JP6057754B2 - 臨床用自動分析装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、臨床用自動分析装置および方法に関する。

本技術分野の背景技術として、例えば、特開平７−２６０７９９号公報（特許文献１）がある。この公報には、ノズルを容器側面へ近接、または、接触させて、ノズル先端開口部より吐出された液体を容器側面へ付着させることで吐出を行うことが記載されている。

また、本技術分野の背景技術として、特開２０１１−２０９１５３号公報（特許文献２）がある。この公報には、試薬格納部に空気で圧力をかけて、ノズル先端から液体を微小な液滴として吐出することで微量分注を行うことが記載されている。

さらに、本技術分野の背景技術として、特開２００５−８７８５５号公報（特許文献３）がある。この公報には、流路後方から吐出する液体をノズルに供給し、そのノズル内部の液体を別の流路で供給する空気によって、吐出することが記載されている。

さらに、本技術分野の背景技術として、特開平６−２７３４２６号公報（特許文献４）がある。この公報には、吸引、吐出動作を行う定注器を、第１切換弁を介して、水供給手段および水充填ラインの一端と接続させる一方、その水充填ラインの他端を、第２切換弁を介して、サンプリングラインと空気圧送ラインとに接続させ、そのサンプリングラインの先端にはサンプルカップと対応する可動式のノズルを取り付ける一方、前記空気圧送ラインには圧力検出手段を設けることが記載されている。

さらに、本技術分野の背景技術として、特開平４−２９６６５５号公報（特許文献５）がある。この公報には、ノズル管が液を上流から供給するポンプに接続され、エア供給管からの空気により液体を吐出することが記載されている。

さらに、本技術分野の背景技術として、特開平９−１８９７０４号公報（特許文献６）がある。この公報には、試薬配管の一方に試薬容器および試薬ポンプ機構、他方に試薬ノズルおよび液面測定系および液分離機構をもち、液面測定系の信号に基づいてポンプ機構を逆転して試薬の引き戻し過程で液分離機構を動作させて、一定量の試薬を分注することが記載されている。

さらに、本技術分野の背景技術として、特公昭５９−３３２１１号公報（特許文献７）がある。この公報には、洗浄液を満たしたノズルにまず空気を注入し、次いで試料を注入することと、反応容器には、まず試料を吐出し、後続して空気を吐出することで試料全部を吐出することが記載されている。

特開平７−２６０７９９号公報 特開２０１１−２０９１５３号公報 特開２００５−８７８５５号公報 特開平６−２７３４２６号公報 特開平４−２９６６５５号公報 特開平９−１８９７０４号公報 特公昭５９−３３２１１号公報

特許文献1に記載されている技術では、吐出量が1μL以下のような極微量である場合、吐出速度が十分ではないためノズルから押し出された液体がノズル先端、または、ノズル周囲に付着してしまう。

また、特許文献２、特許文献３、特許文献６に記載されている技術は、扱う液体が1種類であることを前提としており、吸引、吐出する量によっては、液体を確実に吐出できない。

さらに、特許文献４、特許文献５に記載されている技術では、微少量の液体を確実に吐出できない。

さらに、特許文献７の吐出手段であると、十分に早い速度で吐出することが困難である。また、吐出する量によっては、ノズル先端に液体が付着してしまう。

本発明の目的は、微少量および従来装置と同様の分注量を同時に扱うことのできる分注方式を提供するとともに、微小量の分注では、ノズル内部の吐出を精度良く行うことを可能にする技術を提供することである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。

本発明の一実施の形態は、試料と試薬とを混合して反応させた溶液の測定を行う臨床用自動分析装置であって、前記試料または前記試薬を吸引、吐出するノズルに接続されたシリンジを有する。さらに、前記ノズルが吸引した前記試料または前記試薬を吐出可能とする空気供給部を有する。さらに、前記ノズルは、前記試料または前記試薬の吸引量または吐出量が所定量以下の場合は、少なくとも空気供給部からノズル先端までの流路を一時的に空気に置換して、前記シリンジの吸引動作により前記試料または前記試薬をノズル内部に吸引し、その後、吸引した前記試料または前記試薬の体積以上の空気を前記空気供給部から圧送することによって、ノズル内部に吸引した前記試料または前記試薬の全量を吐出する。さらに、前記ノズルは、前記試料または前記試薬の前記吸引量または前記吐出量が所定量以下ではない場合は、前記ノズル内部を空気に置換させず、前記シリンジ内部の液体を充填させた状態で、前記シリンジの吸引動作で前記試料または前記試薬の吸引を行い、前記シリンジの吐出動作で前記試料または前記試薬の吐出を行う。

