特許 6391949 反応管の洗浄方法および自動分析装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6391949

(24)【登録日】2018年8月31日

(45)【発行日】2018年9月19日

(54)【発明の名称】反応管の洗浄方法および自動分析装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/02 20060101AFI20180910BHJP

【ＦＩ】

   G01N35/02 E

   G01N35/02 A

【請求項の数】9

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-46523(P2014-46523)

(22)【出願日】2014年3月10日

(65)【公開番号】特開2015-169615(P2015-169615A)

(43)【公開日】2015年9月28日

【審査請求日】2017年2月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】原頭 基司

(72)【発明者】

【氏名】内川 明日香

(72)【発明者】

【氏名】杉村 友弘

【審査官】 島田 保

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−０００９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６７０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０４１９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５０３５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６２０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１１１６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−００７２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−０７５２６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３５／００−３７／００

Ｇ０１Ｎ １／００−１／４４

Ｇ０１Ｎ ２１／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内壁に酸化ジルコニウムを含む光触媒層が形成され、被検試料と試薬とを含む反応液が収容される反応管を保持可能な反応ディスクと、
前記反応管に最短波長３４０ｎｍの光を照射して、前記反応液の吸光度を測定する測光機構と、
前記反応管にピーク波長が２５０ｎｍ±５ｎｍ以下の光を照射できる光源を有し、前記２５０ｎｍ±５ｎｍ以下の光の照射期間中に、ノズルから溶存酸素を含有するイオン交換水を前記反応管へ吐出することで前記反応管を洗浄する洗浄機構と
を具備する自動分析装置。

【請求項2】

前記溶存酸素を含有するイオン交換水は、エアレーションにより再通気させた脱気イオン交換水、又は未脱気のイオン交換水である請求項１記載の自動分析装置。

【請求項3】

前記洗浄機構は、前記洗浄の後、脱気されたイオン交換水で前記反応管を洗浄する請求項１又は２記載の自動分析装置。

【請求項4】

前記反応管に収容される反応液の温度を維持するように水温調節され、受動的に溶存酸素を含む脱気水で満たされた恒温槽をさらに具備し、
前記反応管は、外壁にも前記光触媒層が形成される請求項１乃至３のいずれかに記載の自動分析装置。

【請求項5】

前記反応管は、石英ガラス製である請求項１乃至４のいずれかに記載の自動分析装置。

【請求項6】

前記酸化ジルコニウムを含む光触媒層は、ゾル−ゲル法により形成されたものである請求項１乃至５のいずれかに記載の自動分析装置。

【請求項7】

最短波長３４０ｎｍの波長領域の光を照射して被検試料の吸光度を測定する自動分析装置で使用される、内壁に酸化ジルコニウムを含む光触媒層が形成された反応管を洗浄する方法であって、
前記反応管へ、ピーク波長が２５０ｎｍ±５ｎｍ以下の光を照射し、
前記２５０ｎｍ±５ｎｍ以下の光の照射期間中に、ノズルから溶存酸素を含有するイオン交換水を前記反応管へ吐出することで前記反応管を洗浄する洗浄方法。

【請求項8】

前記溶存酸素を含有するイオン交換水は、エアレーションにより再通気させた脱気イオン交換水、又は未脱気のイオン交換水である請求項７記載の洗浄方法。

【請求項9】

前記洗浄の後、脱気されたイオン交換水で前記反応管を洗浄する請求項７又は８に記載の洗浄方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、反応管の洗浄方法、および自動分析装置に関する。

【背景技術】

【0002】

被検試料の吸光度を測定することによって、被検試料の分析を行なう自動分析装置がある。通常この種の分析装置では、被検試料は試薬とともに反応管内に収容され、吸光度測定が行われる。このため、反応管は吸光度の測定に用いられる波長領域にある光の吸収が少ない光学材料で構成される。

【0003】

吸光度測定後、反応管は洗浄を経て次の被検試料の分析に用いられる。洗浄が不十分であると、それ以前の被検試料や試薬が残留・混入する場合があり、吸光度を正確に測定できないといった、いわゆるキャリー・オーバーが生じ、次の被検試料の測定結果の信頼性を著しく損なうおそれが発生する。これまでは、洗浄効果を高めるためにノズル形状、洗浄条件、および洗浄手順等の流体力学的な改良が行われてきたが、洗浄時間の短縮化や測定の高感度化に伴い、洗浄の時間短縮化や高効率化に対する要求はいっそう厳しくなっている。

