JPS626176B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、それぞれ分離した別々の液体容積量
を吸い出し、続いてこれを分与し又は分析装置に
送り、その際次々に吸い出した容積間の汚染を防
止するようにした計量装置に関するものである。

従来の計量装置に於ては、吸い出された液体容
積間の汚染が主要な問題であつた。このような汚
染は、例えば、プローブ表面上に残つた前に吸い
出された液体容積からの残留物によつて生じやす
い。例えばスケツグ等の1966年３月22日付米国特
許第3241432号およびスミス等の1969年11月18日
付米国特許第3479141号に記載されているような
型式の連続流分析装置で関心を持たれている種々
の成分を分析するために、試料液体の一部から成
る断片を精密な容積で次々に吸い出す場合に、汚
染を避けるということが特に問題になる。このよ
うな装置に於ては、相次ぐ試料断片の間に洗浄液
の断片を吸い出して、隣接する試料断片が１連の
空気−洗浄液−空気断片によつて分離されるよう
にすることにより、汚染を著しく減少させてい
る。このために、吸い出しプローブを相次いで試
料に浸漬する中間で該プローブを洗浄液中に浸し
ている。これはプローブの内外両面から汚染物を
取り除く働きをする。米国特許第3479141号には
また、連続流分析装置に於ける相次ぐ試料液体間
の汚染は、水性の試料断片と混合せずかつプロー
ブ及び導管系の内面を選択的に濡らす液体断片例
えばシリコーンを導入することによつて著しく減
少することが示されている。このような場合に
は、相次ぐ試料断片は非混合性液体内に事実上包
まれた状態になり、導管の内面とは接触しない。

また、分与型の計量装置に於ては、吸い出しプ
ローブは試料若しくは試薬の相次ぐ液体中に浸さ
れ、これらの液体が次々にそして精密な容積で吸
い出され分与される。このような分与は、プロー
ブ装置の内面からの汚染物を「バツクフラツシ
ユ」するパイロツト流体を使用して行われる。こ
の場合にも、プローブの周面上の残留物に起因す
る可能な汚染は、プローブを洗浄液の溜め内に浸
漬し、プローブの内外両面から汚染物を除去する
ためにこのような液体を吸い出し分与することに
よつて防がれている。

プローブの周面から汚染物を除去するには、プ
ローブに直線以外の動きをさせること、すなわち
プローブを吸い出し位置から洗浄位置へ移動させ
ることが必要である。また、相次ぐ吸い出しの間
でプローブの内外両面を洗浄しなければならな
い。このようにプローブの表面を積極的に洗浄し
なければならないことは、必然的に精密な液体容
積を吸い出しまたは分与する速度を減少させ、ま
たより複雑なプローブ駆動機構を必要とする。

従つて、本発明の目的は、相次いで吸い出され
る試料間の汚染の問題を実質的に回避した改良ぢ
された液体計量装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、プローブ装置を相次ぐ液
体吸い出しの間に於て積極的に洗浄する必要をな
くすることにより、許容吸い出し速度を増大させ
た改良された液体計量装置を提供することにあ
る。

本発明の更に他の目的は、プローブ装置内の吸
い出された試料液体間の汚染またはこれらの試料
液体が吸い出される各供給源の汚染を生ずること
なく、複数の試料液体を次々にプローブ装置内へ
吸い出すことのできる改良された液体計量装置を
提供することにある。

