自動分析装置
【課題】
ノズル位置を高速移動させる自動分析装置において、分注ノズルが停止時、ノズルが急制動するとノズル中の試薬は慣性によりノズル先端から飛散し、分析結果に異常をきたす恐れがあった。
【解決手段】
分注ノズルと該分注ノズルを支持する支持部材とを該支持部材にノズルが移動可能な隙間を設け、ノズル先端がある程度自由に動くことができるようノズル保持部に緩衝機構を設けた。緩衝機構としてはゴム等の弾性体を用いることができるが特に円錐ばねを用いることにより効果的に飛散を抑制し、分析精度の向上を図ることができる。
ノズル位置を高速移動させる自動分析装置において、分注ノズルが停止時、ノズルが急制動するとノズル中の試薬は慣性によりノズル先端から飛散し、分析結果に異常をきたす恐れがあった。
【解決手段】
分注ノズルと該分注ノズルを支持する支持部材とを該支持部材にノズルが移動可能な隙間を設け、ノズル先端がある程度自由に動くことができるようノズル保持部に緩衝機構を設けた。緩衝機構としてはゴム等の弾性体を用いることができるが特に円錐ばねを用いることにより効果的に飛散を抑制し、分析精度の向上を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液，尿等の生体試料の定性・定量分析を行う自動分析装置に係り、特に試料，試薬を分注する試薬プローブを備えた自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液，尿等の生体サンプル中の特定成分の分析を行う自動分析装置は該特定成分と反応し光学的特性が変化する試薬、あるいは特定成分と特異的に反応する標識を備えた試薬を用い、試薬と試料の反応液の光学的特性の変化の測定あるいは標識の数のカウントにより、定性・定量分析を自動化したものである。
【０００３】
自動分析装置では、試料と試薬は反応容器内で混合させるため、ノズル位置を高速移動させて目的の試料，試薬が入った容器から反応容器に搬送、反応容器内に分注させる必要がある。このような自動分析装置としては特許文献１に記載されたようなものが知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような機構を用いる場合、特に分注ノズル位置の移動動作の停止時にはノズル先端に大きな負の加速度が加わるためノズル中の試薬が慣性によりノズル先端から飛散する可能性がある。反応容器外で試薬が飛散すると、隣接する反応容器内に試薬が入る可能性がある。隣接する反応容器内には異なる試料や試薬が入っている可能性があり、反応容器外の試薬飛散により分析結果に異常をきたす恐れがある。また、反応容器内で試薬が飛散すると、反応容器内壁に付着した試薬が反応中の反応液中に混入し、分析結果に異常をきたす恐れがある。
【０００６】
本発明の目的は、試薬プローブの動作時のノズル先端からの試薬飛散を抑制した自動分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では、分注ノズルと該分注ノズルを支持する支持部材とを該支持部材にノズルが移動可能な隙間を設け、ノズル先端がある程度自由に動くことができるようノズル保持部に緩衝機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、試薬プローブの振動を抑制することができるので、飛散をなくして分析精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
従来の分注プローブでは、分注プローブの（回転）動作停止時に分注ノズル先端から液体が飛散することがあった。飛散量をできるだけ少なくするため、本発明者らはまず、飛散の原因を探求した。分注プローブの動作を高速カメラを用いて解析し、液体が何故飛散するかを調査したところ、分注ノズルがノズル支持部材に剛性的に固定されていたため、分注ノズルが停止した際に、ノズル先端もほぼ同時に停止するのに対し、ノズル内部の液体は慣性によって移動しようとすることが原因であることがわかった。このことから、分注ノズルを剛性的に支持部材に固定するのでなく、慣性によってノズル自体も（ノズル内の液体と同じように）移動できるようにすれば、飛散量を低減できることが明らかになった。ただし、あまり自由にノズルが移動できるようにすると高速で分注ノズルを移動させたい場合に、支障をきたす可能性がある。ノズル先端からの液体の飛散量の低減と、ノズル位置決め精度を両立できるように、本発明者らはノズル固定方法を工夫して本発明に至った。
【００１０】
