JPH0665991B2 - ピペツト装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、生化学分析や免疫分析さらに電解質検査等の
多種の分析、検査を行う自動分析装置に好適なピペツト
装置に関するものである。

（従来例とその問題点） 従来、前記のような多種の分析、検査を行う自動分析装
置においては、各種の分析、検査ごとに試薬等の分注タ
イミングや秤取量が異なるとともに、他の構成、例えば
比色測定装置や試薬装置等とのレイアウトの関連性か
ら、前記のような分析、検査の種類ごとにそれぞれ専用
のピペツト装置を配設するのが一般的になつているが、
このように複数の専用ピペツト装置を併設すると、自動
分析装置が著しく大型になり、各ピペツト装置ごとに駆
動制御装置が必要になるなどの問題点がある。

（発明の目的） 本発明は、前記のような実情に鑑み開発されたものであ
つて、その目的とする処は、比較的に簡素な２本組の分
注用ピペツト機構により、異なる分注に分担しかつ同期
的に作動して、汚損の低減とともに、生化学分析、免疫
分析、さらに電解質検査等の多種の分析、検査に対応し
た多様な分注機能を発揮せしめ、装置の小形化、コスト
節減とともに、多種の分析、検査に対応した自動分注性
能、信頼性を向上したピペツト装置を提供するにある。

（発明の構成） 本発明は、前記の目的を達成するため、検体容器１群と
希釈液容器２群を有し間欠的に回転制御されるサンプル
テーブル３と、サンプルテーブル３の外側に配設され反
応管４群を有し間欠的に回転制御される反応テーブル５
と、反応テーブル５の外側に配設され第１試薬液容器９
群を有し間欠的に回転制御される第１試薬テーブル６を
備えた自動分析装置Ｘのピペツト装置において、間欠的
に回動及び昇降制御されるアーム23前部に配設され切換
制御装置27で前後複数段に切換えセツトされて検体およ
びまたは希釈液を所定量吸入し反応管４に分注する検体
・希釈分注用ピペツト24を具備し、かつ間欠的に回動及
び昇降制御されるアーム29前部に配設され前記の分注に
同期作動して第１試薬液を所定量吸入し反応管４に分注
する第１試薬分注用ピペツト30を併設した構成のピペツ
ト装置8,10になつている。

（実施例） 第１図は本発明のピペツト装置の一実施例を示す側視機
構図、第２図は本発明の一適用例を示す自動分析装置の
平面図、第３図は第２図のIII−III部分の断面図、第４
図は撹拌装置の一実施例を示す斜視図であり、図示の本
発明の実施例は前記のような構成になつている。

さらに具体的に詳述すると、本発明のピペツト装置8,10
を適用した自動分析装置Ｘは、 第2,3図に示すように外周部に多数の検体容器１とその
内周側に多数の希釈液容器２を保持し駆動装置14により
間欠的に回転制御されるサンプルテーブル３と、 サンプルテーブル３の外周側に配置され多数の反応管４
を保持し駆動装置17により間欠的に回転制御される反応
テーブル５と、 反応テーブル５の図示左側に配置され外周部に多数の第
１試薬液容器９が載置されて駆動装置15により間欠的に
回転制御される第１試薬テーブ６と、 反応テーブル５の図示右側に配置され外周部に多数の第
２試薬液容器11が載置されて駆動装置16により間欠的に
回転制御される第２試薬テーブル７と、 検体容器１内の検体およびまたは希釈液容器２内の希釈
液を反応管４又は希釈液容器２に所要量選択して分注す
る検体・希釈分注用のピペツト24を具備し、かつ第１試
薬テーブル６の第１試薬液容器９内の第１試薬液を測定
項目に対応した反応管４に所要量分注する第１試薬分注
用のピペツト30を併設したピペツト8,10と、 第２試薬テーブル７の第２試薬液容器11内の第２試薬液
を測定項目に対応して反応管４に所要量分注する第２試
薬用ピペツト装置12と、 反応管４内の反応液（例えば血清検体に希釈液、第１試
薬、第２試薬を添加して反応した液）を比色測定する光
学測定装置13と、２個の撹拌装置18,19と、洗浄装置20
と、蛍光検出器21と、これらの制御装置を具備してい
る。

また、サンプルテーブル３は、反応テーブル５と同軸状
に軸支され、その外周部の各検体容器１に測定する検体
（血清等）を所要量収容し、内周側の各希釈液容器２に
は希釈液を所要量収容して、駆動装置14で回転制御さ
れ、各検体容器１が順次に検体吸引位置ａまで、各希釈
液容器２も希釈液吸引位置ｂまで間欠的に回転移動され
ると、ピペツト装置8,10が作動して検体容器１内の検
体、希釈液容器２内の希釈液を所要量吸引し対応する反
応管４内およびまたは希釈液容器２内に分注する。

