特開 2024-163620 自動分析装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024163620

(43)【公開日】2024-11-22

(54)【発明の名称】自動分析装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/08 20060101AFI20241115BHJP

   G01N 30/26 20060101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

G01N35/08 A

G01N30/26 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079391

(22)【出願日】2023-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】シュピンドラー 慧敏

(72)【発明者】

【氏名】秋枝 大介

(72)【発明者】

【氏名】西木 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】橋本 雄一郎

【テーマコード（参考）】

2G058

【Ｆターム（参考）】

2G058DA07

2G058GA14

(57)【要約】

【課題】気泡による測定結果の影響を抑えつつ、小型化および低コスト化が可能な自動分析装置を提供する。
【解決手段】本発明の自動分析装置は、液体を移送する送液ポンプと、前記送液ポンプの上流側にあって前記液体に含まれる気泡を捕捉する気泡トラップと、を備え、前記気泡トラップは、前記液体を移送する第１流路と、前記第１流路に接続され、前記第１流路より断面積の大きい肥大部と、前記肥大部から前記液体を排出する第２流路と、を備え、前記肥大部は、内部を上流側と下流側に区画する隔壁を少なくとも１つ有し、前記隔壁に開口が形成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を移送する送液ポンプと、前記送液ポンプの上流側にあって前記液体に含まれる気泡を捕捉する気泡トラップと、を備え、
前記気泡トラップは、
前記液体を移送する第１流路と、
前記第１流路に接続され、前記第１流路より断面積の大きい肥大部と、
前記肥大部から前記液体を排出する第２流路と、を備え、
前記肥大部は、内部を上流側と下流側に区画する隔壁を少なくとも１つ有し、
前記隔壁に開口が形成されている、自動分析装置。

【請求項2】

請求項１に記載の自動分析装置において、
前記肥大部は、上流側の第１隔壁と、下流側の第２隔壁と、を有し、
前記第１隔壁に形成される前記開口は、前記第２隔壁に形成される前記開口より大きい、自動分析装置。

【請求項3】

請求項１に記載の自動分析装置において、
少なくとも１つの前記隔壁に形成される前記開口の中心軸は、前記第１流路の中心軸と、ずれた位置にある、自動分析装置。

【請求項4】

請求項１に記載の自動分析装置において、
少なくとも１つの前記隔壁に形成される前記開口の上流側は、前記第１流路に向けて突出する形状を有する、自動分析装置。

【請求項5】

請求項１に記載の自動分析装置において、
前記気泡トラップの上流側に、前記液体から溶存気体を除去する脱気装置を備える、自動分析装置。

【請求項6】

請求項１に記載の自動分析装置において、
前記気泡トラップと前記送液ポンプの間に、前記液体から溶存気体を除去する脱気装置を備える、自動分析装置。

【請求項7】

請求項６に記載の自動分析装置において、
前記気泡トラップは、前記肥大部の内部に超音波を照射する超音波照射機構をさらに備える、自動分析装置。

【請求項8】

請求項１に記載の自動分析装置において、
前記肥大部と前記第２流路の下流側とを接続し、前記肥大部で捕捉された気泡を排出する第３流路と、
前記第２流路から排出される前記液体の流れと、前記第３流路から排出される前記気泡の流れと、を切り替える切替弁と、をさらに備える、自動分析装置。

【請求項9】

請求項１に記載の自動分析装置において、
前記肥大部を構成する壁の少なくとも一部が脱気膜で形成され、
前記脱気膜が減圧下に曝されている、自動分析装置。

【請求項10】

請求項１に記載の自動分析装置において、
前記肥大部の断面積は、０．０１ｍｍ２以上２０００ｍｍ２以下である、自動分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動分析装置に関する。

【背景技術】

【0002】

試料を定性・定量分析する自動分析装置には、液体クロマトグラフ（ＬＣ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ）を用いたもの、生化学検査を行うもの、免疫検査を行うもの等がある。これらの自動分析装置では、試料等を導入するための媒体として液体が用いられる。用いられる液体は、水を含めた水系溶媒や有機溶媒等、自動分析装置の種類に応じて適宜選択される。

