JPS5920968B2 - 試料採取針装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、比較的高い試料採取割合で１連の試料を採取
する自動式の液体試料採取針装置に関する。

トウ・ジヨン（Ｄｄ＼Ｊｏｍｇ）を発明者とする１９６
４年５月２６日付米国特許第３１３４２６３号明細書に
は、スケツグス（Ｓｋｅｇｇｓ）等を発明者とする１９
６６年３月２２日付米国特許第３２４１４３２号明細書
に記載してあるような形式の自動分析装置用の試料採取
装置について記載してある。

１連の試料とこれ等の試料間の洗浄液体とを吸引する液
体試料採取針装置を備えたこの種の試料採取装置は、こ
のような分析装置に毎時約６０回の割合で試料を送出す
。

この採取針は、可動な試料容器受け板によりこの採取針
に向つて： 差出された各別の試料容器の液体内容物に
そう入しこれから取出すように、また前記の受け板の側
方に位置する固定の洗浄液体溜めに対し採取針をそう入
し取出すように竪移動する。この採取針はまた各試料容
器内へのそう入の合間に洗浄液体溜ノ めに移動するよ
うに、水平の横移動もする。前記のような分析割合では
採取針の竪移動は比較的遅くてよい。浮動またはから動
きをするように支えられ互に異る高さ位置に配置した各
液体容器に衝合したときに竪方向の自動調節ができるよ
うにしｃ た採取針を設けることはよく知られている。
このような形式ではあるが、与えられた時限内にはるか
に多い試料をたとえば毎時１５０種類の試料を供給する
ように、はるかに高い速度で採取針を動かす液体試料採
取針装置を必要とする一層高い分析割合を持つ自動分析
装置が現在必要とされている。このようなから動き運動
をする採取針のこのような高速性能では、採取針の衝撃
および振動のきびしい問題がこの採取針のこのような浮
動運動またはから動きの終りに生じた。

この終りのときに採取針は採取針支持部片により高い衝
撃を受けた。この採取針は、たとえば毛管であり、この
ような高い分析割合で全量としては比較的少い量の試料
たとえば約０．２ｍ１の程度の各試料を吸引する。各試
料について約４０回までの互に異る分析試験を行う場合
に全試料容積を吸引する際には、この採取針はその試料
の中に繰返えし口を入れることによりわずかずつ吸上げ
る。試料内への各浸漬の合間に採取針は空気またはガス
を吸引し各試料の液体区分の間にガス区分を生ずる。こ
れ等のガス区分は管壁を洗い先行試料による後続試料の
汚染を防ぐ。この探針は、これを各試料間で洗浄液体中
に浸漬してこれを吸引する。この洗浄液体は、１対のガ
ス区分により各隣接試料から隔離した液体区分を形成す
る。前述したような採取針の衝撃および振動により、採
取針が外に出ようとする液内浸漬終末時に、採取針から
周囲への液体の飛散が生じた。このような液体の飛散は
、汚れを生ずるだけでなく健康上有害でもある。たとえ
ば血液試料は汚染病のもとにもなる。このような採取針
の持上げ運動時のこのような衝撃はまたこの採取針内に
含まれる流体の慣性によつて分析成績に誤りを伴う。

たとえば採取針内にすでに吸引した流体区分の一部がこ
の採取針内の液体区分の慣性力によつて採取針から出て
失われることがある。採取針の振動によつてもまた採取
針からの流体のこのような消失が起るかも知れない。た
とえば試料の消失により、分析成績に影響するような不
適正な自動試料希釈が生ずる。本発明の目的は、たとえ
ば毎時１５０種の試料の高い分析割合を持つ自動分析装
置用の液体試料採取針装置におけるこれ等の問題を実際
上除こうとするものである。本発明の他の目的は、単位
時間当たり比較的高い試料数の割合で自動分析装置に液
体試料を供給する新規な自動採取針装置を提供しようと
するにある。

