JPH1183867A

JPH1183867A - 分注装置

Info

Publication number: JPH1183867A
Application number: JP9236630A
Authority: JP
Inventors: Kiyokazu Arai; 清和荒井; Takashige Shiratori; 貴重白鳥
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-09-02
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、誤差の無い液面検知を効率
よく行える分注装置を提供するものである。【解決手段】検体５を収容した検体チューブ４を分注
位置に搬送する搬送ライン８と、検体５を分注位置で吸
引する吸引ノズル１６と、検体チューブ４内の検体５の
液面高さを精密に測定する精密測定機構１０とを備えた
分注装置１において、前記検体チューブ４内の検体５の
液面高さを精密測定するより前に検体５の液面高さ近傍
の位置を粗測定する粗測定機構９と、前記粗測定機構９
の測定結果を基に、精密測定機構１０と検体チューブ４
との相対位置を制御する手段とを備えたことを特徴とす
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、自動分析装置の分
注装置に関し、特に臨床検査用の自動分析装置に用いら
れている容器中の血液検体等の液面を検知する分注装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、血液のような検体の臨床検査を行
なう自動分析装置は、検体容器や試薬容器から、反応容
器に所定量の検体や試薬といった分析用液体を分注する
分注装置を一般的に備えていた。通常の分注装置は、検
体容器内に収容されている検体液面や試薬容器内の試薬
液面を測定する液面検知装置と、該液面検知装置による
測定結果を基に所定量の検体や試薬を吸引する吸引ノズ
ルとを備えていた。

【０００３】液面検知装置には様々な構成のものがあ
り、その中には光学的な液面検知装置や、超音波を利用
した液面検知装置、吸引ノズル内の圧力の変化を基に液
面検知を行う液面検知装置、または電極を利用した液面
検知装置等様々あった。以下に、液面検知装置を備えた
分注装置の構成に関する説明と、該装置による分注動作
に関する説明とを行う。

【０００４】光学的な液面検知装置は、検体を収容した
容器（以下、検体チューブと称する）側面に対して光を
照射する発光部と、検体チューブ側面を透過させた光を
受光する受光部と、受光部で受光した光量の変化を基に
検体液面を判別する判別部とから構成されているものが
一般的に知られており、光を透過させるために検体チュ
ーブには光透過性の良いものとして、一般にアクリル樹
脂等のプラスチックやガラスが使用されていた。

【０００５】上記構成からなる液面検知装置によれば、
発光部から光透過性の良い検体チューブ側面に対して光
を照射し、受光部で検体も介して透過した光を受光す
る。判別部は、受光部で受光した透過光の光量を基に、
検体チューブ中の検体液面を判別していた。次いで、検
体の分注をするために、判別部で求めた液面を基にし、
液面下に吸引ノズル先端を所定量挿入して所定量の検体
を分注していた。

【０００６】また、超音波を利用した液面検知装置は、
検体チューブ内の検体液面に向けて超音波を発振する超
音波発振器と検体液面で反射した反射波を受信する超音
波受信器とを備えた超音波検知プローブと、超音波を発
振してから受信するまでにかかった時間を基に超音波検
知プローブから検体液面までの距離、或いは検体液面か
ら検体チューブ底面までの距離を算出する処理部とから
構成されるものが一般的に知られている。

【０００７】通常、超音波検知プローブを検体チューブ
上方に配置した液面検知装置は、始めに、検体液面に超
音波を発振してから検体液面で反射させ、反射した超音
波を受信するまでに要した時間を求める。処理部は、超
音波の発振から受信までに要した時間を基に、超音波検
知プローブから検体液面までの距離或いは検体液面から
検体チューブ底面までの距離を算出する。次いで、検体
の分注をするために、処理部で求めた液面を基にして液
面下に吸引ノズル先端を所定量挿入し、所定量の検体を
分注していた（特開平６−１０２１５１号公報参照）。

【０００８】圧力の変化を基に液面を判別する液面検知
装置は、吸引ノズルと、空気等を吸引・吐出するシリン
ジポンプと、吸引ノズルとシリンジポンプとをつなぐ配
管と、該配管の途中に設けられ配管内の圧力変化を検知
する圧力センサと、該圧力センサからの信号を基に検体
液面を判別する判別部とから構成されるものが一般的に
知られている。

【０００９】上記構成からなる液面検知装置によれば、
シリンジポンプにより吸引ノズル先端から空気を吸引或
いは吐出しつつ、吸引ノズルを検体液面に向けて検体チ
ューブ上方からゆっくりと下降させて行き、圧力センサ
で吸引ノズル先端が検体液面に到達、即ち、吸引ノズル
先端が検体液面に接触或いは浸漬した際の配管内の圧力
変化を検知させていた。圧力センサは、圧力変化を検知
すると圧力信号を判別部に送信し、その圧力信号を基に
判別部は、検体液面に吸引ノズル先端が到達したことを
判別していた。次いで、検体の分注をするために、判別
部で求めた液面を基準にして、さらに吸引ノズルを下降
させて吸引ノズル先端を液面下に所定量挿入するように
制御して所定量の検体を分注するようにしていた（特開
昭６３−１０９３３０号公報参照）。

