様の方法でXPS測定を行った。測定は、1400eV〜−20eVの範囲で、Pass Energyを20eVとしてワイドスキャンをおこなった。表10に、XPSによって評価したセル表面の炭素、酸素、窒素相対存在比率を示す。酢酸ビニルをグラフト重合処理したセル表面の酸素相対存在率は5.7%であった。   In order to compare the relative abundance ratios of carbon, oxygen and nitrogen on the surface of the cell subjected to graft polymerization treatment with vinyl acetate, XPS measurement was performed in the same manner as in Example 2. In the measurement, a wide scan was performed in the range of 1400 eV to −20 eV with a Pass Energy of 20 eV. Table 10 shows the relative abundance ratios of carbon, oxygen, and nitrogen on the cell surface evaluated by XPS. The relative oxygen abundance of the cell surface grafted with vinyl acetate was 5.7%.

Figure 2010266462
Figure 2010266462

実施例1と同様、酢酸ビニルをグラフト重合処理したセルの気泡付着の有無を調べた。親水性の劣化を加速評価するために酢酸ビニルをグラフト重合処理したセルを75℃に保たれた恒温槽に240時間保管した。表11に、酢酸ビニルをグラフト重合処理したセルの接触角と気泡付着挙動の熱処理による変化を示す。   As in Example 1, the presence / absence of bubbles in the cells subjected to the graft polymerization treatment of vinyl acetate was examined. In order to accelerate the degradation of hydrophilicity, a cell subjected to graft polymerization treatment of vinyl acetate was stored in a thermostatic bath maintained at 75 ° C. for 240 hours. Table 11 shows changes in the contact angle and bubble adhesion behavior of the cells obtained by graft polymerization treatment of vinyl acetate due to heat treatment.

Figure 2010266462
Figure 2010266462

その結果、75℃加熱0時間の接触角は、79度であったが、75℃で240時間熱処理後の接触角は85度であった。また、0時間、240時間経過後とともに気泡の付着は起こらなかった。加熱による接触角の変化が6度と小さく、比較的安定な表面を保持している。なお、酢酸ビニルをグラフト化したセル内の表面において、コロナ放電の処理されていない領域の接触角は90度であり、未処理のセル表面と同様であった。ここでも、グラフト重合処理は、セル内のコロナ放電処理を施した部分にのみ選択的に施せた。   As a result, the contact angle after heating at 75 ° C. for 0 hour was 79 °, but the contact angle after heat treatment at 75 ° C. for 240 hours was 85 °. Also, no bubbles were attached after the lapse of 0 hours and 240 hours. The change of the contact angle by heating is as small as 6 degrees, and a relatively stable surface is maintained. In addition, the contact angle of the area | region which was not processed of the corona discharge in the surface in the cell which grafted vinyl acetate was 90 degree | times, and was the same as that of an untreated cell surface. Here again, the graft polymerization treatment was selectively performed only on the portion of the cell that had been subjected to the corona discharge treatment.

ついで、酢酸ビニルをグラフト重合処理したセル表面の元素分析を、75℃で240時間熱処理前後でのXPS測定によって実行した。酢酸ビニルをグラフト重合処理したセル表面の酸素含有率は、5.7%であった。酢酸ビニルをグラフト重合処理したセルを75℃で240時間加熱後の表面の酸素含有率は5.6%であった。加熱による酸素の減少はわずかに0.1%であり、ほとんど無視できる。実施例2のコロナ放電を10秒間処理したセルよりも酸素減少の割合が少なく、熱に対する安定性が非常に高い。   Subsequently, elemental analysis of the cell surface subjected to graft polymerization treatment of vinyl acetate was performed by XPS measurement before and after heat treatment at 75 ° C. for 240 hours. The oxygen content on the cell surface grafted with vinyl acetate was 5.7%. The oxygen content of the surface after heating the cell subjected to the graft polymerization treatment of vinyl acetate at 75 ° C. for 240 hours was 5.6%. The decrease in oxygen due to heating is only 0.1% and is almost negligible. The rate of oxygen reduction is smaller than that of the cell treated with the corona discharge of Example 2 for 10 seconds, and the stability to heat is very high.

本実施例の反応セルは、自動分析装置用反応セルとして、気泡付着が起こらず、攪拌安定性と透明性を有しており、かつセル間のサンプル・試薬の相互汚染を防止できることを確認した。   The reaction cell of this example was confirmed as a reaction cell for an autoanalyzer, which does not cause bubble adhesion, has stirring stability and transparency, and can prevent cross-contamination of samples and reagents between the cells. .

<実施例5> 酢酸ビニルのグラフト重合処理後加水分解処理による局所的親水化
実施例4と同様の方法で、酢酸ビニルをグラフト重合処理したセルを作製した。その後、セル内に1M(mol/l)の水酸化ナトリウム水溶液を600μl注入し、セル全体を50℃で1時間加熱することでエステル基の加水分解を行い、親水性を向上させた。この際、加水分解に用いる溶液は、水酸化ナトリウム水溶液に限定されず、一般的なアルカリ溶液を用いればよい。また、その際の溶液濃度や加熱時間は、上記反応条件に限定されない。
Example 5 Local Hydrophilization by Hydrolysis Treatment After Graft Polymerization Treatment of Vinyl Acetate A cell obtained by graft polymerization treatment of vinyl acetate was prepared in the same manner as in Example 4. Thereafter, 600 μl of 1M (mol / l) aqueous sodium hydroxide solution was injected into the cell, and the whole cell was heated at 50 ° C. for 1 hour to hydrolyze the ester group, thereby improving hydrophilicity. At this time, the solution used for the hydrolysis is not limited to an aqueous sodium hydroxide solution, and a general alkaline solution may be used. Moreover, the solution concentration and heating time in that case are not limited to the said reaction conditions.

