WO2012039184A1 - 自動分析装置用分注ノズル、当該ノズルを搭載した自動分析装置及び自動分析装置用分注ノズルの製造方法 - Google Patents

自動分析装置用分注ノズル、当該ノズルを搭載した自動分析装置及び自動分析装置用分注ノズルの製造方法 Download PDF

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WO2012039184A1
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dispensing nozzle
automatic analyzer
sample
nozzle
acid derivative
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PCT/JP2011/065755
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野島彰紘
谷口伸一
石澤宏明
Original Assignee
株式会社日立ハイテクノロジーズ
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    • G01N35/1002—Reagent dispensers
    • G—PHYSICS
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    • G01N35/1004—Cleaning sample transfer devices

Definitions

  • the present invention relates to a dispensing nozzle for an automatic analyzer, an automatic analyzer equipped with the nozzle, and a method for manufacturing a dispensing nozzle for an automatic analyzer.
  • an automatic analyzer for example, a biochemical analyzer that performs a biochemical analysis by measuring the absorbance of a reaction solution obtained by mixing and reacting a desired reagent with a sample such as serum or urine is known.
  • a container for storing the specimen and reagent a storage mechanism for holding the reaction cell for injecting the specimen and reagent
  • automatic injection of the specimen and reagent into the reaction cell A dispensing mechanism with a dispensing nozzle, (3) an automatic stirring mechanism with a stirring rod that mixes the sample and reagent in the reaction cell, and (4) a mechanism that measures the absorbance of the sample during or after the reaction.
  • a large number of specimens and reagents are generally dispensed one after another using the same dispensing nozzle.
  • a sample dispensing nozzle dispenses a predetermined amount of sample from a container for storing a sample such as a blood collection tube, and discharges the sample to a reaction cell in which a reagent is reacted.
  • the reagent dispensing nozzle discharges a predetermined amount of reagent dispensed from the container for storing the reagent to the sample reaction cell.
  • the measurement result may be affected.
  • Patent Document 2 As a method for increasing the cleanliness of the nozzle surface, conventionally, cleaning with a detergent containing pure water or a surfactant has been carried out (Patent Document 2). However, in such a method, it may be difficult to wash the biopolymer in the specimen typified by protein. In addition, there is a method in which the residue of the specimen adhered by active oxygen is deactivated (Patent Document 3). However, this method cannot withstand long-term use because the residue of the inactivated specimen accumulates on the surface.
  • a method using a disposable disposable nozzle is also known.
  • a disposable nozzle disosable tip
  • the use of a disposable nozzle also has a problem in that it generates a large amount of waste and increases the environmental load.
  • Patent Document 4 There is also a method of coating the surface of the nozzle with a low surface energy resin (Patent Document 4). Thereby, it aims at reducing the adhesion amount of a to-be-dispensed liquid. By this method, the static contact angle of the nozzle surface can be increased. However, a large static contact angle does not necessarily improve the effect of preventing the liquid from adhering. This is because the surface roughness affects not only the static contact angle but also the ease with which the liquid adheres (Non-Patent Document 3).
  • biopolymers such as proteins, which are components in the specimen, are adsorbed on the surface of the dispensing nozzle, and this adsorption is a problem in improving the reliability of the analysis. Yes.
  • an object of the present invention is to provide a dispensing nozzle that can increase the cleanliness of the surface and improve the reliability of analysis without using a disposable nozzle, a manufacturing method thereof, and an automatic analyzer using the dispensing nozzle. Is to provide.
  • the chemical structure of the phosphonic acid derivative is represented by the following general formula 1.
  • R 1 in 1 is a monovalent organic group
  • R 2 and R 3 is an alkyl group or a hydrogen atom.
  • chemical adsorption means an adsorption mode on a solid surface with a heat of adsorption of about 20 to 100 kcal / mol caused by a chemical bond such as a covalent bond or an ionic bond.
  • the physical adsorption is a bond having a van der Waals force whose heat of adsorption is usually 10 kcal / mol or less. In this sense, chemical adsorption and physical adsorption are distinguished.
  • the dispensing nozzle is surface-treated by physical adsorption, part of the surface treatment layer is peeled off when the dispensing nozzle is immersed in the liquid to be dispensed. Therefore, when the surface treatment is performed by physical adsorption, the surface treatment layer is eventually completely peeled off during repeated dispensing.
  • the inventors succeeded in forming a surface treatment layer firmly on the surface of the dispensing nozzle by adopting chemical adsorption for the surface treatment of the dispensing nozzle for the automatic analyzer.
  • the inventors have confirmed that when a phosphoric acid derivative is chemically adsorbed on the surface, a strong surface treatment layer can be formed on the nozzle surface as in the case of chemically adsorbing a phosphonic acid derivative.
  • the present invention it is possible to effectively suppress the adsorption of the biological component such as the protein of the specimen component and the specimen itself to the nozzle surface. For this reason, the cleanliness of the surface of the dispensing nozzle is increased, and the analysis reliability of the automatic analyzer can be improved. As a result, it is possible to reduce the amount of samples and reagents and to increase the sensitivity of the apparatus, and to reduce the running cost of the automatic analyzer.
  • FIG. 1 shows a configuration example of an automatic analyzer according to the present invention.
  • the automatic analyzer is provided with a specimen storage unit mechanism 1.
  • One or more sample containers 25 are arranged in the sample storage unit mechanism 1.
  • the sample storage unit mechanism 1 shown in FIG. 1 shows an example of a so-called sample disk mechanism in which a sample container 25 can be detachably mounted on a disk-shaped main body.
  • other mechanisms such as a sample rack or a sample holder generally used in the automatic analyzer can be used for the sample storage unit mechanism 1.
  • the specimen refers to a solution to be tested used for reaction in a reaction vessel, and may be a collected specimen stock solution or a solution obtained by processing the stock solution by dilution, pretreatment, or the like.
  • the sample in the sample container 25 is extracted by the sample dispensing nozzle 27 of the sample supply dispensing mechanism 2 and injected into a predetermined reaction container.
  • the specimen dispensing nozzle 27 is surface-treated with a phosphonic acid derivative. Specific examples of the surface treatment are shown in Experimental Examples 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8 to be described later.
  • a large number of reagent containers 6 are detachably arranged on the reagent disk mechanism 5.
  • a reagent supply dispensing mechanism 7 is disposed in the reagent disk mechanism 5. The reagent is sucked by the reagent dispensing nozzle 28 of the mechanism and injected into a predetermined reaction cell.
  • the spectrophotometer 10 and the light source 26 with a condensing filter are arranged in the automatic analyzer. Between the spectrophotometer 10 and the light source 26 with a condensing filter, a reaction disk 3 that houses a measurement target is disposed. On the outer periphery of the reaction disk 3, for example, 120 reaction cells 4 are installed. Further, the entire reaction disk 3 is held at a predetermined temperature by a thermostatic chamber 9. A stirring mechanism 8 having a stirring bar 29 is disposed in the vicinity of the reaction disk 3.
  • a reaction cell cleaning mechanism 11 is disposed around the reaction disk 3.
  • the reaction cell cleaning mechanism 11 is supplied with a cleaning agent from a cleaning agent container 13.
  • a suction nozzle 12 is used for sucking the solution in the cell.
  • a computer 19, an interface 23, a Log converter and A / D converter 18, a reagent pipetter 17, a washing water pump 16, and a sample pipettor 15 are arranged in the automatic analyzer.
  • a printer 20, a CRT 21, a storage device 22 (for example, a floppy disk, a hard disk, etc.), and an operation panel 24 are arranged in the automatic analyzer.
  • the specimen disk mechanism is controlled and driven by the drive unit 200, the reagent disk mechanism is driven by the drive unit 201, and the reaction disk is driven and driven by the drive unit 202, respectively.
  • Each part of the automatic analyzer is controlled by the computer 19 through an interface.
  • the operator inputs analysis request information using the operation panel 24.
  • the analysis request information input by the operator is stored in a memory in the computer 19.
  • the sample container 25 containing the sample to be measured is set at a predetermined position in the sample storage unit mechanism 1. Then, the sample dispensing nozzle 27 descends and comes into contact with the sample to be measured in the sample container 25. At this time, the capacitance of the sample dispensing nozzle 27 changes greatly. By detecting this change, the computer 19 detects that the sample dispensing nozzle 27 is in contact with the sample to be measured, and stops the lowering of the sample dispensing nozzle 27.
  • the computer 19 drives and controls the sample pipettor 15 and the sample supply dispensing mechanism 2 according to the analysis request information stored in the memory, and the sample is dispensed by a predetermined amount by the surface-treated sample dispensing nozzle 27.
  • sample dispensing nozzle 27 is moved to the reaction cell and dispenses the sample to be measured in a predetermined reaction container. After dispensing, the sample dispensing nozzle 27 which has been surface-treated is washed with water and used for dispensing the next sample.
  • the reagent dispensing nozzle 28 of the reagent supply dispensing mechanism 7 is positioned in the reaction cell into which the sample to be measured has been dispensed, and a predetermined amount of reagent is dispensed. Thereafter, the reagent dispensing nozzle 28 is washed with water to dispense a reagent for the next reaction cell.
  • the liquid mixture of the sample to be measured and the reagent is stirred by the stirring rod 29 of the stirring mechanism 8.
  • the stirring mechanism 8 sequentially stirs the liquid mixture in the next reaction cell.
  • the reaction cell After stirring the solution, the reaction cell is irradiated with inspection light from the light source 26 with a condensing filter, and the absorbance and the like are measured by the spectrophotometer 10.
  • Stainless steel is widely used for dispensing nozzles of automatic analyzers in view of good workability and corrosion resistance. Therefore, in order to perform the surface treatment on the dispensing nozzle, a molecule having a desired function may be fixed to stainless steel. However, it is difficult to fix molecules directly to stainless steel. For example, when stainless steel is surface-treated with a silane coupling agent widely used for the surface treatment of metals and semiconductors, a reaction occurs between molecules at the silanol terminal in addition to the reaction between the substrate and the silane coupling agent. For this reason, a multilayer film is formed and a desired function may not be obtained.
  • phosphonic acid derivatives can be adsorbed on stainless steel by chemical bonding.
  • a stable coating can be performed without causing an intermolecular reaction between phosphonic acids.
  • the main element constituting the component of the sample to be measured is serum. It is effective to fix polyethylene glycol on the nozzle surface in order to suppress the remaining of the sample component protein.
  • Polyethylene glycol is hydrophilic and nonionic, and can be expected to suppress the adsorption of biopolymers such as proteins due to its three-dimensional repulsive force.
  • the number average molecular weight of the polyethylene glycol derivative is preferably 100 or more, more preferably 200 or more, from the request that the number of ethylene oxide groups required is 2 or more and that the intermolecular interaction is sufficient for arranging the molecules. .
  • the number average molecular weight of the polyethylene glycol derivative is 20000 or less, more preferably 5000 or less.
  • the chemical structure of the polyethylene glycol derivative to be coated need not be a single chemical structure, and may be a mixture.
