特表-18155042IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2018年8月30日
【発行日】2019年12月26日
(54)【発明の名称】自動分析装置
(51)【国際特許分類】
   G01N 35/10 20060101AFI20191129BHJP
【FI】
   G01N35/10 F
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
【全頁数】23
【出願番号】特願2019-501127(P2019-501127)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2018年1月23日
(31)【優先権主張番号】特願2017-34027(P2017-34027)
(32)【優先日】2017年2月24日
(33)【優先権主張国】JP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(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ノロジーズ
(74)【代理人】
【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】森 高通
(72)【発明者】
【氏名】川原 鉄士
(72)【発明者】
【氏名】岩瀬 友一
【テーマコード(参考)】
2G058
【Fターム(参考)】
2G058FB06
2G058FB07
2G058FB12
(57)【要約】
プローブの洗浄範囲を拡大しても、プローブの洗浄から乾燥までを短時間で実施できる洗浄機構を有する自動分析装置を提供する。プローブが挿入可能とされ、吸引口43a〜cが設けられた洗浄ポートを有する洗浄槽33と、真空タンク56と、真空タンクを大気圧と比較して負圧の状態とする真空ポンプ55と、真空ビン51と、洗浄ポートの吸引口と真空ビンとを接続する吸引ノズル53と、真空タンクと真空ビンとを接続する真空ノズル54と、コントローラとを有する自動分析装置において、コントローラは、洗浄ポートにおいてプローブを洗浄する洗浄液が吐出されている期間に、負圧の状態とされた真空タンクと洗浄ポートとを真空ビンを介して導通させる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プローブが挿入可能とされ、吸引口が設けられた洗浄ポートを有する洗浄槽と、
真空タンクと、
前記真空タンクを大気圧と比較して負圧の状態とする真空ポンプと、
真空ビンと、
前記洗浄ポートの前記吸引口と前記真空ビンとを接続する吸引ノズルと、
前記真空タンクと前記真空ビンとを接続する真空ノズルと、
コントローラとを有し、
前記コントローラは、前記洗浄ポートにおいて前記プローブを洗浄する洗浄液が吐出されている期間に、負圧の状態とされた前記真空タンクと前記洗浄ポートとを前記真空ビンを介して導通させる自動分析装置。
【請求項2】
請求項1において、
前記真空ビンは、第1通気口を有する第1仕切により、第1空間及び第2空間が形成されており、
前記真空ノズルの先端は前記真空ビンの前記第1空間に配置され、前記吸引ノズルの先端は前記第2空間に配置される自動分析装置。
【請求項3】
請求項2において、
前記真空ビンの前記第1空間及び前記第2空間は、真空ビン本体の長手方向に沿って形成され、
前記吸引ノズルは前記第1仕切を貫通し、その先端が前記第2空間に配置される自動分析装置。
【請求項4】
請求項3において、
前記第1仕切の前記第1通気口の中心を通り、前記真空ビン本体の長手方向に延びる軸と前記真空ノズルの中心軸とは一致しない自動分析装置。
【請求項5】
請求項4において、
前記真空ビンの前記第1仕切は前記第1空間から前記第2空間に向けて狭まったテーパ形状であり、その最狭部に前記第1通気口が形成されている自動分析装置。
【請求項6】
請求項1において、
負圧の状態とされた前記真空タンクと前記洗浄ポートとの接続を制御する第1の弁と、
前記真空ビンに溜められた洗浄液の排出を制御する第2の弁とを有し、
前記コントローラは、前記第1の弁を閉じて所定の時間経過後に前記第2の弁を開とする自動分析装置。
【請求項7】
請求項6において、
前記真空ビンと前記真空タンクとの接続を制御する第3の弁を有し、
前記第1の弁は、前記真空ビンと前記洗浄ポートの前記吸引口との間に設けられ、
前記コントローラは、前記第3の弁を閉じて所定の時間経過後に前記第1の弁を閉じる自動分析装置。
【請求項8】
請求項5において、
前記真空ビンにおいて、前記真空ノズルの先端に真空ノズルカバーが設けられた自動分析装置。
【請求項9】
請求項5において、
前記吸引ノズルの内部に絞り形状を有する自動分析装置。
【請求項10】
請求項5において、
前記真空ビンの前記第2空間において、第3空間を形成する第2仕切を有し、
前記第2仕切は前記第1仕切と逆方向に狭まったテーパ形状を有するとともに、前記第2仕切の周縁部にスリット状の第2通気口が設けられた自動分析装置。
【請求項11】
