WO2009110369A1 - 気泡有無判定方法および分注装置 - Google Patents

気泡有無判定方法および分注装置 Download PDF

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pressure waveform
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勲 三枝
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オリンパス株式会社
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1009—Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
    • G01N35/1016—Control of the volume dispensed or introduced
    • G—PHYSICS
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    • G01N35/1016—Control of the volume dispensed or introduced
    • G01N2035/1018—Detecting inhomogeneities, e.g. foam, bubbles, clots

Definitions

  • the present invention relates to a bubble presence / absence determination method and a dispensing apparatus for determining the presence / absence of bubbles in piping in a dispensing apparatus.
  • a dispensing apparatus used when dispensing a liquid sample containing a specimen or a reagent in an analyzer is connected to the pipe by sucking or discharging a liquid in the pipe, for example, a cleaning liquid, by a supply / discharge pump.
  • a liquid sample is sucked from a dispensing nozzle, and the sucked liquid sample is discharged to a predetermined position for dispensing.
  • the dispensing device when bubbles are mixed in the cleaning liquid, the dispensing accuracy of the liquid sample is lowered by the bubbles. For this reason, the dispensing device fills the piping with the degassed cleaning liquid.
  • the conventional dispensing device with the function of detecting the presence of bubbles in the pipe issues an alarm to notify the presence of bubbles after dispensing the sample, so it cannot know the presence of bubbles in advance.
  • the reinspection is forced to be performed due to the lowered dispensing accuracy, and the analysis time becomes longer with the reinspection.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a bubble presence / absence determination method and a dispensing apparatus that can reliably know the presence of bubbles before dispensing.
  • the present invention fills a pipe connected with a dispensing nozzle with a liquid and moves the liquid in the pipe to move the sample or the sample from the dispensing nozzle.
  • a method for determining the presence / absence of bubbles in the pipe in a dispensing apparatus that sucks a liquid sample containing a reagent and discharges the sucked liquid sample to perform dispensing, and detecting the pressure in the pipe; and
  • a calculation step for calculating a slope of each pressure waveform obtained by dividing the pressure waveform detected in the detection step into a plurality of sections along a time axis, and a slope of each pressure waveform calculated in the calculation step are obtained in advance for each section.
  • a determination step for determining the presence / absence of bubbles in the pipe based on the number of sections that are outside the range of the inclination when the bubbles are absent. And butterflies.
  • the method for determining the presence / absence of bubbles in the pipe is the above invention, wherein the determination step determines that there are bubbles in the pipe when the number of the sections is one or more. It is characterized by that.
  • the dispensing apparatus of the present invention fills a pipe connected with a dispensing nozzle with a liquid and moves the liquid in the pipe to move the dispensing.
  • a dispensing device that sucks a liquid sample containing a specimen or a reagent from a pouring nozzle and discharges the sucked liquid sample to perform dispensing, and includes a detecting means for detecting the pressure in the pipe, and a detected pressure waveform.
  • the calculating means for calculating the inclination of each pressure waveform divided into a plurality of sections along the time axis, and the inclination of each pressure waveform calculated by the calculating means is outside the range of the inclination when there is no bubble determined in advance.
  • determining means for determining the presence or absence of bubbles in the pipe based on the number of sections.
  • the determination means determines that bubbles are present in the pipe when the number of sections is 1 or more.
  • the calculated slope of each pressure waveform is calculated for each section. Since the presence or absence of bubbles in the pipe is determined based on the number of sections that are outside the range of the slope when there is no bubble determined in advance, make sure that bubbles are present before dispensing. There is an effect that can be.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a dispensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a waveform diagram showing the pressure waveform of the cleaning liquid in the pipe detected by the pressure sensor.
  • FIG. 3 is a schematic enlarged view of the pressure waveform when there are no bubbles in the cleaning liquid in the pipe.
  • FIG. 4 is a schematic enlarged view of the pressure waveform when there are many bubbles in the cleaning liquid in the pipe.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a determination process in the case where no bubbles are present in the cleaning liquid in the pipe.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the determination process when there are many bubbles in the cleaning liquid in the pipe.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure for determining whether or not there is a bubble in the pipe by the bubble determination unit.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a dispensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the dispensing device 1 sucks a liquid sample containing a specimen or a reagent, and discharges the sucked liquid sample to perform dispensing.
  • the dispensing device 1 includes a dispensing nozzle 11, a dispensing pump 13, a pressure sensor 16, a cleaning liquid pump 18, and a control mechanism 30.
  • the dispensing nozzle 11 is formed of a rod-like tube made of stainless steel or the like, and is moved in the horizontal direction indicated by the arrow X and the vertical direction indicated by the arrow Y by the nozzle driving unit 12.
  • a sample container 40 containing a sample 40a, a reaction container 41 that discharges the sample 40a, and a cleaning container 42 that discharges cleaning water Wa are arranged. Is done.
  • the dispensing pump 13 is realized by a syringe pump, and is connected via a pipe 15 to a dispensing nozzle 11, a pressure sensor 16 that detects the pressure in the pipe 15, and an electromagnetic valve 17 that adjusts the flow rate of the cleaning liquid Wa. .