以下、本発明の実施例を図１〜図６を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明に関わる試薬分注機構の概略図である。試薬プローブ４は、反応容器１，試薬ジャケット８間をモータ２により動作し、モータ３により下降，上昇し、反応容器１，試薬ボトル７に試薬を分注する。
【００１２】
従来の自動分析装置の分注プローブでは、分注ノズル１１がパイプ１０と隙間なく固定され、パイプ１０が分注プローブのアームに固定されていた。このような構造では分注プローブのアームの移動速度（回転速度）が大きくなるにつれて分注ノズル先端からノズル内の液が飛散する可能性が高くなる。発明者らは分注ノズルの径を細くした上で（ノズル径を細くすることにより精度良く微量分注が可能になるという効果も期待できる）、分注ノズル１１とパイプ１０の間に支持部材９を設けた分注プローブを試作した。図２および図３は試作した試薬分注機構部６の詳細図である。図２は分注ノズル１１の外径に比べ支持部材９の内径が大きく、分注ノズル１１と支持部材９との間に隙間があった。図３は分注ノズル１１の外径と支持部材９の内径が等しく、分注ノズル１１はしっかり固定されていた。図３の構成はノズル内の液体の飛散に対する効果としては従来の分注プローブと同様の構造であると考えられる。
【００１３】
図４は図２および図３における反応容器外の飛散結果である。試薬飛散の確認は、反応容器１周辺に白色紙１５を敷き、試薬を分注させて行った。飛散試薬１４の大きさは
φ０.５〜１.０であった。図５は図２および図３における反応容器内の飛散結果である。反応容器１内での試薬分注時の様子はハイスピードカメラにて観察した。飛散試薬１４の大きさはφ０.５〜１.５であり、試薬分注開始時から試薬分注終了時までプローブの振動を確認した。図２の構造の方が、図３の構造に比べ若干液体の飛散量が少ないという結果であった。このことから、分注ノズルをパイプに剛性的に固定するよりは、柔軟性のある固定方法の方がノズル先端からの液体の飛散量を低減する効果が期待できることがわかった。発明者らは更に液体の飛散量を低減する方法を検討した結果、図６に示すような試薬分注機構を得るに至った。すなわち、反応容器内外の試薬飛散を抑制するためには試薬プローブの振動抑制が必要であると考え、試薬分注機構部６に円錐ばね１６を設けた。
【００１４】
この構造により液体の飛散量が低減できる理由として、このような振動抑制機構がないと、分注プローブの停止時に分注ノズル先端が振り子運動をしてその遠心力でノズル内の液体が飛散するのに対し、振動抑制機構を設けることによりこの振り子運動を抑制することができるからであると考えている。このようなノズル先端の振り子運動の発生は図４に示すようにノズル先端から飛散した液体はノズル停止位置（反応容器１のある位置）を中心として左右に拡がっていることからもわかる。
【００１５】
この振動抑制機構としては図６に示す円錐ばねの替わりにゴム，プラスチックのような弾性体を用いても同様の効果が得られると考えられる。また、試薬分注機構部５には試薬プローブをパイプ中心に固定できるようにガイド１７を設けた。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に関わる試薬分注機構の概略図である。
【図２】本発明を実施する前の試薬分注機構の詳細図である。
【図３】本発明を実施した後の試薬分注機構の詳細図である。
【図４】本発明に関わる試薬分注機構の概略図である。
【図５】本発明を実施する前の試薬分注機構の詳細図である。
【図６】本発明を実施した後の試薬分注機構の詳細図である。
【符号の説明】
【００１７】
１…反応容器、２，３…モータ、４…試薬プローブ、５，６…試薬分注機構部、７…試薬ボトル、８…試薬ジャケット、９…支持部材、１０…パイプ、１１…分注ノズル、１２…反応ディスク、１３…プローブ洗浄槽、１４…飛散試薬、１５…白色紙、１６…円錐ばね、１７…ガイド。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液，尿等の生体試料の定性・定量分析を行う自動分析装置に係り、特に試料，試薬を分注する試薬プローブを備えた自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液，尿等の生体サンプル中の特定成分の分析を行う自動分析装置は該特定成分と反応し光学的特性が変化する試薬、あるいは特定成分と特異的に反応する標識を備えた試薬を用い、試薬と試料の反応液の光学的特性の変化の測定あるいは標識の数のカウントにより、定性・定量分析を自動化したものである。
【０００３】