  • the protein adsorption suppression effect was verified by measuring the amount of protein adsorption by IRAS (Infra Red Absorption Spectroscopy). Specifically, the amount of protein adsorbed in horse serum was estimated from the peak intensity of amide I. In the substrate subjected to the above surface treatment, the amount of protein adsorbed was reduced to 1/3 or less as compared with the conventional stainless steel, and a significant difference was observed between the conventional example and the conventional example.
  • phosphonic acid having a trifluoro group or a methyl group at one end is effective to adsorb phosphonic acid having a trifluoro group or a methyl group at one end to the nozzle surface.
  • a surface treatment is performed with phosphonic acid having one of these functional groups at one end, a trifluoro group or a methyl group is exposed on the outermost surface.
  • the surface is water-repellent.
  • the liquid adheres to the side surface of the nozzle, but the amount of the liquid adhered itself can be reduced. Thereby, the reliability of dispensing can be improved.
  • the dispensing nozzle is a tubular dispensing nozzle body 101.
  • Stainless steel is widely used for the dispensing nozzle main body 101 as a material having high corrosion resistance and good workability.
  • the dispensing nozzle body 101 is bent at a point 102 to form a substantially L shape.
  • the end portion on the side extending in the horizontal direction is connected to a suction mechanism.
  • the end on the side extending in the vertical direction in the figure remains open and is used for sucking and dispensing the solution.
  • Specimens and reagents are aspirated by a predetermined amount from the open end into the hollow portion 103.
  • the outer surface of the dispensing nozzle is also immersed in the solution with respect to the specimen or reagent.
  • the region to be coated with the phosphonic acid derivative by chemical adsorption is the end portion 105 and the outer surface.
  • the area to be coated is set sufficiently larger than the area 104 that is immersed in the specimen or reagent when the dispensing nozzle dispenses the specimen or reagent. If possible, it is desirable to coat the inner surface of the dispensing nozzle body 101 as well.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of the dispensing nozzle coated with the phosphonic acid derivative, cut perpendicularly to the axial direction at the dotted line position in FIG.
  • reference numeral 111 denotes a dispensing nozzle body, which is made of stainless steel or the like.
  • Reference numeral 112 denotes a layer made of a phosphonic acid derivative, which plays a role of suppressing adsorption of biopolymers such as proteins.
  • the phosphonic acid derivative covers both the outer surface and the inner surface of the dispensing nozzle main body 111.
  • Reference numeral 113 denotes a hollow portion of the dispensing nozzle.
  • FIG. 4 shows a vertical cross-sectional structure in which the region 104 is broken along the axial direction of the dispensing nozzle.
  • reference numeral 121 denotes a dispensing nozzle body, which is made of stainless steel or the like.
  • Reference numeral 122 denotes a layer made of a phosphonic acid derivative, which plays a role of suppressing adsorption of biopolymers such as proteins. As shown in the figure, the layer 122 also covers the opening end face of the dispensing nozzle body 121.
  • Reference numeral 123 denotes a hollow portion of the dispensing nozzle.
  • phosphonic acid can be adsorbed on the surface of stainless steel by a solution method. For this reason, as shown in FIG. 4, the surface treatment can be performed up to the portion of the opening end face.
  • the surface treatment first, the surface of the stainless steel is washed with a NaOH aqueous solution and ethanol. Thereafter, when the dispensing nozzle body 121 is immersed in the phosphonic acid derivative solution for a sufficient time, the phosphonic acid derivative can be adsorbed on the surface of the nozzle body.
  • the phosphonic acid derivative can be adsorbed with a very thin thickness, for example, a monomolecular film thickness. This is because the phosphonic acid derivative is adsorbed on the nozzle surface at the phosphonic acid portion, and after the monomolecular layer is completed, no more molecules can be chemically adsorbed on the nozzle surface.
  • the surface roughness does not change before and after the surface treatment.
  • a nozzle-treated surface with a small surface roughness can be formed.
  • a stainless steel nozzle surface is polished in advance, and a phosphonic acid derivative having a trifluoro group or a methyl group at one end is adsorbed on the polished surface.
  • a surface with a large static contact angle and a small surface roughness can be formed.
  • adhesion of a liquid can be suppressed.
  • the surface roughness Ra is desirably 15 nm or less.
  • the surface area of the nozzle can be reduced. Therefore, if a phosphonic acid derivative having polyethylene glycol at one end is fixed to the nozzle surface, the amount of protein adsorbed as a sample component can be further increased. It can also be suppressed. Also in this case, the surface roughness Ra is desirably 15 nm or less.
  • Example 1 First, in order to increase the reliability of the analysis, the effect was verified using a flat substrate.
  • the size of the substrate used was 30 mm ⁇ 30 mm ⁇ 0.5 mm, and a 30 mm ⁇ 30 mm surface was used as a measurement surface for verifying the effect.
  • FIG. 5 shows a flowchart of the surface treatment process.
  • Step 1 Cleaning of stainless steel
  • the SUS304 substrate was ultrasonically cleaned with a 0.1% NaOH aqueous solution and ethanol for 15 minutes and then washed with water. Thereafter, the SUS304 substrate was dried by nitrogen blowing.
  • Step 2 Immersion in phosphonic acid derivative solution
  • the SUS304 substrate washed in step 1 is immersed in the phosphonic acid derivative solution for 24 hours. Then, it is taken out from the solution, washed with pure water after washing with a solvent. Thereafter, the SUS304 substrate is dried by nitrogen blowing.
  • FIG. 131 is a conventional example (stainless steel nozzle), and 132 is Experimental Example 1.
  • Example 2 In the case of Experimental Example 1 described above, the surface treatment was performed by a process of adsorbing the phosphonic acid derivative in a one-step reaction. In the case of this experimental example 2, a technique for performing surface treatment by a multistage reaction will be described.
  • FIG. 7 shows a flowchart of the surface treatment process.
  • This surface treatment step is roughly composed of two treatment steps. The first is a process of coating the surface of stainless steel with a phosphonic acid derivative having a reactive functional group at the end, and the second is fixing a molecule having a desired function to the reactive functional group. It is a process to convert.
  • the reagents used are as follows. 16-Phosphono-hexadecanoic acid was used as the phosphonic acid at the carboxylic acid terminal. Dehydrated Tetrahydrofuran® (THF) was used as a solvent for dissolving this molecule. N-Hydroxysuccinimide® (NHS) and 1- (3-Dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiinide (EDC) were used as reagents for activating the terminal carboxyl group. An amino group was used as a reactive group with the reaction activated carboxyl group. Two types of PEGs having an amino group at the end were used, with average molecular weights of 2000 and 5000. Horse-derived serum was used as the simulated serum. The phosphate buffer solution was adjusted with a phosphate buffer powder, and it was confirmed that the pH was 7.4 using a pH meter.
  • Step 1 Cleaning of stainless steel
  • the SUS304 substrate was ultrasonically cleaned with a 0.1% NaOH aqueous solution and ethanol for 15 minutes and then washed with water. Thereafter, the SUS304 substrate was dried by nitrogen blowing.
  • Step 2 Immersion in solution of phosphonic acid derivative
  • the SUS304 substrate washed in Step 1 is immersed in a THF solution of 16-phosphono-hexadecanoic acid for 48 hours. Thereafter, the SUS304 substrate is taken out of the solution, washed with THF, dried by nitrogen blowing, and further washed with pure water. Thereafter, the SUS304 substrate was dried again by nitrogen blowing. As a result, a 16-phosphono-hexadecanoic acid molecular film was formed on the SUS304 substrate.
  • ToF-SIMS analysis was performed with TOF.SIMS5 of ION-TOF. Bi was used as the primary ion source.
  • the primary ion irradiation dose was set to a static condition of 10 ⁇ 12 / cm 2 or less.
  • the analysis area is 500 ⁇ m ⁇ 500 ⁇ m.
  • the resolution is m / ⁇ m> 7000 (positive ion PFe 3 O 4 + , negative ion P 2 FeO 5 ⁇ ).
  • Calibration was performed with H + , C 8 H 5 O 3 + and Fe 4 O 4 + for positive ions, and H ⁇ and C 4 H ⁇ for negative ions. Calibration error is 10ppm or less.
  • ToF-SIMS was measured not only on the 16-phosphono-hexadecanoic acid molecular film but also on an untreated SUS304 substrate for reference.
  • fragments having a composition of P a Fe b O c and P a Fe b O c H d were observed as fragments characteristic of the molecular film.
  • PFeO 2 , PFe 3 O 4 , PFe 3 O 5 , PFe 5 O 7 , PFe 6 O 8 are used as positive ions
  • PFeO 3 H, PFe 4 H, P 2 FeO 5 , P 2 are used as negative ions.
  • the chemical bond between the substrate and the phosphonic acid There are two main possibilities for the chemical bond between the substrate and the phosphonic acid.
  • One is an ionic bond between oxygen of PO and the substrate metal atom, and the other is a hydrogen bond between the hydroxyl group of PO and the surface oxygen of the SUS304 substrate. If it is chemically bonded with a weak bond such as a hydrogen bond, a fragment having the composition of P a Fe b O c and P a Fe b O c H d can be detected without further fragmentation. The nature is low. Therefore, the chemical bond between the phosphonic acid and the SUS304 surface is due to an ionic bond between the oxygen of PO and the metal atom of the substrate.
  • QuanteraSXM manufactured by PHI was used for XPS analysis.
  • Monochromatic Al (1486.6 eV) was used as the X-ray source.
  • the size of the detection area is 100 ⁇ m ⁇ , and the photoelectron extraction angle is 45 degrees.
  • elemental analysis was performed by wide scanning.
  • the measurement conditions are a binding energy range: 0 to 1350 eV, and a pass energy: 280 eV.
  • a narrow scan was performed on P2p to analyze the adsorption structure and electronic state in detail.
  • the measurement conditions were a binding energy range of 0 to 1350 eV and a pass energy of 112 eV.
  • the binding energy of P2p narrow scan was corrected by setting the peak energy derived from CC / CH of C1s to 284.8 eV.
  • Figure 8 shows the result of XPS wide scan.
  • 141 is the XPS wide scan measurement result of 16-Phosphono-hexadecanoic acid
  • 142 is the XPS wide scan measurement result of the SUS304 substrate
  • 143 is the XPS wide scan measurement result of the 16-Phosphono-hexadecanoic acid molecular film.
  • C, O, and P were detected in the 16-phosphono-hexadecanoic acid powder.
  • the composition ratios are 74.9%, 20.5%, and 4.7%, which are in good agreement with the constituent element ratios of 72.7%, 22.7%, and 4.5%.
  • C, O, Fe, Cr, Ni, and Si were detected.
  • the respective ratios were 19.7%, 46.9%, 27.1%, 4.1%, 0.5% and 1.6%.
  • Fig. 9 shows the analysis results of XPS P2p narrow scan.
  • 151 is the XPS narrow scan measurement result of P2p of 16-Phosphono-hexadecanoic acid
  • 152 is the XPS narrow scan measurement result of P2p of SUS304 substrate
  • 153 is the XPS narrow scan of P2p of 16-Phosphono-hexadecanoic acid molecular film It is a measurement result.
  • the P2p peak of 16-Phosphono-hexadecanoic acid is attributed to free phosphonic acid that is not chemically bonded.
