JPS5952759A - 試料分取分注装置 - Google Patents

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】 ■、　発明の背景 技術分野 本発明は、生化学分析等に用いる検体の前処置分注する
試料分取分注装置に関する。

先行技術 生化学分析においては、分析対象である検体ないしは試
料の一部を分取し、この分取した試料を適尚な試料管に
規定量分注する作業があシ、このような作業を行う装置
として試料分取分注装置がある。

第１図（Ａ）及びω）は、かかる試料分増分注座１６の
従来例の概略を示す一部断面した正面図である。この第
１図（４）及び（Ｂ）において、検体管１１内には試料
ｓｐが収容されている。更に検体管ｌｌ内には該試料ｓ
ｐを分取するノズル１３が上方開口よ逆挿入されている
。ノズル１３は、管路１４に連結され、更にはトラッｆ
１８及び管路１４Ａを介して切換バルブ２０に連結され
ている。管路１４Ａにはリークバルブ１９が連結されて
おシ、また切換バルブ２０には管路１４Ｂ、１４Ｃによ
ってポンプ２１が連結されている。切換バルブ２０は、
試料の分取・分注に対応して管路１４Ｂ、１４Ｃのうち
いずれかを管路１４ＡＫ接続する機能を有する。例えば
管路１４Ｂと１４Ａとが接続されるとポンプ２１によっ
て分取ないしは吸引作業が行なわれ、管路１４Ｃと１４
Ａとが接続されるとポンプ２１によって分注ないしは吐
出作業が行なわれる。管路１４Ａにはリークバルブ１９
が連結されておシ、管路１４，１４Ａ等の圧力を大気圧
とする機能を有している。

前記管路１４の途中には、曲管部１５が設けられておシ
、この曲管部１５の両端部近傍には管状の電極１６Ａ　
、１６Ｂが配仙されている。

電極１６Ａ、１６Ｂは、その金属部分が管路１４の内側
に露出しており、管路１４内に試料ｓｐが導入されると
電極１６Ａ、１６Ｂ間の電気抵抗が変化するようになっ
ている。上記曲管部１５の一部には、試料の導通を制御
するストッパ１７が設けられている。

上記試料管１１の近傍には、分注される試料ｓｐが収容
される試料管１２が配植、されておシ（第１図の）参照
）、図示しない手段によってノズル１３が挿入されるよ
うになっている。

次に、上記従来例の動作を説明すると、まず、リークバ
ルブ１９を閉とし、ストッ／ｊ　１７　ヲ開とする。次
に、切換バルブ２０により管路１４Ａが管路１４Ｂに接
続され、ポンプ２１によって吸引作業が行われて管路１
４内が負圧ないしは除圧となるとともに、ノズル１３を
検体管１１内に挿入降下する。

ノズル１３が試料ｓｐに達すると、試料ｓｐが吸引され
、管路１４内に流入する。この流入した試料ｓｐは、や
がて電極１（ｉＢに達する。

このため、電極１６Ａ、１６Ｂ間が試料ＳＰによって電
気的に接続されることとなる。従って電極１６Ａ、１６
Ｂ間の電気抵抗が変化し、試料ｓｐが管路１４内に流入
したことが確認される。この確認に基づいて図示しない
タイマ手段が動作し、一定時間の計時の後ストッパ１７
を閉として管路１４内への試料ＳＰの流入が停止する。

以上の動作の後、図示しない手段によってノズル１３が
上昇し、更には試料管１２上に移動下降する。他方、切
換バルブ２ｏによって管路１４Ａが１４Ｃに接続され、
ポンプ２１によって吐出作業が行われ管路１４内が正圧
ないしは陽圧となる。同時にストッパ１７は開となる。

このため管路１４内の試料ＳＰがノズル１３がら試料管
１２に滴下され、分注が行われることとなる。

この分注の後、分析精度向上のため、ノズル１３・管路
１４の洗浄あるいは乾燥が行なわれ、装置は次の分注作
業に備えることとなる。

先行技術の問題点 以上述べたように、従来の試料分取分注装置においては
、管路中に一対の電極を設け、この電極間の電気抵抗の
変化を検知することにょシ分取・分注の制御を行ってい
た。

