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JP2009210352A - Liquid sample dispensing device - Google Patents

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JP2009210352A
JP2009210352A JP2008052473A JP2008052473A JP2009210352A JP 2009210352 A JP2009210352 A JP 2009210352A JP 2008052473 A JP2008052473 A JP 2008052473A JP 2008052473 A JP2008052473 A JP 2008052473A JP 2009210352 A JP2009210352 A JP 2009210352A
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JP
Japan
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dispensing
actuator
liquid sample
discharge operation
dispensing actuator
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008052473A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryokichi Hirata
亮吉 平田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid sample dispensing device can dispense accurately a necessary amount of liquid sample into each reaction container. <P>SOLUTION: This liquid sample dispensing device for dispensing the liquid sample held by a dispensing nozzle as much as each prescribed amount into a plurality of reaction containers, is equipped with a discharge operation storage part for storing in time series, data related to operation during discharge operation of an actuator for dispensation; a normal discharge operation storage part for storing in time series, data related to operation during normal discharge operation of the actuator for dispensation; and a discharge operation determination part for performing multivariate analysis of the data related to the operation during the discharge operation of the actuator for dispensation and the data related to the operation during the normal discharge operation of the actuator for dispensation, and determining existence of an abnormality of the actuator for dispensation based on the analysis result. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、必要量の液体試料を反応容器に精度良く分注する液体試料分注装置に関する。   The present invention relates to a liquid sample dispensing apparatus that dispenses a required amount of a liquid sample into a reaction container with high accuracy, for example.

従来例1のサンプル分注装置およびそれを用いた自動分析装置は、サンプルプローブ、分注シリンジを含む分注流路系に圧力センサを接続し、試料の分注動作時における圧力センサの出力値を複数個取込み、これら得られた複数個の圧力センサ出力値を項目とした多項目分析(マハラノビス距離)を行い、閾値と比較することで分注が正常に行われたか判定する(例えば、特許文献1参照)。   The sample dispensing apparatus of Conventional Example 1 and the automatic analyzer using the same connect a pressure sensor to a dispensing flow path system including a sample probe and a dispensing syringe, and output values of the pressure sensor during the sample dispensing operation. A multi-item analysis (Mahalanobis distance) using the obtained pressure sensor output values as items, and comparing with a threshold value to determine whether dispensing has been performed normally (for example, patents) Reference 1).

図13は、従来例1の実施の形態のサンプル分注装置の概略構成図である。   FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a sample dispensing apparatus according to an embodiment of Conventional Example 1.

サンプルプローブ101はチューブ102を介し、分注シリンジ103に接続され、それらの内部は液体で充填されている。分注シリンジ103はシリンダ103aとプランジャ103bからなり、プランジャ103bには分注シリンジ駆動手段104が接続されている。シリンダ103aを固定し、プランジャ103bを分注シリンジ駆動手段104によって上下に駆動させ、これによって試料の分注動作を行う。また、サンプルプローブ101にはサンプルプローブ駆動手段105が接続されており、これによってサンプルプローブ101を所定の位置に移動することが可能となる。なお、分注シリンジ駆動手段104およびサンプルプローブ駆動手段105は、制御部106によって制御される。   The sample probe 101 is connected to a dispensing syringe 103 via a tube 102, and the inside thereof is filled with a liquid. The dispensing syringe 103 includes a cylinder 103a and a plunger 103b, and a dispensing syringe driving means 104 is connected to the plunger 103b. The cylinder 103a is fixed, and the plunger 103b is driven up and down by the dispensing syringe driving means 104, thereby performing the sample dispensing operation. A sample probe driving means 105 is connected to the sample probe 101, so that the sample probe 101 can be moved to a predetermined position. The dispensing syringe driving unit 104 and the sample probe driving unit 105 are controlled by the control unit 106.

いま、サンプルプローブ駆動手段105によってサンプルプローブ101が下降動作を行い、試料容器107内の試料108の液中に到達すると、分注シリンジ駆動手段104によって分注シリンジ103が吸引動作を行う。なお、サンプルプローブ101が試料108液中に到達する以前に、サンプルプローブ101内に充填されている液体と試料108が混じり合わないよう、あらかじめ空気(分節空気)が吸引されているものとする。試料吸引動作が終了すると、サンプルプローブ101は試料吐出位置へ移動し、分注シリンジ103が吐出動作を行う。   Now, when the sample probe 101 is lowered by the sample probe driving means 105 and reaches the liquid of the sample 108 in the sample container 107, the dispensing syringe 103 performs a suction operation by the dispensing syringe driving means 104. It is assumed that air (segmented air) has been sucked in advance before the sample probe 101 reaches the sample 108 liquid so that the liquid filled in the sample probe 101 and the sample 108 do not mix. When the sample suction operation ends, the sample probe 101 moves to the sample discharge position, and the dispensing syringe 103 performs the discharge operation.

分注終了後、必要に応じて、給水ポンプ109によって給水タンク110内の洗浄水111を高圧で流し、サンプルプローブ101を洗浄することが可能である。その切り替えは電磁弁112で行い、これは制御部106によって制御される。   After completion of the dispensing, the sample probe 101 can be cleaned by flowing the cleaning water 111 in the water supply tank 110 at a high pressure by the water supply pump 109 as necessary. The switching is performed by the electromagnetic valve 112, which is controlled by the control unit 106.

従来例1の主たる目的である分注の異常を検知する手段としての圧力センサ113は、分岐ブロック114を介し、サンプルプローブ101、チューブ102、分注シリンジ103を含む分注流路系に接続されている。ここで、圧力センサ113はサンプルプローブ101開口部の圧力変動を感度良く検出するため、可能な限りサンプルプローブ101側に接続することが望ましい。   A pressure sensor 113 as a means for detecting a dispensing abnormality, which is the main purpose of Conventional Example 1, is connected to a dispensing flow path system including a sample probe 101, a tube 102, and a dispensing syringe 103 via a branch block 114. ing. Here, the pressure sensor 113 is preferably connected to the sample probe 101 side as much as possible in order to detect the pressure fluctuation at the opening of the sample probe 101 with high sensitivity.

圧力センサ113の出力信号はアンプ115によって増幅され、A/D変換器116によってデジタル信号に変換される。更にA/D変換器116の出力はマイクロコンピュータ117へ送られ、分注が正常に実施されたか判定する。   The output signal of the pressure sensor 113 is amplified by the amplifier 115 and converted into a digital signal by the A / D converter 116. Further, the output of the A / D converter 116 is sent to the microcomputer 117, and it is determined whether the dispensing has been normally performed.

図14は、従来例1の実施の形態の分注の異常検知の処理フロー図である。   FIG. 14 is a process flow diagram of dispensing abnormality detection according to the embodiment of Conventional Example 1.

試料分注時におけるサンプルプローブを含めた分注流路系の内部圧力は、微小な変化も含め絶えず変化し、圧力センサの出力もそれに追従して変化する。従来例1は刻々と変化する圧力値を時系列に沿って逐一取込み、これら取込んだ圧力値の集合(以下、時系列圧力データ群と称する)をそのまま利用する(S1)。   The internal pressure of the dispensing flow path system including the sample probe at the time of sample dispensing constantly changes including minute changes, and the output of the pressure sensor also changes accordingly. Conventional example 1 takes in pressure values that change every moment along the time series, and uses a set of these taken pressure values (hereinafter referred to as a time series pressure data group) as it is (S1).

次に、上記より得られた時系列圧力データ群から、マハラノビス距離を求める(S2)。ここで、マハラノビス距離は多変量解析の一手法であり、ある被検査対象が基準となる集団(以下、基準空間と称する)に属するかを測る尺度となる。従来例1では、分注が正常に実施されたときの時系列圧力データ群を基準とし、この集団が基準空間となる。   Next, the Mahalanobis distance is obtained from the time-series pressure data group obtained as described above (S2). Here, the Mahalanobis distance is a method of multivariate analysis, and it is a scale for measuring whether a certain test object belongs to a reference group (hereinafter referred to as a reference space). In Conventional Example 1, a time-series pressure data group when dispensing is normally performed is used as a reference, and this group becomes a reference space.

分注が正常に実施されたときのマハラノビス距離は1近傍の値を示すのに対し、異常であった場合はその距離が1より極めて大きな値をとる。これを利用して、閾値判定により分注の正常・異常の判定を行う(S3)。   The Mahalanobis distance when dispensing is normally performed shows a value in the vicinity of 1, whereas if abnormal, the distance takes a value much larger than 1. Using this, the normality / abnormality of dispensing is determined by threshold determination (S3).

このように、従来例1のサンプル分注装置およびそれを用いた自動分析装置は、圧力センサの感度のばらつきが存在しても、確度の高い判定結果を出すことができる。   As described above, the sample dispensing apparatus of Conventional Example 1 and the automatic analyzer using the same can provide a highly accurate determination result even if there is a variation in the sensitivity of the pressure sensor.

従来例2の分注装置は、圧力伝達液を送出・吸引する分注ポンプと、分注ポンプの作動により、分注する検体液を吸入・吐出するノズルと、圧力伝達液の圧力を検出する圧力センサと、異常検出手段とを備える。対象液を分注するのに先立ち、その分注を行うときと同様の作動条件で、かつノズルの先端開口を液体に接触させない状態で分注ポンプを予備作動させる。メモリは作動のときに圧力センサにより検出された圧力の変動を表す基準圧力データを記憶し、異常検出手段は、分注ポンプが本作動して対象液を実際に分注したときに圧力センサにより検出された圧力の変動を表す分注時圧力データと、基準圧力データとに基づいて、吸入異常および吐出異常を検出する(例えば、特許文献2参照)。   The dispensing apparatus of Conventional Example 2 detects the pressure of the pressure transmission liquid, the dispensing pump that sends and sucks the pressure transmission liquid, the nozzle that sucks and discharges the sample liquid to be dispensed by the operation of the dispensing pump. A pressure sensor and an abnormality detection means are provided. Prior to dispensing the target liquid, the dispensing pump is preliminarily operated under the same operating conditions as when the dispensing is performed and with the tip opening of the nozzle not in contact with the liquid. The memory stores reference pressure data representing the pressure fluctuation detected by the pressure sensor during operation, and the abnormality detection means is operated by the pressure sensor when the dispensing pump actually operates to dispense the target liquid. Inhalation abnormality and ejection abnormality are detected based on the dispensing pressure data representing the detected pressure fluctuation and the reference pressure data (see, for example, Patent Document 2).

図15は、従来例2の分注装置の実施形態を模式的に示す図である。   FIG. 15 is a diagram schematically showing an embodiment of a dispensing device of Conventional Example 2.

