專利名稱：自動分析裝置用分注管嘴及其制造方法、搭載其的自動分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動分析裝置用分注管嘴及其制造方法、以及搭載了該分注管嘴的自動分析裝置。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療診斷用的臨床檢查中，進(jìn)行血液、尿等生物體試樣中的蛋白、糖、脂質(zhì)、酶、 激素、無機(jī)離子、疾病標(biāo)記物等的生化分析、免疫學(xué)分析。在臨床檢查中，由于需要可靠性高且快速地處理多個檢查項(xiàng)目，因此大部分利用自動分析裝置來執(zhí)行。作為自動分析裝置，例如已知將在血清等試樣中混合所希望的試劑并使其反應(yīng)而得到的反應(yīng)溶液作為分析對象， 通過測定其吸光度來進(jìn)行生化分析的生化分析裝置。這種生化分析裝置具備具有收納試樣和試劑的容器、注入試樣和試劑的反應(yīng)池，且具有將試樣和試劑自動注入反應(yīng)池的分注管嘴的分注機(jī)構(gòu)；具有混合反應(yīng)池內(nèi)的試樣和試劑的攪拌棒的自動攪拌機(jī)構(gòu)；測量反應(yīng)中或反應(yīng)終止時的試樣的吸光度的機(jī)構(gòu)；將測量結(jié)束后的反應(yīng)溶液吸引、排出并洗滌反應(yīng)池的自動洗滌機(jī)構(gòu)等(例如，專利文獻(xiàn)1)。在這種自動分析裝置中，通常利用分注管嘴依次分注多種試樣和試劑。例如，試樣分注管嘴從采血管等收納試樣的容器中分別取出規(guī)定量的試樣，并向使試劑反應(yīng)的反應(yīng)池排出試樣。試劑分注管嘴將從收納試劑的容器中分別取出的規(guī)定量試劑排出至試樣反應(yīng)池中。此時，如果殘留在分注管嘴表面上的被分注液體的成分混入下一被分注液體中，則有可能會對測定結(jié)果造成影響。將此稱作攜帶污染(carry-over)。攜帶污染的問題與近年的自動分析裝置的領(lǐng)域中的試樣和試劑的微量化的要求關(guān)聯(lián)較深。隨著分析項(xiàng)目數(shù)的增大，可分給單個項(xiàng)目的試樣量變得少量化。也有可能因試樣自身珍貴而無法大量準(zhǔn)備，還有對高靈敏度化的要求。另外，隨著分析內(nèi)容高度化，通常試劑價格變高，從成本方面考慮，也要求試劑微量化。由于上述對試樣和試劑的微量化的要求提高，因此推進(jìn)分注管嘴的細(xì)徑化，管的外徑成為0. 5mm左右。管徑的微小化使相對于被分注溶液的體積的表面積的比例增大。因此，控制對分注管嘴表面的物質(zhì)吸附、減少攜帶污染的重要性上升。另外，從同一容器提取用于生化項(xiàng)目和測定濃度范圍寬的免疫項(xiàng)目的分析的試樣來進(jìn)行測定時，要求盡量減少分注管嘴所引起的試樣間的攜帶污染。作為減少攜帶污染的方法，以往一直利用含有純水、表面活性劑的洗滌劑來實(shí)施洗滌(專利文獻(xiàn)幻。但是，使用這種方法有可能難以洗滌以蛋白質(zhì)為代表的生物體高分子。 另外，也有利用活性酶使附著的試樣的殘?jiān)Щ畹姆椒ǎ摲椒ㄖ?，由于失活的試樣的殘?jiān)逊e在表面，因此經(jīng)不起長時間使用(專利文獻(xiàn)3)。使用能用完扔掉的一次性管嘴(一次性尖嘴)的方法作為針對攜帶污染的解決方法之一，也是已知的。但是，從強(qiáng)度、加工精度的觀點(diǎn)出發(fā)，一次性管嘴難以形成微細(xì)的結(jié)構(gòu)。另外，一次性管嘴的使用還存在產(chǎn)生大量的廢棄物、增大環(huán)境負(fù)荷這樣的問題。
