分注装置
【課題】気泡を確実に除去することができる分注装置を提供すること。
【解決手段】給水ポンプ１９によって配管１５内に脱気水Ｗａを供給して分注ノズル１１先端近傍まで満たし、分注ポンプ１３の近傍に設けられた給水弁１７を閉じて分注ノズル１１先端側が開放された脱気水空間を形成し、この脱気水空間に対して分注ポンプ１３を動作させることによって分注ノズル１１による吸排動作を行わせる分注装置１において、給水弁１７を介して脱気水空間に接続され、負圧状態を維持した負圧手段２４を備え、脱気水空間内の気泡を除去する場合、給水弁１７のＡ端とＣ端とを開にして、配管１５と、負圧手段２４が接続された配管２３とを連通状態にして脱気水空間を負圧状態にすることを特徴とする。
【解決手段】給水ポンプ１９によって配管１５内に脱気水Ｗａを供給して分注ノズル１１先端近傍まで満たし、分注ポンプ１３の近傍に設けられた給水弁１７を閉じて分注ノズル１１先端側が開放された脱気水空間を形成し、この脱気水空間に対して分注ポンプ１３を動作させることによって分注ノズル１１による吸排動作を行わせる分注装置１において、給水弁１７を介して脱気水空間に接続され、負圧状態を維持した負圧手段２４を備え、脱気水空間内の気泡を除去する場合、給水弁１７のＡ端とＣ端とを開にして、配管１５と、負圧手段２４が接続された配管２３とを連通状態にして脱気水空間を負圧状態にすることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体または試薬を含む液体試料を分注する分注装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、検体または試薬を含む液体試料を分注する際に使用する分注装置は、分注ポンプを動作させることによって配管内の液体、例えば、液体を吸引または吐出することによって配管に接続された分注ノズルから液体試料を吸引し、この吸引した液体試料を所定位置に吐出して分注を行っている。
【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、配管内に僅かな気泡が混入し、液体を収容するシリンダの内部、またはシリンダの加減圧を調整するプランジャの表面に気泡が付着することがある。このような場合、気泡が付着した状態で液体試料を分注すると、分注すべき液体試料の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知られている（特許文献１）。
【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、特にシリンダとプランジャとの間に入り込んだ気泡を除去することができない問題点があった。
【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、本発明の分注装置は、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、該給水ポンプによって前記配管内に脱気水を供給して前記分注ノズル先端近傍まで満たし、前記分注ポンプの近傍に設けられた給水弁を閉じて分注ノズル先端側が開放された脱気水空間を形成し、この脱気水空間に対して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よる吸排動作を行わせる分注装置において、切替弁を介して前記脱気水空間に接続され、負圧状態を維持した負圧手段を備え、前記脱気水空間内の気泡を除去する場合、前記切替弁を開にして前記脱気水空間を負圧状態にすることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる分注装置は、上記の発明において、前記給水弁は、前記切替弁の機能を有し、前記負圧手段が接続されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる分注装置は、上記の発明において、前記負圧手段は、予め負圧状態に設定した前記脱気水を満たしておくことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる分注装置では、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、該給水ポンプによって前記配管内に脱気水を供給して前記分注ノズル先端近傍まで満たし、前記分注ポンプの近傍に設けられた給水弁を閉じて分注ノズル先端側が開放された脱気水空間を形成し、この形成された脱気水空間に対して切替弁を介して負圧状態を維持した負圧手段を設け、前記脱気水空間内の気泡を除去する場合、前記切替弁を開にして前記脱気水空間を負圧状態にすることで、各気泡の容積が大きくなり、前記脱気水空間内の気泡を容易に除去することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の分注装置にかかる好適な実施の形態について説明する。なお、この実施の形態により発明が限定されるものではない。また、図面の記載においては、同一の部分には同一の符号を付している。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる分注装置の構成を示すブロック図である。この図１における分注装置１は、例えば、検体または試薬を含む液体試料を吸引し、吸引した液体試料を吐出して分注を行うものである。分注装置１は、図１に示すように、分注ノズル１１、分注ポンプ１３、圧力センサ１６、給水弁１７、給水ポンプ１９、負圧手段２４および制御機構３０を備える。
【００１４】
分注ノズル１１は、ステンレス等によって棒管状に形成されたものからなり、ノズル駆動部１２によって、図中矢印Ｘで示す水平方向および矢印Ｙで示す垂直方向に移動する。また、位置Ｐ１、位置Ｐ２および位置Ｐ３の位置にそれぞれ対応して、検体４０ａが入った検体容器４０、検体４０ａを吐出する反応容器４１および脱気水Ｗａを吐出する洗浄容器４２が配置される。
【００１５】
分注ポンプ１３は、シリンジポンプによって実現され、プランジャ駆動部１４によってプランジャ１３ａを吸排動作する。また、プランジャ駆動部１４は、制御部３１からの情報に基づいて制御され、プランジャ１３ａの吸排動作の移動量等を制限する。また、分注ポンプ１３は、配管１５によって分注ノズル１１および給水弁１７に接続されている。
【００１６】
圧力センサ１６は、配管１５内の圧力を検出し、圧力信号として制御部３１に出力する。
【００１７】
給水弁１７は、三方弁によって実現され、配管１５に接続されるとともに、配管２１および配管２３にそれぞれ接続されている。より詳細には、給水弁１７は、Ａ端が配管１５に、Ｂ端が配管２１に、Ｃ端が配管２３にそれぞれ接続されており、給水弁駆動部１８によって、各端が開閉される。
【００１８】
給水ポンプ１９は、タンク２０に貯蔵された脱気水Ｗａを吸い上げ、分注ポンプ１３と給水ポンプ１９との間に設けた給水弁１７を介して配管１５内に脱気水Ｗａを供給する。なお、給水ポンプ１９には、配管２２が接続され、この配管２２の他端は、脱気水Ｗａを収容するタンク２０に接続される。なお、脱気水Ｗａは、脱気されたイオン交換水または蒸留水等の非圧縮性流体である。
【００１９】