【００１０】また、電極による液面検知装置は、吸引ノ
ズルを保持して上下動可能な保持部と、吸引ノズルと共
に保持部に保持されている吸引ノズルより僅かに短い一
対の電極と、該電極先端が検体液面に接触したことを判
別する判別部とから構成されるものが一般的に知られて
いる。

【００１１】上記構成からなる液面検知装置によれば、
吸引ノズルと共に一対の電極を検体チューブ内の検体液
面に向けて上方からゆっくりと下降させて行き、判別部
で一対の電極が検体液面に到達、即ち一対の電極が液面
に接触したときの検体液面での電極間の導通を判別して
いた。次いで、検体の分注をするために、判別部で求め
た液面を基準にして、さらに保持部を下降させて吸引ノ
ズル先端を液面下に所定量挿入するように制御して所定
量の検体を分注するようにしていた。

【００１２】また、上述したように吸引ノズルや電極を
検体液面に対して上方からゆっくりと下降させて検体液
面を探すものには、圧力の変化を基に液面を判別する液
面検知装置や電極による液面検知装置の他に、静電容量
を用いたものもあった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の液面
検知装置には、夫々以下のような問題点があった。始め
に、光学的な液面検知装置では、検体を収容した検体チ
ューブ内の検体液面を透過光によって判別するようにし
ているので、検体液面の判別に係る時間自体は短くする
ことが可能であった。

【００１４】ところが、上記装置による検体液面の判別
では、検体チューブに対して側面から検体液面を検知す
るようにしているので、液体であれば通常生じ得る表面
張力が原因となって液面検知を正確に行うことは困難で
あった。ましてや、検体は、それ自体が多少なりとも粘
性を有しているので、検体チューブ内壁に対して付着し
易いことが想到でき、さらに上述した表面張力による影
響を考慮すると、光学的な液面検知装置により判別した
検体液面の正確性は疑わしかった。

【００１５】その上、近年、各種検体に関する情報はバ
ーコード化され、ラベル等に印字されるようになり、そ
のようなバーコードラベルを検体チューブ側面に貼り付
けることで各検体チューブを管理するようになってき
た。そのため、透過性の良い検体チューブ側面に光を照
射して、通過した光を基に液面を判別していた光学的な
液面検知装置では、検体チューブ側面にラベルを貼ける
ことは透過光を得ることを困難にした。また、検体を収
容する検体チューブは、一般に保持具、例えばラックに
複数収納保持されているが、そのラックも透過光を得る
ことを困難にした。

【００１６】また、超音波による液面検知装置では、検
体チューブ上方から検体液面に超音波を発振し、検体液
面を判別するようにしているので、検体液面の判別に係
る時間自体は光学的な液面検知装置と同様短くすること
が可能であった。しかしながら、超音波による液面検知
では、原理的には一回で検体チューブ内の液面検知が可
能であっても、実際の程度に関しては様々であるが、検
体チューブの上端縁や超音波検知プローブの精度等に起
因して測定誤差を生じる可能性があり、一回の液面検知
では正確な検体液面を判別することは困難であった。

【００１７】このような誤差を含んだ状態で検体の吸引
を行うと、以下のような問題が起きる可能性が想到でき
た。例えば、実際の検体液面より上方の位置に液面があ
った場合、吸引ノズル先端の下降量は、所定量の検体を
吸引するには足りない位置で挿入が停止してしまい、そ
の状態で所定量の検体の吸引を行うと、検体の吸引のみ
ならず空気の吸引をもしてしまい、この後の正確な分析
を継続することを困難にしてしまう可能性があった。

【００１８】また、逆に、実際の検体液面より下方の位
置に液面があった場合、吸引ノズル先端の下降量は、検
体液面下に吸引ノズルを必要以上に挿入して停止するの
で、吸引ノズル外壁には検体の液滴が付着する上、それ
に係る検体の飛散の発生を起こす可能性があった。さら
に、検体チューブ内に検体を１回の分析が行えるだけの
必要最低限の量（所定量）しか収容していない場合、検
体チューブに対して検体不足である旨の誤った判断をし
てしまう可能性もあった。

【００１９】また、圧力又は静電容量の変化を利用した
液面検知や電極による液面検知の場合、分注用の吸引ノ
ズルを兼ねた吸引ノズルや分注用の吸引ノズルと一体に
構成された電極等による検体液面の判別は、分注用の吸
引ノズルとは別体に設けた液面検知用の吸引ノズルや電
極等で、分注動作を行うより前に別の位置（測定位置）
で検体液面を判別していたものに比べて、効率が良いこ
とから液面検知に係る時間の短縮化が可能であった。

【００２０】ところが、圧力又は静電容量の変化を利用
した液面検知や電極による液面検知の場合、吸引ノズル
や電極等を下降させて検体液面情報を得て判別部で液面
を判別するようにしているので、吸引ノズルや電極等の
下降速度が速すぎると、液面に吸引ノズル先端又は電極
先端等が到達したことを判別部が判断したときには、吸
引ノズル先端又は電極先端等の停止位置は検体液面下に
挿入されている状態であることが想到できた。

