JPH0820332B2 - 液漏れ検出方法及びその分注装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液漏れ検出方法及びそ
の分注装置、特に自動分注装置において、検体試料を吸
引したのちノズルを移動させて、他の容器に吐出するま
での間に液漏れがあったか否かを検出する液漏れ検出方
法及びその分注装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】試料の分注を行う分注装置が知られてお
り、例えば人体から採取した血液検体を複数の容器に分
配する装置として用いられている。

【０００３】このような血液試料の吸引には、例えばデ
ィスポーザブル化されたチップを有するノズルチップに
よって行われる。図８には、ノズル部３２の要部断面図
が示されており、ノズル部３２は、ノズルベース３５と
ノズルチップを成すディスポーザブルチップ（以下、チ
ップという）３６とで構成されている。なお、このチッ
プ３６の上部開口には、ノズルベース３５の先端部が加
圧挿入され、このようにチップ３６の上部開口にノズル
ベース３５の先端部が嵌合することによって、チップ３
６がノズルベース３５に確実に固定される。チップ３６
の下方先端には、小孔３６ａが形成され、この小孔３６
ａから血清等が吸引され、あるいは吐出されることにな
る。なお、チップ３６は透明又は半透明の素材によって
構成され、主に半透明の硬質プラスチック等で構成され
る。また、ノズルベース３５は金属等で構成される。

【０００４】ノズル部３２は一般に上記の構造を有して
いるので、分注のたびにチップ３６を取り替える際に、
チップ３６とノズルベース３５との嵌合に不具合が生じ
ると、液漏れの原因となる。一方、ノズル部３２と吸引
ポンプとを結ぶ配管系でも液漏れの原因となる空気漏れ
が発生する可能性がある。

【０００５】そこで、従来の分注装置では、ノズル部３
２又はノズル部３２と吸引ポンプとを結ぶ配管系におけ
る空気の漏れが発生したか否かを調べる場合には、通常
チップ３６に試料を吸引してその状態で一定時間放置
し、その間継続して使用者がチップ３６を監視すること
によって行われていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
分注装置によってノズル部又はノズル部と吸引ポンプと
を結ぶ配管系における空気漏れによる液漏れの発生の有
無を調べる場合、分注動作中において液漏れを監視する
ことは困難であった。そこで、装置を一時停止した後、
人によってノズルチップからの液だれを監視して液漏れ
を判定していた。

【０００７】従って、現行では作業効率を考慮して分注
装置の使用前後で液だれを監視して、液漏れの有無を判
定していた。そして、使用前後で液漏れがないと判定し
た場合には分注動作中も液漏れが生じなかったとみなし
ていた。

【０００８】しかしながら、上記の方法では、分注動作
中にのみ発生した液漏れを見逃してしまうという問題が
あった。例えば、分注する度に取り替えるディスポーザ
ブルチップに不良があった場合、また分注動作中ポンプ
内のシリンジとピストンとの気密性が保てなくなった場
合、液漏れが発生してしまう。

【０００９】このような場合、ノズルチップの移動中に
吸引した検体の一部が落下してしまい、吸引量が減少
し、目的容器への吐出量が不足してしまうという問題が
あった。

【００１０】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、分注において常時液漏れの有
無を検出する液漏れ検出方法及びその分注装置を提供す
ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項１記載の発明は、分注装置においてノズルに
よる試料の分注の際にノズルからの液漏れを検出する方
法であって、前記ノズル先端から下方に向く液滴落下経
路の両側に、所定の光ビームを前記液滴落下経路に向け
て照射する発光手段と前記液滴落下経路を横切った前記
光ビームを受光する受光手段とを配置し、前記受光手段
の受光量レベルを監視し、前記ノズルの移動に連動させ
て前記発光手段及び前記受光手段を移動させ、前記ノズ
ルから液滴が落下して前記光ビームを交差した時の受光
量レベルの変動に基づき液漏れを検出し、ノズル移動中
に液漏れを検出することを特徴とする。

