JPH0783938A - 試料採取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゴム栓にノズルを突き刺して試料管内部の試
料を採取する際に、採取用ノズルが直接ゴム栓に触れる
のを防止する。 【構成】 ノズル部１０は内ノズル１４と外ノズル１２
とで構成され、ゴム栓への穿刺時には、外ノズル１２内
に内ノズル１４を収納した状態でその穿刺が行われる。
穿刺終了後、外ノズル１２の先端開口から内ノズル１４
の先端部を下降させて試料の採取を行う。試料採取後は
洗浄槽を利用してノズル部１０の洗浄が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、封止栓にノズルを突き
刺して試料の吸引を行う装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、採血管に採取された血液試料を採
取する場合には、その度毎に、封止栓であるゴム栓を外
し、その後に血液を採取していた。そのため、人為的な
手間がかかると共に細菌感染のおそれがあった。従っ
て、採血管からの血液を自動的に採取できる装置が要望
されていた。

【０００３】そこで、封止栓を外さずに、採血管内部の
試料を採取できる装置が実開平３−６１５７２号公報で
提案されている。かかる装置では、吸引ノズル及びエア
抜きノズルの２つのノズルでゴム栓を突き通して血液の
採取が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置では、採取用のノズルが直接ゴム材に触れ、ゴムによ
る摺動抵抗のため、血液採取に当たっての微妙なノズル
位置の調整が困難であった。

【０００５】一方、一部がゴム材で構成された封止栓に
おいては、ノズルを突き通すことが可能な領域は３ｍｍ
φ程度で非常に小さい。一方、２本のノズルを突き通す
ためには少なくともノズル外径の２倍以上の領域が必要
となる。このため、極めて高精度のノズル位置決めが必
要となり、位置決め誤差があった場合、２本のノズルを
突き通すことは事実上困難となる。また、ノズルの太さ
に制限があった。

【０００６】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、封止栓であるゴム栓を外さず
試料の採取ができ、かつ突き刺し領域を合理的範囲に抑
えることができると共に、採取用のノズルが直接ゴム栓
に触れずに試料の採取ができる試料採取装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、封止栓の少なくとも一部が突
き刺し可能な材料で構成された試料管の内部から試料を
採取する装置であって、前記封止栓に突き通される二重
管構造のノズル部を有し、前記ノズル部は、前記試料を
吸引するための内ノズルと、前記内ノズルを内部で昇降
自在に挿通させる外ノズルと、を含み、前記内ノズルが
前記外ノズルの先端から突出して試料吸引が行われ、そ
の際前記内ノズルと前記外ノズルの間の隙間に通気路が
形成されることを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、前記内ノズルを昇
降させる内ノズル昇降機構と、前記外ノズルを昇降させ
る外ノズル昇降機構と、を含み、前記内ノズルと前記外
ノズルを独立して昇降できることを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の発明は、前記ノズル部を前
記封止栓へ突き刺す際、前記内ノズル昇降機構は、前記
外ノズルの下降に追従させて、前記外ノズルの先端開口
付近に前記内ノズルの先端を維持させつつ前記内ノズル
を下降させることを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の発明は、前記ノズル部を前
記封止栓に突き刺した後に、試料吸引に先立って準備吸
引を行うことを特徴とする。

【００１１】請求項５記載の発明は、前記外ノズルを包
み込む径をもった洗浄井戸が形成された洗浄槽と、前記
ノズル部に洗浄液を供給する洗浄液供給装置と、を含
み、前記内ノズルの内部及び前記内ノズルの外周囲に洗
浄液を灌流させて洗浄を行うことを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記請求項１記載の構成によれば、ノズル部
は、内ノズルと外ノズルとで構成され、試料の採取を行
う場合には、外ノズル内部に内ノズルを収納した状態で
封止栓に対して突き刺しを行う。そして、内ノズルのみ
を下降させて試料の採取・吸引を行う。その場合、内ノ
ズルと外ノズルとの間のノズル間通路が通気路として働
き、円滑な試料の吸引を行うことができる。

【００１３】すなわち、内ノズルは試料吸引用のノズル
であり、外ノズルは封止栓に対する穿刺用のノズルであ
る。

【００１４】本発明では、吸引時においてこのように封
止栓に触れるのは外ノズルであり、内ノズルはその外ノ
ズル内を昇降自在にされているので、ゴム栓の摺動抵抗
にかかわらず内ノズルの微妙な位置決めを実現できる。
また、試料の吸引を行う際にノズルが封止栓に触れない
ため、試料への汚染物質の混入等を回避できる。

