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JP4500081B2 - ノズル洗浄方法とノズル洗浄装置 - Google Patents

ノズル洗浄方法とノズル洗浄装置 Download PDF

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Description

本発明は、ノズル洗浄方法とノズル洗浄装置に関するものである。
従来、生化学分析は、試薬や検体をノズルによって吸引し、ノズルを反応容器の位置へ移動した後、吸引した試薬や検体を反応容器へ吐出する。そして、試薬や検体を吐出した後、ノズルを洗浄位置へ移動し、ノズルを洗浄液で洗浄している(例えば、特許文献1参照)。
このようなノズルの洗浄は、例えば、図7に示すように、パルスモータMによって昇降されるアームAによって吐出ノズルNdと吸引ノズルNsを支持すると共に、吸引ノズルNsの直下に洗浄槽Cを配置し、制御装置Sの制御の下にパルスモータMを駆動してアームAを下降させる。そして、吸引ノズルNsの先端を洗浄槽C内に挿入し、吐出ノズルNdから洗浄槽C内に吐出された洗浄液を吸引し、吸引した洗浄液を他端から排出することによって吸引ノズルNsを洗浄しており、洗浄液の吸引・吐出を複数回繰り返していた。このとき、吐出ノズルNdは、吸引ノズルNsの下端が洗浄槽C内下部に位置するときに、下端が洗浄槽Cよりも鉛直方向僅か上方に位置するように洗浄槽Cに対して位置決めされている。
特開平9−304243号公報
しかしながら、従来の洗浄方法は、分析精度が高まるに従い、試薬や検体のキャーリーオーバーを抑制するため、試薬や検体が直接接触するノズルに関する洗浄性能の向上が要求されるようになり、洗浄性能が必ずしも満足すべきものでないことが分かってきた。特に、生化学分析よりも高精度な分析性能が要求される免疫分析は、検体の分析に伴う反応過程に免疫吸着物質に特異的に結合した成分と、結合しなかった成分とを分離する、いわゆるB/F洗浄操作を含んでいる。このB/F洗浄は、高感度な免疫測定を行うために、磁性粒子等を含む免疫吸着物質を高性能に洗浄することが求められる。しかし、B/F洗浄は、ノズルの洗浄が不十分であると、免疫吸着物質の洗浄性能が低下し、高感度な免疫測定が阻害されてしまうという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、洗浄対象のキャーリーオーバーを抑えて洗浄性能を高めることが可能なノズルの洗浄方法とノズル洗浄装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のノズル洗浄方法は、洗浄槽に供給される洗浄液中に試薬或いは検体液を分注後の吸引ノズル先端を侵入させ、予め設定された必要洗浄液量まで前記洗浄液を前記吸引ノズルに吸引し、排出することによって前記吸引ノズルを洗浄するノズルの洗浄方法であって、前記分注の際に前記試薬或いは検体液中に侵入した前記吸引ノズルの先端部分が浸漬される量である第1の液量の洗浄液を前記洗浄槽に注入し、注入した前記第1の液量の洗浄液を前記吸引ノズルによって吸引し、排出する予備洗浄工程と、前記予備洗浄工程に引き続いて実行され、前記洗浄槽に前記必要洗浄液量と前記第1の液量との差よりも少ない第2の液量の洗浄液を注入し、注入した前記第2の液量の洗浄液を前記吸引ノズルによって吸引し、排出する洗浄工程と、を含ことを特徴とする。
