JPH05256858A - 自動分析装置のサンプル分注方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は自動分析装置のサンプル分注装置に係
り、特に血清，尿等の液体サンプルを、その分注量に影
響されることなく、十分で且つ一定の正確度を確保，維
持して分注すること。 【構成】サンプリングアーム４に保持されたサンプルノ
ズル１，マイクロシリンジ５，送水ポンプ７，サンプル
容器１０，反応容器１２等から構成されたサンプル分注
機構において、サンプルノズル１内での水によるサンプ
ルの薄まりを防止するため、所定のサンプル分注量に加
えて余分に吸引するサンプルの量をサンプル分注量に応
じて可変として、分注量に関係なくサンプルの薄まりを
一定とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動分析装置のサンプル
分注装置に係り、特に血清等の液体試料を極く微量で正
確に分注するのに好適なサンプル分注方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動分析装置におけるサンプル分
注装置は、特開昭62−137565号公報に記載してあるよう
に、サンプルノズル，液面センサー，サンプルノズルに
接続されたマイクロシリンジ，サンプルノズルを駆動す
るサンプリング機構，サンプルノズルの洗浄槽等から構
成され、サンプル分注動作は次のように行なわれる。サ
ンプルノズルをサンプル容器内のサンプル内へ移動し、
マイクロシリンジよりサンプルノズル内に所定量のサン
プルを吸引し、その後、サンプリング機構でサンプルノ
ズルを反応容器上に移動し、マイクロシリンジの吐出動
作で反応容器内にサンプルノズル内の試料を分注する。
しかる後、サンプルノズルは洗浄槽に移され、ノズルの
内，外周を洗浄して次の試料の吸引を待つ。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の自動分析装置で
は、１分析当りのサンプル量は、例えば３〜２０μｌを
仕様としている。このサンプル量の下限値の３μｌは、
主として装置がサンプルの分注精度を確保し得る限界と
して、また上限値の２０μｌは下限値３μｌでの分注精
度を維持しながら限られた分注時間の中での最大分注量
として主として装置上の都合により決定され、このサン
プル量の範囲内で夫々の分析項目に対し感度，測定範囲
を満足するように分析法が設定されている。こうして決
定されたサンプル量であるが、その分注の正確度，精度
が分析結果に与える影響が最も大であり、このサンプル
分注精度を確保するために前記したサンプル分注装置等
において様々な工夫がなされており、その一例として臨
床用自動分析４３〜４４頁（小澤恭一編，購談社刊，１
９８５年６月発行）に記載された方法がある。これによ
ると、図３に示したように、サンプルノズル１の先端に
少量の空気を吸い込み、その後所要のサンプル量より若
干多いサンプル量を吸い込む。この空気ないし余分に吸
い込んだサンプルは、分析のために反応容器内に吐出さ
れるサンプルがノズル内の水により、薄れるのを防止す
るもので、これによりサンプル分注の正確度を確保しよ
うとするものである。然るに、この方法においても装置
の処理能力が高くなり、サンプルの吸引，吐出速度を大
きくする要求に対しては、ノズル内での管壁等でのサン
プルと水の接触は避けられず、ノズル内でのサンプルの
移動量、即ちサンプル分注量に反比例してサンプル分注
の正確度は低下する。これは、従来の装置では前記した
サンプルの薄まりを防ぐために分析に必要とする検体量
に加えて、余分に吸引するサンプル量がサンプル分注量
の多少に拘らず一定量であることに起因している。この
サンプル分注量が多い場合の分注の正確度の低下を解決
するには、サンプルの薄まり防止のために余分に吸引す
るサンプル量を増していけば良いが、小児患者など極少
量の検体しか得られない例も多く、好ましくない。ま
た、このサンプル分注量の多少による正確度の変化は、
上記した分析条件で分析した結果が装置の測定範囲を越
えた値を示し、再度同一試料をサンプル量を減少して測
定した場合や、逆に感度不足が生じサンプル量を増した
場合に初回の分析値と再検での分析値の比較，検討にお
いて好ましくないことは言を待たない。

【０００４】本発明の目的は、従来の装置におけるかか
る欠点を排し、分析外に必要とする余分なサンプル量を
増すことなく、サンプル分注量の多少に拘らずに一定の
正確度を有するサンプル分注手段を提供し、自動分析装
置において分析性能の改善を得ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、サンプル分
注量の多少に関係なく、反応容器内に吐出されるサンプ
ルの水により薄まり度合を一定にすることで達せられ、
そのために、従来の装置ではサンプル分注量に関係な
く、所定分注量に加えてサンプルの薄まりを防止するた
めに余分に吸引するサンプル量を一定としていたのを、
該所定分注量に応じて可変としたものである。

