JP6935023B2 - 自動分析装置および洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動分析装置および洗浄方法に関する。

自動分析装置は、血液、尿、髄液等の生体試料を分析する装置である。自動分析装置において、試料、試薬を分注するノズルは、多様な試料、試薬を扱うため、それらの成分のキャリーオーバを防止するために各分注動作ごとに洗浄を行わなければならない。自動分析装置では、前記ノズルの洗浄を実施するために、洗浄槽が備えられている。従来の自動分析装置では、洗浄槽においてノズルの内壁の洗浄と、ノズルの外壁の洗浄を分注動作ごとに繰り返し行う。

一方、ノズル洗浄後の外壁表面には、洗浄水が水滴として残存している場合がある。この水滴は、次の試料、試薬分注の際に容器内の試料、試薬濃度を薄めてしまう原因になる。近年では自動分析装置において、分注精度の向上、分注液量の微量化が進んできたことにより、水滴による測定精度への影響は大きく現れるようになり、無視できないものとなっている。特に、同一の容器から複数回分注を行う試薬容器などでは、ひとつの容器に対して、例えば、数百から数千回分注動作を行うため、この水滴の持ち込みの積み重ねが濃度成分の薄まりとして大きく現れ、測定精度を低下させることが考えられる。

このような水滴に対応するための従来技術として、例えば、特許文献１には、反応容器内で化学反応させた反応液を測定して成分分析を行う自動分析装置であって、試料または試薬を吸引し、反応容器に吐出するノズルと、前記ノズルを洗浄する洗浄槽と、前記ノズルを洗浄するための洗浄水を前記洗浄槽に供給する洗浄水供給部と、圧縮空気を前記洗浄槽に供給する圧縮空気供給部と、前記ノズル、前記洗浄水供給部および前記圧縮空気供給部を制御するコントローラとを備え、前記洗浄槽は、前記洗浄水供給部から供給された洗浄水を前記洗浄槽内に吐出する洗浄水吐出口と、前記洗浄水吐出口から吐出された洗浄水の軌道上に配置され、前記圧縮空気供給部から供給された圧縮空気を前記洗浄槽内に挿入された前記ノズルに向かって吐出させる圧縮空気吐出口とを有する自動分析装置が開示されている。

国際公開第２０１７／１４５６７２号

しかしながら、上記従来技術のように、エアブローによってノズルの水滴を除去する場合には、吹き付けた空気の流れをコントロールすることが難しく、洗浄水の飛び散りを誘発する可能性がある。また、エアブローを吹き付ける空気の領域には限りがあるため、ノズルの広範囲を乾燥させようとすると水滴の残り方が安定しない場合が考えられる。他の乾燥方法として、減圧、真空吸引を用いてノズルの広範囲を乾燥させる方法を用いる場合には、空気の流れが一様に定まり、水滴の飛び散りを抑制でき、また、真空吸引効果の有効範囲、すなわち、ノズルの乾燥範囲も吸引口の形状によりコントロール可能である。しかしながら、真空吸引を用いる場合には、ノズル先端にノズル外壁に付着した水滴を集約してしまい、その水滴が次の分注へ影響を与えてしまうことが考えられる。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、ノズルの洗浄において付着する水滴を効果的に除去することができる自動分析装置および洗浄方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、分析対象の試料と試薬とを反応させる反応容器に分注対象を分注するノズルと、前記反応容器の前記試料と前記試薬の反応液を測定する測定部と、前記ノズルの洗浄を行う洗浄槽と、前記ノズル、前記測定部、及び前記洗浄槽の動作を制御する制御装置とを備えた自動分析装置において、前記洗浄槽は、前記ノズルの表面に洗浄水を吐出する洗浄位置と、前記ノズルの表面に付着した洗浄水を吸引する乾燥位置とを有し、前記制御装置は、前記ノズルの前記洗浄位置から前記乾燥位置への移動中に前記ノズルからの１回目のシステム水の吐出を行わせ、前記乾燥位置での前記ノズルの表面の洗浄水の吸引中に前記ノズルからの２回目のシステム水の吐出を行わせるものとする。

