JPH11271322A - 液体吸引方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸引ノズルおよび容器に変形や破損、疲労破
壊を生じさせることなく、容器内に収容されている微量
な液体を有効に吸引できる液体吸引方法を提供する。 【解決手段】 昇降可能な吸引ノズルを、液体を収容す
る容器の底部に弾性的に当接可能に下降させて、該吸引
ノズルにより前記容器内の液体を吸引するにあたり、前
記吸引ノズルを、その上死点からノズル先端が前記容器
の底部に当接する可能性の高い予め設定した下降レベル
までは所定の下降速度で下降させ、その後は前記所定の
下降速度よりも低速で下降させる。

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、例えば、自動化
学分析装置において検体容器に収容されている血清等の
検体を反応容器に分注する検体分注装置に適用するに好
適な液体吸引方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動化学分析装置における検体分注装置
では、一般に、分注ノズルとして先端部の細い注射針等
が用いられている。この分注ノズルは、その先端が検体
容器の底部に当接すると変形したり、破損し易いことか
ら、分注ノズルを検体容器内に下降させて検体を吸引す
るにあたっては、例えば、ノズル先端が容器底部からあ
る程度離間した位置に停止するように分注ノズルの下降
を制御するようにしている。

【０００３】この場合、検体容器に収容された少しでも
少ない量の検体から、所望量を吸引できるようにするた
めには、分注ノズルおよび検体容器底部の寸法を決定す
る各部品のバラツキを考慮した上で、分注ノズル先端と
検体容器底部とが当接せず、かつ最も近づくようにする
必要がある。しかし、実際には、分注ノズルと検体容器
との寸法を決定する部品の数が多いことから、バラツキ
を極力抑えても検体容器内の検体を全て吸引することは
できず、このため、小児検体のように検体容器内に収容
されている検体が微量な場合には、所望量を吸引できな
い場合があるという不具合がある。

【０００４】このような不具合を解決し得るものとし
て、例えば、特開昭５５−３９０２９号公報や実開昭５
８−５４５５８号公報には、検体容器や分注ノズルを弾
性体で支持することにより、分注ノズル先端を検体容器
底部に弾性的に当接させるようにして、微量検体を吸引
するようにしたものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者による種々の実験検討によれば、上述したように、分
注ノズル先端を検体容器底部に弾性的に当接させるよう
にして微量検体を吸引する方法を、例えば自動化学分析
装置における検体分注装置に採用した場合には、以下に
説明するような問題があることが判明した。

【０００６】すなわち、自動化学分析装置に用いられる
検体分注装置では、分注すべき順次の検体容器に収容さ
れている検体量にバラツキがあることから、一般には、
分注ノズルに液面検知機構を設け、液面を検知しながら
分注ノズルを一定の速度（液面検知動作速度）で下降さ
せ、液面を検知した時点でその下降を一旦停止させたの
ち、所望量の検体を吸引し得るレベルだけ再び分注ノズ
ルを下降させて、所望量の検体を吸引するようにしてい
る。

【０００７】ここで、検体容器の高さを１００ｍｍとす
ると、微量検体の場合には、分注ノズルが上死点から検
体容器の底部に達するまでの移動距離は、１００ｍｍ以
上となる。一方、検体分注装置で順次の検体容器内の検
体を分注するサイクルタイムを、例えば４．５sec とす
ると、液面を検知するために分注ノズルを下降させるの
に与えられる時間は、例えば５００ｍsec 程度であるの
で、この場合の下降速度は、２００ｍｍ／sec 以上とな
る。したがって、微量検体の場合に、ノズル先端を検体
容器底部に当接させて吸引するには、１００ｍｍ以上の
下降動作のあとに、ノズル先端を検体容器底部に当接さ
せることになるので、現状のサイクルタイムを維持する
ためには、液面を検知した時点で分注ノズルの下降を一
旦停止させることなく、液面を検知するために下降する
動作を延長して、すなわち２００ｍｍ／sec 以上もの下
降速度で、ノズル先端を検体容器底部に当接させること
になる。

【０００８】このため、たとえ分注ノズルと検体容器底
部とを弾性的に当接可能にしても、分注ノズルや検体容
器が破損するおそれがあるので、高速での検体分注がで
きない。また、一度や二度の当接では破損しないとして
も、分注ノズルが変形して分注精度に悪影響を及ぼした
り、疲労破壊を起こすおそれがある。このような問題
は、自動化学分析装置の処理能力を向上するために、サ
イクルタイムを更に短縮しようとすると、より大きな問
題となる。