請求項10において、
前記真空ビンの前記第3空間は前記第1仕切と前記第2仕切とにより形成される空間であり、
前記第2通気口の開口面積≧前記第1通気口の開口面積≧前記真空ノズルの開口面積である自動分析装置。
【請求項12】
請求項5において、
前記真空ビン本体は少なくともその一部が透明樹脂で形成されている自動分析装置。
【請求項13】
請求項1において、
前記プローブは試薬プローブである自動分析装置。
【請求項14】
請求項13において、
前記コントローラは、前記洗浄ポートにおいて前記試薬プローブの内側を洗浄する内洗水が吐出されている期間に、負圧の状態とされた前記真空タンクと前記洗浄ポートとを前記真空ビンを介して導通させる自動分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
血液や尿等の液体試料中の所定成分の濃度等を分析する自動分析装置に関する。特に、負圧状態の真空タンクを用いて、プローブ洗浄廃液を排出する洗浄機構を有する自動分析装置に関する。
【背景技術】
【0002】
真空タンクに真空ポンプを接続し、真空タンク内を負圧の状態で保持しておき、反応容器やプローブの洗浄を行う際に排出された洗浄液(廃液)の吸引を真空タンクの真空圧を用いて行う技術が特許文献1に開示される。
【0003】
特許文献1では、洗浄液を大量に使用する反応容器洗浄機構においては、反応液や洗浄液を一旦吸上げ瓶に溜め、吸上げ瓶に溜められた液体は、電磁弁を開いて排出することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−308506号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
自動分析装置で使用する試薬ボトルは試薬の蓋を取り除いた状態で使用すると、試薬の劣化が早まる。これに対して蓋を取り除いてしまうのではなく、蓋に小さな切り込みを入れて、その切りこみから試薬プローブで試薬を分注することによって安定した状態で使用することが可能となる。
【0006】
試薬の蓋を取り除いた状態で使用する場合、試薬プローブは液面検知機構を有するため、その分注動作において試薬に接する部分は先端の限られた範囲である。これに対して、試薬の蓋に小さな切り込みを入れて使用する場合には、蓋の切り込みに試薬が付着し、試薬プローブが上下動する際に切り込みに付着した試薬が付着する可能性があるため、試薬プローブの洗浄範囲を試薬ボトルの底から蓋までに相当する範囲に拡大せざるを得ない。
【0007】
この一方で、自動分析処理装置の処理速度を向上させるため、試薬プローブの洗浄から乾燥までを短時間で行うことが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
プローブが挿入可能とされ、吸引口が設けられた洗浄ポートを有する洗浄槽と、真空タンクと、真空タンクを大気圧と比較して負圧の状態とする真空ポンプと、真空ビンと、洗浄ポートの吸引口と真空ビンとを接続する吸引ノズルと、真空タンクと真空ビンとを接続する真空ノズルと、コントローラとを有する自動分析装置において、コントローラは、洗浄ポートにおいてプローブを洗浄する洗浄液が吐出されている期間に、負圧の状態とされた真空タンクと洗浄ポートとを真空ビンを介して導通させる。
【発明の効果】
【0009】
プローブの洗浄範囲が拡大しても洗浄液廃液を真空タンクに悪影響を与えることなく排出可能とし、プローブの洗浄から乾燥までを短時間に実施でき、信頼性の高い自動分析装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】自動分析装置の全体構成を示す図である。
図2A】洗浄槽の断面図である。
図2B】洗浄槽の洗浄動作を説明する図である。
図2C】洗浄槽の洗浄動作を説明する図である。
図2D】洗浄槽の洗浄動作を説明する図である。
図3A】洗浄槽の流路構成例を示す図である。
図3B】洗浄槽、真空ビンを動作させるための電磁弁の制御を説明する図である。
図4】洗浄槽から洗浄液を吸引するタイムチャート例である。
図5】洗浄槽から洗浄液を吸引するタイムチャート例である。
図6A】真空ビンの上面図である。
図6B】真空ビンのA−A’面での断面図である。
図6C】真空ビンのB−B’面での断面図である。
図7】真空ビンの仕切の断面図である。
図8A】真空ビンのA−A’面での断面図である。
図8B】真空ビンのB−B’面での断面図である。
図8C】真空ビンのC−C’面での断面図である。
図9】吸引ノズルに絞りを設けた例である。
図10A】洗浄槽の別の流路構成例を示す図である。
図10B】洗浄槽、真空ビンを動作させるための電磁弁の制御を説明する図である。
図11】洗浄槽から洗浄液を吸引するタイムチャート例である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図1は本実施例の自動分析装置の斜視図である。自動分析装置は、複数の反応容器2に試料と試薬とを各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定する装置である。自動分析装置は、反応ディスク1、試薬ディスク9、試料搬送機構17、試薬分注機構7,8、試薬用シリンジ18、サンプル分注機構11、試料用シリンジ19、洗浄機構3、光源4a、分光光度計4、攪拌機構5,6、洗浄用ポンプ20、洗浄槽13,30,31,32,33、コントローラ21を備えている。
