JPH05232125A - サンプル吸引検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、一般的な液面検知機構を利用するこ
とによって、簡単且つ低コストで、サンプルプローブ内
の詰り状態を検出することができるサンプル吸引検出方
法を提供する。 【構成】本発明は、サンプルプローブ３に同期して液面
検知センサ１をサンプルカップ２５内に下降してサンプ
ル２３液面を検知する液面検知センサ１と、サンプルプ
ローブ３をサンプル２３に浸漬させた状態で停止させる
駆動系と、サンプルプローブ３内にサンプル２３を必要
量以上吸引させると共に、必要量以上吸引されたサンプ
ル２３を再びサンプルカップ２５内に戻させるシリンジ
９と、を備えており、吸引終了時には、液面検知センサ
１は液面非検知状態となり、戻し終了時には、液面検知
センサ１は液面検知状態に復帰される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サンプルプローブ内の
詰りによる吸引不良を検出するサンプル吸引検出方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の検出方法は、血液中の化
学成分を含む各種成分濃度を定量する自動化学分析装置
に適用されている。この装置は、その多くのものが、微
量のサンプルを定量性良く採取すると共にサンプルの有
無を検出するための液面検出機構を備えている。この液
面検出機構は、サンプルプローブが必要以上にサンプル
内に浸漬されることを防止すると共に、必要量のサンプ
ルが有るか否かを検出する。また、上記検出方法は、例
えば、特開昭６１−２６０１６５号公報（以下、従来例
と称する）に開示された装置に適用されている。

【０００３】従来例の装置には、サンプルプローブに接
続され、吸引圧・吐出圧を検出する圧力センサと、この
圧力センサからの圧力データを数値化するＡ／Ｄコンバ
ータと、このＡ／Ｄコンバータの出力データに演算処理
を施すＣＰＵと、が設けられている。このような装置に
よれば、サンプルプローブの大気オープン時とサンプル
吸入時若しくは吐出時とにおける圧力センサからの２個
の圧力データは、Ａ／Ｄコンバータによって数値化され
た後、ＣＰＵによって補正処理が施される。

【０００４】この結果、例えば、サンプルプローブ内に
フィブリン等の不溶物が存在している場合、正確に、サ
ンプルの吸引・吐出を行うことができないことが検出可
能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の装置は、圧力センサのコスト高のため、装置のコスト
が上昇してしまうという問題がある。また、従来例の装
置は、圧力センサを配置させるために、サンプル吸引用
シリンジとサンプルプローブ先端との間の距離をある程
度長くする必要があり、この結果、例えば、３μｌ（マ
イクロリットル）程度の微量分注を高精度に実施するこ
とが困難になると共に構造も複雑化するという問題があ
る。

【０００６】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、一般的な液面検知機構を利用
することによって、簡単且つ低コストで、サンプルプロ
ーブ内の詰り状態を検出することができるサンプル吸引
検出方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のサンプル吸引検出方法は、サンプル
プローブに同期して液面検知手段をサンプルカップ内に
下降してサンプル液面を検知する工程と、前記サンプル
プローブを前記サンプルに浸漬させた状態で停止させる
工程と、前記サンプルプローブ内に前記サンプルを必要
量以上吸引する吸引工程と、必要量以上吸引された前記
サンプルを再び前記サンプルカップ内に戻す戻し工程
と、を有しており、前記吸引工程終了時には、前記液面
検知手段は液面非検知状態となり、前記戻し工程終了時
には、前記液面検知手段は液面検知状態に復帰されるこ
とを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明によれば、サンプルプローブと共に液面
検知手段をサンプルカップ内に下降して、液面検知手段
がサンプルに接触したとき、サンプルプローブの下降動
作を停止させて、サンプルプローブ内に必要量以上のサ
ンプルを吸引する。このとき、液面検知手段は、サンプ
ル液面から離間して非導通状態となる。次に、吸引され
た必要量以上のサンプルをサンプルカップ内に吐出して
戻す。このとき、液面検知手段は、サンプルに再び接触
して導通状態となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例に係るサンプル
吸引検出方法について、図１を参照して説明する。

