JPS5977359A - 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】

発明の分野 この発明は分取分注装置に関し、より特定的には粘性を
有する検体たとえば血清を分取しサンプルカップに定ｍ
分注するような装置に関する。 先行技術の説明 第１図はこの発明の背景となる自動分注分析システムの
一例としての血液分析システムの概略を示す図である。 一般にこのような分注分析システムにおいては、まず、
分析検査の依頼を受付けると採血を行なう。そして、そ
の血液をたとえば遠心分饋などの方法で血清と血ぺいと
に分離する。 このよう（ζ分子ｉ＋、、Ａ゛れた血液検体は、自動力
取分往装置にＪ、つく−１心脅令、す゛ノズルカップに
定量分注される５血）告ｌｙ；分孔（されたサン・ブル
カツフ′は、力析畿ｐ用ｆ法１こＪ、つで所定の分析が
なされるとともに、必要に応じて浬存される。一方検査
の依頼を受（＝）　Ｉプ；Ｘ〉と、りン析礪シ゛〔いし
用兵法の分析結果とと’！、）　！、、ン幹照されるべ
き・ワークシートを作成Ｊる。 ワークシー１〜（・二はたとえば倹体確ＣＲ護、号Ｖ）
患者氏名など所；杢゛事晒が・、４込まれる′。 この発明は、このような分注分析システムにおい−（利
用される白；ｒ力分取分注！！ｉ　Ｕｉ　１００・の改
良に自重）られるものである。 たどえ１１丁ノズル系ｔ；−、Ｊ５　：る電磁弁；と設
定した・一定峙間たり開く（−ど（：二よ−）で、イン
１１

【シた向ｆｉｌを定昂分）１：１−イ）ことツノ；
了きろ。しがしもが−′】、血りの粘度に上り、ｌｐ（
′Ｊ同門間たりにノズル系を流れる血清ｍ　ｌｆｉ変わ
ってくるたｉｌ＋、電Ｉｉ弁を一定時間同くよ３　（−
、シーｉ”　０、血清の；品仰り一人幅に異なる場ｚ、
−，＋、　＊ｊ）被験者がＲなシ）町名に１，１、血清
の粘性ノロ相）ｎ−４るので、分注量が変わってしまう
という問題がある。 発明の目的 そこで、この発明では、時間制御により定量分注を行な
う分取分注装置においても、検体の粘性の変化による影
響を受けることなく、常に安定して定量分注ができるよ
うにした分取分注装置を提供することを目的とする。 発明の要約 この発明は、簡単に言えば、粘性を有する検体を分取し
その後定量分注するような分取分注装置であって、分取
時に検体の粘性に関する情報、たとえば検体がノズル系
の一定区間を流れるに要する時間のような情報を得て、
分注時にこのような情報に基づいて分注時間を制御する
ようにした、分取分注装置である。 発明の効果 この発明によれば、分取時に検体の粘性に関する情報を
得て、その後の分注時にその粘性に関する情報に基づい
てたとえば電磁弁を開いている時間を１１１１１Ｉする
ようにしたので、検体の粘性が相違しても、安定的に定
量分注を行なうことができる。 実施例の説明 第２図はこの発明の一実施例を示す概−δ構成図である
。検体容器１内の血液は、たとえ（ず遠１ひ分子Ａなど
の方法によつ【、その下層の血ぺｌ／１３と上層の而ぺ
い５とに分離されている。検体容器゛−よ、図示しない
保持手段によって、はぼ垂直に保持されている。この検
体容器１の上方に１よ、ノズルヘットｌが配置されてい
”（、このノズルヘツｌ５７（よ讐降台１０２に一体的
に取付′＆プられで（Ｘる。 ここ（、第３図を参照して、ノズルヘツｌ−″７につい
で詳細に説明する。昇降台７０２に番よ、ｌ炙イ本容８
１内の血清５を吸引するためのたとえｉヨステンレスの
チューブからなるノズル７０４と、光ファ・イハ７０６
とがほぼ平１１にかつ一体的に昇降可能なように取付け
られる。光ファイバ７０６【よ血べい３と血清５との境
界を検知するために利用される。その目的で、この光フ
ァイバ７０６Ｇよ、往復光路をｈし、その先端７０６ａ
が検体容器１内に臨まされる。光ノ１イバ７０Ｇの他端
