CN1454316A - 液体分注方法及装置 - Google Patents

Abstract

将来自液体容器(8)的水吸引至分注头(2)内，然后先以第1速度、再以比第1速度快的速度吸引空气。这样吸入的水在分注头(2)内雾化或水滴化，可提高分注头(2)内空气的相对湿度。隔一定时间后，将应分注的液体吸引至分注头(2)内。这样，分注头(2)内的应分注的液体的蒸发量为微量并且稳定，可进行正确量的液体分注。

Description

液体分注方法及装置

技术领域

本发明涉及一种液体分注方法及装置，尤其是涉及适用于自动分析装置的液体分注方法及装置。

背景技术

将试剂及试料分注于反应容器内使其相互反应，对其反应后的反应液进行测试的自动分析装置具有将试剂及试料分注于反应容器内的液体分注装置。

作为该液体分注装置的液体分注方法，比较多的场合是采用不锈钢制成的分注管与被分注液体的试料或试剂直接接触进行分注，将该分注完后的分注管与被分注液体接触的部分洗净后重复使用的方法，还可采用在分注管的前端装上分注头进行分注，每当分注结束更换分注头的方法。采用该分注头的方法可避免试料间、试剂间或试料和试剂间的挟带。在测试浓度范围广的免疫项目的测试中，试料间的挟带问题尤其重要，故多采用分注头的分注方法进行试料的分注。

但是，使用分注头进行分注时，有时分注量会随环境的温度或湿度的变化而变动。这是因为环境的温度或湿度使被分注液体的饱和蒸气压发生变化，其结果分注头内部的气相部分的蒸气压发生变化，故即使将用于分注的注射器的动作保持一定，被分注液体吸引量也会出现变动。

通常，分注头的场合，与不锈钢制分注管的场合相比，其吸引的被分注液体与分注头或分注管内空气的接触面积大，故吸引动作中被分注液体的蒸发引起的分注头内的空气的水蒸气压的变化大，容易受环境的温度或湿度的变化影响。

作为解决该问题的一个尝试，在日本专利特开平9-288112号公报记载了一种技术方案，即用传感器检测分注嘴内吸引的液体高度以进行规定量的液体的吸引的方法。

考虑到环境的温度或湿度引起的液体分注量变化的原因，只要使吸引液体的分注头内的空气的水蒸气压与外气的温度及相对湿度无关而保持恒定即可解决上述问题。作为该方法，可考虑在被分注液体分注前，在分注头内引入与被分注液体不反应的、水那样的非反应性液体的方法。具体来说，是在分注头内吸引规定量的水、在该水排出分注头后将被分注液体吸引进来的方法。

但是，通过实验发现，该方法对液体分注量的正确性及再现性都不够。

发明的概要

本发明的目的是为了提供一种适合于减轻环境的温度或湿度的变化对液体分注量影响的液体分注方法及装置。

采用本发明，将非反应性液体吸引至分注管内，然后最初以第1速度，再以比第1速度快的第2速度将空气吸引至分注管内，随后将被分注液体吸引至分注管内。该吸入的被分注液体然后从分注管排出。

如上所述，在分注头内吸入规定量的水、将该水向分注头外排出后、吸入应被分注的液体的方法中，发现其液体分注量的正确性及再现性都不够。一般认为是因为分注头内空气的相对湿度低且不稳定引起的。

为此，通过在分注头内吸入规定量的水后继续缓慢地吸入空气、然后快速地吸入空气，可使吸入的水在分注头内雾化或水滴化，从而促进水的蒸发，因而可高效地提高分注头内空气的相对湿度并能使其稳定，从本发明者的实验发现，其结果可减小环境的温度或湿度的变化对液体分注量的影响。本发明是基于上述本发明者的新的事实的发明。

本发明的目的及特征从下面参照附图所作的说明可有一个清楚的认识。

附图简单说明

图1是表示本发明的一实施例的液体分注装置的概要图。

图2是被分注液体吸入分注头内之前的分注管的动作流程图。

图3是应用了本发明的液体分注装置的自动分析装置的一实施例的概要图。

图4是图3所示实施例的分注动作整体的流程图。

图5是试料分注的流程图。

发明的最佳实施形态

图1表示本发明的液体分注装置的一实施例。导电性分注管1在其前端具有导电性分注头2。该分注管可拆卸以便一次性使用。分注管1通过管子3与注射器4连接。注射器4由注射器驱动机构11驱动，注射器驱动机构11由控制部7控制。泵32是为了在液体分注装置的液体分注动作进行之前，从水箱13送水使注射器4、管子3及分注管1的内部充满水而设置的，送液时阀31打开。该水是为了将被分注液体吸入分注头2内及将吸入的被分注液体从分注头2排出、将注射器4的动作向该被分注液体进行传递的传递介质，该传递介质在图中用符号30表示。