在表面上吸附的化學(xué)物質(zhì)的定量、組成解析中，廣泛使用XPS(X射線電子分光法) 等，例如對自組裝膜等單分子膜的組成、化學(xué)種的定量進(jìn)行解析(非專利文獻(xiàn)1、幻。與之同樣地，在表面上殘存的蛋白質(zhì)的定量也可以利用XPS進(jìn)行定量(非專利文獻(xiàn)3)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特許第1706358號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2007-85930號公報專利文獻(xiàn)3 日本特許第3330579號公報非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1 =Chemical Reviews (《化學(xué)評論》)，96，pp. 1533-1554(1996)非專利文獻(xiàn)2 Journal of the American Chemical Society (《美國化學(xué)會志》)， 115，pp.10714-10721(1993)非專利文獻(xiàn)3:The Journal of Physical Chemistry B (《物理化學(xué)雜志，B 輯》)， 107，pp.6766-6773(2003)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題就避免攜帶污染的必要性高的分析項(xiàng)目而言，分析成分為蛋白質(zhì)等的生物體高分子的情況較多。因此，為了減少攜帶污染，抑制蛋白質(zhì)等生物體高分子殘存在分注管嘴的表面就成為解決對策。本發(fā)明的目的在于提供一種不使用一次性管嘴、提高表面清潔度、實(shí)現(xiàn)攜帶污染的減少的自動分析裝置的分注管嘴、以及使用其的自動給分析裝置。解決課題的方法通過將聚乙二醇衍生物化學(xué)吸附、包覆在分注管嘴表面，抑制蛋白質(zhì)等源自生物體的高分子的吸附，從而解決上述課題。此處，化學(xué)吸附是指由共價鍵、離子鍵等化學(xué)鍵所引起的、吸附熱為20 lOOkcal/mol左右的固體表面的吸附方式。其區(qū)別于以吸附熱通常為lOkcal/mol以下的范德華力為結(jié)合力的物理吸附。聚乙二醇是親水性的，由于其空間位阻排斥力，因此有望獲得抑制蛋白質(zhì)等生物體高分子的吸附的效果。從必要的氧化亞乙基的數(shù)目為2以上以及用于分子排列的分子間相互作用充分這樣的要求出發(fā)，聚乙二醇衍生物的數(shù)均分子量優(yōu)選為100以上。另外，如果分子間的空間位阻排斥力過大，則表面上的聚乙二醇衍生物的吸附量反而會減少。因此，聚乙二醇衍生物的數(shù)均分子量優(yōu)選為20000以下。包覆的聚乙二醇衍生物的化學(xué)結(jié)構(gòu)不必是單一的，也可以是混合物。圖1表示分注管嘴的概略圖。就分注管嘴本體部101而言，作為耐腐蝕性高、加工性好的材料，不銹鋼被廣泛使用。分注管嘴在102處彎曲而與吸引機(jī)構(gòu)連接。試樣、試劑吸引時，在中空部103吸引規(guī)定的量。分注時，對于試樣、試劑，也浸漬分注管嘴的外表面。因此，作為聚乙二醇衍生物化學(xué)吸附且包覆的區(qū)域，為端部105和外表面，另外，比分注管嘴分注試樣或試劑時浸漬于試樣或試劑中的區(qū)域104大很多?？赡艿脑?，也可以處理內(nèi)表面。作為使聚乙二醇衍生物化學(xué)吸附于分注管嘴的表面的方法，認(rèn)為有如下方法使
