JP3771380B2

JP3771380B2 - 液体吸引装置

Info

Publication number: JP3771380B2
Application number: JP24448698A
Authority: JP
Inventors: 雅範今津; 良行都留; 匡坂東; 和也福田
Original assignee: Sysmex Corp
Current assignee: Sysmex Corp
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2018-08-31
Also published as: JP2000074927A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器開口を封止した栓体を貫通することができる液体吸引管によって容器内の液体を吸引する液体吸引装置に関するものであり、試料分析装置等における液体試料の採取用に好適利用できる。
【０００２】
【従来の技術】
ゴムキャップなどの栓体により容器開口が封止された密閉容器から液体試料を吸引する際、先端を斜めにカットした針状の吸引管が用いられている。
【０００３】
キャップ突き刺し時に吸引管にゴムカスが詰まらないようにするため、（ａ）特開平９−３０４４００号公報記載のごとく吸引管の側周面に吸引用開口を設けたものが知られている。
【０００４】
一方、キャップありの容器（密閉容器）に対してもキャップなしの容器（開放容器）に対しても問題なく動作するようにするため、（ｂ）特許第２５１１５４９号公報記載のごとく開放容器用のプローブと密閉容器用のニードルとを備えたものが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
吸引管を上下移動させるとき、開放容器に対しては小さな力でよいが、密閉容器に対しては大きな力が必要となる。開放容器に対して大きな力を供与することは機構上の無駄を生じさせ、機敏性が損なわれ、容器の上下位置によっては吸引管が容器底にクラッシュし吸引管を傷めてしまうなどの動作上の問題も生じさせる。例えば、液体吸引管及びその大駆動源を１つのユニットとしてこのユニットを水平方向にも移動させようとすると、このユニットは大型で大重量であるため高速水平移動ができない、水平移動のための機構も大型になってしまうという具体的問題に直面する。
【０００６】
本発明は、状況に応じて、具体的には密閉容器に対しても開放容器に対しても、液体吸引管に適切な力を供与することができる液体吸引装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の液体吸引装置は、所定位置に配置される容器と、先端が鋭利形成され液体を吸引することができる液体吸引管と、液体吸引管を保持し上下方向に移動する第１の保持部と、第１の保持部を上下移動させるための力を提供する第１の駆動源と、第１の保持部と係合しこれを押圧し上下方向に移動する第２の保持部と、第１の保持部と係合しこれを押圧し上下方向に移動する第２の保持部と、第２の保持部を上下移動させるための力を提供する第２の駆動源と、上記これら手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、栓体なしの容器に対しては第１の保持部を第２の保持部と係合させずに第１の駆動源の力によって上下移動させ、栓体ありの容器に対しては第１の保持部を第２の保持部と係合させて第２の駆動源の力によって上下移動させるよう制御することを特徴とする。
【０００８】
採取すべき液体（例えば被検査サンプル液）を収容した容器が所定位置に配置されると、その容器に向かって液体吸引管が移動する。栓体なしの開放容器に対するときは第１の保持部は第２の保持部と係合しない。すなわち、第２の保持部は第１の保持部に接触しない。そこで、第１の駆動源の力によって第１の保持部を移動させて液体吸引管を移動させることができる。
【０００９】
