JPH1048220A

JPH1048220A - 分注装置

Info

Publication number: JPH1048220A
Application number: JP20958396A
Authority: JP
Inventors: Jiyunko Momose; 潤子百瀬; Ryuji Tao; 龍治田尾; Kazuhiro Tanaka; 一啓田中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-08-08
Filing date: 1996-08-08
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、吸引流路内にサンプルを吸引すると
きのノズル詰まりを正確に検知できる分注装置を提供す
る。【解決手段】ノズルが詰まることなく正常にサンプルの
５０μｌの吸引を終了したときの圧力変化１０１とノズ
ル詰まりで正常に５０μｌの吸引が終了しなかった場合
の圧力変化１０６をポイント１０４で判定するときは、
しきい値１０３と比較することでノズル詰まりを判定す
る。一方、サンプルの１０μｌ吸引時には別にしきい値
１０５を設け、比較することによりノズル詰まりを判定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分注装置に係り、
特に被分注液を吸引するときの吸引流路内の圧力を検知
するような分注装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】生化学検査等の検体検査においては、検
体として血清，血漿が用いられることが多い。これらの
検体は採血時の処理が不完全であったり、採血されてか
ら検査にかけるまで長時間にわたって放置しておかれる
と、検体中にフィブリンと呼ばれる固体物が生成する。
この検体をそのまま生化学自動分析装置にかけるとサン
プル吸引時にピペッタがフィブリンを吸い込みピペッタ
ノズルの詰まりや、サンプルの吸引量の不足をひきおこ
す。特開平2−19693号公報及び特開平5−249124号公報
には、ピペッタシリンジ間のチューブまたはノズルの内
圧の変化を監視する事によりピペッタの詰まりやサンプ
ルの吸引量の不足を検知する方法が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平2−19693号公報
に開示されている方法はサンプル吸引時の時間に対して
変化するチューブ内の圧力レベルを積算していきこの積
算値と基準値との比較で詰まりや、サンプルの吸引量の
不足を判定している。このため、粘性の高いサンプル
や、逆に粘性の低いサンプル等では正確な判定が難し
い。また、中途半端な詰まりに対し正確な判定が難しく
なる。そしてこの方法ではごく微少なサンプルの吸引量
の不足は判定しづらい。特開平5−249124 号公報ではサ
ンプル吐出時の圧力変化を監視することにより、ノズル
内のサンプルに気泡や異物の混入を検知することでノズ
ルの詰まりや、吸引したサンプルの量の不足を判定して
いる。しかしこの方法では吸引時の異常を検知すること
が難しく、また、吐出時の圧力変化が異常のあるなしに
関わらず常に一定とは限らず、また、サンプルの設定量
によっても変化する可能性があるため、この方法も正確
な判定が難しい。

【０００４】本発明の目的は、吸引流路の詰まりを正確
に判断できる機能を有する分注装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、被分注液を吸
引するときの吸引流路内の圧力を検知する圧力センサを
有する分注装置において、被分注液の分注量を記憶する
記憶部と、上記分注量に応じた圧力しきい値を決定する
と共に、その決定されたしきい値と被分注液吸引時の圧
力測定データを比較して吸引流路の詰まりを判断する制
御部を備えたことを特徴とする。

【０００６】本発明に基づく望ましい実施例では、被分
注液としてのサンプルの吸引開始からピペッタ先端が吸
引後液面を離れるまでピペッタからシリンジをつなぐチ
ューブ内の経時的な圧力変化を順次記憶できる手段と、
大気圧またはある特定の基準圧力と吸引開始後一定時間
たった特定部分の圧力変化の平均値の差をしきい値と比
較する手段と、この比較結果に基づいてピペッタの詰ま
りを検知する手段をもうけ、該しきい値を吸引するサン
プルの体積によって変化させるための手段を持ってい
る。該しきい値を吸引するサンプルの体積によって変化
させるための手段としては各サンプル量としきい値の関
係式を作成し、使用することが有効である。ＣＰＵ内に
各サンプル量にあわせたしきい値をいれたテーブルを作
成することも有効である。あわせて、上記基準圧力を吸
引終了直後の圧力変化のピークから一定時間までの平均
値とすることも有効である。また、吸引開始後一定時間
たった特定部分の圧力変化の平均値をとるタイミングを
ピペッタがサンプル吸引後、液面から上昇する直前にす
ることも有効である。また、該タイミングをサンプルの
吸引量にあわせて変化させることも有効である。これら
の方法をサンプリングカップ内にセットされた検体量の
不足の検知に応用することも可能である。

