JP2006010526A - ノズル詰まり検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学センサの小スペース化を図り、装置の小型化を実現する。
【解決手段】透明材料からなる液体の収容部１４と、該収容部に近接された光学センサ１８とを備え、吐出ノズルから前記収容部に液体を吐出した後、又は吸引ノズルにより前記収容部に存在する液体を吸引した後、該収容部の液体の有無を前記光学センサにより検知し、吐出ノズル又は吸引ノズルの詰まりを検出するノズル詰まり検出装置において、前記収容部１４に液体の有又は無により光を反射する反射手段としてプリズム部材１６を設置すると共に、前記光学センサ１８の発光部１８Ａと受光部１８Ｂとを前記収容部１４に対して同側に配設し、前記発光部１８Ａから出射した光が、前記受光部１８Ｂにより受光されるか否かにより前記ノズルの詰まりを検出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ノズル詰まり検出装置、特に検体分析装置に使用されるマイクロプレートに形成されているウェルを洗浄する際に洗浄液を吐出又は吸引するノズルに、詰まりが発生しているか否かを検出するノズル詰まり検出装置に関する。

従来、酵素免疫法等の分析を行なうための検体分析装置においては、反応容器としてのウェル（穴）が複数形成されたマイクロプレートが使用される。このマイクロプレートでは、各ウェルに所定の試薬を予め塗布し固相化してあり、これら各ウェルに検体を供給して検体と試薬とを反応させて検体の分析を行なうようになっている。

このような検体分析装置においては、上記マイクロプレートを用いて検体の反応を行なった後、各ウェルの洗浄を行なっている。この洗浄は、ウェル毎に洗浄液を吐出ノズルで供給すると共に、その洗浄液を吸引ノズルで回収することにより実行される。

このウェル毎の洗浄は、マイクロプレートに形成されているウェルの列を単位に実行されるため、例えば１２×８個のウェルが配列形成されている場合であれば、ウェルの間隔に合わせて配列された８組の吐出ノズルと吸引ノズルが用いられる。

このような８組のノズルを用いて、１列毎に８個ずつのウェルを順次洗浄する場合、全てのウェルに対して確実な洗浄を実現するためには、全組にノズル詰まりが生じないようにすることが極めて重要である。

そこで、従来より、例えば特許文献１に開示されているように、洗浄の前や後に、ノズル詰まり検出装置を用いてノズル詰まりが生じているか否かを検査することが行なわれている。

図８には、上から見た従来のノズル詰まり検出装置の一例を模式的に示すと共に、 図９にはその一部を拡大して示す。

この検出装置１００は、アクリル樹脂等の透明樹脂からなる液体容器本体１０２を備え、該容器本体１０２には、同樹脂からなる複数の液体収容部１０４が一体的に形成されている。

この検出装置１００は、前記のように８個のウェルを同時に洗浄するために使用される８組の吐出ノズルと吸引ノズルに適用される。そのため、図示されるように収容部１０４は、ノズルの組数に対応して８個形成されている。

又、この検出装置１００には、液体の有無を検知するための光学センサ１０６が設置され、該センサ１０６は各収容部１０４を間にそれぞれ近接配置された発光部１０６Ａと受光部１０６Ｂとを有している。

以上の構成からなる従来の検出装置１００は、液体収容部１０４の材料樹脂と、洗浄に使用する液体の屈折率の値が近いことから、該収容部１０４内に液体が存在する場合は、図９の左側に示すように、前記発光部１０６Ａから出射された光が、内部を透過するため前記受光部１０６Ｂで受光される。逆に、収容部１０４内に液体が存在しない場合は、同図の右側に示すように、前記発光部１０６Ａから出射された光が、収容部１０４の外面で反射されるため、受光部１０６Ｂで受光されないことになる。

この原理を利用し、ノズルから液体を収容部１０４内に吐出した際に、受光部１０６Ｂが受光しないセンサがある場合は、該当する位置の吐出ノズルに詰まりが生じていることを検出し、逆に吸引ノズルにより予め供給してある液体を吸引した際に、受光部１０６Ｂが受光したセンサがある場合には、該当する位置の吸引ノズルに詰まりが生じていることを検出していた。