栓体ありの密閉容器に対するときは第１の保持部は第２の保持部と係合する。すなわち、第２の保持部は第１の保持部に接触する。そこで、第２の駆動源の力によって第２の保持部で第１の保持部を押圧し液体吸引管を移動させることができる。容器ごとに栓体の有無を認識しつつ自動動作させる場合には、栓体の有無を検知する栓体検知手段を備えることが好ましい。
【００１０】
このようにして第１の駆動源は比較的小さな力を液体吸引管に提供し上下移動させ、第２の駆動源は栓体を貫通させるため比較的大きな力を液体吸引管に提供し上下移動させることができる。すなわち状況に応じて液体吸引管移動の際の駆動方式（提供する力の大きさ）を異ならせることができる。そして、機構上の無駄も解消でき、動作の高速性、信頼性も確保できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
使用される液体吸引管は、強度、液面検知可能の点で金属製が好ましく、耐腐食性、耐摩耗性の点でステンレスパイプの外壁に窒化クロム（ＣｒＮ）などの硬化皮膜のコーティング処理がなされていることが好ましい。
【００１２】
液体吸引管で吸引する液体としては特に限定されないが、分析装置で分析すべき血漿などの血液サンプルはその一例である。液体吸引装置において採取すべき液体（例えば被検査サンプル液）を収容した容器は検体ラックに載置されて順次吸引管下方に搬送されて来るようにするのが分析処理の自動化の点で好ましい。
【００１３】
本発明の液体吸引装置において、第１の駆動源の力により液体吸引管が容器に向かって移動したときに液体吸引管に上向きの外力が作用したことを検知する外力検知手段と、液体吸引管先端部分が液面に到達したことを検知する液面検知手段を備え、制御手段は、上記外力が検知されなかった場合、液面検知手段による液面検知情報又は外力検知手段による外力検知情報に基いて第１の駆動源を停止させ、上記外力が検知された場合、液面検知手段による液面検知情報に基いて第２の駆動源を停止させるよう制御することが好ましい。上記外力検知手段は前記栓体検知手段として機能させることができる。
【００１４】
液体吸引管、第１の保持部、第１の駆動源、外力検知手段が水平移動可能な第１ユニットに備えられることが、液体吸引装置を使用する上でより好ましい。
【００１５】
このようにして、開放容器の液面位置が容器ごとに異なっていても液面検知手段により第１駆動源を停止させ吸引管を停止させることができる。すなわち吸引管に付着する液体の量を最小限にすることができる。さらに、開放容器の底位置が容器ごとに異なっていても外力検知手段により第１駆動源を停止させ吸引管を停止させることができる。すなわち吸引管が容器底に当接して損傷を受けることを防止することができる。密閉容器に対しても液面検知手段により第２駆動源を停止させ吸引管を停止させることができる。
【００１６】
本発明の液体吸引装置において、管先端に斜めカット面が形成され、その斜めカット面における管内壁端に鋭角エッジが生じないよう構成されてなる液体吸引管を用いることが好ましい。
【００１７】
この場合、吸引管先端部分の管内壁端に鋭角なエッジがないので、その部分で栓体を切断しその切断された栓体の一部が開口側に入り込むということが起こらない。すなわち吸引管は詰まりにくい。
【００１８】
液体吸引管の管先端の管内壁端に鋭角なエッジが生じないようにするため、管内壁端の全周に鋭角エッジ削除の処理を施してもよいが、鋭角エッジが生じうる半周部分のみに鋭角エッジ削除処理を施してもよい。
【００１９】
【実施例】
第１図は本発明の液体吸引装置の一例の概略構成を示す。第２図は本発明の液体吸引装置の一例の具体的な構成を示す。この液体吸引装置は本実施例においては血液凝固測定装置に内蔵されている。第２図は血液凝固測定装置の左側面側から見た図であり、図において右側が装置前面で左側が装置内側である。複数のサンプル容器６８を一列に並べて保持したサンプルラック６６はサンプラ（不図示）によって図において紙面裏から表の方向に１容器分ずつ移送される。
【００２０】
