JPS59168336A - 自動試料分取分注装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、自動的に検体管などに収容されている血清な
どの試料を分取し、これを所定の試料管などに分注する
自動試料分取分注装置にかかり、特に、該自動試料分取
分注装置の圧力系統の改良に関する。

〔先行技術〕

生化学分析などの分野Ｖｃ２いては、分析対象である検
体ないしは試料の一部を分取し、この分取した試料を適
当な試料管に規定量分注する作業があり、このような作
業を自動的に行う装置として自動試料分取分注装置があ
る。

近年、病院あるいは診療所等で行われている生化学分析
においては、検体数が著しく、増加しておシ、分析作業
の能率化が要望されている。

かかる要望に応するため、従来の自動試料分取分注装置
においては、資料の吸引出口でるるノズル手段を複数並
列し、複数の検体に対して同時に分取分注の作業を行う
ようにしていた。

かかる従来の自動試料分取分注装置においては、特に検
体の分取作業における吸引圧力を各ノズル手段において
所定の値に保持する必要性から、各ノズル手段すなわち
各チャンネル毎に圧力系統が設けられていた。

〔従来技術の問題点〕

従って、ノズル手段が１０個すなわち１０チヤンネルの
場合には、ポンプ等の圧力系統も１０台分必要となシ、
コスト高の原因となるとともに、設置スペースも大きく
ならざるを得ない。

また、複数の圧力系統に対して、個々に圧力調整を行う
必要があるとともに、かかる調整の不適当あるいは故障
の発生による各チャンネル間の圧力の不揃いがそのまま
各チャンネル間における検体の分注量のバラツキとなる
という不都合かめる。

■発明の目的 本発明は、上記実情にかんがみてな芒れたもので、簡略
な装置構成で、複数のチャンネルについて常に所□定の
圧力が均一に得られる自動試料分取分注装ｆｆｆｉ　（
ｔ−提供することをその目的とするものでるる。

すなわち、本発明は、圧力系統が、複数のノズル手段に
対して共通に構成されているとともに圧力系統の陽圧及
び除圧を検知する圧力検知手段と、検知手段の検知結果
に基づいて陽圧及び陰圧全対応する所定の設定値に保持
する圧制御手段と金含む自動試料分取分注装置によって
前記目的全達成しようとするものである。

本発明は、より具体的には、圧力系統に、圧力変動を緩
和する緩衝手段と、陽圧及び除圧の設定値の調整を行う
調整手段とが付加されており、圧力検知手段は、緩衝手
段における圧力を検知し、制御手段は、緩衝手段と外部
との間に設けられたパルプ手段と、圧力検知手段の検知
結果に基づいてバルブ手段の開閉全制御する制御回路と
を含むことを特徴とする自動試料分取分注装置であり、
これによって前記目的を達成しようとするものである。

■発明の詳細な説明 以下、本発明を添付図面を参照１〜ながら詳細に説明す
る。第１図及び第２図には、本発明にかかる自動試料分
取分注装置のうち圧力系統が示されている。第１図は、
該圧力系統の斜視図であり、第２図Ｖｉ該圧力系統の各
構成要紫を平面的に配列した図である。

これら第１図及び第２図において、エアーポンプは２台
設けられており、これらのうちエアーポンプ１０は、陽
圧源及び除圧源として作用し、エアーポンプ１２は除圧
源としてのみ作用する。なお、エアーポンプ１２は、必
ずしも必要ではない。な２、第１図及び第２図において
、空気の吐出１１４１１　ｔ　ｉゎち陽圧側は符号「■
Ｊで示さ扛ており、空気の吸入側すなわち除圧側は符号
Ｂ」で示されている。エアーポンプ１０．１２の陽圧側
には、吸入爆れる空気の粉じん全除去するため、エアー
フィルタ１４．１６が管路１００，１０２によって各々
接続されている。