自動分析装置では、試料と試薬は反応容器内で混合させるため、ノズル位置を高速移動させて目的の試料，試薬が入った容器から反応容器に搬送、反応容器内に分注させる必要がある。このような自動分析装置としては特許文献１に記載されたようなものが知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような機構を用いる場合、特に分注ノズル位置の移動動作の停止時にはノズル先端に大きな負の加速度が加わるためノズル中の試薬が慣性によりノズル先端から飛散する可能性がある。反応容器外で試薬が飛散すると、隣接する反応容器内に試薬が入る可能性がある。隣接する反応容器内には異なる試料や試薬が入っている可能性があり、反応容器外の試薬飛散により分析結果に異常をきたす恐れがある。また、反応容器内で試薬が飛散すると、反応容器内壁に付着した試薬が反応中の反応液中に混入し、分析結果に異常をきたす恐れがある。
【０００６】
本発明の目的は、試薬プローブの動作時のノズル先端からの試薬飛散を抑制した自動分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では、分注ノズルと該分注ノズルを支持する支持部材とを該支持部材にノズルが移動可能な隙間を設け、ノズル先端がある程度自由に動くことができるようノズル保持部に緩衝機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、試薬プローブの振動を抑制することができるので、飛散をなくして分析精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
従来の分注プローブでは、分注プローブの（回転）動作停止時に分注ノズル先端から液体が飛散することがあった。飛散量をできるだけ少なくするため、本発明者らはまず、飛散の原因を探求した。分注プローブの動作を高速カメラを用いて解析し、液体が何故飛散するかを調査したところ、分注ノズルがノズル支持部材に剛性的に固定されていたため、分注ノズルが停止した際に、ノズル先端もほぼ同時に停止するのに対し、ノズル内部の液体は慣性によって移動しようとすることが原因であることがわかった。このことから、分注ノズルを剛性的に支持部材に固定するのでなく、慣性によってノズル自体も（ノズル内の液体と同じように）移動できるようにすれば、飛散量を低減できることが明らかになった。ただし、あまり自由にノズルが移動できるようにすると高速で分注ノズルを移動させたい場合に、支障をきたす可能性がある。ノズル先端からの液体の飛散量の低減と、ノズル位置決め精度を両立できるように、本発明者らはノズル固定方法を工夫して本発明に至った。
【００１０】
以下、本発明の実施例を図１〜図６を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明に関わる試薬分注機構の概略図である。試薬プローブ４は、反応容器１，試薬ジャケット８間をモータ２により動作し、モータ３により下降，上昇し、反応容器１，試薬ボトル７に試薬を分注する。
【００１２】
従来の自動分析装置の分注プローブでは、分注ノズル１１がパイプ１０と隙間なく固定され、パイプ１０が分注プローブのアームに固定されていた。このような構造では分注プローブのアームの移動速度（回転速度）が大きくなるにつれて分注ノズル先端からノズル内の液が飛散する可能性が高くなる。発明者らは分注ノズルの径を細くした上で（ノズル径を細くすることにより精度良く微量分注が可能になるという効果も期待できる）、分注ノズル１１とパイプ１０の間に支持部材９を設けた分注プローブを試作した。図２および図３は試作した試薬分注機構部６の詳細図である。図２は分注ノズル１１の外径に比べ支持部材９の内径が大きく、分注ノズル１１と支持部材９との間に隙間があった。図３は分注ノズル１１の外径と支持部材９の内径が等しく、分注ノズル１１はしっかり固定されていた。図３の構成はノズル内の液体の飛散に対する効果としては従来の分注プローブと同様の構造であると考えられる。
【００１３】
図４は図２および図３における反応容器外の飛散結果である。試薬飛散の確認は、反応容器１周辺に白色紙１５を敷き、試薬を分注させて行った。飛散試薬１４の大きさは
φ０.５〜１.０であった。図５は図２および図３における反応容器内の飛散結果である。反応容器１内での試薬分注時の様子はハイスピードカメラにて観察した。飛散試薬１４の大きさはφ０.５〜１.５であり、試薬分注開始時から試薬分注終了時までプローブの振動を確認した。図２の構造の方が、図３の構造に比べ若干液体の飛散量が少ないという結果であった。このことから、分注ノズルをパイプに剛性的に固定するよりは、柔軟性のある固定方法の方がノズル先端からの液体の飛散量を低減する効果が期待できることがわかった。発明者らは更に液体の飛散量を低減する方法を検討した結果、図６に示すような試薬分注機構を得るに至った。すなわち、反応容器内外の試薬飛散を抑制するためには試薬プローブの振動抑制が必要であると考え、試薬分注機構部６に円錐ばね１６を設けた。