  • the binding energy is shifted by about 1 eV to the low energy side to 133.0 eV. This marked shift in binding energy suggests a change in the chemical environment around P. It is considered that the energy shift in the molecular film in this experimental example indicates the generation of a chemical bond between the phosphonic acid and the SUS304 surface.
  • FIG. 10 shows the measurement results.
  • 161 is the IRAS measurement result of the 16-phosphono-hexadecanoic acid molecular film.
  • the peaks at 2930 cm ⁇ 1 and 2850 cm ⁇ 1 are attributed to CH 2 asymmetric stretching and symmetric stretching of the alkyl chain in the 16-phosphono-hexadecanoic acid molecular film, respectively.
  • the peak wave number of CH 2 asymmetric stretching is 2924 cm ⁇ 1 (the peak position of CH 2 asymmetric stretching in a liquid alkane) ) Appears in the vicinity.
  • the C ⁇ O stretching vibration peak of the carboxylic acid in the hydrogen bond state is 1721 cm ⁇ 1
  • the CH 2 bending angle vibration peak is 1466 cm ⁇ 1
  • the stretching vibration of the acid ion C ⁇ O was observed at 1415 cm ⁇ 1 , respectively.
  • a peak derived from the stretching vibration of PO in phosphonic acid appears in the wave number range of 1300 to 800 cm ⁇ 1 .
  • the peaks at 1030 cm ⁇ 1 and 1234 cm ⁇ 1 are attributed to PO and P ⁇ O stretching vibrations, respectively. From the above, the binding of 16-phosphono-hexadecanoic acid molecules to the SUS304 substrate was confirmed.
  • Step 3 Activating the functional group at the end
  • 0.4M NHS aqueous solution and 0.1M EDC aqueous solution are mixed 1: 1, and 16-Phosphono-hexadecanoic acid molecular film is immersed in this, Let stand for 45 minutes. The substrate taken out was washed with water and dried by nitrogen blowing.
  • the carboxylic acid becomes an active ester (NHS ester) group.
  • the substrate taken out is washed with water and dried by nitrogen blowing.
  • NHS esterification was confirmed by observing the following peaks with IRAS.
  • FIG. 171 is the IRAS measurement result of the 16-Phosphono-hexadecanoic acid molecular film
  • 172 is the IRAS measurement result of the NHS-modified molecular film
  • 173 is the result of narrow scan of the IRAS measurement result of the surface on which the polyethylene glycol derivative is immobilized. It is.
  • the attribution of each peak is as follows.
  • Step 4 Immobilizing the molecule
  • the active ester group introduced by step 4 can react with an amino group to form an amide bond.
  • ethanolamine hereinafter referred to as “EA”
  • amino group-terminated PEG average number molecular weight 2000. hereinafter referred to as “PEG2000”
  • PEG5000 Three types of amino group-terminated PEG (average molecular weight 5000, hereinafter referred to as “PEG5000”) were studied.
  • the reaction conditions were as follows.
  • FIG. 11 shows an IRAS spectrum when PEG2000 is fixed as an example. The following peaks were observed on the surface where EA was immobilized. 1030 cm -1: PO stretch, 1559 cm -1: amide II, 1650 cm -1: amide I, 2854cm -1, 2930cm -1: CH 2 stretching.
  • the amide II peak is mainly attributed to C—N stretching vibration and N—H bending vibration contained in the amide bond.
  • FIG. 12 shows the IRAS spectrum of the measurement results
  • FIG. 13 shows a bar graph of the peak intensity of amide I derived from each protein.
  • 180 is the measurement result of the amide I region
  • 181 is the measurement result on the SUS304 substrate
  • 182 is the measurement result on EA
  • 183 is the measurement result on PEG2000
  • 184 is PEG5000. It is the measurement result in.
  • FIG. 13 shows that the untreated SUS304 substrate 191 has the largest amount of protein adsorption. In the molecular film (192) on which EA is immobilized, the adsorption amount is about 2/3 with respect to an untreated SUS304 substrate.
  • the PEG-immobilized molecular film has a higher protein adsorption suppression effect than the EA-immobilized surface and can be reduced to 2/3 or less of the EA.
  • PEG5000 (194) showed an effect of suppressing adsorption more than 1/3 of untreated SUS304. This shows that the molecular weight of polyethylene glycol is preferably 2000 or more.
  • Example 3 Also in this experimental example, the case where the same processing as in Experimental Examples 1 and 2 is performed on the dispensing nozzle will be described.
  • a phosphonic acid derivative layer was formed on the surface of a stainless steel dispensing nozzle by the same method as in Experimental Examples 1 and 2.
  • the region to be processed was the end portion 105 of the dispensing nozzle in FIG. 2 and the region 104 immersed in the specimen.
  • the nozzle surface was ultrasonically cleaned with a 0.1% NaOH aqueous solution and ethanol.
  • a support base was provided so as not to contact the container and the adjacent nozzle.
  • a phosphonic acid derivative having a polyethylene glycol derivative was immobilized on the terminal side immersed in the specimen of the dispensing nozzle that had been cleaned.
  • the immobilization method was the same as in Experimental Examples 1 and 2.
  • Example 4 Also in this experimental example, the case where the same processing as Experimental Examples 1 and 2 is performed on the dispensing nozzle will be described. After polishing the surface, a phosphonic acid derivative layer was formed on the surface of a stainless steel dispensing nozzle in the same manner as in Experimental Examples 1 and 2. The region to be processed was the end portion 105 of the dispensing nozzle in FIG. 2 and the region 104 immersed in the specimen. First, the nozzle surface was polished. At this time, Ra of the final finish was 15 nm.
  • the nozzle surface was ultrasonically cleaned with a 0.1% NaOH aqueous solution and ethanol.
  • a support base was provided so as not to contact the container and the adjacent nozzle.
  • the dispensing nozzle that had been cleaned was immersed in a THF solution of a phosphonic acid derivative.
  • the end of the dispensing nozzle immersed in the specimen was immersed in a THF solution of a phosphonic acid derivative having a polyethylene glycol derivative for 24 hours, then washed with THF, and then with pure water. Thereafter, the dispensing nozzle was dried by nitrogen blowing.
  • the amount of protein component adsorbed in horse serum was estimated by IRAS as in the experimental example. As a result, it was confirmed that the protein remaining on the surface of the dispensing nozzle after dispensing was reduced to 1/10 or less as compared with the conventional stainless steel nozzle.
  • Example 5 Also in this experimental example, the case where the same processing as Experimental Examples 1 and 2 is performed on the dispensing nozzle will be described.
  • a phosphonic acid derivative layer was formed on the surface of the stainless steel dispensing nozzle in the same manner as in Experimental Examples 1 and 2.
  • the region to be processed was the end portion 105 of the dispensing nozzle in FIG. 2 and the region 104 immersed in the specimen.
  • the nozzle surface was ultrasonically cleaned with a 0.1% NaOH aqueous solution and ethanol.
  • a support base was provided so as not to contact the container and the adjacent nozzle.
  • the dispensing nozzle that had been cleaned was immersed in a THF solution of a phosphonic acid derivative.
  • the end of the dispensing nozzle on the side immersed in the specimen was immersed in a THF solution of an alkylphosphonic acid derivative for 24 hours, washed with THF, and then washed with pure water. Thereafter, the dispensing nozzle was dried by nitrogen blowing.
  • the verification of the effect was made by comparing the amount of the sample adhering to the nozzle surface when the nozzle was lifted from the sample. As a result, it was confirmed that the protein remaining on the surface of the dispensing nozzle after dispensing was reduced to 1/3 or less of the specimen itself as compared with the conventional stainless steel nozzle.
  • Example 6 Also in this experimental example, the case where the same processing as Experimental Examples 1 and 2 is performed on the dispensing nozzle will be described.
  • a phosphonic acid derivative layer was formed on the surface of a stainless steel dispensing nozzle in the same manner as in Experimental Examples 1 and 2.
  • the region to be processed was the end portion 105 of the dispensing nozzle in FIG. 2 and the region 104 immersed in the specimen.
  • the nozzle surface was polished. At this time, Ra of the final finish was 15 nm.
  • the nozzle surface was ultrasonically cleaned with a 0.1% NaOH aqueous solution and ethanol.
  • a support base was provided so as not to contact the container and the adjacent nozzle. Thereafter, the dispensing nozzle that had been cleaned was immersed in a THF solution of a phosphonic acid derivative.
  • the end of the dispensing nozzle on the side immersed in the specimen was immersed in a THF solution of phosphonic acid having an alkylphosphonic acid derivative for 24 hours, washed with THF, and then washed with pure water. Thereafter, the dispensing nozzle was dried by nitrogen blowing.
  • the verification of the effect was made by comparing the amount of the sample adhering to the nozzle surface when the nozzle was lifted from the sample. As a result, no specimen adhered to the surface of the dispensing nozzle after being pulled up.
  • Example 7 Also in this experimental example, the case where the same processing as Experimental Examples 1 and 2 is performed on the dispensing nozzle will be described.
  • a phosphonic acid derivative layer was formed on the surface of the stainless steel dispensing nozzle in the same manner as in Experimental Examples 1 and 2.
  • the region to be processed was the end portion 105 of the dispensing nozzle in FIG. 2 and the region 104 immersed in the specimen.
  • the nozzle surface was ultrasonically cleaned with a 0.1% NaOH aqueous solution and ethanol.
  • a support base was provided so as not to contact the container and the adjacent nozzle.
  • the dispensing nozzle that had been cleaned was immersed in an ethanol solution of a phosphonic acid derivative.
  • the end of the dispensing nozzle that is immersed in the specimen is immersed in an ethanol solution of an alkylphosphonic acid derivative having a trifluoro group at one end for 24 hours, then washed with ethanol, and then purified water. Washed with. Thereafter, the dispensing nozzle was dried by nitrogen blowing.
  • the verification of the effect was made by comparing the amount of the sample adhering to the nozzle surface when the nozzle was lifted from the sample. As a result, it was confirmed that the protein remaining on the surface of the dispensing nozzle after dispensing was reduced in adhesion of the specimen itself as compared with the conventional stainless steel nozzle.
  • Example 8 Also in this experimental example, the case where the same processing as Experimental Examples 1 and 2 is performed on the dispensing nozzle will be described.
  • a phosphonic acid derivative layer was formed on the surface of a stainless steel dispensing nozzle in the same manner as in Experimental Examples 1 and 2.
  • the region to be processed was the end portion 105 of the dispensing nozzle in FIG. 2 and the region 104 immersed in the specimen.
  • the nozzle surface was polished. At this time, Ra of the final finish was 15 nm.
  • the nozzle surface was ultrasonically cleaned with a 0.1% NaOH aqueous solution and ethanol.
  • a support base was provided so as not to contact the container and the adjacent nozzle.
  • the dispensing nozzle that had been cleaned was immersed in an ethanol solution of a phosphonic acid derivative.
  • the end of the dispensing nozzle that is immersed in the specimen is immersed in an ethanol solution of an alkylphosphonic acid derivative having a trifluoro group at one end for 24 hours, washed with THF, and then purified with pure water. Washed with. Thereafter, the dispensing nozzle was dried by nitrogen blowing.
