JPH05264413A - メニスカス液面の作製方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ磁気免疫測定法における被検液の水面
形状として好適なメニスカス水面を再現性よく作製す
る。 【構成】 上方に開口された容器１をパルステージ２上
に配置する。容器１の上方に吸引ノズル５と、吸引ノズ
ル５よりも短く形成された注入ノズル４を設ける。注入
ノズル４から容器１内に液体を注入した後、吸引ノズル
５の先端と液面とを接触せしめ、これらの接触を保ちつ
つ容器１内の液体の一部を吸引ノズル５から吸引除去す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はメニスカス状の液面を再
現性よく作製できるようにした方法および装置に関し、
特にレーザ磁気免疫測定法における被検液の水面形状と
して好適に用いられるメニスカス水面の作製方法および
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ウイルス感染症の免疫検査法とし
て、レーザ磁気を用いた免疫測定法の開発が推進されて
いる。レーザ磁気免疫測定法は、磁気標識したウイルス
を磁界中で局部濃縮することによって検出感度の向上を
図ったもので、磁性微粒子に抗体を結合させた磁気標識
試薬と、ウイルスとを抗原抗体反応させてウイルスを磁
気標識し、未反応の磁気標識試薬を除いた後、磁性微粒
子の量を光学的に測定する方法である。

【０００３】このような測定は、例えば図４に示したよ
うな装置を用いて行われる。図中符号２１は検査容器、
２２は検体収容部、２３は被検液、２４は電磁石、２５
は磁極片をそれぞれ示す。検査容器２１の検体収容部２
２に被検液であるウイルス浮遊液２３を入れて、これを
図４に示すように測定装置にセットする。電磁石２４を
励磁すると、磁極片２５直下の水面の磁界が最も高いた
め磁気標識されたウイルスはこの部分に濃縮されるとと
もに、水面が微視的に隆起する。この濃縮点２６に斜め
からレーザ光２７を照射して得られる干渉縞２８を計数
することによって、ウイルスと結合した磁性微粒子の量
を測定することができる。

【０００４】また測定に際しては、まず上方に開口した
検査容器２１内に被検液の分散媒である純水等の液体を
入れてメニスカス水面を作製し、次いで、この水面の上
から手動によって微量（約２μｌ）の試料液を滴下した
後、測定装置にセットする方法が行われていた。図３に
従来のメニスカス水面の作製方法の例を工程順に示す。
まず、図３（ａ）に示すようにマイクロピペット１３等
を用いて、手動によって純水を検査容器１に注入し、図
３（ｂ）に示すように検査容器１内を純水で満たす。次
いで、図３（ｃ）に示すように吸引ポンプ（図示せず）
につながる吸引ノズル５の先端を純水内に挿入し、ポン
プで純水を吸引除去する。そして図３（ｄ）に示すよう
にメニスカス水面が得られたところで、吸引を停止する
方法が行われていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な方法では、メニスカス水面の再現性が悪く、水面の曲
率、形状にばらつきが生じるため、水面にレーザ光を照
射して測定する際に精度よく測定できないという問題が
あった。また、手動によって試料分散液を作製した後
に、レーザ磁気免疫測定装置に検査容器をセットするの
で、手間がかかるとともに、連続的な測定を行うことが
できなかった。さらに上記の方法によって、容器内の液
体を吸引除去する際に、吸引ノズルの先端が液体中に挿
入されるために、液体が汚染される恐れがあった。ま
た、液体中にノズルを挿入した状態で吸引を行うと、容
器内の下層部分の液体が吸引除去され、水面付近に浮遊
するゴミ等が除去されずに残ってしまうという不都合も
あった。

【０００６】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、メニスカス水面を再現性よく作製でき、ノズル挿入
による分散媒の汚染を防止できるとともに、水面付近の
ゴミ等を除去できるようにしたメニスカス水面の作製方
法および装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のメニスカス液面
の作製方法は、開口された容器の上方に、該容器から吸
引ノズルまでの距離が、該容器から注入ノズルまでの距
離よりも僅かに小さくなるように構成された注入ノズル
および吸引ノズルを配し、上記容器内に注入ノズルから
液体を注入した後、吸引ノズルの先端と液面とを微かに
接触せしめ、この接触を保ちつつ容器内の液体の一部を
吸引ノズルから吸引除去することを前記課題の解決手段
とした。また本発明のメニスカス液面の作製装置は、上
方に開口された容器と、この容器の上方に配され、かつ
該容器から吸引ノズルまでの距離が、該容器から注入ノ
ズルまでの距離よりも僅かに小さくなるように構成され
た注入ノズルおよび吸引ノズルと、上記注入ノズルへ液
体を供給する注入ポンプと、上記吸引ノズルから液体を
吸引する吸引ポンプと、上記容器と上記吸引ノズルとの
距離を変化せしめる駆動手段と、上記注入ポンプ、上記
吸引ポンプおよび上記駆動手段を制御する制御装置を具
備してなることを前記課題の解決手段とした。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。図１は本発
明のメニスカス液面作製装置の一実施例を示した概略構
成図である。図中符号１は上方に開口する容器である。
容器１は上下方向に駆動可能なパルスステージ２上に保
持され、これによって上下方向に０．０１mm程度の精度
で微動できるように構成されている。このパルスステー
ジ２の駆動はパソコン３で制御されている。また、容器
１の上方には注入ノズル４および吸引ノズル５が配置さ
れている。この注入ノズル４と吸引ノズル５は同一のノ
ズル固定部６に固定されている。そして、注入ノズル４
の長さは吸引ノズル５よりも短く形成され、吸引ノズル
５が容器１内の液面に接触した状態において、注入ノズ
ル４が液面に接触しないように構成されている。この注
入ノズル４と吸引ノズル５の長さの差は、好ましくは２
mm程度とすることができる。