【0003】

このように、液体を移送する構成を有する自動分析装置において、液体内に気泡が混入していると、送液ポンプまたはその下流側の測定部（検出部）に気泡が流入して、測定結果に影響を与えてしまう場合がある。そのため、自動分析装置では、送液ポンプの上流側の流路に、液体内に含まれる気体を除去する機構を設けることが一般的に行われている。
例えば、特許文献１には、ポンプにより吸引される流路の途中に脱気装置を設置すること、脱気装置では中空糸膜の外側を負圧にすること、などが開示されている（段落００４８－００４９等）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第７１９５４２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１などの自動分析装置で用いられる脱気装置は、チャンバー内を減圧するポンプや特殊な脱気膜が必要となるため、複雑で大型化し、自動分析装置の大型化やコストアップにつながる。

【0006】

本発明の目的は、気泡による測定結果の影響を抑えつつ、小型化および低コスト化が可能な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】

前述の課題を解決するために、本発明の自動分析装置は、液体を移送する送液ポンプと、前記送液ポンプの上流側にあって前記液体に含まれる気泡を捕捉する気泡トラップと、を備え、前記気泡トラップは、前記液体を移送する第１流路と、前記第１流路に接続され、前記第１流路より断面積の大きい肥大部と、前記肥大部から前記液体を排出する第２流路と、を備え、前記肥大部は、内部を上流側と下流側に区画する隔壁を少なくとも１つ有し、前記隔壁に開口が形成されている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、気泡による測定結果の影響を抑えつつ、小型化および低コスト化が可能な自動分析装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施例１に係る液体クロマトグラフの概略構成図。

【図2】実施例１に係る気泡トラップの基本的な構成図。

【図3】実施例１に係る気泡トラップの変形例を示す構成図。

【図4A】実施例１に係る気泡トラップの別の変形例であり、特に、各隔壁の開口が同軸上に配置された例を示す構成図。

【図4B】実施例１に係る気泡トラップの別の変形例であり、特に、各隔壁の開口が異なる軸上に配置された例を示す構成図。

【図5】実施例１に係る気泡トラップのさらに別の変形例を示す構成図。

【図6】実施例２に係る自動分析装置の流路構成概略図。

【図7】実施例３に係る自動分析装置の流路構成概略図。

【図8】実施例３に係る気泡トラップの構成図。

【図9】実施例４に係る気泡トラップの構成図。

【図10】実施例５に係る気泡トラップの構成図。

【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ついて説明する。

【実施例0011】

以下、実施例１について、図１～図５を参照して説明する。図１は、実施例１に係る液体クロマトグラフ１００の概略構成図である。

【0012】

図１に示すように、液体クロマトグラフ１００は、送液ポンプ１０４と、試料注入部１０５と、分離カラム１０６と、恒温部１０７と、検出部１０８と、を備える。送液ポンプ１０４は、移動相（液体）を移送する。試料注入部１０５は、送液ポンプ１０４の下流側に設置され、測定対象となる試料を分析流路に導入する。分離カラム１０６は、試料注入部１０５の下流側に接続され、移動相により運ばれた試料を各成分に分離する。恒温部１０７は、分離カラム１０６を収容して内部の温度を一定に維持するものであるが、省略されても良い。検出部１０８は、分離カラム１０６の下流側に接続され、分離カラム１０６により分離された試料に含まれる各成分を検出するものであり、例えば、紫外・可視吸光光度計、蛍光光度計、質量分析計などである。

【0013】

なお、送液ポンプ１０４から送出される移動相は、試料を運搬する役割だけでなく、分離カラム１０６に充填された固定相との親和性の差により料を各成分に分離する役割も担っている。移動相としては、超純水、有機溶媒、緩衝溶媒などが用いられ、オペレータが測定目的や試料の種類に応じて移動相の種類を選択する。