【０００７】本発明の望ましい実施例では、サンプル吸
引開始からピペッタ先端が吸引後液面を離れるまでピペ
ッタからシリンジをつなぐチューブ内の経時的な圧力変
化を順次記憶し、大気圧またはある特定の基準圧力と吸
引開始後一定時間たった特定部分の圧力変化の平均値の
差をあるしきい値と比較し、しきい値よりこの差が大き
ければピペッタの詰まりが発生したと判断する。しか
し、サンプル量が少ないときには圧力変化も小さく、サ
ンプル量が多いときには圧力変化も大きくなる。このた
め、該しきい値を吸引するサンプルの体積によって変化
させることにより、サンプル量による圧力変化の変動の
影響が無くなるので正確なピペッタノズルの詰まりの判
断を行うことが可能になる。また、特定の基準圧力を吸
引終了直後の圧力変化のピークから一定時間までの平均
値とすることで、一つのノズルで順番に複数のサンプル
や、試薬を吸引、一気に吐出するために、前の試薬吸引
後の圧力が大気圧に戻らないうち最後のサンプル吸引を
行うマルチピペッティング方式を採用している装置にも
応用が可能である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を図
面に基づき説明する。図１は本発明に係る好適な血液自
動分析装置の実施例を表す図であり、図２は本実施例の
主要部分の概略を示すブロック図であり、図３，図４は
図１の装置におけるサンプル，試薬吸引時のノズル内圧
力変化を示す特性図である。

【０００９】図１，図２を用いて分析装置の動作を説明
する。

【００１０】図１において吸引流路を有する分注装置と
してのピペッタ４は、ディスポーザブルなピペッタチッ
プ１が接続されており、ピペッタチップ１はターンテー
ブル５上に複数個セットされており必要に応じてターン
テーブル５がピペッタ制御モータ３３の動作により回転
しチップ装着位置に移動され、ピペッタ４の結合管に結
合される。サンプルカップ９に収容されている被分注液
としてのサンプルはサンプルディスク８にセットされて
いる。サンプルディスク８はパルスモータ１９により任
意の方向に回転されるようになっており、吸引するタイ
ミングで回転し、サンプル吸引位置までサンプルカップ
９を移動させることができる。サンプル吸引位置で停止
したサンプルカップ９は移動してきたピペッタチップ１
が接続されているピペッタ４により吸引流路内に吸引さ
れる。サンプル吸引時に装置はピペッタチップ１と図２
におけるチューブ２６からなる吸引流路内の圧力変化を
モニターし、ピペッタの詰まりを後述する方法で判定す
る。ピペッタ４のアームはパルスモータ２２により旋回
される。

【００１１】ピペッタノズル１の詰まりを検知したと判
断されたときには吸引したサンプルをピペッタ洗浄漕３
４に排出した後、ピペッタチップをピペッタチップ廃棄
場所１７に廃棄し、その旨をサンプリングしたサンプル
カップの情報と共に装置操作部１５や出力部３１に表示
して使用者に知らせる。

【００１２】また、正常にサンプルの吸引が終了したと
判断された場合には、サンプルはサンプル吐出位置にお
いて恒温漕１１上の反応ディスクに配列されている反応
容器１０に吐出される。その後ピペッタ４はチップ廃棄
場所１７へピペッタチップ１を結合管から離脱して廃棄
し、ターンテーブル５上のチップ装着位置において新し
いピペッタチップ１を接続し、パルスモータ１８によっ
て駆動される試薬ディスク６上の試薬吸引位置にて、試
薬ボトル７より必要な試薬を吸引する。その後、再びピ
ペッタ４は恒温漕１１上のサンプル吐出位置にて、先に
サンプルを分注した反応容器１０に試薬を分注し、撹拌
する。反応ディスクはパルスモータ２０によって間欠回
転される。

