(57)【要約】      （修正有）【課題】実験中の操作を正確に行い、その操作を信頼性あるように記録する電動ピペットシステム及び作業手順表示装置の提供。【解決手段】実行すべき操作における動作条件を受信する動作条件受信部（１０１）と、動作条件に基いて、電動ピペットによる液体の吸引動作及び吐出動作の少なくともいずれかを行う吸引・吐出動作部（１０３）と、液体の吸引又は吐出動作時の各種の情報を収集する情報収集部（１０４）と、情報を記録する情報記録部（２０８）と、を備える電動ピペットシステム（１００）。【選択図】図５
2020073262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次に実行すべき操作における動作条件を受信する動作条件受信部と、
前記動作条件に基いて、電動ピペットによる液体の吸引動作及び吐出動作の少なくともいずれかを行う吸引・吐出動作部と、
液体の吸引又は吐出動作時の各種の情報を収集する情報収集部と、
前記情報を記録する情報記録部と、を備える電動ピペットシステム。
【請求項２】
前記情報に改ざん防止処理を行う改ざん防止処理部をさらに備える請求項１に記載の電動ピペットシステム。
【請求項３】
前記情報収集部が収集する情報は、少なくとも、前記電動ピペットによる操作がなされた時の時間情報、並びに、電動ピペット１による操作が吸引・吐出のいずれであるか及びその分量を含む請求項１又は２に記載の電動ピペットシステム。
【請求項４】
前記情報収集部が収集する情報は、さらに、少なくとも、チップ内の液量、前記チップ内の液体の性状、及び、前記チップ内の液体の画像のいずれかを含む請求項３に記載の電動ピペットシステム。
【請求項５】
前記情報収集部が収集する情報は、さらに、少なくとも、実験作業者のＩＤ、及び、前記電動ピペットのＩＤのいずれかを含む請求項３又は４に記載の電動ピペットシステム。
【請求項６】
前記情報収集部が収集する情報は、さらに、前記電動ピペットの位置を含む請求項３〜５のいずれか１項に記載の電動ピペットシステム。
【請求項７】
前記情報収集部が収集する情報は、さらに、前記チップの交換に関する情報を含む請求項３〜６のいずれか１項に記載の電動ピペットシステム。
【請求項８】
作業手順を表示する作業手順表示部と、
次に実行すべき操作を表示する次操作表示部と、を有する作業手順表示装置をさらに備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動ピペットシステム。
【請求項９】
前記情報収集部は、前記電動ピペットを搬送する搬送装置の情報を収集する請求項１〜８のいずれか１項に記載の電動ピペットシステム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電動ピペットシステムに使用され、前記情報収集部に情報を送信する情報送信部を有する電動ピペット。
【請求項１１】
請求項８に記載の電動ピペットシステムに使用され、前記動作条件受信部に前記動作条件を送信する動作条件送信部を有する作業手順表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動ピペットシステム、電動ピペット及び作業手順表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に生物学・化学等の分野において、液体の分注操作に用いられる電動ピペットが知られている。例えば、特許文献１には、電動モータを備え、手動操作と電動操作の両方を切り替えて液体の吸入及び吐出を行うピペット装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１１３３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は、実験中の操作を正確に行い、その操作を信頼性あるように記録する電動ピペット装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一の側面に係る電動ピペットシステムは、次に実行すべき操作における動作条件を受信する動作条件受信部と、前記動作条件に基いて、電動ピペットによる液体の吸引動作及び吐出動作の少なくともいずれかを行う吸引・吐出動作部と、液体の吸引又は吐出動作時の各種の情報を収集する情報収集部と、前記情報を記録する情報記録部と、を備える。
【０００６】