図15に示すように、従来例2の分注装置201は、図示しない装置本体に固定的に設置された分注ポンプ202と、分注する検体液(対象液)300をその先端開口231から吸入・吐出するノズル203と、ノズル203を水平方向および鉛直方向に移動させるノズル移動機構204と、分注ポンプ202およびノズル移動機構204の作動を制御する制御手段205とを有している。   As shown in FIG. 15, a dispensing apparatus 201 of Conventional Example 2 has a dispensing pump 202 fixedly installed in an apparatus main body (not shown) and a sample liquid (target liquid) 300 to be dispensed from its distal end opening 231. It has a nozzle 203 for sucking and discharging, a nozzle moving mechanism 204 for moving the nozzle 203 in the horizontal direction and the vertical direction, and a control means 205 for controlling the operation of the dispensing pump 202 and the nozzle moving mechanism 204.

分注ポンプ202は、シリンジ型のポンプであり、シリンダ221と、該シリンダ221内で摺動可能に設置されたピストン222と、ピストン222を移動させるポンプ駆動部223とを有している。ポンプ駆動部223の詳細な図示は省略するが、例えば、送りネジ(ボールネジ)とこれを回転するサーボモータ(ステッピングモータ)とでピストン222を駆動するように構成される。シリンダ221とピストン222とで囲まれた空間には圧力伝達液400が充填されている。ピストン222が移動すると、分注ポンプ202は、圧力伝達液400をノズル203側へ送出したり、ノズル203側から吸引したりする。   The dispensing pump 202 is a syringe-type pump, and includes a cylinder 221, a piston 222 slidably installed in the cylinder 221, and a pump drive unit 223 that moves the piston 222. Although detailed illustration of the pump drive unit 223 is omitted, for example, the piston 222 is driven by a feed screw (ball screw) and a servo motor (stepping motor) that rotates the feed screw (ball screw). A space surrounded by the cylinder 221 and the piston 222 is filled with the pressure transmission liquid 400. When the piston 222 moves, the dispensing pump 202 delivers the pressure transmission liquid 400 to the nozzle 203 side or sucks it from the nozzle 203 side.

図15に示すように、従来例2の分注装置201は、分注ポンプ202からノズル203に至る経路にある圧力伝達液300の圧力を検出する圧力センサ209と、この圧力センサ209により検出された圧力データを記憶可能なメモリ212と、圧力センサ209により検出された圧力データに基づいて分注異常を検出する異常検出手段213とをさらに備えている。   As shown in FIG. 15, the dispensing device 201 of Conventional Example 2 is detected by a pressure sensor 209 that detects the pressure of the pressure transmission liquid 300 in the path from the dispensing pump 202 to the nozzle 203, and the pressure sensor 209. And a memory 212 that can store the pressure data, and an abnormality detection unit 213 that detects dispensing abnormality based on the pressure data detected by the pressure sensor 209.

従来例2の分注装置201では、以下に説明するような方法により、分注異常を検出する。   In the dispensing apparatus 201 of Conventional Example 2, dispensing abnormality is detected by the method described below.

[1]ノズル203内に検体液300を吸入するために、制御手段205は、ノズル203を分注元容器500の上方に移動させる。次いで、分注ポンプ202を所定量吸引作動させることにより、ノズル203の先端に空気層700を形成する。 [1] In order to inhale the sample liquid 300 into the nozzle 203, the control unit 205 moves the nozzle 203 above the dispensing source container 500. Next, an air layer 700 is formed at the tip of the nozzle 203 by operating the dispensing pump 202 with a predetermined amount of suction.

[2]次いで、ノズル203を分注元容器500へ向けて下降させる。ノズル203が下降している最中であって、まだ先端開口231が検体液300に接触していない状態(空中にある状態)のとき、制御手段205は、この後に実際に分注を行うときと同様の作動条件で分注ポンプ202を予備作動させる。 [2] Next, the nozzle 203 is lowered toward the dispensing source container 500. When the nozzle 203 is being lowered and the tip opening 231 is not yet in contact with the sample liquid 300 (a state in the air), the control means 205 performs the actual dispensing thereafter. The dispensing pump 202 is preliminarily operated under the same operating conditions as in FIG.

この予備作動においては、分注ポンプ202は、まず予備吸引作動を行う。この予備吸引作動は、実際に検体液300をノズル203に吸入するときと同様の、ピストン222の駆動速度および駆動量で行う。この予備送出作動を行うと、ノズル203の先端開口231からは空気が吸入される。続けて、分注ポンプ202は、予備送出作動を行う。この予備送出作動は、実際に検体液300をノズル203から吐出するときと同様の、ピストン222の駆動速度および駆動量で行う。この予備送出作動を行うと、ノズル203の先端開口231から空気が吐出される。   In this preliminary operation, the dispensing pump 202 first performs a preliminary suction operation. This preliminary suction operation is performed at the driving speed and driving amount of the piston 222, which is the same as when the specimen liquid 300 is actually sucked into the nozzle 203. When this preliminary delivery operation is performed, air is sucked from the tip opening 231 of the nozzle 203. Subsequently, the dispensing pump 202 performs a preliminary delivery operation. This preliminary delivery operation is performed at the same driving speed and driving amount of the piston 222 as when the specimen liquid 300 is actually discharged from the nozzle 203. When this preliminary delivery operation is performed, air is discharged from the tip opening 231 of the nozzle 203.

[3]図16は、上記のような予備作動をしたときに圧力センサ209で検出される圧力の変化を示すグラフである。同図に示すように、分注ポンプ202が予備吸引作動や予備送出作動を行うと、圧力伝達液400が配管206およびチューブ配管207内を流動するが、その流動の動圧と配管内での圧力損失のほかに、非定常流れの影響により、圧力センサ209で検出される圧力は、吸引・送出動作の開始と終了時に波打つように振動する。また、図16において圧力が時間の経過とともに全体的な傾向として低下しているのは、ノズル203の下降に伴う水頭圧の変化によるものである。 [3] FIG. 16 is a graph showing a change in pressure detected by the pressure sensor 209 when the preliminary operation as described above is performed. As shown in the figure, when the dispensing pump 202 performs the preliminary suction operation or the preliminary delivery operation, the pressure transmission liquid 400 flows in the pipe 206 and the tube pipe 207. In addition to the pressure loss, the pressure detected by the pressure sensor 209 oscillates at the start and end of the suction / delivery operation due to the influence of the unsteady flow. Further, in FIG. 16, the pressure is decreasing as a general tendency with the passage of time due to a change in the water head pressure accompanying the lowering of the nozzle 203.

[4]異常検出手段213は、圧力センサ209で検出された圧力を、圧力センサ出力回路214を介して取り込み、次のようにして、水頭圧の補正を行う。予備分注作動開始時にノズル203が位置する高さを原点としたときの、予備分注作動中におけるノズル203の高さZを制御手段205から取得し、水頭差ρgZ(ρは圧力伝達液400の密度、gは重力加速度)を計算する。また、単に予備分注開始時の圧力Pと終了時の圧力Pとの差で補正しても良い。そして、この水頭圧を補正することにより、図17に示すような基準圧力データが得られる。 [4] The abnormality detection means 213 takes in the pressure detected by the pressure sensor 209 via the pressure sensor output circuit 214, and corrects the water head pressure as follows. The height Z of the nozzle 203 during the preliminary dispensing operation when the height at which the nozzle 203 is located at the start of the preliminary dispensing operation is used as the origin is acquired from the control means 205, and the water head difference ρgZ (ρ is the pressure transmission liquid 400). Density, g is the gravitational acceleration). Further, simply it may be corrected by the difference between the pressure P 3 at the end the pressure P 1 at the time of the preliminary dispensing start. Then, by correcting this water head pressure, reference pressure data as shown in FIG. 17 is obtained.

この基準圧力データは、分注ポンプ202が実際の分注時と同様に作動したときの、配管内での圧力伝達液400の圧力損失と流動の動圧および非定常流れの影響が圧力センサ209で検出される圧力に及ぼす影響を表すデータとなるものである。   This reference pressure data indicates that the pressure sensor 209 is affected by the pressure loss of the pressure transmission liquid 400 in the pipe, the dynamic pressure of the flow, and the unsteady flow when the dispensing pump 202 operates in the same manner as during actual dispensing. This is data representing the effect on the pressure detected by.

異常検出手段213は、予備吸引作動時の基準圧力データを予備吸引時圧力データD、予備送出作動時の基準データを予備送出時圧力データDとして、これらをメモリ212に記憶(格納)する。予備吸引時圧力データDは、所定の時間間隔(サンプリングタイム)で取得された多数の値の集合、すなわちD1i(i=0,1,2,・・・,n)で構成されており、同様に、予備送出時圧力データDはD2i(i=0,1,2,・・・,m)で構成されている。なお、DとDの測定開始点(D10とD20)はポンプ動作開始を基準にポンプ動作開始時間またはそれより少し前にすればよい。 The abnormality detecting means 213 stores (stores) the reference pressure data in the preliminary suction operation in the memory 212 as the preliminary suction pressure data D 1 and the reference data in the preliminary delivery operation as the preliminary delivery pressure data D 2. . Preliminary during suction pressure data D 1 is a set of multiple values acquired at a predetermined time interval (sampling time), i.e. D 1i (i = 0,1,2, ··· , n) is composed of Similarly, pre-delivery time pressure data D 2 is composed of a D 2i (i = 0,1,2, ··· , m). The measurement start points (D 10 and D 20 ) for D 1 and D 2 may be set at or slightly before the pump operation start time with reference to the pump operation start.

[5]下降中のノズル203が検体液300に送液したら、ノズル203を停止させる。このとき、公知の方法によって液面検出を行ってもよい。次いで、分注ポンプ202を本吸引作動させて、実際に検体液300をノズル203内に吸入する。 [5] When the descending nozzle 203 supplies the sample liquid 300, the nozzle 203 is stopped. At this time, the liquid level may be detected by a known method. Next, the dispensing pump 202 is operated for main suction, and the sample liquid 300 is actually sucked into the nozzle 203.