【００２１】そのため、吸引ノズルや電極等の下降速度
は、高精度な液面検知を行うのであれば速くすることが
できないので、吸引ノズルや電極等の下降速度は遅くし
なくてはならなかった。即ち、吸引ノズルや電極等の下
降速度を遅くすると、正確な液面検知を行うことが可能
であった。

【００２２】しかしながら、吸引ノズルや電極等の下降
速度を遅くすると、以下のような問題が想到できた。上
述した液面検知装置では、例えば、検体チューブに試験
管等のような長いものが一般に多く用いられており、そ
の上、そのような検体チューブ内に収容される検体の量
については多いものがあれば、少ないものもあり、検体
チューブ内の検体液面は常に一定ではなく、バラバラで
あったりする場合がある。そのため、長い検体チューブ
内の底側に少量の検体しかない場合、吸引ノズルや電極
等の下降速度が遅いと、吸引ノズル先端又は電極先端等
が検体液面に到達するまでに、非常に長い時間を要する
ことになるので、結果として処理能力を低下させてしま
う可能性が想到できた。

【００２３】本発明の目的は、上記実情に鑑みてなされ
たものであり、誤差の無い液面検知を効率よく行える分
注装置を提供するものである。また、本発明の目的は、
効率よく液面検知を行うことで、分析用液体の分注に係
る時間を短縮することができる分注装置を提供するもの
である。

【００２４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
分析用液体を収容した容器を分注位置に搬送する手段
と、分析用液体を分注位置で吸引する吸引ノズルと、前
記容器に対して鉛直方向に相対的に配置され、前記容器
内の分析用液体の液面に接触又は浸漬させて液面高さを
精密に測定する精密測定手段とを備えた分注装置におい
て、前記容器上方に配置され、前記容器内の分析用液体
の液面高さを精密測定するより前に分析用液体の液面高
さを非接触で測定する粗測定手段と、途中の動作を省く
ような制御をする制御手段とを備えたことを特徴とす
る。請求項１の前記制御手段は、液面近傍に対する精密
測定手段の相対速度を精密測定可能な許容速度より速く
することが好適である。請求項１又は２の前記粗測定手
段が超音波検知プローブであり、前記精密測定手段が吸
引ノズルによる圧力の変化を利用したものであることが
好適である。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳述する。（第１の実施形態）図１は、第１実施形態の液面検知装
置を備えた分注装置の概略構成を示したブロック図であ
る。図１に示す分注装置１は、各種検体を収容した検体
チューブを搬送する検体搬送機構２と、検体チューブ内
の検体液面を測定する液面検知機構３とから構成され
る。

【００２６】検体チューブ４内には夫々異なった各種検
体５が収容されており、該夫々に収容している検体５の
情報はバーコード化されてラベルに印刷され（以下、バ
ーコードラベル６と称する）、検体チューブ４側面に貼
り付けられる。検体チューブ４を複数本収納保持したラ
ック７は、検体搬送機構２の搬送ライン８上に載置され
図中右側から左方向に向けて搬送される。なお、搬送ラ
イン８には、各検体チューブ４を粗測定位置（以下、測
定位置Ａと称する）と吸引位置を兼ねた精密測定位置
（以下、測定位置Ｂと称する）とに夫々位置決めをする
不図示のラック位置決め用のストッパーが備えられる。

【００２７】液面検知機構３は、搬送ライン８上の測定
位置Ａに位置決めされた検体チューブ４内の検体５液面
を粗測定する粗測定機構９と、搬送ライン８上の測定位
置Ｂに位置決めされた粗測定済みの検体チューブ４内の
検体５液面を精密測定すると共に検体５の吸引も行う精
密測定機構１０と、前記粗測定機構９で得た測定結果を
基にして、前記精密測定機構１０と検体チューブ４との
相対的な位置関係の制御、ここでは前記検体チューブ４
内の検体５液面に対して前記精密測定機構１０を速やか
に下降させるモータ制御と前記精密測定機構１０による
液面測定時のデータ取り制御を行わせる集中処理部１１
とから構成される。

【００２８】粗測定機構９には、検体チューブ４内の検
体５液面に対して超音波を発振する超音波発振器１２と
検体５液面で反射した反射波を受信する超音波受信器１
３とから構成される超音波検知プローブ１４を用いる。
該超音波検知プローブ１４は、搬送ライン８の測定位置
Ａの上方に固定配置し、ラック７に収納されている検体
チューブ４全てについて液面検知が行えるように構成す
る。

【００２９】超音波検知プローブ１４と集中処理部１１
とは、反射波を受信した超音波受信器１３からの信号を
増幅し、それを基に超音波検知プローブ１４先端から検
体５液面までの距離を算出する演算回路１５を介して接
続する。なお、演算回路１５は、超音波受信器１３から
の信号を増幅する機能と、超音波発振器１２が検体５液
面に向けて超音波を発振してから検体５液面で反射して
超音波受信器１３で受信されるまでに要した時間を求め
て超音波検知プローブ１４先端から検体５液面までの距
離を算出する機能とを有しているものとする。

