JPH10123152A - 液体定量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピペットの垂直方向における位置が変わって
も高精度の微量定量が可能な液体定量装置を提供する。 【解決手段】 液体定量装置１は、ピペット１１と、ピ
ペット１１を垂直方向に移動させるピペット昇降手段１
２と、可撓性チューブ１３を介してピペット１１と接続
され、液体をピペット１１から吸引、吐出可能な定量用
シリンジ１４と、ピペット昇降手段１２及びシリンジ１
４の動作を制御する制御部１７とを備え、制御部１７
は、シリンジ１４、チューブ１３及びピペット１１内が
液体で満たされた状態でピペット１１を垂直移動させる
際、ピペット１１内の液体の先頭位置を一定に維持する
ようピペット１１の垂直移動に合わせてシリンジ１４を
微量駆動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は自動分析装置等に
用いられ、微量の液体、例えば試料（検体）や試薬を定
量可能な液体定量装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】免疫凝集測定装置のような自動分析装置
は、通常、多数の検体あるいは試薬を定量、すなわち分
取し分注する液体定量装置を備えている。液体定量装置
は、例えば、テーブル上に配置された検体、試薬あるい
は洗浄槽の各位置に移動可能なピペットと、可撓性チュ
ーブを介してこのピペットに接続された定量用シリンジ
とを有し、検体、試薬の分取及び分注とピペットの洗浄
とを交互に繰り返して行うことができる。

【０００３】このような液体定量装置の動作の一例を、
ピペットの洗浄を始点として述べると、まず、ピペット
を洗浄槽に移動し洗浄液を定量用シリンジ側からチュー
ブを介してピペット先端から吐出させピペットの内側を
洗浄するとともに、洗浄槽に洗浄液を供給してピペット
の外側を洗浄する。これにより、洗浄液がピペット及び
チューブに充満した状態となる。次いで、定量用シリン
ジを微量吸引してピペット先端に薄い空気層を形成す
る。ピペット先端の空気層は、洗浄液と次に吸引した液
体とをピペット内で分離するとともに、ピペット移動時
の振動でピペット先端部分の液体が飛散するのを防止す
る。次に、ピペットを洗浄槽から検体容器の上方に移動
させ、さらにピペット先端を定量位置まで下降させ一定
量の検体を吸引（分取）する。定量位置は通常、ピペッ
トに配設された液面センサにより検知される。

【０００４】次に分取した検体を反応容器に一定量吐出
（分注）する。上記と同様の動作で試薬容器から定量さ
れた試薬と反応容器内で所定の反応を行わせた後、測定
系で所定の測定がおこなわれる。ピペットは、次の液体
を定量するため再び洗浄槽内に移動され、前記同様の洗
浄が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した液体定量装置
により検体の分取を行う際、ピペットは可撓性チューブ
とともに洗浄液が充満した状態で洗浄槽から検体容器に
移動する。ピペットが検体容器に向かって上方の待機位
置から垂直方向に移動する際、チューブもピペットに追
従してその一端だけがピペットの定量位置まで下降す
る。例えば図１４に示すように、シリンジ５にチューブ
４を介して接続されたピペット３が待機位置にあって、
図１５に示す定量位置まで下降するとき、ピペット３及
びチューブ４内を満たす洗浄液が空気層ａを押し出し、
さらにピペット３内の洗浄液を押し下げるので、洗浄液
の先頭位置が変化する。

【０００６】上記したピペット３とシリンジ５間の液体
の重量バランスの変化は、検体をわずか数μｌ単位で微
量定量を行う場合に、定量精度の低下をもたらす。すな
わち、検体を分取及び分注する際の洗浄液の先頭位置
が、ピペットの垂直方向における移動量、つまりそれぞ
れの検体の定量位置の液面高さによって変化するため、
例えば、検体容器として長さの異なる試験管を使用して
検体を分取及び分注する場合には、分取する検体の液面
高さが一定せず、ピペットの下降量、上昇量が検体毎に
大きく異なる。ピペットの検体分取位置が１００ｍｍ以
上も変化しうる場合には、上記悪影響は無視できないも
のとなる。さらに、ピペット内に形成する空気層は定量
精度を確保するため可能な限り微量であることが好まし
いが、液面高さの変化を考慮して厚めの空気層を形成せ
ざるを得ない。

【０００７】特開平７−２５３４３３号公報には、洗浄
液の供給によりチューブが膨張または収縮してもピペッ
ト内の液体の先頭位置を変化させないようシリンジを駆
動する構成が開示されている。しかし、ピペットの垂直
方向における位置変化に伴う上記の問題点及びその解決
策については何も示されていない。

【０００８】この発明の課題は、ピペットの垂直方向に
おける位置が変わっても高精度の微量定量が可能な液体
定量装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明の液体定量装
置によれば、ピペットと、このピペットを垂直方向に移
動させるピペット昇降手段と、可撓性チューブを介して
ピペットと接続され、液体をピペットから吸引、吐出可
能な定量用シリンジと、ピペット昇降手段及びシリンジ
の動作を制御する制御部とを備え、制御部は、シリン
ジ、チューブ及びピペット内が液体で満たされた状態で
ピペットを垂直移動させる際、ピペット内の液体の先頭
位置を一定に維持するようピペットの垂直移動に合わせ
てシリンジを微量駆動させる液体定量装置が提供され
る。