本発明の一の側面に係る電動ピペットシステムは、前記情報に改ざん防止処理を行う改ざん防止処理部をさらに備えてよい。
【０００７】
本発明の一の側面に係る電動ピペットシステムでは、前記情報収集部が収集する情報は、少なくとも、前記電動ピペットによる操作がなされた時の時間情報、並びに、電動ピペット１による操作が吸引・吐出のいずれであるか及びその分量を含んでよい。
【０００８】
本発明の一の側面に係る電動ピペットシステムでは、前記情報収集部が収集する情報は、さらに、少なくとも、チップ内の液量、前記チップ内の液体の性状、及び、前記チップ内の液体の画像のいずれかを含んでよい。
【０００９】
本発明の一の側面に係る電動ピペットシステムでは、前記情報収集部が収集する情報は、さらに、少なくとも、実験作業者のＩＤ、及び、前記電動ピペットのＩＤのいずれかを含んでよい。
【００１０】
本発明の一の側面に係る電動ピペットシステムでは、前記情報収集部が収集する情報は、さらに、前記電動ピペットの位置を含んでよい。
【００１１】
本発明の一の側面に係る電動ピペットシステムでは、前記情報収集部が収集する情報は、さらに、前記チップの交換に関する情報を含んでよい。
【００１２】
本発明の一の側面に係る電動ピペットシステムは、作業手順を表示する作業手順表示部と、次に実行すべき操作を表示する次操作表示部と、を有する作業手順表示装置をさらに備えてよい。
【００１３】
本発明の一の側面に係る電動ピペットシステムでは、前記情報収集部は、前記電動ピペットを搬送する搬送装置の情報を収集してよい。
【００１４】
本発明の別の一の側面に係る電動ピペットは、上述のいずれかの電動ピペットシステムに使用され、前記情報収集部に情報を送信する情報送信部を有する。
【００１５】
本発明の別の一の側面に係る作業手順表示装置は、上述の電動ピペットシステムに使用され、前記動作条件受信部に前記動作条件を送信する動作条件送信部を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電動ピペットシステムの構成を示す概略図である。
【図２】電動ピペットの構成を示す概略図である。
【図３】作業手順表示装置の物理的な構成を示すブロック図である。
【図４】作業手順表示装置のモニタに表示される作業手順の例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る電動ピペットシステムの機能ブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る電動ピペットシステムの動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る電動ピペットシステムの構成を示す概略図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る電動ピペットシステムの機能ブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る電動ピペットシステムの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の発明者の知見によれば、特に生物学・化学等の分野においては、実験結果の再現性を確保するため、実験中おこなわれる操作はあらかじめ定められた実験計画、例えば、その実験が生命工学における前処理である場合にはいわゆるプロトコルに準拠したものでなければならない。また、実験結果の客観性を確保するため、実験過程においてどのような操作が行われたかを正確に記録しておく必要がある。そのためには、実験作業者はピペットを用いた分注作業ごとに、ピペットによる液体の吸入量や吐出量を実験計画通りに正確に設定し、また、その吸入や吐出の記録を実験ノート等に記録しなければならない。
【００１８】
このような作業は、ヒューマンエラーを誘発する恐れがあり、実験結果の再現性は必ずしも十分に担保されているとはいえない。また、実験ノートの記録は、その正確性を客観的に証明するものではないため、実験結果の客観性も不十分である。
【００１９】