酢酸ビニルをグラフト化したセル表面の炭素と酸素と窒素の含有率を比較するために、実施例2と同様の方法でXPS測定を行った。測定は、1400eV〜−20eVの範囲で、Pass Energyを20eVとしてワイドスキャンを行った。表12に、XPSによって評価した酢酸ビニルのグラフト重合処理後加水分解処理したセル表面の炭素、酸素、窒素相対存在比率を示す。酢酸ビニルのグラフト重合処理後加水分解処理したセル表面の酸素相対存在率は5.8%であった。   In order to compare the carbon, oxygen, and nitrogen content on the cell surface grafted with vinyl acetate, XPS measurement was performed in the same manner as in Example 2. In the measurement, a wide scan was performed in the range of 1400 eV to −20 eV with a Pass Energy of 20 eV. Table 12 shows the relative abundance ratios of carbon, oxygen and nitrogen on the cell surface subjected to hydrolysis treatment after graft polymerization treatment of vinyl acetate evaluated by XPS. The relative oxygen abundance of the cell surface hydrolyzed after the graft polymerization treatment of vinyl acetate was 5.8%.

Figure 2010266462
Figure 2010266462

実施例1と同様、酢酸ビニルのグラフト重合処理後加水分解処理したセルの気泡付着の有無を調べた。親水性の劣化を加速評価するために酢酸ビニルのグラフト重合処理後加水分解処理したセルを75℃に保たれた恒温槽で240時間熱処理した結果と共に示す。表13に酢酸ビニルのグラフト重合処理後加水分解処理したセルの接触角と気泡付着の有無を示す。   Similar to Example 1, the presence or absence of bubbles in the cells subjected to hydrolysis treatment after graft polymerization treatment of vinyl acetate was examined. In order to accelerate the degradation of hydrophilicity, the results are shown together with the result of heat treatment for 240 hours in a thermostatic chamber maintained at 75 ° C. after the graft polymerization treatment of vinyl acetate and the hydrolysis treatment. Table 13 shows the contact angle of the cell subjected to the hydrolysis treatment after the graft polymerization treatment of vinyl acetate and the presence / absence of bubbles.

Figure 2010266462
Figure 2010266462

75℃加熱0時間の接触角は、71度であったが、75℃で240時間経過後の接触角は76度であった。0時間、240時間経過後においても気泡の付着は起こらなかった。加熱による接触角の変化が5度と小さく、セル表面の親水性は安定である。また、実施例4の酢酸ビニルをグラフト重合処理したセル表面の接触角よりも、その後加水分解処理したセル表面の接触角の方が低い(表11、表13)。すなわち加水分解処理により親水性を高めることができる。   The contact angle after heating at 75 ° C. for 0 hour was 71 °, but the contact angle after 240 hours at 75 ° C. was 76 °. No bubbles adhered even after 0 hours and 240 hours. The change in contact angle by heating is as small as 5 degrees, and the hydrophilicity of the cell surface is stable. Moreover, the contact angle of the cell surface hydrolyzed after that is lower than the contact angle of the cell surface which carried out the graft polymerization process of the vinyl acetate of Example 4 (Table 11, Table 13). That is, hydrophilicity can be increased by hydrolysis treatment.

本実施例の反応セルは、自動分析装置用反応セルとして、気泡付着が起こらず、攪拌安定性と透明性を有しており、かつセル間のサンプル・試薬の相互汚染を防止できることを確認した。   The reaction cell of this example was confirmed as a reaction cell for an autoanalyzer, which does not cause bubble adhesion, has stirring stability and transparency, and can prevent cross-contamination of samples and reagents between the cells. .

<実施例6> ビニルスルホン酸ナトリウムのグラフト重合処理による局所的親水化
実施例3と同様に、ビニルスルホン酸ナトリウムのグラフト重合処理によるセル表面の局所的親水化を行った。本実施例6では、実施例3の図9に示したフローチャートの工程3で使用する親水性ビニルモノマー溶液として、ビニルスルホン酸ナトリウムの25%水溶液を使用し、フローチャートの工程7の加熱時間を3時間として実施した。
<Example 6> Local hydrophilization by graft polymerization treatment of sodium vinyl sulfonate As in Example 3, the cell surface was locally hydrophilized by graft polymerization treatment of sodium vinyl sulfonate. In Example 6, a 25% aqueous solution of sodium vinyl sulfonate is used as the hydrophilic vinyl monomer solution used in Step 3 of the flowchart shown in FIG. 9 of Example 3, and the heating time in Step 7 of the flowchart is 3 Conducted as time.

ビニルスルホン酸ナトリウムをグラフト化したセル表面の蛍光X線分析を行った。装置には、リガク社製蛍光X線分析装置System3272を使用した。その結果、未処理のセルで検出されなかったS(硫黄)が検出された。このことから、ビニルスルホン酸ナトリウムがセル表面に結合していることが確認できた。   X-ray fluorescence analysis of the cell surface grafted with sodium vinyl sulfonate was performed. As the apparatus, a fluorescent X-ray analyzer System3272 manufactured by Rigaku Corporation was used. As a result, S (sulfur) that was not detected in the untreated cell was detected. From this, it was confirmed that sodium vinyl sulfonate was bound to the cell surface.