【００１０】この発明におけるピペットとは、定量用シ
リンジの駆動量に応じて液体をμｌ単位で微量定量可能
なものが好ましい。この発明におけるピペット昇降手段
とは、プーリに捲回されたベルト、あるいはボールねじ
等の駆動によりピペットを垂直方向に精密移動できるも
のが好ましい。この発明において「シリンジ、チューブ
及びピペット内が液体で満たされた状態」とは、シリン
ジの駆動に応じてシリンジ、チューブ及びピペット内に
満たされた液体を介してピペットの先端から液体の吸
引、吐出が可能な状態をいう。シリンジ、チューブ及び
ピペット内に満たされた液体は、洗浄液、検体あるいは
試薬のみならず定量用の作動液体となるものであれば、
これらの液体に限定されない。シリンジ、チューブ及び
ピペット内は、上記液体とともに空気層を含んでいても
よい。

【００１１】この発明における可撓性チューブは、内圧
及び外圧によりその内径及び長さの変化量が少ないも
の、あるいはその変化量が一定のものが好ましい。ま
た、可撓性チューブは定量用シリンジからピペットに至
る経路全体あるいは一部に設けられる。この発明におけ
る定量用シリンジとは、洗浄槽及びピペット内に連通す
るシリンジあるいはポンプ等の吸排手段を備え、洗浄液
を吐出あるいは吸引により供給、排出が可能であるもの
が好ましい。制御部は、ピペットの下降量に応じて所定
量だけシリンジを微量吸引させてなるのが好ましい。制
御部は、ピペットの上昇量に応じて所定量だけシリンジ
を微量吐出させてなるのが好ましい。

【００１２】第２の発明の液体定量装置によれば、ピペ
ットと、このピペットを垂直方向に移動させるピペット
昇降手段と、可撓性チューブを介してピペットと接続さ
れ、液体をピペットから吸引、吐出可能な定量用シリン
ジと、このシリンジを垂直方向に移動させるシリンジ昇
降手段と、ピペット昇降手段及びシリンジ昇降手段の動
作を制御する制御部とを備え、制御部は、シリンジ、チ
ューブ及びピペット内が液体で満たされた状態でピペッ
トを垂直移動させる際、ピペット内の液体の先頭位置を
一定に維持するようピペットの垂直移動に合わせてシリ
ンジ昇降手段を同方向に駆動させる液体定量装置が提供
される。

【００１３】この発明におけるシリンジ昇降手段とは、
プーリに捲回されたベルト、あるいはボールねじ等の駆
動によりシリンジ全体を垂直方向に精密移動できるもの
が好ましい。液体定量装置は、ピペットを水平方向に移
動させるピペット水平移動手段をさらに備え、制御部
は、ピペットの水平移動のときにはシリンジ昇降手段を
駆動せず、ピペットの垂直移動のときにはシリンジ昇降
手段を駆動するのが好ましい。

【００１４】さて第１の発明の液体定量装置では、例え
ばピペットの洗浄のために、制御部はまず、定量用シリ
ンジを駆動して液体をピペットから吸引、吐出させる。
これによって、シリンジ、可撓性チューブ及びピペット
内が液体で満たされた状態となる。次に、ピペットはチ
ューブとともに洗浄液で満された状態で洗浄槽から検体
の定量位置に移動する。ピペットが検体容器に向かって
下降する際、チューブ内部を満たす液体がピペット内の
液面を押し下げる方向に作用する。このとき、制御部
が、定量位置に達するまでピペットの下降量に応じて所
定量だけシリンジを微量吸引させる。これにより、ピペ
ット内の液面を引き上げる方向に水頭補正動作がおこな
われ、先頭位置を一定に維持することができる。

【００１５】検体を定量した後、ピペットはチューブと
ともに液体で満された状態で定量位置から上方の待機位
置に移動する。ピペットが待機位置に向かって上昇する
際、チューブ内部を満たす液体がピペット内の液面を引
き上げる方向に作用する。このとき、制御部が、待機位
置に達するまでピペットの上昇量に応じて所定量だけシ
リンジを微量吐出させる。これにより、ピペット内の液
面を押し下げる方向に水頭補正動作がおこなわれ、先頭
位置を一定に維持することができる。この状態で検体を
分注するとき、定量用シリンジ側の駆動量に対応する量
の検体を高い精度で分注することができる。なお、条件
によってはピペットの駆動による上記水頭補正動作を、
ピペットの下降時のみ、あるいは上昇時のみに行うこと
も可能である。

【００１６】第２の発明の液体定量装置では、例えばピ
ペットの洗浄のために、定量用シリンジが駆動され液体
はピペットから吸引、吐出させる。これによって、シリ
ンジ、可撓性チューブ及びピペット内が液体で満たされ
た状態となる。次に、ピペットはチューブとともに洗浄
液で満された状態で洗浄槽から検体の定量位置に移動す
る。ピペットが検体容器に向かって下降する際、制御部
は、ピペットの下降に合わせてシリンジ全体が下降する
ようシリンジ昇降手段を駆動させる。これにより、ピペ
ット内の液体の先頭位置を一定に維持することができ
る。

【００１７】検体を定量した後、ピペットはチューブと
ともに液体で満された状態で定量位置から上方の待機位
置に移動する。ピペットが待機位置に向かって上昇する
際、制御部は、ピペットの上昇に合わせてシリンジ全体
が上昇するようシリンジ昇降手段を駆動させる。これに
より、ピペット内の液体の先頭位置を一定に維持するこ
とができる。このように、シリンジ全体をピペットと同
方向に移動させることにより、ピペットとシリンジとに
接続されたチューブの傾き（姿勢）は一定に保持される
ので、液体の定量位置が大きく変化する場合でもピペッ
トとシリンジ間の液体の重量バランスは不変となり定量
の精度が保証される。なお、条件によってはシリンジ昇
降手段の駆動による上記水頭補正動作を、ピペットの下
降時のみ、あるいは上昇時のみに行うことも可能であ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】

