JP2023000743A - 吸引ノズル及び分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器を交換する際に、容器から液体を吸引するノズルへの気泡の混入を抑制するための技術を提供する。【解決手段】吸引ノズルは、液体を収容する容器に挿入される吸込口を有し、液体を分析装置の測定ユニットへ送液するためのノズル部と、吸込口の周囲に液体を貯留するための凹部と当該凹部へ液体を導入する液流入口を有し、ノズル部と接続されるカップ状部材を備え、カップ状部材の液流入口がノズル部の吸込口よりも鉛直上方に位置するように、ノズル部及びカップ状部材は、容器に装着される。【選択図】図２

Description

本発明は、吸引ノズル及び分析装置に関する。

従来、自動分析装置において、試薬保冷庫以外に設置される試薬を保管する外置き試薬容器を交換するための技術が提案されている（例えば特許文献１）。本技術では、試薬貯留流路を切り替え可能に設け、分析中に外置き試薬容器を交換できるようにしている。

また、測定動作を中断させることなく洗剤を補充可能な自動分析装置も提案されている（例えば特許文献２）。

国際公開第２０１８／１７３５６０号 特開２０１０－１３３７８４号公報

分析装置において、洗浄液等の液体を保持する容器を交換する場合、吸引ノズルを新たな容器に付け替えるときに吸引ノズルへ気泡が混入するおそれがあった。気泡が混入したまま分析装置を動作させると、液体の使用時に十分な容量が得られなくなるおそれがある。また、気泡が混入した場合、新たな容器から送液するプライミングにより、配管内の液体を入れ替えることはできるが、分析装置は処理を中断しなければない。このように、ノズルへの気泡の混入は、時間当たりの装置の処理能力を低下させたり、装置の操作のために使用者を拘束したり、プライミングのために液体が廃棄されたりする問題があった。

そこで、本発明は、容器を交換する際に、容器から液体を吸引するノズルへの気泡の混入を抑制するための技術を提供することを目的とする。

本発明に係る吸引ノズルは、液体を収容する容器に挿入される吸込口を有し、液体を分析装置の測定ユニットへ送液するためのノズル部と、吸込口の周囲に液体を貯留するための凹部と当該凹部へ液体を導入する液流入口を有し、ノズル部と接続されるカップ状部材を備え、カップ状部材の液流入口がノズル部の吸込口よりも鉛直上方に位置するように、ノズル部及びカップ状部材は、容器に装着される。

上述のように、カップ状部材の液流入口がノズル部の吸込口よりも鉛直上方に位置するため、ノズル部の吸込口はカップ状部材に貯留された液体の中に位置することになる。したがって、容器を交換する際に、容器から液体を吸引するノズルへの気泡の混入を抑制することができる。

また、ノズル部及びカップ状部材が容器に装着された状態において、液流入口である凹部の開口は鉛直上方を向くようにしてもよい。例えば、上方に開口した凹部を有するカップ状部材を採用することができる。

また、凹部を形成する側壁は、当該側壁の内側の形状が、吸引ノズルの外形に対応する接続部と、吸引ノズルの周囲に液体を貯留するための空間を形成する離間部とを含むよう
にしてもよい。また、接続部は、吸引ノズルと溶接してもよい。このようにすれば、カップ状部材が容器内で外れにくくなる。

また、本発明に係る分析装置は、ポンプと、ポンプへ液体を送液する流路を切り替える切替弁と、切替弁へ接続される上記の吸引ノズルとを備え、複数の吸引ノズルが切替弁に接続される。このようにすれば、残量が減少した容器に装着される吸引ノズルを切替弁によって不使用状態にし、分析装置の動作を中断させることなく新たな容器に吸引ノズルを付け替えることができる。

なお、課題を解決するための手段に記載の内容は、本発明の課題や技術的思想を逸脱しない範囲で可能な限り組み合わせることができる。また、課題を解決するための手段の内容は、コンピュータ等の装置若しくは複数の装置を含むシステム、コンピュータが実行する方法、又はコンピュータに実行させるプログラムとして提供することができる。当該プログラムはネットワーク上で実行されるようにすることも可能である。なお、当該プログラムを保持する記録媒体を提供するようにしてもよい。

