专利名称：自动分析装置用分注管嘴及其制造方法、搭载其的自动分析装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动分析装置用分注管嘴及其制造方法、以及搭载了该分注管嘴的自动分析装置。
背景技术：
在医疗诊断用的临床检查中，进行血液、尿等生物体试样中的蛋白、糖、脂质、酶、 激素、无机离子、疾病标记物等的生化分析、免疫学分析。在临床检查中，由于需要可靠性高且快速地处理多个检查项目，因此大部分利用自动分析装置来执行。作为自动分析装置，例如已知将在血清等试样中混合所希望的试剂并使其反应而得到的反应溶液作为分析对象， 通过测定其吸光度来进行生化分析的生化分析装置。这种生化分析装置具备具有收纳试样和试剂的容器、注入试样和试剂的反应池，且具有将试样和试剂自动注入反应池的分注管嘴的分注机构；具有混合反应池内的试样和试剂的搅拌棒的自动搅拌机构；测量反应中或反应终止时的试样的吸光度的机构；将测量结束后的反应溶液吸引、排出并洗涤反应池的自动洗涤机构等(例如，专利文献1)。在这种自动分析装置中，通常利用分注管嘴依次分注多种试样和试剂。例如，试样分注管嘴从采血管等收纳试样的容器中分别取出规定量的试样，并向使试剂反应的反应池排出试样。试剂分注管嘴将从收纳试剂的容器中分别取出的规定量试剂排出至试样反应池中。此时，如果残留在分注管嘴表面上的被分注液体的成分混入下一被分注液体中，则有可能会对测定结果造成影响。将此称作携带污染(carry-over)。携带污染的问题与近年的自动分析装置的领域中的试样和试剂的微量化的要求关联较深。随着分析项目数的增大，可分给单个项目的试样量变得少量化。也有可能因试样自身珍贵而无法大量准备，还有对高灵敏度化的要求。另外，随着分析内容高度化，通常试剂价格变高，从成本方面考虑，也要求试剂微量化。由于上述对试样和试剂的微量化的要求提高，因此推进分注管嘴的细径化，管的外径成为0. 5mm左右。管径的微小化使相对于被分注溶液的体积的表面积的比例增大。因此，控制对分注管嘴表面的物质吸附、减少携带污染的重要性上升。另外，从同一容器提取用于生化项目和测定浓度范围宽的免疫项目的分析的试样来进行测定时，要求尽量减少分注管嘴所引起的试样间的携带污染。作为减少携带污染的方法，以往一直利用含有纯水、表面活性剂的洗涤剂来实施洗涤(专利文献幻。但是，使用这种方法有可能难以洗涤以蛋白质为代表的生物体高分子。 另外，也有利用活性酶使附着的试样的残渣失活的方法，但该方法中，由于失活的试样的残渣堆积在表面，因此经不起长时间使用(专利文献3)。使用能用完扔掉的一次性管嘴(一次性尖嘴)的方法作为针对携带污染的解决方法之一，也是已知的。但是，从强度、加工精度的观点出发，一次性管嘴难以形成微细的结构。另外，一次性管嘴的使用还存在产生大量的废弃物、增大环境负荷这样的问题。
在表面上吸附的化学物质的定量、组成解析中，广泛使用XPS(X射线电子分光法) 等，例如对自组装膜等单分子膜的组成、化学种的定量进行解析(非专利文献1、幻。与之同样地，在表面上残存的蛋白质的定量也可以利用XPS进行定量(非专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特许第1706358号公报专利文献2 日本特开2007-85930号公报专利文献3 日本特许第3330579号公报非专利文献非专利文献1 =Chemical Reviews (《化学评论》)，96，pp. 1533-1554(1996)非专利文献2 Journal of the American Chemical Society (《美国化学会志》)， 115，pp.10714-10721(1993)非专利文献3:The Journal of Physical Chemistry B (《物理化学杂志，B 辑》)， 107，pp.6766-6773(2003)