【０００６】

【作用】上記したように、サンプルノズル内で生じるノ
ズル管壁等での水との接触によるサンプルの薄まりは、
略サンプルの移動量に比例するものであり、サンプル分
注量に応じて余分にノズル内に吸引する量を可変、例え
ば比例することで、ノズル内でのサンプルの移動量を分
注量に比例し得、その薄まり度合をサンプル分注量に関
係なく一定として得、したがって正確度も一定値を得る
ことができる。ここで、前記した余分に吸引するサンプ
ル量を排した場合でも略一定の分注正確度は得られる
が、水によるサンプルの薄まりが大きくなり、許容し得
る正確度を得ることができないが、本方法によれば、従
来の装置での正確度を損なうことなく、その値を分注量
に関係なく一定とすることが可能である。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の方法の一実施例を図１〜図３
を用いて詳細に説明する。

【０００８】図１は本発明の自動分析装置のサンプリン
グ分注方法の一実施例を説明するための構成図である。
図１において、１はステンレス鋼よりなる金属パイプの
先端を絞ったサンプルノズルで、液面センサ２が絶縁さ
れて被覆チューブ３により一体化されている。４はサン
プルノズル１が取り付けられたサンプリングアームで、
図示は省略したが、旋回・上下運動自在に構成されてい
る。５はマイクロシリンジで、シール部材５ａでシール
されたプランジャ５ｂが上下可能に構成され、その一端
は可撓材よりなる配管５ｃでサンプルノズル１に他端は
サンプルノズル１の内周洗浄用の第１の電磁弁６，送水
ポンプ７を介して洗浄水８ａが入っている給水タンク８
に接続されている。９はその外周にサンプルが注入され
ているサンプル容器１０を搭載したサンプルディスク
で、上記のサンプルノズル１の旋回上の所定の位置に個
々のサンプル容器１０を搬送，位置決め可能に支持機構
（図示は省略）により支持されている。１１は反応ディ
スクで、これもその外周に複数この直方体状の長穴状の
反応セル１２ａを一体に成形した反応容器１２が複数個
ネジ１３により固定されている。この反応ディスク１１
も図示は省略したが、回転支持機構によりサンプルノズ
ル１の旋回軌跡上の所定の位置に各反応セル１２ａを順
次搬送，位置決め可能に支持されている。１４はサンプ
ルノズル１の洗浄槽で、円筒状を呈し、そのうち、サン
プルノズル１の旋回軌跡にあたる部分が、その運動の妨
げとならないようにＶ字状あるいはＵ字状に切り開かれ
ており、サンプルノズル１の旋回の半径方向に斜め情報
から対向してサンプルノズル１の外周の洗浄用のノズル
１５は、第２の電磁弁１６を介して先の送水ポンプ７に
配管されている。１７は液面センサ２を正極とし、サン
プルノズル１を負極としてサンプル容器１０内の試料の
液位を検知するための検出回路、１８は上記したこれら
の構成要素の動作を制御するマイクロコンピュータシス
テムである。

