JPS587562A - 試料分注装置 - Google Patents

試料分注装置

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JPS587562A
JPS587562A JP10564681A JP10564681A JPS587562A JP S587562 A JPS587562 A JP S587562A JP 10564681 A JP10564681 A JP 10564681A JP 10564681 A JP10564681 A JP 10564681A JP S587562 A JPS587562 A JP S587562A
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井田 秀明
Tadao Yamamoto
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は生化学分析における多項目自動分析装置に関し
、特にその処理能力を向上させるようにした試料分注装
置に関するものである。
血液等の生化学分析を行なう多項目自動分析装置は、近
年処理検体数の増加によってますます大型化している。
従って、このような多項目自動分析装置では、分析の処
理スピードを速くし、処理能力を向上させるべく反応ラ
インを複数設けて、試料容器から複数の反応ライン上の
反応容器へ、試料を同時に分注するようになっている。
試料を反応容器に同時に分注する装置として、例えば一
つの試料容器に複数の試料吸引ノズルを挿入して各分析
項目に必要な量の試料を夫々同時に吸引し、各分析項目
に対応した各々の反応容器に同時に分注するものがある
。しかしながら、このような装置では試料容器に挿入T
るノズル数はノズルの太さと試料容器の大きさによって
定まってしまう。
また、ノズル数が増加すると、ノズル全てが試料容器に
挿入できなかったり、ノズルが試料容器の側壁にIT饋
して試料容器をその保持台から持ち上げてしまう等の間
隔があるため、試料容器に一度に挿入できるノズル本数
はダル5杢が限度である。
このため検体数の処理能力にも限度がある。
試料を便数の反応容器に同時分注する他の例としては第
1図に示すようなものがある。並列する複数の反応ライ
ンlの側方に、一定の間隔をあけてチェイン連結した試
料容器2が多数配貨されており、試料吸引位置の試料容
器の上方に、試料を[ITるII歌のノズル3がノズル
ホルダlにr料容器の間隔と同一寸法で取付けられてい
る。−料の分注された試料容器が試料吸引位置にくると
、ノズルホルダ参を保持する支柱夕を降下させて、便数
の/ズルJを夫々試料容器λ内の試料に浸漬させ、所を
量の試料を吸引し、支柱Sを上昇だせり後、ノズルホル
ダを矢印a方向に同転させ各ノズルが対応する反応容器
上に位置した時に、試料。
いる@分注後各ノズルは洗浄され、試料容器上に戻って
lサイクルがgTTる。この間に試料容器と各反応ライ
ンはlピッチ分搬送される。また、試料を複数の0反応
容器に1闇時分注Tるさらに他の例としては、特開昭g
o −1sinコ号公報に示されるものがある。この公
報によれば、第2図(a)お上びの)に示すように、複
数の反応ラインlの側方に、一定間隔でチェイン連結さ
れた多数の試料客器2を配置し、例えば2本のアーム1
.1に夫々反応ラインの数と同数のノズルが設けである
。このアーム1.9はレバーlθ、// 、/Jと共に
リンク機構を構成しており、1f!λ図Ta)で示すよ
うに試料容器Jより試料を吸引Tる際にはばね13によ
りアー五t、デが閉じているが、第2図中)で示すよう
に、支点l#を中心としてアームr、9が矢印A方向に
回転され反応ラインと櫓は直交する際には、アームtに
tl−けたベアリング/jとその固定カム/4によりア
ーム9が、リンクlσ、// 、/2で構成されるリン
ク機構によりばね13に抗してアームrと平行移動を行
ない、夫々アームlとアーム9とに設けられたノズルが
