JPH076995B2 - 自動化学分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はサンプリングノズルによる吸入，吐出動作の状
態を正確に検知する自動化学分析装置に関するものであ
る。

［発明の技術的背景とその問題点］ 自動化学分析装置においては、検体の希釈あるいは分注
を行なうためにサンプリングノズルを用いてこの検体を
ひとつの容器から他の容器に移すサンプリングが実行さ
れる。

このようなサンプリングの状態を監視するサンプリング
モニタとして従来液面センサが一般的に用いられてい
る。

この液面センサとしては、検体の電導度を利用し検体量
の多少による電気抵抗の変化を利用した電気センサやセ
ンサ自体の温度と検体の液温との差を利用する温度セン
サ等が採用されている。

しかし、電気センサの場合には対象となる検体に一定以
上の電導度が必要という制約条件がある。

また、温度センサの場合には、検体の液温とセンサ自体
の常温が一定以上離れていなければならないという制約
条件がある。

さらに、第５図（ａ），（ｂ）に示すようにサンプリン
グノズル１だけサンプリングカップ２内に下降させて検
体11を吸入する場合に比べ、液面センサ12をサンプリン
グノズル１とともにサンプリングカップ２内に入れなけ
ればならず、このためサンプリングカップ２の口径を大
きくしなければならないとともに自動化学分析には使用
しないが検体11の希釈，分注に必要とされる検体量が増
えてしまうという問題がある。

さらにまた、第６図に示すように、サンプリングノズル
１と液面センサ12との間に検体11が残り次の検体11Aと
の間でキャリーオーバーやクロスコンタミネーション等
が発生したり、第７図に示すようにサンプリングノズル
１内に吸入される検体11が高粘度であるため例えば血清
によるフィブリン槐等の固形物13がこのサンプリングノ
ズル１に詰り、検体11の吸入，吐出が不可能となるとい
う問題がある。

このような液面センサによる欠点を解決すべく従来にお
いても検体11の吸入時，吐出時の圧力を検知する圧力セ
ンサを用いた装置も採用されている。

しかし、この圧力センサを用いたサンプリングモニタで
は検体の吸入圧の絶対値のみを採用するものであるた
め、サンプリングノズルに連結したチューブの汚れ，曲
がり等に起因する圧力が吸入圧に加算されて正常な検知
を妨げること、密封された場所，標高の高い場所，天候
による気圧の変化等により検体の吸入圧の絶対値が影響
を受け測定結果に誤差を生じること、圧力センサ，電気
回路の抵抗値等の経年変化が測定結果に悪影響を及ぼす
こと等種々の要因のため正常な判定ができないという問
題がある。

［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、装置の
機構部品，電気回路の経年変化や外界の気圧変化等によ
る影響を排除し、正確な判定を行なうことができる自動
化学分析装置を提供することを目的とするものである。

［発明の概要］ 上記目的を達成するための本発明の概要は、サンプリン
グノズルと分注ポンプにより検体を吸入，吐出する自動
化学分析装置において、前記サンプリングノズルノ圧力
を検知する圧力センサと、前記サンプリングノズルと分
注ポンプとが連通していないときの前記圧力センサから
の圧力データを用いて前記サンプリングノズルと分注ポ
ンプとが連通した際の前記被検体の吸引若しくは吐出時
における前記圧力センサからの圧力データの補正を行っ
た後、その補正後の結果を出力する演算処理手段とを有
し、前記補正後の圧力データに基づいて前記サンプリン
グノズルの吸引，吐出状態を判別することを特徴とする
ものである。

［発明の実施例］ 以下に本発明の実施例を説明する。第１図に示す実施例
装置は、自動化学分析装置のラインに備えた検体，希釈
水，洗浄水等の吸入，吐出を行なうサンプリング系ユニ
ット20と、サンプリング系ユニット20におけるサンプリ
ングノズル１の吸入圧，吐出圧を検知する圧力センサ21
と、圧力センサ21の出力データを数値化するA/D（アナ
ログ−デジタル）コンバータ22と、A/Dコンバータ22の
出力を演算処理するCPU（コンピュータユニット）23と
を有している。