  • the dispensing pump 13 sucks the sample 40 a into the dispensing nozzle 11 by the reciprocating movement of the plunger 13 a by the plunger driving unit 14, and discharges the sample 40 a sucked into the reaction container 41.
  • the plunger drive unit 14 limits the amount of movement of the plunger 13 a under the control of the control unit 31.
  • another pipe 20 is connected to the electromagnetic valve 17, and the other end of the pipe 20 is connected to the cleaning liquid pump 18 for supplying the cleaning liquid Wa. Further, another pipe 21 is connected to the cleaning liquid pump 18, and the other end of the pipe 21 reaches the cleaning liquid tank 19 that stores the cleaning liquid Wa.
  • the pressure sensor 16 detects the pressure in the pipe 15 and outputs the detected analog pressure signal to the control unit 31.
  • the cleaning liquid pump 18 is stored in the cleaning liquid tank 19, sucks up the cleaning liquid Wa, and supplies the cleaning liquid Wa into the pipe 15 through the electromagnetic valve 17 provided between the pressure sensor 16.
  • the electromagnetic valve 17 is opened when the suctioned cleaning liquid Wa is supplied into the pipe 15 under the control of the control unit 31, and the dispensing nozzle 11 sucks or discharges the specimen 40 a by the dispensing pump 13. If you do, it will be closed.
  • the cleaning liquid Wa is an incompressible fluid such as deionized ion exchange water or distilled water.
  • the control mechanism 30 includes a control unit 31, an input unit 32, a bubble determination unit 33, a storage unit 34, and an output unit 35.
  • the nozzle drive unit 12, the plunger drive unit 14, the pressure sensor 16, the electromagnetic valve 17, the cleaning liquid pump 18, and the above-described units in the control mechanism 30 are connected to the control unit 31 and controlled.
  • the control unit 31 is configured using a CPU or the like, and controls processing and operation of each unit of the dispensing apparatus 1.
  • the control unit 31 performs predetermined input / output control on information input to each of these components, and performs predetermined information processing on this information.
  • the input unit 32 is realized using a keyboard, a mouse, a touch panel having an input / output function, and the like, and input instruction information and the like necessary for dispensing a sample. Further, the input unit 32 may acquire and transmit instruction information to the control unit 31 via a communication network (not shown).
  • the bubble determination unit 33 includes a processing unit 33a, a detection unit 33b, a calculation unit 33c, and a determination unit 33d.
  • the processing unit 33a amplifies the pressure signal output from the pressure sensor 16, converts it into a digital signal based on the amplified pressure signal, and is specifically realized by an A / D converter or the like.
  • the detection unit 33b detects the pressure in the pipe 15 from the pressure signal converted into a digital signal by the processing unit 33a.
  • the calculating unit 33c calculates the slope of each pressure waveform obtained by dividing the pressure waveform indicated by the pressure signal detected by the detecting unit 33b into a plurality of sections along the time axis.
  • the determination unit 33d determines the presence / absence of bubbles in the pipe 15 based on the number of sections in which the inclination calculated by the detection unit 33b is outside the range of the inclination obtained when bubbles are not present.
  • the storage unit 34 is realized by using a hard disk that magnetically stores information and a memory that electrically loads various programs related to the process from the hard disk when the dispensing apparatus 1 executes the process.
  • the storage unit 34 may include an auxiliary storage device that can read information recorded on a recording medium such as a CD-ROM, a DVD-ROM, or a PC card.
  • the storage unit 34 stores the inclination when there is no bubble for each predetermined section obtained in advance.
  • the output unit 35 is configured using a display, a printer, a speaker, and the like, and outputs various types of information.
  • the cleaning liquid Wa is sucked from the cleaning liquid tank 19 by the cleaning liquid pump 18, the electromagnetic valve 17 is opened, the pipe 15, the dispensing pump 13. Then, the cleaning liquid Wa is supplied to the dispensing nozzle 11 and filled. Thereafter, the control unit 31 closes the electromagnetic valve 17 to finish the operation of the cleaning liquid pump 18, drives the plunger driving unit 14, cleans the inside of the dispensing nozzle 11 with the cleaning liquid Wa, and performs the cleaning disposed at the position P ⁇ b> 3. The cleaning liquid Wa is discharged into the container 42.
  • the control unit 31 sucks a predetermined amount of air into the tip of the dispensing nozzle 11, and transfers the dispensing nozzle 11 to the sample container 40 disposed at the position P ⁇ b> 1 under the driving of the nozzle driving unit 12.
  • the sample 40a is sucked into the dispensing nozzle 11.
  • the control unit 31 slightly discharges the sample 40 a sucked by the dispensing nozzle 11 into the sample container 40 and, under the drive of the nozzle driving unit 12, dispenses the dispensing nozzle 11 into the reaction container 41 arranged at the position P ⁇ b> 2. And the specimen 40a in the dispensing nozzle 11 is discharged.