〔実施形態１〕図１は、この発明の実施の一形態による
液体定量装置が装着された自動免疫凝集測定装置の一例
を示す。反応系、測定系などの基本構成は従来から知ら
れている装置と同じである。自動免疫凝集測定装置１
は、液体定量装置１１０と、検体、試薬等を配置するテ
ーブル１００とから主に構成される。液体定量装置１１
０は、ピペット１１と、ピペット昇降手段１２と、可撓
性チューブ１３と、定量用シリンジ１４とからなる。ピ
ペット１１及びピペット昇降手段１２は分注ブロック１
５に支持され、さらにこの分注ブロック１５はピペット
水平移動手段としてのブロック移動手段１６によりＸＹ
軸からなる２軸方向に移動可能に構成されている。ピペ
ット昇降手段１２及びシリンジ１４は、後述する制御部
１７により制御される。

【００１９】金属製のピペット１１は、ピペット昇降手
段１２に鉛直方向に支持され、その上端部が可撓性チュ
ーブ１３の一端に接続されている。ピペット１１は、後
述する液面センサ７１の一部として構成されている。可
撓性チューブ１３は内径２．４ｍｍ、長さ１５００ｍｍ
のウレタンチューブであり、チューブ１３の他端は、図
２で示すように、定量用シリンジ１４を介してピペット
通液手段４０に接続されている。すなわち、モータ４１
で駆動されるシリンジ１４は、その基部の入口１４ｃが
電磁弁４２を介して洗浄液チャンバ４３に接続され、電
磁弁４２の切り換え操作により、洗浄液チャンバ４３に
収容された洗浄液を外部からの陽圧でシリンジ１４側へ
送出したり、検体、試薬の定量及びピペット１１内部の
洗浄を行うことができる。

【００２０】図３に示した分注ブロック１５において、
ピペット昇降手段１２は、分注ブロック１５本体に取り
付けられ鉛直方向に延びるガイドレール２１と、ガイド
レール２１に沿って上下するスライダ２２と、スライダ
２２に取り付けられピペット１１を支持する取り付け片
２３と、取り付け片２３を固着したベルト２４と、ベル
ト２４を垂直方向に張り渡す一対のプーリ２５と、プー
リ２５の一方を回転駆動するパルスモータ２６とから構
成され、モータ２６の正転、逆転により分注ブロック１
５に対してピペット１１は昇降し、待機位置Ａ（上方）
と定量位置Ｂ（下方）との間を往復可能な構成となって
いる。

【００２１】液体定量装置１１０の下方には、テーブル
１００が配置されている（図１）。テーブル１００の上
面には、検体用容器ラック１０８（図３参照）を配置し
ておく検体載置部１０１、試薬用容器ラック１０８を配
置しておく試薬載置部１０２、ピペット洗浄槽１０３、
使用前の反応容器が載置される空容器載置部１０４、反
応液を収容した容器が載置される反応容器載置部１０
５、使用済の反応容器が載置される使用済容器載置部１
０６及び反応液を測定系に導入するための測定導入部１
０７が、それぞれ一平面上に区画して配設される。容器
ラック１０８には、高さの異なる検体用容器１０９を複
数配列することができる。それぞれのラック１０８は誘
電体で形成され、ピペット１１はラック１０８に載置さ
れた容器内の液体に先端部１１ａが接触した際に、ラッ
ク１０８との間の静電容量の変化に基づいて容器内の液
面を検知可能な構成となっている。

【００２２】ピペット洗浄槽１０３は、図４に示したピ
ペット洗浄位置Ｃまでピペット１１を挿入可能な孔部３
１と、孔部３１内に連通する洗浄液入口３２及び洗浄液
出口３３を具備している。洗浄液入口３２及び洗浄液出
口３３には、電磁弁３４と電磁弁３４に接続された洗浄
液チャンバー３５及び排液タンク３６とからなる洗浄槽
通液手段３０が接続されている。この通液手段３０にお
いて洗浄液チャンバー３５には陽圧が常時印加され、洗
浄液チャンバー３５内の洗浄液をこの陽圧により洗浄槽
１０３の孔部３１に供給し、孔部３１に収容された洗浄
液は洗浄液出口３３から排液タンク３６にオーバーフロ
ーさせて適時に入れ換えることができる。

【００２３】なお、前記した各入出力部は、後述する制
御部と電気的に接続されている。図５は免疫凝集測定装
置１のブロック構成図である。免疫凝集測定装置１は、
ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマー，カウンター等を有
するマイクロコンピュータを含む制御部１７を有してい
る。制御部１７には、図示しない外部のキー入力部７
０、液面センサ７１、表示部７２、シリンジ１４のモー
タ４１、ブロック移動手段１６、ピペット昇降手段１
２、ピペット通液手段４０、洗浄槽通液手段３０及びそ
の他の入出力部７３が接続されている。

