JPH052025A - 分注量検出装置及びその方法 - Google Patents

分注量検出装置及びその方法

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JPH052025A
JPH052025A JP3148338A JP14833891A JPH052025A JP H052025 A JPH052025 A JP H052025A JP 3148338 A JP3148338 A JP 3148338A JP 14833891 A JP14833891 A JP 14833891A JP H052025 A JPH052025 A JP H052025A
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JP
Japan
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sample
light emitting
emitting device
dispensing
photodetector
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Application number
JP3148338A
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English (en)
Inventor
Keijiro Kojima
敬次郎 児島
Shinya Matsuyama
真也 松山
Naohisa Suyama
尚久 巣山
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】分注ノズルから、連続的に、吐出される試料の
分注量を光学的に、且つ、非接触方法で検出することが
できる分注量検出装置及びその方法を提供する。 【構成】試料12を吸引並びに吐出して分注する分注ノ
ズル2を備えた分注装置1に設けられており、分注ノズ
ル2から連続的に吐出された試料12の通過経路に沿っ
て配置された発光装置14と、この発光装置14から通
過経路を交差して進む光束を受光するように、発光装置
14に対面して配置された光検出器18と、分注ノズル
2から吐出された試料12が、発光装置14から出射し
た光束16中を通過している間に、光検出器18に投影
される試料12の投影像から、吐出された試料12の分
注量を検出する演算回路20と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、吸引された試
料を吐出する際、試料の吐出量を光学的に検出する装置
及びその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、医療機関で行われている
生化学、化学、免疫学的分析装置において、試薬、サン
プル等の試料の分注精度を向上させることは、分析精度
を高く維持する点で重要である。また、分注が高精度に
行われているか否かを監視する技術も分析精度及び分析
装置の正常運用を維持する点で重要である。なぜなら、
例えば、サンプリング装置の配管系の漏洩や配管系への
空気の混入によって、試薬、サンプル等が適量分注でき
ないと、高精度な試料分析が困難となり、測定結果の信
頼性が低下するという弊害が生じる。更に、このような
弊害は、感染症や血液型の誤判定を引起こすと共に、人
命に係わる問題も引起こす結果となる。このような弊害
を除去するために、以下のような提案がされている。
【0003】特開昭58−165015号公報には、試
料を滴下させるノズルの真下に、光源と受光素子とを対
向して配置し、ノズルから滴下した試料によってさえぎ
られて発生した影を検知し、滴下した試料の体積を測定
する方法が開示されている。この方法では、滴下した試
料が光源から出射された光束中を横切る際に、試料の横
幅が計測され、実験・経験に基づいて試料の体積が検出
される。
【0004】特開昭58−11859号公報には、ノズ
ルから滴下する試料の通過経路上に光源を含む光束発生
装置と、その光束を受光する光検出器とを配置し、滴下
された試料が、光束中を横切ることによって生じる光束
の変化から、試料の滴下の有無を検出する方法が開示さ
れている。特開昭56−158949号公報には、ノズ
ル内に適量の試料が吸引されたか否かを検出する方法が
開示されている。特開昭59−17161号公報には、
ノズルから滴下された試料が容器内に分注されたか否か
を光電的に検出する方法が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭58−
165015号公報に開示された方法では、滴下された