本発明によれば、ノズルの洗浄において付着する水滴を効果的に除去することができる。

本発明の一実施の形態に係る自動分析装置の全体構成を概略的に示す図である。 本発明の一実施の形態に係る自動分析装置における洗浄水の流路構成や真空吸引に係る配管構成を抜き出して概略的に示す図である。 試料分注機構および試薬分注機構の構成を概略的に示す図である。 洗浄槽の構成を概略的に示す平面図である。 洗浄槽の構成を概略的に示す図４におけるＡ−Ａ線断面図である。 ノズルによる分注対象の分注動作と洗浄処理の一連の流れを示す図である。 洗浄槽の洗浄位置における洗浄動作の流れの詳細を示す図である。 は洗浄槽の乾燥位置における乾燥動作の流れの詳細を示す図である。 洗浄処理のタイムチャートを示す図である。 洗浄動作後のシステム水の吐出（１回目）の効果を説明する図である。 洗浄動作後にシステム水の吐出を行わない場合の比較例を示す図である。 乾燥動作においてシステム水の吐出を行わない場合の本実施の形態に対する比較例を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態を図１〜図９を参照しつつ説明する。

図１は、本実施の形態に係る自動分析装置の全体構成を概略的に示す図である。また、図２は、自動分析装置における洗浄水の流路構成や真空吸引に係る配管構成を抜き出して概略的に示す図である。

図１及び図２において、自動分析装置１００は、反応容器２に試料と試薬とを各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定する装置であり、試料搬送機構８、試薬ディスク３、反応ディスク１、試料分注機構９、試薬分注機構１１，１３、攪拌機構１７，１８、分光光度計１６（測定部）、洗浄機構１５、及び、制御装置２４から概略構成されている。

反応ディスク１には、反応容器２が円周状に並んでいる。反応容器２は試料と試薬とを混合させた混合液を収容するための容器であり、反応ディスク１上に複数並べられている。反応ディスク１の近くには、分析対象の試料を収容した複数の試料容器６を搭載した試料ラック７を搬送する試料搬送機構８が配置されている。反応容器２は、例えば３７度に温度管理された熱伝導性の媒体（例えば、恒温水）で満たされた反応槽５に浸かっており、恒温水が反応槽５内を循環することによって反応容器２の温度が常に３７度に保たれる。

試薬ディスク３は、分析に用いる試薬を収容した複数の試薬ボトル４を円周上に載置可能であって、試薬ボトル４の保管庫としての役割も有しており、試薬ボトル４を保冷する機能を有している。

反応ディスク１と試料搬送機構８との間には、回転および上下動可能に構成され、試料容器６から反応容器２に試料を分注するための試料分注機構９が配置されており、先端を下方に向けて配置された試料ノズル１０を有している。試料分注機構９の稼動範囲には、試料ノズル１０を洗浄水により洗浄する洗浄槽１９が配置されている。また、反応ディスク１と試薬ディスク３との間には、水平方向への回転移動および上下動作が可能に構成され、試薬ボトル４から反応容器２に試薬を分注するための試薬分注機構１１，１３が設置されており、それぞれ、先端を下方に向けて配置された試薬ノズル１２，１４を備えている。試薬分注機構１１，１３の稼動範囲には、試薬ノズル１２，１４を洗浄水によりそれぞれ洗浄する洗浄槽２０，２１が配置されている。

反応ディスク１の周囲には、攪拌機構１７，１８や、光源（図示せず）から反応容器２の反応液を介して得られる透過光を測定することによって反応液の吸光度を測定する分光光度計１６や、使用済みの反応容器２を洗浄する洗浄機構１５等が配置されている。

攪拌機構１７，１８は、水平方向への回転動作および上下動作が可能なように構成されており、反応容器２に挿入することにより試料と試薬との混合液（反応液）の攪拌を行う。攪拌機構１７，１８の稼動範囲には、攪拌機構１７，１８を洗浄水により洗浄する洗浄槽２２，２３が配置されている。

制御装置２４はコンピュータ等から構成されており、自動分析装置１００の全体の動作を制御するとともに、血液や尿等の液体試料中の所定の成分の濃度を求める演算処理を行う。なお、図１においては、図示の簡単のため、自動分析装置１００を構成する各機構と制御装置２４との接続関係を省略して示している。

図３は、試料分注機構および試薬分注機構の構成を概略的に示す図である。

図３に示すように、試料分注機構９は分注対象である試料の吸引用の試料ノズル１０を、試薬分注機構１１，１３は分注対象である試薬の吸引用の試薬ノズル１２，１４をそれぞれ備えている。以降の説明においては、特に区別する必要がある場合を除き、試料ノズル１０と試薬ノズル１２，１４とを合わせてノズル１０，１２，１４と記載する。ノズル１０，１２，１４は、自動分析装置１００内へ流路を引き回すためのチューブ４１に接合されている。チューブ４１はノズル１０，１２，１４との接合側から順にシリンジ３６、電磁弁３７、及び、送液ポンプ３８を経由して、給水ポンプ３９へと繋がる流路を構成している。この一連の流路内（すなわち、ノズル１０，１２，１４およびチューブ４１内）は水で満たされている。以下、流路内を満たす水をシステム水と記載する。シリンジ３６にはプランジャ４０が配置されている。また、プランジャ４０にはモータ４２が接続されており、モータ４２によってプランジャ４０が駆動されることによって、ノズル１０，１２，１４での分注対象（試料や試薬）の吸引、吐出が行われる。

