JPS5933211B2 - 液体試料分注方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体試料分注方法に係り、特に容器内で試料の
化学反応を進行させる自動化学分析装置に適用するに好
適な分注方法に関する。

臨床用等の自動化学分析装置では、反応容器内に被検液
体試料もしくは検体を一定量サンプリングし反応試薬を
添加した後測定しようとする成分もしくは項目の吸光度
変化を測定して成分もしくは項目濃度を求めることがな
されている。

反応容器内に液体試料をサンプリングするために分注装
置が用いられる。分注装置は通常、ノズルを備えたシリ
ンジから成り、液体試料を試料容器からノズル内に吸入
保持し、保持した試料を反応容器内へ吐出する構成とな
つている。分注装置による分注動作は多数の試料に対し
て順次なされるので、試料間において汚染が生じないよ
うに試料吐出のあと洗浄液によるノズルの洗浄が行なわ
れる。ところが、被検成分もしくは被検項目によつては
水分が存在すると反応が阻害されるものがある。また、
試料吐出のあとノズル内壁に残存する試料を洗い流した
液を反応容器に加える・と溶液量が多くなり試料が希釈
されるので、微量成分の測定が困難になる。内壁に残存
する試料を除くには吸入試料量の約１０倍の洗浄液が必
要である。これらのことから反応容器へは試料のみを添
加し、洗浄液を加えないことが望まれる。上述の要求を
満足するものとして液体試料の吐出のあとノズルの先端
から洗浄液を吸入し、ノズルの他端に連接された減圧び
ん内へその洗浄液を排出させる分注装置が考えられてい
る。

この場合試料の吐出方向と洗浄液の流通方向とが逆にな
るため、最も汚染の程度が高いノズル先端の汚染を分注
装置の内部へ拡散させてしまう可能性が大きい。この方
式におけるさらに不都合な点は、ノズル内壁に付着した
残存試料が全て排出されてしまう点にある。このためシ
リンジの移動量で定まる試料分注量の計量精度が悪＜、
それが全体の測定精度低下の原因となる。あらかじめ試
料吸排用ノズルを洗浄水で満たしておき、マイクロシリ
ンジによつてノズル内に試料を吸入するのに先立ち、洗
浄水層と次に吸入される試料層との間にわずかな空気層
を形成させ、試料層と洗浄水層が互に拡散するのを防止
する方法が知られている（特開昭４８−５１６８７）。

この方法ではマイクロシリンジによる液体の吸入量と吐
出量が同じストロークである。このように同じストロー
クでは試料を吐出する際に、試料の粘性抵抗のために試
料の一部がノズルの先端に残り、分注誤差がもたらされ
る。本発明の目的は、同じノズルで複数分析項目につい
て多数試料を順次分注する場合に試料の秤量精度を向上
でき、しかも試料押し出し用洗浄液の反応容器への落下
も防止できる液体試料分注方法を提供することにある。

本発明の特徴は、洗浄液によるノズル洗浄のあと、試料
を吸入する前にノズル内に所定容量の隔離用空気層を吸
入し、次いでこのノズルに所定容量よりは少量の試料を
先端的に吸入し、その後反応容器上にノズルを移しノズ
ルから所定容量と同量の流体を押し出して吸入した試料
の全部と空気層の一部を吐出し、ノズルの洗浄に際して
ノズル先端部に留めておいた空気層残部を吐出するよう
にしたことにある。

本発明に基づく望ましい実施例においては、洗浄液と試
料の間に空気層が形成されるが、この空気層は３つの働
きをする。

すなわち、従来から知られているような洗浄液と試料を
分離する働きと、試料を吐出するときにノズルの先端又
は内壁に試料が残存しないような吸入したストロークよ
り大きなストロークで吐出させる働きと、試料をノズル
から吐出したときに洗浄液も吐出されるのを留める働き
とを有する。残存試料を反応容器へ加えるために試料の
吐出に後続して空気層の一部を反応容器内へ吐出する。
そして洗浄液が反応容器へ吐出されるのを防止するため
に試料が吐出し終つた時にノズルの先端に空気層の残り
の部分を留めておく。したがつて、試料吐出時のノズル
もしくは試料吸排管内の移動容積は、試料吸入体積より
も大であり、試料吸入体積と空気吸入体積の和は試料吐
出時のノズル内の移動容積より大である。以下本発明に
基づく実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。第
１図は本発明の一実施例の概略構成を示す図である。

試料を吸入するときに用いられるマイクロシリンジから
なる主シリンジ１６はシリンダー２とパツキング３とプ
ランシャー４を備えている。このマイクロシリンジ１６
には端部が開口された試料吸排管２０が接続されるが、
ここでは開口端からマイクロシリンジ１６に至る管２０
を便宜上ノズルと称する。マイクロシリンジ１６は流路
１９を介して補助シリンジ３０に連通されている。シリ
ンダー３１とパツキング３２とプランシャー３３を備え
た補助シリンジ３０は流路切換弁１８を介して洗浄用シ
リンジ２１に接続されている。洗浄液を収容した槽１７
の内部は流路２２によつて流路切換弁１８に通じている
。洗浄用シリンジ２１は系内に洗浄液を流通させるもの
である。吸入位置には例えば血清を収容した試料容器１
３が供給され、吐出位置には空の反応容器１４が供給さ
れる。１５は洗浄水ノズル１２を備え、ノズル２０の先
端が浸漬される洗浄液を収容した洗浄器である。