７０６ｂおよび７０６Ｃには、それぞれ、発光ダイオー
ドのような発光手段７１０およびフＡト１−ランジスタ
のような受光手段が光結合される。これら発）６手段す
なわち発光ダイオード７１０および受光手段すなわちフ
ォトトランジスタ７１２番よ、協働して光検知器７０８
を構成する。発光ダイオ−Ｆ　７１０からの光は一方端
７０６ｂから光フ１イｌ＼内に入射され、その先端７０
６ａで反射されて他方端７０６Ｃに至る。他端７０６０
に結合されたフォ［・１〜ランジスタフ１２の出力は、
境弄面検矢１回路２３（第２図）に与えられる。なお、
この光ファイバ７０６には第３図で示すように、シース
７０６′が被嵌されて、このシース７０６′と接ｊｌｌ
！電位（ＧＮＤ）との間の抵抗（電流）変化によって、
後述のように、血清液面内にノズルが進入したことを検
知することができる。 ノズル７０４の他端には、分取した血清をまたは分注す
べき血清を輸送するためのかつｌことえＧＪテフロン（
商品名）のような樹脂材料からなるチューブ７１６が連
結される。このチューブ７１６の途中に【よ、気泡を検
知するためのたとえばステンレスブユーブからなる電極
対７１４が設けられる。電（り対７１／ｌは、接地電位
に接続された電極７１４　Ｂど、このＪＥ極７１４ａか
ら所定距離隔てられｌこ電（Ｍ７１４ｂとをＣむ。この
電極７１４ａおＪ、シで７１７１．１１は、ともに、気
泡検知回路２１（第２図）の人力に接続される。 ＩＩＩび第２図に戻つ−Ｃ１チューブ７１Ｇは、電磁弁
９１ｆｉ通しχタンク′ｌ１ｋｆｌ結されている。この
タンク゛１１には、圧むコ空気源１５に接続された空圧
回路１３に連結される。したがって、分取時には、空圧
回路１３によってタンク１１内を負圧状態どし、ノズル
７０４からチューブ７１６を通してこのクンク１１内←
二血消５を分取する。分注時には、空圧回路１３によっ
てタンク１１に適当な正圧がかけられ、電磁弁９の開閉
時間を制御することによって、デユープ７１６およびノ
ズル７０４を通して、サンプルカップ（図示せず）に一
定０の血清が分注される。光検知器７０　Ｂに含まれる
発光ダイオード７１０には、発光電源１７が連結され、
この発光型ｗＡ１７は、たとえば交流電源である。 光ファイバ７０６のシース７０ｃ′と接地電極７１４ａ
とは、ともに血清液面検知回路１９の入力に接続される
。電極対７１４ａおよ７１４ｂは、気泡検知回ｒ８２１
の入力に接＠される。これらの回路１９および２１の動
作については後述するが、その出力は、それぞれ、マイ
クロブ【］セザ２５に与えられる。このマイクロプロセ
サ２５には、さらに、発光ダイオード７１２からの出力
を受ける境界面検知回路２３の出力が与えられる。マイ
クロプロセサ２５は、その付属のメモリに、分取時の時
間をカウントするための分取タイマカウンタおよび分注
時の時間制御のための分注タイマカウンタを含む。マイ
ク【コブロセサ２５は、分取時および分注時に、適宜電
磁弁９をＩＩＩ　ＩＩＩ　するための信号を与え、空圧
回路１３に対してもタンク１１内の負圧または正圧を制
御するための信号を与える。 ノズル昇降機構２７はノズルヘッド７の昇降台７０２に
連結され、マイクロプロセサ２５によって制御される。 したがって、このノズル昇降機構２７によって、ノズル
ヘッド７の昇降が制御され、ノズル７０４の検体容器１
への進入後退またはサンプルカップ（図示せず）位置へ
の移動が制御される。 第４図および第５図はそれぞれ第２図実施例のｖｌ＋作
を説明するためのフロー図であり、第４図が分取動作を
示し、第５図が分注動作を示す。 まず第４図を参照して、第２図実施例の分取動作につい
て説明する。まず、ステップ１０１において、たとえば
電源スィッチ（図示せず）の投入に応じて、マイクロプ
ロセサ２５が初期設定されるとともに、このマイクロプ