反応ラインの各反応容器上に位置するようになっている
。従って第2 v!J(a)で示す試料吸引位置にある
複数の試料容器に夫々アームt。
9の二つのノズルを挿入して試料を吸引した後、第、2
図の〕で示すようにアームff、9を反応容器上に移動
して、夫々の反応ラインの二個の反応容器に試料を同時
分注する。例えば第3図のように試料吸引位置の試料容
器を夫々A、B、O,D、E。
FとTれば、このような分注装置により、硬盤Cで示す
範囲の反応容器に同時に各試料を分注することができる
。図に示すように各反応ラインは2ピツチずつ進み、試
料容器は/ピッチずつ進むので、各反応容器に分注され
るべき試料は同一試料に関して階段状に分注されること
になる。このような第2図および第3図に示す分注装置
では、複数辺試料容器から同時に試料を吸引することに
より試料容器内に挿入するノズル数を少なくしながらも
高い処理能力を果している0しかし、同時に吸引する試
料数が増加するにつれてノズルを保持、Tトノズルホル
ダやアームが長くなり、これらを回転させる°スペース
も大きくしなければならず、装置が大型化してしまう欠
点がある。一方、分析技術の進歩により試料および試薬
の微敞化が進んでおり、このV求に対処するため、反応
容器を小型化して、同時に吸引する試料容器の数に対し
てノズルホルダやアームの長さを抑えることが考えられ
る。しかし試料容器は操作性の面から小型化できる限界
があるため、試料容器の大きさとそれが並ぶ間隔が依然
として装置全体の大きさを制瞑し、小型化への障害とな
っている。
また、試料液中にノズルを浸漬して所定量の試料を吸引
する際のノズルの挿入深さは、試料を吸引すると試料容
器中の試料の液面が降下するので、この液面降下量より
少しだけ深くすることによりノズルが試料により汚され
る範囲を最少限にとどめて、他試料とのコンタミネーシ
ョンを最少限にし、分析精度の安定化を図っている。し
かし、複数のノズルをノズルホルダやアームに一体的に
設けた場合、各試料容器中の試料のレベルは一定でない
ので、全てのノズルで常に所定量の試料が吸引できるよ
うに、ノズルの挿入深さは試料客器の底近くまでとり、
最適値よりかなり深いものとしている。従って必要以上
にノズルが試料によって汚されるためコンタばネーショ
ンが増えると某に、液IiY【検出してノズルを必要深
さの分だけ挿入する方式の試料分注装置に比べてノズル
洗浄装置が大型かつ複雑になってしまう欠点がある。
ざらにこのような装置では、例えば第3図に示したよう
にある特定の試料について見ると分析項目全ての分注が
終了Tるまでには、少なくとも反応ラインの数に相当す
る数のステップ数が必要となり、その特定試料の分注位
置は図のように階段状となっている。このような装置の
一定時間後の測定は各反応ラインの搬送方向と垂直な方
向の同じ列の反応容器毎について行なうので、特定試料
についての全項目の測定が完Tするまでには分注時と同
じステップ数にわたる時間が必要となる。
測定結果の出力形式は種々の方式があるが、一般的には
試料に対する各分析項目がグループになって出力される
。そこでこの方法により測定結果を出力する際、第一図
および第3図で示した分注装置では全項目の測定値が完
了するまで舞長い時間待たなければならないと共に、最
後の測定値が得られるまで先に測定された測定データを
記憶する記憶装置が必要となり装置が複雑になる欠点が
ある。
また、試料をIll数の反応ラインの反応容器に分注す
る装置としては、特公昭!10− /71r7/、号公
報に記載されるものがある。この公報によれば第参図に
示すように、vIIIrの分析項目に必要な試料をノズ
ル〃で一度で吸引し、分析項目に必要な量を、各反応ラ
イン〃の搬送方向と垂直な方向即ち閤列の反応容器n&
:順番に分注T”るもの2である。試料容器nは回転可
能な試料ディスク2参の円周上clll数個収納されて
おり、試料容器nを順次試料吸引位置に搬送する。各反
応ライン1の搬送方向の一方に、試料ディスク2ダを配
置する。ノズルXはノズルホルダBに上下動可能に固定
