JPH0261709B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 技術分野 本発明は、生化学分析等に用いる検体の前処理
装置にかかり、特に検体管内に収容された血清な
どの試料を分取し、所定の試料管内に規定量分注
する試料分取分注装置に関する。

先行技術 生化学分析においては、分析対象である検体な
いし試料の一部を分取し、この分取した試料を適
当な試料管に規定量分注する作業があり、このよ
うな作業を行う装置として試料分取分注装置があ
る。

第１図Ａ及びＢは、かかる試料分取分注装置の
従来例の概略を示す一部断面した正面図である。
この第１図Ａ及びＢにおいて、検体管１１内には
試料SPが収容されている。更に検体管１１内に
は該試料SPを分取するノズル１３が上方開口よ
り挿入されている。ノズル１３は、管路１４に連
結され、更にはトラツプ１８及び管路１４Ａを介
して切換バルブ２０に連結されている。管路１４
Ａにはリークバルブ１９が連結されており、また
切換バルブ２０には管路１４Ｂ，１４Ｃによつて
ポンプ２１が連結されている。切換バルブ２０
は、試料の分取・分注に対応して管路１４Ｂ，１
４Ｃのうちいずれかを管路１４Ａに接続する機能
を有する。例えば管路１４Ｂと１４Ａとが接続さ
れるとポンプ２１によつて分取ないしは吸引作業
が行なわれ、管路１４Ｃと１４Ａとが接続される
ポンプ２１によつて分注ないしは吐出作業が行な
われる。管路１４Ａにはリークバルブ１９が連結
されており、管路１４，１４Ａ等の圧力を大気圧
とする機能を有している。

前記管路１４の途中には、曲管部１５が設けら
れており、この曲管部１５の両端部近傍には管状
の電極１６Ａ，１６Ｂが配置されている。電極１
６Ａ，１６Ｂは、その金属部分が管路１４の内側
に露出しており、管路１４内に試料SPが導入さ
れると電極１６Ａ，１６Ｂ間の電気抵抗が変化す
るようになつている。上記曲管部１５の一部に
は、試料の導通を制御するストツパ１７が設けら
れている。

上記試料管１１の近傍には、分注される試料
SPが収容される試料管１２が配置されており
（第１図Ｂ参照）、図示しない手段によつてノズル
１３が挿入されるようになつている。

次に、上記従来例の動作を説明すると、まず、
リークバルブ１９を閉とし、ストツパ１７を開と
する。次に、切換バルブ２０により管路１４Ａが
管路１４Ｂに接続され、ポンプ２１によつて吸引
作業が行われて管路１４内が負圧ないしは陰圧と
なるとともに、ノズル１３を検体管１１内に挿入
降下する。

ノズル１３が試料SPに達すると、試料SPが吸
引され、管路１４内に流入する。この流入した試
料SPは、やがて電極１６Ｂに達する。このため、
電極１６Ａ，１６Ｂ間が試料SPによつて電気的
に接続されることとなる。従つて電極１６Ａ，１
６Ｂ間の電気抵抗が変化し、試料SPが管路１４
内に流入したことが確認される。この確認に基づ
いて図示しないタイマ手段が動作し、一定時間の
計時の後ストツパ１７を閉として管路１４内への
試料SPの流入が停止する。

以上の動作の後、図示しない手段によつてノズ
ル１３が上昇し、更には試料管１２上に移動、下
降する。他方、切換バルブ２０によつて管路１４
Ａが１４Ｃに接続され、ポンプ２１によつて吐出
作業が行われ管路１４内が正圧ないしは陽圧とな
る。同時にストツパ１７は開となる。このため管
路１４内の試料SPがノズル１３から試料管１２
に滴下され、分注が行われることとなる。

この分注の後、分析精度向上のため、ノズル１
３、管路１４の洗浄あるいは乾燥が行なわれ、装
置は次の分注作業に備えることとなる。

先行技術の問題点 以上述べたように、従来の試料分取分注装置に
おいては、管路中に一対の電極を設け、この電極
間の電気抵抗の変化を検知することにより分取・
分注の制御を行つていた。