第１図に示すように、この液体吸引装置は第１ユニット１０と第２ユニット１１とから構成されている。第１ユニット１０は液体吸引管であるピペット１２を保持する第１保持部３０及びその第１の保持部３０を上下移動させるための駆動源４３を備えている。第２ユニット１１は第１の保持部３０と係合する第２の保持部７４及び第２の保持部７４を上下移動させるための駆動源８６を備えている。第１ユニット１０は水平移動可能となっている。二点鎖線は第１ユニット１０が最前に位置し、第１保持部３０が第２保持部７４に近接し両者が係合しうる状態を示す。実線は第１ユニット１０が後方に位置し、第１保持部３０は第２保持部７４から離れ両者は係合し得ない状態を示す。
【００２１】
ピペット１２は内部通路１４（図４参照）を有しており、外径２．０ｍｍ、内径１．３ｍｍ、全長約１３０ｍｍのステンレス製の円筒管である。ピペット１２の上端部には電線３４が接続されている。電線３４は液面検知回路３５に接続され、ピペット先端が液面に接触する際の容量（キャパシタンス）変化に基づき液面を検知する。ピペット１２上端にはチューブ３６が接続されそのチューブ３６はシリンジポンプなどの液体定量装置３７に接続される。本実施例においては第１ユニットは駆動源９４、９６により水平方向に移動される。
【００２２】
第３、４図はピペットの先端部分の部分拡大図、部分拡大断面図である。ピペット１２は下端部付近において外径１．２ｍｍ、内径０．５ｍｍに細く絞られ管軸に対して図のように斜めに鋭利カットされている。内部通路１４は斜めカット面１６に開口１８する。単に斜めにカットしただけでは斜めカット面１６における内壁端２１に鋭角のエッジが発生する（上側の半周２０には鋭角のエッジ、下側の半周２２には鈍角のエッジが発生する）。
【００２３】
第５図は従来のピペット１３におけるゴムキャップ突き刺し状態を示している。内壁端に鋭角のエッジがあるので、ゴムキャップ突き刺し時に鋭角のエッジ２３でゴムキャップ２４を切断しその切断されたゴムキャップの一部（ゴムカス）が開口に進入するので、すぐに詰まりが発生する。
【００２４】
そこで、上側の半周部分２０について鋭角のエッジを除去する面取処理を施した。このことにより内壁端の全周について鋭角のエッジをなくすことができ、少なくとも３万回の連続試験においても詰まりが発生しないことが確認された。ピペット１２は下端から約８０ｍｍまでの領域の外壁に耐摩耗性を高めるため窒化クロム（ＣｒＮ）のコーティング処理が施されている。
【００２５】
第２図は液体吸引装置の一実施例の一部切り欠き側面図である。４４は第１ユニット１０の第１シャーシである。４０、４１はプーリ、４２はプーリ４０、４１に掛け渡されたベルトである。一方のプーリ４１は第１の駆動源であるモータ４３（本実施例ではステッピングモータ）の軸に直結している。ベルト４２の一部に部材を取り付ければ第１のモータ４３の回転によりその部材は上下移動することができる。
【００２６】
第１ユニット１０にはピペット１２に上向きの外力が作用したときにこれを検知する外力検知手段５４が備えられている。部材４８を介してベルト４２に取り付けられた部材５０は第２シャーシ３８に回転可能に支持されている。第２シャーシ３８は第１シャーシ４４に取り付けられたガイドシャフト４６、４７により上下移動のみできるようにガイドされている。第２シャーシ３８にはピペット１２を保持した第１保持部が取り付けられる。第２シャーシ３８と部材５０の間には圧縮コイルバネなどの付勢手段５２が配置されている。
【００２７】
ピペット１２に外力が作用していない状態では部材５０は第２シャーシ３８に設けられた部材５４を支点として図において時計方向に付勢され第２シャーシに設けられた係止部５６に当接されている。よって、第１のモータ４３の回転により第１保持部３０、第２シャーシ３８、部材５０は一体化して上下移動する。
【００２８】
もし、ピペット下降中にピペット１２に物が当接し上向きの外力が作用すると、部材５０の部材４８側は下方に移動するが第２シャーシ３８の支点５４側は停止するので、部材５０はバネ５２の圧縮力に逆らって二点鎖線に示すように部材５０は相対的に反時計周りに回転する。この微少な変動をマイクロスイッチなどのセンサ５３により検出する。センサ５３は電線により外力検知回路５５に接続され、外力検知が行われる。