【００１０】図１に示すように、本実施例の方法が適用
された装置は、駆動系（図示しない）によって図中矢印
Ｓ方向に移動可能に構成され、一対の電極を備えた液面
検知センサ１と、このセンサ１と同期して図中矢印Ｓ方
向に移動可能であって、その先端が液面検知センサ１の
先端部よりも突出させて構成されたサンプルプローブ３
と、を備えている。サンプルプローブ３は、第１の弁機
構５を備えた第１の接続チューブ７を介してシリンジ９
の加圧室１１に連通接続されている。

【００１１】シリンジ９の加圧室１１には、第２の弁機
構１３を備えた第２の接続チューブ１５が連通接続され
ており、この第２の接続チューブ１５の基端部は充填容
器１７に接続されている。

【００１２】充填容器１７には、例えばイオン交換水等
の非圧縮性の押出水１９が収容されており、第２の弁機
構１３を開かせることによって、シリンジ９の加圧室１
１内に取込可能に構成されている。

【００１３】従って、装置を作動させる前段階として、
まず、第２の弁機構１３のみを開けた後、ピストン２１
を駆動させて加圧室１１内を減圧することによって、押
出水１９を第２の接続チューブ１５及び加圧室１１内に
充填させる。次に、第２の弁機構１３を閉じ、第１の弁
機構５を開けた後、ピストン２１を駆動させて加圧室１
１内に充填された押出水１９を、第１の接続チューブ７
を介してサンプルプローブ３先端に亘って充填させる。

【００１４】この結果、シリンジ９のピストン２１を駆
動させることによって生じる加圧室１１内の加圧・減圧
作用は、押出水１９を介して直接サンプルプローブ３先
端に作用することになる。

【００１５】以下、このような構成を有した装置を用い
て本実施例のサンプル吸引検出方法について図１を参照
して説明する。なお、サンプルプローブ３及び液面検知
センサ１の下方には、例えば血清や血球等のサンプル２
３が収容されたサンプルカップ２５が配置されているも
のとする。図１には、本実施例のサンプル吸引検出方法
が適用されたサンプルプローブ内の詰り状態検出工程が
示されている。

【００１６】図１の（ａ）に示すように、駆動系を介し
て液面検知センサ１及びサンプルプローブ３を図中矢印
Ｓ方向に下降させる。液面検知センサ１の先端がサンプ
ルカップ２５に収容されたサンプル２３の液面に接触す
ると、センサ１はサンプル２３を介して導通状態とな
り、この状態で液面が検知される。液面が検知されたと
き、駆動系を介して液面検知センサ１及びサンプルプロ
ーブ３の移動を停止させる。

【００１７】次に、第１の弁機構５を開き、第２の弁機
構１３を閉じた後、シリンジ９を減圧動作させることに
よって、サンプルプローブ３内にサンプル２３が吸引さ
れる。このときサンプルプローブ３には、必要量以上の
サンプル２３が吸引される。

【００１８】図１の（ｂ）に示すように、必要量以上の
サンプル２３が吸引された状態では、液面検知センサ１
の先端部は、サンプル２３の液面から離間する。このと
き、液面検知センサ１の電極間は非導通状態となり、こ
の状態でサンプル２３がサンプルプローブ３に吸引され
たことが検出される。

【００１９】なお、サンプル吸引量は、サンプルカップ
２５の内径と、サンプルプローブ３及び液面検知センサ
１相互の先端位置関係とによって規定させることが可能
であり、サンプル２３が実際に吸引されたときには、必
ず、電極間が非導通状態となる。

【００２０】図１の（ｃ）に示すように、サンプル２３
が必要量以上吸引された後、第１の弁機構５を開き、第
２の弁機構１３を閉じた状態で、シリンジ９を加圧動作
させることによって、サンプルプローブ３内の必要量以
上のサンプル２３は、再び、サンプルカップ２５内に吐
出される。

【００２１】サンプル２３がサンプルカップ２５内に吐
出されたとき、液面検知センサ１の電極間は再び導通状
態となり、この状態でサンプル２３がサンプルカップ２
５内に戻されたことが検出される。この後、必要量のサ
ンプル２３を吸引したサンプルプローブ３とセンサ１は
上昇し、図示しない移送機構により、反応管に移動さ
れ、第１の弁機構５を開き、第２の弁機構１３を閉じ、
ピストン２１を上昇させることによって、サンプル２３
が反応管に吐出される。

【００２２】この結果、万一、図１の（ｂ）に示した吸
引工程で、不溶物が吸引されてサンプルプローブ３内に
詰りが生じた場合でも、実際にサンプル２３が吐出され
ていれば、液面検知センサ１が導通状態となるため、吐
出動作が正確に行われるか否かを容易に検出することが
できる。

