分注装置および気泡除去方法
【課題】気泡を確実に除去することができる分注装置および気泡除去方法を提供すること。
【解決手段】圧力センサ１６によって出力された圧力信号に基づいて電磁弁１８から分注ノズル１１先端近傍まで給水ポンプ１４によって充填された脱気水Ｗａ内の気泡を検出する検出部３４ａと、検出部３４ａが配管１２内の脱気水Ｗａ内の気泡を検出した場合、ヒーター１７によって配管１２内の脱気水Ｗａの温度を上げる制御を行った後、電磁弁１８から分注ノズル１１先端近傍まで給水ポンプ１４によって充填された脱気水Ｗａを分注ノズル１１から吐出する制御を行う気泡除去制御部３４ｂと、を備える。
【解決手段】圧力センサ１６によって出力された圧力信号に基づいて電磁弁１８から分注ノズル１１先端近傍まで給水ポンプ１４によって充填された脱気水Ｗａ内の気泡を検出する検出部３４ａと、検出部３４ａが配管１２内の脱気水Ｗａ内の気泡を検出した場合、ヒーター１７によって配管１２内の脱気水Ｗａの温度を上げる制御を行った後、電磁弁１８から分注ノズル１１先端近傍まで給水ポンプ１４によって充填された脱気水Ｗａを分注ノズル１１から吐出する制御を行う気泡除去制御部３４ｂと、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体試料を分注する分注装置および気泡除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、分注ノズルと給水ポンプとの間を接続する配管に分注ポンプが接続され、給水ポンプによって分注ノズル先端近傍まで脱気水を充填し、分注ポンプを動作させた際の脱気水への圧力伝達によって分注ノズルに液体試料を吸引し、吸引した液体試料を吐出して分注する分注装置が知られている。
【０００３】
しかし、メンテナンス等によって部品類を交換した場合、分注ポンプに接続する配管内の表面あるいは分注ポンプのシリンダ内の表面に気泡が付着することがある。このような状態で液体試料を分注すると、気泡が圧力の伝達を不安定にするため、液体試料の分注量にばらつきが生じ、その結果、分注精度が低下してしまう問題点があった。
【０００４】
そこで、この問題を解決するために、シリンダの注入口から吐出口に向けてプランジャの周りを旋回するようにして液体を流すことによってシリンダ内部に旋回流を発生させ、この発生させた旋回流によってシリンダの内部およびプランジャの表面に付着する気泡を除去する分注装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４３２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、シリンダ内部の液体に旋回流を発生させることによって気泡を除去する分注装置では、シリンダ内部の隅に付着した気泡を除去することができない場合があるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、気泡を確実に除去することができる分注装置および気泡除去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる分注装置は、分注ノズルと給水ポンプとの間を接続する配管に分注ポンプが接続され、前記分注ポンプと前記給水ポンプとの間に設けられた給水弁から前記分注ノズル先端近傍まで前記給水ポンプによって充填され、かつ液温調整手段によって所定温度にした脱気水に対して前記給水弁を閉じた状態で前記分注ポンプを動作させることによって前記分注ノズルに液体試料を吸引し、吸引した該液体試料を吐出して分注する分注装置において、前記充填された脱気水内の気泡を除去する場合、前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げた後、前記分注ノズルから前記充填された脱気水を排出する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる分注装置は、上記の発明において、前記充填された脱気水内の気泡を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出手段によって前記充填された脱気水内の気泡を検出した場合、前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げた後、前記分注ノズルから前記充填された脱気水を排出する制御を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる分注装置は、上記の発明において、前記液温調整手段は、前記充填された脱気水を加熱する加熱部を有し、該加熱部は、前記分注ポンプの近傍に配置することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる気泡除去方法は、分注ノズルと給水ポンプとの間を接続する配管に分注ポンプが接続され、前記分注ポンプと前記給水ポンプとの間に設けられた給水弁から前記分注ノズル先端近傍まで前記給水ポンプによって充填され、かつ液温調整手段によって所定温度にした脱気水に対して前記給水弁を閉じた状態で前記分注ポンプを動作させることによって前記分注ノズルに液体試料を吸引し、吸引した該液体試料を吐出して分注する分注装置の気泡除去方法において、前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げる制御を行う温度上昇ステップと、前記分注ノズルから前記充填された脱気水を排出する制御を行う排出ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる気泡除去方法は、上記の発明において、前記充填された脱気水内の気泡を検出する検出ステップを含み、前記温度上昇ステップは、前記検出ステップによって前記充填された脱気水内の気泡を検出した場合、前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げる制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、給水弁から分注ノズル先端近傍まで充填された脱気水内の気泡を除去する場合、制御手段が、液温調整手段によって該充填された脱気水の温度を上げた後、前記分注ノズルから前記充填された脱気水を排出するようにしているため、充填された脱気水内に存在する気泡は温度上昇に伴って大きくなり、管壁に付着した気泡や、シリンジとシリンジ溝との間に隠れて付着した気泡などの除去が困難な気泡が液内に流動し、脱気水流れに気泡が乗って排出するので、気泡を確実に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明にかかる分注装置および気泡除去方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態にかかる分注装置の構成を模式的に示す図である。図１に示すように、この発明の実施の形態にかかる分注装置１は、分注ノズル１１と電磁弁１８との間が配管１２によって接続され、配管１２の途中に分注ポンプ１３が接続される。電磁弁１８は、給水ポンプ１４を介して、補充用の脱気水Ｗａを収容する給水タンク１５に接続される。また、配管１２には、給水ポンプ１４によって吸い上げられた脱気水Ｗａが電磁弁１８の切換によって満たされる。さらに、分注ポンプ１３と分注ノズル１１との間の配管１２の途中に、脱気水Ｗａの圧力を検出する圧力センサ１６が設けられる。さらに、配管１２は、分注ノズル１１と分注ポンプ１３との間を接続する配管１２ａと、分注ポンプ１３と電磁弁１８との間を接続する配管１２ｂとからなる。
【００１６】
分注ノズル１１は、脱気水Ｗａを用いて、その先端側において液体試料としての検体を吸引または吐出する細管である。分注ポンプ１３は、プランジャ駆動部１３ｅの駆動のもとに、プランジャ１３ｄを脱気水Ｗａ内に出没させる往復動を行い、脱気水Ｗａを介した圧力伝達によって分注ノズル１１の先端に吸引圧または吐出圧を印加する。制御装置３０は、分注装置１の分注処理に必要な各種の制御を行う。なお、分注ポンプ１３の近傍には、この充填された脱気水Ｗａを加熱する液温調整手段としてのヒーター１７の加熱部１７ａが配置される。また、脱気水Ｗａは、脱気されたイオン交換水あるいは蒸留水等の非圧縮性流体である。
【００１７】
分注ノズル１１は、ノズル駆動部１１ａによって図中矢印Ｘで示す水平方向及び矢印Ｚで示す上下方向に移動される。また、位置Ｐ１、位置Ｐ２および位置Ｐ３のそれぞれの位置に対応して、検体が収容された検体容器２０、検体を吐出する反応容器２１および脱気水Ｗａを吐出する洗浄容器２２が配置される。
【００１８】
分注ポンプ１３は、所定量の脱気水Ｗａを収容する液体収容部１３ｃを有する略円筒形状のシリンダ１３ａと、プランジャ駆動部１３ｅによって往復動されことによって液体収容部１３ｃに収容される脱気水Ｗａの圧力の加減を行うプランジャ１３ｄと、液体収容部１３ｃに収容される脱気水Ｗａの漏れを防止するとともに、プランジャ１３ｄを挿通するシール部材１３ｂとを有する。
【００１９】
電磁弁１８は、制御装置３０の制御のもと、吸い上げた脱気水Ｗａを配管１２内に圧送する場合には、「開」に切り替えられ、分注ポンプ１３によって分注ノズル１１が検体を吸引し、吐出する分注動作を行う場合には、「閉」に切り替えられる。
【００２０】
圧力センサ１６は、分注ノズル１１が検体を吸引あるいは吐出する際に配管１２ａ内の圧力を検出し、検出した圧力を圧力信号として制御装置３０に出力する。なお、圧力センサ１６は、配管１２内の脱気水Ｗａへ伝達される圧力の変化を検出できればよく、例えば、配管１２ｂに配置してもよい。
【００２１】
ヒーター１７は、略円筒形状の加熱部１７ａが分注ポンプ１３の側面を覆うように配置される。ヒーター１７は、配管１２内の脱気水Ｗａ、特にシリンダ１３ａ内の脱気水Ｗａを加熱によって一定温度、たとえば体温と同じ温度に保つ。なお、加熱部１７ａは、配管１２の周囲にさらに設けることが好ましい。例えば、シート状の加熱部１７ａを用いて、さらに配管１２ｂの側面を覆うようにしてもよい。
【００２２】
制御装置３０は、分注量等の各種情報を入力するためのキーボート、マウス等によって実現される入力部３１と、警報情報等の各種情報を出力するためのディスプレイ、プリンタ、およびスピーカー等によって実現される出力部３２と、各種情報を記憶する記憶部３３と、制御装置３０内の各種機能の制御を含めて分注装置１の制御を行う制御部３４とを備える。制御部３４は、配管１２内の脱気水Ｗａの気泡を検出する検出手段としての検出部３４ａと、検出部３４ａによって脱気水Ｗａの気泡を検出した場合、ヒーター１７によって配管１２内の脱気水Ｗａの温度を、一定温度を超える、すなわち体温を超えた温度に上げる制御を行った後、脱気水Ｗａを分注ノズル１１から排出する制御を行う気泡除去制御部３４ｂとを有する。
【００２３】