エアーフィルタ１４は、分岐を有する管路１０４によっ
て電磁弁１０．２０に各々接続はれでいる。他方、エア
ーポンプ１０の除圧側には、分岐を有する管路１０６に
よって電磁弁２２．２４に各々接続されている。また、
エアーポンプ１２の除圧側には管路１０８によって電磁
弁２６が接続されている。なお、電磁弁１８，２２ｒｒ
ｉ、各々外部に通じている。

電磁弁２０．２４は、分岐を有する管路１１０によって
エアータンク２８に接続さｔており、電磁弁２６は、管
路１１２によってエアータンク２８に接続さｔている。

すなわちエアータンク゛２Ｂ内の圧力は、エアーボング
１０，１２及び電磁弁１８１２０９２２．２４゜２６の
作用によって陽圧又は除圧に調整される。

エアータンク２８には、管路１１４，１１６゜１１８に
よって電磁弁３０，３２．３４が各々接続されている。

更に、電磁弁３０．３２には管路１２０，１２２によっ
てニードルパルプ３６．３８が各々接続されている。ニ
ードルパルプ３６はエアータンク２８内の陽圧値全設定
するためのものであＬ　ニードルパルプ３８は、エアー
タンク２８内の除圧値を設定するためのものでロシ、い
ずれも外部に通じている。電磁弁３４には、管路１２４
によって圧力センサ４０が接続されている。この圧力セ
ンサ４０には、電磁弁３４が「開」となると、エアータ
ンク２８内の圧力が印加されるようＶＣなっており、こ
の圧力が検知されて後述する圧力制御回路に出力畑れる
。

エアータンク２８ｉｄ、検体の吸引あるいは吐出時の圧
力変動あるいはエアータンク１０゜１２の動作変動に起
因する圧力変動の影響全緩和するために設けられている
。このエアータンク２８には、管路１２６，１２８によ
って圧カスイツテ４２及び圧力制御用の電磁弁４４が各
々接続されている。圧力スイッチ４２には常時上つ′−
タンク２８内の圧力が印加きれておシ、例えば後述する
ノズルチップ等の洗浄・乾燥時におけるエアータンク２
８内の除圧の値が一定の必要とされる圧力（本実施例で
は４００　ｙｒｕｎｎｇ　）以下の場合にこｎが検知さ
れ、警報が発せられるようＫなっている。

電磁弁４４は、外部に通じており、その開閉動作が後述
する圧力制御回路の出力に基づいて行わｎることによっ
てエアータンク２８内の圧力が所定の値に保持される。

なお、以上の各電磁弁のうち、電磁弁１８゜２０．２２
．２４は、通電時に「閉」となるように動作し、他の電
磁弁２６，３０，３２゜３４．４４は通電時に「開」と
なるように動作する。従って、例えば停電時においては
、電磁弁１８，２０，２２．２４が「開」となってエア
ータンク２８内の圧力が大気圧に戻る。このため、後述
するノズルナツプがら検体が装置の内部に深く侵入する
ような不都合が防止される。

なお・、電磁弁３４は不実施例に３いては、圧力センナ
４０の保護用として設けられている。すなわち、本実施
例においては、＋３０゜ｒｗｎＨｇ程度の圧力が圧力セ
ンサ４０に印加でれるため、この範囲内において圧力の
ｄ１１１定可能な高感反の七ン゛すを使用している。こ
のため、この範囲外の圧力例えば大気圧が印加きれると
、圧力センサ４０が破損することとなるので、保護のた
め電磁弁３４が設けられている。

しかし、圧力センサ４０のタイプによっては、電磁弁３
４は必ずしも設ける必要（閂ない。

エアータンク２８にはその底部に、管路を介してドレン
パルプ４６が設けられている。

このドレンパルプ４６は、エアータンク２８内ｖＣた擾
る水分等全除去するためのものである。

更に、二チータンク２８は、管路１３ｏ。

１３２によって排水トラップ４８に接続されている。こ
の排水トラップ４８の上部には、接続管５０が複数個設
けられておシ、この接続管５０には、ノズルチューブ５
２によってノズルチップ５４が各々接続されている。ま
た、ノズルチューブ５２には、試料採取後、該チューブ
内に空気が流入した時これを検知する電極から成る流入
空気検知手段６０．６２と、これと連動してノズルチュ
ーブ５２を封止するコツヘル等によって構成されたスト
ッパ６４が設けられている。