本発明のさらに他の目的は、互に異る高さに配置した液
体容器中に浸すように自動調節するこのような採取針装
置を提供しようとするにある。本発明によれば、次次の
容器の液体中に浸すための入口端を持つ可動に取付けた
吸入管と、この吸入管を動かしその入口端を上下させこ
の入口端を次次に各容器に差出すようにする駆動装置と
、前記吸入管入口端のこのような容器の内容物からの上
昇運動を制動して前記吸入管からの飛散を防ぐ制動装置
とを備えた、自動分析装置用液体試料採取針装置が得ら
れる。なおその他の目的は、好適とする実施例について
以下に述べる所から明らかである。

以下本発明試料採取針装置の実施例を添付図面について
詳細に説明する。

第１図に示すように試料採取装置の箱形のハウジング部
分１０は、試料採取装置により図示してない方法で下方
から支えた上向きに延び頂部の開いた若干個の管部片ま
たは容器１４，１５，１６を部分的に埋込んだデツキ部
分１２を備えている。

各容器１４，１５，１６は図示のように相互に間隔を隔
てている。水平方向に直線に沿つて滑動する試料たな１
８は試料採取装置から試料採取場所を過ぎるこのような
運動をするように図示してない方法で支えてある。たな
１８は、それぞれ各試験管に類似の形状の各液体試料容
器２０，２２，２４をそれぞれ受入れる、直線に沿い互
に間隔を隔てた上向きの複数個の受け口を持つ部片から
成つている。容器２０は試料取出し位置で示してある。
試料たな１８は図示してないつめ部片によりわずかずつ
周期的に前進させ容器２０からの試料の取出しに次で試
料たな１８を前進させ前回に容器２０の占める取出し位
置に容器２２を置くようにする。試料およびその他の流
体の取出し用の本発明採取針装置は２重端クランプの形
の水平の採取針腕部片２６を備えている。

腕部片２６の一端部は、ハウジング部分１０内の穴３０
を貫いてかなりのすきまをおいて上向きに延びる支持軸
２８の上端部分に固定位置に締付けてある。軸２８は穴
３０内で軸２８に取付けた竪方向の枢動偏心輪により後
述のようにして揺動する。腕部片２６の他端部は上向き
に延びるシリンダ３２の下端部に固定位置に締付けてあ
る。シリンダ３２はその底部にピストン３４が伸縮する
ように穴を形成してある。ほぼ上向きに位置する毛管す
なわちプローブ（ＰｒＯｂｅ）３６は、その上端部と下
端部との間の中間部分において、ナツト６０により支持
される。そしてナツト６０は、ピストン３４の下端部に
固定関係に取り付けられる。プローブ（ＰｒＯｂｅ）（
以下採取針と呼ぶ）３６の下端部は流体入口を構成する
。ピストン３４から横方向外向きに突出する採取針３６
の上端部は図示してない吸引管の入口端に普通の方法で
固定してある。この吸引管は適当な図示してない自動分
析装置の連続的に作動するポンプに協働し採取針３６に
吸引作用を生ずるようにしてある。採取針３６の入口端
はピストン３４の下端部の下方に或る距離だけつり下げ
てある。採取針３６用の作動機構を図示する第２図に示
すように、竪方向に滑動自在で竪方向に可動なはめ輪４
０を取付けられ竪方向に配置した固定の案内兼枢動軸３
８を設けてある。

てこ腕部片４２はその一端部にピボツトを設けてある。
このピボツトにより、はめ輪４０の各拡大端部間に保持
したローラ４３を回動自在にしてある。はめ輪４０の上
端部には細長い水平の締付けプロック４４を固定してあ
る。プロック４４の中間部分を貫いて軸３８が延びはめ
輪４０を取付けた軸３８に沿いプロツク４４が滑動する
ようにしてある。プロツク４４の一端部に軸３８から横
方向に間隔を隔てて軸３８に固定の位置に支持軸２８の
下端部を締付けてある。軸３８の反対側にこれから間隔
を隔てて、プロック４４の他端部の切欠き４８内に竪方
向に配置した案内軸４６を納めはめ輪４０と一緒のプロ
ック４４の竪移動を案内するようにしてある。水平のて
こ部片５０はその一端部を案内軸４６の上端部に固定し
てある。てこ部片５０の中間部分は枢動軸３８の上端部
分を受入れこの上端部分により枢動する。軸３８の一方
の側で軸４６から離れた場所においててこ部片５０はこ
れを貫いて軸２８を滑動自在に納める。軸４６から遠い
方で軸２８を越えたてこ部片５０の端部にリンク５２の
一端部を枢着してある。てこ部片５０は軸３８に任意普
通の方法で軸線方向に移動しないように取付けてある。
リンク５２はてこ部片５０に押し引き作用を及ぼしてこ
部片５０を枢動軸３８のまわりにてこ部片５０と一体に
プロツク４４を揺動するように角度方向に動かす。