ここで、分注装置１による全体動作について説明する。分注装置１は、まず、電磁弁１８を「開」にして給水ポンプ１４によって給水タンク１５内の脱気水Ｗａを配管１２内に圧送し、分注ノズル１１の先端近傍まで脱気水Ｗａを満たす。次に、電磁弁１８を「閉」に切り替え、ノズル駆動部１１ａによって分注ノズル１１を検体容器２０が配置された位置Ｐ１に位置決めする。その後、分注ノズル１１を下降し、プランジャ駆動部１３ｅによってプランジャ１３ｄを駆動し、分注ノズル１１内に検体を所定量、吸い込む。このとき、検体は、脱気水Ｗａとの間に空気層が介在した状態で吸い込まれるので、脱気水Ｗａと混ざり合うことはない。次に、プランジャ駆動部１３ｅによって分注ノズル１１を上昇し、反応容器２１が配置された位置Ｐ２に分注ノズル１１を位置決めする。その後、ノズル駆動部１１ａによって再び分注ノズル１１を下降させ、プランジャ駆動部１３ｅによってプランジャ１３ｄを駆動して分注ノズル１１内に吸い込んだ検体を反応容器２１に吐出する。そして、ノズル駆動部１１ａによって分注ノズル１１を上昇させ、洗浄容器２２が配置された位置Ｐ３に分注ノズル１１を位置決めする。その後、分注ノズル１１を再び下降させ、電磁弁１８を「開」に切り替える。そして、給水ポンプ１４を駆動して給水タンク１５内の脱気水Ｗａを配管１２内に圧送し、分注ノズル１１から洗浄容器２２に吐出して分注ノズル１１内を脱気水Ｗａで洗浄する。これにより、１つの検体を検体容器２０から反応容器２１に分注する一連の分注作業が完了する。一方、他の検体を分注するときには、以上の動作を繰り返すことにより、新たな検体容器２０から新たな反応容器２１に順次新たな検体を分注する。
【００２４】
ここで、分注装置１が、例えば、メンテナンス等によって分注ポンプ１３を交換した場合、配管１２内の脱気水Ｗａに気泡が混入することがある。このような場合、検出部３４ａは、圧力センサ１６によって出力された圧力信号に基づいて配管１２ａ内の圧力を検出し、検出した圧力波形に基づいて脱気水Ｗａ内の気泡を検出し、気泡除去制御部３４ｂは、検出部３４ａによって脱気水Ｗａ内の気泡を検出した場合、ヒーター１７によって脱気水Ｗａの温度を上げさせた後、分注ノズル１１から配管１２内の脱気水Ｗａを排出させる気泡除去処理を行う。
【００２５】
ここで、図２および図３を参照して、制御部３４が実施する気泡除去処理の処理手順について説明する。この気泡除去処理は、例えば、メンテナンス等のための分注ポンプ１３の交換を完了した後に、例えば、オペレータによって入力部３１から入力された気泡除去処理を行わせる信号が制御部３４に出力された場合に実施される。気泡除去処理を行わせる信号が入力部３１から制御部３４に出力されると、まず制御部３４は、給水ポンプ１４によって脱気水Ｗａを配管１２内に充填し、この充填された脱気水Ｗａをヒーター１７によって分注処理の際に設定される設定温度、例えば、検体の取り扱いに適した体温程度の３６℃に保持する（ステップＳ１０１）。次に、制御部３４は、気泡除去動作を実行する（ステップＳ１０２）。この気泡除去動作は、例えば、分注ノズル１１を位置Ｐ３に移動して洗浄容器２２に位置決めした後、電磁弁１８を開に切り替えて、給水ポンプ１４を駆動して給水タンク１５内の脱気水Ｗａを配管１２内に圧送し、配管１２内の脱気水Ｗａとともにこの脱気水Ｗａ内の気泡を分注ノズル１１から排出した後（図３（ａ）参照）、再び、給水タンク１５内の脱気水Ｗａを、配管１２内に満たすことによって実行される。
【００２６】
その後、制御部３４は、電磁弁１８を閉に切り替え、例えば、分注ノズル１１を位置Ｐ１に移動して検体容器２０に位置決めした後、プランジャ１３ｄを駆動して検体を分注ノズル１１から吸引する際に、検出部３４ａは、圧力センサ１６によって出力された圧力信号に基づいて配管１２内の脱気水Ｗａ内に気泡が混入しているか否かを判断し（ステップＳ１０３）、配管１２内の脱気水Ｗａ内に気泡が混入していない場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、本処理を終了させる。
【００２７】
一方、配管１２内の脱気水Ｗａに気泡が混入している場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、気泡除去制御部３４ｂは、ヒーター１７によって配管１２内の脱気水Ｗａの温度を上げる（ステップＳ１０４）。これにより、配管１２内の脱気水Ｗａ内の気泡Ａｓを温度上昇前に比して大きくすることができる（図３（ｂ）参照）。次に、気泡除去制御部３４ｂは、ステップＳ１０１と同様の気泡除去動作を実行する（ステップＳ１０５）。これにより、温度上昇前には小さすぎたために分注ノズル１１から排出する脱気水Ｗａの流れにのせることができずに除去できなかったシリンダ１３ａ内部の隅に付着した気泡Ａｓを除去することができる（図３（ｃ）参照）。次に、検出部３４ａが、ステップＳ１０２と同様の判断処理で配管１２内の脱気水Ｗａ内に気泡が混入しているか否かを判断し（ステップＳ１０６）、配管１２内の脱気水Ｗａ内に気泡が混入している場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、気泡除去動作にも拘わらず配管１２内の脱気水Ｗａ内に気泡が混入している場合であるため、制御部３４は、出力部３２に分注装置１の異常を知らせる情報を出力し（ステップＳ１０７）、本処理を終了させる。一方、配管１２内の脱気水Ｗａ内に気泡が混入していない場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、制御部３４は、ヒーター１７の設定温度を分注処理の際に設定される設定温度に戻し（ステップＳ１０８）、本処理を終了させる。
【００２８】