【００１５】また、請求項２記載の構成によれば、内ノ
ズル昇降機構及び外ノズル昇降機構によってそれぞれの
ノズルを独立して昇降させることができる。

【００１６】請求項３記載の構成によれば、ノズル部を
封止栓へ突き刺す際に、外ノズルの先端開口付近に内ノ
ズルの先端が位置されるので、外ノズルのみによる穿刺
の場合に比べ切り屑の発生を効果的に抑制できる。すな
わち、穿刺用のノズルである外ノズルの先端開口面積を
実質的に小さくして穿刺を行うものである。

【００１７】請求項５記載の構成によれば、洗浄槽と洗
浄液供給装置とが設けられ、試料採取後においては、ノ
ズル部が洗浄槽内に刺し入れられ、その状態でノズル部
に洗浄液を供給させ、かつ灌流させることによってノズ
ル部の洗浄が行われる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。

【００１９】図１には、本発明に係る試料採取装置の全
体構成が示されている。

【００２０】ノズル部１０は、穿刺用の円筒形外ノズル
１２と試料吸引用の円筒形内ノズル１４とで構成され
る。図１に模式的に示されるように、内ノズル１４は、
外ノズル１２の内部で昇降自在に挿通されている。

【００２１】外ノズル１２は、昇降機構１６によって上
下に昇降され、その昇降機構１６はモータ１８とネジ２
０と連結部２２とで構成される。これと同様に、内ノズ
ル１４は、昇降機構２４によって上下方向に自在に昇降
可能とされており、その昇降機構２４はモータ２６とネ
ジ２８と連結部３０とで構成される。

【００２２】すなわち、このような昇降機構１６及び２
４によって、内ノズル１４及び外ノズル１２をそれぞれ
独立して上下移動させることができる。ここで、昇降機
構１６では、モータ１８の軸がネジ２０に連結され、そ
のネジ２０と連結部２２に形成されたネジ溝との噛み合
いによって外ノズル１２が上下に移動される。これは、
昇降機構２４においても同様である。

【００２３】内ノズル１４の上方端にはホース３２の一
方端が連結され、その他方端はポンプ３４に接続されて
いる。このポンプ３４はシリンジ３６とピストン３８で
構成され、内ノズル内部の圧力を制御可能である。この
配管系の圧力は圧力検出器４４にて検出され、その出力
信号は分注制御部４２に送られる。ここで分注制御部４
２は、バルブ及びポンプ、更にはモータの制御を行って
いる。

【００２４】内ノズル１４の上方には２つの分岐路４４
及び４６が形成され、一方の分岐路４４には弁Ａが設け
られ、他方の分岐路４６には弁Ｂが設けられ、ポンプ４
８を介して洗浄液５０を入れたタンク５２が接続されて
いる。なお、弁Ａは大気開放を行うための弁である。

【００２５】内ノズル１４の外側と外ノズル１２の内側
の間に形成されるノズル間通路５４の上方端はシール部
５６によってシールされると共に２つの分岐路５８及び
６０に連通されている。ここで、分岐路５８には弁Ｃが
設けられ、分岐路６０には弁Ｄが設けられてトラップ６
２を介してポンプ６４に接続されている。なお、弁Ｃは
大気開放を行うための弁であり、ポンプ６４は洗浄液を
受け取るトラップ６２内の圧力を負圧にしている。

【００２６】以上説明した試料採取装置は、独立して用
いられるほか、自動分注装置に組み込まれる。

【００２７】次に、図２を用いてノズル部１０について
詳述する。

【００２８】図２に示されるように、外ノズル１２はブ
ロック６６に固定され、すなわちブロック６６を上下方
向に移動させることによって外ノズル１２のみを昇降さ
せることができる。外ノズル１２の上方には分岐路６７
が形成され、この図２に示す例ではその分岐路６７にコ
ネクタ６８が設けられ、図示されていないホースがコネ
クタ６８に接続される。すなわち、ノズル間通路５４は
コネクタ６８内の通路を介して外部と接続される。

【００２９】シール部５６は、内ノズル１４を上下方向
に摺動自在に保持したシール材７１と、そのシール材７
１を包み込んで固定しているシールキャップ７２とで構
成される。