【0014】

また、液体クロマトグラフ１００は、貯蔵ボトル１０２と、監視センサ１０９と、移動相供給ボトル１０１と、移動相供給ポンプ１０３と、をさらに備える。貯蔵ボトル１０２は、移動相を貯蔵する。監視センサ１０９は、貯蔵ボトル１０２内の移動相残量を検出する。移動相供給ボトル１０１は、貯蔵ボトル１０２に供給するための移動相を貯蔵する。移動相供給ポンプ１０３は、移動相供給簿折る１０１から貯蔵ボトル１０２へ移動相を供給する。移動相供給ボトル１０１および貯蔵ボトル１０２には、ボトル内の圧力を大気圧と均等とするための通気口１１０が設けられている。そして、通気口１１０の一方端は、移動相供給ボトル１０１内または貯蔵ボトル１０２内に配置され、通気口１１０の他方端は大気に開放されている。

【0015】

さらに、液体クロマトグラフ１００は、制御部１１１と、気泡トラップ１と、を備える。制御部１１１は、移動相供給ポンプ１０３や送液ポンプ１０４などに接続され、これらの動作を制御するとともに、監視センサ１０９にも接続され、移動相の残量監視も行う。気泡トラップ１は、送液ポンプ１０４の上流側、すなわち、貯蔵ボトル１０２と送液ポンプ１０４の間に配置され、移動相に含まれる気泡を捕捉する。

【0016】

以下、気泡トラップ１の構成について、図２～図５を用いて具体的に説明する。なお、本実施例では、気泡トラップ１を液体クロマトグラフに適用した例について説明するが、気泡トラップ１は、送液ポンプを用いて液体を移送する構成を有する他（例えば生化学検査用や免疫検査用）の自動分析装置にも適用できる。

【0017】

図２は、実施例１に係る気泡トラップの基本的な構成図である。図２に示すように、本実施例の気泡トラップは、液体を移送する第１流路１１と、第１流路１１に接続され、第１流路１１より断面積の大きい肥大部１０と、肥大部１０から液体を排出する第２流路１２と、を備える。さらに、肥大部１０は、内部を上流側と下流側に区画する隔壁として、第１隔壁１３および第２隔壁１４を有し、各隔壁は、それぞれ開口１３ａおよび開口１４ａを有する。

【0018】

自動分析装置の稼働時、第１流路１１に混入した気泡は、肥大部１０の入口付近で圧力が急に下がるため、粒径がより大きな気泡へ成長する。肥大部１０の（第１流路１１から第２流路１２へ向かう液体の流れに対して垂直方向で切断した）断面積は、０．０１ｍｍ^２以上２０００ｍｍ^２以下が望ましい。肥大部１０に流入した気泡を含む液体は、隔壁の存在により、流れが阻害されるため、気泡が肥大部１０内に滞留する。そして、大きい粒径の気泡は、隔壁により捕捉され、隔壁に形成された開口の穴径に対して同等以下の小さい粒径の気泡のみが、隔壁を通過する。

【0019】

なお、肥大部１０の内部を区画する隔壁の枚数は２枚に限定されず、各隔壁は複数の開口を有しても構わない。また、隔壁は、第１流路１１および第２流路１２に対して垂直なものに限定されず、各流路に対して一定の傾斜を有していても良い。

【0020】

さらに、図２は、気泡トラップが水平方向に配置された状態を示しているが、気泡トラップの配置は水平方向に限定されない。例えば、気泡は浮力により上昇する特性があることを考慮して、気泡トラップを鉛直方向に配置、すなわち、第１流路１１が上側で第２流路１２が下側となる配置とし、流路下流側に気泡が流入することをさらに抑制しても良い。

【0021】

図３は、実施例１に係る気泡トラップの変形例を示す構成図である。図３に示すように、本変形例の気泡トラップでは、上流側の第１隔壁１３が有する開口１３ｂの穴径は、下流側の第２隔壁１４が有する開口１４ｂの穴径よりも大きい。例えば、開口１４ｂの穴径は、開口１３ｂの穴径の１／２である。本変形例によれば、気泡のサイズに応じて肥大部１０内で段階的に気泡を捕捉し、粒径の大きな気泡が流路下流側に流入することを抑制できる。

