JPH06148206A

JPH06148206A - 分注装置および分注方法

Info

Publication number: JPH06148206A
Application number: JP30251092A
Authority: JP
Inventors: Masatake Tomimura; 真武冨村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-11-12
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】【目的】微量分注を高精度に行うことができる分注装置
および分注方法を提供する。【構成】本発明の分注装置および分注方法は、所定の溶
液を保持可能なピペットとしてのディスポーザブルチッ
プ１０と、所定の溶液をディスポーザブルチップ１０内
に吸引するとともにディスポーザブルチップ１０外に吐
出可能なポンプ１１とを有するピペットプローブ３と、
ピペットプローブ３を制御する制御装置１７とを備え
る。制御装置１７は、所定の分注量の分注溶液を吸引す
る前に、ディスポーザブルチップ１０の出入口を濡れ面
形成用溶液中に浸した状態で、所定量の濡れ面形成用溶
液を繰返し吸引および吐出させるようにしたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動化学分析装置等の
分注装置および分注方法に係り、特に、微量分注におけ
る分注精度の改良技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動化学分析装置は、患者の血清等に対
する所定の分析を自動的に行うことができる医療装置で
ある。

【０００３】従来より自動化学分析装置は、所定の溶液
をピペット内に吸引し、吸引した溶液をピペット外へ吐
出することにより、所定の溶液を所定の量だけ正確に分
注可能な分注装置を備える。

【０００４】分注の際には、異なる溶液相互の持ち込み
による汚染（キャリーオーバー）を防止する必要がある
が、この防止手段の違いによって、洗浄方式とディスポ
ーザブルチップ方式の２つの分注方式がある。

【０００５】洗浄方式とは、分注操作が終わるごとにピ
ペットを洗浄するようにしたものであり、ディスポーザ
ブルチップ方式とは、ピペットチップをピペット本体に
着脱可能なように構成しておき、分注操作が終わるごと
に使用済のピペットチップを新しいピペットチップと交
換するようにしたものである。

【０００６】ここで、厳密なキャリーオーバーレス化が
要求される場合、例えば免疫検査の場合には、キャリー
オーバーを完全に回避することができるディスポーザブ
ルチップ方式が採用されることが多い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ピペッ
トチップが溶液を吸引吐出したとき、溶液と接触した所
定面に若干量の溶液が残留するいわゆる濡れが生じ、し
かも個々のチップの表面状態が異なっているため、濡れ
の程度はかなりのばらつきがある。

【０００８】また、吸引した溶液の温度が、吸引および
吐出動作を行う容積ポンプ内の空気の温度と異なる場
合、これらの温度差によって容積ポンプ内の空気が膨脹
あるいは収縮する場合がある。

【０００９】例えば冷蔵試薬を分注する場合、室温であ
るポンプ内の空気は冷却されて体積が減少し、吸引量が
設定量よりも増加してしまう。

【００１０】このため、ディスポーザブルチップ方式
は、キャリーオーバーを完全に回避することはできて
も、分注される溶液の量にばらつきが生じ、微量分注に
おいて所定の精度を確保することができないという問題
を生じていた。

【００１１】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、微量分注を高精度に行うことができる分注装
置および分注方法を提供することを目的とする。

【００１２】なお、特開平２−２８１１４４号公報は、
濡れによる分注精度の低下を改善する類似の技術を開示
している。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の分注装置は請求項１に記載したように、所
定の溶液を保持可能なピペットと、所定の溶液を前記ピ
ペット内に吸引するとともにピペット外に吐出可能なポ
ンプとを有するピペットプローブと、前記ピペットプロ
ーブを制御する制御装置とを備えた分注装置において、
前記制御装置は、所定の分注量の分注溶液を吸引する前
に、前記ピペットの出入口を濡れ面形成用溶液中に浸し
た状態で、所定量の濡れ面形成用溶液を繰返し吸引およ
び吐出させるようにしたものである。

