液體分注方法及裝置的製作方法
2023-10-07 05:55:59
專利名稱：液體分注方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液體分注方法及裝置，尤其是涉及適用於自動分析裝置的液體分注方法及裝置。
背景技術：
將試劑及試料分注於反應容器內使其相互反應，對其反應後的反應液進行測試的自動分析裝置具有將試劑及試料分注於反應容器內的液體分注裝置。
作為該液體分注裝置的液體分注方法，比較多的場合是採用不鏽鋼製成的分注管與被分注液體的試料或試劑直接接觸進行分注，將該分注完後的分注管與被分注液體接觸的部分洗淨後重複使用的方法，還可採用在分注管的前端裝上分注頭進行分注，每當分注結束更換分注頭的方法。採用該分注頭的方法可避免試料間、試劑間或試料和試劑間的挾帶。在測試濃度範圍廣的免疫項目的測試中，試料間的挾帶問題尤其重要，故多採用分注頭的分注方法進行試料的分注。
但是，使用分注頭進行分注時，有時分注量會隨環境的溫度或溼度的變化而變動。這是因為環境的溫度或溼度使被分注液體的飽和蒸氣壓發生變化，其結果分注頭內部的氣相部分的蒸氣壓發生變化，故即使將用於分注的注射器的動作保持一定，被分注液體吸引量也會出現變動。
通常，分注頭的場合，與不鏽鋼製分注管的場合相比，其吸引的被分注液體與分注頭或分注管內空氣的接觸面積大，故吸引動作中被分注液體的蒸發引起的分注頭內的空氣的水蒸氣壓的變化大，容易受環境的溫度或溼度的變化影響。
作為解決該問題的一個嘗試，在日本專利特開平9-288112號公報記載了一種技術方案，即用傳感器檢測分注嘴內吸引的液體高度以進行規定量的液體的吸引的方法。
考慮到環境的溫度或溼度引起的液體分注量變化的原因，只要使吸引液體的分注頭內的空氣的水蒸氣壓與外氣的溫度及相對溼度無關而保持恆定即可解決上述問題。作為該方法，可考慮在被分注液體分注前，在分注頭內引入與被分注液體不反應的、水那樣的非反應性液體的方法。具體來說，是在分注頭內吸引規定量的水、在該水排出分注頭後將被分注液體吸引進來的方法。
但是，通過實驗發現，該方法對液體分注量的正確性及再現性都不夠。
發明的概要本發明的目的是為了提供一種適合於減輕環境的溫度或溼度的變化對液體分注量影響的液體分注方法及裝置。
採用本發明，將非反應性液體吸引至分注管內，然後最初以第1速度，再以比第1速度快的第2速度將空氣吸引至分注管內，隨後將被分注液體吸引至分注管內。該吸入的被分注液體然後從分注管排出。
如上所述，在分注頭內吸入規定量的水、將該水向分注頭外排出後、吸入應被分注的液體的方法中，發現其液體分注量的正確性及再現性都不夠。一般認為是因為分注頭內空氣的相對溼度低且不穩定引起的。
為此，通過在分注頭內吸入規定量的水後繼續緩慢地吸入空氣、然後快速地吸入空氣，可使吸入的水在分注頭內霧化或水滴化，從而促進水的蒸發，因而可高效地提高分注頭內空氣的相對溼度並能使其穩定，從本發明者的實驗發現，其結果可減小環境的溫度或溼度的變化對液體分注量的影響。本發明是基於上述本發明者的新的事實的發明。
本發明的目的及特徵從下面參照附圖所作的說明可有一個清楚的認識。
附圖簡單說明
圖1是表示本發明的一實施例的液體分注裝置的概要圖。
圖2是被分注液體吸入分注頭內之前的分注管的動作流程圖。
圖3是應用了本發明的液體分注裝置的自動分析裝置的一實施例的概要圖。
圖4是圖3所示實施例的分注動作整體的流程圖。
圖5是試料分注的流程圖。
發明的最佳實施形態圖1表示本發明的液體分注裝置的一實施例。導電性分注管1在其前端具有導電性分注頭2。該分注管可拆卸以便一次性使用。分注管1通過管子3與注射器4連接。注射器4由注射器驅動機構11驅動，注射器驅動機構11由控制部7控制。泵32是為了在液體分注裝置的液體分注動作進行之前，從水箱13送水使注射器4、管子3及分注管1的內部充滿水而設置的，送液時閥31打開。該水是為了將被分注液體吸入分注頭2內及將吸入的被分注液體從分注頭2排出、將注射器4的動作向該被分注液體進行傳遞的傳遞介質，該傳遞介質在圖中用符號30表示。