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のノズル洗浄装置は、洗浄液を洗浄槽に吐出する吐出ノズルと、前記洗浄槽内の液体を吸引し、吸引した前記液体を廃液タンクへ排出する吸引ノズルと、前記吐出ノズル及び前記吸引ノズルを昇降駆動するパルスモータと、前記洗浄槽内の液体を前記吸引ノズルに吸引させるシリンジポンプと、前記吐出ノズルに前記洗浄液を吐出させるポンプと、前記パルスモータ、前記シリンジポンプ及び前記ポンプの駆動を制御する制御装置とを備え、前記制御装置による制御の下に、前記洗浄槽に供給される洗浄液中に試薬或いは検体液を分注後の前記吸引ノズル先端を侵入させ、予め設定された必要洗浄液量まで前記洗浄液を前記吸引ノズルに吸引し、排出することによって前記吸引ノズルを洗浄するノズル洗浄装置であって、前記制御装置は、前記ポンプを制御して前記吐出ノズルから前記洗浄槽に前記分注の際に前記試薬或いは検体液中に侵入した前記吸引ノズルの先端部分が浸漬される量である第1の液量の洗浄液を注入し、注入した前記第1の液量の洗浄液を前記シリンジポンプを制御して前記吸引ノズルに吸引し、排出することによって前記吸引ノズルを予備洗浄させた後、前記ポンプを制御して前記吐出ノズルから前記洗浄槽に前記必要洗浄液量と前記第1の液量との差よりも少ない第2の液量の洗浄液を注入し、注入した前記第2の液量の洗浄液を前記シリンジポンプを制御して前記吸引ノズルに吸引し、排出することによって前記吸引ノズルを洗浄することを特徴とする。
本発明のノズル洗浄方法によれば、洗浄対象のキャーリーオーバーが抑えられ、洗浄性能が向上する。
本発明にかかるノズル洗浄方法とノズル洗浄装置は、洗浄対象のキャーリーオーバーを抑えることができ、洗浄性能が高まるという効果を奏する。
以下に、本発明のノズル洗浄方法とノズル洗浄装置にかかる実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明のノズル洗浄方法を実行する洗浄装置の概略構成を示す図である。図2は、図1の洗浄装置において、ノズルを下降させて洗浄槽内に挿入した状態を示す図である。図3は、図1の洗浄装置において、洗浄槽に洗浄液を第1の液量注入した状態を示す図である。図4は、第1の液量の洗浄液を吸引した後、洗浄槽に洗浄液を第2の液量注入した状態を示す図である。
洗浄装置1は、生化学分析等を行う分析装置に組み込んで使用され、図1に示すように、ノズル2と、パルスモータ4と、洗浄液タンク5と、廃液タンク7と、制御装置10とを備えている。
ノズル2は、アーム3に支持されて洗浄槽Cの直上方に配置され、洗浄槽Cに供給される洗浄液によって洗浄される。ノズル2は、吐出ノズル2aと吸引ノズル2bとを有している。吐出ノズル2aは、吸引ノズル2bの下端が洗浄槽C内下部に位置するときに、下端が洗浄槽Cよりも鉛直方向僅か上方に位置するように洗浄槽Cに対して位置決めされている。吐出ノズル2aは、先端が洗浄槽C側に開放し、他端は配管6によって洗浄液Lを貯留した洗浄液タンク5と接続されている。配管6は、洗浄液Lを洗浄槽Cへ吐出するポンプ6aが中間に設けられている。吸引ノズル2bは、先端が洗浄槽C側に開放し、他端は、配管8を介して廃液タンク7と接続されている。配管8は、中間に駆動手段9aを有するシリンジポンプ9が設けられ、シリンジポンプ9を挟む両側には制御弁8a,8bが取り付けられている。吸引ノズル2bは、吸引位置において試薬や検体を吸引した後、吐出位置に移動されて試薬や検体を反応容器へ吐出し、吐出後、洗浄位置に移動されて洗浄装置1によって洗浄される。
パルスモータ4は、アーム3を介してノズル2を上下動させ、吸引ノズル2bの先端を洗浄槽Cの底部近傍に停止させる。ここで、洗浄槽Cは、図1に示すように、吸引ノズル2bの直下に配置されている。
制御装置10は、パルスモータ4、ポンプ6a、シリンジポンプ9並びに制御弁8a,8bの駆動を制御するECU等の制御手段である。制御装置10は、ノズル2の先端が洗浄槽C内の洗浄液に侵入した位置で停止するようにパルスモータ4の作動を制御したり、吸引ノズル2bの洗浄時に洗浄槽Cへ洗浄液タンク5から洗浄液を供給するようにポンプ6aの作動を制御したりする。
洗浄装置1は、吸引ノズル2bを洗浄するとき、制御装置10がパルスモータ4に作動信号を出力し、図2に示すように、アーム3を下降させて、吸引ノズル2bの先端を洗浄槽Cの底部近傍に停止させる。
