JP3807989B2 - 分析ユニット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸光度測定等の測定を行うための分析ユニットに関し、さらに詳述すると、例えば試料や試薬の吸引、排出、計量、希釈、混合、加熱、加減圧、測定といった試料の分析に必要な複数の操作を１台で行うことができる分析ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、試料に１種または２種以上の試薬を加えて吸光度測定等の測定を行う手段の一例として、各液のタンクに、シリンダおよびピストンを備えたピストンポンプを、開閉バルブを備えた配管を介してそれぞれ接続し、上記各ピストンポンプにより各タンクから試料および試薬をそれぞれ吸引して容器に導入し、この容器で試料と試薬との混合および混合液の加熱を行った後、混合液を測定セルに供給することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の測定手段では、試料や試薬を入れた各タンクにそれぞれ開閉バルブを備えた配管を介してピストンポンプを接続するので、複数のピストンポンプや余分な配管、バルブが必要となり、部品数が多くなるため、測定装置が大型化し、測定装置が重くなり、装置コストが高くなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、例えば試料や試薬の吸引、排出、計量、希釈、混合、加熱、加減圧、測定といった測定に必要な複数の操作を１台で行うことができる小型、軽量、低コストの分析ユニットを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、シリンダと、内部に軸方向に沿ってピストン挿入貫通孔が形成され、前記シリンダの内部に基端側から挿入された外側ピストンと、前記外側ピストンのピストン挿入貫通孔に挿入された内側ピストンとを備え、前記外側ピストンおよび内側ピストンは互いに独立して進退可能であり、かつ、前記シリンダの先端側壁部には外側ピストンおよび／または内側ピストンの動作に応じて液が出入りする複数の液出入口が形成されているとともに、前記シリンダ、外側ピストンおよび内側ピストンからなる構造体は測定セルとして構成されていることを特徴とする分析ユニットを提供する。
【０００６】
この場合、本発明の分析ユニットは、後述する実施形態に示すように、さらに好ましくは下記の分析ユニットとすることができる。
（ａ）外側ピストンおよび内側ピストンは、それぞれパルスモータにより駆動される分析ユニット。
（ｂ）シリンダ、外側ピストンおよび内側ピストンからなる構造体は、シリンダ内の液に光を入射させるとともにシリンダ内の液を透過した光を出射させる機能と、シリンダ内の液を加熱する機能またはシリンダ内の液に超音波を発振する機能とを有し、吸光度の測定セルとして構成されている分析ユニット。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。図１は本発明に係る分析ユニットの一実施形態を示すもので、本例の分析ユニットは吸光度測定用の分析ユニットとして構成されている。
【０００８】
本例の分析ユニット２において、４はシリンダを示す。シリンダ４は、石英ガラスからなる透明な内側シリンダ６と、その外側に設けられた金属、プラスチック、セラミックなどからなる外側シリンダ８とを有する。内側シリンダ６は円筒状のものであり、外側シリンダ８は先端側が閉塞されたものである。なお、図中１０は内側シリンダ６と外側シリンダ８との間に設けられたシールリングを示す。
【０００９】
図中１２はシリンダ４の内部空間部１４に基端側から挿入された外側ピストンを示す。外側ピストン１２の内部には軸方向に沿ってピストン挿入貫通孔１６が形成されている。この外側ピストン１２は、外面に形成されたラック１８と、パルスモータの作動により回転するピニオン２０とのかみ合わせによって進退するようになっている。なお、外側ピストン１２の先端部にはシールリング２２が取り付けられている。
【００１０】
図中２４は外側ピストン１２のピストン挿入貫通孔１６に基端側から挿入された内側ピストンを示す。内側ピストン２４内には基端側から軸方向に沿ってネジ孔２６が形成されているとともに、このネジ孔２６にパルスモータの作動により回転するピストン送りネジ２８が螺合されており、ピストン送りネジ２８の回転３０によって内側ピストン２４が進退するようになっている。なお、内側ピストン２４の先端よりやや後端側にはシールリング３２が取り付けられている。
【００１１】
以上のことからわかるように、外側ピストン１２および内側ピストン２４は、パルスモータの作動によりそれぞれ互いに独立して進退可能である。
【００１２】
シリンダ４の先端側壁部には、外側ピストン１２、内側ピストン２４の動作に応じて液が出入りする複数の液出入口３４が形成されている。これらの液出入口３４にはそれぞれ試料タンク、試薬タンク、排液タンク等のタンク３６が連結されている。なお、図中３８は液出入口３４とタンク３６とを連結する配管、４０は配管３８に介装された開閉バルブを示す。
