JPH0542627B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、所定の試薬層を有する化学分析スラ
イド（以下、単にスライドとも称する）上に試料
液を一定量だけ点着し化学分析を行なう化学分析
装置における液体試料液の点着方法に関するもの
である。

（従来の技術） 液体試料中の特定の化学成分を定性的もしくは
定量的に分析することは様々な産業分野において
一般的に行なわれている操作である。特に血液や
尿等、生物体液中の化学成分または有形成分を定
量分析することは生化学分野および臨床分野にお
いて極めて重要である。

近年、試料液の小滴を点着供給するだけで該試
料液中に含まれている特定の化学成分または有形
成分を定量分析することのできるドライタイプの
スライドが開発され（特公昭53−21677号、特開
昭55−164356号等）実用化されている。これらの
スライドを用いると従来の湿式分析法に比して簡
易且つ迅速に試料液の分析を行なうことができる
ため、その使用は特に数多くの試料を分析する必
要のある医療機関、研究所等において好ましいも
のである。

このようなスライドを用いて試料液中の化学成
分等の分析を行なうには、試料液をスライドに計
量付着させた後、これをインキユベータ（恒温
機）内で所定時間恒温保持（インキユベーシヨ
ン）して呈色反応（色素生成反応）させ、次いで
試料成分とスライドの試薬層に含まれる試薬との
組み合わせにより予め選定された波長を含む測定
用照射光をこのスライドに照射してその反射光学
濃度を測定するもので、これにより、上記化学成
分等の定量的な分析を行なう。

このような分析を行なう場合、スライドの試薬
層へ点着供給する試料液は所定量を正確に計量し
て点着しなければならない。この試料液の量が所
定量と異なると反射光学濃度が異なり、上記分析
精度も低下するからである。このため、試料液の
点着供給を行なうときに、所定量を正しく点着で
きるように、種々のピペツト等が考案されてい
る。このようなピペツトは、例えば、ピペツト先
端に点着チツプを取り付けこの点着チツプ内に所
定量の試料液を吸引し、次いでこの所定量の試料
液をスライドの試薬層上に点着供給するようにし
たものがある。このようなピペツトにおいては、
ピストン・シリンダ機構を用いて点着チツプ内に
所定量の試料液を吸引し、又これを排出させるも
のが多い。このようなピペツトを用いて点着チツ
プ内への試料液の吸引および試薬層への排出を行
なうには、まず点着チツプ先端を試料液内に挿入
し、ピストン・シリンダ機構等によつて点着チツ
プ内に所定量の試料液を吸引保持し、この後点着
チツプ先端をスライドの試薬層上に位置せしめ、
ピストン・シリンダ機構等によつて点着チツプ内
の試料液を試薬層上に点着供給する。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のようにして、点着チツプ内の試料液を試
薬層上に点着供給する場合、点着チツプに試料液
を吸引したままこれを所定時間以上空気中におい
ておくと、試料液が乾燥して点着チツプの先端が
目詰まりを起こし、点着ができなくなるという問
題がある。特に、化学分析スライドの試薬層上へ
の点着供給液量は少量であり、この液を吸引およ
び吐出させるための点着チツプの先端開口は小さ
く、目詰まりを起こしやすい。

なお、この場合１つの点着チツプで１回の点着
を行なうだけの使い捨てチツプの場合には、試料
液吸引後直ちに点着を行なうようにしてチツプ先
端が空気に触れる時間を短くするのは容易である
が、１つの点着チツプに複数回分の試料液を吸引
し、これを複数回に分けて複数の化学分析スライ
ドの試薬層上に点着する連続点着の場合、先の点
着と次の点着との時間間隔が大きくなりやすく、
上記目詰まりの問題が生じやすい。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このようなことから化学分析装置に
おいて同一点着チツプを用いて複数の化学分析ス
ライドに順次点着を行なう場合に、先の点着から
次の点着までの時間間隔が長くても、点着チツプ
先端部の試料液の乾燥による目詰まりが生ずるこ
とのない液体試料点着方法を提供しようとするも
のであり、このための手段として次の方法を用い
ている。