本発明のピペツト装置8,10は、特に第１図に示すように
正逆回動及び昇降制御される軸22上に設けた水平のアー
ム23と、アーム23前部の溝孔23a内で前後複数段に摺動
制御されるホルダ24aに垂設した検体・希釈分注用のピ
ペツト24と、ピペツト24に接続連通された作動制御用の
サンプリングポンプ25と、軸22を介しアーム23を駆動制
御する駆動装置26、アーム23に配設されピペツト24を前
後移動してW,Y,Z位置に切換えセツトする切換制御装置2
7（モータ27a,ベルト27b、ピン27c）等からなるピペツ
ト機構８を有し、駆動装置26は、所定のタイミングで軸
22を介しアーム23を正逆回動及び昇降制御して、アーム
23前部のピペツト24を検体吸引位置ａ、希釈液吸引位置
ｂ、反応管分注位置ｃ、さらに洗浄位置（符号省略）に
回動して昇降し、サンプリングポンプ25は、ピペツト24
を作動して検体又は希釈液（所定倍率に希釈）を所定量
吸引し反応管４又は希釈管２に吐出して分注する。この
ピペツト24による分注、計量等の作動は、ピペツト24の
吸上系内に満した水に対し空気を介して検体又は希釈液
を隔離した状態で吸引、計量した後、その検体又は希釈
液のみを吐出し、その後に内部から洗浄水を通してピペ
ツト24の内部を洗浄し（洗浄装置にセツト中）、また、
このピペツト24には検体等の吸上量を確認する公知の確
認装置（図示省略）が配設され、サンプリングごとに検
体等の絶対量を検出しサンプリング量の補正が自動的に
行なわれる構成になつている。

また、このピペツト24は、切換制御装置27（モータ27a,
ベルト27b、ピン27c）で前後移動されてW,Y,Z位置に切
換えセツトされる。即ち、モータ27aの駆動制御により
ベルト27bを介しピン27c及びホルダ24aとともに前後移
動され、アーム前部側の希釈液吸引・吐出位置Ｗ、中間
部の検体吸引・吐出位置Ｙ、アーム後部側の電解質検査
位置Ｚに前後３段の切換制御がなされ、ピペツト24が希
釈液吸引・吐出位置Ｗになると希釈液を吸引・吐出する
サンプリングポンプ25の流路に、検体吸引・吐出位置Ｙ
になると検体を吸引・吐出するサンプリングポンプ25の
流路に、また、電解質検査位置Ｚになると電解質ポンプ
32の流路にそれぞれ連通接続される。このサンプリング
ポンプ25は、例えばマイクロシリンダが適用され、パル
スモータによるプーリー駆動機構を有し、液量はパルス
数に対応するように構成される。

さらに、軸22に同軸状に配置され駆動装置35で正逆回動
及び昇降制御される軸28と、軸28上に設けた水平のアー
ム29（アーム23上）と、アーム29の先端部に垂設された
第１試薬分注用のピペツト30と、ピペツト30に接続、連
通された試薬ポンプ31からなるピペツト機構10が併設さ
れ、ピペツト30の試薬の吸上流路部には加温装置及び吸
上量の確認装置が配設され、試薬吸上げ時に吸引量を検
出し、試薬量の補正を自動的に行うように構成され、ピ
ペツト30による試薬分注、計量等の機能は、ピペツト24
の場合とほぼ同様になつており、また、ピペツト30は長
いアーム29の先端部に配設されてピペツト24との干渉が
防止されている。

前記のピペツト30による試薬の分注は、ピペツト24の作
動とほぼ同期的に作動され、第１試薬テーブル６の第１
試薬吸入位置の第１試薬液容器９から所定量の第１試薬
液を吸入して反応テーブル５の検体分注位置ａの反応管
４に吐出して分注する構造になつている。

反応テーブル５は、第２、３図に示すように駆動装置
（パルスモータ適用）17でステツプ回転又は任意のステ
ツプ可逆回動で間欠的に回転制御され、この反応管保持
部は平面リング状に形成され、等間隔で複数個の有底孔
33が開設されて、この有底孔33に硬質ガラスや透明プラ
スチツク（耐薬性材質）で有底の４角筒状に形成した反
応管４が嵌装され、また、有底孔33のやや上部の反応管
保持部に導光孔34が貫設されている。