【００２４】制御部１７は、ピペット昇降手段１２のモ
ータ２６の駆動によりピペット１１が待機位置Ａから下
降する際、基準位置からの移動量をカウントの始点から
終点までの駆動パルス数Ｚａとしてみなし、このカウン
トに応じて同時にシリンジ１４のモータ４１を駆動して
ピペット１１の水頭補正動作を行わせる。水頭補正動作
は、下降パルスＺａをカウントするとき、ピペット１１
の下降量に応じて所定量だけシリンジ１４を微量吸引さ
せる。カウントの基準点は任意に設定可能であるが、こ
の実施態様ではピペット１１の待機位置Ａを基準点とし
てカウンタの読みは０となるよう設定されている。表１
は上記水頭補正動作を含むシリンジ１４の各駆動量の一
例を、図６はピペット１１の移動量と補正量との関係を
それぞれ示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】この実施例の液体定量装置１１０の動作に
ついて説明する。まず、ピペット１１を待機位置Ａから
下降させ、その先端部１１ａを洗浄槽１０３に挿入し、
ピペット洗浄位置Ｃ（図４）で停止させる。次に、電磁
弁４２を開き、ピペット１１にピペット通液手段４０か
らの洗浄液を流入させその内側を洗浄する。同時に、電
磁弁３４を開き、洗浄槽通液手段３０の洗浄液チャンバ
ー３５から洗浄槽１０３に洗浄液が供給される。洗浄液
入口３２から流入した洗浄液は洗浄槽１０３に収容され
た使用済の洗浄液を洗浄液出口３３から押し出し、ピペ
ット１１の先端部の外側が洗浄される。

【００２７】洗浄が終了したピペット１１を上昇させ待
機位置Ａに待機させる。シリンジ１４、チューブ１３及
びピペット１１内は洗浄液で満たされた状態となる。こ
のとき、モータ４１を駆動してシリンジ１４を微量吸引
し、図７に示すようにピペット１１の先端に空気層ａを
形成する。空気層ａは、ピペット移動時の振動によりピ
ペット１１の先端から洗浄液が飛散するのを抑え、さら
にピペット１１内の洗浄液と次に吸引される液体とを分
離する効果がある。

【００２８】次に、ブロック移動手段１６によりピペッ
ト１１はチューブ１３とともに洗浄液で満された状態で
洗浄槽１０３から試薬載置部１０２の上方に水平移動す
る。次に、ピペット昇降手段１２の駆動によりピペット
１１を試薬載置部１０２の試薬容器に向かって定量位置
Ｂ１まで下降させる。待機位置Ａを始点として定量位置
Ｂ１までの下降パルスＺａをカウントする。このとき、
下降パルスＺａのカウントに応じて同時に０．７８μｌ
／秒の割合でシリンジ１４を微量吸引をさせる。チュー
ブ１３の一端側はピペット１１とともに下降する。液面
センサ７１が試薬の液面を検知して定量位置Ｂ1 に達す
ると、ここをシリンジ１４駆動の終点として補正動作を
終了する。この間、ピペット１１内の液体の先頭位置は
一定に維持される。

【００２９】次に、シリンジ１４を吸引駆動させ予め設
定された量の試薬を分取する。試薬の分取が終了したピ
ペット１１は上昇し、試薬載置部１０２から引き出され
て待機位置Ａに待機する。ピペット１１内は洗浄液と少
量の試薬で満たされた状態となる。このとき、シリンジ
１４を微量吸引して図８に示すように、ピペット１１の
先端に空気層ｂを形成する。空気層ｂは、ピペット移動
時の振動によりピペット１１の先端から試薬が飛散する
のを抑え、さらにピペット１１内の試薬と次に吸引され
る液体とを分離する効果がある。次に、ブロック移動手
段１５によりピペット１１はチューブ１３とともに試薬
載置部１０２から検体載置部１０１の上方に水平移動す
る。

【００３０】ピペット昇降手段１２の駆動によりピペッ
ト１１を検体載置部１０１の検体容器に向かって定量位
置Ｂ２まで下降を開始させる。このとき、待機位置Ａを
始点として定量位置Ｂ２までの下降パルスＺａをカウン
トする。このとき、下降パルスＺａに応じて同時に０．
７８μｌ／秒の割合でシリンジ１４を微量吸引をさせ
る。チューブ１３の一端側はピペット１１とともに下降
する。液面センサ７１が検体の液面を検知して定量位置
Ｂ2 に達すると、ここをシリンジ１４駆動の終点として
補正動作を終了する。この間、ピペット内の検体の先頭
位置は一定に維持される。

【００３１】次に、シリンジ１４を吸引駆動させ予め設
定された量の検体を分取する。検体の分取が終了したピ
ペット１１は上昇し、検体載置部１０１から引き出され
て待機位置Ａに待機する。ピペット１１内は洗浄液、試
薬及び微量の検体で満たされた状態となる。このとき、
シリンジ１４を微量吸引して図９に示すように、ピペッ
ト１１の先端に空気層ｃを形成する。空気層ｃは、ピペ
ット移動時の振動によりピペット１１の先端から検体が
飛散するのを抑える効果がある。

【００３２】次に、ブロック移動手段１６の駆動により
ピペット１１を反応容器載置部１０４の上方まで移動さ
せ、さらにピペット昇降手段１２の駆動によりピペット
１１を下降して先端部１１ａを反応容器載置部１０４の
上方に位置させる。次に、シリンジ１４を吐出駆動させ
分取した検体及び試薬を反応容器に分注する。分注が終
了すると、ピペット昇降手段１２及びブロック移動手段
１６を駆動させ、再びピペット１１を洗浄槽１０３に移
動させ、前記と同様にピペット１１の洗浄を行う。反応
容器に分注された検体及び試薬は、反応液として測定導
入部１０７に導入され図示しない光学系を備えた測定装
置により測定され、血液のデータがこの装置に接続され
た表示部７２に出力される。