发明内容
发明要解决的课题就避免携带污染的必要性高的分析项目而言，分析成分为蛋白质等的生物体高分子的情况较多。因此，为了减少携带污染，抑制蛋白质等生物体高分子残存在分注管嘴的表面就成为解决对策。本发明的目的在于提供一种不使用一次性管嘴、提高表面清洁度、实现携带污染的减少的自动分析装置的分注管嘴、以及使用其的自动给分析装置。解决课题的方法通过将聚乙二醇衍生物化学吸附、包覆在分注管嘴表面，抑制蛋白质等源自生物体的高分子的吸附，从而解决上述课题。此处，化学吸附是指由共价键、离子键等化学键所引起的、吸附热为20 lOOkcal/mol左右的固体表面的吸附方式。其区别于以吸附热通常为lOkcal/mol以下的范德华力为结合力的物理吸附。聚乙二醇是亲水性的，由于其空间位阻排斥力，因此有望获得抑制蛋白质等生物体高分子的吸附的效果。从必要的氧化亚乙基的数目为2以上以及用于分子排列的分子间相互作用充分这样的要求出发，聚乙二醇衍生物的数均分子量优选为100以上。另外，如果分子间的空间位阻排斥力过大，则表面上的聚乙二醇衍生物的吸附量反而会减少。因此，聚乙二醇衍生物的数均分子量优选为20000以下。包覆的聚乙二醇衍生物的化学结构不必是单一的，也可以是混合物。图1表示分注管嘴的概略图。就分注管嘴本体部101而言，作为耐腐蚀性高、加工性好的材料，不锈钢被广泛使用。分注管嘴在102处弯曲而与吸引机构连接。试样、试剂吸引时，在中空部103吸引规定的量。分注时，对于试样、试剂，也浸渍分注管嘴的外表面。因此，作为聚乙二醇衍生物化学吸附且包覆的区域，为端部105和外表面，另外，比分注管嘴分注试样或试剂时浸渍于试样或试剂中的区域104大很多。可能的话，也可以处理内表面。作为使聚乙二醇衍生物化学吸附于分注管嘴的表面的方法，认为有如下方法使
4用通式1所表示的那种在一末端具有巯基的聚乙二醇衍生物，通过硫与金属的化学键而固定分子。HS-R1-(OCH2CH2)n-O-R2 ... (通式 1)(η为2以上的正整数，R1为烃基、&为H或CH3)然而，如上所述，对于自动分析装置的分注管嘴，虽然基于加工性良好、耐腐蚀性等观点而广泛使用不锈钢，但不锈钢与硫原子难以形成直接化学键。作为解决这个问题的方法，认为有如下方法使用电镀或非电解镀在分注管嘴的表面形成金薄膜层，通过硫与金的化学键将聚乙二醇衍生物固定于该金薄膜层。从底层的表面完全被金薄膜层覆盖的要求出发，金薄膜层的厚度优选为IOnm以上。以上的表面处理方法也可以针对复杂的形状，从而适于管嘴的处理。由此，图2表示处理后的分注管嘴的在图1虚线处的处理部截面图。111为分注管嘴本体部，由不锈钢等组成。112为在111上使用电镀或非电解镀而形成的金薄膜层。此处表示在不锈钢上直接镀敷的情况，但也可以在不锈钢上镀镍等之后再实施镀金。113表示对 112化学结合的聚乙二醇衍生物的层，起到抑制蛋白质等生物体高分子的吸附的作用。114 为分注管嘴的中空部。通过醇、UV/准分子激光(excimer)处理，对利用电镀或非电解镀形成的金薄膜层进行洗涤。之后，在一末端具有巯基的聚乙二醇衍生物的溶液中浸渍足够的时间。从S2p (硫2p)的XPS测定结果可以确认在这样处理后的表面上，硫以硫-金属的化学键状态存在。吸附的抑制效果的验证通过使用XPS测定蛋白质的吸附量来实施。具体而言，从 ms(氮ls)XPS的峰面积估计BSA(牛血清白蛋白)的吸附量。BSA作为占血清蛋白质的约 50 65%的血清白蛋白的典型而适用。