容器を交換する際に、容器から液体を吸引するノズルへの気泡の混入を抑制するための技術を提供することができる。

図１は、分析装置の外観の一例を示す図である。 図２は、ボトルと吸引ノズルとを説明するための分解斜視図である。 図３は、カップの構造及び製造方法の一例を説明するための図である。 図４は、カップ及びノズル部の先端を別の切断面で切断した断面図を説明するための図である。 図５は、ボトルの交換を説明するための模式的な図である。 図６は、分析装置の構成の一部を説明するための図である。 図７は、交換処理の一例を示す処理フロー図である。

以下、実施形態に係る分析装置について、図面を用いて説明する。

＜装置構成＞
図１は、分析装置１０００の外観の一例を示す図である。分析装置１０００は、生化学的分析や免疫学的分析のように、測定手法の異なる複数種類の分析を行う分析装置である。分析装置１０００は、例えば、ＬＰＩＡ法（Latex Photometric Immunoassay：ラテッ
クス近赤外比濁法）や化学発光酵素免疫測定法、血液の凝固時間測定法等の測定を行うことができる。また、分析装置１０００は、測定ユニット収容部１と、ボトル等収容部２と、モニタ３と、ステータス出力部４とを備える。測定ユニット収容部１は、実施形態に係る複数の測定ユニット等を収容する。ボトル等収容部２には、純水、洗浄液及び排水をそれぞれ貯留する容器（以下「ボトル」と呼ぶ）２１や、廃棄されるキュベットを集積する廃棄ボックス、測定ユニット収容部１に収容された測定ユニットが行う処理を制御するコンピュータ等を収容する。モニタ３は、コンピュータと接続され、測定の進捗状況や結果等を出力する。また、モニタ３は、例えばタッチパネルのように、操作者による入力操作が可能な入出力装置であってもよい。ステータス出力部４は、コンピュータ等と接続され、測定ユニット収容部１が実行する処理において異常が発生した場合に操作者に通知するため警告灯を点滅させたり点灯させたりする。

図２は、ボトルと吸引ノズルとを説明するための分解斜視図である。ボトル２１は例え
ばポリ塩化ビニルなどの樹脂製の容器である。ボトル２１は、所定の洗浄液等を収容し、収容する液体を、吸引ノズル２２を介して測定ユニットへ供給する。収容する液体は、例えば、検体を分注するサンプルノズル等を洗浄する際に使用する強アルカリのアルカリ洗浄液や、免疫測定におけるＢ／Ｆ（バウンド／フリー）分離工程においてキュベット内を洗浄する際に使用するＢＦ洗浄液であるが、これらには限定されない。

吸引ノズル２２も、例えばポリ塩化ビニルなどの樹脂で形成される。吸引ノズル２２は、測定装置１０００の測定ユニットへ供給する液体を送液する配管の端部に接続される。また、吸引ノズル２２は、ボトル２１内に収容され、キャップ２３によってボトル２１の開口部に装着される。吸引ノズル２２は、直線状のノズル部２２１とノズルの先端に接続されるカップ状部材（以下「カップ」と呼ぶ）２２２とを備える。カップ２２２は、ノズル部２２１の先端部を収容できると共に、ノズル部２２１の先端よりも高い位置に液面が位置するようにボトル２１内の液体を貯留可能な凹状の部材である。カップ２２２の凹部の開口は、吸引ノズル２２がボトル２１に装着された状態において鉛直上方を向き、凹部内には液体を貯留することができる。なお、ノズル部２２１とカップ２２２とは、溶接されていてもよい。溶接されることで、カップ２２２がボトル２１内で外れにくくなる。また、吸引ノズル２２は、図示していないポンプと接続され、吸引ノズル２２を介してボトル２１内の液体が測定ユニットに送液される。

図３は、カップの構造及び製造方法の一例を説明するための図である。図３は、３段階の工程（１）－（３）を示している。各段階においては、左側に斜視図を示し、右側は各斜視図におけるＡ－Ａ断面図、Ｂ－Ｂ断面図、Ｃ－Ｃ断面図を示している。カップ２２２は、例えば、円柱状の材料を切削してその内側に凹部を形成したものである。まず、図３の上段（１）に示すように、円柱状の材料の上面から鉛直下方に向けて、５か所が切削される。すなわち、上面の中央の１か所に非貫通孔２２２１が形成されると共に、非貫通孔２２２１の周囲に、それぞれ非貫通孔２２２１と空間的に一体化した４つの非貫通孔２２２２が等間隔に切削され、全体として１つの凹部が形成される。非貫通孔２２２１及び２２２２は、液体が貯留される空間を形成し、非貫通孔２２２１及び２２２２の上端は、凹部への液流入口になる。