【0012】
反応ディスク1には反応容器2が円周上に並べられる。反応ディスク1の近くには試料容器15を載せたラック16を移動させる試料搬送機構17が設置されている。試料容器15には血液等の検査試料(検体)が収容され、ラック16に載せられて試料搬送機構17によって運ばれる。反応ディスク1と試料搬送機構17との間には、回転および上下動可能なサンプル分注機構11が設置されている。サンプル分注機構11は、試料用シリンジ19が接続されたサンプルプローブ11aを備え、サンプルプローブ11aはサンプル分注機構11の回転軸を中心に円弧を描きながら移動し、試料容器15から反応容器2への試料分注を行う。
【0013】
試薬ディスク9には複数の試薬ボトル10が円周上に載置可能である。試薬ディスク9は保冷されている。反応ディスク1と試薬ディスク9との間には回転および上下動可能な試薬分注機構7,8が設置されている。試薬分注機構7,8それぞれは、試薬用シリンジ18が接続された試薬プローブ7a,8aを備えており、試薬プローブ7a,8aは回転軸を中心に円弧を描きながら移動し、試薬ディスク9にアクセスし、試薬ボトル10から反応容器2への試薬の分注を行う。
【0014】
反応ディスク1の周囲には、測定済みの反応容器を洗浄する洗浄機構3、反応容器内の試薬と試料の混合液(反応液)の攪拌を行う攪拌機構5,6、反応容器内の混合液(反応液)に光を照射し、例えばその吸光度を測定するための光源4a及び分光光度計4が配置されている。また、洗浄機構3には洗浄用ポンプ20が接続されている。サンプル分注機構11、試薬分注機構7,8、攪拌機構5,6の動作範囲上には洗浄槽13,33,32,31,30がそれぞれ設置されている。自動分析装置の各機構はコントローラ21に接続され、制御される。
【0015】
自動分析装置による検査試料の分析処理は、一般的に以下の順に従い実行される。まず、試料搬送機構17によって反応ディスク1近くに搬送されたラック16の上に載置された試料容器15内の試料を、サンプル分注機構11のサンプルプローブ11aにより反応ディスク1上の反応容器2へと分注する。次に、分析に使用する試薬を、試薬ディスク9上の試薬ボトル10から試薬分注機構7の試薬プローブ7aまたは試薬分注機構8の試薬プローブ8aにより、先に試料を分注した反応容器2に対して分注する。続いて、攪拌機構5で反応容器2内の試料と試薬との混合液の撹拌を行う。
【0016】
その後、光源4aから発生させた光を混合液の入った反応容器2を透過させ、透過光の光度を分光光度計4により測定する。分光光度計4により測定された光度を、A/Dコンバータおよびインターフェイスを介してコントローラ21に送信する。コントローラ21では、例えば、混合液(反応液)の吸光度から試薬に応じた分析項目の所定成分の濃度等などを算出する演算を行う。得られた測定結果は表示部(図示せず)等に表示される。
【0017】
試薬の分注に使用した試薬プローブ7aは洗浄槽A33により、試薬プローブ8aは洗浄槽B32により洗浄されるが、試薬ボトル10内の試薬を薄めてしまわないために、洗浄後に洗浄に使用した洗浄液を試薬プローブから除去する必要がある。このため、洗浄液により試薬プローブの先端を洗浄する洗浄部と真空吸引により試薬プローブに付着した洗浄液を除去する吸引部とを洗浄槽に別に設け、洗浄と洗浄液除去とを行う構成が考えられるが、試薬プローブの移動を伴うため高速動作には向かない。これに対して、洗浄から洗浄液除去までを一箇所で行う場合には高速動作は可能になるが、特に高速化のため、試薬プローブを洗浄するための洗浄液が吐出されている期間と洗浄液除去動作を行う期間をオーバーラップさせると真空吸引により排出しなければならない洗浄液の量は多くなる。
【0018】
特に、試薬の安定性を確保するため、試薬ボトル10の蓋を除去することなく、蓋に僅かな切り込みを入れ、その切り込みに試薬プローブ7a,8aを挿入して試薬を吸引する場合には、試薬プローブ7a,8aが試薬ボトル10の蓋の切り込みを通過する際に試薬が付着する。このため、試薬プローブ7a,8aの洗浄範囲を、試薬が付着する最大範囲となる試薬ボトル10の蓋から試薬ボトル10の容器底までの高さに相当する範囲とする必要がある。このため、試薬ボトル10の蓋を除去している場合には試薬プローブ7a,8aはその先端だけを洗浄すればよいのに比べ、試薬ボトル10の蓋に切り込みを入れている場合には洗浄範囲そのものが大きく広がってしまう。
【0019】
このため、本実施例では洗浄槽から真空吸引された洗浄液(廃液)を一旦溜める真空ビンを設ける。これにより、洗浄槽を真空吸引するための真空タンクに大量の廃液が流入することを防止しながら、試薬プローブを高速に洗浄することを可能にする。
【0020】