本発明者は、かかる事情に鑑みて、実験結果の再現性及び客観性を担保すること、すなわち、実験中の操作を正確に行い、その操作を信頼性あるように記録することについて鋭意研究開発を行い、新規かつ独創的な電動ピペットシステム及び電動ピペットを発明するに至った。以下、かかる電動ピペットシステム及び電動ピペットについて、実施形態を例示して説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電動ピペットシステム１００の構成を示す概略図である。電動ピペットシステム１００は、電動ピペット１と、作業手順表示装置２を少なくとも含んでいる。電動ピペット１と作業手順表示装置２とは、任意の方法により情報通信可能とされている。この情報通信の有線・無線の別は問わないが、接続線が実験作業の障害とならない点からは、無線による接続が好ましい。無線接続に用いる規格についても特に限定されるものではないが、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等の無線ＬＡＮや、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の一般的な規格を用いてよい。
【００２１】
図２は、電動ピペット１の構成を示す概略図である。電動ピペット１は、その先端に着脱可能に取り付けたチップＴを用いて、液体を計量して吸引しまた吐出する、いわゆるピペットであって、その吸引及び吐出動作を任意の動力、例えば電動機を用いて行うようにしたものである。図示の電動ピペット１は、実験作業者が手でもって操作することを想定したものであるが、後述する実施形態で示すように、マニピュレータ（いわゆる、産業用ロボット）等の搬送装置により操作されるものとしてもよい。
【００２２】
電動ピペット１は、液体の吸引及び吐出を行うための駆動部１１、通信部１２、制御部１３及び情報取得部１４を筺体であるケース１０に収容している。また、ケース１０の先端にはチップＴを着脱可能に取り付けるチップ接続部１５が設けられる。さらに、ケース１０の外側には、実験作業者が動作を指示するための操作部１６及び、チップＴをチップ接続部１５から脱離させるためのイジェクトボタン１７が設けられている。符号１８は、実験作業者が電動ピペット１を把持する際の支えとなるガイドである。
【００２３】
駆動部１１は、電動ピペット１を用いて、液体のチップＴ内への吸引と、チップＴ内からの吐出を行うための構成である。駆動部１１は、本実施形態では、図示しない電動機によりプランジャ１１０をシリンダ内でその長手方向に移動させることにより、シリンダ内の空気を出し入れする。その結果、チップ接続部１５に接続したチップＴへの液体の吸引及び吐出がなされる。このときに液体の吸引量及び吐出量は、プランジャ１１０の移動量により制御される。
【００２４】
通信部１２は、図１に示した作業手順表示装置２と情報通信を行うためのインタフェースである。本実施形態では、かかる情報通信は無線により行われるため、通信部１２には適宜の通信コントローラとアンテナが含まれることになる。なお、通信部１２を有線通信のためのコネクタを備えたものとしてもよいし、無線・有線のいずれによる情報通信をも可能なものとしてもよい。
【００２５】
制御部１３は、電動ピペット１全体の動作を制御するコントローラである。制御部１３の構成としては、例えば、いわゆるマイクロコントローラやＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等の小型で組み込み用途に適したものが好適であるが、これに限定されるものでなく、任意の公知の情報処理装置でよい。
【００２６】
情報収集部１４は、電動ピペット１に関する各種の情報を収集し、制御部１３へと伝達する。情報収集部１４により収集される情報は種々のものであってよく、例えば、電動ピペット１による操作がなされた時の日時、吸引・吐出の別及びその分量、チップＴ内に検知された液量、電動ピペット１を操作している実験作業者のＩＤ、電動ピペット１の位置、チップＴ内の液体の温度やｐＨ等が例示される。情報収集部１４により収集される情報の取り扱いについては後述する。
【００２７】
操作部１６は、実験作業者が、電動ピペット１に液体を吸引し、吐出するよう指示をするための操作をするための構成である。本実施形態では、操作部１６は押しボタンであるが、操作部１６の具体的構成に特に限定はない。
【００２８】
以上説明した電動ピペット１の基本的な動作は、実験作業者が操作部１６を操作する毎に、制御部１３が、かかる操作に応じて駆動部１１を駆動し、液体の吸引・吐出を行うというものである。操作部１６による操作により、吸引及び吐出のいずれが行われるか、またその吸引量や吐出量をいくらとするかといった、駆動部１１の駆動条件は、通信部１２より作業手順表示装置２より通信により読み込まれ、制御部１３により設定される。また、電動ピペット１の動作時の種々の情報は情報収集部１４により収集され、制御部１３によって、通信部１２より作業手順表示装置２へと送信される。