負圧手段２４は、シリンジポンプによって実現され、配管１５内に満たされた脱気水Ｗａに加わる圧力を負圧状態にする。負圧手段２４は、予め配管２３内に脱気水Ｗａを満たし、この満たした脱気水Ｗａに対して負圧手段２４のプランジャ２４ａの吸引動作を完了させた状態で、スペーサによって実現される留具２５を用いてプランジャ２４ａが動かないようにしている。この留具２５によって、配管２３内の脱気水Ｗａが負圧状態に設定される。
【００２０】
つぎに、制御機構３０について説明する。制御機構３０は、制御部３１、入力部３２、気泡判定部３３、切替処理部３４、記憶部３５および出力部３６を備える。ノズル駆動部１２、プランジャ駆動部１４、圧力センサ１６、給水弁駆動部１８、給水ポンプ１９および制御機構３０が備えるこれらの各部は、制御部３１に接続されている。
【００２１】
制御部３１は、ＣＰＵによって実現され、分注装置１の各部の処理および動作を制御する。制御部３１は、これらの各構成部位に入力される情報について所定の入出力制御を行い、かつ、この情報に対して所定の情報処理を行う。
【００２２】
入力部３２は、キーボード、マウス、入出力機能を備えたタッチパネル等によって実現され、検体を分注するために必要な指示情報等を外部から取得する。また、入力部３２は、図示しない通信ネットワークを介して制御部３１への指示情報を取得し、送信する。
【００２３】
気泡判定部３３は、圧力センサ１６から出力される圧力信号をもとに配管１５内の圧力を検出し、検出した圧力波形をもとに配管１５内の気泡の有無を判定する。
【００２４】
切替処理部３４は、制御部３１を介して、操作者が入力部３２に入力する情報に基づいて給水弁駆動部１８を制御し、給水弁１７の開閉動作および配管の接続の切替処理を行う。
【００２５】
記憶部３５は、磁気的に情報を記憶するハードディスクと、分注装置１が処理を実行する際にその処理にかかる各種プログラムをハードディスクからロードして電気的に記憶するメモリとを用いて実現される。また、記憶部３５は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭおよびＰＣカード等の記録媒体に記録された情報を読み取ることができる補助記憶装置を備えてもよい。
【００２６】
出力部３６は、ディスプレイ、プリンタおよびスピーカ等によって実現され、各種情報を出力する。出力部３６は、気泡判定部３３が配管１５内に気泡有りと判定した場合、配管１５内に気泡が有る旨を報知する。
【００２７】
以上のように構成される分注装置１は、制御部３１の制御のもと、給水ポンプ１９によってタンク２０から脱気水Ｗａを供給し、脱気水Ｗａで分注ノズル１１から給水弁１７までの空間を満たす。その後、給水弁１７を閉じ、プランジャ駆動部１４によってプランジャ１３ａを排出動作させることで、位置Ｐ３に配置された洗浄容器４２に所定量の脱気水Ｗａを吐出する。その後、プランジャ駆動部１４によってプランジャ１３ａを吸排動作させることで、位置Ｐ１に配置された検体容器４０内の検体４０ａを吸引し、位置Ｐ２に配置された反応容器４１に吐出する。これにより、検体容器４０から反応容器４１に１つの検体４０ａを分注する一連の分注作業が完了する。なお、分注ノズル１１の先端部で検体４０ａを吸引または吐出するとき、検体４０ａと脱気水Ｗａとの間には空気層が介在するため、検体４０ａが脱気水Ｗａと混合することがない。
【００２８】
つぎに、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、脱気水Ｗａで満たされた配管１５内に気泡が発生することがある。このような場合、切替処理部３４は、給水弁駆動部１８を駆動させて給水弁１７のＡ端とＣ端とを開にし、配管１５と配管２３とを連通状態に切り替える。この切替によって、負圧手段２４に満たされている負圧状態の脱気水Ｗａが、配管１５内に満たされた脱気水Ｗａに加わる圧力を負圧状態にし、分注ノズル１１の反対方向に勢いよく脱気水Ｗａを逆流させる。この逆流の流れとともに、負圧によって各気泡の容積が大きくなることから、分注ポンプ１３に付着した気泡が容易に剥離される。その後、分注ポンプ１３から剥離された気泡は、給水ポンプ１９が供給する脱気水Ｗａとともに分注ノズル１１から吐出することで配管１５内の気泡が除去される。
【００２９】
ここで、図２に示すフローチャートを参照して、配管１５内の気泡を除去する場合における切替処理部３４による切替処理手順について説明する。図２において、まず、切替処理部３４は、制御部３１を介して操作者が入力部３２に入力した情報をもとに、給水弁駆動部１８を駆動させて給水弁１７のＡ端、Ｂ端、およびＣ端の全てが閉じた状態から、Ａ端およびＣ端を開にして、配管１５と、負圧手段２４が接続された配管２３とを連通状態にする切替を行う（ステップＳ１０１）。これによって、上述したように、負圧手段２４の負圧状態が、配管１５内に作用することになる。
【００３０】
その後、切替処理部３４は、給水弁駆動部１８を介して給水弁１７のＣ端を閉にするとともに、Ｂ端を開にし、配管１５と配管２１とを連通状態にする切替を行う（ステップＳ１０２）。
【００３１】
その後、給水ポンプ１９を駆動させて、配管１５内に脱気水Ｗａを供給し、分注ノズル１１から脱気水Ｗａとともに剥離された気泡を吐出する吐出処理を行う（ステップＳ１０３）。
【００３２】
その後、切替処理部３４は、制御部３１を介して、気泡判定部３３が行った判定結果を取得し（ステップＳ１０４）、気泡判定部３３が配管１５内に気泡有りと判定したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。気泡判定部３３が配管１５内に気泡有りと判定した場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１へ移行し、配管１５内に気泡が存在しないと判定されるまで、上述したステップＳ１０１〜ステップＳ１０４による切替と吐出との処理を繰り繰り返す。一方、気泡判定部３３が配管１５内に気泡が存在しないと判定した場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、本処理を終了する。
【００３３】
この実施の形態１では、給水弁１７を介して配管１５に接続され、負圧状態を維持した負圧手段２４を備え、この負圧手段２４の負圧状態を配管１５内に作用させるという簡易な構成で、配管１５内に入り込んだ気泡を確実に除去することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、負圧手段２４が、給水弁１７を介して配管１５内に接続されていたが、本発明の実施の形態２では、負圧手段５３が、切替弁５１を介して配管１５に接続されている。
【００３５】
図３は、本発明の実施の形態２にかかる分注装置の構成を示すブロック図である。図３に示すように、この実施の形態２では、実施の形態１と同様の負圧手段５３が、分注ポンプ１３と給水弁５０との間に、切替弁５１を介して配管１５に接続され、この負圧手段５３の負圧状態を配管１５内に作用させる。切替弁５１は、電磁弁によって実現され、配管１５に接続されるとともに、配管５２に接続されている。より詳細には、切替弁５１は、Ｆ端が配管１５に、Ｇ端が配管５２に接続されている。また、給水弁５０は、電磁弁によって実現され、Ｄ端が配管１５に接続されるとともに、Ｅ端が配管２１に接続されている。また、切替処理部３７は、制御部３１を介して、操作者が入力部３２に入力する情報に基づいて給水弁駆動部１８および切替弁駆動部５５を制御し、給水弁５０および切替弁５１の開閉動作および配管の接続の切替処理を行う。
【００３６】