次に、図2Aに洗浄槽A33の断面図を示す。試薬プローブ7aは洗浄ポート35に挿入され、洗浄ポート35において試薬プローブ7aの洗浄および洗浄液除去が行われる。吐出口36は試薬プローブの外側を洗浄する外洗水(洗浄液)を吐出する。また、廃液管37,41は試薬プローブの洗浄に使用した洗浄液を排出する管である。また、真空吸引口43a〜cは、これらから洗浄ポートを真空吸引することにより、試薬プローブに付着している洗浄液を除去する。図2B〜Dを用いて、洗浄槽A33の洗浄動作を説明する。なお、試薬プローブ8aを洗浄する洗浄槽B32も同じ構成をしており、洗浄動作するタイミングが両者で異なっている。
【0021】
図2Bにおいて、洗浄槽A33の洗浄ポート35に試薬プローブ7aを挿入すると同時、もしくはその直前に吐出口36から外洗水(洗浄液)を吐出する。試薬プローブ7aは洗浄ポート35を下降することで側面全体を洗浄することが出来る。使用した外洗水(洗浄液)は廃液管37及び41を通って排出される。また試薬プローブ7aは洗浄ポート35に入ると同時、もしくはその直後に、試薬プローブ7aから内洗水(洗浄液)を吐出してプローブ内側の洗浄を行う。使用した内洗水(洗浄液)は洗浄ポート35及び廃液管41を通って排出される。この段階では真空吸引は行われていない。
【0022】
図2Cにおいて、試薬プローブ7aを洗浄ポート35から上昇させる直前に外洗水の吐出を終了し、内洗水を出したまま、真空吸引口43a〜cより真空吸引を開始する。洗浄ポート35の気圧が低くなることでボール38が持ち上げられ、洗浄ポート35と廃液管41とは遮断され、洗浄ポート35内の真空度を維持する。このため、真空吸引により、試薬プローブの外側に付着した洗浄液(外洗水)だけではなく、試薬プローブ7aからの洗浄液(内洗水)も吸引することになるため、真空吸引口43a〜cより多量の洗浄液が吸引されることになる。
【0023】
図2Dにおいて、試薬プローブ7aが洗浄ポート35から引き上げられたときに真空吸引を停止する。これにともないボール38は元に位置に戻る。なお、試薬プローブ7aが洗浄ポート35から引き上げられる前である洗浄ポート35内で上昇している間に、洗浄液(内洗水)の吐出は終了する。
【0024】
図3Aに洗浄槽A33及び洗浄槽B32の洗浄機構構成例を示す。図2Cに関して説明したように、本実施例の洗浄槽の構成では真空吸引時に多量の洗浄液を吸引する。このため、図3Aに示す流路構成では、一旦吸引した洗浄液を溜める真空ビン51を設けている。真空ビン51には、吸引ノズルA53、吸引ノズルB52及び真空ノズル54が導入されており、真空ビン51に溜まった洗浄液を排出するための電磁弁SV3が接続されている。洗浄槽A33の真空吸引口43a〜cは電磁弁SV2を介して吸引ノズルA53に接続されている。同様に、洗浄槽B32の真空吸引口42a〜cは電磁弁SV1を介して吸引ノズルA52に接続されている。また、洗浄槽A33に設けられた廃液管A41に相当する廃液管B40が洗浄槽Bにも設けられており、外洗水などを排出する。真空ノズル54は電磁弁SV4を介して真空タンク56に接続されている。真空タンク56内の圧力は電磁弁SV4が閉のときは、真空ポンプ55により大気圧と比較して負圧の状態に維持される。なお、電磁弁の設置個所を除き、真空吸引口と吸引ノズルの経路間と、真空ノズルと真空タンクの経路間とは、可撓性のチューブで接続される。
【0025】
ここで図3Aの流路構成において、洗浄槽、真空ビンを動作させるための電磁弁SV1〜4の制御を図3Bに示す。図3Bでは、洗浄槽A33と洗浄槽B32とは交互に吸引動作させる。これにより、2つの洗浄槽を同時に吸引動作させることにより真空タンク56の真空度が急激に低下するのを防止している。すなわち、洗浄槽A33の洗浄液吸引動作を行う場合(No.1)には、電磁弁SV3を閉、電磁弁SV4を開とすることにより、真空ビン51を負圧にし、電磁弁SV2を開とすることにより洗浄槽A33からの洗浄液を吸引する。洗浄槽B32の洗浄液吸引動作を行う場合(No.2)も同様である。真空ビン51に溜まった洗浄液を排出する場合(No.3)は、電磁弁SV1,2を閉とし、電磁弁SV4を閉(大気開放)して真空ビン51を常圧とし、電磁弁SV3を開とする。
【0026】
洗浄槽の洗浄ポートから真空ビンに吸引される洗浄液は多量になるため、真空ビンで一度ためておき、その後排出させる必要がある。毎サイクル多量の洗浄液を吸引するため真空ビン内での洗浄液の最適化を図らないと、真空ビン内の洗浄液が真空タンク流路に流入し、洗浄液が真空タンクにたまり、真空性能を低下させてしまう。一方で自動分析装置内に真空ビンを配置するため、真空ビンはできるだけ小さくすることが望ましい。
【0027】