【００３０】なお、例えば内ノズル１４の内径は１．２
５ｍｍφであり、その外径は１．６１ｍｍφである。一
方、外ノズル１２の外径は２．４１ｍｍφであり、内径
は１．９９ｍｍφである。なお、内ノズル１４及び外ノ
ズル１２の径の大きさは、分注量に応じて最適なものを
選択することが望ましい。本実施例ではノズル部１０は
ステンレス材によって構成されているが、金属でなくて
も例えば硬質プラスチックなどを用いることもできる。

【００３１】図２に示されるように、外ノズル１２の先
端は斜めに切り取られ、ゴム材への穿刺が容易化されて
いる。

【００３２】ここで、図３及び図４を用いてゴム材の切
り屑の発生を防止する手法について説明する。

【００３３】図３に示されるように、例えば外ノズル１
２のみでゴム材に対して穿刺を行う場合、図３（ａ）〜
（ｄ）に順次示されるように、ノズル先端開口内に一部
のゴム材が取り込まれることによって切り屑１００が発
生してしまう。すなわち、外ノズル１２のみによってゴ
ム材への穿刺を行うと、切り屑１００の発生のおそれが
ある。

【００３４】そこで、本実施例においては、図４（ａ）
〜（ｄ）に示すように、内ノズル１４を外ノズル１２の
先端開口付近に位置させつつゴム材へのノズル部１０の
穿刺を行っている。すなわち、（ｄ）に示されるよう
に、実質的に外ノズル１２の先端開口が塞がれた結果、
全体として楔形が形成され、切り屑１００の発生が有効
に防止される。

【００３５】ここで、内ノズル１４の望ましい位置は、
図４に示されるように、断面図において、外ノズル１２
の先端開口を表すライン２００に内ノズル１４の先端の
角が触れる程度が望ましいが、各ノズルの開口面積や形
状に応じて最適の位置を採用することが望ましい。

【００３６】図５には、内ノズル１４の先端形状が示さ
れている。図５（ａ）に示す内ノズル１４は図２に示し
た実施例と同様で、内ノズル１４の先端部が水平に切り
取られている。

【００３７】一方、図５（ｂ）に示す内ノズル１４は、
その先端が斜めにカットされている。このような形状の
場合、ノズル部１０によるゴム材への穿刺をより円滑に
行うことができる利点がある。そして、図５（ｃ）に示
す例においては、内ノズル１４の内部が先細形に形成さ
れ、先端の開口面積をより小さくできる。図５（ｄ）に
示されている例においても同様であり、この例では内ノ
ズル１４の内径が２段階に設定され、先端の開口部が小
さく形成されている。

【００３８】一方、図５（ｅ）に示す例では、内ノズル
１２の側方に１つの円形の開口が示され、穿刺時におけ
る切り屑の発生が効果的に防止されている。それは、図
５（ｆ）に示す例においても同様であり、この例では側
方に形成された開口１０２が複数個あるため、より円滑
な試料の採取が実現できる。

【００３９】次に本実施例に係る試料採取装置を用いて
採血管内部に収納された血液を採取する場合について説
明する。

【００４０】図６に示されるように、まず採血管７４の
上方にノズル部１０を位置させ、昇降機構１６及び２４
を動作させて内ノズル１４及び外ノズル１２を同時に下
降させる。その際、上述したように、内ノズル１４の先
端を外ノズル１２の先端開口近傍位置に維持させる。

【００４１】なお、採血管７４内には血液７６が入れら
れ、採血管７４の上方はゴム材から成る栓７８によって
封止されている。ちなみに、採血管ラック８０の上部に
は、ノズル部１０の引上げの際に、ゴム材の摺動抵抗に
よって採血管７４自体が引き上げられることを防止する
ため、チューブ押さえ８２が形成されている。

【００４２】なお、図６には、振動等を起因として栓７
８の裏側に血液が付着した付着液１０４が示されてい
る。本実施例の装置によれば、このような付着液１０４
が存在しても、精度よく血清の採取を行うことができ
る。

【００４３】図７（Ｂ）においては、ノズル部１０によ
る穿刺が行われた状態が示されている。その場合、図６
に示した付着液１０４がノズル間通路５４内に取り込ま
れることが危惧される。その状態が図７（Ｂ）に示され
ている。

【００４４】そこで、本実施例では、図１に示すよう
に、弁Ａを開放して内ノズル１４内部を大気開放とし、
それと同時に、弁Ｄを開放して、ポンプ６４の作用によ
りノズル間通路５４に対して真空吸引を行う（準備吸
引）。すると、通常は付着液１０４が強力な吸引によっ
て取り込まれ、トラップ６２で捕獲されることになる。