この実施の形態の分注装置１によれば、検出部３４ａが、圧力センサ１６によって出力された圧力信号に基づいて配管１２内の脱気水Ｗａ内の気泡を検出し、検出部３４ａによって配管１２内の脱気水Ｗａ内の気泡を検出した場合、気泡除去制御部３４ｂがヒーター１７によって配管１２内の脱気水Ｗａの温度を上げる制御を行った後、配管１２内の脱気水Ｗａを分注ノズル１１から吐出する制御を行っているため、配管１２内の脱気水Ｗａ内の気泡を温度上昇以前に比して大きくして、分注ノズル１１から吐出する脱気水Ｗａの流れに気泡をのせやすくしている。従って、気泡を確実に除去することができる。
【００２９】
また、この実施の形態では、加熱部１７ａが、分注ポンプ１３の近傍に配置されているため、液体収容部１３ｃに収容された脱気水Ｗａを効率よく温めることができる。従って、配管１２内の脱気水Ｗａの温度を効率よく上昇させることができる。
【００３０】
また、この実施の形態では、メンテナンス等のために分注ポンプ１３の交換を実施した場合に気泡除去処理を実施するものを例示したが、これに限らず、長時間に亘って分注作業を停止していた後に分注を再開する場合には、環境温度、気圧および些細なリーク等に起因して配管中に気泡が生じることが考えられるため、このような場合にも気泡除去処理を実施するようにしてもよい。
【００３１】
さらに、この実施の形態では、検出部３４ａによって配管１２内の脱気水Ｗａ内の気泡を検出した場合に、ヒーター１７によって配管１２内の脱気水Ｗａの温度を上げた後、配管１２の脱気水Ｗａを分注ノズル１１から排出するようにしていたが、これに限らず、ヒーター１７によって配管１２内の脱気水Ｗａの温度を分注処理の際に設定される設定温度より上げた後、配管１２内の脱気水Ｗａを吐出する制御を行うようにしてもよい。例えば、配管１２内に充填された脱気水Ｗａ内の気泡を除去する場合、検出部３４ａによる気泡の検出を省略し、まずヒーター１７によって配管１２内の脱気水Ｗａの温度を分注処理の際に設定される設定温度より上げた後、配管１２内の脱気水Ｗａを分注ノズル１１から排出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施の形態にかかる分注装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１に示した制御部が実施する気泡除去処理の手順を示したフローチャートである。
【図３】図１に示した制御部が実施する気泡除去処理の手順を説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
１ 分注装置
１１ 分注ノズル
１１ａ ノズル駆動部
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 配管
１３ 分注ポンプ
１３ａ シリンダ
１３ｂ シール部材
１３ｃ 液体収容部
１３ｄ プランジャ
１３ｅ プランジャ駆動部
１４ 給水ポンプ
１５ 給水タンク
１６ 圧力センサ
１７ ヒーター
１７ａ 加熱部
１８ 電磁弁
２０ 検体容器
２１ 反応容器
２２ 洗浄容器
３０ 制御装置
３１ 入力部
３２ 出力部
３３ 記憶部
３４ 制御部
３４ａ 検出部
３４ｂ 気泡除去制御部
Ａ，Ａｓ 気泡
Ｗａ 脱気水
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体試料を分注する分注装置および気泡除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、分注ノズルと給水ポンプとの間を接続する配管に分注ポンプが接続され、給水ポンプによって分注ノズル先端近傍まで脱気水を充填し、分注ポンプを動作させた際の脱気水への圧力伝達によって分注ノズルに液体試料を吸引し、吸引した液体試料を吐出して分注する分注装置が知られている。
【０００３】
しかし、メンテナンス等によって部品類を交換した場合、分注ポンプに接続する配管内の表面あるいは分注ポンプのシリンダ内の表面に気泡が付着することがある。このような状態で液体試料を分注すると、気泡が圧力の伝達を不安定にするため、液体試料の分注量にばらつきが生じ、その結果、分注精度が低下してしまう問題点があった。
【０００４】
そこで、この問題を解決するために、シリンダの注入口から吐出口に向けてプランジャの周りを旋回するようにして液体を流すことによってシリンダ内部に旋回流を発生させ、この発生させた旋回流によってシリンダの内部およびプランジャの表面に付着する気泡を除去する分注装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４３２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、シリンダ内部の液体に旋回流を発生させることによって気泡を除去する分注装置では、シリンダ内部の隅に付着した気泡を除去することができない場合があるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、気泡を確実に除去することができる分注装置および気泡除去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる分注装置は、分注ノズルと給水ポンプとの間を接続する配管に分注ポンプが接続され、前記分注ポンプと前記給水ポンプとの間に設けられた給水弁から前記分注ノズル先端近傍まで前記給水ポンプによって充填され、かつ液温調整手段によって所定温度にした脱気水に対して前記給水弁を閉じた状態で前記分注ポンプを動作させることによって前記分注ノズルに液体試料を吸引し、吸引した該液体試料を吐出して分注する分注装置において、前記充填された脱気水内の気泡を除去する場合、前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げた後、前記分注ノズルから前記