また、他の実施の形態では、試料と試薬とを混合して反応させた溶液の測定を行う臨床用自動分析方法であって、判定部により、前記試料または前記試薬の吸引量または吐出量が所定量以下か否かを判定する判定ステップを有する。さらに、前記判定ステップにて、前記試料または前記試薬の吸引量または吐出量が所定値以下と判定した場合は、少なくとも空気供給部からノズル先端までの流路を一時的に空気に置換して、シリンジの吸引動作により前記試料または前記試薬をノズル内部に吸引し、その後、吸引した前記試料または前記試薬の体積以上の空気を前記空気供給部から圧送することによって、ノズル内部に吸引した前記試料または前記試薬の全量を吐出し、前記判定ステップにて、前記試料または前記試薬の吸引量または吐出量が所定値以下ではないと判定した場合は、前記ノズル内部を空気に置換させず、前記シリンジ内部の液体を充填させた状態で、前記シリンジの吸引動作で前記試料または前記試薬の吸引を行い、前記シリンジの吐出動作で前記試料または前記試薬を吐出する分注ステップを有する。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

本発明によれば、微少量および従来装置と同様の分注量を同時に扱うことのできる分注方式を提供できる。さらに、微小量の分注では、ノズル内部の吐出を精度良く行うことができる。

本発明の一実施の形態における臨床用自動分析装置の分注機構の構成例の概要を示す図である。 図１の分注機構において、分注量が多い場合の分注動作の動作例を示す図である。 図１の分注機構において、分注量が微量である場合の分注動作の動作例を示す図である。 図１の分注機構において、攪拌動作の動作例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

＜構成例＞
図１は、本発明の一実施の形態における臨床用自動分析装置の分注機構の構成例の概要を示す図である。図１において、分注機構は例えば、ノズル１０１と、ノズル１０１に接続されるシリンジ１０２と、給水部１０３と、この給水部１０３からの液体を供給する液体流路１０５と、液体制御弁１０４と、空気供給部１０６と、この空気供給部１０６からの空気を供給する空気流路１０７と、空気制御弁１０８と流路接続部１１０と、圧力センサ１１１とを有する。

ノズル１０１は、試料（たとえば、検査や分析に用いる血清など）または、この試料と混合し反応させるための試薬を吸引し、吐出する。

シリンジ１０２は、内部にあるプランジャーが上下に動作することで、ノズル１０１内に定量の試薬、試料、精製水などを吸引、吐出させる。なお、定量するための機構としてシリンジ１０２を用いたが、提供を吸引、吐出可能な他の機構でもよい。また、ディスポチップを装着するノズルの場合でも、同様の効果を得ることができる。

給水部１０３は、液体流路１０５と流路接続部１１０とを介して精製水をノズル１０１へ供給する。

液体制御弁１０４は、給水部１０３から供給されるノズル１０１への液体の開放または閉口をする。

空気供給部１０６は、空気流路１０７と流路接続部１１０とを介してノズル１０１へ空気を圧送することで、ノズル１０１が吸引した試料または試薬を吐出可能とする。

空気制御弁１０８は、空気供給部１０６から圧送されるノズル１０１への空気の開放または閉口をする。

圧力センサ１１１は、ノズル１０１の吸引時および吐出時の圧力を監視することで吸引および吐出状態を監視し、臨床用自動分析装置はこの圧力を元に分注が正常に行われたか否かを判定する。

＜分注動作＞
図２は、図１の分注機構において、分注量が多い場合の分注動作の動作例を示す図である。

まず、判定部１１５が、分注量が所定値以下か否かを判定する判定ステップを行う。図２の例では、判定部１１５は、分注量が所定値（たとえば、１μＬ）以下ではないと判定するため、分注量が多い場合の分注動作（分注ステップに相当する）をする。

次に、ノズル１０１の内部を洗浄するために、初期動作として、液体制御弁１０４が開放された後、給水部１０３は、液体流路１０５と流路接続部１１０とを介して精製水をノズル１０１へ供給する。

