JPH0735760A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】市水等の逆流防止の規制により、その蛇口に直
結できない自動分析装置の給水口を原水側流路と連結
し、自動立ち上げ・停止等の自動分析装置が無人で動作
する場合でも、常に、必要十分量の水を供給すること。 【構成】法規制を満たす流路の断絶構造を備えた逆流防
止トラップを蛇口と装置間に設けたこと。この逆流防止
トラップの特徴は、断水検知器を設けたことと、横溢水
のための二重槽構造としたことである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動分析システムの給
水方法及びその装置に係り、特に省力化のための自動立
ち上げ，自動停止機能を備えた自動分析システムに純水
を供給する原水の取り出し技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】現行の水道法では、水道水の元栓等から
直接純水装置に固定的に配管接続して給水することは、
逆流による汚染防止の観点から禁止されており、そのた
め、水道の元栓と給水配管とを固定的に接続するのでは
なく、任意に取り外し可能な構造とし、装置を稼動する
度に操作者が元栓のバルブを開いて使用する方法をとら
ねばならなかった。

【０００３】従って、検査室の省力化と効率向上のため
に付加された自動分析装置の自動立ち上げ・停止機能に
対処するためには、原水の元栓と装置の間にあらかじめ
必要な水量を満たしたタンクを設け給水せねばならなか
った。ところで、このタンクは、自動分析装置を所定の
性能で運転させるために、反応恒温槽の水の交換や分注
器の洗浄等に必要な、多量の水を貯えねばならず、大容
量を必要とするため、狭い検査室をますます窮屈にし、
しかも、その保守に多大の労力を払わねばならないとい
う、極めて不都合な問題を有していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】種々、多様な分析法を
導入できる湿式法自動分析装置において、水は量・質共
最も重要な役割を果たしている。自動分析装置に使用さ
れる水は、次の２種類の用途に大別される。

【０００５】第一の用途は、試料や試薬を定量移注する
ために使用される分注系への用途である。そこで使用さ
れる純水は、まず、十分な純度を保持していなければな
らない。定量精度を確保するため、被測定物質の濃度
は、必要精度の十分の一以下、例えばＣａイオンでは、
１０ppb 以下でなければならない。また、流路系のシリ
ンジポンプや弁を損傷させないため、異物・ゴミ等を含
まない清浄な純水でなければならない。特に、かびによ
る生物学的汚染等は、流路の詰まりや定量精度を悪くす
る原因となる。このような理由で、目の細かい逆浸透膜
でろ過した後、さらにイオン交換樹脂で精製された純水
が使用される。

【０００６】第二の用途は、測定後の反応容器の前洗浄
や、反応恒温槽の恒温水補給，交換等に用いる純水であ
る。ここでは、電解質等の成分濃度に対する制約はない
が、細菌等の微生物に対しては、濁りによる測定精度へ
の影響の恐れがあるため、微粒子に対して純度の高い純
水が要求される。また、純水が多量に消費されるため、
必要十分量の給水がなされるよう単位時間当たりの流量
や貯蔵量の条件が満たされていなければならない。

【０００７】上述のような役割を果たしている純水を、
２４時間体制で常時給水しなければならない自動立ち上
げ・停止機能を持った自動分析装置において、その重要
度は一層高い。本発明は、以上の点に鑑みてなしたその
目的は、二十四時間中、常時、純水の必要な部署へ、迅
速に、十分な量を供給できる給水システムを実現させる
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するため、原水の吐出口と純水供給装置の間にトラ
ップを設けて流路を切離することにより原水の逆流を防
止し、かつ、該トラップを横溢水排出方式の二重槽構造
とし、この内・外槽の水の有無を検知することによっ
て、電バルブを開閉制御し、原水を常時供給可能にしよ
うとするものである。そのような逆流防止トラップを設
けることによって自動分析装置の自動立ち上げ・停止を
実現できる。