本発明の他の目的は、プローブ装置がこれを
次々に浸漬する各液体源を先天的に汚染しない改
良された液体計量装置を提供することにある。

本発明の上述及びその他の目的並びに特徴は、
プローブ本体の外面及び内面上に、吸い出そうと
する試料液体と混合しないことを特徴とし、また
上記試料液体を除外してプローブの内外面を選択
的に濡らす液体から成る薄い膜を設けることによ
り達成される。このような薄い膜は例えば外面上
に非混合性の流体を流しプローブに沿う流れを吸
い出すか、又はプローブをこのような液体の溜め
内に浸漬することにより作ることができる。非混
合性の液体の比重を吸い出そうとする液体の比重
より大きく、又は小さくしてもよい。例えば、好
適な実施例に於ては、非混合性の液体をプローブ
装置の吸い出し速度と実質的に等しい速度でプロ
ーブ外面上を連続的に流下させ、同時にプローブ
入口に於て吸い出す。所望によつては、上記非混
合性液体の流れを、プローブ入口を吸い出そうと
する液体を入れた容器中に浸漬する時に遮断する
ようにしてもよい。浸漬中はプローブ外面上の過
剰な非混合性液体が、吸い出されている液体の表
面上に浮かぶが、該面上には小さな膜が残る。ま
た、液体を吸い出している間、非混合性液体の薄
い膜がプローブ内面を連続的に濡らす。従つてプ
ローブの内外両面は絶えず濡らされており、非混
合性液体の薄い膜によつて連続的に保護される。
プロープを引き出した時に非混合性液体の流れが
始まり、吸い出す液体からプローブを引き出すと
直ちに非混合性液体がプローブに沿つて吸い出さ
れるようにしてもよい。このような場合には、非
混合性液体の断片と吸い出される液体の断片とが
次々にプローブ装置に沿つて通過し、プローブの
外面及び内面は吸い出される液体と接触しない。
吸い出された液体は分与されるようにしても良い
し、又は異つた液体を入れた容器を普通の方法で
プローブの下に位置させ、この中にプローブを浸
漬させた時にこの液体が吸い出されてプローブ装
置に沿つて通過するようにしてもよい。

非混合性液体の断片は吸い出される各液体断片
がプローブ装置内へ入る直前および直後に吸い出
され、プローブの内外両面を選択的に濡らすの
で、次々に吸い出された各液体断片はプローブ装
置に沿つて例えば連続分析装置へ行く間互いに分
離した状態に保持される。従つて、プローブの表
面上に非混合性液体の薄い保護膜が存在するため
に、プローブ装置に沿つて通過する吸い出された
液体の各断片間及びプローブを浸漬する各供給源
の間に汚染が生ずることがない。このような結果
はプローブの内外面を積極的に洗浄する必要なく
達成される。

以下添付図面に示した好適な実施例について本
発明を詳細に説明する。

特に第１図に於て、１０で示すプローブ装置は
入口端部１４を備えたプローブ１２から成つてい
る。プローブ（以下チユーブと呼ぶ）１２のまわ
りに同心状に外チユーブ１６が位置しており、こ
の外チユーブ１６の上端はチユーブ１２の外面で
参照数字１８で示す箇所において密封され、下方
に開口端２２を有する環状の室２０が形成されて
いる。

チユーブ１２の下方の取り出し場所に配置され
た液体容器２６に入口端部１４を浸漬したり引き
出したりするために、チユーブ１２に固定したプ
ローブ駆動腕２４と駆動機構２５とが、プローブ
装置１０に矢印で示すような直線運動を行わせる
ように設けられている。前述の米国特許第
3241432号に示されているようにし、多数の液体
容器２６を自動的にかつ次々に取り出し場所に位
置させるようにしてもよいことは云うまでもな
い。また、相対位置を固定して配置した複数の液
体容器に関してチユーブ１２の入口端部１４を所
定位置に置けるように、プローブ駆動腕２４が回
転運動を与えるようにしてもよい。

チユーブ１２の出口は、ポンプ３６，３８，４
０にそれぞれ接続された分岐管３０，３２，３４
を有する導管２８に沿つて接続されている。ま
た、環状室２０の内部は導管４２を通じてポンプ
４４に接続されている。ポンプ３６，３８，４
０，４４はそれぞれ予め定められたポンプ速度を
有し、それぞれ導線４８，５０，５２，５４を通
じてプログラマー４６により特定の順序で独立に
操作される。

第１図に示すように、プローブ装置１０はポン
プ３６，３８，４０と組み合わせて分与器として
操作することもできるし、またポンプ４０と組み
合わせて制御された容積の液体試料を分析装置５
６へ次々に指し向ける試料採取器として操作する
こともできる。図示の分析装置は導管５８を通じ
てポンプ４０の出口に接続されており、前述の米
国特許第3241432号に記載されている型式のもの
としてもよい。