【００１３】
シリンダ４の外側シリンダ８の周壁部には、光源窓４２および該光源窓４２に対向する受光窓４４が径方向に沿って形成されている。そして、光源（図示せず）からの光を光源窓４２を通してシリンダ４内の液に入射させるとともに、シリンダ４内の液を透過した光を受光窓４４を通して出射させ、この出射光を受光素子（図示せず）で受光するようになっている。また、内側ピストン２４の先端部には、シリンダ４内の液を加熱する発熱体４６が埋設されている。以上により、シリンダ４、外側ピストン１２および内側ピストン２４からなる構造体は、吸光度の測定セルとして構成されている。なお、発熱体４６に代えて、シリンダ４内の液に超音波を発振する振動体を設けてもよい。
【００１４】
本例の分析ユニットを用いて試料の吸光度を測定する手順は例えば下記のとおりである。
【００１５】
（１）図１に示した状態で、液出入口３４と試料タンクとの間のバルブを開、他のタンクとの間のバルブを閉とし、パルスモータの作動により内側ピストン２４のみを所定量後退させる。これにより、図２に示すように、シリンダの内部空間部１４内（外側ピストン１２のピストン挿入貫通孔１６内）に所定量の試料液５０が導入される。なお、外側ピストン１２および内側ピストン２４の両方を後退させてもよい。
【００１６】
（２）図２に示した状態で、液出入口３４と試薬タンクとの間のバルブを開、他のタンクとの間のバルブを閉とし、パルスモータの作動により内側ピストン２４のみを後退させる。これにより、シリンダの内部空間部１４内（外側ピストン１２のピストン挿入貫通孔１６内）に所定量の試薬が導入され、シリンダ内には試料および試薬が入った状態となる。なお、外側ピストン１２および内側ピストン２４の両方を後退させてもよい。
【００１７】
（３）２種以上の試薬を使用する場合には、上述したシリンダの内部空間部１４内への試薬の導入操作を繰り返す。
【００１８】
（４）液出入口３４とタンクとの間のバルブを全て閉とし、図３に示すように、内側ピストン２４を所定量前進させつつ外側ピストン１２を所定量後退させる。この場合、シリンダの内部空間部１４の体積が変化しないように内側ピストン２４の前進量および外側ピストン１２の後退量を制御する。これにより、試料および試薬が十分に混合される。なお、必要に応じ、上述した内側ピストン２４および外側ピストン１２の同時往復動を繰り返してもよい。
【００１９】
（５）図３に示した状態で、発熱体４６によってシリンダ４内の混合液を加熱する。
【００２０】
（６）内側ピストン２４を所定量後退させつつ外側ピストン１２を所定量前進させ、図４に示すように、シリンダ４の光源窓４２と受光窓４４との間に試料と試薬との混合液が存在するようにする。なお、（４）と同様に、シリンダの内部空間部１４の体積が変化しないように内側ピストン２４の後退量および外側ピストン１２の前進量を制御する。
【００２１】
（７）光源からの光を光源窓４２を通してシリンダ４内の液に入射させるとともに、シリンダ４内の液を透過した光を受光窓４４を通して出射させ、この出射光を受光素子で受光することにより吸光度測定を行う。
【００２２】
（８）液出入口３４と排液タンクとの間のバルブを開、他のタンクとの間のバルブを閉とし、パルスモータの作動により外側ピストン１２および内側ピストン２４を図１の状態まで前進させる。これにより、シリンダ４内の混合液が排液タンクに排出される。
【００２３】
上記動作により吸光度測定が行われる。ただし、上記動作は本例の分析ユニットの動作の一例であり、本例の分析ユニットは他の種々の動作によって測定を行うことが可能である。
【００２４】
以上のように、本例の分析ユニットは下記の利点を有する。
▲１▼吸光度測定に必要な複数の操作（試料や試薬の吸引、排出、計量、混合、加熱、分析など）を１台のユニットで行うことができる。
▲２▼部品数が少なく、小型、軽量、低コストである。
▲３▼ピストンをパルスモータにより駆動するので、ピストンを高精度で進退させることができる。
▲４▼光学的な測定を行うガラス部（内側シリンダ）の汚れがピストンが動く毎に洗浄され、ガラス部を清浄に保持できることから、汚れの影響が少なくなる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、例えば試料や試薬の吸引、排出、計量、希釈、混合、加熱、加減圧、測定といった測定に必要な複数の操作を１台で行うことができる小型、軽量、低コストの分析ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分析ユニットの一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図１の分析ユニットの動作状態を示す概略断面図である。