【００１４】また、本発明の分注方法は請求項４に記載
したように、所定の分注量の分注溶液を所定のピペット
内に吸引し、吸引された分注溶液を前記ピペットから吐
出する分注方法において、前記分注溶液の吸引工程の前
に、前記ピペットの出入口を濡れ面形成用溶液中に浸し
た状態で、所定量の濡れ面形成用溶液の吸引および吐出
を繰り返し行うようにしたものである。

【００１５】

【作用】本発明によれば、ピペットの出入口を濡れ面形
成用溶液中に浸した状態で、濡れ面形成用溶液の繰返し
吸引および吐出を行い、次いで、分注溶液を吸引し、吸
引された分注溶液を吐出する。

【００１６】本発明の好ましい実施例によれば、上述の
繰り返しは４回以上行うとともに、濡れ面形成用溶液の
吸引量は、分注溶液の吸引量の５倍以上とするのがよ
い。

【００１７】また、本発明の好ましい実施例によれば、
濡れ面形成用溶液は、分注溶液と同一でかつほぼ同一の
温度とするのがよい。

【００１８】また、本発明の好ましい実施例によれば、
濡れ面形成用溶液の繰返し吸引および吐出の後であって
分注溶液の吸引の前に、ピペットの出入口を分注溶液か
ら引き上げた状態で、ポンプのモータを吸引方向に予め
動作させておくのがよい。

【００１９】また、本発明の好ましい実施例によれば、
ピペットの出入口を分注溶液中に浸した状態で分注溶液
の吐出を行うのがよい。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の分注装置の実施例について、
添付図面を参照して説明する。

【００２１】図１は、本実施例の分注装置をブロック図
で示したものである。

【００２２】本実施例の分注装置は、同図に示すよう
に、サンプル容器１に入った所定の溶液を反応容器２に
分注可能なピペットプローブ３を備える。

【００２３】なお、分注対象となる溶液は、サンプル溶
液に限らないが、本実施例では、便宜上、分注溶液をサ
ンプル溶液として説明する。

【００２４】ピペットプローブ３は、回転軸線５、６の
回りにそれぞれ回転自在なアーム７、８を備えたサンプ
リングアーム４の先端に取り付けてあり、これらのアー
ム７、８を回転させることにより、ピペットプローブ３
を所定の水平面内で、例えば、サンプル容器１の上方か
ら反応容器２の上方まで移動させることができるように
なっている。

【００２５】また、ピペットプローブ３は、昇降機構９
を介してサンプリングアーム４に取り付けてあり、昇降
機構９を作動させることにより、上下方向に移動できる
ようになっている。

【００２６】ピペットプローブ３は、所定の溶液を保持
可能なピペット１０と、所定の溶液をピペット１０内に
吸引するとともにピペット１０外に吐出可能なポンプ１
１と、ポンプ１１を駆動するモーター１２とを備える。

【００２７】本実施例では、ピペット１０は、ピペット
プローブ３本体に着脱自在なディスポーザブルチップと
して構成してある。

【００２８】ポンプ１１は、いわゆる容積ポンプタイプ
であり、シリンジ１８の出し入れによるポンプ内の容積
変化を利用して所定の溶液を吸引吐出することができ
る。

【００２９】本実施例の分注装置は、モーター１２の
他、アーム７、８をそれぞれ回転駆動させるモーター１
３、１４、さらに昇降機構９を駆動させるモーター１５
をそれぞれ制御する制御装置１７を備える。

【００３０】すなわち、制御装置１７は、ピペットプロ
ーブ３の吸引、吐出、上下移動および水平移動を駆動制
御するようになっている。

【００３１】制御装置１７は、分注溶液、例えばサンプ
ル容器１に入ったサンプル溶液を所定の分注量だけ吸引
する前に、ディスポーザブルチップ１０の出入口すなわ
ち先端を濡れ面形成用溶液例えばサンプル溶液中に浸し
た状態で、所定量のサンプル溶液を繰返し吸引および吐
出させるようになっている。