[6]検体液300をノズル203内に吸入しているとき、異常検出手段213は、圧力センサ209により検出された吸入時圧力データ(分注時圧力データ)Dを予備吸引時圧力データDと同じ測定開始点および測定間隔で取得する(図18参照)。次いで、異常検出手段213は、予備吸引時圧力データDと吸入時圧力データDとの差分データDAを下記式に基づいて計算する。
DA=D3i−D1i+ΔP (i=0,1,2,・・・,n)
ここで、ΔPは、予備吸引作動開始時の圧力をP、検体液300の吸入開始時の圧力をPとしたとき、ΔP=P−Pであり、このΔPを用いることにより、予備吸引時圧力データDと吸入時圧力データDとの水頭圧の差を補正することができる。ΔPは、圧力センサ209で検出された値を用いて前記式ΔP=P−Pに基づいて直接算出してもよく、あるいは、予備吸引作動開始時のノズル203高さと検体液300の吸入時のノズル203高さとの差ΔZを制御手段205から取得し、ΔP=ρgΔZとして算出してもよい。
[6] When inhaling a sample solution 300 into the nozzle 203, the abnormality detecting means 213, suction time pressure data detected by the pressure sensor 209 (dispense time pressure data) at the D 3 preliminary suction pressure data D 1 is obtained at the same measurement start point and measurement interval as those of 1 (see FIG. 18). Then, the abnormality detecting means 213 is calculated based on the difference data DA of the preliminary suction pressure during data D 1 and the suction pressure during data D 3 in the following formula.
DA i = D 3i −D 1i + ΔP (i = 0, 1, 2,..., N)
Here, [Delta] P, P 1 the pressure of the pre-suction operation start time, when the pressure at the start suction of the sample solution 300 was set to P 3, a ΔP = P 3 -P 1, by using this [Delta] P, the difference in water head pressure at the time of the preliminary suction and pressure data D 1 and the suction pressure during data D 3 can be corrected. ΔP may be directly calculated based on the above-described equation ΔP = P 3 −P 1 using the value detected by the pressure sensor 209, or the height of the nozzle 203 and the inhalation of the sample liquid 300 at the start of the preliminary suction operation A difference ΔZ with respect to the height of the nozzle 203 at the time may be acquired from the control means 205 and calculated as ΔP = ρgΔZ.

検体液300の吸入動作が正常な場合、差分データDAは、例えば図19に示すグラフのようになる。異常検出手段213は、この差分データDAに基づいて吸入異常を検出する。例えば、差分データDAの最小値DAminがしきい値PT1より小さい場合には、吸引詰まりが発生したものと判定し、そうでない場合には吸引詰まりが発生していないと判定する。同様にして、他のしきい値を用いたり、差分データDAの変動パターンを認識することにより、吸入量不足(ショートサンプル)や、気泡吸入等の吸入異常を検出することができる。 When the inhalation operation of the sample liquid 300 is normal, the difference data DA is, for example, as shown in the graph in FIG. The abnormality detection means 213 detects an inhalation abnormality based on the difference data DA. For example, it is determined that if the minimum value DA min difference data DA is less than the threshold value P T1, it is determined that the suction clogging occurs, not sucking jam otherwise occur. Similarly, by using another threshold value or recognizing the fluctuation pattern of the difference data DA, it is possible to detect an inhalation abnormality such as a shortage of inhalation amount (short sample) or bubble inhalation.

差分データDAは、実際の吸入時圧力データDから予備吸引時圧力データDを引いたものであるので、配管内での圧力伝達液400の圧力損失と流動の動圧との影響が取り除かれており、よって、ノズル203が検体液300を吸入することによる圧力変化のみを正確に表したものとなっている。したがって、この差分データDAに基づいて判定を行うことにより、異常検出手段213は、上記のような吸入異常の有無を正確に判定することができる。 Difference data DA, so is obtained by subtracting the pre-suction time pressure data D 1 from the actual intake pressure during data D 3, removed the influence of the pressure loss of the pressure transmitting fluid 400 and fluid dynamic pressure in the pipe Therefore, only the pressure change due to the nozzle 203 inhaling the sample liquid 300 is accurately represented. Therefore, by making a determination based on the difference data DA, the abnormality detection unit 213 can accurately determine the presence or absence of the inhalation abnormality as described above.

なお、異常検出手段213は、上記のように差分データDAそのものをしきい値と比較して判定を行ってもよいし、また、他の公知技術を利用して差分データDAの1次部分値や2次微分値を算出して、DAの変動パターンを認識することにより吸引詰まりや吸入量不足(ショートサンプル)や気泡吸入等の吸入異常を検出することができる。   The abnormality detection means 213 may make the determination by comparing the difference data DA itself with the threshold value as described above, or may use another known technique to determine the primary partial value of the difference data DA. Inhalation abnormalities such as suction clogging, inhalation amount shortage (short sample), and air bubble inhalation can be detected by calculating the second derivative value and recognizing the fluctuation pattern of DA.

[7]異常検出手段213が吸入異常の発生を検出した場合には、図示しない報知手段(アラームなど)によってその旨をオペレーターに報知するとともに、必要であれば既に吸入した検体液300を吐き戻す。その後、ノズル203を洗浄した後、同一の分注元容器500に対して分注を再度試みるか、または別の分注元容器500の分注を行う。 [7] When the abnormality detection unit 213 detects the occurrence of an inhalation abnormality, the notification unit (not shown) notifies the operator to that effect, and discharges the already inhaled sample liquid 300 if necessary. . Thereafter, after the nozzle 203 is washed, another attempt is made to dispense the same dispensing source container 500, or another dispensing source container 500 is dispensed.

[8]異常検出手段213が吸入異常の発生を検出しなかった場合、すなわち検体液300を正常に吸入できた場合には、制御手段205は、ノズル203を分注先容器600の上方へ移動させ、所定高さまで下降させた後、分注ポンプ202を本送出作動させて、ノズル203内の検体液300を分注先容器600内へ吐出する。検体液300をノズル203から吐出しているとき、異常検出手段213は、圧力センサー209により検出された吐出時圧力データ(分注時圧力データ)Dを予備送出時圧力データDと同じ測定開始点および同じ測定間隔で取得する(図20参照)。次いで、異常検出手段213は、予備送出時圧力データDと吐出時圧力データDとの差分データDDを下記式に基づいて計算する。
DD=D4i−D2i+ΔP´ (i=0,1,2,・・・,m)
ここで、ΔP´は、予備吸引作動開始時の圧力をP、検体液300の吐出開始時の圧力をP4としたとき、ΔP´=P−Pであり、このΔP´を用いることにより、予備送出時圧力データDと吐出時圧力データDとの水頭圧の差を補正することができる。ΔP´は、圧力センサ209で検出された値を用いて前記式ΔP´=P−Pに基づいて直接算出してもよく、あるいは、予備送出作動開始時のノズル203高さと検体液300の吐出時のノズル203高さとの差ΔZ´を制御手段205から取得し、ΔP´=ρgΔZ´として算出してもよい。
[8] If the abnormality detection unit 213 does not detect the occurrence of an abnormal inhalation, that is, if the sample liquid 300 can be normally inhaled, the control unit 205 moves the nozzle 203 above the dispensing container 600. Then, after being lowered to a predetermined height, the dispensing pump 202 is operated for main delivery, and the sample liquid 300 in the nozzle 203 is discharged into the dispensing container 600. When discharging a sample solution 300 from the nozzle 203, the abnormality detecting means 213, detected during ejection pressure data (dispense time pressure data) D 4 The same measurement as the pre-delivery-time pressure data D 2 to the pressure sensor 209 Acquired at the starting point and at the same measurement interval (see FIG. 20). Then, the abnormality detecting means 213, the difference data DD of the preliminary delivery-time pressure data D 2 and the discharge-time pressure data D 4 is calculated based on the following formula.
DD i = D 4i −D 2i + ΔP ′ (i = 0, 1, 2,..., M)
Here, DerutaP' which, when the pressure of the pre-suction operation start time and P i, the pressure at the discharge starting sample liquid 300 and P4, ΔP' = a P 4 -P i, using this DerutaP' It makes it possible to correct the difference in water head pressure of the preliminary delivery-time pressure data D 2 and the discharge-time pressure data D 4. ΔP ′ may be directly calculated based on the equation ΔP ′ = P 4 −P i using the value detected by the pressure sensor 209, or the height of the nozzle 203 and the sample liquid 300 at the start of the preliminary delivery operation. The difference ΔZ ′ from the height of the nozzle 203 at the time of discharging may be obtained from the control unit 205 and calculated as ΔP ′ = ρgΔZ ′.

検体液300の吐出動作が正常な場合、差分データDDは、例えば図21に示すグラフのようになる。異常検出手段213は、この差分データDDに基づいて吐出異常を検出する。例えば、差分データDDの最大値DDmaxがしきい値PT2より大きい場合には、吐出詰まりが発生したものと判定し、そうでない場合には吐出詰まりが発生していないと判定する。 When the ejection operation of the sample liquid 300 is normal, the difference data DD is, for example, as shown in the graph shown in FIG. The abnormality detection unit 213 detects a discharge abnormality based on the difference data DD. For example, it is determined that if the maximum value DD max of the differential data DD is larger than the threshold P T2, it is determined that the discharge jam, no discharge jam otherwise occur.

差分データDDは、実際の吐出時圧力データDから予備送出時圧力データDを引いたものであるので、配管内での圧力伝達液400の圧力損失と流動の動圧との影響が取り除かれており、よって、ノズル203が検体液300を吐出することによる圧力変化のみを正確に表したものとなっている。したがって、この差分データDDに基づいて判定を行うことにより、異常検出手段213は、上記のような吐出異常の有無を正確に判定することができる。 Difference data DD, since minus the pre-delivery time pressure data D 2 from the actual discharge time pressure data D 4, removed the influence of the pressure loss of the pressure transmitting fluid 400 and fluid dynamic pressure in the pipe Therefore, only the pressure change due to the discharge of the sample liquid 300 by the nozzle 203 is accurately represented. Therefore, by making a determination based on the difference data DD, the abnormality detection unit 213 can accurately determine the presence or absence of the ejection abnormality as described above.

このように、従来例2の分注装置は、圧力センサの出力データを基に分注異常の有無を正確に判定・検出することができる。
特開2004−125780公報(第17頁、図1,3) 特開2005−227102公報(第12,13頁、図1,5−10 )
Thus, the dispensing device of Conventional Example 2 can accurately determine and detect the presence / absence of dispensing abnormality based on the output data of the pressure sensor.
JP 2004-125780 A (page 17, FIGS. 1 and 3) Japanese Patent Laying-Open No. 2005-227102 (pages 12, 13 and 1, 5-10)

ところが従来例においては、サンプルプローブ、分注シリンジを含む分注流路系に圧力センサを接続し、試料の分注動作時における圧力センサの出力値を基準の圧力値と比較することで、分注異常を検出しているが、圧力センサは応答時間が長く、感度にばらつきがあるため、分注異常の判定が遅れるという問題点があった。また、分注用アクチュエータの異常判定ができないという問題点があった。   However, in the conventional example, a pressure sensor is connected to a dispensing flow path system including a sample probe and a dispensing syringe, and the output value of the pressure sensor during the sample dispensing operation is compared with a reference pressure value. Although the abnormal dispensing is detected, the pressure sensor has a long response time and the sensitivity varies, so that there is a problem that the determination of dispensing abnormalities is delayed. In addition, there is a problem that abnormality determination of the dispensing actuator cannot be performed.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する吐出動作記憶部と、分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する正常吐出動作記憶部と、吐出動作記憶部に時系列的に記憶された分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータと正常吐出動作記憶部に記憶された分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータとを多変量解析し、解析結果に基づき前記分注用アクチュエータの異常の有無を判定する液体試料分注装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and includes a discharge operation storage unit that stores operation-related data at the time of discharge operation of the dispensing actuator in time series, and normal discharge of the dispensing actuator. Normal discharge operation storage unit that stores operation-related data during operation in time series, and operation-related data and normal discharge operation during dispensing operation stored in the discharge operation storage unit in time series Provided is a liquid sample dispensing device that performs multivariate analysis on the operation-related data during the dispensing operation of the dispensing actuator stored in the storage unit, and determines whether or not there is an abnormality in the dispensing actuator based on the analysis result For the purpose.