【００２３】このように本実施例のサンプル吸引検出方
法は、一般的な液面検知機構即ち液面検知センサ１を利
用して電極間の導通・非導通状態を監視するだけで、簡
単且つ低コストで、サンプルプローブ３内の詰り状態を
検出することができる。

【００２４】次に、本発明の第２の実施例に係るサンプ
ル吸引検出方法について図２及び図３を参照して説明す
る。なお、本実施例の検出方法に適用される装置は、金
属製のサンプルプローブ１２と、液面検知方法として静
電容量の変化から液面を検知する装置と、が用いられて
いる点に特徴を有する。図２及び図３には、本実施例の
検出方法に適用される液面検知装置の例が示されてい
る。

【００２５】図２及び図３に示すように、非導電体から
なるベース２の上には、血清や血球等のサンプル４が収
容されたサンプルカップ６と、このサンプルカップ６を
挟んで対向して配置された第１と第２の電極８，１０と
が配置されている。サンプルカップ６には、サンプル４
を採取するためのサンプルプローブ１２が挿入されてい
る。このサンプルプローブ１２は例えば金属等の導電性
材料から形成されている。

【００２６】第１電極８には発振器（発振手段）１４
が、また、第２電極１０には受信器（受信手段）１６が
夫々電気的に接続されている。これら発振器１４と受信
器１６との共通の零電位レベルには、サンプルプローブ
１２が電気的に接続されている。ここで発振器１４は矩
形波または正弦波の電気信号を発振し、この信号は、第
１電極８、サンプルカップ６、第２電極１０を介して受
信器１６にて受信される。

【００２７】受信器１６は、受信した電気信号に応じた
信号出力を判定器１８に出力する機能を有する。また、
判定器１８は、受信器１６の信号出力によりサンプルプ
ローブ１２の先端１２ａがサンプル４の液面４ａに接触
しているか否かを判定する機能を有する。この判定の詳
細については後述する。

【００２８】サンプルプローブ１２は、チューブ２０を
介して接続された分注器２２の吸引動作により、サンプ
ルカップ６内のサンプル４を採取する。また、サンプル
プローブ１２は昇降アーム２４に支持されている。

【００２９】昇降アーム２４は、モータ２６の駆動によ
り、支柱２８に沿って矢印Ｚで示す上下方向に昇降す
る。モータ２６は、判定器１８の制御信号に基づいて制
御装置３０により制御される。以下、このような液面検
知装置の動作について図２ないし図４を参照して説明す
る。

【００３０】ノズル先端１２ａと液面４ａとが非接触の
状態、即ちノズル先端１２ａが検液液面４ａよりも高い
位置にあるか、或いはサンプルカップ６内にサンプル４
が存在しないかの何れかの状態（以下、状態ａと称す）
にあるとする。状態ａにおいて、サンプルカップ６と第
１及び第２の電極８，１０との間には図４の（Ａ）に示
すような回路が形成される。

【００３１】図４の（Ａ）に示すように、第１電極８と
サンプルカップ６との間には静電容量Ｃ１が、第２電極
１０とサンプルカップ６との間には静電容量Ｃ２が、サ
ンプルカップ６には静電容量Ｃ３が夫々存在する。ま
た、ＲＬは、第１電極８から第２電極１０へ伝達された
電気信号を零電位レベルにする抵抗である。

【００３２】この場合、液面検知装置中の配線等の抵抗
を無視すれば、発振器１４が発振した電気信号、例えば
矩形波信号Ｐ１は、静電容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３による損
失のみ受けて矩形波信号Ｐ２として受信器１６で受信さ
れる。次に、状態ａからから昇降駆動機構２４による昇
降アーム２２の駆動により、サンプルプローブ１２を下
降させたとする。

【００３３】この場合、ノズル先端１２ａが検液液面４
ａに接触した状態（以下、状態ｂと称す）となると、図
４の（Ｂ）に示すように、静電容量Ｃ１，Ｃ２の間に
は、静電容量Ｃ３に代わって、サンプルプローブ１２に
よる共通インピーダンスＺｓが生じる。このインピーダ
ンスＺｓによって、矩形波信号Ｐ１のエネルギーが減少
し、受信器１６には矩形波信号Ｐ２よりも振幅が大きく
減少した矩形波信号Ｐ３が受信される。尚、発振器１４
の発振する信号として正弦波信号Ｓ１を用いると、矩形
波信号Ｐ２，Ｐ３の変化と同様な正弦波信号Ｓ２，Ｓ３
の変化が得られる。