サンプリング系ユニット20は、サンプリングノズル１を
垂直配置に支持するノズルホルダ24に駆動モータ25の回
転力をギヤ26を介して伝達することによりサンプリング
ノズル１を上下動させるノズルエレベータ27とこのノズ
ルエレベータ27に固定した筒体28を水平配置のサンプリ
ングアーム29に嵌合させるとともに水平駆動モータ30の
原動軸30aに固着した原動プーリ31及びノズルエレベー
タ27のさらに外方に配置した従動プーリ32間に張設した
条体33を前記ノズルホルダ24に結合することによりこの
ノズルエレベータ27を水平方向に駆動する水平駆動機構
34とからなるノズル駆動部35と、三方弁36及び二方向に
切替可能な電磁弁37をそれぞれ配管中に接続した第１の
サンプリングチューブ38Aにより前記サンプリングノズ
ル１に連通する分注ポンプ39と、電磁弁37の切替えによ
り分注ポンプ39の吸入圧，吐出圧が伝達される第２のサ
ンプリングチューブ38Bとを具備し、この第２のサンプ
リングチューブ38Bの先端を脱気水を貯留した脱気水カ
ップ40内に臨ませている。

前記電磁弁37は分注ポンプ39に、三方弁36は圧力センサ
21にそれぞれ取り付けられている。また、三方弁36と圧
力センサ21との間に接続された圧力伝達チューブ41の内
部には、流動性あるシリコンが封入され、第１のサンプ
リングチューブ38A内の圧力を圧力センサ21に伝達する
とともに分注オンプ39による吸入圧，吐出圧をサンプリ
ングノズル１に伝達する際に圧力センサ21による影響が
生じないようになっている。

前記A/Dコンバータ22は、８ビット（０〜255）の機能を
有し、圧力センサ21による検出圧力4g/cm²に対しA/D値
が１となるように設定されている。そして、このA/Dコ
ンバータ22は圧力センサ21により圧力−電圧変換された
電圧値をディジタルの数値に変換して出力するようにな
っている。

前記CPU23は、A/Dコンバータ22からのA/D値を基に下記
（１）式による演算を実行し、この演算結果を図示しな
いプリンタやTVモニタ上に送出するようになっている。

Pj＝Ps−Pw… （１） ここに、Psはサンプリングノズル１による検体吸入時の
吸入圧に対応するA/D値,Pwはサンプリングノズル１の大
気オープン時の第１のサンプリングチューブ38A等の管
路抵抗を含む吸入圧に対応するA/D値,Pjは上記（１）式
の演算により得られる零補正（測定環境に対応した補
正）されたA/D値である。Pwには管路抵抗が含まれるの
で、Pjを求めることにより、例えば、第１のサンプリン
グチューブ38Aが曲がっていても、チューブ38Aの曲がり
による誤差を除外することができる。

尚、上述した実施例装置においては、サンプリングノズ
ル１の先端の内径は0.425mm,第1,第２のサンプリングチ
ューブ38A,38Bの内径は1.5mm,脱気水の吸入は625μl/se
c,検体の吸入は375μl/sec等の条件により測定を行なう
ものとする。

次に上記構成の装置の作用を説明する。初期状態として
第1,第２のサンプリングチューブ38A,38B,サンプリング
ノズル１及び分注ポンプ39は脱気水で満たされ、また、
サンプリングノズル１の先端はこの装置のラインに沿っ
て設けたドレインカップ42の上方に位置しているものと
する。

まず、電磁弁37を分注ポンプ39が第２のサンプリングチ
ューブ38Bを介して脱気水を吸入するように切替える。

このとき、サンプリングノズル1,第１のサンプリングチ
ューブ38Aは電磁弁37により一端は閉じた状態，もう一
端のサンプリングノズル１は大気オープンの状態とな
る。