次に、シリンジ１０２の内部を精製水で充填させた状態で、シリンジ１０２の内部にあるプランジャーが下方に動作することで、液体流路１０５を介してノズル１０１内の精製水を微量だけシリンジ１０２内へ吸引する。

次に、ノズル１０１は、吸引対象（たとえば、試薬または試料）を吸引可能な位置まで移動する。

次に、ノズル１０１は、シリンジ１０２の吸引動作により吸引対象の吸引を行う。より詳細には、ノズル１０１は、シリンジ１０２の内部にあるプランジャーが下方に動作することで、吸引対象を吸引する。なお、この吸引する吸引対象の量は、吐出する量より数μＬだけ多い。

次に、臨床用自動分析装置は、ノズル１０１の吸引時の圧力を元に、分注動作が正常に行われたか否かを判定する。なお、圧力センサ１１１が監視する吸引時の圧力が所定の値を上回っている場合に、臨床用自動分析装置は、分注動作が正常に行われていないと判定する。

次に、ノズル１０１は、吐出位置１１２まで移動する。そして、ノズル１０１は、シリンジ１０２の吐出動作により、吸引した吸引対象を吐出する。より詳細には、ノズル１０１は、シリンジ１０２の内部にあるプランジャーが上方に動作することで、ノズル１０１内の吸引対象を反応容器１１４へ吐出する。なお、この吐出をする量は、吸引をする量より数μＬだけ少ない。よって、ノズル１０１内部には吸引対象が残存している。

次に、臨床用自動分析装置は、ノズル１０１の吐出時の圧力を元に、分注動作が正常に行われたか否かを判定する。なお、圧力センサ１１１が監視する吐出時の圧力が所定の値を上回っている場合に、臨床用自動分析装置は、分注動作が正常に行われていないと判定する。

分注動作終了時には、ノズル１０１は、洗浄装置１１３がある洗浄位置まで移動する。そして、液体制御弁１０４が開放され、給水部１０３は、液体流路１０５と流路接続部１１０とを介して精製水をノズル１０１へ供給する。これによって、ノズル１０１の内部が洗浄される。なお、給水部１０３としては、給水ポンプを適用してもよい。

図３は、図１の分注機構において、分注量が微量である場合の分注動作の動作例を示す図である。

まず、判定部１１５が、分注量が所定値（たとえば、１μＬ）以下か否かを判定する判定ステップを行う。図３の例では、判定部１１５は、分注量が所定値以下であると判定するため、分注量が少ない場合の分注動作（分注ステップに相当する）をする。

分注量が少ない場合の分注動作では、まず、ノズル１０１の内部を洗浄するために、初期動作として、液体制御弁１０４が開放された後、給水部１０３は、液体流路１０５と流路接続部１１０とを介して精製水をノズル１０１へ供給する。

次に、精製水にてノズル１０１の内部を洗浄後、空気制御弁１０８が開放される。そして、空気流路１０７を介して、空気供給部１０６からノズル１０１へ空気を圧送し、少なくとも空気供給部からノズル先端までの流路を一時的に空気に置換することで、ノズル１０１内の精製水を洗浄装置１１３へ吐出する。なお、空気供給部１０６は、空気ポンプを適用してもよい。

次に、ノズル１０１は、吸引対象が吸引可能な位置まで移動する。

次に、ノズル１０１は、シリンジ１０２の吸引動作により、吸引対象の吸引を行う。より詳細には、ノズル１０１は、シリンジ１０２の内部にあるプランジャーが下方に動作することで、ノズル１０１内へ吸引対象を吸引する。なお、この吸引する吸引対象の量は、圧力センサ１１１が吸引異常を検出できる量である。

次に、臨床用自動分析装置は、ノズル１０１の吸引時の圧力を元に、分注動作が正常に行われたか否かを判定する。

次に、ノズル１０１は、吐出位置１１２まで移動する。そして、ノズル１０１は、シリンジ１０２の吐出動作により、吸引した吸引対象を吐出する。より詳細には、ノズル１０１は、シリンジ１０２の内部にあるプランジャーが上方に動作することで、ノズル１０１内の吸引対象を反応容器１１４へ吐出する。

次に、ノズル１０１は、洗浄装置１１３がある洗浄位置まで移動する。その後、空気制御弁１０８が開放される。これによって、空気流路１０７と流路接続部１１０とを介して、空気を空気供給部１０６からノズル１０１へ圧送することで、ノズル１０１内に残存する吸引対象を洗浄装置１１３へ吐出する。