第１試薬テーブル６、第２試薬テーブル７は、第２図に
示すようにその各第１試薬液容器９、各第２試薬液容器
11に測定項目に対応する第１試薬液、第２試薬液を収容
して、それぞれ駆動装置15,16で間欠的に正逆回転制御
され、第１試薬液容器９、第２試薬液容器11をそれらの
試薬吸引位置まで移送制御する。両テーブル６、７に配
設した各第１試薬液容器９、各第２試薬液容器11は予め
定めた位置にセツトされて制御装置にメモリーされ、測
定項目に対応した第１試薬液、第２試薬液が間欠的に吸
引位置に移送される。

前記のように測定項目に対応した第１試薬液容器９、第
２試薬液容器11が所定の試薬吸引位置に移動されると、
ピペツト装置8,10、第２試薬用ピペツト装置12の各ピペ
ツト30によりその第１試薬液、第２試薬液の所望量が吸
引され対応した反応管４内に吐出されて分注される。

第２試薬用ピペツト装置12は、第１図に示すピペツト機
構10とほぼ同様に構成され、このピペツト30による第２
試薬液の分注は、第２試薬テーブル７の第２試薬吸入位
置の第２試薬液容器11から所定量の第２試薬液を吸入し
て反応テーブル５の反応管４に吐出し分注する構造にな
つている。

撹拌装置18,19は、それぞれ第４図に示すようにスプリ
ング36aで上方にバネ付勢されて上下動可能かつ回転可
能な軸36bと、軸36b上に設けた水平のアーム36cと、ア
ーム36cの先端部上に配設されたモータ36dと、モータ36
dの回転軸に連結して垂下された攪拌棒37と、アーム36c
をスプリング（図示省略）で図示左回りに引張り攪拌棒
37を常態で洗浄位置に位置する構造になつており、アー
ム36cはピペツト装置8,10、第２試薬用ピペツト装置12
のアーム29の下側に配置され、アーム29の回動に伴いア
ーム36cが押圧されて撹拌位置まで回動され、アーム29
の下降で攪拌棒37（モータ36dで回転駆動）が反応管４
内に挿入されて反応液を撹拌する。ピペツト装置8,10、
第２試薬用ピペツト装置12による試薬の分注が終了しア
ーム29が上昇すると、アーム36cはバネ付勢により上昇
し、アーム29が洗浄位置に回動すると、アーム36cは洗
浄位置まで引つ張られて洗浄位置まで回動して停止し、
アーム29とともにアーム36cが下降してその攪拌棒37が
洗浄され、洗浄終了後にアーム29とともにアーム36cが
上昇して原位置に復帰する。攪拌棒37に付着した洗浄水
は払拭装置（図示省略）で拭取られる構造になつてい
る。

光学測定装置13は、第2,3図に示すようにサンプルテー
ブル３の回転中心部の下方に配設された密閉状の支筒38
と、支筒38内の光源39と、光源39から発する測定光を支
筒38外へ導出する複数の孔40と、孔40内に配置された集
光レンズ41と、支筒38の外周にベアリング42を介して配
設され駆動装置43で一定速度で回転される位置検出器48
付きフイルター支持体44と、フイルター支持体４に配設
した複数のフイルター46付き孔45と、フイルター46で所
定波長に変換された各測定光を各反応管４内の反応液を
透過し反応管テーブル５外側に導出する導光孔34と、反
応管テーブル５の外側に配設された複数の受光素子47等
で構成されている。

支筒38に開設した孔40は受光素子47と同数（図示例は８
個）とし、光源39から発する測定光は各孔40からそれぞ
れ一連の配置となる集光レンズ41、異なる波長に変換す
るフイルタ46、導光孔34を経て受光素子47に入力される
構成になつている。

各受光素子47は、第２図に示すように反応テーブル５の
外周に等間隔で配設され、反応管４内の反応液を透過し
た測定光は、各受光素子47に受光され、その光量電圧の
増減データが制御装置（CPU）に入力されて測定され
る。

蛍光検出器21は、第２図に示すようにEIA検査を行う場
合に使用され、光源からの光を反応管４の真上からフイ
ルタで波長（255nm）に変換された測定光を真下に導く
石英フアイバと、反応管４内に照射され入射光に対して
直角にでる365nmの出射光を受ける干渉フイルタと、光
電管と、検出回路及び制御ボード、蛍光検出器コントロ
ール等で構成され、この構成の詳細は従来の機構と同様
であり省略する。