ここで、図４に示すフローチャートを参照して、配管１５内の気泡を除去する場合における切替処理部３７による切替処理手順について説明する。図４において、まず、切替処理部３７は、制御部３１を介して操作者が入力部３２に入力した情報をもとに、給水弁駆動部１８を駆動させ、給水弁５０の弁を閉にし（ステップＳ２０１）、切替弁駆動部５５を駆動させ、切替弁５１の弁を開にし、配管１５と、負圧手段５３が接続された配管５２とを連通状態にする切替を行う（ステップＳ２０２）。この切替によって、負圧手段５３の負圧状態が、配管１５内に作用することになる。
【００３７】
その後、切替処理部３７は、切替弁駆動部５５を駆動させ、切替弁５１の弁を閉にし（ステップＳ２０３）、給水弁駆動部１８を駆動させ、給水弁５０の弁を開にし、配管１５と配管２１とを連通状態にする切替を行う（ステップＳ２０４）。
【００３８】
その後、給水ポンプ１９を駆動させて、配管１５内に脱気水Ｗａを供給し、分注ノズル１１から脱気水Ｗａとともに剥離された気泡を吐出する吐出処理を行う（ステップＳ２０５）。
【００３９】
その後、切替処理部３７は、制御部３１を介して、気泡判定部３３が行った判定結果を取得し（ステップＳ２０６）、気泡判定部３３が配管１５内に気泡有りと判定したか否かを判定する（ステップＳ２０７）。気泡判定部３３が配管１５内に気泡有りと判定した場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０１へ移行し、配管１５内に気泡が存在しないと判定されるまで、上述したステップＳ２０１〜ステップＳ２０６による切替と吐出との処理を繰り返す。一方、気泡判定部３３が配管１５内に気泡が存在しないと判定した場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、本処理を終了する。
【００４０】
この実施の形態２では、負圧手段５３の接続する位置を固定することなく、切替弁５１を介して配管１５に接続できるので、分注装置１の設計の自由度が増すうえ、配管１５内に入り込んだ気泡を確実に除去することができる。
【００４１】
ここで、上述した実施の形態１，２で用いた気泡判定部３３について詳細に説明する。図５に示すように、気泡判定部３３は、処理部３３ａ、検出部３３ｂ、算出部３３ｃおよび判定部３３ｄを有する。処理部３３ａは、圧力センサ１６から出力される圧力信号を増幅し、増幅した圧力信号に基づいてデジタル信号に変換処理し、具体的にはＡ／Ｄ変換器によって実現される。検出部３３ｂは、処理部３３ａによってデジタル信号に変換された圧力信号から配管１５内の圧力を検出する。算出部３３ｃは、検出部３３ｂが検出した圧力信号が示す圧力波形を時間軸に沿って複数区間に区分した各圧力波形の傾きを算出する。判定部３３ｄは、検出部３３ｂが算出した傾きが、予め求められた気泡不存在時の傾きの範囲外である区間の数に基づいて、配管１５内における気泡の有無を判定する。
【００４２】
つぎに、図６を参照して、圧力センサ１６によって検出される配管１５内の圧力波形について説明する。この圧力波形Ｗは、分注装置１が検体を分注する際の配管１５内の圧力変化を圧力センサ１６の出力電圧によって示したものである。なお、図６において、横軸は時間（秒）であり、左縦軸は、圧力センサ１６が出力する圧力信号の出力電圧（Ｖ）であり、右縦軸は、制御部３１からプランジャ駆動部１４に出力される分注ポンプ１３内のプランジャ１３ａを駆動する駆動信号Ｓの駆動電圧（Ｖ）である。
【００４３】
図６に示すように、圧力波形Ｗは、分注ノズル１１内部の洗浄時の圧力波形Ｗ１、脱気水Ｗａの吐出時の圧力波形Ｗ２、分注ノズル１１内の先端に所定量の空気吸引時の圧力波形Ｗ３、分注ノズル１１内に所定量の検体吸引時の圧力波形Ｗ４、検体容器４０に分析の必要な量よりも少し多めに吸引した分注ノズル１１内の余分量の吐出時の波形Ｗ５、反応容器４１に吸引した分注ノズル１１内の検体吐出時の圧力波形Ｗ６が順次現れたものとなる。
【００４４】
ここで、図７は、圧力波形Ｗ２を模式的に拡大したものであり、配管１５内の脱気水Ｗａ中に気泡が存在しない場合を示し、この場合、２つの大きな山を形成する波形となっている。これに対し、脱気水Ｗａ中に気泡が存在すると、気泡によって圧力の伝達が遅くなるため、圧力変化が緩慢になり、圧力波形Ｗ２は、図８に示すように１つの大きな山のみを形成する圧力波形Ｗ２１となる。図に示した圧力波形Ｗ２１は、脱気水Ｗａ中に存在する気泡の量が多い場合であり、気泡の量が少なくなるに従って、図７に示した圧力波形Ｗ２に近づく。
【００４５】
そこで、この気泡判定部３３では、図９に示すように、圧力波形Ｗ２の区間を時間軸で複数の区間Ａ１〜Ａ８に区切り、各区間Ａ１〜Ａ８において、気泡が存在しないときの圧力波形Ｗ２の基準傾きＫ１〜Ｋ８と、圧力センサ１６によって検出された圧力波形の各区間の傾きとをそれぞれ比較し、各区間の傾きが、各基準傾きＫ１〜Ｋ８から所定の傾き範囲を超えた区間の数を計数し、この計数値が１以上である場合に、配管１５内に気泡が存在すると判定するようにしている。
【００４６】
具体的には、図９に示すように、気泡が存在しない圧力波形Ｗ２に対応して所定のサンプリング時点ｔ１〜ｔ９によって区切られる区間Ａ１〜Ａ８を設定し、気泡が存在しない圧力波形Ｗ２に対応した各区間Ａ１〜Ａ８の基準傾きＫ１〜Ｋ８を設定しておく。このサンプリング時点ｔ１〜ｔ９は、たとえば、圧力波形Ｗ２の極大点や極小点に対応付けておくことが好ましい。圧力センサ１６によって求められた圧力信号は、処理部３３ａによってデジタルの圧力電圧値に変換され、検出部３３ｂは、各サンプリング時点ｔ１〜ｔ９の圧力電圧値Ｃ１〜Ｃ９を検出し、算出部３３ｃが、各区間Ａ１〜Ａ８の傾きＫＫ１〜ＫＫ８を算出する。たとえば、区間Ａ１の傾きＫＫ１は、ＫＫ１＝（Ｃ２−Ｃ１）／（ｔ２−ｔ１）によって求められる。
【００４７】
判定部３３ｄは、各傾きＫＫ１〜ＫＫ８から各基準傾きＫ１〜Ｋ８を減算し、減算結果が所定の絶対値範囲内である場合に、「○」の判定をし、所定の絶対値範囲外である場合に「×」の判定をし、「×」の判定が１以上あった場合に、配管１５内に気泡が存在すると判定するようにしている。たとえば、図９では、全区間Ａ１〜Ａ８が「○」の判定であり、配管１５内に気泡が存在しないと判定出力する。一方、図１０では、区間Ａ３〜Ａ６が「×」の判定があり、「×」の判定が１以上であるので、配管１５内に気泡が存在すると判定出力する。
【００４８】
ここで、図１１に示すフローチャートを参照して、気泡判定部３３による配管１５内の気泡の有無判定処理手順について説明する。図１１において、まず、分注装置１は、分析装置立上げ時における分注開始前のチェックに際し、制御部３１の制御のもと、分注ポンプ１３を駆動し、内部の洗浄が済んだ分注ノズル１１から位置Ｐ３の洗浄容器４２に脱気水Ｗａを吐出するが、処理部３３ａは、このときに圧力センサ１６が検出する圧力波形をデジタル信号に変換し、この変換されたデジタル信号をもとに、検出部３３ｂが、圧力波形を検出する（ステップＳ３０１）。
【００４９】