【００３０】次いで、測定位置Ｂに配置される精密測定
機構１０は、検体５及び空気を吸引・吐出する吸引ノズ
ル１６と、吸引ノズル１６先端から空気及び検体５を吸
引・吐出させるためのシリンジポンプ１７と、検体チュ
ーブ４内の検体５液面を検知するための圧力センサ１８
と、吸引ノズル１６を上下方向に移動可能にした駆動機
構１９とから構成される。吸引ノズル１６は、シリンジ
ポンプ１７にチューブ状の配管２０を介して連結し、こ
のシリンジポンプ１７で吸引動作を行わせるために不図
示のモータを設ける。

【００３１】また、配管２０には、三方継手２１を介在
させて、配管２０内の圧力の変化を検知する圧力センサ
１８を接続する。さらに、配管２０内の圧力変化に応じ
た信号を発する圧力センサ１８には、吸引ノズル１６先
端が検体５まで到達していない状態であるか、吸引ノズ
ル１６先端が検体５液面に到達、即ち、吸引ノズル１６
先端が検体５液面に接触或いは浸漬している状態である
かを圧力信号の変化に応じて判別できる圧力信号判別器
２２を接続する。なお、吸引ノズル１６は、シリンジポ
ンプ１７に連結されたプローブ２３と、該プローブ２３
先端に着脱自在なディスポチップ２４とから成っている
ものとする。

【００３２】また、吸引ノズル１６を取り付けた保持具
２５は、上下方向に移動可能な駆動機構１９のプーリ２
６ａ，２６ｂ間に掛け渡されたタイミングベルト２７に
取り付ける。プーリ２６ａ，２６ｂは、上下方向に離間
するようにして、不図示の固定部材、例えば分注装置本
体に取り付け、モータ２８の駆動制御をすることによっ
てプーリ２６ａを回転させて検体チューブ４に対して相
対的に配置された吸引ノズル１６の移動を上下方向に制
御するものである。モータ２８には、モータ制御回路２
９が接続されており、集中処理部１１からの命令、即ち
検体５液面を精密測定するために吸引ノズル１６先端か
ら空気を吸引させると共に検体チューブ４に対する吸引
ノズル１６の相対速度を遅く（精密測定可能な許容速
度）、即ち検体５液面に向けて下降させる吸引ノズル１
６の下降速度を遅くするようにモータ２８の回転を遅く
する命令と、検体チューブ４に対する吸引ノズル１６の
相対速度を速く（精密測定可能な許容速度より速く）、
即ち吸引ノズル１６先端を検体５液面近傍まで下降させ
る際の下降速度を速くするようにモータ２８の回転を速
める（精密測定時のモータ２８の回転時よりも速める）
命令とに応じて回転速度を切換制御するように構成す
る。

【００３３】以上のように集中処理部１１には、前述し
た粗測定機構９の演算回路１５と、精密測定機構１０の
圧力信号判別器２２と、吸引ノズル１６の下降速度を制
御するモータ制御回路２９とが夫々接続される。なお、
ディスポチップ２４については、先端が縮径していて、
プローブ２３先端に着脱自在で、さらに所定量の検体５
が吸引保持できるものであれば種類は特に限定されるも
のでなく、検体５の吸引量に応じて適宜選択できるもの
とする。

【００３４】上述した構成から成る分注装置１の動作に
ついて以下に説明する。ラック７に複数本収納保持され
た検体チューブ４は、始めに、搬送ライン８上に載置さ
れ、搬送ライン８上を測定位置Ａに向けて搬送される。
ラック７に保持された検体チューブ４の一つが、測定位
置Ａに位置すると、不図示のストッパーにより検体チュ
ーブ４の搬送（ラック７の搬送）を停止し、測定位置Ａ
に検体チューブ４を位置決めする。

【００３５】検体チューブ４が測定位置Ａに位置決めさ
れると、検体チューブ４側面に貼り付けられているバー
コードラベル６の情報が不図示のバーコードリーダーに
よって読み取られる。バーコードラベル６を読み取り、
検体５液面の粗測定をする準備が完了すると、測定位置
Ａ上方に配置された超音波検知プローブ１２によって、
検体チューブ４内の検体５液面の粗測定動作が行われ
る。

【００３６】始めに、検体チューブ４内の検体５液面を
測定するために、超音波検知プローブ１４の超音波発振
器１２から検体チューブ４内の検体５液面に向けて超音
波を発振し、次いで、超音波検知プローブ１４の超音波
受信器１３によって検体５液面で反射した超音波の受信
を行う。演算回路１５は、測定位置Ａで検体５液面へ超
音波を発振してから反射波を受信するまでに係った時間
を基に、超音波検知プローブ１４先端から検体５液面ま
での距離を算出して（図２（ａ）参照）集中処理部１１
に送信する。