【００１２】また、請求項２記載の発明は、試料の吸引
及び吐出を行うノズルと、試料が吸引される容器から試
料が吐出される容器へ前記ノズルを移動させるノズル移
動手段と、前記ノズル先端から下方へ向く液滴落下経路
の一方側に配置され、かつ、前記ノズル移動手段によっ
て前記ノズルに連動して移動され、所定の光ビームを前
記液滴落下経路に向けて照射する発光手段と、前記ノズ
ル先端から下方へ向く前記液滴落下経路の他方側に配置
され、かつ、前記ノズル移動手段によって前記ノズルに
連動して移動され、前記液滴落下経路を横切った前記光
ビームを受光する受光手段と、前記受光手段の出力信号
を受入れ、前記受光手段での受光量レベルの変動に基づ
いて液漏れを検出する液漏れ検出手段と、を含み、ノズ
ル移動中に液漏れを検出することを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記請求項１記載の構成によれば、ノズル移動
時に、常時光ビームの受光量レベルを監視しているの
で、液漏れによる液玉が光ビームと交差したことを検知
して、液漏れが発生したことを検出できる。

【００１４】また、請求項２記載の構成によれば、受光
手段の出力側に設けられた液漏れ検出手段により、ノズ
ル移動中において、そのノズルの下方の液滴落下経路に
光ビームを通過させつつ、常時光ビームの透過光量レベ
ルを監視し、透過光量レベルが変化した場合、液漏れの
発生を判定する。なお、前記光ビームとして近赤外光が
利用される場合には、受光手段にその近赤外光のみを通
過させる光学フィルタを設ける。また、光ビームの幅は
ノズルの位置公差に対応させるのが望ましい。

【００１５】

【実施例】以下に、本発明の好適な実施例を図面に基づ
いて説明する。

【００１６】図１には、本発明に係る液漏れ検出方法を
適用した自動分注装置３０の外観が示されており、図１
はその斜視図である。なお、この自動分注装置３０は、
本実施例において、採取された全血を遠心分離して血清
成分と血球成分とに分け、そのうち血清成分のみを分注
するものである。

【００１７】図中ほぼ中央に図示される血液試料の吸引
を行うノズル部３２は、ＸＹＺロボット３４によって保
持されており、ノズル部３２は、三次元的に自在に移動
可能とされている。

【００１８】図１において、前記ＸＹＺロボット３４
は、Ｘ駆動部３４ｘと、Ｙ駆動部３４ｙと、Ｚ駆動部３
４ｚとで構成され、Ｚ駆動部３４ｚにはノズル部３２を
備えたエレベータ部３８が昇降自在に連結されている。
このエレベータ部３８はジャミングセンサ等の機能をな
すリミットスイッチ４０を有し、このリミットスイッチ
４０は、ノズル部３２に加えられる上方への一定以上の
外的作用力を検出する。

【００１９】ノズル部３２には、エアホース４４の一端
が接続され、エアホース４４の他端は吸引・吐出ポンプ
の作用を成すシリンダ４６に接続されている。

【００２０】シリンダ４６とノズル部３２との間には、
エアホース４４内の内圧を測定するための圧力センサ５
４が接続されている。なお、リミットスイッチ４０から
の信号は信号ケーブル５６を介して装置本体に送られて
いる。

【００２１】分注台５８に載置された試験管ラック６０
には、遠心分離処理が行われた後の血液試料を入れた複
数の検体入り試験管６２が起立保持されている。すなわ
ち、この検体入り試験管６２には、血清成分と血球成分
とが上下に分離されている血液試料が入れられている。
また、分注台５８上には、血液試料の一成分が移し変え
られる複数の吐出用試験管６６が試験管ラック６０に起
立保持されている。

【００２２】本実施例の自動分注装置３０は、ノズルチ
ップがディスポーザブル、すなわち使い捨て型であるた
め、順次新しいチップに交換され、使用済みチップを廃
棄するために、チップ廃棄トレイ７４が設けられてい
る。

【００２３】以上の構造において、Ｚ駆動部３４ｚによ
りノズル部３２を吐出用試験管６６に移動させる際に、
液漏れが発生するとすれば、エアホース４４の損傷、シ
リンダ４６の気密性劣化、ノズル部３２の気密性劣化等
が挙げられる。