【００２９】
５８は貫通孔を備え上下移動するピペットのガイド手段として機能するガイド部材である。ガイド部材５８は第１シャーシ４４に取り付けられている。本実施例ではピペット１２は１００ｍｍ以上の長さを有するので移動時に水平方向のブレを発生させないようにするために設けられている。
【００３０】
６０は貫通孔６３（図１参照）を備えその貫通孔６３にポート６２から洗浄液を供給しポート６４から廃液を排出することによりピペット１２壁を洗浄する洗浄部である。洗浄部６０は部材７０を介してエアーシリンダなどの駆動源７２により上下移動される。７１は垂直方向に設けられ部材７０をガイドするガイドレールである。
【００３１】
第２ユニットについて説明する。７４は第１保持部３０と係合しうる第２保持部である。本実施例では凹部と凸部の嵌まり合いにより両者３０、７４が連結されるように構成されている。第１保持部３０には凸部３２が設けられている。第２保持部７４にはその凸部３２が隙間を有して嵌まる凹部７６が設けられている。凸部３２の上下方向の幅は約６ｍｍ、凹部の上下方向の幅は１４ｍｍであり、第１保持部は第２保持部の干渉なしに移動できる余裕、すなわち８ｍｍの不干渉範囲を有している。
【００３２】
８０は軸受８４、８５により回転自在に支持され螺旋溝を有するドライブシャフト、８２はドライブシャフト８０に螺合しドライブシャフト８０の回転に伴い上下移動する移動子である。ドライブシャフト８０の一端にプーリ８９が取り付けられプーリ８８、ベルト９０を介して第２のモータ（ステッピングモータ）８６の回転がドライブシャフト８０に伝達される。第２保持部７４は部材７８を介してこの移動子８２に取り付けられガイドレール７１にガイドされて上下移動する。
【００３３】
第１保持部３０と第２保持部７４が係合状態にあるときに第１のモータ４３への電力供給をなくし第２のモータ８６を回転させれば、第２の保持部７４が第１の保持部３０を押圧し移動させることができる。このとき第１のモータ４３は外力により強制的に回転させられることになる。
【００３４】
本実施例では第１ユニット１０はモータ９４により紙面左右方向に水平移動するよう構成されている。さらに、モータ９６により紙面表裏方向にも水平移動するよう構成されている。第１ユニット１０は装置前側（右側）にあるときに第１の保持部３０と第２の保持部７４とが係合するようになっている。第１ユニット１０が後方（左側）に移動すれば両者の係合は解除され、ピペット１２は専ら第１のモータ４３の回転により上下移動する。
【００３５】
本実施例ではサンプル液である血漿を収容したサンプル容器はサンプラにより例えば１０本の容器を装着可能なサンプルラック６６に装着されて搬送される。第６図はサンプルラック６６を血液凝固測定装置の前面側から見たサンプルラックであり、サンプルラック６６は右から左に１サンプル容器ずつ間欠的に移動され、順次ピペット下方に配置される。本実施例において使用されるサンプル容器は３種類に大別される。第１種はサンプルラック６６底壁に載置された密閉容器ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ（容器底はサンプルラック底壁に当接している）。各容器はキャップが異なっている。第２種はサンプルラック底壁に載置された開放容器ｇ（容器底はサンプルラック底壁に当接している）。第３種はサンプルラック底壁上方に載置した開放容器ｈ，ｉ，ｊ（各容器はフランジを備え、サンプルラック上壁に当接ｈ，ｊしたりや載置用開放容器上端に当接ｉしたりしている。いずれの開放容器も底はサンプルラック底壁には当接していない）。
【００３６】
本実施例においては、洗浄部６０の貫通孔６３の下面にはテーパ部６１を備えるのでｆのような特異な容器（ＳＡＲＳＴＥＤＴ社のＭＯＮＯＶＥＴＴＥなる真空採血管）であっても位置ずれすることなく容器を保持することができる。