充填された脱気水を排出する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる分注装置は、上記の発明において、前記充填された脱気水内の気泡を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出手段によって前記充填された脱気水内の気泡を検出した場合、前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げた後、前記分注ノズルから前記充填された脱気水を排出する制御を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる分注装置は、上記の発明において、前記液温調整手段は、前記充填された脱気水を加熱する加熱部を有し、該加熱部は、前記分注ポンプの近傍に配置することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる気泡除去方法は、分注ノズルと給水ポンプとの間を接続する配管に分注ポンプが接続され、前記分注ポンプと前記給水ポンプとの間に設けられた給水弁から前記分注ノズル先端近傍まで前記給水ポンプによって充填され、かつ液温調整手段によって所定温度にした脱気水に対して前記給水弁を閉じた状態で前記分注ポンプを動作させることによって前記分注ノズルに液体試料を吸引し、吸引した該液体試料を吐出して分注する分注装置の気泡除去方法において、前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げる制御を行う温度上昇ステップと、前記分注ノズルから前記充填された脱気水を排出する制御を行う排出ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる気泡除去方法は、上記の発明において、前記充填された脱気水内の気泡を検出する検出ステップを含み、前記温度上昇ステップは、前記検出ステップによって前記充填された脱気水内の気泡を検出した場合、前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げる制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、給水弁から分注ノズル先端近傍まで充填された脱気水内の気泡を除去する場合、制御手段が、液温調整手段によって該充填された脱気水の温度を上げた後、前記分注ノズルから前記充填された脱気水を排出するようにしているため、充填された脱気水内に存在する気泡は温度上昇に伴って大きくなり、管壁に付着した気泡や、シリンジとシリンジ溝との間に隠れて付着した気泡などの除去が困難な気泡が液内に流動し、脱気水流れに気泡が乗って排出するので、気泡を確実に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明にかかる分注装置および気泡除去方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態にかかる分注装置の構成を模式的に示す図である。図１に示すように、この発明の実施の形態にかかる分注装置１は、分注ノズル１１と電磁弁１８との間が配管１２によって接続され、配管１２の途中に分注ポンプ１３が接続される。電磁弁１８は、給水ポンプ１４を介して、補充用の脱気水Ｗａを収容する給水タンク１５に接続される。また、配管１２には、給水ポンプ１４によって吸い上げられた脱気水Ｗａが電磁弁１８の切換によって満たされる。さらに、分注ポンプ１３と分注ノズル１１との間の配管１２の途中に、脱気水Ｗａの圧力を検出する圧力センサ１６が設けられる。さらに、配管１２は、分注ノズル１１と分注ポンプ１３との間を接続する配管１２ａと、分注ポンプ１３と電磁弁１８との間を接続する配管１２ｂとからなる。
【００１６】
分注ノズル１１は、脱気水Ｗａを用いて、その先端側において液体試料としての検体を吸引または吐出する細管である。分注ポンプ１３は、プランジャ駆動部１３ｅの駆動のもとに、プランジャ１３ｄを脱気水Ｗａ内に出没させる往復動を行い、脱気水Ｗａを介した圧力伝達によって分注ノズル１１の先端に吸引圧または吐出圧を印加する。制御装置３０は、分注装置１の分注処理に必要な各種の制御を行う。なお、分注ポンプ１３の近傍には、この充填された脱気水Ｗａを加熱する液温調整手段としてのヒーター１７の加熱部１７ａが配置される。また、脱気水Ｗａは、脱気されたイオン交換水あるいは蒸留水等の非圧縮性流体である。
【００１７】
分注ノズル１１は、ノズル駆動部１１ａによって図中矢印Ｘで示す水平方向及び矢印Ｚで示す上下方向に移動される。また、位置Ｐ１、位置Ｐ２および位置Ｐ３のそれぞれの位置に対応して、検体が収容された検体容器２０、検体を吐出する反応容器２１および脱気水Ｗａを吐出する洗浄容器２２が配置される。
【００１８】
分注ポンプ１３は、所定量の脱気水Ｗａを収容する液体収容部１３ｃを有する略円筒形状のシリンダ１３ａと、プランジャ駆動部１３ｅによって往復動されことによって液体収容部１３ｃに収容される脱気水Ｗａの圧力の加減を行うプランジャ１３ｄと、液体収容部１３ｃに収容される脱気水Ｗａの漏れを防止するとともに、プランジャ１３ｄを挿通するシール部材１３ｂとを有する。
【００１９】
電磁弁１８は、制御装置３０の制御のもと、吸い上げた脱気水Ｗａを配管１２内に圧送する場合には、「開」に切り替えられ、分注ポンプ１３によって分注ノズル１１が検体を吸引し、吐出する分注動作を行う場合には、「閉」に切り替えられる。
【００２０】