その後、算出部３３ｃは、検出部３３ｂが検出した圧力波形をもとに各区間Ａ１〜Ａ８毎の傾きを算出する（ステップＳ３０２）。その後、判定部３３ｄは、各区間Ａ１〜Ａ８毎に算出した傾きＫＫ１〜ＫＫ８と、予め求められた気泡が存在しない時の基準傾きＫ１〜Ｋ８とをそれぞれ比較し、傾きＫＫ１〜ＫＫ８が、予め求められた基準傾きＫ１〜Ｋ８から所定の傾き範囲外である区間の数に基づいて配管１５内の気泡の有無を判定する（ステップＳ３０３）。具体的には、所定の傾き範囲外となった区間の数が１以上である場合に配管１５内に気泡が存在すると判定する。気泡が存在しないと判定された場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、本処理を終了する。この場合、判定部３３ｄは、制御部３１を介して、出力部３６に配管１５内に気泡がない旨の表示等の出力を行ってもよい。この判定作業の終了により、分注装置１は、検体または試薬を含む液体試料の分注を開始する。
【００５０】
一方、気泡が存在すると判定された場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、判定部３３ｄは、泡抜き回数が設定回数以下であるか否かを判断する（ステップＳ３０４）。泡抜き回数が設定回数以上の場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、この場合は、泡抜き動作にもかかわらず配管１５内に気泡が混入している場合であるから、ステップＳ３０５に移行し、異常を告知し（ステップＳ３０５）、判定部３３ｄは、制御部３１を介して、出力部３６に配管１５内に気泡がある旨の表示等の出力を行う。
【００５１】
これに対し、泡抜き回数が所定回数以下の場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、泡抜き処理を実行する（ステップＳ３０６）。この泡抜き処理は、給水弁駆動部１８に制御信号を出力して弁を開き、給水ポンプ１９を駆動してタンク２０内の脱気水Ｗａを配管１５内に供給することによって実行される。この泡抜き処理によって、配管１５内に混入している気泡が、脱気水Ｗａと共に洗浄容器４２に吐出される。その後、判定部３３ｄは、ステップＳ３０１に戻り、上述した配管１５内における気泡の有無判定処理を繰り返す。
【００５２】
この気泡判定部３３では、配管１５内の圧力を圧力センサ１６によって検出すればよいので、配管１５内における気泡の有無判定を分注前に簡単に判定することができる。この結果、分注精度の低い分注に起因する再検査等を実施するための時間を短くすることができ、分析時間の短縮化を図ることができる。
【００５３】
また、この気泡判定部３３では、「×」の判定が１以上の場合に、配管１５内に気泡が存在すると判定するようにしていたが、これに限らず、気泡が存在する場合の圧力波形と気泡が存在しない場合の圧力波形との違いの多少によって、「×」の判定数を可変するようにしてもよい。
【００５４】
さらに、この気泡判定部３３では、「○」あるいは「×」の判定に所定の傾き範囲を設定するようにしていたが、この傾き範囲に替えて、各区間Ａ１〜Ａ８の傾きが正か負かによって判定するようにしてもよい。たとえば、区間Ａ１の基準傾きＫ１を「正」とした場合、傾きＫＫ１が「正」である場合には、「○」の判定を行い、傾きＫＫ１が「負」である場合に、「×」の判定を行うようにする。これによって判定部３３ｄによる判定処理が簡易になる。
【００５５】
また、この気泡判定部３３では、区間Ａ１〜Ａ８が同じ時間幅をもっていたが、これに限らず、各区間Ａ１〜Ａ８の時間幅は、気泡の存在しない圧力波形に合わせて異ならせてもよい。
【００５６】
また、この気泡判定部３３では、脱気水Ｗａの吐出時の圧力波形Ｗ２をもとに気泡の有無判定を行うようにしていたがこれに限らず、配管１５内に生じる他の圧力波形をもとに、気泡の有無判定を行うようにしてもよい。
【００５７】
ところで、上述した実施の形態１，２では、負圧手段２４または負圧手段５３によって配管１５内の脱気水Ｗａに加わる圧力を負圧状態にされた後、オペレータによって留具２５または留具５４を取り外し、プランジャ２４ａまたはプランジャ５３ａを動かして脱気水Ｗａの吸排動作を行うようにすることが好ましい。この吸排動作を行うことによって、配管１５内で脱気水Ｗａが移動するので、配管１５および分注ポンプ１３内に付着し、容積が大きくなった気泡を、確実に脱気水Ｗａ内へ剥離させることができる。
【００５８】
また、上述した実施の形態１，２では、配管１５内を負圧手段２４または負圧手段５３で負圧状態にするとき、プランジャ１３ａを固定しておくことが好ましい。このプランジャ１３ａの固定によって、配管１５および分注ポンプ１３内の負圧状態を確実にすることができる。
【００５９】
また、上述した実施の形態１，２では、長時間に亘って分注作業を停止していた後に分注を再開する場合、環境温度、気圧および些細なリーク等に起因して配管中に気泡が生じることがあるため、分注再開時に、上述した気泡除去処理を行うことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施の形態１にかかる分注装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の切替処理部による切替処理手順を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態２にかかる分注装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態２の切替処理部による切替処理手順を示すフローチャートである。
【図５】気泡判定部の構成を示すブロック図である。
【図６】圧力センサによって検出された配管内の脱気水の圧力波形を示す波形図である。
【図７】配管内の脱気水中の気泡が存在しない場合の圧力波形を模式的に拡大した図である。
【図８】配管内の脱気水中の気泡が多く存在する場合の圧力波形を模式的に拡大した図である。
【図９】配管内の脱気水中に気泡が存在しない場合の判定処理を説明する説明図である。
【図１０】配管内の脱気水中に気泡が多く存在する場合の判定処理を説明する説明図である。
【図１１】気泡判定部による配管内の気泡の有無判定処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１ 分注装置
１１ 分注ノズル
１２ ノズル駆動部
１３ 分注ポンプ
１３ａ，２４ａ，５３ａ プランジャ
１４ プランジャ駆動部
１５，２１，２２，２３，５２ 配管
１６ 圧力センサ
１７，５０ 給水弁
１９ 給水ポンプ
２０ タンク
２４，５３ 負圧手段
２５，５４ 留具
３０ 制御機構
３１ 制御部
３２ 入力部
３３ 気泡判定部
３３ａ 処理部
３３ｂ 検出部
３３ｃ 算出部
３３ｄ 判定部
３４，３７ 切替処理部
３５ 記憶部
３６ 出力部
４０ 検体容器
４０ａ 検体
４１ 反応容器
４２ 洗浄容器
５５ 切替弁駆動部
Ｗａ 脱気水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体または試薬を含む液体試料を分注する分注装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、検体または試薬を含む液体試料を分注する際に使用する分注装置は、分注ポンプを動作させることによって配管内の液体、例えば、液体を吸引または吐出することによって配管に接続された分注ノズルから液体試料を吸引し、この吸引した液体試料を所定位置に吐出して分注を行っている。