次に、ノズル１０１は、吸引対象を吸引可能な位置まで移動する。

次に、ノズル１０１は、シリンジ１０２の吸引動作により、吸引対象の吸引を行う。

次に、ノズル１０１は、吐出位置１１２まで移動する。その後、空気制御弁１０８が開放される。そして、空気流路１０７と流路接続部１１０とを介して、吸引した吸引対象の体積以上の空気を空気供給部１０６からノズル１０１へ圧送することによって、ノズル１０１内部に吸引した吸引対象の全量を吐出する。なお、この反応容器１１４に吐出する際にノズル１０１へ圧送される空気の圧力は、洗浄装置１１３に吐出する際にノズル１０１へ圧送される空気の圧力よりも高い。

次に、ノズル１０１の内部を洗浄するために、液体制御弁１０４が開放される。そして、給水部１０３は、精製液をシリンジ１０２内へ供給する。

なお、圧力センサ１１１により吸引時および吐出時の圧力を監視し圧力センサが監視した圧力を元に分注が正常に行われたか否かを判定することは、上述した分注動作にて必ずしも行う必要はない。

＜攪拌動作＞
図４は、図１の分注機構において、攪拌動作の動作例を示す図である。図４では、ノズル内には、試料が入っている。

まず、空気制御弁１０８が開放される。これによって、空気流路１０７と流路接続部１１０とを介して、空気を空気供給部１０６からノズル１０１へ圧送することで、ノズル１０１内の試料を反応容器１１４へ吐出する。

次に、ノズル１０１は、試薬を吸引可能な位置まで移動する。

次に、ノズル１０１は、シリンジ１０２の吸引動作により、ノズル１０１内へ試薬を吸引する。

次に、ノズル１０１は、吐出位置１１２まで移動する。その後、空気制御弁１０８が開放される。そして、空気流路１０７と流路接続部１１０とを介して、微量の空気を空気供給部１０６からノズル１０１へ圧送することで、ノズル１０１内の微量の試薬を反応容器１１４へ吐出する。

その後、所定間隔ごとに空気制御弁１０８の開放と閉口とを交互に行い、ノズル１０１
から反応容器１１４に吐出された溶液に断続的に空気を吹き付ける。

ノズル１０１から吹き付けられる空気により、反応容器１１４内の液面に液面運動が起こり、これにより、反応容器１１４内の溶液が混合される。

なお、この攪拌動作は上述した分注動作と必ずしも組み合わせて行う必要はなく、単独で適用するようにしても良い。

＜本実施の形態の効果＞
以上説明した本実施の形態における臨床用自動分析装置によれば、試料または試薬の吸引量または吐出量が所定量以下の場合は、少なくとも空気供給部からノズル先端までの流路を一時的に空気に置換して、シリンジ１０２の吸引動作により試料または試薬をノズル１０１内部に吸引し、その後、吸引した試料または試薬の体積以上の空気を空気供給部１０６から圧送することによって、ノズル１０１内部に吸引した試料または試薬の全量を吐出し、試料または試薬の吸引量または吐出量が所定量以下ではない場合は、ノズル１０１内部を空気に置換させず、シリンジ１０２内部の液体を充填させた状態で、シリンジ１０２の吸引動作で試料または試薬の吸引を行い、シリンジ１０２の吐出動作で試料または試薬を吐出し、微少量および従来装置と同様の分注量を同時に扱うことのできる分注方式を提供できるととともに、微小量の分注では、ノズル内部の吐出を精度良く行うことができる。

また、ノズル１０１の吸引時および吐出時の圧力を監視する圧力センサ１１１が監視した圧力を元に分注が正常に行われたか否かを判定することで、吸引量，吐出量が微量である場合であっても、吸引，吐出可能な対象かを判定できる。

また、反応容器１１４内に吐出された溶液の混合を、空気供給部１０６により、断続的に空気を吹き付けることで、反応容器１１４内の液面に液面運動が起こり、これにより、反応容器１１４内の溶液が混合され、攪拌用の機器がなくても、攪拌できるようになる。

