JP6481761B2 - 前処理装置及びこれを備えた分析システム - Google Patents

Description

本発明は、試料に対して前処理を実行する前処理装置に関するものである。

例えば全血、血清、濾紙血、尿などの生体由来の試料に含まれる成分の分析を行う際、試料に対して前処理装置により前処理を行った後、分析を行う場合がある。前処理としては、分析に不要な特定成分を試料から除去して必要成分を抽出する処理や、抽出された試料を濃縮又は乾固させる処理などを例示することができる。このような前処理を自動的に実行する前処理装置として、従来から種々の構成が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。

例えば特許文献１では、試料を通過させて試料中の特定成分を分離させる分離剤を有するカートリッジ（分離容器）が、共通の搬送機構により複数保持されて搬送される構成が開示されている。複数のカートリッジは、所定位置に設けられた圧力負荷機構に対して搬送機構により順次搬送され、当該圧力負荷機構において圧力が負荷されることにより試料の抽出が行われる。カートリッジからの抽出液を受ける複数の受皿容器（回収容器）は、カートリッジの下方において、カートリッジとは別の搬送機構によって搬送されることにより、試料の抽出が連続的に行われる。

特開２０１０−６０４７４号公報

この種の前処理装置では、通常、試料に試薬が添加される。試薬は、例えばノズルにより吸入され、当該ノズルから所定量の試薬が吐出されることにより試料に添加される。このような処理を行う際、ノズルに連通する試薬の流路内に多くの空気が入った状態では、吐出される試薬の量にばらつきが生じやすいため、分析精度が低下するおそれがある。

そこで、ノズルに試薬を吸入する際には、まずノズルに連通する流路内に水を満たした状態とし、その水と試薬を分離することができる程度の少量の空気をノズル内に吸入した上で、試薬を吸入する。このようにノズル内に空気を吸入した場合であっても、水と試薬とが混合して試薬が薄まる場合があるため、ノズル内に吸入する試薬の量は、実際にノズルから吐出される試薬の量に余分量を加えた量に設定される。

しかしながら、例えば血清や血漿成分を含む試料などに添加される試薬は、有機溶媒を含んでいるため、水溶性の液と比較して粘性及び表面張力が小さい。そのため、ノズル内で試薬が水と混合しやすく、上記のようにノズル内に空気を吸入し、かつ、余分量を加えた量の試薬を吸入した場合であっても、試薬が薄まり分析精度が低下するおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ノズル内に吸入した試薬が薄まりにくい前処理装置及びこれを備えた分析システムを提供することを目的とする。

本発明に係る前処理装置は、試料に対して前処理を実行する前処理装置であって、ノズルと、吸入処理部と、吐出処理部とを備える。前記ノズルは、試料に試薬を添加する。前記吸入処理部は、前記ノズル内に水を満たした状態で、当該ノズル内に空気を吸入させた後、混合防止液を吸入させ、空気を再度吸入させてから、試薬を吸入させる処理を行う。前記吐出処理部は、前記吸入処理部の処理の後に、前記ノズル内の試薬を吐出させて試料に添加させる処理を行う。

このような構成によれば、ノズル内の水と試薬との間に、空気を挟んで混合防止液が吸入される。これにより、例えば有機溶媒を含む試薬のように、粘性及び表面張力が小さい試薬をノズル内に吸入する場合などであっても、ノズル内に吸入した試薬が薄まりにくい。したがって、試薬が薄まることに起因して分析精度が低下するのを防止することができる。

前記前処理装置は、前記吸入処理部の処理により前記ノズル内に吸入される混合防止液の選択を受け付ける選択受付部をさらに備えていてもよい。

このような構成によれば、複数種類の混合防止液の中から使用する混合防止液を選択することができる。これにより、試薬の種類などに応じて最適な混合防止液を選択することができるため、ノズル内に吸入する試薬をより薄まりにくくすることができる。

前記前処理装置は、前記吸入処理部の処理により前記ノズル内に吸入される混合防止液の量の設定を受け付ける吸入量受付部をさらに備えていてもよい。

このような構成によれば、ノズル内に吸入される混合防止液の量を設定することができるため、試薬の種類などに応じて混合防止液の量を最適な値に設定することによって、ノズル内に吸入する試薬をより薄まりにくくすることができる。

前記前処理装置は、前記ノズル内に吸入される試薬及び混合防止液の組み合わせに基づいて、前記吸入処理部による空気の吸入量、混合防止液の吸入量、吸入速度、吸入後の待ち時間、及び、前記吐出処理部による吐出速度の少なくとも１つのパラメータを自動で算出するパラメータ算出部をさらに備えていてもよい。

このような構成によれば、試薬及び混合防止液の組み合わせに基づいて、ノズル内に吸入する試薬が薄まりにくくなるようなパラメータを自動で算出することができる。したがって、パラメータの設定が難しい場合であっても、試薬を確実に薄まりにくくすることができる。

前記吸入処理部は、前記吐出処理部の処理により前記ノズル内から吐出される試薬の量に余分量を加えた量の試薬を当該ノズル内に吸入させてもよい。この場合、前記少なくとも１つのパラメータには、前記余分量が含まれていてもよい。

このような構成によれば、ノズル内に吸入する試薬の余分量についても最適な値が自動で算出されるため、試薬をより確実に薄まりにくくすることができる。

本発明に係る分析システムは、前記前処理装置と、分析装置と、制御部とを備える。前記分析装置には、前記前処理装置において前処理が実行された試料が導入される。前記制御部は、前記前処理装置及び前記分析装置を連動させて自動制御する。

本発明によれば、ノズル内の水と試薬との間に、空気を挟んで混合防止液が吸入されるため、ノズル内に吸入した試薬が薄まりにくい。

本発明の一実施形態に係る分析システムの構成例を示す概略正面図である。 前処理装置の構成例を示す平面図である。 分離容器の構成例を示す側面図である。 図３Ａの分離容器の平面図である。 図３ＢのＡ−Ａ断面を示す断面図である。 回収容器の構成例を示す側面図である。 図４Ａの回収容器の平面図である。 図４ＢのＢ−Ｂ断面を示す断面図である。 分離容器及び回収容器が重ね合せられた状態の前処理キットを示す断面図である。 濾過ポートの構成例を示す平面図である。 図６ＡのＸ−Ｘ断面を示す断面図である。 図６ＡのＹ−Ｙ断面を示す断面図である。 濾過ポートに前処理キットを設置した状態を示す断面図である。 負圧負荷機構の構成例を示す概略図である。 試薬添加機構の構成例を示した概略図である。 試薬添加ノズル内に試薬を吸入する際の態様について説明するための図である。 分析システムの電気的構成の一例を示すブロック図である。 操作表示部に表示される装置状態画面の一例を示す図である。 操作表示部に表示される条件設定画面の一例を示す図である。 前処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。 前処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。

図１は、本発明の一実施形態に係る分析システムの構成例を示す概略正面図である。この分析システムは、前処理装置１、ＬＣ（液体クロマトグラフ）１００及びＭＳ（質量分析装置）２００を備えており、前処理装置１により前処理を実行した試料が、ＬＣ１００及びＭＳ２００に順次導入されて分析が行われる。すなわち、本実施形態に係る分析システムは、前処理装置１に液体クロマトグラフ質量分析装置（ＬＣ／ＭＳ）が接続された構成となっている。ただし、このような構成に限らず、ＭＳ２００が省略されることにより、前処理装置１により前処理を実行した試料が、ＬＣ１００にのみに導入されるような構成であってもよいし、他の分析装置に導入されるような構成であってもよい。

前処理装置１は、例えば全血、血清、濾紙血、尿などの生体由来の試料に対して、試料分注、試薬分注、攪拌、濾過といった各種の前処理を行う。これらの前処理により抽出された試料は、ＬＣ１００に備えられたオートサンプラ１０１を介してＬＣ１００に導入される。ＬＣ１００には、カラム（図示せず）が備えられており、当該カラム内を試料が通過する過程で分離された試料成分が、ＭＳ２００に順次導入される。ＭＳ２００は、ＬＣ１００から導入された試料をイオン化するイオン化部２０１と、イオン化された試料を分析する質量分析部２０２とを備えている。

前処理装置１には、例えばタッチパネルを含む操作表示部１ａが備えられている。分析者は、操作表示部１ａの表示画面に対する操作により、前処理装置１の動作に関する入力を行うことができるとともに、操作表示部１ａの表示画面に表示された前処理装置１の動作に関する情報を確認することができる。ただし、タッチパネル式の操作表示部１ａが設けられた構成に限らず、例えば液晶表示器により構成される表示部と、操作キーなどにより構成される操作部とが、別々に設けられた構成であってもよい。