在上述进行了表面处理的基板上进行BSA的吸附试验后，也可以确认的峰面积处于检测界限以下，确认与以往的不锈钢、对不锈钢形成金薄膜层后的材料有显著差异。在上述表面处理方法中，可以使分子非常薄地，例如以单分子膜的状态吸附于金薄膜层。这是因为分子在表面结合时，通过硫原子吸附而完成单分子层后，无法再化学吸附更多的分子。这样的现象可以通过XPS、分光椭偏仪等实验来确认。用分注管嘴检测液面时，广泛使用以其静电容量的变化为指标的电气测量法，此时，希望分注管嘴的表面为导电性。如果聚乙二醇衍生物的层较厚、绝缘性高，则该电气测量法不成立。另一方面，聚乙二醇衍生物的层为单分子膜时，能够维持管嘴表面的导电性。因此，上述方法具有如下优点 即使在表面处理后，也能够在液面检测时利用使用了静电容量的方式。管嘴表面受到一些机械损伤时，在管嘴表面化学吸附的聚乙二醇衍生物有可能剥落。由于利用上述表面处理方法可简便地化学吸附聚乙二醇衍生物，因此可以在自动分析装置中组装入化学吸附聚乙二醇的机构，从而能够解决剥落的问题。发明效果根据本发明，制作聚乙二醇衍生物化学吸附而包覆表面的分注管嘴，能够抑制蛋白质等生物体蛋白质的吸附。因此，能够减少分注操作时的携带污染，提高自动分析装置的分析可靠性。另外，利用该自动分析装置，有助于试样、试剂的微量化，也有助于自动分析装置的运转成本降低。
图1为分注管嘴的概略图。图2为分注管嘴的经表面处理的部分的截面图。图3为分注管嘴的表面处理工艺流程图。图4为表示XPS的结果的图。图5为表示XPS的结果的图。图6为表示XPS的结果的图。图7为表示自动分析装置的构成例的概略图。图8为表示具有进行表面处理的机构的自动分析装置的构成例的概略图。
具体实施例方式接下来，通过实施例详细说明本发明，但本发明并不限定于下述实施例。<实验例>最开始，为了提高解析的可靠性，使用平面基板进行效果验证。所使用的基板大小为IOmmXlOmmXO. 5mm，用于效果验证的测定面使用IOmmXlOmm的面。(吸附了聚乙二醇衍生物的基板的制作)实验的工序流程示于图3。工序1.利用电镀或非电解镀来形成金薄膜层。具体而言，在不锈钢基板上实施电镀金。首先，为了除去在不锈钢表面上残存的油脂，使用碱性的溶剂进行脱脂。接着，通过浸渍于酸性活性化浴中将表面活性化。作为镀敷溶液，使用由氰化金钾、硫酸钴和柠檬酸-水合物组成的溶液来进行镀金。按照膜厚成为 0. Iym的方式，将处理时间、溶液温度、pH和电流密度进行最佳化。除了电镀之外，也可使用非电解镀。工序2.洗涤工序1中形成的金薄膜层。具体而言，将基板在乙醇中超声波洗涤15分钟后，进行5分钟的UV/准分子激光处理。在该状态下，利用协和界面科学制造的Drop Master 500来测定对水的接触角。利用注射器在基板表面滴加纯水0. 5 μ L，通过3点法测定滴完1秒后的静态接触角。其结果， 基板的接触角为5士 1°。由此，确认表面已干净。工序3.浸渍于含有聚乙二醇衍生物的溶液中。具体而言，将以上经过了清洁化处理的基板浸渍在11-巯基十一烷醇六乙二醇醚 (11-mercaptoundecanol hexaethylene glycol ether)的 2mM 乙酉享溶液中，静置 24 小时。 11-巯基十一烷醇六乙二醇醚的化学式如下所示。HS- (CH2) n-(OCH2CH2) 6_0H工序4.用工序2中使用的溶剂进行洗涤、干燥。具体而言，将基板从溶液中取出后，用乙醇充分洗涤基板，冲洗表面上过量残存的 11-巯基十一烷醇六乙二醇醚。之后，通过吹氮进行干燥。为了验证本发明的表面处理的效果，作为参照用基板，准备以下的2块。(参照基板1.