され、さらにノズルホルダBはレールム上を図示しない
駆動装量とワイヤnにより摺動Tるようになっている。
またレールスは支点dを介してピストンシリンダ組立体
lに枢着され、ピストンシリンダ組立体yは支点〃を介
して装置本体31と回転自在に連結されテオリ、レール
スは破線で示Tように回転して/ズル〃を、試料ディス
ク2#のV料吸引位置に移動することができる。このよ
うな−成の分注装置によれば、試料吸引位置に搬送され
る試料容器の試料を、/ズル〃で各反応ラインの反応容
器に吐出する分量を一度に全て吸引し、レールムを実線
で示す位置に戻してから各反応容器nに分析項目に応じ
た所定量の試料を順次に吐出する。このようにノズル7
本で各反応容器に試料を分注する装置では、分注時間が
多くかかるため処理能力を高めることができない。さら
に第5図に示すように1本のノズルで分注動作を多数回
行なうと、分注回数の増加につれて分注量Xが減少する
と共に、分注量の繰返し再現性の標準偏差SDが上昇T
るため分注量にバラツキを生じて分析データに悪影響を
与える欠点がある。
本発明の目的は、上述した欠点を除去し、多項目自動分
析装置において試料を褒数の反応容器へ短時間に効率よ
く分注できるよう適切に構成した試料分注装置を提供し
ようとTるものである0杢発明はそ、れぞれ褒数の分注
ノズルを有する2組の分注ノズル群と、これら2組のノ
ズル群の各々を同時に2個の試料容器の各々に対して挿
脱する機構と、前記ノズル群の各ノズルを夫々各反応ラ
インの搬送方向に吋して同一位置にある膜数の反応容器
上に移送Tるコ組の移送機構と、これら移送機構の少な
くとも一方を2個の試料容器の間隔に応じて試料容器の
搬送方向に移動させ、常に各ノズル群が各試料容器上に
あるようにするノズル移動権構とを具え、2つの試料容
器に夫々褒数のノズルを同時に挿入して試料を吸引し 
lI数の反応容器に試料を分注するように構成したこと
を特徴とするものであ−る。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する・第6図は
本発明による試料分注装置を適用した多項目自動分析装
置の一例の構成【示す外観斜視図である。多項目自動分
析装置Qの、1面には反応容器1’/を同心円状に多数
個収容するターンテーブル12があり図示しない駆動機
構により矢印方向に回転する。反応容器41/は同心円
状に複数の反応ラインを構成している。ターンテーブル
心に対向シて、試料容器件を複数個収納するラックダ5
の搬送路らを設け、この搬送路らの上流に送り側ラック
収納部pを、下流に受は側ラック収納部9を形成する。
ラツクグjはその側面に収容する複数試料容器の中心に
対応する凹部を有しており、図示しない搬送機構により
この四部に突起を挿脱して試料吸引位置に先頭の材料容
器より順次に一つの試料客器を保持するようになってい
る。
搬送路砧に対してほぼターンテーブル侵の中心部の反対
側に試料分注装置ilI!419を配置する。試薬分注
装置岬のノズルSθはチューブ3/を介して図示しない
吸排装置に連結する。ターンテーブル4+2の下方に各
種試料を収容する試料タンク52を設け、試薬分注装置
押の右方に配置した試薬ポンプS3によりチューブS4
を介して各種試薬を反応容器’ll内に吐出できるよう
にする。試薬分注装置−の左方に比色計55を設ける。
このような構成の多項目自動分析装置によれば試料容器
に試料を入れラック#Sをラック収納部pにセットし装
置をスタートさせると、ラック4ISは順次試斜分注装
@119の試料吸引位置へ搬送される。試料分注装置稈
は試料容器件の試料を分析項目に応じて所定量だけ各反
応客器4I/に分注Tる。試料を分注された反応容器に
は搬送されて分析項目に応じた試薬が試薬ポンプ5/に
より分注される。試料と試薬は攪拌部で攪拌され、かつ
恒温状態で一定時間経過したところで比色計53によっ
て比色測定されてその結果を図示しない出力装置に出力
する。全試料の分注を行なわれたラックはラック収納!