分注頭1可由電動機6驅動的分注管上下移動機構5進行上下移動，電動機6由控制部7進行控制。分注管1可在分注頭安裝位置、被分注液體即試料及試劑的吸入及排出位置、分注頭廢棄位置之間水平移動，該水平移動也由控制部7進行控制。
導電性材料製成的容器容納體33中安放有裝入被分注液體即試料及試劑的玻璃或塑料類的非導電性材料製成的液體容器12。分注管1及容器容納體33與靜電容量測定部9連接，該靜電容量測定部又與和控制部7連接的液面判斷部10相接。
分注管1利用分注管上下移動機構5進行下降，一旦導電性分注頭2與液體容器12中的被分注液體接觸，則導電性分注管1和容器容納體33之間的靜電容量發生變化。靜電容量測定部9測定該靜電容量，液面判斷部10檢測出該靜電容量的變化，作為液面檢測信號輸入控制部7。
分注管1的下降動作停止後，由注射器4的動作使被分注液體吸入分注頭2內。吸入分注頭2內的被分注液體由後面的注射器4的動作而從分注頭2排出。
具有容納與被分注液體不反應的類似水的非反應性液體的液體容器8，為了在將被分注液體吸入分注頭2內之前提高分注頭2內的空氣的相對溼度而將來自液體容器8的非反應性液體的水吸入分注頭2內。
圖2是被分注液體吸入分注頭2內之前的分注管1的動作流程圖。首先，分注管1在分注頭安裝位置(後述)裝上分注頭2(步驟101)。具有分注頭2的分注管1移動至裝置上具有的液體容器8上(步驟102)。液體容器8也可設置在分注頭安裝位置的下方。然後利用分注管上下移動機構5使分注頭2的前端下降至液體容器8內。該下降動作與被分注液體吸入時同樣地持續直到檢測出液面為止，當檢測出液面時停止(步驟103)。
這裡，分注管1的前端具有的分注頭2利用注射器4的動作吸入規定量的液體容器8內的非反應性液體即水(步驟104)。吸入的水量比如為4μ1。
吸入水後，分注管1上升(步驟105)，緩慢吸入空氣(步驟106)。比如以30μl/s的速度吸入30μl的空氣。這樣，吸入分注頭2內的水成為厚度1mm以下的層。又，被吸引的水的上面的直徑例如為2.7mm。
然後快速吸入空氣(步驟107)。比如以150μl/s的速度吸引50μl的空氣。這樣，分注頭2內張著的水層裂開水滴化或霧化。通過引入此過程，可促進分注頭2內吸入的水的蒸發，能高效率地提高分注頭2內空氣的相對溼度並能保持穩定。
一定時間後(比如2秒鐘後)(步驟104)，分注管1移動至液體吸引位置，進行液體容器12內的被分注液體吸引。
這樣，分注頭2內的被分注液體的蒸發量變為可忽視的微量，可實質上不受環境的溫度或溼度變化的影響而進行正確量的液體分注。
圖3表示應用了本發明的液體分注裝置的自動分析裝置的一實施例。這是適合於進行免疫分析的實施例。多個液體容器20在試劑圓盤21上圓狀地排列成3列，試劑圓盤21由電動機旋轉。多個反應容 22在恆溫槽23上圓狀地配置，恆溫槽23由電動機旋轉。通過該恆溫槽23的旋轉動作使反應容器22從反應容器設置位置24移動至試劑分注位置26、試料分注位置25及反應液吸引位置27。
試劑分注管32可利用電動機在試劑吸引位置和試劑分注位置26之間移動。試劑分注位置由外側列上的液體容器20用分注位置33a、中間列上的液體容器20用分注位置33b及內側列上的液體容器20用分注位置33c構成。
試料分注管1可在試料吸引位置29、試料分注位置25、非反應性液體吸引位置45、分注頭安裝位置55及分注頭廢棄位置41之間由電動機移動。非反應性液體吸引位置45上配置圖1所示的液體容器8，該容器內裝滿與試料不反應的類似水的非反應性液體。非反應性液體吸引位置45也可與分注頭安裝位置55一致。在此場合，盛有非反應液的液體容器8設置在分注頭安裝位置55的下方。
試料架30由運輸線3引入至引入線51，將由該試料架保持的、到位於試料吸引位置29的液體容器12中的試料分注於位於試料分注位置25的反應容器22內時，將一次性的分注頭2安裝在試料分注管1的前端。當然該一次性分注頭2可裝卸。
拉檔器(日文シッパ)34可由電動機在反應液吸引位置27、緩衝液吸引位置35及流動槽(日文フロ-セル)內部用洗淨位置36之間移動。拉檔器34具有通過管子將反應液輸送至檢測裝置37內的流動槽的功能。