【００４５】なお、図７（Ｂ）に示すように、外ノズル
１２はゴム材である栓７８を貫通した状態で停止させれ
ばよい。そうすることにより、内ノズル１４をゴム栓で
ある栓７８から隔絶させることができる。

【００４６】以上説明した工程によれば、付着液１０４
を吸引することが可能であるが、図７（Ｃ）に示す工程
では、その付着液の除去の確認が行われる。すなわち、
図１において、弁Ｄ、弁Ａの順でそれぞれの弁を閉じ、
次に弁Ｃを開放してノズル間通路５４を大気開放の状態
とした後に、ポンプ３４を駆動して一定の流量のエアを
内ノズル１４内に送り込む。

【００４７】ここで、もし付着液１０４が依然として存
在している場合には、圧力検出器４０で検出される圧力
が基準値以上となるため、その異常状態を容易に把握す
ることができる。もし、そのような異常状態が生じた場
合には、図７（Ｂ）に示した付着液の吸引工程を再度実
行すればよい。なお、正常であれば、以下に説明する液
面検出の際の基準圧力検出のために、一定流量のエアが
内ノズル１４内に送られる。

【００４８】以上の準備工程が終了した後、図８（Ｄ）
に示すように、昇降機構２４によって内ノズル１４のみ
が下ろされる。その際、一定流量のエアをポンプ３４の
作用によって内ノズル１４内部に送り込み、いわゆるエ
アの連続吐出による液面検出を実行する。すなわち、ポ
ンプ３４の作用によって内ノズル１４の先端から一定量
のエアを吐出させた状態で内ノズルの下降を実行する。
ここで、内ノズル１４の先端が液面に近接するとその先
端開口が閉塞状態となり、それによって配管系内の圧力
が上昇し、その上昇を検出することによって液面位置が
特定される。

【００４９】なお、液面が検出された直後において、図
１に示すように、弁Ｃが閉じられそれと同時に弁Ａが開
放され、配管系内の余分な圧力が開放される。これによ
り、内ノズル１４の先端から吐出されるエアによって液
面付近で泡が生じるのが防止される。

【００５０】次に、図１において、弁Ａを閉じてかつ弁
Ｃを開け、試料である血液７６の吸引が実行される。す
なわち、図８（Ｅ）に示されるように、ノズル間通路５
４を大気開放とした状態でポンプ３４が駆動され血液７
６が内ノズル１４内に吸引される。なお、その吸引に伴
って液面が下方に移動するため、それに追従させて内ノ
ズル１４を徐々に下降させる。ちなみに、その吸引時に
おいては配管系内の圧力をモニタして、ノズル先端で閉
塞等が生じていないかを判断するのが望ましい。

【００５１】吸引終了後においては、図９（Ｆ）に示さ
れるように、外ノズル１２の内部に内ノズル１４が完全
に収納されるまで、内ノズル１４が上方に引き抜かれ
る。そして、そのうちノズル１４が収納された後、外ノ
ズル１２及び内ノズル１４が同時に栓７８から引き抜か
れる。その後、弁Ｃを閉じる。

【００５２】図９（Ｇ）にはノズル部１０が引き抜かれ
た状態が示されており、採取された血液７６を分注する
ためノズル部１０は図示されていない搬送機構によって
搬送されるが、ノズル部１０の下方にＸＹテーブルを置
き、パレットを移動させてもよい。

【００５３】図１０（Ｈ）に示すように、吐出容器８４
の上方にノズル部１０を位置させた状態で、内ノズル１
４のみが下方に下ろされる。そして、ポンプ３４の作用
によって内ノズル１４内の血液が吐出される。

【００５４】図１０（Ｉ）において、図の１０６で示さ
れるように内ノズル１４付近に試料が残存している。従
って、洗浄を行うことが必要となる。

【００５５】そこで、図１１（Ｊ）に示すように、洗浄
槽８６の井戸８８内にノズル部１０が刺し入れられる。
具体的には、外ノズル１２の下降は井戸８８の上方の所
定位置で停止され、内ノズル１４のみが井戸８８の下方
まで下ろされる。