洗浄装置20は、例えば６段洗浄の機構に構成され、初段
又は２段目に洗剤水を流し、他の洗浄ラインは水洗浄と
し、その一つは水を溜めておき反応管４自身のブランク
値を測定するように構成され、その他はその詳細は公知
の自動分析装置に適用されている洗浄装置と同様に実施
される。

制御装置は、キーボード、デイスプレイ及び種々のプロ
グラムに切り替えるフロツピーデイスクドライバー、さ
らに、測定結果のプリンタ等を具備する。

また、電解質用ポンプ（図示省略）は、公知の標準液移
送ポンプ、フローセル引込ポンプ及び比較外筒液移送ポ
ンプ等で構成され、独立シゴキポンプで構成することも
できる。

さらに、反応管４の温度調整は、温調水をブロツクヒー
タに循環して行なわれ、その温度は分析項目等に対応し
て可変となる。また、試薬液容器9,11は約10℃程度に保
冷される。冷却方法としは冷却水の循環方式等が適用さ
れる。

なお、第２図において49はサンプルテーブル３の支承ベ
アリング、50はサンプルテーブル３の位置検出器であ
る。

本発明のピペツト装置8,10を備えた自動分析装置Ｘを、
駆動及び切換制御して各種の各測定項目の分析、検査が
行なわれる。即ち、 生化学的分析を行なう場合は、 制御装置のフロツピーデイスクドライバーに専用プログ
ラム（デイスケツト）をセツトして、スタートスイツチ
をオンすると（図示省略）、ピペツト装置8,10の検体・
希釈分注用のピペツト24は、検体吸引・吐出位置Ｙにセ
ツトされて、サンプルテーブル３の検体吸引位置ａの検
体容器１から所要量の検体を吸引した後、反応管分注位
置ｃまで回動移送され下降して対応した反応管４内に所
要量の検体を分注する。

次に、反応テーブル５は、検体が分注された反応管４を
１ピツチ（第２図の左回り）つまり第１試薬液の分注位
置まで間欠移動し、これに同期して第１試薬テーブル６
が回転制御され、測定項目に対応した第１試薬液容器９
が第１試薬吸引位置にセツトされて、ピペツト装置8,10
の第１試薬分注用のピペツト30でその第１試薬液容器９
内の第１試薬液を所要量吸引して第１試薬分注位置の反
応管４に吐出して分注する。

第１試薬分注後の反応管４は、反応テーブル５で撹拌位
置に１ピツチ間欠移送され、撹拌装置18が作動してその
反応管４内の検体等を撹拌し、撹拌された反応管４は所
定ピツチ進行して第２試薬液の分注位置まで移送され
る。

さらに、第２試薬テーブル７が回転制御されて測定項目
に対応した第２試薬液容器11が第２試薬吸引位置にセツ
トされ、第２試薬用ピペツト装置12のピペツト30でその
第２試薬液容器11の第２試薬液を所要量吸引し第２試薬
分注位置の反応管４に吐出して分注する。第２試薬分注
後の反応管４は、反応テーブル５で撹拌位置に１ピツチ
間欠移送され、撹拌装置19が作動してその反応管４の反
応液を撹拌する。この反応管４は１ピツチ間欠移送さ
れ、直ちにこの反応管４の反応液の比色測定が光学測定
装置13で行なわれる。

この比色測定は、反応管４が最初の測定位置に移送され
た後、一定のピツチ間隔ごとに数回（図示例は計８回）
行なわれる。この場合、測定項目に対応する波長のみを
各段階で検知して反応のコースデータを得ることもでき
るし、各段階で種々の組合せ分析を行い所望のデータを
得ることもできる。この所定の比色測定作業が終了した
反応管４は洗浄装置20で洗浄され再使用される。

なお、この生化学分析の場合、希釈液容器２群を試薬ブ
ランク、スタンダード、精度管理用もしくは緊急検体用
として使用することもでき、この場合は、ピペツト24は
切換制御装置27により希釈液吸引・吐出位置Ｗにも切り
換えられ、また、内側の希釈液容器２群を一般検体用と
して使用することもできる。

免疫学的分析を行なう場合には、 制御装置のフロツピーデイスクドライバーに免疫学的専
用プログラム（デイスケツト）をセツトして、スタート
スイツチをオンすると（図示省略）、ピペツト装置8,10
の検体・希釈分注用のピペツト24は、最初に検体吸入・
吐出位置Ｙにセツトされて、検体容器１から所要量の検
体を吸引した後、切換制御装置27はピペツト24を希釈液
吸入・吐出位置Ｗ（前部）に切換制御され、吸引した検
体を所要量の希釈液が収容されている希釈液容器２内に
吐出しその検体を所定倍率に第１次希釈するとともに、
そのピペツト24で再びその第１次希釈液を所要量吸引し
て反応管位置（生化学分析の第１試薬添加位置）に回動
し、対応した反応管４に分注する。この後の撹拌等の作
動は生化学分析の場合と同様となり、試薬分注位置でも
分注される。

