JPH1144691A - 試料吸引装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料攪拌手段を備え、構造が簡単な試料吸引
装置を提供する。 【解決手段】 試料吸引装置１０は、試料吸引用のピペ
ット２と、ピペット２を上下方向に相対移動させる上下
移動手段１と、ピペット２の下部外周に設けられた攪拌
体３とを備え、攪拌体３が、上下移動手段１によるピペ
ット２と尿試験管５との上下相対移動により、尿試験管
５内の尿検体Ｓを攪拌する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は試料吸引装置に関
し、さらに詳しくは、試料容器内の試料液を吸引する際
に、試料容器内の試料液を攪拌して試料中の成分、特
に、沈殿成分等を均一に分散させる攪拌機能を備えた試
料吸引装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】試料液
を分注（吸引及び吐出）するために使用される試料吸引
装置は、通常、先端に試料分注用の口部を有する管状ピ
ペットと、このピペットもしくは試料容器を支持し上下
方向に相対移動させる上下相対移動手段とから構成され
ている。試料容器内の試料液を吸引により分取して分析
部に供給し、供給された試料液について所定の分析を行
うような場合、試料容器内の試料液は、まず攪拌され、
挿入されたピペットの口部から吸引され分析に供せられ
る。攪拌には、試料容器を密閉して上下を転倒させる、
あるいは試料容器内に攪拌棒を入れ回転させる方法がよ
く知られている。

【０００３】底部が先細りの試料容器内を攪拌する手段
として、例えば、特開平５−４０１２３号公報には、試
料容器内の下部においてピペットの口部から試料液を吸
引し、試料容器内の上部においてピペットの口部から試
料液を吐出する構造が開示されている。この開示によれ
ば、底部が先細りの容器、例えば尿試験管に入った試料
液、あるいは、多量の試料液を効果的に攪拌できる。

【０００４】しかし、この装置では、ピペットから多量
の試料液を吸引し吐出するため、吸引した試料液を保留
する保留部が必要であり、吸引した試料液量が多くなる
とその洗浄液量も多くなり、試料液吸排用の流体回路及
びその制御が複雑になる。

【０００５】この発明の目的の１つは、試料攪拌手段を
備え、構造が簡単な試料吸引装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、試料
吸引用ピペットと、前記ピペットもしくは試料容器を上
下方向に相対移動させる上下相対移動手段と、前記ピペ
ット下部外周に設けられた攪拌体とを備え、この攪拌体
が、上下相対移動手段によるピペットと試料容器との上
下相対移動により、試料容器中の試料液を攪拌する試料
吸引装置が提供される。

【０００７】すなわち、この発明は、ピペットに試料分
注を行わせるための上下相対移動手段の基本動作、例え
ば、ピペットを試料容器内に下降させ、ピペットを試料
容器内から引き上げる動作を利用して同時に試料の攪拌
動作を行わせるものであり、ピペット下部外周に設けら
れた攪拌体が上下相対移動手段の基本動作に伴って試料
液中を下降、あるいは上昇して試料液に軸流、斜流及び
乱流と、これらに伴う循環流を生じさせるものである。
したがって、試料容器底部の沈殿成分も攪拌により均一
化される。つまり、試料吸引のための上下相対移動手段
の基本動作を利用するので、攪拌手段を別途に設ける必
要がなく、また試料液の吸引、吐出による攪拌の手法に
比べてコンタミネーションを大幅に防止できる。

【０００８】この発明におけるピペットとは、先端の口
部から試料の吸引及び吐出が可能な流体回路に接続され
たものを意味し、具体的にはシリンジあるいはポンプに
チューブを介して接続された管状体からなる。この発明
における上下相対移動手段とは、ピペット先端の口部か
ら試料の吸引が行えるよう口部を試料液中の所定吸引位
置まで移動させ、この吸引位置から口部を試料液の上方
まで引き上げる機構であって、固定された試料容器に対
するピペットの移動及び固定されたピペットに対する試
料容器の移動を含む。

【０００９】上下相対移動手段は、試料液の粘性に抗し
て攪拌体が設けられたピペットを試料液中で下降あるい
は上昇させ得る駆動力を有するのが好ましい。ピペット
の上下移動の制御は、移動距離の数値制御であってもよ
いし、ピペットに設けられた液面検知手段、試料容器の
内側底部を検知する底部検知手段に基づく制御であって
もよい。