  • This pressure waveform W indicates a change in pressure in the pipe 15 when the dispensing apparatus 1 dispenses a sample by an output voltage of the pressure sensor 16.
  • the horizontal axis represents time (seconds)
  • the left vertical axis represents the output voltage (V) of the pressure signal output from the pressure sensor 16
  • the right vertical axis represents the plunger drive unit from the control unit 31.
  • 14 is a drive voltage (V) of the drive signal S that drives the plunger 13 a in the dispensing pump 13 that is output to 14.
  • the pressure waveform W includes a pressure waveform W ⁇ b> 1 during cleaning inside the dispensing nozzle 11, a pressure waveform W ⁇ b> 2 during discharge of the cleaning liquid Wa, and when a predetermined amount of air is sucked into the tip of the dispensing nozzle 11.
  • the waveform W5 and the pressure waveform W6 when the sample is discharged from the dispensing nozzle 11 sucked into the reaction container 41 appear in order.
  • FIG. 3 is a schematic enlarged view of the pressure waveform W2, and shows a case where bubbles are not present in the cleaning liquid Wa in the pipe 15. In this case, the waveform forms two large peaks. Yes.
  • the pressure waveform W3 is a pressure that forms only one large peak as shown in FIG. Waveform W21 is obtained.
  • the pressure waveform W21 shown in FIG. 4 is a case where the amount of bubbles present in the cleaning liquid Wa is large, and approaches the pressure waveform W2 shown in FIG. 3 as the amount of bubbles decreases.
  • the section of the pressure waveform W2 is divided into a plurality of sections A1 to A8 on the time axis, and the pressure waveform W2 when no bubbles are present in each section A1 to A8.
  • the reference inclinations K1 to K8 and the inclination of each section of the pressure waveform detected by the pressure sensor 16 are respectively compared, and the number of sections in which the inclination of each section exceeds the predetermined inclination range from each reference inclination K1 to K8. When the counted value is 1 or more, it is determined that bubbles are present in the pipe 15.
  • sections A1 to A8 that are delimited by predetermined sampling times t1 to t9 are set corresponding to the pressure waveform W2 in which no bubbles exist, and correspond to the pressure waveform W2 in which no bubbles exist.
  • the reference slopes K1 to K8 of the sections A1 to A8 are set in advance.
  • the sampling times t1 to t9 are preferably associated with, for example, the maximum point and the minimum point of the pressure waveform W2.
  • the pressure signal obtained by the pressure sensor 16 is converted into a digital pressure voltage value by the processing unit 33a, the detection unit 33b detects the pressure voltage values C1 to C9 at the respective sampling times t1 to t9, and the calculation unit 33c
  • the slopes KK1 to KK8 of the sections A1 to A8 are calculated.
  • the determination unit 33d subtracts the reference inclinations K1 to K8 from the inclinations KK1 to KK8. When the subtraction result is within the predetermined absolute value range, the determination unit 33d determines “ ⁇ ” and out of the predetermined absolute value range. In some cases, “x” is determined, and when “x” is 1 or more, it is determined that bubbles are present in the pipe 15. For example, in FIG. 5, it is determined that all the sections A1 to A8 are “ ⁇ ”, and it is determined that bubbles do not exist in the pipe 15. On the other hand, in FIG. 6, since the sections A3 to A6 are “x” judgments and the judgment of “x” is 1 or more, it is judged that bubbles are present in the pipe 15.
  • the dispensing apparatus 1 drives the dispensing pump 13 under the control of the control unit 31 during the check before the dispensing start when the analyzer is started up, and the inside of which has been cleaned.
  • the processing unit 33a converts the pressure waveform detected by the pressure sensor 16 into a digital signal, and based on the converted digital signal.
  • the detection unit 33b detects the pressure waveform (step S101).
  • the calculation unit 33c calculates the slope for each of the sections A1 to A8 based on the pressure waveform detected by the detection unit 33b (step S102). Thereafter, the determination unit 33d compares the slopes KK1 to KK8 calculated for each of the sections A1 to A8 with the reference slopes K1 to K8 obtained when there are no bubbles, and the slopes KK1 to KK8 are obtained in advance.
  • the presence / absence of bubbles in the pipe 15 is determined based on the number of sections outside the predetermined inclination range from the obtained reference inclinations K1 to K8 (step S103). Specifically, when the number of sections outside the predetermined inclination range is 1 or more, it is determined that bubbles are present in the pipe 15.
  • step S103 When it is determined that there is no bubble (step S103: No), this process ends.
  • the determination unit 33 d may perform an output such as a display indicating that there are no bubbles in the pipe 15 via the control unit 31.
  • the dispensing apparatus 1 starts dispensing a liquid sample containing a specimen or a reagent.
  • step S104 determines whether the number of bubbles removed is equal to or less than the set number. If the number of bubbles removed is equal to or greater than the set number of times (step S104: No), this is a case where bubbles are mixed in the pipe 15 in spite of the bubble removal operation. Notification (step S105), the determination unit 33d outputs, through the control unit 31, a display or the like indicating that there is a bubble in the pipe 15 on the output unit 35.