例えば、試料分注機構９で試料を分注する際は、電磁弁３７を閉めた状態を維持し、試料分注機構９が試料容器６から試料を吸引する位置（試料吸引位置）に移動された後、試料ノズル１０の先端が試料の液面に達した状態でプランジャ４０を吸引方向へ駆動し、試料を試料ノズル１０内に引き込む。その後、試料分注機構９を反応容器２に試料を吐出する位置（試料吐出位置）に移動し、その状態でプランジャ４０を吐出方向へ駆動して試料を反応容器２内に吐出する。試料吐出後の試料分注機構９は、ノズル１０を洗浄する洗浄槽１９に移動して洗浄処理（後述）を行う。

同様に、試薬分注機構１１，１３で試料を分注する際は、電磁弁３７を閉めた状態を維持し、試薬分注機構１１，１３が試薬ボトル４から試薬を吸引する位置（試薬吸引位置）に移動された後、試薬ノズル１２，１４の先端が試薬の液面に達した状態でプランジャ４０を吸引方向へ駆動し、試薬を試薬ノズル１２，１４内に引き込む。その後、試薬分注機構１１，１３を反応容器２に試薬を吐出する位置（試薬吐出位置）に移動し、その状態でプランジャ４０を吐出方向へ駆動して試薬を反応容器２内に吐出する。試薬吐出後の試薬分注機構１１，１３は、ノズル１２，１４を洗浄する洗浄槽２０，２１に移動して洗浄処理（後述）を行う。

図４及び図５は、洗浄槽の構成を概略的に示す図であり、図４は上面図、図５は図４におけるＡ−Ａ線断面図である。

図４及び図５において、洗浄槽１９，２０，２１は、ノズル１０，１２，１４の表面に洗浄水を吐出する洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、ノズル１０，１２，１４の表面に付着した洗浄水を吸引する乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃとをそれぞれ有している。

洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃの上部には、ノズル外壁用洗浄水吐出口２７が配置されている。図２に示すように、ノズル外壁用洗浄水吐出口２７には、給水ポンプ２８が接続されており、給水ポンプ２８から供給される洗浄水がノズル外壁用洗浄水吐出口２７から吐出される。給水ポンプ２８から洗浄槽１９，２０，２１のノズル外壁用洗浄水吐出口２７に繋がる洗浄水の流路にはそれぞれ電磁弁２９，３０，３１が配置されており、電磁弁２９，３０，３１の開閉を制御することでノズル外壁用洗浄水吐出口２７からの洗浄水の吐出の有無を制御する。洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃでは、ノズル外壁用洗浄水吐出口２７から吐出された洗浄水が上部と下部の両方から排出される。洗浄槽１９，２０，２１の下部には、洗浄水を排出する排出口４３がそれぞれ配置されており、使用された洗浄水は、自動分析装置１００内の図示しない廃液流路を通って自動分析装置１００の外部へ洗浄水が排出される。

乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃには、ノズル１０，１２，１４を上方から挿入可能な円筒形状の乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃが形成されている。図２に示すように、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃには、真空ポンプ３２が接続されており、真空ポンプ３２の減圧を乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃに伝えることで、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃに挿入されたノズル１０，１２，１４の表面からの洗浄水の吸引が行われる。真空ポンプ３２から洗浄槽１９，２０，２１の乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃに繋がる管路にはそれぞれ電磁弁３３，３４，３５が配置されており、電磁弁３３，３４，３５の開閉を制御することで乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃからの吸引（真空吸引）の有無を制御する。

乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃの内径は、挿入するノズル１０，１２，１４の外径によって適切なサイズで形成する。例えば、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃの内径は、ノズル１０，１２，１４の外壁からの洗浄液の吸引の効率などを考慮して、ノズル１０，１２，１４の外径の３倍以下のサイズとする。例えば、ノズル１０，１２，１４の外径が１．０ｍｍであるとすると、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃの内径を３．０ｍｍ以下となるように形成する。