【００１３】試薬とサンプルを分注された反応容器１０
は恒温漕１１上で一定時間反応後、反応ディスクが回転
しシッパ吸引位置に移動され、反応容器中の反応液はシ
ッパ１２により吸引される。モータ２１により昇降され
るシッパ１２は反応液を検出ユニット１３内の検出器ま
で導く。導かれた反応液は検出ユニット１３内の検出器
で光学的に測定された後、廃液タンク１６に廃棄され
る。検出された目的物質の信号は検出ユニットからデー
タ処理部１４に送られ、濃度等に換算され、サンプリン
グされたサンプルカップ９の検体ＩＤなどの情報と共に
装置操作部１５や出力部３１に表示して使用者に知らせ
る。

【００１４】ピペッタ４のサンプル吸引時の動作の詳細
を図２を用いて説明する。

【００１５】ピペッタ４は制御部としてのＣＰＵ３０内
のピペッタ制御部２９により、ピペッタ制御モータ２２
を介して結合管保持アームの旋回及び昇降の動きを制御
されている。吸引流路の一部であるチューブ２６はピペ
ッタ４の結合管とピペッタシリンジ２４をつないでお
り、途中に圧力センサ２３が接続されている。ピペッタ
シリンジ２４はＣＰＵ３０内のピペッタ制御部２９によ
り、シリンジ制御モータ２５を介して動きを制御されて
いる。

【００１６】サンプル吸引時には圧力センサ２３によっ
て一定時間間隔ごとに圧力信号が検出される。検出され
た圧力信号は信号処理部２７へ送られ信号の増幅，ノイ
ズのカットなどを行った後、ＣＰＵ３０内の判定部２８
へ送られる。この検出のタイミングはたとえば１０〜２
０ｍｓごとぐらいで判定が可能である。送られてきた圧
力信号は判定部２８内で、後述する方法で判定される。

【００１７】図３を用いて判定部２８で行われる処理例
を述べる。図３には、基準圧力が大気圧の場合のサンプ
ル吸引時のピペッタ４とチューブ２６内の圧力の時間変
化がグラフとして例示されている。なお縦軸は圧力セン
サ２３によって検出される圧力（上方が負圧）を示し、
横軸は時間を示している。また、図において１０１はサ
ンプル５０μｌ吸引時の正常な状態での圧力変化であ
り、また、１０２はサンプル１０μｌ吸引時にサンプル
中のフィブリン等がピペッタチップ１に詰まった場合の
圧力変化である。１０６はサンプル５０μｌ吸引時にサ
ンプル中のフィブリンがピペッタチップ１に詰まった場
合の圧力変化である。１０μｌ吸引時には５０μｌ吸引
時よりも動くシリンジのパルス数が少ないため、図に示
すとおり圧力変化は５０μｌの場合に比べて小さくな
る。従って、基準圧力を大気圧としたとき、図中の判断
領域１０４の測定圧力の平均値と大気圧の差を見てピペ
ッタノズルの詰まりを判断するとき、しきい値１０３と
比較して判定部２８で判断すると、５０μｌ吸引時の圧
力変化１０３では設定されたしきい値１０３より正圧側
（図では下方）にあるため、正常に吸引動作が終了した
と判断され、サンプルは反応容器１０に吐出され、次の
反応のためのステップへ移行する。そして、５０μｌ吸
引時の圧力変化１０６が得られたときは設定されたしき
い値１０３より負圧側（図では上方）にあるため、ピペ
ッタノズルとしてのピペッタチップ１が詰まったと判断
され、吸引されたサンプルと詰まったピペッタチップは
廃棄され、前述のとおり、使用者にその旨が通知され
る。

【００１８】しかし、１０μｌ吸引時の圧力変化１０２
ではしきい値１０３を使用して判断を行うとしきい値よ
り正圧側（図では下方）にあるため、正常に吸引動作が
終了したと判断されてしまう。しかし実際の圧力変化を
見ると負圧のピーク時からほとんど圧力が正圧側に戻っ
ていないことからこの状態はピペッタチップ１が詰まっ
ていることは明白である。従って、１０μｌ吸引時には
別のしきい値１０５で判断するようにすれば圧力変化１
０２はピペッタチップ１が詰まっていると判断され、吸
引されたサンプルと詰まったピペッタチップは廃棄さ
れ、前述のとおり、使用者にその旨が通知される。