以上、本発明によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１０１ ノズル
１０２ シリンジ
１０３ 給水部
１０４ 液体制御弁
１０５ 液体流路
１０６ 空気供給部
１０７ 空気流路
１０８ 空気制御弁
１１０ 流路接続部
１１１ 圧力センサ
１１２ 吐出位置
１１３ 洗浄装置
１１４ 反応容器
１１５ 判定部

Claims (6)

1. 試料と試薬とを混合して反応させた溶液の測定を行う臨床用自動分析装置であって、
   前記試料または前記試薬を吸引、吐出するノズルに接続されたシリンジと、
   前記ノズルに空気を供給して、前記ノズルが吸引した前記試料または前記試薬を吐出可能とする空気供給部と、
   前記ノズルに液体を供給する液体供給部と、
   前記試料または前記試薬の吸引量または吐出量が所定量以下であるか否かを判定する判定制御部と、を有し、
   前記判定制御部は、前記試料または前記試薬の吸引量または吐出量が所定量以下であると判定した際に、前記空気供給部から空気を供給して少なくとも前記空気供給部から前記ノズル先端までの流路を一時的に空気に置換させた状態で、前記シリンジが有するプランジャーを動作させることにより、前記試料または前記試薬を前記ノズル内部に吸引し、その後、吸引した前記試料または前記試薬の体積以上の空気を前記空気供給部が前記ノズルに供給するように制御することによって、前記ノズル内部に吸引した前記試料または前記試薬の全量を吐出させる第一の動作制御と、前記試料または前記試薬の前記吸引量または前記吐出量が所定量以下ではないと判定した際に、前記液体供給部から前記液体を前記シリンジ内部に充填させた状態で、前記シリンジが有する前記プランジャーを動作させることにより、前記試料または前記試薬を吸引、吐出する第二の動作制御を切り替えて実施する、臨床用自動分析装置。
2. 請求項１に記載の臨床用自動分析装置において、
   吸引時および吐出時の前記ノズル内の圧力を監視する圧力センサをさらに有し、
   前記判定制御部は、前記圧力センサが監視した圧力に基づいて分注が正常に行われたか否かを判定する、臨床用自動分析装置。
3. 請求項１または２に記載の臨床用自動分析装置において、
   前記判定制御部は、反応容器に吐出された溶液に断続的に空気を吹き付けるように前記空気供給部を動作させる、臨床用自動分析装置。
4. 試料または試薬を吸引、吐出するノズルに接続されたシリンジと、前記ノズルに空気を供給して、前記ノズルが吸引した前記試料または前記試薬を吐出可能とする空気供給部と、前記ノズルに液体を供給する液体供給部と、前記試料または前記試薬の吸引量または吐出量が所定量以下であるか否かを判定する判定制御部と、を有し、前記試料と前記試薬とを混合して反応させた溶液の測定を行う臨床用自動分析装置を用いた臨床用自動分析方法であって、
   前記判定制御部が、前記ノズルの前記試料または前記試薬の吸引量または前記ノズルの前記試料または前記試薬の吐出量が所定量以下であるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにて、所定量以下であると判定した際に、前記判定制御部が、前記空気供給部から空気を供給させて少なくとも前記空気供給部から前記ノズル先端までの流路を一時的に空気に置換させた状態で、前記シリンジが有するプランジャーを動作させることにより、前記試料または前記試薬を前記ノズル内部に吸引させ、その後、吸引した前記試料または前記試薬の体積以上の空気を前記空気供給部が前記ノズルに圧送するように制御することによって、前記ノズル内部に吸引した前記試料または前記試薬の全量を吐出させる第１の分注ステップと、
   前記判定ステップにて、所定量以下でないと判定した際に、前記液体供給部から前記液体を前記シリンジ内部に充填させた状態で、前記シリンジが有する前記プランジャーを動作させることにより、前記試料または前記試薬を吸引、吐出する第２の分注ステップと、
   を有する、臨床用自動分析方法。
5. 請求項４に記載の臨床用自動分析方法において、
   前記第１および前記第２の分注ステップは、前記判定制御部が吸引時および吐出時の前記ノズル内の圧力に基づいて分注が正常に行われたか否かを判定する、臨床用自動分析方法。
6. 請求項４または５に記載の臨床用自動分析方法において、
   前記第１および前記第２の分注ステップは、前記判定制御部が前記空気供給部を動作させて、反応容器に吐出された溶液に断続的に空気を吹き付ける、臨床用自動分析方法。

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