4用通式1所表示的那種在一末端具有巰基的聚乙二醇衍生物，通過硫與金屬的化學(xué)鍵而固定分子。HS-R1-(OCH2CH2)n-O-R2 ... (通式 1)(η為2以上的正整數(shù)，R1為烴基、&為H或CH3)然而，如上所述，對于自動分析裝置的分注管嘴，雖然基于加工性良好、耐腐蝕性等觀點(diǎn)而廣泛使用不銹鋼，但不銹鋼與硫原子難以形成直接化學(xué)鍵。作為解決這個問題的方法，認(rèn)為有如下方法使用電鍍或非電解鍍在分注管嘴的表面形成金薄膜層，通過硫與金的化學(xué)鍵將聚乙二醇衍生物固定于該金薄膜層。從底層的表面完全被金薄膜層覆蓋的要求出發(fā)，金薄膜層的厚度優(yōu)選為IOnm以上。以上的表面處理方法也可以針對復(fù)雜的形狀，從而適于管嘴的處理。由此，圖2表示處理后的分注管嘴的在圖1虛線處的處理部截面圖。111為分注管嘴本體部，由不銹鋼等組成。112為在111上使用電鍍或非電解鍍而形成的金薄膜層。此處表示在不銹鋼上直接鍍敷的情況，但也可以在不銹鋼上鍍鎳等之后再實(shí)施鍍金。113表示對 112化學(xué)結(jié)合的聚乙二醇衍生物的層，起到抑制蛋白質(zhì)等生物體高分子的吸附的作用。114 為分注管嘴的中空部。通過醇、UV/準(zhǔn)分子激光(excimer)處理，對利用電鍍或非電解鍍形成的金薄膜層進(jìn)行洗滌。之后，在一末端具有巰基的聚乙二醇衍生物的溶液中浸漬足夠的時間。從S2p (硫2p)的XPS測定結(jié)果可以確認(rèn)在這樣處理后的表面上，硫以硫-金屬的化學(xué)鍵狀態(tài)存在。吸附的抑制效果的驗(yàn)證通過使用XPS測定蛋白質(zhì)的吸附量來實(shí)施。具體而言，從 ms(氮ls)XPS的峰面積估計BSA(牛血清白蛋白)的吸附量。BSA作為占血清蛋白質(zhì)的約 50 65%的血清白蛋白的典型而適用。在上述進(jìn)行了表面處理的基板上進(jìn)行BSA的吸附試驗(yàn)后，也可以確認(rèn)的峰面積處于檢測界限以下，確認(rèn)與以往的不銹鋼、對不銹鋼形成金薄膜層后的材料有顯著差異。在上述表面處理方法中，可以使分子非常薄地，例如以單分子膜的狀態(tài)吸附于金薄膜層。這是因?yàn)榉肿釉诒砻娼Y(jié)合時，通過硫原子吸附而完成單分子層后，無法再化學(xué)吸附更多的分子。這樣的現(xiàn)象可以通過XPS、分光橢偏儀等實(shí)驗(yàn)來確認(rèn)。用分注管嘴檢測液面時，廣泛使用以其靜電容量的變化為指標(biāo)的電氣測量法，此時，希望分注管嘴的表面為導(dǎo)電性。如果聚乙二醇衍生物的層較厚、絕緣性高，則該電氣測量法不成立。另一方面，聚乙二醇衍生物的層為單分子膜時，能夠維持管嘴表面的導(dǎo)電性。因此，上述方法具有如下優(yōu)點(diǎn) 即使在表面處理后，也能夠在液面檢測時利用使用了靜電容量的方式。管嘴表面受到一些機(jī)械損傷時，在管嘴表面化學(xué)吸附的聚乙二醇衍生物有可能剝落。由于利用上述表面處理方法可簡便地化學(xué)吸附聚乙二醇衍生物，因此可以在自動分析裝置中組裝入化學(xué)吸附聚乙二醇的機(jī)構(gòu)，從而能夠解決剝落的問題。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，制作聚乙二醇衍生物化學(xué)吸附而包覆表面的分注管嘴，能夠抑制蛋白質(zhì)等生物體蛋白質(zhì)的吸附。因此，能夠減少分注操作時的攜帶污染，提高自動分析裝置的分析可靠性。另外，利用該自動分析裝置，有助于試樣、試劑的微量化，也有助于自動分析裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)成本降低。