【図３】図１の分析ユニットの動作状態を示す概略断面図である。
【図４】図１の分析ユニットの動作状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２ 分析ユニット
４ シリンダ
６ 内側シリンダ
８ 外側シリンダ
１２ 外側ピストン
１４ 内部空間部
１６ ピストン挿入貫通孔
２４ 内側ピストン
３４ 液出入口
３６ タンク
４２ 光源窓
４４ 受光窓
４６ 発熱体
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸光度測定等の測定を行うための分析ユニットに関し、さらに詳述すると、例えば試料や試薬の吸引、排出、計量、希釈、混合、加熱、加減圧、測定といった試料の分析に必要な複数の操作を１台で行うことができる分析ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、試料に１種または２種以上の試薬を加えて吸光度測定等の測定を行う手段の一例として、各液のタンクに、シリンダおよびピストンを備えたピストンポンプを、開閉バルブを備えた配管を介してそれぞれ接続し、上記各ピストンポンプにより各タンクから試料および試薬をそれぞれ吸引して容器に導入し、この容器で試料と試薬との混合および混合液の加熱を行った後、混合液を測定セルに供給することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の測定手段では、試料や試薬を入れた各タンクにそれぞれ開閉バルブを備えた配管を介してピストンポンプを接続するので、複数のピストンポンプや余分な配管、バルブが必要となり、部品数が多くなるため、測定装置が大型化し、測定装置が重くなり、装置コストが高くなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、例えば試料や試薬の吸引、排出、計量、希釈、混合、加熱、加減圧、測定といった測定に必要な複数の操作を１台で行うことができる小型、軽量、低コストの分析ユニットを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、シリンダと、内部に軸方向に沿ってピストン挿入貫通孔が形成され、前記シリンダの内部に基端側から挿入された外側ピストンと、前記外側ピストンのピストン挿入貫通孔に挿入された内側ピストンとを備え、前記外側ピストンおよび内側ピストンは互いに独立して進退可能であり、かつ、前記シリンダの先端側壁部には外側ピストンおよび／または内側ピストンの動作に応じて液が出入りする複数の液出入口が形成されているとともに、前記シリンダ、外側ピストンおよび内側ピストンからなる構造体は測定セルとして構成されていることを特徴とする分析ユニットを提供する。
【０００６】
この場合、本発明の分析ユニットは、後述する実施形態に示すように、さらに好ましくは下記の分析ユニットとすることができる。
（ａ）外側ピストンおよび内側ピストンは、それぞれパルスモータにより駆動される分析ユニット。
（ｂ）シリンダ、外側ピストンおよび内側ピストンからなる構造体は、シリンダ内の液に光を入射させるとともにシリンダ内の液を透過した光を出射させる機能と、シリンダ内の液を加熱する機能またはシリンダ内の液に超音波を発振する機能とを有し、吸光度の測定セルとして構成されている分析ユニット。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。図１は本発明に係る分析ユニットの一実施形態を示すもので、本例の分析ユニットは吸光度測定用の分析ユニットとして構成されている。
【０００８】
本例の分析ユニット２において、４はシリンダを示す。シリンダ４は、石英ガラスからなる透明な内側シリンダ６と、その外側に設けられた金属、プラスチック、セラミックなどからなる外側シリンダ８とを有する。内側シリンダ６は円筒状のものであり、外側シリンダ８は先端側が閉塞されたものである。なお、図中１０は内側シリンダ６と外側シリンダ８との間に設けられたシールリングを示す。
【０００９】
図中１２はシリンダ４の内部空間部１４に基端側から挿入された外側ピストンを示す。外側ピストン１２の内部には軸方向に沿ってピストン挿入貫通孔１６が形成されている。この外側ピストン１２は、外面に形成されたラック１８と、パルスモータの作動により回転するピニオン２０とのかみ合わせによって進退するようになっている。なお、外側ピストン１２の先端部にはシールリング２２が取り付けられている。
【００１０】
図中２４は外側ピストン１２のピストン挿入貫通孔１６に基端側から挿入された内側ピストンを示す。内側ピストン２４内には基端側から軸方向に沿ってネジ孔２６が形成されているとともに、このネジ孔２６にパルスモータの作動により回転するピストン送りネジ２８が螺合されており、ピストン送りネジ２８の回転３０によって内側ピストン２４が進退するようになっている。なお、内側ピストン２４の先端よりやや後端側にはシールリング３２が取り付けられている。