【０００９】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、吸引ノズルおよび容器に変形や
破損、疲労破壊を生じさせることなく、容器内に収容さ
れている微量な液体を有効に吸引できる液体吸引方法を
提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、昇降可能な吸引ノズルを、液体を収容
する容器の底部に弾性的に当接可能に下降させて、該吸
引ノズルにより前記容器内の液体を吸引するにあたり、
前記吸引ノズルを、その上死点からノズル先端が前記容
器の底部に当接する可能性の高い予め設定した下降レベ
ルまでは所定の下降速度で下降させ、その後は前記所定
の下降速度よりも低速で下降させることを特徴とするも
のである。

【００１１】さらに、この発明は、昇降可能な吸引ノズ
ルを、液体を収容する容器の底部に弾性的に当接可能に
下降させて、該吸引ノズルにより前記容器内の液体を吸
引するにあたり、前記容器内に収容されている液体が微
量であるときに、前記吸引ノズルを、その上死点からノ
ズル先端が前記容器の底部に当接する可能性の高い予め
設定した下降レベルの直前までは、通常の下降速度より
も高速で下降させ、その後は通常の下降速度よりも低速
で下降させることを特徴とするものである。

【００１２】さらに、この発明は、昇降可能な吸引ノズ
ルを、液体を収容する容器の底部に弾性的に当接可能に
下降させて、該吸引ノズルにより前記容器内の液体を吸
引するにあたり、前記容器内に収容されている液体が微
量であるときに、前記吸引ノズルを、その上死点から通
常の下降速度よりも低速で下降させて、ノズル先端を前
記容器の底部に弾性的に当接させることを特徴とするも
のである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。図１は、この発明に係
る液体吸引方法を実施する自動分析装置の検体分注装置
の要部の構成を示すものである。この検体分注装置は、
検体容器収納部１に保持された複数の検体容器２（図で
は一本のみを示す）から、図示しない複数の反応容器に
順次検体を分注するものである。分注ノズル３は、例え
ばコイルバネよりなる弾性部材４を介して、昇降アーム
５に相対的に上下動可能に下方に偏倚して支持し、この
分注ノズル３に切り換え弁６を介してシリンジポンプ７
および洗浄水タンク８を連結する。昇降アーム５は、制
御ユニット１１の制御のもとに、ノズル上下動駆動モー
タ１２を介して昇降させ、切り換え弁６は、制御ユニッ
ト１１の制御のもとに、その切り換え動作を制御し、シ
リンジポンプ７は、制御ユニット１１の制御のもとに、
シリンジポンプ駆動モータ１３を介して吸排動作させる
ようにする。

【００１４】また、分注ノズル３には、公知の液面検知
機構（図示しないが、例えば静電容量やエアー式のよう
にノズル先端が液面に接触したことを電気信号として検
知可能なもの）を設け、その液面検知信号を制御ユニッ
ト１１に供給するようにする。さらに、分注ノズル３と
検体容器２との当接を検知するため、例えば昇降アーム
５にはフォトインタラプタ１５を、分注ノズル３には非
当接状態でフォトインタラプタ１５の光路を遮光するよ
うに遮光板１６をそれぞれ設けて当接検知機構１７を構
成し、その当接検知信号を制御ユニット１１に供給する
ようにする。

【００１５】このようにして、例えば、分注ノズル３を
含む管路内に洗浄水を満たした状態で、先ず、切り換え
弁６により分注ノズル３とシリンジポンプ７とを連通さ
せ、その状態で、分注ノズル３を、検体吸引位置におい
て上死点位置から検体容器２内に下降させ、シリンジポ
ンプ７を吸引動作させることにより所望量の検体を吸引
する。次に、分注ノズル３を上死点位置まで上昇させた
のち、図示しない回動機構により水平面内で回動させ
て、所定の検体吐出位置に位置決めし、その状態でシリ
ンジポンプ７を吐出動作させることにより、吸引した所
望量の検体を図示しない反応容器に吐出する。その後、
分注ノズル３を回動機構により回動させてノズル洗浄位
置に位置決めし、そのノズル洗浄位置で分注ノズル３を
下降させてノズル先端部を図示しない洗浄層に侵入させ
た状態で、シリンジポンプ７を吐出動作させて、分注ノ
ズル３から洗浄水を吐出することにより洗浄動作を行
う。その後、切り換え弁６によりシリンジポンプ７と洗
浄水タンク８とを連通させた状態で、シリンジポンプ７
を吸引動作させて所定量の洗浄水を吸引して、次の検体
の分注に備える。