【００１０】この発明における攪拌体とは、ピペットの
口部近傍の外周に形成され、少なくとも試料液中に浸漬
されるピペットの部分の外径より大きくなるようピペッ
トの径方向に突出あるいは膨出した成形部分を意味す
る。この攪拌体には、ピペットと一体に形成されたも
の、例えばピペットの口部をラッパ状に広げたもの、あ
るいはピペットと別体に胴巻き状に取り付けられた塊
体、板状体が挙げられる。攪拌体は、対象試料液に対し
て耐腐食性を有する材質のものが好ましい。また、コン
タミネーション防止の観点からぬれ性が少なく凹凸のな
い平坦面で構成するのが好ましい。

【００１１】攪拌体は、試料容器の平面形状と相似する
ものに限定されない。すなわち、円筒容器に対して攪拌
体を円板で形成してもよいし、平面形状が矩形からなる
立体であってもよい。また、左右あるいは上下が非対称
な立体であってもよいし、ピペットの軸線に対して傾斜
した立体であってもよい。攪拌体の大きさ（直径）は、
試料容器の大きさ（直径）に応じて任意に設定できる。
具体例としては、内径１５ｍｍ位の尿試験管内を攪拌す
るとき、攪拌体を直径８ｍｍ程度の円板で構成するもの
が挙げられる。

【００１２】この発明は、試料容器が尿試験管のような
円筒状で底部が先細りあるいは丸型のものに適用する際
に、特に好適である。すなわち、攪拌体が上下相対移動
手段の動作に伴って試料液中を下降、あるいは上昇する
際に攪拌体の周りの試料液に軸流あるいは径方向への水
平流が発生して乱流となり、さらに、これらが循環流を
生じさせるので、攪拌体が試料容器の底部まで到達でき
ない場合でも循環流が沈殿成分を舞い上げて試料液を均
一化できる。

【００１３】この発明において試料液の攪拌と吸引のタ
イミングには、ピペットの口部が試料容器に挿入され攪
拌体が試料液中を下降後、その口部を試料液中の下部に
位置させて吸引する場合、攪拌体が試料液中を一旦下降
しさらに上昇した後、口部を試料液中の上部に位置させ
て吸引する場合及び攪拌体が試料液中を数回上下した
後、口部を試料液中の所定位置に移動させて吸引する場
合が挙げられる。

【００１４】攪拌体が、ピペットの口部近傍の外周縁に
一体または別体に周設された円錐台状リングで構成する
ことにより、試料液中における攪拌体の移動時の抵抗を
軽減することができる。攪拌体が、ピペット下部外周に
回動可能に設けられ、ピペットの上下移動により試料液
中でピペットの周方向あるいは軸方向に回動する翼体で
構成することにより、攪拌体が上下相対移動手段の動作
に伴って試料液中を下降あるいは上昇する際に攪拌体の
周りの試料液に強い乱流が発生して攪拌の効果が増大さ
れる。

【００１５】ピペットの周方向に回動する翼体とは、試
料液中で上下移動されることによりピペットの軸線周り
に回動するよう構成され、少なくとも１つの傾斜翼片
と、この傾斜翼片を固定し、ピペット自体を軸として回
動可能に軸支されたリングとからなるものが挙げられ
る。ピペットの軸方向に回動する翼体とは、試料液中で
上下移動されることによりピペットの軸線方向に回動す
るよう構成され、少なくとも１つの回動翼片と、この回
動翼片をピペットの軸線方向（上下方向）に回動するよ
うピペットの周面に回動可能に軸支する軸支部とからな
るものが挙げられる。

【００１６】さらに、試料の液面を検知する液面検知手
段を具備することにより、ピペットの上下移動を試料液
の攪拌に適した範囲で行うことができる。液面検知手段
の具体例としては、ピペットが導電性を有し、ピペット
の口部近傍にあってピペットと絶縁された電極体と、上
下相対移動手段の作動を制御する制御回路部とをさらに
備え、前記制御回路部が、前記電極体とピペットとの間
のインピーダンスを測定し、このインピーダンスの変化
により試料容器内の試料液の液面を検出して上下相対移
動手段を作動させる構成が挙げられる。これにより、試
料液の液面の変動にも対応して正確なピペットの停止が
可能となる。この場合、電極体とピペットの各先端位置
を上下方向に所定高さだけ離すことによりピペットの停
止を調節できる。