圧力センサ１６は、分注ノズル１１が検体を吸引あるいは吐出する際に配管１２ａ内の圧力を検出し、検出した圧力を圧力信号として制御装置３０に出力する。なお、圧力センサ１６は、配管１２内の脱気水Ｗａへ伝達される圧力の変化を検出できればよく、例えば、配管１２ｂに配置してもよい。
【００２１】
ヒーター１７は、略円筒形状の加熱部１７ａが分注ポンプ１３の側面を覆うように配置される。ヒーター１７は、配管１２内の脱気水Ｗａ、特にシリンダ１３ａ内の脱気水Ｗａを加熱によって一定温度、たとえば体温と同じ温度に保つ。なお、加熱部１７ａは、配管１２の周囲にさらに設けることが好ましい。例えば、シート状の加熱部１７ａを用いて、さらに配管１２ｂの側面を覆うようにしてもよい。
【００２２】
制御装置３０は、分注量等の各種情報を入力するためのキーボート、マウス等によって実現される入力部３１と、警報情報等の各種情報を出力するためのディスプレイ、プリンタ、およびスピーカー等によって実現される出力部３２と、各種情報を記憶する記憶部３３と、制御装置３０内の各種機能の制御を含めて分注装置１の制御を行う制御部３４とを備える。制御部３４は、配管１２内の脱気水Ｗａの気泡を検出する検出手段としての検出部３４ａと、検出部３４ａによって脱気水Ｗａの気泡を検出した場合、ヒーター１７によって配管１２内の脱気水Ｗａの温度を、一定温度を超える、すなわち体温を超えた温度に上げる制御を行った後、脱気水Ｗａを分注ノズル１１から排出する制御を行う気泡除去制御部３４ｂとを有する。
【００２３】
ここで、分注装置１による全体動作について説明する。分注装置１は、まず、電磁弁１８を「開」にして給水ポンプ１４によって給水タンク１５内の脱気水Ｗａを配管１２内に圧送し、分注ノズル１１の先端近傍まで脱気水Ｗａを満たす。次に、電磁弁１８を「閉」に切り替え、ノズル駆動部１１ａによって分注ノズル１１を検体容器２０が配置された位置Ｐ１に位置決めする。その後、分注ノズル１１を下降し、プランジャ駆動部１３ｅによってプランジャ１３ｄを駆動し、分注ノズル１１内に検体を所定量、吸い込む。このとき、検体は、脱気水Ｗａとの間に空気層が介在した状態で吸い込まれるので、脱気水Ｗａと混ざり合うことはない。次に、プランジャ駆動部１３ｅによって分注ノズル１１を上昇し、反応容器２１が配置された位置Ｐ２に分注ノズル１１を位置決めする。その後、ノズル駆動部１１ａによって再び分注ノズル１１を下降させ、プランジャ駆動部１３ｅによってプランジャ１３ｄを駆動して分注ノズル１１内に吸い込んだ検体を反応容器２１に吐出する。そして、ノズル駆動部１１ａによって分注ノズル１１を上昇させ、洗浄容器２２が配置された位置Ｐ３に分注ノズル１１を位置決めする。その後、分注ノズル１１を再び下降させ、電磁弁１８を「開」に切り替える。そして、給水ポンプ１４を駆動して給水タンク１５内の脱気水Ｗａを配管１２内に圧送し、分注ノズル１１から洗浄容器２２に吐出して分注ノズル１１内を脱気水Ｗａで洗浄する。これにより、１つの検体を検体容器２０から反応容器２１に分注する一連の分注作業が完了する。一方、他の検体を分注するときには、以上の動作を繰り返すことにより、新たな検体容器２０から新たな反応容器２１に順次新たな検体を分注する。
【００２４】
ここで、分注装置１が、例えば、メンテナンス等によって分注ポンプ１３を交換した場合、配管１２内の脱気水Ｗａに気泡が混入することがある。このような場合、検出部３４ａは、圧力センサ１６によって出力された圧力信号に基づいて配管１２ａ内の圧力を検出し、検出した圧力波形に基づいて脱気水Ｗａ内の気泡を検出し、気泡除去制御部３４ｂは、検出部３４ａによって脱気水Ｗａ内の気泡を検出した場合、ヒーター１７によって脱気水Ｗａの温度を上げさせた後、分注ノズル１１から配管１２内の脱気水Ｗａを排出させる気泡除去処理を行う。
【００２５】
ここで、図２および図３を参照して、制御部３４が実施する気泡除去処理の処理手順について説明する。この気泡除去処理は、例えば、メンテナンス等のための分注ポンプ１３の交換を完了した後に、例えば、オペレータによって入力部３１から入力された気泡除去処理を行わせる信号が制御部３４に出力された場合に実施される。気泡除去処理を行わせる信号が入力部３１から制御部３４に出力されると、まず制御部３４は、給水ポンプ１４によって脱気水Ｗａを配管１２内に充填し、この充填された脱気水Ｗａをヒーター１７によって分注処理の際に設定される設定温度、例えば、検体の取り扱いに適した体温程度の３６℃に保持する（ステップＳ１０１）。次に、制御部３４は、気泡除去動作を実行する（ステップＳ１０２）。この気泡除去動作は、例えば、分注ノズル１１を位置Ｐ３に移動して洗浄容器２２に位置決めした後、電磁弁１８を開に切り替えて、給水ポンプ１４を駆動して給水タンク１５内の脱気水Ｗａを配管１２内に圧送し、配管１２内の脱気水Ｗａとともにこの脱気水Ｗａ内の気泡を分注ノズル１１から排出した後（図３（ａ）参照）、再び、給水タンク１５内の脱気水Ｗａを、配管１２内に満たすことによって実行される。
【００２６】
その後、制御部３４は、電磁弁１８を閉に切り替え、例えば、分注ノズル１１を位置Ｐ１に移動して検体容器２０に位置決めした後、プランジャ１３ｄを駆動して検体を分注ノズル１１から吸引する際に、検出部３４ａは、圧力センサ１６によって出力された圧力信号に基づいて配管１２内の脱気水Ｗａ内に気泡が混入しているか否かを判断し（ステップＳ１０３）、配管１２内の脱気水Ｗａ内に気泡が混入していない場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、本処理を終了させる。
【００２７】