図２は、前処理装置１の構成例を示す平面図である。この前処理装置１では、分離容器５０と回収容器５４の組からなる前処理キットを試料ごとに１組用いて、各前処理キットに対して設定された前処理項目（試料分注、試薬分注、攪拌、濾過など）が実行される。分離容器５０は、試料及び試薬が注入される前処理容器を構成している。前処理装置１には、各前処理項目を実行するための複数の処理ポートが設けられており、試料が収容された前処理キットをいずれかの処理ポートに設置することで、その前処理キットに収容されている試料に対して、各処理ポートに対応する前処理項目が実行されるようになっている。

処理ポートとしては、各前処理項目に対応付けて、濾過ポート３０、分注ポート３２、廃棄ポート３４、攪拌ポート３６ａ、温調ポート３８，４０、転送ポート４３及び洗浄ポート４５などが設けられている。これらの各処理ポートは、複数種類の前処理をそれぞれ実行する複数の前処理部を構成している。ここで、前処理項目とは、分析者が指定した分析項目を実行するために必要な前処理の項目である。

前処理キットを構成する分離容器５０及び回収容器５４は、搬送部としての搬送アーム２４によって各処理ポート間で搬送される。搬送アーム２４の先端側には、分離容器５０及び回収容器５４を保持するための保持部２５が形成されている。搬送アーム２４の基端部側は、鉛直軸２９を中心に回転可能に保持されている。搬送アーム２４は水平方向に延びており、鉛直軸２９を中心に回転することにより、保持部２５が水平面内で円弧状の軌道を描くように移動する。分離容器５０及び回収容器５４の搬送先である各処理ポートや、その他のポートは、全て保持部２５が描く円弧状の軌道上に設けられている。

前処理キットには、試料容器６から試料が分注される。試料が収容された試料容器６は、試料設置部２に複数設置することができ、サンプリング部としてのサンプリングアーム２０により各試料容器６から試料が順次採取される。試料設置部２には、複数の試料容器６を保持するサンプルラック４が、円環状に並べて複数設置される。試料設置部２は、水平面内で回転することにより、各サンプルラック４を周方向に移動させる。これにより、所定のサンプリング位置に各試料容器６を順次移動させることができる。ここで、サンプリング位置は、サンプリングアーム２０の先端部に設けられたサンプリングノズル２０ａの軌道上に位置しており、当該サンプリング位置においてサンプリングノズル２０ａにより試料容器６から試料が採取される。

サンプリングアーム２０は、基端部側に設けられた鉛直軸２２を中心に水平面内で回転可能であるとともに、鉛直軸２２に沿って鉛直方向に上下動可能である。サンプリングノズル２０ａは、サンプリングアーム２０の先端部において鉛直下方に向かって保持されており、サンプリングアーム２０の動作に応じて、水平面内で円弧状の軌道を描く移動又は鉛直方向への上下動が行われる。

サンプリングノズル２０ａの軌道上で、かつ搬送アーム２４の保持部２５の軌道上となる位置には、分注ポート３２が設けられている。分注ポート３２は、未使用の分離容器５０に対してサンプリングノズル２０ａから試料を分注するためのポートである。未使用の分離容器５０は、搬送アーム２４によって分注ポート３２に搬送される。

サンプルラック４が円環状に並べて配置された試料設置部２の中央部には、試薬容器１０を設置するための試薬設置部８が設けられている。試薬設置部８に設置された試薬容器１０内の試薬は、試薬アーム２６によって採取される。試薬アーム２６は、その基端部が搬送アーム２４と共通の鉛直軸２９によって支持されており、当該鉛直軸２９を中心に水平面内で回転可能であるとともに、鉛直軸２９に沿って鉛直方向に上下動可能である。試薬アーム２６の先端部には、試薬添加ノズル２６ａが鉛直下方に向かって保持されており、当該試薬添加ノズル２６ａは、試薬アーム２６の動作に応じて、水平面内で搬送アーム２４の保持部２５と同一の円弧状の軌道を描く移動又は鉛直方向への上下動が行われる。

試薬設置部８は、試料設置部２とは独立して水平面内で回転可能となっている。試薬設置部８には、複数の試薬容器１０が円環状に並べて配置され、試薬設置部８が回転することによって各試薬容器１０が周方向に移動する。これにより、所定の試薬採取位置に所望の試薬容器１０を移動させることができる。ここで、試薬採取位置は、試薬アーム２６の先端部に設けられた試薬添加ノズル２６ａの軌道上に位置しており、当該試薬採取位置において試薬添加ノズル２６ａにより試薬容器１０から試薬が採取される。試薬容器１０内の試薬は、試薬添加ノズル２６ａにより吸入された後、分注ポート３２に設置された分離容器５０に対して分注されることにより、当該分離容器５０内の試料に添加される。

分離容器５０及び回収容器５４は、試料設置部２や試薬設置部８とは異なる位置に設けられた容器保持部１２により保持されている。容器保持部１２には、未使用の分離容器５０及び回収容器５４が重ねられた状態の複数組の前処理キットが、円環状に並べて配置された複数（図２の例では４８個）の保持位置５３にそれぞれ保持される。容器保持部１２には、水平面内で回転する回転部１４と、当該回転部１４に対して着脱可能な複数の容器ラック１６とが備えられている。

各容器ラック１６には、複数の前処理キットを保持することができる。複数の容器ラック１６は、回転部１４上に円環状に並べて設置される。円環状に並べて配置された複数の容器ラック１６により、複数の前処理キットを保持する円環状の保持領域が形成される。回転部１４は、水平面内で回転することにより、各容器ラック１６を保持領域の周方向に変位させる。これにより、複数の前処理キットを所定の搬送位置に順次移動させることができる。ここで、搬送位置は、搬送アーム２４の先端部に設けられた保持部２５の軌道上に位置しており、当該搬送位置において保持部２５により分離容器５０又は回収容器５４が保持され、搬送先のポートへと搬送される。

すなわち、容器保持部１２の各保持位置５３に保持されている前処理キット（分離容器５０又は回収容器５４）が、それぞれ搬送位置から一定の順序で搬出されて使用されることにより、前処理が順次行われる。上記一定の順序は、特に限定されるものではないが、例えば複数の容器ラック１６の順序が定められているとともに、各容器ラック１６において複数の保持位置５３の順序が定められている。したがって、いずれかの容器ラック１６の全ての保持位置５３に保持されている前処理キットが搬出された後に、次の容器ラック１６の各保持位置５３に保持されている前処理キットが順次搬出されることとなる。図２では図示しないが、各保持位置５３には、上記一定の順序に従って番号が対応付けて表示されている。

このように、複数の容器ラック１６に分割して前処理キットを保持することにより、各容器ラック１６を回転部１４に対して個別に着脱することが可能になる。これにより、いずれかの容器ラック１６に保持された分離容器５０又は回収容器５４に対する処理が行われている場合であっても、他の容器ラック１６を着脱して別の作業を行うことができるため、前処理効率を向上させることができる。

ただし、分離容器５０及び回収容器５４は、容器ラック１６を介して容器保持部１２により保持されるような構成に限らず、例えば容器保持部１２に直接保持されるような構成であってもよい。また、分離容器５０及び回収容器５４は、互いに重ね合せられた状態で容器保持部１２により保持されるような構成に限らず、分離容器５０及び回収容器５４が個別に保持されるような構成であってもよい。さらに、複数の容器ラック１６は、円環状に並べて配置されるような構成に限らず、例えば円弧状に並べて配置されるような構成であってもよい。この場合は、円環状ではなく、円弧状の保持領域に複数の分離容器５０及び回収容器５４が保持される。

容器保持部１２には、異なる分離性能を有する分離層が設けられた複数種類（例えば２種類）の分離容器５０を分析者が設置しておくことができる。これらの分離容器５０は、試料の分析項目に応じて使い分けられ、分析者によって指定された分析項目に応じた分離容器５０が容器保持部１２から選択されて搬送される。ここで、分析項目とは、前処理装置１で前処理が施された試料を用いて引き続き行われる分析の種類であり、例えばＬＣ１００又はＭＳ２００により実行される分析の種類である。