  • the verification of the effect was made by comparing the amount of the sample adhering to the nozzle surface when the nozzle was lifted from the sample. As a result, no specimen adhered to the surface of the dispensing nozzle after being pulled up.
  • Example 2 In the case of Example 1, when a mechanical impact such as the nozzle surface hitting some object, the phosphonic acid derivative chemically adsorbed on the nozzle surface may be peeled off. However, in the case of a dispensing nozzle manufactured using the surface treatment method described above, the phosphonic acid derivative can be easily chemically adsorbed to the dispensing nozzle. In this embodiment, an automatic analyzer incorporating a mechanism for chemically adsorbing a phosphonic acid derivative will be described.
  • FIG. 14 shows a schematic diagram of another automatic analyzer used in this embodiment.
  • the basic configuration of the automatic analyzer according to the present embodiment is the same as the configuration of the automatic analyzer shown in FIG. The difference is that a first processing liquid tank 401, a second processing liquid tank 402, and a dispensing nozzle cleaning tank 403 are provided within the movable range of the specimen dispensing nozzle 27.
  • a first processing liquid tank 401, a second processing liquid tank 402, and a dispensing nozzle cleaning tank 403 are provided within the movable range of the specimen dispensing nozzle 27.
  • the sample dispensing nozzle 27 is rotationally moved to the position of the first processing liquid tank 401. Thereafter, the specimen dispensing nozzle 27 is lowered and immersed in the first treatment liquid.
  • the immersion area at this time is set to be sufficiently larger than the area where the sample dispensing nozzle 27 is immersed in the sample during dispensing.
  • As the first treatment liquid a THF solution of a phosphonic acid derivative is used.
  • the soaking time varies depending on the soaking frequency. For example, when the specimen dispensing nozzle 27 is immersed every time during dispensing, an immersion time of about 1 second is sufficient. On the other hand, when the sample dispensing nozzle 27 is immersed after the end of the day of analysis, the immersion time is set to about 24 hours.
  • the sample dispensing nozzle 27 is rotated to the position of the second processing liquid tank 402. Thereafter, the specimen dispensing nozzle 27 is lowered and immersed in the second treatment liquid. At this time, the immersion area is set sufficiently larger than the area immersed in the first treatment liquid.
  • THF used as a solvent for the treatment liquid in the first treatment liquid tank 401 is used.
  • the second treatment liquid tank 402 By the above operation in the second treatment liquid tank 402, it is possible to remove the phosphonic acid derivative adhering excessively when the treatment is performed in the first treatment liquid tank 401. Then, it wash
  • Stirring rod 101 ... Dispensing nozzle main body, 102 ... Dispensing nozzle bending unit, 103 ... Dispensing nozzle hollow part, 111 ... dispensing nozzle main body part, 112 ... phosphonic acid derivative layer, 113 ... hollow part of dispensing nozzle, 121 ... dispensing nozzle main body part, 122 ... phosphonic acid derivative layer, 123 ... dispensing nozzle Hollow part of 131 ... As a result of stainless steel, 132 ... Phosphonoic acid derivative was immobilized, 141 ... 16-Phosphono-hexadecanoic acid XPS wide scan measurement result, 142 ... SUS304 substrate XPS wide scan measurement result, 143 ...
  • 16-Phosphono-hexadecanoic acid Measurement results of XPS wide scan of molecular film, 151 ... 16-Phosphono-hexadecanoic acid P2p XPS narrow scan measurement result, 152 ... P2p XPS narrow scan measurement result of SUS304 substrate, 153 ... 16-Phosphono-hexadecanoic acid molecular film XPS narrow scan measurement result of P2p, 161 ... IRAS measurement result of 16-Phosphono-hexadecanoic acid molecular film, 171 ... IRAS measurement result of 16-Phosphono-hexadecanoic acid molecular film, 172 ...

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Abstract

尿や血液などの検体を分析する自動分析装置において、分析測定値が繰り返し使用する分注ノズルによる影響を受けないようにする。このため、分注ノズルの表面に対してホスホン酸誘導体又は燐酸誘導体を化学吸着させる。これにより、生体高分子の吸着又は検体自体の付着を抑制する分子層をノズル表面に形成し、分析精度に影響が出ないようにする。

Description

自動分析装置用分注ノズル、当該ノズルを搭載した自動分析装置及び自動分析装置用分注ノズルの製造方法
　本発明は、自動分析装置用分注ノズル、当該ノズルを搭載した自動分析装置及び自動分析装置用分注ノズルの製造方法に関する。
　医療診断用の臨床検査においては、血液や尿などの生体検体中のタンパク、糖、脂質、酵素、ホルモン、無機イオン、疾患マーカー等の生化学分析や免疫学的分析が行なわれる。臨床検査では、複数の検査項目を信頼度高くかつ高速に処理する必要がある。このため、分析の大部分を自動分析装置で実行している。
　自動分析装置としては、例えば血清や尿等の検体に所望の試薬を混合して反応させた反応溶液を分析対象とし、その吸光度を測定することで生化学分析を行う生化学分析装置が知られている。この種の生化学分析装置には、(1) 検体及び試薬を収納する容器、検体及び試薬を注入する反応セルを保持する収納部機構と、(2) 検体及び試薬を反応セルに自動注入する分注ノズルを備えた分注機構と、(3) 反応セル内の検体及び試薬を混合する攪拌棒を持つ自動攪拌機構と、(4) 反応中又は反応が終了した検体の吸光度を計測する機構と、(5) 計測終了後の反応溶液を吸引・排出し反応セルを洗浄する自動洗浄機構等が設けられている（例えば特許文献１）。近年の自動分析装置には、検体及び試薬の微量化、測定の高感度化が求められている。
　自動分析装置では、同一の分注ノズルにより多数の検体及び試薬を次々に分注するのが一般的である。例えば検体分注ノズルは、採血管などの検体を収納する容器から所定量の検体を分取し、試薬を反応させる反応セルに検体を吐出する。一方、試薬分注ノズルは、試薬を収納する容器から分取した所定量の試薬を検体反応セルへ吐出する。
　この際、分注ノズル表面に残留した被分注液体の成分が次の被分注液体に混入すると、測定結果に影響を及ぼす場合がある。こうした残留成分の影響を低減し、ノズル表面の清浄度を上げることで、微量化・高感度化へ向けて分析の信頼性を向上することができる。
　ノズル表面の清浄度を上げる方法としては従来、純水や界面活性剤を含む洗剤による洗浄が実施されてきた（特許文献２）。しかし、こうした方法ではタンパク質に代表される検体中の生体高分子の洗浄が困難な場合がある。他にも活性酸素により付着した検体の残渣を失活させるという方法がある（特許文献３）。しかし、この方法は失活した検体の残渣が表面に堆積してしまうため、長期間の使用には耐えられない。