【００３７】集中処理部１１は、送信された情報を、事
前（粗測定前）に読み取っておいたバーコードラベル６
の情報を各種検体チューブ４の判別手段として用い、測
定済みの検体チューブ４に対応するようにして記録す
る。次いで、測定位置Ａにおいて、検体チューブ４の液
面情報が集中処理部１１に記録されると、搬送ライン８
は再び起動して、分注位置も兼ねた側定位置Ｂに向けて
図中右から左へラック７を搬送する。

【００３８】ラック７に保持された粗測定済みの検体チ
ューブ４が、測定位置Ｂに位置すると、不図示のストッ
パーにより検体チューブ４の搬送（ラック７の搬送）を
停止し、測定位置Ｂに検体チューブ４を位置決めする。
検体チューブ４が測定位置Ｂに位置決めされると、測定
位置Ａで行ったのと同様に、検体チューブ４側面のバー
コードラベル６の情報を不図示のバーコードリーダーに
よって読み取り、集中処理部１１に記録されている情
報、即ち測定位置Ｂに位置決めされている検体チューブ
４が測定位置Ａに位置決めされた際に算出されていた液
面情報を呼び出す。

【００３９】次いで、測定位置Ａで求めた検体５の液面
情報を呼び出し、検体５液面の精密測定をする準備が完
了すると、測定位置Ｂに配置した吸引ノズル１６によっ
て、検体チューブ４内の検体５液面の精密測定動作を行
う。集中処理部１１は、始めに、粗測定によって求めた
液面情報を基に、ディスポチップ２４先端から検体５液
面までの距離を算出し、ディスポチップ２４先端を液面
近傍まで速やかに下降させ、途中の動作を省くような制
御をさせる旨の命令をモータ制御回路２９に送信する。

【００４０】モータ制御回路２９は、集中処理部１１か
らの命令に応じてモータ２８の回転速度の制御を行い、
検体５液面近傍、ここでは算出した液面の位置より約１
〜２mm程度上方の位置にディスポチップ２４先端が速く
位置するように、モータ２８の回転を速める（図２
（ｂ）参照）。なお、検体５液面近傍を算出した液面の
位置より約１〜２mm程度にしたのは、超音波検知プロー
ブ１４の液面検知精度によって種々異なるが、測定時に
多少含まれる誤差及び各種検体５毎に交換するディスポ
チップ２４の装着ズレ等に起因した誤差による影響を考
慮し、この影響の及ばない程度の間隔を予めディスポチ
ップ２４先端と検体５液面との間にもたせたためであ
る。

【００４１】次いで、集中処理部１１は、ディスポチッ
プ２４先端の位置した検体５液面の近傍の位置から、デ
ータ取りを行うために、ディスポチップ２４先端を検体
５液面までゆっくりと下降する旨の命令をモータ制御回
路２９に送信すると共に、ディスポチップ２４先端が検
体５液面に向かいゆっくりと下降する間にシリンジポン
プ１９でディスポチップ２４先端から空気を吸引するよ
うに不図示のモータを駆動制御する。モータ制御回路２
９は、集中処理部１１からの命令に従って、正確な検体
５液面を検知するために、モータ２８の回転速度を制御
して、ディスポチップ２４先端を液面に向けてゆっくり
と下降させる（図２（ｃ）参照）。

【００４２】ディスポチップ２４先端がゆっくりと下降
して検体５液面に到達すると、配管２０内の圧力に変化
が生じる。配管２０内の圧力が変化すると圧力センサ１
８からの圧力信号が変化するので、圧力信号判別器２２
に送信される圧力センサ１８からの圧力信号に応じて圧
力信号判別器２２は、ディスポチップ２４先端が検体５
液面に到達したか否かを判別して、検体５の液面が精密
に測定されると、その結果を集中処理部１１に送信す
る。

【００４３】集中処理部１１は、検知した検体５液面を
基準高さとして設定し、正確な液面高さを基に必要分注
量分のディスポチップ２４先端の挿入量を算出する。集
中処理部１１は、該集中処理部１１で算出した挿入量だ
けディスポチップ２４先端が検体５液面下に挿入するよ
うにモータ２８を駆動させ、所定量の検体５を吸引する
のに必要な深さだけディスポチップ２４先端を液面下に
挿入させる（下降させる）。検体５液面下に所定量の検
体５の吸引に応じた深さだけ挿入されたディスポチップ
２４先端は、集中処理部１１からの命令により不図示の
モータを駆動して、シリンジポンプ１７を操作して所定
量の検体５の吸引動作を行う（図２（ｄ）参照）。

【００４４】所定量の検体５を吸引保持したディスポチ
ップ２４は、自動分析装置（不図示）の反応容器まで移
動した後、該反応容器に所定量の検体５を分注して各種
分析を行う。反応容器へ検体５を分注したディスポチッ
プ２４は、不図示のディスポチップ廃棄位置まで移動し
た後に廃棄される。次いで、次検体５の分注を行うため
に、プローブ２３は不図示のディスポチップ供給位置ま
で移動して、プローブ２３先端に新たなディスポチップ
２４を装着して、以下、上述したのと同様の動作を繰り
返して各種分析を行う。