実施例1と同様、ビニルスルホン酸ナトリウムをグラフト重合処理したセルの気泡付着の有無を調べた。また、親水性(接触角)の劣化を加速評価するためにビニルスルホン酸ナトリウムをグラフト重合処理したセルを75℃の恒温槽に240時間保管した。表14に、ビニルスルホン酸ナトリウムをグラフト重合処理したセルの接触角と気泡付着挙動の熱処理による変化を示す。その結果、グラフト重合後の接触角は、69度であったが、これを75℃で240時間加熱後の接触角は74度であった。加熱の有無に関わらず気泡の付着は起こらなかった。   In the same manner as in Example 1, the presence or absence of air bubble adhesion in a cell obtained by graft polymerization treatment of sodium vinyl sulfonate was examined. Further, in order to accelerate the deterioration of hydrophilicity (contact angle), a cell obtained by graft polymerization treatment of sodium vinyl sulfonate was stored in a thermostatic bath at 75 ° C. for 240 hours. Table 14 shows changes in the contact angle and bubble adhesion behavior of the cells obtained by graft polymerization of sodium vinyl sulfonate by heat treatment. As a result, the contact angle after graft polymerization was 69 degrees, and the contact angle after heating at 75 ° C. for 240 hours was 74 degrees. Bubbles did not adhere regardless of heating.

Figure 2010266462
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また、実施例3と同様に、ビニルスルホン酸ナトリウムをグラフト重合処理したセルを75℃で240時間加熱させた後、該セル内に純水を600μl入れ室温で24時間放置(水浸漬)した後、セル表面の接触角を測定した。未処理のセル表面の接触角は90度であり、ビニルスルホン酸ナトリウムをグラフト重合処理したセル表面の接触角は69度である。ビニルスルホン酸ナトリウムをグラフト重合処理したセルを75℃で240時間加熱した後の表面の接触角は74度である。このように本実施例のセル表面は75℃の加熱によっても接触角が5度しか増加せず安定な親水性表面である。ビニルスルホン酸ナトリウムをグラフト重合処理したセルを75℃で240時間加熱した後、水浸漬した表面の接触角は64度である。いったん、75℃の高温加熱によって親水性が低下したセル表面が、水浸漬することで親水性を回復し、グラフト重合処理後よりも親水性が高まった。加熱処理後もグラフト重合処理後と同程度の親水性を示した。なお、ビニルスルホン酸ナトリウムをグラフト化したセル内において、コロナ放電処理を施していない部分の接触角は90度であり、コロナ放電処理前のセル表面と同様であった。したがって、ここでもグラフト重合処理は、セル内のコロナ放電処理を施した領域のみを選択的に親水化している。   Further, in the same manner as in Example 3, after a cell subjected to graft polymerization treatment with sodium vinyl sulfonate was heated at 75 ° C. for 240 hours, 600 μl of pure water was placed in the cell and left at room temperature for 24 hours (water immersion). The cell surface contact angle was measured. The contact angle of the untreated cell surface is 90 degrees, and the contact angle of the cell surface obtained by graft polymerization treatment of sodium vinyl sulfonate is 69 degrees. The contact angle of the surface after heating the cell which carried out the graft polymerization process of sodium vinyl sulfonate for 240 hours at 75 degreeC is 74 degree | times. Thus, the cell surface of this example is a stable hydrophilic surface with a contact angle only increasing by 5 degrees even when heated at 75 ° C. The cell subjected to graft polymerization of sodium vinyl sulfonate was heated at 75 ° C. for 240 hours, and then the contact angle of the surface immersed in water was 64 degrees. Once the cell surface, whose hydrophilicity had been lowered by high-temperature heating at 75 ° C., was immersed in water, the hydrophilicity was restored, and the hydrophilicity was higher than that after the graft polymerization treatment. Even after the heat treatment, the same hydrophilicity as that after the graft polymerization treatment was exhibited. In the cell grafted with sodium vinyl sulfonate, the contact angle of the portion not subjected to the corona discharge treatment was 90 degrees, which was the same as the cell surface before the corona discharge treatment. Therefore, also in this case, the graft polymerization treatment selectively selectively hydrophilizes only the region in the cell that has been subjected to the corona discharge treatment.

本実施例の反応セルは、自動分析装置用反応セルとして、気泡付着が起こらず、攪拌安定性と透明性を有しており、かつセル間のサンプル・試薬の相互汚染を防止できることを確認した。   The reaction cell of this example was confirmed as a reaction cell for an autoanalyzer, which does not cause bubble adhesion, has stirring stability and transparency, and can prevent cross-contamination of samples and reagents between the cells. .

<実施例7> メタクリル酸ポリエチレングリコールメチルエーテルの重合処理による局所的親水化
実施例3と同様に、メタクリル酸ポリエチレングリコールメチルエーテルのグラフト重合処理によるセル表面の局所的親水化を行った。本実施例7では、実施例3の図9に示したフローチャートの工程3で使用する親水性ビニルモノマー溶液として、メタクリル酸ポリエチレングリコールメチルエーテルの10%水溶液を使用し、フローチャートの工程7の加熱時間を3時間とした。
<Example 7> Local hydrophilization by polymerization treatment of polyethylene glycol methyl ether methacrylate As in Example 3, the cell surface was locally hydrophilized by graft polymerization treatment of polyethylene glycol methyl ether methacrylate. In Example 7, a 10% aqueous solution of polyethylene glycol methyl ether methacrylate was used as the hydrophilic vinyl monomer solution used in Step 3 of the flowchart shown in FIG. 9 of Example 3, and the heating time in Step 7 of the flowchart was used. Was 3 hours.