図3Bに示した電磁弁の動作を時間軸で示したタイムチャートが図4である。本例では1サイクルごとに真空ビンへの洗浄液の吸入と排出を実施するものである。上述の通り、洗浄槽A33を動作させ試薬プローブ7aに付着した洗浄液を吸引動作する期間Tと洗浄槽B32を動作させ試薬プローブ8aに付着した洗浄液を吸引動作する期間Tとが繰り返される。それぞれの期間において、電磁弁SV2(電磁弁SV1)を閉にしてから電磁弁SV3を開とするまでに、真空ビン内の圧力を静定させる待ち時間t(待ち時間t)を設けている。なお、待ち時間t=待ち時間tでよい。このような待ち時間を設ける理由は、以下の通りである。電磁弁SV2(SV1)を閉とした直後では、真空ビンの中では吸引した洗浄液と空気とが混じり合った状態で揺動している。このような状態で電磁弁SV3を開とすると、真空ビンの底で生じる急激な圧力変動により真空ビン内にたまった洗浄液が真空ビンの上方まで飛散し、真空ノズルに洗浄液が付着し、最終的に真空タンクへ引っ張られてしまうおそれがある。このため、待ち時間を設け、真空ビンの中の洗浄液が静止するのを待つ。洗浄液が静定していれば、電磁弁SV3を開としたときに真空ビンの中の洗浄液が飛散するのを抑制することができる。
【0028】
図5は吸引動作後の真空ビンの内部をより安定化させることが可能な別のタイムチャート例である。図5の例では、電磁弁SV4を閉とした後、遅延時間t(遅延時間t)だけさらに電磁弁SV2(SV1)を開のまま維持している。この結果、電磁弁SV3を開とする直前に電磁弁SV2(SV1)を閉とするようにしている。電磁弁SV4を閉じた状態で電磁弁SV2(SV1)が開とされることで、洗浄槽A33(洗浄槽B32)を介して真空ビン内が負圧状態から常圧状態に近づくため、電磁弁SV3を開ける直前に真空ビン内を大気圧に近い安定した状態まで戻すことが可能となり、より安定した洗浄液の排出が可能となる。なお、これらの電磁弁の制御もコントローラ21により実施される。
【0029】
ここで、短時間で試薬プローブに付着した洗浄液を取り除くためには、真空ビンに引き込む風量を上げる必要がある。洗浄槽から吸引された洗浄液は真空ビンの側面や底面に勢いよく衝突し、真空ビン内部に洗浄液の付着が発生する。風量が大きくなるほど、洗浄液の真空ビン内における跳ね返りも大きくなり、真空ビン全体に洗浄液の付着が発生する。一方で、真空ビンから真空タンクへの流路に真空ビンに吸引した洗浄液が引き込まれるのは抑制する必要がある。試薬プローブは毎サイクル洗浄されるので、真空ビンから真空タンクの流路に洗浄液の吸引量が多いと、真空タンクに洗浄液が蓄積し、真空タンクの性能を低下させ、その結果洗浄液の除去能力を低下させてしまう。例えば、真空ビン内で洗浄液が飛散しても真空ビンを長手方向に大きくすることで真空タンクへの洗浄液流入は抑制できるが、真空ビン自体が大きくなり望ましくない。
【0030】
吸引能力を低下させることなく、かつコンパクトな真空ビンの構造につき、図6A図6Cを用いて説明する。図6Aは真空ビンの上面図であり、図6BはそのA−A’線(点線)に沿った断面図であり、図6CはそのB−B’線(一点鎖線)に沿った断面図である。説明の便宜上、ノズル52〜54が接続される側を上側とし、廃液管に接続される側を下側という。真空ビン本体60は特に限定されないが樹脂で形成され、また少なくとも一部が透明樹脂で形成されていることが望ましい。透明樹脂で形成されていることにより、真空吸引に異状が生じたときに真空ビンの状態の確認が容易になる。
【0031】
真空ビン本体60の内部は、仕切62により、上側空間63と下側空間64に分離されている。また仕切62は下向きのテーパを有し、その中心部分に通気口61が設けられている。吸引ノズルA53、吸引ノズルB52は仕切62を通って、ノズルの先端はともに下側空間64に配置されている。真空ノズル54はその先端に真空ノズルカバー65が設けられ、上側空間63に配置されている。
【0032】
真空ビンは、通気口61及び真空ノズル54を介して真空吸引され、吸引ノズルA53及び吸引ノズルB52からそれぞれ洗浄槽A33及び洗浄槽B32の洗浄液が吸引される。吸引された洗浄液は下側空間64に排出される。下側空間64内では吸引された洗浄液が真空ビン底面にあたることで飛散する(図6C:点線の矢印)が、仕切62により上側空間63には洗浄液の回り込みを防止することが可能となり、結果として真空タンクへの洗浄液の流入は防止可能となる。また、仕切62は下向きのテーパ形状とすることで仕切62の下面に付着した洗浄液を落下させることが可能となる。また、仮に上側空間63に洗浄液が流入したとしても、仕切62のテーパ部、通気口61を介して排出される。
【0033】
さらに図6Cの構造では、真空ノズル54の中心軸と仕切62の通気口61の真空ビン本体の長手方向に延びる中心軸とをずらすことにより真空タンクへの洗浄液流入を防止している。真空ノズル54の中心軸と仕切62(通気口61)の中心軸とを合わせてしまうと、真空ノズルへの真空吸引ルートがまっすぐ下側空間64につながってしまい、真空ビンに衝突して細かい液粒となって下側空間64で飛散している洗浄液を直接、真空ノズルで吸引してしまうためである。
【0034】
