JP4500081B2

JP4500081B2 - ノズル洗浄方法とノズル洗浄装置

Info

Publication number: JP4500081B2
Application number: JP2004095884A
Authority: JP
Inventors: 悟儀岡田; 正人茅原
Original assignee: ベックマン・コールター・インコーポレーテッド
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2024-03-29
Also published as: JP2005283246A

Description

本発明は、ノズル洗浄方法とノズル洗浄装置に関するものである。

従来、生化学分析は、試薬や検体をノズルによって吸引し、ノズルを反応容器の位置へ移動した後、吸引した試薬や検体を反応容器へ吐出する。そして、試薬や検体を吐出した後、ノズルを洗浄位置へ移動し、ノズルを洗浄液で洗浄している（例えば、特許文献１参照）。

このようなノズルの洗浄は、例えば、図７に示すように、パルスモータＭによって昇降されるアームＡによって吐出ノズルＮdと吸引ノズルＮsを支持すると共に、吸引ノズルＮsの直下に洗浄槽Ｃを配置し、制御装置Ｓの制御の下にパルスモータＭを駆動してアームＡを下降させる。そして、吸引ノズルＮsの先端を洗浄槽Ｃ内に挿入し、吐出ノズルＮdから洗浄槽Ｃ内に吐出された洗浄液を吸引し、吸引した洗浄液を他端から排出することによって吸引ノズルＮsを洗浄しており、洗浄液の吸引・吐出を複数回繰り返していた。このとき、吐出ノズルＮdは、吸引ノズルＮsの下端が洗浄槽Ｃ内下部に位置するときに、下端が洗浄槽Ｃよりも鉛直方向僅か上方に位置するように洗浄槽Ｃに対して位置決めされている。

特開平９−３０４２４３号公報

しかしながら、従来の洗浄方法は、分析精度が高まるに従い、試薬や検体のキャーリーオーバーを抑制するため、試薬や検体が直接接触するノズルに関する洗浄性能の向上が要求されるようになり、洗浄性能が必ずしも満足すべきものでないことが分かってきた。特に、生化学分析よりも高精度な分析性能が要求される免疫分析は、検体の分析に伴う反応過程に免疫吸着物質に特異的に結合した成分と、結合しなかった成分とを分離する、いわゆるＢ／Ｆ洗浄操作を含んでいる。このＢ／Ｆ洗浄は、高感度な免疫測定を行うために、磁性粒子等を含む免疫吸着物質を高性能に洗浄することが求められる。しかし、Ｂ／Ｆ洗浄は、ノズルの洗浄が不十分であると、免疫吸着物質の洗浄性能が低下し、高感度な免疫測定が阻害されてしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、洗浄対象のキャーリーオーバーを抑えて洗浄性能を高めることが可能なノズルの洗浄方法とノズル洗浄装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のノズル洗浄方法は、洗浄槽に供給される洗浄液中に試薬或いは検体液を分注後の吸引ノズル先端を侵入させ、予め設定された必要洗浄液量まで前記洗浄液を前記吸引ノズルに吸引し、排出することによって前記吸引ノズルを洗浄するノズルの洗浄方法であって、前記分注の際に前記試薬或いは検体液中に侵入した前記吸引ノズルの先端部分が浸漬される量である第１の液量の洗浄液を前記洗浄槽に注入し、注入した前記第１の液量の洗浄液を前記吸引ノズルによって吸引し、排出する予備洗浄工程と、前記予備洗浄工程に引き続いて実行され、前記洗浄槽に前記必要洗浄液量と前記第１の液量との差よりも少ない第２の液量の洗浄液を注入し、注入した前記第２の液量の洗浄液を前記吸引ノズルによって吸引し、排出する洗浄工程と、を含むことを特徴とする。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のノズル洗浄装置は、洗浄液を洗浄槽に吐出する吐出ノズルと、前記洗浄槽内の液体を吸引し、吸引した前記液体を廃液タンクへ排出する吸引ノズルと、前記吐出ノズル及び前記吸引ノズルを昇降駆動するパルスモータと、前記洗浄槽内の液体を前記吸引ノズルに吸引させるシリンジポンプと、前記吐出ノズルに前記洗浄液を吐出させるポンプと、前記パルスモータ、前記シリンジポンプ及び前記ポンプの駆動を制御する制御装置とを備え、前記制御装置による制御の下に、前記洗浄槽に供給される洗浄液中に試薬或いは検体液を分注後の前記吸引ノズル先端を侵入させ、予め設定された必要洗浄液量まで前記洗浄液を前記吸引ノズルに吸引し、排出することによって前記吸引ノズルを洗浄するノズル洗浄装置であって、前記制御装置は、前記ポンプを制御して前記吐出ノズルから前記洗浄槽に前記分注の際に前記試薬或いは検体液中に侵入した前記吸引ノズルの先端部分が浸漬される量である第１の液量の洗浄液を注入し、注入した前記第１の液量の洗浄液を前記シリンジポンプを制御して前記吸引ノズルに吸引し、排出することによって前記吸引ノズルを予備洗浄させた後、前記ポンプを制御して前記吐出ノズルから前記洗浄槽に前記必要洗浄液量と前記第１の液量との差よりも少ない第２の液量の洗浄液を注入し、注入した前記第２の液量の洗浄液を前記シリンジポンプを制御して前記吸引ノズルに吸引し、排出することによって前記吸引ノズルを洗浄することを特徴とする。