実施例1と同様の方法で、メタクリル酸ポリエチレングリコールメチルエーテルをグラフト重合処理したセルの気泡付着の有無を調べた。また、親水性の変化を加速評価するためにメタクリル酸ポリエチレングリコールメチルエーテルでグラフト重合処理したセルを75℃の恒温槽に240時間保管した。表15に、メタクリル酸ポリエチレングリコールメチルエーテルをグラフト重合処理したセルの接触角の変化と気泡付着挙動の熱処理による変化を示す。グラフト重合直後(75℃加熱0時間)の接触角は、67度であったが、75℃で240時間加熱後の接触角は72度であった。グラフト重合処理したセルは熱処理の有無に関わらず気泡の付着は起こらなかった。   In the same manner as in Example 1, the presence or absence of bubbles in a cell obtained by graft polymerization treatment of polyethylene glycol methyl ether methacrylate was examined. In addition, a cell subjected to graft polymerization treatment with polyethylene glycol methyl ether methacrylate was stored in a thermostatic bath at 75 ° C. for 240 hours in order to accelerate the change in hydrophilicity. Table 15 shows the change in the contact angle and the bubble adhesion behavior of the cell obtained by graft polymerization treatment of polyethylene glycol methyl ether methacrylate with the heat treatment. The contact angle immediately after graft polymerization (75 hours of heating at 75 ° C.) was 67 °, but the contact angle after heating at 75 ° C. for 240 hours was 72 °. In the cells subjected to the graft polymerization treatment, no bubbles were attached regardless of the presence or absence of the heat treatment.

Figure 2010266462
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また、実施例3と同様に、メタクリル酸ポリエチレングリコールメチルエーテルをグラフト重合処理したセルを75℃で240時間加熱した後、該セル内に純水を600μl入れ室温で24時間放置した後、セル表面の接触角を測定した。未処理のセル表面の接触角は90度であり、メタクリル酸ポリエチレングリコールメチルエーテルをグラフト重合処理したセル表面の接触角は67度である。メタクリル酸ポリエチレングリコールメチルエーテルをグラフト重合処理したセルを75℃で240時間加熱した後の表面の接触角は72度である。メタクリル酸ポリエチレングリコールメチルエーテルをグラフト重合処理したセルを75℃加熱をしても、接触角が5度しか変化せず親水性がほとんど変化しない安定な親水性表面である。   Further, as in Example 3, the cell obtained by graft polymerization of polyethylene glycol methyl ether methacrylate was heated at 75 ° C. for 240 hours, then 600 μl of pure water was placed in the cell and allowed to stand at room temperature for 24 hours. The contact angle of was measured. The contact angle of the untreated cell surface is 90 degrees, and the contact angle of the cell surface obtained by graft polymerization of polyethylene glycol methyl ether methacrylate is 67 degrees. The contact angle of the surface after heating a cell subjected to graft polymerization of polyethylene glycol methyl ether methacrylate for 240 hours at 75 ° C. is 72 degrees. Even when a cell subjected to graft polymerization treatment of polyethylene glycol methyl ether methacrylate is heated at 75 ° C., the contact angle changes only 5 degrees and the hydrophilicity hardly changes.

メタクリル酸ポリエチレングリコールメチルエーテルでグラフト重合処理したセルを75℃で240時間経過させた後、水浸漬した表面の接触角は61度である。いったん、75℃の加熱によって親水性が低下したセル表面が、水浸漬することで親水性を取り戻し、グラフト重合直後よりも親水性が増加した。なお、メタクリル酸ポリエチレングリコールメチルエーテルをグラフト化したセル内において、もともとコロナ放電処理を施していない面や部分の接触角は90度のままであり、コロナ放電未処理のセル表面と同様であった。したがって、グラフト重合処理は、セル内のコロナ放電処理を施した部分のみに選択的に施せる。   The cell subjected to graft polymerization with polyethylene glycol methyl ether methacrylate was allowed to elapse for 240 hours at 75 ° C., and then the contact angle of the surface immersed in water was 61 degrees. Once the cell surface, whose hydrophilicity had been lowered by heating at 75 ° C., was immersed in water, the hydrophilicity was restored, and the hydrophilicity increased more than immediately after graft polymerization. In addition, in the cell grafted with polyethylene glycol methyl ether methacrylate, the contact angle of the surface or part not originally subjected to corona discharge treatment remained 90 degrees, which was the same as that of the cell surface not treated with corona discharge. . Therefore, the graft polymerization treatment can be selectively performed only on the portion of the cell that has been subjected to the corona discharge treatment.

本実施例の反応セルは、自動分析装置用反応セルとして、気泡付着が起こらず、攪拌安定性と透明性を有しており、かつセル間のサンプル・試薬の相互汚染を防止できることを確認した。   The reaction cell of this example was confirmed as a reaction cell for an autoanalyzer, which does not cause bubble adhesion, has stirring stability and transparency, and can prevent cross-contamination of samples and reagents between the cells. .