以上のように構成した自動分析装置１００による分析対象の試料の分析処理では、制御装置２４は、まず、試料搬送機構８によって反応ディスク１近くに搬送された試料ラック７に載置された試料容器６内の試料を、試料分注機構９の試料ノズル１０により反応ディスク１の反応容器２へと分注する。分注後、試料ノズル１０には洗浄槽１９で洗浄処理が実施される。次に、分析に使用する試薬を、試薬ディスク３の試薬ボトル４から試薬分注機構１１，１３の試薬ノズル１２，１４により先に試料を分注した反応容器２に対して分注する。分注後、試薬ノズル１２，１４には洗浄槽２０，２１で洗浄処理が実施される。続いて、攪拌機構１７，１８で反応容器２内の試料と試薬との混合液の撹拌を行う。その後、光源から発生させた光を混合液の入った反応容器２を透過させ、透過光の光度を分光光度計１６により測定する。分光光度計１６により測定された光度を、Ａ／Ｄコンバータおよびインターフェイスを介して制御装置２４に送信する。そして制御装置２４によって演算を行い、試薬に応じた分析項目の所定の成分の濃度を求め、結果を表示部（不図示）等にて表示させたり、記憶部（不図示）に記憶させたりする。なお、光源（図示せず）、分光光度計１６、及び、制御装置２４は、反応容器２の試料と試薬の反応液を測定する測定部を構成する。

ここで、試料分注機構９の試料ノズル１０及び試薬分注機構１１，１３の試薬ノズル１２，１４の洗浄槽１９，２０，２１による洗浄処理の処理内容について説明する。

図６は、ノズルによる分注対象の分注動作と洗浄処理の一連の流れを示す図であり、図７は洗浄槽の洗浄位置における洗浄動作の流れの詳細を、図８は洗浄槽の乾燥位置における乾燥動作の流れの詳細をそれぞれ示す図である。また、図９は、洗浄処理のタイムチャートを示す図である。

図９に示すように、自動分析装置１００では、分注動作前に洗浄処理を行う。洗浄処理では、洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃにノズル１０，１２，１４を挿入する動作を行う（図９（２））。このとき、シリンジ３６のプランジャ４０をホーム位置まで戻す動作を行う（図９（６））。洗浄処理では、電磁弁の開放を行い（図９（１１），（１２））、ノズル外側の洗浄と内側の洗浄を行う（図６Ａ）。ノズル１０，１２，１４の外側の洗浄は、ノズル外壁用洗浄水吐出口２７から洗浄水を吐出させることで行う。また、ノズル１０，１２，１４の内側の洗浄は、給水ポンプ３９から洗浄水を押し出してノズル１０，１２，１４の先端から洗浄水を吐出させることで行う。

なお、ノズル１０，１２，１４の外壁の洗浄と内壁の洗浄のタイミングは、図９に示すように、必ずしも同時である必要はなく、洗浄水の飛散を抑えるために適したタイミングで行われる。また、このときの洗浄範囲は、ノズル１０，１２，１４に想定される汚染範囲に対して十分な範囲が洗浄されるように下降量を設定する。例えば、ノズル１０，１２，１４の汚染範囲が先端から最大６０ｍｍであると想定される場合には、洗浄範囲として先端から６５ｍｍを確保する。また、汚染範囲が変動するようなシステムの場合には、分注ごとの汚染範囲に合わせて洗浄範囲を変動させてもよい。ただし、その場合においても汚染範囲＜洗浄範囲となる条件は維持するものとする。

このノズル１０，１２，１４の外壁の洗浄と内壁の洗浄のタイミングにおいて、洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃからノズル１０，１２，１４を抜き出す動作を行うとともに（図９（３））、シリンジ３６のプランジャ４０を吸引方向へ駆動する（図９（７））。これは、後述するシステム水吐出動作を行うための準備動作であり、２回分のシステム水吐出の駆動量を確保できる十分量を吸引方向に移動する。このときのプランジャ４０の移動量は、例えば、１００ｕＬのシステム水を吐出できるだけの駆動量である。

続いて、ノズル１０，１２，１４の内側の洗浄後に送液ポンプからの洗浄水の送液を電磁弁により停止させる（図９（１１））。

続いて、プランジャ４０を吐出側に駆動して（図９（８））、ノズル１０，１２，１４からシステム水の吐出（１回目）を行う（図６Ｂ）。このとき、システム水の吐出は、ノズル１０，１２，１４の先端の空気層が混入した領域が吐出されるまで行う（図７Ｂ１〜Ｂ４）。このときのシステム水の吐出量は、例えば、８０ｕＬである。このシステム水を吐出する位置は、洗浄槽１９，２０，２１において、洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃ、または洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃから乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃの間であるものとする。