分注头1可由电动机6驱动的分注管上下移动机构5进行上下移动，电动机6由控制部7进行控制。分注管1可在分注头安装位置、被分注液体即试料及试剂的吸入及排出位置、分注头废弃位置之间水平移动，该水平移动也由控制部7进行控制。

导电性材料制成的容器容纳体33中安放有装入被分注液体即试料及试剂的玻璃或塑料类的非导电性材料制成的液体容器12。分注管1及容器容纳体33与静电容量测定部9连接，该静电容量测定部又与和控制部7连接的液面判断部10相接。

分注管1利用分注管上下移动机构5进行下降，一旦导电性分注头2与液体容器12中的被分注液体接触，则导电性分注管1和容器容纳体33之间的静电容量发生变化。静电容量测定部9测定该静电容量，液面判断部10检测出该静电容量的变化，作为液面检测信号输入控制部7。

分注管1的下降动作停止后，由注射器4的动作使被分注液体吸入分注头2内。吸入分注头2内的被分注液体由后面的注射器4的动作而从分注头2排出。

具有容纳与被分注液体不反应的类似水的非反应性液体的液体容器8，为了在将被分注液体吸入分注头2内之前提高分注头2内的空气的相对湿度而将来自液体容器8的非反应性液体的水吸入分注头2内。

图2是被分注液体吸入分注头2内之前的分注管1的动作流程图。首先，分注管1在分注头安装位置(后述)装上分注头2(步骤101)。具有分注头2的分注管1移动至装置上具有的液体容器8上(步骤102)。液体容器8也可设置在分注头安装位置的下方。然后利用分注管上下移动机构5使分注头2的前端下降至液体容器8内。该下降动作与被分注液体吸入时同样地持续直到检测出液面为止，当检测出液面时停止(步骤103)。

这里，分注管1的前端具有的分注头2利用注射器4的动作吸入规定量的液体容器8内的非反应性液体即水(步骤104)。吸入的水量比如为4μ1。

吸入水后，分注管1上升(步骤105)，缓慢吸入空气(步骤106)。比如以30μl/s的速度吸入30μl的空气。这样，吸入分注头2内的水成为厚度1mm以下的层。又，被吸引的水的上面的直径例如为2.7mm。

然后快速吸入空气(步骤107)。比如以150μl/s的速度吸引50μl的空气。这样，分注头2内张着的水层裂开水滴化或雾化。通过引入此过程，可促进分注头2内吸入的水的蒸发，能高效率地提高分注头2内空气的相对湿度并能保持稳定。

一定时间后(比如2秒钟后)(步骤104)，分注管1移动至液体吸引位置，进行液体容器12内的被分注液体吸引。

这样，分注头2内的被分注液体的蒸发量变为可忽视的微量，可实质上不受环境的温度或湿度变化的影响而进行正确量的液体分注。

图3表示应用了本发明的液体分注装置的自动分析装置的一实施例。这是适合于进行免疫分析的实施例。多个液体容器20在试剂圆盘21上圆状地排列成3列，试剂圆盘21由电动机旋转。多个反应容  22在恒温槽23上圆状地配置，恒温槽23由电动机旋转。通过该恒温槽23的旋转动作使反应容器22从反应容器设置位置24移动至试剂分注位置26、试料分注位置25及反应液吸引位置27。

试剂分注管32可利用电动机在试剂吸引位置和试剂分注位置26之间移动。试剂分注位置由外侧列上的液体容器20用分注位置33a、中间列上的液体容器20用分注位置33b及内侧列上的液体容器20用分注位置33c构成。

试料分注管1可在试料吸引位置29、试料分注位置25、非反应性液体吸引位置45、分注头安装位置55及分注头废弃位置41之间由电动机移动。非反应性液体吸引位置45上配置图1所示的液体容器8，该容器内装满与试料不反应的类似水的非反应性液体。非反应性液体吸引位置45也可与分注头安装位置55一致。在此场合，盛有非反应液的液体容器8设置在分注头安装位置55的下方。