特開２００２−１２２６０４号公報

しかしながら、前記従来のノズル詰まり検出装置には、液体の有無を検出する前記光学センサが、液体収容部を間にして発光部と受光部とを対向配置させていたため、センサ設置にそれだけ広いスペースが必要になり、装置を小型化することができないという問題があった。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、光学センサ設置の小スペース化を図り、装置の小型化を実現することができるノズル詰まり検出装置を提供することを課題とする。

本発明は、透明材料からなる液体の収容部と、該収容部に近接された光学センサとを備え、吐出ノズルから前記収容部に液体を吐出した後、又は吸引ノズルにより前記収容部に存在する液体を吸引した後、該収容部の液体の有無を前記光学センサにより検知し、吐出ノズル又は吸引ノズルの詰まりを検出するノズル詰まり検出装置において、前記収容部に液体の有又は無により光を反射する反射手段を形成すると共に、前記光学センサの発光部と受光部とを前記収容部に対して同側に配設し、前記発光部から出射した光が、前記受光部により受光されるか否かにより前記ノズルの詰まりを検出するようにしたことにより、前記課題を解決したものである。

本発明は、又、前記反射手段を、プリズム部材としても、あるいは前記収容部自体に形成されたプリズム形状部分としてもよい。

本発明は、又、前記収容部を、前記光学センサの非配設側を互いに突き合わせて２列配置してもよい。

本発明によれば、前記光学センサの発光部と受光部とを、液体の収容部に対して、同じ側に配設するようにしたので、従来のように収容部に対して対向配置する場合に比べ、小スペース化が可能となり、装置の小型化を実現することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１には、本発明に係る第１実施形態のノズル詰まり検出装置の概要を示し、同図（Ａ）は、同図（Ｂ）の平面図における１Ａ−１Ａ断面を矢印方向から見た図である。

本実施形態の検出装置１０は、前記図８に示した従来の場合と同様に、アクリル樹脂等の透明樹脂からなる液体容器本体１２を備え、該容器本体１２には同材料からなる８個の液体収容部１４が２列に配列形成されている。

この収容部１４の１つは、一部を拡大した図２の平面図に示すように、１つのコーナーを欠いた略矩形の壁部で囲まれた平面形状を有する所定深さの凹部からなり、一定量の液体を収容可能になっている。

又、図中上方の壁部１４Ａの内側には、断面が直角二等辺三角形の三角柱からなるプリズム部材（反射手段）１６が左右のガイド部１４Ｂに保持され、該プリズム部材１６の底辺面が該壁部１４Ａの内面に密着した状態で配置可能になっている。

このプリズム部材１６は、収容部１４の壁部１４Ａと同一材料で、例えばアクリル樹脂からなる別部材で形成され、上方からガイド部１４Ｂに沿って差し込むことにより図示したように配置可能であり、又、抜き出すことにより取り外すことも可能になっている。但し、収容部１４と一体に成型しても良いことは言うまでもない。

本実施形態では、プリズム部材１６を配置した側の収容部１４の外側に、液体検知用の光学センサ１８が、各収容部１４毎に設置されている。この光学センサ１８は、発光部（例えば、ＬＥＤ）１８Ａと受光部（例えば、ホトトランジスタ）１８Ｂが、収容部１４に対して同じ側に近接して配設され、発光部１８Ａから出射した光が、反射されて受光部１８Ｂで検知されるか否かにより、収容部１４内に液体があるか否かを検出できるようになっている。