  • step S106 the bubble removal process is executed (step S106).
  • This defoaming process is executed by outputting a control signal to the electromagnetic valve 17 to open the valve and driving the cleaning liquid pump 18 to supply the cleaning liquid Wa in the cleaning liquid tank 19 into the pipe 15.
  • the determination unit 33d returns to step S101, and repeats the bubble presence / absence determination process in the pipe 15 described above.
  • the pressure in the pipe 15 may be detected by the pressure sensor 16, the presence / absence determination of bubbles in the pipe 15 can be easily determined before dispensing. As a result, it is possible to shorten the time for performing re-examination and the like due to dispensing with low dispensing accuracy, and shorten analysis time.
  • the determination of “x” when the determination of “x” is 1 or more, it is determined that bubbles are present in the pipe 15.
  • the present invention is not limited to this, and the pressure waveform when bubbles are present is determined.
  • the determination number of “x” may be varied.
  • a predetermined inclination range is set for the determination of “ ⁇ ” or “ ⁇ ”, but instead of this inclination range, the inclination of each section A1 to A8 is positive or negative.
  • the determination may be made depending on whether or not. For example, when the reference slope K1 of the section A1 is “positive”, when the slope KK1 is “positive”, “ ⁇ ” is determined, and when the slope KK1 is “negative”, “ ⁇ ” Make a decision. This simplifies the determination process by the determination unit 33d.
  • the sections A1 to A8 have the same time width.
  • the present invention is not limited to this, and the time width of each section A1 to A8 may be varied according to the pressure waveform in which no bubbles are present. .
  • the presence / absence of bubbles is determined based on the pressure waveform W2 at the time of discharge of the cleaning liquid Wa.
  • the presence or absence of bubbles may be determined.
  • the bubble presence / absence determination method and the dispensing apparatus according to the present invention are useful for reliably knowing the presence of bubbles before dispensing.

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Abstract