试料架30由运输线3引入至引入线51，将由该试料架保持的、到位于试料吸引位置29的液体容器12中的试料分注于位于试料分注位置25的反应容器22内时，将一次性的分注头2安装在试料分注管1的前端。当然该一次性分注头2可装卸。

拉档器(日文：シッパ)34可由电动机在反应液吸引位置27、缓冲液吸引位置35及流动槽(日文：フロ-セル)内部用洗净位置36之间移动。拉档器34具有通过管子将反应液输送至检测装置37内的流动槽的功能。

分注头及反应容器移送机构38将一次性分注头2从分注头保管架39移送至分注头安装位置55，另外将反应容器22从反应容器保管架40移送至反应容器设置位置24。试剂分注管32及拉档器34在各自洗净位置进行自身分注头的洗净(图省略)。

试料分注管1、试剂分注管32及拉档器34各自移动，在停止位置分别进行上下移动。

参照图4对动作进行说明。分注头及反应容器移送机构38将一次性分注头2从分注容器保管架39移送至分注头安装位置55，另外将反应容器22从反应容器保管架40移送至反应容器设置位置24。试料分注管1移动至分注头安装位置55，在这里将一次性分注头2装在试料分注管1的前端上(101)。带有分注头2的试料分注管1向非反应性液体吸引位置45移动(102)，在这里，分注头2下降至可检测出液体容器8内的非反应性液体的水的液面为止(103)，检测出液面后进行吸引水(104)。然后，试料分注管1上升(105)，将空气以2阶段地改变速度吸入至分注头2内(106、107)。水的吸引速度、吸引量及空气的2阶段的吸引速度及吸引量与图1及图2相关的说明相同。

在反应容器设置位置24上设置的反应容器22移动至试剂吸引位置26。试剂分注管32朝试剂分注位置33a、33b或33c移动，在此下降，将其中的试剂吸引后上升。试剂分注管32将吸引的试剂移动至试剂分注位置26，向反应容器22内排出后上升。该反应容器22向试料分注位置25移动。

过了一定时间(108)，向试料分注管1的分注头2内进行被分注液即试料的分注(109)，然后试料分注管1移动至分注头废弃位置41(110)，废弃分注头2。

参照图5对包括分注步骤109在内的该步骤以后的步骤作详细说明。

试料分注管1移动至试料吸引位置29(1090)，一直下降至能检测出该位置的液体容器12中的被分注液体即试料的液面(1091)，将该试料吸入至装在试料分注管1的前端的分注头2内(1092)。将试料分注管1上升至原来的高度(1093)。试料分注管1移动至试料分注位置25(1094)，下降规定量(1095)，移动至试料分注位置25，向分注了试剂的反应容器22内排出(1096)。试料管1再次下降，将位于试料分注位置25的反应容器22内的试料及试剂的混合物再次吸入其前端具有的分注头2内(1097)，然后将吸入的混合物从分注头2再排出(1098)，一直上升至原来的高度。如此对试料及试剂进行搅拌，促进其反应。然后试料分注管1移动至分注头废弃位置41(110)，在此将该前端分注头2废弃(111)。

步骤108中的一定时间表示从试料分注管1的分注头2内吸入空气后至试料吸入为止的时间，该时间与图1及图2相关说明的时间相同。

容纳反应液的反应容器22移动至反应液吸引位置，在此拉档器34吸引该反应液，进一步移动至缓冲液吸引位置35吸入缓冲液，通过管子移至检测装置37内的流动槽内。对移至流动槽的反应液进行化学发光测试，得到免疫分析项目的分析结果。然后，拉档器34移至流动槽内部用洗净位置36，吸入流动槽内部用洗净液，通过管子流入流动槽，洗净该流动槽。

图3的实施例中，将一次性分注头装在试料分注管的前端，在试料吸引之前先在该分注头内吸入非反应性液体，但也可在试剂分注管前端装上一次性分注头，在试剂吸引之前先在该分注头内吸入非反应性液体。

表1是表示在容易发生蒸发、严格的室温32℃、湿度20％条件下的液体分注的正确性及再现性的实验数据。

                         表1

	比较例1	比较例2	本发明例
				正确性(％)	87	92	97
再现性(％)	4.3	1.5	0.6

比较例1是吸引水50μl、排出后吸引试料的场合的例子，比较例2是吸引水4μl后吸引空气30μl、等待2秒钟后吸引试料的场合的例子，本发明是吸引水4μl后、以30μl/s的速度吸引空气30μl、然后以150μl/s的速度吸引50μl、等待2秒钟后吸引试料的场合的例子。都是各10次分注场合的例子，正确性指的是(实际分注的试料量的平均值/应该分注的试料量)×100，再现性指的是(实际分注的试料量的标准偏差/实际分注的试料量的平均值)×100。