本発明のノズル洗浄方法によれば、洗浄対象のキャーリーオーバーが抑えられ、洗浄性能が向上する。

本発明にかかるノズル洗浄方法とノズル洗浄装置は、洗浄対象のキャーリーオーバーを抑えることができ、洗浄性能が高まるという効果を奏する。

以下に、本発明のノズル洗浄方法とノズル洗浄装置にかかる実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明のノズル洗浄方法を実行する洗浄装置の概略構成を示す図である。図２は、図１の洗浄装置において、ノズルを下降させて洗浄槽内に挿入した状態を示す図である。図３は、図１の洗浄装置において、洗浄槽に洗浄液を第１の液量注入した状態を示す図である。図４は、第１の液量の洗浄液を吸引した後、洗浄槽に洗浄液を第２の液量注入した状態を示す図である。

洗浄装置１は、生化学分析等を行う分析装置に組み込んで使用され、図１に示すように、ノズル２と、パルスモータ４と、洗浄液タンク５と、廃液タンク７と、制御装置１０とを備えている。

ノズル２は、アーム３に支持されて洗浄槽Ｃの直上方に配置され、洗浄槽Ｃに供給される洗浄液によって洗浄される。ノズル２は、吐出ノズル２ａと吸引ノズル２ｂとを有している。吐出ノズル２ａは、吸引ノズル２ｂの下端が洗浄槽Ｃ内下部に位置するときに、下端が洗浄槽Ｃよりも鉛直方向僅か上方に位置するように洗浄槽Ｃに対して位置決めされている。吐出ノズル２ａは、先端が洗浄槽Ｃ側に開放し、他端は配管６によって洗浄液Ｌを貯留した洗浄液タンク５と接続されている。配管６は、洗浄液Ｌを洗浄槽Ｃへ吐出するポンプ６ａが中間に設けられている。吸引ノズル２ｂは、先端が洗浄槽Ｃ側に開放し、他端は、配管８を介して廃液タンク７と接続されている。配管８は、中間に駆動手段９ａを有するシリンジポンプ９が設けられ、シリンジポンプ９を挟む両側には制御弁８ａ，８ｂが取り付けられている。吸引ノズル２ｂは、吸引位置において試薬や検体を吸引した後、吐出位置に移動されて試薬や検体を反応容器へ吐出し、吐出後、洗浄位置に移動されて洗浄装置１によって洗浄される。

パルスモータ４は、アーム３を介してノズル２を上下動させ、吸引ノズル２ｂの先端を洗浄槽Ｃの底部近傍に停止させる。ここで、洗浄槽Ｃは、図１に示すように、吸引ノズル２ｂの直下に配置されている。

制御装置１０は、パルスモータ４、ポンプ６ａ、シリンジポンプ９並びに制御弁８ａ，８ｂの駆動を制御するＥＣＵ等の制御手段である。制御装置１０は、ノズル２の先端が洗浄槽Ｃ内の洗浄液に侵入した位置で停止するようにパルスモータ４の作動を制御したり、吸引ノズル２ｂの洗浄時に洗浄槽Ｃへ洗浄液タンク５から洗浄液を供給するようにポンプ６ａの作動を制御したりする。

洗浄装置１は、吸引ノズル２ｂを洗浄するとき、制御装置１０がパルスモータ４に作動信号を出力し、図２に示すように、アーム３を下降させて、吸引ノズル２ｂの先端を洗浄槽Ｃの底部近傍に停止させる。