分注頭及反應容器移送機構38將一次性分注頭2從分注頭保管架39移送至分注頭安裝位置55，另外將反應容器22從反應容器保管架40移送至反應容器設置位置24。試劑分注管32及拉檔器34在各自洗淨位置進行自身分注頭的洗淨(圖省略)。
試料分注管1、試劑分注管32及拉檔器34各自移動，在停止位置分別進行上下移動。
參照圖4對動作進行說明。分注頭及反應容器移送機構38將一次性分注頭2從分注容器保管架39移送至分注頭安裝位置55，另外將反應容器22從反應容器保管架40移送至反應容器設置位置24。試料分注管1移動至分注頭安裝位置55，在這裡將一次性分注頭2裝在試料分注管1的前端上(101)。帶有分注頭2的試料分注管1向非反應性液體吸引位置45移動(102)，在這裡，分注頭2下降至可檢測出液體容器8內的非反應性液體的水的液面為止(103)，檢測出液面後進行吸引水(104)。然後，試料分注管1上升(105)，將空氣以2階段地改變速度吸入至分注頭2內(106、107)。水的吸引速度、吸引量及空氣的2階段的吸引速度及吸引量與圖1及圖2相關的說明相同。
在反應容器設置位置24上設置的反應容器22移動至試劑吸引位置26。試劑分注管32朝試劑分注位置33a、33b或33c移動，在此下降，將其中的試劑吸引後上升。試劑分注管32將吸引的試劑移動至試劑分注位置26，向反應容器22內排出後上升。該反應容器22向試料分注位置25移動。
過了一定時間(108)，向試料分注管1的分注頭2內進行被分注液即試料的分注(109)，然後試料分注管1移動至分注頭廢棄位置41(110)，廢棄分注頭2。
參照圖5對包括分注步驟109在內的該步驟以後的步驟作詳細說明。
試料分注管1移動至試料吸引位置29(1090)，一直下降至能檢測出該位置的液體容器12中的被分注液體即試料的液面(1091)，將該試料吸入至裝在試料分注管1的前端的分注頭2內(1092)。將試料分注管1上升至原來的高度(1093)。試料分注管1移動至試料分注位置25(1094)，下降規定量(1095)，移動至試料分注位置25，向分注了試劑的反應容器22內排出(1096)。試料管1再次下降，將位於試料分注位置25的反應容器22內的試料及試劑的混合物再次吸入其前端具有的分注頭2內(1097)，然後將吸入的混合物從分注頭2再排出(1098)，一直上升至原來的高度。如此對試料及試劑進行攪拌，促進其反應。然後試料分注管1移動至分注頭廢棄位置41(110)，在此將該前端分注頭2廢棄(111)。
步驟108中的一定時間表示從試料分注管1的分注頭2內吸入空氣後至試料吸入為止的時間，該時間與圖1及圖2相關說明的時間相同。
容納反應液的反應容器22移動至反應液吸引位置，在此拉檔器34吸引該反應液，進一步移動至緩衝液吸引位置35吸入緩衝液，通過管子移至檢測裝置37內的流動槽內。對移至流動槽的反應液進行化學發光測試，得到免疫分析項目的分析結果。然後，拉檔器34移至流動槽內部用洗淨位置36，吸入流動槽內部用洗淨液，通過管子流入流動槽，洗淨該流動槽。
圖3的實施例中，將一次性分注頭裝在試料分注管的前端，在試料吸引之前先在該分注頭內吸入非反應性液體，但也可在試劑分注管前端裝上一次性分注頭，在試劑吸引之前先在該分注頭內吸入非反應性液體。
表1是表示在容易發生蒸發、嚴格的室溫32℃、溼度20％條件下的液體分注的正確性及再現性的實驗數據。
表1
比較例1是吸引水50μl、排出後吸引試料的場合的例子，比較例2是吸引水4μl後吸引空氣30μl、等待2秒鐘後吸引試料的場合的例子，本發明是吸引水4μl後、以30μl/s的速度吸引空氣30μl、然後以150μl/s的速度吸引50μl、等待2秒鐘後吸引試料的場合的例子。都是各10次分注場合的例子，正確性指的是(實際分注的試料量的平均值/應該分注的試料量)×100，再現性指的是(實際分注的試料量的標準偏差/實際分注的試料量的平均值)×100。
從表1可見，分注的正確性比較例1為87％，比較例2為92％，而本發明例明顯改善為97％。另外，分注的再現性比較例1為4.3％，比較例2為1.5％，而本發明例明顯改善為0.6％。