【００３３】上記した液体定量装置１では、ピペット１
１及びチューブ１３が液体で満たされた状態でピペット
１１が下降するとき、シリンジ１４の水頭補正動作によ
りピペット１１内の検体の先頭位置は一定に維持され
る。

【００３４】〔実施態様２〕実施態様１による液体定量
装置１１０では、ピペット１１が下降するときだけ水頭
補正動作を行う構成としたが、この実施態様２では液体
定量装置１２０がピペット１１の下降及び上昇の際に補
正動作を行うよう構成されている。すなわち、図１０に
示すように、シリンジ１４は、テーブル１００の縁部に
固定された基台８１に形成されたシリンジ駆動部４５に
配設されている。

【００３５】シリンジ駆動部４５は、基台８１に軸支さ
れたプーリ群８２と、プーリ群８２に張り渡された２対
のベルト８３ａ、８３ｂと、一方のベルト８３ｂに固着
されたスライダ８４と、スライダ８４に取り付けられシ
リンジ１４のピストンロッド１４ａの基部を支持する取
り付け片８５と、１つのプーリ８２を回転駆動するモー
タ４１とから構成されている。シリンジ１４のシリンダ
１４ｂは基台８１に固着され、その基部の入口４４には
上述したピペット通液手段４０（図２）が接続されてい
る。このような構成により、モータ４１の正転、逆転に
よってスライダ８４を介して取り付け片８５は昇降し、
この昇降動作に応じて取り付け片８５に支持されたピス
トンロッド１４ａがシリンダ１４ｂ内の液体を吸排す
る。

【００３６】この実施態様において制御部１７は、ピペ
ット昇降手段１２がモータ２６の駆動により予め設定さ
れた基準位置から垂直方向に移動する際、その始点から
終点までの移動中の駆動パルスをピペット１１の移動方
向別に、すなわち下降時のパルス数をＺａとしてカウン
トUPし、上昇時のパルス数をＺｂとしてカウントDOWN
し、これらのカウントに応じて同時にシリンジ駆動部４
５のモータ４１を駆動してピペット１１内の水頭補正動
作を行わせる。

【００３７】水頭補正動作は、下降パルスＺａをカウン
トするときは、ピペット１１の下降量に応じて所定量だ
けシリンジ１４を微量吸引をさせ、上昇パルスＺｂをカ
ウントするときは、ピペット１１の上昇量に応じて所定
量だけシリンジ１４を微量吐出をさせる。なお、ピペッ
ト１１の下降途中で上昇したときでも、上昇パルスＺｂ
がカウントDOWN入力に加わり、その分だけ計数値が減少
し、表示は正確に下降量を表示することができる。カウ
ントの基準点は任意に設定可能であるが、この実施態様
ではピペット１１の待機位置Ａでカウンタの読みが０と
なるよう設定されている。

【００３８】この実施態様における液体定量装置１２０
の動作について説明する。まず、ピペット１１を待機位
置Ａから下降させ、その先端部１１ａを洗浄槽１０３に
挿入し、ピペット洗浄位置Ｃ（図４）で停止させる。次
に、前記と同様に、ピペット１１の内側及び外側を洗浄
する。洗浄が終了したピペット１１を上昇させて、洗浄
槽１０３から引き出し待機位置Ａに待機させる。シリン
ジ１４、チューブ１３及びピペット１１内は洗浄液で満
たされた状態となる。このとき、シリンジ１４を微量吸
引しピペット１１の先端に空気層ａを形成する（図
７）。

【００３９】次に、ブロック移動手段１６によりピペッ
ト１１はチューブ１３とともに洗浄槽１０３から試薬載
置部１０２の上方に水平移動する。次に、ピペット昇降
手段１２の駆動によりピペット１１を試薬載置部１０２
の試薬容器に向かって定量位置Ｂ１まで下降させる。下
降の開始と同時に待機位置Ａを始点として定量位置Ｂ１
までの下降パルスＺａをカウントする。このとき、下降
パルスＺａのカウントに応じて同時に０．７８μｌ／秒
の割合でシリンジ１４を微量吸引をさせる。チューブ１
３の一端側はピペット１１とともに下降する。液面セン
サ９１が試薬の液面を検知して定量位置Ｂ1 に達する
と、ここをシリンジ１４駆動の終点として補正動作を終
了する。この間、ピペット１１内の液体の先頭位置は一
定に維持される。

【００４０】次に、シリンジ１４を吸引駆動させ予め設
定された量の試薬を分取する。試薬の分取が終了したピ
ペット１１は上昇を開始する。上昇の開始と同時に始点
となる定量位置Ｂ１から上昇パルスＺｂをカウントす
る。このとき、カウントされた上昇パルスＺｂに応じて
同時に０．７８μｌ／秒の割合でシリンジ１４を微量吐
出させる。チューブ１３の一端側はピペット１１ととも
に上昇する。ピペット１１が待機位置Ａに達すると、こ
こをシリンジ１４駆動の終点として補正動作を終了す
る。この間、ピペット内の検体の先頭位置は一定に維持
される。補正動作が終了すると、待機位置Ａにおいてシ
リンジ１４を微量吸引し、ピペット１１の先端に空気層
ｂを形成する（図８）。次に、ブロック移動手段１６に
よりピペット１１はチューブ１３とともに試薬載置部１
０２から検体載置部１０１の上方に水平移動する。