<実施例8> 自動分析装置における実施例
図11は、本発明による自動分析装置の構成例を示す図であり、次にその基本動作を述べる。1はサンプル収納部であり、この機構1には、一つ以上のサンプル容器25が配置されている。ここでは、ディスク状の機構部に搭載されたサンプル収納部機構であるサンプルディスク機構の例で説明するが、サンプル収納部機構の他の形態としては自動分析装置で一般的に用いられているサンプルラックまたはサンプルホルダー状の形態であってもよい。またここで言うサンプルとは、反応容器で反応させるために使用する被検査溶液のことを指し、採集検体原液でもよく、またそれを希釈や前処理等の加工処理をした溶液であってもよい。サンプル容器25内のサンプルは、サンプル供給用分注機構2のサンプルノズル27によって抽出され、所定の反応容器に注入される。5は試薬ディスク機構であり、この機構5は、多数の試薬容器6を備えている。また、機構5には、試薬供給用分注機構7が配置されており、試薬は、この機構7の試薬ノズル28によって、吸引され所定の反応セルに注入される。10は分光光度計、26は集光フィルタつき光源であり、分光光度計10と集光フィルタつき光源26の間に、測定対象を収容する反応ディスク3が配置される。この反応ディスク3の外周上には、例えば、親水性部分と疎水性部分を内壁部に有する120個の反応セル4が設置されている。なお、この親水性部分は反応セルの閉口部側に限定されているが、測光領域を十分に包含する面積を有している。一方、疎水性部分は反応セルの開口部側にあり、溶液の毛管現象による濡れ上がりを防止している。また、反応ディスク3の全体は、恒温槽9によって、所定の温度に保持されている。11は反応セル洗浄機構であり、洗浄剤容器13から洗浄剤は供給される。19はコンピュータ、23はインターフェース、18はLog変換器及びA/D変換器、17は試薬用ピペッタ、16は洗浄水ポンプ、15はサンプルピペッタである。また、20はプリンタ、21はCRT、22は記憶装置としてのフロッピーディスクやハードディスク、24は操作パネルである。サンプルディスク機構は駆動部200により、試薬ディスク機構は駆動部201により、反応ディスクは駆動部202により、それぞれインターフェースを介して制御並びに駆動されている。また自動分析装置の各部はインターフェースを介してコンピュータにより制御される。
<Embodiment 8> Embodiment in Automatic Analyzer FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of an automatic analyzer according to the present invention. Next, the basic operation will be described. Reference numeral 1 denotes a sample storage unit, and one or more sample containers 25 are arranged in the mechanism 1. Here, an example of a sample disk mechanism that is a sample storage unit mechanism mounted on a disk-shaped mechanism unit will be described. However, as another form of the sample storage unit mechanism, a sample generally used in an automatic analyzer It may be in the form of a rack or sample holder. The sample here refers to a solution to be inspected used for reacting in a reaction vessel, and may be a collected sample stock solution or a solution obtained by subjecting it to a processing such as dilution or pretreatment. . The sample in the sample container 25 is extracted by the sample nozzle 27 of the sample supply dispensing mechanism 2 and injected into a predetermined reaction container. Reference numeral 5 denotes a reagent disk mechanism. This mechanism 5 includes a large number of reagent containers 6. The mechanism 5 is provided with a reagent supply dispensing mechanism 7, and the reagent is sucked and injected into a predetermined reaction cell by the reagent nozzle 28 of the mechanism 7. Reference numeral 10 denotes a spectrophotometer, and 26 denotes a light source with a condensing filter. Between the spectrophotometer 10 and the light source 26 with a condensing filter, a reaction disk 3 that accommodates a measurement target is disposed. On the outer periphery of the reaction disk 3, for example, 120 reaction cells 4 having a hydrophilic portion and a hydrophobic portion on the inner wall portion are installed. This hydrophilic portion is limited to the closed portion side of the reaction cell, but has an area sufficiently including the photometric region. On the other hand, the hydrophobic portion is on the opening side of the reaction cell, and prevents wetting due to the capillary action of the solution. Further, the entire reaction disk 3 is held at a predetermined temperature by a thermostatic chamber 9. Reference numeral 11 denotes a reaction cell cleaning mechanism, and the cleaning agent is supplied from the cleaning agent container 13. Reference numeral 19 is a computer, 23 is an interface, 18 is a Log converter and A / D converter, 17 is a reagent pipetter, 16 is a washing water pump, and 15 is a sample pipettor. Reference numeral 20 denotes a printer, 21 denotes a CRT, 22 denotes a floppy disk or hard disk as a storage device, and 24 denotes an operation panel. The sample disk mechanism is controlled and driven by the drive unit 200, the reagent disk mechanism is driven by the drive unit 201, and the reaction disk is controlled and driven by the drive unit 202, respectively. Each part of the automatic analyzer is controlled by a computer via an interface.

上述の構成において、操作者は、操作パネル24を用いて分析依頼情報の入力を行う。操作者が入力した分析依頼情報は、マイクロコンピュータ19内のメモリに記憶される。サンプル容器25に入れられ、サンプルディスク機構1の所定の位置にセットされた測定対象サンプルはマイクロコンピュータ19のメモリに記憶された分析依頼情報に従って、サンプルピペッタ15及びサンプル供給用分注機構2のサンプルノズル27によって、反応セルに所定量分注される。サンプルノズル27は水洗浄される。当該反応セルに試薬供給用分注機構7の試薬ノズル28によって、所定量の試薬が分注される。試薬ノズル28は水洗浄された後、次の反応セルのための試薬を分注する。サンプルと試薬の混合液は、撹拌機構8の攪拌棒29や超音波素子によって撹拌される。撹拌機構8は順次、次の反応セルの混合液を撹拌する。親水性部分と疎水性部分から成る反応セルを用いれば、攪拌によって巻きこまれた気泡がセル内壁表面の測光領域に吸着することがないので分析データに影響を与えることがない。   In the above configuration, the operator inputs analysis request information using the operation panel 24. The analysis request information input by the operator is stored in a memory in the microcomputer 19. The sample to be measured that is placed in the sample container 25 and set at a predetermined position of the sample disk mechanism 1 is supplied to the sample pipettor 15 and the sample supply dispensing mechanism 2 according to the analysis request information stored in the memory of the microcomputer 19. A predetermined amount is dispensed into the reaction cell by the sample nozzle 27. The sample nozzle 27 is washed with water. A predetermined amount of reagent is dispensed into the reaction cell by the reagent nozzle 28 of the reagent supply dispensing mechanism 7. After the reagent nozzle 28 is washed with water, it dispenses a reagent for the next reaction cell. The mixed solution of the sample and the reagent is stirred by the stirring rod 29 of the stirring mechanism 8 or the ultrasonic element. The stirring mechanism 8 sequentially stirs the liquid mixture in the next reaction cell. If a reaction cell composed of a hydrophilic part and a hydrophobic part is used, the bubbles encased by agitation will not be adsorbed to the photometric region on the inner wall surface of the cell, so that analysis data will not be affected.