【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、配管内に僅かな気泡が混入し、液体を収容するシリンダの内部、またはシリンダの加減圧を調整するプランジャの表面に気泡が付着することがある。このような場合、気泡が付着した状態で液体試料を分注すると、分注すべき液体試料の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知られている（特許文献１）。
【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、特にシリンダとプランジャとの間に入り込んだ気泡を除去することができない問題点があった。
【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、本発明の分注装置は、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、該給水ポンプによって前記配管内に脱気水を供給して前記分注ノズル先端近傍まで満たし、前記分注ポンプの近傍に設けられた給水弁を閉じて分注ノズル先端側が開放された脱気水空間を形成し、この脱気水空間に対して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よる吸排動作を行わせる分注装置において、切替弁を介して前記脱気水空間に接続され、負圧状態を維持した負圧手段を備え、前記脱気水空間内の気泡を除去する場合、前記切替弁を開にして前記脱気水空間を負圧状態にすることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる分注装置は、上記の発明において、前記給水弁は、前記切替弁の機能を有し、前記負圧手段が接続されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる分注装置は、上記の発明において、前記負圧手段は、予め負圧状態に設定した前記脱気水を満たしておくことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる分注装置では、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、該給水ポンプによって前記配管内に脱気水を供給して前記分注ノズル先端近傍まで満たし、前記分注ポンプの近傍に設けられた給水弁を閉じて分注ノズル先端側が開放された脱気水空間を形成し、この形成された脱気水空間に対して切替弁を介して負圧状態を維持した負圧手段を設け、前記脱気水空間内の気泡を除去する場合、前記切替弁を開にして前記脱気水空間を負圧状態にすることで、各気泡の容積が大きくなり、前記脱気水空間内の気泡を容易に除去することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の分注装置にかかる好適な実施の形態について説明する。なお、この実施の形態により発明が限定されるものではない。また、図面の記載においては、同一の部分には同一の符号を付している。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる分注装置の構成を示すブロック図である。この図１における分注装置１は、例えば、検体または試薬を含む液体試料を吸引し、吸引した液体試料を吐出して分注を行うものである。分注装置１は、図１に示すように、分注ノズル１１、分注ポンプ１３、圧力センサ１６、給水弁１７、給水ポンプ１９、負圧手段２４および制御機構３０を備える。
【００１４】
分注ノズル１１は、ステンレス等によって棒管状に形成されたものからなり、ノズル駆動部１２によって、図中矢印Ｘで示す水平方向および矢印Ｙで示す垂直方向に移動する。また、位置Ｐ１、位置Ｐ２および位置Ｐ３の位置にそれぞれ対応して、検体４０ａが入った検体容器４０、検体４０ａを吐出する反応容器４１および脱気水Ｗａを吐出する洗浄容器４２が配置される。
【００１５】
分注ポンプ１３は、シリンジポンプによって実現され、プランジャ駆動部１４によってプランジャ１３ａを吸排動作する。また、プランジャ駆動部１４は、制御部３１からの情報に基づいて制御され、プランジャ１３ａの吸排動作の移動量等を制限する。また、分注ポンプ１３は、配管１５によって分注ノズル１１および給水弁１７に接続されている。
【００１６】
圧力センサ１６は、配管１５内の圧力を検出し、圧力信号として制御部３１に出力する。
【００１７】
給水弁１７は、三方弁によって実現され、配管１５に接続されるとともに、配管２１および配管２３にそれぞれ接続されている。より詳細には、給水弁１７は、Ａ端が配管１５に、Ｂ端が配管２１に、Ｃ端が配管２３にそれぞれ接続されており、給水弁駆動部１８によって、各端が開閉される。
【００１８】
給水ポンプ１９は、タンク２０に貯蔵された脱気水Ｗａを吸い上げ、分注ポンプ１３と給水ポンプ１９との間に設けた給水弁１７を介して配管１５内に脱気水Ｗａを供給する。なお、給水ポンプ１９には、配管２２が接続され、この配管２２の他端は、脱気水Ｗａを収容するタンク２０に接続される。なお、脱気水Ｗａは、脱気されたイオン交換水または蒸留水等の非圧縮性流体である。
【００１９】
負圧手段２４は、シリンジポンプによって実現され、配管１５内に満たされた脱気水Ｗａに加わる圧力を負圧状態にする。負圧手段２４は、予め配管２３内に脱気水Ｗａを満たし、この満たした脱気水Ｗａに対して負圧手段２４のプランジャ２４ａの吸引動作を完了させた状態で、スペーサによって実現される留具２５を用いてプランジャ２４ａが動かないようにしている。この留具２５によって、配管２３内の脱気水Ｗａが負圧状態に設定される。
【００２０】
つぎに、制御機構３０について説明する。制御機構３０は、制御部３１、入力部３２、気泡判定部３３、切替処理部３４、記憶部３５および出力部３６を備える。ノズル駆動部１２、プランジャ駆動部１４、圧力センサ１６、給水弁駆動部１８、給水ポンプ１９および制御機構３０が備えるこれらの各部は、制御部３１に接続されている。
【００２１】
制御部３１は、ＣＰＵによって実現され、分注装置１の各部の処理および動作を制御する。制御部３１は、これらの各構成部位に入力される情報について所定の入出力制御を行い、かつ、この情報に対して所定の情報処理を行う。
【００２２】
入力部３２は、キーボード、マウス、入出力機能を備えたタッチパネル等によって実現され、検体を分注するために必要な指示情報等を外部から取得する。また、入力部３２は、図示しない通信ネットワークを介して制御部３１への指示情報を取得し、送信する。
【００２３】
気泡判定部３３は、圧力センサ１６から出力される圧力信号をもとに配管１５内の圧力を検出し、検出した圧力波形をもとに配管１５内の気泡の有無を判定する。
【００２４】
切替処理部３４は、制御部３１を介して、操作者が入力部３２に入力する情報に基づいて給水弁駆動部１８を制御し、給水弁１７の開閉動作および配管の接続の切替処理を行う。
【００２５】
記憶部３５は、磁気的に情報を記憶するハードディスクと、分注装置１が処理を実行する際にその処理にかかる各種プログラムをハードディスクからロードして電気的に記憶するメモリとを用いて実現される。また、記憶部３５は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭおよびＰＣカード等の記録媒体に記録された情報を読み取ることができる補助記憶装置を備えてもよい。
【００２６】
出力部３６は、ディスプレイ、プリンタおよびスピーカ等によって実現され、各種情報を出力する。出力部３６は、気泡判定部３３が配管１５内に気泡有りと判定した場合、配管１５内に気泡が有る旨を報知する。