lSgに送り出される。
第7図(a)は第6図の試料分注装置の一例の構成を示
す横断面図であり、第7図(b)は第7図(a)を■−
Illで切って示す縦断面図である。試料分注装置稈は
ダ本のノズA/30を−っの試料容器に挿入するよう構
成され、夫々プルツク!I 、 j?はり本のノズルを
有する。ノズルの水平方向の移動は第7図に示すように
、ブロックjlはり本のノズルがまとまって試料容器上
に位置する、試料の@d1状態を示しており、ブロック
!9は各ノズルが夫々反応容器41/上にあり試料の吐
出状態を示している。
ダ本のノズルyは−っの試料容器件に挿入しゃすいよう
夫々保持部60 、4/ 、 4J 、 43の片隅に
まとめて設ける。これら保持部60−43は吸′g1状
態では互いに当接して7つの組立体を構成する。また保
持部60〜63は夫々軸6ダ、6j、ム、67を介シて
ブロックsr 、 sデで保持する。軸4j 、 J7
は中空であり、その内部に襠夫々軸6り、≦4を摺動自
在に配置する。ブロック!r 、 jりの内部に第7図
(a)の紙面に垂直6方向にピニオン軸trを設ける。
またブロックsr 、 sq内の軸441にラックをi
けこの部分の軸訂を切欠いて、ピニオン軸≦lと軸44
’のラックが噛み合うようにする。軸6ダ〜4tの他端
に夫々ストッパ70 、7/ 、 7コ、73を固着し
、ストッパ70を側方に延在させ、軸6乙に遊嵌スる。
さらに軸6乙のストッパ70とストッパ73との間にス
トッパ7IIを固着する。軸6qの外側でストッパ70
とストッパ7ノとの間にばね7jを挿入し、軸4乙の外
側でストッパ70とストッパ7都トの間にばね76を、
ストッパ741とストッパ73との間にばね77を挿入
する。
ブロック!If 、 j?は第7図中)に示すように夫
々ガイド軸71 、79に沿って垂直方向に摺動自在に
支持されると共に、その側面に夫々ラックl01r/を
設け、夫々モータrコ、 tJに連結した夫々のギアt
y 、 rsによって上下動されるようにする。
モータl≦を分配器t7を介して2本のフレキシブルチ
ューブtrによりブロック!I 、 j?のピニオン軸
1stに連結する。ブロックsrを上下に貫通するガイ
ド軸7tの一端を中空円筒形をしたスライダ19に固着
し、このスライダを試料分注装置の架台90に固定した
水平軸9/に摺動自在に嵌合する。ガイド軸7tの他端
はナツト9コに固着し、このナツト9コをモータ93に
より架台りOに対して回転自在に、かつ、水平に固定さ
れた木ジ軸と噛み合わせる。
このような構成の試料分注装置についてその動作を説明
する。ノズルの保持部tθ〜ぶ3を集合させてノズA/
s0を吸引状態にし、モータ!−によりギアrりを回転
してブロック!tを降下させ、ノズルを試料g&引位置
の試料容器件内に挿入する。ブロックjデのノズルが吸
引状態にあるときは、同様にモータII 、ギアr!、
ラックI/によりブロックj9を上下動させてノズルを
試料容器に挿入することができる。ここで分注すべき所
定量の試料を吸引する。分注すべき反応容器が試料分注
位置にきたところで、モータ11を回転してブロックs
r 、 sデのビニオン軸6jを回転する。ビーオン軸
41は軸6ダに設けたラックと噛み合って保持部60を
最も外側の反応容器上に移動させる。このため軸11に
固着したストッパ70はばね7!を介してストッパ71
を押圧して軸6j1従って保持部6/のノズルを最外側
よりコ香目の反応容器上に移送する。さらにストッパ7
0は夫々ばね76を介してストッパ7qを押圧して軸6
6を、また軸66はばね77を介してストッパ73を押
圧して軸≦7を夫々押圧するので夫々保持部6コ、63
も最外側より3番目、参番目の反応容器上に移送される
。このように各保持部が反応容器上に移送されると、図
示しない吸排装置により試料を各反応容器内に吐出する
。また、ブロックsrは、モータ93を回転してナツト
92を両矢印d方向に移動させることによりガイド軸7
tもスライダtqに案内されて左右に移動する。従って
ブロックjlとブロック!デとの間の距離を所定の値に
変化させることができる。このように一つのブロックに