反応セル4は恒温槽9により一定温度に保持されており、反応と測光容器の両方を兼ねる。反応の過程は集光フィルタつき光源26から光を供給し、一定時間ごとに反応セルの親水性部分が分光光度計10によって測光され、設定された1つまたは1つ以上の波長を用いて混合液の吸光度は測定される。測定の際、集光フィルタつき光源を用いることで、反応セルの親水性部分のみを選択的に光透過させることができる。   The reaction cell 4 is maintained at a constant temperature by a thermostat 9 and serves as both a reaction and a photometric container. In the reaction process, light is supplied from a light source 26 with a condensing filter, and the hydrophilic portion of the reaction cell is measured by a spectrophotometer 10 at regular intervals and mixed using one or more set wavelengths. The absorbance of the liquid is measured. By using a light source with a condensing filter at the time of measurement, only the hydrophilic portion of the reaction cell can be selectively transmitted.

図16は、自動分析装置の分光光度計周辺図である。集光フィルタとして集光レンズを使用した例を示す。光源32から出た光は矢印38の進路方向に進み、集光レンズ34により集光され、反応セルの測光領域36を透過し、分光光度計10により分光される。この時、光源から出た光の広がり幅33がLであったものが、集光レンズで集光され光の広がり幅Lに変換され、L<Lとなる。これによって、測光領域36の大きさSを親水性領域37の大きさSよりも小さくすることができる。集光レンズを使用し、S<Sとすることで、気泡付着が起こらずに測光することができる。 FIG. 16 is a peripheral view of the spectrophotometer of the automatic analyzer. The example which uses a condensing lens as a condensing filter is shown. The light emitted from the light source 32 travels in the direction of the arrow 38, is collected by the condenser lens 34, passes through the photometric region 36 of the reaction cell, and is split by the spectrophotometer 10. At this time, the light spreading width 33 emitted from the light source is L 1 and is condensed by the condenser lens and converted into the light spreading width L 2 , and L 2 <L 1 is satisfied. Thereby, the size S 1 of the photometric region 36 can be made smaller than the size S 2 of the hydrophilic region 37. By using a condensing lens and making S 1 <S 2 , photometry can be performed without bubble adhesion.

また、集光フィルタとして、上記集光レンズ34の代わりにスリット45を使用した例を図17に示す。スリット窓46の大きさをSとし、先述の親水性領域の大きさSと比較し、S<Sとすることで気泡付着が起こらずに測光することができる。 FIG. 17 shows an example in which a slit 45 is used instead of the condenser lens 34 as a condenser filter. The size of the slit windows 46 and S 3, as compared to the size S 2 of the foregoing hydrophilic region can be photometry does not occur bubble adhesion by the S 3 <S 2.

反応セルの親水性部分は気泡付着が起こらないため、吸光測定のばらつきが少なく精度が高い。同様に反応セルの内壁部に親水性部分があるため、反応セルの測光面や底面に検出障害となる気泡が吸着しないので、反応セルに光を透過させる領域を底面近くに設定できる。したがって、反応セルに入れるサンプルや試薬の量を大幅に減らすことができ、ユーザのランニングコスト低減の観点から有用である。本発明の反応セルを使用することで、試薬とサンプル溶液を合わせた反応溶液量を従来の1/2またはそれ以下に低減して自動分析を実施できた。   Since the bubble adhesion does not occur in the hydrophilic part of the reaction cell, there is little variation in absorption measurement and the accuracy is high. Similarly, since there is a hydrophilic portion on the inner wall portion of the reaction cell, bubbles that become a detection hindrance are not adsorbed on the photometric surface and bottom surface of the reaction cell, so that the region through which light passes through the reaction cell can be set near the bottom surface. Therefore, the amount of sample and reagent put into the reaction cell can be greatly reduced, which is useful from the viewpoint of reducing the running cost of the user. By using the reaction cell of the present invention, the amount of the reaction solution including the reagent and the sample solution can be reduced to 1/2 or less than the conventional amount, and automatic analysis can be performed.

測定された吸光度は、Log変換器及びA/D変換器18、インターフェース23を介してコンピュータ19に取り込まれる。取り込まれた吸光度は濃度値に換算され、濃度値はフロッピーディスクやハードディスク22に保存したり、プリンタ20に出力される。また、CRT21に検査データを表示させることもできる。測定が終了した反応セル4は反応容器洗浄機構(ノズルアーム)11により水洗浄される。洗浄の終了した反応セルは吸引ノズル12により水を吸引された後、次の分析に順次使用される。   The measured absorbance is taken into the computer 19 via the Log converter and A / D converter 18 and the interface 23. The absorbed absorbance is converted into a concentration value, and the concentration value is stored in a floppy disk or hard disk 22 or output to the printer 20. In addition, inspection data can be displayed on the CRT 21. The reaction cell 4 that has been measured is washed with water by a reaction vessel washing mechanism (nozzle arm) 11. After the washing is completed, water is sucked by the suction nozzle 12 and then used sequentially for the next analysis.