次に、制御装置１０はポンプ６ａに作動信号を出力し、図３に示すように、洗浄液タンク５から吸引した洗浄液Ｌを吐出ノズル２ａから洗浄槽Ｃへ吐出させる。このとき、吐出する洗浄液Ｌの量は、吸引の際に試薬や検体液中に侵入した吸引ノズル２ｂの先端部分が浸漬される量とする。但し、吸引ノズル２ｂの先端部分が浸漬される量は、吸引ノズル２ｂ先端の侵入量や洗浄槽の形状等によって異なる。このため、吐出する洗浄液Ｌの量は、一義的に決めることができないので、予め吸引ノズル２ｂ先端の侵入量や洗浄槽の形状等について測定した結果に基づき、測定開始時に設定する。

次いで、制御装置１０は、駆動手段９ａ及び制御弁８ａ，８ｂに作動信号を出力し、シリンジポンプ９を作動させて、吸引ノズル２ｂによって洗浄槽Ｃ内の洗浄液Ｌを吸引させる。このとき、制御装置１０は、制御弁８ａを閉じ、制御弁８ｂを開くように作動信号を出力する。

しかる後、制御装置１０は、ポンプ６ａに再度作動信号を出力し、図４に示すように、洗浄液タンク５から洗浄槽Ｃへ洗浄液Ｌを吐出させ、洗浄槽Ｃを洗浄液Ｌで略満杯にする。このとき、吐出する洗浄液Ｌの量は、引き続く吸引が実行されたときに洗浄槽Ｃに洗浄液Ｌが残らないよう、予め設定されている吸引ノズル２ｂの洗浄に必要とされる必要洗浄液量と前回吸引した液量との差よりも僅かに少なくなるように設定する。

次に、制御装置１０による駆動手段９ａの制御の下に、再度シリンジポンプ９を作動させ、洗浄槽Ｃの洗浄液Ｌを吸引ノズル２ｂによって吸引する。吸引が終了したら、制御装置１０は、制御弁８ｂを閉じ、制御弁８ａを開くように作動信号を出力し、駆動手段９ａによってシリンジポンプ９を作動させて吸引した洗浄後の洗浄液を廃液タンク７に廃棄する。これによって、吸引ノズル２ｂは、１回の洗浄サイクルが完了し、通常は、上述の洗浄サイクルを複数回実行する。

このように、本発明の洗浄方法とノズル洗浄装置は、試薬や検体液中に侵入した吸引ノズル２ｂの先端部分が浸かる量の洗浄液によって吸引ノズル２ｂを予備洗浄し、次いで、残りの洗浄液を必要洗浄液量まで吸引して吸引ノズル２ｂを洗浄することにより、洗浄動作を少なくとも２回に分けている。このため、本発明の洗浄方法とノズル洗浄装置は、吸引ノズル２ｂにおける洗浄対象のキャリーオーバーが抑えられ、吸引ノズル２ｂの洗浄性能が向上する。

ここで、本発明のノズル洗浄方法とノズル洗浄装置の洗浄性能を確認するため、免疫分析におけるＢ／Ｆ洗浄時の免疫吸着物質の洗浄性能に関する洗浄試験を行った。即ち、洗浄装置１を用いて免疫吸着物質を含むサンプルを分注した吸引ノズル２ｂについて、本発明方法と従来方法とによる洗浄をそれぞれ２０回ずつ実施した。本発明方法は、洗浄液の吐出と吸引のタイミングを図５に示すように設定し、１サイクルの洗浄を行った。このとき、１回目に吐出した洗浄液は１００μＬ、２回目は約７８０μＬであり、１サイクルの洗浄に要した時間は５秒であった。一方、従来の洗浄方法は、図６に示すように、吐出ノズル２ａから洗浄槽Ｃへ約８８０μＬの洗浄液を吐出した後、約１秒後に洗浄槽Ｃの洗浄液を吸引ノズル２ｂによって吸引させ、洗浄に要した時間は５秒であった。そして、洗浄を終了した吸引ノズル２ｂについて、その都度、洗浄液を新たに吸引させ、吸引した洗浄液について前記免疫吸着物質のキャリーオーバー（ｐｐｍ）を測定した。

そして、２０回行った洗浄試験の結果、従来の洗浄方法は、サンプルのキャリーオーバーに関して最大値が３．６９ｐｐｍ、平均値が１．５３ｐｐｍであった。これに対し、本発明方法は、キャリーオーバーの最大値が１．６０ｐｐｍ、平均値が０．３７ｐｐｍであり、従来の洗浄方法に比べ、最大値で約４３％に、平均値で約２４％に、それぞれ減少し、洗浄性能が向上していた。