次に、制御装置10はポンプ6aに作動信号を出力し、図3に示すように、洗浄液タンク5から吸引した洗浄液Lを吐出ノズル2aから洗浄槽Cへ吐出させる。このとき、吐出する洗浄液Lの量は、吸引の際に試薬や検体液中に侵入した吸引ノズル2bの先端部分が浸漬される量とする。但し、吸引ノズル2bの先端部分が浸漬される量は、吸引ノズル2b先端の侵入量や洗浄槽の形状等によって異なる。このため、吐出する洗浄液Lの量は、一義的に決めることができないので、予め吸引ノズル2b先端の侵入量や洗浄槽の形状等について測定した結果に基づき、測定開始時に設定する。
次いで、制御装置10は、駆動手段9a及び制御弁8a,8bに作動信号を出力し、シリンジポンプ9を作動させて、吸引ノズル2bによって洗浄槽C内の洗浄液Lを吸引させる。このとき、制御装置10は、制御弁8aを閉じ、制御弁8bを開くように作動信号を出力する。
しかる後、制御装置10は、ポンプ6aに再度作動信号を出力し、図4に示すように、洗浄液タンク5から洗浄槽Cへ洗浄液Lを吐出させ、洗浄槽Cを洗浄液Lで略満杯にする。このとき、吐出する洗浄液Lの量は、引き続く吸引が実行されたときに洗浄槽Cに洗浄液Lが残らないよう、予め設定されている吸引ノズル2bの洗浄に必要とされる必要洗浄液量と前回吸引した液量との差よりも僅かに少なくなるように設定する。
次に、制御装置10による駆動手段9aの制御の下に、再度シリンジポンプ9を作動させ、洗浄槽Cの洗浄液Lを吸引ノズル2bによって吸引する。吸引が終了したら、制御装置10は、制御弁8bを閉じ、制御弁8aを開くように作動信号を出力し、駆動手段9aによってシリンジポンプ9を作動させて吸引した洗浄後の洗浄液を廃液タンク7に廃棄する。これによって、吸引ノズル2bは、1回の洗浄サイクルが完了し、通常は、上述の洗浄サイクルを複数回実行する。
このように、本発明の洗浄方法とノズル洗浄装置は、試薬や検体液中に侵入した吸引ノズル2bの先端部分が浸かる量の洗浄液によって吸引ノズル2bを予備洗浄し、次いで、残りの洗浄液を必要洗浄液量まで吸引して吸引ノズル2bを洗浄することにより、洗浄動作を少なくとも2回に分けている。このため、本発明の洗浄方法とノズル洗浄装置は、吸引ノズル2bにおける洗浄対象のキャリーオーバーが抑えられ、吸引ノズル2bの洗浄性能が向上する。
ここで、本発明のノズル洗浄方法とノズル洗浄装置の洗浄性能を確認するため、免疫分析におけるB/F洗浄時の免疫吸着物質の洗浄性能に関する洗浄試験を行った。即ち、洗浄装置1を用いて免疫吸着物質を含むサンプルを分注した吸引ノズル2bについて、本発明方法と従来方法とによる洗浄をそれぞれ20回ずつ実施した。本発明方法は、洗浄液の吐出と吸引のタイミングを図5に示すように設定し、1サイクルの洗浄を行った。このとき、1回目に吐出した洗浄液は100μL、2回目は約780μLであり、1サイクルの洗浄に要した時間は5秒であった。一方、従来の洗浄方法は、図6に示すように、吐出ノズル2aから洗浄槽Cへ約880μLの洗浄液を吐出した後、約1秒後に洗浄槽Cの洗浄液を吸引ノズル2bによって吸引させ、洗浄に要した時間は5秒であった。そして、洗浄を終了した吸引ノズル2bについて、その都度、洗浄液を新たに吸引させ、吸引した洗浄液について前記免疫吸着物質のキャリーオーバー(ppm)を測定した。
そして、20回行った洗浄試験の結果、従来の洗浄方法は、サンプルのキャリーオーバーに関して最大値が3.69ppm、平均値が1.53ppmであった。これに対し、本発明方法は、キャリーオーバーの最大値が1.60ppm、平均値が0.37ppmであり、従来の洗浄方法に比べ、最大値で約43%に、平均値で約24%に、それぞれ減少し、洗浄性能が向上していた。
尚、上記実施の形態においては、洗浄動作を2回に分けた場合について説明したが、洗浄動作が少なくとも2回に分けられていれば、洗浄動作が3回以上に分けられていてもよい。