【００１１】
以上のことからわかるように、外側ピストン１２および内側ピストン２４は、パルスモータの作動によりそれぞれ互いに独立して進退可能である。
【００１２】
シリンダ４の先端側壁部には、外側ピストン１２、内側ピストン２４の動作に応じて液が出入りする複数の液出入口３４が形成されている。これらの液出入口３４にはそれぞれ試料タンク、試薬タンク、排液タンク等のタンク３６が連結されている。なお、図中３８は液出入口３４とタンク３６とを連結する配管、４０は配管３８に介装された開閉バルブを示す。
【００１３】
シリンダ４の外側シリンダ８の周壁部には、光源窓４２および該光源窓４２に対向する受光窓４４が径方向に沿って形成されている。そして、光源（図示せず）からの光を光源窓４２を通してシリンダ４内の液に入射させるとともに、シリンダ４内の液を透過した光を受光窓４４を通して出射させ、この出射光を受光素子（図示せず）で受光するようになっている。また、内側ピストン２４の先端部には、シリンダ４内の液を加熱する発熱体４６が埋設されている。以上により、シリンダ４、外側ピストン１２および内側ピストン２４からなる構造体は、吸光度の測定セルとして構成されている。なお、発熱体４６に代えて、シリンダ４内の液に超音波を発振する振動体を設けてもよい。
【００１４】
本例の分析ユニットを用いて試料の吸光度を測定する手順は例えば下記のとおりである。
【００１５】
（１）図１に示した状態で、液出入口３４と試料タンクとの間のバルブを開、他のタンクとの間のバルブを閉とし、パルスモータの作動により内側ピストン２４のみを所定量後退させる。これにより、図２に示すように、シリンダの内部空間部１４内（外側ピストン１２のピストン挿入貫通孔１６内）に所定量の試料液５０が導入される。なお、外側ピストン１２および内側ピストン２４の両方を後退させてもよい。
【００１６】
（２）図２に示した状態で、液出入口３４と試薬タンクとの間のバルブを開、他のタンクとの間のバルブを閉とし、パルスモータの作動により内側ピストン２４のみを後退させる。これにより、シリンダの内部空間部１４内（外側ピストン１２のピストン挿入貫通孔１６内）に所定量の試薬が導入され、シリンダ内には試料および試薬が入った状態となる。なお、外側ピストン１２および内側ピストン２４の両方を後退させてもよい。
【００１７】
（３）２種以上の試薬を使用する場合には、上述したシリンダの内部空間部１４内への試薬の導入操作を繰り返す。
【００１８】
（４）液出入口３４とタンクとの間のバルブを全て閉とし、図３に示すように、内側ピストン２４を所定量前進させつつ外側ピストン１２を所定量後退させる。この場合、シリンダの内部空間部１４の体積が変化しないように内側ピストン２４の前進量および外側ピストン１２の後退量を制御する。これにより、試料および試薬が十分に混合される。なお、必要に応じ、上述した内側ピストン２４および外側ピストン１２の同時往復動を繰り返してもよい。
【００１９】
（５）図３に示した状態で、発熱体４６によってシリンダ４内の混合液を加熱する。
【００２０】
（６）内側ピストン２４を所定量後退させつつ外側ピストン１２を所定量前進させ、図４に示すように、シリンダ４の光源窓４２と受光窓４４との間に試料と試薬との混合液が存在するようにする。なお、（４）と同様に、シリンダの内部空間部１４の体積が変化しないように内側ピストン２４の後退量および外側ピストン１２の前進量を制御する。
【００２１】
（７）光源からの光を光源窓４２を通してシリンダ４内の液に入射させるとともに、シリンダ４内の液を透過した光を受光窓４４を通して出射させ、この出射光を受光素子で受光することにより吸光度測定を行う。
【００２２】
（８）液出入口３４と排液タンクとの間のバルブを開、他のタンクとの間のバルブを閉とし、パルスモータの作動により外側ピストン１２および内側ピストン２４を図１の状態まで前進させる。これにより、シリンダ４内の混合液が排液タンクに排出される。
【００２３】
上記動作により吸光度測定が行われる。ただし、上記動作は本例の分析ユニットの動作の一例であり、本例の分析ユニットは他の種々の動作によって測定を行うことが可能である。
【００２４】
以上のように、本例の分析ユニットは下記の利点を有する。
▲１▼吸光度測定に必要な複数の操作（試料や試薬の吸引、排出、計量、混合、加熱、分析など）を１台のユニットで行うことができる。
▲２▼部品数が少なく、小型、軽量、低コストである。
▲３▼ピストンをパルスモータにより駆動するので、ピストンを高精度で進退させることができる。
▲４▼光学的な測定を行うガラス部（内側シリンダ）の汚れがピストンが動く毎に洗浄され、ガラス部を清浄に保持できることから、汚れの影響が少なくなる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、例えば試料や試薬の吸引、排出、計量、希釈、混合、加熱、加減圧、測定といった測定に必要な複数の操作を１台で行うことができる小型、軽量、低コストの分析ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分析ユニットの一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図１の分析ユニットの動作状態を示す概略断面図である。