【0022】

図４Ａおよび図４Ｂは、実施例１に係る気泡トラップの別の変形例を示す構成図である。本変形例の気泡トラップでは、隔壁に形成される開口の中心軸は、第１流路１１の中心軸とずれた位置にある。

【0023】

図４Ａは、第１隔壁１３の開口１３ｃおよび第２隔壁１４の開口１４ｃが、同軸上に配置された例を示している。図４Ａのように、各開口を同軸上に配置する場合、各開口は第１流路１１の中心軸よりも鉛直方向下側にオフセットさせることが、捕捉効果を高める上で望ましい。粒径が大きな気泡ほど、浮力が大きくなり、鉛直方向上側へ移動し易いためである。

【0024】

図４Ｂは、第１隔壁１３の開口１３ｄおよび第２隔壁１４の開口１４ｄが、異なる軸上に配置された例を示している。図４Ｂのような配置とすることで、開口１３ｄから流入した気泡が、開口１４ｄへ流入し難くなり、高い捕捉効果が期待できる。

【0025】

図５は、実施例１に係る気泡トラップのさらに別の変形例を示す構成図である。図５に示すように、本変形例の気泡トラップでは、第１隔壁１３の開口１３ｅの上流側および第２隔壁１４の開口１４ｅの上流側が、第１流路１１に向けて突出する形状を有している。例えば各開口の上流側をテーパー形状とすることで、気泡が各開口に流入し難くなり、高い捕捉効果が期待できる。

【0026】

以上述べた本実施例では、図２～図５に示す構造の気泡トラップ１を、送液ポンプ１０４の上流側に設置するだけで、気泡による測定結果の影響を抑制できる。したがって、脱気装置を設置した場合と比べて、液体クロマトグラフ１００全体の簡易化、小型化および低コスト化が可能となる。なお、気泡トラップ１の構造は、図２～図５に示すものに限定されず、これらを組み合わせたものであっても良い。

【0027】

ただし、実施例１に係る気泡トラップ１は、その構造上、捕捉できる気泡に限界があり、捕捉した気泡が肥大部１０内で飽和状態に達すると、本来の捕捉効果が得られない可能性がある。したがって、気泡トラップ１だけでなく脱気装置２も、送液ポンプ１０４の上流側に設置するのが有効である。そこで、気泡トラップ１と脱気装置２の位置関係の異なる実施例２および実施例３に基づき、具体的に説明する。

【実施例0028】

以下、実施例２について、図６を参照して説明する。実施例２は、液体から溶存気体を除去する脱気装置２を、気泡トラップ１の上流側に配置した構成の例である。図６は、実施例２に係る自動分析装置の流路構成概略図である。図６に示すように、実施例２に係る自動分析装置では、流路上流側から流路下流側に向かって、脱気装置２、気泡トラップ１、送液ポンプ１０４、の順に設置されている。

【0029】

気泡トラップ１の上流側に脱気装置２を設置することで、気泡トラップ１へ流れ込む液体の溶存空気量は、飽和空気量に対して十分に減らすことが可能となる。したがって、気泡トラップ１で気泡が捕捉されたとしても、その気泡は流れ込む液体に徐々に溶け込むことで、自然に消滅することが期待される。なお、実施例２の構成の場合、気泡トラップ１ではなく脱気装置２だけを設置した構成と比べて、小型化などは難しくなるものの、送液ポンプ１０４やその下流側へ気泡が流入するリスクをより低減でき、測定精度がより向上する。例えば、脱気装置２の脱気性能を超えるような量の気泡が混入すると、脱気装置２での気泡除去が不完全となり、一部の気泡が脱気装置２の下流側に流入する場合もあるが、その場合にも、気泡トラップ１で気泡の捕捉が可能である。