加えて、真空ノズル54には真空ノズルカバー65を設けている。真空ノズルカバー65は、通気口61の中心軸に真空ノズルカバーの外径が入らないように設けている。さらには、通気口61の外径の直線上に真空ノズルカバーの外径がかぶらないように配置するとさらに洗浄液が真空ノズル54に流入するのを防止できる。図6Cの例では、真空ノズルカバー65は円筒形のカバーの先端を斜めに切った形状をしている。真空ノズルカバーに角度を設けた方が、その液切れ性が向上するためである。通気口61が上側空間63への洗浄液の流入口となるので、通気口61と真空ノズル54端部への気流の流れを妨げるように真空ノズルカバー65を設置する。
【0035】
なお、図6Cは一例であって、さまざまな変形が可能である。例えば、図6Cの例では仕切62は下向きのテーパ形状としているが、平面状の仕切とすることも可能である。この場合、仕切が平面である分、図6A〜Cに示した例に比べると、仕切下面に付着した液滴(洗浄液)が落下しにくいおそれがある。この対策として、仕切下面に対して撥水性コーティング膜を付することで仕切下面に液滴(洗浄液)が落下しやすくすることができる。また、上側空間63に流入した洗浄液が仕切上面に停滞しないように、仕切上面に親水性コーティング膜を付して、洗浄液が仕切上面で薄く広がるようにして、洗浄液が真空ノズル54に流入するのを抑制することも考えられる。
【0036】
一方、仕切62が全体的には下向きのテーパ形状であっても例えば、図7に示すように通気口61に下向きの延長部80が存在すると、洗浄液の液滴81が延長部80の内面に付着しやすくなり、付着した洗浄液が真空ノズルで吸引されることにより、上側空間63に移動する。この現象を低減させるためには図6B〜Cに示したように、仕切62の通気口61の周囲でテーパの勾配を変化させない、あるいは通気口61(仕切62がテーパ形状を有する場合はその最狭部)をできるだけ薄くしておくことが望ましい。
【0037】
図8A〜Cの例は、図6A〜Cの例よりさらに吸引力を強める、またはさらに大量の洗浄液を吸引する場合においても、真空ノズルに洗浄液が入り込むのを防止する能力を高めた構成である。上面図は図6Aと同じであり、図8A図6CのA−A’線(点線)に沿った断面図であり、図8B図6CのB−B’線(一点鎖線)に沿った断面図である。また、図8CはC−C’面で真空ビンを切断して上から見た図である。この例では、真空ビンは図6A〜Cの仕切62に相当する上側仕切62(同じ構造であるため、同じ符号を用いる)と下側仕切72を有し、真空ビン内の空間を、上側空間63、下側空間64、中間空間73の3つの空間に仕切っている。また、上側仕切62は、その最狭部に通気口61が形成された下向きのテーパ形状を有しており、下側仕切72は周縁部にスリット状の通気口71a〜cが形成された上向きのテーパ形状を有している。吸引ノズルA53、吸引ノズルB52は上側仕切62及び下側仕切72を通って、ノズルの先端はともに下側空間64に配置されている。真空ノズル54はその先端に真空ノズルカバー65が設けられ、上側空間63に配置されている。
【0038】
真空ビンは、通気口71a〜c、通気口61及び真空ノズル54を介して真空吸引され、吸引ノズルA53及び吸引ノズルB52からそれぞれ洗浄槽A33及び洗浄槽B32の洗浄液が吸引される。吸引された洗浄液は下側空間64に排出される。下側空間64内では吸引された洗浄液が真空ビン底面にあたることで飛散するが、この例では、下側仕切72の周縁部に設けた通気口71から、上側仕切62の中心部に設けた通気口61を経由して真空を引くことで、真空ビン底面で飛散した液滴が真空ノズル54に至る経路を長くし、洗浄液を真空ビン内に捕獲することで、真空ノズル54を通して真空タンク内に引き込まれる洗浄液の量を抑制する。
【0039】
実際、吸引ノズルA53及び吸引ノズルB52から吐出される洗浄液が多量でかつ勢いが強い場合は真空ビン底面に洗浄液があたり、下側空間64の側面をつたって上方に洗浄液が持ち上がる。仮に、通気口71を通って中間空間73に持ち上がったとしても下側仕切72は上向きのテーパ形状を有するため、洗浄液は下側空間64に落ちてくる。さらに上側仕切62の通気口61を超えて洗浄液が上側空間63にまで侵入したとしても、上側仕切62の下向きのテーパ形状を利用して中間空間73に洗浄液は落下し、さらに下側仕切72の傾斜を利用して下側空間64まで効果的に洗浄液を排出可能である。
【0040】
同一時間での真空の吸引量は開口部の直径に依存して決まり、かつ洗浄機構の吸引能力は真空ノズルの開口面積により定義するため、
通気口61の開口面積≧真空ノズル54の開口面積
とする。さらに、真空ビン内に複数の仕切りを設ける場合には、真空ノズルで吸引する真空ビン内の空気量を阻害しないため、
通気口71の開口面積≧通気口61の開口面積
図8Cのように通気口71が複数存在する場合は、開口面積の総和)
となるようにする。
【0041】
また、真空ビン本体60の内径D1と下側仕切72の直径D2との関係は、(D1−D2)/2が通気口71のスリットの開口幅となるため、吸引ノズルから吐出された洗浄液が通気口71まで持ち上がった場合に、通気口71に洗浄液がその表面張力により停滞しない程度の差とすることが必要である。
【0042】