【００２７】
以上のように構成される分注装置１は、制御部３１の制御のもと、給水ポンプ１９によってタンク２０から脱気水Ｗａを供給し、脱気水Ｗａで分注ノズル１１から給水弁１７までの空間を満たす。その後、給水弁１７を閉じ、プランジャ駆動部１４によってプランジャ１３ａを排出動作させることで、位置Ｐ３に配置された洗浄容器４２に所定量の脱気水Ｗａを吐出する。その後、プランジャ駆動部１４によってプランジャ１３ａを吸排動作させることで、位置Ｐ１に配置された検体容器４０内の検体４０ａを吸引し、位置Ｐ２に配置された反応容器４１に吐出する。これにより、検体容器４０から反応容器４１に１つの検体４０ａを分注する一連の分注作業が完了する。なお、分注ノズル１１の先端部で検体４０ａを吸引または吐出するとき、検体４０ａと脱気水Ｗａとの間には空気層が介在するため、検体４０ａが脱気水Ｗａと混合することがない。
【００２８】
つぎに、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、脱気水Ｗａで満たされた配管１５内に気泡が発生することがある。このような場合、切替処理部３４は、給水弁駆動部１８を駆動させて給水弁１７のＡ端とＣ端とを開にし、配管１５と配管２３とを連通状態に切り替える。この切替によって、負圧手段２４に満たされている負圧状態の脱気水Ｗａが、配管１５内に満たされた脱気水Ｗａに加わる圧力を負圧状態にし、分注ノズル１１の反対方向に勢いよく脱気水Ｗａを逆流させる。この逆流の流れとともに、負圧によって各気泡の容積が大きくなることから、分注ポンプ１３に付着した気泡が容易に剥離される。その後、分注ポンプ１３から剥離された気泡は、給水ポンプ１９が供給する脱気水Ｗａとともに分注ノズル１１から吐出することで配管１５内の気泡が除去される。
【００２９】
ここで、図２に示すフローチャートを参照して、配管１５内の気泡を除去する場合における切替処理部３４による切替処理手順について説明する。図２において、まず、切替処理部３４は、制御部３１を介して操作者が入力部３２に入力した情報をもとに、給水弁駆動部１８を駆動させて給水弁１７のＡ端、Ｂ端、およびＣ端の全てが閉じた状態から、Ａ端およびＣ端を開にして、配管１５と、負圧手段２４が接続された配管２３とを連通状態にする切替を行う（ステップＳ１０１）。これによって、上述したように、負圧手段２４の負圧状態が、配管１５内に作用することになる。
【００３０】
その後、切替処理部３４は、給水弁駆動部１８を介して給水弁１７のＣ端を閉にするとともに、Ｂ端を開にし、配管１５と配管２１とを連通状態にする切替を行う（ステップＳ１０２）。
【００３１】
その後、給水ポンプ１９を駆動させて、配管１５内に脱気水Ｗａを供給し、分注ノズル１１から脱気水Ｗａとともに剥離された気泡を吐出する吐出処理を行う（ステップＳ１０３）。
【００３２】
その後、切替処理部３４は、制御部３１を介して、気泡判定部３３が行った判定結果を取得し（ステップＳ１０４）、気泡判定部３３が配管１５内に気泡有りと判定したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。気泡判定部３３が配管１５内に気泡有りと判定した場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１へ移行し、配管１５内に気泡が存在しないと判定されるまで、上述したステップＳ１０１〜ステップＳ１０４による切替と吐出との処理を繰り繰り返す。一方、気泡判定部３３が配管１５内に気泡が存在しないと判定した場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、本処理を終了する。
【００３３】
この実施の形態１では、給水弁１７を介して配管１５に接続され、負圧状態を維持した負圧手段２４を備え、この負圧手段２４の負圧状態を配管１５内に作用させるという簡易な構成で、配管１５内に入り込んだ気泡を確実に除去することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、負圧手段２４が、給水弁１７を介して配管１５内に接続されていたが、本発明の実施の形態２では、負圧手段５３が、切替弁５１を介して配管１５に接続されている。
【００３５】
図３は、本発明の実施の形態２にかかる分注装置の構成を示すブロック図である。図３に示すように、この実施の形態２では、実施の形態１と同様の負圧手段５３が、分注ポンプ１３と給水弁５０との間に、切替弁５１を介して配管１５に接続され、この負圧手段５３の負圧状態を配管１５内に作用させる。切替弁５１は、電磁弁によって実現され、配管１５に接続されるとともに、配管５２に接続されている。より詳細には、切替弁５１は、Ｆ端が配管１５に、Ｇ端が配管５２に接続されている。また、給水弁５０は、電磁弁によって実現され、Ｄ端が配管１５に接続されるとともに、Ｅ端が配管２１に接続されている。また、切替処理部３７は、制御部３１を介して、操作者が入力部３２に入力する情報に基づいて給水弁駆動部１８および切替弁駆動部５５を制御し、給水弁５０および切替弁５１の開閉動作および配管の接続の切替処理を行う。
【００３６】
ここで、図４に示すフローチャートを参照して、配管１５内の気泡を除去する場合における切替処理部３７による切替処理手順について説明する。図４において、まず、切替処理部３７は、制御部３１を介して操作者が入力部３２に入力した情報をもとに、給水弁駆動部１８を駆動させ、給水弁５０の弁を閉にし（ステップＳ２０１）、切替弁駆動部５５を駆動させ、切替弁５１の弁を開にし、配管１５と、負圧手段５３が接続された配管５２とを連通状態にする切替を行う（ステップＳ２０２）。この切替によって、負圧手段５３の負圧状態が、配管１５内に作用することになる。
【００３７】
その後、切替処理部３７は、切替弁駆動部５５を駆動させ、切替弁５１の弁を閉にし（ステップＳ２０３）、給水弁駆動部１８を駆動させ、給水弁５０の弁を開にし、配管１５と配管２１とを連通状態にする切替を行う（ステップＳ２０４）。
【００３８】
その後、給水ポンプ１９を駆動させて、配管１５内に脱気水Ｗａを供給し、分注ノズル１１から脱気水Ｗａとともに剥離された気泡を吐出する吐出処理を行う（ステップＳ２０５）。
【００３９】
その後、切替処理部３７は、制御部３１を介して、気泡判定部３３が行った判定結果を取得し（ステップＳ２０６）、気泡判定部３３が配管１５内に気泡有りと判定したか否かを判定する（ステップＳ２０７）。気泡判定部３３が配管１５内に気泡有りと判定した場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０１へ移行し、配管１５内に気泡が存在しないと判定されるまで、上述したステップＳ２０１〜ステップＳ２０６による切替と吐出との処理を繰り返す。一方、気泡判定部３３が配管１５内に気泡が存在しないと判定した場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、本処理を終了する。
【００４０】
この実施の形態２では、負圧手段５３の接続する位置を固定することなく、切替弁５１を介して配管１５に接続できるので、分注装置１の設計の自由度が増すうえ、配管１５内に入り込んだ気泡を確実に除去することができる。
【００４１】