図３Ａは、分離容器５０の構成例を示す側面図である。図３Ｂは、図３Ａの分離容器５０の平面図である。図３Ｃは、図３ＢのＡ−Ａ断面を示す断面図である。図４Ａは、回収容器５４の構成例を示す側面図である。図４Ｂは、図４Ａの回収容器５４の平面図である。図４Ｃは、図４ＢのＢ−Ｂ断面を示す断面図である。図５は、分離容器５０及び回収容器５４が重ね合せられた状態の前処理キットを示す断面図である。

分離容器５０は、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、試料や試薬を収容する内部空間５０ａを有する円筒状の容器である。内部空間５０ａの底部には、分離層５２が設けられている。分離層５２とは、例えば試料を通過させて特定成分と物理的又は化学的に反応することで、試料中の特定成分を選択的に分離させる機能を有する分離剤又は分離膜である。

分離層５２を構成する分離剤としては、例えばイオン交換樹脂、シリカゲル、セルロース、活性炭などを用いることができる。また、分離膜としては、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）膜、ナイロン膜、ポリプロピレン膜、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）膜、アクリル共重合体膜、混合セルロース膜、ニトロセルロース膜、ポリエーテルスルホン膜、イオン交換膜、グラスファイバー膜などを用いることができる。

試料中の蛋白質を濾過によって取り除くための除蛋白フィルタ（分離膜）としては、ＰＴＦＥ、アクリル共重合体膜などを用いることができる。この場合、除蛋白フィルタの目詰まりを防止するために、分離層５２の上側にプレフィルタ（図示せず）を設けてもよい。このようなプレフィルタとしては、例えばナイロン膜、ポリプロピレン膜、グラスファイバー膜などを用いることができる。プレフィルタは、試料中から粒径の比較的大きい不溶物質や異物を取り除くためのものである。このプレフィルタにより、除蛋白フィルタが粒径の比較的大きい不溶物質や異物によって目詰まりするのを防止することができる。

分離容器５０の上面には、試料や試薬を注入するための開口５０ｂが形成されている。また、分離容器５０の下面には、分離層５２を通過した試料を抽出するための抽出口５０ｄが形成されている。分離容器５０の外周面の上部には、搬送アーム２４の保持部２５を係合させるための鍔部５０ｃが周方向に突出するように形成されている。

分離容器５０の外周面の中央部には、当該分離容器５０が回収容器５４とともに濾過ポート３０に収容されたときに濾過ポート３０の縁に接触するスカート部５１が設けられている。スカート部５１は、分離容器５０の外周面から周方向に突出し、そこから下方に延びるように断面Ｌ字状に形成されることにより、分離容器５０の外周面との間に一定の空間を形成している。

回収容器５４は、図４Ａ〜図４Ｃ及び図５に示すように、分離容器５０の下部を収容し、分離容器５０の抽出口５０ｄから抽出された試料を回収する円筒状の容器である。回収容器５４の上面には、分離容器５０の下部を挿入させる開口５４ｂが形成されている。回収容器５４の内部には、分離容器５０におけるスカート部５１よりも下側の部分を収容する内部空間５４ａが形成されている。回収容器５４の外周面の上部には、分離容器５０と同様に、搬送アーム２４の保持部２５を係合させるための鍔部５４ｃが周方向に突出するように形成されている。

図５のように分離容器５０及び回収容器５４が重ね合せられた状態では、回収容器５４の上部がスカート部５１の内側に入り込む。分離容器５０の外径は、回収容器５４の内径よりも小さく形成されている。これにより、回収容器５４の内部空間５４ａに収容された分離容器５０の外周面と、回収容器５４の内周面との間に、僅かな隙間が形成される。容器保持部１２には、分離容器５０の下部が回収容器５４内に収容された状態（図５の状態）で、分離容器５０及び回収容器５４が設置される。

回収容器５４の上面の縁には、３つの切欠き５４ｄが形成されている。したがって、図５のように分離容器５０及び回収容器５４が重ね合せられることにより、回収容器５４の上面がスカート部５１の内面に当接した状態であっても、切欠き５４を介して、回収容器５４の内側と外側とを連通させることができる。ただし、切欠き５４ｄの数は、３つに限らず、２つ以下であってもよいし、４つ以上であってもよい。また、切欠き５４ｄに限らず、例えば***が形成された構成などであってもよい。

再び図２を参照すると、濾過ポート３０は、容器保持部１２の内側に設けられている。すなわち、濾過ポート３０の外周に並べて配置された複数の容器ラック１６により、円環状又は円弧状の保持領域が形成されており、当該保持領域に複数の分離容器５０及び回収容器５４が保持されている。このように、分離容器５０及び回収容器５４の保持領域が円環状又は円弧状に形成され、その中央部の空きスペースに濾過ポート３０の設置スペースを確保することによって、よりコンパクトな構成とすることができる。

特に、本実施形態では、分離容器５０及び回収容器５４が重ねられた状態で保持領域に保持されるため、分離容器５０及び回収容器５４の保持領域を別々に設ける必要がない。したがって、より多くの分離容器５０及び回収容器５４を小さい保持領域で保持することができる。これにより、分離容器５０及び回収容器５４の保持領域を小さくすることができ、さらにコンパクトな構成とすることができる。

また、円環状又は円弧状に形成された保持領域の中央部に濾過ポート３０を設けることにより、保持領域に保持されている複数の分離容器５０及び回収容器５４と濾過ポート３０の距離を比較的短くすることができる。これにより、分離容器５０及び回収容器５４を濾過ポート３０に搬送する時間を短縮することができるため、前処理効率を向上させることができる。

濾過ポート３０は、分離容器５０内の試料に圧力を付与することにより分離層５２で試料を分離させる濾過部を構成している。本実施形態では、例えば２つの濾過ポート３０が搬送アーム２４の保持部２５の軌道上に並べて設けられている。分離容器５０及び回収容器５４は、図５のように重ね合せられた状態で各濾過ポート３０に設置され、負圧によって分離容器５０内の分離層５２で分離された試料が、回収容器５４内に回収されるようになっている。ただし、分離容器５０及び回収容器５４は、互いに重ね合せられた状態で各濾過ポート３０に設置されるような構成に限らず、分離容器５０及び回収容器５４が個別に設置されるような構成であってもよい。また、濾過ポート３０の数は、２つに限らず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

攪拌ポート３６ａは、容器保持部１２の近傍に設けられた攪拌部３６に、例えば搬送アーム２４の保持部２５の軌道上に並べて３つ設けられている。攪拌部３６は、各攪拌ポート３６ａを個別に水平面内で周期的に動作させる機構を有している。このような機構により、各攪拌ポート３６ａに配置された分離容器５０内の試料を攪拌することができる。ただし、攪拌ポート３６ａの数は、３つに限らず、２つ以下であってもよいし、４つ以上であってもよい。

温調ポート３８，４０は、例えばヒータとペルチェ素子により温度制御された熱伝導性のブロックに設けられており、温調ポート３８，４０に収容された分離容器５０又は回収容器５４の温度が一定温度に調節される。温調ポート３８は、分離容器５０用であり、例えば搬送アーム２４の保持部２５の軌道上に並べて４つ配置されている。温調ポート４０は、回収容器５４用であり、分離容器５０用の温調ポート３８と同様、例えば搬送アーム２４の保持部２５の軌道上に並べて４つ配置されている。ただし、温調ポート３８，４０の数は、それぞれ４つに限らず、３つ以下であってもよいし、５つ以上であってもよい。

図６Ａは、濾過ポート３０の構成例を示す平面図である。図６Ｂは、図６ＡのＸ−Ｘ断面を示す断面図である。図６Ｃは、図６ＡのＹ−Ｙ断面を示す断面図である。図６Ｄは、濾過ポート３０に前処理キットを設置した状態を示す断面図である。

濾過ポート３０は、例えば凹部からなり、当該凹部が前処理キットを設置するための設置空間３０ａを構成している。すなわち、搬送アーム２４により容器保持部１２から搬送された分離容器５０及び回収容器５４が、図６Ｄに示すように、互いに重ねられた状態で設置空間３０ａ内に設置される。このとき、設置空間３０ａには、まず回収容器５４が収容され、その後に回収容器５４の内部空間５４ａに分離容器５０の下部が収容される。

濾過ポート３０内には、回収容器５４を挟み込むように保持する保持部材３１が設けられている。保持部材３１は、例えば上方が開放されたＵ字状の金属部材であり、上方に延びた２本の腕部が濾過ポート３０の内径方向へ弾性的に変位可能な２本の板ばねを構成している。保持部材３１の２本の板ばね部分は、例えば上端部と下端部の間の部分において、互いの間隔が最も狭くなるように内側に窪んだ湾曲形状又は屈曲形状となっている。２本の板ばね部分の間隔は、上端部及び下端部では回収容器５４の外径よりも大きく、最も間隔が狭い部分では回収容器５４の外径よりも小さくなっている。