　分注ノズルを接続した配管内に液体を充填し、該配管内で前記液体を移動させることによって前記分注ノズルから検体または試薬を含む液体試料を吸引し、吸引した液体試料を吐出して分注を行う分注装置における前記配管内の気泡有無判定方法であって、前記配管内の圧力を検出し、この検出した圧力波形（Ｗ２）を時間軸に沿って複数区間（Ａ１～Ａ８）に区分した各圧力波形の傾き（ＫＫ１～ＫＫ８）を算出し、この算出した各圧力波形の傾き（ＫＫ１～ＫＫ８）が、各区間（Ａ１～Ａ８）毎に予め求められた気泡不存在時の基準傾き（Ｋ１～Ｋ８）の範囲外である区間の数に基づいて、前記配管内における気泡の有無を判定する。

Description

気泡有無判定方法および分注装置
　本発明は、分注装置における配管内の気泡の有無の判定を行う気泡有無判定方法および分注装置に関するものである。
　従来から、分析装置において検体または試薬を含む液体試料を分注する際に使用する分注装置は、給排ポンプによって配管内の液体、例えば、洗浄液を吸引または排出することによって配管に接続された分注ノズルから液体試料を吸引し、吸引した液体試料を所定位置に吐出して分注を行っている。この場合、分注装置は、洗浄液中に気泡が混入すると、気泡によって液体試料の分注精度が低下する。このため、分注装置は、配管に脱気した洗浄液を満たしている。
　しかし、分注を長時間に亘って行った場合、またはメンテナンス等の際に配管に接続された部品類を交換した場合、配管に僅かな気泡が混入することがある。このような場合、気泡を発見することは容易ではないことから、気泡が混入した状態の分注装置を使用してしまい、結果的に分注精度が低下した状態で分注動作を行って分析してしまうという問題点があった。
　そこで、この問題を解決するために、配管内の気泡の存在を検出する機能を備えた分注装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３－２５４９８２号公報
　しかしながら、配管内の気泡の存在を検出する機能を備えた従来の分注装置は、検体の分注後に気泡の存在を告知するアラームを発することから、事前に気泡の存在を知ることができず、低下した分注精度に起因した再検査の実施を余儀なくされ、この再検査の実施に伴って分析時間が長くなるという問題点があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、分注前に確実に気泡の存在を知ることができる気泡有無判定方法および分注装置を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、分注ノズルを接続した配管内に液体を充填し、該配管内で前記液体を移動させることによって前記分注ノズルから検体または試薬を含む液体試料を吸引し、吸引した液体試料を吐出して分注を行う分注装置における前記配管内の気泡有無判定方法であって、前記配管内の圧力を検出する検出ステップと、前記検出ステップによって検出した圧力波形を時間軸に沿って複数区間に区分した各圧力波形の傾きを算出する算出ステップと、前記算出ステップによって算出した各圧力波形の傾きが、各区間毎に予め求められた気泡不存在時の傾きの範囲外である区間の数に基づいて、前記配管内における気泡の有無を判定する判定ステップと、を含むことを特徴とする気泡有無判定方法を特徴とする。
　また、本発明にかかる分注装置における配管内の気泡の有無判定方法は、上記の発明において、前記判定ステップは、前記区間の数が１以上の場合に前記配管内に気泡が有ると判定することを特徴とする。
　また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の分注装置は、分注ノズルを接続した配管内に液体を充填し、該配管内で前記液体を移動させて前記分注ノズルから検体または試薬を含む液体試料を吸引し、吸引した液体試料を吐出して分注を行う分注装置であって、前記配管内の圧力を検出する検出手段と、検出した圧力波形を時間軸に沿って複数区間に区分した各圧力波形の傾きを算出する算出手段と、前記算出手段が算出した各圧力波形の傾きが、予め求められた気泡不存在時の傾きの範囲外である区間の数に基づいて、前記配管内における気泡の有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
　また、本発明にかかる分注装置は、上記の発明において、前記判定手段は、前記区間の数が１以上の場合に前記配管内に気泡が有ると判定することを特徴とする。
　本発明によれば、配管内の圧力を検出し、検出した圧力波形を時間軸に沿って複数区間に区分した各圧力波形の傾きを算出後、算出した各圧力波形の傾きが、各区間毎に予め求められた気泡不存在時の傾きの範囲外である区間の数に基づいて、配管内における気泡の有無を判定するようにしているので、分注前に確実に気泡の存在を知ることができるという効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる分注装置の構成を示すブロック図である。 図２は、圧力センサによって検出された配管内の洗浄液の圧力波形を示す波形図である。 図３は、配管内の洗浄液中の気泡が存在しない場合の圧力波形を模式的に拡大した図である。 図４は、配管内の洗浄液中の気泡が多く存在する場合の圧力波形を模式的に拡大した図である。 図５は、配管内の洗浄液中に気泡が存在しない場合の判定処理を説明する説明図である。 図６は、配管内の洗浄液中に気泡が多く存在する場合の判定処理を説明する説明図である。 図７は、気泡判定部による配管内の気泡の有無判定処理手順を示すフローチャートである。
符号の説明
　１　分注装置
　１１　分注ノズル
　１２　ノズル駆動部
　１３　分注ポンプ