また、図３の中段（２）に示すように、上面の中央から鉛直下方に向けて、上記（１）で切削した非貫通孔の径よりも大きく、上記（１）で切削した非貫通孔の深さよりも浅い非貫通孔２２２３が切削される。本工程で切削した非貫通孔２２２３の底部には、上記（１）で切削した非貫通孔２２２１及び２２２２の底部よりも高くなった段部２２２４が形成される。非貫通孔２２２３は、ノズル部２２１が挿入される空間になる。

そして、図３の下段（３）に示すように、非貫通孔２２２３へノズル部２２１の先端が挿入される。図４は、カップ２２２及びノズル部２２１の先端を図３の（３）とは別の切断面で切断した断面図を説明するための図である。図４の左側に斜視図を示し、右側には斜視図におけるＤ－Ｄ断面図を示している。ノズル部２２１は、筒状の部材及びフィルターが組み合わされて形成される。具体的には、ノズル部２２１は、管状部２２１１と、管状部２２１１の先に接続される先端部２２１２と、先端部２２１２に保持されるフィルター２２１３とを含む。フィルター２２１３は、例えば繊維材料又は多孔質材料によって形成され、吸引する液体をろ過することができるものであるが、吸引ノズル２２はフィルター２２１３を備えていなくてもよい。先端部２２１２の外径は、上記（２）で切削した非貫通孔２２２３の径と略同一であり、先端部２２１２をカップ２２２に挿入することができる。なお、図４の斜視図において太線で示した箇所（図４の断面図において黒い三角形で法面を示した部分）は溶接され、ノズル部２２１とカップ２２２との接続部２２２５となる。すなわち、非貫通孔２２２３の内側の形状は、先端部２２１２の外形に対応し、両者を溶接できるようになっている。また、吸引ノズル２２の吸込口である先端部２２１２
の先端は、上記（２）で形成された段部２２２４に当接し、カップ２２２には先端部２２１２の下方に液体を貯留できる空間２２２６が形成される。このとき、カップ２２２の径方向の外側に形成される側壁２２２７の上端は先端部２２１２の先端よりも高い位置に存在する。また、図３の（３）に示すように、側壁２２２７の内側には、ノズル部２２１から離間された離間部２２２８を含み、先端部２２１２の側方の周囲にも、非貫通孔２２２２によって形成された、液体を貯留できる空間２２２６が広がっている。

なお、カップ２２２の製造方法は、図３の例には限定されない。カップ２２２は、例えば３Ｄプリンタや成形品で作成することもできる。この場合、凹部は、断面形状が円形の非貫通孔の組合せによって形成されるものには限定されない。また、カップ２２２の外形も円柱形状には限定されない。３Ｄプリンタで作成する場合はノズル部２２１とカップ２２２を一体にすることもできる。

ノズル部２２１とカップ２２２との接続は溶接に限定されるものではなく、接着や嵌め込み、ねじ込みであってもよい。

図５は、ボトルの交換を説明するための模式的な図である。図５は、３段階の工程（１）－（３）を示している。まず、図５の上段（１）に示すように、ボトル２１に保持されている液体の残量が例えば所定の閾値以下になった場合、分析装置１０００の操作者は吸引ノズル２２を新たなボトル２１に付け替える。このとき、吸引ノズル２２は分析装置１０００の配管に接続されたまま操作される。

分析装置１０００の操作者は、図５の中段（２）に示すように、ボトル２１から吸引ノズル２２を取り外す。このとき、吸引ノズル２２を多少傾けたり、吸引ノズル２２に多少の衝撃を与えてカップ２２２から液体が溢れたとしても、カップ２２２の液面の高さは先端部２２１２の先端の高さを容易に下回ることはない。

