JP2000046624A

JP2000046624A - 液体残量検出機能を備えた分析装置

Info

Publication number: JP2000046624A
Application number: JP10215540A
Authority: JP
Inventors: Takazou Fujita; 教蔵藤田
Original assignee: Sysmex Corp
Current assignee: Sysmex Corp
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1998-07-30
Publication date: 2000-02-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】容器に入った液体の液体残量を簡単かつ正確に
検出することができる分析装置を提供する。【解決手段】ノズル４はアーム５の先端に下向きに支持
され、アーム５の後端はシャフト６の上端に固定されて
いる。シャフト６はテーブル１上に設けられた駆動装置
７によって矢印Ａ方向の上下運動および矢印Ｂ方向の回
転運動を行う。コンベア１２上に反応容器１１が搭載さ
れている。テーブル１の上に電極２を介して試薬容器３
が設置される。シャフト６が下降してノズル４の先端が
試薬容器３に挿入されると、ノズル４と電極２との間の
静電容量の変化により液面センサ１５がノズル４の試薬
液面への接触を検出する。ノズル４は検出した液面位置
より所定量下降して、試薬はノズル４とチューブ８を介
して一定量だけシリンジ９に吸引される。シャフト６が
上昇してＢ方向に回転し、試薬が反応容器１１へ吐出さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容器に入った液体
を繰り返し採取する分析装置に関し、特に液体試薬を多
数用いる生化学検査や血液凝固検査等の自動分析装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の分析装置では測定用試薬を必要
数、必要量用意して測定を行なっている。もし測定中に
いずれかの試薬が足りなくなると測定をやり直さねばな
らないため、各試薬の試薬残量を確認しておかねばなら
ない。しかし、複数の試薬を使用回数も一回の使用量も
まちまちに使うことが多く、各試薬の残量を把握してお
くことはかなり大変である。各試薬の残量を測定ごとに
目視にて確認することは手間がかかるし、一回の試薬使
用量が少ない場合は目視で残量を確認することがかなり
難しい。

【０００３】そこで、その試薬使用開始時に使用可能量
を入力して、その使用可能量より使用した量を減算して
ゆく機能を分析装置に設けることが用いられている。し
かし最初にその試薬の使用可能量を入力しなければなら
ず、使用可能量がわからなくなった試薬には用いること
ができない。

【０００４】そこで、液面位置検知手段を備えた分析装
置において、試薬容器より試薬を採取するたびにその液
面位置を記憶させておき、その液面位置の変化分と採取
した試薬の量と採取可能な最低液面の位置との関係か
ら、残りの採取可能量を算出するようにしたものが知ら
れている（例えば、実公平４−２７９号公報参照）。し
かしながら、このような装置は、採取１回当りの液面位
置の変化分が一定であること、つまり試薬容器の断面積
が一様でなければならない。しかし、試薬容器には断面
積が一様でない試薬容器、例えば図２のような底部が細
くなっている容器などもよく用いられている。

【０００５】そこで、同様な装置において、試薬を採取
した量と液面位置の変化分とより、液面面積の変化を算
出することによって、試薬容器の断面積の変化に対応さ
せて、その液面位置の変化分と採取した試薬の量と採取
可能な最低液面の位置との関係から、残りの採取可能量
を算出しなおす方法が知られている。（特願平８―２７
９６７９参照）。しかしながら、この方法は試薬を吸引
する液面の断面積が変化したところで、液面断面積が変
化したことを検知して演算し直すため、試薬を吸引する
液面の断面積変化する前はそれまでの断面積で試薬残量
を演算しているので、容器の形状によってはかなり異な
る試薬残量となってしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明はこのような
事情を考慮してなされたもので、液体を入れている容器
の形状にとらわれることがなく、試薬吸引時にその液体
残量を正確に検出することのできる分析装置を提供する
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、容器に入っ
た液体を採取する液体採取手段と、その容器中の液面位
置を検知する液面位置検知手段と、採取する液体の入っ
た容器種類を入力する容器種類入力手段と、各容器種類
における液面位置と残液量との関係式を予め記憶する関
係式記憶手段とを備え、液面検知手段により検知された
液面位置と、容器種類入力手段により入力された容器種
類に対応する前記関係式と、により容器内の残液量を検
出することを特徴とする分析装置を提供するものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明における分析装置は、液
体採取手段によって所定量の液体を容器から採取し、採
取した液体を反応容器などに供給するという動作をくり
返し行う分析装置をさし、例えば生化学測定装置や血液
凝固測定装置などの分析装置があげられる。