分与器操作に関しては、ポンプ３８の出口は導
管６０を通じて廃棄口に接続され、ポンプ３６，
４４の入口はそれぞれ導管６２，６４を通じて非
混合性である第２の液体６６′の供給源６６に接
続されている。供給源６６内の非混合性である第
２の液体６６′［以下非混合性液体と呼ぶ］は、
試料か又は試薬液体である第１の液体［以下液体
６８又は６９と呼ぶ］と混合せず、また液体６８
を除いてチユーブ１２（第４，５及び６図参照）
の内外各面７０，７２及び計量装置を構成する導
管の内面を選択的に濡らすことのできる性質のも
のである。例えば、上記の各面がテフロンでつく
られている場合には、非混合性液体としてはシリ
コーン油またはフルオロカーボン油を採用するこ
とができる。各面がポリプロピレンでつくられて
いる場合には炭化水素油例えばスクワレンを採用
することができる。

最初にチユーブ１２を容器２６から引き出し
て、ポンプ３８，４４を運転する。ポンプ４４が
運転されると室２０は供給源６６からの非混合性
液体で満たされ、余分の非混合性液体が室２０の
下端２２からチユーブ１２の外面７０に沿う薄い
膜７４として下向きに流れる（第４図）。薄い液
体膜７４は入口１４のまわりに玉状になろうと
し、チユーブ１２及び導管２８，３２に沿つて上
向きに吸い出され、導管６０を通じて廃棄口へ行
く。第４図に示すように、チユーブ１２の表面７
０は非混合性液体の薄い膜７４で被覆され、流れ
出した液体は玉状をなし、この玉状の液体がチユ
ーブ１２に沿つて吸い出される。

吸い込み過程を始めるには、駆動機構２５を導
線７６′を通じてプログラマー４６により操作し
て腕２４を下向きに動かし、取り出し場所に位置
する容器２６内に入口端部１４を浸漬する。入口
端部１４が浸漬されている間、プログラマー４６
はポンプ４４を非作動状態にし、一方ポンプ３８
はチユーブ１２内に液体６８を吸い出せるように
所定の時間間隔の間作動を続ける（第５図）。非
混合性液体は吸い出される液体を除いてチユーブ
１２の表面を濡らすので、吸い出された液体は分
離した断片６８′となり、次いで非混合性液体６
６に包囲されて内面７２と接触するのを妨げられ
る（第６図）。また、浸漬中には、チユーブ１２
の外面７０の上の薄い膜７４の１部分だけ拭き取
られる。従つて浸漬及び吸い出し過程中にチユー
ブ１２の表面７０，７２が液体６８と接触するこ
とはない。

非混合性液体の比重は、一般に水性である液前
６８の比重より大きくするか又は小さくしてもよ
い。外面７０から拭き取られた非混合性液体例え
ばフルオロカーボン油は、最初液体６８の表面上
に薄い膜７７を形成する。この薄い膜７７の重量
が液体６８の表面張力に打ち勝つに充分な場合に
は、この膜は小球７３に分断され、容器２６の底
に沈む。また、非混合性液体の比重が液体６８の
比重より小さいと、非混合性液体の薄い膜が膜７
７として液体６８の表面上に残るが、液体６８の
次の吸い出しと干渉したり、これを邪魔したり又
は汚染することはない。

ポンプ３８が或る期間運転されて所定容積の液
体断片６８′が吸い出されると、プログラマー４
６はこのポンプを停止させ、チユーブ１２を容器
２６から引き出すように駆動機構２５を制御す
る。チユーブ１２が引き出されている時、プログ
ラー４６はポンプ４４を運転させ、非混合性液体
が再び外面７０に沿つて下向きに流れてポンプ３
８の作用によつてチユーブ１２に沿つて吸い出さ
れるようにする。この時第５図の吸い出された液
体６８′は第６図に示すように非混合性液体内に
包囲される。第５図に於ては、吸い出された液体
断片と面７２との間の間隔は図示の目的で誇張さ
れている。