そして、図５の下段（３）に示すように、操作者は、液体が充填されたボトル２１に吸引ノズル２２を挿入する。以上のような処理は、分析装置１０００の動作を停止させずに実行できるようにしてもよい。例えば、予め同一の液体が充填された２つ以上のボトル２１を、１つのポンプからの流路を切り替え可能に格納しておく。そして、図５に示したボトル２１の交換は、当該ボトルから液体の供給を行っていない状態で行うことができる。

仮に、吸引ノズル２２がカップ２２２を備えていない場合、吸引ノズル２２を別のボトル２１に移し替える際に、吸引ノズル２２の先端に保持していた液体が滴下し気泡を取り込むおそれがある。また、吸引ノズル２２を別のボトル２１の液面に接液する際に気泡が付着することもある。流路に気泡が混入した場合、洗浄槽の液量が不安定になるおそれがある。本実施形態に係るカップ２２２を設けることにより、吸引ノズル２２による空気の吸引や吸引ノズル２２への気泡の混入を抑えることができる。

図６は、分析装置１０００の構成の一部を説明するための図である。分析装置１０００は、例えばボトル等収容部２に収容されるコンピュータ２４と、液量検知センサ２５と、切替弁２６と、ポンプ２７とを含む。液量検知センサ２５は、その上にボトル２１を載置し、重量に基づいてボトル２１が保持する液体の残量を検知するセンサである。なお、液量検知センサ２５の測定方式は特に限定されず、静電容量式やその他の方式によるものであってもよい。切替弁２６は、吸引ノズル２２と接続され、ポンプ２７が吸引する液体の流路を複数のボトル２１のいずれかへ切り替える。ポンプ２７は、ボトル２１から液体を吸引すると共に、例えば図示していない測定ユニットに設けられた洗浄槽に液体を送液する。洗浄槽は、試薬や検体を吸引及び吐出する図示していない測定ユニットのノズルを洗浄するために用いられる。

コンピュータ２４は、分析装置１０００が実行する分析処理を制御すると共に、ボトル２１が保持する液体の残量を検知し、所定の閾値以下であると判断した場合には、例えばモニタ３やステータス出力部４に警告を表示させる。コンピュータ２４は、プロセッサ２４１と、記憶装置２４２とを備え、入出力インターフェースを介して液量検知センサ２５と接続されている。

プロセッサ２４１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置であり
、プログラムを実行することにより本実施の形態に係る処理を行う。図６の例では、プロセッサ２４１の中に機能ブロックを示している。すなわち、プロセッサ２４１は、装置制御部２４１１、データ取得部２４１２、及び判定部２４１３として機能する。装置制御部２４１１は、例えば測定ユニットに所定の分析処理を行わせたり、切替弁２６を制御して流路を切り替えたり、モニタ３やステータス出力部４への出力を制御する。データ取得部２４１２は、所定の入出力インターフェースを介してセンサ等が出力するデータを取得する。判定部２４１３は、ボトル２１が保持する液体の残量が所定の閾値以下であるか判定する。

記憶装置２４２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の主記憶装置、又はＨＤＤ（Hard-disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ｅＭＭＣ（embedded Multi-Media Card）、フラッシュメモリ等の補助記憶装置である
。主記憶装置は、プロセッサ２４１の作業領域を確保したり、センサが出力したデータ等を一次的に記憶する。また、補助記憶装置は、本実施形態に係るプログラムやセンサが出力したデータ、その他のデータを記憶する。

なお、流路を形成する配管には気泡センサを接続してもよい。また、気泡が検知された場合には、コンピュータ２４がモニタ３やステータス出力部４に警告を表示させるようにしてもよい。

＜交換処理＞
図７は、交換処理の一例を示す処理フロー図である。分析装置１０００は、所定の分析処理を実行する際に、並行して図７に示す処理を行う。なお分析装置１０００は、図６に示したように、同一の液体を保持するボトル２１を２つ備えているものとする。

分析装置１０００のデータ取得部２４１２は、液量検知センサ２５からボトル２１の各々について、液体の残量を示す情報を取得する（図７：Ｓ１）。また、判定部２４１３は、使用中のボトル２１の残量が所定の閾値以下であるか判定する（Ｓ２）。使用中のボトル２１の残量が閾値以下であると判断された場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、判定部２４１３は、もう一方のボトル２１の残量が所定の閾値以下であるか判定する（Ｓ３）。もう一方のボトル２１の残量が所定の閾値以下ではないと判断された場合（Ｓ３：ＮＯ）、装置制御部２４１１は切替弁２６を切り替えさせ、使用するボトル２１を切り替える（Ｓ４）。