【0004】

この課題を解決するため、より高圧の洗浄水、高温蒸気、または強力超音波などの過酷な物理的作用を利用した洗浄が検討されているが、物理的作用を使う限り、反応管の透過面を傷めるおそれが残る。また高温蒸気を使った場合、ヒートショック（熱的ストレス）が加わり、反応管の寿命を短くしてしまう可能性もある。

【0005】

ところで、自動分析装置において光触媒を含む層を自動分析装置の表面（但し、場所は装置のどの部分かは特定されていない）に設けることによって汚染物質の付着を防止することが既に提案されている。但し、その実施例に記載されているように、使用される光触媒は酸化チタンに限定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００１−４１９６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、ダメージを与えずに、高い精度および効率で洗浄することができる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】

【0008】

本実施形態に係る自動分析装置は、反応ディスク、測光機構、及び洗浄機構を備える。反応ディスクは、内壁に酸化ジルコニウムを含む光触媒層が形成され、被検試料と試薬とを含む反応液が収容される反応管を保持可能である。測光機構は、前記反応管に最短波長３４０ｎｍの光を照射して、前記反応液の吸光度を測定する。洗浄機構は、前記反応管にピーク波長が２５０ｎｍ±５ｎｍ以下の光を照射できる光源を有し、前記２５０ｎｍ±５ｎｍ以下の光の照射期間中に、ノズルから溶存酸素を含有するイオン交換水を前記反応管へ吐出することで前記反応管を洗浄する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】石英ガラスの透過率を示す図。

【図2】光触媒による有機物の分解のメカニズムを説明する模式図。

【図3】反応管の洗浄の状態を示す図。

【図4】紫外線低圧水銀ランプの分光エネルギー分布を示す図。

【図5】紫外線低圧水銀ランプＵＶ-Ｃ維持率を示すグラフ図。

【図6】一実施形態かかる反応管が用いられる自動分析装置の概観を示す図。

【図7】自動分析装置における洗浄系のブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態にかかる反応管、その洗浄方法、および自動分析装置を説明する。

【0011】

通常の自動分析装置において、吸光度分析に用いられる光の最短波長は、ほとんどの場合３４０ｎｍ（約３．６４ｅＶ）のＵＶ−Ａに分類される紫外線である。こうした自動分析装置で用いられる反応管は、測光の紫外線（波長３４０ｎｍ）を吸収することなく透過させることが要求され、その要求を満たす材質として石英ガラスが知られている。石英ガラスの透過率は、図１に示すとおりである。図１（ａ）は、ＯＨ基を含む石英ガラスの透過率を示し、図１（ｂ）はＯＨ基を含まない石英ガラスの透過率を示す。いずれにおいても、測光に用いられる波長３４０ｎｍの光は、可視光線と同程度に僅かしか吸収されないことが示されている。即ち、この波長での透過率は十分高い。

【0012】

一度、被検試料を収容して有機物が付着した反応管にダメージを与えずに十分に洗浄するために、本発明者らは光触媒に着目した。ここで、図２を参照して、光触媒を用いた有機物の分解のメカニズムの一例を説明する。このメカニズムは、光触媒自体のバンドギャップ・エネルギーが酸化チタンと同等以上（３．０ｅＶ以上）であれば全く同じである。

【0013】

溶存酸素を含む水溶液が光触媒に接している状態で、光触媒を励起できる以上のエネルギーを持つ光子がその表面に照射されると、その表面に存在する光触媒が励起されて、電子（ｅ^-）と正孔（ｈ⁺）が生じる。この電子は、光触媒表面近くに存在していた酸素分子と結びついて、スーパーオキサイドアニオン・ラジカルＯ₂^-（Ｏ₂＋ｅ^-→Ｏ₂^-）が生じ、このＯ₂^-は正孔と結びついて個々の酸素原子に分かれる酸化反応（Ｏ₂^-＋ｈ⁺→２Ｏ）が起こる。この酸素原子は、電子（励起電子、またはそれ以外の光触媒結晶内の電子）と結合して原子状酸素（Ｏ^-）になる（Ｏ＋ｅ^-→Ｏ^-）と考えられている。このＯ^-は、更に他の酸素分子と結びついてＯ₃^-となる（Ｏ^-＋Ｏ₂→Ｏ₃^-）。