分与器としての操作に於ては、第３図に示すよ
うに受入れ容器７６を取り出し場所に置き換え
る。この時、プログラマー４６はポンプ３８，４
４を停止させると共にポンプ３６を運転させて、
非混合性液体を導管３０，２８を通じてチユーブ
１２内を外向きに流し、液体断片６８′を容器７
６内に押し出す。チユーブ１２から分与された非
混合性液体は分与された液体内に沈み、容器７６
の底に薄い層７９を形成するので、容器７６内に
他の液体を加えてもこれと干渉したり反応を起し
たりすることはない。液体断片６８′が分与され
てしまうと、プログラマー４６はポンプ３６を停
止させると共にポンプ３８，４４を運転させ、非
混合性液体が再び供給源６８から面７０に沿つて
流れチユーブ１２に沿つて吸い出されるようにす
る。内外両面７０，７２が汚染されていないの
で、プローブ装置は次の分与操作にそのまま使う
ことができる。

また、プローブ装置１０は、多種の液体をそれ
らの間に汚染を生ずることなく一定の時間順序で
吸い出して分与するようにすることもできる。例
えば、液体６８は最初の試薬で、断片６８′がチ
ユーブ１２に沿つて吸い出され、次いでチユーブ
１２が前述のように容器２６から引き出されたと
する。この時ポンプ３８，４４は運転され、駆動
機構２５はプローブ駆動腕２４をその時取り出し
場所に在る液体６９を入れた第２の液体２６′内
に浸漬するように移動させる。チユーブ１２が引
き出されている間に、第１の吸い出された液体断
片６８′（第６図参照）はチユーブ１２に沿つて
移動し、それと共に非混合性液体が前述のように
チユーブ１２に沿つて吸い出される。チユーブ１
２が液体６９中に浸漬されるとプログラマー４６
が所定容積の液体６９の断片６９′をチユーブ１
２に沿つて吸い出すようにポンプ３８を制御し、
同時にプログラマー４６は停止しているポンプ４
４，３６を再運転させる。第６図に示すように液
体断片６８′，６９′はこれらの間に吸い出された
非混合性液体によつて互いに離れて保持され、、
またチユーブ１２の内面７２とも接触していな
い。任意の数の液体を次々に吸い出してチユーブ
１２に沿つて互いに離して保持できることは明ら
かである。次いでポンプ３６を導線４８を通じて
プログラマー４６により制御して、次々に吸い出
された任意の数の液体断片６８′，６９′等を所望
により時間間隔を置いて、または直接連続的に分
与してもよい。しかし分与された時に次々に吸い
出された液体断片は互いに混合するが、非混合性
液体は容器７６の底に薄い層７９として沈殿する
ので効果的に除去することができる。

上記の代りに、プローブ装置１０を試料採取器
として操作する場合には、それぞれ分析しようと
する試料を収容した容器６８，６８′等を通常の
装置によつて次々に取り出し場所へ前進させるよ
うにしてもよい。このような場合には、プログラ
マー４６はポンプ４０は連続的に運転させ、ポン
プ４４は、次々に吸い出された試料の間に非混合
性液体の断片が吸い出されるように、引き出しサ
イクルの間だけ運転させる。第６図に示すように
次々に吸い出された試料液体６８′，６９′は、ポ
ンプ４０により導管２８，３４，５８を通じて分
析装置５６へ送られる。この分析器については前
述の米国特許第3479141号に詳細に記述されてい
る。

上述のように試料を次々に吸い出す場合、前記
米国特許第3479141号にも示されているように、
プログラマー４６を引き出しサイクルの間ポンプ
４４をしばらく停止させるように操作することに
より、相次ぐ試料間に気泡を含ませることができ
る。従つてチユーブ１２の面７０に沿う非混合性
液体の膜７４の流れはチユーブ１２に沿つて空気
の断片を吸い出すのに充分な時間の間中断され
る。このような場合には、互いに隣り合う液体試
料断片６８，６８′等は、非混合性液体−空気−
非混合性液体から成る一連の断片によつて分離さ
れ、各液体試料断片及び気泡は非混合性液体内に
完全に包み込まれてチユーブ１２の内面７２若し
くは分析装置５６への導管２８，３４，５８の内
面と接触しない。