【００４５】このように、本装置によると、ディスポチ
ップ先端を液面付近まで速く（精密測定可能な許容速度
より速く）下降させるようにしたので、精密な液面検知
に要するディスポチップの下降距離を短くでき、それに
伴い精密測定時のディスポチップのゆっくりとした下降
動作（精密測定可能な許容速度内での下降動作）に係る
下降時間を短縮することができる。即ちディスポチップ
の下降動作において、途中の動作を省くような制御がで
きるので、自動分析装置による分析処理に係る時間自体
を短縮することができる。さらに、精密測定機構用の吸
引ノズルと分注用の吸引ノズルとに、同じ吸引ノズルを
用いたので、正確な液面検知動作と分注動作とを連続し
て行うことができ、それによって液面検知から検体の分
注に至るまでの時間を短縮することができる。

【００４６】以上のように、検体の吸引に係る吸引ノズ
ル自体の下降速度を早めることができるので、処理能力
を向上させることでができる。さらに、本実施形態で
は、粗測定に超音波を、精密測定に吸引ノズルを利用し
たので、バーコードラベルの影響を受けること無く迅速
な粗測定が行えると共に、簡単な機構で精密測定を行う
ことができる。

【００４７】また、キャリーオーバー防止のために、使
い捨てを目的としたディスポチップによる影響、即ち、
ディスポチップ装着時毎に起こりうるディスポチップ先
端の位置ズレによる検体液面までの距離に誤差が生じて
も、本発明によると、使い捨てを目的としたディスポチ
ップによる影響を危惧すること無く、安定した液面検知
を行うことができる。さらに、精密測定手段、ここでは
吸引ノズルによる精密測定のデータ取りを検体の液面近
傍の位置から液面にかけて始めるようにしたので、検体
チューブ上方からゆっくりと下降しつつデータ取りを行
っていた従来の装置に比べて以下のような効果を得るこ
とが出来る。従来、検体や試薬等は装置内において温度
管理がなされていたため、装置内には少なからず空気の
流れが発生していた。そのため、従来のようなデータ取
りを行っていると、不必要な測定データ（ノイズ等を含
む下降中の測定データ）を得てしまう可能性があった。
本実施形態によると、不必要な測定データを得ることが
ないので、効率よく必要な測定データ（液面近傍の測定
データ）を得ることができる。

【００４８】また、ラックに収納保持されている複数の
検体チューブに関し、検体チューブの長さや、検体チュ
ーブ内に収容されている検体量等は、常に統一されてい
るものではなく、例えば、長い検体チューブのみ使用
し、その検体チューブ内に収容される検体量だけ、規定
量収容した検体チューブと少量収容した検体チューブと
が入り交じっている場合、従来のように吸引ノズルのみ
で液面を測定するとなると、検体液面に到達するまでさ
ほど時間を要さない場合と非常に長い時間を要してしま
う場合とが入り交じった液面検知を行うため、液面を検
知する時間にバラツキが生じていたが、本実施形態によ
れば、精密測定前に超音波を利用して検体液面を予め粗
測定しておき、その粗測定の結果を基に求めた検体液面
近傍に速やか（精密測定可能な許容速度より速い）に吸
引ノズルを下降させた後、次いで吸引ノズルによって精
密測定を行うようにしたので、精密測定機構用の吸引ノ
ズル先端から検体液面までの間隔をほぼ均一にすること
ができ、精密測定に係る時間をほぼ一定にできるため処
理能力の向上が見込める。

【００４９】（第２の実施形態）なお、本発明の分注装
置は、上述した実施形態に限られるものではなく、発明
の趣旨を逸脱しない範囲であれば種々変更することが可
能である。例えば、測定位置Ａと測定位置Ｂとを、別々
の位置に設けなくとも、測定位置Ｂにおいて粗測定と精
密測定の両方を行えるように構成することも可能であ
る。

【００５０】図３は、前述した粗測定と精密測定とを測
定位置Ｂで行えるようにした装置構成を示した平面図で
ある。なお、第１の実施の形態と同じ部位については、
同符号を付して説明を省略する。

【００５１】図３に示す分注装置は、検体チューブ４を
複数本（本例では、五本と仮定する）収納保持したラッ
ク７を測定位置Ｂに向けて搬送する搬送ライン８と、該
搬送ライン８から離間した位置に設けた一対の回動アー
ム３０，３１とを備えた以外、第１実施形態と同様の構
成である。

【００５２】該回動アーム３０，３１先端の夫々には、
粗測定を行う超音波検知プローブ１４と、検体５の吸引
・吐出を行う吸引ノズル１６とが保持されており、超音
波検知プローブ１４を保持する回動アーム３０は、測定
位置Ｂに超音波検知プローブ１４が位置決めされるよう
に回動可能に設けられ、また、吸引ノズル１６を保持す
る回動アーム３１は、測定位置Ｂに吸引ノズル１６のデ
ィスポチップ２４を位置決めできると共に、後述するデ
ィスポチップ２４の装着位置Ｃと廃棄位置Ｄに吸引ノズ
ル１６を位置決めできるように回動及び上下動可能に設
けられる。