【０００９】流路を切離する逆流防止トラップの原水出
口と装置側受け口の開口部は、水道法の規準を満たした
いると同時に、過剰な横溢水による無駄や、その逆の送
水不足等を生じないよう、その相対的位置や形状を適切
に設ける必要がある。

【００１０】また、前記トラップに水が不足して、純水
供給装置から自動分析装置に送られる純水に空気が混在
すると、分注器の定量精度を損ねる等のトラブルを生じ
るため、送水ポンプと原水吐出電磁バルブは、前記逆流
防止トラップに常時水が存在するよう制御する必要があ
る。

【００１１】なお、本発明の逆流防止システムは、夜間
無人条件下で使用することを目的としているので、横溢
水の検知と、原水電磁バルブが故障してバルブが開放状
態になった条件でも水漏れ事故等のトラブルにならない
よう横溢水を処理できる機能を備えていなければならな
い。

【００１２】

【作用】本発明の逆流防止トラップは、原水（水道水）
を供給する蛇口側流路と純水を使用する自動分析装置側
流路とを完全に切離するので、原水（水道水）は、自動
分析装置側から水道水の元栓の方へ絶対に逆流すること
はない。

【００１３】なお、ここで、逆流防止トラップの満水面
と原水の出口側流路の先端（給水側入り口）の位置関係
は、波立ちやしぶき等で前記先端部が汚染されないよう
保たれていなければならない。例えば、呼び径１３ｍ／
ｍの配管では、越流面から給水せん吐水口（原水吐出
口）までの高さを２５ｍ／ｍ以上、また、側壁と給水せ
ん吐水口中心との距離２５ｍ／ｍ以上という水道法の規
定を遵守しなければならない。

【００１４】逆流防止トラップは、形状は小さくパイプ
状の構造で、水の滞留がなく、洗浄し易いことが望まし
い。

【００１５】逆流防止トラップを経て供給される原水
を、気泡を含むことなしに連続的に送水するため、送水
ポンプの制御は、原水の元栓を開閉する電磁バルブの制
御と連係して行われる。ここで、逆流防止トラップの二
重槽の横溢水を常時監視して、前記電磁バルブと送水ポ
ンプの同期した制御によって、送水切れのない、すなわ
ち、気泡の混入のない原水が送水できる。

【００１６】逆流防止トラップの保守性向上のために、
形状を小さくし、常時横溢水を流した状態で使用するこ
とができる。また、この横溢水は、回収して、逆浸透膜
純水装置の還流水の一部として再利用することができ
る。

【００１７】また、横溢水を上部越流面のみから溢れさ
せるのではなく、底部から越流面に近ずくにしたがって
次第に径の大きな孔をあけ、横溢水量を徐々に増してい
く流出方式が有効である。このような構造の逆流防止ト
ラップは、僅かな量の横溢水を検知できるため、原水の
無駄を低減するだけでなく、原水の流量変動に対しても
円滑な送水が可能になる。また、逆流防止トラップに横
溢水を流出できる予備の流路設け、三重槽構造にするこ
とによって、原水の急激な流出があっても、漏水等のト
ラブルを防止することができる。

【００１８】また、逆流防止トラップの内（原水流路）
・外（横溢水流路）で流水の有無を検知し、供給水の制
御を行う方式は、更に横溢水を低減する微妙な送水を可
能にする。送水開始時における送水ポンプの始動は、断
水検知器及び横溢水検知器が、共に、水の存在すること
を検知して行うことができる。

【００１９】

【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。

【００２０】図１は本発明の実施例に用いる自動分析装
置と純水供給部とを示す全体概略説明図、図２は本実施
例に用いる自動分析装置の各ユニットと純水供給部との
配管接続を示す流路図、図３は自動立ち上げ・停止動作
機能を説明するためのタイムチャート、図４は本発明の
主要部である原水供給装置内の流路、特に逆流防止トラ
ップの一部切開斜視図を示す。図５，図６，図７は、そ
れぞれ本発明の請求項２，３，４に対応する逆流防止ト
ラップの一部切開斜視図である。