例えば、D1=φ60mm、D2=φ58mmとすると、通気口71の開口幅は1.0mmとなり、洗浄液は通気口71に停滞しやすくなる。その状態で次のサイクルで真空ノズルから真空に引かれることにより、容易に中間空間73、上側空間63へと洗浄液が侵入してしまうおそれがある。このため、通気口71は、洗浄液が停滞しない最小の隙間で設計する必要がある。これは、真空ビンの直径、下側仕切72の厚み、材質による表面張力に依存して決定される。
【0043】
また、図8Cでは下側仕切72を真空ビン本体60に仕切保持部74a〜cにより保持しており、これにより区切られた通気口71a〜cが形成されている。もちろん剛性が確保される限りにおいて、仕切保持部74の数を減らしてもよく、一つ一つの仕切保持部74を細く、かつ数を増やして通気口71の数を増やしてもよい。また、真空ビンを仕切る数も3に限定されるわけではなく、真空ビンのサイズや一時的に溜められる洗浄液の量に応じてそれ以上の数に仕切ることも可能である。
【0044】
また、吸引ノズルから真空ビンに吐出される洗浄液の勢いを弱めることによっても、真空ビンから真空タンクに洗浄液が引き込まれる可能性を低減することができる。吐出される洗浄液の勢いを下げることで、真空ビンの底に洗浄液が衝突しても真空ビン内上部まで上がってくる液量を抑えることが可能となる。このため、図9に示すように、吸引ノズル90の途中に絞り形状91を設ける。絞り部91から吐出された洗浄液は、絞り部91より下の吸引ノズル90の内壁に衝突することによりエネルギーを失い、真空ビン底に洗浄液が接触するときには流速が遅くなる効果を得ることができる。
【0045】
図10Aに洗浄槽A33及び洗浄槽B32の別の洗浄機構構成例を示す。本例では真空ビンを洗浄槽A33及び洗浄槽B32用に個別に配置している。
【0046】
図3Aに示した流路構成例と相違する点を中心に説明する。真空ビンA51aには、吸引ノズルA53及び真空ノズルA54aが導入されており、真空ビンA51aに溜まった洗浄液を排出するための電磁弁SV7が接続されている。真空ノズルA54aは電磁弁SV5を介して真空タンク56に接続されている。洗浄槽A33の真空吸引口43a〜cは吸引ノズルA53に接続され、電磁弁SV5の動作により洗浄槽A33の真空吸引が制御される。同様に、真空ビンB51bには、吸引ノズルB52及び真空ノズルB54bが導入されており、真空ビンB51bに溜まった洗浄液を排出するための電磁弁SV8が接続されている。真空ノズルB54bは電磁弁SV6を介して真空タンク56に接続されている。洗浄槽B32の真空吸引口42a〜cは吸引ノズルB52に接続され、電磁弁SV6の動作により洗浄槽B32の真空吸引が制御される。真空タンク56に真空ポンプ55が接続され、真空タンク56内の圧力は電磁弁SV5及び電磁弁SV6が閉のときは大気圧と比較して負圧の状態に維持されている。
【0047】
図10Aの流路構成において、洗浄槽、真空ビンを動作させるための電磁弁SV5〜8の制御を図10Bに示す。洗浄槽A33の洗浄液吸引動作を行う場合(No.1)には、電磁弁SV7を閉、電磁弁SV5を開とすることにより、真空ビンA51aを負圧にし、洗浄槽A33からの洗浄液を吸引する。このとき、電磁弁SV6は閉とし、真空ノズルB54bと真空タンク56との間は遮断されている。同様に、洗浄槽B32の洗浄液吸引動作を行う場合(No.2)には、電磁弁SV8を閉、電磁弁SV6を開とすることにより、真空ビンB51bを負圧にし、洗浄槽B32からの洗浄液を吸引する。このとき、電磁弁SV5は閉とし、真空ノズルA54aと真空タンク56との間は遮断されている。真空ビンA51aに溜まった洗浄液を排出する場合(No.3)は、電磁弁SV6,8を閉とし、電磁弁SV5を閉(大気開放)して真空ビンA51aを常圧とし、電磁弁SV7を開とする。同様に、真空ビンB51bに溜まった洗浄液を排出する場合(No.4)は、電磁弁SV5,7を閉とし、電磁弁SV6を閉(大気開放)して真空ビンB51bを常圧とし、電磁弁SV8を開とする。
【0048】
図10Bに示した電磁弁の動作を時間軸で示したタイムチャートが図11である。洗浄槽A33を動作させ試薬プローブ7aに付着した洗浄液を吸引動作する期間Tと洗浄槽B32を動作させ試薬プローブ8aに付着した洗浄液を吸引動作する期間Tとが繰り返される。それぞれの期間において、電磁弁SV5(電磁弁SV6)を閉にしてから電磁弁SV7(電磁弁SV8)を開とするまでに、真空ビン内の圧力を静定させる待ち時間t(待ち時間t)を設けている。なお、真空ビンA51aと真空ビンB51bとが同じ形状であれば、待ち時間t=待ち時間tでよい。
【0049】
図10Aの流路を構成する各要素には、図6図9として説明した真空ビンやノズルの構成を適用することができる。
【0050】
以上、自動分析装置の試薬プローブを例に実施例を説明してきたが、開示技術は試薬プローブの洗浄液吸引のみならず、サンプルプローブの洗浄液吸引に対しても適用できる。また、図2A〜2Dに開示されている洗浄槽では洗浄から洗浄液除去までを一箇所で行う例を示したが、洗浄する洗浄部と洗浄水を除去する吸引部とを別に設けるような洗浄槽に対しても開示技術は適用できる。また、試薬ボトルの蓋に切り込みを入れ、その試薬ボトルから試薬を吸引する試薬プローブの洗浄液除去以外でも、試薬ボトルの蓋を除去して、その試薬ボトルから試薬を吸引する試薬プローブの洗浄液除去についても開示技術は適用できる。このように、液体を真空吸引する構造に関して広く応用可能な技術であり、短時間で大量の液体を吸引し一時的なバッファとして使用するような流路構成に適用して効果を得ることができる。