【００１７】さらに、ピペットの上下移動により試料容
器底部を検知する底部検知手段を具備することにより、
ピペットの先端で試料容器の底部を破損させることなく
試料容器内の深い位置まで入れることができる。底部検
知手段の具体例としては、ピペットをその上部で保持す
るアームと、このアームを回動可能に保持するアームホ
ルダーとの間にあって、ピペットが試料容器の底部に接
触したときアームが回動して接点を作動させる接触セン
サーが挙げられる。これにより、沈殿の溜まった試料液
の底部まで攪拌体を移動させることができる。この発明
の試料吸引装置は、試料容器が、その下部が先細り状の
尿試験管であるような場合にも有効な攪拌を行うことが
できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施の形態に基づ
いてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発明
が限定されるものではない。図１及び図２は、この発明
の一つの実施形態による試料吸引装置の構成を示す。図
１において試料吸引装置１０は、上下移動手段１と、上
下移動手段１によって移動可能に支持されたピペット２
及び攪拌体３と、ピペット２に接続された試料供給部４
と、尿試験管５とからなる。上下移動手段１は、ピペッ
ト２が取り付けられたアーム６及びアームホルダー７を
上下移動させる図示しない駆動部と、底部検知手段とし
ての接触センサー８とにより構成される。接触センサー
８は、アーム６を支点７ａ周りに回動可能に保持するア
ームホルダー７との間にあって、ピペット２が尿試験管
５の底部に接触したときアーム６が回動してその接点を
作動させ駆動部によるアーム６の移動を停止させピペッ
ト２及び尿試験管５の破損を防止する。

【００１９】ピペット２は、図２に示すように、下端に
口部２１ａを有する管２１と、下端２２ａが管２１の口
部２１ａの近傍にあって管２１と離間して配置された電
極体２２とからなり、口部２１ａの近傍にあって管２１
の外周縁には攪拌体３及び外側のケース２３が設けられ
ている。管２１は、ステンレスを材料とする平行な分注
用細管であり、その上部には図示しない接続端子が形成
されている。電極体２２は、ステンレスを材料とする線
体で形成され、下端２２ａは口部２１ａと所定のインピ
ーダンス測定距離を隔てて固定されている。液面検知手
段２０として機能する管２１及び電極体２２はともに、
電気絶縁材料からなる攪拌体３を貫通している。

【００２０】攪拌体３は、管２１の外周縁に周設された
中実の円錐台状リングであり、上下の面はともに略水平
な面からなり、大径の面を下面として下方に拡大傾斜す
るよう取り付けられている。後述する尿試験管５の内径
が１５ｍｍの場合、攪拌体３の下端の最大径は約５〜１
２ｍｍの範囲で設定できる。ケース２３は、ステンレス
を材料として形成され、上部の平行管部２３ａと、下部
の拡大傾斜部２３ｂとからなり、拡大傾斜部２３ｂは攪
拌体３の斜面と密着してこれを覆い、攪拌体３の上方の
ケース２３内を液密に保持する。

【００２１】さらに、上記した管２１の上部の接続端子
と電極体２２の上端とは、上下移動手段１の作動を制御
する図示しない制御回路部に電気的に接続されている。
この制御回路部は、電極体２２の下端２２ａとピペット
２の口部２１ａとの間のインピーダンスを測定し、この
インピーダンスの変化により尿試験管５内の尿検体Ｓの
液面を検出して上下移動手段１に制御信号を出力する。

【００２２】液面検知手段として電極体２２を用いる代
わりに、試料容器の下方に設けられ、グランドに接地さ
れた導電性材料からなる容器台座２５とピペット２の口
部２１ａとの間のインピーダンスを測定し、このインピ
ーダンスの変化により尿試験管５内の尿検体Ｓの液面を
検出してもよい（図１）。あるいは、上記の容器台座２
５と、導電性材料からなるピペット２のケース２３との
間のインピーダンスを測定し、このインピーダンスの変
化により尿試験管５内の尿検体Ｓの液面を検出してもよ
い。

【００２３】試料供給部４は、管２１の上端に接続され
た可撓性チューブ３１と、試料供給用シリンジ３２と、
希釈液供給用シリンジ３３と、洗浄液タンク３４と、定
量用のサンプリングバルブ３５とから主に構成されてい
る（図１）。チューブ３１は、上下移動手段１によって
移動するピペット２に付随して移動可能に支持されてい
る。

【００２４】洗浄液タンク３４には加圧空気源３７が接
続されている。洗浄液タンク３４とサンプリングバルブ
３５の間には、電磁バルブ４４が配置されており、ま
た、希釈液供給用シリンジ３３は、電磁バルブ４５を介
して希釈液タンク３８に接続されている。希釈液タンク
３８とサンプリングバルブ３５の間には、電磁バルブ４
３が配置されている。このような構成により、電磁バル
ブ４３、４４、４５の開閉及びサンプリングバルブ３５
の切り換えで、尿試験管５内の試料液を反応槽３６に分
注すること、反応槽３６に分注された試料液を希釈液で
希釈すること、洗浄液でピペット２及びチューブ３１を
含む配管内を洗浄することが可能となる。