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1に記載の発明は、液体試料を吸引保持する分注用ノズルと、液体試料の吸引・吐出圧力を発生させるシリンダとプランジャより構成されるシリンジと、液体試料を流すフレキシブルチューブと、前記液体試料の吸引・吐出を前記シリンジと前記フレキシブルチューブを介して前記分注用ノズルから実施させる分注用アクチュエータと、前記分注用アクチュエータを駆動する分注用アクチュエータ駆動部と、前記分注用アクチュエータ駆動部を制御する分注用アクチュエータ制御部を備え、前記分注用ノズルによって保持された前記液体試料を複数の反応容器に所定量ずつ分注する液体試料分注装置において、前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する吐出動作記憶部と、前記分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する正常吐出動作記憶部と、前記吐出動作記憶部に時系列的に記憶された前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータと前記正常吐出動作記憶部に記憶された前記分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータとを多変量解析し、解析結果に基づき前記分注用アクチュエータの異常の有無を判定する吐出動作判定部を備えたものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is a dispensing nozzle for sucking and holding a liquid sample, a syringe composed of a cylinder and a plunger for generating suction / discharge pressure of the liquid sample, a flexible tube for flowing the liquid sample, A dispensing actuator that performs suction and discharge of a liquid sample from the dispensing nozzle via the syringe and the flexible tube, a dispensing actuator driving unit that drives the dispensing actuator, and the dispensing In the liquid sample dispensing apparatus, comprising a dispensing actuator control unit for controlling the actuator driving unit, and dispensing a predetermined amount of the liquid sample held by the dispensing nozzle into a plurality of reaction containers. A discharge operation storage unit for storing operation-related data in a time-series manner during the discharge operation of the actuator; A normal discharge operation storage unit that stores operation-related data in a normal discharge operation of the actuator in time series, and an operation related in the discharge operation of the dispensing actuator stored in the discharge operation storage unit in time series Multivariate analysis of the data and the operation-related data during the normal discharge operation of the dispensing actuator stored in the normal discharge operation storage unit, and the presence or absence of abnormality of the dispensing actuator is determined based on the analysis result An ejection operation determination unit is provided.

請求項2に記載の発明は、液体試料を吸引保持する分注用ノズルと、液体試料の吸引・吐出圧力を発生させるシリンダとプランジャより構成されるシリンジと、液体試料を流すフレキシブルチューブと、前記液体試料の吸引・吐出を前記シリンジと前記フレキシブルチューブを介して前記分注用ノズルから実施させる分注用アクチュエータと、前記分注用アクチュエータを駆動する分注用アクチュエータ駆動部と、前記分注用アクチュエータ駆動部を制御する分注用アクチュエータ制御部を備え、前記分注用ノズルによって保持された前記液体試料を複数の反応容器に所定量ずつ分注する液体試料分注装置において、前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する吐出動作記憶部と、前記分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する正常吐出動作記憶部と、前記吐出動作記憶部に時系列的に記憶された前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータと前記正常吐出動作記憶部に記憶された前記分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータとからマハラノビス距離を算出し、前記算出結果と予め定められた閾値とを比較することにより前記分注用アクチュエータの異常の有無を判定するものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a dispensing nozzle for sucking and holding a liquid sample, a syringe composed of a cylinder and a plunger for generating a suction / discharge pressure of the liquid sample, a flexible tube for flowing the liquid sample, A dispensing actuator that performs suction and discharge of a liquid sample from the dispensing nozzle via the syringe and the flexible tube, a dispensing actuator driving unit that drives the dispensing actuator, and the dispensing In the liquid sample dispensing apparatus, comprising a dispensing actuator control unit for controlling the actuator driving unit, and dispensing a predetermined amount of the liquid sample held by the dispensing nozzle into a plurality of reaction containers. A discharge operation storage unit for storing operation-related data in a time-series manner during the discharge operation of the actuator; A normal discharge operation storage unit that stores operation-related data in a normal discharge operation of the actuator in time series, and an operation related in the discharge operation of the dispensing actuator stored in the discharge operation storage unit in time series The Mahalanobis distance is calculated from the above-mentioned data and the operation-related data during the normal discharge operation of the dispensing actuator stored in the normal discharge operation storage unit, and the calculated result is compared with a predetermined threshold value. Is used to determine whether or not the dispensing actuator is abnormal.

請求項3に記載の発明は、前記正常吐出動作時における動作関連のデータは分注条件に応じて用意され、前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータと前記分注用アクチュエータの正常吐出時における動作関連のデータとから算出されたマハラノビス距離と、予め定められた閾値とを比較することにより前記分注用アクチュエータの異常の有無を判定するものである。   According to a third aspect of the present invention, operation-related data during the normal discharge operation is prepared in accordance with a dispensing condition, the operation-related data during the dispensing operation of the dispensing actuator and the dispensing actuator The presence or absence of abnormality of the dispensing actuator is determined by comparing the Mahalanobis distance calculated from the operation-related data during normal ejection with a predetermined threshold value.

請求項4に記載の発明は、前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータが複数回の吐出動作時における速度、加速度、減速度、および推力を選択的に用いるものである。   The invention according to claim 4 selectively uses speed, acceleration, deceleration, and thrust during a plurality of discharge operations as operation-related data during the discharge operation of the dispensing actuator.

請求項5に記載の発明は、前記分注用アクチュエータが異常と判定した場合、前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータの各動作指令との差分を算出し、各動作指令と前記差分を加算したものを新たな動作指令とする動作指令補正部を備えたものである。   When the dispensing actuator determines that the dispensing actuator is abnormal, the invention according to claim 5 calculates a difference from each operation command of operation-related data during the dispensing operation of the dispensing actuator, An operation command correction unit that uses the sum of the differences as a new operation command is provided.

請求項1および2に記載の発明によると、前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する吐出動作記憶部と、前記分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する正常吐出動作記憶部と、前記吐出動作記憶部に時系列的に記憶された前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータと前記正常吐出動作記憶部に記憶された前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータとを多変量解析し、解析結果に基づき前記分注用アクチュエータの異常の有無を判定する吐出動作判定部を備え、前記算出結果と予め定められた閾値とを比較することにより、分注用アクチュエータの異常の有無を正確に判定することができる。   According to invention of Claim 1 and 2, the discharge operation | movement memory | storage part which memorize | stores the operation related data at the time of discharge operation of the said dispensing actuator in time series, and the time of normal discharge operation of the said actuator for dispensing Normal discharge operation storage unit that stores operation-related data in time series, operation-related data in the discharge operation of the dispensing actuator stored in the discharge operation storage unit in time series, and the normal discharge operation A multivariate analysis of the operation-related data during the discharge operation of the dispensing actuator stored in the storage unit, and a discharge operation determination unit that determines the presence or absence of an abnormality of the dispensing actuator based on the analysis result, By comparing the calculation result with a predetermined threshold value, it is possible to accurately determine whether or not the dispensing actuator is abnormal.

請求項3に記載の発明によると、前記正常吐出動作時における動作関連のデータは分注条件に応じて用意されているので、任意の分注条件において分注用アクチュエータの異常の有無を正確に判定することができる。   According to the invention described in claim 3, since the operation-related data at the time of the normal discharge operation is prepared according to the dispensing condition, it is possible to accurately determine whether or not the dispensing actuator is abnormal under any dispensing condition. Can be determined.

請求項4に記載の発明によると、前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータが複数回の吐出動作時における速度、加速度、減速度、および推力を選択的に用いることで、分注用アクチュエータの動作状態を常に監視でき、分注用アクチュエータの異常の有無を正確に判定することができる。   According to the invention described in claim 4, the operation-related data during the discharge operation of the dispensing actuator selectively uses the speed, acceleration, deceleration, and thrust during the plurality of discharge operations. The operating state of the dispensing actuator can always be monitored, and the presence or absence of an abnormality in the dispensing actuator can be accurately determined.

請求項5に記載の発明によると、前記吐出条件判定部が前記分注用アクチュエータの異常有りと判定した場合、前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータの各動作指令との差分を算出し、各動作指令と前記差分を加算したものを新たな動作指令とすることで、分注用アクチュエータが異常の際の動作を補正することができる。   According to the invention of claim 5, when the discharge condition determination unit determines that there is an abnormality in the dispensing actuator, a difference from each operation command of operation-related data during the discharge operation of the dispensing actuator Is calculated, and the sum of each operation command and the difference is used as a new operation command, whereby the operation when the dispensing actuator is abnormal can be corrected.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施の形態の液体試料分注装置の構成を示す図である。1は液体試料分注装置、2は液体試料を吸引保持する分注用ノズル、3は液体試料を流すウレタンまたはフッ化樹脂等の材料からなるフレキシブルチューブ、4はシリンダとプランジャから構成されるシリンジ、5はシリンダ、6はシリンジ内にて液体試料を吐出・吸引するプランジャ、7は分注用アクチュエータ(例えばリニアモータ)、8は分注用アクチュエータを駆動する分注用アクチュエータ駆動部、9は分注用アクチュエータ駆動部を制御する分注用アクチュエータ制御部、10は分注用アクチュエータ制御部にあるCPU、11は分注用アクチュエータ制御部にある、シリンジ4内におけるプランジャ6のストロークに対する吐出量と液体試料吸引後の吐出回数を記憶する吐出条件記憶部、12は分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する吐出動作記憶部、13は分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する正常吐出動作記憶、14は吐出動作記憶部に時系列的に記憶された前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータと正常吐出動作時における動作関連のデータとを多変量解析し、解析結果に基づき前記分注用アクチュエータの異常の有無を判定する吐出動作判定部、15は液体試料を供給する液体試料容器、16は液体試料を吐出する反応容器、17は液体試料である。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a liquid sample dispensing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 1 is a liquid sample dispensing apparatus, 2 is a dispensing nozzle for sucking and holding a liquid sample, 3 is a flexible tube made of a material such as urethane or fluororesin that flows the liquid sample, and 4 is a syringe composed of a cylinder and a plunger. 5 is a cylinder, 6 is a plunger that discharges and sucks a liquid sample in the syringe, 7 is a dispensing actuator (for example, a linear motor), 8 is a dispensing actuator driving unit that drives the dispensing actuator, and 9 is Dispensing actuator control unit for controlling the dispensing actuator drive unit, 10 is a CPU in the dispensing actuator control unit, 11 is a discharge amount with respect to the stroke of the plunger 6 in the syringe 4 in the dispensing actuator control unit And a discharge condition storage unit for storing the number of discharges after suction of the liquid sample, and 12 is a discharge operation of the dispensing actuator. A discharge operation storage unit that stores time-related operation-related data, 13 is a normal discharge operation memory that stores operation-related data during a normal discharge operation of the dispensing actuator, and 14 is a discharge operation. Multi-variate analysis of operation-related data at the time of discharge operation of the dispensing actuator and operation-related data at the time of normal discharge operation stored in time series in the storage unit, and the actuator for dispensing based on the analysis result A discharge operation determination unit for determining whether there is an abnormality, 15 is a liquid sample container for supplying a liquid sample, 16 is a reaction container for discharging the liquid sample, and 17 is a liquid sample.

