WO2020066198A1 - 自動分析装置および洗浄方法 - Google Patents

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WO2020066198A1
WO2020066198A1 PCT/JP2019/026299 JP2019026299W WO2020066198A1 WO 2020066198 A1 WO2020066198 A1 WO 2020066198A1 JP 2019026299 W JP2019026299 W JP 2019026299W WO 2020066198 A1 WO2020066198 A1 WO 2020066198A1
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nozzle
cleaning
water
system water
nozzles
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PCT/JP2019/026299
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昌史 深谷
匡章 平野
晃啓 安居
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株式会社日立ハイテクノロジーズ
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Priority to JP2020548004A priority patent/JP6935023B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01N35/1004—Cleaning sample transfer devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/48—Automatic or computerized control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/008—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for characterised by the actuating element
    • F03G7/017—Actuators comprising biological materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/40—Automatic control of cleaning processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/36—Biological material, e.g. enzymes or ATP

Definitions

  • the present invention relates to an automatic analyzer and a washing method.
  • the automatic analyzer is a device for analyzing biological samples such as blood, urine, and cerebrospinal fluid.
  • a nozzle for dispensing a sample and a reagent handles a variety of samples and reagents, and therefore must be washed for each dispensing operation in order to prevent carry-over of those components.
  • a cleaning tank is provided for cleaning the nozzle.
  • cleaning of the inner wall of the nozzle and cleaning of the outer wall of the nozzle in the cleaning tank are repeatedly performed for each dispensing operation.
  • cleaning water may remain as water droplets on the outer wall surface after nozzle cleaning.
  • the water droplets cause the concentration of the sample and the reagent in the container to be diluted at the time of dispensing the next sample and the reagent.
  • the influence of water droplets on measurement accuracy has become significant and cannot be ignored.
  • the stacking of the brought-in water droplets becomes large as the concentration component becomes thin. Appears, which may reduce the measurement accuracy.
  • Patent Literature 1 discloses an automatic analyzer that measures a reaction solution chemically reacted in a reaction vessel and performs component analysis, and a sample or a reagent is used.
  • a nozzle that sucks and discharges to the reaction vessel, a cleaning tank that cleans the nozzle, a cleaning water supply unit that supplies cleaning water for cleaning the nozzle to the cleaning tank, and a compressed air supply to the cleaning tank.
  • a controller for controlling the nozzle, the cleaning water supply unit, and the compressed air supply unit, wherein the cleaning tank supplies the cleaning water supplied from the cleaning water supply unit to the cleaning tank.
  • the cleaning water discharge port to be discharged to the cleaning water disposed on the trajectory of the cleaning water discharged from the cleaning water discharge port, the compressed air supplied from the compressed air supply unit to the nozzle inserted into the cleaning tank
  • Toward Automatic analyzer is disclosed which has a compressed air discharge port to out.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an automatic analyzer and a cleaning method capable of effectively removing water droplets adhering in nozzle cleaning.
  • the present invention provides a nozzle for dispensing a dispensing target into a reaction container for reacting a sample to be analyzed and a reagent, and measuring a reaction solution of the sample and the reagent in the reaction container.
  • the cleaning tank includes a surface of the nozzle. A cleaning position for discharging the cleaning water, and a drying position for sucking the cleaning water attached to the surface of the nozzle, wherein the control device controls the nozzle while moving from the cleaning position to the drying position. A first discharge of the system water from the nozzle is performed, and a second discharge of the system water from the nozzle is performed during suction of the cleaning water on the surface of the nozzle at the drying position.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an entire configuration of an automatic analyzer according to one embodiment of the present invention. It is a figure which extracts and shows roughly the flow path composition of the washing water, and the piping composition concerning vacuum suction in the automatic analyzer concerning one embodiment of the present invention. It is a figure which shows roughly the structure of a sample dispensing mechanism and a reagent dispensing mechanism. It is a top view which shows the structure of a washing tank schematically.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG. 4 schematically illustrating a configuration of a cleaning tank.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a series of flows of a dispensing operation of a dispensing target by a nozzle and a cleaning process.
  • FIG. 4 is a diagram showing details of a flow of a drying operation at a drying position of the cleaning tank. It is a figure showing a time chart of a washing process.
  • FIG. 10 is a diagram for describing the effect of discharging the system water (first time) after the cleaning operation. It is a figure showing a comparative example in the case of not performing discharge of system water after a washing operation. It is a figure which shows the comparative example with respect to this Embodiment at the time of not discharging system water in a drying operation.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of the automatic analyzer according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a flow path configuration of washing water and a piping configuration related to vacuum suction in the automatic analyzer.
  • an automatic analyzer 100 is a device for dispensing a sample and a reagent into a reaction vessel 2 to cause a reaction, and measuring the reacted liquid.
  • the reaction vessels 2 are circumferentially arranged on the reaction disk 1.
  • the reaction vessel 2 is a vessel for containing a mixed solution obtained by mixing a sample and a reagent, and a plurality of reaction vessels are arranged on the reaction disk 1.
  • a sample transport mechanism 8 that transports a sample rack 7 on which a plurality of sample containers 6 each containing a sample to be analyzed is mounted is disposed near the reaction disk 1.
  • the reaction vessel 2 is immersed in a reaction vessel 5 filled with a heat conductive medium (for example, constant temperature water) whose temperature is controlled at 37 degrees, for example. The temperature of 2 is always kept at 37 degrees.
  • a heat conductive medium for example, constant temperature water
  • the reagent disk 3 is capable of mounting a plurality of reagent bottles 4 containing reagents used for analysis on the circumference, has a role as a storage of the reagent bottles 4, and keeps the reagent bottles 4 cool. Has a function.
  • a sample dispensing mechanism 9 for dispensing a sample from the sample vessel 6 to the reaction vessel 2 is arranged between the reaction disk 1 and the sample transport mechanism 8 so as to be rotatable and vertically movable. Has a sample nozzle 10 arranged downward.
  • a cleaning tank 19 for cleaning the sample nozzle 10 with cleaning water is disposed in the operation range of the sample dispensing mechanism 9.
  • a reagent dispensing mechanism 11 for dispensing a reagent from the reagent bottle 4 to the reaction container 2 is provided between the reaction disk 1 and the reagent disk 3 so as to be capable of horizontal rotation and vertical movement.
  • , 13 are provided, and have reagent nozzles 12, 14 arranged with their tips facing downward, respectively. Washing tanks 20 and 21 for washing the reagent nozzles 12 and 14 with washing water are arranged in the operating range of the reagent dispensing mechanisms 11 and 13 respectively.
  • a spectrophotometer for measuring the absorbance of the reaction solution by measuring the transmitted light obtained from the light source (not shown) through the reaction solution in the reaction vessel 2 by stirring mechanisms 17 and 18 and a light source (not shown) 16 and a cleaning mechanism 15 for cleaning the used reaction vessel 2 and the like.
  • the stirring mechanisms 17 and 18 are configured to be able to rotate in the horizontal direction and to move up and down.
  • the stirring mechanisms 17 and 18 stir the mixed liquid (reaction liquid) of the sample and the reagent by inserting it into the reaction vessel 2.
  • Cleaning tanks 22 and 23 for cleaning the stirring mechanisms 17 and 18 with cleaning water are arranged in the operating range of the stirring mechanisms 17 and 18.
  • the control device 24 is composed of a computer or the like, controls the entire operation of the automatic analyzer 100, and performs an arithmetic process for calculating the concentration of a predetermined component in a liquid sample such as blood or urine.
  • a liquid sample such as blood or urine.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the configurations of the sample dispensing mechanism and the reagent dispensing mechanism.
  • the sample dispensing mechanism 9 includes a sample nozzle 10 for aspirating a sample to be dispensed, and the reagent dispensing mechanisms 11 and 13 include a reagent nozzle 12 for aspirating a reagent to be dispensed. 14 are provided.
  • the sample nozzle 10 and the reagent nozzles 12 and 14 are collectively referred to as nozzles 10, 12, and 14, unless it is necessary to particularly distinguish them.