ロセサ２５からノズル昇降機構２７に対して制ｔＩｌ信
号が与えられる。 したがって、昇降台７０２が高速で下降開始される。し
たがって、この昇降台７０２に一体的に取付けられてい
るノズル７０４および光ファイバ７０６が、どもに、検
体容器１内へ高速で下降していく。このどき、血清液面
検知回路１９が、ノズル７’０４と光ファイバ７０６の
シース７０６′との間の抵抗値変化から、ノズル７０４
の先端が血清５（第２図）に進入したかどうかを検出す
る。 この抵抗値に大きな変化が生じれば、血清液面検知回路
１９が、そこで検知信号を発生し、マイクロプロセサ２
５は、その検知信号に応答してノズル昇降１ｍ　Ｉｔｓ
　２７に制御信号を与える。この制御信号に応じて、ノ
ズル昇降１１　ｍ　２７が昇降台７０２を低速下降に切
換える。これは、位置決めｒｉ度を向上させるためであ
る（ステップ１０２ｅよび１０３）。 ノズル７０４が低速で下降し、検体容器１内の血清５と
血べい３との境界近くに達すれば、続いて、境界面検知
回路２３から、信号が得られ、マイクロプロセサ２５は
、ステップ１０４において、境界面を検知する。なお、
このような境界面検知は、光ファイバ７０６の他端７０
６Ｃに光結合されたフォトトランジスタの受光量を見る
ことによって判断することができる。すなわち、光ファ
イバ７０６の一端７０６ｂから入射した光の他端７０６
０への反１１１ｇが大きくなれば、境界面であると判Ｕ
Ｉツる。回路２３から境界面検知信号が得られるど、マ
イクロプロセサ２５は、続いてステップ１０５において
、ノズル昇降機構２７に制御信号を与え、ノズルの下降
を停止させる。 続いて、マイクロプロセサ２５は、１ｌｌｉｌｌ信号を
発生し、イれらを空圧回路１３および電磁弁９に与える
。このＲｉ制御信号によって、空圧回路１３が切換えら
れ、タンク′１１が負圧状態になるとともに、電封に弁
９が開かれる。したがって、タンク１１がチューブ７１
Ｇと連結され、ノズル７０４から血清５が吸引され始め
る（ステップ１０６ン。 この血清吸引開始どともに、マイクロプロセサ２５は、
そのメモリ（図示せず）内に形成した分取タイマカウン
タをスタートさせる（ステップ１０７）。この分取タイ
マカウンタは、一定のクロックに応じてそのカウント値
がインクリメントされるようなものであってよい。 気泡検知回路２１では、ノズル７０４とチューブ７１Ｇ
を隔てて設けた電極間の抵抗値変化により気泡の有無を
検知する。すなわち、ノズル７０４の先端のレベルまで
の血清が吸引されてしまうと、このノズルは外気を吸引
することになるので、チューブ７１６内には気泡が入り
、対の電極７１４ａおよび７１４ｂ（第３図）間の抵抗
値１なわち電流値が、この気泡の通過によって急激に変
化する。気泡検知回路２１はそのような変化を検知し、
検知信号を発生する。 マイクロプロセサ２５は、この気泡検知回路２１からの
信号があるまで、分取タイマカウンタのカウント値をメ
モリの所定領域に逐次ストアする（ステップ１０８およ
び１０９）、そして、気泡検知回路２１からの信号が得
られると（ステップ１１０）、マイクロプロセサ２５は
、続くステップ１１１において、制御信号を電磁弁９に
与え、応じて電磁弁９が閉じられる。このようにして、
血清吸引動作が停止される。 そして、このような気泡検知に応じて吸引動作が停止さ
れると、マイクロプロセサ２５はｉｌｌ　ｌ信号を発生
し、ノズル昇降機構２７に与える。応じて、ノズル昇降
機構２７が昇降台７０２を上昇させかつ所定の上限に達
したときそれを停止させる（ステップ１１２および１１
３）。 このＪ：うに、分取動作において、分取タイマカウンタ
が動作し、血清の吸引開始から血清が気泡検知用型ｔ１
７１４ｂへ到達するまでの時間がメモリの所定領域にス
１−アされる。この実Ｉ１Ｍでは、この時間を用いて、