この点着方法では、同一点着チツプを用いた複
数の化学分析スライドへの点着で、先の点着から
次の点着までの時間間隔が一定未満の場合には先
の点着が完了した点着チツプでそのまま次の点着
を行なう一方、上記時間間隔が一定以上の場合に
は、先の点着完了後上記点着チツプの先端を上記
試料容器の試料液内に浸漬して待機し、次の点着
を開始するときには、上記点着チツプの先端を試
料液から引抜き、該点着チツプ内に残された試料
液を上記試料容器内へ吐出させた後、再び該点着
チツプの先端を試料液内に浸漬してその先端部か
ら所定量の試料液を点着チツプ内に吸引保持し、
次いで該点着チツプ内の試料液を化学分析スライ
ドの試薬層上へ点着させるものである。

（作用） 上記点着方法を用いると、同一点着チツプによ
る複数回の点着における点着の時間間隔が短く乾
燥の問題が生じない場合には、先の点着が完了し
た点着チツプでそのまま次の化学分析スライドに
点着を行なうが、点着の時間間隔が大きく点着チ
ツプ先端の乾燥の問題が生じる場合には、先の点
着完了後次の点着までの間は点着チツプ先端を試
料液中に浸漬して待機することで、先端部での試
料液乾燥による目詰まりを防止し、次の点着を行
なうときには、一旦点着チツプ内の試料液を吐出
させた後、再び試料液を点着チツプ内へ吸引させ
ることによつて、先端部に残存乾燥試料がある場
合にこれを除去する。また、点着間隔が大きくな
ることにより吸引・吐出機構内空気が温度変化等
により膨脹・収縮していた場合でも、一旦試料液
を吐出させた後試料液を再吸引させることによつ
てこれらの影響を排除することができる。

（実施例） 以下、本発明の具体的方法について図面を参照
して説明する。

第１図は本発明に係る点着方法の実施に用いる
自動点着装置５０を有する化学分析装置の一例を
示す斜視図、第２図はカバープレート１６を除去
した平面図で、まず、この化学分析装置について
説明し、次いでこの化学分析装置における本発明
の点着方法について具体的に説明する。

化学分析装置は、本体１０上にカートリツジ１
１、インキユベータ２０、搬送・挿入手段４０お
よび自動点着装置５０が取り付けられ、さらに、
測定中における測定データ表示等を行なうデイス
プレイ部１４、この表示等の操作のための操作キ
ー１５および記録用の磁気デイスク挿入部１３が
設けられている。

上記カートリツジ１１は未使用の化学分析スラ
イド１を複数枚重ねて収納し、該スライド１は、
押出しレバー１２により最下段のものから１枚ず
つ後方（第２図の矢印Ａ方向）へ押し出される。
カートリツジ１１の右側方に位置するインキユベ
ータ２０内には、カートリツジ１１内の最下段の
スライド１と同一平面上で右方に並んでスライド
１を収納する複数の収納室２１が形成されてい
る。このインキユベータ２０の前方には、収納室
２１から排出される使用済みスライド１を受け取
る受け皿２９が配され、下方にはインキユベータ
２０の下面に対向して横方向（矢印Ｃ方向）に摺
動自在な反射光学濃度測定用読取りヘツド（図示
せず）が配される。

なお、上記読取りヘツドは、カートリツジ１１
の最下段のスライド１と対向する位置まで摺動
し、インキユベータ２０の各収納室２１内に収納
されたスライド１の反射光学濃度測定を行なうと
ともに、未使用スライド１の反射光学濃度を測定
するカブリ測光も行なう。

前記インキユベータ２０はヒーター（図示せ
ず）を内蔵し、収納室２１内に保持したスライド
１の恒温保持（インキユベーシヨン）を行なう。
スライド１は液体試料滴下用の円孔を有する枠内
に、支持体、試薬層、展開層をこの順に積層して
なる乾式多層フイルムが配されてなり、このフイ
ルム上に尿、血液等の試料を所定量滴下し、これ
をインキユベータ２０内で恒温保持して呈色反応
させるものである。

