JP4423171B2 - 検体処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、検査のために採取した血液や尿などの生体サンプルを別の容器に分注する検体処理装置に関する。

検査のために採取した血液や尿などの検体を別の容器に分注する検体分注装置は、病院や検査機関の検査室内に設置し、分析のための前処理を行い、種々の分析装置と接続するもので、設置面積の省スペース化や各種装置との自由な接続性，処理の多様化，高速化，低価格化，高信頼化などが要求される。

従来、分注装置はＺ軸に分注ヘッドを取り付け、その分注ヘッドに各 検体ごとに使い捨てのノズルチップを取り付け、親検体容器から検体を指定量だけ子検体容器に分注する。従来の検体分注装置（検体処理装置）としては例えば特許文献１記載のようなものがある。

特開２０００−９７４１号公報

従来の検体分注装置では、検体が血液の場合、遠心分離装置により分離剤との比重の差によって血清と血餅に分離し、血清を取り出し、分析装置に搬送する。血清量が指定量より少ない場合ノズルチップは分離剤に到達し吸引詰りが発生する。この場合、吸引詰りを検出し、吸引を停止するが、容器の位置によっては、ノズルチップが容器側壁と分離剤とで貼り付き、ノズルチップを上昇させても、容器が離れず持ち上げられ、このまま分注動作を継続し、次の検体の分注動作をしようとして分注装置に障害が発生する場合があった。またノズルチップを廃棄するときに親検体容器も一緒に廃棄してしまう懸念もあった。

本発明の目的は、検査のために採取した血液や尿などの検体を入れた親検体容器から別の子検体容器に前記検体を分注する分注装置において、親検体容器の持ち上げや、親検体ライン上の異物を検出することができる検体処理装置を提供することにある。

本発明の構成は、親検体搬送ライン上方にラインに平行に光学センサ（発光素子であるレーザダイオードまたは発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）と受光素子であるホトトランジスタまたはホトダイオードの組み合わせ）を設け、光ビームが遮光したことにより親検体容器の持ち上げや障害物の有無を検出する事により実現できる。

親検体容器持ち上げ等の異常を高信頼度で検出することが可能となる。

以下、本発明の実施例を図１により説明する。

血液検査の場合、親検体容器（試験管）３には比重が血清と血餅の中間の分離剤が入れてあり、比重の差異により遠心分離で血清と血餅を分離し、血清だけを分注して分析に使用する。分離剤は、オレフィン系高分子材料で、粘度が高く、検体が少なくてノズルチップが分離剤に深く刺さった場合や、ノズルチップが容器側壁に検体や分離剤で貼り付いた場合、自重では離れない事があり、親検体容器（試験管）を持ち上げてしまう事がある。

図１は、オンライン分注装置の分注ヘッド１にノズルチップ２を装着して検体を吸引した後、試験管３を持ち上げ、動作時に検体が滴下した場合に受け止める受け皿４によりホールドされた状態を示す、分注ヘッドを側面から見た図である。

制御装置１０からの駆動信号８により光センサを構成する発光素子５から発せられた検出光線６は、試験管３により遮られて受光素子７に到達しない。試験管持ち上げがなければ検出光線６は遮られることなく受光素子７に到達する。受光素子７の検出出力信号９を制御装置１０で処理することで試験管３が持ち上げられているか、持ち上げなしに正常に吸引動作を終了したかを判定することができる。

分注ヘッド１は図示していないＸＹＺ移動機構により分注装置のワークテーブル上を移動し、ノズルチップの装着，検体の吸引，吐出を行う。分注ヘッド１は吸引終了後上死点まで上昇させてからＸＹ方向に移動させるので、上死点で持ち上げを検出すればよい。また、試験管持ち上げが発生しないときは、分注ヘッド１にはノズルチップ２のみ装着状態にあるので、ノズルチップ２にかからないところを検出光線を通す必要がある。

図２はオンライン分注装置のワークテーブルを俯瞰した図である。親検体を入れた試験管を搭載した試験管搬送ラック１００はシステム搬送路１０１から搬入機構１０２により分注装置に搬入され、ノズルチップラック１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃで分注ヘッド１に装着したノズルチップ２に、親検体ライン１０４の分注位置で検体を吸引し、子検体ライン１０６，１０７，１０８に搬送された子検体容器に吐出する。分注完了した搬送ラックは搬出機構１０３によりシステム搬送路１０１に搬出され、下流の分析装置等に搬送される。

試験管持ち上げが発生するのは、親検体を吸引するときであり、親検体搬送路１０４の位置である。そこで、光センサによる検出装置を図２に示すように、親検体の搬送路104上の両端に設け、発光素子５からの検出光線６を検出ラインとして受光素子７により検出光線６の遮光を検出して試験管持ち上げを検出する。