【００５６】そして、図１１（Ｋ）に示すように、まず
弁Ｄを開放してノズル間通路５４において強力な吸引を
行い、それに伴って弁Ｂを開けて洗浄液５０を分岐路４
６へ流し込む。その際、ポンプ３４を駆動して内ノズル
１４内部に大量のエアを供給する。すると、分岐点１０
８において、洗浄液５０が霧ないしは泡状となって、す
なわちジェット流２０２となって内ノズル１４の下方側
へ押し流されることになる。そして、内ノズル１４の先
端を回り込んだ洗浄液は内ノズル１４の外側及びノズル
間通路５４を介して、ポンプ６４の作用によって強力に
吸引される。これにより、内ノズル１４等の壁に付着し
た試料は洗浄されることになる。なお、相乗効果として
ポンプ３４を駆動することにより洗浄液の逆流を防止す
ることができる。以上の洗浄が終了した後、弁Ｂが止め
られる。その場合ポンプ３４によるエアの供給は依然続
けられる。その状態が図１２（Ｌ）に示され、最終的に
洗浄液はトラップ６２内に取り込まれることになる。図
１２（Ｍ）に示すように、すべての洗浄液が除去された
後、ポンプ３４が停止され、弁Ａが開放されてノズル部
１０内の乾燥が行われる。

【００５７】そして、その乾燥工程が終了した後、弁Ａ
がまず閉じられ、その後弁Ｄが閉じられた後、図７
（Ｃ）に示した工程同様、ポンプ３４から所定量のエア
が供給されて残液検出が実行される。仮に、残液が検出
された場合には、再度乾燥工程が実行される。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
二重管構造のノズル部を封止栓に対して突き刺すことに
よって、封止栓を取らずに試料の採取を行うことができ
ると共に、ゴム材等による摺動抵抗作用によらずに内ノ
ズルの微妙な昇降を円滑に行わせることができる。ま
た、本発明によれば、穿刺の際にゴム材などの切り屑を
防止することが可能である。更に、本発明によれば、付
着液の除去等により精度の良い試料の採取を行うことが
できる。また、その試料採取後においては洗浄を簡単に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る試料採取装置の全体構成を示す説
明図である。

【図２】ノズル部１０の拡大断面図である。

【図３】切り屑発生を示す説明図である。

【図４】切り屑発生の防止を示す説明図である。

【図５】内ノズルの先端形状を示す断面図及び斜視図で
ある。

【図６】試料の採取工程を示す説明図である。

【図７】試料の採取工程を示す説明図である。

【図８】試料の採取工程を示す説明図である。

【図９】試料の採取工程を示す説明図である。

【図１０】試料の分注工程を示す説明図である。

【図１１】ノズルの洗浄工程を示す説明図である。

【図１２】ノズルの洗浄工程を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ ノズル部 １２ 外ノズル １４ 内ノズル １６ 昇降機構 ２４ 昇降機構 ３４ ポンプ ４４ 圧力検出器

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【手続補正書】

【提出日】平成５年９月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 1/00 Ｎ (72)発明者 吉田 知明 東京都三鷹市牟礼６丁目22番１号 アロカ 株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】封止栓の少なくとも一部が突き刺し可能な
   材料で構成された試料管の内部から試料を採取する装置
   であって、 前記封止栓に突き通される二重管構造のノズル部を有
   し、 前記ノズル部は、 前記試料を吸引するための内ノズルと、 前記内ノズルを内部で昇降自在に挿通させる外ノズル
   と、 を含み、 前記内ノズルが前記外ノズルの先端から突出して試料吸
   引が行われ、その際前記内ノズルと前記外ノズルの間の
   隙間に通気路が形成されることを特徴とする試料採取装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記内ノズルを昇降させる内ノズル昇降機構と、 前記外ノズルを昇降させる外ノズル昇降機構と、 を含み、 前記内ノズルと前記外ノズルを独立して昇降できること
   を特徴とする試料採取装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の装置において、 前記ノズル部を前記封止栓へ突き刺す際、前記内ノズル
   昇降機構は、前記外ノズルの下降に追従させて、前記外
   ノズルの先端開口付近に前記内ノズルの先端を維持させ
   つつ前記内ノズルを下降させることを特徴とする試料採
   取装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の装置において、 前記ノズル部を前記封止栓に突き刺した後に、試料吸引
   に先立って準備吸引を行うことを特徴とする試料採取装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の装置において、 前記外ノズルを包み込む径をもった洗浄井戸が形成され
   た洗浄槽と、 前記ノズル部に洗浄液を供給する洗浄液供給装置と、 を含み、 前記内ノズルの内部及び前記内ノズルの外周囲に洗浄液
   を灌流させて洗浄を行うことを特徴とする試料採取装
   置。