上記のような保持部材３１の形状により、濾過ポート３０の設置空間３０ａ内に回収容器５４が差し込まれた場合には、回収容器５４が下降するのに応じて保持部材３１の２本の板ばね部分が開き、その弾性力によって回収容器５４が設置空間３０ａに保持される。回収容器５４は、保持部材３１の２本の板ばね部分により、互いに対向する２方向から均等に押圧され、設置空間３０ａの中央部に保持される。保持部材３１は、設置空間３０ａ内に固定されており、回収容器５４が取り出される際に回収容器５４とともに浮き上がらないようになっている。

濾過ポート３０の上面開口部の縁には、弾性力を有するリング状の封止部材６０が設けられている。封止部材６０は、例えば濾過ポート３０の上面開口部の縁に設けられた窪みに嵌め込まれている。封止部材６０の材質は、例えばシリコーンゴムやＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）などの弾性材料である。濾過ポート３０の設置空間３０ａ内に回収容器５４及び分離容器５０が設置された場合には、分離容器５０のスカート部５１の下端が封止部材６０に当接し、スカート部５１によって設置空間３０ａが密閉された状態となる。ただし、分離容器５０における封止部材６０との接触部分は、スカート部５１のような形状の部材により構成されるものに限らず、例えばフランジ部などの他の各種形状の接触部により構成することができる。

設置空間３０ａには、濾過ポート３０の底面から減圧用の流路５６が連通している。流路５６には、負圧負荷機構５５の流路５７が接続されている。負圧負荷機構５５は、例えば真空ポンプを含み、設置空間３０ａ内に負圧を負荷する負圧負荷部を構成している。濾過ポート３０に分離容器５０及び回収容器５４が収容された状態で、負圧負荷機構５５により設置空間３０ａ内を減圧すれば、設置空間３０ａ内が負圧になる。

負圧になった設置空間３０ａには、回収容器５４の切欠き５４ｄ、及び、回収容器５４の内周面と分離容器５０の外周面との隙間を介して、回収容器５４の内部空間５４ａが連通している。分離容器５０の上面は大気開放されているため、分離容器５０の内部空間５０ａと回収容器５４の内部空間５４ａとの間に分離層５２を介して圧力差が生じる。したがって、分離容器５０の内部空間５０ａに収容されている試料のうち分離層５２を通過することができる成分のみが、その圧力差によって分離層５２で分離され、回収容器５４の内部空間５４ａ側に抽出される。

図７は、負圧負荷機構５５の構成例を示す概略図である。２つの濾過ポート３０は、共通の真空タンク６６に接続されている。各濾過ポート３０と真空タンク６６との間は、それぞれ流路５７により接続されており、各流路５７には圧力センサ６２及び３方バルブ６４が設けられている。各濾過ポート３０の設置空間３０ａ内の圧力は、各圧力センサ６２により検知される。各３方バルブ６４は、濾過ポート３０と真空タンク６６との間を接続した状態、流路５７のうち濾過ポート３０側を大気開放した状態（図７の状態）、又は、流路５７のうち濾過ポート３０側の端部を密閉した状態のいずれかに切り替えることができる。

真空タンク６６には、圧力センサ６８が接続されるとともに、３方バルブ７０を介して真空ポンプ５８が接続されている。したがって、３方バルブ７０を切り替えることにより、必要に応じて真空タンク６６に真空ポンプ５８を接続し、真空タンク６６内の圧力を調節することができる。

いずれかの濾過ポート３０において試料の抽出処理を実行する際には、その濾過ポート３０と真空タンク６６との間を接続し、当該濾過ポート３０の設置空間３０ａ内の圧力を検知する圧力センサ６２の値が所定値となるように調節する。その後、流路５７のうち当該濾過ポート３０側の端部を密閉した状態にする。これにより、濾過ポート３０の設置空間３０ａが密閉系となり、設置空間３０ａ内の減圧状態が維持されることによって、試料の抽出が行われる。

再び図２を参照すると、この前処理装置１には、回収容器５４に抽出された試料をオートサンプラ１０１側に転送するための試料転送部４２が備えられている。試料転送部４２は、水平面内で一方向（図２の矢印方向）に移動する移動部４４を備えており、当該移動部４４の上面に、回収容器５４を設置するための転送ポート４３が設けられている。移動部４４は、例えばラックピニオン機構を有する駆動機構の動作により移動する。

オートサンプラ１０１側への試料の転送を行っていないときには、搬送アーム２４の保持部２５の軌道上（図２に実線で示されている位置）に転送ポート４３が配置される。この状態で、搬送アーム２４による転送ポート４３への回収容器５４の設置や、転送ポート４３からの回収容器５４の回収が行われる。

オートサンプラ１０１側への試料の転送を行う際には、抽出された試料を収容している回収容器５４が転送ポート４３に設置された後、移動部４４が前処理装置１の外側方向へ移動し、転送ポート４３がオートサンプラ１０１に隣接する位置（図２に破線で示されている位置）に配置される。この状態で、オートサンプラ１０１に設けられたサンプリング用のノズルにより、回収容器５４内の試料が吸入される。

オートサンプラ１０１による試料吸入が終了すると、移動部４４は元の位置（図２に実線で示されている位置）に戻され、搬送アーム２４によって回収容器５４が回収される。使用済みの回収容器５４は、搬送アーム２４によって廃棄ポート３４に搬送され、廃棄される。廃棄ポート３４は、搬送アーム２４の保持部２５の軌道上における分注ポート３２の近傍に配置されており、使用済みの分離容器５０及び回収容器５４が廃棄される。

サンプリングノズル２０ａの軌道上には、当該サンプリングノズル２０ａの洗浄を行うための洗浄ポート４５が設けられている。なお、図示は省略されているが、試薬添加ノズル２６ａの軌道上には、当該試薬添加ノズル２６ａの洗浄を行うための洗浄ポートが設けられている。

図８は、試薬添加機構２７の構成例を示した概略図である。試薬添加機構２７は、試料に試薬を添加するための機構であり、上述した試薬アーム２６及び試薬添加ノズル２６ａの他に、シリンジ２７ａ、モータ２７ｂ、バルブ２７ｃ及びポンプ２７ｄなどを備えている。

試薬添加ノズル２６ａは、第１流路２７ｅを介してシリンジ２７ａに接続されている。シリンジ２７ａは、モータ２７ｂによって駆動される。このシリンジ２７ａの駆動によって、試薬添加ノズル２６ａの先端から液体又は気体を吸入したり、吸入した液体又は気体を試薬添加ノズル２６ａの先端から吐出したりすることができる。

シリンジ２７ａには、第２流路２７ｆを介してバルブ２７ｃ及びポンプ２７ｄが接続されている。バルブ２７ｃを開いた状態でポンプ２７ｄを駆動させれば、当該ポンプ２７ｄによって第２流路２７ｆ内に水を吸い上げ、シリンジ２７ａ及び第１流路２７ｅを介して試薬添加ノズル２６ａの先端から水を吐出させることができる。一方、シリンジ２７ａを駆動させる際には、バルブ２７ｃは閉じた状態とされる。

図９は、試薬添加ノズル２６ａ内に試薬を吸入する際の態様について説明するための図である。

試薬添加ノズル２６ａ内に試薬を吸入する際には、まず、バルブ２７ｃを開き、ポンプ２７ｄを駆動させることにより、試薬添加ノズル２６ａの先端から水２８ａを吐出させる。この動作は、例えば試薬添加ノズル２６ａを洗浄ポート（図示せず）に移動させた上で行われる。そして、バルブ２７ｃを閉じると、試薬添加ノズル２６ａの先端から第１流路２７ｅ、シリンジ２７ａ及び第２流路２７ｆまで水が充填された状態となる。

その後、試薬添加ノズル２６ａの先端が液体に接触していない状態でシリンジ２７ａが駆動される。これにより、試薬添加ノズル２６ａの先端から少量の空気２８ｂが吸入される。そして、試薬添加ノズル２６ａが、混合防止液を収容する容器（図示せず）内に移動し、その混合防止液に試薬添加ノズル２６ａの先端が接触した状態でシリンジ２７ａが駆動されることにより、少量の混合防止液２８ｃが吸入される。