分注時間を制御しあるい番よ補正する。 次に、第５図を参照して、分注動作について説明する。 まずステップ２０１′において第４図のステップ１０１
と同じようにしてノズルを高速下降させる。そしＣ１ノ
ズル７０４がサンプルカップ（図示せす゛）上の所定の
分注位置に達すると（ステップ２　（１２）　、マイク
ロプロセサ２５は、続くステップ２０３にＪ３いて、第
４図のステップ１０５と同じＪ：うにして、ノズルの下
降を停止する。 続くステップ２０４において、所定の分注量のための５
）注時間ずなわら電磁弁９の開かれる時間を、分注タイ
マカウンタにセットする。この分注タイマカウンタも、
分取タイマカウンタと同じように、メモリの成る領域を
用いて形成することツメできる。 ステップ２０５において、マイクロプロセサ２５は、分
取動作のとき逐次インクリメン１〜されていた分取タイ
マカウンタのカウント値をり一１ニジ、この読取った分
取タイマカウンタのカウント値に基づいて、分注タイマ
カウンタにセラｌ−Ｌ　／、＝　ＩＩｊｉ間を補正する
。 ここで、第６図および第７図を参照して、この補正につ
いて説明する。 検体温度すなわち検体の粘度に対する吸引時間と分注量
との関係は、第６図に示すようになる。 すなわち、検体温度が高くなればなるほど検体（血清）
の粘度が低下し、したがって分取開始ｈＸら気泡検知ま
での時間は短くなる。逆に検体湿度が低ければその粘度
が大きくなり、一定期間を吸引するに要する時間は大き
くなる。一方、分注ｎについて見ると検体温度が高くな
ればなる（よど一定時間内に分注できる検体口が大きく
なる。なぜなら、検体温度が高いときは検体の粘度がｌ
ｊＸさく、したがって単位時間あたりの流舟が大きいｈ
ｌら−〇ある。逆に検体温度が低ければ、一定分往時間
内で分注される検体量は少なくなる。 この実施例では、補正の計掠を簡単にするために、第６
図を第７図に示す直線に近似する。第７図においＣ，横
軸に検体温度Ｔ（℃）を示し、縦軸に吸引時間ｔ　　（
ｍ５ｅｃ）および分注量Ｖ（ｍｆｌ）を示す゛。 第７図において、検体温度Ｔにおける吸引時間ｔおよび
分注ｆｆ１Ｖは、それぞれ、次式（１）および（２）で
与えられる。 ｔ−舷−１−＋ｔ１　　・・・（１） Ｖ　＝　Ｋ　Ｔ　＋　Ｖ　１　　・・・（２）但しｋお
よびＫはそれぞれ係数を示す。 ここで、Ｔ＝Ｔｏのときの検体を標準検体とし、そ・の
標準検体における吸引時間をｔｏとし、分注量をＶＯと
すると、上記（１）および（２）式から、次式（３）お
よび（４）式が与えられる。 ｔｏ　＝　−ｋ７ｏ　＋ｔ　１　　・・・（３）■Ｏ＝
、１（ｔｏ＋Ｖ１　　　・・・（４）上記（１）〜（４
）式より、任意の検体温度Ｔにおける分注量■と標準温
度ＴＯにおける標準分注ＭＶＯとの間には次式（５）の
関係が成立する。 Ｖ−Ｖｏ　−に／ｋ　　（ｔｏ−ｔ　）　　・・・（５
）したがって、上記（５）式を■０で割って変形すれば
次式（６）が得られる。 ■０　　　　ＶＯ Ｖ　　　　Ｖｏ　　　＋に／ｋ　　　（ｔｏ−ｔ　　　
）　　　　　・・・　（６）したがって、分注ｇｋｖを
標準検体による分注量ＶＯど等しくなるように補正する
ためには、電磁弁９のオン（ｌｎｌ成）時間を標準検体
時のＶＯ／（Ｖｏ　＋に／ｋ　　（ｔｏ−ｔ　）　）倍
ずればよいことになる。 なお実際の補正に際しては、実験値からｖＯ／′■をｔ
のＦＩＪ数で近似的に求めればよい。 このように、分取動作時に胱取った吸引時間ｔのデ・−
夕に基づいて、分注タイマカウンタにセットした時間を
補正する。その後、マイクロプロセサ２５は、ステップ
２０７において、Ｔｉ電磁弁に対して１１ＪＩ１１信号
を与える。応じ゛（Ｓ電磁弁９が間かれ、タンク１１と
デユープ７１６とが連通しこのタンク１１からノズル７
０４を通して血清が排出され始める、なお、このとき、
マイクロプロセサ２５は空圧回路１３を制御してタンク