在使用分注頭的分析中，對分注至反應容器的試料及試劑進行攪拌的場合，從避免挾帶的觀點出發，不同試料或試劑之間使用同一攪拌棒是困難的，故如前所述，存在分注了試料及試劑的同一分注頭內的試料及試劑再吸引排出的情況。在此場合，比較例2的方法，存在試劑及試料的混合液內混入吸入分注頭內的水的不良情況，而在本發明中，在分注頭內生成霧或在分注頭上端部分形成極小的水滴，故水實際上並不混入試劑及試料的混合液中，可得到穩定的再現性。
從以上的說明可以理解，採用本發明的實施例，可減輕環境的溫度或溼度變化對液體分注量的影響。
顯而易見，在不脫離本發明的本質範圍內可得到很多變更及變形，本發明並不局限於所述實施例。
權利要求
1.一種液體分注方法，是將被分注液體吸引至分注管內、將該吸入的被分注液體從所述分注管排出的液體分注方法，其特徵在於，所述分注管內吸入非反應性液體，然後先以第1速度、再以比第1速度快的第2速度將空氣吸入所述分注管內，然後將所述被分注液體吸引至所述分注管內。
2.根據權利要求1所述的液體分注方法，其特徵在於，所述被分注液體的吸引在以所述第2速度結束空氣的吸引之後存在事先預定好的時間。
3.根據權利要求2所述的液體分注方法，其特徵在於，所述非反應性液體為水，所述被分注液體為試料。
4.一種液體分注方法，是將被分注液體吸引至分注管的前端可拆卸地裝有的分注頭內，將該吸引的被分注液體從所述分注頭排出的液體分注方法，其特徵在於，非反應性液體吸引至所述分注頭內，然後先以第1速度、再以比第1速度快的第2速度將空氣吸入所述分注管內，然後將所述被分注液體吸引至所述分注管內。
5.根據權利要求4所述的液體分注方法，其特徵在於，所述被分注液體的吸引在以所述第2速度結束空氣的吸引之後存在事先預定好的時間。
6.根據權利要求5所述的液體分注方法，其特徵在於，所述非反應性液體為水，所述被分注液體為試料。
7.一種液體分注方法，是將被分注液體吸引至分注管內、將該吸入的被分注液體從分注管排出的液體分注方法，其特徵在於，將非反應性液體吸引至所述分注管內，然後將空氣吸引至所述分注管內，使所述吸入的液體霧化，然後隔一定時間後，將所述被分注液體吸引至所述分注管內。
8.根據權利要求7所述的液體分注方法，其特徵在於，所述非反應性液體為水，所述被分注液體為試料。
9.一種液體分注方法，是將被分注液體吸引至分注管的前端裝有的分注頭內、將該吸引的被分注液體從所述分注頭排出的液體分注方法，其特徵在於，將非反應性液體吸引至所述分注頭內，然後將空氣吸引至所述分注管內，使所述吸入的液體霧化或水滴化，然後隔一定時間後，將所述被分注液體吸引至所述分注管內。
10.根據權利要求9所述的液體分注方法，其特徵在於，所述非反應性液體為水，所述被分注液體為試料。
11.一種液體分注裝置，具有將分注頭可拆卸地安裝在其前端的分注管；將被分注液體吸引至所述分注頭內、將該吸引的被分注液體從所述分注頭排出的裝置，其特徵在於，具有在吸引所述被分注液體之前先將非反應性液體吸引至所述分注頭內、然後以第1速度、再以比第1速度快的第2速度吸引空氣的裝置。
12.根據權利要求11所述的液體分注裝置，其特徵在於，所述非反應性液體為水，所述被分注液體為試料。
13.一種液體分注裝置，具有將分注頭可拆卸地安裝在其前端的分注管；將被分注液體吸引至所述分注頭內、將該吸引的被分注液體從所述分注頭排出的裝置，其特徵在於，具有在吸引所述應該分注的液體之前先將非反應性液體吸引至所述分注頭內、然後吸引空氣以使所述吸入的被分注液體霧化或水滴化的裝置。
14.根據權利要求13所述的液體分注裝置，其特徵在於，所述非反應性液體為水，所述被分注液體為試料。
全文摘要
將來自液體容器(8)的水吸引至分注頭(2)內，然後先以第1速度、再以比第1速度快的速度吸引空氣。這樣吸入的水在分注頭(2)內霧化或水滴化，可提高分注頭(2)內空氣的相對溼度。隔一定時間後，將應分注的液體吸引至分注頭(2)內。這樣，分注頭(2)內的應分注的液體的蒸發量為微量並且穩定，可進行正確量的液體分注。
文檔編號B01L3/02GK1454316SQ00819714
公開日2003年11月5日 申請日期2000年6月30日 優先權日2000年6月30日
發明者常磐幸惠, 今井恭子, L·西格弗裡德, K·弗裡德曼 申請人:株式會社日立製作所, 羅氏診斷公司