JPS6153570A - 検液などの分注装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、検液などの分注装置に関する。

〔発明の背景〕

反応槽内で、化学発光など微小光を直接光学的に光量お
よびその変化量を光電子倍増管レベルの測定をすること
によって、超微量の物質を分析する装置においては、測
定ノイズおよび測定範囲の低下につながる外部からの迷
光は完全に遮断する必要がある。ところが、遮光を考慮
しつ＼外部から検液、あるいは、試薬を反応槽内に自動
的に注入する装置の実現には、種々の技術上の困難を伴
う。特に、注入系流路を測定ごとに洗浄する必要のある
検液注入方式を採用しなければならない測定系の分注部
設語はむずかしく、自動化された測定装置は現在におい
ても見当らないのが実情である。

本発明の有用性をよりよく理解するための基礎知識とし
て、遮光を考慮した測定系における試薬、あるいは検液
の分注方法と、それに付随して生じる問題点を要約して
述べる。

（イ）才！２図は、シリンジ式試薬供給ポンプによる試
薬注入方式の測定系を示しており、測光部および吐出側
流路に遮光対策が施されている。

この場合、流路全体を試薬で満たしておく必要があるし
、測定終了時点、あるいは試薬交換時点には、これらは
廃棄されるので、特に高価な試薬を使用する際には不経
済となり、実用上不都合が生じてくる。

Ｐ）牙ＩＪ図は、しごき式試薬供給ポンプによる試薬注
入方式の場合で、ヒ）と同様の遮光対策が施されている
。この場合には、（イ）で述べたような廃棄試薬量はい
く分軽減できるが、しごき部はテフロン系のチューブが
使用できず、弾性チューブを用いなければならない。そ
のため、材質などに帰因する予期し得ぬ測定結果への影
響、例えば微量溶出物質からの発光、ひいては測定範囲
の低下という問題が生じてくる。加えてへ弾性チューブ
の寿命勉）ら、これを定期的に交換しなければならず不
便である。

（ハ）　”Ａ□ｌａ図（α）＋　（ｂ）、　（”）は、
サンプルシリンジを用いた検液注入方式の場合の例で、
（α）のように、サンプルシリンジで所定量の検液を吸
引し、キュベツト上方にある遮光性ゴム板に注射針を刺
入したのち、（ｂ）のように検液注入を行う。その後、
（ｃ）のように、次の検液注入のためにシリンジ内部を
洗浄して前検液による測定値への影響を防止する。この
方法によると、シリンジから注射針内部を通じてその迷
光が不可避で、測定ノイズおよび測定範囲の低下につな
がってくる。

また、遮光ゴム板の定期交換も必要となる。

（＝）？／４’図と同様の方法による試薬注入方式があ
る（図省略）。この場合には、シリンジ洗浄の行程は不
要となるが、（ハ）で述べたような問題はそのまま残る
。

このように□、試薬注入方式の測定系にのみ適用できる
６）と（ロ）の方法は、自動化が比較的容易に実現でき
るのに対して、（ハ）とに）の方法については自動化の
実現はかなり面倒である。また、いずれてしてもげ）〜
に）で述べた個々の問題点は残されたままとなる。

なお、（ハ）と←）のシリンジによる注入方法では、金
属（注射針）を介することによって生じる予期せぬ測定
倣への影響、例えば金属からの微量溶出物質からの発光
、ひいては測定範囲の低下という問題が生じることも最
近明らかとなってきた。

〔発明の目的〕

本発明は、このような実情に鑑みなされたもので、簡単
な而も合理的な手段によって従来技術の問題点を解消せ
しめ、測定ノイズが小さく、かつ、測定範囲の広い測定
装置企実現するための検液、あるいは試薬の分注装置を
提供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