【０００９】さらに、注入ノズル４は注入用送液チュー
ブ７に接続され、この注入用送液チューブ７は注入ポン
プ８を介して液体タンク９へ接続されている。また注入
ポンプ８はパソコン３によって制御されている。また吸
引ノズル５は吸引用送液チューブ１０に接続され、この
吸引用送液チューブ１０は吸引ポンプ１１を介して廃液
タンク１２へ接続されている。また吸引ポンプ８はパソ
コン３によって制御されている。ここで、注入ノズル４
および吸引ノズル５の形状は任意とすることができる
が、吸引ノズル５の先端の形状を外方に拡径するラッパ
状とすることによって液面付近の異物を吸引し易くする
ことができる。また、注入ノズル４および吸引ノズル５
はそれぞれ少なくとも１本ずつ設けられるものであっ
て、これらを複数本設けることもできる。

【００１０】このような装置を用いてメニスカス液面を
作製する方法について説明する。図２は本発明のメニス
カス液面の作製方法の一実施例を工程順に示したもので
ある。尚、本発明の方法は、容器内で外方に向かって凹
状に湾曲した液面をなす任意の液体に適用することがで
きる。まず、容器１をパルスステージ２上に配置する。
次いでパルスステージ２を駆動させて、後に容器１に液
体が満たされた際に吸引ノズル５がこの液体に接触しな
い位置まで容器１を上昇させる。この移動は予め容器１
の位置を設定しておきパソコン３でパルステージの駆動
を制御することで行われる。続いて、注入ポンプ８を作
動させて、図２（ａ）に示すように注入ノズル４から容
器１内へ液体を注入する。ここで、予め容器１内に注入
する液体の量に応じて注入ポンプ８の時間当たりの送液
量を定め、さらに注入時間を設定し、パソコン３によっ
て注入ポンプ８の作動時間を制御することによって、容
器１内に液体を所定の量だけ注入することができる。

【００１１】一定量注入を行った後、パルスステージ２
を駆動させて容器１を上昇させ、図２（ｂ）に示すよう
に吸引ノズル５の先端と液面とを微かに接触せしめる。
そして吸引ポンプ１１を作動させて、容器１内の液体を
廃液タンク１２へ吸引除去するとともに、容器１を極め
てゆっくり上昇移動させる。このとき、吸引速度および
容器１の移動速度をパソコン３で適宜制御することによ
って、図２（ｃ）に示すように、常に吸引ノズル５の先
端が液面に接触し、かつ液体中へ挿入しない状態を維持
するようにする。この吸引状態は、好ましくは吸引ノズ
ル５の先端と液面とが０．５mm程度の間隙を有し、極め
て接近した状態とすることができる。また、容器１内で
メニスカス液面が得られる吸引量は、容器１の容積が決
まれば予備実験等によって求められるため、これに応じ
た吸引時間を設定して、パソコン３で吸引ポンプ１１の
時間当たりの吸液量と作動時間を制御することによっ
て、所定の量だけ吸引することができる。また、この吸
引時間に応じてパルステージ２の駆動時間を制御するこ
とによって、容器１の上昇移動が制御される。

【００１２】一定量吸引を行った後、容器１の上昇移動
を停止し、さらに吸引ノズル５の吸引を停止することに
よって、図２（ｄ）に示すように、吸引ノズル５の先端
と液面との間に空隙をつくるとともに、容器１内にメニ
スカス液面を作製することができる。このようにして容
器１内に所望の形状のメニスカス液面が得られる。そし
て容器１の移動や、ポンプ９，１１の作動をパソコン３
で制御することによって、再現性よくメニスカス液面を
作製することができ、操作の自動化を図ることができ
る。また、液体の吸引過程において、吸引ノズル５の先
端が常に液面に接触した状態を維持することによって、
液面付近に浮遊している異物を効率よく取り除くことが
できる。さらに、吸引時に吸引ノズル５に磁場を印加す
ることもでき、このことによって液体中に存在する微細
な磁性異物も除去することが可能となる。

【００１３】また、この例ではノズルを固定し、容器を
上下微動せしめることによって、ノズル先端と水面との
距離を変化せしめる方法について述べたが、容器を固定
し、注入ノズルと吸引ノズルとの相対位置を維持した状
態で、これらノズルを上下微動せしめてもよい。さらに
この例では、予め容器の容量に応じてポンプの流量およ
び作動時間を定めることによって、液体の注入量および
吸引量を制御し、所定の形状のメニスカス液面を作製す
る方法について述べたが、液面の変化を感知するセンサ
ー等を設けて、所望のメニスカス液面が得られるように
液体の注入量および吸引量を制御することもできる。