この運動により各軸２８，４６を枢動軸３８の軸線のま
わりに或る角度だけ揺動させる。もちろん前記した軸線
のまわりの軸２８の揺動運動により軸２８に固定の採取
針腕部片２６の揺動運動を生じさせる。採取針腕部片２
６の最大の揺動は第１図に示した採取針３６の実線位置
および鎖線位置で示してある。前記した実線位置では採
取針３６はデツキ部分１２に埋込まれ洗浄溶液を含む容
器１６に合致する。前記した鎖線位置では採取針３６は
試料容器２０に合致する。てこ部片５０の押し引き運動
はまた、採取針腕部片２６の２つの中間位置に移すのに
有効である。採取針腕部片２６の前記した中間位置の１
つでは採取針３６は、デツキ部分１２内に埋込まれ標準
調製の液を入れた容器１５に合致する。また採取針腕部
片２６の他の中間位置では採取針３６は、デツキ部分１
２に埋込まれ異る標準調製液体を入れた容器１４に合致
する。デツキ部分１２に埋込んだ各容器１４，１５，１
６は試料採取装置により、試料たな１８に支えた各試料
容器２０，２２，２４の水平面の上方の高さ位置または
この水平面に支えてある。採取針腕部片２６は、はめ輪
４０により保持したローラ４３を支えるてこ腕部片４２
の端部の上下の揺動運動により上下する。

はめ輪４０は枢動軸３８に沿いてこ腕部片４２のこのよ
うな枢動運動により上下する。プロツク４４に固定のは
め輪４０のこのような運動により、プロツク４４に固定
され軸２８と共に竪方向に動く採取針腕部片２６を固定
して支える支持軸２８を上下する。採取針腕部片２６の
最上部位置は第１図に鎖線で示してある。シリンダ３２
とピストン３４との構造は第３図に明示されている。

シリンダ３２の上端部に針状の弁状部材５４がねじ込ま
れている。針状の弁状部材５４は、円すい台形の頭部と
おねじ付きの円筒部とから成つている。弁状部材５４を
ねじ込むときは、この円筒部のおねじが、シリンダ３２
の上端部に設けためねじ付きの穴のめねじとかみ合い、
かつ円すい台形の頭部がこの穴の上端部に形成した円す
い台形の弁座にはめ込まれる。そして円すい台形の頭部
が、円すい台形の弁座から離れるように弁状部材５４を
回転させるときは、互いにかみ合うおねじ、めねじの間
のすきま及び円すい台形の頭部と弁座との間のすきまを
通つて空気が流通できるように、弁状部材５４とシリン
ダ３２の上端部の穴とを形成する。したがつて弁状部材
５４を回転させることにより、シリンダ３２の上端部内
へ入りまたこの上端部から出る空気の流通を或る程度制
御できる。重量を減らすように中空にしなるべくは金属
の軽量材料から構成したピストン３４は開いた上端部と
せんをした下端部とを備えている。ピストン３４の壁体
には軸線方向のキーみぞ５６を形成し腕部片２６に固定
のキー５８と協働してシリンダ３２からのピストン３４
の延びを制限するようにしてある。キー５８およびキー
みぞ５６の協働によりまたピストン３４の回動を防ぐよ
うにしてある。ピストン３４の外径とシリンダ３２の内
径とは精密な公差に保持してこれ等両者間にシリンダ３
２からその下端部を経てピストン３４のまわりに空気が
流入流出するように一定のただし制御したすきまが生ず
るようにしてある。ナツト６０はピストン３４の下端部
に採取針３６の傾斜部分に対し囲む関係にねじ込み、採
取針３６をピストン３４に第３図に示した位置に取りは
ずし自在に締付ける。