【0014】

以上の反応メカニズムによって、非常に強い酸化力を持つ活性酸素（Ｏ₂^-、Ｏ^-、Ｏ₃^-などの総称）が生じる。この中でも、原子状酸素は、光触媒表面に付着した有機物の分解（酸化分解）を開始するにあたって最も重要な働きをすると考えられている。こうして生じた活性酸素が有機物と反応することで分解され、Ｈ₂ＯやＣＯ₂が生成される。

【0015】

従って、光触媒の層を表面に有する反応管に有機物が付着した状態において、溶存酸素が豊富な水溶液中で、その光触媒を励起するのに十分なエネルギーを持つ光子を光触媒表面に照射することによって、光触媒表面近傍に付着していた有機物が分解される。これは、洗浄効果の促進を意味し、しかも従来の洗浄時に必要とされた過酷な条件（高圧の洗浄水ジェット、高温蒸気、強力超音波などへの曝露）が不要となる。

【0016】

酸化チタンＴｉＯ₂は、上述したようなメカニズムによって有機物を分解できる最も代表的な光触媒として知られており、そのバンドギャップ・エネルギーは結晶構造にもよるが、３．０〜３．２ｅＶ程度である。上述したように、自動分析装置において吸光度を測定するために使用される最短の波長は３４０ｎｍ（３．６４ｅＶ）であるため、仮に反応管の表面に酸化チタンを含む光触媒層がコーティングされた場合、この波長３４０ｎｍの光はこの光触媒層でも吸収されてしまうことになる。

【0017】

波長３４０ｎｍ（３．６４ｅＶ）の光で吸光度を測定するための反応管では、光触媒層がコーティングされていても、この波長の光を吸収せずに透過することが求められる。３．６４ｅＶより大きなバンドギャップ・エネルギーを有する光触媒であれば、こうした反応管の表面に所望の光触媒層をコーティングするために利用できることになる。このような太陽光に含まれる波長より短い波長で励起される光触媒は“ワイドバンドギャップ・エネルギーを有する光触媒”と呼ばれており、本発明に適用可能な光触媒の必要条件を満たしている。

【0018】

このワイドバンドギャップ・エネルギーを有する光触媒の中で、生体安全性が確認されている物質として酸化ジルコニウムがある。酸化ジルコニウムのバンドギャップ・エネルギーは５．０ｅＶで、励起波長は約２４８ｎｍに相当する。この波長近傍における石英ガラスの透過率は８５〜９０％程度であり（図１）、波長２４８ｎｍの光で励起される酸化ジルコニウムは、測光時に用いられる波長３４０ｎｍの光を殆ど吸収しないため、この波長では吸光度測定に全く影響しない。

【0019】

本発明者らは、上述の知見に基づいて自動分析装置用反応管の少なくとも内壁に、酸化ジルコニウム層を含有する光触媒層を形成するという本発明をなすに至ったものである。

【0020】

３４０ｎｍでの測定に使われる反応管は、通常、石英ガラス製であり、製作時にその透過側面などにダメージを与えない穏やかなプロセスによって、酸化ジルコニウムを含む光触媒層を形成することが必要である。適切な成膜プロセスとして、例えば、２００℃以下の低温プロセスであるゾル−ゲル法が挙げられる。具体的には、以下のように調製された前駆物質溶液を用いて、石英ガラス製の反応管本体の表面に、ゾル−ゲル法によって酸化ジルコニウム層を含む光触媒層を形成することが可能である。

【0021】

例えば、先ず１重量パーセントのポリ（ビニルブチラール）ＰＶＢを添加し、テトラプロピルジルコネートＺｒ（ＯＥｔ）₄：酢酸ＡｃＯＨ：アセチルアセトンを１：２：１のモル比で混合後、加熱濃縮し、テトラプロピルジルコネートのエタノール溶液（０．３ｍｏｌｄｍ^-3）を調製する。次に、必要量のテトラプロピルジルコネートを採取し、エタノールで希釈して、テトラプロピルジルコネート濃度が適切な値（約０．１５ｍｏｌｄｍ^-3）になるように調整する。