  • the nozzles 10, 12, and 14 are joined to a tube 41 for routing a flow path into the automatic analyzer 100.
  • the tube 41 constitutes a flow path connected to a water supply pump 39 via a syringe 36, an electromagnetic valve 37, and a liquid feed pump 38 in order from the joint side with the nozzles 10, 12, 14.
  • the inside of this series of flow paths (that is, the inside of the nozzles 10, 12, 14 and the tube 41) is filled with water.
  • the water that fills the flow path is referred to as system water.
  • a plunger 40 is arranged in the syringe 36. Further, a motor 42 is connected to the plunger 40, and the plunger 40 is driven by the motor 42 so that the nozzles 10, 12, 14 aspirate and discharge a dispensing target (sample or reagent).
  • the electromagnetic valve 37 is kept closed, and the sample dispensing mechanism 9 is moved to a position where the sample is sucked from the sample container 6 (sample suction position). After that, the plunger 40 is driven in the suction direction with the tip of the sample nozzle 10 reaching the liquid level of the sample, and the sample is drawn into the sample nozzle 10. Thereafter, the sample dispensing mechanism 9 is moved to a position for discharging the sample into the reaction container 2 (sample discharge position), and in this state, the plunger 40 is driven in the discharge direction to discharge the sample into the reaction container 2. After discharging the sample, the sample dispensing mechanism 9 moves to the cleaning tank 19 for cleaning the nozzle 10 and performs a cleaning process (described later).
  • the electromagnetic valve 37 is kept closed, and the reagent dispensing mechanisms 11 and 13 aspirate a reagent from the reagent bottle 4 (reagent suction).
  • the plunger 40 is driven in the suction direction with the tips of the reagent nozzles 12 and 14 reaching the liquid level of the reagent, and the reagent is drawn into the sample nozzle 10.
  • the reagent dispensing mechanisms 11 and 13 are moved to a position where the reagent is discharged into the reaction container 2 (reagent discharge position), and in this state, the plunger 40 is driven in the discharge direction to discharge the reagent into the reaction container 2.
  • the reagent dispensing mechanisms 11 and 13 move to the cleaning tanks 20 and 21 for cleaning the nozzles 12 and 14 and perform a cleaning process (described later).
  • FIG. 4 and 5 are diagrams schematically showing the configuration of the cleaning tank, FIG. 4 is a top view, and FIG. 5 is a sectional view taken along line AA in FIG.
  • cleaning tanks 19, 20, and 21 adhere to cleaning positions 25a, 25b, and 25c for discharging cleaning water to the surfaces of nozzles 10, 12, and 14 and nozzles 10, 12, and 14, respectively. It has drying positions 26a, 26b, 26c for sucking the washing water.
  • a nozzle outer wall cleaning water discharge port 27 is disposed above the cleaning positions 25a, 25b, 25c.
  • a water supply pump 28 is connected to the nozzle outer wall cleaning water discharge port 27, and the cleaning water supplied from the water supply pump 28 is discharged from the nozzle outer wall cleaning water discharge port 27.
  • Electromagnetic valves 29, 30, 31 are disposed in the flow path of the wash water from the water supply pump 28 to the wash water discharge ports 27 for the nozzle outer walls of the wash tanks 19, 20, 21.
  • the cleaning water discharged from the nozzle outer wall cleaning water discharge port 27 is discharged from both the upper part and the lower part.
  • Discharge ports 43 for discharging washing water are arranged below the washing tanks 19, 20, and 21, respectively.
  • the used washing water is automatically analyzed through a waste liquid flow path (not shown) in the automatic analyzer 100.
  • the cleaning water is discharged to the outside of the device 100.
  • ⁇ ⁇ Cylinder-shaped drying ports 261a, 261b, 261c into which the nozzles 10, 12, 14 can be inserted from above are formed at the drying positions 26a, 26b, 26c.
  • a vacuum pump 32 is connected to the drying ports 261a, 261b, and 261c. By transmitting the reduced pressure of the vacuum pump 32 to the drying ports 261a, 261b, and 261c, the drying ports 261a, 261b, and 261c are transmitted. The suction of cleaning water is performed from the surfaces of the nozzles 10, 12, and 14 inserted into the nozzle 261c.
  • Solenoid valves 33, 34, and 35 are disposed in conduits from the vacuum pump 32 to the drying ports 261a, 261b, and 261c of the washing tanks 19, 20, and 21, respectively, and control opening and closing of the solenoid valves 33, 34, and 35. By doing so, the presence or absence of suction (vacuum suction) from the drying ports 261a, 261b, 261c is controlled.
  • the inside diameter of the drying ports 261a, 261b, 261c is formed in an appropriate size according to the outside diameter of the nozzles 10, 12, 14 to be inserted.
  • the inner diameter of the drying ports 261a, 261b, and 261c is set to be three times or less the outer diameter of the nozzles 10, 12, and 14, in consideration of the efficiency of suction of the cleaning liquid from the outer walls of the nozzles 10, 12, and 14. I do.
  • the inner diameter of the drying ports 261a, 261b, and 261c is formed to be 3.0 mm or less.
  • the control device 24 firstly sets the sample container mounted on the sample rack 7 conveyed near the reaction disk 1 by the sample conveyance mechanism 8.
  • the sample in 6 is dispensed to the reaction vessel 2 of the reaction disk 1 by the sample nozzle 10 of the sample dispensing mechanism 9.
  • the sample nozzle 10 is subjected to a cleaning process in a cleaning tank 19.
  • a reagent to be used for analysis is dispensed from the reagent bottle 4 of the reagent disk 3 to the reaction container 2 from which the sample has been previously dispensed by the reagent nozzles 12 and 14 of the reagent dispensing mechanisms 11 and 13.
  • the reagent nozzles 12 and 14 are subjected to cleaning processing in the cleaning tanks 20 and 21. Subsequently, the mixture of the sample and the reagent in the reaction vessel 2 is stirred by the stirring mechanisms 17 and 18. Thereafter, the light generated from the light source is transmitted through the reaction vessel 2 containing the mixed solution, and the luminous intensity of the transmitted light is measured by the spectrophotometer 16. The luminous intensity measured by the spectrophotometer 16 is transmitted to the control device 24 via the A / D converter and the interface. Then, the control device 24 performs an operation to obtain the concentration of a predetermined component of the analysis item according to the reagent, and displays the result on a display unit (not shown) or stores the result in a storage unit (not shown). .
  • the light source (not shown), the spectrophotometer 16 and the control device 24 constitute a measuring unit for measuring the reaction solution of the sample and the reagent in the reaction container 2.
  • FIG. 6 is a diagram showing a series of flows of a dispensing operation of a dispensing target by a nozzle and a cleaning process
  • FIG. 7 shows details of a flow of a cleaning operation at a cleaning position of the cleaning tank
  • FIG. 8 shows drying of the cleaning tank. It is a figure which shows the detail of the flow of the drying operation in a position, respectively.
  • FIG. 9 is a diagram showing a time chart of the cleaning process.
  • the automatic analyzer 100 performs a cleaning process before the dispensing operation.
  • an operation of inserting the nozzles 10, 12, 14 into the cleaning positions 25a, 25b, 25c is performed (FIG. 9 (2)).
  • an operation of returning the plunger 40 of the syringe 36 to the home position is performed (FIG. 9 (6)).
  • the solenoid valve is opened (FIGS. 9 (11) and (12)), and the outside of the nozzle and the inside of the nozzle are washed (FIG. 6A).
  • the cleaning of the outside of the nozzles 10, 12, and 14 is performed by discharging the cleaning water from the nozzle outer wall cleaning water discharge port 27.
  • the inside of the nozzles 10, 12, and 14 is washed by pushing out the washing water from the water supply pump 39 and discharging the washing water from the tips of the nozzles 10, 12, and 14.
  • the cleaning of the outer walls and the cleaning of the inner walls of the nozzles 10, 12, and 14 are not necessarily performed at the same time as shown in FIG. 9, but are performed at timings suitable for suppressing scattering of cleaning water.