【００１４】（実施例）上記の装置を用いて、レーザ磁
気免疫測定に用いられるメニスカス水面を作製した。ま
ず液体タンクに、被検液の分散媒となる純水を満たし
た。一方、検査容器を用意し、これをパルスステージ上
に配置した。パルスステージを駆動させて検査容器を上
方に移動させた。注入ポンプを３秒間作動させて、注入
ノズルから検査容器内へ純水を注入した。次いで、検査
容器をさらに上方に移動させて吸引ノズルと水面を接触
せしめ、吸引ポンプを作動させて吸引ノズルから吸引を
行った。検査容器をゆっくり上昇移動させながら、吸引
ポンプを２秒間作動させた後、検査容器の上昇移動を停
止し、吸引ポンプを停止した。このようにして、検査容
器内にメニスカス水面が得られた。さらに、これらの操
作を繰り返し行うことによって、連続的にかつ再現性よ
くメニスカス水面を作製することができた。また、得ら
れたメニスカス水面に試料液を滴下した後、レーザ磁気
免疫測定を行ったところ精度よく測定することができ
た。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明のメニスカス
水面の作製方法は、開口された容器の上方に、該容器か
ら吸引ノズルまでの距離が、該容器から注入ノズルまで
の距離よりも僅かに小さくなるように構成された注入ノ
ズルおよび吸引ノズルを配し、上記容器内に注入ノズル
から液体を注入した後、吸引ノズルの先端と液面とを微
かに接触せしめ、この接触を保ちつつ容器内の液体の一
部を吸引ノズルから吸引除去するものである。また、本
発明のメニスカス液面の作製装置は、上方に開口された
容器と、この容器の上方に配され、かつ該容器から吸引
ノズルまでの距離が、該容器から注入ノズルまでの距離
よりも僅かに小さくなるように構成された注入ノズルお
よび吸引ノズルと、上記注入ノズルへ液体を供給する注
入ポンプと、上記吸引ノズルから液体を吸引する吸引ポ
ンプと、上記容器と上記吸引ノズルとの距離を変化せし
める駆動手段と、上記注入ポンプ、上記吸引ポンプおよ
び上記駆動手段を制御する制御装置を具備してなるもの
である。

【００１６】したがって、メニスカス液面を容易に作製
することができ、操作の自動化を図って、連続的にメニ
スカス液面を作製することができる。液体の注入量、吸
引量、容器と吸引ノズルとの距離を自動制御することが
でき、メニスカス液面の液面曲率を一定に制御して、再
現性よくメニスカス液面を得ることができる。容器内の
液体を吸引除去する際に、吸引ノズルと液面が常に接触
した状態が維持されるので、ノズルが液体に挿入するこ
とによる液体の汚染を防止できるとともに、液面付近の
異物を効率よく除去することができる。さらに注入ノズ
ルは吸引ノズルよりも、液面からの距離が長く形成構成
されているので、注入ノズルの先端が液体と接触して汚
染されるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のメニスカス液面の作製装置の一例を
示した概略構成図である。

【図２】 （ａ）〜（ｄ）は本発明のメニスカス液面の
作製方法の一例を工程順に示した説明図である。

【図３】 （ａ）〜（ｄ）は従来のメニスカス液面の作
製方法の一例を工程順に示した説明図である。

【図４】 レーザ磁気免疫測定装置の例を示した概略構
成図である。

【符号の説明】

１…容器、２…パルスステージ、３…パソコン、４…注
入ノズル、５…吸引ノズル、８…注入ポンプ、１１…吸
引ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真田 和夫 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内 (72)発明者 藤原 幸一 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 有島 功一 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 藤川 勝則 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口された容器の上方に、該容器から吸
   引ノズルまでの距離が、該容器から注入ノズルまでの距
   離よりも僅かに小さくなるように構成された注入ノズル
   および吸引ノズルを配し、上記容器内に注入ノズルから
   液体を注入した後、吸引ノズルの先端と液面とを微かに
   接触せしめ、この接触を保ちつつ容器内の液体の一部を
   吸引ノズルから吸引除去することを特徴とするメニスカ
   ス液面の作製方法。
2. 【請求項２】 上方に開口された容器と、この容器の上
   方に配され、かつ該容器から吸引ノズルまでの距離が、
   該容器から注入ノズルまでの距離よりも僅かに小さくな
   るように構成された注入ノズルおよび吸引ノズルと、上
   記注入ノズルへ液体を供給する注入ポンプと、上記吸引
   ノズルから液体を吸引する吸引ポンプと、上記容器と上
   記吸引ノズルとの距離を変化せしめる駆動手段と、上記
   注入ポンプ、上記吸引ポンプおよび上記駆動手段を制御
   する制御装置を具備してなることを特徴とするメニスカ
   ス液面の作製装置。