しかしながら、かかる従来の試料分取分注装置
においては、次のような問題点が指摘される。

まず、管路の途中に金属の電極を設ける必要が
あり、接続部分が増大し、構造が複雑となる。

次に、電極部分の試料が通過するため、試料が
異なるごとに電極の洗浄を行う必要がある。

また、電極間の電気抵抗変化の検知を確実に行
うためには、かかる変化が大となるように電極間
の距離を設定する必要があり、例えば第１図に示
した曲管部１５を設ける必要がある。

更に、試料によつては抵抗が大きいものがあ
り、あるいは温度によつて抵抗ないしは電導度が
変化するものであり、このようなばらつきや変動
を考慮して上記手段による検知を良好に行うこと
が困難な場合が生ずる。

発明の目的 本発明の目的は、上記先行技術の問題点を解消
した試料分取分注装置を提供するものである。

この目的を達成するものは、分取する試料を収
容し得る容積を有するノズル手段と、該ノズル手
段を用いて試料の分取・分注を行うためのポンプ
手段と、前記ノズル手段と該ポンプ手段とを接続
する管路と、該管路内の圧力を検知する圧力検知
手段と、該圧力検知手段の出力に基づいて前記ポ
ンプ手段による試料の分取のための作動の停止を
行う制御手段とを有する特徴とする試料分取分注
装置である。

また、上記目的を達成するものは、分取する試
料を収容し得る容積を有するノズル手段と、該ノ
ズル手段を用いて試料の分取・分注を行うための
ポンプ手段と、前記ノズル手段と該ポンプ手段と
を接続する管路と、該管路内の圧力を検知する圧
力検知手段と、該圧力検知手段の出力に基づいて
前記ポンプ手段による試料の分取および分注のた
めの作動の停止を行う制御手段とを有する試料分
取分注装置である。

そして、前記ノズル手段は、前記管路に着脱自
在に装着されているものであることが好ましい。

そして、前記制御手段は、前記圧力検知手段か
らの出力により前記管路内圧力の所定値からの低
下に続く前記管路内圧力の所定値への復帰を検知
し、該検知に基づき前記ポンプ手段による試料の
分取のための作動の停止を行うものであることが
好ましい。また、前記制御手段は、前記圧力検知
手段からの出力より前記管路内圧力の所定値から
の低下を検知し、該検知に基づく出力によつて作
動するタイマ手段を有し、該タイマ手段が設定時
間経過後に発生する出力により、前記ポンプ手段
による試料の分取のための作動の停止を行うもの
であることが好ましい。そして、前記制御手段
は、前記圧力検知手段からの出力により前記管路
内圧力の所定値からの上昇に続く前記管路内圧力
の所定値への復帰を検知し、該検知に基づき前記
ポンプ手段による試料の分注のための作動の停止
を行うものであることが好ましい。

発明の具体的説明 以下本発明を添付図面に示す実施例に従つて詳
細に説明する。

この実施例の試料分取分注装置は、分取する試
料を収容し得る容積を有するノズル手段を構成す
るノズル３３と、このノズル手段を用いて試料の
分取・分注を行うためのポンプ手段を構成するシ
リリンジポンプ４１と、上記ノズル手段とこのポ
ンプ手段を接続する管路３４と、この管路３４内
の圧力を検知する圧力検知手段を構成する圧力セ
ンサ３６と、この圧力検知手段の出力に基づいて
ポンプ手段による試料の分取および分注のための
作動の停止を行う制御手段を構成するコントロー
ラ５０とを有している。

第２図Ａ乃至Ｃは、本発明による試料分取分注
装置の一実施例を示す斜視図である。この図にお
いて、検体管３１内には分取・分注されて分析の
対象となる試料SPが収容されている。この検体
管３１から試料SPを分取するノズル３３は、先
端部に向つてテーパ状に形成されており、内部に
は分取する試料SPを収容し得るに十分な体積を
有する空間３３Ｂが設けられている（第５図参
照）。

ノズル３３は、適宜の嵌合部材３３Ａによつて
着脱容易に管路３４に接続されていることが好ま
しく、これによつて管路３４内とノズル３３内の
空間３３Ｂとが連通している。そして、このよう
にノズル３３を着脱自在なものとすることによ
り、ノズルのみを交換するだけで試料の汚染が防
止でき、管路の洗浄、乾燥などの作業を行うこと
なく、分取・分注作業を継続して行うことができ
る。