【００１６】この発明の第１実施形態においては、分注
ノズル３の先端が検体容器２の底部に当接する可能性の
高い分注ノズル３の下降レベルを制御ユニット１１内に
予め設定し、その設定下降レベルと、液面検知機構（図
示せず）からの液面検知信号および当接検知機構１７か
らの当接検知信号とに基づいて、検体を吸引する際の分
注ノズル３の下降を制御する。ここで、分注ノズル３の
設定下降レベルは、検体容器２の形状等に応じてその底
部のバラツキを考慮した容器底部レベルに基づいて設定
する。

【００１７】すなわち、図２にフローチャートを示すよ
うに、先ず、分注ノズル３を、上死点から液面を検知し
ながら所定の下降速度（液面検知動作速度）で下降させ
（ステップＳ１）、設定下降レベルに達する前に液面が
検知されたか否かを検出する（ステップＳ２）。ここ
で、設定下降レベルに達する前に液面が検知された場合
には、通常の検体と判定してその時点で下降を一旦停止
させたのち（ステップＳ３）、所望量の検体を吸引し得
るレベルだけ再び分注ノズル３を下降させて（ステップ
Ｓ４）、所望量の検体を吸引する。

【００１８】これに対し、ステップＳ２で設定下降レベ
ルに達する前に液面が検知されなかった場合には、ステ
ップＳ５で設定下降レベルに達するまで、分注ノズル３
を液面検知動作速度で下降させる。ここで、設定下降レ
ベルに達したことが検出されたら、微量検体と判定し
て、その時点で下降速度を液面検知動作速度よりも低速
にして分注ノズル３を下降させ（ステップＳ６）、その
後、ノズル先端が容器底部に当接し、更に昇降アーム５
が弾性部材４の弾性力に抗して下降して、遮光板１６が
フォトインタラプタ１５の光路から退避することにより
当接検知機構１７から発生される当接検知信号に同期し
て、昇降アーム５の下降を停止させて検体を吸引するよ
うにする。なお、この場合、低速下降中に、検体容器２
内に検体があれば、液面検知信号が発生することになる
が、この場合にはその液面検知信号を例えば検体の有無
に用いるようにして、分注ノズル３の下降制御には用い
ないようにする。

【００１９】このように、微量検体であることを検体分
注装置で自動的に検出して、分注ノズル３の先端を液面
検知動作速度よりも低速（例えば、２００mm/sec未満、
好ましくは１０〜１５０mm/sec、特に５０〜１００mm/s
ec）で検体容器２の底部に当接させて、検体を吸引する
ようにすることにより、分注ノズル３や検体容器２の変
形や破損、疲労破壊を生じさせることなく、例えば検体
量が１００μｌ以下の微量液体でも有効に吸引すること
ができる。また、検体分注装置のサイクルタイム、すな
わち一検体に対する吸引、吐出およびノズル洗浄の通常
の合計タイムが、例えば４．５sec の場合には、微量検
体の分注では、その整数倍、例えば２倍の９sec として
１サイクル長くし、その半分の４．５sec を検体吸引動
作に割り当てることで、分注ノズル３の検体容器２の底
部への当接速度を十分遅くできると共に、以後全ての検
体吐出のタイミングを延長したサイクル分である１サイ
クルずつずらすように制御することで、他の通常の検体
と混在して分析動作を行うことができる。このようにし
ても、全検体に占める微量検体の数は一般に少ないの
で、微量検体を何らの支承をきたすことなく確実に吸引
できる利点を考慮すれば、処理能力の多少の低下は何ら
問題とはならない。

【００２０】この発明の第２実施形態においては、第１
実施形態と同様に、分注ノズル３の先端が検体容器２の
底部に当接する可能性の高い分注ノズル３の下降レベル
を制御ユニット１１内に予め設定する他、この実施形態
では、検体容器２が微量検体を収容するものであること
を、制御ユニット１１に認識させておく。ここで、装置
に微量検体であることを認識させる方法としては、例え
ば、オペレータにおいて図示しないキーボード等から微
量検体の検体容器２を制御ユニット１１に入力して認識
させたり、あるいは検体容器２に貼付されるバーコード
を読み取ることにより制御ユニット１１において自動的
に認識させるようにする。