微量の試料の体積を検出することは可能であるが、連続
的に滴下された試料の体積を計測することができないと
いう問題がある。
【0006】また、特開昭58−11859号公報に開
示された方法では、ノズルから滴下された試料が光束中
を通過したか否かの確認しかできず、その体積の計測は
できないという問題がある。勿論、連続的に滴下される
試料の体積の計測も不可能である。
【0007】また、特開昭56−158949号公報に
開示された方法では、試料を滴下する前の段階におい
て、ノズル内に吸引された試料量を確認するにすぎず、
実際に所定量の試料が吐出されたか否かの確認はされな
いという問題がある。また、吐出される試料量を制御す
るとなると、装置の構成が複雑になってしまうという問
題もある。
【0008】また、特開昭59−17161号公報に開
示された方法では、吐出された試料が容器内に有るか無
いかの確認がされているにすぎず、吐出された試料量の
計測・確認がされないという問題がある。
【0009】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされ、その目的は、分注ノズルから、連続的に、
吐出される試料の分注量を光学的に、且つ、非接触方法
で検出することができる分注量検出装置及びその方法を
提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明は、試料を吸引並びに吐出して分注す
る分注ノズルを備えた分注装置に設けられており、前記
分注ノズルから連続的に吐出された試料の通過経路に沿
って配置された発光装置と、この発光装置から前記通過
経路を交差して進む光束を受光するように、前記発光装
置に対面して配置された光検出器と、
【0011】前記分注ノズルから吐出された試料が、前
記発光装置から出射した光束中を通過している間に、前
記光検出器に投影される前記試料の投影像から、吐出さ
れた前記試料の分注量を検出する演算回路と、を備え
る。また、本発明は、試料を吸引並びに吐出して分注す
る分注ノズルから連続的に吐出された前記試料に光束を
照射する工程と、前記光束が照射された前記試料によっ
て発生する投影像を光検出器に投影する工程と、前記投
影像から、前記分注ノズルから吐出された試料の分注量
を検出する工程と、を有する。
【0012】
【作用】分注ノズルから連続的に吐出される試料は、こ
の試料の通過経路に沿って配置された発行装置からの光
束中を通過する。この光束中を通過している試料によっ
て発生する投影像が光検出器に投影される。光検出器か
らは、投影像に対応した信号が演算回路に送信される。
この演算回路では、所定の演算処理が行われ、分注ノズ
ルから連続的に吐出された試料の分注量が自動的に検出
される。
【0013】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例に係る分注量検
出装置及びその方法について、図1及び図2を参照して
説明する。図1は、本実施例の分注量検出装置の全体が
概略的に示されている。
【0014】図1に示すように、本実施例の分注量検出
装置は、例えば、試薬、血液等の試料12を吸引並びに
吐出して分注する分注ノズル2を備えた分注装置1に設
けられている。分注装置1は、分注ノズル2と、内部に
ピストン8を備えたシリンジ6と、を備えている。分注
ノズル2とシリンジ6の加圧室5とは、接続チューブ4
を介して連結されている。また、この加圧室5から接続
チューブ4を介して分注ノズル2の先端開口部10に亘
って、例えば、非圧縮性のイオン交換水(図示しない)
が満たされている。このため、ピストン8の減圧・加圧
作動は、前記イオン交換水を介して、直接、分注ノズル
2の先端開口部10に作用する。この結果、先端開口部
10から試料が吸引・吐出される。このような構成を有
する分注装置1には、以下に説明するような分注量検出
装置が設けられている。
【0015】この分注量検出装置は、発光装置14と、
この発光装置14から出射した光束16を受光して電気
信号に変換する光検出器18と、この光検出器18から
出力された電気信号に所定の演算処理を施す演算回路2
0と、を備えている。
【0016】発光装置14は、分注ノズル2から連続的
に吐出される試料12の通過経路(図示しない)に沿っ
て配置されている。また、光検出器18は、発光装置1
4から通過経路を交差して進む光束16を受光するよう
に、発光装置14に対面して配置されている。この光検
出器18は、試料12の通過経路に直交する方向に配列
された複数の受光素子17を備えている。以下に、分注
量検出方法について説明する。
【0017】まず、分注ノズル2から連続的に吐出され