分注用ノズル2は中空であり、先端に行くほど内径が小さくなるように成形されている。分注用ノズル2は液体試料17に対して垂直な姿勢に保持されており、液体試料容器15に内包された液体試料17を吸引し、反応容器16に液体試料17を吐出する。また、図示しないが、分注用ノズル2は洗浄水容器の洗浄水を吸引・吐出する。洗浄水の供給法や吸引・吐出法として、一般的な種々の方法を採用できる。   The dispensing nozzle 2 is hollow, and is shaped so that the inner diameter becomes smaller toward the tip. The dispensing nozzle 2 is held in a posture perpendicular to the liquid sample 17, sucks the liquid sample 17 contained in the liquid sample container 15, and discharges the liquid sample 17 to the reaction container 16. Although not shown, the dispensing nozzle 2 sucks and discharges the cleaning water in the cleaning water container. Various general methods can be employed as a cleaning water supply method and a suction / discharge method.

シリンダ5は、プランジャ6の移動に伴ってシリンジ4内の容積が変化する。シリンダ4はフレキシブルチューブ3を介して分注用ノズル2に接続されている。液体試料17を吸引しシリンジ4内の容積が増加するようにプランジャ6はシリンジ4の紙面上方に移動し、液体試料14を吐出しシリンジ4内の容積が減少するようにプランジャ6はシリンジ4の紙面下方に移動する。プランジャ6は分注用アクチュエータ7により駆動され、分注用アクチュエータ駆動部8によって制御される。分注用アクチュエータ駆動部8は、分注用アクチュエータ制御部9に接続され、動作指令に基づいて分注用アクチュエータ7を駆動する。分注用アクチュエータ制御部9は、CPU10と吐出条件記憶部11からなり、所定の液体試料17を吐出するよう分注用アクチュエータ駆動部8に動作指令を指令している。CPU10は、予めオペレータにより入力されるか、或るいは、液体試料容器15等に表示された識別マークから読み取られた試料数と所望の分析項目に基づいて、所要の分注量及び分注順序に対応するように分注用アクチュエータ駆動部8に指令している。また、吐出条件記憶部11は吐出時におけるストローク、圧力、ノズル径、吐出速度、液体試料吸入量、空気吸入量、吐出量、液体試料吸引後の吐出回数、および吐出時の吸引−吐出動作パターンにおける吸引最大速度、吸引加減速時間、吐出最大速度および吐出加減速時間の関係を記憶している。   The cylinder 5 changes its volume in the syringe 4 as the plunger 6 moves. The cylinder 4 is connected to the dispensing nozzle 2 via the flexible tube 3. The plunger 6 moves upward on the surface of the syringe 4 so that the liquid sample 17 is sucked and the volume in the syringe 4 is increased, and the plunger 6 is discharged from the syringe 4 so that the volume in the syringe 4 is decreased by discharging the liquid sample 14. Move down the page. The plunger 6 is driven by a dispensing actuator 7 and is controlled by a dispensing actuator drive unit 8. The dispensing actuator drive unit 8 is connected to the dispensing actuator control unit 9 and drives the dispensing actuator 7 based on the operation command. The dispensing actuator control unit 9 includes a CPU 10 and a discharge condition storage unit 11, and commands an operation command to the dispensing actuator drive unit 8 to discharge a predetermined liquid sample 17. The CPU 10 is inputted by an operator in advance, or based on the number of samples read from the identification mark displayed on the liquid sample container 15 or the like and a desired analysis item, a required dispensing amount and a dispensing order. The dispensing actuator drive unit 8 is commanded to correspond to the above. The discharge condition storage unit 11 includes a stroke, a pressure, a nozzle diameter, a discharge speed, a liquid sample suction amount, an air suction amount, a discharge amount, the number of discharges after the liquid sample is sucked, and a suction-discharge operation pattern during the discharge. The relationship between the maximum suction speed, the suction acceleration / deceleration time, the maximum discharge speed, and the discharge acceleration / deceleration time is stored.

つぎに、本実施例の動作について図2、図3を用いて説明する。図2はアクチュエータ制御部のフローを示す図、図3はノズルの吸引状態を示す図である。   Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram illustrating a flow of the actuator control unit, and FIG. 3 is a diagram illustrating a suction state of the nozzle.

以下に示す手順により、予め実験により吐出精度の良い、吐出量に対する液体試料吸入量を確認しておく。内部圧力が気泡などで低下していない正常状態のとき、流体の質量保存則(流入する質量流量(密度×流速×断面積)と流出する流量(密度×流速×断面積)は等しい。)が成立し、ノズル先端における流速が液切れ速度以上になれば液だまりが生じることがなく吐出できる。そこで、内部圧力を正常状態に保ち、例えばプランジャの動作パターン(台形パターン)である最高速度、加速度、減速度を固定し、空気吸入量を一定値とした場合、シリンジ内におけるプランジャのストローク、液体試料吸入量、吐出量、液体試料吸引後の吐出回数の関係を確認し、図4に示す表のようにまとめておく。
(1) 先ず、液体試料吸入量を記憶する(F0)。
予め計測した吐出量に対する液体試料吸入量を吐出量記憶部に記憶する。
(2) 洗浄水を吸引する(F1)。
アクチュエータ7によりシリンジ4内のプランジャ6が吸引駆動されると、ノズル2から図示しない洗浄水容器の洗浄水18を吸引する。または、図示しない弁と図示しない別のフレキシブルチューブを介して図示しないポンプからフレキシブルチューブとノズル2に洗浄水を供給してもよい。
(3) 空気を吸引する(F2)。
アクチュエータ7によりシリンジ4内のプランジャ6が吸引駆動され、ノズル2からシリンジ4内に一定量の空気19を吸引する。
(4) 液体試料を吸引する(F3)。
アクチュエータ7によりシリンジ4内のプランジャ6が吸引駆動され、予め記憶した液体試料吸入量に基づき、ノズル2から液体試料容器15の液体試料17を吸引する。
(5)液体試料を排出する(F4)
ノズル先端の初期メニスカスの影響を排除するため、予め記憶した排出動作パターンを基にしたアクチュエータ7への推力指令により、アクチュエータ7によりシリンジ4内のプランジャ6から吐出駆動され、ノズル2から図示しない排出容器もしくは液体試料容器15へ液体試料17を予め記憶した回数だけ排出する。
(6) 液体試料を吐出する(F5)。
吐出動作パターンを基にしたアクチュエータ7への推力指令により、アクチュエータ7によりシリンジ4内のプランジャ6から吐出駆動され、ノズル2から反応容器16へ液体試料17を吐出する。
(7) 吐出ごとに(2)〜(6)を繰り返す。
According to the procedure shown below, the liquid sample inhalation amount with respect to the discharge amount with good discharge accuracy is confirmed in advance by experiments. When the internal pressure is in a normal state where it does not decrease due to bubbles or the like, the fluid mass conservation law (inflow mass flow rate (density x flow velocity x cross-sectional area) and outflow flow rate (density x flow velocity x cross-sectional area) are equal) If it is established and the flow velocity at the tip of the nozzle is equal to or higher than the liquid running speed, the liquid can be discharged without causing a liquid pool. Therefore, if the internal pressure is kept in a normal state, for example, the maximum speed, acceleration, and deceleration, which are plunger operation patterns (trapezoid pattern), are fixed, and the air intake amount is a constant value, the plunger stroke in the syringe, liquid The relationship between the sample inhalation amount, the ejection amount, and the number of ejections after the liquid sample is aspirated is confirmed and summarized as shown in the table of FIG.
(1) First, the liquid sample inhalation amount is stored (F0).
The liquid sample suction amount with respect to the discharge amount measured in advance is stored in the discharge amount storage unit.
(2) Aspirate the washing water (F1).
When the plunger 6 in the syringe 4 is suction driven by the actuator 7, the cleaning water 18 in a cleaning water container (not shown) is sucked from the nozzle 2. Alternatively, the cleaning water may be supplied to the flexible tube and the nozzle 2 from a pump (not shown) via a valve (not shown) and another flexible tube (not shown).
(3) Air is sucked (F2).
The actuator 6 sucks and drives the plunger 6 in the syringe 4, and sucks a certain amount of air 19 from the nozzle 2 into the syringe 4.
(4) A liquid sample is aspirated (F3).
The plunger 6 in the syringe 4 is sucked and driven by the actuator 7, and the liquid sample 17 in the liquid sample container 15 is sucked from the nozzle 2 based on the liquid sample suction amount stored in advance.
(5) Discharge the liquid sample (F4)
In order to eliminate the influence of the initial meniscus at the tip of the nozzle, the actuator 7 is driven to discharge from the plunger 6 in the syringe 4 in accordance with a thrust command to the actuator 7 based on the discharge operation pattern stored in advance, and the discharge not shown from the nozzle 2 is performed. The liquid sample 17 is discharged into the container or the liquid sample container 15 for the number of times stored in advance.
(6) The liquid sample is discharged (F5).
The actuator 7 is driven to discharge from the plunger 6 in the syringe 4 by the thrust command to the actuator 7 based on the discharge operation pattern, and discharges the liquid sample 17 from the nozzle 2 to the reaction container 16.
(7) Repeat (2) to (6) for each discharge.

