JP4996959B2

JP4996959B2 - 分注プローブを備えた自動分析装置およびその制御方法

Info

Publication number: JP4996959B2
Application number: JP2007090126A
Authority: JP
Inventors: 貫太郎鈴木; 卓坂詰; 健太今井
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: JP2008249443A

Description

本発明は、血液や尿などの生体試料を分析する分析装置に係わり、特に一方の容器から他方の容器へ分注プローブにより液体を分注する機能を備えた自動分析装置に関する。

血液，尿等の液状試料を分析するシステムにおいては、特許文献１にあるように金属製の管状ノズルを用いて、吸引吐出を行う方式が一般的に用いられている。この場合、複数の試料を逐次測定するにあたり、金属管の内面および外面に吸着した物質を水もしくは界面活性剤を用いた処理液により洗浄して用いる。

この洗浄は、分注毎に実施する場合と、少なくともある検体試料から、次の検体試料へ移る場合に実施する場合がある。洗浄方法については特許文献２に開示されている。すなわち、外面については液体をかける方法、内面については、金属管内面の流路背部から水を押し出す方法によっている。また、一定の期間、たとえば一日分の作業が終了した段階で、界面活性剤を含む洗浄剤を用いて、吸引吐出を行い洗浄を行う方法も用いられている。

近年、液状試料の分注量は最小分注量が２μｌを下回る状況となり、管径は、０.５mm程度となっている。このように、管径が微小化することにより、容量に対する接触面積の比率が増大し、表面に吸着する物質を制御することが急務となっている。

また、分析法の改良に伴い、試料中に含まれる物質の濃度がより低い物質を測定する場合においては、分注に用いるノズルの洗浄が不十分な場合、次試料の測定の分注に際して当該吸着物質が遊離し、混入する懸念がある。これを一般的にキャリーオーバと呼ぶ。

キャリーオーバには、システムの検出レンジによって許容範囲が決定される。すなわち、次試料において、測定対象の物質が検出感度以下の濃度である場合、ここに溶離した前試料の残渣の量ａが、次試料の容量Ｖに対してａ／Ｖの濃度となった場合、これが、検出感度以上となった場合、キャリーオーバと認められる。

しかし、キャリーオーバする物質の量は、分注プローブの表面に吸着する量と、吸着した物質が次試料に溶出する量との関係で決定されること、さらに、分注プローブ表面の状態が異なる場合には、この関係が崩れる。このため、従来では特許文献３のようなフッ素樹脂等のコーティングを用いて、吸着自体を抑制する方法が用いられてきた。

特開２００１−２０８７６２号公報特表２００５−５２７８３９号公報特開２００２−２６７６７５号公報

しかしながら、検体には本来の生体試料成分に加え、採血管に含まれる分離剤や、試料を供出した患者に投与された多種多様な成分が含まれるため、少しずつ表面への堆積，表面の濡れ性すなわち液体の表面層の形成条件が変化することが認められる。このことはすなわち、キャリーオーバの程度が少しずつ変化することを意味するため、容易に最小検出感度について規定することができない。

このように、キャリーオーバに対する一定の解として、常に表面の状態が同じであれば、問題となるキャリーオーバは一定となる。この目的で、ディスポーザブルノズル（ディスポーザブルティップ）を用いた分析方法が知られている。しかし、ディスポーザブルノズルは、強度，加工精度の観点から、微細な構造を作成することは難しい。また、ディスポーザブルノズルは使い捨てのためランニングコストが上昇するという問題もある。

本発明の目的は、ディスポーザブルノズルを使うことなく、キャリーオーバを低いレベルで一定化する分注方法及びそれを用いた自動分析装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の構成は以下の通りである。

十分な強度をもった母材料として、たとえばステンレススチールを用い、これ自体を溶解可能な溶液で洗浄し、かつ洗浄後に表面に高分子材料を塗布することにより、表面を保護し、ある設定された間隔において、再び高分子材料を母材とともに溶解することにより、再現性のよい表面を構築する。