  • the cleaning range at this time is set so that the cleaning range is sufficiently reduced with respect to the contamination range assumed for the nozzles 10, 12, and 14.
  • the contamination range of the nozzles 10, 12, and 14 is assumed to be a maximum of 60 mm from the tip, 65 mm from the tip is secured as the cleaning range.
  • the cleaning range may be varied according to the contamination range for each dispensing. However, even in such a case, the condition that the contamination range ⁇ the cleaning range is maintained.
  • the nozzles 10, 12, and 14 are pulled out from the cleaning positions 25a, 25b, and 25c (FIG. 9 (3)).
  • the plunger 40 is driven in the suction direction (FIG. 9 (7)). This is a preparation operation for performing a system water discharge operation described later, and moves in the suction direction a sufficient amount to secure a drive amount of two system water discharges.
  • the amount of movement of the plunger 40 at this time is, for example, a drive amount capable of discharging 100 uL of system water.
  • the plunger 40 is driven to the discharge side (FIG. 9 (8)), and the system water is discharged (first time) from the nozzles 10, 12, and 14 (FIG. 6B). At this time, the system water is discharged until the region where the air layer at the tip of the nozzles 10, 12, 14 is mixed is discharged (FIGS. 7B1 to B4).
  • the discharge amount of the system water at this time is, for example, 80 uL.
  • the position at which the system water is discharged is assumed to be in the cleaning tanks 19, 20, 21 between the cleaning positions 25a, 25b, 25c or between the cleaning positions 25a, 25b, 25c and the drying positions 26a, 26b, 26c.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the effect of discharging the system water (first time) after the cleaning operation.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a comparative example in which the system water is not discharged after the cleaning operation.
  • air may enter the region filled with system water at the tips of the nozzles 10, 12, and 14 (FIG. 10B1, B2, FIG. 11B1, B2).
  • FIG. 10B1, B2, FIG. 11B1, B2 Assuming that the process proceeds to the next air suction process in a state where the air is mixed, a plurality of air layers are generated in the nozzle (FIG. 11X11).
  • the plurality of air layers serve as a cushion against the pressure at the time of reagent suction and discharge, and the amount of reagent suction, the amount of discharge, and the thinning rate of the reagent component vary. (FIG. 11X12).
  • the system water is discharged from the nozzles 10, 12, and 14 to the region where the air layer is mixed (FIG. 10B3).
  • the regions where the air layers at the tips of the nozzles 10, 12, and 14 are mixed are discharged (FIGS. 10B4, X1, X2). That is, in the present embodiment, the first discharge of the system water can suppress the variation in the suction amount of the reagent and the fading rate of the reagent component, and maintain the dispensing accuracy.
  • 7, 10, and 11 illustration of the water droplets of the cleaning water remaining on the outer walls of the nozzles 10, 12, and 14 at the stage of discharging the system water illustrated in FIG. 5B is omitted.
  • the nozzles 10, 12, 14 are moved to the drying positions 26a, 26b, 26c of the cleaning tanks 19, 20, 21 (FIG. 9 (1)).
  • FIG. 9 in the present embodiment, a case where the system water is moved to the drying positions 26a, 26b, and 26c while discharging the system water (first time) is illustrated.
  • the system water may be configured to be discharged (first time) with a certain period of time before the movement.
  • the solenoid valves 33, 34, 35 are controlled to be open (FIG. 9 (10)), and the nozzles 10, 12, 14 are lowered into the drying ports 261a, 261b, 261c (FIG. 9).
  • FIG. 6C a drying operation by vacuum suction is performed (FIG. 6C).
  • the opening control of the vacuum suction electromagnetic valves 33, 34, 35 is performed in accordance with the timing of inserting the nozzles 10, 12, 14 into the drying ports 261a, 261b, 261c.
  • the amount of the nozzles 10, 12, 14 descending to the drying ports 261a, 261b, 261c is set so that the drying range is equal to or larger than the cleaning range.
  • the drying range may be varied according to the variation in the cleaning range.
  • the condition that the washing range ⁇ the drying range is maintained. That is, when considered in conjunction with the cleaning range, the apparatus must always maintain the condition of contamination range ⁇ cleaning range ⁇ dry range.
  • FIG. 12 is a diagram showing a comparative example with respect to the present embodiment when the system water is not discharged in the drying operation.
  • the drying operation is performed according to the condition of the nozzle surface. Variations occur every time. In other words, the state of removal of water droplets collected at the tips of the nozzles 10, 12, and 14 during the drying operation also varies (FIGS. 12C12a, C12b, and C12c). Therefore, if the suction of the segmented air is performed in a state where there is a variation in the removal state of the water droplet, variations occur in the suction amount of the reagent and the dilution rate of the reagent component (FIGS.
  • the system water is discharged (second time) from the nozzles 10, 12, and 14 inserted into the drying ports 261a, 261b, and 261c (FIG. 8C1).
  • the water droplets collected at the tips of 10, 12, and 14 are removed together with the discharged system water (FIG. 8C2). Accordingly, it is possible to suppress variations in the suction amount of the reagent and the dilution rate of the reagent component.
  • the nozzles 10, 12, and 14 are raised from the drying ports 261a, 261b, and 261c, and then moved to the sample suction position and the reagent suction position.
  • suction is performed by the syringe 36 and the plunger 40, and a layer of air (segmented air) is taken into the tips of the nozzles 10, 12, and 14 (FIG. 6D).
  • the suction of the segmented air is performed even while the nozzles 10, 12, and 14 are operating. Segmented air has the effect of avoiding contact with system water during reagent aspiration.
  • the sample dispensing mechanism 9 lowers the sample nozzle 10 to the sample container 6 to suck the sample (FIG.
  • the discharge amount of the system water in the drying operation is such that the amount of water droplets collected at the tips of the nozzles 10, 12, and 14 at the time of suction by the drying ports 261a, 261b, and 261c while minimizing the flow of water into the vacuum pump 32.
  • the lower limit value V1 of the discharge amount of the system water from the nozzles 10, 12, 14 in the drying ports 261a, 261b, 261c in the drying operation is determined as follows. That is, for example, when the lower limit of the discharge amount of the system water in the drying operation is V1 and the outer diameters of the nozzles 10, 12, and 14 are R1, the lower limit V1 is determined so as to satisfy the following (Equation 1).
  • Equation 1 indicates that, when a sphere having the same diameter as the outer diameter R1 of the tip of the nozzles 10, 12, and 14 is considered, the discharge amount V1 is 10 times or more the volume of the sphere. I have. For example, when the outer diameter R1 of the nozzles 10, 12, and 14 is 0.8 mm, the discharge amount of the system water is set to 2.68 uL or more.
  • the lower limit of the discharge amount of the system water is V2 and the inner diameters of the nozzles 10, 12, and 14 are R2, the lower limit V2 may be determined so as to satisfy the following (Equation 2). .
  • Equation 2 determines the amount of system water to be discharged in consideration of the range of the air layer (see FIG. 12C12c) taken into the nozzles 10, 12, and 14. For example, when the inner diameters of the nozzles 10, 12, and 14 are 0.6 mm, the discharge amount of the system water is set to 2.83 uL or more.
  • the driving speed of the plunger 40 when discharging the system water (second time) through the drying ports 261a, 261b, and 261c depends on the discharge of the system water after cleaning operation (first time) and the sample to the reaction vessel 2 during the operation. It is assumed that the speed is sufficiently low as compared with the discharge operation of the reagent and the reagent.
  • the discharge speed of the system water discharged in the drying ports 261a, 261b, and 261c (second time) is set to 50% or less of the discharge speed of the system water discharged (first time). This is for minimizing the effect of the phenomenon that the system water is excessively discharged from the tips of the nozzles 10, 12, and 14 when the discharging operation is performed at a high speed (hereinafter, referred to as overdischarge).