【符号の説明】
【0051】
1…反応ディスク、2…反応容器、3…洗浄機構、4…分光光度計、4a…光源、5,6…攪拌機構、7,8…試薬分注機構、7a,8a…試薬プローブ、9…試薬ディスク、10…試薬ボトル、11…サンプル分注機構、11a…サンプルプローブ、13…洗浄槽、15…試料容器、16…ラック、17…試料搬送機構、18…試薬用シリンジ、19…試料用シリンジ、20…洗浄用ポンプ、21…コントローラ、30,31…攪拌機構用洗浄槽、32,33…試薬分注機構用洗浄槽、35…洗浄ポート、36…吐出口、37…廃液管、38…ボール、40,41…廃液管、42a,42b,42c,43a,43b,43c…真空吸引口、51…真空ビン、52,53…吸引ノズル、54…真空ノズル、55…真空ポンプ、56…真空タンク、60…真空ビン本体、61…通気口、62…仕切、63…上側空間、64…下側空間、65…真空ノズルカバー、71…通気口、72…下側仕切、73…中間空間、74a,74b,74c…仕切保持部、80…延長部、81…液滴、90…吸引ノズル、91…絞り部、SV1,SV2,SV3,SV4,SV5,SV6,SV7,SV8…電磁弁。
図1
図2A
図2B
図2C
図2D
図3A
図3B
図4
図5
図6A
図6B
図6C
図7
図8A
図8B
図8C
図9
図10A
図10B
図11

【手続補正書】
【提出日】2018年12月21日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プローブが挿入可能とされ、吸引口が設けられた洗浄ポートを有する洗浄槽と、
真空タンクと、
前記真空タンクを大気圧と比較して負圧の状態とする真空ポンプと、
真空ビンと、
前記洗浄ポートの前記吸引口と前記真空ビンとを接続する吸引ノズルと、
前記真空タンクと前記真空ビンとを接続する真空ノズルと、
前記洗浄ポートにおいて前記プローブを洗浄する洗浄液が吐出されている期間に、負圧の状態とされた前記真空タンクと前記洗浄ポートとを前記真空ビンを介して導通させるコントローラとを有し、
前記真空ビンは、第1通気口を有する第1仕切により、真空ビン本体の長手方向に沿って第1空間及び第2空間が形成されており、
前記真空ノズルの先端は前記真空ビンの前記第1空間に配置され、前記吸引ノズルは前記第1仕切を貫通し、その先端が前記第2空間に配置される自動分析装置。
【請求項2】
(削除)
【請求項3】
(削除)
【請求項4】
請求項1において、
前記第1仕切の前記第1通気口の中心を通り、前記真空ビン本体の長手方向に延びる軸と前記真空ノズルの中心軸とは一致しない自動分析装置。
【請求項5】
請求項4において、
前記真空ビンの前記第1仕切は前記第1空間から前記第2空間に向けて狭まったテーパ形状であり、その最狭部に前記第1通気口が形成されている自動分析装置。
【請求項6】
請求項1において、
負圧の状態とされた前記真空タンクと前記洗浄ポートとの接続を制御する第1の弁と、
前記真空ビンに溜められた洗浄液の排出を制御する第2の弁とを有し、
前記コントローラは、前記第1の弁を閉じて所定の時間経過後に前記第2の弁を開とする自動分析装置。
【請求項7】
請求項6において、
前記真空ビンと前記真空タンクとの接続を制御する第3の弁を有し、
前記第1の弁は、前記真空ビンと前記洗浄ポートの前記吸引口との間に設けられ、
前記コントローラは、前記第3の弁を閉じて所定の時間経過後に前記第1の弁を閉じる自動分析装置。
【請求項8】
請求項5において、
前記真空ビンにおいて、前記真空ノズルの先端に真空ノズルカバーが設けられた自動分析装置。
【請求項9】
請求項5において、
前記吸引ノズルの内部に絞り形状を有する自動分析装置。
【請求項10】
請求項5において、
前記真空ビンの前記第2空間において、第3空間を形成する第2仕切を有し、
前記第2仕切は前記第1仕切と逆方向に狭まったテーパ形状を有するとともに、前記第2仕切の周縁部にスリット状の第2通気口が設けられた自動分析装置。
【請求項11】
請求項10において、
前記真空ビンの前記第3空間は前記第1仕切と前記第2仕切とにより形成される空間であり、
前記第2通気口の開口面積≧前記第1通気口の開口面積≧前記真空ノズルの開口面積である自動分析装置。
【請求項12】
請求項1において、
前記真空ビン本体は少なくともその一部が透明樹脂で形成されている自動分析装置。
【請求項13】
請求項1において、
前記プローブは試薬プローブである自動分析装置。
【請求項14】
請求項13において、
前記コントローラは、前記洗浄ポートにおいて前記試薬プローブの内側を洗浄する内洗水が吐出されている期間に、負圧の状態とされた前記真空タンクと前記洗浄ポートとを前記真空ビンを介して導通させる自動分析装置。
【国際調査報告】