図１０は、洗浄動作後のシステム水の吐出（１回目）の効果を説明する図である。また、図１１は、洗浄動作後にシステム水の吐出を行わない場合の比較例を示す図である。

図１０及び図１１に示すように、ノズル１０，１２，１４の内側の洗浄後、ノズル１０，１２，１４の先端のシステム水で満たされた領域に空気が混入することがある（図１０Ｂ１，Ｂ２、図１１Ｂ１，Ｂ２）。この空気が混入した状態で、次の空気吸引の工程に進んだと仮定すると、複数の空気層がノズル内に生じてしまう（図１１Ｘ１１）。この状態で、試薬吸引動作に進んでしまうと、複数の空気層が試薬吸引、吐出時の圧力に対してクッションとなってしまい、試薬の吸引量、吐出量、試薬成分の薄まり率にばらつきが生じることとなる（図１１Ｘ１２）。

これに対して、本実施の形態においては、ノズル１０，１２，１４から空気層が混入した領域までシステム水の吐出を行う（図１０Ｂ３）。これにより、ノズル１０，１２，１４の先端の空気層が混入した領域が吐出される（図１０Ｂ４，Ｘ１，Ｘ２）。すなわち、本実施の形態においては、１回目のシステム水の吐出によって、試薬の吸引量や試薬成分の薄まり率のばらつきを抑制することができ、分注精度を維持することができる。なお、図７、図１０，図１１においては、図５Ｂで示したシステム水の吐出の段階におけるノズル１０，１２，１４の外壁に残存する洗浄水の水滴について図示を省略している。

続いて、ノズル１０，１２，１４を洗浄槽１９，２０，２１の乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃに移動する（図９（１））。なお、図９に示すように、本実施の形態では、システム水の吐出（１回目）を行いながら乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃへの移動を行う場合を例示しているが、例えば、上昇から移動に移るまでの間に時間を設けてシステム水の吐出（１回目）を行うように構成しても良い。乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃでは、電磁弁３３，３４，３５を開放制御して（図９（１０））、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃの内部にノズル１０，１２，１４を降下させ（図９（４））、真空吸引による乾燥動作を行う（図６Ｃ）。なお、真空吸引用の電磁弁３３，３４，３５の開放制御は、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃへのノズル１０，１２，１４の挿入のタイミングに合わせて行う。

なお、ノズル１０，１２，１４の乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃへの下降量は、乾燥範囲が洗浄範囲以上になるようにする。例えば、洗浄範囲をノズル１０，１２，１４の先端から６５ｍｍだけ確保した場合には、ノズル１０，１２，１４の先端から７０ｍｍの範囲を乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃに挿入するようにする。また、洗浄範囲が変動するようなシステムの場合には、洗浄範囲の変動に合わせて乾燥範囲を変動させてもよい。ただし、その場合においても洗浄範囲＜乾燥範囲となる条件は維持するものとする。すなわち、洗浄範囲と合わせて考えると、汚染範囲＜洗浄範囲＜乾燥範囲という条件を装置は必ず維持するものとする。

乾燥動作（図６Ｃ）では、ノズル１０，１２，１４が乾燥範囲として設定した最下点まで到達すると、プランジャ４０を吐出方向に駆動して（図９（５））、ノズル１０，１２，１４からのシステム水の吐出（２回目）を行い（図８Ｃ１）、ノズル１０，１２，１４の先端に集約された水滴を吐出したシステム水とともに除去し（図８Ｃ２）、ノズル１０，１２，１４を上昇させて（図９（９））、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃからノズル１０，１２，１４を引き抜く（図８Ｃ３）。

乾燥動作においてノズル１０，１２，１４を乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃに挿入すると、ノズル１０，１２，１４の先端に外側に付着した洗浄水の水滴が集約されてくる。この水滴が集約されるタイミングは、概ねノズル１０，１２，１４の先端が乾燥範囲として設定している最下点まで下降したときである。したがって、このタイミングでプランジャ４０を吐出側に駆動してシステム水をノズル１０，１２，１４の先端から少量吐出させることにより、ノズル１０，１２，１４の先端に集約された水滴がノズル１０，１２，１４の内部から先端に押し出されたシステム水に巻き込まれて、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内に吸い込まれることにより、安定して水滴の除去を行うことができ、ノズル１０，１２，１４の先端状態を洗浄処理の実施毎に均一にすることができる。

図１２は、乾燥動作においてシステム水の吐出を行わない場合の本実施の形態に対する比較例を示す図である。

図１２に示すように、乾燥動作の際、ノズル１０，１２，１４を乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃに挿入して真空吸引を行う際に、ノズル１０，１２，１４の外壁に付着していた水滴がノズル１０，１２，１４の先端へ集約される場合がある（図１２Ｃ１１）。もし、乾燥動作においてシステム水の吐出を行わない場合、ノズル１０，１２，１４の先端に集約された水滴は、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃの中に引き込まれる場合もあれば、ノズルに付着したまま、次の動作へ移る場合もある。