電解質検査（Na,K,Cl）を行なう場合は、制御装置のフ
ロツピーデイスクドライバーに電解質検査専用プログラ
ム（デイスケツト）をセツトし、スタートスイツチをオ
ンすると（図示省略）、ピペツト装置8,10のピペツト24
は、最初は検体吸引・吐出位置Ｙにセツトされ、サンプ
ルテーブル３の検体容器１から所要量の検体を吸引した
後、ピペツト24が切換制御装置27で電解質検査位置Ｚに
切換制御され、吸引した検体をフローセル（図示省略）
内に引き込み所定の分析作業が行われ電解質検査がなさ
れる。

また、EIA分析を行なう場合は、 制御装置のフロツピーデイスクドライバー（デイスケツ
ト）をセツトして、スタートスイツチをオンし（図示省
略）、反応管４（場合によつては大きい反応管に変換す
る。反応テーブルもEIA分析用のものに変換してもよ
い）に検体・試薬等の所定の公知の固相用分析処理（バ
ツチ処理）を施し、蛍光検出器21で光学測定し分析して
行なわれる。

（発明の効果） 本発明に係る自動分析装置のピペツト装置は、前述のよ
うな構成の２本組の検体・希釈分注用ピペツトと試薬分
注用ピペツトを有し、この両ピペツトは後記のような異
なる分注を分担しかつ同期的に作動して、汚損を効果的
に低減し処理能率を高めるとともに、 その検体・希釈分注用ピペツトは、間欠的に回動、昇降
制御及び前後複数段に切換えセツトされて、検体の分
注、希釈液の分注、又は検体を希釈液で希釈した後に分
注するなどの態様に自動的に切り換え作動される多様な
分注機能を有し、また、試薬分注用ピペツトは、前記の
分注と同期的に作動し間欠的に回動及び昇降制御されて
試薬を分注し、両ピペツトは総合的に著しく多様化され
た分注機能を奏し、 各１連の検体容器群、希釈液容器群、反応管群及び試薬
液容器群、さらに前記構成の２本組の分注用ピペツト機
構からなる比較的に簡素な構成により、各種の測定対象
及び測定項目に対応した任意の軌跡に自動切換制御さ
れ、例えば各液の分注等が検体吸引・吐出位置、検体希
釈位置、又は電解質検査位置等に自動的に切換制御され
て、多様な分注機能、即ち各種の分析、測定機能を発揮
するとともに、各液相互の汚染が効果的に低減され、高
能率で精度良く作動するなど、装置の大幅な簡素化、小
形化、コスト節減とともに多種の分析、検査に対応した
優れた自動分注性能、信頼性を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のピペツト装置及び第２試薬用ピペツト
装置の実施例を示す側視機構図、第２図はその適用例を
示す自動分析装置の平面図、第３図は第２図のIII−III
部分の拡大断面図、第４図はピペツト装置と撹拌装置の
斜視図である。 （符号の説明） 1:検体容器 2:希釈液容器 3:サンプルテーブル 4:反応管 5:反応テーブル 6:試薬テーブル 8,10:ピペツト装置 9:試薬液容器 23,29:アーム 24:検体・希釈分注用ピペツト 27:切換制御装置 30:試薬分注用ピペツト X:自動分析装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検体容器群と希釈液容器群を有し間欠的に
   回転制御されるサンプルテーブルと、サンプルテーブル
   の外側に配設され反応管群を有し間欠的に回転制御され
   る反応テーブルと、反応テーブルの外側に配設され試薬
   液容器群を有し間欠的に回転制御される試薬テーブルを
   備えた自動分析装置のピペツト装置において、間欠的に
   回動及び昇降制御されるアーム前部に配設され切換制御
   装置で前後複数段に切換えセツトされて検体およびまた
   は希釈液を所定量吸入し反応管に分注する検体・希釈分
   注用ピペツトを具備し、かつ間欠的に回動及び昇降制御
   されるアーム前部に配設され前記の分注と同期作動して
   試薬液を所定量吸入し反応管に分注する試薬分注用ピペ
   ツトを併設したことを特徴とするピペツト装置。