　１３ａ　プランジャ
　１４　プランジャ駆動部
　１５，２０，２１　配管
　１６　圧力センサ
　１７　電磁弁
　１８　洗浄液ポンプ
　１９　洗浄液タンク
　３０　制御機構
　３１　制御部
　３２　入力部
　３３　気泡判定部
　３３ａ　処理部
　３３ｂ　検出部
　３３ｃ　算出部
　３３ｄ　判定部
　３４　記憶部
　３５　出力部
　４０　検体容器
　４１　反応容器
　４２　洗浄容器
　Ｗａ　洗浄液
　以下、図面を参照して、本発明の分注装置における配管内の気泡の有無判定方法および分注装置にかかる好適な実施の形態について説明する。なお、この実施の形態により発明が限定されるものではない。また、図面の記載においては、同一の部分には同一の符号を付している。
　図１は、この発明の実施の形態にかかる分注装置の構成を示すブロック図である。この分注装置１は、たとえば、検体または試薬を含む液体試料を吸引し、吸引した液体試料を吐出して分注を行うものである。分注装置１は、図１に示すように、分注ノズル１１、分注ポンプ１３、圧力センサ１６、洗浄液ポンプ１８および制御機構３０を備える。
　分注ノズル１１は、ステンレス等によって棒管状に形成されたものからなり、ノズル駆動部１２によって、図中矢印Ｘで示す水平方向および矢印Ｙで示す垂直方向に移動する。また、位置Ｐ１、位置Ｐ２および位置Ｐ３の位置にそれぞれ対応して、検体４０ａが入った検体容器４０、検体４０ａが吐出される反応容器４１、および洗浄水Ｗａが吐出される洗浄容器４２が配置される。
　分注ポンプ１３は、シリンジポンプで実現され、配管１５を介して分注ノズル１１、配管１５内の圧力を検出する圧力センサ１６、および洗浄液Ｗａの流量を調整する電磁弁１７に接続されている。分注ポンプ１３は、プランジャ駆動部１４によるプランジャ１３ａの往復動によって、分注ノズル１１内に検体４０ａを吸引し、反応容器４１に吸引した検体４０ａを吐出する。プランジャ駆動部１４は、制御部３１による制御のもと、プランジャ１３ａの移動量等を制限する。一方、電磁弁１７には、別の配管２０が接続され、この配管２０の他端は、洗浄液Ｗａの供給を洗浄液ポンプ１８に接続されている。さらに、洗浄液ポンプ１８には、別の配管２１が接続され、この配管２１の他端は、洗浄液Ｗａを収容する洗浄液タンク１９に達している。
　圧力センサ１６は、配管１５内の圧力を検出し、検出したアナログの圧力信号を制御部３１に出力する。
　洗浄液ポンプ１８は、洗浄液タンク１９に貯蔵され、洗浄液Ｗａを吸い上げ、圧力センサ１６との間に設けた電磁弁１７を介して配管１５内に洗浄液Ｗａを供給する。ここで、電磁弁１７は、制御部３１の制御のもと、吸い上げた洗浄液Ｗａを配管１５内に供給する場合には開かれ、分注ポンプ１３によって分注ノズル１１が検体４０ａを吸引または吐出する場合には閉じられる。なお、洗浄液Ｗａは、脱気されたイオン交換水または蒸留水等の非圧縮性流体である。
　制御機構３０は、制御部３１、入力部３２、気泡判定部３３、記憶部３４および出力部３５を備える。ノズル駆動部１２、プランジャ駆動部１４、圧力センサ１６、電磁弁１７、洗浄液ポンプ１８、および制御機構３０内の上述した各部は、制御部３１に接続されて制御される。
　制御部３１は、ＣＰＵ等を用いて構成され、分注装置１の各部の処理および動作を制御する。制御部３１は、これらの各構成部位に入力される情報について所定の入出力制御を行い、かつ、この情報に対して所定の情報処理を行う。
　入力部３２は、キーボード、マウス、入出力機能を備えたタッチパネル等を用いて実現され、検体を分注するために必要な指示情報等が入力される。また、入力部３２は、図示しない通信ネットワークを介して制御部３１への指示情報を取得し、送信するようにしてもよい。
　気泡判定部３３は、処理部３３ａ、検出部３３ｂ、算出部３３ｃおよび判定部３３ｄを有する。処理部３３ａは、圧力センサ１６から出力される圧力信号を増幅し、増幅した圧力信号に基づいてデジタル信号に変換処理し、具体的にはＡ／Ｄ変換器等によって実現される。検出部３３ｂは、処理部３３ａによってデジタル信号に変換された圧力信号から配管１５内の圧力を検出する。算出部３３ｃは、検出部３３ｂが検出した圧力信号が示す圧力波形を時間軸に沿って複数区間に区分した各圧力波形の傾きを算出する。判定部３３ｄは、検出部３３ｂが算出した傾きが、予め求められた気泡不存在時の傾きの範囲外である区間の数に基づいて、配管１５内における気泡の有無を判定する。
　記憶部３４は、情報を磁気的に記憶するハードディスクと、分注装置１が処理を実行する際にその処理にかかる各種プログラムをハードディスクからロードして電気的に記憶するメモリとを用いて実現される。また、記憶部３４は、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＰＣカード等の記録媒体に記録された情報を読み取ることができる補助記憶装置を備えてもよい。また、記憶部３４は、予め求められた所定区間毎の気泡不存在時の傾きを記憶している。出力部３５は、ディスプレイ、プリンタおよびスピーカ等を用いて構成され、各種情報を出力する。