このように、親水性部分と疎水性部分を内壁部に有する反応セル4を搭載して自動分析を行った結果、毛管現象で検査液が反応セルの開口部まで登る現象は無かった。すなわち、隣接する反応セルの試薬と混ざり合う相互汚染やクロスコンタミネーションがおこらなかった。また、気泡吸着がないため、測定誤差が低減した。一方、反応セルの内壁を底から開口部まで親水化すると相互汚染やクロスコンタミネーションが起こった。   Thus, as a result of mounting the reaction cell 4 having a hydrophilic portion and a hydrophobic portion on the inner wall portion and performing automatic analysis, there was no phenomenon in which the test solution climbed to the opening of the reaction cell by capillary action. That is, cross-contamination and cross-contamination mixed with reagents in adjacent reaction cells did not occur. Moreover, since there was no bubble adsorption, the measurement error was reduced. On the other hand, cross-contamination and cross-contamination occurred when the inner wall of the reaction cell was made hydrophilic from the bottom to the opening.

なお、本実施例では、測光面内壁部の底面から所望の高さまでの部分を局所的に親水化した反応セルを用いて、反応溶液量を極小化した場合に自動分析を行った例を示したが、本発明は上記の親水化する領域の大きさや反応溶液量に限定されるものではない。また、測光領域の内壁部の親水性が高い反応セルであれば、気泡付着がなく、かつ相互汚染やクロスコンタミネーションが起こらずに安定な自動分析を実施できる。   This example shows an example in which automatic analysis was performed when the amount of the reaction solution was minimized using a reaction cell in which a portion from the bottom surface of the inner wall of the photometric surface to a desired height was locally hydrophilized. However, the present invention is not limited to the size of the region to be hydrophilized or the amount of the reaction solution. In addition, if the reaction cell has a high hydrophilicity on the inner wall portion of the photometric region, it is possible to carry out stable automatic analysis without causing bubbles and without causing cross-contamination and cross-contamination.

さらに、実施例2〜7と同様に反応セル内に注水すると、セルの親水部分の親水性をより高めることができ、一層安定な分析が実施できる。なお、ここで注水に用いる水は純水でもよいが、純水に限らず親水性をさらに高める効果をもった添加剤を添加した溶液でもよい。また、同効果を得るためには、液状に限らず微粉末や霧状や気体状のものを用いてもよい。したがって、反応セルを水浸漬させた後、自動分析装置を使用するのが望ましい。   Furthermore, when water is poured into the reaction cell in the same manner as in Examples 2 to 7, the hydrophilicity of the hydrophilic portion of the cell can be further increased, and a more stable analysis can be performed. The water used for water injection here may be pure water, but is not limited to pure water, and may be a solution to which an additive having an effect of further improving hydrophilicity is added. In order to obtain the same effect, not only liquid but also fine powder, mist, or gas may be used. Therefore, it is desirable to use an automatic analyzer after the reaction cell is immersed in water.

1…サンプル収納部、2…サンプル供給用分注機構、3…反応ディスク、4…反応セル、5…試薬ディスク機構、6…試薬容器、7…試薬供給用分注機構、8…撹拌機構、9…恒温槽、10…分光光度計、11…反応セル洗浄機構、12…吸引ノズル、13…洗浄剤容器、15…サンプルピペッタ、16…洗浄水ポンプ、17…試薬用ピペッタ、18…Log変換器及びA/D変換器、19…コンピュータ、20…プリンタ、21…CRT、22…フロッピーディスクやハードディスク、23…インターフェース、24…操作パネル、25…サンプルセル、26…集光フィルタつき光源、27…サンプルノズル、28…試薬ノズル、29…撹拌棒、32…光源、33…光の広がり幅、34…集光レンズ、35…光の広がり幅、36…測光領域、37…親水領域、38…光の進路方向、40…測光領域、41…測光面、42…測光面、45…スリット、46…スリット窓、50…セルブロック、51…単セル、60…セルブロック、61…セル、62…測光面、70…サンプルディスク機構、71…サンプルセル、72…サンプルセル洗浄機構、73…吸引ノズル、101…長辺、102…短辺、103…高さ、111…非測光面外壁、112…非測光面内壁、113…測光面外壁、114…測光面内壁、115…底面、116…非測光面の半分の長さ、117…測光面の長さ、118…内壁高さ、119…境界線、120…コロナ放電処理部分、130…閉口部、140…開口部、150…単セル肉厚、160…領域、161…境界線、162…境界線、200…駆動部、201…駆動部、202…駆動部、211…コロナ放電源、212…配線、213…陽極、214…コロナ放電陽極ロッド電極、216…配線、217…アース、218…陰極板、300…駆動部、301…駆動部、410…セル、411…測光面内壁部表面、412…疎水性部分、413…親水性部分、414…親水性グラフトポリマー、415…親水性置換基、416…親水基、417…親水性置換基、511…酸素相対存在率(%)、512…C-O結合導入率(%)、513…気泡付着率(%) 1 ... Sample storage unit, 2 ... Sample supply dispensing mechanism, 3 ... Reaction disk, 4 ... Reaction cell, 5 ... Reagent disk mechanism, 6 ... Reagent container, 7 ... Reagent supply dispensing mechanism, 8 ... Agitation mechanism, 9 ... constant temperature bath, 10 ... spectrophotometer, 11 ... reaction cell washing mechanism, 12 ... suction nozzle, 13 ... detergent container, 15 ... sample pipetter, 16 ... wash water pump, 17 ... reagent pipettor, 18 ... Log Converter and A / D converter, 19 ... computer, 20 ... printer, 21 ... CRT, 22 ... floppy disk or hard disk, 23 ... interface, 24 ... control panel, 25 ... sample cell, 26 ... light source with condensing filter, 27 ... Sample nozzle, 28 ... Reagent nozzle, 29 ... Stirring rod, 32 ... Light source, 33 ... Light spread width, 34 ... Condensing lens, 35 ... Light spread width, 36 ... Photometry area, 37 ... Hydrophilic area, 38 ... light direction, 40 ... photometry area, 41 ... photometry surface, 42 ... photometry surface, 45 ... slit 46 ... Slit window, 50 ... Cell block, 51 ... Single cell, 60 ... Cell block, 61 ... Cell, 62 ... Photometric surface, 70 ... Sample disk mechanism, 71 ... Sample cell, 72 ... Sample cell cleaning mechanism, 73 ... Suction Nozzle, 101 ... long side, 102 ... short side, 103 ... height, 111 ... non-photometric surface outer wall, 112 ... non-photometric surface inner wall, 113 ... photometric surface outer wall, 114 ... photometric surface inner wall, 115 ... bottom surface, 116 ... non Half length of photometric surface, 117 ... length of photometric surface, 118 ... inner wall height, 119 ... boundary line, 120 ... corona discharge treatment part, 130 ... closed part, 140 ... opening part, 150 ... single cell thickness , 160 ... area, 161 ... boundary line, 162 ... boundary line, 200 ... drive unit, 201 ... drive unit, 202 ... drive unit, 211 ... corona discharge source, 212 ... wiring, 213 ... anode, 214 ... corona discharge anode rod Electrode, 216 ... wiring, 217 ... ground, 218 ... cathode plate, 300 ... driving unit, 301 ... driving unit, 410 ... cell, 411 ... photometric surface inner wall surface, 412 ... hydrophobic part, 413 ... hydrophilic part , 414 ... hydrophilic graft polymer, 415 ... hydrophilic substituent, 416 ... hydrophilic group, 417 ... hydrophilic substituent, 511 ... oxygen relative abundance (%), 512 ... CO bond introduction rate (%), 513 ... air bubbles Adhesion rate (%)