【００２１】図１に示すように、サンプラー１００にお
いて、液体試料を入れた試料容器１０２列は、搬送ライ
ン１０３に載って移送される。

【００２２】一方、搬送ライン１０３の途中箇所におい
て近接して配置される反応テーブル３００は、反応容器
３０２を多数箇、列をなして反応恒温槽３０６に浸漬
し、ステップ送りする。この反応恒温槽３０６は、図２
に示すように、側壁を二重壁構造にし、その二重壁の内
部に恒温水を還流させて槽内に満たした純水を恒温に保
持する。なお、二重壁の一部は、透明な材質で形成し後
述するように反応容器での直接測定ができる。

【００２３】反応テーブル３００の回転方向には、試料
ノズル２０２を試料容器１０２と反応容器３０２間で移
動させるサンプリング機構２００（試料分注部）と、試
薬ノズル３０１を試薬容器３０５と反応容器３０２間で
移動させる試薬サンプリング機構（試薬分注部）３０３
が配置してあり、試料ノズル２０２で試料容器１０２中
の試料を一定量（微量）吸引して反応容器３０２に分注
した後、試薬ノズル３０１で試薬容器３０３の試薬を一
定量吸引して反応容器３０２に分注し、その後、試料・
試薬が撹拌装置により撹拌される。

【００２４】この反応容器３０２中の試料は、回転反応
テーブル３００により搬送されながら、反応恒温槽３０
６により一定温度条件で試薬と反応・発色し、測光部４
００まで運ばれ、光度計によりその光学的物性値（吸光
度）が測定される。ここで、測光部４００は、光源，凹
面回折格子等の分散子及び検知素子を備えた光度計４０
２の光軸が反応容器３０２を貫通するように構成されて
おり、反応試料は、反応恒温槽３０６に浸漬されたまま
直接測光される。測定を終了した反応容器３０２は、洗
浄ノズル７１６から吐出される純水により洗浄され、乾
燥後再使用される。

【００２５】これらの各部の動作は、コントローラ５０
０により運転制御され、また、試料の測定結果は、デー
タ処理装置６００により演算処理され、必要に応じて報
告書が作成される。なお、コントローラ５００は、被分
析試料を指定された項目のみ分析し結果を打ち出すラン
ダムアクセス機能，緊急試料の割り込み測定を行う機能
など顧客の要求する高い制御機能を備えている。

【００２６】純水供給部７００は、上述の機能を達成す
るため、容器等の洗浄水や、試料・試薬等の定量移注
（送液，希釈）するための純水を自動分析装置に供給す
る。

【００２７】試料の定量移注は、試料ノズル２０２を試
料容器１０２と反応容器３０２間の水平移動と該容器へ
上昇・下降させるサンプリング機構２００と、試料吸引
用マイクロシリンジ２０８と純水タンク７０３側から純
水（ＲＯ膜＋イオン交換樹脂で精製）を吸引するシリン
ジ２０６から構成されたピペッタ２０４とで行われる。
サンプラー１００のステップ送り動作で試料容器１０２
が所定位置にくると、サンプリング機構２００が下降
し、ノズル２０２は試料容器１０２に挿入される。ここ
でピペッタ２０４のシリンジ２０６およびマイクロシリ
ンジ２０８は図示されていないプランジャ，バルブとの
連動により、あらかじめ、水で満たされたノズル流路に
試料を吸入する。次にサンプリング機構２００はノズル
２０２を反応容器３０２側に移動し、吸入した試料を水
と共に吐出する。このピペッテング操作は、通常ＣＶ１
％程度の高い精度が要求されるので、配管流路内を満た
す水は、脱ガスされていること、電解質濃度が生体試料
のそれより十分低いこと等の条件が満たされている必要
がある。このピペッテング操作では、その都度ノズル２
０２の内・外側を洗浄しなければならないが、この洗浄
水の水質は、反応に使用される水質と同レベルのもので
なければならない。