　以上のように構成される分注装置１は、制御部３１の制御のもと、洗浄液ポンプ１８によって洗浄液タンク１９から洗浄液Ｗａを吸引し、電磁弁１７を開いて、配管１５、分注ポンプ１３および分注ノズル１１に洗浄液Ｗａを供給し充填する。その後、制御部３１は、電磁弁１７を閉じて洗浄液ポンプ１８の動作を終了し、プランジャ駆動部１４を駆動させ、洗浄液Ｗａで分注ノズル１１内部の洗浄を行い、位置Ｐ３に配置された洗浄容器４２に洗浄液Ｗａを吐出する。その後、制御部３１は、分注ノズル１１内の先端に所定量の空気を吸引し、ノズル駆動部１２による駆動のもと、位置Ｐ１に配置された検体容器４０に分注ノズル１１を移送し、分注ノズル１１内に検体４０ａを吸引する。その後、制御部３１は、検体容器４０に分注ノズル１１が吸引した検体４０ａを僅かに吐出し、ノズル駆動部１２の駆動のもと、位置Ｐ２に配置された反応容器４１に分注ノズル１１を移送し、分注ノズル１１内の検体４０ａを吐出する。これにより、検体容器４０から反応容器４１に１つの検体４０ａを分注する一連の分注作業が完了する。なお、分注ノズル１１の先端部で検体４０ａを吸引または吐出する場合、検体４０ａと洗浄液Ｗａとの間には空気層が介在するため、検体４０ａが洗浄液Ｗａと混合することがない。
　つぎに、図２を参照して、圧力センサ１６によって検出される配管１５内の圧力波形について説明する。この圧力波形Ｗは、分注装置１が検体を分注する際の配管１５内の圧力変化を圧力センサ１６の出力電圧によって示したものである。なお、図２において、横軸は時間（秒）であり、左縦軸は、圧力センサ１６が出力する圧力信号の出力電圧（Ｖ）であり、右縦軸は、制御部３１からプランジャ駆動部１４に出力される分注ポンプ１３内のプランジャ１３ａを駆動する駆動信号Ｓの駆動電圧（Ｖ）である。
　図２に示すように、圧力波形Ｗは、分注ノズル１１内部の洗浄時の圧力波形Ｗ１、洗浄液Ｗａの吐出時の圧力波形Ｗ２、分注ノズル１１内の先端に所定量の空気吸引時の圧力波形Ｗ３、分注ノズル１１内に所定量の検体吸引時の圧力波形Ｗ４、検体容器４０に分析の必要な量よりも少し多めに吸引した分注ノズル１１内の余分量の吐出時の圧力波形Ｗ５、反応容器４１に吸引した分注ノズル１１内の検体吐出時の圧力波形Ｗ６が順次現れたものとなる。
　ここで、図３は、圧力波形Ｗ２を模式的に拡大したものであり、配管１５内の洗浄液Ｗａ中に気泡が存在しない場合を示し、この場合、２つの大きな山を形成する波形となっている。これに対し、洗浄液Ｗａ中に気泡が存在すると、気泡によって圧力の伝達が遅くなるため、圧力変化が緩慢になり、圧力波形Ｗ３は、図４に示すように１つの大きな山のみを形成する圧力波形Ｗ２１となる。図４に示した圧力波形Ｗ２１は、洗浄液Ｗａ中に存在する気泡の量が多い場合であり、気泡の量が少なくなるに従って、図３に示した圧力波形Ｗ２に近づく。
　そこで、この実施の形態では、図５に示すように、圧力波形Ｗ２の区間を時間軸で複数の区間Ａ１～Ａ８に区切り、各区間Ａ１～Ａ８において、気泡が存在しないときの圧力波形Ｗ２の基準傾きＫ１～Ｋ８と、圧力センサ１６によって検出された圧力波形の各区間の傾きとをそれぞれ比較し、各区間の傾きが、各基準傾きＫ１～Ｋ８から所定の傾き範囲を超えた区間の数を計数し、この計数値が１以上である場合に、配管１５内に気泡が存在すると判定するようにしている。
　具体的には、図５に示すように、気泡が存在しない圧力波形Ｗ２に対応して所定のサンプリング時点ｔ１～ｔ９によって区切られる区間Ａ１～Ａ８を設定し、気泡が存在しない圧力波形Ｗ２に対応した各区間Ａ１～Ａ８の基準傾きＫ１～Ｋ８を設定しておく。このサンプリング時点ｔ１～ｔ９は、たとえば、圧力波形Ｗ２の極大点や極小点に対応付けておくことが好ましい。圧力センサ１６によって求められた圧力信号は、処理部３３ａによってデジタルの圧力電圧値に変換され、検出部３３ｂは、各サンプリング時点ｔ１～ｔ９の圧力電圧値Ｃ１～Ｃ９を検出し、算出部３３ｃが、各区間Ａ１～Ａ８の傾きＫＫ１～ＫＫ８を算出する。たとえば、区間Ａ１の傾きＫＫ１は、ＫＫ１＝（Ｃ２－Ｃ１）／（ｔ２－ｔ１）によって求められる。
　判定部３３ｄは、各傾きＫＫ１～ＫＫ８から各基準傾きＫ１～Ｋ８を減算し、減算結果が所定の絶対値範囲内である場合に、「○」の判定をし、所定の絶対値範囲外である場合に「×」の判定をし、「×」の判定が１以上あった場合に、配管１５内に気泡が存在すると判定するようにしている。たとえば、図５では、全区間Ａ１～Ａ８が「○」の判定であり、配管１５内に気泡が存在しないと判定出力する。一方、図６では、区間Ａ３～Ａ６が「×」の判定であり、「×」の判定が１以上であるので、配管１５内に気泡が存在すると判定出力する。
　ここで、図７に示すフローチャートを参照して、気泡判定部３３による配管１５内の気泡の有無判定処理手順について説明する。図７において、まず、分注装置１は、分析装置立上げ時における分注開始前のチェックに際し、制御部３１の制御のもと、分注ポンプ１３を駆動し、内部の洗浄が済んだ分注ノズル１１から位置Ｐ３の洗浄容器４２に洗浄液Ｗａを吐出するが、処理部３３ａは、このときに圧力センサ１６が検出する圧力波形をデジタル信号に変換し、この変換されたデジタル信号をもとに、検出部３３ｂが、圧力波形を検出する（ステップＳ１０１）。
　その後、算出部３３ｃは、検出部３３ｂが検出した圧力波形をもとに各区間Ａ１～Ａ８毎の傾きを算出する（ステップＳ１０２）。その後、判定部３３ｄは、各区間Ａ１～Ａ８毎に算出した傾きＫＫ１～ＫＫ８と、予め求められた気泡が存在しない時の基準傾きＫ１～Ｋ８とをそれぞれ比較し、傾きＫＫ１～ＫＫ８が、予め求められた基準傾きＫ１～Ｋ８から所定の傾き範囲外である区間の数に基づいて配管１５内に気泡の有無を判定する（ステップＳ１０３）。具体的には、所定の傾き範囲外となった区間の数が１以上である場合に配管１５内に気泡が存在すると判定する。気泡が存在しないと判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、本処理を終了する。この場合、判定部３３ｄは、制御部３１を介して、出力部３５に配管１５内に気泡がない旨の表示等の出力を行ってもよい。この判定作業の終了により、分注装置１は、検体または試薬を含む液体試料の分注を開始する。