図３に他の一実施例を示す。検出光線６を反射装置１１ａ，１０ｂで反射することで、発光素子５と受光素子７を一箇所に設置することができる。

また、図４に示すように、試験管３からの反射光１３により、試験管持ち上げが発生したにもかかわらず正常と誤検出する場合、発光素子５と受光素子７に偏光素子１４，１５を取り付け、また、反射装置１１ａ，１１ｂ側に光の偏光面を回転させる素子１２を設け、正常光の偏光面を回転させて、それに合わせて、受光素子７に設けた偏光素子１５の偏光面を合わせることで、試験管３での反射光１３の影響をなくすことができる。

偏光面回転素子１２としては、反射器により反射光のブリュースター角を応用して偏光面を９０度回転させることができる。

図５に、反射装置１１を用いた場合の検出装置を設定した分注装置のワークテーブルの俯瞰図の一例を示す。

親検体搬送路１０４の一端に発光素子５と受光素子７を、他端に反射器１１を設置し、親検体搬送路１０４上を検出光線が往復するようにする。

図６に、検出信号のタイミングの一例を示す。発光素子５には近赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用い、受光素子７にはホトトランジスタまたはホトダイオードを用い、発光をできるだけ強力にするためにパルス点灯し、デューティ・サイクル分点灯電流を多く流す。例示では、検出周期（ｃ）を２ｍｓとし、点灯時間（ｄ）を１２０μｓとして、デューティ・サイクルを１／１００以下にすることで、定格電流の１００倍の電流を発光素子５に流す。検出タイミング（ｅ）（ｆ）は受光が安定する１００μｓから１２０
μｓの間でホトトランジスタの出力信号（ｇ）を検出，ラッチする。

図６（ｇ）に示すように、試験管持ち上げが発生して検出光線６が遮光された場合、ホトトランジスタの出力信号はＶ_Dのように高い状態にあり、正常で遮光されなければＶ_Lのように低い状態になるので、Ｖ_DとＶ_Lの間に閾値Ｖ_thを設けることで、遮光を検出できる。この出力信号は、ホトトランジスタをエミッタ接地した場合であり、コレクタ接地（エミッタフォロア）の場合は、照光遮光時の信号レベルは逆になる。

本方式は、試験管の持ち上げだけでなく、搬送路上の異物検出や、チップラック１０９上に設置することで、チップラック１０９の設定が悪く、浮き上がっている等の状態を検出することにも応用もできる。

本発明の一実施例で、分注装置において試験管を持ち上げた状態の例を示す図である。 本発明の一実施例に示す分注装置の試験管持ち上げ検出装置を分注装置のワークテーブルに設置する例を示す図である。 本発明の他の一実施例の検出機構の例を示す図である。 本発明の他の一実施例の検出装置の構成の例を示す図である。 本発明の一実施例に示す検出装置の回路構成の例を示す図である。 本発明の一実施例に示す検出装置の検出タイミングの例を示す図である。

符号の説明

１…分注ヘッド、２…ノズルチップ、３…試験管、５…発光素子、６…検出光線、７…受光素子。

Claims (5)

1. 検体容器内の液体に浸漬させ該液体を所定量分取する分注ノズルと、
   該分注ノズルを少なくとも上下方向に移動させる分注ヘッドと、
   該分注ノズルの液体分取位置に前記検体容器を搬送する検体搬送機構と、
   該検体搬送機構上方であって、前記分注ヘッドが上死点位置にあるときに前記分注ノズルに光がかからない位置で、検体移動方向に平行に光ビームを照射する光ビーム照射手段と、
   該光ビーム照射手段から照射された光ビームを受光する光ビーム受光部と、
   該光ビーム受光部にて、前記光ビーム照射手段から照射された光の遮光を検出して、前記検体容器の持ち上げを判断する判断部と、
   を備えたことを特徴とする検体処理装置。
2. 請求項１記載の検体処理装置において、
   前記光ビーム照射手段が発光ダイオードであり、前記光ビーム受光部がホトトランジスタまたはホトダイオードであり、
   かつ前記発光ダイオードをパルス点灯し、そのパルスに同期して前記判断部が遮光を検出することを特徴とする検体処理装置。
3. 請求項２記載の検体処理装置において、
   前記光ビーム照射手段と前記光ビーム受光部を、各々の光ビーム照射方向と、光ビーム受光方向が同じになるように設置し、
   光ビームの照射方向の他端に光を反射する光ビーム反射部を設けたことを特徴とする検体処理装置。
4. 請求項３記載の検体処理装置において、
   前記光ビーム発光部と光ビーム受光部に各々偏光素子を設け、
   前記光ビーム反射部に光軸回転素子を設けたことを特徴とする検体処理装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の検体処理装置において、
   前記判断部での判断期間が、前記分注ノズルでの検体吸引終了後から前記分注ヘッドが上昇を完了するまでであることを特徴とする検体処理装置。

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