【００４１】次にピペット昇降手段１２の駆動によりピ
ペット１１を検体載置部１０１の検体容器に向かって定
量位置Ｂ２まで下降を開始させる。下降の開始と同時に
待機位置Ａを始点として定量位置Ｂ２までの下降パルス
Ｚａをカウントする。このとき、下降パルスＺａに応じ
て同時に０．７８μｌ／秒の割合でシリンジ１４を微量
吸引をさせる。チューブ１３の一端側はピペット１１と
ともに下降する。液面センサ７１が検体の液面を検知し
て定量位置Ｂ2 に達すると、ここをシリンジ１４駆動の
終点として補正動作を終了する。この間、ピペット１１
内の検体の先頭位置は一定に維持される。

【００４２】次に、シリンジ１４を吸引駆動させ予め設
定された量の検体を分取する。検体の分取が終了したピ
ペット１１は上昇する。上昇の開始と同時に始点となる
定量位置Ｂ２から上昇パルスＺｂをカウントする。この
とき、カウントされた上昇パルスＺｂに応じて同時に
０．７８μｌ／秒の割合でシリンジ１４を微量吐出させ
る。チューブ１３の一端側はピペット１１とともに上昇
する。ピペット１１が待機位置Ａに達すると、ここをシ
リンジ１４駆動の終点として補正動作を終了する。この
間、ピペット１１内の検体の先頭位置は一定に維持され
る。

【００４３】待機位置Ａにおいてシリンジ１４を微量吸
引しピペット１１の先端に空気層ｃを形成する（図
９）。次に、ブロック移動手段１６の駆動によりピペッ
ト１１を反応容器載置部１０５の上方まで移動させ、さ
らにピペット昇降手段１２の駆動によりピペット１１を
下降して先端部１１ａを反応容器載置部１０５の上方に
位置させ分取した検体及び試薬を反応容器に分注する。
分注が終了すると、ピペット１１を洗浄槽１０３に移動
させ、前記と同様にピペット１１の洗浄を行う。

【００４４】上記した液体定量装置１では、ピペット１
１及びチューブ１３が液体で満たされた状態においてピ
ペット１１が下降するときのみならず上昇するときに
も、シリンジ１４の水頭補正動作によりピペット１１内
の検体の先頭位置は一定に維持される。

【００４５】〔実施態様３〕図１１は、第２の発明の実
施の一形態による液体定量装置が装着された自動免疫凝
集測定装置２の一例を示す。反応系、測定系などの基本
構成は従来から知られている装置と同じである。自動免
疫凝集測定装置２は、液体定量装置１２０と、検体、試
薬類を配置するテーブル１００とから主に構成される。
液体定量装置１２０は、ピペット１１と、ピペット昇降
手段１２と、可撓性チューブ１３と、定量用シリンジ１
４と、シリンジ昇降手段１９とからなる。ピペット１１
及びピペット昇降手段１２は分注ブロック１５に支持さ
れ、さらにこの分注ブロック１５はピペット水平移動手
段としてのブロック移動手段１６によりＸＹ軸からなる
２軸方向に移動可能に構成されている。なお、分注用ピ
ペット１１、ピペット昇降手段１２、ピペット通液手段
４０、テーブル１００及び洗浄液通液手段３０は、前記
した実施態様１と同一の構成からなるため、説明は省略
する。

【００４６】シリンジ昇降手段１９は図１２に示すよう
に、テーブル１００の縁部に固定された基台９１と、基
台９１に取り付けられ鉛直方向に延びるガイドレール９
２と、ガイドレール９２に沿って上下するスライダ９３
と、スライダ９３に取り付けられたシリンジ駆動部４５
（実施形態２の図１０）と、スライダ９３に固定された
ベルト９４と、ベルト９４を垂直方向に張り渡す一対の
プーリ９５と、プーリ９５の一方を回転駆動するモータ
９６とから構成されている。シリンジ駆動部４５のシリ
ンジ１４には上述したピペット通液手段４０（図２）が
接続されている。このような構成により、モータ９６の
正転、逆転によってスライダ９３を介してシリンジ駆動
部４５は昇降する。

【００４７】免疫凝集測定装置２は、図１３に示すよう
に、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマー，カウンター等
を有するマイクロコンピュータを含む制御部１８を備え
る。制御部１８は、ピペット昇降手段１２がモータ２６
の駆動により予め設定された基準位置から垂直方向に移
動する際、その始点から終点までの移動中の駆動パルス
をピペット１１の移動方向別に、すなわち下降時のパル
ス数をＺａとしてカウントUPし、上昇時のパルス数をＺ
ｂとしてカウントDOWNし、これらのカウントに応じて同
時にシリンジ昇降手段１９のモータ９６を駆動してピペ
ット１１内の水頭補正動作を行わせる。

【００４８】水頭補正動作は、下降パルスＺａをカウン
トするときは、ピペット１１の下降量に応じて所定量だ
けシリンジ昇降手段１９によりシリンジ駆動部４５を下
降させ、上昇パルスＺｂをカウントするときは、ピペッ
ト１１の上昇量に応じて所定量だけシリンジ昇降手段１
９によりシリンジ駆動部４５を上昇させる。なお、ピペ
ット１１の下降途中で上昇したときでも、上昇パルスＺ
ｂがカウントDOWN入力に加わり、その分だけ計数値が減
少し、表示は正確に下降量を表示することができる。基
準点は任意に設定可能であるが、この実施態様ではピペ
ット１１の待機位置Ａでカウンタの読みが０となるよう
設定されている。