ナツト６０の底部には、採取針３６が貫いて延びる環状
の弾性クツシヨン部片すなわち緩衝部片６２を適当に固
定してある。採取針３６はまたたとえばテフロンから構
成され緩衝部片６２の底部に固定した比較的薄い座板６
４を貫いて延びている。第３図においてピストン３４は
、ピストン座板６４と洗浄溶液容器１６の口との衝合に
よりシリンダ３２内にほぼ完全に引込んだ状態で示して
ある。容器１６は各試料容器より高い液位まで満たし、
採取針３６の試料内への浸漬とその試料からの引出しと
の後に、採取針３６が洗浄溶液内の浸漬時にこの溶液内
にさらに深く入り採取針３６の外部の試料を洗い落すよ
うにしてある。ピストン座板６４が各試料容器の１つた
とえば容器２０に衝合すると、各試料容器を支える高さ
が一層低いのでピストン３４がシリンダ３２から一層延
びる。採取針３６は、このような液体容器のどれかに充
分に浸すと、この容器の底部に近接する。次に各液体容
器に出入する採取針の運動について述べる。

１回の作動サイクルでは採取針３６はノ 容器１６の洗浄液体中に浸す前に空気を吸引する。

容器１６内で採取針３６はこのような洗浄溶液を吸引し
採取針内部の前回の試料を洗浄する。採取針３６は容器
１６内に迅速に下げる。緩衝部片６２はピストン３４と
容器１６の口との衝撃を緩和する。採取針下降運動を制
限する容器１６との衝合後に、ピストン３４はそのまわ
りのシリンダ底部から空気を押出しながら前記したよう
にシリンダ３２内に引込む。洗浄溶液の吸引後に採取針
腕部片２６は、図示してない計算機の指令で運動を適宜
に制御する前記した採取針作動機構により迅速に持上げ
られる。腕部片２６およびシリンダ３２のこのような上
昇運動の初めの部分では、腕部片２６およびシリンダ３
２は早く加速するが、ピストン３４に支えた採取針３６
は、ピストン３４の慣性とピストンに加わりこれを伸ば
している重力による引張り作用とによつて比較的遅い割
合で上昇する。しかしこのピストンを伸ばす割合は、シ
リンダ３２にシリンダ３２およびピストン３４間で入り
また針状の弁状部材５４を過ぎて入る空気の拘束作用に
より制御する。ピストン３４およびシリンダ３２により
形成した膨満室内に空気がピストン３４のまわりを上昇
して入る際に、このピストン外面に作用する空気の摩擦
は、シリンダ３２内の部分真空のほかにピストン３４の
伸長を遅くする要因であると考えられる。これ等の力に
よつて採取針シリンダ３２の上昇運動時に、ピストン３
４に支えた採取針３６の上向き運動は有効に制動され浮
動取付けの採取針３６がその支持部から通常受ける実質
的な衝撃を防ぐ。採取針３６が洗浄溶液から出た後に採
取針３６に空気を吸引する。ピストン支持の採取針３６
は次で前記した採取針作動機構により試料容器２０に合
致するように動かす。

そして容器２０内への採取針３６の下降運動は採取針座
板６４と容器２０の口との衝合によつて制限を受ける。
前記したようにピストン支持採取針３６は腕部片支持シ
リンダ３２と一緒の上昇時に試料から出て次で１回また
は複数回この試料に繰返えし入ることにより試料を吸入
れるのがよい。容器２０から抜出した後ごとに空気を採
取針３６内に吸引する。採取針３６は試料流れ内にガス
区分を形成し各液体試料区分を隔離し採取針３６を清浄
にする。このような吸入れ後に採取針３６を試料内に一
層長い時限にわたりふたたび浸しこのような試料を吸引
する。次でピストン支持採取針３６を試料容器２０から
洗浄溶液容器１６からの前記した抜き出しと同じように
して抜き出し採取針３６の上昇運動を制動し採取針３６
の衝撃および振動を防ぐようにする。容器２０内の試料
から取出した後に、採取針３６は容器１６内の洗浄溶液
にふたたび浸す前に空気を吸引する。