【０００９】上記の如く構成されたサンプル分注装置の
動作を図２に示したタイムチャートにより説明する。図
２のタイムチャートは反応ディスク１１の動作を基準に
示したもので、反応ディスク１１はサイクルごとに１回
の回転動作で１回転＋１反応セルまたは半回転＋１反応
セルの如き反応セル１２ａの歩進送りを行ない、その停
止時間内に洗浄されて再使用可能となった反応セル１２
ａに所定量のサンプルが上記構成のサンプル分注装置で
分注され、次のサイクルでは、サンプルの上に図示はし
ないが、試薬分注機構で所定量の試薬が分注されるとと
もに、新しい反応セルにはサンプルが分注される。試薬
を加えられたサンプルは、濃度に応じた呈色反応を示
し、その吸光度が反応ディスク１１の回転ごとに測定さ
れる。このようにして反応ディスク１１の停止ごとにサ
ンプルの分注，試薬の分注，撹拌，必要により所定の位
置での第２試薬の分注，撹拌，所定の測定が終了した反
応セルの洗浄等を繰り返して分析が続けられる。ここ
で、図２のａ−ａ′で示した１サイクル内の各構成要素
の通常の動作を説明する。ａの時点でサンプリングアー
ム４に取り付けられたサンプルノズル１は、サンプル容
器１０の上に位置している。そこからサンプリングアー
ム４は下降を始め、液面センサ２がサンプルの液面を検
知し、サンプルノズル１の先端を所定量だけサンプル中
に突っ込んだ位置で停止する。継いで、ａ₁ に時点が進
むと、マイクロシリンジ５によりサンプルノズル１に
は、分注所定量と、該所定量に比例した。若干の余裕を
加えたサンプルが吸引される。したがって、このサンプ
ルの吸引時間は上記したように装置仕様での最大サンプ
ル分注量に合わせて設定されている。ａ₂ 時点では、プ
ランジヤ５ｂの送り機構のバックラッシュ補正が行わ
れ、ａ₃ 時点に達すると、サンプリングアーム４が上昇
を始め、その上死点で停止する。以上の動作は反応ディ
スク１１の回転動作中に行われ、反応ディスク１１の回
転が停止したａ₄ 時点では、サンプリングアーム４がサ
ンプル容器１０上から反応セル１２ａ上へ移動を開始す
る。その移動はａ₅ 時点で終了するとともに、サンプリ
ングアーム４は反応セル１２ａ中へ下降を始め、その下
降途中のａ₆ 時点からマイクロシリンジ５が動作して反
応セル１２ａ中へ所定量のサンプルを吐出する。この吐
出時間も上記したサンプルの吸引時間と同じく装置仕様
の最大分注量に合わせて設定されている。サンプルの吐
出の終った後は、ａ₇ 時点からサンプルノズル１が上
昇、ａ₈時点で反応セル１２ａ上から洗浄槽１４中へ移
動を開始する。洗浄槽１４中にサンプルノズル１がくる
と、ａ₉ 時点でサンプルノズル１中に残っていた若干の
余分のサンプルが吐出されるとともに第１の電磁弁６及
び第２の電磁弁１６が開となってサンプルノズル１の
内、外周が次のサンプルへの干渉がないまでに送水ポン
プ７の働きによりサンプルノズル１からの洗浄水の吐出
及び洗浄ノズル１５からサンプルノズル１の先端に洗浄
水を吹き付けて洗浄される。洗浄が終了したａ₁₀時点で
サンプルノズル１はサンプル容器１０へ移動するととも
に、サンプルノズル１内での洗浄水とサンプルの接触に
よるサンプルの薄まりを防止するため、若干量の空気が
サンプルノズル１内にマイクロシリンジ５によって吸引
され、ａ′のサンプルノズル１は再びサンプル容器１０
上に位置して次のサイクル動作を開始する。

【００１０】上記した一連の動作はマイクロコンピュー
タシステム１８で制御される。本発明の主旨とする、サ
ンプルプローブ１へのサンプルの吸引量Ｖ_T は分析のた
めの所定のサンプル分注量Ｖ_a に対して次式で決定され
る。

【００１１】 Ｖ_T＝Ｖ_a（１＋Ｋ） …（数１） ここに Ｋ：定数 この定数Ｋは、一般的にはサンプル分注量には無関係な
値として決定して良く、またマイクロコンピュータシス
テム１８により制御されるマイクロシリンジ５の分注分
解能は０.１μｌ 以下に設計可能で、十分に（数１）式
を満足し得るサンプルの吸引、分注動作が得られる。こ
こで、実験結果から定数Ｋを０.１５ 以上に選ぶこと
で、十分且つ分注量に影響されずに一定の正確度を得る
ことが出来る。

【００１２】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、薄まり防
止のための余分なサンプル量を増すことなく、広範囲な
サンプル分注に対して、十分且つ一定の正確度の確保，
維持が可能となり、自動分析装置に利用してその性能向
上に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動分析装置のサンプル分注方法の一
実施例を説明するための構成図である。

【図２】図１の構成要素の動作制御を示すタイムチャー
トである。

【図３】サンプルノズル内でのサンプルの吸引状態を説
明した図である。

【符号の説明】

１…サンプルノズル、２…液面センサ、４…サンプリン
グアーム、５…マイクロシリンジ、６，１６…電磁弁、
７…送水ポンプ、８…給水タンク、９…サンプルディス
ク、１０…サンプル容器、、１１…反応ディスク、１２
…反応容器、１２ａ…反応センサ、１４…ノズル洗浄
槽、１５…洗浄ノズル、１８…マイクロコンピュータシ
ステム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茂手木 尚哉 茨城県勝田市堀口字長久保832番地２ 日 立計測エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 田村 輝美 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所計測器事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サンプルノズルと、該サンプルノズルを保
   持し、該サンプルノズルのサンプル容器，反応容器，ノ
   ズル洗浄槽等への移動，位置決めを行なうサンプルノズ
   ル移動機構と、前記サンプリングノズルへの洗浄水の送
   水ポンプに接続されたマイクロシリンジを備え、前記ノ
   ズル洗浄槽等から構成されたサンプル分注装置を用い
   て、分析のために必要とする所定分注量に加えて、該ノ
   ズル内に吸引する余分のサンプル量を該所定分注量に応
   じて可変としたことを特徴とする自動分析装置のサンプ
   ル分注方法。