また、ノズル１０，１２，１４の先端に集約される水滴の量は、洗浄時にノズル１０，１２，１４の外壁に付着する洗浄水の量に依存するため、ノズル表面のコンディションにより乾燥動作を行う毎にばらつきが生じる。つまり、乾燥動作でノズル１０，１２，１４の先端に集約された水滴の除去状況にもばらつきが生じる（図１２Ｃ１２ａ，Ｃ１２ｂ，Ｃ１２ｃ）。したがって、水滴の除去状況にばらつきがある状態で、分節空気の吸引を行うと、試薬の吸引量、試薬成分の薄まり率にばらつきが生じることとなる（図１２Ｃ１３ａ，Ｃ１３ｂ，Ｃ１３ｃ）。この分節空気量のばらつきは、シリンジ３６及びプランジャ４０の圧力変化の応答精度に影響を与えるため、試薬吐出時のばらつきの原因にもなる。

これに対して、本実施の形態においては、乾燥動作において、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃに挿入したノズル１０，１２，１４からのシステム水の吐出（２回目）を行い（図８Ｃ１）、ノズル１０，１２，１４の先端に集約された水滴を吐出したシステム水とともに除去する（図８Ｃ２）。これにより、試薬の吸引量や試薬成分の薄まり率に生じるばらつきを抑制することができる。

続いて、ノズル１０，１２，１４を乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃから上昇させた後、試料吸引位置や試薬吸引位置まで移動させる。このとき、シリンジ３６及びプランジャ４０による吸引を行いノズル１０，１２，１４の先端に空気の層（分節空気）を取り込む（図６Ｄ）。分節空気の吸引（エア吸引）は、ノズル１０，１２，１４が動作中であっても行う。分節空気は、試薬吸引の際にシステム水との接触を避ける効果がある。エア吸引後、試料分注機構９は試料ノズル１０を試料容器６へ下降させて試料の吸引を行い（図６Ｅ）、その後、反応容器２へ移動させて試料の吐出を行い（図６Ｆ）、分注動作を終了する。同様に、エア吸引後、試薬分注機構１１，１３は試薬ノズル１２，１４を試薬ボトル４へ下降させて試薬の吸引を行い（図６Ｅ）、その後、反応容器２へ移動させて試薬の吐出を行い（図６Ｆ）、分注動作を終了する。このように、図６Ａ〜図６Ｆの動作を繰り返すことで、分注を繰り返し行う。

なお、乾燥動作におけるシステム水の吐出量は、真空ポンプ３２への水の流入を最小限にしつつ、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃでの吸引時においてノズル１０，１２，１４の先端に集約した水滴を十分に落としきれる量でなければならない。すなわち、乾燥動作におけるシステム水の吐出量は、これらの条件満たすような吐出量の範囲とする必要がある。そこで、乾燥動作におけるシステム水の吐出量の最適な範囲の下限値と上限値の定め方について説明する。

液体には表面張力が働くため、ノズル１０，１２，１４の先端の形状を考慮して、十分量吐出する必要がある。そこで、乾燥動作における乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内でのノズル１０，１２，１４からのシステム水の吐出量の下限値Ｖ１を次のように定める。すなわち、例えば、乾燥動作におけるシステム水の吐出量の下限値をＶ１、ノズル１０，１２，１４の外径をＲ１とした場合に、下記（式１）を満たすように下限値Ｖ１を定める。

Ｖ１≧（４π（（Ｒ１／２）＾３）／３）×１０ …（式１）

上記（式１）は、ノズル１０，１２，１４の先端の外径Ｒ１と同じ直径を有する球体を考慮したとき、吐出量Ｖ１がその球体の体積の１０倍以上の体積であることを示している。例えば、ノズル１０，１２，１４の外径Ｒ１が０．８ｍｍである場合、システム水の吐出量は２．６８ｕＬ以上に設定する。

また、別の例として、システム水の吐出量の下限値をＶ２、ノズル１０，１２，１４の内径をＲ２とした場合に、下記（式２）を満たすように下限値Ｖ２を定めてもよい。

Ｖ２≧π（（Ｒ２／２）＾３）×１０ …（式２）

上記（式２）は、ノズル１０，１２，１４の内部に取り込まれる空気層（図１２Ｃ１２ｃ参照）の範囲を考慮して、吐出するシステム水量を定めている。例えば、ノズル１０，１２，１４の内径が０．６ｍｍである場合、システム水の吐出量は２．８３ｕＬ以上に設定する。