洗浄時間を長くもうけたり、処理液中にあらかじめ洗剤を混ぜて置くなどの処置を施さずに、キャリーオーバを低減することができる。

以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。

本実施例では、図１に、特許第３６６０１４８号における試料分注プローブを備えるような分析装置１０１の応用として示す。また、図２ａに第一処理、図２ｂに第二処理、図２ｃに試料分注の各工程での模式図を示す。さらに、図３ａ，図３ｂ，図３ｃに図２で示した各工程における分注プローブの表面状態の模式図を示す。分注プローブの素材はステンレススチール（ＳＵＳ３０４）で、引き抜き成形および研磨，電解研磨により作成される。まず、分注機構１１１を第一処理液２０３の入った第一処理槽１３１上へ回転移動，下降し、第一処理液２０３中に浸漬する。この際分注プローブ２０１を第一処理液２０３に浸漬する領域２０４は、試料２２３を分注する際に分注プローブ２２１の浸漬する領域２２４を十分に満たすものとする。例えば、分注プローブ２２１には液面検知機能により、先端から最大３mmの領域において液面下に没するように制御される場合、この領域224を十分にカバーするように、例えば液面以下５mmまで没するように第一処理液２０３に浸漬する。次に、第一処理液２０３を吸引し、分注プローブ２０１の内部を第一処理液203
で満たす。この際吸引する第一処理液２０３の量は、システム１０１における試料の最大分注量を十分に満たしている必要がある。例えば、最大試料吸引量が１００μｌの場合においては、第一処理液２０３を例えば１５０μｌ程度吸引する。吸引にあたっては、吸引速度は内部における速度分布が発生しないように、当該分注プローブ２０１に接続されたシリンジにおける最低速度、例えば２０μｌ／sec 程度で準静的に吸引する。また、洗浄にあたっては、複数回吸引吐出を繰り返しても良い。この場合、第一処理液２０３を吸引した後、分注機構１１１を上昇，回転移動し、廃液可能位置、例えば定常的に使用する洗浄槽１３３にて廃液すればよい。この工程により、分注プローブ３０１の表面に吸着している試料由来の残留物３０４を除去するとともに、分注プローブ３０１の素材表面に形成されている保護層３０３を除去する。第一処理液２０３としては、生体試料分析の滅菌材料として一般的に利用される次亜塩素酸のほか、過酸化水素水やオゾン水を用いてもよい。次に、分注機構１１１を定常的に使用する洗浄槽１３３へ移動し、吸引した第一処理液２０３を吐出する。

次に、分注機構１１１を第二処理液２１３の入った第二処理槽１３２上へ回転移動，下降し、第二処理液２１３中に浸漬する。この際分注プローブ２１１を第二処理液２１３に浸漬する領域２１４は、第一処理液２０３に浸漬した領域２０４を十分に満たすものとする。例えば、分注プローブ２０１の第一処理液２０３への浸漬時に、液面検知機能により、先端から最大５mmの領域において液面下に没するように制御される場合、この領域204を十分にカバーするように、液面以下７mmまで没するように第二処理液２１３に浸漬する。次に、第二処理液２１３を吸引し、分注プローブ２１１の内部を第二処理液２１３で満たす。この際吸引する第二処理液２１３の量は、第一処理液２０３の吸引量を十分に満たしている必要がある。例えば、第一処理液２０３が１５０μｌの場合においては、第二処理液２１３を例えば２００μｌ程度吸引する。吸引にあたっては、吸引速度は内部における速度分布が発生しないように、当該分注プローブ２１１に接続されたシリンジにおける最低速度、たとえば２０μｌ／sec 程度で準静的に吸引する。

この動作により、分注プローブ３２１の素材表面に第二処理液２１３に起因する保護層３２３を形成する。保護層３２３を形成するための第二処理液２１３としては、特開平７−２８０８１３号に示されるポリオキシエチレンアルキルエーテル溶液，蛋白溶液，リン脂質溶液，レシチンを分散させた溶液等がある。第二処理液２１３を吸引したのち、一定時間、例えば５分間吸引状態で停止後、分注機構１１１を上昇，回転移動し、廃液可能位置、例えば定常的に使用する洗浄槽１３３にて廃液すればよい。次に、内部の液体をシリンジ側に吸引したのち、分注プローブ１１１を定常的に使用する洗浄槽１３３の減圧エリアに移動し、水分を蒸発させ乾燥させる。内部に形成された洗浄剤に含まれる成分がノズル内部に固着することにより、その後の分注動作において保護層として作用することで、物質の吸着を制御することが可能となる。また、これらの工程を行う際、第一処理液の温度を高く、例えば３５℃に制御し、第二処理液の温度を低く、例えば１０℃に制御することにより、洗浄効果を高めるとともに、保護層の形成を促進することができる。