【００５３】なお、前述したディスポチップ２４の装着
位置Ｃには、未使用のディスポチップ２４を複数個、収
納保持した状態で搬送する手段を備えたディスポチップ
供給部３２が配置され、また、ディスポチップの廃棄位
置Ｄには、使用後のディスポチップ２４を取り外す手段
３３と使用後のディスポチップ２４を収容する収容部３
４とを備えたディスポチップ廃棄部３５が配置される。

【００５４】以下に、上記構成からなる分注装置の動作
説明をする。不図示の搬送ライン８は、駆動することで
搬送ライン８上に載置されるラック７を側定位置Ｂに向
けて搬送する。ラック７に複数収納保持されている検体
チューブ４の一つが測定位置Ｂに位置すると、ラック７
を搬送する搬送ライン８の駆動は、不図示のストッパー
によって停止して検体チューブ４が測定位置Ｂに位置決
めされる。

【００５５】測定位置Ｂに検体チューブ４が位置決めさ
れると、始めに、回動アーム３０は、超音波検知プロー
ブ１４を測定位置Ｂ上方まで回動し、位置決めが行われ
る。その際、もう一方の回動アーム３１は、ディスポチ
ップ供給部３２のディスポチップの装着位置Ｃに位置し
ており、未使用のディスポチップ２４の装着が行われ
る。

【００５６】次いで、測定位置Ｂ上方に位置決めされた
超音波検知プローブ１４は、検体チューブ４内の検体５
液面の粗測定を第１実施形態と同様に行い、粗測定した
液面情報を基に検体５液面から超音波検知プローブ１４
先端までの距離を算出する。検体５液面の粗測定が終了
すると、超音波検知プローブ１４を保持した回動アーム
３０は、測定位置Ｂから離間した位置に回動し、それと
同時又はその後に、未使用のディスポチップ２４を装着
した回動アーム３１を測定位置Ｂ上方まで回動させて位
置決めさせる。

【００５７】測定位置Ｂにディスポチップ２４先端が位
置決めされると、第１実施形態のときと同様に、ディス
ポチップ２４先端を検体５液面の上方近傍、即ち粗測定
した結果を基に算出した液面から約１〜２mm程度上方の
高さまで速やかに下降させる。ディスポチップ２４先端
が速やかに下降すると、次いで精密測定としてディスポ
チップ２４先端から空気を吸引しつつ、ディスポチップ
２４先端を検体５液面に向けてゆっくりと下降させる。

【００５８】ディスポチップ２４先端が、検体５液面に
到達すると、吸引ノズル１６内の圧力の変化に応じた圧
力信号を不図示の圧力センサが圧力信号判別部に送信
し、圧力信号を基にディスポチップ２４先端が検体５液
面に到達したことを判別する。検体５液面にディスポチ
ップ２４先端が到達すると、到達した検体５液面を基準
として、さらにディスポチップ２４先端を所定量の検体
５を吸引できる程度検体５液面下に挿入する。ディスポ
チップ２４先端が検体５液面下に挿入されると、所定量
の検体５を吸引する動作が行われる。

【００５９】検体５の吸引が終了すると、回動アーム３
１は上昇動作をした後、回動して分析装置（不図示）の
反応容器までディスポチップ２４先端を移動させて検体
５の分注を行う。反応容器への分注が終了すると、回動
アーム３１は使用済みのディスポチップ２４を廃棄する
ために、ディスポチップ廃棄部３５のディスポチップ２
４の廃棄位置Ｄまで回動し、取り外し手段３３に使用済
みのディスポチップ２４を引っ掛けると共に回動アーム
３１を上昇させて、収容部３４内に使用済みのディスポ
チップ２４を廃棄する。以下、上述したのと同様の動作
を繰り返す。本実施形態を用いても第１実施形態と同様
の効果を得ることが出来る上に、搬送ラインを短くする
ことができる。

【００６０】また、上述した実施形態では、検体５液面
の精密測定に、ディスポチップ先端の検体液面への到達
を判別するのに、圧力センサを利用しいていたが、特に
これに限られるものではなく、例えば公知の精密測定手
段である一対の電極による接触型の液面検知や、本発明
の粗測定機構で用いた超音波検知プローブによる液面近
傍からの非接触型の液面検知も利用することが可能であ
る。

【００６１】また、圧力センサには、絶対圧、ゲージ圧
（差圧）のいずれを測定するものであってもよく、ま
た、所定圧で出力信号を切り換え、液面検知信号を生じ
させることができるもの、例えば、ストレインゲージ、
半導体ゲージ、ピエゾ素子等を用いた圧力センサを用い
ることもできる。また、空気及び検体の吸引用ポンプに
関しても、空気及び検体を吸引するためのものであれば
特に限定されるものではなく、実施形態で用いたピスト
ン式のシリンジポンプの他にも、ダイヤフラム式の往復
運動式ポンプでも使用することができる。