なお、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃでシステム水の吐出（２回目）を行う際のプランジャ４０の駆動速度は、洗浄動作後のシステム水吐出（１回目）やオペレーション時の反応容器２への試料や試薬の吐出動作と比較して、十分低速であるものとする。例えば、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内でのシステム水の吐出（２回目）における吐出速度は、システム水の吐出（１回目）における吐出速度の５０％以下に設定する。これは、高速で吐出動作を行った際にノズル１０，１２，１４の先端から過剰にシステム水が吐出される現象（以下、過吐出と称する）の影響をできるだけ小さくするためである。

次に、乾燥動作におけるシステム水の吐出量の上限値Ｖ３を次のように定める。すなわち、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内でのシステム水の吐出量をＶ３、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内へノズル１０，１２，１４を下降した状態において、上昇を始めてから乾燥口内に滞在している時間をＴ１（ｍｓ：図９参照）、システム水の吐出（１回目）の吐出速度をＶ１（μＬ／ｍｓ）、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内でのシステム水の吐出（２回目）のと出速度をＶ２とした場合に、下記（式３）及び（式４）を満たすように上限値Ｖ３を定める。

Ｖ２＝０．５×Ｖ１ …（式３）

Ｖ１＝Ｖ２×Ｔ１ …（式４）

すなわち、上記（式３）及び（式４）では、吐出速度Ｖ２が吐出速度Ｖ１の５０％である条件において、吐出速度Ｖ２で時間Ｔ１の間に吐出可能な量を乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内でのシステム水の吐出（２回目）の吐出量の上限値Ｖ３と定めている。なお、時間Ｔ１は乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃでのノズル１０，１２，１４の上昇動作速度に依存する。

以上のようにシステム水の吐出（２回目）における吐出量の上限値Ｖ３及び下限値Ｖ１，Ｖ２を設定することにより、ノズル１０，１２，１４の先端に水滴が集約することなく、毎回の動作で均一なノズル先端状態を確保することができる。さらに、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内でのシステム水の吐出（２回目）の吐出速度は、システム水の吐出（１回目）の吐出速度よりも低速に設定し、システム水のノズル１０，１２，１４からの押し出しと乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃの吸引力とを合わせて利用することで、ノズル１０，１２，１４の先端の水滴を切るように構成したので、過吐出によるばらつきの影響が小さくなる。また、ノズル１０，１２，１４の先端の過吐出によるばらつきを低減することができるので、ノズル１０，１２，１４の広範囲の乾燥による繰り返し分注時の試料や試薬の薄まりの影響を抑制することができ、高精度の微量分注に対しても分注精度の高精度化を実現することができる。

以上のように構成した本実施の形態の効果を説明する。

エアブローによってノズルの水滴を除去する従来技術では、吹き付けた空気の流れをコントロールすることが難しく、洗浄水の飛び散りを誘発する可能性がある。また、エアブローを吹き付ける空気の領域には限りがあるため、ノズルの広範囲を乾燥させようとすると水滴の残り方が安定しない場合が考えられる。他の乾燥方法として、減圧、真空吸引を用いてノズルの広範囲を乾燥させる方法を用いる場合には、空気の流れが一様に定まり、水滴の飛び散りを抑制でき、また、真空吸引効果の有効範囲、すなわち、ノズルの乾燥範囲も吸引口の形状によりコントロール可能である。しかしながら、真空吸引を用いる場合には、ノズル先端にノズル外壁に付着した水滴を集約してしまい、その水滴が次の分注へ影響を与えてしまうことが考えられる。

これに対して本実施の形態においては、分析対象の試料と試薬とを反応させる反応容器２に分注対象を分注するノズル（例えば、試料ノズル１０、試薬ノズル１２，１４）と、反応容器２の試料と試薬の反応液を測定する測定部（例えば、光源、分光光度計１６、制御装置２４）と、ノズル１０，１２，１４の洗浄を行う洗浄槽１９，２０，２１と、ノズル１０，１２，１４、測定部（光源、分光光度計１６、制御装置２４）、及び洗浄槽１９，２０，２１の動作を制御する制御装置２４とを備えた自動分析装置１００において、洗浄槽１９，２０，２１は、ノズル１０，１２，１４の表面に洗浄水を吐出する洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、ノズル１０，１２，１４の表面に付着した洗浄水を吸引する乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃとを有し、制御装置２４は、ノズル１０，１２，１４の洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃから乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃへの移動中にノズル１０，１２，１４からの１回目のシステム水の吐出を行わせ、乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃでのノズル１０，１２，１４の表面の洗浄水の吸引中にノズルからの２回目のシステム水の吐出を行わせるように構成したので、ノズル１０，１２，１４の洗浄において付着する水滴を効果的に除去することができる。