管路３４は、分岐部３４Ａ，３４Ｂ及びストツ
パ３７を有しており、分岐部３４Ａ，３４Ｂには
さまれてストツパ３７が配置されている。。第一
の分岐部３４Ａには、圧力センサ３６が結合され
ており、第二の分岐部３４Ｂには、リークバルブ
３９が結合されている。更に、管路３４はシリン
ジポンプ４１に結合されており、このシリンジポ
ンプ４１のピストン４１Ａの動作によつて管路３
４内が陰圧又は陽圧となるように構成されてい
る。

ストツパは、前記シリンジポンプ４１による吸
引、吐出を制御する機能を有している。

リークバルブ３９は必要に応じて開閉され、試
料SPの吸引、吐出を良好に行うとともに、シリ
ンジポンプ４１に不要な外圧（大気圧）が印加さ
れることのないようにするためのものである。

前記圧力センサ３６は、コントローラ５０に接
続され、その電気的信号が入力されるようになつ
ている。この電気的信号の一例を第３図及び第４
図に基づいて説明する。第３図は、電気的信号の
測定回路を示すもので、圧力センサ３６の出力は
所定の電源３６Ｂを有するアンプ３６Ａに入力さ
れて増幅されるようになつている。更に、増幅さ
れた電気的信号は、オシロスコープ３６Ｃに入力
され、表示面３６Ｄ上に表示されるようになつて
おり、その一例を第４図に示す。この例は、スト
ツパ３７を動作させることなく試料SPの吸引、
吐出を行つた場合を示したものである。まずノズ
ル３３の先端から空気が吸引されているときは、
信号は略0Vである。次に、時刻ｔ＝０において
ノズル３３の先端が試料SPに達して試料SPを吸
引し始めると、試料SPの流入抵抗により管路３
４内の圧力が低下し、これに反比例して信号の電
圧が上昇し始める（第４図イ参照）。次に、一定
の吸引作業の後再び空気が吸引されるようになる
（第４図ロ参照）と、管路３４内の圧力が上昇し、
信号の電圧は下降してやがて0Vとなる（第４図
時刻ｔ＝４参照）。このときの信号の電圧上昇の
程度は、試料SPの吸引量ないしは分取量に略比
例する。吸引した試料SPを吐出する場合には、
逆に管路３４内の圧力が試料SPの流出抵抗によ
り上昇し、信号の電圧は下降する（第４図ハ，ニ
参照）。吸引時と吐出時の信号波形は略対称とな
る。以上のように、吸引、吐出いずれかによつて
信号波形が異なるので、これによつて以下に述べ
るような分取、分注の制御を行うことができる。

次に上記コントローラ５０には、分取・分注す
べき試料SPの容量を定めるタイマ手段５０Ａが
設けられており、前記圧力センサ３の出力する電
気的信号に基づいてタイマ手段５０Ａが後述する
計時動作を行うようになつている。

このコントローラ５０は、ストツパ３７、リー
クバルブ３９及びシリンジポンプ４１に各々接続
されており、後述する動作を行うように必要な制
御信号が各々転送されるようになつている。コン
トローラ５０は、図示しないノズル３３の移動手
段にも接続されており、動作に必要な制御信号が
転送されるようになつている。

発明の具体的作用 次に、上記実施例の具体的作用動作を説明す
る。なお第２図に示した各部の経時的な状態を第
５図Ａ乃至Ｅで示す。

まず、分取動作について説明する。この場合
は、第５図Ａに示すように、コントローラ５０に
よつてストツパ３７が開、リークバルブ３９が閉
とされる。更にコントローラ５０によつてシリン
ジポンプ４１が駆動され、ピストン４１Ａが矢印
Ｆ１の方向に動作し、吸引が開始される。同時に
ノズル３３は、矢印Ｆ２の方向すなわち試料SP
の方向に下降する。