【0022】

この希釈溶液にアセチルアセトン、および酢酸を順次加える。但し、このときのアセチルアセトンの量はテトラプロピルジルコネートと等モル、酢酸の量はテトラプロピルジルコネートのモル数の２倍にしておく。最後に必要量の１重量パーセントのポリ（ビニルブチラール）のエタノール溶液を加える。

【0023】

この混合溶液を６０〜７０℃に加熱攪拌し、テトラプロピルジルコネートの濃度が０．３ｍｏｌｄｍ^-3になるように加熱濃縮して、ジルコニアコーティングに使う前駆物質溶液を作成する。なお、テトラプロピルジルコネートは蒸発がないことを前提に、予め濃度を算出しておく。

【0024】

ジルコニアコーティングをディップコーティング法で行う場合、以下のような手法が挙げられる。即ち、反応管を上記の前駆物質溶液に浸漬後、例えば２．１ｍｍ・ｓ^-1程度の速度で引き上げる。次に、大気中に静置し、乾燥器内に載置して加熱処理を行なう。加熱条件は、例えば１５０〜２５０℃、０．５〜１．５時間の間とすることが望ましい。以上の前駆物質溶液を使った浸漬、乾燥、加熱処理の操作を１サイクルとして、必要なサイクル数だけコーティングを繰り返すことで、必要な厚みを持つ酸化ジルコニウムを含む光触媒層が反応管表面に形成される。

【0025】

酸化ジルコニウムを含む光触媒層の厚さは特に限定される必要はなく、５μｍ程度であれば光触媒層として実用上必要十分な効果が得られる。過剰に厚い光触媒層は、形成するためのプロセスが煩雑になり、また光触媒層としての効果が格別高められるわけでもないことから、光触媒層の厚さは最大でも２０μｍ程度までとすることが望ましい。

【0026】

酸化ジルコニウムを含む光触媒層は、形成場所として、少なくとも被検試料や試薬が接する反応管の内壁に形成されていれば、所望の効果を得ることができる。酸化ジルコニウムを含む光触媒層が反応管の外壁にも存在する場合には、水温調節された脱気水６１を満たした恒温槽６０の中を移動する際に付着した有機物等の汚れも、恒温槽稼働中に受動的に溶け込んだ溶存酸素、及び反応管洗浄の際に恒温槽６０の紫外線透過窓６０aと６０bを通して照射される紫外線により、内壁の洗浄と同時に外壁に付着した有機物も酸化分解されるといった利点がある。（図３参照）
酸化ジルコニウムを含む光触媒層を少なくとも内壁に有する本実施形態の反応管の洗浄方法の一例を説明する。
反応管１４は、石英ガラスからなる反応管本体１４ａと、この内壁に設けられた酸化ジルコニウムを含む光触媒層８とを含む。純水タンク２には、溶存酸素を含有する未脱気のイオン交換水が収容されている。自動分析装置において被検試料の吸光度の測定に用いられた後、反応管１４内には、ノズル３を介してイオン交換水が供給される。光照射によって活性酸素を発生させるために、水中には酸素が存在することが必要であり、例えばエアレーションにより再通気させた脱気イオン交換水を使うか、または未脱気のイオン交換水が用いられる。

【0027】

この溶存酸素を含むイオン交換水を反応管１４に供給するノズル３は、矢印Ａ方向に上下移動可能であり、反応管１４は、水温調節され且つ受動的に溶存酸素を含む脱気水で満たされた恒温槽６０を紙面に直交するＢ方向に水平移動可能なように配置されている。紫外線透過窓６０aおよび６０ｂを通して十分な紫外線が反応管１４に照射されるように、紫外線ランプ４の後方には、凹面鏡５が配置されている。

【0028】

更に、紫外線が出来るだけ分散しないようにするため、紫外線ランプ４と反応管１４との間にはレンズ６が配置されている。更に反応管１４を介して凹面鏡と対向するように、平面鏡７が配置されている。紫外線ランプ４としては、少なくともピーク波長が２５０±５ｎｍ以下のものを用いることが望ましい。例えば、紫外線低圧水銀ランプ（フィリップス社製、ＴＵＶシリーズ）が利用可能である。こうした紫外線低圧水銀ランプは、通常、殺菌ランプとして用いられ、図４に示すような２５３．７ｎｍにピークを持つ分光エネルギー分布を示す。こうした紫外線低圧水銀ランプのＵＶ−Ｃ維持率は、図５に示すとおりであり、３０００時間後においても低下することはない。