このように、吐出量に対する液体試料吸入量、液体試料吸引後の吐出回数を予め記憶し液体試料を吐出するため、CV値と正確度ともに精度良く吐出できる。
なお、予め定めた回数吐出した際の吐出量の平均値をσ、予め定めた回数吐出した際の吐出量の標準偏差をμ、吐出量の目標値をαとすると、CV値、正確度はそれぞれ式(1)、式(2)で計算できる。
As described above, since the liquid sample inhalation amount with respect to the ejection amount and the number of ejections after the liquid sample aspiration are stored in advance and the liquid sample is ejected, both the CV value and the accuracy can be ejected with high accuracy.
When the average value of the discharge amount when discharging a predetermined number of times is σ, the standard deviation of the discharge amount when discharging a predetermined number of times is μ, and the target value of the discharge amount is α, the CV value and accuracy are They can be calculated by the equations (1) and (2), respectively.

また、オペレータがノズル2の下に液体試料容器15、反応容器16を準備することを想定しているが、制御部9がアクチュエータ7と同期してノズル2もしくは図示しない液体試料容器15、反応容器16を搭載したテーブル等を制御し、自動的に液体試料を吸引・吐出してもよい。
本実施例では、吐出条件記憶部11を分注用アクチュエータ制御部9に設けているが、吐出条件記憶部11を分注用アクチュエータ駆動部8に設けてもよく、分注用アクチュエータ駆動部8と分注用アクチュエータ駆動部9と吐出条件記憶部11を一体化してもよい。
In addition, it is assumed that the operator prepares the liquid sample container 15 and the reaction container 16 under the nozzle 2, but the control unit 9 synchronizes with the actuator 7 and the nozzle 2 or the liquid sample container 15 and the reaction container (not shown). The liquid sample may be automatically sucked and discharged by controlling a table or the like on which 16 is mounted.
In this embodiment, the discharge condition storage unit 11 is provided in the dispensing actuator control unit 9, but the discharge condition storage unit 11 may be provided in the dispensing actuator drive unit 8, or the dispensing actuator drive unit 8. Alternatively, the dispensing actuator driving unit 9 and the discharge condition storage unit 11 may be integrated.

次に分注用アクチュエータの動作異常の判定方法について説明する。   Next, a method for determining abnormal operation of the dispensing actuator will be described.

図5は本発明の実施の形態の分注用アクチュエータの異常検知の処理フロー図である。   FIG. 5 is a processing flow diagram of abnormality detection of the dispensing actuator according to the embodiment of the present invention.

分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータは、図示しない分注用アクチュエータ駆動部8に備えられたサーボアンプ内部の記憶部より取得する。本発明は吐出動作毎に変化する分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータを時系列に沿って逐一読込み、これらの動作関連の時系列データ群を取得する(G1)。吐出動作記憶部12が、吐出動作毎に変化する分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータを記憶しておく。また、正常吐出動作記憶部13が、分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータを記憶しておく。   The operation-related data during the dispensing operation of the dispensing actuator is acquired from a storage unit inside the servo amplifier provided in the dispensing actuator drive unit 8 (not shown). In the present invention, operation-related data during the discharge operation of the dispensing actuator that changes for each discharge operation is read one by one along the time series, and a time-series data group related to these operations is acquired (G1). The discharge operation storage unit 12 stores operation-related data during the discharge operation of the dispensing actuator that changes for each discharge operation. The normal discharge operation storage unit 13 stores operation-related data during the normal discharge operation of the dispensing actuator.

次に、上記取得したデータ群から、吐出条件判定部14がマハラノビス距離を求める(G2)。ここで、マハラノビス距離は多変量解析の一つであり、ある被検査対象が基準となる集団(以下、基準空間と称する)に属するかを測る尺度となる。本発明では、分注用アクチュエータが正常に動作したときの時系列データ群を基準とし、この集団が基準空間となる。   Next, the discharge condition determination unit 14 obtains the Mahalanobis distance from the acquired data group (G2). Here, the Mahalanobis distance is one of multivariate analyses, and is a scale for measuring whether a certain test object belongs to a reference group (hereinafter referred to as a reference space). In the present invention, the time series data group when the dispensing actuator operates normally is used as a reference, and this group becomes the reference space.

分注用アクチュエータが正常に動作したときのマハラノビス距離は1近傍の値となるが、異常であった場合はマハラノビス距離が1より大きな値となる。これを利用して、吐出条件判定部14が閾値判定により分注用アクチュエータの正常・異常の判定を行う(G3)。
例えば、マハラノビス距離が1.1未満を正常、1.1以上を異常と判定する。閾値は必ずしも1.1に限らず、液体試料分注装置を運転する前に事前に確認しておく必要がある。
The Mahalanobis distance when the dispensing actuator operates normally is a value close to 1, but if it is abnormal, the Mahalanobis distance is a value greater than 1. Using this, the discharge condition determination unit 14 determines normality / abnormality of the dispensing actuator by threshold determination (G3).
For example, it is determined that the Mahalanobis distance is less than 1.1 is normal and 1.1 or more is abnormal. The threshold value is not necessarily limited to 1.1, and it is necessary to confirm in advance before operating the liquid sample dispensing apparatus.

分注用アクチュエータの動作関連の時系列データ群の取得方法およびマハラノビス距離の算出方法について説明する。   A method for acquiring a time series data group related to the operation of the dispensing actuator and a method for calculating the Mahalanobis distance will be described.

図6は分注用アクチュエータの動作関連における時系列データ群の取得方法を示したもので、一例として応答速度の取得方法を示した図である。刻々と変化する動作関連の時系列データ波形から、図6のようにk点の時系列データを取込む。   FIG. 6 shows a method for obtaining a time-series data group related to the operation of the dispensing actuator, and is a diagram showing a method for obtaining a response speed as an example. From the time series data waveform related to the operation that changes every moment, the time series data of k points are taken as shown in FIG.

分注用アクチュエータの動作関連の時系列データ群の取得箇所は、試料吸引区間、試料吐出区間、および試料吸引区間と試料吐出区間の全区間でもよい。   The acquisition points of the time series data group related to the operation of the dispensing actuator may be the sample suction section, the sample discharge section, and all sections of the sample suction section and the sample discharge section.

分注用アクチュエータの動作関連の時系列データ群の取込み間隔については、一定間隔でもよいし可変にしてもよい。分注用アクチュエータの異常が起こりやすい箇所では取込み間隔を狭めたり、異常がほとんど生じない箇所では荒めにデータを取込んだりすることがあってもよく、必ずしも等間隔である必要はない。   The interval at which the time series data group related to the operation of the dispensing actuator is taken may be constant or variable. It may be possible to narrow the capture interval at a location where the abnormality of the dispensing actuator is likely to occur, or to capture data roughly at a location where there is almost no abnormality.

なお、k点の時系列データ群の取得方法として、各点の取込み時刻をあらかじめ指定して、k点のデータのみ得る方法でも、初めは出来る限り細かくデータを取込み、それらを間引いてk点のデータを残す方法でも、どちらでも構わない。   As a method for acquiring k-point time-series data groups, the method of obtaining only k-point data by preliminarily specifying the capture time of each point is initially acquired as finely as possible and thinned out to obtain k-point data. Either method of leaving data is acceptable.

上記の通り取得した分注用アクチュエータの動作関連の時系列データ群は図7のようにまとめられる。ここで、各時刻における時系列データ群はそれぞれマハラノビス距離を求める際の項目として利用する。   The time series data group related to the operation of the dispensing actuator acquired as described above is summarized as shown in FIG. Here, the time-series data group at each time is used as an item for obtaining the Mahalanobis distance.

上記操作を、分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータを取得すれば、基準となる分注用アクチュエータの動作関連の時系列データ群を取得することができる。図8は、正常な分注をn回行ったときに得られた分注用アクチュエータの動作関連の各時系列データ群をまとめたもので、n事象k項目の基準空間である。   If the operation-related data at the time of the normal discharge operation of the dispensing actuator is obtained by the above operation, the time-series data group related to the operation of the reference dispensing actuator can be obtained. FIG. 8 summarizes each time series data group related to the operation of the dispensing actuator obtained when normal dispensing is performed n times, and is a reference space of n event k items.

上記によって得られた分注用アクチュエータの動作関連の時系列データ群u,u,・・・,uの取込みをn回実施した図8のようなn事象k項目の基準空間から、各項目毎に平均
μ,μ,・・・,μ
および標準偏差σ,σ,・・・,σを求め、式(3)の演算を行い正規化する。
Time series data set u 1 of operation related dispensing actuator obtained by the above, u 2, · · ·, the reference space of n events k items like Figure 8 where the uptake of u k was performed n times, Average μ 1 , μ 2 ,..., Μ k for each item
Then, standard deviations σ 1 , σ 2 ,..., Σ k are obtained, and the calculation of Expression (3) is performed for normalization.

基準空間をn行k列の行列として、この行列の相関行列を求めるとk×kの行列Aが得られる。この行列Aの逆行列をA−1とすれば、マハラノビス距離Dは式(4)のように表すことができる。 When the reference space is a matrix of n rows and k columns, and a correlation matrix of this matrix is obtained, a k × k matrix A is obtained. If the inverse matrix of the matrix A and A -1, the Mahalanobis distance D 2 can be expressed by the equation (4).

なお、これらの計算のうち、基準空間の各項目毎の平均および標準偏差や、基準空間の相関行列の逆行列は予め計算しておき、記憶しておけば、マハラノビス距離を繰り返して算出する場合、これらの計算処理時間が短縮できる。   Of these calculations, the mean and standard deviation for each item in the reference space and the inverse matrix of the correlation matrix in the reference space are calculated in advance and stored, and the Mahalanobis distance is calculated repeatedly. These calculation processing times can be shortened.

このように、本実施例では、分注用アクチュエータの動作関連の時系列データ群におけるマハラノビス距離を求め、分注用アクチュエータの動作異常の有無を判定できる。   As described above, in this embodiment, the Mahalanobis distance in the time series data group related to the operation of the dispensing actuator can be obtained, and the presence or absence of the operation abnormality of the dispensing actuator can be determined.

本発明が特許文献1、特許文献2と異なる部分は、分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する吐出動作記憶部と、分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する正常吐出動作記憶部と、吐出動作記憶部に時系列的に記憶された前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータと正常吐出動作記憶部に記憶された分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータとを多変量解析し、解析結果に基づき前記分注用アクチュエータの異常の有無を判定する液体試料分注装置を提供することである。   The present invention differs from Patent Document 1 and Patent Document 2 in that a discharge operation storage unit that stores operation-related data in a time-series manner during the discharge operation of the dispensing actuator and a normal discharge operation of the dispensing actuator. Normal discharge operation storage unit that stores operation-related data in time series, and operation-related data and normal discharge operation storage during the discharge operation of the dispensing actuator stored in time series in the discharge operation storage unit To provide a liquid sample dispensing device that performs multivariate analysis on the operation-related data during the dispensing operation of the dispensing actuator stored in the section and determines whether or not the dispensing actuator is abnormal based on the analysis result It is.