＜付記＞
なお、本発明は上記の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内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。また、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

１…反応ディスク、２…反応容器、３…試薬ディスク、４…試薬ボトル、５…反応槽、６…試料容器、７…試料ラック、８…試料搬送機構、９…試料分注機構、１０…試料ノズル、１１，１３…試薬分注機構、１２，１４…試薬ノズル、１５…洗浄機構、１６…分光光度計、１７，１８…攪拌機構、１９…洗浄槽、２０，２１…洗浄槽、２２，２３…洗浄槽、２４…制御装置、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…洗浄位置、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…乾燥位置、２７…ノズル外壁用洗浄水吐出口、２８…給水ポンプ、２９，３０，３１…電磁弁、３２…真空ポンプ、３３，３４，３５…電磁弁、３６…シリンジ、３７…電磁弁、３８…送液ポンプ、３９…給水ポンプ、４０…プランジャ、４１…チューブ、４２…モータ、４３…排出口、１００…自動分析装置、２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ…乾燥口

Claims (8)

1. 分析対象の試料と試薬とを反応させる反応容器に分注対象を分注するノズルと、前記反応容器の前記試料と前記試薬の反応液を測定する測定部と、前記ノズルの洗浄を行う洗浄槽と、前記ノズル、前記測定部、及び前記洗浄槽の動作を制御する制御装置とを備えた自動分析装置において、
   前記洗浄槽は、
   前記ノズルの表面に洗浄水を吐出する洗浄位置と、
   前記ノズルの表面に付着した洗浄水を吸引する乾燥位置とを有し、
   前記制御装置は、前記ノズルの前記洗浄位置から前記乾燥位置への移動中に前記ノズルからの１回目のシステム水の吐出を行わせ、前記乾燥位置での前記ノズルの表面の洗浄水の吸引中に前記ノズルからの２回目のシステム水の吐出を行わせることを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１記載の自動分析装置において、
   前記洗浄槽は、前記乾燥位置に前記ノズルを挿入する乾燥口を有し、
   前記乾燥口の内径は、前記ノズルの外径の３倍以下であることを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項１記載の自動分析装置において、
   前記乾燥位置における２回目のシステム水の吐出で前記ノズルから吐出されるシステム水の量は、前記洗浄位置から前記乾燥位置への移動中における１回目のシステム水の吐出で前記ノズルから吐出されるシステム水の量よりも少ないことを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項３記載の自動分析装置において、
   前記乾燥位置における２回目のシステム水の吐出で前記ノズルから吐出されるシステム水の吐出速度は、前記洗浄位置から前記乾燥位置への移動中における１回目のシステム水の吐出で前記ノズルから吐出されるシステム水の吐出速度に対して５０％以下であることを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項３記載の自動分析装置において、
   前記乾燥位置における２回目のシステム水の吐出で前記ノズルから吐出されるシステム水の量の上限値は、前記乾燥位置における前記ノズルの滞在時間と、前記ノズルからのシステム水の吐出速度とから定めることを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項３記載の自動分析装置において、
   前記乾燥位置における２回目のシステム水の吐出で前記ノズルから吐出されるシステム水の量の下限値は、前記ノズルの先端の外径から定めることを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項３記載の自動分析装置において、
   前記乾燥位置における２回目のシステム水の吐出で前記ノズルから吐出されるシステム水の量の下限値は、前記ノズルの先端の内径から定めることを特徴とする自動分析装置。
8. 分析対象の試料と試薬とを反応させる反応容器に分注対象を分注するノズルと、前記反応容器の前記試料と前記試薬の反応液を測定する測定部と、前記ノズルの洗浄を行う洗浄槽と、前記ノズル、前記測定部、及び前記洗浄槽の動作を制御する制御装置とを備え、前記洗浄槽は、前記ノズルの表面に洗浄水を吐出する洗浄位置と、前記ノズルの表面に付着した洗浄水を吸引する乾燥位置とを有する自動分析装置の洗浄方法において、
   前記ノズルの前記洗浄位置から前記乾燥位置への移動中に前記ノズルからの１回目のシステム水の吐出を行わせる手順と、
   前記乾燥位置での前記ノズルの表面の洗浄水の吸引中に前記ノズルからの２回目のシステム水の吐出を行わせる手順と
   と有することを特徴とする自動分析装置の洗浄方法。

Images