　さらに、使い捨て可能なディスポーザブルノズル（ディスポーザブルティップ）を用いる方法も知られている。しかし、ディスポーザブルノズルは強度、加工精度の観点から、微細な構造を形成することは難しい。また、ディスポーザブルノズルの使用は大量の廃棄物を出し、環境負荷を増大させてしまうという問題点もある。
　また、ノズルの表面を低表面エネルギーの樹脂で被覆する方法もある（特許文献４）。これにより、被分注液体の付着量を低減することを狙っている。この方法によってノズル表面の静的接触角を大きくすることはできる。しかし、静的接触角が大きいことは、必ずしも液体が付着を防止する効果を向上させるわけではない。これは、液体の付着しやすさは静的接触角以外にも表面粗さが影響するためである（非特許文献３）。
特許第１７０６３５８号公報 特開２００７－８５９３０号公報 特許第３３３０５７９号公報 特開２０００－３２９７７１号公報
Chemical Reviews, 96, pp.1533-1554 (1996) Journal of the American Chemical Society, 115, pp.10714-10721 (1993) Thin Solid Films, 351, pp.279-283 (1999)
　前述したように、検体中の成分であるタンパク質などの生体高分子は分注ノズルの表面に吸着することが知られており、この吸着が分析の信頼性を向上する上での課題となっている。
　そこで、本発明者らは、分析の信頼性を向上させるために、タンパク質等の生体高分子が分注ノズルの表面に吸着するのを抑制する表面処理、又は、検体自体が分注ノズルの表面に付着するのを抑制する表面処理を分注ノズルの表面に付することにより、課題を解決することを検討した。すなわち、本発明の目的は、ディスポーザブルノズルを使用しなくても表面の清浄度を高め、分析の信頼性を向上できる分注ノズル及びその製造方法、並びに当該分注ノズルを用いた自動分析装置を提供することである。
　前述した課題を鋭意研究した結果、発明者らは、分注ノズルの表面にホスホン酸誘導体を化学吸着させて被覆することにより、検体成分のタンパク質や検体自体がノズル表面に残存するのを効果的に抑制できることを想到するに至った。ホスホン酸誘導体の化学構造は、次の一般式１で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　因みに、一般式１中のＲ１は一価の有機基、Ｒ２及びＲ３はアルキル基又は水素原子である。
　ここで、化学吸着とは共有結合やイオン結合などの化学結合を原因とする、吸着熱が20～100kcal/mol程度の固体表面での吸着様式のことを意味する。なお、物理吸着とは吸着熱が通常10kcal/mol以下のファンデルワールス力を結合力とするものであり、この意味において化学吸着と物理吸着は区別される。
　仮に、物理吸着により分注ノズルを表面処理した場合、分注ノズルが被分注液体に浸された際に表面処理層の一部が剥がれ落ちてしまう。従って、物理吸着により表面処理した場合には、分注を繰り返すうちに、やがて表面処理層が完全に剥がれてしまう。
　そこで、発明者らは、自動分析装置用の分注ノズルの表面処理に化学吸着を採用し、分子を分注ノズルの表面に強固に表面処理層を形成することに成功した。なお、発明者らは、燐酸誘導体を表面に化学吸着させる場合にも、ホスホン酸誘導体を化学吸着させる場合と同様に、強固な表面処理層をノズル表面に形成できることを確認した。
　本発明によれば、検体成分のタンパク質などの生体高分子及び検体自体のノズル表面への吸着を効果的に抑制することができる。このため、分注ノズル表面の清浄度が高まり、自動分析装置の分析信頼性を向上させることができる。その結果、検体や試薬の微量化・装置の高感度化を実現でき、自動分析装置のランニングコストも低減することができる。
自動分析装置の構成例を示す概略図。 分注ノズルの概略図。 分注ノズルのうち表面処理された部分の横断面図。 分注ノズルのうち表面処理された部分の縦断面図。 分注ノズルの表面処理プロセスを説明するフローチャート。 吸着抑制効果の結果を示す図。 分注ノズルの表面処理プロセスを説明するフローチャート。 XPSの結果を示す図。 XPSの結果を示す図。 IRASの結果を示す図。 IRASの結果を示す図。 IRASの結果を示す図。 タンパク質吸着抑制効果の解析結果を示す図。 表面処理層の再形成機構を有する自動分析装置の構成例を示す概略図。
　以下、図面に基づいて本発明の内容を詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
　＜実施例１＞
　（装置構成）
　図１に、本発明に係る自動分析装置の構成例を示す。自動分析装置には、検体収納部機構１が配置されている。検体収納部機構１には、一つ以上の検体容器２５が配置される。図１に示す検体収納部機構１は、ディスク状の本体に検体容器２５を着脱自在に搭載できる、いわゆる検体ディスク機構の例を示している。もっとも、検体収納部機構１には、自動分析装置で一般的に用いられている検体ラック又は検体ホルダー等の他の機構を用いることもできる。
　ここで言う検体とは、反応容器で反応させるために使用する被検査溶液のことを指し、採集検体原液でも良いし、当該原液を希釈、前処理等により加工処理した溶液であっても良い。検体容器２５内の検体は、検体供給用分注機構２の検体用分注ノズル２７によって抽出され、所定の反応容器に注入される。この実施例の場合、検体用分注ノズル２７は、ホスホン酸誘導体により表面処理されている。表面処理の具体例については、後述する実験例１、２、３、４、５、６、７、８に示す。
　試薬ディスク機構５には、多数の試薬容器６が着脱自在に配置される。試薬ディスク機構５には、試薬供給用分注機構７が配置されている。試薬は、当該機構の試薬用分注ノズル２８により吸引され、所定の反応セルに注入される。
　この他、自動分析装置には、分光光度計１０及び集光フィルタ付き光源２６が配置される。分光光度計１０と集光フィルタ付き光源２６との間には、測定対象を収容する反応ディスク３が配置される。この反応ディスク３の外周上には、例えば１２０個の反応セル４が設置されている。また、反応ディスク３の全体は、恒温槽９によって、所定の温度に保持されている。なお、反応ディスク３の近傍には、撹拌棒２９を有する撹拌機構８が配置されている。
　反応ディスク３の周辺には、反応セル洗浄機構１１が配置される。反応セル洗浄機構１１には洗浄剤容器１３から洗浄剤が供給される。セル内の溶液の吸引には、吸引ノズル１２が用いられる。
　更に、自動分析装置には、コンピュータ１９、インターフェース２３、Ｌｏｇ変換器及びＡ／Ｄ変換器１８、試薬用ピペッタ１７、洗浄水ポンプ１６、検体用ピペッタ１５が配置される。また、自動分析装置には、プリンタ２０、ＣＲＴ２１、記憶装置２２（例えばフロッピーディスク、ハードディスク等）、操作パネル２４が配置される。
　なお、検体ディスク機構は駆動部２００により、試薬ディスク機構は駆動部２０１により、反応ディスクは駆動部２０２により、それぞれインターフェースを介して制御並びに駆動される。また、自動分析装置の各部はインターフェースを介してコンピュータ１９により制御される。
　なお、上述の構成を有する自動分析装置において、操作者は、操作パネル２４を用いて分析依頼情報の入力を行う。操作者が入力した分析依頼情報は、コンピュータ１９内のメモリに記憶される。
　次に、自動分析装置において実行される分析動作の概要を説明する。まず、測定対象検体の入った検体容器２５が検体収納部機構１の所定の位置にセットされる。すると、検体用分注ノズル２７が下降し、検体容器２５内の測定対象検体と接触する。このとき、検体用分注ノズル２７の静電容量が大きく変化する。この変化の検出により、コンピュータ１９は、検体用分注ノズル２７と測定対象検体とが接したことを検知し、検体用分注ノズル２７の下降を停止する。
　続いて、コンピュータ１９は、そのメモリに記憶された分析依頼情報に従い、検体ピペッタ１５及び検体供給用分注機構２を駆動制御し、表面処理された検体用分注ノズル２７によって検体を所定量ずつ取り分ける。
　その後、検体用分注ノズル２７は反応セルまで移動され、所定の反応容器内に測定対象検体を分注する。分注後、表面処理されている検体用分注ノズル２７は水洗浄され、次の検体の分注に使用される。
　この実施例のように、ホスホン酸誘導体により被覆された検体用分注ノズル２７を用いることで、タンパク質に代表される生体高分子の吸着や検体自体の付着を抑制し、従来のステンレススチール製分注ノズルに比較して分析精度を向上することができる。
　続いて、測定対象検体が分注された反応セルに、試薬供給用分注機構７の試薬用分注ノズル２８が位置決めされ、所定量の試薬が分注される。その後、試薬用分注ノズル２８は水洗浄され、次の反応セルのための試薬を分注する。測定対象検体と試薬の混合液は、撹拌機構８の攪拌棒２９によって撹拌される。撹拌機構８は順次、次の反応セルの混合液を撹拌する。
　なお、溶液の撹拌後、集光フィルタ付き光源２６から反応セルに検査光が照射され、分光光度計１０によって吸光度などが測定される。
　（分注ノズル）
　自動分析装置の分注ノズルには、加工性の良さ、耐食性などの観点を踏まえて、ステンレススチールが広く用いられている。従って、分注ノズルに表面処理を行うためには、所望の機能を持つ分子をステンレススチールに固定すれば良い。しかし、直接ステンレススチールに分子を固定するのは困難である。例えば金属や半導体の表面処理に広く用いられているシランカップリング剤によってステンレススチールを表面処理すると、基板とシランカップリング剤の反応の他に、シラノール末端の分子間でも反応が起きる。このため、多層膜を形成してしまい、所望の機能を得ることができない場合がある。
　これに対し、ホスホン酸誘導体は化学結合により、ステンレススチールに吸着をすることができる。また、ホスホン酸同士による分子間の反応は起きず、安定な被覆を行うことができるという特徴を持つ。
　また、本実施例の場合、測定対象検体の成分を構成する主要素は血清である。検体成分のタンパク質の残存を抑制するためにはポリエチレングリコールをノズル表面に固定することが効果的である。
　従って、ポリエチレングリコールを片方の末端に持つホスホン酸をノズル表面に吸着することが有効である。ポリエチレングリコールは親水性でかつ非イオン性であり、その立体的な斥力によりタンパク質などの生体高分子の吸着を抑制する効果が期待できる。
　必要なエチレンオキシド基の数が２以上であること及び分子が配列するための分子間相互作用が十分であるという要請からポリエチレングリコール誘導体の数平均分子量は100以上、さらには200以上であることが望ましい。
　その一方で、分子間の立体的な斥力が大きすぎると、ノズル表面へのポリエチレングリコール誘導体の吸着量が低減してしまう。このためポリエチレングリコール誘導体の数平均分子量は20000以下、より好ましくは5000以下であることが望ましい。
　被覆するポリエチレングリコール誘導体の化学構造は単一である必要はなく、混合物であっても良い。タンパク質吸着の抑制効果の検証は、タンパク質の吸着量をIRAS（Infra Red Absorption Spectroscopy）で測定することにより実施した。具体的にはウマ血清中のタンパク質の吸着量をアミドＩのピーク強度から見積もった。上記の表面処理を行った基板では、従来のステンレススチールと比較して、タンパク質の吸着量を１／３以下に低減し、従来例との間に有意差が認められた。
　さらに、検体自体の残存を抑制するためにはトリフルオロ基又はメチル基を片方の末端に持つホスホン酸をノズル表面に吸着することが有効である。これらの官能基を片方の末端に持つホスホン酸で表面処理すると、最表面にトリフルオロ基またはメチル基が露出することになる。これにより、表面が撥水化される。液体を分注した際にノズル側面に液体が付着するが、その液体の付着量自体を低減することができる。これにより、分注の信頼性を向上することができる。
　以下では、これらの観点から行った実験例の幾つかの具体例について説明する。
　　（ノズルの構造）