【００２８】試薬デイスペンサ３０４は試薬サンプリン
グ機構３０３と連動して、試料サンプリングと同様な動
作を行うが、その配管流路に関連する水についても、同
様の水質条件が満たされなければならない。

【００２９】測定に供された反応容器３０２の洗浄は、
ノズルからの洗浄水の吸入・吐出動作により行われる。
廃液吸入ノズル７１３が、反応テーブル３００上にセッ
トされたままの状態の反応容器に挿入され、真空ポンプ
７１０により、廃液吸入ノズル７１３および減圧タンク
７１２を介してトラップ７１４に収集された後、廃液瓶
７１５に捕集される。次に反応容器７０２は、洗浄装置
７１０ａおよび洗浄ノズル７１６ａを用いて、タンク７
０２に貯えられた純水(ＲＯ膜のみにより精製)で洗浄さ
れ、その洗浄汚水は、洗浄廃液吸入ノズル７１７ａおよ
び洗浄廃液トラップ７１８を経てドレンより排出され
る。反応容器３０２は、再度同様に、洗浄装置３１０ｂ
および洗浄ノズル７１６ｂにより、タンク７０３に貯え
られた純水で洗浄され、その洗浄汚水は、洗浄廃液ノズ
ル７１７ｂ洗浄廃液トラップ７１８を経てドレンより排
出される。

【００３０】反応容器３０２の直接測光データを安定か
つ精度良く得るためには、反応恒温槽３０６の水を新し
いものと交換する必要がある。図２に示すポンプ７０４
は、交換時に純水を供給する役割を果たし、純水は、バ
ルブ７２４ａ，７２４ｂ，７２４ｃ，７２４ｅを開き、
バルブ７２４ｄ，７２４ｆを閉じた状態でポンプ７０４
の駆動により、タンク７０２より供給される。ここで、
反応恒温槽３０６の二重槽の内・外の水を同時に交換す
るためバルブ７２４ｂと７２４ｃの絞り（図示されてい
ない）を適宜調整しておく必要がある。汚染水がドレン
７０８を経て排出されたあと、バルブ７２４ａ，７２４
ｃ，７２４ｅを閉じ、７２４ｄ，７２４ｆを開いて装置
は準備を完了する。また、恒温水循環系の恒温槽７２０
により一定温度に保持された恒温水が、恒温水循環ポン
プ７２２によりバルブ724bを経て還流し、反応恒温槽３
０６の内側の槽の水の温度を一定に（恒温水温度）に保
持する。反応恒温槽３０６の内側の恒温水の蒸発による
消耗を補うため、給水ポンプ７２６はバルブ７２４ｄを
経て給水する。なお、バルブ７２４ｂと724cは、互い違
いに開閉することにより、反応恒温槽３０６の内・外の
水を別々に交換できる。

【００３１】自動分析装置は、その性能を維持するた
め、起動時および終了時には、試料分注部，試薬分注部
等の流路系と測定部に当たる反応恒温槽３０６の水を交
換する。検査業務の効率向上を目的とした装置の無人運
転において、本発明は特に特徴的な効果をもたらすもの
であり、以下に無人の自動立ち上げ・停止動作と機能に
ついて説明する。

【００３２】図３は、横の時間軸に対し、縦に装置の主
要動作を記してある。タイマーからの指示で、設定され
た時間に自動的に電源が入ると、まずプログラムのイニ
シャライズを行う。このコンピュータの基本動作の後、
ハード各部の準備動作が開始する。これらの準備動作
は、前述の分注部流路系の洗浄，試薬流路のリフレッシ
ュ，恒温反応槽の水の交換等で、装置の性能維持のため
に必須の動作である。この準備動作の完了後、オペレー
タによる装置の運転がはじめて開始される。また、測定
されたデータの打ち出しが終わって、オペレータによる
操作が完了した時点で、装置は、無人の後始末動作の段
階に入る。前述の洗浄を主とした後始末作業が完了する
と、装置は、自動停止機能により次の開始まで停止す
る。