る試料12は、その通過経路に沿って落下する。落下し
ている試料12の先端が光束16と交差すると、光検出
器18には、試料12の投影像が投影される。このと
き、光検出器18は、投影像によって光束16が遮断さ
れた受光素子17の部分からはLOWレベル(L)信号
を出力し、他の部分からはHIGHレベル(H)信号を
出力する。これら出力値は、夫々、演算回路20で所定
の演算が施され、試料12の体積が自動的に算出され
る。この結果、試料12の液量(分注量)が算出され
る。
【0018】具体的には、図2の(a)に示すように、
時刻t0 で初めて試料12の先端部が光束16と交差
し、光検出器18に試料12の先端部の投影像が投影さ
れる。この結果、試料12によって影になった受光素子
17からLOWレベル(L)信号が出力され、他の部分
からHIGHレベル(H)信号が出力される。この時刻
における試料12の直径(即ち、試料12の通過経路に
直交する方向の断面の直径)は、LOWレベル(L)信
号を出力した受光素子17の個数から算出される。更
に、図2の(b)には、光束16を交差中である時刻t
1 における光検出器18の出力状態が、また、図2の
(c)には、試料12の末端部が光束16を交差中であ
る時刻t2 における光検出器18の出力状態が、夫々、
示されている。この時刻t0 からtn (n;整数)まで
の一定時間毎に得られる試料12の直径を算出して、積
分することによって、試料12の体積が連続的に、且
つ、自動的に算出される。
【0019】即ち、Δt時間毎に試料12の直径を算出
し、LOWレベル(L)信号を出力した受光素子17の
個数をK、1個の受光素子17の幅を とする。このた
め、試料12の直径(d)は、d=K・ となる。この
結果、試料12の体積は、
【0020】
【数1】 の式に従って算出され、試料12の液量が算出される。
【0021】ここで、vは、分注ノズル2から吐出され
る試料12の速度であって、シリンジ6の駆動速度u、
シリンジの内径D1 、分注ノズル2の先端開口部10の
直径D2 によって、規定され、
【0022】
【数2】 の式に従って算出される。
【0023】次に、本発明の第2の実施例に係る分注量
検出装置及びその方法について、図3及び図4を参照し
て説明する。なお、本実施例の構成のうち、第1の実施
例のと同一の構成には、同一符号を付してその説明を省
略する。図3は、本実施例の分注量検出装置の全体が概
略的に示されている。
【0024】図3に示すように、本実施例の分注量検出
装置は、分注ノズル12から連続的に吐出される試料1
2の通過経路(図示しない)に沿って第1及び第2の発
光装置22、26が配置されている。また、これら発光
装置22、26に対面するように、第1及び第2の光検
出器24、28が配置されている。このため、第1の発
光装置22から出射した第1の光束36は、前記通過経
路を交差して第1の光検出器24に入射される。また、
第2の発光装置26から出射した第2の光束46は、通
過経路を交差して第2の光検出器28に入射される。こ
のような第1及び第2の光検出器24、28は、照射さ
れた第1及び第2の光束36、46を電気信号に変換し
て、第1の実施例と同様の演算回路(図示しない)に出
力する機能を有している。なお、第1及び第2の光検出
器24、28の具体的な構成は、第1の実施例で示した
光検出器18と同様である。以下に、分注量検出方法に
ついて説明する。
【0025】図4の(a)に示すように、時刻t0 で初
めて試料12の先端部が第1の光束36と交差し、第1
の光検出器24に試料12の先端部の投影像が投影され
る。この結果、試料12によって影になった受光素子1
7からLOWレベル(L1 )信号が出力され、他の部分
からHIGHレベル(H1 )信号が出力される。このと
き、試料12の先端部は光束46と交差していないの
で、第2の光検出器28からはHIGHレベル(H2
信号が出力される。
【0026】また、図4の(b)に示すように、時刻t
1 で初めて試料12の先端部が第2の光束46と交差
し、第2の光検出器28に試料12の先端部の投影像が
投影される。この結果、試料12によって影になった受
光素子17からLOWレベル(L2 )信号が出力され、
他の部分からHIGHレベル(H2 )信号が出力され
る。このとき、第1の光検出器24には、第1の光束3
6を通過中の試料12の投影像が投影され、この部分の
受光素子17から対応するLOWレベル(L1 )信号が
出力されている。
【0027】また、図4の(c)には、試料12の末端
部が第1の光束36と交差し終える時刻t2 における第
1及び第2の光検出器24、28の出力状態が、図4の
(d)には、試料12の末端部が第2の光束46と交差