  • the upper limit value V3 of the discharge amount of the system water in the drying operation is determined as follows. That is, the discharge amount of the system water in the drying ports 261a, 261b, and 261c is set to V3, and the nozzles 10, 12, and 14 are lowered into the drying ports 261a, 261b, and 261c. T1 (ms: see FIG. 9), discharge speed of system water (first time) is v1 ( ⁇ L / ms), discharge of system water in drying ports 261a, 261b, 261c (second time) When the output speed is set to v2, the upper limit value V3 is determined so as to satisfy the following (Equation 3) and (Equation 4).
  • the amount that can be ejected during the time T1 at the ejection speed v2 is determined by the drying ports 261a, 261b, 261c.
  • the upper limit value V3 of the discharge amount of the system water (second time) within the above is set.
  • the time T1 depends on the speed at which the nozzles 10, 12, and 14 rise at the drying ports 261a, 261b, and 261c.
  • the discharge speed of the system water (second time) in the drying ports 261a, 261b, and 261c is set to be lower than the discharge speed of the system water (first time).
  • 14 and the suction force of the drying ports 261a, 261b, 261c are used in combination, so that water drops at the tips of the nozzles 10, 12, 14 are cut off. Become smaller.
  • a nozzle for example, the sample nozzle 10 and the reagent nozzles 12 and 14 for dispensing the dispensing target into the reaction container 2 for reacting the sample to be analyzed and the reagent, and the reaction container
  • a measuring unit for example, a light source, a spectrophotometer 16, and a control device 24 for measuring a reaction solution of the sample 2 and the reagent, washing tanks 19, 20, 21 for washing the nozzles 10, 12, and 14, and a nozzle 10 , 12, 14, a measuring unit (light source, spectrophotometer 16, control device 24), and a control device 24 for controlling the operation of the cleaning baths 19, 20, 21.
  • 20 and 21 are cleaning positions 25a, 25b and 25c for discharging cleaning water to the surfaces of the nozzles 10, 12 and 14, and drying positions 26a and 26b for sucking the cleaning water attached to the surfaces of the nozzles 10, 12 and 14.
  • the control device 24 controls the first system water from the nozzles 10, 12, 14 while the nozzles 10, 12, 14 move from the washing positions 25a, 25b, 25c to the drying positions 26a, 26b, 26c.
  • the second discharge of the system water from the nozzles is performed during the suction of the cleaning water on the surfaces of the nozzles 10, 12, and 14 at the drying positions 26a, 26b, and 26c. Water droplets adhering in the cleaning of 10, 12, and 14 can be effectively removed.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications and combinations without departing from the gist of the present invention.
  • the present invention is not limited to the configuration including all the configurations described in the above embodiment, and includes a configuration in which a part of the configuration is deleted.
  • each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by designing a part or all of them, for example, using an integrated circuit.
  • the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by a processor interpreting and executing a program that realizes each function.

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Abstract

洗浄槽１９，２０，２１は、ノズル１０，１２，１４の表面に洗浄水を吐出する洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、ノズル１０，１２，１４の表面に付着した洗浄水を吸引する乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃとを有し、制御装置２４は、ノズル１０，１２，１４の洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃから乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃへの移動中にノズル１０，１２，１４からの１回目のシステム水の吐出を行わせ、乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃでのノズル１０，１２，１４の表面の洗浄水の吸引中にノズルからの２回目のシステム水の吐出を行わせる。これにより、ノズルの洗浄において付着する水滴を効果的に除去することができる。

Description

自動分析装置および洗浄方法
　本発明は、自動分析装置および洗浄方法に関する。
　自動分析装置は、血液、尿、髄液等の生体試料を分析する装置である。自動分析装置において、試料、試薬を分注するノズルは、多様な試料、試薬を扱うため、それらの成分のキャリーオーバを防止するために各分注動作ごとに洗浄を行わなければならない。自動分析装置では、前記ノズルの洗浄を実施するために、洗浄槽が備えられている。従来の自動分析装置では、洗浄槽においてノズルの内壁の洗浄と、ノズルの外壁の洗浄を分注動作ごとに繰り返し行う。
　一方、ノズル洗浄後の外壁表面には、洗浄水が水滴として残存している場合がある。この水滴は、次の試料、試薬分注の際に容器内の試料、試薬濃度を薄めてしまう原因になる。近年では自動分析装置において、分注精度の向上、分注液量の微量化が進んできたことにより、水滴による測定精度への影響は大きく現れるようになり、無視できないものとなっている。特に、同一の容器から複数回分注を行う試薬容器などでは、ひとつの容器に対して、例えば、数百から数千回分注動作を行うため、この水滴の持ち込みの積み重ねが濃度成分の薄まりとして大きく現れ、測定精度を低下させることが考えられる。