採取針３６が試料容器２０から出た後に、試料たな１８
を前記したつめ部片によりわずかずつ前進させ次に続く
試料容器２２を試料取出し位置に位置させる。採取針運
動のサイクルは次で反復する。採取針シリンダ３２内の
前記した針状の弁状部材５４を調節し所望に応じてピス
トン３４の運動の制動程度を変える。前記した図示して
ない計算機の指令時に前記した採取針作動機構は、試料
デツキ１２に埋込まれ互に異る標準調合液体を入れた各
容器１４，１５に採取針３６を移換しこの液体を図示し
てない分析装置内の標準液体の分析のために採取針３６
により吸引する。

これ等の標準液体は既知の値を持つている。このような
標準液体は通常このような分析装置の校正のために使う
。前記したように液体試料採取針装置は自動分析装置に
比較的高い回数割合でたとえば毎時１５０の試料割合で
試料を供給する。

このような採取針装置では浮動採取針を互に異る高さ位
置に支えた各液体容器からの試料採取に適応するように
設けてある。これ等の液体容器内で竪方向採取針運動は
有効に制動され、採取針外側からの液体の周囲へのはね
掛けと採取針内からの流体の損耗とが生じやすい採取針
の衝撃または振動を実際上なくす。本発明の達成できた
前記の各目的のほかに、前記した所から明らかな目的と
して、たとえば採取針シリンダおよび採取針ピストンの
協働により採取針の竪移動における採取針のすぐれた案
内がある。以上本発明を詳細に説明したが本発明の構成
の具体例を要約すれば次のようである。（１）吸入用管
状針を含む部材と支持部片との間に設けた制動装置に吸
入用管状針を含む部材が所定の移動をする間この部材の
上昇運動を制動する制動部片を備えた、前記特許請求の
範囲に記載の装置。

（２）吸入管状針を含む部材と支持部片との間に設けた
制動装置に該部材と支持部片とを吸入管状針を液体から
引出した後に上部位置へー体にして上昇させる装置を設
けた前記特許請求の範囲に記載の装置。

（３）運動制動装置に、１方にはシリンダを持つ部片と
他方にはピストンを持つ部片とを備えた前記特許請求の
範囲に記載の装置。

（４）シリンダとピストンとがその間に膨満可能の空気
室を仕切りかつさらにこれらシリンダとピストンとの間
にシリンダへの空気の出入のための大気に開口した制限
した空気通路形成した前項（３）に記載の装置。

（５）対応する容器と衝合するように吸入用管状針と固
定した関係に弾性緩衝部片を設けた前記特許請求の範囲
に記載の装置。

（６）ピストンが延びている端部部分から遠い方のシリ
ンダ端部部分を貫く第２の空気通路を制御する弁を備え
た前項（４）に記載の装置。

（７）吸入用管状針をピストンに固定した前項（４）に
記載の装置。

なお本発明はその精神を逸脱しないで種種の変化変型を
行うことができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明液体試料採取針装置の１実施例を協働さ
せた自動分析装置用試料採取装置の部分斜視図、第２図
は第１図の採取針装置の作動機構を拡大して示す部分斜
視図、第３図は第２図の採取針装置のシリンダの拡大軸
断面図である。 ３６・・・・・・採取針、３２・・・・・・シリンダ、
３４・・・・・・ピストン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １連の各別の液体試料を、上向きに配置したそれぞ
   れの容器から送り出す試料採取針装置において、（イ）
   吸込入口を持つ吸引用の管状の採取針を備えたナットと
   、（ロ）採取針腕部片に固定されたシリンダと、（ハ）
   前記ナットを支持し、前記シリンダ内を移動自在であり
   、このシリンダからの延びが制限されるピストンと、（
   ニ）前記採取針腕部片を、下方の試料採取位置と上方の
   試料を採取しない位置との間で移動させる移動手段と、
   （ホ）前記ナットと前記採取針と一緒の前記ピストンの
   上昇運動を制動する運動制動手段とを備え、この運動制
   動手段を、（い）前記シリンダと前記ピストンとの間に
   形成され、前記シリンダへの空気の流入およびこのシリ
   ンダからの空気の流出のために、包囲する大気に開放し
   ている制限された第１の空気通路と、（ろ）前記ピスト
   ンが延び出ている前記シリンダの端部部分から遠く隔た
   つた端部部分を貫く第２の空気通路を制御する弁状部材
   とにより構成した、試料採取針装置。