【0029】

紫外線ランプ４からの光は、レンズ６と透過窓６０aとを介して反応管１４に照射され、一旦反応管１４を透過した紫外線は、透過窓６０ｂと反射鏡７とを介して再度照射される。反応管１４内には溶存酸素を含有するイオン交換水が収容されているため、反応管本体１４ａの内壁に設けられた酸化ジルコニウムを含む光触媒層８では光触媒反応が起こる。すなわち、図２を参照して説明したようなメカニズムによって活性酸素が発生し、活性酸素の強い酸化力によって内壁に残留付着していた有機物が分解される。その結果、過酷な条件を利用しなくても洗浄効果が促進され、短時間、且つ高効率に反応管を十分に洗浄することが可能となる。

【0030】

なお、光触媒層を通過する紫外線の強度が高いほど（即ち紫外線の単位面積当たりの光子数が多いほど）酸化反応が起こる確率が高くなるので、一部は確かに減衰、散乱されるが、反応管１４を一度透過した残った紫外線は平面鏡７により再度反射されて、レンズ６を介して反応管１４に再照射される。

【0031】

本実施形態に関わる反応管が用いられる自動分析装置の一例を図６に示す。図６は自動分析装置の全体構成を示す斜視図である。この自動分析装置は、被検試料の各種成分と反応する試薬を納めた複数の試薬ボトルを収納した試薬ラック１１を設置できる試薬庫１２および１３と、円周上に複数の反応管１４を配置した反応ディスク１５と、被検試料が納められた被検試料容器２７がセットされるディスクサンプラ１６とを有している。ここで反応管１４は、上述したように少なくとも内壁に酸化ジルコニウムを含む触媒層が形成された石英セルである。

【0032】

試薬庫１２，１３、反応ディスク１５およびディスクサンプラ１６は、それぞれ駆動装置により回動される。測定に必要な試薬は、試薬庫１２あるいは試薬庫１３の試薬ラック１１に収納されている試薬ボトル１７から、それぞれ分注アーム１８あるいは分注アーム１９を用いて反応ディスク１５上の反応管１４に分注される。

【0033】

また、ディスクサンプラ１６上に配置されている被検試料容器２７に納められた被検試料は、サンプリングアーム２０のサンプリングプローブ２６により、反応ディスク１５上の反応管１４に分注される。被検試料と試薬とが分注された反応管１４は、反応ディスク１５の回動により撹拌位置まで移動し、撹拌機構２１により被検試料と試薬とが撹拌され混合液（反応液）が形成される。その後、測光機構２３は、測光位置まで移動した反応管１４に対して光を照射して反応管１４内の反応液の吸光度変化を測定することにより、被検試料の成分分析を行なう。ここで、吸光度を測定するために利用される光の波長は最短の場合で３４０ｎｍである。すでに説明したように、この波長の紫外線は酸化チタンには吸収されるが、酸化ジルコニウムには吸収されない波長領域であるため、酸化ジルコニウムでコーティングされた石英セルは吸光度測定に全く影響しない。吸光度測定が終了すると、反応管１４内の反応液は廃棄され、その後、反応管１４は洗浄機構２２により洗浄される。

【0034】

次に、洗浄機構２２について詳細に説明する。図７は、当該自動分析装置における前記洗浄機構２２を含む洗浄系のブロック図である。この図７において、自動分析装置の洗浄系は、アルカリ性洗剤の原液が納められたアルカリ洗剤ボトル３０と、酸性洗剤の原液が納められた酸性洗剤ボトル３１と、このアルカリ洗剤ボトル３０に納められたアルカリ性洗剤の原液と未脱気のイオン交換水とを混合してアルカリ性洗剤水を形成すると共に、酸性洗剤ボトル３１に納められた酸性洗剤の原液と未脱気のイオン交換水とを混合して酸性洗剤水を形成する洗剤ポンプ３２とを有する。

【0035】

第１の洗浄ノズル３５および第４の洗浄ノズル３８による洗浄には、未脱気のイオン交換水が用いられる。但し、最後の第５の洗浄ノズル３９で使われる洗浄では、次の測定中に反応管に気泡を持ち込まないようにするため、脱気されたイオン交換水を用いる必要がある。この脱気されたイオン交換水は、別系統の洗浄用ベローズポンプや電磁バルブ（図示せず）を経由して、第５の洗浄ノズル３９に供給される。