【０００９】液体採取手段には、所定量の液体を採取す
るノズル（分注ピペット）が好適に使用される。液体供
給手段にも、所定量の液体を採取するノズル（分注ピペ
ット）が好適に使用され、液体採取手段と同一のものを
兼用することができる。

【００１０】液面位置検知手段には、液体採取手段であ
るノズルが液面に接触したことを静電容量や電気抵抗の
変化により検出する電気的センサや、液面位置を光学的
に監視する光学的センサなどが適用できる。

【００１１】容器種類入力手段には、容器の大きさ自体
や容器に貼られたバーコードを読取る読取器や、単に分
析装置へ手入力するものなどが用いられる。また、この
容器種類には容器自体の種類だけではなく、例えば図３
のように試薬を最後まで吸引できるようにした容器を傾
けるアダプタをセットしたものもひとつの容器種類とす
る。

【００１２】容器内の残液量には、容器内に残っている
液体量全てでもよいが、分析装置が採取できない量（デ
ッドボリューム）を除いた量、すなわち分析装置が吸引
できる液体量を残液量とすることができる。またこの残
液量は液量容量（ｍｌ等）でもよいが、その液体採取量
が毎回一定量ならばその液体の採取可能な残り回数とす
ることができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明
を詳述する。これによってこの発明が限定されるもので
はない。図１はこの発明の分析装置の実施例を示す構成
説明図であり、ノズル４はアーム５の先端に下向きに支
持され、アーム５の後端はシャフト６の上端に固定され
ている。シャフト６はテーブル１上に設けられた駆動装
置７によって矢印Ａ方向の上下運動および矢印Ｂ方向の
回転運動を行うようになっている。図１において紙面に
水平方向に移動するコンベア１２上に反応容器１１が搭
載されている。テーブル１の上に電極２を介して試薬容
器３が設置される。

【００１４】シャフト６が下降してノズル４の先端が試
薬容器３に挿入されると、ノズル４と電極２との間の静
電容量の変化により液面センサ１５がノズル４の試薬液
面への接触を検出する。ノズル４は検出した液面位置よ
り所定量下降して、試薬はノズル４とチューブ８を介し
て一定量だけシリンジ９に吸引される。シャフト６が上
昇してノズル先端が容器３から引出されると、シャフト
６が矢印Ｂ方向に回転する。反応容器１１の上方にノズ
ル４が到達すると、シャフト６が下降して、シリンジ９
により吸引されていた試薬が反応容器１１へ吐出され
る。

【００１５】制御部１３は入力部１４および液面センサ
１５から受けた出力信号を処理し、シリンジ９を駆動す
るステッピングモータ１０、シャフト６を矢印Ａ方向に
上下動させるステッピングモータ１６およびシャフト６
を矢印Ｂ方向に回動させるステッピングモータ１７を制
御し、出力部１８に出力するようになっている。また、
制御部１３はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭからなるマイクロ
コンピュータで構成され、入力部１４および出力部１８
は、それぞれキーボードおよびＣＲＴで構成される。な
お、制御部１３は、分注ノズル４を移動させる場合、テ
ーブル１の上面を基準位置として、矢印Ａ方向の移動量
をステッピングモータ１６に印加する駆動パルスの数を
カウントすることにより計測し、矢印Ｂ方向の回転角を
ステッピングモータ１７に印加する駆動パルスの数をカ
ウントすることにより計測するようになっている。

【００１６】このような構成における分析装置におい
て、容器における液面位置と残液量の関係式を算出する
動作を説明する。尚、この関係式が予め分かっている容
器ではこの動作は省略することができる。まず、この関
係式を求めようとする試薬容器の種類を分析装置の入力
部１４に入力する。その容器をセットして関係式を算出
する動作をスタートさせる。