【００３３】本発明の自動分析装置は、純水供給部７０
０から常時給水できる機能によって、上述のオペレータ
なしでの運転という特徴をより効果的に発揮できる。水
源である蛇口７３２よりバルブ７３０および逆流防止ト
ラップ８００を経て取り出される原水は、送水ポンプ７
３１によって逆浸透膜ユニット７２８およびイオン交換
樹脂ユニット７２９に送られ、それぞれ目的の用途に応
じた精製工程を経て純水タンク７０２，７０３に貯えら
れる。ここでのバルブ７３０の開閉動作は、逆流防止ト
ラップ８００の流水の有無を検知し、自動分析装置から
の指令で操作される。また、タンク７０２，７０３は、
蛇口７３２から供給される原水の応答遅れによる水切れ
を防止できる程度の僅かな水量を貯えていれば十分であ
り、流路の一部を太くした直径１００mm，長さ２００mm
（約１５００cm³ の容量）程度の形状で構成できる。な
お、これらのタンク７０２，７０３が無くとも、原水を
絶えず精製して純水を供給できることは言うまでもな
い。

【００３４】本発明の核心をなす逆流防止トラップ８０
０は、蛇口７３２側にある吐出口８０１，吐出口８０１
から流れ出る原水を受ける受け口８０２，受け口８０２
と二重槽構造を形成した外側部の底部に設けた横溢水流
路８０３，受け口８０２の底部にセットされた断水検知
器８０５から構成されている。

【００３５】電源がＯＮされ、コンピュータのイニシャ
ライズが終了すると、バルブ７３０が開き同時にポンプ
７３１が始動し、原水の供給が開始されるが、蛇口７３
２からの供給量と送水ポンプ７３１の送水量とはバラン
スを保つ必要があり、あらかじめそれらの量は設定さ
れ、コンピュータ制御される。ここで、送水ポンプ731
は、空気を混入することなく、定常的に送水する必要が
あるため、受け口８０２からは、横溢水が僅かに溢れて
いる程度がのぞましい。この横溢水を極力少ない量に節
約するため、受け口８０２の側壁上部に孔８０４を設
け、かつ、上部の縁に近ずくにしたがって孔８０４の径
を大きく加工する。すなわち、横溢水は下辺の径の小さ
な孔から僅かな量が流れ出て、横溢水檢知器８０６によ
り原水供給の過剰を検知し、原水の供給を微細に制御す
ることができる。なお、上辺の縁に近ずくにつれて孔径
を大きくしておくことは、横溢水檢知器８０６がなくと
も、横溢水の量を少なくできるので有効である。

【００３６】また、バルブ７３０，送水ポンプ７３１の
トラブル等により、横溢水が一時に、多量生じた場合に
対処するため、二重槽の外側に異常横溢水流出用の流路
を設け、三重槽構造とすることができる。

【００３７】

【発明の効果】これまで自動分析装置用純水製造装置の
原水は、逆流防止の理由から、無人で常時供給すること
はできなかった。そのため装置の自動立ち上げ・停止等
の効率的な運転を行う場合は、大容量のタンクを必要と
し、また、そのタンクの管理に多大の労力を費やさざる
をえなかった。これに対し、本発明の自動分析装置は、
逆流防止トラップ８００を採用することにより、常時純
水を供給することができ、無人での立ち上げ・停止を可
能にし、検査室の省力化に著しく貢献できる。また、形
状が小型単純で、流れの滞留がないため、洗浄等の保守
にまったく労力を必要としない点も効率向上に画期的な
効果もたらすものである。

【００３８】なお、試料や試薬の微量定量採取に関与す
る純水をタンク等に貯えることをせずに使用できること
は、汚染や気泡によるトラブルの恐れが少なくなるの
で、データの信頼性の向上をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る自動分析装置と純水供
給部とを示す全体概略説明図である。