次に分注ポンプ39を駆動し、第２のサンプリンブチュー
ブ38Bにより所定量の脱気水を希釈水Ａ及び洗浄水Ｂと
して分注ポンプ39内に吸入する。

このとき分注ポンプ39の吸入圧は、大気圧が、第１のサ
ンプリングチューブ38A,三方弁36及び圧力伝達チューブ
41の管路を介して圧力センサ21に伝達され、大気オープ
ン時の吸入圧として検知される。A/Dコンバータ22はこ
のときの圧力センサ21の出力データを取り込みA/D変換
を実行してその結果をCPU23に送出する。CPU23はこのA/
D値をベース値Pwとして記憶する。

次に電磁弁37を切替る。すると、分注ポンプ39内の希釈
水Ａと洗浄水Ｂと初期状態でサンプリングチューブ38A
に満たされている脱気水とつながり、もし、吐出動作に
移った場合、分注ポンプ39内の希釈水A,洗浄水Ｂの液量
が第２図（ａ），（ｂ）に示すようなサンプリングノズ
ル１の先端からの脱気水の液量に対応する。

次に電磁弁37をそのままの状態にして分注ポンプ39を駆
動し、ドレインカップ42上のサンプリングノズル１内に
微量の空気を吸入した後、さらにノズル駆動機構35を駆
動してサンプリングノズル１をサンプリングカップ２内
に入れ、第２図（ｂ）に示すように前記希釈水Ａと等量
の検体11を吸入する。検体11の吸入前に空気を吸入する
のは検体11と希釈水Ａとの混合を防止するためである。

サンプリングノズル１による検体11の吸入圧は、第１の
サンプリングチューブ38A,三方弁36及び圧力伝達チュー
ブ41を介して圧力センサ21に伝達され検知される。圧力
センサ21の出力データはA/Dコンバータ22によりA/D値に
変換された後CPU23に検体11の吸入時のA/D値Psとして取
り込まれる。

CPU23は、このA/D値Psと予め記憶している前記A/D値Pw
とを基に前記（１）式による演算を実行し、この結果を
零補正されたA/D値Pjとして表示手段に送って表示す
る。

検体11の吸入後、ノズルエレベータ27を駆動してサンプ
リングノズル１を上昇させさらに水平駆動機構34により
サンプリングノズル１をラインに沿って設けた反応カッ
プ43上に移動する。そして、再び分注ポンプ39を駆動し
検体11及び希釈水Ａを反応カップ43内に吐出する。これ
により、検体11は２倍に希釈される。

その後、さらに水平駆動機構34によりサンプリングノズ
ル１をドレインカップ42上に移動し分注ポンプ39を駆動
して洗浄水Ｂをドレインカップ42内に吐出する。これに
より、サンプリングノズル１及び第１のサンプリングチ
ューブ38A内部が洗浄される。

以上の手順により零補正されたA/D値Pjが求められる。

このようにして得られた判定結果であるA/D値Pjは、装
置の機構部品，電気部品等による経年変化や測定環境の
相違に基く誤差が除去され、第３図に示すように検体11
の粘度に対し正確に比例したものとなる。尚、同図は横
軸に検体11としての血清の粘度を、縦軸にA/D値Pjをと
り、人体より得られた血清の粘度−A/D値Pjの標準的な
対応範囲を斜線部で、また、予め粘度が判明している標
準血清の粘度−A/D値Pjの関係を破線で示すものであ
る。同図からA/D値Pjと粘度とは比例関係が成立するこ
とが判明する。また、第４図は本実施例装置を用い、か
ら吸い，水，プール血清及び標準血清についてそれぞれ
測定個数Ｎ＝10として求めたA/D値Pjを示すものであ
り、同図からそれぞれの場合のA/D値は再現性があるこ
とが判明する。

したがって、第３図に示すA/D値Pjと粘度との関係か
ら、A/D値Pjが一定値以上の場合その検体11の粘度が異
常に高いか又はサンプリングノズル１内に固形物が混入
し正常な吸入動作ができないことを判別することができ
る。