　このような水滴に対応するための従来技術として、例えば、特許文献１には、反応容器内で化学反応させた反応液を測定して成分分析を行う自動分析装置であって、試料または試薬を吸引し、反応容器に吐出するノズルと、前記ノズルを洗浄する洗浄槽と、前記ノズルを洗浄するための洗浄水を前記洗浄槽に供給する洗浄水供給部と、圧縮空気を前記洗浄槽に供給する圧縮空気供給部と、前記ノズル、前記洗浄水供給部および前記圧縮空気供給部を制御するコントローラとを備え、前記洗浄槽は、前記洗浄水供給部から供給された洗浄水を前記洗浄槽内に吐出する洗浄水吐出口と、前記洗浄水吐出口から吐出された洗浄水の軌道上に配置され、前記圧縮空気供給部から供給された圧縮空気を前記洗浄槽内に挿入された前記ノズルに向かって吐出させる圧縮空気吐出口とを有する自動分析装置が開示されている。
国際公開第２０１７／１４５６７２号
　しかしながら、上記従来技術のように、エアブローによってノズルの水滴を除去する場合には、吹き付けた空気の流れをコントロールすることが難しく、洗浄水の飛び散りを誘発する可能性がある。また、エアブローを吹き付ける空気の領域には限りがあるため、ノズルの広範囲を乾燥させようとすると水滴の残り方が安定しない場合が考えられる。他の乾燥方法として、減圧、真空吸引を用いてノズルの広範囲を乾燥させる方法を用いる場合には、空気の流れが一様に定まり、水滴の飛び散りを抑制でき、また、真空吸引効果の有効範囲、すなわち、ノズルの乾燥範囲も吸引口の形状によりコントロール可能である。しかしながら、真空吸引を用いる場合には、ノズル先端にノズル外壁に付着した水滴を集約してしまい、その水滴が次の分注へ影響を与えてしまうことが考えられる。
　本発明は上記に鑑みてなされたものであり、ノズルの洗浄において付着する水滴を効果的に除去することができる自動分析装置および洗浄方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明は、分析対象の試料と試薬とを反応させる反応容器に分注対象を分注するノズルと、前記反応容器の前記試料と前記試薬の反応液を測定する測定部と、前記ノズルの洗浄を行う洗浄槽と、前記ノズル、前記測定部、及び前記洗浄槽の動作を制御する制御装置とを備えた自動分析装置において、前記洗浄槽は、前記ノズルの表面に洗浄水を吐出する洗浄位置と、前記ノズルの表面に付着した洗浄水を吸引する乾燥位置とを有し、前記制御装置は、前記ノズルの前記洗浄位置から前記乾燥位置への移動中に前記ノズルからの１回目のシステム水の吐出を行わせ、前記乾燥位置での前記ノズルの表面の洗浄水の吸引中に前記ノズルからの２回目のシステム水の吐出を行わせるものとする。
　本発明によれば、ノズルの洗浄において付着する水滴を効果的に除去することができる。
本発明の一実施の形態に係る自動分析装置の全体構成を概略的に示す図である。 本発明の一実施の形態に係る自動分析装置における洗浄水の流路構成や真空吸引に係る配管構成を抜き出して概略的に示す図である。 試料分注機構および試薬分注機構の構成を概略的に示す図である。 洗浄槽の構成を概略的に示す平面図である。 洗浄槽の構成を概略的に示す図４におけるＡ－Ａ線断面図である。 ノズルによる分注対象の分注動作と洗浄処理の一連の流れを示す図である。 洗浄槽の洗浄位置における洗浄動作の流れの詳細を示す図である。 は洗浄槽の乾燥位置における乾燥動作の流れの詳細を示す図である。 洗浄処理のタイムチャートを示す図である。 洗浄動作後のシステム水の吐出（１回目）の効果を説明する図である。 洗浄動作後にシステム水の吐出を行わない場合の比較例を示す図である。 乾燥動作においてシステム水の吐出を行わない場合の本実施の形態に対する比較例を示す図である。
　以下、本発明の一実施の形態を図１～図９を参照しつつ説明する。
　図１は、本実施の形態に係る自動分析装置の全体構成を概略的に示す図である。また、図２は、自動分析装置における洗浄水の流路構成や真空吸引に係る配管構成を抜き出して概略的に示す図である。
　図１及び図２において、自動分析装置１００は、反応容器２に試料と試薬とを各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定する装置であり、試料搬送機構８、試薬ディスク３、反応ディスク１、試料分注機構９、試薬分注機構１１，１３、攪拌機構１７，１８、分光光度計１６（測定部）、洗浄機構１５、及び、制御装置２４から概略構成されている。
　反応ディスク１には、反応容器２が円周状に並んでいる。反応容器２は試料と試薬とを混合させた混合液を収容するための容器であり、反応ディスク１上に複数並べられている。反応ディスク１の近くには、分析対象の試料を収容した複数の試料容器６を搭載した試料ラック７を搬送する試料搬送機構８が配置されている。反応容器２は、例えば３７度に温度管理された熱伝導性の媒体（例えば、恒温水）で満たされた反応槽５に浸かっており、恒温水が反応槽５内を循環することによって反応容器２の温度が常に３７度に保たれる。
　試薬ディスク３は、分析に用いる試薬を収容した複数の試薬ボトル４を円周上に載置可能であって、試薬ボトル４の保管庫としての役割も有しており、試薬ボトル４を保冷する機能を有している。
　反応ディスク１と試料搬送機構８との間には、回転および上下動可能に構成され、試料容器６から反応容器２に試料を分注するための試料分注機構９が配置されており、先端を下方に向けて配置された試料ノズル１０を有している。試料分注機構９の稼動範囲には、試料ノズル１０を洗浄水により洗浄する洗浄槽１９が配置されている。また、反応ディスク１と試薬ディスク３との間には、水平方向への回転移動および上下動作が可能に構成され、試薬ボトル４から反応容器２に試薬を分注するための試薬分注機構１１，１３が設置されており、それぞれ、先端を下方に向けて配置された試薬ノズル１２，１４を備えている。試薬分注機構１１，１３の稼動範囲には、試薬ノズル１２，１４を洗浄水によりそれぞれ洗浄する洗浄槽２０，２１が配置されている。
　反応ディスク１の周囲には、攪拌機構１７，１８や、光源（図示せず）から反応容器２の反応液を介して得られる透過光を測定することによって反応液の吸光度を測定する分光光度計１６や、使用済みの反応容器２を洗浄する洗浄機構１５等が配置されている。
　攪拌機構１７，１８は、水平方向への回転動作および上下動作が可能なように構成されており、反応容器２に挿入することにより試料と試薬との混合液（反応液）の攪拌を行う。攪拌機構１７，１８の稼動範囲には、攪拌機構１７，１８を洗浄水により洗浄する洗浄槽２２，２３が配置されている。
　制御装置２４はコンピュータ等から構成されており、自動分析装置１００の全体の動作を制御するとともに、血液や尿等の液体試料中の所定の成分の濃度を求める演算処理を行う。なお、図１においては、図示の簡単のため、自動分析装置１００を構成する各機構と制御装置２４との接続関係を省略して示している。
　図３は、試料分注機構および試薬分注機構の構成を概略的に示す図である。
　図３に示すように、試料分注機構９は分注対象である試料の吸引用の試料ノズル１０を、試薬分注機構１１，１３は分注対象である試薬の吸引用の試薬ノズル１２，１４をそれぞれ備えている。以降の説明においては、特に区別する必要がある場合を除き、試料ノズル１０と試薬ノズル１２，１４とを合わせてノズル１０，１２，１４と記載する。ノズル１０，１２，１４は、自動分析装置１００内へ流路を引き回すためのチューブ４１に接合されている。チューブ４１はノズル１０，１２，１４との接合側から順にシリンジ３６、電磁弁３７、及び、送液ポンプ３８を経由して、給水ポンプ３９へと繋がる流路を構成している。この一連の流路内（すなわち、ノズル１０，１２，１４およびチューブ４１内）は水で満たされている。以下、流路内を満たす水をシステム水と記載する。シリンジ３６にはプランジャ４０が配置されている。また、プランジャ４０にはモータ４２が接続されており、モータ４２によってプランジャ４０が駆動されることによって、ノズル１０，１２，１４での分注対象（試料や試薬）の吸引、吐出が行われる。
　例えば、試料分注機構９で試料を分注する際は、電磁弁３７を閉めた状態を維持し、試料分注機構９が試料容器６から試料を吸引する位置（試料吸引位置）に移動された後、試料ノズル１０の先端が試料の液面に達した状態でプランジャ４０を吸引方向へ駆動し、試料を試料ノズル１０内に引き込む。その後、試料分注機構９を反応容器２に試料を吐出する位置（試料吐出位置）に移動し、その状態でプランジャ４０を吐出方向へ駆動して試料を反応容器２内に吐出する。試料吐出後の試料分注機構９は、ノズル１０を洗浄する洗浄槽１９に移動して洗浄処理（後述）を行う。
　同様に、試薬分注機構１１，１３で試料を分注する際は、電磁弁３７を閉めた状態を維持し、試薬分注機構１１，１３が試薬ボトル４から試薬を吸引する位置（試薬吸引位置）に移動された後、試薬ノズル１２，１４の先端が試薬の液面に達した状態でプランジャ４０を吸引方向へ駆動し、試薬を試料ノズル１０内に引き込む。その後、試薬分注機構１１，１３を反応容器２に試薬を吐出する位置（試薬吐出位置）に移動し、その状態でプランジャ４０を吐出方向へ駆動して試薬を反応容器２内に吐出する。試薬吐出後の試薬分注機構１１，１３は、ノズル１２，１４を洗浄する洗浄槽２０，２１に移動して洗浄処理（後述）を行う。
　図４及び図５は、洗浄槽の構成を概略的に示す図であり、図４は上面図、図５は図４におけるＡ－Ａ線断面図である。