【図２】上記実施例における自動分析装置の各ユニット
と純水供給部との配管接続を示す流路図である。

【図３】上記実施例の自動分析装置の自動立ち上げ・停
止動作タイミング図である。

【図４】上記実施例における原水取り出し部の流路図で
ある。

【図５】受け口部の側壁上部に横溢水の孔を設け、か
つ、該孔を縁に近ずくにつれ径を大きくならしめるよう
に加工した逆流防止トラップの一部切開斜視図である。

【図６】横溢水の有無を検知する検知器を設けた逆流防
止トラップの一部切開斜視図である。

【図７】異常横溢水を取り逃がす第二の横溢水流路を設
けた逆流防止トラップの一部切開斜視図である。

【符号の説明】

１００…サンプラー、１０２…試料容器、１０３…搬送
ライン、２００…サンプリング機構、２０２…試料ノズ
ル、２０４…ピペッタ、２０６…シリンジ、２０８…マ
イクロシリンジ、３００…反応テーブル、３０１…試薬
ノズル、302…反応容器、３０３…試薬サンプリング機
構、３０４…デイスペンサ、３０５…試薬容器、３０６
…反応恒温槽、３０８…撹拌装置、３１０ａ，ｂ…洗浄
用ポンプ、３１２…試薬デイスペンサシリンジ、３１３
…試薬デイスペンサマイクロシリンジ、４００…測光部
（計測器）、４０２…光度計、５００…コントローラ、
６００…データ処理装置、７００…純水供給部、７０２
…純水タンク（ＲＯ）、７０３…純水タンク（ＲＯ＋イ
オン交換樹脂）、７０４…純水ポンプ（ＲＯ）、７０５
…純水ポンプ（ＲＯ＋イオン交換樹脂）、７０６…洗浄
容器、７０８…ドレン、７１０…真空ポンプ、７１２…
減圧タンク、７１３…廃液吸入ノズル、７１４…原廃液
トラップ、７１５…廃液瓶、７１６ａ，ｂ…洗浄ノズ
ル、717a,ｂ…洗浄廃液吸入ノズル、７１８…洗浄廃液
トラップ、７３６…電磁バルブ(RO)、７３７…電磁バル
ブ（ＲＯ＋イオン交換樹脂）、８００…逆流防止トラッ
プ、８０１…原水吐出口、８０２…原水受け口、８０３
…横溢水流路、８０４…孔、８０５…断水検知器、８０
６…横溢水検知器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長良 信一 茨城県勝田市市毛1040番地 株式会社日立 サイエンスシステムズ内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サンプラーに配列された試料容器を移送す
   る試料ラインと、反応恒温槽に配列された反応容器を移
   送する反応ラインと、移送過程にある試料容器中の試料
   の一部を吸入し前記反応容器に吐出，移注する試料分注
   部と、試薬容器中の試薬の一部を吸入し前記反応容器に
   吐出，移注する試薬分注部と、前記反応容器で試薬によ
   り反応処理された試料を光学的に測定する計測部と、シ
   ステム各部を制御するコントローラと、該試料分注部，
   該試薬分注部および反応ライン等に純水を供給する給水
   部とから構成された自動分析装置において、該純水給水
   部の原水の取り出し口と純水精製ユニット間に電磁バル
   ブと逆流防止トラップとポンプとを順次設け、該逆流防
   止トラップを二重槽構造とし、横溢した原水を排出する
   流路を設けると共に原水が横溢したことを検知する手段
   とを設けた原水供給装置を具備したことを特徴とする自
   動分析装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記逆流防止用二重槽
   トラップの原水受け口部内側壁に多数の孔を設け、か
   つ、該孔の面積を、横溢縁に近ずくにつれて大きくなる
   ようにした原水供給装置を設けたことを特徴とする自動
   分析装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記逆流防止用二重槽
   トラップの横溢水流路側にも原水の有無を検知する検知
   器を取りつけた原水供給装置を設けたことを特徴とする
   自動分析装置。
4. 【請求項４】請求項１において、前記逆流防止用トラッ
   プの二重槽の外側に、さらに第二の横溢水流路を取りつ
   けた原水供給装置を設けたことを特徴とする自動分析装
   置。