混合防止液２８ｃは、試薬添加ノズル２６ａ内に吸入する試薬が水２８ａに混合するのを防止するための液体である。混合防止液２８ｃは、試薬添加ノズル２６ａ内に吸入する試薬と同一の試薬であってもよいし、他の試薬又は専用の液体などであってもよい。具体的には、メタノール、アセトニトリルなどを混合防止液２８ｃとして使用することができる。

混合防止液２８ｃを吸入した後、試薬添加ノズル２６ａは、その先端が液体に接触していない状態とされた上でシリンジ２７ａが駆動される。これにより、試薬添加ノズル２６ａの先端から少量の空気２８ｄが吸入される。そして、試薬添加ノズル２６ａが、試薬設置部８の試薬容器１０内に移動し、その試薬容器１０内に収容されている試薬に先端が接触した状態でシリンジ２７ａが駆動されることにより、試薬２８ｅが吸入される。

このとき試薬添加ノズル２６ａ内に吸入される試薬２８ｅは、その後に吐出される試薬の量（必要量２８ｆ）に、余分量２８ｇを加えた量の試薬である。余分量２８ｇは、試薬の必要量２８ｆが水２８ａや混合防止液２８ｃに混合するのを防止するための液体である。 これにより、試薬添加ノズル２６ａ内への液体及び気体の吸入処理が終了する。その後、試薬添加ノズル２６ａは分注ポート３２に移動され、シリンジ２７ａが駆動されることにより上記必要量２８ｆの試薬が分離容器５０内に吐出される。試薬添加ノズル２６ａ内に残った余分量２８ｇ、混合防止液２８ｃ、空気２８ｂ、２８ｄ及び水２８ａは、シリンジ２７ａの駆動によって廃棄される。

図１０は、分析システムの電気的構成の一例を示すブロック図である。以下の説明において「ポート」とは、分離容器５０又は回収容器５４が設置される濾過ポート３０、分注ポート３２、攪拌ポート３６ａ、温調ポート３８，４０及び転送ポート４３などの複数種類のポートのうちのいずれかを意味している。

前処理装置１に備えられている操作表示部１ａ、試料設置部２、試薬設置部８、容器保持部１２、サンプリングアーム２０、搬送アーム２４、試薬アーム２６、試薬添加機構２７、攪拌部３６、試料転送部４２及び負圧負荷機構５５の動作は、制御部８４により制御される。制御部８４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含み、当該ＣＰＵがプログラムを実行することにより、前処理手段８４ａ、処理状況管理手段８４ｂ、ランダムアクセス手段８４ｃ、選択受付手段８４ｄ、吸入量受付手段８４ｆ、表示制御手段８４ｇ及びパラメータ算出手段８４ｈなどとして機能する。

制御部８４には、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）や専用のコンピュータにより構成される演算処理装置９０が接続されており、分析者は演算処理装置９０を介して前処理装置１を管理することができる。演算処理装置９０には、前処理装置１だけでなく、前処理装置１で前処理が実行された試料が導入されるＬＣ１００及びＭＳ２００や、ＬＣ１００への試料の注入を行うオートサンプラ１０１などが接続されており、演算処理装置９０により、これらの装置を連動させて自動制御することができるようになっている。

既述の通り、試料設置部２には複数の試料容器が設置されており、それらの試料容器に収容されている試料が分離容器５０に順次分注され、その試料に対して実行されるべき前処理項目に対応するポートに分離容器５０が搬送される。前処理手段８４ａは、各ポートに分離容器５０又は回収容器５４が設置されたときに、そのポートにおける所定の処理を実行する。

前処理手段８４ａには、試薬の分注に関する処理を行うための吸入処理手段８４ｍ及び吐出処理手段８４ｎが含まれる。吸入処理手段８４ｍは、図９を用いて説明したような態様でモータ２７ｂ、バルブ２７ｃ及びポンプ２７ｄを駆動させることにより、試薬添加ノズル２６ａ内に液体及び気体を吸入させる処理を行う。

すなわち、吸入処理手段８４ｍは、試薬添加ノズル２６内に水２８ａを満たした状態で、試薬添加ノズル２６内に空気２８ｂを吸入させた後、混合防止液２８ｃを吸入させ、空気２８ｄを再度吸入させてから、試薬２８ｅを吸入させる処理を行う吸入処理部として機能する。また、吐出処理手段８４ｎは、吸入処理手段８４ｍの処理の後に、試薬添加ノズル２６内の試薬２８ｅを必要量２８ｆだけ吐出させて試料に添加させる処理を行う吐出処理部として機能する。

ランダムアクセス手段８４ｃは、各ポートにおける前処理の状況を確認し、そのポートでの前処理が終了した分離容器５０を次の前処理を行うためのポートに搬送するように、搬送アーム２４の動作を制御する。すなわち、ランダムアクセス手段８４ｃは、各試料に対して次に行うべき前処理項目を確認し、その前処理項目に対応するポートの空き状況を確認し、空きがあればその試料を収容した分離容器５０又は回収容器５４を当該ポートに搬送させる。また、各試料に対して次に行うべき前処理項目に対応するポートの空きがない場合には、ランダムアクセス手段８４ｃは、そのポートが空き次第、対象の分離容器５０又は回収容器５４を当該ポートに搬送させる。

処理状況管理手段８４ｂは、各ポートの空き状況や各ポートでの処理状況を管理する。各ポートの空き状況は、どのポートに分離容器５０又は回収容器５４を設置したかを記憶することにより管理することができる。また、各ポートに分離容器５０又は回収容器５４が設置されているか否かを検知するセンサを設け、そのセンサからの信号に基づいて各ポートの空き状況を管理してもよい。

各ポートにおける処理状況は、そのポートに分離容器５０又は回収容器５４が設置されてから、当該ポートで実行される前処理に要する時間が経過したか否かにより管理することができる。転送ポート４３における処理（オートサンプラ１０１による試料吸入）の状況については、オートサンプラ１０１側から試料吸入が終了した旨の信号を受信したか否かにより管理してもよい。

ここで、濾過ポート３０は２つ、攪拌ポート３６ａは３つ、温調ポート３８，４０はそれぞれ４つずつ設けられているが、これらの同じ前処理を実行するポート間には優先順位が設定されており、ランダムアクセス手段８４ｃは優先順位の高いポートから順に使用するように構成されている。例えば、試料の濾過を実行する際に、２つの濾過ポート３０がいずれも空いている場合には、優先順位の高い濾過ポート３０に回収容器５４が設置され、その回収容器５４上に分離容器５０が設置される。

試料の分析を行う際には、分析者が操作表示部１ａを操作することにより、試料の分析項目を選択する。分析項目は、例えばＬＣ１００やＭＳ２００における分析対象となる成分名により選択される。そして、分析者は、さらに操作表示部１ａを操作することによって、選択された分析項目について、その分析項目を実行するために必要な前処理項目の設定及び選択を行うことができる。すなわち、選択された分析項目について、任意の前処理項目を１つ又は複数選択して、前処理装置１において実行されるように設定することができる。

このとき、試薬の分注処理に関しては、試料に添加させる試薬２８ｅの必要量２８ｇが設定される他、分析者が操作表示部１ａを操作することにより、試薬添加ノズル２６内に吸入される混合防止液２８ｃの種類及び量を設定することができるようになっている。選択受付手段８４ｄは、試薬添加ノズル２６内に吸入される混合防止液２８ｃの種類が選択された場合に、その選択を受け付ける選択受付部として機能する。また、吸入量受付手段８４ｆは、試薬添加ノズル２６内に吸入される混合防止液２８ｃの量が設定された場合に、その量の設定を受け付ける吸入量受付部として機能する。

前処理手段８４ａ、処理状況管理手段８４ｂ及びランダムアクセス手段８４ｃは、前処理実行部８４ｅを構成している。この前処理実行部８４ｅは、選択受付手段８４ｄ及び吸入量受付手段８４ｆにより受け付けられた設定を含む各種設定に基づいて、各ポートにより構成される前処理部、サンプリングアーム２０、搬送アーム２４及び試薬アーム２６などを制御する。このとき、前処理実行部８４ｅは、異なる試料についてそれぞれ設定された複数種類の前処理を同時並行的に実行するように制御を行う。

すなわち、複数種類の前処理に対応する各ポートには、それぞれ異なる試料が収容された分離容器５０又は回収容器５４が逐次搬送され、各試料に対する前処理が並行して実行される。前処理実行部８４ｅは、処理状況管理手段８４ｂによる管理に基づいて、異なる試料について同一のポートで同時に前処理が実行されることがないように制御を行う。なお、同一の前処理について複数のポートが設けられている場合には、各ポートが個別の前処理部を構成している。