【００３４】判定器１８は、状態ａにおける受信器１６
の受信した信号Ｐ２またはＳ２を基準として、この受信
信号が変化しない限りは、ノズル先端１２ａが検液液面
４ａに接触していないと判定し、制御装置３０を介して
サンプルプローブ１２の下降を続行させる。一方、受信
信号が信号Ｐ３またはＳ３のように変化したときは、ノ
ズル先端１２ａが検液液面４ａに接触したと判定し、制
御装置３０を介してサンプルプローブ１２の下降を停止
させる。この場合、サンプル４の電位を零レベルにする
ため、一対の電極８，１０間の静電容量が極めて小さく
なるから、判定器１８による判定を高い精度で実行でき
る。

【００３５】このように液面が検出された後、図３の
（ａ）に示すように、必要量以上のサンプル４が吸引可
能な位置まで、上述したような駆動系を介してサンプル
プローブ１２を下降してサンプル４内に浸漬させる。

【００３６】図３の（ｂ）に示すように、サンプルプロ
ーブ１２の下降量は、必要量以上のサンプル４を吸引し
た場合でも、サンプルプローブ１２の先端１２ａがサン
プル液面から離間しないように規定されている。

【００３７】図３の（ｃ）に示すように、必要量以上の
サンプル４が吸引された後、駆動系を介してサンプルプ
ローブ１２を上昇させる。このときの上昇量は、サンプ
ルカップ６の内径と吸引されるサンプル量と図３の
（ａ）に示されたサンプルプローブ停止位置とによって
規定される。即ち、正確にサンプル４が吸引された場合
には、サンプルプローブ１２の先端１２ａがサンプル液
面上に位置付けられる。

【００３８】図３の（ｄ）に示すように、必要量以上吸
引されたサンプル４を再びサンプルカップ６内に戻した
場合には、サンプルプローブ１２の先端１２ａがサンプ
ル４内に浸漬された状態となり、この状態でサンプル４
が正確にサンプルカップ６内に戻されたことが検出され
る。

【００３９】このように本実施例のサンプル吸引検出方
法は、一般的な液面検知装置と金属製サンプルプローブ
１２を利用し、静電容量の変化状態を監視するだけで、
簡単且つ低コストで、サンプルプローブ１２内の詰り状
態を検出することができる。なお、本発明は上述した実
施例の構成に何等限定されるものではなく、請求の範囲
内で種々変更可能であることは言うまでもない。

【００４０】

【発明の効果】本発明は、一般的な液面検知機構を利用
することによって、簡単且つ低コストで、サンプルプロ
ーブ内の詰り状態を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るサンプル吸引検出
方法が適用されたサンプルプローブ内の詰り状態検出工
程を示す図。

【図２】本発明の第２実施例に係るサンプル吸引検出方
法が適用された装置に設けられた液面検知装置の全体の
構成を概略的に示す図。

【図３】本発明の第２の実施例に係るサンプル吸引検出
方法が適用されたサンプルプローブ内の詰り状態検出工
程を示す図。

【図４】図２の装置において、一対の電極間に形成され
る回路と信号例とを示す線図であって、（Ａ）はノズル
と液面とが非接触状態にあるときの線図、（Ｂ）は同じ
く接触状態にあるときの線図。

【符号の説明】 １…液面検知センサ、３…サンプルプローブ、９…シリ
ンジ、２３…サンプル、２５…サンプルカップ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サンプルプローブに同期して液面検知手
   段をサンプルカップ内に下降してサンプル液面を検知す
   る工程と、 前記サンプルプローブを前記サンプルに浸漬させた状態
   で停止させる工程と、 前記サンプルプローブ内に前記サンプルを必要量以上吸
   引する吸引工程と、 必要量以上吸引された前記サンプルを再び前記サンプル
   カップ内に戻す戻し工程と、を有しており、 前記吸引工程終了時には、前記液面検知手段は液面非検
   知状態となり、前記戻し工程終了時には、前記液面検知
   手段は液面検知状態に復帰されることを特徴とするサン
   プル吸引検出方法。