本実施例の構成は、実施例1と同様なので説明は省略する。
本実施例では、分注量毎に、分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連の時系列データ群の取込み数、方法を変更し、基準空間も分注量ごとにそれぞれ持つものである。液体試料分注装置は装置の仕様により最小、最大分注量、および分注分解能が決められているので、その数だけの分注用アクチュエータの吐出動作時の動作関連データ群および基準空間を持てばよい。
Since the configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
In this embodiment, the number and method of fetching operation-related time-series data groups during the dispensing operation of the dispensing actuator are changed for each dispensing amount, and a reference space is also provided for each dispensing amount. Liquid sample dispensing devices have minimum, maximum dispensing volume, and dispensing resolution determined by the specifications of the device. Therefore, it is possible to have a group of operation-related data and reference spaces for the dispensing operation of that number of dispensing actuators. That's fine.

図9は正常な分注をn回行ったときに得られた分注用アクチュエータの動作関連の各時系列データ群をまとめたもので、n事象k項目の基準空間であり、分注量1、分注量2、分注量3、・・・、分注量X毎に準備したものである。   FIG. 9 summarizes each time-series data group related to the operation of the actuator for dispensing obtained when normal dispensing is performed n times, and is a reference space of n event k items, with a dispensing amount of 1 , Dispensed amount 2, dispensed amount 3,..., Prepared for each dispensed amount X.

ある分注量を分注する際にはその分注量のマハラノビス距離を算出し、予め記憶されたその分注量における基準空間と比較し、あらかじめ定められた閾値との大小関係により分注用アクチュエータの動作異常を判定することができる。   When dispensing a certain dispensing volume, calculate the Mahalanobis distance of the dispensing volume, compare it with a pre-stored reference space for that dispensing volume, and dispense according to the magnitude relationship with a predetermined threshold An abnormal operation of the actuator can be determined.

このように、本実施例では、分注量毎に、分注用アクチュエータの吐出動作時の動作関連における時系列データ群によりマハラノビス距離を求め、あらかじめ定められた閾値と比較することで、分注用アクチュエータの動作異常の有無を判定することができる。   As described above, in this embodiment, for each dispensing amount, the Mahalanobis distance is obtained from the time series data group related to the operation during the discharging operation of the dispensing actuator, and compared with a predetermined threshold value, thereby dispensing. It can be determined whether or not there is an abnormal operation of the actuator.

本実施例の構成は、実施例1と同様なので説明は省略する。
図10は、正常な分注をn回行ったときに得られた分注用アクチュエータの速度、加速度、減速度、および推力の各時系列データ群をまとめたもので、n事象k項目の基準空間であり、分注量1、分注量2、分注量3、・・・、分注量X毎に準備したものである。
Since the configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
FIG. 10 summarizes the time series data groups of speed, acceleration, deceleration, and thrust of the actuator for dispensing obtained when normal dispensing is performed n times. It is a space, and is prepared for each dispensing amount 1, dispensing amount 2, dispensing amount 3, ..., dispensing amount X.

ある分注量を分注する際にはその分注量のマハラノビス距離を算出し、予め記憶されたその分注量における基準空間と比較し、予め定められた閾値との大小関係により分注用アクチュエータの動作異常の有無を判定することができる。   When dispensing a certain dispensing volume, calculate the Mahalanobis distance of the dispensing volume, compare it with the pre-stored reference space for that dispensing volume, and dispense according to the magnitude relationship with a predetermined threshold It is possible to determine whether there is an abnormal operation of the actuator.

このように、本実施例では、分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータが複数回の吐出動作時における速度、加速度、減速度、および推力を選択的に用いることにより、分注用アクチュエータの動作異常の有無を判定することができる。   In this way, in this embodiment, the operation-related data during the dispensing operation of the dispensing actuator is used by selectively using the speed, acceleration, deceleration, and thrust during the multiple dispensing operations. It is possible to determine whether there is an abnormal operation of the actuator.

図11は、本発明の第4の実施の形態の液体試料分注装置の構成を示す図である。実施例1の構成に、前記分注用アクチュエータが異常と判定した場合、前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータの各動作指令との差分を算出し、各動作指令と前記差分を加算したものを新たな動作指令とする動作指令補正部20を追加したものである。   FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a liquid sample dispensing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In the configuration of the first embodiment, when it is determined that the dispensing actuator is abnormal, the difference between each operation command of the operation-related data during the discharge operation of the dispensing actuator is calculated, and each operation command and the difference are calculated. An operation command correction unit 20 that adds a new operation command is added.

図12は、動作指令補正部のフローを示す図である。前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する吐出動作記憶部と、前記吐出動作記憶部に時系列的に記憶された前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータと前記正常吐出動作記憶部に記憶された前記分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータとからマハラノビス距離を算出し、前記算出結果と予め定められた閾値とを比較し、分注用アクチュエータの異常を判定するとともに、例えば速度が異常と判定した場合、新しい最大速度指令=現在の最大速度指令+(現在の最大速度指令−現在の最大応答速度)と設定する。このように設定しても分注用アクチュエータの動作が改善されない場合は異常と判定し、図示しない視覚、聴覚、触覚などの提示手段により使用者に異常を提示する。   FIG. 12 is a diagram illustrating a flow of the operation command correction unit. A discharge operation storage unit that stores operation-related data during the discharge operation of the dispensing actuator in time series, and a discharge operation of the dispensing actuator that is stored in the discharge operation storage unit in time series The Mahalanobis distance is calculated from the operation-related data and the operation-related data stored in the normal discharge operation storage unit during the normal discharge operation of the dispensing actuator, and the calculated result is compared with a predetermined threshold value. In addition, when an abnormality of the dispensing actuator is determined, for example, when it is determined that the speed is abnormal, a new maximum speed command = current maximum speed command + (current maximum speed command−current maximum response speed) is set. If the operation of the dispensing actuator is not improved even with this setting, it is determined as abnormal, and the abnormality is presented to the user by a presentation means such as visual, auditory, or tactile sensation (not shown).

このように、本実施例では、吐出条件判定部が分注用アクチュエータの異常有りと判定した場合、分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータの各動作指令との差分を算出し、各動作指令と前記差分を加算したものを新たな動作指令とすることで、分注用アクチュエータが異常の際の動作を補正することができる。   Thus, in this example, when the discharge condition determination unit determines that there is an abnormality in the dispensing actuator, the difference between each operation command of the operation-related data during the dispensing operation of the dispensing actuator is calculated, By adding each operation command and the difference as a new operation command, it is possible to correct the operation when the dispensing actuator is abnormal.

なお、分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する吐出動作記憶部と、分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する正常吐出動作記憶部と、吐出動作記憶部に時系列的に記憶された分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータと正常吐出動作記憶部に記憶された分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータとを多変量解析し、解析結果に基づき前記分注用アクチュエータの異常の有無を判定することができるので、分注用アクチュエータに限らず、それ以外のアクチュエータにも適用できる。   In addition, a discharge operation storage unit that stores operation-related data during the discharge operation of the dispensing actuator in time series, and a normal operation that stores operation-related data during the normal discharge operation of the dispensing actuator in time series Operation-related data at the time of discharge operation of the dispensing actuator stored in time series in the discharge operation storage unit and the discharge operation of the dispensing actuator stored in the normal discharge operation storage unit Since multivariate analysis is performed on the motion-related data and the presence / absence of abnormality of the dispensing actuator can be determined based on the analysis result, the present invention can be applied not only to the dispensing actuator but also to other actuators.

本発明の第1の実施の形態の液体試料分注装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the liquid sample dispensing apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における制御部の動作を示すフロー図The flowchart which shows operation | movement of the control part in the 1st Embodiment of this invention. 図1のノズルの吸引状態を示す断面図Sectional drawing which shows the suction state of the nozzle of FIG. 本発明の第1の実施の形態のシリンジ内におけるプランジャのストローク、液体試料吸入量、吐出量、液体試料吸引後の吐出回数の関係を示す表The table | surface which shows the relationship of the stroke of the plunger in the syringe of the 1st Embodiment of this invention, the liquid sample suction | inhalation amount, discharge amount, and the frequency | count of discharge after liquid sample suction. 本発明の第1の実施の形態の分注用アクチュエータの異常検知の処理フロー図Processing flow chart of abnormality detection of the dispensing actuator of the first embodiment of the present invention 分注用アクチュエータの動作関連における時系列データ群の取得方法を示したもので、一例として応答速度の取得方法を示した図This shows how to acquire time-series data groups related to the operation of dispensing actuators, and shows an example of response speed acquisition method. 分注用アクチュエータの動作関連の時系列データ群を示した表Table showing time-series data related to dispensing actuator operation 正常な分注をn回行ったときに得られた分注用アクチュエータの動作関連の各時系列データ群をまとめたもので、n事象k項目の基準空間を示す図The figure which summarizes each time series data group related to operation of the actuator for dispensing obtained when normal dispensing is performed n times, and shows a reference space of n events and k items 本発明の第2の実施の形態の正常な分注をn回行ったときに得られた分注用アクチュエータの動作関連の各時系列データ群をまとめたもので、n事象k項目の基準空間であり、分注量1、分注量2、分注量3、・・・、分注量X毎に準備した表A collection of time series data groups related to the operation of the dispensing actuator obtained when normal dispensing of the second embodiment of the present invention is performed n times, and a reference space for n events and k items Table prepared for each dispensing amount 1, dispensing amount 2, dispensing amount 3, ..., dispensing amount X 本発明の第3の実施の形態の正常な分注をn回行ったときに得られた分注用アクチュエータの速度、加速度、減速度、および推力の各時系列データ群をまとめたもので、n事象k項目の基準空間であり、分注量1、分注量2、分注量3、・・・、分注量X毎に準備した表Summarizing each time series data group of speed, acceleration, deceleration, and thrust of the actuator for dispensing obtained when normal dispensing of the third embodiment of the present invention is performed n times, This is a reference space for n events and k items, a table prepared for each dispensing amount 1, dispensing amount 2, dispensing amount 3, ..., dispensing amount X 本発明の第4の実施の形態の液体試料分注装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the liquid sample dispensing apparatus of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態の動作指令補正部のフローを示す図The figure which shows the flow of the operation command correction | amendment part of the 4th Embodiment of this invention. 従来例1の実施の形態のサンプル分注装置の概略構成図The schematic block diagram of the sample dispensing apparatus of embodiment of the prior art example 1 従来例1の実施の形態の分注の異常検知の処理フロー図Processing flow diagram of dispensing abnormality detection according to the embodiment of Conventional Example 1 従来例2の分注装置の実施形態を模式的に示す図The figure which shows typically embodiment of the dispensing apparatus of the prior art example 2 従来例2の実施の形態の分注ポンプが予備動作したときに圧力センサで検出される圧力の変化を示すグラフThe graph which shows the change of the pressure detected by a pressure sensor, when the dispensing pump of embodiment of the prior art example 2 carries out preliminary operation | movement. 従来例2の実施の形態の基準圧力データを示すグラフThe graph which shows the reference pressure data of embodiment of the prior art example 2 従来例2の実施の形態の実際の吸入時圧力データを示すグラフThe graph which shows the actual pressure data at the time of inhalation of embodiment of the prior art example 2 従来例2の実施の形態の予備吸引時圧力データと吸入時圧力データとの差分データを示すグラフThe graph which shows the difference data of the pressure data at the time of preliminary suction of the embodiment of the prior art example 2, and the pressure data at the time of suction 従来例2の実施の形態の実際の吐出時圧力データを示すグラフThe graph which shows the actual discharge pressure data of embodiment of the prior art example 2 従来例2の実施の形態の予備送出時圧力データと吐出時圧力データとの差分データを示すグラフThe graph which shows the difference data of the pressure data at the time of preliminary delivery and the pressure data at the time of discharge of embodiment of the prior art example 2