従来の問題点を解決するための本発明の分注装置は、遮
光された反応槽内にセットせる試薬（または検液）を容
れたキュベツト内に、外部から所定量の検液（または試
薬）を供給し、化学発光など検液の微小光を、直接光学
的に光量およびその変化量を光電子倍増管などで測定し
、超微量の物質を分析するようにした装置において、遮
光構造からなるケース内に、ある範囲の距離間を往復移
動し、かつ、溶出物質のないテフロン系の材料よりなる
移動バルブを設けるとともに、この移動バルブに、該移
動バルブの移動始端部と移動終端部において一時停止す
る液溜めを形成し、上記移動バルブの移動始端部に対応
するケース部に、検液（または試薬）のピペッティング
機構を設けるとともに、移動バルブの移動終端部に対応
するケース部に、空気吹込み機構を設け、更に、上記移
動バルブに設けた液溜めから離れた位置に、上記液　　
　１溜めに通じ、かつ、洗浄液タンクに通ずる洗浄液注
入流路を形成し、上記液溜めの下端を、遮光性を有し、
かつ、流出物質のないテフロン系材料よりなるチューブ
を介して、上記反応槽内のキュベツト上に臨ませたこと
企特徴とするものである。

〔実施例〕

Ａ１１〜ｌ１図について本発明実施例の詳細を説明する
。尚牙１−１Ｉ図は＞１の実施例を、矛ｇ図はツ・コの
実施例を、また矛ｔ〜ｌ１図は矛Ｊの実施例を示してい
る。先づ矛／　、　＆図（α）〜（ｄ）について説明す
る。

オ・７図において、点線から左方は、１・１２図で示し
ている反応槽に該当するものであるため、詳細な図示説
明は省略しである。ｆｌｌは遮光構造からなるケースで
、該ケース（１）内には、溶出物質のないテフロン系の
材料よりなる円柱形の回転バルブ（２）が内装しｆある
。そしてこの回転バルブ（２）の−側には、この回転バ
ルブ（２）をある角度だけ往復回動するレバー（３）が
連結してあり、更に、該レバー（３）の中途部は、モー
タ（４）により回転するクランクレバー（５）の一端に
ピン（６）によって結合され、このクランクレバー（５
）のクランク運動によりレバー（３）ヲ介し、回転バル
ブ（２）が一定の角度の範囲を往復動されるようにしで
ある。

（７）は回転バルブ（２）の中心から偏した位置に設け
られ、かつ、下底部を漏斗形状とした検液または試薬の
液溜めで、この液溜め（７）は、回転バルブ（２）の回
転始端部と回転終端部に一時停止するよう位置決めされ
ている。また上記ケース（１）には、牙ユ図から明らか
なように、回転バルブ（２）の回転始端部に対応するケ
ース部に設けた検液（または試薬）注入孔（Ｓα）の上
方に、検液（または試薬）のピペツテイング機ｊＮｊ　
（８）を臨ませ、また回ｊ伝バルブ（２）の回転終端部
に対応するケース部に、空気ポンプ（９）をもつ空気吹
込み機ｊＭ　（１０）を設け、これらピペッティング機
構（８）と空気吹込み機構θ０）が、夫々回転バルブの
回転始端部及び回転終端部で一時停止する上記液溜め（
７）に連通ずるようにしである。

また、上記回転バルブ（２）の回転中心に対応するケー
ス部に、バルブαυを備えた洗浄液タンクＯａのパイプ
（１３）を連結し、このパイプ０３）の洗浄液注入端を
、回転バルブ（２）の中心から上記液溜め（７）に通ず
るように設けた洗浄液流路０４）に連通させたものであ
る。そしてまた、上記液溜め（力の下底部に、遮光性を
有し、かつ、溶出物質のないテフロン系の材料よりなる
チューブα９の一端をコネクターａωによって連結させ
、また、このパイプ（１９の他端は、上記反応槽内のキ
ュベツトαηの上方に臨ませる。

尚図中θａはケース（１）に螺合し、上端をスラストベ
アリング（１！１１を介して回転バルブ（２）の下底部
中心分軸支するアジャスター、（２Ｑはスパイラル発条
である。尚上記実施例は、回転バルブについて説明した
が、ケース（１）内を直線的に往復移動する移動バルブ
を設け、これの移動始端と終端で一時停止する液溜めを
設け、この液溜めにピペッティング機構、空気吹込み機
構を各別に対応させるように構成することもできること
から、図示実施例のものに特定されることはない。