仅实施了镀金的基板的制作)首先，关于参照用第一块基板的处理顺序进行说明。在不锈钢基板上实施电镀金。膜厚设为0. 1 μ m。接着，将该板在乙醇中超声波洗涤15分钟后，进行5分钟的UV/准分子激光处理。在该状态下，通过与上述同样的方法测定对水的接触角。其结果，基板对水的接触角为5士 1°。由此，确认表面已干净。接着，将以上经过了清洁化处理的基板浸渍在乙醇中，静置M小时。将基板从溶液中慢慢地取出后，利用氮气进行干燥。将该仅进行了镀金的基板作为第一块参照基板。(参照基板2.不锈钢基板的制作)对于第2块参照用基板，将不锈钢基板在1 % NaOH水溶液中超声波洗涤15分钟， 之后用乙醇进行15分钟的超声波洗涤。将该进行了洗涤的不锈钢基板作为第2块参照基板。生物体高分子吸附的抑制效果的验证通过BSA的吸附试验来进行。首先准备 BSA2. 5g/L的溶液。使用杜氏磷酸缓冲溶液作为溶剂。将准备的基板在制作好的溶液中浸渍30分钟。取出基板后，先用杜氏磷酸缓冲溶液进行充分洗涤。接着，用纯水进行充分洗涤。最后通过吹氮进行干燥。对这样制成的3块基板进行XPS测定，进行与表面组成有关的定量分析。XPS的测定是使用PHI公司制造的QuanteraSXM来进行。使用单色化Al (1486. 6eV)作为X射线源。 检测范围设为100 μ πιΦ。取出角设为45°。通过宽扫描(结合能(Biding Energy)为0 127MV、能级为1. OeV)测定的结果为从不锈钢的基板检测出了 Fe(铁)和Cr(铬)，但从2块实施了镀金的基板检测出的金属元素只有Au (金)，i^、Cr均未检测出。由此确认，对于实施了镀金的2块基板，表面均被
金復盖。为了研究浸渍在11-巯基十一烷醇六乙二醇醚分子的溶液中的基板与硫的结合状态，以能级0. IeV测定结合能为160eV 的范围，即测定S2p的窄扫描。结果示于图4。301为镀金后进行了 11-巯基十一烷醇六乙二醇醚溶液浸渍处理的基板的能谱，302 为仅实施了镀金的基板的能谱。箭头303的范围为C-S键(碳-硫键)的检测范围，箭头 204的范围为SO4的检测范围，箭头305的范围为金属-S键(金属-硫键)的检测范围。 301中，测定出了在结合能为16&V附近具有峰306的能谱。这是作为硫的结合状态的金属-硫键。从宽扫描的结果显示出由于作为金属元素仅检测出金，因此这是金-硫键，即 11-巯基十一烷醇六乙二醇醚分子的S-H键断裂而形成硫醇盐后对金进行化学吸附。在仅实施了镀金的参照基板1的XPS能谱302上，硫在检测界限以下。为了研究碳的结合状态，以能级0. IeV测定结合能为278eV ^6eV的范围，即测定Cls (碳Is)的窄扫描。对浸渍于硫醇(11-巯基十一烷醇六乙二醇醚)的溶液中的基板的测定结果示于图5。箭头311的范围为C-C、C-H键的检测范围，箭头312的范围为C-O键的检测范围，箭头313的范围为C = 0、0 = C-0、CO3的检测范围。如图5所示，除了 C-C、 C-H键的峰以外，可观察到归属于C-O键的较强峰。这反映了 11-巯基十一烷醇六乙二醇醚分子内的C-O键。对于其他的2块参照基板，仅检测出了来自C-C、C-H的峰。接着，关于每块基板的BSA(牛血清白蛋白)吸附量比较进行说明。关于BSA在不锈钢表面的吸附，有利用XPS进行的研究例(非专利文献2)，可通过BSA中的对应于氮原子 (N)的Nls峰来进行定量分析。此处，Nls峰归属于BSA中所包含的胺、酰胺。因此，本实施例中，通过XPS对BSA的每块基板的相对吸附量进行定量，验证对在基板表面的蛋白质吸附的抑制效果。结果示于图6。321为镀金后进行了 11-巯基十一烷醇六乙二醇醚溶液浸渍处理的基板的能谱，322为仅实施了镀金的基板的能谱，323为不锈钢基板的能谱。对于吸附了 BSA、仅实施了镀金的表面以及不锈钢表面，观察到在结合能400eV附近具有峰的对称型的Nls的峰。Nls的峰面积的解析通过从395eV至405eV用直线减去背景来进行。将仅实施了镀金的表面上的Nls峰面积设为1. 0时的相对峰面积示于表1。表1中，将浸渍于11-巯基十一烷醇六乙二醇醚溶液中的基板作为硫醇溶液浸渍基板，将仅实施了镀金的基板作为镀金基板，不锈钢基板为不锈钢基板。表 权利要求