符号の説明Explanation of symbols

1 液体試料分注装置
2 分注用ノズル
3 フレキシブルチューブ
4 シリンジ
5 シリンダ
6 プランジャ
7 分注用アクチュエータ
8 分注用アクチュエータ駆動部
9 分注用アクチュエータ制御部
10 CPU
11 出条件記憶部
12 吐出動作記憶部
13 正常吐出動作記憶
14 吐出動作判定部
15 液体試料容器
16 反応容器
17 液体試料
18 洗浄水
19 空気
20 動作指令補正部
101 サンプルプローブ
102 チューブ
103 分注シリンジ
103a シリンダ
103b プランジャ
104 分注シリンジ駆動手段
105 サンプルプローブ駆動手段
106 制御部
107 試料容器
108 試料
109 給水ポンプ
110 給水タンク
111 洗浄水
112 電磁弁
113 圧力センサ
114 分岐ブロック
115 アンプ
116 A/D変換器
117 マイクロコンピュータ
201 分注装置
202 分注ポンプ
203 ノズル
204 ノズル移動機構
205 制御手段
206 配管
207 チューブ配管
209 圧力センサ
212 メモリ
213 異常検出手段
214 圧力センサ出力回路
221 シリンダ
222 ピストン
223 ポンプ駆動部
231 先端開口
300 検体液(対象液)
400 圧力伝達液
500 分注元容器
600 分注先容器
700 空気層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid sample dispensing apparatus 2 Dispensing nozzle 3 Flexible tube 4 Syringe 5 Cylinder 6 Plunger 7 Dispensing actuator 8 Dispensing actuator drive unit 9 Dispensing actuator control unit 10 CPU
11 Discharge condition storage unit 12 Discharge operation storage unit 13 Normal discharge operation storage unit 14 Discharge operation determination unit 15 Liquid sample container 16 Reaction vessel 17 Liquid sample 18 Washing water 19 Air 20 Operation command correction unit 101 Sample probe 102 Tube 103 Dispensing syringe 103a Cylinder 103b Plunger 104 Dispensing syringe driving means 105 Sample probe driving means 106 Control unit 107 Sample container 108 Sample 109 Water supply pump 110 Water supply tank 111 Washing water 112 Solenoid valve 113 Pressure sensor 114 Branch block 115 Amplifier 116 A / D converter 117 Micro Computer 201 Dispensing device 202 Dispensing pump 203 Nozzle 204 Nozzle moving mechanism 205 Control means 206 Pipe 207 Tube pipe 209 Pressure sensor 212 Memory 213 Abnormality detection means 214 Pressure sensor Output circuit 221 Cylinder 222 Piston 223 Pump drive unit 231 Tip opening 300 Sample liquid (target liquid)
400 Pressure transmission liquid 500 Dispensing source container 600 Dispensing destination container 700 Air layer

Claims (5)

液体試料を吸引保持する分注用ノズルと、液体試料の吸引・吐出圧力を発生させるシリンダとプランジャより構成されるシリンジと、液体試料を流すフレキシブルチューブと、前記液体試料の吸引・吐出を前記シリンジと前記フレキシブルチューブを介して前記分注用ノズルから実施させる分注用アクチュエータと、前記分注用アクチュエータを駆動する分注用アクチュエータ駆動部と、前記分注用アクチュエータ駆動部を制御する分注用アクチュエータ制御部を備え、前記分注用ノズルによって保持された前記液体試料を複数の反応容器に所定量ずつ分注する液体試料分注装置において、
前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する吐出動作記憶部と、
前記分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する正常吐出動作記憶部と、
前記吐出動作記憶部に時系列的に記憶された前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータと前記正常吐出動作記憶部に記憶された前記分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータとを多変量解析し、解析結果に基づき前記分注用アクチュエータの異常の有無を判定する吐出動作判定部を備えたことを特徴とする液体試料分注装置。
A dispensing nozzle for sucking and holding a liquid sample, a syringe composed of a cylinder and a plunger for generating a suction and discharge pressure for the liquid sample, a flexible tube for flowing the liquid sample, and the syringe for sucking and discharging the liquid sample And a dispensing actuator to be implemented from the dispensing nozzle through the flexible tube, a dispensing actuator driving unit for driving the dispensing actuator, and a dispensing actuator for controlling the dispensing actuator driving unit In a liquid sample dispensing apparatus that includes an actuator control unit, and dispenses the liquid sample held by the dispensing nozzle into a plurality of reaction containers by a predetermined amount,
A discharge operation storage unit that stores operation-related data in a time-series manner during the discharge operation of the dispensing actuator;
A normal discharge operation storage unit that stores operation-related data in a time series in the normal discharge operation of the dispensing actuator;
Operation-related data at the time of discharge operation of the dispensing actuator stored in time series in the discharge operation storage unit and operation at the time of normal discharge operation of the dispensing actuator stored in the normal discharge operation storage unit A liquid sample dispensing apparatus comprising: a discharge operation determination unit that performs multivariate analysis on related data and determines whether or not the dispensing actuator is abnormal based on the analysis result.
液体試料を吸引保持する分注用ノズルと、液体試料の吸引・吐出圧力を発生させるシリンダとプランジャより構成されるシリンジと、液体試料を流すフレキシブルチューブと、前記液体試料の吸引・吐出を前記シリンジと前記フレキシブルチューブを介して前記分注用ノズルから実施させる分注用アクチュエータと、前記分注用アクチュエータを駆動する分注用アクチュエータ駆動部と、前記分注用アクチュエータ駆動部を制御する分注用アクチュエータ制御部を備え、前記分注用ノズルによって保持された前記液体試料を複数の反応容器に所定量ずつ分注する液体試料分注装置において、
前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する吐出動作記憶部と、
前記分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータを時系列的に記憶する正常吐出動作記憶部と、
前記吐出動作記憶部に時系列的に記憶された前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータと前記正常吐出動作記憶部に記憶された前記分注用アクチュエータの正常吐出動作時における動作関連のデータとからマハラノビス距離を算出し、前記算出結果と予め定められた閾値とを比較することにより前記分注用アクチュエータの異常の有無を判定するものであることを特徴とする液体試料分注装置。
A dispensing nozzle for sucking and holding a liquid sample, a syringe composed of a cylinder and a plunger for generating a suction and discharge pressure for the liquid sample, a flexible tube for flowing the liquid sample, and the syringe for sucking and discharging the liquid sample And a dispensing actuator to be implemented from the dispensing nozzle through the flexible tube, a dispensing actuator driving unit for driving the dispensing actuator, and a dispensing actuator for controlling the dispensing actuator driving unit In a liquid sample dispensing apparatus that includes an actuator control unit, and dispenses the liquid sample held by the dispensing nozzle into a plurality of reaction containers by a predetermined amount,
A discharge operation storage unit that stores operation-related data in a time-series manner during the discharge operation of the dispensing actuator;
A normal discharge operation storage unit that stores operation-related data in a time series in the normal discharge operation of the dispensing actuator;
Operation-related data at the time of discharge operation of the dispensing actuator stored in time series in the discharge operation storage unit and operation at the time of normal discharge operation of the dispensing actuator stored in the normal discharge operation storage unit Liquid sample dispensing characterized in that it calculates Mahalanobis distance from related data and determines the presence or absence of abnormality of the dispensing actuator by comparing the calculated result with a predetermined threshold value. apparatus.
前記正常吐出動作時における動作関連のデータは分注条件に応じて用意され、前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータと前記分注用アクチュエータの正常吐出時における動作関連のデータとから算出されたマハラノビス距離と、予め定められた閾値とを比較することにより前記分注用アクチュエータの異常の有無を判定するものであることを特徴とする請求項2記載の液体試料分注装置。   Operation-related data at the time of the normal discharge operation is prepared according to a dispensing condition, operation-related data at the time of the discharge operation of the dispensing actuator, and operation-related data at the time of normal discharge of the dispensing actuator, 3. The liquid sample dispensing apparatus according to claim 2, wherein the presence or absence of abnormality of the dispensing actuator is determined by comparing the Mahalanobis distance calculated from the above and a predetermined threshold value. 前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータが複数回の吐出動作時における速度、加速度、減速度、および推力を選択的に用いることを特徴とする請求項2記載の液体試料分注装置。   3. The liquid sample dispensing according to claim 2, wherein the operation-related data during the dispensing operation of the dispensing actuator selectively uses speed, acceleration, deceleration, and thrust during a plurality of dispensing operations. apparatus. 前記吐出条件判定部が前記分注用アクチュエータの異常有りと判定した場合、前記分注用アクチュエータの吐出動作時における動作関連のデータの各動作指令との差分を算出し、各動作指令と前記差分を加算したものを新たな動作指令とする動作指令補正部を備えたことを特徴とする請求項2記載の液体試料分注装置。   When the discharge condition determination unit determines that there is an abnormality in the dispensing actuator, it calculates a difference from each operation command of operation-related data during the discharge operation of the dispensing actuator, and each operation command and the difference The liquid sample dispensing device according to claim 2, further comprising an operation command correction unit that uses a sum of the values as a new operation command.
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