【００２１】このようにして、微量検体の吸引にあたっ
ては、図３にフローチャートを示すように、先ず、制御
ユニット１１において、分注すべき検体が微量検体であ
るか否かを判断し（ステップＳ２１）、微量検体でない
場合には、通常検体分注モードとして、分注ノズル３の
下降動作を、第１実施形態で説明した通常の検体におけ
る下降動作と同様に制御して（ステップＳ２２）、検体
を吸引する。これに対し、ステップＳ２１で微量検体と
判断された場合には、分注ノズル３を上死点から設定下
降レベルの直前までは、通常の液面検知動作速度よりも
高速で下降させ（ステップＳ２３）、その後、設定下降
レベルに達したら（ステップＳ２４）、その時点で下降
速度を低速に、例えば通常の液面検知動作速度よりも低
速にして分注ノズル３を下降させ（ステップＳ２５）、
その後は、第１実施形態と同様に、ノズル先端が容器底
部に当接し、更に昇降アーム５が弾性部材４の弾性力に
抗して下降して、当接検知機構１７から当接検知信号が
発生したら、その時点で昇降アーム５の下降を停止させ
て検体を吸引するようにする。

【００２２】このように、微量検体であることを検体分
注装置に予め認識させて、微量検体の吸引にあたって
は、分注ノズル３を設定下降レベル直前までは通常の液
面検知動作速度よりも高速で下降させ、その後は液面検
知動作速度よりも低速で下降させて、ノズル先端を検体
容器２の底部に当接させて検体を吸引するようにするこ
とにより、第１実施形態と同様に、分注ノズル３や検体
容器２の変形や破損、疲労破壊を生じさせることなく、
微量液体を有効に吸引することができる。しかも、この
実施形態では、微量検体の場合に、設定下降レベル直前
までは分注ノズル３を通常の液面検知動作速度よりも高
速で下降させるので、検体容器２が収容する検体量の多
少にかかわらず常に検体分注を短時間で処理でき、通常
のサイクルタイムで分注することができる。

【００２３】この発明の第３実施形態においては、第２
実施形態と同様に、分注ノズル３の先端が検体容器２の
底部に当接する可能性の高い分注ノズル３の下降レベル
を制御ユニット１１内に予め設定すると共に、検体容器
２が微量検体を収容するものであることを制御ユニット
１１に認識させるが、この実施形態では、微量検体であ
るときは、分注ノズル３を、その上死点から通常の下降
速度、すなわち液面検知動作速度よりも低速で下降させ
て、ノズル先端を検体容器２の底部に弾性的に当接さ
せ、その状態で微量検体を吸引する。

【００２４】したがって、この実施形態においても、分
注ノズル３や検体容器２の変形や破損、疲労破壊を生じ
させることなく、微量液体を有効に吸引することができ
る。なお、この実施形態の場合、微量検体を吸引する際
の分注ノズル３の下降速度が遅いため、通常のサイクル
タイムで分注できなくなるが、この場合のサイクルタイ
ムを、第１実施形態と同様に、通常のサイクルタイムの
整数倍に設定しておけば、分析動作の整合性を確保でき
るので、通常検体と混在して分注動作を行うことができ
る。

【００２５】なお、この発明は、上述した実施形態にの
み限定されるものではなく幾多の変更または変形が可能
である。例えば、第１または第２実施形態では、設定下
降レベルの上下で段階的に速度を切り換えているが、設
定下降レベルを境に連続的に減速したり、加速するよう
な制御を行ってもよい。また、検体容器２として、複数
種の容器が使用される場合には、分注ノズル３の先端が
検体容器２の底部に当接する可能性の高い設定下降レベ
ルを容器の種類に応じて予め設定しておき、使用される
容器の種類に応じて対応する設定下降レベルを選択して
用いるようにすることもできる。例えば、検体容器収納
部１に微量検体をセットする場合、通常使用している真
空採血管を使用せず、真空採血管の上に微量検体用のカ
ップを乗せて使用する場合があるが、このような場合に
は、分注開始に先立って、設定下降レベルを対応するも
のに変更しておけばよい。このようにすれば、分注ノズ
ルが微量検体用カップに突き刺さる等のトラブルの発生
を有効に防止することができる。