圖1為分注管嘴的概略圖。圖2為分注管嘴的經(jīng)表面處理的部分的截面圖。圖3為分注管嘴的表面處理工藝流程圖。圖4為表示XPS的結(jié)果的圖。圖5為表示XPS的結(jié)果的圖。圖6為表示XPS的結(jié)果的圖。圖7為表示自動分析裝置的構(gòu)成例的概略圖。圖8為表示具有進(jìn)行表面處理的機(jī)構(gòu)的自動分析裝置的構(gòu)成例的概略圖。
具體實(shí)施例方式接下來，通過實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于下述實(shí)施例。<實(shí)驗(yàn)例>最開始，為了提高解析的可靠性，使用平面基板進(jìn)行效果驗(yàn)證。所使用的基板大小為IOmmXlOmmXO. 5mm，用于效果驗(yàn)證的測定面使用IOmmXlOmm的面。(吸附了聚乙二醇衍生物的基板的制作)實(shí)驗(yàn)的工序流程示于圖3。工序1.利用電鍍或非電解鍍來形成金薄膜層。具體而言，在不銹鋼基板上實(shí)施電鍍金。首先，為了除去在不銹鋼表面上殘存的油脂，使用堿性的溶劑進(jìn)行脫脂。接著，通過浸漬于酸性活性化浴中將表面活性化。作為鍍敷溶液，使用由氰化金鉀、硫酸鈷和檸檬酸-水合物組成的溶液來進(jìn)行鍍金。按照膜厚成為 0. Iym的方式，將處理時間、溶液溫度、pH和電流密度進(jìn)行最佳化。除了電鍍之外，也可使用非電解鍍。工序2.洗滌工序1中形成的金薄膜層。具體而言，將基板在乙醇中超聲波洗滌15分鐘后，進(jìn)行5分鐘的UV/準(zhǔn)分子激光處理。在該狀態(tài)下，利用協(xié)和界面科學(xué)制造的Drop Master 500來測定對水的接觸角。利用注射器在基板表面滴加純水0. 5 μ L，通過3點(diǎn)法測定滴完1秒后的靜態(tài)接觸角。其結(jié)果， 基板的接觸角為5士 1°。由此，確認(rèn)表面已干凈。工序3.浸漬于含有聚乙二醇衍生物的溶液中。具體而言，將以上經(jīng)過了清潔化處理的基板浸漬在11-巰基十一烷醇六乙二醇醚 (11-mercaptoundecanol hexaethylene glycol ether)的 2mM 乙酉享溶液中，靜置 24 小時。 11-巰基十一烷醇六乙二醇醚的化學(xué)式如下所示。HS- (CH2) n-(OCH2CH2) 6_0H工序4.用工序2中使用的溶劑進(jìn)行洗滌、干燥。具體而言，將基板從溶液中取出后，用乙醇充分洗滌基板，沖洗表面上過量殘存的 11-巰基十一烷醇六乙二醇醚。之后，通過吹氮進(jìn)行干燥。為了驗(yàn)證本發(fā)明的表面處理的效果，作為參照用基板，準(zhǔn)備以下的2塊。(參照基板1.僅實(shí)施了鍍金的基板的制作)首先，關(guān)于參照用第一塊基板的處理順序進(jìn)行說明。在不銹鋼基板上實(shí)施電鍍金。膜厚設(shè)為0. 1 μ m。接著，將該板在乙醇中超聲波洗滌15分鐘后，進(jìn)行5分鐘的UV/準(zhǔn)分子激光處理。在該狀態(tài)下，通過與上述同樣的方法測定對水的接觸角。其結(jié)果，基板對水的接觸角為5士 1°。由此，確認(rèn)表面已干凈。接著，將以上經(jīng)過了清潔化處理的基板浸漬在乙醇中，靜置M小時。將基板從溶液中慢慢地取出后，利用氮?dú)膺M(jìn)行干燥。將該僅進(jìn)行了鍍金的基板作為第一塊參照基板。(參照基板2.不銹鋼基板的制作)對于第2塊參照用基板，將不銹鋼基板在1 % NaOH水溶液中超聲波洗滌15分鐘， 之后用乙醇進(jìn)行15分鐘的超聲波洗滌。將該進(jìn)行了洗滌的不銹鋼基板作為第2塊參照基板。生物體高分子吸附的抑制效果的驗(yàn)證通過BSA的吸附試驗(yàn)來進(jìn)行。首先準(zhǔn)備 BSA2. 