しかしながら、かかる従来の試料分取分注装置において
は、次のような問題点が指摘される。

まず、管路の途中に金属の電極を設ける必要があシ、接
続部分が増大し、構造が複雑となる。

次に、電極部分を試料が通過するため、試料が異なるご
とに電極の洗浄を行う必要がある。

また、電極間の電気抵抗変化の検知を確実に行うために
は、かかる変化が犬となるように電極間の距離を設定す
る必要があシ、例えば第１図に示した曲管部１５を設け
る必要がある。

更に、試料によっては抵抗が太きいものがあシ、あるい
は温度によって抵抗ないしは電専度が変化するものであ
シ、このようなばらつきや変動を考慮して上記手段によ
る検知を良好に行うことが困難な場合が生ずる。

■９発明の目的 本発明は、上記先行技術の欠点を改善し、分取・分注を
行うノズル手段とポンプ手段とを接続する管路に吸引・
吐出の検知手段を有し、該検知手段の出力に基づいて前
記ポンプ手段を作動し検体管内の試料を分取し、試料管
内に分注する制御手段を肩する試料分取分注装置におい
て、前記ノズル手段は、分取する試料を収容し得る容積
を有し、前記検知手段は、管路内の圧力を検知する圧力
検出手段を有することを特徴とする試料分取分注装置を
提供することをその目的とする。

前記検知手段は、管路内の圧力が所定値よシ低下するこ
とによ多試料の分取開始を検知し、かつ所定値への復帰
によ多試料の分取の終了を検知するとともに、管路内の
圧力が所定値よフ上昇することによ多試料の分注開始を
検知し、かつ所定値への復帰によ多試料の分注の終了を
検知する。

前記ノズル手段は、管路に着脱可能に装着されるもので
あってもよい。

■９発明の詳細な説明 以下本発明を添付図面に示す実施例に従って詳細に説明
する。

第２図（Ａ）乃至（Ｃ）　ｉ−１：　、本発明による試
料分取分注装置の一実施例を示す斜視図である。この図
において、検体管３１内には分取・分注されて分析の対
象となる試料ＳＰが収容されている。

この検体管３１から試料ｓｐを分取するノズル３３は、
先端部に向ってテーパ状に形成されておシ、内部には分
取する試料ＳＰを収容し得るに十分な体積を有する空間
３３Ｂが設けられている（第５図参照）。

ノズル３３は、適宜の嵌合部材３３Ａによって着脱容易
に管路３４に接続されておシ、これによって管路３４内
の空間と前記空間３３Ｂとが結合されている。

管路３４は、分岐部８４Ａ、３４Ｂ及びストツノで３７
を有しておシ、分岐部３４Ａ、３４Ｂにはさまれてスト
ッパ３７が配置されている。

第一の分岐部３４Ａには、圧力センサ３６が結合されて
おシ、第二の分岐部３４Ｂには、リークバルブ３９が結
合されている。更に、管路３４はシリンジポンプ４１に
結合されておシ、このシリンジポンプ４１のピストン４
１Ａの動作によって管路３４内が除圧又は陽圧となるよ
うに構成されている。

ストッパは、前記シリンジポンプ４１による吸引、吐出
を制御する機能を有している。

リークパルプ３９は必要に応じて開閉され、試料ｓｐの
吸引、吐出を良好に行うとともに、シリンジポンプ４１
に不要な外圧（大気圧）が印加されることのないように
するためのものである。