特許請求の範囲第１項において、 被覆手段は、非混合性の液体供給源６６と、導
管６４と、プログラマー４６により操作されるポ
ンプ４４と、導管４２と、外チユーブ１６と、導
管２８，３２と、プログラマー４６により操作さ
れるポンプ３８と、導管６０とから成り、 浸漬手段は、プログラマー４６により操作され
る駆動機構２５と、プローブ１２に連結されたプ
ローブ駆動腕２４とから成り、 吸出し手段は、プログラマー４６により操作さ
れるポンプ３８と、導管２８，３２とから成る。

特許請求の範囲第２項において、 分与手段は、非混合性の液体供給源６６と、プ
ログラマー４６により操作されるポンプ３６と、
導管２８，３０とから成る。

特許請求の範囲第６項及び第７項において、 流し手段は、外チユーブ１６により形成された
環状の室２０と、プログラマー４６により操作さ
れるポンプ４４と、導管４２，６４とから成る。

特許請求の範囲第１５項において、 通過手段は、プログラマー４６により操作され
るポンプ４０と、導管２８，３４，５８とから成
る。

特許請求の範囲第１６項において、 作動停止手段は、プローブ１２の入口端部１４
が液体６８に浸漬されている間に、プログラマー
４６により停止させられるポンプ４４から成る。

特許請求の範囲第１項に記載された本発明によ
れば、プローブすなわちチユーブ１２の内周面７
２及び外周面７０が、吸い出そうとする液体とは
混合しない非混合性液体で被覆されるから、相次
いで吸い出される試料間の汚染を防止し、相次ぐ
試料の吸い出しの間にプローブを積極的に洗浄す
る必要をなくすることにより、吸い出し速度を増
大させることができる。

以上本発明の液体計量装置の好適な実施例につ
いて述べたが、本発明は他の形を採ることもで
き、また本発明の原理を離れることなく詳部に於
て多くの変形が可能なことは、特に当業者にとつ
て、明白である。