一方、配管１２内の脱気水Ｗａに気泡が混入している場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、気泡除去制御部３４ｂは、ヒーター１７によって配管１２内の脱気水Ｗａの温度を上げる（ステップＳ１０４）。これにより、配管１２内の脱気水Ｗａ内の気泡Ａｓを温度上昇前に比して大きくすることができる（図３（ｂ）参照）。次に、気泡除去制御部３４ｂは、ステップＳ１０１と同様の気泡除去動作を実行する（ステップＳ１０５）。これにより、温度上昇前には小さすぎたために分注ノズル１１から排出する脱気水Ｗａの流れにのせることができずに除去できなかったシリンダ１３ａ内部の隅に付着した気泡Ａｓを除去することができる（図３（ｃ）参照）。次に、検出部３４ａが、ステップＳ１０２と同様の判断処理で配管１２内の脱気水Ｗａ内に気泡が混入しているか否かを判断し（ステップＳ１０６）、配管１２内の脱気水Ｗａ内に気泡が混入している場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、気泡除去動作にも拘わらず配管１２内の脱気水Ｗａ内に気泡が混入している場合であるため、制御部３４は、出力部３２に分注装置１の異常を知らせる情報を出力し（ステップＳ１０７）、本処理を終了させる。一方、配管１２内の脱気水Ｗａ内に気泡が混入していない場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、制御部３４は、ヒーター１７の設定温度を分注処理の際に設定される設定温度に戻し（ステップＳ１０８）、本処理を終了させる。
【００２８】
この実施の形態の分注装置１によれば、検出部３４ａが、圧力センサ１６によって出力された圧力信号に基づいて配管１２内の脱気水Ｗａ内の気泡を検出し、検出部３４ａによって配管１２内の脱気水Ｗａ内の気泡を検出した場合、気泡除去制御部３４ｂがヒーター１７によって配管１２内の脱気水Ｗａの温度を上げる制御を行った後、配管１２内の脱気水Ｗａを分注ノズル１１から吐出する制御を行っているため、配管１２内の脱気水Ｗａ内の気泡を温度上昇以前に比して大きくして、分注ノズル１１から吐出する脱気水Ｗａの流れに気泡をのせやすくしている。従って、気泡を確実に除去することができる。
【００２９】
また、この実施の形態では、加熱部１７ａが、分注ポンプ１３の近傍に配置されているため、液体収容部１３ｃに収容された脱気水Ｗａを効率よく温めることができる。従って、配管１２内の脱気水Ｗａの温度を効率よく上昇させることができる。
【００３０】
また、この実施の形態では、メンテナンス等のために分注ポンプ１３の交換を実施した場合に気泡除去処理を実施するものを例示したが、これに限らず、長時間に亘って分注作業を停止していた後に分注を再開する場合には、環境温度、気圧および些細なリーク等に起因して配管中に気泡が生じることが考えられるため、このような場合にも気泡除去処理を実施するようにしてもよい。
【００３１】
さらに、この実施の形態では、検出部３４ａによって配管１２内の脱気水Ｗａ内の気泡を検出した場合に、ヒーター１７によって配管１２内の脱気水Ｗａの温度を上げた後、配管１２の脱気水Ｗａを分注ノズル１１から排出するようにしていたが、これに限らず、ヒーター１７によって配管１２内の脱気水Ｗａの温度を分注処理の際に設定される設定温度より上げた後、配管１２内の脱気水Ｗａを吐出する制御を行うようにしてもよい。例えば、配管１２内に充填された脱気水Ｗａ内の気泡を除去する場合、検出部３４ａによる気泡の検出を省略し、まずヒーター１７によって配管１２内の脱気水Ｗａの温度を分注処理の際に設定される設定温度より上げた後、配管１２内の脱気水Ｗａを分注ノズル１１から排出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施の形態にかかる分注装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１に示した制御部が実施する気泡除去処理の手順を示したフローチャートである。
【図３】図１に示した制御部が実施する気泡除去処理の手順を説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
１ 分注装置
１１ 分注ノズル
１１ａ ノズル駆動部
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 配管
１３ 分注ポンプ
１３ａ シリンダ
１３ｂ シール部材
１３ｃ 液体収容部
１３ｄ プランジャ
１３ｅ プランジャ駆動部
１４ 給水ポンプ
１５ 給水タンク
１６ 圧力センサ
１７ ヒーター
１７ａ 加熱部
１８ 電磁弁
２０ 検体容器
２１ 反応容器
２２ 洗浄容器
３０ 制御装置
３１ 入力部
３２ 出力部
３３ 記憶部
３４ 制御部
３４ａ 検出部
３４ｂ 気泡除去制御部
Ａ，Ａｓ 気泡
Ｗａ 脱気水
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分注ノズルと給水ポンプとの間を接続する配管に分注ポンプが接続され、前記分注ポンプと前記給水ポンプとの間に設けられた給水弁から前記分注ノズル先端近傍まで前記給水ポンプによって充填され、かつ液温調整手段によって所定温度にした脱気水に対して前記給水弁を閉じた状態で前記分注ポンプを動作させることによって前記分注ノズルに液体試料を吸引し、吸引した該液体試料を吐出して分注する分注装置において、
前記充填された脱気水内の気泡を除去する場合、前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げた後、前記分注ノズルから前記充填された脱気水を排出する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする分注装置。