【００１９】このようにサンプルの吸引量に応じてしき
い値を変化させることにより、より正確な判断を行うこ
とができる。

【００２０】サンプル量としきい値の関係は実験により
関係式を求め、その関係式をＣＰＵ３０内の判定部２８
の記憶部に記憶させて装置操作部１５から使用者が入力
して記憶部に記憶されているサンプル量に従って計算を
行い決定しておく。また、あらかじめ、サンプル量とし
きい値の関係をテーブル化しておき、ＣＰＵ３０内の判
定部２８に記憶させて装置操作部１５から使用者が入力
した記憶サンプル量と照合して決定してもよい。

【００２１】また、判断領域１０４のタイミングは本実
施例の場合、サンプル吸引終了後、ピペッタチップ９が
サンプル中から上昇する直前の１０〜５０ｍｓぐらいが
好適である。

【００２２】また、基準とする圧力は大気圧でなくとも
かまわない。この場合の例を図４（ａ)，(ｂ）を用いて
説明する。図４（ａ)，(ｂ）にはこの場合の好適な例と
して一つのピペッタチップで複数の試薬，サンプルを吸
引するようなマルチピぺッティングを行う場合のサンプ
ル吸引時のピペッタ４とチューブ２６内の圧力の時間変
化がグラフとして例示されている。なお縦軸は圧力セン
サ２３によって検出される圧力（上方が負圧）を示し、
横軸は時間を示している。

【００２３】一つのピペッタチップで試薬及びサンプル
を吸引するようなマルチピぺッティングを行うようなと
きには、図４（ａ）に示すように前半の試薬を吸引後、
大気圧まで圧力が下がりきらないうちに後半のサンプル
の吸引が始まってしまう場合と大気圧近くまで圧力が下
がってからサンプルの吸引が始まる場合がある。前者の
場合は前半に吸引する試薬量が多い場合に起こりやす
く、図中２０１の圧力変化を示す。後者の場合は前半に
吸引する試薬量が少ない場合に起こりやすく図中２０２
の圧力変化を示す。どちらもサンプルの吸引量が同じ場
合、大気圧を基準の圧力として判断する領域を２０４と
し、しきい値を図中２０５としたとき、図中２０１の圧
力変化の場合はしきい値２０５より負圧側にあるので、
ピペッタチップ１が詰まっていると判断され、図中２０
２の圧力変化の場合はしきい値205より正圧にあるの
で、正常にサンプル吸引が終了したと判断される。しか
し図中２０１，２０２の圧力変化全体を見るとピペッタ
チップは詰まっておらず、圧力変化２０１の場合はた
だ、前半の試薬吸引量が圧力変化２０２の場合に比べて
多かったため、圧力が大気圧まで戻りきらないうちに後
半のサンプル吸引が始まってしまい、詰まっていないに
も関わらず判断領域２０４ではしきい値２０５よりも負
圧側にでてしまう。このため、ピペッタが詰まっている
と誤って判断されることになる。

【００２４】このような誤った判断を避けるには基準圧
力を大気圧ではなく他の対象にすればよい。好適な例は
基準圧力をサンプル吸引後の圧力のピークから、数ｍｓ
までの圧力変化の平均値とする事である。この場合の判
断の仕方は以下の通りとなる。

【００２５】基準の圧力を図中の基準領域２０３のポイ
ントの平均値とする。判断領域を２０４とし、この２点
の圧力の平均値の差をとる。この場合負圧側のピーク時
の圧力との差をとるので差がしきい値よりも大きければ
吸引は正常に終了したと判断し、小さければノズルが詰
まったと判断する事になる。

【００２６】図４（ａ）の場合の例では圧力変化２０
１，２０２の場合両方とも基準領域２０３と判断領域２
０４の圧力の差は５０ｋＰａである。今、この場合のし
きい値が３０ｋＰａとすると図４（ａ）の圧力変化２０
１，２０２の場合両方とも正常にサンプルの吸引が終了
したと判断され、吸引したサンプル，試薬とも反応容器
に吐出され、次の反応のステップに進む。