このように、本実施形態では、複数のポート（前処理部）に対して、搬送アーム２４により任意の分離容器５０又は回収容器５４を順次搬送し、各ポートにおいて同時並行的に前処理を実行させることができる。これにより、いずれかの試料に対する前処理に時間がかかった場合であっても、他の試料の前処理を先に進めることが可能となり、無駄な待ち時間の発生を抑制することができる。

また、試料ごとに複数種類の前処理、及び、各前処理のパラメータを設定することができるため、各試料に対してバリエーションに富んだ複数種類の前処理を実行することができる。このような場合であっても、複数のポートに対して、搬送アーム２４により任意の分離容器５０又は回収容器５４を順次搬送して前処理を実行させることができるとともに、異なる試料について同一のポートで同時に前処理が実行されることがないように制御されるため、前処理の設定の自由度が高く、かつ、前処理効率を向上させることができる。

表示制御手段８４ｇは、操作表示部１ａに対する表示を制御するための表示制御部として機能する。この表示制御手段８４ｇの制御により、操作表示部１ａに各種表示画面を切り替えて表示させることができる。本実施形態では、前処理装置１の動作に関する情報を表示するための装置状態画面や、条件の設定を受け付けるための条件設定画面などが、表示制御手段８４ｇの制御によって操作表示部１ａに表示される。選択受付手段８４ｄ及び吸入量受付手段８４ｆにより受け付けられた設定の内容も、表示制御手段８４ｇの制御によって操作表示部１ａに表示される。

パラメータ算出手段８４ｈは、試薬添加ノズル２６内に吸入される試薬２８ｅ及び混合防止液２８ｃの組み合わせに基づいて、試薬の分注時における各種パラメータを自動で算出するパラメータ算出部として機能する。すなわち、試薬の分注時に用いられるパラメータの少なくとも１つは、選択受付手段８４ｄにより選択が受け付けられた混合防止液２８ｃの種類に基づいて算出される。

上記パラメータとしては、試薬添加ノズル２６内への空気２８ｂ、２８ｄの吸入量、混合防止液２８ｃの吸入量、吸入速度、吸入後の待ち時間、吐出速度、及び、試薬２８ｅの余分量２８ｇなどを例示することができる。ここで、空気２８ｂ、２８ｄ及び混合防止液２８ｃの吸入量が多いほど、試薬２８ｅと混合防止液２８ｃとが混合しにくくなる。また、試薬添加ノズル２６における液体及び気体の吸入速度及び吐出速度が速いほど、試薬２８ｅと混合防止液２８ｃとが混合しやすくなる。また、試薬添加ノズル２６内に試薬２８ｅ及び混合防止液２８ｃを吸入した後の待ち時間が長いほど、試薬２８ｅと混合防止液２８ｃとが混合しにくくなる。パラメータ算出手段８４ｈは、試薬２８ｅと混合防止液２８ｃとが最も混合しにくくなるように、これらのパラメータを算出する。なお、上記各種パラメータの全てがパラメータ算出手段８４ｈにより算出されるような構成に限らず、少なくとも１つのパラメータが算出されるような構成であればよい。

図１１Ａは、操作表示部１ａに表示される装置状態画面３００の一例を示す図である。装置状態画面３００は、前処理装置１の動作に関する情報を表示するための画面であり、この例では、前処理装置１での試料に対する前処理の実行状況が表示される。具体的には、前処理装置１の試料設置部２を表すシンボル画像３０１が表示され、当該シンボル画像３０１中に、試料設置部２における試料容器６の保持位置に対応付けて、各試料容器６の試料に対する前処理の実行状況が表示されるようになっている。

シンボル画像３０１は、実際の試料設置部２と同じく、円環状に並べて設定された複数のサンプルラック４に対応付けて複数の円弧状の領域に分割されており、円弧状の各領域に試料容器６に対応する切替領域３０２が複数設けられている。これらの各試料容器６に対応する切替領域３０２の表示態様（例えば色）を切り替えることにより、その表示態様に応じて各試料容器６の試料に対する前処理の実行状況が表示されるようになっている。

なお、上記実施形態では、各サンプルラック４に８個の試料容器６が保持されるような構成について説明したが、図１１Ａでは、各サンプルラック４に１０個の試料容器６が保持される場合について示されている。このように、各サンプルラック４に保持される試料容器６の数は、任意の数に設定することができる。また、試料設置部２は、複数のサンプルラック４に分割して試料容器６が設置されるような構成に限られるものではない。

試料に対する前処理の実行状況としては、まだ前処理が実行されていない「分析待ち」、前処理は開始されているが分析結果がまだ得られていない「分析中」、分析データが正常に得られた「正常終了」、前処理中又は分析中に異常が生じた「異常終了」、得られた分析データが異常である「データ異常」などを例示することができる。この例では、１０個の試料容器６に対応する切替領域３０２が「分析待ち」の表示態様に切り替えられ、２個の試料容器６に対応する切替領域３０２が「分析中」の表示態様に切り替えられ、１個の試料容器６に対応する切替領域３０２が「データ異常」の表示態様に切り替えられている。

シンボル画像３０１の中央部には、前処理装置１の動作状態が表示されている。この例では、前処理装置１が動作中であるため「分析中」と表示されているが、例えば前処理装置１が停止しているときには「停止中」などと表示される。また、シンボル画像３０１の上方には、分析中の各試料について実行済みの前処理の工程を表示するための前処理工程表示領域３０３が設けられている。

本実施形態では、装置状態画面３００の一部に、前処理装置１の動作に関する情報を表示するための前処理情報表示領域３０４、ＬＣ１００の動作に関する情報を表示するためのＬＣ情報表示領域３０５、及び、ＭＳ２００の動作に関する情報を表示するためのＭＳ情報表示領域３０６などが設けられている。

前処理情報表示領域３０４に表示される情報としては、演算処理装置９０に対する前処理装置１の接続状態３４１、濾過ポート３０における圧力３４２、分離容器５０と回収容器５４のセットの数（残数や使用予定数など）３４３、前処理装置１の各部（試薬の保冷部や温調ポート３８，４０など）の温度３４４、洗浄時や分注時に使用する水を貯留するための純水タンクの状態３４５、洗浄時や分注時に使用する水を脱気するためのポンプの状態３４６、洗浄時に使用した水を廃液するための廃液タンクの状態３４７、使用済みの分離容器５０及び回収容器５４が廃棄される廃棄ボックスの状態３４８、洗浄時や分注時に使用する水を送り出すためのポンプの状態３４９などを例示することができる。前処理情報表示領域３０４には、これらの情報のうち少なくとも１つが表示されてもよいし、前処理装置１が動作する際の条件として設定された他の各種パラメータや、前処理装置１の他の各部の状態などが表示されてもよい。

ＬＣ情報表示領域３０５に表示される情報としては、演算処理装置９０に対するＬＣ１００の接続状態３５１、カラムに試料と移動相を送るポンプの圧力３５２、カラムを加熱するオーブンの温度３５３などを例示することができる。ＬＣ情報表示領域３０５には、これらの情報のうち少なくとも１つが表示されてもよいし、ＬＣ１００が動作する際の条件として設定された他の各種パラメータや、ＬＣ１００の他の各部の状態などが表示されてもよい。例えば、ＬＣ１００におけるオートサンプラのニードル下降ストローク、サンプル吸引速度、ニードル洗浄時間、ポンプの移動相の流量、移動相の混合比率、カラムオーブンの上限設定温度などがＬＣ情報表示領域３０５に表示されてもよい。上記の中で分析データに影響が大きいパラメータとして、ポンプの移動相の圧力、流量、オーブン温度が表示されるのが好ましい。

ＭＳ情報表示領域３０６に表示される情報としては、演算処理装置９０に対するＭＳ２００の接続状態３６１、ＭＳ２００で使用されるガスの流量３６２、ＭＳ２００の各部の温度３６３、ＭＳ２００の各部の真空度３６４などを例示することができる。ＭＳ情報表示領域３０６には、これらの情報のうち少なくとも１つが表示されてもよいし、ＭＳ２００が動作する際の条件として設定された他の各種パラメータや、ＭＳ２００の他の各部の状態などが表示されてもよい。例えば、ＭＳ２００のネブライザーガス流量、ドライイングガス流量、インターフェイス電圧／電流、ＤＬ(脱溶媒管)温度、ヒートブロック温度、検出器電圧、各真空室の真空度、ＣＩＤガス圧力などがＭＳ情報表示領域３０６に表示されてもよい。上記の中で分析データに影響が大きいパラメータとして、ネブライザーガス流量、ドライイングガス流量、ＤＬ温度、ヒートブロック温度、真空度が表示されるのが好ましい。