　図４及び図５において、洗浄槽１９，２０，２１は、ノズル１０，１２，１４の表面に洗浄水を吐出する洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、ノズル１０，１２，１４の表面に付着した洗浄水を吸引する乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃとをそれぞれ有している。
　洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃの上部には、ノズル外壁用洗浄水吐出口２７が配置されている。図２に示すように、ノズル外壁用洗浄水吐出口２７には、給水ポンプ２８が接続されており、給水ポンプ２８から供給される洗浄水がノズル外壁用洗浄水吐出口２７から吐出される。給水ポンプ２８から洗浄槽１９，２０，２１のノズル外壁用洗浄水吐出口２７に繋がる洗浄水の流路にはそれぞれ電磁弁２９，３０，３１が配置されており、電磁弁２９，３０，３１の開閉を制御することでノズル外壁用洗浄水吐出口２７からの洗浄水の吐出の有無を制御する。洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃでは、ノズル外壁用洗浄水吐出口２７から吐出された洗浄水が上部と下部の両方から排出される。洗浄槽１９，２０，２１の下部には、洗浄水を排出する排出口４３がそれぞれ配置されており、使用された洗浄水は、自動分析装置１００内の図示しない廃液流路を通って自動分析装置１００の外部へ洗浄水が排出される。
　乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃには、ノズル１０，１２，１４を上方から挿入可能な円筒形状の乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃが形成されている。図２に示すように、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃには、真空ポンプ３２が接続されており、真空ポンプ３２の減圧を乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃに伝えることで、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃに挿入されたノズル１０，１２，１４の表面からの洗浄水の吸引が行われる。真空ポンプ３２から洗浄槽１９，２０，２１の乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃに繋がる管路にはそれぞれ電磁弁３３，３４，３５が配置されており、電磁弁３３，３４，３５の開閉を制御することで乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃからの吸引（真空吸引）の有無を制御する。
　乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃの内径は、挿入するノズル１０，１２，１４の外径によって適切なサイズで形成する。例えば、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃの内径は、ノズル１０，１２，１４の外壁からの洗浄液の吸引の効率などを考慮して、ノズル１０，１２，１４の外径の３倍以下のサイズとする。例えば、ノズル１０，１２，１４の外径が１．０ｍｍであるとすると、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃの内径を３．０ｍｍ以下となるように形成する。
　以上のように構成した自動分析装置１００による分析対象の試料の分析処理では、制御装置２４は、まず、試料搬送機構８によって反応ディスク１近くに搬送された試料ラック７に載置された試料容器６内の試料を、試料分注機構９の試料ノズル１０により反応ディスク１の反応容器２へと分注する。分注後、試料ノズル１０には洗浄槽１９で洗浄処理が実施される。次に、分析に使用する試薬を、試薬ディスク３の試薬ボトル４から試薬分注機構１１，１３の試薬ノズル１２，１４により先に試料を分注した反応容器２に対して分注する。分注後、試薬ノズル１２，１４には洗浄槽２０，２１で洗浄処理が実施される。続いて、攪拌機構１７，１８で反応容器２内の試料と試薬との混合液の撹拌を行う。その後、光源から発生させた光を混合液の入った反応容器２を透過させ、透過光の光度を分光光度計１６により測定する。分光光度計１６により測定された光度を、Ａ／Ｄコンバータおよびインターフェイスを介して制御装置２４に送信する。そして制御装置２４によって演算を行い、試薬に応じた分析項目の所定の成分の濃度を求め、結果を表示部（不図示）等にて表示させたり、記憶部（不図示）に記憶させたりする。なお、光源（図示せず）、分光光度計１６、及び、制御装置２４は、反応容器２の試料と試薬の反応液を測定する測定部を構成する。
　ここで、試料分注機構９の試料ノズル１０及び試薬分注機構１１，１３の試薬ノズル１２，１４の洗浄槽１９，２０，２１による洗浄処理の処理内容について説明する。
　図６は、ノズルによる分注対象の分注動作と洗浄処理の一連の流れを示す図であり、図７は洗浄槽の洗浄位置における洗浄動作の流れの詳細を、図８は洗浄槽の乾燥位置における乾燥動作の流れの詳細をそれぞれ示す図である。また、図９は、洗浄処理のタイムチャートを示す図である。
　図９に示すように、自動分析装置１００では、分注動作前に洗浄処理を行う。洗浄処理では、洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃにノズル１０，１２，１４を挿入する動作を行う（図９（２））。このとき、シリンジ３６のプランジャ４０をホーム位置まで戻す動作を行う（図９（６））。洗浄処理では、電磁弁の開放を行い（図９（１１），（１２））、ノズル外側の洗浄と内側の洗浄を行う（図６Ａ）。ノズル１０，１２，１４の外側の洗浄は、ノズル外壁用洗浄水吐出口２７から洗浄水を吐出させることで行う。また、ノズル１０，１２，１４の内側の洗浄は、給水ポンプ３９から洗浄水を押し出してノズル１０，１２，１４の先端から洗浄水を吐出させることで行う。
　なお、ノズル１０，１２，１４の外壁の洗浄と内壁の洗浄のタイミングは、図９に示すように、必ずしも同時である必要はなく、洗浄水の飛散を抑えるために適したタイミングで行われる。また、このときの洗浄範囲は、ノズル１０，１２，１４に想定される汚染範囲に対して十分な範囲が洗浄されるように下降量を設定する。例えば、ノズル１０，１２，１４の汚染範囲が先端から最大６０ｍｍであると想定される場合には、洗浄範囲として先端から６５ｍｍを確保する。また、汚染範囲が変動するようなシステムの場合には、分注ごとの汚染範囲に合わせて洗浄範囲を変動させてもよい。ただし、その場合においても汚染範囲＜洗浄範囲となる条件は維持するものとする。
　このノズル１０，１２，１４の外壁の洗浄と内壁の洗浄のタイミングにおいて、洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃからノズル１０，１２，１４を抜き出す動作を行うとともに（図９（３））、シリンジ３６のプランジャ４０を吸引方向へ駆動する（図９（７））。これは、後述するシステム水吐出動作を行うための準備動作であり、２回分のシステム水吐出の駆動量を確保できる十分量を吸引方向に移動する。このときのプランジャ４０の移動量は、例えば、１００ｕＬのシステム水を吐出できるだけの駆動量である。
　続いて、ノズル１０，１２，１４の内側の洗浄後に送液ポンプからの洗浄水の送液を電磁弁により停止させる（図９（１１））。
　続いて、プランジャ４０を吐出側に駆動して（図９（８））、ノズル１０，１２，１４からシステム水の吐出（１回目）を行う（図６Ｂ）。このとき、システム水の吐出は、ノズル１０，１２，１４の先端の空気層が混入した領域が吐出されるまで行う（図７Ｂ１～Ｂ４）。このときのシステム水の吐出量は、例えば、８０ｕＬである。このシステム水を吐出する位置は、洗浄槽１９，２０，２１において、洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃ、または洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃから乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃの間であるものとする。
　図１０は、洗浄動作後のシステム水の吐出（１回目）の効果を説明する図である。また、図１１は、洗浄動作後にシステム水の吐出を行わない場合の比較例を示す図である。
　図１０及び図１１に示すように、ノズル１０，１２，１４の内側の洗浄後、ノズル１０，１２，１４の先端のシステム水で満たされた領域に空気が混入することがある（図１０Ｂ１，Ｂ２、図１１Ｂ１，Ｂ２）。この空気が混入した状態で、次の空気吸引の工程に進んだと仮定すると、複数の空気層がノズル内に生じてしまう（図１１Ｘ１１）。この状態で、試薬吸引動作に進んでしまうと、複数の空気層が試薬吸引、吐出時の圧力に対してクッションとなってしまい、試薬の吸引量、吐出量、試薬成分の薄まり率にばらつきが生じることとなる（図１１Ｘ１２）。
　これに対して、本実施の形態においては、ノズル１０，１２，１４から空気層が混入した領域までシステム水の吐出を行う（図１０Ｂ３）。これにより、ノズル１０，１２，１４の先端の空気層が混入した領域が吐出される（図１０Ｂ４，Ｘ１，Ｘ２）。すなわち、本実施の形態においては、１回目のシステム水の吐出によって、試薬の吸引量や試薬成分の薄まり率のばらつきを抑制することができ、分注精度を維持することができる。なお、図７、図１０，図１１においては、図５Ｂで示したシステム水の吐出の段階におけるノズル１０，１２，１４の外壁に残存する洗浄水の水滴について図示を省略している。