【００３２】かかる構成により、ディスポーザブルチッ
プ１０の内面および外面に所定の濡れ面を形成させると
ともに、ポンプ１１内の空気の温度を分注溶液の温度と
同等にすることができる。

【００３３】なお、後述するように、濡れ面形成用溶液
は、分注溶液とは別の性質の溶液でもよいが、説明の便
宜上、分注溶液を濡れ面形成用溶液とする。

【００３４】上述の繰り返しは、４回以上行うのがよ
い。

【００３５】また、繰り返し吸引および吐出におけるサ
ンプル溶液の所定量は、サンプル溶液の分注量の５倍以
上とするのがよい。

【００３６】制御装置１７は、サンプル溶液の繰返し吸
引および吐出後でかつサンプル溶液の吸引前に、ディス
ポーザブルチップ１０の先端をサンプル溶液から引き上
げた状態で、ポンプ１１の動作を吐出動作から吸引動作
に切り換えるようになっているのがよい。

【００３７】また、制御装置１７は、ディスポーザブル
チップ１０の先端を反応容器２に入っている反応溶液中
に浸した状態で、吸引したサンプル溶液を吐出するよう
になているのがよい。

【００３８】次に、本実施例の分注装置の作用について
説明する。

【００３９】図２は、本実施例の分注装置を用いて分注
溶液を分注する手順を示したフローチャートである。

【００４０】まず、あらかじめサンプリングアーム４を
作動させて、ピペットプローブ３をサンプル容器１の上
方に水平移動しておく。

【００４１】なお、ピペットプローブ３の先端にはすで
にディスポーザブルチップ１０が装着してあるものとす
る。

【００４２】次に、昇降機構９によりピペットプローブ
３を下降させて、ディスポーザブルチップ１０の先端を
分注溶液に浸す（ステップ１０１）。

【００４３】ここで、下降動作については、あらかじめ
入力された下降距離に基づいて行ってもよいし、図示し
ない液面検知センサーを用いて自動的に行ってもよい。

【００４４】次に、ポンプ１１を作動させて分注溶液を
例えば分注量の５倍だけ吸引する（ステップ１０２）。

【００４５】次に、ディスポーザブルチップ１０の先端
を分注溶液中に浸した状態のまま、ポンプ１１を吐出動
作に切り換えて吸引した分注溶液を吐出する（ステップ
１０３）。

【００４６】なお、ディスポーザブルチップ１０を液面
に浸したまま、吸引した分注溶液を吐出することによ
り、ディスポーザブルチップ１０の先端に分注溶液が残
留するのを回避することができる。

【００４７】以上の工程を例えば４回繰り返す。

【００４８】この繰り返し工程により、ディスポーザブ
ルチップ１０の内面および外面に濡れ面を十分かつ均一
に形成することが可能となり、微量分注の精度を改善す
ることができるとともに、ポンプ１１内の空気の温度を
分注溶液の温度とほぼ同等にすることが可能となり、両
者の温度差によるポンプ内空気の膨脹あるいは圧縮を原
因とした分注精度の低下を回避することができる。