【００１４】
この構造により液体の飛散量が低減できる理由として、このような振動抑制機構がないと、分注プローブの停止時に分注ノズル先端が振り子運動をしてその遠心力でノズル内の液体が飛散するのに対し、振動抑制機構を設けることによりこの振り子運動を抑制することができるからであると考えている。このようなノズル先端の振り子運動の発生は図４に示すようにノズル先端から飛散した液体はノズル停止位置（反応容器１のある位置）を中心として左右に拡がっていることからもわかる。
【００１５】
この振動抑制機構としては図６に示す円錐ばねの替わりにゴム，プラスチックのような弾性体を用いても同様の効果が得られると考えられる。また、試薬分注機構部５には試薬プローブをパイプ中心に固定できるようにガイド１７を設けた。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に関わる試薬分注機構の概略図である。
【図２】本発明を実施する前の試薬分注機構の詳細図である。
【図３】本発明を実施した後の試薬分注機構の詳細図である。
【図４】本発明に関わる試薬分注機構の概略図である。
【図５】本発明を実施する前の試薬分注機構の詳細図である。
【図６】本発明を実施した後の試薬分注機構の詳細図である。
【符号の説明】
【００１７】
１…反応容器、２，３…モータ、４…試薬プローブ、５，６…試薬分注機構部、７…試薬ボトル、８…試薬ジャケット、９…支持部材、１０…パイプ、１１…分注ノズル、１２…反応ディスク、１３…プローブ洗浄槽、１４…飛散試薬、１５…白色紙、１６…円錐ばね、１７…ガイド。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分注ノズルと、
該分注ノズルを分注プローブ本体に固定する支持部材と、
該支持部材と該分注ノズルに隙間を有し、かつ前記分注ノズルと前記支持部材との間に前記分注ノズルの振動制限機構を備えた分注プローブを具備することを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記振動制限機構は円錐ばねの中心に前記分注ノズルを通し、該円錐ばねの底辺部を前記支持部材で固定したものであることを特徴とする自動分析装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の自動分析装置において、
前記ノズルの中心位置を決めるガイド部材を前記支持部材の一部であって、前記分注ノズルの先端部と前記支持部材の分注プローブ本体との間に設けたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項１】
分注ノズルと、
該分注ノズルを分注プローブ本体に固定する支持部材と、
該支持部材と該分注ノズルに隙間を有し、かつ前記分注ノズルと前記支持部材との間に前記分注ノズルの振動制限機構を備えた分注プローブを具備することを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記振動制限機構は円錐ばねの中心に前記分注ノズルを通し、該円錐ばねの底辺部を前記支持部材で固定したものであることを特徴とする自動分析装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の自動分析装置において、
前記ノズルの中心位置を決めるガイド部材を前記支持部材の一部であって、前記分注ノズルの先端部と前記支持部材の分注プローブ本体との間に設けたことを特徴とする自動分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−８４３６８（Ｐ２００６−８４３６８Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７０６６２（Ｐ２００４−２７０６６２）
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【出願人】（０００２３３５５０）株式会社日立サイエンスシステムズ (112)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【出願人】（０００２３３５５０）株式会社日立サイエンスシステムズ (112)
【Ｆターム（参考）】
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