JP5255553B2 - 自動分析装置用分注ノズル及びそれを搭載した自動分析装置 - Google Patents
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Description
Si−R1−(OCH2CH2)n−O−R2(nは2以上の正の整数、R1は炭化水素基、R2はH又はCH3)
で示されるポリエチレングリコールを有するケイ素誘導体が化学吸着しているものである。
(a) スパッタリング又は薬液塗布及び乾燥を用いて分注ノズルの表面に酸化ケイ素層を形成する工程、
(b) 分注ノズルの表面に形成した酸化ケイ素層を洗浄する工程、
(c) 洗浄した分注ノズルを下記一般式
R1R2R3Si−R4−(OCH2CH2)n−O−R5(R1、R2、R3はケイ素の置換基、R4は炭化水素基、R5はH又はCH3、nは2以上の正の整数)
で表されるシラノール基前駆体を有するポリエチレングリコール誘導体の溶液に浸漬する工程、
(d) 分注ノズルの処理された表面を溶媒で洗浄する工程、
(e) 洗浄した前記分注ノズルの表面を乾燥する工程を有する。
R1R2R3Si−R4−(OCH2CH2)n−O−R5 …(1)
最初に、解析の信頼性を高めるため、平面基板を用いて効果の検証を行った。用いた基板は、10nmの厚さの酸化ケイ素(SiO2)層を最表面層に有するSUS基板である。基板の大きさは10mm×10mm×0.5mmで、効果の検証のための測定面は10mm×10mmの面を用いた。
実験の工程フローを図3に示す。
工程1.SUS表面にSiO2層を形成。
まず、ステンレススチール(SUS)表面に残存する油脂を除去するため、アルカリ性の溶剤で脱脂した。その後、酸素(O2)を反応性ガス、Arを放電ガスとする、DCマグネトロンスパッタリング装置を用い、Siをスパッタリングした。SiO2の成膜条件は以下の通りである。チャンバ内の到達真空度は、5×10-5Torrであり、ヒーター設定温度は423Kとした。その結果、SiO2の成膜速度は、0.2nm/秒である。こうして、SUS表面にSiO2層を10nm形成した。なお、スパッタリングでなく、薬液(SOG:Spin On Glass、塗布ガラス)の塗布乾燥によってもSiO2層は形成できる。
具体的には、基板をエタノール中で15分間超音波洗浄した。この状態で、水に対する接触角を協和界面科学製Drop Master 500により測定した。基板表面にシリンジを利用して純水0.5μLを滴下し、着滴から1秒後の静的接触角を3点法で測定した。その結果、基板の接触角は10±1°であった。これにより表面が清浄となっていることを確認した。
具体的には、工程2までで清浄化処理された基板を2−メトキシポリエチレンオキシプロピルトリメトキシシラン(2-[METHOXY(POLYETHYLENEOXY)PROPYL]TRIMETHOXYSILANE)により、シランカップリング処理した。2−メトキシポリエチレンオキシプロピルトリメトキシシランの3mMトルエン溶液を調整し、そこに濃塩酸(約35%)を0.8mL/Lの濃度になるよう滴下し攪拌した。こうして調整したシランカップリング剤の溶液に工程2で調整した基板を30分間浸漬した。
(CH3O)3Si−C3H6−(OCH2CH2)6-9−OCH3 …(2)
基板を溶液から引き上げ、トルエンで1回洗浄、エタノールで2回洗浄後、水洗を2回行い、2分間、水中で超音波洗浄した。その後、窒素ブローで乾燥した。以下、このようにして作製された基板をPEG溶液浸漬基板ともいう。
本発明による表面処理の効果を検証するために、参照用として以下の2枚の基板を用意した。
まず、1枚目の参照基板の処理手順について説明する。先に述べた工程1の方法で、ステンレススチール基板にスパッタリングによりSiO2膜を形成した。このSiO2層の膜厚は10nmとした。次に、この板をエタノール中で15分間超音波洗浄した。この状態で水に対する接触角を上記と同様の方法により測定した。その結果、基板の水に対する接触角は10±1°であった。これにより表面が清浄となっていることを確認した。このSiO2膜を形成した基板を参照基板1とした。
2枚目の参照基板としてステンレススチール基板を用意し、1%NaOH水溶液で15分間超音波洗浄し、その後にエタノールで15分間超音波洗浄を行った。この洗浄を行ったステンレススチール基板を参照基板2とした。