【0036】

この洗浄系は、制御部（図示せず）の通電により、アルカリ性洗剤の原液，酸性洗剤の原液および洗剤ポンプ３２で形成されたアルカリ性洗剤水や酸性洗剤水の流れを制御する電磁バルブ３３，３４を有している。なお、この図７に示す各電磁バルブ３３，３４等に付されている「ＮＯ（ノーマルオープン）」の記号は、その電磁バルブが、非通電時には開状態となっており、通電時に閉状態となる電磁バルブであることを示し、「ＮＣ（ノーマルクローズ）」の記号は、その電磁バルブが、非通電時には閉状態となっており、通電時に開状態となる電磁バルブであることを示し、「ＣＯＭ（共通孔）」の記号は、その電磁バルブが共通バルブであることを示している。

【0037】

洗浄機構２２は、反応管１４に対して高濃度水の吐出および吸引を行なう第１の洗浄ノズルユニット３５と、反応管１４に対してアルカリ性洗剤水の吐出および吸引を行なう第２の洗浄ノズルユニット３６と、反応管１４に対して酸性洗剤水の吐出および吸引を行なう第３の洗浄ノズルユニット３７と、反応管１４に対して未脱気のイオン交換水の吐出および吸引を行なう第４の洗浄ノズルユニット３８と、反応管１４に対して脱気されたイオン交換水の吐出および吸引を行なう第４の洗浄ノズルユニット３８と、反応管１４内の残水の吸引を行なうサクションノズルユニット４０と、残水が吸引された反応管１４内を乾燥させる乾燥ノズルユニット４１によって構成されている。各ノズルユニット３５〜４１は、それぞれ上下機構３５ａ〜４１ａを有しており、制御部は、この上下機構３５ａ〜４１ａを介して各ノズルユニット３５〜４１の上昇および下降を制御する。

【0038】

第１の洗浄ノズルユニット３５および第４の洗浄ノズルユニット３８は、分岐管４２aと電磁バルブ４３ａとを介して、該各ノズルユニット３５，３８に未脱気のイオン交換水を供給するための洗浄用ベローズポンプ４４ａに接続され、第５の洗浄ノズルユニット３９は、別系統の分岐管４２ｂと電磁バルブ４３ｂとを介して未脱気のイオン交換水を供給するための別系統の洗浄用ベローズポンプ４４ｂに接続される。また、第１の洗浄ノズルユニット３５は、高濃度廃液用ベローズポンプ４５，４６に接続されており、洗浄用ベローズポンプ４４を介して反応管１４内に吐出された高濃度水の廃液は、この高濃度廃液用ベローズポンプ４５，４６により吸引されて廃液される。

【0039】

第４，第５の洗浄ノズルユニット３８，３９は、それぞれ分岐管４７，４８を介して真空ポンプ４９，５０（ＶＰ）に接続されており、反応管１４内に吐出された純水の廃液は洗浄用ベローズポンプ４４を介して、この真空ポンプ４９，５０により吸引・廃液される。

【0040】

第２の洗浄ノズルユニット３６は、分岐管５１および電磁バルブ３３を介して前記洗剤ポンプ３２に接続されると共に、分岐管４８を介して真空ポンプ５０に接続されており、反応管１４内に吐出されたアルカリ性洗剤水は、洗剤ポンプ３２を介して真空ポンプ５０により吸引・廃液される。

【0041】

同様に、第３の洗浄ノズルユニット３７は、分岐管５１及び電磁バルブ３４を介して前記洗剤ポンプ３２に接続されると共に、分岐管４８を介して真空ポンプ５０に接続されており、反応管１４内に吐出された酸性洗剤水は、洗剤ポンプ３２を介して真空ポンプ５０により吸引・廃液される。

【0042】

サクションノズルユニット４０は、分岐管４８を介して真空ポンプ５０に接続されており、反応管１４内の残水はこの真空ポンプ５０により吸引・廃液される。

【0043】

そして、乾燥ノズルユニット４１は、電磁バルブ５２を介して真空ポンプ５３に接続されると共に真空ポンプ５４に接続されており、該各真空ポンプ５３，５４により反応管１４内は乾燥される。