【００２７】図４（ｂ）の場合の例では基準領域２０３
と判断領域２０４の圧力の差は圧力変化２０６の場合は
１０ｋＰａ、圧力変化２０７の場合は５ｋＰａである。
今、この場合のしきい値が３０ｋＰａとすると図４(ｂ)
の圧力変化２０６，２０７の場合両方ともサンプルの吸
引中にピペッタノズルとしてのピペッタチップ１に詰ま
りが起こったと判断され、吸引されたサンプルと詰まっ
たピペッタチップは廃棄され、前述のとおり、使用者に
その旨が通知される。

【００２８】また、この場合もサンプルの吸引量に応じ
てしきい値を変化させることにより、より正確な判断を
行うことができる。

【００２９】また、同時に基準となる圧力をとるタイミ
ングをサンプル量により変化させたり、判断のポイント
をサンプルの体積によって変化させることで、よりいっ
そう判断の精度を上げることが可能である。

【００３０】また、基準圧力をサンプル吸引開始直後か
ら、数ｍｓまでの圧力変化の平均値としてもよい。この
場合も判断の方法は前述した方法と同様に行うことがで
きる。

【００３１】また、サンプルカップに収容されているサ
ンプルが分析装置に設定された設定量より少ないときは
以下のようにして本発明を使用して検出することができ
る。サンプル吸引時にピペッタチップ１が下降するサン
プル液面にあわせて下降しながら吸引していく機能を持
った自動分析装置において、サンプルが設定量より少な
いときにはサンプルの吸引時にピペッタチップが下降し
ていくとカップ底やチューブ底にピペッタチップの先端
が接触する。このとき、ピペッタチップの先端はカップ
底もしくはチューブ底によって、「詰まり」を生じたも
のと判断する。

【００３２】従って、図３もしくは図４に示したような
圧力特性が圧力センサ２３により検出されるため、前述
したような方法により簡単にセットされているサンプル
の量の不足も検知することができる。また、サンプル吸
引時にピペッタチップが下降するサンプル液面にあわせ
て下降しながら吸引させるにはサンプル吸引速度と、液
面の下降速度の関係をあらかじめ求めておき、ピペッタ
チップの下降速度をそれにあわせるように設定してやれ
ばよい。サンプルカップの種類によって液面の下降速度
が異なる場合にはサンプルカップの種類と液面下降速度
の関係をテーブル化してＣＰＵ内に記憶させておき、装
置操作部から使用者が入力したカップ種別によって使い
分けるようにする。

【００３３】このように、被分注液としてのサンプル吸
引時に、ピペッタノズルの先端が容器底面に接触して、
それ以上の下降が阻止されると、予定の圧力変化が得ら
れないので、サンプル量の不足を知ることができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、被分注液の吸引すべき
量によって吸引時の圧力変化のしきい値を変えて適正な
しきい値と圧力測定値を比較できるようにしたので、分
注装置の吸引流路が詰まりか否かを正確に判断させ得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一実施例である自動分析装置
の概略構成を示す図である。

【図２】図１の分析装置における主要部を説明するため
の図である。

【図３】基準圧力が大気圧の場合のサンプル吸引時の圧
力変化を説明するための図である。

【図４】基準圧力が大気圧でない場合のサンプル吸引時
の圧力変化を説明するための図であり、（ａ）は正常動
作時を示し、（ｂ）は詰まりがある場合を示す。

【符号の説明】

１…ピペッタチップ、４…ピペッタ、６…試薬ディス
ク、８…サンプルディスク、９…サンプルカップ、１０
…反応容器、１２…シッパ、１３…検出ユニット、２３
…圧力センサ、２４…ピペッタシリンジ、２６…チュー
ブ、２８…判定部、３０…ＣＰＵ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被分注液を吸引するときの吸引流路内の圧
力を検知する圧力センサを有する分注装置において、上
記被分注液の分注量を記憶する記憶部と、上記分注量に
応じた圧力しきい値を決定すると共に、その決定された
しきい値と上記被分注液吸引時の圧力測定データを比較
して上記吸引流路の詰まりを判断する制御部を備えたこ
とを特徴とする分注装置。