【００２５】反応槽３６には、電磁バルブ４６を介して
染色液を槽内に導入するための染色液供給用シリンジ３
９が接続されている。染色液供給用シリンジ３９には、
電磁バルブ４７を介して染色液タンク４８が接続されて
いる。さらにこの装置１０には、反応槽３６で生成され
た尿検体を測定する光学的測定系４９が接続されてい
る。なお、上記したそれぞれのシリンジ３２、３３、３
９には、液体の吸引及び吐出動作を駆動するモータ５
１、５２、５３が接続されている。モータ５１、５２、
５３には、図示しないボールねじと移動子が組み合わさ
れ各シリンジ３２、３３、３９を介して液体の定量供給
が行えるよう構成されている。

【００２６】次に、試料吸引装置１０の動作について説
明する。なお、以下の動作は図示しない制御部からの指
令に基づき行われる。まず、上下移動手段１が初期位置
にあるピペット２を下降させ尿試験管５内の尿検体に浸
漬させると、電極体２２とピペット２の間のインピーダ
ンスが変化して制御部が尿検体の液面を検出する。さら
にピペット２を下降させ攪拌体３が尿試験管５の先細り
部５ｂに接触すると、接触センサー８が作動してピペッ
ト２の下降を停止させる。

【００２７】攪拌体３が尿検体中を下降すると、攪拌体
３の周りの尿検体に水平流、軸流及び乱流を生じさせ、
さらにこれらの流れは尿検体Ｓに循環流を生じさせる。
ピペット２の上下移動を繰り返し行うことにより尿検体
Ｓの攪拌が促進され、生成されたこれらの尿検体の流れ
により尿試験管５の底部の沈殿成分も舞い上がり尿検体
中に一様に分散される。なお、ピペット２の上下移動の
ストロークは、検知した液面位置と容器底部位置から設
定してもよいし、予め設定された尿試験管５内の２点間
を往復移動させてもよい。

【００２８】次に、試料供給部４の試料液供給用シリン
ジ３２が駆動され、口部２１ａから所定量の均一化され
た尿検体が吸引される。尿検体の吸引が終わると、上下
移動手段１がピペット２を初期位置まで上昇させる。次
に、モータ５１が駆動され試料液供給用シリンジ３２が
吸引動作を開始する。シリンジ３２が所定量の試料液を
吸引した後、サンプリングバルブ３５の回転により、ポ
ートＡとＥ、ポートＢとＣが接続され希釈液供給用シリ
ンジ３３が一定量の試料液を吐出する。この時、ＡＢ間
で定量された試料液は希釈液とともに反応槽３６に注入
される。

【００２９】反応槽３６に所定量の試料液が分注される
と、モータ５３が駆動され染色液供給用シリンジ３９が
吐出動作を開始する。染色液が反応槽３６に注入され試
料液と均一に混合されると、この試料液は測定系４９へ
移送され、例えば、撮像工程を経て有形成分の含有量、
形状等が測定される。

【００３０】なお、攪拌後の尿検体Ｓの吸引は、尿検体
Ｓの上部で行うことができるし、下部で行うことができ
る。なお、上記した試料液の攪拌と吸引のタイミング
は、試料液の沈殿の状態、試料液の粘性、他の動作との
タイミングにより、任意に設定される。

【００３１】上記の実施形態では、管２１が導電性を有
し、管２１と絶縁された電極体２２の間のインピーダン
スを測定し、このインピーダンスの変化により尿試験管
５内の尿検体の液面を検出して上下移動手段１を作動さ
せるので、尿試験管５内の尿検体の液面が検体毎に変わ
っても口部２１ａを適切な吸引位置に停止させることが
可能となる。

【００３２】図３および図４は、この発明の他の実施形
態として、攪拌体１３０がピペット１２０の周方向に回
動する翼体で構成された一例を示す。攪拌体１３０は、
ポリテトラフルオロエチレンを材料として管２１の外周
縁に胴巻きに形成され、基体部１１１と、軸受け部１１
２と、翼部１１３とからなる。基体部１１１は、管２１
及び液面検出用の電極体２２を収納するステンレス製の
ケース１２３の下部に取り付けられた円柱部材であり、
ケース１２３内を液密に保持する。基体部１１１の下面
の中心部には軸受け部１１２が配設されている。