【0044】

各反応管１４は、この第１の洗浄ノズルユニット３５から乾燥ノズルユニット４１までの間を順に移動させられることで、「高濃度水の吸引」→「未脱気のイオン交換水の吐出・吸引」→「アルカリ性洗剤水の吐出」→「アルカリ性洗剤水の吸引」→「酸性洗剤水の吐出」→「酸性洗剤水の吸引」→「第１回目の未脱気のイオン交換水の吐出」→「第１回目の未脱気のイオン交換水の吸引」→「第２回目脱気されたイオン交換水の吐出」→「第２回目の脱気されたイオン交換水の吸引」→「残水の吸引」→「乾燥」の順に各洗浄工程が施される。

【0045】

これらの工程のうち、「高濃度水の吸引」→「未脱気のイオン交換水の吐出・吸引」→「アルカリ性洗剤水の吐出」→「アルカリ性洗剤水の吸引」→「酸性洗剤水の吐出」→「酸性洗剤水の吸引」→「第１回目の未脱気のイオン交換水の吐出」→「第１回目の未脱気のイオン交換水の吸引」の工程の間だけは、図３で示したように、恒温槽の紫外線透過窓６０ａと６０ｂと紫外線ランプ４と凹面鏡とレンズ６と平面鏡７で構成された紫外線照射ユニットにより、反応管１４にはピーク波長が２５０ｎｍ±５ｎｍ以下の紫外線が照射される。

【0046】

未脱気のイオン交換水が吐出された際には、図２を用いて説明したようなメカニズムにより反応管内壁近傍に活性酸素が発生し、その強い酸化力によって反応管内壁表面の有機物が分解される。また、アルカリ性洗剤水や酸性洗剤水が吐出された際にも、同様に活性酸素が発生し、洗剤で除去できなかった有機物が更に分解される。なお、各工程の間には、反応管の内壁は空気に接触するタイミングがあるが、この場合には空気中の酸素が直接に光触媒反応に使われ、同様に活性酸素が発生して有機物が分解される。

【0047】

光触媒による有機物の酸化反応をともなう洗浄は、第５の洗浄ノズルによる洗浄工程直前まで行なわれる。光触媒作用によって洗浄効果が高められるので、洗浄に要する時間を短縮できることが容易に予想される。しかも、従来の洗浄方法にみられるような過酷な洗浄条件を伴わないので、反応管の透過側面は何等損傷を受けないし、ヒートショック等によって寿命が短くなることもない。

【0048】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0049】

２…純水タンク、３…洗浄ノズル、４…紫外線ランプ、５…凹面鏡、６…レンズ、７…平面鏡、８…酸化ジルコニウムを含む光触媒層、１１…試薬ラック、１２…試薬庫、１３…試薬庫、１４…反応管、１４ａ…反応管本体、１５…反応ディスク、１６…ディスクサンプラ、１７…試薬ボトル、１８…分注アーム、１９…分注アーム、２０…ディスクサンプラ用分注アーム、２１…攪拌機構、２２…洗浄機構、２３…測光機構、２４…プローブ、２５…プローブ、２６…サンプリングプローブ、２７…被検試料容器、３０…アルカリ洗剤ボトル、３１…酸性洗剤ボトル、３２…洗剤ポンプ、３５…第１の洗浄ノズルユニット、３６…第２の洗浄ノズルユニット、３７…第３の洗浄ノズルユニット、３８…第４の洗浄ノズルユニット、３９…第５の洗浄ノズルユニット、４０…サクションノズルユニット、４１…乾燥ノズルユニット、４２a…分岐管、４２b…分岐管、４３a…電磁バルブ、４３b…電磁バルブ、４４a…洗浄用ベローズポンプ、４４b…洗浄用ベローズポンプ、４５…高濃度廃液用ベローズポンプ、４６…高濃度廃液用ベローズポンプ、４７…分岐管、４８…分岐管、４９…真空ポンプ、５０…真空ポンプ、５１…分岐管、５２…電磁バルブ、５３…真空ポンプ、５４…真空ポンプ、６０a…恒温槽の紫外線透過窓、６０b…恒温槽の紫外線透過窓、６１…温度制御され、受動的に溶存酸素が溶け込んだ脱気水、６２…恒温槽の紫外線透過窓６０aと６０ｂと紫外線ランプ４と凹面鏡とレンズ６と平面鏡７とで構成された紫外線照射ユニット。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】