【請求項２】
前記充填された脱気水内の気泡を検出する検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出手段によって前記充填された脱気水内の気泡を検出した場合、前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げた後、前記分注ノズルから前記充填された脱気水を排出する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
【請求項３】
前記液温調整手段は、前記充填された脱気水を加熱する加熱部を有し、該加熱部は、前記分注ポンプの近傍に配置することを特徴とする請求項１または２に記載の分注装置。
【請求項４】
分注ノズルと給水ポンプとの間を接続する配管に分注ポンプが接続され、前記分注ポンプと前記給水ポンプとの間に設けられた給水弁から前記分注ノズル先端近傍まで前記給水ポンプによって充填され、かつ液温調整手段によって所定温度にした脱気水に対して前記給水弁を閉じた状態で前記分注ポンプを動作させることによって前記分注ノズルに液体試料を吸引し、吸引した該液体試料を吐出して分注する分注装置の気泡除去方法において、
前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げる制御を行う温度上昇ステップと、
前記分注ノズルから前記充填された脱気水を排出する制御を行う排出ステップと、
を含むことを特徴とする気泡除去方法。
【請求項５】
前記充填された脱気水内の気泡を検出する検出ステップを含み、
前記温度上昇ステップは、前記検出ステップによって前記充填された脱気水内の気泡を検出した場合、前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げる制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の気泡除去方法。
【請求項１】
分注ノズルと給水ポンプとの間を接続する配管に分注ポンプが接続され、前記分注ポンプと前記給水ポンプとの間に設けられた給水弁から前記分注ノズル先端近傍まで前記給水ポンプによって充填され、かつ液温調整手段によって所定温度にした脱気水に対して前記給水弁を閉じた状態で前記分注ポンプを動作させることによって前記分注ノズルに液体試料を吸引し、吸引した該液体試料を吐出して分注する分注装置において、
前記充填された脱気水内の気泡を除去する場合、前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げた後、前記分注ノズルから前記充填された脱気水を排出する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする分注装置。
【請求項２】
前記充填された脱気水内の気泡を検出する検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出手段によって前記充填された脱気水内の気泡を検出した場合、前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げた後、前記分注ノズルから前記充填された脱気水を排出する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
【請求項３】
前記液温調整手段は、前記充填された脱気水を加熱する加熱部を有し、該加熱部は、前記分注ポンプの近傍に配置することを特徴とする請求項１または２に記載の分注装置。
【請求項４】
分注ノズルと給水ポンプとの間を接続する配管に分注ポンプが接続され、前記分注ポンプと前記給水ポンプとの間に設けられた給水弁から前記分注ノズル先端近傍まで前記給水ポンプによって充填され、かつ液温調整手段によって所定温度にした脱気水に対して前記給水弁を閉じた状態で前記分注ポンプを動作させることによって前記分注ノズルに液体試料を吸引し、吸引した該液体試料を吐出して分注する分注装置の気泡除去方法において、
前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げる制御を行う温度上昇ステップと、
前記分注ノズルから前記充填された脱気水を排出する制御を行う排出ステップと、
を含むことを特徴とする気泡除去方法。
【請求項５】
前記充填された脱気水内の気泡を検出する検出ステップを含み、
前記温度上昇ステップは、前記検出ステップによって前記充填された脱気水内の気泡を検出した場合、前記液温調整手段によって前記充填された脱気水の温度を上げる制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の気泡除去方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−４３９１２（Ｐ２０１０−４３９１２Ａ）
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０７２７９（Ｐ２００８−２０７２７９）
【出願日】平成２０年８月１１日（２００８．８．１１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１１日（２００８．８．１１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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