ダ本づつノズルヲ設は各プ窒ツクのノズルを同時に試料
容器に挿入できるようにしたので、ブロック毎に試料の
吸51と分注を独立して行なうことができる。
自動分析装置で分析される試料は一般試料だけでなく分
析前または分析途中で装置のキャリブレーションを行な
うキャリブレーション用試料、分析装置の分析精度を確
認するための精度管理用の試料、さらに一般試料とは別
に緊急を要する試料等の数種類の試料がある。分析装置
はこれら数種の試料をl11111mlシて分析結果を
その試料に合った形で出力する必要がある。この試料認
識方法には、試料容器により直接認識する方法と、試料
容器を収容するラックにより認識する方法がある。後者
の方法にも光学式、機械式、電磁気的等の方法があり、
信頼性の面から光゛学的または電磁的方法が採用される
場合が多い。
#It図(a)および0)は#!6図に示すラックの一
例の構成を示す平面図および側面図であり、第9図は第
1図に示すラックの端部を拡大して示す断面図である。
長方体のラック#jに一定間隔!を櫃いて4個の試料容
器a工〜a6を収納する。ラツクヂ!の先端デフと7番
目の試料容llaよとの距離はθであり、ラツクグSの
後端と乙査目の試料容器a6との距離はでである。fs
9図に示すようにラックの先端部?7に5個の室99を
形成し、試料の種類に応してこの室99に磁石100を
収容する。磁石を設ける位置はラックのどこでも良いが
、ラックの形状を小型にするためラックの先端部97に
設けるのが望ましい。このような構成のラックによれば
、磁石の位置の組合せにより試料の種類を認識すること
ができる。また試料容器毎に試料レベルは興なることが
ある。図では試料容器a工とa2との試料レベルがhだ
け異なっている。そこで第7図に示したブロック毎に液
面検出機構を設け、常にノズルが一定の挿入深さで試料
に浸漬するようにしてもよい。このようなラックからタ
ーンテーブル6上の各反応容器への試料の分注は、第7
0図に示すようにラックの搬送路%に沿って送られるラ
ックが、試料吸引位置にきたとき、第7図に示した試料
分注位置稈によりターンテーブルp上の各反応客器〃に
試料を分注する。#I7図に示した試料分注装置におい
て、固定ブロックj9のノズルの試料@釘位置に試料容
器a3が位置出しされるように試料容器の搬送機構を制
御し、このとき可動のブロックsrを移動させてその吸
引位置をとなりの試料容器a、と一致させることができ
る。第1σ図では1項目間時分注の場合であって、ター
ンテーブルq上には外周円ピッチPの間隔で参つの反応
ラインが構成されている。各反応容器の番号をN1jで
表わす。添字1は試料番号を表わし、jは項目番号を表
わす。図ではラック10/の試料a。
とa4について夫々項目番号がj−lおよび/ N1の
位置の反応容器について分注を行なっている。
この分注の終了後ターンテーブルはム方向にコピッチ回
動すると共に、ラック10/はB方向に試料間隔lだけ
移動する。このように分注が進行し、ラック10/の試
料容器a6とラック10.2の試料容器a工とが試料吸
引位置に搬送されてきたときこれらa6とa工との間隔
!、(lエーロ1−)−f )は通常!より大きいため
試料容器a工は正確に試料吸引位置のノズルの下方に進
むことができない。ここでラック先端の磁石100を検
出して図示しない制御装置により試料に応じて第7図に
示したブロックsrを両矢印d方向に所定量移動して、
この場合でもノズルが試料容器a工の上方に位置するよ
、うにする。これら試料容器a工、a6の分注後、第7
図のブロックjlを元の位置に戻してターンテーブル上
の各反応容器に分注する。従って異なるラックの試料容
器より同時に分注を行なうときに、試料の種類に応じて
常にノズルを試料容器上に移動させることになる。
反応容器に分注された試料は試薬と攪拌され一定時間反
応が進行したところで、を項目について同時に比色計S
Sに@引され同時に測定され、図示しない出力装置に出
力される。
以上の説明から明らかなように本発明による試料分注装
置によれば、7つの試料容器に多数のノズルを挿入し、