前処理情報表示領域３０４、ＬＣ情報表示領域３０５及びＭＳ情報表示領域３０６の少なくとも１つには、異常情報を表示させるための異常表示領域３４０，３５０，３６０が設けられている。前処理情報表示領域３０４には、例えば演算処理装置９０に対する前処理装置１の接続状態３４１、洗浄時や分注時に使用する水を貯留するための純水タンクの状態３４５、洗浄時や分注時に使用する水を脱気するためのポンプの状態３４６、洗浄時に使用した水を廃液するための廃液タンクの状態３４７、使用済みの分離容器５０及び回収容器５４が廃棄される廃棄ボックスの状態３４８、洗浄時や分注時に使用する水を送り出すためのポンプの状態３４９などに対応付けて、異常表示領域３４０が設けられている。ＬＣ情報表示領域３０５には、例えば演算処理装置９０に対するＬＣ１００の接続状態３５１に対応付けて異常表示領域３５０が設けられている。ＭＳ情報表示領域３０６には、例えば演算処理装置９０に対するＭＳ２００の接続状態３６１に対応付けて異常表示領域３６０が設けられている。

各異常表示領域３４０，３５０，３６０は、対応する状態が異常である場合に、その異常情報を表示するためのものであり、例えば状態が正常である場合と異常である場合とで異なる色で表示されることにより、異常が表示されるようになっている。ただし、異常表示領域３５０，３６０により異常情報が表示されるＬＣ１００又はＭＳ２００の状態は、接続状態３５１，３６１に限られるものではなく、他の各種状態について異常を表示することができる。また、各異常表示領域３４０，３５０，３６０による異常情報の表示は、色の切替によるものに限らず、例えば点灯又は点滅の切替など、他の各種態様により行うことができる。

装置状態画面３００の一部（例えば最上部）には、分析を開始させる際に選択される開始キー３０７、分析を一時停止させる際に選択される一時停止キー３０８、緊急時に警報を発して緊急停止させるために選択される警報停止キー３０９などの他、操作表示部１ａの表示を装置状態画面３００から条件設定画面に切り替える際に選択される画面切替キー３１０などが表示されている。分析者は、予め登録されている分析メソッドを選択した後、開始キー３０７を選択することにより、前処理装置１からの指示で容易に分析を開始させることができる。

図１１Ｂは、操作表示部１ａに表示される条件設定画面４００の一例を示す図である。この条件設定画面４００では、前処理選択領域４０１に任意の前処理項目（試料分注、試薬分注、攪拌、濾過、温調など）を追加することにより、試料に対する前処理の条件を設定することができる。前処理選択領域４０１に前処理項目を追加する際には、追加キー４０２が選択され、追加した前処理項目を削除する際には、削除キー４０３が選択される。

前処理選択領域４０１に追加された各前処理項目については、その前処理項目を実行する際の条件を設定することができる。各条件の設定は、前処理選択領域４０１内に設けられた各条件に対応する条件設定領域４０４に対する操作により行うことができる。

「試薬分注」の前処理項目については、例えば試薬２８ｅの液量、試薬２８ｅの種類、混合防止液２８ｃの種類、及び、混合防止液２８ｃの液量などの条件を条件設定領域４０４において設定することができる。この他にも、「試薬分注」の前処理項目については、空気２８ｂ、２８ｄの吸入量などが設定できてもよい。「攪拌」の前処理項目については、例えば攪拌時間及び回転数などの条件を条件設定領域４０４において設定することができる。「濾過」の前処理項目については、例えば濾過時間などの条件を条件設定領域４０４において設定することができる。「温調」の前処理項目については、例えば温調時間などの条件を条件設定領域４０４において設定することができる。

この図１１Ｂに示すような条件設定画面４００で各種条件の設定を行った上で、開始キー３０７を選択すれば、設定された条件に基づいて自動でパラメータが算出され、その算出されたパラメータを用いて分析が開始される。例えば、「試薬分注」の前処理項目について、試薬２８ｅ及び混合防止液２８ｃの種類が条件設定領域４０４で選択された場合には、それらの試薬２８ｅ及び混合防止液２８ｃの組み合わせに基づいて、パラメータ算出手段８４ｈによりパラメータが算出される。

本実施形態では、図９に示すように、試薬添加ノズル２６内の水２８ａと試薬２８ｅとの間に、空気２８ｂ，２８ｄを挟んで混合防止液２８ｃが吸入される。これにより、例えば有機溶媒を含む試薬２８ｅのように、粘性及び表面張力が小さい試薬２８ｅを試薬添加ノズル２６内に吸入する場合などであっても、試薬添加ノズル２６内に吸入した試薬２８ｅが薄まりにくい。したがって、試薬２８ｅが薄まることに起因して分析精度が低下するのを防止することができる。

特に、本実施形態では、複数種類の混合防止液２８ｃの中から使用する混合防止液２８ｃを選択することができる。これにより、試薬２８ｅの種類などに応じて最適な混合防止液２８ｃを選択することができるため、試薬添加ノズル２６内に吸入する試薬２８ｅをより薄まりにくくすることができる。

また、試薬添加ノズル２６内に吸入される混合防止液２８ｃの量を設定することができるため、試薬２８ｅの種類などに応じて混合防止液２８ｃの量を最適な値に設定することによって、試薬添加ノズル２６内に吸入する試薬２８ｅをより薄まりにくくすることができる。

さらに、本実施形態では、試薬２８ｅ及び混合防止液２８ｃの組み合わせに基づいて、試薬添加ノズル２６内に吸入する試薬２８ｅが薄まりにくくなるようなパラメータを自動で算出することができる。したがって、パラメータの設定が難しい場合であっても、試薬２８ｅを確実に薄まりにくくすることができる。このとき、上記パラメータに余分量２８ｇが含まれていれば、当該余分量２８ｇについても最適な値が自動で算出されるため、試薬をより確実に薄まりにくくすることができる。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、前処理装置１の動作の一例を示すフローチャートである。図１２Ａ及び図１２Ｂでは、１つの試料についての前処理の流れのみを示しており、この前処理の動作は他の試料の前処理動作と同時並行的にかつ独立して実行される。「前処理が同時並行的にかつ独立して実行される」とは、ある試料について各ポートで前処理が行われている間も、別の試料を収容した分離容器５０又は回収容器５４が搬送アーム２４により他のポートに搬送され、その試料の前処理が独立して実行されることを意味している。

まず、試料に対して分析者が予め指定した分析項目の確認が行われ（ステップＳ１）、その分析項目を実行するために必要な前処理項目が割り出される。そして、分注ポート３２が空いているか否かが確認され、分注ポート３２が空いていれば（ステップＳ２でＹｅｓ）、その試料を収容するための未使用の分離容器５０が搬送アーム２４により容器保持部１２から取り出され、当該分注ポート３２に設置される（ステップＳ３）。このとき、容器保持部１２には分離容器５０と回収容器５４が重ねられた状態（図５の状態）で設置されているが、搬送アーム２４は、上側の分離容器５０のみを保持部２５で保持して分注ポート３２へ搬送する。

その後、分注ポート３２内の分離容器５０に対して、サンプリングノズル２０ａにより試料が分注される（ステップＳ４）。分離容器５０に試料を分注したサンプリングノズル２０ａは、洗浄ポート４５において洗浄が行われた後、次の試料の分注に備えることとなる。試料が分注された分離容器５０には、その試料に対して実行すべき前処理に応じた試薬が試薬添加ノズル２６ａにより試薬容器１０から分注される（ステップＳ５）。なお、分離容器５０への試薬の分注は、試料の分注の前に実行されてもよい。また、試薬を分注するための試薬分注用ポートを分注ポート３２とは別の位置に設けて、その試薬分注用ポートに搬送アーム２４で分離容器５０を搬送し、当該試薬分注用ポートにおいて試薬の分注が行われるような構成であってもよい。

このようにして分離容器５０に試料及び試薬が分注された後、攪拌ポート３６ａの空き状況が確認される（ステップＳ６）。そして、攪拌ポート３６ａに空きがあれば（ステップＳ６でＹｅｓ）、分注ポート３２内の分離容器５０が、その空いている攪拌ポート３６ａへと搬送アーム２４により搬送され、攪拌処理が行われる（ステップＳ７）。この攪拌処理は、予め設定された一定時間だけ行われ、これにより分離容器５０内の試料と試薬が混合される。