一方、インキユベータ２０の後方には、収納室
２１の入口開口２１ａと対向して横方向（矢印Ｃ
方向）に摺動自在な搬送・挿入手段４０が配され
る。この摺動はレール４９上に載置された搬送・
挿入手段４０が、例えばリニアモータ等により駆
動されるもので、カートリツジ１１に対向する位
置（第２図の鎖線Ｘで示す位置）まで摺動自在に
なつている。この搬送・挿入手段４０によつて、
カートリツジ１１から押し出されたスライド１
を、鎖線Ｘの位置に摺動して受け取り、これを後
述の点着位置となる実線Ｙの位置まで搬送した
り、この後このスライド１を所定収納室２１内へ
挿入するようになつている。

この搬送・挿入手段４０の後方には、回動自在
な点着アーム５５を備えた自動点着装置５０が配
される。この点着アーム５５はその先端に点着チ
ツプ５３が着脱自在となつており、この先端が第
２図の矢印Ｂ方向に移動して、本体１０上に置か
れた試料容器５２の上方に位置する吸引位置（第
２図中鎖線で示す位置）と、本体１０上のカバー
プレート１６に形成された点着孔１９の上方に位
置する点着位置（第２図中実線で示す位置）との
間を、移動自在となつている。

そして、吸引位置において、点着チツプ５３内
に試料容器５２内の試料液を所定量だけ吸引し、
次いで点着アーム５５を回動させて点着チツプ５
３を点着位置に位置せしめた後、この点着位置に
搬送されているスライド１の試薬層上に試料液を
点着供給する。この後、このスライド１をインキ
ユベータ２０の空いている収納室２１内へ挿入し
てインキユベーシヨンさせ、このときの光学反射
濃度を読取りヘツドにより読取つて、試料液の化
学分析を行なうものである。

前記自動点着装置５０は、本発明の点着方法を
実施するために点着チツプ５３の回動および上下
動並びに点着チツプ５３内への試料液の吸引・吐
出を行う必要があり、その構成を第３図に基づい
て説明する。すなわち、この点着装置５０は、点
着アーム５５および点着チツプ５３を上下動させ
るチツプ上下位置制御手段６０、試料容器５２を
上下動させる容器上下位置制御手段７０、点着ア
ーム５５を回動させ点着チツプ５３を吸引位置と
点着位置との間で移動させるチツプ移動手段８
０、チツプ５３内に連通しチツプ５３内への試料
液の吸引およびチツプ５３内からの試料液の吐出
を行なわせる吸引・吐出手段９０および試料容器
５２内の試料液の液面位置を検出する液面検出セ
ンサ１００を備えている。

チツプ上下位置制御手段６０は、本体１０に取
り付けられた第１パルスモータ６１と、この第１
パルスモータ６１の回転軸にカツプリング６２を
介して連結された第１駆動体６３と、第１駆動体
６３に形成された雌ネジ６３ａに噛合う雄ネジ６
４ｂを有する第１被動体６４とからなる。第１被
動体６４は、矢印−に沿つた断面を第４図に
示すように、本体１０の突起１０ａと緩く嵌合す
る凹部６４ａを有し、本体１０に対して上下動自
在であるが、回転は阻止されるようになつてい
る。さらに、この第１被動体６４の上部に互いに
相対回転自在に点着アーム５５の回転軸５５ａが
連結されている。このため、第１パルスモータ６
１により第１駆動体６３が回転されると、第１被
動体６４は回転が阻止されているので第１駆動体
６３とのネジ噛合い量が変化し、第１被動体６４
が上下動され、このとき第１被動体６４に連結さ
れた点着アーム５５の回転軸５５ａも上下動され
るようになつている。