　図２に、本実施例及び後述する各実験で使用する分注ノズルの概略構造例を示す。分注ノズルは管状の分注ノズル本体部１０１である。分注ノズル本体部１０１には、耐腐食性が高く、加工性の良い材料としてステンレススチールが広く用いられる。この実施例の場合、分注ノズル本体部１０１はポイント１０２で曲げられ、略Ｌ字形状を形成する。図中水平方向に延びる側の端部は吸引機構に接続される。一方、図中垂直方向に延びる側の端部は開放端のまま、溶液の吸引と分注に用いられる。
　検体や試薬は、開口端から中空部１０３に所定量だけを吸引される。分注時には、検体や試薬に対して分注ノズルの外面も溶液中に浸漬される。このため、ホスホン酸誘導体を化学吸着させて被覆すべき領域は、端部１０５及び外面となる。また、被覆すべき領域は、分注ノズルが検体又は試薬を分注する際に検体又は試薬に浸漬する領域１０４よりも十分に大きく設定する。可能ならば、分注ノズル本体部１０１の内側表面も被覆処理することが望ましい。
　図３に、ホスホン酸誘導体で被覆処理された分注ノズルを、図２中の点線位置で軸方向に対して垂直に切断した横断面図を示す。図中、１１１は分注ノズル本体部であり、ステンレススチールなどからなる。１１２はホスホン酸誘導体からなる層であり、タンパク質などの生体高分子の吸着を抑制する役割を果たす。図２の場合、ホスホン酸誘導体は、分注ノズル本体部１１１の外側表面と内側表面の両方を被覆している。１１３は分注ノズルの中空部である。
　図４に、領域１０４の部分を分注ノズルの軸方向に沿って破断した縦断面構造を示す。図中、１２１は分注ノズル本体部であり、ステンレススチールなどからなる。１２２はホスホン酸誘導体からなる層であり、タンパク質などの生体高分子の吸着を抑制する役割を果たす。図に示すように、層１２２は、分注ノズル本体１２１の開口端面も被覆する。なお、１２３は分注ノズルの中空部である。
　ホスホン酸は後述の通り、溶液法により、ステンレススチールの表面に吸着させることができる。このため、図４に示すように、その開口端面の部分まで表面処理することができる。
　なお、表面処理時には、先ず最初に、ステンレススチールの表面をNaOH水溶液及びエタノールで洗浄する。その後、ホスホン酸誘導体の溶液に十分な時間、分注ノズル本体１２１を浸漬すると、ホスホン酸誘導体をノズル本体表面に吸着させることができる。この表面処理法を採用すると、ホスホン酸誘導体を非常に薄く、例えば単分子の膜厚で吸着させることができる。ホスホン酸誘導体はホスホン酸の部分でノズル表面に吸着し、単分子層が完成した後は、それ以上の分子がノズル表面に化学吸着できないためである。
　こうした現象はXPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)、ToF-SIMS(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectroscopy)や分光エリプソメトリーなどの実験により確かめられている。従って、表面粗さが表面処理の前後で変化しない。ノズル表面を研磨した後、研磨後のノズル表面をホスホン酸誘導体で表面処理すれば、表面粗さが小さいノズル処理表面を形成することができる。具体的には、ステンレススチールのノズル表面を予め研磨しておき、その研磨した表面にトリフルオロ基又はメチル基を片方の末端に持つホスホン酸誘導体を吸着させる。これにより、静的接触角が大きく、かつ表面粗さが小さい表面を形成することができる。これにより、液体の付着が抑制できる。このとき、表面粗さRaは、15nm以下であることが望ましい。
　また、研磨後に表面処理する場合には、ノズルの表面積を小さくすることができるので、片方の末端にポリエチレングリコールを持つホスホン酸誘導体をノズル表面に固定すれば、検体成分のタンパク質の吸着量をさらに抑制することもできる。この際も、表面粗さRaは15nm以下であることが望ましい。
　以下では、図２に示す構造を有する分注ノズルについての具体的な実験例を説明する。なお、前述の通り、自動分析装置の分注ノズル本体には加工性の良さ、耐食性などの観点を踏まえて、ステンレススチールが広く用いられる。そこで、本実験例では、ステンレススチールとしてＳＵＳ３０４（ステンレススチール３０４）基板を用いて表面処理を行った。なお、各実験例における表面処理は室温（約25℃）で行った。
　　（実験例１）
　まず、解析の信頼性を高めるため、平面基板を用いて効果の検証を行った。用いた基板の大きさは30mm×30mm×0.5mmであり、効果の検証のための測定面は30mm×30mmの面を用いた。
　図５に、表面処理工程のフローチャートを示す。
工程１．ステンレススチールの洗浄
　ＳＵＳ３０４基板を0.1％NaOH水溶液及びエタノールで15分間超音波洗浄し、水洗いした。その後、窒素ブローによりＳＵＳ３０４基板を乾燥させた。
工程２．ホスホン酸誘導体の溶液に浸漬
　工程１で洗浄したＳＵＳ３０４基板をホスホン酸誘導体の溶液に24時間浸漬する。その後、溶液から取り出し、溶媒による洗浄の後、純水で洗浄する。その後、窒素ブローによりＳＵＳ３０４基板を乾燥させる。
　効果の検証は、ウマ血清中のタンパク質成分の吸着量をIRASにより見積もった。その結果、分注後の分注ノズル表面に残存するタンパク質は、従来のステンレススチール製のノズルと比較して、１／３以下に低減されることを確認した。その結果を図６に示す。１３１は従来例（ステンレススチール製のノズル）であり、１３２は実験例１である。
　　（実験例２）
　前述した実験例１の場合には、１段階の反応でホスホン酸誘導体を吸着するプロセスにより表面処理を行った。この実験例２の場合には、多段階の反応により表面処理を行う手法について記述する。
　図７に、表面処理工程のフローチャートを示す。この表面処理工程は、おおよそ２つの処理工程で構成される。１つ目は、反応活性な官能基を末端に持つホスホン酸誘導体によりステンレススチールの表面を被覆する工程であり、２つ目は、反応活性な官能基に対して所望の機能を持つ分子を固定化する工程である。
　本実験例の場合、先ず最初に、カルボキシル基を末端に持つホスホン酸をノズル表面に固定し、次に、カルボキシル基を反応活性化する方法について説明する。なお、タンパク質の吸着を抑制する分子として、ポリエチレングリコール（PEG）の誘導体を用いるものとする。
　具体的な実験方法を以下に述べる。実験例１と同様に、解析の信頼性を高めるため、ＳＵＳ３０４基板を用いて効果の検証を行った。用いた基板の大きさは30mm×30mm×0.5mmであり、効果の検証のための測定面は30mm×30mmの面を用いた。
　用いた試薬は以下の通りである。カルボン酸末端のホスホン酸として、16-Phosphono-hexadecanoic acidを使用した。この分子を溶解する溶媒には、脱水Tetrahydrofuran （THF）を用いた。末端のカルボキシル基を反応活性化するための試薬には、N-Hydroxysuccinimide (NHS)及び1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiinide(EDC）を使用した。反応活性化したカルボキシル基との反応基にはアミノ基を用いることとした。アミノ基を末端に持つPEGは、平均分子量2000及び5000の２種類とした。模擬血清にはウマ由来血清を用いた。燐酸緩衝溶液は燐酸緩衝剤粉末により調整し、pHメータによりpH7.4となっていることを確認した。
工程１．ステンレススチールの洗浄
　ＳＵＳ３０４基板を0.1％NaOH水溶液及びエタノールで15分間超音波洗浄し、水洗いした。その後、窒素ブローによりＳＵＳ３０４基板を乾燥させた。
工程２．ホスホン酸誘導体の溶液に浸漬
　工程１で洗浄したＳＵＳ３０４基板を16-Phosphono-hexadecanoic acidのTHF溶液に48時間浸漬する。その後、ＳＵＳ３０４基板を溶液から取り出し、THFで洗浄した後、窒素ブローで乾燥し、さらに純水で洗浄する。その後、ＳＵＳ３０４基板を窒素ブローで再度乾燥させた。これにより、16-Phosphono-hexadecanoic acid分子膜をＳＵＳ３０４基板上に形成した。
　固定化の検証は、TOF-SIMS(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectroscopy)、XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)、IRAS(Infra Red Reflection Absorption Spectroscopy)により確認した。
　ToF-SIMS分析は、ION-TOF社のTOF.SIMS5で行った。一次イオン源としてはBiを用いた。一次イオン照射量は10－１２／cm２以下のスタティクな条件とした。スペクトルは正負イオンいずれについてもｍ／ｚ＝0～1000の範囲で測定した。分析領域は500μｍ×500μｍである。分解能はｍ／Δｍ＞７０００（正イオン PFe３O４ ＋、負イオン P２FeO５ －）である。キャリブレーションは正イオンについてはH＋、C８H５O３ ＋、Fe４O４ ＋で行い、負イオンはH－、C４H－で行った。キャリブレーションでの誤差は10ppm以下である。
　ToF-SIMSの測定は、16-Phosphono-hexadecanoic acid分子膜の他、参照のため未処理のＳＵＳ３０４基板についても測定を行った。測定の結果、分子膜に特徴的なフラグメントとして、PａFeｂOｃ及びPａFeｂOｃHｄの組成を持つフラグメントが観察された。具体的には、正イオンとして、PFeO２、PFe３O４、PFe３O５、PFe５O７、PFe６O８、負イオンとしてPFeO３H、PFe４H、P２FeO５、P２FeO６、PFe２O５H、P２FeO７H、PFe２O９、PFe３O６、P２Fe２O８H、P３Fe３O１０、P２Fe４O９、P３Fe３O１１、P３Fe４O１２、P３Fe５O１３、P３Fe６O１４が検出された。
　また、未処理のＳＵＳ３０４基板と比較して分子膜でのCａFeｂOｃ及びCａFeｂOｃHｄのピーク強度の顕著な増加は認められなかった。分子がカルボキシル基によりＳＵＳ３０４基板と結合しているとすると、CａFeｂOｃ及びCａFeｂOｃHｄの組成を持つフラグメントが観察されるべきである。しかし、CａFeｂOｃ及びCａFeｂOｃHｄのフラグメントではなく、PａFeｂOｃ及びPａFeｂOｃHｄのフラグメントが顕著に増加した結果は、分子がＳＵＳ３０４基板に対してホスホン酸で化学結合していることを示している。
　基板とホスホン酸の化学結合の様式には、大きく分けて２つの可能性が考えられる。一つはP－Oの酸素と基板金属原子間でのイオン結合であり、もう一つはP－O－Hの水酸基とＳＵＳ３０４基板の表面酸素間の水素結合である。もし、水素結合のように弱い結合で化学結合している場合、PａFeｂOｃ及びPａFeｂOｃHｄの組成を持つフラグメントが、さらにフラグメント化されることなく検出される可能性は低い。従って、ホスホン酸とＳＵＳ３０４表面の化学結合は、P－Oの酸素と基板の金属原子間でのイオン結合によるものである。
　XPS分析にはPHI社製QuanteraSXMを用いた。Ｘ線源としては単色化Al(1486.6eV)を使用した。検出領域の大きさは100μｍφで、光電子の取り出し角度は45度である。まず、ワイドスキャンによる元素分析を行った。測定条件は、結合エネルギーの範囲：0～1350eV、パスエネルギー：280eVである。さらに、吸着構造と電子状態を詳細に解析するため、ナロースキャンをP2pについて実施した。測定条件は、結合エネルギーの範囲：0～1350eV、パスエネルギー：112eVとした。P2pナロースキャンの結合エネルギーはC1sのC－C／C－Hに由来するピークのエネルギーを284.8eVとすることで補正した。
　XPSの測定は16-Phosphono-hexadecanoic acid分子膜の測定に加えて、参照として未処理のＳＵＳ３０４基板及び16-Phosphono-hexadecanoic acid粉末についての測定も行った。