【００２４】一方、上昇したノズル部３２のチップ３６
の下方に形成される液滴落下経路の両側には、発光部７
０と受光部７２が設けられている。発光部７０は、図２
に示すように、近赤外光発光ダイオード１４と、この近
赤外光発光ダイオード１４から射出された近赤外光（例
えば、波長８９０ｎｍ）を平行光ビームに変換するレン
ズ１６と、チップ３６の軸方向であってある大きさに平
行光ビームを絞る円柱レンズ１８を有する。また、図３
に示すように、チップ３６の軸に垂直な方向の光ビーム
幅（例えば、６ｍｍ）を有し、チップ３６の位置公差で
決まる幅より大きくなっている。また、光ビームの厚み
は、例えば円柱レンズ１８付近で０．７ｍｍ、チップ３
６が下降するときに交差するところで０．５ｍｍであ
る。従って、チップ３６の先端から検体１２の一部が液
玉として落下しても、液玉と光ビーム２０は常に交差す
ることとなる。なお、液玉が光ビーム２０と交差するこ
とによる液漏れの検出については、後述する。

【００２５】また、受光部７２は、チップ３６の通過光
及び未通過光を通し、かつ他の照明光等の可視領域の光
を通さない光学フィルタ２２と、この光学フィルタ２２
を通過した光を検出する光検出器２４とから成る。な
お、図１から明らかなように、発光部７０及び受光部７
２は、Ｘ駆動部３４ｘとＹ駆動部３４ｙによってチップ
３６に連動してＸ方向及びＹ方向へ搬送される。

【００２６】次に、液漏れ検出方法及びその分注装置に
ついて以下に説明する。

【００２７】図２には、本実施例の分注装置の光検出に
よる液漏れ検出方法を実施する装置の概略的な構成がブ
ロック図で示されている。

【００２８】チップ３６の移動時における透過光は、前
述した受光部７２の光検出器２４に収集され、その光信
号は、液漏れ検出回路２６に入力される。液漏れ検出回
路２６は、常時チップ３６の移動時の透過光量レベルを
監視し、監視中に急激に透過光量レベルが変化したこと
を検知すると、「液漏れ発生」の信号をモニタ２８に出
力する。そして、モニタ２８において液漏れを知らせる
メッセージが表示され警告が行われる。本実施例では、
モニタ２８で警告を行っているが、アラーム音を発して
もよい。

【００２９】図４には、正常な分注工程が示されてい
る。

【００３０】ステップ１００（なお、図において「ステ
ップ」を「Ｓ」と略す）では、検体入り試験管６２より
検体１２を吸引し、その後チップ３６を上昇させる。

【００３１】ステップ１０１では、チップ３６を検体入
り試験管６２から吐出用試験管６６に移動させる。

【００３２】ステップ１０２では、チップ３６を吐出用
試験管６６の上方に移動完了させる。

【００３３】ステップ１０３では、チップ３６を下降さ
せ、必要量の検体１２を吐出用試験管６６に吐出する。

【００３４】一方、図５には、液漏れ発生の場合の分注
工程が示されている。

【００３５】図５より明らかなように、液漏れが発生し
た場合には、ステップ１０１のチップ３６の移動時にチ
ップ３６の先端から検体１２の一部が液だれし、最終的
には液玉として落下する。従って、破線で示した位置が
正常分注時の必要吸引料の液面であるが、液漏れにより
液面が低下し、明らかに吸引量が減少してしまう。この
ため、ステップ１０３の吐出量が不足してしまうという
問題があった。

【００３６】図６には、本実施例の自動分注装置３０の
ノズル部３２と発光部７０及び受光部７２の部分拡大図
が示されている。また、図７には、液漏れ検出器２６に
おいて「液漏れ発生」と判定するときの透過光量レベル
と時間との関係のグラフが示されている。