从表1可见，分注的正确性比较例1为87％，比较例2为92％，而本发明例明显改善为97％。另外，分注的再现性比较例1为4.3％，比较例2为1.5％，而本发明例明显改善为0.6％。

在使用分注头的分析中，对分注至反应容器的试料及试剂进行搅拌的场合，从避免挟带的观点出发，不同试料或试剂之间使用同一搅拌棒是困难的，故如前所述，存在分注了试料及试剂的同一分注头内的试料及试剂再吸引排出的情况。在此场合，比较例2的方法，存在试剂及试料的混合液内混入吸入分注头内的水的不良情况，而在本发明中，在分注头内生成雾或在分注头上端部分形成极小的水滴，故水实际上并不混入试剂及试料的混合液中，可得到稳定的再现性。

从以上的说明可以理解，采用本发明的实施例，可减轻环境的温度或湿度变化对液体分注量的影响。

显而易见，在不脱离本发明的本质范围内可得到很多变更及变形，本发明并不局限于所述实施例。

Claims (14)

1、一种液体分注方法，是将被分注液体吸引至分注管内、将该吸入的被分注液体从所述分注管排出的液体分注方法，其特征在于，所述分注管内吸入非反应性液体，然后先以第1速度、再以比第1速度快的第2速度将空气吸入所述分注管内，然后将所述被分注液体吸引至所述分注管内。

2、根据权利要求1所述的液体分注方法，其特征在于，所述被分注液体的吸引在以所述第2速度结束空气的吸引之后存在事先预定好的时间。

3、根据权利要求2所述的液体分注方法，其特征在于，所述非反应性液体为水，所述被分注液体为试料。

4、一种液体分注方法，是将被分注液体吸引至分注管的前端可拆卸地装有的分注头内，将该吸引的被分注液体从所述分注头排出的液体分注方法，其特征在于，非反应性液体吸引至所述分注头内，然后先以第1速度、再以比第1速度快的第2速度将空气吸入所述分注管内，然后将所述被分注液体吸引至所述分注管内。

5、根据权利要求4所述的液体分注方法，其特征在于，所述被分注液体的吸引在以所述第2速度结束空气的吸引之后存在事先预定好的时间。

6、根据权利要求5所述的液体分注方法，其特征在于，所述非反应性液体为水，所述被分注液体为试料。

7、一种液体分注方法，是将被分注液体吸引至分注管内、将该吸入的被分注液体从分注管排出的液体分注方法，其特征在于，将非反应性液体吸引至所述分注管内，然后将空气吸引至所述分注管内，使所述吸入的液体雾化，然后隔一定时间后，将所述被分注液体吸引至所述分注管内。

8、根据权利要求7所述的液体分注方法，其特征在于，所述非反应性液体为水，所述被分注液体为试料。

9、一种液体分注方法，是将被分注液体吸引至分注管的前端装有的分注头内、将该吸引的被分注液体从所述分注头排出的液体分注方法，其特征在于，将非反应性液体吸引至所述分注头内，然后将空气吸引至所述分注管内，使所述吸入的液体雾化或水滴化，然后隔一定时间后，将所述被分注液体吸引至所述分注管内。

10、根据权利要求9所述的液体分注方法，其特征在于，所述非反应性液体为水，所述被分注液体为试料。

11、一种液体分注装置，具有将分注头可拆卸地安装在其前端的分注管；将被分注液体吸引至所述分注头内、将该吸引的被分注液体从所述分注头排出的装置，其特征在于，具有在吸引所述被分注液体之前先将非反应性液体吸引至所述分注头内、然后以第1速度、再以比第1速度快的第2速度吸引空气的装置。

12、根据权利要求11所述的液体分注装置，其特征在于，所述非反应性液体为水，所述被分注液体为试料。

13、一种液体分注装置，具有将分注头可拆卸地安装在其前端的分注管；将被分注液体吸引至所述分注头内、将该吸引的被分注液体从所述分注头排出的装置，其特征在于，具有在吸引所述应该分注的液体之前先将非反应性液体吸引至所述分注头内、然后吸引空气以使所述吸入的被分注液体雾化或水滴化的装置。

14、根据权利要求13所述的液体分注装置，其特征在于，所述非反应性液体为水，所述被分注液体为试料。

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