次に、分注プローブの洗浄効果を保つために好ましいと考えられる処理液の管理方法について示す。図４において、処理液４２１は処理液タンク４０２に保管されており、洗浄プロセスが発生した際に、流路切替え弁４１１を処理液タンク４０２とシリンジ４１４とをつなぐ状態とし、シリンジ４１４にて処理液４２１を処理液タンク４０２から吸引する。このとき吸引する処理液４２１の量は、洗浄プロセスで使用する処理液量に加えて、処理液タンク４０２から処理液補給口４１３の先端までの容量を十分に満たしている必要がある。次に、流路切替え弁４１１を処理液補給口４１３とシリンジ４１４とをつなぐ状態とし、シリンジ４１４にて、先に吸引した処理液４２２を処理槽４０１へ吐出する。このとき、流路切替え弁４１２は、吐出した処理液４２２が排出されないように閉じている必要がある。次に、洗浄プロセス終了後、流路切替え弁４１２を開放し、廃液タンク４１５へ使用後の処理液４２３を排出する。

以上のような機能を実施することにより、処理液４２１の過剰使用や、劣化を最小限に抑えることが可能となる。

実施例１における分析装置を説明した図。実施例１における分注プローブと第一処理槽との関係を説明した図。実施例１における分注プローブと第二処理槽との関係を説明した図。実施例１における分注プローブと試料容器との関係を説明した図。実施例１における分注プローブと試料由来の残留物との関係を説明した図。実施例１における第一処理実施後の分注プローブ状態を説明した図。実施例１における第二処理実施後の分注プローブ状態を説明した図。実施例２における処理液の管理方法を説明した図。

符号の説明

１０１分析装置
１０２制御部
１０３，１０４，１０５検体輸送システム
１１１，１１２分注機構
１２１反応層
１２２試薬ディスク
１２３試料分注用検体輸送システム
１３１，２０２第一処理槽
１３２，２１２第二処理槽
１３３定常的に使用する洗浄槽
２０１，２１１，２２１，３０１，３１１，３２１分注プローブ
２０３第一処理液
２０４第一処理液への浸漬領域
２１３第二処理液
２１４第二処理液への浸漬領域
２２２試料容器
２２３試料
２２４試料への浸漬領域
３０２，３１２，３２２分注プローブの素材
３０３，３２３保護層
３０４試料由来の残留物
４０１処理槽
４０２処理液タンク
４１１，４１２流路切替え弁
４１３処理液補給口
４１４シリンジ
４１５廃液タンク
４２１，４２２，４２３処理液

Claims

液体を収容する容器と、
該容器から別の容器に前記液体を所定量分注する金属材料からなる分注プローブを備えた自動分析装置において、
前記分注プローブの移動軌道上に設置され、前記分注プローブの表面に保護層を形成するコンディショニング液で処理する第２の処理手段と、
前記分注プローブの移動軌道上に設置され、前記分注プローブの少なくとも前記液体と接する表面の金属材料を前記保護層と共に溶解する洗浄液で処理する第１の処理手段と、
前記第１の処理手段および前記第２の処理手段による処理を予め定めた一定間隔で実行するよう制御する制御手段と、を備えた自動分析装置。
請求項１記載の自動分析装置において、
前記分注プローブはステンレススチールからなり、
前記洗浄液として、次亜塩素酸，過酸化水素水，オゾン水のいずれかを用いる自動分析装置。
請求項１記載の自動分析装置において、
前記分注プローブが容器に収容された液体と接触するよりも遅い速度で、前記コンディショニング液または前記洗浄液と前記分注プローブを接触させるプローブ駆動機構を備えた自動分析装置。
請求項１記載の自動分析装置において、
前記洗浄液の温度を所定の温度よりも高く、前記コンディショニング液の温度を所定の温度よりも低く制御した自動分析装置。
請求項１記載の自動分析装置において、
前記分注プローブが前記容器中の液体と接触する領域よりも大きい領域に対して、前記コンディショニング液または前記洗浄液を接触させる自動分析装置。
液体を収容する容器と、
該容器から別の容器に前記液体を所定量分注する金属材料からなる分注プローブを備えた自動分析装置の制御方法において、
前記分注プローブの表面に保護層を形成する第一の工程と、
前記分注プローブの少なくとも前記液体と接する表面の金属材料を前記保護層と共に溶解する洗浄液で処理する第二の工程と、
前記第１の処理工程および前記第２の処理工程を、予め定めた一定間隔で実行する第三の工程と、を有する自動分析装置の制御方法。