容器上下位置制御手段７０は、本体１０に取り
付けられた第２パルスモータ７１と、この第２パ
ルスモータ７１の回転軸にカツプリング７２を介
して連結された第２駆動体７３と、第２駆動体７
３に形成された雌ネジ７３ａに噛合う雄ネジ７４
ｂを有する第２被動体７４とからなる。第２被動
体７４は、矢印−に沿つた断面を第５図に示
すように、本体１０の突起１０ａと緩く嵌合する
凹部７４ａを有し、本体１０に対して上下動自在
であるが回転は阻止されるようになつているとと
もに、その上部に試料容器５２を載置させる載置
台７４ｃを有する。このため、第２パルスモータ
７１により第２駆動体７３が回転されると、第２
被動体７４は回転が阻止されているので第２駆動
体７３とのネジ噛合い量が変化し、第２被動体７
４が上下動され、これによつて載置台７４に載置
された試料容器５２が上下動されるようになつて
いる。

チツプ移動手段８０は、本体１０に取り付けら
れた回動モータ８１と、この回動モータ８１の回
転軸にカツプリング８２を介して連結された駆動
ギヤ８３と、この駆動ギヤ８３に噛合うとともに
駆動ギヤ８３に対して上下移動可能な被動ギヤ８
４とからなり、被動ギヤ８４は点着アーム５５の
回転軸５５ａに同軸に固設されている。点着アー
ム５５の回転軸５５ａは本体１０に回転自在に支
持されており、このため、回動モータ８１を回転
駆動させると、この回転はカツプリング８２、駆
動ギヤ８３および被動ギヤ８４を介して回転軸５
５ａに伝えられる。これによつて点着アーム５５
は回転軸５５ａを中心に回転され、点着アーム５
５の先端に取り付けられた点着チツプ５３を吸引
位置と点着位置との間で移動させることができる
ようになつている。

吸引・吐出手段９０は、回転軸上にカム板９２
を有するピストン駆動モータ９１と、このカム板
９２とリンク９３を介して連結されるピストンロ
ツド９４と、このピストンロツド９４の先端に取
り付けられたピストン９４ａが嵌入されるシリン
ダ９５と、点着アーム５５内に形成され点着チツ
プ５３内の空間５３ａに連通する通路９８を、シ
リンダ９５内の空間９６に連通させるフレキシブ
ルホース９７とからなる。ピストン駆動モータ９
１の回転運動はリンク９３によつてピストンロツ
ド９４の往復運動に変えられ、このために生ずる
ピストン９４ａの往復運動によつてシリンダ内空
間９６の容積が変化し、これがホース９７および
通路９８を介して点着チツプ内空間５３ａに伝え
られ、点着チツプ内空間５３ａへの試料液の吸入
もしくは吐出がなされるようになつている。

また、液面検出センサ１００は、試料容器５２
内の試料液の液面位置を光学的に検出するもの
で、容器上下位置制御手段７０により試料容器５
２を上下動させて液面位置を検出するようになつ
ている。

以上のような化学分析装置の自動点着装置５０
により、試料容器５２内の試料を点着位置にある
スライド１の試薬層上へ点着供給するのである
が、この点着は本発明に係る点着方法に基づい
て、各モータ６１，７１，８１，９１の作動を自
動制御もしくはマニユアル操作で制御して、以下
のように行なう。

まず、容器上下位置制御手段７０により載置台
７４ｃを上下させて、液面検出センサ１００によ
り試料容器５２内の液面の上下位置を検出する。
次いで、この検出した液面位置に基づいてチツプ
上下位置制御手段６０を作動させて、吸引位置に
ある点着アーム５５に取り付けた点着チツプ５３
を下動させ、点着チツプ５３の下端を２点鎖線で
示すように試料液内へ挿入させる。この後、吸
引・吐出手段９０を作動させてピストン９４ａを
動かし、点着チツプ５３の空間５３ａ内へ試料液
を所定量だけ吸引する。なお、このとき、試料液
を吸引することにより液面は低下するので、この
低下を液面検出センサ１００により検出したとき
には、容器上下位置制御手段７０によつて載置台
７４ｃを上動させて試料容器５２の液面位置を一
定に保つようにしてもよい。