前記圧カセンザ３Ｇは、コントローラ５０に接続され、
その電気的信号が入力されるようになっている。この電
気的信号の一例を第３図及び第４図に基づいて説明する
。第３図は、電気的信号の測定回路を示すもので、圧カ
センザ３６の出力は所定の電源３６Ｂを有するアンプ３
６Ａに入力されて増幅されるようになっている。更に、
増幅された電気的信号は、オシロスコープ８６Ｃに入力
され、表示ｆｆ１３６Ｄ上に表示されるようになってお
シ、その−例を第４図に示す。この例は、ストッパ３７
を動作させることなく試料ｓｐの吸引、吐出を行った場
合を示したものである。まずノズル３３の先端から空気
が吸引されているときは、信号は略Ｏ■である。次に、
時刻１＝０においてノズル３３の先端が試料ｓｐに達し
て試料ｓｐを吸引し丸めると、試料ｓｐの流入抵抗によ
多管路３４内の圧力が低下し、これに反比例して信号の
電圧が上昇し始める（第４図（イ）参照）。次に、一定
の吸引作業の後再び空気が吸引されるようになる（第４
図（ロ）参照）と、管路３４内の圧力が上昇し、信号の
電圧は下降してやがてＯｖとなる（第４図時刻ｔ＝４参
照）。このときの信号の電圧上昇の程度は、試料ＳＰの
吸引資ない（７は分耶景に略比例する。吸引した試料ｓ
ｐを吐出する場合には、逆に管路３４内の圧力が試ｍｐ
の流出抵抗によシ上昇し、信号の電圧は下降する（第４
図（ハ）、に）参照）。吸引時と吐出時の信号波形は略
対称となる。以上のように、吸引。

吐出いずれかによって信号波形が異なるので、これによ
って以下に述べるような分取２分注の制御を行うことが
できる。

次に上記コントローラ５０には、分取・分注すべき試料
ｓｐの容量を定めるタイマ手段５０Ａが設けられておシ
、前記圧力センサ３６の出力する電気的信号に基づいて
タイマ手段５０Ａが後述する計時動作を行うようになっ
ている。

このコントローラ５０は、ストッパ３７．リークバルブ
３９及びシリンジポング４１に各々接続されておシ、後
述する動作を行うように必要な制御信号が各々転送され
るようになっている。コントローラ５０は、図示しない
ノズル３３の移動手段にも接続されておシ、動作に必■
３発明の具体的作用 次に、上記実施例の具体的作用動作を説明する。なお第
２図に示した各部の経時的な状態を第５図（Ａ）乃至＠
）で示す。

まず、分取動作について説明する。この場合は、第５回
込）に示すように、コントローラ５０によってストッパ
３７が開、リークバルブ３９が閉とさＩＬる。更にコン
トローラ５０によってシリンノ？ンプ４１が駆動され、
ピストン４１Ａが矢印Ｆ１の方向に動作し、吸引か開始
される。

同時にノズル３３け、矢印Ｆ２の方向すなわち試料ｓｐ
の方向に下降する。

ノズル３３が試料ＳＰＫ達すると、試料ｓｐＯ分取が開
始される。このため、管路３４内の圧力が低下し、これ
が圧力セン＋ｊ３Ｇによって検知され１信号がコントロ
ーラ５０に入力される。この信号によってコントローラ
５０のタイマ手段５０Ａが計時動作を開始する。この開
時動作中は、分取作業が続行され、ノズル３３の全問３
３Ｂ内に試料ＳＰが分堆さえシ沁（第２図ω）参Ｊｌｊ
ｉ　）。この分ＪＩ！量は、タイマ手段５０Ａの設定時
間に゛よって定められる。

前ｉ己ｉ１時ＫＤ作終了後、コントローラ５ｏにょっ゛
〔ス１ソノ９３７がり、ｊ、リークバルブ３ｇが開とさ
れる。ｌｉＪ　ＩＬ９にノズル３３の下降も停止し、シ
リンソポング４　ｉのピストン４１Ａの動作モ停止する
（第５図ω）参照）。以上の動作ｅごよって試料ＳＰの
分取は終了する。

次に、分注動作について説明する。まずコントローラ５
０によって図示しない移５１手段が駆動され、ノズル３
３が上荷弓溪勤して・険体管３１から試料￥’ｉ’　Ｊ
　２に仲人さ、ｉｔＸ史には第５！ａ（Ｃ）に示す所定
位１直にノズル３３の先端が達して停止する。他方ノズ
ル３３が試料管３２内に挿入さｉする動作が開始される
とともに、シリンジポング４１のビス１−ン４１Ａが第
５図側の矢印Ｆ３の方向に動作する。′また、−ノズル
３３が停止し７’ＣＭ　点で、コントローラ５ｏにょシ
ストツノや３７が開、リークバルブ３９が閉とされ、試
料ＳＰＯ分注が開始される（第５図υ）又は第２図（Ｃ
）参照）。このため、管路３４内の圧力が上昇し、これ
が圧力センサ３６によって検出され、信号がコントロー
ラ５０に人力される。この信号によって分注の開始がコ
ントローラ５ｏにおいて確認される。試料ｓｐが試料管
３２にすべて吐出されると、ノズル３３がらは空気が吐
出されるようになる。このため管路３４内の圧力が低下
し、これが圧力センサ３６によって検出され、コントロ
ーラ５０において分注の終了が確認される。これに従っ
てコントローラ５０によシストツノぐ３７が閉、リーク
バルブ３９が開とされ、シリンジＩング４１の動作も終
了する（第５図■）参照）。