〔動作説明〕

矛ｌＩ図（α）〜（嬶について動作の概略を説明すると
、液溜め（力が回転バルブ（２）の回転始端部に位置し
、この液溜め（７）がαで示すように検液のピペッティ
ング機構（８）と一致すると、所定量の検液（または試
薬）が液溜め（７）に注入される。次いで回転バルブ（
２）が所定の角度回動して回転終端部で停止すると１ｂ
図で示すように液溜め（７）が空気吹込み機構ａαに適
合し、空気ポンプ（９）による空気が液溜め（７）に吹
き込まれ、液溜め（７）内の検液（または試薬）はチュ
ーブ０５）を通って反応槽（図示路）内のキュベツトα
力内の試薬（または検液）Ｋ注入混合され、所定の測定
が行われる。この検液（または試薬）の測定が完了する
と、洗浄液供給パイプ［１３＋のバルブ（１１１を開き
、０図で示すように、液溜め（７）に検液（または試薬
）の注入量よりも多い母の洗浄液を注入する。そして既
に導通されている空気吹込みｍｒｉｔｔａＯｌが、測定
の終了信号を受けて一定時間空気ボンブ（９）を作動し
、ｄ図で示すように、キュベツトａで内へ洗浄液を排出
し、これに伴い流路の洗浄と、空気流による流路の乾燥
を行う。この動作をｌサイクルとして測定ごとに繰り返
すとともて、各行程はそれぞれ間欠的に行われる。

検液（または試薬）の吐出行程、即ち、ｂ図の行程にお
いて、チューブαり内での検液の移送速度が増加してく
るに従い、矛３図αｌ　　ｂｌ　　’に示した流動状態
の代表例αからｂｌそしてＣへと検液液柱の流動状態が
変化してくる。特に、牙５図Ｃにおいてみられるような
壁面に付着、残留する多数の微小液滴は、未吐出誤差と
なり、分注精度の低下をきたすし、矛グ図ｄにおける流
路洗浄効果にも影響を及ぼしてくるようになる。そこで
、検液の吐出速度の矛！条件は、流路内を移動する検液
柱が分裂しないか、あるいは、分裂してもそれが流路内
に残留しない限度、即ち、’Ａ’　５図α、ｂで示す限
度以下であることである。一方キュベットａη内の試薬
（または検液）と注入検液（または試薬）とは十分攪拌
されることが必要であるが、注入検液によって攪拌でき
れば、撹拌装置が不要となるのできわめて有利である。

注入検液と攪拌能力２もたせるためには、ある限度以上
の吐出速度でなければならない。即ち、検液の吐出速度
の牙λの条件は、キュベツト内にある試薬と注入検液と
が十分攪拌されることである。

以上コツの検液吐出速度の条件を満たすように、検液輸
送用空気流量を設定する。尚１５図す、　　ｃに示した
液柱分裂パターンとなる流速は、ｂ、　　ｃ何れの場合
も１流路内径が小さいほど高くなるという特性があるの
で、比較的小径のパイプを利用すれば、上記のコツの条
件を満たすことは、さほど困難なことではない。尚、検
液中への試薬吐出の場合、即ち、試薬注入方式において
も、吐出速度条件は上記の検液注入方式のそれと同じで
あることはいうまでもない。

涌常の検液、あるいは、試薬の分注装置においては、吐
出終了時点に、矛６図で示すようなノズル先端部に付着
残留する液玉が発生し、これが未吐出誤差となり、特に
微小量分注の際に大きな分注精度の低下をきたす。空気
輸送２利用した本発明の分注装置では、当然ながら矛り
図のように、上記液玉発生は殆んどないので、分注精度
の低下は、１５図Ｃの場合を除き全く生じない。　　　
　　　ｊ３’　を図、α〜ｆは矛ユの実施例を示し、検
液溜めへの検液注入が不正確な場合でも正確な定量吐出
な可能ならしめたもので、その手段は、回転始端部にお
いて、αのように、液溜め（７）に対しオー／く−する
量の検液を注入したのち回転バルブ（２）を回転終端ま
で回動させる。このときｂで示すように余分な検液はケ
ース（１）に残り、すり切りされた定量の検液が空気に
よってキュベラ）（ｌηに供給される。そして液溜め（
７）は回転始端部に戻り、液溜め（７）にはＣのように
洗浄水が噴入され、液溜め（７）の容積より多く注入さ
れた洗浄水は回転バルブ（２）の回転終端部への回転に
よりすり切りされ、洗浄水は空気輸送によってｄのよう
に放出せしめられる。

ケース内に残った洗浄水は、Ｑのように、再び回転始端
部に戻った液溜め内に回収され、これに若干の洗浄水が
注入されたのち、液溜めはｆのように回転終端部に至り
、空気輸送により外部に放出せしめられる。