以上のように、本発明にかかるノズル洗浄方法とノズル洗浄装置は、洗浄対象のキャリーオーバーを抑えるのに有用であり、特に、生化学分析装置や免疫分析装置で使用するのに適している。
本発明のノズル洗浄方法を実行するノズル洗浄装置の概略構成を示す図である。 図1の洗浄装置において、ノズルを下降させて洗浄槽内に挿入した状態を示す図である。 図1の洗浄装置において、洗浄槽に洗浄液を第1の液量注入した状態を示す図である。 第1の液量の洗浄液を吸引した後、洗浄槽に洗浄液を第2の液量注入した状態を示す図である。 図1の洗浄装置における吐出ノズルと吸引ノズルの動作タイミングを示すタイミング図である。 従来のノズル洗浄方法における吐出ノズルと吸引ノズルの動作タイミングを示すタイミング図である。 従来のノズル洗浄装置の一例を示す概略構成図である。
符号の説明
1 洗浄装置
2 ノズル
2a 吐出ノズル
2b 吸引ノズル
3 アーム
4 パルスモータ
5 洗浄液タンク
6 配管
7 廃液タンク
8 配管
8a,8b 制御弁
9 シリンジポンプ
10 制御装置
C 洗浄槽
L 洗浄液

Claims (2)

  1. 洗浄槽に供給される洗浄液中に試薬或いは検体液を分注後の吸引ノズル先端を侵入させ、前記吸引ノズルの洗浄に必要とされる必要洗浄液量まで前記洗浄液を前記吸引ノズルに吸引し、排出することによって前記吸引ノズルを洗浄するノズルの洗浄方法であって、
    前記分注の際に前記試薬或いは検体液中に侵入した前記吸引ノズルの先端部分が浸漬される量であって前記必要洗浄液量より少ない第1の液量の洗浄液を前記洗浄槽に注入し、注入した前記第1の液量の洗浄液を前記吸引ノズルによって吸引する予備洗浄工程と、
    前記予備洗浄工程に引き続いて実行され、前記洗浄槽に前記第1の液量よりも多く、前記必要洗浄液量に近いと共に、前記必要洗浄液量と前記第1の液量との差よりも少ない第2の液量の洗浄液を注入し、注入した前記第2の液量の洗浄液を前記吸引ノズルによって吸引して略必要洗浄液量とし当該略必要洗浄液量の洗浄液を排出することによって前記吸引ノズルを洗浄する洗浄工程と、
    を含むことを特徴とするノズル洗浄方法。
  2. 洗浄液を洗浄槽に吐出する吐出ノズルと、前記洗浄槽内の液体を吸引し、吸引した前記液体を廃液タンクへ排出する吸引ノズルと、前記吐出ノズル及び前記吸引ノズルを昇降駆動するパルスモータと、前記洗浄槽内の液体を前記吸引ノズルに吸引させるシリンジポンプと、前記吐出ノズルに前記洗浄液を吐出させるポンプと、前記パルスモータ、前記シリンジポンプ及び前記ポンプの駆動を制御する制御装置とを備え、前記制御装置による制御の下に、前記洗浄槽に供給される洗浄液中に試薬或いは検体液を分注後の前記吸引ノズル先端を侵入させ、前記吸引ノズルの洗浄に必要とされる必要洗浄液量まで前記洗浄液を前記吸引ノズルに吸引し、排出することによって前記吸引ノズルを洗浄するノズル洗浄装置であって、
    前記制御装置は、
    前記ポンプを制御して前記吐出ノズルから前記洗浄槽に前記分注の際に前記試薬或いは検体液中に侵入した前記吸引ノズルの先端部分が浸漬される量であって前記必要洗浄液量より少ない第1の液量の洗浄液を注入し、注入した前記第1の液量の洗浄液を前記シリンジポンプを制御して前記吸引ノズルに吸引することによって前記吸引ノズルを予備洗浄させた後、
    前記ポンプを制御して前記吐出ノズルから前記洗浄槽に前記第1の液量よりも多く、前記必要洗浄液量に近いと共に、前記必要洗浄液量と前記第1の液量との差よりも少ない第2の液量の洗浄液を注入し、注入した前記第2の液量の洗浄液を前記シリンジポンプを制御して前記吸引ノズルに吸引して略必要洗浄液量とし当該略必要洗浄液量の洗浄液を排出することによって前記吸引ノズルを洗浄することを特徴とするノズル洗浄装置。
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