以上の動作終了後、コントローラ５０によって図示しな
い移動手段が動作し、ノズル３３が上昇・移動して最初
の位置に戻る。そしてストツノｆ３７が開となシ、ノズ
ル３３は管路３４からはずされて新しいものと交換され
、次の分取分注が行われる。なお、使用されたノズル３
３は適宜の手段によって洗浄及び乾燥が行なわれ、再度
の分取分注作業に供される。

なお、上記実施例においてはシリ・嘗ポ・プを使用した
が、同様の機能を有するものであれハ他のポンプ例えば
ローラポンプあるいはエアーポンプを使用し、必要があ
れば第１図に示した切換バルブを使用するようにしても
よい。更に、上記実施例ではコントローラを使用し、こ
るようにしたが、第３図に示した手段によってオペレー
タが圧力センサの信号を観察し、マニュアルで上記制御
手段を操作するようにしてもよい。また、本発明の対象
となる試料には血液など種々のものが含まれるが、特に
圧力センサを使用することと関連して、電気抵抗の高い
試料、金属と反応しやすい試料に対して本発明は一層効
果的に適用される。

圧力センサとしては半導体を使用したセンサの他、例え
ば歪ダーツを管路と大気圧とが影響接的に圧力を測定で
きるセンサでもよい。また、管路内部の圧力を検出する
代りに、試料の分取。

分注にともなって管路内を流れる気体の流速すなわち単
位時間当シの流量を検出する流速検出装置を用いてもよ
い。

■９発明の具体的効果 り、上のように本発明によれば、分取した試料を／、ｅ
ル内に収容することとしたので、ノズルのみを交換する
だけで試料の汚染が防止でき、何ら管路の洗浄、乾燥を
必要とせず、分取分注作業を継続することができる。管
路の吸引、吐出状態は圧力センサによって検知すること
としたので、電気抵抗あるいは電導塵が異なる種々な試
料や、これらが温度などに依存する試料についてもかか
る検知を適確に行うことができるとともに、電極の洗浄
等の必要性もなく、史には管路の構成を簡便にすること
ができるというすぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の試料分取分注装置の一例を示す概略の部
分断面正面図、 第２図（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明による試料分取分注装
置の一構成例を示す斜視図、 第３図は圧力センサの出力する信号の観察手段の一例を
示すブロック図、 第４図は圧力センサの出力する信号波形の一例を示す線
図、 第５図ＩＡ）乃至＠）は第２図に示す装置の動作状態を
経時的に示す説明図である。 主要部分の符号の説明 ３３・・・ノズル ３３Ｂ・・・ノズル内の空間 ３４・・・管路 ３６・・・圧力センサ ４１・・・シリンノポング 特許出願人　テルモ株式会社 −３′ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　分取・分注を行うノズル手段とポンプ手段とを接
   続する管路に吸引・吐出の検知手段を有し、該検知手段
   の出力に基づいて前記ポンプ手段を作動し、検体管内の
   試料を分取し、試料管内に分注する制御手段を有する試
   料分取分注装置において、 前記ノズル手段は、分取する試料を収容し得る容積を有
   し、 前記検知手段は、管路内の圧力を検知する圧力検出手段
   を有することを特徴とする試料分取分注装置。 ２、　検知手段は、前記管路内の圧力が所定値よシ低下
   することによ多試料の分取開始を検知し、かつ所定値へ
   の復帰によフ試料の分取の終了を検知するとともに、前
   記管路内の圧力が所定値より上昇することによ多試料の
   分注開始を検知し、かつ所定値への復帰によ多試料の分
   注の終了を検知することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の試料分取分注装置。 ３、　ノズル手段は、前記管路に着脱可能に装着される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載の試料分取分注装置。