Claims (5)

透明樹脂製の自動分析装置用反応セルの製造方法において、
樹脂製の反応セルの内部に電極を挿入し、当該反応セルの開口部付近の外側を電極で覆わずに、前記反応セルの底側の親水化処理すべき内壁表面の外側を電極で覆う工程と、
前記反応セルの内側の電極と、前記反応セルの外側の電極とを用いてコロナ放電させ、前記反応セルの外側の電極が覆っている領域の内側の内壁表面に親水性を付与する工程とを含むことを特徴とする自動分析装置用反応セルの製造方法。
In the manufacturing method of the reaction cell for automatic analyzer made of transparent resin,
Inserting an electrode into the inside of the reaction cell made of resin and covering the outside of the inner wall surface to be hydrophilized on the bottom side of the reaction cell with an electrode without covering the outside near the opening of the reaction cell with the electrode When,
Corona discharge using the electrode inside the reaction cell and the electrode outside the reaction cell, and imparting hydrophilicity to the inner wall surface inside the region covered by the electrode outside the reaction cell; A method for producing a reaction cell for an automatic analyzer, comprising:
前記コロナ放電により、前記反応セルの外側の電極で覆わない領域を疎水性に保ちながら、前記2つの電極の間の領域に親水性を付与することを特徴とする請求項1記載の自動分析装置用反応セルの製造方法。   The automatic analyzer according to claim 1, wherein the corona discharge imparts hydrophilicity to a region between the two electrodes while keeping a region not covered by the electrode outside the reaction cell hydrophobic. Method for manufacturing a reaction cell. 樹脂製の反応セル内壁表面の開口部側を除く所望の領域に過酸化物を導入する工程と、
前記過酸化物導入後に反応セル内に親水性ビニルモノマー溶液を添加する工程と、
前記親水性ビニルモノマー添加後に前記反応セル内を窒素雰囲気にする工程と、
窒素雰囲気下において熱グラフト重合処理する工程とを有し、
前記反応セル内壁の開口部側を除く前記所望の領域に親水性を付与することを特徴とする自動分析装置用反応セルの製造方法。
Introducing a peroxide into a desired region excluding the opening side of the resin reaction cell inner wall surface;
Adding a hydrophilic vinyl monomer solution in the reaction cell after the introduction of the peroxide;
A step of bringing the inside of the reaction cell into a nitrogen atmosphere after the addition of the hydrophilic vinyl monomer;
Having a thermal graft polymerization process under a nitrogen atmosphere,
A method for producing a reaction cell for an automatic analyzer, wherein hydrophilicity is imparted to the desired region excluding the opening side of the inner wall of the reaction cell.
前記反応セル内壁表面の所望の領域に過酸化物を導入する工程では、当該領域をコロナ放電処理することを特徴とする請求項3に記載の自動分析装置用反応セルの製造方法。   The method for producing a reaction cell for an automatic analyzer according to claim 3, wherein in the step of introducing the peroxide into a desired region on the inner wall surface of the reaction cell, the region is subjected to corona discharge treatment. 開口部側の反応セル内壁を疎水性を保ちながら、前記所望の領域に親水性を付与することを特徴とする請求項3記載の自動分析装置用反応セルの製造方法。   The method for producing a reaction cell for an automatic analyzer according to claim 3, wherein hydrophilicity is imparted to the desired region while keeping the inner wall of the reaction cell on the opening side hydrophobic.
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