【００４９】この実施態様における免疫凝集測定装置２
の動作について説明する。まず、ピペット１１を待機位
置Ａから下降させ、その先端部１１ａを洗浄槽１０３に
挿入し、ピペット洗浄位置Ｃ（図４）で停止させる。次
に、前記と同様に、ピペット１１の内側及び外側を洗浄
する。洗浄が終了したピペット１１を上昇させて、洗浄
槽１０３から引き出し待機位置Ａに待機させる。シリン
ジ１４、チューブ１３及びピペット１１内は洗浄液で満
たされた状態となる。このとき、シリンジ駆動部４５の
シリンジ１４を微量吸引しピペット１１の先端に空気層
ａを形成する（図６）。

【００５０】次に、ブロック移動手段１６によりピペッ
ト１１はチューブ１３とともに洗浄槽１０３から試薬載
置部１０２の上方に水平移動する。次に、ピペット昇降
手段１２の駆動によりピペット１１を試薬載置部１０２
の試薬容器に向かって定量位置Ｂ１まで下降させる。下
降の開始と同時に基準点となる待機位置Ａを始点として
定量位置Ｂ１までの下降パルスＺａをカウントする。こ
のとき、下降パルスＺａのカウントに応じて同時にシリ
ンジ昇降手段１９を駆動しシリンジ１４を下降させる。
チューブ１３はピペット１１とともに下降する。液面セ
ンサ９１が試薬の液面を検知して定量位置Ｂ1 に達する
と、同時にシリンジ１４の下降を停止する。このような
補正動作によりピペット１１内の液体の先頭位置は一定
に維持される。

【００５１】次に、シリンジ１４を吸引駆動させ予め設
定された量の試薬を分取する。試薬の分取が終了したピ
ペット１１は上昇を開始する。上昇の開始と同時に始点
となる定量位置Ｂ１から上昇パルスＺｂをカウントす
る。このとき、カウントされた上昇パルスＺｂに応じて
同時にシリンジ昇降手段１９を駆動しシリンジ１４を上
昇させる。チューブ１３はピペット１１とともに上昇す
る。ピペット１１が待機位置Ａに達すると、同時にシリ
ンジ１４の上昇を停止する。このような補正動作により
ピペット１１内の検体の先頭位置は一定に維持される。
補正動作が終了すると、待機位置Ａにおいてシリンジ１
４を微量吸引し、ピペット１１の先端に空気層ｂを形成
する（図８）。次に、ブロック移動手段１６によりピペ
ット１１はチューブ１３とともに試薬載置部１０２から
検体載置部１０１の上方に水平移動する。

【００５２】ピペット昇降手段１２の駆動によりピペッ
ト１１を検体載置部１０１の検体容器に向かって定量位
置Ｂ２まで下降を開始させる。下降の開始と同時に基準
点となる待機位置Ａを始点として定量位置Ｂ２までの下
降パルスＺａをカウントする。このとき、下降パルスＺ
ａに応じて同時にシリンジ昇降手段１９を駆動しシリン
ジ１４を下降させる。チューブ１３はピペット１１とと
もに下降する。液面センサ７１が検体の液面を検知して
定量位置Ｂ2 に達すると、シリンジ１４の下降を停止す
る。この間、ピペット内の検体の先頭位置は一定に維持
される。

【００５３】次に、シリンジ１４を吸引駆動させ予め設
定された量の検体を分取する。検体の分取が終了したピ
ペット１１は上昇する。上昇の開始と同時に始点となる
定量位置Ｂから上昇パルスＺｂをカウントする。このと
き、カウントされた上昇パルスＺｂに応じて同時にシリ
ンジ昇降手段１９を駆動しシリンジ１４を上昇させる。
チューブ１３はピペット１１とともに上昇する。ピペッ
ト１１が待機位置Ａに達すると、シリンジ１４の上昇を
停止する。この間、ピペット１１内の検体の先頭位置は
一定に維持される。

【００５４】待機位置Ａにおいてシリンジ１４を微量吸
引しピペット１１の先端に空気層ｃを形成する（図
９）。次に、ブロック移動手段１６の駆動によりピペッ
ト１１を反応容器載置部１０５の上方まで移動させ、さ
らにピペット昇降手段１２の駆動によりピペット１１を
下降して先端部１１ａから分取した検体及び試薬を反応
容器に分注する。分注が終了すると、ピペット１１を洗
浄槽１０３に移動させ、前記と同様にピペット１１の洗
浄を行う。

【００５５】上記した液体定量装置２では、ピペット１
１及びチューブ１３が液体で満たされた状態でピペット
１１が下降及び上昇するとき、シリンジ１４の水頭補正
動作によりピペット内の検体の先頭位置は一定に維持さ
れる。この場合、仮にシリンジ１４をピペット昇降手段
１２に載置してピペット１１とともに垂直方向に移動さ
せる構成としてもよい。

【００５６】

【発明の効果】第１の発明の液体定量装置では、制御部
は、ピペットの垂直移動に合わせてシリンジを微量駆動
させピペット内の液体の先頭位置を一定に維持すること
ができる。それによって液体の定量位置が大きく変化す
る場合でも定量の精度が保証される。