牙２〜／／図は、多項目測定に用いる分注装置ヘイ の例を示し、多数の液溜め（７）か同心円上に、而も等
間隔毎に設けられ、各液溜め（７）・・・の停止位置に
空気吹込み機構（ｌＯ）が適合されるようにしである。

その他は矛／図で示したものと同様の描成である。

図中Ｃυは洗浄液ポンプである。

〔効　　果〕

上述のように本発明によれば、次のような効果が得られ
る。

（α）検液（または試薬）が、全て溶出物質のないテフ
ロン系の材料にて彫成された回転バルブ。

チューブに接液し、反応槽内キュベツトに供給されるの
で、接液部の材料からの微量の溶出物質による発光に起
因する測定ノイズの影響およびそれに伴う測定感度の低
下がない。

Ｃｂ）　　構成が簡単であり、メンテナンス上の有利さ
を有し、しかも自動化が比較的容易である。

（ｃ）　　光電子倍増管レベルの遮光特性を有する測定
系の設計が比較的容易で、外部からの迷光による測定精
度の低下がない。

（ｄ）　　検液注入方式および試薬注入方式のいずれの
場合にも適用でき、試料の浪費もない。特に測定ごとに
流路を洗浄する必要のある検液注入方式を採用しなけれ
ばならない測定系においては、本発明はきわめて有用で
ある。

【図面の簡単な説明】

才１図は本発明装置の縦断正面図、牙コ図は同上要部の
平面図、】１３図は回転バルブの平面図。 矛り図αｌ　　ｂ＋’ｌｄは動作説明図、矛よ図α。 ｂ、ｃは空気輸送速度による流路内構液柱の状態を示す
説明図、矛６図はノズル先端の液玉を示す説明図２才り
図は液玉のない状態のノズル先端部の説明図、矛を図α
〜ｆは、矛コ実施例の動作説明図、矛９図は】・３実施
例の一部切欠正面図、矛１０図は回転バルブの平面図、
矛ＩＩ図は装置の平面図＊、！ｆＦｉ、２図、矛ｌＪ図
は従来例の説明ズ。 牙ＩＱ図αＷ　ｈｌ　’はサンプルシリンジ企使用した
検波注入方式の説明図である。 （１１・・・ケース、（２）・・・回転バルブ、（７）
・・・液溜め、（８）・・・ピペッティング機構、（９
）・・・空気ポンプ、α０）・・・空気吹込み機構、■
・・・バルブ、（１３・・・洗浄タンク、（ＩＪ・・・
パイプ、α（イ）・・・洗浄液流路、α９・・・パイプ
、（ｌη・・・キュベツト。 第１図 第２１　　　第、８１ 避（ぜｉア剋ｆ１党り 第４１′１ （α）　　　　　　　　　　　　　Ｃい（０）　　　　
　　　　　　　　　　　　　α）第５図 ２：１８図 鮪　９　図 第１１図 第１ノ図 第１３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）遮光された反応槽内にセットせる試薬（または検
   波）を容れたキュベット内に、外部から所定量の検波（
   または試薬）を供給し、化学発光など検波の微小光を、
   直接光学的に光量およびその変化量を光電子倍増管など
   で測定し、超微量の物質を分析するようにした装置にお
   いて、（ｂ）遮光構造からなるケース内に、ある範囲の
   距離間を往復移動し、かつ、溶出物質のないテフロン系
   の材料よりなる移動バルブを設けるとともに、この移動
   バルブに、該移動バルブの移動始端部と移動終端部にお
   いて一時停止する液溜めを形成し、 （ｃ）上記移動バルブの移動始端部に対応するケース部
   に、検液（または試薬）のピペッテイング機構を設ける
   とともに、移動バルブの移動終端部に対応するケース部
   に、空気吹込み機構を設け、 （ｄ）更に、上記移動バルブに設けた液溜めから離れた
   位置に、上記液溜めに通じ、かつ、洗浄液タンクに通ず
   る洗浄液注入流路を形成し、 （ｅ）上記液溜めの下端を、遮光性を有し、かつ、流出
   物質のないテフロン系材料よりなるチューブを介して、
   上記反応槽内のキュベット上に臨ませたことを特徴とす
   る検液などの分注装置。