5g/L的溶液。使用杜氏磷酸緩沖溶液作為溶劑。將準(zhǔn)備的基板在制作好的溶液中浸漬30分鐘。取出基板后，先用杜氏磷酸緩沖溶液進(jìn)行充分洗滌。接著，用純水進(jìn)行充分洗滌。最后通過吹氮進(jìn)行干燥。對這樣制成的3塊基板進(jìn)行XPS測定，進(jìn)行與表面組成有關(guān)的定量分析。XPS的測定是使用PHI公司制造的QuanteraSXM來進(jìn)行。使用單色化Al (1486. 6eV)作為X射線源。 檢測范圍設(shè)為100 μ πιΦ。取出角設(shè)為45°。通過寬掃描(結(jié)合能(Biding Energy)為0 127MV、能級為1. OeV)測定的結(jié)果為從不銹鋼的基板檢測出了 Fe(鐵)和Cr(鉻)，但從2塊實(shí)施了鍍金的基板檢測出的金屬元素只有Au (金)，i^、Cr均未檢測出。由此確認(rèn)，對于實(shí)施了鍍金的2塊基板，表面均被
金復(fù)蓋。為了研究浸漬在11-巰基十一烷醇六乙二醇醚分子的溶液中的基板與硫的結(jié)合狀態(tài)，以能級0. IeV測定結(jié)合能為160eV 的范圍，即測定S2p的窄掃描。結(jié)果示于圖4。301為鍍金后進(jìn)行了 11-巰基十一烷醇六乙二醇醚溶液浸漬處理的基板的能譜，302 為僅實(shí)施了鍍金的基板的能譜。箭頭303的范圍為C-S鍵(碳-硫鍵)的檢測范圍，箭頭 204的范圍為SO4的檢測范圍，箭頭305的范圍為金屬-S鍵(金屬-硫鍵)的檢測范圍。 301中，測定出了在結(jié)合能為16&V附近具有峰306的能譜。這是作為硫的結(jié)合狀態(tài)的金屬-硫鍵。從寬掃描的結(jié)果顯示出由于作為金屬元素僅檢測出金，因此這是金-硫鍵，即 11-巰基十一烷醇六乙二醇醚分子的S-H鍵斷裂而形成硫醇鹽后對金進(jìn)行化學(xué)吸附。在僅實(shí)施了鍍金的參照基板1的XPS能譜302上，硫在檢測界限以下。為了研究碳的結(jié)合狀態(tài)，以能級0. IeV測定結(jié)合能為278eV ^6eV的范圍，即測定Cls (碳Is)的窄掃描。對浸漬于硫醇(11-巰基十一烷醇六乙二醇醚)的溶液中的基板的測定結(jié)果示于圖5。箭頭311的范圍為C-C、C-H鍵的檢測范圍，箭頭312的范圍為C-O鍵的檢測范圍，箭頭313的范圍為C = 0、0 = C-0、CO3的檢測范圍。如圖5所示，除了 C-C、 C-H鍵的峰以外，可觀察到歸屬于C-O鍵的較強(qiáng)峰。這反映了 11-巰基十一烷醇六乙二醇醚分子內(nèi)的C-O鍵。對于其他的2塊參照基板，僅檢測出了來自C-C、C-H的峰。接著，關(guān)于每塊基板的BSA(牛血清白蛋白)吸附量比較進(jìn)行說明。關(guān)于BSA在不銹鋼表面的吸附，有利用XPS進(jìn)行的研究例(非專利文獻(xiàn)2)，可通過BSA中的對應(yīng)于氮原子 (N)的Nls峰來進(jìn)行定量分析。此處，Nls峰歸屬于BSA中所包含的胺、酰胺。因此，本實(shí)施例中，通過XPS對BSA的每塊基板的相對吸附量進(jìn)行定量，驗(yàn)證對在基板表面的蛋白質(zhì)吸附的抑制效果。結(jié)果示于圖6。321為鍍金后進(jìn)行了 11-巰基十一烷醇六乙二醇醚溶液浸漬處理的基板的能譜，322為僅實(shí)施了鍍金的基板的能譜，323為不銹鋼基板的能譜。對于吸附了 BSA、僅實(shí)施了鍍金的表面以及不銹鋼表面，觀察到在結(jié)合能400eV附近具有峰的對稱型的Nls的峰。Nls的峰面積的解析通過從395eV至405eV用直線減去背景來進(jìn)行。將僅實(shí)施了鍍金的表面上的Nls峰面積設(shè)為1. 0時的相對峰面積示于表1。表1中，將浸漬于11-巰基十一烷醇六乙二醇醚溶液中的基板作為硫醇溶液浸漬基板，將僅實(shí)施了鍍金的基板作為鍍金基板，不銹鋼基板為不銹鋼基板。表 權(quán)利要求