以上のようにして点着チツプ５３内の空間５３
ａに規定量の試料液を吸引すると、チツプ上下位
置制御手段６０によつて点着アーム５５を上動し
て点着チツプ５３を持ち上げる。この後、チツプ
移動手段８０によつて点着アーム５５を回転軸５
５ａを中心に回動させ、点着チツプ５３を吸引位
置から点着位置へ移動させる。次いで、点着チツ
プ５３をチツプ上下位置制御手段６０によつて下
動させ、その先端をスライド１の試薬層部１ａの
上方近傍に位置させると、吸引・吐出手段９０の
作用によつて点着チツプ５３内の試料液をゆつく
り吐出させ点着チツプ５３の下端に第６Ａ図に示
すような液球を形成する。そして、このまま点着
チツプ５３を下降させ、液球をスライド１の試薬
層部１ａ上に点着供給する（第６Ｂ図参照）。な
お、このときの点着チツプ５３の下端と試薬層部
１ａの表面との距離“ｈ”を常に一定になるよう
制御する。この後、点着チツプ５３を上動して第
１回目の試料液の点着を完了する。

点着チツプ５３内には複数回分の試料液を吸引
保持することができ、分析項目が複数あるときな
どには、点着チツプ５３を点着位置に保持したま
ま試薬層の異なる複数のスライド１に対して順次
連続点着を行なう。この連続点着では、搬送・挿
入手段４０によつて点着位置にある点着済みのス
ライド１を所定の収納室２１内へ収納させ、未点
着のスライド１を点着位置に搬送する。そして、
点着位置へ搬送されてきた未使用スライド１に対
し、再びチツプ上下位置制御手段６０により点着
チツプ５３を下動させて、化学分析スライド１の
試薬層上への第２回目の試料液の点着を行なう。

この場合、スライド１の入替搬送が迅速で点着
の時間間隔が短いときには、点着チツプ５３の先
端の空気にさらされている部分における試料液の
乾燥はわずかであり、先端の目詰まりを生ずるこ
となく第２回目の点着をそのまま行なえるのであ
るが、例えば、収容室２１内のスペースがなく、
スライド１の入替搬送に時間を要して、第１回目
の点着から第２回目の点着までの時間間隔が大き
くなつた場合に点着チツプ５３の先端部における
試料液の乾燥による目詰まりが生ずる可能性があ
る。

この乾燥を防止することから、先の点着から次
の点着までの時間間隔が一定値以上に大きいこと
が予め判明している場合、もしくは所定時間経過
した場合には、先の点着完了後チツプ移動手段８
０によつて点着アーム５５を回動させ点着チツプ
５３を吸引位置へ移動させた後、チツプ上下位置
制御手段６０によつて第３図において２点鎖線で
示すように点着チツプ５３の先端を試料容器５２
内の試料液中に浸漬させ、この状態で待機する。

次の点着を行なうスライド１の搬送が行なわれ
て、点着を再開するときには、まずチツプ上下位
置制御手段６０によつて前記待機状態の点着チツ
プ５３を試料液の上方に持ち上げ、吸引・吐出手
段９０により点着チツプ５３の空間５３ａ内の試
料液を完全に吐出させる。この後、点着チツプ５
３を再び下動させてその先端を試料液内に浸漬さ
せ、吸引・吐出手段９０により点着チツプ５３の
空間５３ａ内へ所定量の試料液を再度吸引する。

このようにすることで、点着チツプ５３の先端
に乾燥した試料液が付着していても、点着チツプ
５３内の試料液を吐出させるときに、これを吐出
試料液とともに除去し、目詰まりを有効に防止す
るものである。さらに、先の点着から次の点着の
間に外気温が変動するなどして、点着チツプ５３
の空間５３ａ内や、シリンダ９５の空間内や、通
路９８内における空気が膨脹・収縮している場合
であつても、一旦試料液を吐出させてから再吸収
することにより上記膨脹・収縮の影響をなくし
て、吸引・吐出量を正確に制御するものである。