　一方、気泡が存在すると判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、判定部３３ｄは、泡抜き回数が設定回数以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。泡抜き回数が設定回数以上の場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、この場合は、泡抜き動作にもかかわらず配管１５内に気泡が混入している場合であるから、ステップＳ１０５に移行し、異常を告知し（ステップＳ１０５）、判定部３３ｄは、制御部３１を介して、出力部３５に配管１５内に気泡がある旨の表示等の出力を行う。
　これに対し、泡抜き回数が所定回数以下の場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、泡抜き処理を実行する（ステップＳ１０６）。この泡抜き処理は、電磁弁１７に制御信号を出力して弁を開き、洗浄液ポンプ１８を駆動して洗浄液タンク１９内の洗浄液Ｗａを配管１５内に供給することによって実行される。この泡抜き処理によって、配管１５内に混入している気泡が、洗浄液Ｗａと共に洗浄容器４２に吐出される。その後、判定部３３ｄは、ステップＳ１０１に戻り、上述した配管１５内における気泡の有無判定処理を繰り返す。
　この実施の形態では、配管１５内の圧力を圧力センサ１６によって検出すればよいので、配管１５内における気泡の有無判定を分注前に簡単に判定することができる。この結果、分注精度の低い分注に起因する再検査等を実施するための時間を短くすることができ、分析時間の短縮化を図ることができる。
　なお、分注装置のメンテナンス後、または長時間に亘って分注作業を停止していた後に分注を再開する場合、環境温度、気圧および些細なリーク等に起因して配管中に気泡が生じることが考えられるため、このような場合にも、この実施の形態による気泡の有無判定処理を実施することが好ましい。
　また、上述した実施の形態では、「×」の判定が１以上の場合に、配管１５内に気泡が存在すると判定するようにしていたが、これに限らず、気泡が存在する場合の圧力波形と気泡が存在しない場合の圧力波形との違いの多少によって、「×」の判定数を可変するようにしてもよい。
　さらに、上述した実施の形態では、「○」あるいは「×」の判定に所定の傾き範囲を設定するようにしていたが、この傾き範囲に替えて、各区間Ａ１～Ａ８の傾きが正か負かによって判定するようにしてもよい。たとえば、区間Ａ１の基準傾きＫ１を「正」とした場合、傾きＫＫ１が「正」である場合には、「○」の判定を行い、傾きＫＫ１が「負」である場合に、「×」の判定を行うようにする。これによって判定部３３ｄによる判定処理が簡易になる。
　また、上述した実施の形態では、区間Ａ１～Ａ８が同じ時間幅をもっていたが、これに限らず、各区間Ａ１～Ａ８の時間幅は、気泡の存在しない圧力波形に合わせて異ならせてもよい。
　さらに、上述した実施の形態では、洗浄液Ｗａの吐出時の圧力波形Ｗ２をもとに気泡の有無判定を行うようにしていたがこれに限らず、配管１５内に生じる他の圧力波形をもとに、気泡の有無判定を行うようにしてもよい。
　以上のように、本発明にかかる気泡有無判定方法および分注装置は、分注前に確実に気泡の存在を知るのに有用である。

Claims (4)

  1. 　分注ノズルを接続した配管内に液体を充填し、該配管内で前記液体を移動させることによって前記分注ノズルから検体または試薬を含む液体試料を吸引し、吸引した液体試料を吐出して分注を行う分注装置における前記配管内の気泡有無判定方法であって、
    　前記配管内の圧力を検出する検出ステップと、
    　前記検出ステップによって検出した圧力波形を時間軸に沿って複数区間に区分した各圧力波形の傾きを算出する算出ステップと、
    　前記算出ステップによって算出した各圧力波形の傾きが、各区間毎に予め求められた気泡不存在時の傾きの範囲外である区間の数に基づいて、前記配管内における気泡の有無を判定する判定ステップと、
    　を含むことを特徴とする気泡有無判定方法。
  2. 　前記判定ステップは、前記区間の数が１以上の場合に前記配管内に気泡が有ると判定することを特徴とする請求項１に記載の気泡有無判定方法。
  3. 　分注ノズルを接続した配管内に液体を充填し、該配管内で前記液体を移動させて前記分注ノズルから検体または試薬を含む液体試料を吸引し、吸引した液体試料を吐出して分注を行う分注装置であって、
    　前記配管内の圧力を検出する検出手段と、
    　検出した圧力波形を時間軸に沿って複数区間に区分した各圧力波形の傾きを算出する算出手段と、
    　前記算出手段が算出した各圧力波形の傾きが、予め求められた気泡不存在時の傾きの範囲外である区間の数に基づいて、前記配管内における気泡の有無を判定する判定手段と、
    　を備えたことを特徴とする分注装置。
  4. 　前記判定手段は、前記区間の数が１以上の場合に前記配管内に気泡が有ると判定することを特徴とする請求項３に記載の分注装置。
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