【００３７】
制御部９２はプログラムに従い、前記センサからの信号を受信し各モータを駆動させる。液体吸引装置の動作を説明する。
【００３８】
＜ステップ１：容器キャップの有無検知＞
第１ユニット１０が最前に位置した状態において、第１のモータ４３及び第２のモータ８６を回転させて第１保持部３０及び第２保持部７４を共に下降させることにより前記係合不干渉状態を維持しつつ、ピペット１２を初期位置（最上点）から洗浄部６０を貫通し所定距離下降させる。その間、制御部９２は外力検知回路５５からの信号を監視する。ピペット１２に外力が作用したと検知されればキャップありの密閉容器であると判断し第１のモータ４３を停止させる。ピペット１２が所定距離下降しても外力が作用しなければキャップなしの開放容器であると判断する。
【００３９】
＜ステップ２−１：密閉容器の場合のピペットの下降（突き刺し）＞
停止した第１のモータ４３をごくわずか逆方向に回転させピペット１２先端をキャップから離す。そして、駆動源７２を駆動し洗浄部を下降させ洗浄部６０下面で容器６８のキャップ６９を押圧保持する。第１のモータ４３への電力供給をストップし、第２のモータ８６を回転させる。第２の保持部７４は第１の保持部３０を押し下げることによりピペット１２を容器６８のキャップ６９に突き刺す（ピペット１２は専ら第２のモータ８６の力により下降する）。そして、液面検知回路３５からの液面検知情報、予め設定された最下点に到達したとの位置情報のいずれかの情報により第２のモータ８６は停止させられピペット１２も停止する。
【００４０】
＜ステップ２−２：開放容器の場合のピペットの下降＞
継続して第１のモータ４３及び第２のモータ８６を回転させて、第１の保持部３０を第２の保持部７４に当接させることなく下降させる（ピペット１２は第１のモータ４３の力により下降する）。そして、液面検知回路３５からの液面検知情報、外力検知回路５５からの外力検知情報、予め設定された最下点に到達したとの位置情報のいずれかの情報により第１のモータ４３は停止させられピペット１２も停止する。
【００４１】
＜ステップ３：サンプル液吸引＞
ピペット１２を吸引量に応じて所定距離下降させ、液体定量装置３７を動作させピペット１２先端の開口１８から血漿を所定量吸引する（５μｌから５００μｌまで）。なお、上記ステップ２−１において最下点到達によりピペット１２が下降停止した場合、ステップ２−２において外力検知又は最下点到達によりピペット１２が下降停止した場合は吸引すべき血漿がないということであるので液の吸引は行わずサンプル液なしとのエラーメッセージを出力する。
【００４２】
＜ステップ４−１：密閉容器の場合のピペットの上昇（引き抜き）＞
第１のモータ４３への電力供給をストップしたまま第２のモータ８６を逆回転させる。第２の保持部７４が第１の保持部３０を押し上げることによりピペット１２を容器６８のキャップ６９から引き抜く（ピペット１２は専ら第２のモータ８６の力により上昇する）。同時に洗浄部６０に洗浄液を供給し廃液を排出しピペット１２外壁を洗浄する。引き抜きが完了すれば洗浄部６０を上昇させ容器６８の保持を解除する。ピペット１２は初期位置に戻る。
【００４３】
＜ステップ４−２：開放容器の場合のピペットの上昇＞
第１のモータ４３、第２のモータ８６を逆回転させて、第１の保持部３０を第２の保持部７４に当接させることなく上昇させる（ピペット１２は専ら第１のモータ４３の力により上昇する）。同時に洗浄部６０に洗浄液を供給し廃液を排出しピペット１２外壁を洗浄する。ピペット１２は初期位置に戻る。
【００４４】
＜ステップ５：ピペットの後方移動＞
モータ９４を回転させ第１ユニット１０を後方移動させる。このことにより第１の保持部は第２の保持部からの係合から完全に解除される。また必要に応じてモータ９６を回転させ第１ユニットを横方向移動させてもよい。
【００４５】
＜ステップ６：ピペットの下降＞
第１の保持部３０は第２の保持部７４の係合が解除されているので、第１のモータ４３だけを回転させてピペット１２を所定量下降させる。