攪拌処理中には、濾過ポート３０の空き状況が確認される（ステップＳ８）。そして、濾過ポート３０に空きがあれば（ステップＳ８でＹｅｓ）、搬送アーム２４により回収容器５４を濾過ポート３０へと搬送する（ステップＳ９）。このとき濾過ポート３０に設置される回収容器５４は、攪拌ポート３６ａにおいて攪拌中の分離容器５０と対をなす回収容器５４であり、容器保持部１２において当該分離容器５０と重ねた状態で設置されていた回収容器５４である。なお、この攪拌処理中に、搬送アーム２４により別の分離容器５０や回収容器５４を搬送することもできる。

攪拌部３６における攪拌処理が終了すると、搬送アーム２４により攪拌ポート３６ａから濾過ポート３０へと分離容器５０が搬送され、図６Ｄのように濾過ポート３０内の回収容器５４上に分離容器５０が設置される（ステップＳ１０）。このとき、分離容器５０のスカート部５１の下端が濾過ポート３０の周囲に設けられた封止部材６０の上面の高さよりも僅かに（例えば０．１ｍｍ程度）低くなるまで、分離容器５０が搬送アーム２４により設置空間３０ａ側に押圧される。これにより、封止部材６０がスカート部５１の下端により押し潰されるため、スカート部５１の下端と封止部材６０との間の気密性が向上する。

分離容器５０及び回収容器５４が設置された濾過ポート３０の設置空間３０ａには、負圧負荷機構５５によって所定の負圧が負荷される。濾過ポート３０の設置空間３０ａに負圧が負荷された状態で一定時間維持されることにより、分離容器５０の試料が濾過され、回収容器５４に試料が抽出される（ステップＳ１１）。この濾過処理中にも、搬送アーム２４により別の分離容器５０や回収容器５４を搬送することができる。

なお、この前処理動作には組み込まれていないが、分離容器５０内の試料の攪拌処理後に、分離容器５０内の試料を一定時間だけ一定温度下で維持する温調処理が組み込まれている場合もある。その場合には、攪拌処理の終了後、温調ポート３８の空き状況が確認され、空きがあれば、その空いている温調ポート３８に分離容器５０が搬送される。そして、一定時間が経過した後、温調ポート３８内の分離容器５０が濾過ポート３０へと搬送され、当該濾過ポート３０内の回収容器５４上に設置される。

試料の濾過処理が終了した後、３方バルブ６４（図７参照）が切り替えられることにより、濾過ポート３０の設置空間３０ａ内が大気圧とされる。そして、使用済みの分離容器５０は、搬送アーム２４の保持部２５により濾過ポート３０から取り出され、廃棄ポート３４に廃棄される（ステップＳ１２）。

その後、転送ポート４３の空き状況が確認され、転送ポート４３が空いていれば（ステップＳ１３でＹｅｓ）、濾過ポート３０内の回収容器５４が搬送アーム２４により試料転送部４２へと搬送され、転送ポート４３上に設置される。そして、移動部４４が、隣接配置されたオートサンプラ１０１側の位置（図２で破線で示された位置）へ移動することにより、回収容器５４がオートサンプラ１０１側へ転送される（ステップＳ１４）。オートサンプラ１０１側では、試料転送部４２から転送された回収容器５４内に対して、サンプリング用ノズルによる試料の吸入が行われる。

移動部４４は、オートサンプラ１０１における試料吸入が終了するまでオートサンプラ１０１側の位置で停止しており、試料吸入が終了した旨の信号をオートサンプラ１０１から受信すると（ステップＳ１５でＹｅｓ）、元の位置（図２に実線で示された位置）に戻る。試料の転送が終了した後、使用済みの回収容器５４は、搬送アーム２４により転送ポート４３から回収され、廃棄ポート３４に廃棄される（ステップＳ１６）。

なお、この前処理動作には組み込まれていないが、試料の濾過処理後に、回収容器５４に抽出された試料を一定時間だけ一定温度下で維持する温調処理が組み込まれている場合もある。その場合には、温調ポート４０の空き状況が確認され、空きがあれば、その空いている温調ポート４０に回収容器５４が搬送される。そして、一定時間が経過した後、温調ポート４０内の回収容器５４が転送ポート４３へと搬送され、試料の転送が行われる。

以上の実施形態では、図２に示すように、容器ラック１６に対して前処理キットが２列で保持されるような構成について説明した。しかし、容器ラック１６は、前処理キットを１列で保持するような構成であってもよいし、３列以上で保持するような構成であってもよい。また、複数の保持位置５３は、円環状に並べて配置された構成に限られるものではなく、例えば円弧状又は直線状などの他の態様で並べて配置された構成であってもよい。

また、以上の実施形態では、濾過ポート３０の設置空間３０ａ内を負圧とすることにより、分離容器５０内の試料が分離されるような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、分離容器５０内を加圧することにより、分離容器５０内の試料が分離されるような構成であってもよい。

前処理装置１の制御部８４と演算処理装置９０は、別々に設けられた構成に限らず、１つの制御部によって分析システム全体の動作が制御されるような構成であってもよい。すなわち、演算処理装置９０が省略され、前処理装置１とＬＣ１００又はＭＳ２００との間で、情報が直接送受信されるような構成であってもよい。

以上の実施形態では、余分量２８ｇとして、必要量２８ｆよりも多い量の試薬２８ｅを試薬添加ノズル２６内に吸入するような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、混合防止液２８ｃによって試薬２８ｅが薄まることを十分に防止できれば、試薬２８ｅを必要量２８ｆだけ吸入するような構成であってもよい。

１ 前処理装置
１ａ 操作表示部
２ 試料設置部
４ サンプルラック
６ 試料容器
８ 試薬設置部
１０ 試薬容器
１２ 容器保持部
１４ 回転部
１６ 容器ラック
２０ サンプリングアーム
２０ａ サンプリングノズル
２４ 搬送アーム
２５ 保持部
２６ 試薬アーム
２６ａ 試薬添加ノズル
３０ 濾過ポート
３２ 分注ポート
５０ 分離容器
５３ 保持位置
５４ 回収容器
８４ 制御部
８４ａ 前処理手段
８４ｂ 処理状況管理手段
８４ｃ ランダムアクセス手段
８４ｄ 選択受付手段
８４ｅ 前処理実行部
８４ｆ 吸入量受付手段
８４ｇ 表示制御手段
８４ｈ パラメータ算出手段
９０ 演算処理装置
１００ 液体クロマトグラフ（ＬＣ）
１０１ オートサンプラ
２００ 質量分析装置（ＭＳ）
２０１ イオン化部
２０２ 質量分析部
４０１ 前処理選択領域
４０２ 追加キー
４０３ 削除キー
４０４ 条件設定領域

Claims (6)

1. 試料に対して前処理を実行する前処理装置であって、
   試料に試薬を添加するノズルと、
   前記ノズル内に水を満たした状態で、当該ノズル内に空気を吸入させた後、メタノール又はアセトニトリルを少なくとも含む混合防止液を吸入させ、空気を再度吸入させてから、試薬を吸入させる処理を行う吸入処理部と、
   前記吸入処理部の処理の後に、前記ノズル内の試薬を吐出させて試料に添加させる処理を行う吐出処理部とを備えたことを特徴とする前処理装置。
2. 前記吸入処理部の処理により前記ノズル内に吸入される混合防止液の選択を受け付ける選択受付部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の前処理装置。
3. 前記吸入処理部の処理により前記ノズル内に吸入される混合防止液の量の設定を受け付ける吸入量受付部をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の前処理装置。
4. 前記ノズル内に吸入される試薬及び混合防止液の組み合わせに基づいて、前記吸入処理部による空気の吸入量、混合防止液の吸入量、吸入速度、吸入後の待ち時間、及び、前記吐出処理部による吐出速度の少なくとも１つのパラメータを自動で算出するパラメータ算出部をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の前処理装置。
5. 前記吸入処理部は、前記吐出処理部の処理により前記ノズル内から吐出される試薬の量に余分量を加えた量の試薬を当該ノズル内に吸入させ、
   前記少なくとも１つのパラメータには、前記余分量が含まれることを特徴とする請求項４に記載の前処理装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の前処理装置と、
   前記前処理装置において前処理が実行された試料が導入される分析装置と、
   前記前処理装置及び前記分析装置を連動させて自動制御する制御部とを備えたことを特徴とする分析システム。

Images