１１内の一定の正圧に切操えておく。マイクロプロセサ
２５は、電磁弁９に対する制御信号を出力すると、先の
ステップ２０６におい−Ｃ補正された分注タイマカウン
タがゼロになるまで分注動作を継続する（ステップ２０
８および２０９）。なお、ステップ２１０は、タンク１
１内が空になってしまった場合を検出するためのステラ
ブであり、このステップも第４図のステップ１０８と同
じようにして気泡検知回路２１からの信号を見ることに
よって判断できる。 このＪ：うにして、補正された時間が設定されていた分
注タイマカウンタがゼロになると（またはタンク１１が
空になると）、マイクロプロセサ２５は、続くステップ
２１１において、電磁弁９を閉じるための制御信号を出
力する。このようにして、タンク１１からの分注が停止
される。その瞬ステップ２１２および２１３において、
第４図のステップ１１２および１１３と同じようにして
、ノズルを上野させる。このようにして、１分注量作が
行なわれる。 なお、上述の実施例では、分取動作と分注動作とで同じ
ノズルを用いる場合について説明した。 しかしながら、分取のためのノズル系と分注のためのノ
ズル系とが必ずしも同じである必要はなく、それらは別
々に設けられていても、同じ考え方で分注時間の補正を
することはできる。 また、上述の実施例では、粘性を有する検体どして１１
１Ｎ清を例にとって説明した。しかし、ながら、この発
明が適用される検体は、このような血清に限らず、たと
えば温度や被験者の遠いなどにＪ、って粘性が相違する
ような検体の覆べてについで適用できることはもちろん
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の背景となる分注分析システムの一例
を示す概略図である。第２図はこの発明の一実施例を示
す概略構成図である。第３図は第２図実施例に用いられ
るノズルヘッドの一例を示す図解図である。第４図およ
び第５図はそれぞれ第２図実施例の動作を説明するため
のフロー図であり、第４図は分取動作を、第５図は分注
動作を示ず。第（３ｖ！Ｊおよび第７図は分取動作時に
１７られた粘性に関する情報を用いＣ分注時間をｒｉＩ
Ｉ御するための１１体的な一例を説明するためのグラフ
である、 図において、１は検体容器、５は血清、７はノズルヘッ
ド、９は電ａｌ弁、１１はタンク、２５はマイクロブロ
レサを示す。 特訂出願人　立石電機株式会社 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　粘＋ｉ　’ａ　Ｆ４　する検体を分取し定量分
   注するような分取分注装置において、 分取時に検体の粘性に関する情報を得るための手１賛と
   、 分注時に前記粘性に門する情報に基づい°Ｃ分注時間を
   制御４るＩ、二めの手段と・２備えたごとを特徴とする
   、分取分注装置。 （２）　前ｊ！ＩＦ　５）取分性装置は、分取時と分注
   時とで別々のノズル系を用いる、特許請求の範囲第１項
   記載の分取分注装置。 （３）　前記分成分；１１へ図は、分取時と分注時どで
   同じノズル系６．用いる、特ＷＩＦ：ｉ求の範囲第１項
   記載の分取分注装置。 （１１）　　前Ｆε粘性に悶Ｊる情報を得るための手段
   （沫、分取■７に検体がノズル系の一定区閤を流れる１
   こ要Ｊるｌ）５間を９１測づる時間Ｅ１１備段を含み、
   前記分注時間を制御するための手段は、所定の分注量の
   ために分取時と同じまたは別のノズル系を通して検体を
   分注する時間を設定する時間設定手段、 前記設定された時間を前記時間計測手段からのデータに
   基づいて補正する手段、および前記補正された時間を用
   いて分注時間を制御する手段を含む、特許請求の範囲第
   １項ないし第３項のいずれかに記載の分取分注装置。