即ち、同図に示されるように、収容部１４内に液体（洗浄液）が存在する場合は、アクリル樹脂の密度は１．１ｋｇ／ｍ³であり、液体の密度１．０ｋｇ／ｍ³である。従って、アクリル樹脂からなるプリズム部材１６の密度と液体の密度の差は小さいから、発光部１８Ａから出た光は、収容部１４内を透過する。一方、収容部１４内に液体が存在しない場合には、空気の密度は０．００１２ｋｇ／ｍ³であり、プリズム部材１６の密度と空気の密度の差が大きいから、図３に示すように、発光部１８Ａから出た光は、プリズム部材１６内に入った後２つの等辺面で順次反射され、反射光がその光路上に位置する受光部１８Ｂの方向に進行する。

このように、本実施形態では、８個の収容部１４において、それぞれ光学センサ１８が発光部１８Ａと受光部１８Ｂが同じ側に配設された構造になっている。又、これら光学センサ１８は、前記図１に示されるように、基板２０に固定されており、該基板２０をねじ２０Ａで液体容器本体１２に取り付けることにより、光学センサ１８を各収容部１４に所定の関係で設置できるようになっている。

又、本実施形態では、２列に配置された各８個の収容部１４が、それぞれ光学センサ１８が配設されていない側（非配設側）を、互いに突き合わせて近接された構造になっている。又、液体容器本体１２の中央部に位置する各列の収容部間には、余分な液体を逃がすための排液溝１２Ａが配列方向の全長に亘って形成されている。この排液溝１２Ａと両側の収容部１４との関係を、図１（Ｂ）における１Ｃ−１Ｃ断面である同図（Ｃ）に示す。

又、排液溝１２Ａ側の収容部１４には、図４に図１（Ａ）の一部を拡大して示すように、隣接する一方（図中左）の収容部１４側に高壁部１４Ｃが、反対側に低壁部１４Ｄが形成され、上方から供給された液体が多すぎた場合でも、隣接する収容部１４へは流入せずに排液溝１２Ａに排出されるようになっている。

本実施形態の検出装置では、マイクロプレートの洗浄に使用する洗浄装置が有するノズルの詰まり具合を検査する。

図５には、上記洗浄装置を模式的に示す。この洗浄装置３０は、液体（洗浄液）を供給する吐出ノズル３２と、逆に液体を回収するための吸引ノズル３４との組を単位として備えている。この図には、便宜上１組しか明示されていないが、実際には対象とするマイクロプレート（図示せず）に形成されている１列分のウェルの数８に対応して８組が備えられている。

本実施形態において、マイクロプレートの洗浄前又は後に、洗浄装置２０が備えている８組のノズルが詰まっているかどうかを検査するために、各組の吐出ノズル２０Ａから対応する位置の各収容部１４に液体を吐出し、その後各収容部１４に設置されている光学センサ１８により、液体が存在するか否かを検査する。

即ち、前記図２に示したように、発光部１８Ａから出射した光が、収容部１４を透過し、受光部１８Ｂで検知されない場合は、液体が存在することから、吐出ノズル２０Ａに詰まりは生じていないことが検出される。逆に、前記図３に示したように、出射光がプリズム部材１６に入射した後、２つの等辺面にてそれぞれ反射されて受光部１８Ｂで検知された場合は、その収容部１４に液体が存在していないことから、吐出ノズル２０Ａが詰まっていることが検出される。

吸引ノズル２０Ｂの場合は反対に、各収容部１４に予め液体が存在する状態から、それぞれ液体を吸引した後に、同様に光学センサ１８により逆の現象が検知されるか否かにより詰まりを検出する。

以上詳述した本実施形態によれば、発光部１８Ａ、受光部１８Ｂを収容部１４に対して同じ側に配設するようにしたことにより、センサ１８を小スペース化することが可能となり、検出装置の小型化が可能となる。

又、光学センサ１８の小スペース化により、収容部１４を２列配置することが可能となり、結果として洗浄装置のノズルの組を２列配置することが可能となる。

又、このようにノズルの組を２列配置することにより、検体分析装置の処理能力を従来の倍にすることが可能となる。

更に、この処理能力の向上によって、作業能率の向上と作業時間の短縮とを実現することが可能となる。

図６には、本発明に係る第２実施形態の検出装置の一部を模式的に示す。同図（Ａ）は、同図（Ｂ）の平面図に示した検出装置を、左方向から見た側面図である。

この検出装置１０も、第１実施形態と同様に、透明樹脂からなる液体容器本体１２を備え、該容器本体１２には収容部１４が２列配置され、各列の収容部１４の外側には、それぞれ近接して同側に発光部１８Ａと受光部１８Ｂ（明示せず）を有する光学センサ１８が配設された構成になっている。