【００４９】次に、上述の繰り返し工程が終了後、ピペ
ットプローブ３を上昇させてディスポーザブルチップ１
０の先端を分注溶液から引き上げる（ステップ１０
４）。

【００５０】次に、ポンプ１１を駆動するモーター１２
を吸引方向に動作させ、バックラッシュの補正を行う
（ステップ１０５）。

【００５１】本工程により、モーター１２およびシリン
ジ１８において動作方向切換え時に生じる遊びをなく
し、微量分注精度を改善することができる。

【００５２】次に、ピペットプローブ３を下降させてデ
ィスポーザブルチップ１０の先端を分注溶液中に浸す
（ステップ１０６）。

【００５３】次に、ポンプ１１を作動させて分注溶液を
所定の分注量だけ吸引する（ステップ１０７）。

【００５４】次に、ピペットプローブ３を上昇させてか
らサンプリングアーム４を作動させてピペットプローブ
３を反応容器２の上方まで移動させる。

【００５５】次に、ピペットプローブ３を下降させてデ
ィスポーザブルチップ１０の先端を反応溶液中に浸す
（ステップ１０８）。

【００５６】最後に、ディスポーザブルチップ１０の先
端を反応溶液中に浸した状態のまま、吸引された分注溶
液を吐出し分注を終了する（ステップ１０９）。

【００５７】なお、ディスポーザブルチップ１０を液面
に浸したまま、吸引した分注溶液を吐出することによ
り、ディスポーザブルチップ１０の先端に分注溶液が残
留するのを回避することができる。

【００５８】図３は、上述した各工程におけるピペット
プローブ３の位置、分注溶液の吸引吐出状態およびポン
プの動作方向を示したものであり、図中２０１は、形成
された濡れ面を示す。

【００５９】以上説明したように、本実施例の分注装置
は、所定の分注量の分注溶液を吸引する前に、所定量の
濡れ面形成用溶液を繰り返し吸引吐出することにより、
ピペットの内面および外面に濡れ面を十分に形成するこ
とが可能となり、微量分注の精度を改善することができ
るとともに、ポンプ内の空気の温度を分注溶液の温度と
ほぼ同等にすることが可能となり、両者の温度差による
ポンプ内空気の膨脹あるいは圧縮を原因とした分注精度
の低下を回避することができる。

【００６０】また、本実施例の分注装置は、所定の分注
量の分注溶液を吸引する前に、ディスポーザブルチップ
の先端を分注溶液から引き上げた状態でポンプの動作方
向を吸引動作に切換えるようにしたので、微量分注にお
ける精度を改善することができる。

【００６１】図４(a) は、濡れ面形成用溶液の吸引吐出
繰り返し数によって、分注量がどれだけばらつくかを示
した曲線であり、横軸には濡れ面形成用溶液の吸引吐出
繰り返し数を、縦軸には、分注量を１０μｌとして２０
回の分注操作を行った場合の分注量の変動係数ＣＶ（標
準偏差／平均値）をとってある。

【００６２】変動係数ＣＶは、この値が大きいほど分注
量のばらつきが大きく、したがって分注精度が悪いこと
を示す指標である。

【００６３】図４(a) には示していないが、繰り返し回
数が０回すなわち、従来の方法で上述の条件の分注を行
った場合の変動係数は８．３％であり、また同図から４
回の繰り返しを行った場合の変動係数が１．１％である
ことから、繰り返し回数を増やすことによって分注精度
を大きく改善可能であることがわかる。

【００６４】なお、２０μｌを分注量とした場合には、
従来の方法では１．３％、本発明の方法では０．６％で
あった。

【００６５】この実験結果は、分注量が比較的多い場合
には従来の方法でも所定の精度で分注を行うことができ
るが、微量分注の場合になると、本発明によってはじめ
て十分な分注精度を達成できたことを示すものである。

【００６６】図４(b) は、濡れ面形成用溶液の量を変化
させたときの分注量の変動係数を示した実験結果であ
り、分注量は１０μｌとしてある。

【００６７】例えば、濡れ面形成用溶液を分注量の５倍
の５０μｌとした場合には、変動係数は約１．５％であ
る。

【００６８】図４(b) から、濡れ面形成用溶液の繰り返
し吸引吐出量を、分注量に比べて多くする、特に５倍以
上とすることにより、分注量の精度を大きく改善可能で
あることがわかる。

【００６９】上述の実施例では、濡れ面形成用溶液を分
注溶液と同一としたが、分注溶液と反応しない限り、別
の溶液例えば水でもよい。

【００７０】また、上述の実施例では、吸引した所定分
注量の分注溶液を反応容器に吐出する際、ディスポーザ
ブルチップの先端を反応溶液中に浸したが、反応溶液が
未だ分注されていない場合を含めて、必ずしもディスポ
ーザブルチップの先端を反応溶液中に浸さなくても所定
の精度を得ることができる。