続いて、前記点着チツプ５３の空間５３ａ内へ
再び吸引した試料液を、前述の場合と同様に自動
点着装置５０を作動して、点着位置にある未使用
スライド１の試薬層上へ点着供給する。

この後、このスライド１を搬送・挿入手段４０
によつて所定の収納室２１内へ送り込み、インキ
ユベータ２０により恒温保持して呈色反応を生起
させ、このインキユベーシヨン中に必要に応じて
収納室２１の下方に移動させた読取りヘツドによ
り照射光の照射およびその反射光学濃度を測定
し、試料の化学分析を行なう。そして、これらの
測定を完了するとこのスライド１を搬送・挿入手
段４０により収納室２１から受け皿２９内に排出
する。以下、上記作動を繰り返すことにより、点
着チツプ５３の先端の目詰まりを生ずることな
く、同一点着チツプ５３による複数回の点着を行
なうものであり、数多くの化学分析スライドによ
る化学分析を自動的に且つ連続的に行なう。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、同一点
着チツプにより複数回の点着を行なう場合で点着
間隔が一定以上に大きくなる場合であつても、そ
の間点着チツプの先端を試料液中に浸漬させるこ
とにより、チツプ先端部の試料液の乾燥・目詰ま
りを防止することができる。また、次の点着を行
なうに際して、一旦点着チツプ内の試料液を試料
容器内に吐出させた後、再吸引を行なわせること
により、点着チツプの先端に残存する乾燥試料液
の除去および吸引・吐出機構内の空気の膨脹・収
縮の影響の排除を行なわせることができ、目詰ま
りを生ずることがなく、且つ正確に吸引・吐出量
を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る点着方法に用いる自動点
着装置を有する化学分析装置を示す斜視図、第２
図は上記化学分析装置をカバープレートを取り外
して示す平面図、第３図は本発明に係る点着方法
に用いる自動点着装置の一例を示す概略断面図、
第４図および第５図は第３図の矢印−および
−に沿つた断面図、第６Ａ図および第６Ｂ図
は点着チツプからスライド上へ試料液の点着を行
なう動作を示す正面断面図である。 １０……本体、２０……インキユベータ、４０
……搬送・挿入手段、５０……自動点着装置、５
３……点着チツプ、５５……点着アーム、６０…
…チツプ上下位置制御手段、７０……容器上下位
置制御手段、８０……チツプ移動手段、９０……
吸引・吐出手段、１００……液面検出センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 試料容器内に入れられた試料液に点着チツプ
   の先端部を浸漬し、該先端部から所定量の試料液
   を上記点着チツプ内に吸引保持し、次いで該点着
   チツプ内の試料液を化学分析スライドの試薬層に
   点着し化学分析を行なう化学分析装置において、 同一点着チツプを用いて複数の化学分析スライ
   ドに点着を行う液体試料点着方法であつて、 上記複数の化学分析スライドへの点着で、先の
   点着から次の点着までの時間間隔が一定未満の際
   には先の点着が完了した点着チツプでそのまま次
   の点着を行なう一方、 上記時間間隔が一定以上の場合には、先の点着
   完了後上記点着チツプの先端を上記試料容器の試
   料液内に浸漬して待機し、次の点着を開始すると
   きには、上記点着チツプの先端を試料液から引抜
   き、該点着チツプ内に残された試料液を上記試料
   容器内へ吐出させた後、再び該点着チツプの先端
   を試料液内に浸漬してその先端部から所定量の試
   料液を該点着チツプ内に吸引保持し、次いで該点
   着チツプ内の試料液を化学分析スライドの試薬層
   上へ点着することを特徴とする化学分析装置にお
   ける液体試料点着方法。