　図８に、XPSワイドスキャンの結果を示す。１４１が16-Phosphono-hexadecanoic acidのXPSワイドスキャン測定結果であり、１４２がＳＵＳ３０４基板のXPSワイドスキャン測定結果であり、１４３が16-Phosphono-hexadecanoic acid分子膜のXPSワイドスキャン測定結果である。図８に示すように、16-Phosphono-hexadecanoic acid粉末ではC、O、Pが検出された。その組成比は74.9％、20.5％、4.7％であり、構成元素の比である72.7％、22.7％、4.5％とよく一致している。ＳＵＳ３０４基板では、C、O、Fe、Cr、Ni、Siが検出された。それぞれの比率は19.7％、46.9％、27.1％、4.1％、0.5％、1.6％であった。
　16-Phosphono-hexadecanoic acid分子膜では、ＳＵＳ３０４基板で検出されたC、O、Fe、Cr、Niに加えてPが検出された。それぞれの比率は、42.7％、34.8％、15.6％、4.5％、1.0％、1.4％であった。新たに検出されたPはホスホン酸中のPであり、16-Phosphono-hexadecanoic acidの分子膜の形成を示すものである。分子膜では、基板において汚染として検出されたSiは検出されなかった。炭素とリンの構成比C/Pは、粉末においては15.9であった。これは分子構造から求められるC/Pの値16.2とよく一致している。しかし、分子膜においてはC/Pの値が30.5であり、粉末よりも大きな値となっている。この原因はＳＵＳ３０４基板中に含まれていたCが検出されたためであると考えられる。
　次に、図９に、XPSのP2pのナロースキャンの解析結果を示す。１５１が16-Phosphono-hexadecanoic acidのP2pのXPSナロースキャン測定結果であり、１５２がＳＵＳ３０４基板のP2pのXPSナロースキャン測定結果であり、１５３が16-Phosphono-hexadecanoic acid分子膜のP2pのXPSナロースキャン測定結果である。
　図９に示すように、16-Phosphono-hexadecanoic acidのP2pピークは化学結合していないフリーなホスホン酸に帰属される。これに対して、分子膜では結合エネルギーが低エネルギー側に約1eVシフトし、133.0eVになっている。この結合エネルギーの顕著なシフトはPの周りの化学的な環境の変化を示唆するものである。本実験例での分子膜におけるエネルギーシフトは、ホスホン酸とＳＵＳ３０４表面との化学結合の生成を示すものと考えられる。
　IRASの測定には、フーリエ変換赤外分光装置(Nicolet Nexus470)を用いた。測定条件は分解能4cm－１、積算回数は512回又は1024回で行った。洗浄のみをした参照基板のスペクトルをバックグランドとした。図１０に、測定結果を示す。図中、１６１が16-Phosphono-hexadecanoic acid分子膜のIRAS測定結果である。
　まず、2930cm－１及び2850cm－１のピークはそれぞれ、16-Phosphono-hexadecanoic acid分子膜中のアルキル鎖のCH２非対称伸縮及び対称伸縮に帰属される。アルキル鎖の秩序性が十分でない場合、すなわち、ゴーシュ型の配座がアルキル鎖中にある非秩序構造ではCH２非対称伸縮のピーク波数は2924cm－１（液体アルカンでのCH２非対称伸縮のピーク位置）付近に現れる。これに対し、全てがトランス型の配座をとる場合には2918～2914cm－１（固体結晶アルカンでのCH２非対称伸縮のピーク位置）付近にピークが現れる。16-Phosphono-hexadecanoic acid分子膜ではピークが2930cm－１に観測されたことから、ゴーシュ型の配座がアルキル鎖中に存在する非秩序構造をとるものと考えられる。
　次に、1800～1350cm－１の波数範囲には、水素結合状態にあるカルボン酸のC=O伸縮振動のピークが1721cm－１に、CH２の変角振動のピークが1466cm－１に、カルボン酸イオンC=Oの伸縮振動が1415cm－１に、それぞれ観測された。
　1300～800cm－１の波数範囲には、ホスホン酸中にあるPOの伸縮振動に由来するピークが現れる。1030cm－１及び1234cm－１のピークは、それぞれP-O、P=O伸縮振動に帰属される。以上から、16-Phosphono-hexadecanoic acid分子のＳＵＳ３０４基板への結合を確認した。
工程３．末端の官能基を活性化
　カルボン酸を反応活性化するため、0.4M　NHS水溶液と、0.1M　EDC水溶液を１：１で混合し、これに対して16-Phosphono-hexadecanoic acid分子膜を浸漬し、45分間静置した。取り出した基板は水洗後、窒素ブローにより乾燥した。
　これにより、カルボン酸は活性エステル（NHSエステル）基となる。取り出した基板は水洗し、窒素ブローで乾燥する。NHSエステル化の検証は、IRASで以下のピークを観測したことにより確認した。結果は図１１に示す。１７１が16-Phosphono-hexadecanoic acid分子膜のIRAS測定結果であり、１７２がNHS化した分子膜のIRASの測定結果であり、１７３がポリエチレングリコール誘導体を固定化した表面のIRAS測定結果ナロースキャンの結果である。それぞれのピークの帰属は以下の通りである。1042cm－１：P-O伸縮、1077cm－１：N-C-O伸縮、1211cm－１：P=O伸縮、1364cm－１：C-N-C伸縮、1437cm－１：CH２変角、1743cm－１：C=O非対称伸縮、1791cm－１：C=O対称伸縮、1822cm－１：C=O伸縮、2857cm－１、2930cm－１：CH２伸縮。
工程４．分子を固定
　工程４により導入された活性エステル基はアミノ基と反応し、アミド結合を作ることができる。本実験例では、アミノ基を末端に持ち、タンパク質の吸着を抑制する分子としてエタノールアミン（以下「EA」という。）、アミノ基末端のPEG（平均数分子量2000．以下「PEG2000」という。）、アミノ基末端のPEG（平均分子量5000。以下「PEG5000」という。）の三種類を検討した。反応条件は以下の通りとした。
　まず、EAの1M水溶液に10分間浸漬した。その後、基板を取り出し、水洗の後、窒素ブローにより乾燥した。
　次に、1mMのアミノ末端のPEGのリン酸緩衝溶液（pH=7.4）に３時間浸漬した。基板を取り出した後、リン酸緩衝溶液（pH=7.4）で洗浄し、その後、基板を水洗して窒素ブローで乾燥した。
　膜の形成はIRASで測定した以下のピークにより確認した。図１１には例として、PEG2000を固定化したときのIRASスペクトルを示す。
EAを固定化した表面では、以下のピークが観測された。1030cm－１：P-O伸縮、1559cm－１：アミドII、1650cm－１：アミドＩ、2854cm－１、2930cm－１：CH2伸縮。
　PEG2000を固定化した表面では、以下のピークが観測された。1046cm－１：P-O伸縮、1074cm－１：N-C-O伸縮、1110cm－１：C-O伸縮、1208cm－１：P=O伸縮、1240cm－１：C-N-C伸縮、1278cm－１：CH２変角（PEG）、1466cm－１：CH２変角、1533cm－１：アミドII、1644cm－１：アミドＩ、1743cm－１：C=O非対称伸縮、1784cm－１：C=O対称伸縮、1820cm－１：C=O伸縮、2850cm－１、2921cm－１：CH２伸縮。
　PEG5000を固定化した表面では、以下のピークが観測された。1023cm－１：P-O伸縮、1074cm－１：N-C-O伸縮、1110cm－１：1208cm－１：P=O伸縮、1240cm－１：C-N-C伸縮、1275cm－１：CH２変角（PEG）、1463cm－１：CH２変角、1549cm－１：アミドII、1638cm－１：アミドＩ、1743cm－１：C=O非対称伸縮、1784cm－１：C=O対称伸縮、1816cm－１：C=O伸縮、2854cm－１、2927cm－１：CH２伸縮。
　ここで、アミドＩピークとは、主にアミド結合に含まれるC=Oに帰属されるピークである。アミドIIピークは、主にアミド結合に含まれるC-N伸縮振動及びN-H変角振動に帰属される。
　測定結果のＩＲＡＳスペクトルを図１２に、それぞれのタンパク質由来のアミドＩのピーク強度の棒グラフを図１３に示す。図１２中、１８０がアミドＩの領域の測定結果であり、１８１がＳＵＳ３０４基板での測定結果であり、１８２がEAでの測定結果であり、１８３がPEG2000での測定結果であり、１８４がPEG5000での測定結果である。図１３からは、最もタンパク質の吸着量が多いのが未処理のＳＵＳ３０４基板１９１であることが分かる。EAを固定化した分子膜（１９２）では未処理のＳＵＳ３０４基板に対して吸着量は2/3程度になっている。PEGを固定化した分子膜では、EAを固定化した表面よりもさらにタンパク質の吸着抑制効果が高く、EAに対して2/3以下の吸着量に低減できている。PEGの分子量の依存性については、PEG2000（１９３）と比較して、PEG5000（１９４）でより吸着を抑制する効果が見られ、未処理ＳＵＳ３０４の1/3以下であった。これにより、ポリエチレングリコールの分子量は2000以上であることが望ましいことが分かる。
　ノズル形状に表面処理を行う場合には、内部に処理溶液が入り込むことができるようにすることで外面だけでなく、内面及び端部も処理をすることができる。
　　（実験例３）
　本実験例においても、分注ノズルに、前述の実験例１及び２と同様の処理を行う場合について説明をする。まずステンレススチール製分注ノズルの表面に、実験例１及び２と同様の方法で、ホスホン酸の誘導体層をノズル表面に形成した。処理する領域は、図２の分注ノズルの端部１０５及び検体に浸漬される領域１０４とした。まず、ノズル表面を、0.1％NaOH水溶液とエタノールにより超音波洗浄した。この際、超音波によりノズルが損傷しないように、支持台を設けて容器及び隣接したノズルと接しない配置にした。
　次に清浄化処理を終えた分注ノズルのうち検体に浸漬される末端側に、ポリエチレングリコール誘導体を持つホスホン酸誘導体を固定化した。固定化の方法は、実験例１及び２と同様にした。
　効果の検証は、実験例１及び２と同様に、ウマ血清中のタンパク質成分の吸着量をIRASにより見積もった。その結果、分注後の分注ノズル表面に残存するタンパク質が従来のステンレススチール製のノズルと比較して１／３以下に低減されることを確認した。
　　（実験例４）
　本実験例においても、分注ノズルに実験例１及び２と同様の処理を行う場合について説明をする。表面を研磨後、ステンレススチール製分注ノズルの表面に、実験例１及び２と同様の方法でホスホン酸の誘導体層を形成した。処理する領域は、図２の分注ノズルの端部１０５及び検体に浸漬される領域１０４とした。まず、ノズル表面を研磨した。このとき、最終仕上げのRaは15nmとした。
　次に、ノズル表面を、0.1％NaOH水溶液とエタノールにより超音波洗浄した。この際、超音波によりノズルが損傷しないように、支持台を設けて容器及び隣接したノズルと接しない配置にした。この後、清浄化処理を終えた分注ノズルを、ホスホン酸誘導体のTHF溶液に浸漬した。ここでは、分注ノズルのうち検体に浸漬される側の末端を、ポリエチレングリコール誘導体を持つホスホン酸誘導体のTHF溶液に24時間浸漬した後、THFにて洗浄し、次に純水で洗浄した。その後、分注ノズルを窒素ブローにより乾燥させた。
　効果の検証は、実験例と同様に、ウマ血清中のタンパク質成分の吸着量をIRASにより見積もった。その結果、分注後の分注ノズル表面に残存するタンパク質が従来のステンレススチール製のノズルと比較して１／１０以下に低減されることを確認した。
　　（実験例５）
　本実験例においても、分注ノズルに実験例１及び２と同様の処理を行う場合について説明をする。ステンレススチール製分注ノズルの表面に、実験例１及び２と同様の方法でホスホン酸の誘導体層を形成した。処理する領域は、図２の分注ノズルの端部１０５及び検体に浸漬される領域１０４とした。まず、ノズル表面を、0.1％NaOH水溶液とエタノールにより超音波洗浄した。この際、超音波によりノズルが損傷しないように、支持台を設けて容器及び隣接したノズルと接しない配置にした。この後、清浄化処理を終えた分注ノズルを、ホスホン酸誘導体のTHF溶液に浸漬した。ここでは、分注ノズルのうち検体に浸漬される側の末端を、アルキルホスホン酸誘導体のTHF溶液に24時間浸漬した後、THFにて洗浄し、次に純水で洗浄した。その後、分注ノズルを窒素ブローにより乾燥させた。