【００７１】また、上述の実施例では、分注の対象とし
てサンプル溶液を選んだが、試薬であってもよいことは
いうまでもない。

【００７２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の分注装置
は、所定の溶液を保持可能なピペットと、所定の溶液を
前記ピペット内に吸引するとともにピペット外に吐出可
能なポンプとを有するピペットプローブと、前記ピペッ
トプローブを制御する制御装置とを備えた分注装置にお
いて、前記制御装置は、所定の分注量の分注溶液を吸引
する前に、前記ピペットの出入口を濡れ面形成用溶液中
に浸した状態で、所定量の濡れ面形成用溶液を繰返し吸
引および吐出させるようにしたことにより、微量分注を
高精度に行うことができる。

【００７３】また、本発明の分注方法は、所定の分注量
の分注溶液を所定のピペット内に吸引し、吸引された分
注溶液を前記ピペットから吐出する分注方法において、
前記分注溶液の吸引工程の前に、前記ピペットの出入口
を濡れ面形成用溶液中に浸した状態で、所定量の濡れ面
形成用溶液の吸引および吐出を繰り返し行うようにした
ことにより、微量分注を高精度に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の分注装置のブロック図。

【図２】本実施例の分注装置の作用を示すフローチャー
ト。

【図３】図２のフローチャートの各段階でのピペットプ
ローブの位置、分注溶液の状態等を示す図。

【図４】本実施例の分注装置を用いた実験の結果を示す
グラフであり、(a) は、濡れ面形成用溶液の吸引吐出繰
り返し数によって、分注量がどれだけばらつくかを示し
た曲線であり、(b) は、濡れ面形成用溶液の量を変化さ
せたときの分注量の変動係数を示した曲線である。

【符号の説明】

１サンプル容器２反応容器３ピペットプローブ４サンプリングアーム１０ディスポーザブルチップ（ピペット）１１ポンプ１２モーター１７制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の溶液を保持可能なピペットと、所
定の溶液を前記ピペット内に吸引するとともにピペット
外に吐出可能なポンプとを有するピペットプローブと、
前記ピペットプローブを制御する制御装置とを備えた分
注装置において、前記制御装置は、所定の分注量の分注
溶液を吸引する前に、前記ピペットの出入口を濡れ面形
成用溶液中に浸した状態で、所定量の濡れ面形成用溶液
を繰返し吸引および吐出させるようにしたことを特徴と
する分注装置。
【請求項２】前記制御装置は、濡れ面形成用溶液の繰
返し吸引および吐出後でかつ分注溶液の吸引前に、前記
ピペットの出入口を分注溶液から引き上げた状態で、前
記ポンプのモータを吐出方向から吸引方向に切り換えて
動作させるようにした請求項１記載の分注装置。
【請求項３】前記制御装置は、前記ピペットの出入口
を反応溶液中に浸した状態で、吸引した分注溶液を吐出
するようにした請求項１記載の分注装置。
【請求項４】所定の分注量の分注溶液を所定のピペッ
ト内に吸引し、吸引された分注溶液を前記ピペットから
吐出する分注方法において、前記分注溶液の吸引工程の
前に、前記ピペットの出入口を濡れ面形成用溶液中に浸
した状態で、所定量の濡れ面形成用溶液の吸引および吐
出を繰り返し行うことを特徴とする分注方法。
【請求項５】前記繰返し工程は、少なくとも４回以上
の繰り返しを行う請求項４記載の分注方法。
【請求項６】前記濡れ面形成用溶液の所定量は、前記
分注溶液の分注量の少なくも５倍以上である請求項４記
載の分注方法。
【請求項７】前記濡れ面形成用溶液は、分注溶液と同
一の溶液である請求項４記載の分注方法。
【請求項８】前記濡れ面形成用溶液は、分注溶液と実
質的に同一の温度である請求項４記載の分注方法。