【００５７】すなわち、ピペットの下降によりチューブ
内部を満たす液体がピペット内の液面を押し下げる方向
に作用するとき、制御部が、ピペットの下降量に応じて
所定量だけシリンジを微量吸引させることにより、ピペ
ット内の液面を引き上げ、先頭位置を一定に維持するこ
とができる。また、ピペットの上昇によりチューブ内部
を満たす液体がピペット内の液面を引き上げる方向に作
用するとき、制御部が、ピペットの上昇量に応じて所定
量だけシリンジを微量吐出させることにより、ピペット
内の液面を押し下げ、先頭位置を一定に維持することが
できる。

【００５８】第２の発明の液体定量装置では、制御部
は、ピペットの垂直移動に合わせてシリンジ昇降手段を
移動方向に駆動させピペット内の液体の先頭位置を一定
に維持することができる。それによって液体の定量位置
が大きく変化する場合でも定量の精度が保証される。す
なわち、ピペットとシリンジ全体を同方向に移動するこ
とにより、ピペットとシリンジとに接続されたチューブ
の傾き（姿勢）は変化しないので、ピペット内の液面の
先頭位置は一定に維持される。

【００５９】ピペットを水平方向に移動させるピペット
水平移動手段をさらに備え、制御部は、ピペットの水平
移動のときにはシリンジ昇降手段を駆動せず、ピペット
の垂直移動のときにはシリンジ昇降手段を駆動するよう
構成すれば、ピペットの水平移動手段とシリンジ昇降手
段との共動によりピペットを３次元的に移動できる。し
たがって、ピペットのみを３次元的に移動させる複雑な
構成を簡略化できる。

【００６０】本願の発明により、液体定量における容器
の形状及び配置位置、容器の液量の影響を排除すること
ができ、定量の自由度が向上する。また、ピペット内の
液面に微量の空気層を形成することができ、形成された
空気層を確実に保持することができる。よって、定量精
度の向上及び高速化を実現する液体定量装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の実施の一形態による液体定量装置
を備えた免疫凝集測定装置の概略斜視図。

【図２】図１の液体定量装置のピペット通液手段を説明
する図。

【図３】図１のピペット昇降手段の正面図。

【図４】液体定量装置の洗浄槽通液手段を説明する図。

【図５】図１の液体定量装置の制御部のブロック図。

【図６】シリンジの水頭補正量とピペット移動量との関
係を説明する図。

【図７】ピペット内の液体及び空気層を説明する断面図
（洗浄液吸引後）。

【図８】ピペット内の液体及び空気層を説明する断面図
（試薬吸引後）。

【図９】ピペット内の液体及び空気層を説明する断面図
（検体吸引後）。

【図１０】シリンジ駆動部の正面図。

【図１１】第２の発明の実施の一形態による液体定量装
置を備えた免疫凝集測定装置の概略斜視図。

【図１２】図１１のシリンジ昇降手段の正面図。

【図１３】図１１の液体定量装置の制御部のブロック
図。

【図１４】従来例における、ピペットの垂直方向の位置
の変化に伴うピペット内の液体及び空気層の状態を説明
する図（上方位置）。

【図１５】従来例における、ピペットの垂直方向の位置
の変化に伴うピペット内の液体及び空気層の状態を説明
する図（下方位置）。

【符号の説明】

１ 免疫凝集測定装置 ２ 免疫凝集測定装置 １１ ピペット １２ ピペット昇降手段 １３ チューブ １４ シリンジ １６ 定量ブロック移動手段（水平移動手段） １７ 制御部 １９ シリンジ昇降手段 ３０ 洗浄槽通液手段 ４０ ピペット通液手段 ａ、ｂ、ｃ 空気層 Ａ 待機位置 Ｂ 定量位置 １１０ 液体定量装置 １２０ 液体定量装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピペットと、このピペットを垂直方向に
   移動させるピペット昇降手段と、可撓性チューブを介し
   てピペットと接続され、液体をピペットから吸引、吐出
   可能な定量用シリンジと、ピペット昇降手段及びシリン
   ジの動作を制御する制御部とを備え、 制御部は、シリンジ、チューブ及びピペット内が液体で
   満たされた状態でピペットを垂直移動させる際、ピペッ
   ト内の液体の先頭位置を一定に維持するようピペットの
   垂直移動に合わせてシリンジを微量駆動させる液体定量
   装置。
2. 【請求項２】 制御部が、ピペットの下降量に応じて所
   定量だけシリンジを微量吸引させてなる請求項１に記載
   した液体定量装置。
3. 【請求項３】 制御部は、ピペットの上昇量に応じて所
   定量だけシリンジを微量吐出させてなる請求項１に記載
   した液体定量装置。
4. 【請求項４】 ピペットと、このピペットを垂直方向に
   移動させるピペット昇降手段と、可撓性チューブを介し
   てピペットと接続され、液体をピペットから吸引、吐出
   可能な定量用シリンジと、このシリンジを垂直方向に移
   動させるシリンジ昇降手段と、ピペット昇降手段及びシ
   リンジ昇降手段の動作を制御する制御部とを備え、 制御部は、シリンジ、チューブ及びピペット内が液体で
   満たされた状態でピペットを垂直移動させる際、ピペッ
   ト内の液体の先頭位置を一定に維持するようピペットの
   垂直移動に合わせてシリンジ昇降手段を同方向に駆動さ
   せる液体定量装置。
5. 【請求項５】 ピペットを水平方向に移動させるピペッ
   ト水平移動手段をさらに備え、制御部は、ピペットの水
   平移動のときにはシリンジ昇降手段を駆動せず、ピペッ
   トの垂直移動のときにはシリンジ昇降手段を駆動する請
   求項４に記載した液体定量装置。