ノズル３３が試料SPに達すると、試料SPの分
取が開始される。このため、管路３４内の圧力が
低下し、このが圧力センサ３６によつて検知さ
れ、信号がコントローラ５０に入力される。この
信号によつてコントローラ５０のタイマ手段５０
Ａが計時動作を開始する。この計時動作中は、分
取作業が続行され、ノズル３３の空間３３Ｂ内に
試料SPが分取される（第２図Ｂ参図）。この分取
量は、タイマ手段５０Ａの設定時間によつて定め
られる。

前記計時動作終了後、コントローラ５０によつ
てストツパ３７が閉、リークバルブ３９が開とさ
れる。同時にノズル３３の下降も停止し、シリン
ジポンプ４１のピストン４１Ａの動作も停止する
（第５図Ｂ参照）。以上の動作によつて試料SPの
分取は終了する。

次に、分注動作について説明する。まずコント
ローラ５０によつて図示しない移動手段が駆動さ
れ、ノズル３３が上昇移動して検体管３１から試
料管３２に挿入され、更には第５図Ｃに示す所定
位置にノズル３３の先端が達して停止する。他方
ノズル３３が試料管３２内に挿入される動作が開
始されるとともに、シリンジポンプ４１のピスト
ン４１Ａが第５図Ｄの矢印Ｆ３の方向に動作す
る。また、ノズル３３が停止した時点で、コント
ローラ５０によりストツパ３７が開、リークバル
ブ３９が閉とされ、試料SPの分注が開始される
（第５図Ｄ又は第２図Ｃ参照）。このため、管路３
４内の圧力が上昇し、これが圧力センサ３６によ
つて検出され、信号がコントローラ５０に入力さ
れる。この信号によつて分注の開始がコントロー
ラ５０において確認される。試料SPが試料管３
２にすべて吐出されると、ノズル３３からは空気
が吐出されるようになる。このため管路３４内の
圧力が低下し、これが圧力センサ３６によつて検
出され、コントローラ５０において分注の終了が
確認される。これに従つてコントローラ５０によ
りストツパ３７が閉、リークバルブ３９が開とさ
れ、シリンジポンプ４１の動作も終了する（第５
図Ｅ参照）。

以上の動作終了後、コントローラ５０によつて
図示しない移動手段が動作し、ノズル３３が上
昇・移動して最初の位置に戻る。そしてストツパ
３７が開となり、ノズル３３は管路３４からはず
されて新しいものと交換され、次の分取分注が行
われる。なお、使用されたノズル３３は適宜の手
段によつて洗浄及び乾燥が行なわれ、再度の分取
分注作業に供される。

なお、上記実施例においてはシリンジポンプを
使用したが、同様の機能を有するものであれば他
のポンプ例えばローラポンプあるいはエアーポン
プを使用し、必要であれば第１図に示した切換バ
ルブを使用するようにしてもよい。更に、上記実
施例ではコントローラを使用し、これによつてリ
ークバルブ、ストツパ又はシリンジポンプ等の分
取分注を行う制御手段を駆動するようにしたが、
第３図に示した手段によつてオペレータが圧力セ
ンサの信号を観察し、マニユアルで上記制御手段
を操作するようにしてもよい。また、本発明の対
象となる試料には血液など種々のものが含まれる
が、特に圧力センサを使用することと関連して、
電気抵抗の高い試料、金属と反応しやすい試料に
対して本発明は一層効果的に適用される。

圧力センサとしては半導体を使用したセンサの
他、例えば歪ゲージを管路と大気圧とが影響する
ダイヤフラム状に配置することによつて間接的に
圧力を測定できるセンサでもよい。また、管路内
部の圧力を検出する代りに、試料の分取、分注と
もなつて管路内を流れる気体の流速すなわち単位
時間当りの流量を検出する流速検出装置を用いて
もよい。