【００２６】また、図１では、分注ノズル３を弾性部材
４を介して昇降アーム５に支持することにより、分注ノ
ズル３と検体容器２とを弾性的に当接可能にしたが、例
えば図４に示すように、分注ノズル３は昇降アーム５に
固定し、検体容器収納部１に、任意の量の検体を収容し
た検体容器２の重量では弾性変化しないが、分注ノズル
の下降力量で弾性変化するような弾性を有する適宜の弾
性材２１を設けて、その上に検体容器２を収納するよう
にすることもできる。この場合において、複数種の検体
容器が使用される場合には、その種類に応じて分注ノズ
ル３の下降の下死点を設定しておけばよい。また、第２
実施形態では、微量検体を収容していることをキーボー
ドやバーコードにより事前認識させるようにしている
が、検体容器２の側面から底面より若干高い位置を横切
るように光を投射してその透過光を受光したり、検体容
器２の上方から超音波を容器内に投射してその反射波を
受信して、微量検体か否かの判定だけを予め行わせるよ
うにしてもよい。さらに、この発明は、上述した自動化
学分析装置の検体分注装置に限らず、液体を吸引する種
々の吸引装置に有効に適用することができる。

【００２７】

【発明の効果】この発明によれば、容器内に収容されて
いる微量液体を吸引する際に、少なくとも吸引ノズルの
先端が容器の底部に当接する可能性の高い予め設定した
下降レベル以後は、吸引ノズルを通常の下降速度よりも
低速で下降させるようにしたので、ノズル先端が容器底
部に当接する際の衝撃を小さくできる。したがって、吸
引ノズルと容器底部とが弾性的に当接可能であることと
相まって、吸引ノズルおよび容器に変形や破損、疲労破
壊を生じさせることなく、容器内に収容されている微量
な液体を有効に吸引することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る液体吸引方法を実施する自動分
析装置の検体分注装置の要部の構成を示す図である。

【図２】図１に示す検体分注装置によるこの発明の第１
実施形態を説明するためのフローチャートである。

【図３】同じく、第２実施形態を説明するためのフロー
チャートである。

【図４】図１に示す検体分注装置の変形例の要部を示す
図である。

【符号の説明】

１ 検体容器収納部 ２ 検体容器 ３ 分注ノズル ４ 弾性部材 ５ 昇降アーム ６ 切り換え弁 ７ シリンジポンプ ８ 洗浄水タンク １１ 制御ユニット １２ ノズル上下動駆動モータ １３ シリンジポンプ駆動モータ １５ フォトインタラプタ １６ 遮光板 １７ 当接検知機構 ２１ 弾性材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇降可能な吸引ノズルを、液体を収容す
   る容器の底部に弾性的に当接可能に下降させて、該吸引
   ノズルにより前記容器内の液体を吸引するにあたり、 前記吸引ノズルを、その上死点からノズル先端が前記容
   器の底部に当接する可能性の高い予め設定した下降レベ
   ルまでは所定の下降速度で下降させ、その後は前記所定
   の下降速度よりも低速で下降させることを特徴とする液
   体吸引方法。
2. 【請求項２】 昇降可能な吸引ノズルを、液体を収容す
   る容器の底部に弾性的に当接可能に下降させて、該吸引
   ノズルにより前記容器内の液体を吸引するにあたり、 前記容器内に収容されている液体が微量であるときに、
   前記吸引ノズルを、その上死点からノズル先端が前記容
   器の底部に当接する可能性の高い予め設定した下降レベ
   ルの直前までは、通常の下降速度よりも高速で下降さ
   せ、その後は通常の下降速度よりも低速で下降させるこ
   とを特徴とする液体吸引方法。
3. 【請求項３】 昇降可能な吸引ノズルを、液体を収容す
   る容器の底部に弾性的に当接可能に下降させて、該吸引
   ノズルにより前記容器内の液体を吸引するにあたり、 前記容器内に収容されている液体が微量であるときに、
   前記吸引ノズルを、その上死点から通常の下降速度より
   も低速で下降させて、ノズル先端を前記容器の底部に弾
   性的に当接させることを特徴とする液体吸引方法。