ここで、上述した実施の形態１，２で用いた気泡判定部３３について詳細に説明する。図５に示すように、気泡判定部３３は、処理部３３ａ、検出部３３ｂ、算出部３３ｃおよび判定部３３ｄを有する。処理部３３ａは、圧力センサ１６から出力される圧力信号を増幅し、増幅した圧力信号に基づいてデジタル信号に変換処理し、具体的にはＡ／Ｄ変換器によって実現される。検出部３３ｂは、処理部３３ａによってデジタル信号に変換された圧力信号から配管１５内の圧力を検出する。算出部３３ｃは、検出部３３ｂが検出した圧力信号が示す圧力波形を時間軸に沿って複数区間に区分した各圧力波形の傾きを算出する。判定部３３ｄは、検出部３３ｂが算出した傾きが、予め求められた気泡不存在時の傾きの範囲外である区間の数に基づいて、配管１５内における気泡の有無を判定する。
【００４２】
つぎに、図６を参照して、圧力センサ１６によって検出される配管１５内の圧力波形について説明する。この圧力波形Ｗは、分注装置１が検体を分注する際の配管１５内の圧力変化を圧力センサ１６の出力電圧によって示したものである。なお、図６において、横軸は時間（秒）であり、左縦軸は、圧力センサ１６が出力する圧力信号の出力電圧（Ｖ）であり、右縦軸は、制御部３１からプランジャ駆動部１４に出力される分注ポンプ１３内のプランジャ１３ａを駆動する駆動信号Ｓの駆動電圧（Ｖ）である。
【００４３】
図６に示すように、圧力波形Ｗは、分注ノズル１１内部の洗浄時の圧力波形Ｗ１、脱気水Ｗａの吐出時の圧力波形Ｗ２、分注ノズル１１内の先端に所定量の空気吸引時の圧力波形Ｗ３、分注ノズル１１内に所定量の検体吸引時の圧力波形Ｗ４、検体容器４０に分析の必要な量よりも少し多めに吸引した分注ノズル１１内の余分量の吐出時の波形Ｗ５、反応容器４１に吸引した分注ノズル１１内の検体吐出時の圧力波形Ｗ６が順次現れたものとなる。
【００４４】
ここで、図７は、圧力波形Ｗ２を模式的に拡大したものであり、配管１５内の脱気水Ｗａ中に気泡が存在しない場合を示し、この場合、２つの大きな山を形成する波形となっている。これに対し、脱気水Ｗａ中に気泡が存在すると、気泡によって圧力の伝達が遅くなるため、圧力変化が緩慢になり、圧力波形Ｗ２は、図８に示すように１つの大きな山のみを形成する圧力波形Ｗ２１となる。図に示した圧力波形Ｗ２１は、脱気水Ｗａ中に存在する気泡の量が多い場合であり、気泡の量が少なくなるに従って、図７に示した圧力波形Ｗ２に近づく。
【００４５】
そこで、この気泡判定部３３では、図９に示すように、圧力波形Ｗ２の区間を時間軸で複数の区間Ａ１〜Ａ８に区切り、各区間Ａ１〜Ａ８において、気泡が存在しないときの圧力波形Ｗ２の基準傾きＫ１〜Ｋ８と、圧力センサ１６によって検出された圧力波形の各区間の傾きとをそれぞれ比較し、各区間の傾きが、各基準傾きＫ１〜Ｋ８から所定の傾き範囲を超えた区間の数を計数し、この計数値が１以上である場合に、配管１５内に気泡が存在すると判定するようにしている。
【００４６】
具体的には、図９に示すように、気泡が存在しない圧力波形Ｗ２に対応して所定のサンプリング時点ｔ１〜ｔ９によって区切られる区間Ａ１〜Ａ８を設定し、気泡が存在しない圧力波形Ｗ２に対応した各区間Ａ１〜Ａ８の基準傾きＫ１〜Ｋ８を設定しておく。このサンプリング時点ｔ１〜ｔ９は、たとえば、圧力波形Ｗ２の極大点や極小点に対応付けておくことが好ましい。圧力センサ１６によって求められた圧力信号は、処理部３３ａによってデジタルの圧力電圧値に変換され、検出部３３ｂは、各サンプリング時点ｔ１〜ｔ９の圧力電圧値Ｃ１〜Ｃ９を検出し、算出部３３ｃが、各区間Ａ１〜Ａ８の傾きＫＫ１〜ＫＫ８を算出する。たとえば、区間Ａ１の傾きＫＫ１は、ＫＫ１＝（Ｃ２−Ｃ１）／（ｔ２−ｔ１）によって求められる。
【００４７】
判定部３３ｄは、各傾きＫＫ１〜ＫＫ８から各基準傾きＫ１〜Ｋ８を減算し、減算結果が所定の絶対値範囲内である場合に、「○」の判定をし、所定の絶対値範囲外である場合に「×」の判定をし、「×」の判定が１以上あった場合に、配管１５内に気泡が存在すると判定するようにしている。たとえば、図９では、全区間Ａ１〜Ａ８が「○」の判定であり、配管１５内に気泡が存在しないと判定出力する。一方、図１０では、区間Ａ３〜Ａ６が「×」の判定があり、「×」の判定が１以上であるので、配管１５内に気泡が存在すると判定出力する。
【００４８】
ここで、図１１に示すフローチャートを参照して、気泡判定部３３による配管１５内の気泡の有無判定処理手順について説明する。図１１において、まず、分注装置１は、分析装置立上げ時における分注開始前のチェックに際し、制御部３１の制御のもと、分注ポンプ１３を駆動し、内部の洗浄が済んだ分注ノズル１１から位置Ｐ３の洗浄容器４２に脱気水Ｗａを吐出するが、処理部３３ａは、このときに圧力センサ１６が検出する圧力波形をデジタル信号に変換し、この変換されたデジタル信号をもとに、検出部３３ｂが、圧力波形を検出する（ステップＳ３０１）。
【００４９】
その後、算出部３３ｃは、検出部３３ｂが検出した圧力波形をもとに各区間Ａ１〜Ａ８毎の傾きを算出する（ステップＳ３０２）。その後、判定部３３ｄは、各区間Ａ１〜Ａ８毎に算出した傾きＫＫ１〜ＫＫ８と、予め求められた気泡が存在しない時の基準傾きＫ１〜Ｋ８とをそれぞれ比較し、傾きＫＫ１〜ＫＫ８が、予め求められた基準傾きＫ１〜Ｋ８から所定の傾き範囲外である区間の数に基づいて配管１５内の気泡の有無を判定する（ステップＳ３０３）。具体的には、所定の傾き範囲外となった区間の数が１以上である場合に配管１５内に気泡が存在すると判定する。気泡が存在しないと判定された場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、本処理を終了する。この場合、判定部３３ｄは、制御部３１を介して、出力部３６に配管１５内に気泡がない旨の表示等の出力を行ってもよい。この判定作業の終了により、分注装置１は、検体または試薬を含む液体試料の分注を開始する。
【００５０】
一方、気泡が存在すると判定された場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、判定部３３ｄは、泡抜き回数が設定回数以下であるか否かを判断する（ステップＳ３０４）。泡抜き回数が設定回数以上の場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、この場合は、泡抜き動作にもかかわらず配管１５内に気泡が混入している場合であるから、ステップＳ３０５に移行し、異常を告知し（ステップＳ３０５）、判定部３３ｄは、制御部３１を介して、出力部３６に配管１５内に気泡がある旨の表示等の出力を行う。
【００５１】
これに対し、泡抜き回数が所定回数以下の場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、泡抜き処理を実行する（ステップＳ３０６）。この泡抜き処理は、給水弁駆動部１８に制御信号を出力して弁を開き、給水ポンプ１９を駆動してタンク２０内の脱気水Ｗａを配管１５内に供給することによって実行される。この泡抜き処理によって、配管１５内に混入している気泡が、脱気水Ｗａと共に洗浄容器４２に吐出される。その後、判定部３３ｄは、ステップＳ３０１に戻り、上述した配管１５内における気泡の有無判定処理を繰り返す。
【００５２】
この気泡判定部３３では、配管１５内の圧力を圧力センサ１６によって検出すればよいので、配管１５内における気泡の有無判定を分注前に簡単に判定することができる。この結果、分注精度の低い分注に起因する再検査等を実施するための時間を短くすることができ、分析時間の短縮化を図ることができる。