排水トラップ４８の底部には、管路１３４によって排水
バルブ５６が接続されておシ、また排水バルブ５６には
排水パッド５８が設けられている。排水トラップ４８は
、ノズルテップ５４から吸入された洗浄水等を一時的に
ためておくだめのもので、これらの洗浄水等は、排水バ
ルブ５６によって排水パッド５８更には外部に排出され
るようになっている。

なお、接続管５０あるいはノズルチップ５４等は、必要
に応じて複数個設けられるものである。また、ノズルチ
ューブ５２は、検体の分取・分注などの作業を操作性よ
く行うために、曲折自在の可とり件の材料例えばシリコ
ーンゴムなどで形成されている。

次に、前述した圧力センサ４ｏの検知出力に基づいて、
電磁弁４４の開閉動作を制御する圧力制御回路について
第３図を参照しながら説明する。

本実施例においては、この圧力制御回路の動作によって
、一検体の吸入時に訃いては、エアータンク２８内の電
圧の値が−１２０ｍｍＨｇとなるように保持され、検体
の吐出時においては、エアータンク２８内の陽圧の値が
＋８０＋ｎｍＨｇとなるように保持される。

第３図においで、圧力センサ４ｏは、コンパレータ７０
に接続されておシ、圧力センサ４０の出力電圧がコンパ
レータ４ｏに入力源れるようになっている。このコンパ
レータ７０には、切シ換え装置７２を介して、基準電圧
”Ｒｅｆ、及びＶＲｅｆ２のいずれか一方が入力きれて
いる。コンパン−タフ０ｒｒｉ、電磁弁４４の駆動部４
４Ｄに接続で１しており、コンパレータ７０の出力が駆
動部４４Ｄに入力されるようになっている。この駆動部
４４Ｄには制御部７４が接続されておシ、制御信号が駆
動部４４Ｄに入力畑れるように７につている。この制御
信号は、後述する電磁弁４４の開閉動作の制御が必要と
される場合に、駆動部４４Ｄに対して出力され、この信
号に基づいて駆動部４４Ｄが動作状態となる。

駆動部＋４Ｄの出力は、電磁弁４４のパルプ４４Ｖに入
力源れ、パルプ４４Ｖの開閉動作が制御されるようにな
っている。

次に、この制御回路の動作を説明する。検知動作時にお
いては、圧力センサ４０の検知圧力値に対応する電圧が
コンパレータ７０に入力される。

検体の吸入時においては、切り換え装置７２によって基
準電圧ＶＲｅｆ、がコンパレータ７０に入力さｎる。こ
の基準電圧ＶＲｅｆ、は、エアータンク２８内の圧力が
−１２０ｍｍＨｇの場合に圧力センサ４０から出力さｎ
る′１圧の値と一致している。

検体の吐出時においては、切シ換え装置７２によって基
準電圧ＶＲｅｆ２がコンパレータ７０に入力される。こ
の基準電圧ＶＲｅｆ、、は、エアータンク２８内の圧力
が＋８０　ｍｍＨｇの場合に圧力センサ４０から出力さ
れる電圧の値と一致している。

コンパレータ７０では、基準電圧ＶＲｅｆ、　又はＶＲ
ｅｆ２のいずれか一方と、圧力センサ４０の出力電圧と
が比較さ扛る。圧力センサ４０の出力′直圧すなわちエ
アータンク２８内の圧力が基準電圧ｖＲｅ　ｆ、又はＶ
Ｒｅｆ２によって指定される圧力よりも高いときには、
パルプ４４ｖ′ｆｃｒ閉」とするように、駆動部４４Ｄ
に対してコンパレータ７０から信号が出力される。