洗浄液としては通常蒸留水を用いる。洗浄用シリンジ２
１のシリンダー６内におけるピストン８の移動に基づく
容量は、マイクロシリンジ１６の最大移動容量および補
助シリンジ３０の最大移動容量よりも大である。空気を
吸いあげるための補助シリンジ３０の最大移動容量はマ
イクロシリンジ１６の最大移動容量よりも大となるよう
に構成されている。プランシャー４，３３およびピスト
ン８は図示しないカム機構あるいはエアシリンダ等から
成る駆動機構によつて駆動される０この実施例の動作を
第２図を参照しながら説明する。

まず、第２図の二に示すようにノズル２０の先端に至る
まで洗浄液７を系内に満たしておく。このノズル２０を
空中に保持し、補助シリンジ３０のプランシャー３３を
引き抜くように移動してノズル２０の先端部付近にイに
示すように容積ＶＯの空気層５を形成させる。このよう
な補助シリンジ３０による空気層形成段階のあと、ノズ
ル２０を吸入位置に移動させ、そこに供給されている試
料容器１３内の試料中にノズル２０の先端を浸漬し、主
シリンジであるマイクロシリンジ１６のプランシャー４
を引き抜くように移動する。

この試料吸入段階においてプランシャー４の移動容積ｖ
に対応する一定量の体積ｖの試料が口に示すようにノズ
ル２０内に吸入される。試料容器１３の試料中からノズ
ル２０を引きあげたとき試料層１はその体積ｖより大き
な容積。の空気層５によつて洗浄液７とは隔離されてい
る。次に口のようにノズル２０内に空気層５および試料
層１を保持した状態のまま、ノズル２０を反応容器１４
上に移動し、反応容器１４内に試料を吐出する。

この試料吐出段階は、補助シリンジ３０の作動によつて
達成される。補助シリンジ３０のプランシャー３３が容
積Ｖ。だけ押し込まれることによつて試料１とそれに続
いて空気５の一部が吐出される。仮に主シリンジ１６を
作動させてノズル２０に保持されている試料１を吐出す
れば、移動容積は試料吸収時と同じｖであるが、空気層
５がわずかに陽圧になるために試料は完全に吐出されず
にノズル先端に若干残留する。そしてノズル内壁にも試
料滴が残存する。しかし、この実施例のように試料層１
の吐出に後続して空気を吐出することにより、これら残
存試料はほとんど完全に反応容器１４内に加えられる。
このとき吐出される試料量と空気量の和は口の状態にお
ける空気層５の容積。と実質的に同じである。したがつ
てハに示したように、この試料吐出段階が終つたときノ
ズル２０内にはマイクロシリンジ１６の吸引量すなわち
吸入試料量と同じ容積ｖの空気層が残る。ノズル２０の
先端におけるこの空気層５の存在により洗浄液７が反応
容器１４内に入るのが防止される。試料吐出段階のあと
分注装置は洗浄段階に入る。

すなわちノズル２０が洗浄器１５の位置に移動し、洗浄
液内にノズル２０の先端部を浸漬してノズル２０の外壁
を洗浄する。同時に弁１８を切り換え洗浄用シリンジ２
１を作動して洗浄液をノズル２０より外に吐出させノズ
ル内壁を洗浄する。洗浄器１５からノズル２０を引きあ
げたときノズル２０の内部は二に示すように洗浄液７で
満たされている。洗浄用シリンジ２１内への洗浄液槽１
７からの洗浄液の吸入は他の段階が行なわれている間に
なされる。第１図のような実施例によれば、試料の計量
精度が高く、かつ洗浄液が反応容器に添加されることが
ない。

また、補助シリンジの採用という簡単な構成によつて容
易に洗浄液と試料の間に空気層を形成することができ、
空気層に前述した３つの働きを持たせることができる。
主シリンジと容量の異なる補助シリンジの採用は、オン
オフだけで動作させ得るので制御が簡単である。第１図
のような液体試料分注装置を自動化学分析装置に適用す
れば、移動ノズルを備えた分注装置が１台だけで複数種
の項目に対応するサンプリングを行なうことが可能にな
る。従来複数種の項目を測定する場合には移動ノズルを
備えた分注装置がその項目と同じ数だけ必要であつた。
１台の分注装置で複数種の項目の測定に適用させる場合
にはその項目数に対応した数の試薬添加装置が必要であ
るが、試薬添加装置はノズルが可能ではないので分注器
に比べて構成が単純であり、分析装置全体としては構成
が非常に簡素化される。

上述の実施例では洗浄液と試料の間に空気層を形成させ
るが、これは空気に限定されるものではない。しかし実
用的には空気が最も手軽に扱い得る。第３図は本発明に
基づく他の実施例の概略構成図である。