【００３３】軸受け部１１２は、平行な軸部１１４と、
その下方の大径部１１５と、軸部１１４に嵌入され大径
部１１５によって係止された軸受け本体１１６とからな
り、軸部１１４は基体部１１１に回動不能に固着されて
いる。軸受け本体１１６の外周には翼部１１３が配設さ
れている。翼部１１３は、板状のリング１１７及びリン
グ１１７の外周に略等間隔で配設された傾斜翼１０８か
らなる。リング１１７は、その内周部が軸受け本体１１
６に固着され基体部１１１に対して回動可能である。傾
斜翼１０８は、所定の傾斜角度でリング１１７に取り付
けられている。攪拌体１３０は、上下移動手段１の駆動
によりピペット１２０の動作に伴って試料液中を下降、
あるいは上昇する際に、攪拌体１３０の周りの試料液に
斜流を生じさせ、これが強い乱流を形成するので、攪拌
の効果が増大される。

【００３４】図５および図６は、この発明のさらに他の
実施形態として、攪拌体２３０がピペット２２０の軸方
向に回動する翼体で構成された一例を示す。攪拌体２３
０は、ケース２２３の外周面に複数個形成され、割円形
状の翼部２１０と、翼部２１０をケース２２３の外周面
に回動可能に軸支する軸支部２１１とからなる。翼部２
１０は、ポリテトラフルオロエチレンを材料として断面
が概略「く」字状に形成された屈曲板片からなり、ケー
ス２２３の外周面に略等間隔で４枚が配置されている。

【００３５】軸支部２１１は、翼部２１０を図５の実線
位置から１点鎖線位置を経て破線位置までピペット２２
０の軸線方向に回動可能となるよう軸支する。攪拌体２
３０が上下移動手段１の動作に伴って試料液中を下降、
あるいは上昇する際、翼部２１０が試料液と衝突してそ
の下端２１０ａが上方に開いたり、あるいは下方に閉じ
たりするので、攪拌体２３０の周りの試料液に強い乱流
が発生して攪拌の効果が増大される。

【００３６】

【発明の効果】この発明にかかる試料吸引装置によれ
ば、ピペットに試料分注を行わせるための上下相対移動
手段の基本動作、つまり、ピペットを試料容器内に下降
させ、試料液に接したピペットの口部から試料吸引を行
った後、ピペットを試料容器内から引き上げる動作を利
用して同時に試料の攪拌動作を行わせるものであり、ピ
ペット下部外周に設けられた攪拌体が上下移動手段の基
本動作に伴って試料液中を下降、あるいは上昇して試料
液に軸流、斜流及び乱流を生じさせ、さらにこれらに伴
う循環流を生じさせるので、試料容器底部の沈殿成分も
一様に分散され均一化された試料液を吸引により分取で
きる。すなわち、上下移動手段の基本動作を利用するの
で、攪拌手段を別途に設ける必要がなく、簡単な構造で
試料液の攪拌が効率よく行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による試料吸引装置の正
面図。

【図２】図１の攪拌体の正面断面図。

【図３】この発明の他の実施形態による攪拌体の正面断
面図。

【図４】図３の攪拌体の斜視図。

【図５】この発明のさらに他の実施形態による攪拌体の
正面断面図。

【図６】図５の攪拌体の平面図。

【符号の説明】

１ 上下移動手段（上下相対移動手段） ２ ピペット ３ 攪拌体 ５ 尿試験管（試料容器） １０ 試料吸引装置 ２０ 液面検知手段 ２１ａ 口部 ２２ 電極体（液面検知手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料吸引用ピペットと、前記ピペットも
   しくは試料容器を上下方向に相対移動させる上下相対移
   動手段と、前記ピペット下部外周に設けられた攪拌体と
   を備え、 この攪拌体が、上下相対移動手段によるピペットと試料
   容器との上下相対移動により、試料容器中の試料液を攪
   拌する試料吸引装置。
2. 【請求項２】 攪拌体が、ピペットの口部近傍の外周縁
   に一体または別体に周設された円錐台状リングからなる
   請求項１に記載の試料吸引装置。
3. 【請求項３】 攪拌体が、ピペット下部外周に回動可能
   に設けられ、ピペットの上下移動により試料液中でピペ
   ットの周方向あるいは軸方向に回動する翼体からなる請
   求項１に記載の試料吸引装置。
4. 【請求項４】 さらに、試料の液面を検知する液面検知
   手段を具備してなる請求項１に記載の試料吸引装置。
5. 【請求項５】 さらに、ピペットの上下移動により試料
   容器底部を検知する底部検知手段を具備してなる請求項
   １に記載の試料吸引装置。