一方、A/D値Pjが一定値以上の場合検体11の粘度が異常
に低いことを判別することができる。さらに、A/D値Pj
が零に地階場合には検体量不足のためサンプリングノズ
ル１の吸入動作の最後の方で空気を吸入しており、その
ため正常な吸入動作が行なわれていないと判別すること
ができる。

本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、上述した実施例では検体を２倍に希釈する場合
について説明したが任意の希釈倍率とすることもでき
る。

また、サンプリングカップ２からサンプリングノズル１
により吸入した検体を実施例装置のように１個の反応カ
ップに吐出する場合のほか、他の任意数の反応カップに
任意量吐出するようにしてもよい。

さらに、第２のサンプリングチューブにより脱気水を吸
入して希釈水，洗浄水とする場合について説明したが、
第１図に示すようにラインに沿って脱気水を貯留した給
水カップ44を配置し、サンプリングノズルにより直接吸
水カップ44から脱気水を吸入して希釈水，洗浄水とする
こともできる。

さらにまた、サンプリングノズルにより検体を吸入する
際の吸入圧を利用する場合のほか、別の基準値を設け検
体吐出時の吐出圧を利用してA/D値を得るようにするこ
ともできる。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、サンプリングノズルの大
気オープン時及び検体の吸入若しくは吐出時のそれぞれ
の圧力データを得て、これらの圧力データを基に測定時
の大気圧に対応する補正を行った圧力データを求め、こ
の補正後の圧力データと基準圧力データとの比較結果を
得るようにしたものであるから、装置の機構部品，電気
部品の経年変化やチューブの曲がり等の環境条件の影響
を排除し、ノズル内に固形物が混入していないか、又
は、検体量不足のため吸入動作の最後の方で空気を吸入
していないか等の正確な監視を行うことができ、また、
補正後の圧力データに基づいて所望量の検体の吸入，吐
出操作を行うことができ、更に、検体吸入時に希釈水と
検体との間に空気が介在するようにしたものであるか
ら、検体の希釈を行う前に検体と希釈水との混合を防止
でき、正確な希釈倍率で検体の希釈を行うことができる
自動化学分析装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置の概略構成を示す説明図、
第２図（ａ）は同装置におけるサンプリングノズルの希
釈水及び洗浄水を吸入した状態を示す断面図、第２図
（ｂ）は第２図（ａ）に示す状態からさらに空気及び検
体を吸入したサンプリングノズルを示す断面図、第３図
は実施例装置により得られた検体のA/D値と粘度との関
係を示すグラフ，第４図は実施例装置により得られた各
種状態におけるA/D値の再現性を示す表，第５図（ａ）
はサンプリングノズルによりサンプリングカップから検
体を吸入する状態を示す正面図、第５図（ｂ）はサンプ
リングノズル及び液面センサとサンプリングカップとの
関係を示す正面図、第６図はサンプリングノズル及び液
面センサを用いて異なる検体を吸入する状態を示す正面
図、第７図はサンプリングノズル内に固形物が詰った状
態を示す正面図である。 １……サンプリングノズル、11……検体、20……サンプ
リング系ユニット、21……圧力センサ、22……A/Dコン
バータ、23……CPU、27……ノズルエレベータ、34……
水平駆動機構、35……ノズル駆動部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サンプリングノズルと分注ポンプにより検
   体を吸入，吐出する自動化学分析装置において、 前記サンプリングノズルの圧力を検知する圧力センサ
   と、 前記サンプリングノズルと分注ポンプとが連通していな
   いときの前記圧力センサからの圧力データを用いて前記
   サンプリングノズルと分注ポンプとが連通した際の前記
   被検体の吸引若しくは吐出時における前記圧力センサか
   らの圧力データの補正を行った後、その補正後の結果を
   出力する演算処理手段とを有し、 前記補正後の圧力データに基づいて前記サンプリングノ
   ズルの吸引，吐出状態を判別することを特徴とする自動
   化学分析装置。