生体高分子の吸着抑制効果の検証は、BSA(ウシ血清アルブミン)の吸着試験によって行った。まずBSAの2.5g/L溶液を用意した。溶媒としてはダルベッコリン酸緩衝溶液を用いた。作成した溶液に、準備した基板を30分間浸漬した。基板を引き上げ後、まずダルベッコリン酸緩衝溶液で十分に洗浄した。次いで、純水で十分に洗浄した。最後に窒素ブローにより乾燥させた。
R1R2R3Si−R4−(OCH2CH2)n−O−R5 …(3)
本実施例では、分注ノズルに実験例と同様の処理を行う場合について説明する。まずステンレススチール製分注ノズルの表面に、実験例と同様の方法でスパッタリングによりSiO2層を形成した。処理する領域は、図1の分注ノズルの端部105及び検体に浸漬される領域104とした。本実施例では、処理されたノズル先端部の外径は0.5mm、内径は0.3mmであり、先端10mmの領域にSiO2層を10nmの厚さに形成した。分注ノズル全面を処理することも可能であるが、処理する領域を浸漬される部分に限定することでコストを低減することが出来る。
図6は、本発明による自動分析装置の構成例を示す図であり、次にその基本構成を述べる。検体収納部機構1には、一つ以上の検体容器25が配置されている。ここでは、ディスク状の機構部に搭載された検体収納部機構である検体ディスク機構の例で説明するが、検体収納部機構の他の形態としては自動分析装置で一般的に用いられている検体ラック又は検体ホルダー状の形態であってもよい。またここで言う検体とは、反応容器で反応させるために使用する被検査溶液のことを指し、採集検体原液でもよく、またそれを希釈や前処理等の加工処理をした溶液であってもよい。検体容器25内の検体は、検体供給用分注機構2の検体分注ノズル27によって抽出され、所定の反応容器に注入される。検体分注ノズルは、実施例1に記述した方法で2−メトキシポリエチレンオキシプロピルトリメトキシシラン(2-[METHOXY(POLYETHYLENEOXY)PROPYL]TRIMETHOXYSILANE)により表面処理した。試薬ディスク機構5は、多数の試薬容器6を備えている。また、機構5には、試薬供給用分注機構7が配置されており、試薬は、この機構7の試薬分注ノズル28によって、吸引され所定の反応セルに注入される。10は分光光度計、26は集光フィルタつき光源であり、分光光度計10と集光フィルタつき光源26の間に、測定対象を収容する反応ディスク3が配置される。この反応ディスク3の外周上には、例えば、120個の反応セル4が設置されている。また、反応ディスク3の全体は、恒温槽9によって、所定の温度に保持されている。11は反応セル洗浄機構であり、洗浄剤容器13から洗浄剤が供給され、セル内の吸引は吸引ノズル12で行う。
図11に、本実施例で用いる自動分析装置の概略図を示す。本実施例では、図6に示した自動分析装置の構成に、第一処理液槽401と第二処理液槽402が追加されている。また図11の分注ノズル27はステンレススチール製分注ノズルであり、表面にSiO2層を10nm形成したものを用いた。
Claims (4)
- それぞれが検体を収納する複数の検体容器と、
それぞれが試薬を収納する複数の試薬容器と、
検体と試薬が注入される複数の反応セルと、
検体分注ノズルを備え、前記検体容器中の検体を前記反応セルに分注する検体分注機構と、
試薬分注ノズルを備え、前記試薬容器中の試薬を前記反応セルに分注する試薬分注機構と、
前記検体分注ノズルと前記反応セル間の静電容量を測定する静電容量測定手段とを有し、
前記検体分注ノズルは、金属製のノズル本体と、前記ノズル本体の外側の表面に酸化ケイ素層とを有し、その酸化ケイ素層に対して、下記一般式
Si−R1−(OCH2CH2)n−O−R2(nは2以上の正の整数、R1は炭化水素基、R2はH又はCH3)
で示されるポリエチレングリコールを有するケイ素誘導体が化学吸着しており、
前記静電容量測定手段は、前記酸化ケイ素層及びケイ素誘導体を介して前記静電容量を測定することを特徴とする自動分析装置。 - 請求項1に記載の自動分析装置において、前記ポリエチレングリコール誘導体が化学吸着している前記検体分注ノズルの領域は、分注動作時に前記検体分注ノズルが検体に浸漬される領域よりも大きいことを特徴とする自動分析装置。
- 請求項1に記載の自動分析装置において、前記検体分注ノズルに対して前記ポリエチレングリコール誘導体を化学吸着処理する機構を備えることを特徴とする自動分析装置。
- 請求項1に記載の自動分析装置において、前記ポリエチレングリコール誘導体が、2−メトキシポリエチレンオキシシラン誘導体であることを特徴とする自動分析装置。
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