複数の反応ライン上の搬送方向に対して同一位置の各反
応容器に同時に試料を分注すると共に、試料容器に挿入
する複数のノズル群ごとにまとめて、他のノズル群との
間隔を調整できるので以下のような効果がある。
(1)  アームやノズルホルダで多数のノズルを保持
し、試料容器と反応容器との間でこれらアームやノズル
ホルダを回動させて試料の分注を行なう試料分注装置に
比べ装置全体を小型化できると共にノズル本数をさらに
増加できるので処理能力を向上することができる。
(2)1つの試料を同時に多項目の反応容器に分注でき
るため、特定試料に対する多項目の分析結果を同時に比
色測定でき短時間で全測定結果を得ることができると共
に測定データの記憶装置がいらない。
(3)7つの試料容器に挿入するノズル群は、個々の試
料容器ごとに挿入深さの量を制御することができるので
、コンタミネーションを最小限に押さえることができ分
析精度を向上させることができる。
(4)試料容器の間隔に応じて、ノズル群の間隔を変え
るので試料容器を収容するラックの設計上の自由度が大
きくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の多項目自動分析装置の分注装置の一例の
構成を示す斜視図、第2図(a)およびΦ)は従来の多
項目自動分析装置の分注装置の他の例の構成を示す線図
、第3図は第、2図に示す分注装置による分注を説明す
るための線図、#I41図は従来の多項目自動分析装置
の分注装置のさらに他の例の構成を示す線図、第5図は
、7本のノズルで複数回試料の分注を行なう際の分注量
とその繰返し再現性の標準偏差を表わす特性線図、第6
図は本発明による試料分注装置を適用した多項目自動分
析装置の一例の構成を示す斜視図、第7図(a)は第4
図の試料分注装置の一例の構成を示す横断面図、第7図
の)は第7図(a)をI−I線で切って示す縦断面図、
第を図(a)およびΦ)は第6v4に示すラックの一例
の構成を示す平面図および側面図、第9図は第1図に示
すラックの端部を拡大して示す断面図、第1QwJI:
i第9図に示すラックと第7図に示す試料分注装置とに
よる試料の分注を説明するための線図である。 V・・・多項目自動分析装置、−ハ・・反応容器、C・
・・ターンテーブル、件・・・試料容器、参S・・・ラ
ック、−・・・E料分注1!置、y・・・ノズル、!!
 、 !?・・・プ四ツク、4ダ、ご! 、 44 、
47・・・軸、ぶl・・・ビニオン軸、第3図 第4図 第5図 第6図 手続補正書 昭和56年r月12日 1、事件の表示 昭和56年 特 許願第1ost41t号Z発明の名称 試料分注装置 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 (037)  オリンパス光学工業株式会社訂正図のと
おりに訂正する。   ゛ 第1図 第7図 (b)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L それぞれ複数の分注ノズルを有するコ組の分注ノズ
    ル群と、 これら2組のノズル群の各々を同時に2個の試料容器の
    各々に対して挿脱する機構と、前記ノズル群の各ノズル
    を夫々各反応ラインの搬送方向に対して同一位置にある
    複数の反応容器上に移送Tる2組の移送機構と、これら
    移送機構の少なくとも一方をλ伊の試料容器の間隔に応
    じて試料容器の搬送方向に移動させ、常に各ノズル群が
    各試料容器上にあるようにするノズル移動機構とを具え
    、2つの試料容器に夫IrWII数のノズルを同時に挿
    入して試料を吸引し、IW数の反応容器に試料を分注T
    るように構成しπことを特徴とする試料分注装置。 ’b@紀試料容器を複数個のラックに収容し、このラッ
    クに前記試料容器間の間隔を知る手段を設け、この手段
    に応じて前記ノズル移動機構を制御することを特徴とす
    る特許情求の範囲第1項記載の試料分注装置。
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