1.一种自动分析装置，其特征在于，具有 分别收纳试样的多个试样容器，分别收纳试剂的多个试剂容器， 注入试样和试剂的多个反应池，将所述试样容器中的试样注入所述反应池的试样分注机构，以及将所述试剂容器中的试剂注入所述反应池的试剂分注机构；所述试样分注机构具备表面上化学吸附有数均分子量为100 20000的聚乙二醇衍生物的分注管嘴。
2.如权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，化学吸附有所述聚乙二醇衍生物的所述分注管嘴的区域大于分注操作时所述分注管嘴浸渍于试样中的区域。
3.如权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，所述分注管嘴在表面上具有金薄膜层，对该金薄膜层化学吸附下述通式表示的在一末端具有巯基的所述聚乙二醇衍生物，HS-R1-(OCH2CH2)n-O-R2,其中，η为2以上的正整数，R1为二价的烃基，&为H或CH3。
4.如权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，具备对所述分注管嘴进行使所述聚乙二醇衍生物化学吸附的表面处理的机构。
5.如权利要求4所述的自动分析装置，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为2以上的正整数，R1为二价的烃基，&为H或CH3。
6.如权利要求3所述的自动分析装置，其特征在于，所述聚乙二醇衍生物形成单分子膜。
7.一种自动分析装置用分注管嘴，其特征在于，表面上化学吸附有数均分子量为 100 20000的聚乙二醇衍生物。
8.如权利要求7所述的自动分析装置用分注管嘴，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为2以上的正整数，R1为二价的烃基，&为H或CH3。
9.一种自动分析装置用分注管嘴的制造方法，其特征在于，其为用于将试样容器中的试样注入反应池的自动分析装置用分注管嘴的制造方法，具有利用电镀或非电解镀在分注管嘴的表面形成金薄膜层的工序； 用乙醇洗涤所述金薄膜层，之后通过UV/准分子激光处理进行洗涤的工序； 将洗涤后的所述分注管嘴浸渍在用下述通式表示的数均分子量为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为2以上的正整数，R1为二价的烃基、&为H或CH3 ； 用溶剂洗涤所述分注管嘴的处理后的表面的工序；以及干燥表面的工序。
全文摘要
一种分析尿、血液等试样的自动分析装置，其分析测定值不受重复使用的分注管嘴所引起的携带污染的影响。通过用化学吸附的聚乙二醇衍生物包覆分注管嘴的表面，形成抑制生物体高分子的吸附的分子层，从而减少分注管嘴所引起的携带污染。
文档编号G01N35/10GK102301241SQ20108000588
公开日2011年12月28日 申请日期2010年1月5日 优先权日2009年3月27日
发明者井上隆史, 石泽宏明, 谷口伸一, 野岛彰纮 申请人:株式会社日立高新技术