エアータンク２８内の圧力が基準電圧ｖＲｅｆ又は■Ｒ
ｅ１２によって指定される圧力よシも低いときには、パ
ルプ４４Ｖ−ｉｌ−開」とするように、駆動部４４Ｄに
対してコンパレータ７゜から信号が出力される。すなわ
ち、城、準電圧ＶＲｅｆ、　　又はＶＲｅｆ２によって
指定される圧力となるようにパルプ４４Ｖが制御される
。

■発明の具体的作用 次に、本発明の具体的作用について、上述した第１図な
いし第３図の他に第４図体）ないしＣＤ）　Ｔｈ参照し
ながら説明する。なお、第４図（Ａ）ないしくＤ）には
洗浄・乾燥、排水、検体の吸入、検体の吐出の各工程に
おける各部の動作状態が各々示されている。

捷ス、ノズルチューブ５２及びノズルチップ５４の洗浄
・乾燥工程について説明する。

この場合には、エアーポンプ１０．１２の双方を作動さ
せる。なお、この作動の様子を第４図（Ｎの如く矢印Ｆ
Ａで象徴的に示す。以下、同様である。この場合には、
排水バルブ５６が「閉」とされるとともに、電磁弁１８
　、　２４゜２６が「開」の状態となり、他の電磁弁は
すべて「閉」の状態である。このため、第４図（Ａ）に
示されている矢印Ｆ１　の如く、エアータンク２８内の
空気が排気されて、エアータンク２８内は防圧となシ、
更に排水トラップ４８内も防圧となる。従って、ノズル
チューブ５２にも防圧が加わるので、ノズルチップ５４
を図示しない洗浄水中に浸すと、洗浄水が矢印Ｆ２の如
く吸入されてノズルチップ５４及びノズルチューブ５２
が洗浄される。更に、この洗浄の後、ノズルチップ５４
から空気が吸入されると、乾燥が行われる。な２、この
動作においては、ノズルチューブ５２に設けられた流入
空気検知手段６０，６２及びストッパ６４は動作させな
い。洗浄に使用された洗浄水は、排水トラップ４８内に
収容される。

この工程中は、エアータンク２８内の圧力が例えば−４
００喘Ｈｇ程度の防圧に保持される。

このエアータンク２８内の除圧が低くなって例えば−３
８０ｍＨｇ程度吉なると、ノズルチューブ５２あるいは
ノズルチップ５４を通過する洗浄水、空気の流速が遅く
なって洗浄・乾燥が十分に行われない。このため、エア
ータンク２８内の圧力が−４０ＯｎｄｄＨｇから低下す
ると、圧力スイッチ４２が作動し、警報が発せられる。

次に、排水工程について説明する。この場合には、第４
図（Ｂ）に示されているように、エアーポンプ１０，１
２はいずｎも動作しない。

この工程に２いては、排水トラップ４８内が防圧のまま
では排水ができないので、電磁弁１８．２０，２２，２
４がいずｎも「開」の状態にされることによって、エア
ータンク２８ひいては排水トラップ４８内が大気圧に戻
される。次に排水バルブ５６が「開」の状態になると、
排水トラップ４８内の洗浄水が矢印Ｆ３の如く排水パッ
ド５８の方向ひいては外部に排出さｆＬる。

次に、検体例えは血清の分Ｍｊ！ないしは吸入工程につ
いて説明する。この場合には、第４図（Ｃ）に示されて
いるように、エアーボット１０のみが作動する。そして
、電磁弁１８．２４゜３２．３４が「開」の状態となる
。これによって、矢印Ｆ４の如く、エアータンク２８内
の空気が排気されてエアータンク２Ｂ内は防圧となシ、
更に排水トラップ４８内も防圧となる。このときの防圧
の値は、ニードルパルプ３８によって矢印Ｆ５の如く外
部からエアータンク２８に適用な量の空気が導入きれる
ことによシ、適当な値すなわちノズルテップ５４におけ
る血清の分取作業が良好に行われる値例えば−１２０ｍ
ｍＨＨに設定される。