1.一種自動分析裝置，其特征在于，具有 分別收納試樣的多個試樣容器，分別收納試劑的多個試劑容器， 注入試樣和試劑的多個反應(yīng)池，將所述試樣容器中的試樣注入所述反應(yīng)池的試樣分注機(jī)構(gòu)，以及將所述試劑容器中的試劑注入所述反應(yīng)池的試劑分注機(jī)構(gòu)；所述試樣分注機(jī)構(gòu)具備表面上化學(xué)吸附有數(shù)均分子量為100 20000的聚乙二醇衍生物的分注管嘴。
2.如權(quán)利要求1所述的自動分析裝置，其特征在于，化學(xué)吸附有所述聚乙二醇衍生物的所述分注管嘴的區(qū)域大于分注操作時所述分注管嘴浸漬于試樣中的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的自動分析裝置，其特征在于，所述分注管嘴在表面上具有金薄膜層，對該金薄膜層化學(xué)吸附下述通式表示的在一末端具有巰基的所述聚乙二醇衍生物，HS-R1-(OCH2CH2)n-O-R2,其中，η為2以上的正整數(shù)，R1為二價的烴基，&為H或CH3。
4.如權(quán)利要求1所述的自動分析裝置，其特征在于，具備對所述分注管嘴進(jìn)行使所述聚乙二醇衍生物化學(xué)吸附的表面處理的機(jī)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的自動分析裝置，其特征在于，所述聚乙二醇衍生物用下述通式表不，HS-R1-(OCH2CH2)n-O-R2,其中，η為2以上的正整數(shù)，R1為二價的烴基，&為H或CH3。
6.如權(quán)利要求3所述的自動分析裝置，其特征在于，所述聚乙二醇衍生物形成單分子膜。
7.一種自動分析裝置用分注管嘴，其特征在于，表面上化學(xué)吸附有數(shù)均分子量為 100 20000的聚乙二醇衍生物。
8.如權(quán)利要求7所述的自動分析裝置用分注管嘴，其特征在于，所述聚乙二醇衍生物用下述通式表示，HS-R1-(OCH2CH2)n-O-R2,其中，η為2以上的正整數(shù)，R1為二價的烴基，&為H或CH3。
9.一種自動分析裝置用分注管嘴的制造方法，其特征在于，其為用于將試樣容器中的試樣注入反應(yīng)池的自動分析裝置用分注管嘴的制造方法，具有利用電鍍或非電解鍍在分注管嘴的表面形成金薄膜層的工序； 用乙醇洗滌所述金薄膜層，之后通過UV/準(zhǔn)分子激光處理進(jìn)行洗滌的工序； 將洗滌后的所述分注管嘴浸漬在用下述通式表示的數(shù)均分子量為100 20000的聚乙二醇衍生物的溶液中的工序， HS-R1-(OCH2CH2)n-O-R2,其中，η為2以上的正整數(shù)，R1為二價的烴基、&為H或CH3 ； 用溶劑洗滌所述分注管嘴的處理后的表面的工序；以及干燥表面的工序。
全文摘要
一種分析尿、血液等試樣的自動分析裝置，其分析測定值不受重復(fù)使用的分注管嘴所引起的攜帶污染的影響。通過用化學(xué)吸附的聚乙二醇衍生物包覆分注管嘴的表面，形成抑制生物體高分子的吸附的分子層，從而減少分注管嘴所引起的攜帶污染。
文檔編號G01N35/10GK102301241SQ20108000588
公開日2011年12月28日 申請日期2010年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者井上隆史, 石澤宏明, 谷口伸一, 野島彰纮 申請人:株式會社日立高新技術(shù)