本実施形態の特徴は、各収容部１４が上から見るとホームベース形状をしており、光学センサ１８とは反対側の内壁面は、前記プリズム部材１６と同様に直角二等辺三角形の等辺部分を構成し、液体が存在すると反射手段として機能するようになっている。即ち、収容部１４自体にプリズム形状部分が形成されている。

対向する収容部１４の間には、図６（Ａ）に示されるように、一段低い溝部１２Ｂが形成され、該溝部１２Ｂには同図（Ｂ）に丸で示される排液穴１２Ｃが形成され、余分な液体が排除されるようになっている。

本実施形態では、前記第１実施形態のようなプリズム部材１６を使用せず、収容部１４に液体の存在する場合に、該収容部１４自体がプリズムとして機能するようになっている。

従って、光学的な現象としては逆になるが、図７に収容部１４の一部を抽出して示すように、該収容部１４に液体が存在しない場合は、同図（Ａ）のように発光部１８Ａからの光は透過して、受光部１８Ｂに検知されず、逆の場合は同図（Ｂ）のように出射光は反射され、受光部１８Ｂで検知されることになる。

なお、前記実施形態では、収容部が８個２列に配置されている場合を示したが、これに限定されず、任意である。

又、プリズム部材も樹脂ではなくガラス製であってもよい。

本発明に係る第１実施形態のノズル詰まり検出装置の概要を示す断面図と部分平面図 第１実施形態のノズル詰まり検出装置の要部と作用を示す拡大部分平面図 第１実施形態のノズル詰まり検出装置の要部と作用を示す他の拡大部分平面図 液体収容部の壁部の特徴を示す拡大断面図 検出装置の検出対象である洗浄装置の特徴を示す説明図 本発明に係る第２実施形態のノズル詰まり検出装置の概要を示す側面図と部分平面図 第２実施形態の要部と作用を示す拡大部分平面図 従来のノズル詰まり検出装置の概要を示す平面図 従来のノズル詰まり検出装置の特徴を示す拡大部分平面図

符号の説明

１０…ノズル詰まり検出装置
１２…液体容器本体
１２Ａ…排液溝
１４…収容部
１４Ａ…ガイド部
１４Ｂ…壁面
１６…プリズム部材
１８…光学センサ
１８Ａ…発光部
１８Ｂ…受光部
３０…洗浄装置
３２…吐出ノズル
３４…吸引ノズル

Claims (4)

1. 透明材料からなる液体の収容部と、該収容部に近接された光学センサとを備え、
   吐出ノズルから前記収容部に液体を吐出した後、又は吸引ノズルにより前記収容部に存在する液体を吸引した後、該収容部の液体の有無を前記光学センサにより検知し、吐出ノズル又は吸引ノズルの詰まりを検出するノズル詰まり検出装置において、
   前記収容部に液体の有又は無により光を反射する反射手段を形成すると共に、
   前記光学センサの発光部と受光部とを前記収容部に対して同側に配設し、
   前記発光部から出射した光が、前記受光部により受光されるか否かにより前記ノズルの詰まりを検出することを特徴とするノズル詰まり検出装置。
2. 前記反射手段が、プリズム部材であることを特徴とする請求項１に記載のノズル詰まり検出装置。
3. 前記反射手段が、前記収容部自体に形成されたプリズム形状部分であることを特徴とする請求項１に記載のノズル詰まり検出装置。
4. 前記収容部を、前記光学センサの非配設側を互いに突き合わせて２列配置したことを特徴とする請求項１に記載のノズル詰まり検出装置。

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