他方、エアータンク２８内の防圧は、電磁弁３４を介し
て圧力センサ４０に印加される。

このため、圧力センサ４０によって、エアータンク２８
内の圧力が検知され、更に圧力制御回路によって電磁弁
４４の開閉状態が制御きれる。

排水トラップキ８内が防圧となっているため、ノズルチ
ップ５４を血清中に浸すと、血清の指定量の分取すなわ
ち吸入が矢印Ｆ６の如く行われる。この作業は、複数の
検体に対して同時に行われる。この作業において、流入
空気検知手段６０．６２により空気の流入が検知される
と、検知されたノズルチューブ５２は、ストッパ６４に
よって封止される。

吸入の開始時点のタイミングは、各ノズルチップ５４に
おいて必ずしも同一ではない。

各検体の血清量が相違するため、ノズルチューブ５２か
ら排水トラップ４８内に矢印Ｆ７の如く吸入される空気
の址が不規制に変化し、排水トラップ４８内の防圧ひい
てはエアータンク２８内の防圧が変化する。この防圧の
変動は、圧力センサ４０によって検知されて、その検知
信号が圧力制御回路に入力され、更には圧力制御回路の
出力信号によって電磁弁４４の開閉が制御される。この
電磁弁４４の開放状態は、エアータンク２８内の圧力変
動によって異なるが、血清の分取が行われているノズル
チューブ５２の数が多いほど連続的となり、また、少な
いほど断続的となる°。この電磁弁４４の開動作によっ
て矢印Ｆ８の如く空気がエアータンク２８内に吸入され
る。

すなわち、この矢印Ｆ８の如く吸入される空気の証と、
ノズルチューブ５２側から矢印Ｆ７の如く吸入される空
気の量の和が常時一定となるように電磁弁４４が制御で
れ、これによってエアータンク２８内の圧力すなわち血
清の吸入圧力が一定に保持される。なお、圧力センサ４
０の検知出力による電磁弁４４の制御を、矢印Ｆ２で象
徴的に示す。以下同様である。

次に、血清の分注ないしは吐出工程について説明する。

この場合には、第４図（Ｄ＋に示されているように、エ
アーポンプ１０のみが動作する。そして電磁弁２０，２
２，３０．３４が「開」の状態となる。これによって矢
印Ｆ９の如く、エアータンク２８内に空気が尋人されて
エアータンク２８内は陽圧となり、更に排水トラップ４
８内も陽圧となる。このときの陽圧の値は、ニードルパ
ルプ３６によって矢印Ｆｌ’　０の如くエアータンク２
８から外部に適当な量の空気が吐出さ汎ることにより、
適当な値すなわちノズルチップ５４における血清の分注
作業が良好に行われる値例えば＋８０順Ｈｇに設定され
る。

他方、エアータンク２８内の陽圧は、吸入工程時と同様
に電磁弁３４を介して圧力センサ４０に印加される。こ
のため、圧力センサ４０によって、エアータンク２８内
の圧力が検知され、更に圧力制御回路によって電磁弁４
４の開閉状態が制御される。

前述した工程において、ノズルチューブ５２内には血清
が吸入されている。このため、排水トラップ４８内が陽
圧となり、ノズルチューブ封止手段であるストッパ６４
が開放されると、血清の各検体毎の指定量の分注すなわ
ち吐出が矢印Ｆｌｌの如く行われる。この作業は複数の
検体に対して同時に行われるが、吐出の開始時点のタイ
ミングは、ノズルチューブ５２の内径、検体間における
粘性の相違、検体量の過不足などの影！＃を受けるため
、必ずしも同一ではない。このため、排水トラップ４８
からノズルチューブ５２に矢印Ｆ１２の如く吐出される
空気の量が不規則に変化し、排水トラップ４８内の陽圧
ひいてはエアータンク２８内の陽圧が変化する。この陽
圧の変動は、圧力センサ４０によって検知され、電磁弁
４４の開閉が制御される。この電磁弁４４の開放状態は
、前述したように変化する。電磁弁４４から矢印Ｆ１３
の如くエアータンク２８内の空気が吐出される。すなわ
ち、この矢印Ｆ１３の如く吐出される空気の量と、ノズ
ルチューブ５２側に矢印Ｆ１２の如く吐出される空気の
量の和が常時一定となるように電磁弁４ヰが制御され、
これによってエアータンク２８内の圧力すなわち血清の
吐出圧力が一定に保持される。

