JP7051803B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

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。

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。

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。

特開２００５－３０８５０６号公報

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。

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。

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。

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。

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。

自動分析装置の全体構成を示す図である。 洗浄槽の断面図である。 洗浄槽の洗浄動作を説明する図である。 洗浄槽の洗浄動作を説明する図である。 洗浄槽の洗浄動作を説明する図である。 洗浄槽の流路構成例を示す図である。 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。 洗浄槽から洗浄液を吸引するタイムチャート例である。 洗浄槽から洗浄液を吸引するタイムチャート例である。 真空ビンの上面図である。 真空ビンのＡ－Ａ’面での断面図である。 真空ビンのＢ－Ｂ’面での断面図である。 真空ビンの仕切の断面図である。 真空ビンのＡ－Ａ’面での断面図である。 真空ビンのＢ－Ｂ’面での断面図である。 真空ビンのＣ－Ｃ’面での断面図である。 吸引ノズルに絞りを設けた例である。 洗浄槽の別の流路構成例を示す図である。 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。 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_１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_２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_１（待ち時間ｔ_２）を設けている。なお、待ち時間ｔ_１＝待ち時間ｔ_２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。

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_３（遅延時間ｔ_４）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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は図６ＣのＡ－Ａ’線（点線）に沿った断面図であり、図８Ｂは図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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_３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_４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_５（待ち時間ｔ_６）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_５＝待ち時間ｔ_６でよい。

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。

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。

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。

Claims (12)

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。
2. 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。
3. 請求項２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。
4. 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。
5. 請求項４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。
6. 請求項３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。
7. 請求項３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。
8. 請求項３において、
   前記真空ビンの前記第２空間において、第３空間を形成し、前記吸引ノズルが貫通される第２仕切を有し、
   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。
9. 請求項８において、
   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。
10. 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。
11. 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。
12. 請求項１１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。

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