【００６２】また、本実施形態は、分析用液体に検体を
例に説明したが、これも特に限定されるものではなく、
試薬の液面検知にも適用できる。また、本実施形態では
本装置を、検体チューブを搬送する搬送ラインに適用し
た例を説明したが、これも特に限定されるものではな
く、本装置は回転テーブル上に配置される検体容器或い
は試薬容器に対しても応用することができる。また、吸
引ノズルの上下動機構についても、種々公知の上下動機
構を適用することもできる。

【００６３】また、検体チューブを複数本収納保持して
いるラックについて、１ラックをひとかたまりとして、
複数種類の検体の液面高さを搬送ライン上で搬送されて
いる間に測定・記憶しておくと共に、分注位置と吸引ノ
ズルとを１つのラックに収納保持されている検体チュー
ブ分設けておき、精密測定を各分注位置で一度に行える
ようにしておくこともできる。

【００６４】また、本実施形態では、精密測定にディス
ポチップ先端から空気を吸引しつつ、ディスポチップ先
端を下降させる例で説明を行ったが、逆にディスポチッ
プ先端から空気を吐出させつつ、ディスポチップ先端を
下降させるようにして精密測定をしてもよい。

【００６５】また、本実施形態では、検体チューブがラ
ックに収納されている上に、そのラックが搬送ライン上
に載置されていたため、検体チューブに対して吸引ノズ
ルを下降制御して精密測定するしか方法はなかったが、
特に検体チューブに対して精密測定する手段を下降させ
るような制御のみに限定されるものではなく、例えば、
精密測定する手段に対して検体チューブを上昇させるよ
うな制御をしたり、精密測定する手段を検体チューブ側
に下降させると共に、検体チューブを精密測定する手段
側に上昇させるような制御をすることもできる。

【００６６】また、上記実施形態では、吸引ノズル先端
を液面近傍まで速やかに下降させてから精密測定するよ
うにしているが、その際の精密測定機構は下降動作を行
う時から不図示のスイッチにより電源を入れた状態でデ
ータをとるものであった。しかしながら、本発明は、上
記手法に限られるものでなく、例えば、吸引ノズル先端
を液面近傍まで下降させるまでは、節電等を目的とし、
精密測定機構には電源を入れないでおき、液面近傍に吸
引ノズル先端が達してから初めて電源を入れてデータを
とるようにしたり、検体チューブ上方から検体液面近傍
まで下降する間、データ取りをしていても、液面近傍ま
でに得たデータの利用は行わないようにすることで、効
率的且つ正確な液面検知が可能である。また、本実施形
態では、粗測定機構に超音波検知プローブを用いていた
が、その他の機構で粗測定が可能なものが有れば代用す
ることは可能である。

【００６７】

【発明の効果】本発明は、吸引ノズルで容器内に収容し
た分析用液体を吸引する際、正確な液面検知より前に、
容器内の検体液面近傍を非接触で求めておくことで液面
検知を効率よく行える。また、本発明は、効率よく液面
検知を行うことで、分析用液体の分注に係る時間を短縮
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の液面検知装置を備えた分注装置
の概略構成を示したブロック図。

【図２】第１実施形態を説明するための図。（ａ）超音波検知プローブによる粗測定の図。（ｂ）ディスポチップが液面近傍へ下降する時の図。（ｃ）ディスポチップによる精密測定の図。（ｄ）液面検知後、検体を所定量吸引する時の図。

【図３】第１実施形態を変形した場合の概略構成を示し
た平面図。

【符号の説明】

１分注装置２検体搬送機構３液面検知機構４検体チューブ５検体６バーコードラベル７ラック８搬送ライン９粗測定機構１０精密測定機構１１集中処理部１２超音波発振器１３超音波受信器１４超音波検知プローブ１５演算回路１６吸引ノズル１７シリンジポンプ１８圧力センサ１９駆動機構２０配管２１三方継手２２圧力信号判別器２３プローブ２４ディスポチップ２５保持具２６ａ，２６ｂプーリ２７タイミングベルト２８モータ２９モータ制御回路３０，３１回動アーム３２ディスポチップ供給部３３取り外し手段３４収容部３５ディスポチップ廃棄部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分析用液体を収容した容器を分注位置に
搬送する手段と、分析用液体を分注位置で吸引する吸引ノズルと、前記容器に対して鉛直方向に相対的に配置され、前記容
器内の分析用液体の液面に接触又は浸漬させて液面高さ
を精密に測定する精密測定手段とを備えた分注装置にお
いて、前記容器上方に配置され、前記容器内の分析用液体の液
面高さを精密測定するより前に分析用液体の液面高さを
非接触で測定する粗測定手段と、途中の動作を省くような制御をする制御手段とを備えた
ことを特徴とする分注装置。
【請求項２】前記制御手段は、液面近傍に対する精密
測定手段の相対速度を精密測定可能な許容速度より速く
することを特徴とする請求項１記載の分注装置。
【請求項３】前記粗測定手段が超音波検知プローブで
あり、前記精密測定手段が吸引ノズルによる圧力の変化
を利用したものであることを特徴とする請求項１又は２
記載の分注装置。