なお、上記実施例においては、検体が血清である場合を
例として説明したが、本発明は、何らこれに限定される
ものではなく、他の検体でもよい。

エアータンク２６は、上述したように、圧力変動の影＃
全緩和する緩衝手段としての役割を有するものでめるか
、その容積が小さすき゛るとその役割が低減することと
なり、またその容積が大きすぎるとエアーポンプ１ｏ。

１２による陽圧、陽圧の制御に多大の時間を要すること
となるので、適当な容積とすることが好ましい。その他
、エアーフィルタ、トラップ等で構成してもよい。

また、制御用の電磁弁４４は、二つ以上を１は夕ｕ１並
列又は直並列に接続するよう圧すると、更に圧力制御の
範囲めるいは精度を高めることができる。

史に、大幅な圧力変動に対しては、エアーポンプ１０，
１２の回転数全変更するなどの手段によりこｎらの吐出
又は吸入圧力を変化させるようにしてもよい。

各電磁弁の開閉制御は、コンピュータなどを使用して行
ってもよく、またニードルパルプの制御についても同様
である。％に、作業の対象となる試料の線類に応じて吸
入・吐出圧力の値を変更するようにしてもよい。ニード
ルパルプの他に、モータパルプその他のパルプ等を使用
してもよい。

圧力検知手段である圧力センサ４０についても同様であ
って、圧力スイッチ、他の圧力トランスデユーサ等で構
成してもよい。

■発明の具体的効果 以上述べたように、本発明による自動試料分取分注装置
によれば、″単一の圧力系統によって複数のチャンネル
における試料の分取分注作業を行うこととしたので、装
置全体のコスト、占有取付スペース、部品点数並びに組
立工数の低減を図ることができるとともに、保守・点検
を簡略化でき、信頼性が向上する。

また、圧力の調整を各チャンネルに共通して行うことと
したので、複数のチャンネル毎に調整する手間金省くこ
とができるとともに試料の分取・分注あるいはノズル手
段の洗浄・乾燥という作業を一連のプロセスとして連続
して良好に行うことが、できるという効果金奏する。

さらに、複数のチャンネルについて、たとえいくつかの
ノズル手段が不連続的に開閉金繰シ返しても、常例均一
な所定の圧力が得られる特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による自動試料分取分注装置の圧力系
統の一実施例を示す斜視図、第２図は第１図の装置の各
部の接続を平面的に示す説明図、 第３図は圧力制御回路の一構成例を示す回路図、 第４図（Ａ）ないしくＩ））は、動作状態を示す説明図
である。 １０．１２・・・エアーポンプ、 ２８・・・エアータンク ３６．３８・・・ニードルパルプ ４０・・・圧力センサ ４４・・・電磁弁 ５２・・・ノズルチューブ ５４・・・ノズルチップ ７０・・・コンパレータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　圧力系統によって発止する陽圧及び陰圧全用いてノ
   ズル手段によ多試料の分取分注を行う自動試料分取分注
   装置において、前記゛圧力系統は、複数のノズル手段に
   対して共通に構成されておシ、該圧力系統の陽圧及び陽
   圧を検知する圧力検知手段と、該検知手段の検知結果に
   基づいて陽圧及び陽圧を対応する所定の設定値に保持す
   る圧力制御手段とを含むことを特徴とする自動試料分取
   分注装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において前記圧力
   系統は、圧力変動を緩知する緩衝手段と、陽圧及び陽圧
   の設定値の調整を行う調整手段とを含み、 圧力検知手段は、該緩衝手段における圧力を検知し、制
   御手段は、緩衝手段と外部との間に設けられたパルプ手
   段と、前記圧力検知手段の検知結果に基づいて該バルブ
   手段の開閉全制御する制御回路とを含むことを特徴とす
   る自動試料分取分注装置。