尚、上記実施の形態においては、洗浄動作を２回に分けた場合について説明したが、洗浄動作が少なくとも２回に分けられていれば、洗浄動作が３回以上に分けられていてもよい。

以上のように、本発明にかかるノズル洗浄方法とノズル洗浄装置は、洗浄対象のキャリーオーバーを抑えるのに有用であり、特に、生化学分析装置や免疫分析装置で使用するのに適している。

本発明のノズル洗浄方法を実行するノズル洗浄装置の概略構成を示す図である。図１の洗浄装置において、ノズルを下降させて洗浄槽内に挿入した状態を示す図である。図１の洗浄装置において、洗浄槽に洗浄液を第１の液量注入した状態を示す図である。第１の液量の洗浄液を吸引した後、洗浄槽に洗浄液を第２の液量注入した状態を示す図である。図１の洗浄装置における吐出ノズルと吸引ノズルの動作タイミングを示すタイミング図である。従来のノズル洗浄方法における吐出ノズルと吸引ノズルの動作タイミングを示すタイミング図である。従来のノズル洗浄装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１洗浄装置
２ノズル
２ａ吐出ノズル
２ｂ吸引ノズル
３アーム
４パルスモータ
５洗浄液タンク
６配管
７廃液タンク
８配管
８ａ，８ｂ制御弁
９シリンジポンプ
１０制御装置
Ｃ洗浄槽
Ｌ洗浄液

Claims

洗浄槽に供給される洗浄液中に試薬或いは検体液を分注後の吸引ノズル先端を侵入させ、前記吸引ノズルの洗浄に必要とされる必要洗浄液量まで前記洗浄液を前記吸引ノズルに吸引し、排出することによって前記吸引ノズルを洗浄するノズルの洗浄方法であって、
前記分注の際に前記試薬或いは検体液中に侵入した前記吸引ノズルの先端部分が浸漬される量であって前記必要洗浄液量より少ない第１の液量の洗浄液を前記洗浄槽に注入し、注入した前記第１の液量の洗浄液を前記吸引ノズルによって吸引する予備洗浄工程と、
前記予備洗浄工程に引き続いて実行され、前記洗浄槽に前記第１の液量よりも多く、前記必要洗浄液量に近いと共に、前記必要洗浄液量と前記第１の液量との差よりも少ない第２の液量の洗浄液を注入し、注入した前記第２の液量の洗浄液を前記吸引ノズルによって吸引して略必要洗浄液量とし、当該略必要洗浄液量の洗浄液を排出することによって前記吸引ノズルを洗浄する洗浄工程と、
を含むことを特徴とするノズル洗浄方法。
洗浄液を洗浄槽に吐出する吐出ノズルと、前記洗浄槽内の液体を吸引し、吸引した前記液体を廃液タンクへ排出する吸引ノズルと、前記吐出ノズル及び前記吸引ノズルを昇降駆動するパルスモータと、前記洗浄槽内の液体を前記吸引ノズルに吸引させるシリンジポンプと、前記吐出ノズルに前記洗浄液を吐出させるポンプと、前記パルスモータ、前記シリンジポンプ及び前記ポンプの駆動を制御する制御装置とを備え、前記制御装置による制御の下に、前記洗浄槽に供給される洗浄液中に試薬或いは検体液を分注後の前記吸引ノズル先端を侵入させ、前記吸引ノズルの洗浄に必要とされる必要洗浄液量まで前記洗浄液を前記吸引ノズルに吸引し、排出することによって前記吸引ノズルを洗浄するノズル洗浄装置であって、
前記制御装置は、
前記ポンプを制御して前記吐出ノズルから前記洗浄槽に前記分注の際に前記試薬或いは検体液中に侵入した前記吸引ノズルの先端部分が浸漬される量であって前記必要洗浄液量より少ない第１の液量の洗浄液を注入し、注入した前記第１の液量の洗浄液を前記シリンジポンプを制御して前記吸引ノズルに吸引することによって前記吸引ノズルを予備洗浄させた後、
前記ポンプを制御して前記吐出ノズルから前記洗浄槽に前記第１の液量よりも多く、前記必要洗浄液量に近いと共に、前記必要洗浄液量と前記第１の液量との差よりも少ない第２の液量の洗浄液を注入し、注入した前記第２の液量の洗浄液を前記シリンジポンプを制御して前記吸引ノズルに吸引して略必要洗浄液量とし、当該略必要洗浄液量の洗浄液を排出することによって前記吸引ノズルを洗浄することを特徴とするノズル洗浄装置。