【００５３】
また、この気泡判定部３３では、「×」の判定が１以上の場合に、配管１５内に気泡が存在すると判定するようにしていたが、これに限らず、気泡が存在する場合の圧力波形と気泡が存在しない場合の圧力波形との違いの多少によって、「×」の判定数を可変するようにしてもよい。
【００５４】
さらに、この気泡判定部３３では、「○」あるいは「×」の判定に所定の傾き範囲を設定するようにしていたが、この傾き範囲に替えて、各区間Ａ１〜Ａ８の傾きが正か負かによって判定するようにしてもよい。たとえば、区間Ａ１の基準傾きＫ１を「正」とした場合、傾きＫＫ１が「正」である場合には、「○」の判定を行い、傾きＫＫ１が「負」である場合に、「×」の判定を行うようにする。これによって判定部３３ｄによる判定処理が簡易になる。
【００５５】
また、この気泡判定部３３では、区間Ａ１〜Ａ８が同じ時間幅をもっていたが、これに限らず、各区間Ａ１〜Ａ８の時間幅は、気泡の存在しない圧力波形に合わせて異ならせてもよい。
【００５６】
また、この気泡判定部３３では、脱気水Ｗａの吐出時の圧力波形Ｗ２をもとに気泡の有無判定を行うようにしていたがこれに限らず、配管１５内に生じる他の圧力波形をもとに、気泡の有無判定を行うようにしてもよい。
【００５７】
ところで、上述した実施の形態１，２では、負圧手段２４または負圧手段５３によって配管１５内の脱気水Ｗａに加わる圧力を負圧状態にされた後、オペレータによって留具２５または留具５４を取り外し、プランジャ２４ａまたはプランジャ５３ａを動かして脱気水Ｗａの吸排動作を行うようにすることが好ましい。この吸排動作を行うことによって、配管１５内で脱気水Ｗａが移動するので、配管１５および分注ポンプ１３内に付着し、容積が大きくなった気泡を、確実に脱気水Ｗａ内へ剥離させることができる。
【００５８】
また、上述した実施の形態１，２では、配管１５内を負圧手段２４または負圧手段５３で負圧状態にするとき、プランジャ１３ａを固定しておくことが好ましい。このプランジャ１３ａの固定によって、配管１５および分注ポンプ１３内の負圧状態を確実にすることができる。
【００５９】
また、上述した実施の形態１，２では、長時間に亘って分注作業を停止していた後に分注を再開する場合、環境温度、気圧および些細なリーク等に起因して配管中に気泡が生じることがあるため、分注再開時に、上述した気泡除去処理を行うことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施の形態１にかかる分注装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の切替処理部による切替処理手順を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態２にかかる分注装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態２の切替処理部による切替処理手順を示すフローチャートである。
【図５】気泡判定部の構成を示すブロック図である。
【図６】圧力センサによって検出された配管内の脱気水の圧力波形を示す波形図である。
【図７】配管内の脱気水中の気泡が存在しない場合の圧力波形を模式的に拡大した図である。
【図８】配管内の脱気水中の気泡が多く存在する場合の圧力波形を模式的に拡大した図である。
【図９】配管内の脱気水中に気泡が存在しない場合の判定処理を説明する説明図である。
【図１０】配管内の脱気水中に気泡が多く存在する場合の判定処理を説明する説明図である。
【図１１】気泡判定部による配管内の気泡の有無判定処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１ 分注装置
１１ 分注ノズル
１２ ノズル駆動部
１３ 分注ポンプ
１３ａ，２４ａ，５３ａ プランジャ
１４ プランジャ駆動部
１５，２１，２２，２３，５２ 配管
１６ 圧力センサ
１７，５０ 給水弁
１９ 給水ポンプ
２０ タンク
２４，５３ 負圧手段
２５，５４ 留具
３０ 制御機構
３１ 制御部
３２ 入力部
３３ 気泡判定部
３３ａ 処理部
３３ｂ 検出部
３３ｃ 算出部
３３ｄ 判定部
３４，３７ 切替処理部
３５ 記憶部
３６ 出力部
４０ 検体容器
４０ａ 検体
４１ 反応容器
４２ 洗浄容器
５５ 切替弁駆動部
Ｗａ 脱気水
【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、該給水ポンプによって前記配管内に脱気水を供給して前記分注ノズル先端近傍まで満たし、前記分注ポンプの近傍に設けられた給水弁を閉じて分注ノズル先端側が開放された脱気水空間を形成し、この脱気水空間に対して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よる吸排動作を行わせる分注装置において、
切替弁を介して前記脱気水空間に接続され、負圧状態を維持した負圧手段を備え、前記脱気水空間内の気泡を除去する場合、前記切替弁を開にして前記脱気水空間を負圧状態にすることを特徴とする分注装置。
【請求項２】
前記給水弁は、前記切替弁の機能を有し、前記負圧手段が接続されることを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
【請求項３】
前記負圧手段は、予め負圧状態に設定した前記脱気水を満たしておく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、該給水ポンプによって前記配管内に脱気水を供給して前記分注ノズル先端近傍まで満たし、前記分注ポンプの近傍に設けられた給水弁を閉じて分注ノズル先端側が開放された脱気水空間を形成し、この脱気水空間に対して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よる吸排動作を行わせる分注装置において、
切替弁を介して前記脱気水空間に接続され、負圧状態を維持した負圧手段を備え、前記脱気水空間内の気泡を除去する場合、前記切替弁を開にして前記脱気水空間を負圧状態にすることを特徴とする分注装置。
【請求項２】
前記給水弁は、前記切替弁の機能を有し、前記負圧手段が接続されることを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
【請求項３】
前記負圧手段は、予め負圧状態に設定した前記脱気水を満たしておくことを特徴とする請求項１または２に記載の分注装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１４４９０（Ｐ２０１０−１４４９０Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７３７２４（Ｐ２００８−１７３７２４）
【出願日】平成２０年７月２日（２００８．７．２）
【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１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２日（２００８．７．２）
【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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