【００４６】
＜ステップ７：サンプル液吐出＞
液体定量装置３７を動作させピペット１２先端の開口１８から反応容器（不図示）内に血漿を所定量吐出する。
【００４７】
＜ステップ８：ピペットの上昇＞
第１のモータ４３を逆回転させてピペット１２を上昇させる。そしてピペット１２の内外壁を洗浄する。例えばモータ９４又はモータ９６によってピペット１２を図示しない洗浄容器へ移動し洗浄する。あるいはピペット１２内部通路１４に洗浄液を供給し洗浄部６０に洗浄液を供給しこれら廃液を洗浄部６０から排出しピペット１２内外壁を洗浄してもよい。
【００４８】
＜ステップ９：ピペットの前方移動＞
モータ９４を逆回転させ第１ユニット１０を前方移動させる。ピペット１２は初期位置に戻る。第１の保持部は第２の保持部と係合しうる状態になる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の液体吸引装置は、液体吸引管を保持する第１の保持部を第１の駆動源により上下移動させ、第１の保持部と係合することができる第２の保持部を第２の駆動源により上下移動させている。栓体なしの開放容器に対しては第１の保持部は第２の保持部と係合しないので第１の駆動源の力によって第１の保持部を移動させて液体吸引管を移動させることができる。栓体ありの密閉容器に対してはの場合、第１の保持部は第２の保持部と係合するので第２の駆動源の力によって第２の保持部で第１の保持部を押圧し液体吸引管を移動させることができる。このようにして状況に応じて液体吸引管の移動の際の駆動方式を異ならせることができる。そして、機構上の無駄を解消し、動作の高速性、信頼性も確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における液体吸引装置の概略構成図である。
【図２】本発明における液体吸引装置の一部切り欠き側面図である。
【図３】液体吸引管の先端部分の側面図である。
【図４】液体吸引管の先端部分の側断面図である。
【図５】従来の液体吸引管におけるゴムキャップ突き刺し時側面図である。
【図６】各種サンプル容器が装着されたサンプルラックの正面図である。
【符号の説明】
１０第１ユニット
１１第２ユニット
１２液体吸引管（ピペット）
１６斜めカット面
２０管内壁端
３０第１の保持部
３５液面検知手段
３７液体定量装置
４３第１の駆動源（モータ）
５４外力検知手段
６０洗浄部
６８サンプル容器
７４第２の保持部
８６第２の駆動源（モータ）
９２制御部

Claims

所定位置に配置される容器から液体を吸引する液体吸引装置において、
先端が鋭利形成され液体を吸引することができる液体吸引管と、
液体吸引管を保持し上下方向に移動する第１の保持部と、
第１の保持部を上下移動させるための力を提供する第１の駆動源と、
第１の保持部と係合しこれを押圧し上下方向に移動する第２の保持部と、
第２の保持部を上下移動させるための力を提供する第２の駆動源と、
上記これら手段を制御する制御手段と、を備え、
制御手段は、栓体なしの容器に対しては第１の保持部を第２の保持部と係合させずに第１の駆動源の力によって上下移動させ、栓体ありの容器に対しては第１の保持部を第２の保持部と係合させて第２の駆動源の力によって上下移動させるよう制御することを特徴とする液体吸引装置。
第１の駆動源の力により液体吸引管が容器に向かって移動したときに液体吸引管に上向きの外力が作用したことを検知する外力検知手段と、液体吸引管先端部分が液面に到達したことを検知する液面検知手段を備え、
制御手段は、上記外力が検知されなかった場合、液面検知手段による液面検知情報又は外力検知手段による外力検知情報に基いて第１の駆動源を停止させ、上記外力が検知された場合、液面検知手段による液面検知情報に基いて第２の駆動源を停止させることを特徴とする請求項１記載の液体吸引装置。
液体吸引管の管先端に斜めカット面が形成され、その斜めカット面における管内壁端に鋭角エッジが生じないよう構成されてなることを特徴とする請求項１記載の液体吸引装置。