【図面の簡単な説明】

第１図は分与器としてもまた試料採取器として
も使用することのできる本発明による計量装置を
示す略図、第２図及び第３図は吸い出し及び排出
サイクル中の分与器の操作を示す図面、第４図、
第５図及び第６図は計量装置の種々の操作サイク
ル中に於けるプローブ装置内の液体断片を示す図
面である。 １０……プローブ装置、１２……プローブチユ
ーブ、１４……１２の入口端部、１６……プロー
ブの外チユーブ、２４……プローブ駆動腕、２５
……プローブ駆動機構、２６，２６′……第１の
液体用容器、２８，３０，３２，３４，４２……
導管、３６，３８，４０，４４……ポンプ、４６
……プログラマ、４８，５０，５２，５４，７
６′……導線、５６……分析装置、６６……非混
合性液体（第２の流体）（供給源）、６８，６９…
…第１の液体、６８′，６９′……第１の流体の断
片、７０……１２の周面、７２……１２の内面、
７３，７７，７９……６６の薄層、７４……６６
の膜、７６……受入れ容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (イ)吸い出そうとする第１の液体を入れた容器
   内に浸漬するための入口端部を備えたプローブ
   と、(ロ)このプローブの内周面及び外周面を、前記
   第１の液体と混合せず、かつ実質的に前記第１の
   液体を排除して前記プローブの前記内周面及び外
   周面を選択的に濡らす第２の液体で被覆する被覆
   手段と、(ハ)前記プローブを前記第１の液体中に浸
   漬する浸漬手段と、(ニ)前記プローブの出口端部に
   連結され、前記プローブが前記第１の液体中に浸
   漬されている間に作動してこの第１の液体を吸い
   出す吸出し手段とを備えた液体計量装置。 ２ 吸い出された前記第１の液体を、前記プロー
   ーブに沿つて分与する分与手段を包含する特許請
   求の範囲第１項記載の液体計量装置。 ３ 前記第２の液体の比重が、前記第１の液体の
   比重より大きい特許請求の範囲第１項記載の液体
   計量装置。 ４ 前記第２の液体の比重が、前記第１の液体の
   比重より小さい特許請求の範囲第１項記載の液体
   計量装置。 ５ 前記第２の液体を、フルオロカーボン油、炭
   化水素油及びシリコーン油から成る群から選んだ
   特許請求の範囲第１項記載の液体計量装置。 ６ 前記被覆手段が、前記第２の液体を前記プロ
   ーブの前記外周面に沿つて流す流し手段を包含す
   る特許請求の範囲第１項記載の液体計量装置。 ７ 前記流し手段が、前記プローブのまわりに同
   心状に配置された環状の室と、前記第２の液体を
   前記室内に送り込むポンプとを包含し、過剰の前
   記第２の液体が前記プローブの前記外周面に沿つ
   て前記プローブの入口端部へ流れる特許請求の範
   囲第６項記載の液体計量装置。 ８ 前記環状の室を、前記プローブと一体に形成
   した特許請求の範囲第７項記載の液体計量装置。 ９ 前記被覆手段が、前記第２の液体を前記プロ
   ーブの前記外周面に沿つて前記プローブの入口端
   部へ流す流し手段を包含する特許請求の範囲第６
   項記載の液体計量装置。 １０ 前記プローブの外周面に沿つて流される前
   記第２の液体の少くとも１部分が前記プローブの
   入口端部に沿つて吸引されるように、前記流し手
   段と、前記吸出し手段とを、前記プローブが前記
   第１の液体から引き出されている間に作動させる
   ようにした特許請求の範囲第９項記載の液体計量
   装置。 １１ 前記流し手段と、前記吸出し手段とが実質
   的に同じ流量容量を有する特許請求の範囲第１０
   項記載の液体計量装置。 １２ 互いに異なる前記第１の液体を入れた２箇
   もしくはそれ以上の次次の容器内に前記プローブ
   を浸漬する浸漬手段を包含し、前記第２の液体の
   断片が前記異なる第１の液体の次次の断片の間に
   前記プローブに沿つて吸い出されるように、前記
   流し手段と、前記吸出し手段とを、前記プローブ
   が前記容器から引き出されている間に作動させる
   ようにした特許請求の範囲第１項記載の液体計量
   装置。 １３ 前記プローブに沿つて吸い出された互いに
   異なる前記第１の液体の断片を、制御された時間
   順序で選択的に分与する分与手段を包含する特許
   請求の範囲第１２項記載の液体計量装置。 １４ 前記プローブに沿つて吸い出された互いに
   異なる前記第１の液体の断片を、実質的に同時に
   分与する分与手段を包含する特許請求の範囲第１
   ２項記載の液体計量装置。 １５ 前記プローブの出口に連結され、前記第１
   の液体の断片を順次に分析する分析装置と、前記
   第１の液体の断片を前記分析装置へ通過させる通
   過手段とを包含する特許請求の範囲第１２項記載
   の液体計量装置。 １６ 前記互いに異なる第１の液体の次次の断片
   間に空気の断片が前記プローブに沿つて吸引され
   るように、前記プローブが引き出されている間に
   前記流し手段を作動させないようにする作動停止
   手段を包含する特許請求の範囲第１２項記載の液
   体計量装置。 １７ 前記プローブの出口端部に連結された第１
   および第２の導管と、前記第１の導管に連結さ
   れ、前記プローブに沿つて吸い出しを行なうよう
   に作動する第１のポンプと、前記第２の導管に連
   結され、前記プローブに沿つて分与を行なうよう
   に作動する第２のポンプと、前記第１および第２
   のポンプの作動を制御するプログラマーとを包含
   する特許請求の範囲第１項記載の液体計量装置。 １８ 前記プログラマーが前記浸漬手段の駆動機
   構に接続され、前記プログラマーが、前記駆動機
   構と前記第１および第２のポンプとの相対的動作
   を制御するように動作する特許請求の範囲第１７
   項記載の液体計量装置。