　続いて、ノズル１０，１２，１４を洗浄槽１９，２０，２１の乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃに移動する（図９（１））。なお、図９に示すように、本実施の形態では、システム水の吐出（１回目）を行いながら乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃへの移動を行う場合を例示しているが、例えば、上昇から移動に移るまでの間に時間を設けてシステム水の吐出（１回目）を行うように構成しても良い。乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃでは、電磁弁３３，３４，３５を開放制御して（図９（１０））、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃの内部にノズル１０，１２，１４を降下させ（図９（４））、真空吸引による乾燥動作を行う（図６Ｃ）。なお、真空吸引用の電磁弁３３，３４，３５の開放制御は、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃへのノズル１０，１２，１４の挿入のタイミングに合わせて行う。
　なお、ノズル１０，１２，１４の乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃへの下降量は、乾燥範囲が洗浄範囲以上になるようにする。例えば、洗浄範囲をノズル１０，１２，１４の先端から６５ｍｍだけ確保した場合には、ノズル１０，１２，１４の先端から７０ｍｍの範囲を乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃに挿入するようにする。また、洗浄範囲が変動するようなシステムの場合には、洗浄範囲の変動に合わせて乾燥範囲を変動させてもよい。ただし、その場合においても洗浄範囲＜乾燥範囲となる条件は維持するものとする。すなわち、洗浄範囲と合わせて考えると、汚染範囲＜洗浄範囲＜乾燥範囲という条件を装置は必ず維持するものとする。
　乾燥動作（図６Ｃ）では、ノズル１０，１２，１４が乾燥範囲として設定した最下点まで到達すると、プランジャ４０を吐出方向に駆動して（図９（５））、ノズル１０，１２，１４からのシステム水の吐出（２回目）を行い（図８Ｃ１）、ノズル１０，１２，１４の先端に集約された水滴を吐出したシステム水とともに除去し（図８Ｃ２）、ノズル１０，１２，１４を上昇させて（図９（９））、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃからノズル１０，１２，１４を引き抜く（図８Ｃ３）。
　乾燥動作においてノズル１０，１２，１４を乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃに挿入すると、ノズル１０，１２，１４の先端に外側に付着した洗浄水の水滴が集約されてくる。この水滴が集約されるタイミングは、概ねノズル１０，１２，１４の先端が乾燥範囲として設定している最下点まで下降したときである。したがって、このタイミングでプランジャ４０を吐出側に駆動してシステム水をノズル１０，１２，１４の先端から少量吐出させることにより、ノズル１０，１２，１４の先端に集約された水滴がノズル１０，１２，１４の内部から先端に押し出されたシステム水に巻き込まれて、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内に吸い込まれることにより、安定して水滴の除去を行うことができ、ノズル１０，１２，１４の先端状態を洗浄処理の実施毎に均一にすることができる。
　図１２は、乾燥動作においてシステム水の吐出を行わない場合の本実施の形態に対する比較例を示す図である。
　図１２に示すように、乾燥動作の際、ノズル１０，１２，１４を乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃに挿入して真空吸引を行う際に、ノズル１０，１２，１４の外壁に付着していた水滴がノズル１０，１２，１４の先端へ集約される場合がある（図１２Ｃ１１）。もし、乾燥動作においてシステム水の吐出を行わない場合、ノズル１０，１２，１４の先端に集約された水滴は、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃの中に引き込まれる場合もあれば、ノズルに付着したまま、次の動作へ移る場合もある。
　また、ノズル１０，１２，１４の先端に集約される水滴の量は、洗浄時にノズル１０，１２，１４の外壁に付着する洗浄水の量に依存するため、ノズル表面のコンディションにより乾燥動作を行う毎にばらつきが生じる。つまり、乾燥動作でノズル１０，１２，１４の先端に集約された水滴の除去状況にもばらつきが生じる（図１２Ｃ１２ａ，Ｃ１２ｂ，Ｃ１２ｃ）。したがって、水滴の除去状況にばらつきがある状態で、分節空気の吸引を行うと、試薬の吸引量、試薬成分の薄まり率にばらつきが生じることとなる（図１２Ｃ１３ａ，Ｃ１３ｂ，Ｃ１３ｃ）。この分節空気量のばらつきは、シリンジ３６及びプランジャ４０の圧力変化の応答精度に影響を与えるため、試薬吐出時のばらつきの原因にもなる。
　これに対して、本実施の形態においては、乾燥動作において、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃに挿入したノズル１０，１２，１４からのシステム水の吐出（２回目）を行い（図８Ｃ１）、ノズル１０，１２，１４の先端に集約された水滴を吐出したシステム水とともに除去する（図８Ｃ２）。これにより、試薬の吸引量や試薬成分の薄まり率に生じるばらつきを抑制することができる。
　続いて、ノズル１０，１２，１４を乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃから上昇させた後、試料吸引位置や試薬吸引位置まで移動させる。このとき、シリンジ３６及びプランジャ４０による吸引を行いノズル１０，１２，１４の先端に空気の層（分節空気）を取り込む（図６Ｄ）。分節空気の吸引（エア吸引）は、ノズル１０，１２，１４が動作中であっても行う。分節空気は、試薬吸引の際にシステム水との接触を避ける効果がある。エア吸引後、試料分注機構９は試料ノズル１０を試料容器６へ下降させて試料の吸引を行い（図６Ｅ）、その後、反応容器２へ移動させて試料の吐出を行い（図６Ｆ）、分注動作を終了する。同様に、エア吸引後、試薬分注機構１１，１３は試薬ノズル１２，１４を試薬ボトル４へ下降させて試薬の吸引を行い（図６Ｅ）、その後、反応容器２へ移動させて試薬の吐出を行い（図６Ｆ）、分注動作を終了する。このように、図６Ａ～図６Ｆの動作を繰り返すことで、分注を繰り返し行う。
　なお、乾燥動作におけるシステム水の吐出量は、真空ポンプ３２への水の流入を最小限にしつつ、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃでの吸引時においてノズル１０，１２，１４の先端に集約した水滴を十分に落としきれる量でなければならない。すなわち、乾燥動作におけるシステム水の吐出量は、これらの条件満たすような吐出量の範囲とする必要がある。そこで、乾燥動作におけるシステム水の吐出量の最適な範囲の下限値と上限値の定め方について説明する。
　液体には表面張力が働くため、ノズル１０，１２，１４の先端の形状を考慮して、十分量吐出する必要がある。そこで、乾燥動作における乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内でのノズル１０，１２，１４からのシステム水の吐出量の下限値Ｖ１を次のように定める。すなわち、例えば、乾燥動作におけるシステム水の吐出量の下限値をＶ１、ノズル１０，１２，１４の外径をＲ１とした場合に、下記（式１）を満たすように下限値Ｖ１を定める。
　Ｖ１≧（４π（（Ｒ１／２）＾３）／３）×１０　…（式１）
　上記（式１）は、ノズル１０，１２，１４の先端の外径Ｒ１と同じ直径を有する球体を考慮したとき、吐出量Ｖ１がその球体の体積の１０倍以上の体積であることを示している。例えば、ノズル１０，１２，１４の外径Ｒ１が０．８ｍｍである場合、システム水の吐出量は２．６８ｕＬ以上に設定する。
　また、別の例として、システム水の吐出量の下限値をＶ２、ノズル１０，１２，１４の内径をＲ２とした場合に、下記（式２）を満たすように下限値Ｖ２を定めてもよい。
　Ｖ２≧π（（Ｒ２／２）＾３）×１０　…（式２）
　上記（式２）は、ノズル１０，１２，１４の内部に取り込まれる空気層（図１２Ｃ１２ｃ参照）の範囲を考慮して、吐出するシステム水量を定めている。例えば、ノズル１０，１２，１４の内径が０．６ｍｍである場合、システム水の吐出量は２．８３ｕＬ以上に設定する。
　なお、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃでシステム水の吐出（２回目）を行う際のプランジャ４０の駆動速度は、洗浄動作後のシステム水吐出（１回目）やオペレーション時の反応容器２への試料や試薬の吐出動作と比較して、十分低速であるものとする。例えば、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内でのシステム水の吐出（２回目）における吐出速度は、システム水の吐出（１回目）における吐出速度の５０％以下に設定する。これは、高速で吐出動作を行った際にノズル１０，１２，１４の先端から過剰にシステム水が吐出される現象（以下、過吐出と称する）の影響をできるだけ小さくするためである。