【００１７】ノズル４が容器内へ下降して試薬液面に接
触すると、試薬液面位置Ｈ0 が液面センサ１５によって
検出される。この試薬液面位置Ｈ0 が制御部１３のに格
納される。さらにノズル４は所定距離だけ下降すると、
シリンジ９がステッピングモータ１０により作動して所
定量Ｖ0 の試薬を吸引する。この試薬吸引量Ｖ0 が制御
部１３に格納される。試薬を吸引した後、分注ノズル４
は上昇し、矢印Ｂ方向に回転して反応チャンバ１１へ吸
引されていた試薬が吐出される。

【００１８】試薬を吐出したノズル４は上昇し、図示し
ない洗浄部の位置まで回転し、洗浄部にて洗浄される。
それから再度容器の位置へ回転して容器内へ下降して試
薬液面に接触すると、試薬液面位置Ｈ1 が液面センサ１
５によって検出される。この試薬液面位置Ｈ1 が制御部
１３のに格納される。さらにノズル４は所定距離だけ下
降すると、シリンジ９がステッピングモータ１０により
作動して所定量Ｖ1 の試薬を吸引する。この試薬吸引量
Ｖ1 が制御部１３に格納される。試薬を吸引した後、分
注ノズル４は上昇し、矢印Ｂ方向に回転して反応チャン
バ１１へ吸引されていた試薬が吐出される。この試薬採
取を繰り返し行ない、容器内の試薬が装置で採取できる
最小下限量より少なくなれば、この容器における試薬採
取は終了する。

【００１９】制御部１３に格納された液面位置Ｈｎと吸
引試薬量Ｖｎは、例えば図２の容器で吸引試薬量を一定
にした場合は図４のようにプロットされる。液面位置が
容器の円柱部３ａでは試薬吸引量Ｖが５０μｌで液面位
置Ｈは２パルス（１パルス＝０．０８ｍｍ）づつ下降し
てゆき、液面位置が容器の円錐部３ｂになると（図４の
吸引量が４００μｌを超してから）液面位置Ｈは大きく
下降して最低下限位置（図４の液面位置２０パルス）へ
達する。

【００２０】図４のデータを、この容器における液面位
置と試薬残量の関係が図５のように容器の円柱部３ａの
液面位置（液面位置６０パルス以上）では１次式で、容
器の円錐部３ｂの液面位置（液面位置２０パルスから６
０パルスまで）では２次式で表わされる。このデータの
近似は任意の従来方法によって行なう。図２や図３のよ
うな容器では液面位置によって異なる近似式を用いるこ
とによって正確な関係式を求めることができる。このよ
うにして関係式を求めれば、つぎに同種類の容器を使用
するときは試薬採取の際にこの関係式を用いて試薬残量
が正確に算出される。

【００２１】また最初の測定の際に試薬残量がわからな
いので、この関係式を求めるためだけの動作をさせるこ
と、つまり試薬採取のみを行い関係式を求める機能を備
えることもできる。その際に高価な試薬を使用すること
はコストがかかるので、空の容器に他の液体を入れて行
うこともできる。

【００２２】しかしその液体によっては分析装置に悪影
響を及ぼすこともあるので、液体の種類を選んでからそ
の容器に入れなければならない。そこで分析装置に接続
された希釈液や洗浄液等の液体を容器に分注する液体供
給手段を持たせれば、セットされた空の容器にこの液体
を分注して自動的にこの関係式を求める動作を行うこと
ができる。また、液体供給手段を備えていれば、容器か
ら採取した液体採取量のかわりに液体供給手段により容
器に分注した液体分注量を用いて、液面位置と残液量と
の関係式を求めること、つまり液体を分注しながら関係
式を求めることもできる。

【００２３】次に、容器における液面位置と残液量の関
係式が入力された分析装置での測定時における残液量の
検出について説明する。まず、用いる試薬容器の種類を
入力部１４に入力する。それから試薬採取をスタートさ
せると、ノズル４がその容器の位置へ回転し容器内へ下
降して試薬液面に接触すると、試薬液面位置ｈが液面セ
ンサ１５によって検出される。この液面位置ｈが制御部
１３のに格納される。