し終える時刻t3 における第1及び第2の光検出器2
4、28の出力状態が、夫々、示されている。
【0028】そして、第1の実施例と同様に、時刻t0
からtn(n;整数)までの一定時間毎に得られる試料
12の直径を積分することによって、試料12の体積が
連続的、且つ、自動的に算出される。かくして、分注ノ
ズル2から連続的に吐出される試料12の分注量が自動
的に検出される。
【0029】具体的には、Δt時間毎に算出される試料
12の直径は、第1の光検出器24あるいは第2の光検
出器28のいずれか一方の出力信号から算出される。ま
た、試料12の平均落下速度vは、第1及び第2の光束
36、46の間の距離(h)を時刻t1 と時刻t0 との
差で割り算することによって得られる。即ち、 v=h/(t1 −t0 ) の式から算出される。従って、試料12の体積は、第1
の実施例で説明したように、
【0030】
【数3】
【0031】の式に従って算出され、この結果、試料1
2の液量が算出される。なお、本実施例の場合も、第1
の実施例と同様に、LOWレベル(L)信号を出力した
受光素子17の個数をK、1個の受光素子17の幅を
とし、試料12の直径(d)は、d=K・ から算出さ
れる。
【0032】本実施例の場合、第1の実施例のように試
料12の平均落下速度(v)は、シリンジの内径D1
分注ノズル2の先端開口部10の直径D2 、及び、シリ
ンジ6の駆動速度uから論理的、即ち仮想的に計算され
るのではない。上述したように、落下している試料12
の速度は、第1及び第2の光束36、46を通過する時
間及びこれらの間の距離(h)から、実測される。この
結果、信頼性の高い検出結果を得ることができる。
【0033】
【発明の効果】本発明は、分注ノズルから、連続的に、
吐出される試料の分注量を光学的に、且つ、自動的に検
出することができる。このように、実際に吐出された試
料の分注量が検出されるため、予め設定された吐出量と
の比較が高精度に且つ容易に行える。この結果、分析に
関与する分注装置の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る分注量検出装置が
分注装置に設けられた状態を概略的に示す図。
【図2】図1の分注ノズルから連続的に吐出された試料
が光束中を通過する様子と、光検出器からの出力状態と
の関係を示す図であり、(a)は時刻t0 、(b)は時
刻t1 、(c)は時刻t2 の場合を示す。
【図3】本発明の第2の実施例に係る分注量検出装置が
分注装置に設けられた状態を概略的に示す図。
【図4】図3の分注ノズルから連続的に吐出された試料
が光束中を通過する様子と、光検出器からの出力状態と
の関係を示す図であり、(a)は時刻t0 、(b)は時
刻t1 、(c)は時刻t2 、(d)は時刻t3 の場合を
示す。
【符号の説明】
1…分注装置、2…分注ノズル、12…試料、14…発
光装置、16…光束、18…光検出器、20…演算回
路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料を吸引並びに吐出して分注する分注
    ノズルを備えた分注装置に設けられており、前記分注ノ
    ズルから連続的に吐出された試料の通過経路に沿って配
    置された発光装置と、この発光装置から前記通過経路を
    交差して進む光束を受光するように、前記発光装置に対
    面して配置された光検出器と、前記分注ノズルから吐出
    された試料が、前記発光装置から出射した光束中を通過
    している間に、前記光検出器に投影される前記試料の投
    影像から、吐出された前記試料の分注量を検出する演算
    回路と、を備える分注量検出装置。
  2. 【請求項2】 試料を吸引並びに吐出して分注する分注
    ノズルから連続的に吐出された前記試料に光束を照射す
    る工程と、前記光束が照射された前記試料によって発生
    する投影像を光検出器に投影する工程と、前記投影像か
    ら、前記分注ノズルから吐出された試料の分注量を検出
    する工程と、を有する分注量検出方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07333231A (ja) * 1994-06-10 1995-12-22 Aloka Co Ltd 自動分注装置
JP2019512677A (ja) * 2016-02-29 2019-05-16 ベンタナ メディカル システムズ, インコーポレイテッド 分注特徴付けのためのシステム及び方法

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