【００３７】図６に示すように、チップ３６の先端から
検体１２の一部が液だれし、その液だれが液玉となって
落下して、発光部７０から照射され受光部７２に至る光
ビーム２０の面と一瞬交差する。その一瞬の交差時点
で、図７に示す遮光のピークが現れる。通常、チップ３
６が移動する場合、チップ３６の先端は光ビーム２０の
上方に位置するので、透過光量はほぼ初期値のままで推
移する。従って、この遮光ピークは、液玉の球面が光を
散乱し、液玉を透過する光量が減少することによって生
じる。この遮光ピークを検出することによって、液漏れ
検出回路２６は「液漏れ発生」と判定し、モニタ２８等
にこの警告を発する。これにより、使用者は分注動作中
に液漏れが発生したことを認識することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ノズルチップ移動時に常時近赤外光の透過光量レベルを
監視しているので、液だれによる液玉がビーム状の近赤
外光と交差したことを検知して、液漏れが発生したこと
を検出できる。

【００３９】また、本発明に係る分注装置は、ノズルを
移動させる際に常時近赤外光の透過光量レベルを監視
し、透過光量レベルが急激に変化した場合、液漏れが発
生したと判断する液漏れ検出回路を有するので、液漏れ
の有無を分注ごとに検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液漏れ検出方法を適用した分注装
置の実施例を示す外観図である。

【図２】図１に示した分注装置の光検出による液漏れ検
出方法を実施する装置の概略的な構成を示すブロック図
である。

【図３】図１に示した分注装置の光検出による液漏れ検
出方法を実施する装置の一部平面図である。

【図４】正常な分注工程の説明図である。

【図５】液漏れ発生の場合の分注工程の説明図である。

【図６】自動分注装置３０のノズル部３２と発光部７０
及び受光部７２の部分拡大図である。

【図７】液漏れ検出器２６において「液漏れ発生」と判
定するときの透過光量レベルと時間との関係のグラフで
ある。

【図８】ノズル部３２の要部断面図である。

【符号の説明】

１２ 検体 １４ 近赤外光発光ダイオード １６ レンズ １８ 円柱レンズ ２０ 光ビーム ２２ 光学フィルタ ２４ 光検出器 ２６ 液漏れ検出回路 ２８ モニタ ３６ ディスポーザブルチップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分注装置においてノズルによる試料の分
   注の際にノズルからの液漏れを検出する方法であって、 前記ノズル先端から下方に向く液滴落下経路の両側に、
   所定の光ビームを前記液滴落下経路に向けて照射する発
   光手段と前記液滴落下経路を横切った前記光ビームを受
   光する受光手段とを配置し、前記受光手段の受光量レベ
   ルを監視し、 前記ノズルの移動に連動させて前記発光手段及び前記受
   光手段を移動させ、 前記ノズルから液滴が落下して前記光ビームを交差した
   時の受光量レベルの変動に基づき液漏れを検出し、 ノズル移動中に液漏れを検出する ことを特徴とする液漏
   れ検出方法。
2. 【請求項２】 試料の吸引及び吐出を行うノズルと、 試料が吸引される容器から試料が吐出される容器へ前記
   ノズルを移動させるノズル移動手段と、 前記ノズル先端から下方へ向く液滴落下経路の一方側に
   配置され、かつ、前記ノズル移動手段によって前記ノズ
   ルに連動して移動され、所定の光ビームを前記液滴落下
   経路に向けて照射する発光手段と、 前記ノズル先端から下方へ向く前記液滴落下経路の他方
   側に配置され、かつ、前記ノズル移動手段によって前記
   ノズルに連動して移動され、前記液滴落下経路を横切っ
   た前記光ビームを受光する受光手段と、 前記受光手段の出力信号を受入れ、前記受光手段での受
   光量レベルの変動に基づいて液漏れを検出する液漏れ検
   出手段と、 を含み、 ノズル移動中に液漏れを検出する ことを特徴とする分注
   装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の装置において、 前記所定の光ビームは、近赤外光ビームであり、 前記受光手段には、その近赤外光ビームのみを通過させ
   て可視領域の光を阻止する光学フィルタが設けられたこ
   とを特徴とする分注装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の装置において、 前記所定の光ビームは前記ノズルの位置公差を許容する
   一定の幅を有し、 前記ノズルの位置公差にかかわらず上記の漏れ検出が実
   行されることを特徴とする分注装置。