【００２４】制御部１３に記憶されたこの容器に対応す
る液面位置と残液量との関係式に、この液面位置ｈが入
力されることにより試薬残量ｖが演算される。この試薬
残量ｖは出力部１８のＣＲＴ等に表示される。また、入
力部１４より入力される測定回数がその試薬残量ｖを上
回って入力された場合は、測定途中で試薬がなくなる警
告表示をすればそのトラブルを防ぐことができる。

【００２５】容器内の液体を採取して、その液面位置と
その容器種類における残液量を求める関係式を用いて残
液量を検出してゆく際に、液体採取前後の液面位置と採
取した液体量とが前記関係式に一致しているのかを比較
する比較手段を備えることによって、実際の液体採取に
伴う液面位置変化が残液量を求める関係式どおりに変化
しているのかをチェックすることができる。この両者が
一致しない場合は、容器種類の入力ミス等の誤操作があ
りうるので、警告を出すことによって誤操作を防ぐこと
ができる。

【００２６】また、容器によっては同一種類であって
も、ばらつきが大きいこともある。その場合には関係式
によって検出された残液量の誤差が大きくなる。そこで
液体採取前後の液面位置と採取した液体量とに一致する
ように、前記関係式を補正する演算機能を設けることに
より、残液量を検出を精度良くすることができる。例え
ば、液面位置が関係式と比較して５％未満の差であれ
ば、誤差の範囲内としてそのまま用い、５％以上２０％
未満の差であれば関係式を補正して対応させ、２０％以
上の差が生じれば誤操作の可能性が高いと警告を発する
ように設定することができる。

【００２７】

【発明の効果】この発明によれば、どのような形状の容
器であっても、液体採取動作一回で容器内の液体残液量
を精度良く検出することができる分析装置を簡易な構成
で提供することができる。さらにその容器における液面
位置と残液量との関係式算出手段を設けることで、その
関係式がわからなくても分析装置がその関係式を求める
ことができる。さらに液体採取手段を設けることで、空
の容器をセットするだけで自動的にこの関係式を求める
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す構成説明図である。

【図２】実施例に適用する試薬容器の一例を示す縦断面
図である。

【図３】実施例に適用する試薬容器の他の例を示す縦断
面図である。

【図４】実施例の液面位置と吸引量を説明するグラフで
ある。

【図５】実施例の液面位置と残液量を説明するグラフで
ある。

【符号の説明】

１テーブル２電極３試薬容器４ノズル５アーム６シャフト７駆動装置８チューブ９シリンジ１０ステッピングモータ１１反応チャンバ１２コンベア１３制御部１４入力部１５液面センサ１６ステッピングモータ１７ステッピングモータ１８出力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器に入った液体を採取する液体採取手段
と、その容器中の液面位置を検知する液面位置検知手段
と、採取する液体の入った容器種類を入力する容器種類
入力手段と、各容器種類における液面位置と残液量との
関係式を予め記憶する関係式記憶手段とを備え、液面検
知手段により検知された液面位置と、容器種類入力手段
により入力された容器種類に対応する前記関係式と、に
より容器内の残液量を検出することを特徴とする分析装
置。
【請求項２】液体採取手段により容器より採取される液
体採取量と液面位置検知手段により検知される容器中の
液面位置とより、その容器における液面位置と残液量と
の関係式を算出する関係式算出手段を備え、この関係式
算出手段により算出された関係式と、容器種類入力手段
により入力された容器種類と、液面位置検知手段により
検知された液面位置と、により容器内の残液量を検出す
ることを特徴とする請求項１記載の分析装置。
【請求項３】容器に液体を分注する液体供給手段を備
え、この液体供給手段により容器に液体を供給して、前
記液面位置と残液量との関係式を算出する機能を備えた
ことを特徴とする請求項２記載の分析装置。
【請求項４】液体採取手段により採取された液体採取量
と液面検知手段により検知された液体採取前後の液面位
置とが、残液量を検出する関係式に一致しているのかを
比較する比較手段を備えたことを特徴とする請求項１記
載の分析装置。
【請求項５】液体採取手段により採取された液体採取量
と液面検知手段により検知された液体採取前後の液面位
置とが、残液量を検出する関係式に一致していない際
に、前記関係式を検知された液面位置に一致するように
補正する演算機能を備えたことを特徴とする請求項４記
載の分析装置。