　効果の検証は、ノズルを検体から引き上げた際にノズル表面に付着している検体の量で比較した。その結果、分注後の分注ノズル表面に残存するタンパク質が従来のステンレススチール製のノズルと比較して検体自体の付着が１／３以下に低減されることを確認した。
　　（実験例６）
　本実験例においても、分注ノズルに実験例１及び２と同様の処理を行う場合について説明をする。表面を研磨後、ステンレススチール製分注ノズルの表面に、実験例１及び２と同様の方法でホスホン酸の誘導体層を形成した。処理する領域は、図２の分注ノズルの端部１０５及び検体に浸漬される領域１０４とした。まず、ノズル表面を研磨した。この時、最終仕上げのRaは15nmとした。次に、ノズル表面を0.1％NaOH水溶液とエタノールで超音波洗浄した。この際、超音波によりノズルが損傷しないように、支持台を設けて容器及び隣接したノズルと接しない配置にした。この後、清浄化処理を終えた分注ノズルを、ホスホン酸誘導体のTHF溶液に浸漬した。ここでは、分注ノズルのうち検体に浸漬される側の末端を、アルキルホスホン酸誘導体を持つホスホン酸のTHF溶液に24時間浸漬した後、THFにて洗浄し、次に純水で洗浄した。その後、分注ノズルを窒素ブローにより乾燥させた。
　効果の検証は、ノズルを検体から引き上げた際にノズル表面に付着している検体の量で比較した。その結果、引き上げ後の分注ノズル表面に付着する検体は認められなかった。
　　（実験例７）
　本実験例においても、分注ノズルに実験例１及び２と同様の処理を行う場合について説明をする。ステンレススチール製分注ノズルの表面に、実験例１及び２と同様の方法でホスホン酸の誘導体層を形成した。処理する領域は、図２の分注ノズルの端部１０５及び検体に浸漬される領域１０４とした。まず、ノズル表面を0.1％NaOH水溶液とエタノールで超音波洗浄した。この際、超音波によりノズルが損傷しないように、支持台を設けて容器及び隣接したノズルと接しない配置にした。この後、清浄化処理を終えた分注ノズルを、ホスホン酸誘導体のエタノール溶液に浸漬した。ここでは、分注ノズルのうち検体に浸漬される側の末端を、片末端にトリフルオロ基を持つアルキルホスホン酸誘導体のエタノール溶液に24時間浸漬した後、エタノールにて洗浄し、次に純水で洗浄した。その後、分注ノズルを窒素ブローにより乾燥させた。
　効果の検証は、ノズルを検体から引き上げた際にノズル表面に付着している検体の量で比較した。その結果、分注後の分注ノズル表面に残存するタンパク質が従来のステンレススチール製のノズルと比較して検体自体の付着が低減されることを確認した。
　　（実験例８）
　本実験例においても、分注ノズルに実験例１及び２と同様の処理を行う場合について説明をする。表面を研磨後、ステンレススチール製分注ノズルの表面に、実験例１及び２と同様の方法でホスホン酸の誘導体層を形成した。処理する領域は、図２の分注ノズルの端部１０５及び検体に浸漬される領域１０４とした。まず、ノズル表面を研磨した。このとき、最終仕上げのRaは15nmとした。次に、ノズル表面を0.1％NaOH水溶液とエタノールで超音波洗浄した。この際、超音波によりノズルが損傷しないように、支持台を設けて容器及び隣接したノズルと接しない配置にした。この後、清浄化処理を終えた分注ノズルを、ホスホン酸誘導体のエタノール溶液に浸漬した。ここでは、分注ノズルのうち検体に浸漬される側の末端を、片末端にトリフルオロ基を持つアルキルホスホン酸誘導体のエタノール溶液に24時間浸漬した後、THFにて洗浄し、次に純水で洗浄した。その後、分注ノズルを窒素ブローにより乾燥させた。
　効果の検証は、ノズルを検体から引き上げた際にノズル表面に付着している検体の量で比較した。その結果、引き上げ後の分注ノズル表面に付着する検体は認められなかった。
　＜実施例２＞
　実施例１の場合、ノズル表面が何らかの物体にぶつかる等の機械的衝撃を受けた場合、ノズル表面に化学吸着したホスホン酸誘導体が剥がれ落ちてしまうことがある。しかし、前述した表面処理法を用いて製造した分注ノズルの場合には、ホスホン酸誘導体を簡便に分注ノズルに化学吸着させることができる。そこで、本実施例では、ホスホン酸誘導体を化学吸着させる機構を組み込んだ自動分析装置について説明する。
　図１４に、本実施例で用いる他の自動分析装置の概略図を示す。図１４には、図１との対応部分に同一符号を付して示している。本実施例に係る自動分析装置の基本的な構成は、図１に示す自動分析装置の構成と同じである。違いは、検体用分注ノズル２７の可動範囲内に、第一処理液槽４０１、第二処理液槽４０２、分注ノズル洗浄槽４０３を設ける点である。以下では、この実施例２に特有の構成に関連する機能動作について説明する。
　まず、検体用分注ノズル２７を第一処理液槽４０１の位置に回転移動する。この後、検体用分注ノズル２７を下降させ、第一処理液に浸漬する。この際の浸漬領域は、分注時に検体用分注ノズル２７が検体に浸漬する領域よりも十分に大きくなるように設定する。第一処理液には、ホスホン酸誘導体のTHF溶液を用いる。浸漬する時間は、浸漬頻度に応じて変化する。例えば分注に際し、検体用分注ノズル２７を毎回浸漬する場合、浸漬時間は１秒程度で十分である。これに対し、一日の分析終了後に検体用分注ノズル２７を浸漬する場合、浸漬時間を24時間程度に設定する。次に、検体用分注ノズル２７を第二処理液槽４０２の位置に回転移動する。この後、検体用分注ノズル２７を降下し、第二処理液に浸漬する。この際、浸漬領域は、先の第一処理液に浸漬した領域よりも十分に大きく設定する。第二処理液槽４０２で用いる溶液には、第一処理液槽４０１の処理液に溶媒として用いられたTHFを用いる。
　以上の第二処理液槽４０２での動作により、第一処理液槽４０１で処理した際に余剰に付着したホスホン酸誘導体を除去することができる。この後、分注ノズル洗浄槽４０３において洗浄し、窒素ブローにより乾燥させた。この時点で、分注ノズルの表面にホスホン酸の被覆が再形成される
　この後、これらの処理の終了した分注ノズルを用いて検体を分注することで、タンパク質に代表される生体高分子の吸着及び検体自体の付着を抑制し、分析精度を向上できる。
１…検体収納部機構、２…検体供給用分注機構、３…反応ディスク、４…反応セル、５…試薬ディスク機構、６…試薬容器、７…試薬供給用分注機構、８…撹拌機構、９…恒温槽、１０…分光光度計、１１…反応セル洗浄機構、１２…吸引ノズル、１３…洗浄剤容器、１５…検体用ピペッタ、１６…洗浄水ポンプ、１７…試薬用ピペッタ、２５…検体容器、２６…集光フィルタ付き光源、２７…検体用分注ノズル、２８…試薬用分注ノズル、２９…撹拌棒、１０１…分注ノズル本体部、１０２…分注ノズル折り曲げ部、１０３…分注ノズル中空部、１１１…分注ノズル本体部、１１２…ホスホン酸誘導体層、１１３…分注ノズルの中空部、１２１…分注ノズル本体部、１２２…ホスホン酸誘導体層、１２３…分注ノズルの中空部、１３１…ステンレススチールの結果、１３２…ホスホン酸誘導体を固定した結果、１４１…16-Phosphono-hexadecanoic acidのXPSワイドスキャン測定結果、１４２…ＳＵＳ３０４基板のXPSワイドスキャン測定結果、１４３…16-Phosphono-hexadecanoic acid分子膜のXPSワイドスキャンの測定結果、１５１…16-Phosphono-hexadecanoic acidのP2pのXPSナロースキャン測定結果、１５２…ＳＵＳ３０４基板のP2pのXPSナロースキャン測定結果、１５３…16-Phosphono-hexadecanoic acid分子膜のP2pのXPSナロースキャン測定結果、１６１…16-Phosphono-hexadecanoic acid分子膜のIRAS測定結果、１７１…16-Phosphono-hexadecanoic acid分子膜のIRAS測定結果、１７２…NHS化した分子膜のIRASの測定結果、１７３…ポリエチレングリコール誘導体を固定化した表面のIRAS測定結果ナロースキャンの結果、１８０…アミドＩの領域の測定結果、１８１…ＳＵＳ３０４基板での測定結果、１８２…EAでの測定結果、１８３…PEG2000での測定結果、１８４…PEG5000での測定結果、１９１…ＳＵＳ３０４基板での測定結果、１９２…EAでの測定結果、１９３…PEG2000での測定結果、１９４…PEG5000での測定結果、２００…駆動部、２０１…駆動部、２０２…駆動部、４０１…第一処理液槽、４０２…第二処理
液槽、４０３…分注ノズル洗浄槽

Claims (12)

  1. 　それぞれが検体を収納する複数の検体容器と、
    　それぞれが試薬を収納する複数の試薬容器と、
    　検体と試薬が注入される複数の反応セルと、
    　前記検体容器中の検体を前記反応セルに注入する検体分注機構と
    　前記試薬容器中の試薬を前記反応セルに注入する試薬分注機構とを有し、
    　前記検体分注機構は、ホスホン酸誘導体を表面に化学吸着した分注ノズルを備える
    　ことを特徴とする自動分析装置。
  2. 　請求項１に記載の自動分析装置において、分注ノズル本体部の材質がステンレススチールであることを特徴とする自動分析装置。
  3. 　請求項１に記載の自動分析装置において、分注ノズルの表面に化学吸着したホスホン酸誘導体の末端がポリエチレングリコールであることを特徴とする自動分析装置。
  4. 　請求項１に記載の自動分析装置において、分注ノズルの表面に化学吸着したホスホン酸誘導体の末端がトリフルオロ基又はメチル基であることを特徴とする自動分析装置。
  5. 　請求項１に記載の自動分析装置において、前記分注ノズルの表面粗さRaが15nm以下であることを特徴とする自動分析装置。
  6. 　請求項１に記載の自動分析装置において、前記分注ノズルに対して前記ホスホン酸誘導体を化学吸着させる表面処理を行う機構を備えることを特徴とする自動分析装置。
  7. 　ホスホン酸誘導体がノズル基材表面に化学吸着された自動分析装置用分注ノズル。
  8. 　検体容器中の検体を反応セルに注入するために用いられる自動分析装置用分注ノズルの製造方法において、
    　自動分析装置用分注ノズルの表面をNaOH水溶液及びエタノールで超音波洗浄する工程と、
    　自動分析装置用分注ノズルの少なくとも一端側をホスホン酸誘導体の溶液に浸漬する工程と
    　を有することを特徴とする自動分析装置用分注ノズルの製造方法。
  9. 　検体容器中の検体を反応セルに注入するために用いられる自動分析装置用分注ノズルの製造方法において、
    　自動分析装置用分注ノズルの本体表面を洗浄する工程と、
    　前記洗浄した本体表面をホスホン酸誘導体の溶液に浸漬し、前記本体表面を前記ホスホン酸誘導体で被覆する工程と、
    　前記被覆したホスホン酸誘導体の末端の官能基を活性化する工程と、
    　前記活性化したホスホン酸誘導体末端の官能基に分子を固定する工程と
    　を有することを特徴とする自動分析装置用分注ノズルの製造方法。
  10. 　請求項９に記載の自動分析装置用分注ノズルの製造方法において、前記ホスホン酸誘導体の活性化させる末端の官能基はカルボン酸であり、活性かされて活性エステルになることを特徴とする自動分析装置用分注ノズルの製造方法。
  11. 　請求項９又は請求項１０に記載の自動分析装置用分注ノズルの製造方法において、前記固定される分子はアミノ基を有することを特徴とする自動分析装置用分注ノズルの製造方法。
  12. 　それぞれが検体を収納する複数の検体容器と、
    　それぞれが試薬を収納する複数の試薬容器と、
    　検体と試薬が注入される複数の反応セルと、
    　前記検体容器中の検体を前記反応セルに注入する検体分注機構と
    　前記試薬容器中の試薬を前記反応セルに注入する試薬分注機構とを有し、
    　前記検体分注機構は、リン酸誘導体が表面に化学吸着した分注ノズルを備えることを特徴とする自動分析装置。
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