【図３】図１の分析ユニットの動作状態を示す概略断面図である。
【図４】図１の分析ユニットの動作状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２ 分析ユニット
４ シリンダ
６ 内側シリンダ
８ 外側シリンダ
１２ 外側ピストン
１４ 内部空間部
１６ ピストン挿入貫通孔
２４ 内側ピストン
３４ 液出入口
３６ タンク
４２ 光源窓
４４ 受光窓
４６ 発熱体
Claims (3)
- シリンダと、内部に軸方向に沿ってピストン挿入貫通孔が形成され、前記シリンダの内部に基端側から挿入された外側ピストンと、前記外側ピストンのピストン挿入貫通孔に挿入された内側ピストンとを備え、前記外側ピストンおよび内側ピストンは互いに独立して進退可能であり、かつ、前記シリンダの先端側壁部には外側ピストンおよび／または内側ピストンの動作に応じて液が出入りする複数の液出入口が形成されているとともに、前記シリンダ、外側ピストンおよび内側ピストンからなる構造体は測定セルとして構成されていることを特徴とする分析ユニット。
- 外側ピストンおよび内側ピストンは、それぞれパルスモータにより駆動されることを特徴とする請求項１に記載の分析ユニット。
- シリンダ、外側ピストンおよび内側ピストンからなる構造体は、シリンダ内の液に光を入射させるとともにシリンダ内の液を透過した光を出射させる機能と、シリンダ内の液を加熱する機能またはシリンダ内の液に超音波を発振する機能とを有し、吸光度の測定セルとして構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の分析ユニット。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002030784A JP3807989B2 (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 分析ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002030784A JP3807989B2 (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 分析ユニット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003232724A JP2003232724A (ja) | 2003-08-22 |
| JP3807989B2 true JP3807989B2 (ja) | 2006-08-09 |
Family
ID=27774396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002030784A Expired - Fee Related JP3807989B2 (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 分析ユニット |
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| JP5234449B2 (ja) * | 2007-09-13 | 2013-07-10 | 学校法人加計学園 | 尿素濃度測定方法及び尿素濃度測定装置 |
| PL441721A1 (pl) * | 2022-07-12 | 2024-01-15 | Microanalysis Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Urządzenie do zautomatyzowanego oznaczenia analitu w fazie ciekłej oraz sposób zautomatyzowanego oznaczenia analitu w fazie ciekłej z wykorzystaniem tego urządzenia, zwłaszcza do monitoringu postępu procesu dializy |
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2002
- 2002-02-07 JP JP2002030784A patent/JP3807989B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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