この例は被検成分もしくは被検項目に応じて試料分注量
を変えられるように構成したものである。第３図におい
て第１図のものと同様の機能を有するものには同じ符号
を付してある。この実施例ではマイクロシリンジ１６と
補助シリンジ３０の間に、マイクロシリンジ１６とは容
量の異なるもう１つのマイクロシリンジ４０を配設して
ある。そして図示しない駆動機構により試料吸入段階に
おいてマイクロシリンジ１６，４０の内のいずれか一方
あるいは両方を被検項目に応じて動作させる。この場合
、補助シリンジによる空気吸入量を試料の最大吸入量よ
り大きくなるように設定することにより第１図のものと
同様に動作させ得る。第４図は本発明に基づく第３番目
の実施例の概略構成図で、試料および空気の吸排を１つ
のシリンジで行なうようにしたものである。

計量シリンジ４１のピストン４６には突起４７が設けら
れている。ピストン４６は各行程に応じて４つの位置に
移動する。突起４７が上部ストツパ一４２の位置から可
動ストツパ一４４の位置まで移動されるときが空気吸入
行程で、ノズル２０の先端は空中にある。空気吸入行程
における移動（吸入）容積をＶ。とする。試料吸入行程
ではノズル２０の先端が試料容器１３内の試料中に浸漬
され、突起４７が可動ストツパ一４４の位置から下部ス
トツパ一４３の位置まで移動する。移動（吸入）容積は
である。可動ストツパ一４４および４５は紙面に対し左
右に移動し得る。空気吸入行程および試料吸入行程のと
き、切換弁１８は洗浄液槽１７と洗浄用シリンジ２１を
連通する状態にあるので、計量シリンジ４１内に流路４
８を介して洗浄液が流入することがない。図では反応容
器および洗浄器を省略してある。この間に洗浄用シリン
ジ２１内に洗浄液を吸入しておく。次の試料吐出行程で
はノズル２０は反応容器上に移動され、突起４７が下部
ストツパ一４３の位置から可動ストツパ一４５の位置ま
で移動される。

このときのピストン４６による移動（吐出）容積はＶ１
である。洗浄工程では切換弁１８が切り換わり、ノズル
２０の先端が洗浄器内に浸漬され、突却４７が可動スト
ツパ一４５の位置から土部ストツパ一４２の位置まで移
動される。同時に洗浄用シリンジ２１のピストン８が押
し込まれてノズル２０に残つていた空気および洗浄液が
吐出される。洗浄工程のピストン４６による移動（吐出
）容積はＶ２である。第４図の例ではＶ１の大きさはＶ
よりも大きくなされ、ＶＯは適宜選択される。第５図は
本発明に基づく第４番目の実施例の概略構成図で、第４
図と同様に試料および空気の吸排の１つのシリンジで行
なうものである。計量シリンジ５１のピストン５２の駆
動はカム５０によつてなされる。カム５０が矢印方向に
回転するとＡｂ間において空気吸入行程が、Ｂｃ間にお
いて試料吸入行程が、Ｃｄ間において試料吐出行程が、
Ｄａ間において洗浄行程が順次達成される。各行程の動
作は第４図の場合と同様である。以上説明したように本
発明によれば、洗浄液と試料の間に形成させた空気層を
、試料吐出時にノズル内に試料を残存させないために用
いることができるので、試料相互のコンタミネーシヨン
防止に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく一実施例の概略構成図、第２図
は第１図の実施例の動作中におけるノズル内の模様を示
した図、第３図は本発明に基づく他の実施例の概略構成
図、第４図は本発明に基づくもう１つの実施例の概略構
成図、第５図は本発明に基づくさらにもう１つの実施例
の概略構成図である。 符号の説明、１・・・・・・試料層、５・・・・・・空
気層、７・・・・・・洗浄液、１３・・・・・・試料容
器、１４・・・・・・反応容器、１５・・・・・・洗浄
器、１６，４０・・・・・・マイクロシリンジ、１７・
・・・・・洗浄液槽、２０・・・・・・ノズル、２１・
・・・・・洗浄用シリンジ、３０・・・・・・補助シリ
ンジ、４１，５１・・・・・・計量シリンジ、４２・・
・・・・上部ストツパ一、４３・・・・・・下部ストツ
パ一、４６，５２・・・・・・ピストン、４７・・・・
・・突起、５０・・・・・・カム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 液体試料を収容した試料容器から試料の一部を洗浄
   液が満たされたノズル内に吸入保持し、保持した試料を
   反応容器へ吐出し、吐出のあと洗浄槽位置にて洗浄液で
   上記ノズルを洗浄する液体試料分注方法において、上記
   ノズル洗浄のあと、試料を吸入する前に上記ノズル内に
   所定容量の隔離用空気層を吸入し、次いで上記ノズル内
   に上記所定容量より少量の試料を吸入し、その後上記反
   応容器上で上記ノズルから上記所定容量と同量の流体を
   押し出して吸入した試料の全部と上記空気層の一部を吐
   出し、上記ノズル洗浄に際して上記ノズル先端に留めて
   おいた空気層残部を吐出することを特徴とする液体試料
   分注方法。