　次に、乾燥動作におけるシステム水の吐出量の上限値Ｖ３を次のように定める。すなわち、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内でのシステム水の吐出量をＶ３、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内へノズル１０，１２，１４を下降した状態において、上昇を始めてから乾燥口内に滞在している時間をＴ１（ｍｓ：図９参照）、システム水の吐出（１回目）の吐出速度をｖ１（μＬ／ｍｓ）、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内でのシステム水の吐出（２回目）のと出速度をｖ２とした場合に、下記（式３）及び（式４）を満たすように上限値Ｖ３を定める。
　ｖ２＝０．５×ｖ１　…（式３）
　Ｖ３＝ｖ２×Ｔ１　…（式４）
　すなわち、上記（式３）及び（式４）では、吐出速度ｖ２が吐出速度ｖ１の５０％である条件において、吐出速度ｖ２で時間Ｔ１の間に吐出可能な量を乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内でのシステム水の吐出（２回目）の吐出量の上限値Ｖ３と定めている。なお、時間Ｔ１は乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃでのノズル１０，１２，１４の上昇動作速度に依存する。
　以上のようにシステム水の吐出（２回目）における吐出量の上限値Ｖ３及び下限値Ｖ１，Ｖ２を設定することにより、ノズル１０，１２，１４の先端に水滴が集約することなく、毎回の動作で均一なノズル先端状態を確保することができる。さらに、乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ内でのシステム水の吐出（２回目）の吐出速度は、システム水の吐出（１回目）の吐出速度よりも低速に設定し、システム水のノズル１０，１２，１４からの押し出しと乾燥口２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃの吸引力とを合わせて利用することで、ノズル１０，１２，１４の先端の水滴を切るように構成したので、過吐出によるばらつきの影響が小さくなる。また、ノズル１０，１２，１４の先端の過吐出によるばらつきを低減することができるので、ノズル１０，１２，１４の広範囲の乾燥による繰り返し分注時の試料や試薬の薄まりの影響を抑制することができ、高精度の微量分注に対しても分注精度の高精度化を実現することができる。
　以上のように構成した本実施の形態の効果を説明する。
　エアブローによってノズルの水滴を除去する従来技術では、吹き付けた空気の流れをコントロールすることが難しく、洗浄水の飛び散りを誘発する可能性がある。また、エアブローを吹き付ける空気の領域には限りがあるため、ノズルの広範囲を乾燥させようとすると水滴の残り方が安定しない場合が考えられる。他の乾燥方法として、減圧、真空吸引を用いてノズルの広範囲を乾燥させる方法を用いる場合には、空気の流れが一様に定まり、水滴の飛び散りを抑制でき、また、真空吸引効果の有効範囲、すなわち、ノズルの乾燥範囲も吸引口の形状によりコントロール可能である。しかしながら、真空吸引を用いる場合には、ノズル先端にノズル外壁に付着した水滴を集約してしまい、その水滴が次の分注へ影響を与えてしまうことが考えられる。
　これに対して本実施の形態においては、分析対象の試料と試薬とを反応させる反応容器２に分注対象を分注するノズル（例えば、試料ノズル１０、試薬ノズル１２，１４）と、反応容器２の試料と試薬の反応液を測定する測定部（例えば、光源、分光光度計１６、制御装置２４）と、ノズル１０，１２，１４の洗浄を行う洗浄槽１９，２０，２１と、ノズル１０，１２，１４、測定部（光源、分光光度計１６、制御装置２４）、及び洗浄槽１９，２０，２１の動作を制御する制御装置２４とを備えた自動分析装置１００において、洗浄槽１９，２０，２１は、ノズル１０，１２，１４の表面に洗浄水を吐出する洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、ノズル１０，１２，１４の表面に付着した洗浄水を吸引する乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃとを有し、制御装置２４は、ノズル１０，１２，１４の洗浄位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃから乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃへの移動中にノズル１０，１２，１４からの１回目のシステム水の吐出を行わせ、乾燥位置２６ａ，２６ｂ，２６ｃでのノズル１０，１２，１４の表面の洗浄水の吸引中にノズルからの２回目のシステム水の吐出を行わせるように構成したので、ノズル１０，１２，１４の洗浄において付着する水滴を効果的に除去することができる。
　＜付記＞
  なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。また、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。
　１…反応ディスク、２…反応容器、３…試薬ディスク、４…試薬ボトル、５…反応槽、６…試料容器、７…試料ラック、８…試料搬送機構、９…試料分注機構、１０…試料ノズル、１１，１３…試薬分注機構、１２，１４…試薬ノズル、１５…洗浄機構、１６…分光光度計、１７，１８…攪拌機構、１９…洗浄槽、２０，２１…洗浄槽、２２，２３…洗浄槽、２４…制御装置、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…洗浄位置、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…乾燥位置、２７…ノズル外壁用洗浄水吐出口、２８…給水ポンプ、２９，３０，３１…電磁弁、３２…真空ポンプ、３３，３４，３５…電磁弁、３６…シリンジ、３７…電磁弁、３８…送液ポンプ、３９…給水ポンプ、４０…プランジャ、４１…チューブ、４２…モータ、４３…排出口、１００…自動分析装置、２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ…乾燥口

Claims (8)

  1. 　分析対象の試料と試薬とを反応させる反応容器に分注対象を分注するノズルと、前記反応容器の前記試料と前記試薬の反応液を測定する測定部と、前記ノズルの洗浄を行う洗浄槽と、前記ノズル、前記測定部、及び前記洗浄槽の動作を制御する制御装置とを備えた自動分析装置において、
    　前記洗浄槽は、
    　前記ノズルの表面に洗浄水を吐出する洗浄位置と、
    　前記ノズルの表面に付着した洗浄水を吸引する乾燥位置とを有し、
    　前記制御装置は、前記ノズルの前記洗浄位置から前記乾燥位置への移動中に前記ノズルからの１回目のシステム水の吐出を行わせ、前記乾燥位置での前記ノズルの表面の洗浄水の吸引中に前記ノズルからの２回目のシステム水の吐出を行わせることを特徴とする自動分析装置。
  2. 　請求項１記載の自動分析装置において、
    　前記洗浄槽は、前記乾燥位置に前記ノズルを挿入する乾燥口を有し、
    　前記乾燥口の内径は、前記ノズルの外径の３倍以下であることを特徴とする自動分析装置。
  3. 　請求項１記載の自動分析装置において、
    　前記乾燥位置における２回目のシステム水の吐出で前記ノズルから吐出されるシステム水の量は、前記洗浄位置から前記乾燥位置への移動中における１回目のシステム水の吐出で前記ノズルから吐出されるシステム水の量よりも少ないことを特徴とする自動分析装置。
  4. 　請求項３記載の自動分析装置において、
    　前記乾燥位置における２回目のシステム水の吐出で前記ノズルから吐出されるシステム水の吐出速度は、前記洗浄位置から前記乾燥位置への移動中における１回目のシステム水の吐出で前記ノズルから吐出されるシステム水の吐出速度に対して５０％以下であることを特徴とする自動分析装置。
  5. 　請求項３記載の自動分析装置において、
    　前記乾燥位置における２回目のシステム水の吐出で前記ノズルから吐出されるシステム水の量の上限値は、前記乾燥位置における前記ノズルの滞在時間と、前記ノズルからのシステム水の吐出速度とから定めることを特徴とする自動分析装置。
  6. 　請求項３記載の自動分析装置において、
    　前記乾燥位置における２回目のシステム水の吐出で前記ノズルから吐出されるシステム水の量の下限値は、前記ノズルの先端の外径から定めることを特徴とする自動分析装置。
  7. 　請求項３記載の自動分析装置において、
    　前記乾燥位置における２回目のシステム水の吐出で前記ノズルから吐出されるシステム水の量の下限値は、前記ノズルの先端の内径から定めることを特徴とする自動分析装置。
  8. 　分析対象の試料と試薬とを反応させる反応容器に分注対象を分注するノズルと、前記反応容器の前記試料と前記試薬の反応液を測定する測定部と、前記ノズルの洗浄を行う洗浄槽と、前記ノズル、前記測定部、及び前記洗浄槽の動作を制御する制御装置とを備え、前記洗浄槽は、前記ノズルの表面に洗浄水を吐出する洗浄位置と、前記ノズルの表面に付着した洗浄水を吸引する乾燥位置とを有する自動分析装置の洗浄方法において、
    　前記ノズルの前記洗浄位置から前記乾燥位置への移動中に前記ノズルからの１回目のシステム水の吐出を行わせる手順と、
    　前記乾燥位置での前記ノズルの表面の洗浄水の吸引中に前記ノズルからの２回目のシステム水の吐出を行わせる手順と
    と有することを特徴とする自動分析装置の洗浄方法。
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