発明の具体的効果 本発明の試料分取分注装置は、分取する試料を
収容し得る容積を有するノズル手段と、該ノズル
手段を用いて試料の分取・分注を行うためのポン
プ手段と、前記ノズル手段と該ポンプ手段とを接
続する管路と、該管路内の圧力を検知する圧力検
知手段と、該圧力検知手段の出力に基づいて前記
ポンプ手段による試料の分取のための作動の停止
を行う制御手段とを有するものであり、特に、管
路における試料の吸引さらには吐出状態を圧力検
知手段の出力に基づいて制御するものとしたの
で、電気抵抗あるいは電導度が異なる種々な試料
や、これらが温度などに依存する試料についても
かかる検知を適確に行うことができるとともに、
電極の洗浄等の必要性もなく、更には管路の構成
を簡便にすることができるというすぐれた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の試料分取分注装置の一例を示す
概略の部分断面正面図、第２図Ａ乃至Ｃは本発明
による試料分取分注装置の一構成例を示す斜視
図、第３図は圧力センサの出力する信号の観察手
段の一例を示すブロツク図、第４図は圧力センサ
の出力する信号波形の一例を示す線図、第５図Ａ
乃至Ｅは第２図に示す装置の動作状態を経時的に
示す説明図である。 主要部分の符号の説明、３３…ノズル、３３Ｂ
…ノズル内の空間、３４…管路、３６…圧力セン
サ、４１…シリンジポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 分取する試料を収容し得る容積を有するノズ
   ル手段と、該ノズル手段を用いて試料の分取・分
   注を行うためのポンプ手段と、前記ノズル手段と
   該ポンプ手段とを接続する管路と、該管路内の圧
   力を検知する圧力検知手段と、該圧力検知手段の
   出力に基づいて前記ポンプ手段による試料の分取
   のための作動の停止を行う制御手段とを有するこ
   とを特徴とすることを特徴とする試料分取分注装
   置。 ２ 前記ノズル手段は、前記管路に着脱自在に装
   着されているものである特許請求の範囲第１項記
   載の試料分取分注装置。 ３ 前記制御手段は、前記圧力検知手段からの出
   力により前記管路内圧力の所定値からの低下に続
   く前記管路内圧力の所定値への復帰を検知し、該
   検知に基づき前記ポンプ手段による試料の分取の
   ための作動の停止を行うものである特許請求の範
   囲第１項または第２項に記載の試料分取分注装
   置。 ４ 前記制御手段は、前記圧力検知手段からの出
   力より前記管路内圧力の所定値からの低下を検知
   し、該検知に基づく出力によつて作動するタイマ
   手段を有し、該タイマ手段が設定時間経過後に発
   生する出力により、前記ポンプ手段による試料の
   分取のための作動の停止を行うものである特許請
   求の範囲第１項または第２項に記載の試料分取分
   注装置。 ５ 分取する試料を収容し得る容積を有するノズ
   ル手段と、該ノズル手段を用いて試料の分取・分
   注を行うためのポンプ手段と、前記ノズル手段と
   該ポンプ手段とを接続する管路と、該管路内の圧
   力を検知する圧力検知手段と、該圧力検知手段の
   出力に基づいて前記ポンプ手段による試料の分取
   および分注のための作動の停止を行う制御手段と
   を有することを特徴とする試料分取分注装置。 ６ 前記ノズル手段は、前記管路に着脱自在に装
   着されているものである特許請求の範囲第５項に
   記載の試料分取分注装置。 ７ 前記制御手段は、前記圧力検知手段からの出
   力により前記管路内圧力の所定値からの低下に続
   く前記管路内圧力の所定値への復帰を検知し、該
   検知に基づき前記ポンプ手段による試料の分取の
   ための作動の停止を行うものである特許請求の範
   囲第５項または第６項に記載の試料分取分注装
   置。 ８ 前記制御手段は、前記圧力検知手段からの出
   力より前記管路内圧力の所定値からの低下を検知
   し、該検知に基づく出力によつて作動するタイマ
   手段を有し、該タイマ手段が設定時間経過後に発
   生する出力により、前記ポンプ手段による試料の
   分取のための作動の停止を行うものである特許請
   求の範囲第５項または第６項に記載の試料分取分
   注装置。 ９ 前記制御手段は、前記圧力検知手段からの出
   力により前記管路内圧力の所定値からの上昇に続
   く前記管路内圧力の所定値への復帰を検知し、該
   検知に基づき前記ポンプ手段による試料の分注の
   ための作動の停止を行うものである特許請求の範
   囲第５項または第６項に記載の試料分取分注装
   置。