一方、Ｓ３において、２つのボトル２１の残量が所定の閾値以下であると判断された場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、測定を終了する（Ｓ５）。このとき、装置制御部２４１１は、所定の閾値以下であると判断した場合には、例えばモニタ３やステータス出力部４に警告を表示させる。その後、操作者がボトル２１を交換した場合、所定のプライミング動作を行い（Ｓ６）、分析処理の実行が可能な状態にして交換処理を終了する。

使用中のボトル２１の残量が所定の閾値以下ではないと判断された場合（Ｓ２：ＮＯ）又は使用するボトル２１を切り替えた場合（Ｓ４）、データ取得部２４１２は、測定を終了するか判断する（Ｓ７）。本ステップでは、例えば操作者の操作によって測定処理の終
了が指示された場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、測定を終了する。一方、測定を終了しないと判断された場合（Ｓ７：ＮＯ）、Ｓ１に戻ってデータ取得を繰り返す。

以上のような交換処理によれば、２つのボトル２１を用いることで、一方のボトル２１の残量が閾値以下になっても自動的に流路を切り替えることができるようになる。また、残量が閾値以下になったボトル２１は、Ｓ４において切り替えられ、不使用状態になる。測定ユニットへの液体の供給に用いられていない不使用状態において、操作者は新たなボトル２１に吸引ノズル２２を付け替えることができる。このとき、図５に示した通り、カップ２２２の液面の高さは先端部２２１２の先端の高さよりも高い。したがって、空気の吸引や気泡の混入を抑えることができる。

また、本発明は、上述した処理を実行する方法やコンピュータプログラム、当該プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を含む。当該プログラムが記録された記録媒体は、プログラムをコンピュータに実行させることにより、上述の処理が可能となる。

ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータから読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体のうちコンピュータから取り外し可能なものとしては、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、光ディスク、磁気テープ、メモリカード等がある。また、コンピュータに固定された記録媒体としては、ＨＤＤやＳＳＤ（Solid State Drive）、ＲＯＭ等がある。

１０００：分析装置
１：測定ユニット収容部
２：ボトル等収容部
２１：ボトル（容器）
２２：吸引ノズル
２２１：ノズル部
２２２：カップ
２３：キャップ
２４：コンピュータ
２４１：プロセッサ
２４１１：装置制御部
２４１２：データ取得部
２４１３：判定部
２４２：記憶装置
２５：液量検知センサ
２６：切替弁
２７：ポンプ
３：モニタ
４：ステータス出力部

Claims (5)

1. 液体を収容する容器に挿入される吸込口を有し、前記液体を分析装置の測定ユニットへ送液するためのノズル部と、
   前記吸込口の周囲に前記液体を貯留するための凹部と当該凹部へ液体を導入する液流入口を有し、前記ノズル部と接続されるカップ状部材を備え、
   前記カップ状部材の前記液流入口が前記ノズル部の前記吸込口よりも鉛直上方に位置するように、前記ノズル部及び前記カップ状部材は、前記容器に装着される
   吸引ノズル。
2. 前記ノズル部及び前記カップ状部材が前記容器に装着された状態において、前記液流入口である前記凹部の開口は鉛直上方を向く
   請求項１に記載の吸引ノズル。
3. 前記凹部を形成する側壁は、
   当該側壁の内側の形状が、前記吸引ノズルの外形に対応する接続部と、
   前記吸引ノズルの周囲に前記液体を貯留するための空間を形成する離間部と、
   を含む
   請求項１又は２に記載の吸引ノズル。
4. 前記接続部は、前記吸引ノズルと溶接されている
   請求項３に記載の吸引ノズル。
5. ポンプと、
   前記ポンプへ前記液体を送液する流路を切り替える切替弁と、
   前記切替弁へ接続される、請求項１から４のいずれか一項に記載の吸引ノズルと、
   を備え、
   複数の前記吸引ノズルが前記切替弁に接続される分析装置。

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