【００２９】
図３は、作業手順表示装置２の物理的な構成を示すブロック図である。作業手順表示装置２はここでは一般的なコンピュータであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２ｂ、外部記憶装置２ｃ、ＧＣ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２ｄ、入力デバイス２ｅ及びＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｒ／Ｏｕｔｐｕｔ）２ｆがデータバス２ｇにより相互に電気信号のやり取りができるよう接続されている。ここで、外部記憶装置２ｃはＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の静的に情報を記録できる装置である。またＧＣ２ｄからの信号はフラットパネルディスプレイ等の、使用者が視覚的に画像を認識するモニタ２ｈに出力され、画像として表示される。入力デバイス２ｅはキーボードやマウス、タッチパネル等の、ユーザが情報を入力するための機器であり、Ｉ／Ｏ２ｆは作業手順表示装置２が外部の機器と情報をやり取りするためのインタフェースである。ここでは、作業手順表示装置２は電動ピペット１と無線通信により情報通信を行うため、Ｉ／Ｏ２ｆは、少なくとも通信コントローラとアンテナを備えていることになる。なお、Ｉ／Ｏ２ｆは有線接続のためのコネクタであってもよく、電動ピペット１との無線通信を行うための外部機器と有線にて接続するようにしてもよい。あるいは、作業手順表示装置２と電動ピペット１とを有線にて接続する場合には、Ｉ／Ｏ２ｆは無線通信のための構成を備えなくともよい。
【００３０】
作業手順表示装置２の基本的な動作は、実験作業者が行うべき作業の手順をモニタ２ｈ等に表示し、実行すべき手順における電動ピペット１の動作条件、例えば、液体の吸引・吐出の別やその分量を電動ピペット１に送信し設定すること、及び、電動ピペット１から受信する、電動ピペット１の動作時の種々の情報を記録することである。
【００３１】
また、作業手順表示装置２は、作業手順を作成する機能を有していてもよく、この場合には、作業手順表示装置２は、作業手順作成装置でもあることになる。ここでいう作業手順は、生物学・化学等の分野における実験においてなされるべき、一連の操作とその条件を指しており、生命工学におけるいわゆるプロトコルは、かかる作業手順の代表的な例となっている。
【００３２】
なお、作業手順表示装置２は専用の装置であってもよいが、図３に示す構成を持つ一般的なコンピュータを用い、コンピュータを作業手順表示装置２として機能させるコンピュータプログラムを実行することにより実現されている。かかるコンピュータプログラムは、各種の光ディスクや半導体メモリなどのコンピュータ可読情報記憶媒体に格納されてよく、該媒体からコンピュータにインストールされるようにすることが好ましい。或いは、インターネット等の各種の情報通信ネットワークからコンピュータにダウンロードされてもよく、さらには情報通信ネットワークを通じて遠隔地にあるサーバによりその機能が提供される、いわゆるクラウドコンピューティングにより実現されてもよい。
【００３３】
図４は、作業手順表示装置２のモニタ２ｈに表示される作業手順の例を示す図である。ここで示す作業手順は、生命工学におけるプロトコルの一例となっており、ここでは、炭酸ガス雰囲気培養恒温器中に保管されている試料が入ったペトリ皿に対し、細胞洗浄を２回とスクレープを行った後、マイクロチューブにその試料を移送し、細胞溶解緩衝液を加え、ボルテックスミキサーによる撹拌を行った後、４℃の恒温槽に保管する、というものである。作業手順中、角型の矩形で示した枠は個々の操作であり、また、角が丸い矩形で示した枠は試料容器の初期状態と最終状態を示している。矢印は、操作の順番又は試料の移送方向を示している。
【００３４】
ここで示した個々の操作の詳細は本発明と直接の関係を有しないため説明を省略するが、図中、Ｄｉｓｈ及びＴｕｂｅはそれぞれ、ペトリ皿とマイクロチューブを意味しており、ＷＡＳＨ、ＳＣＲＡＰＥ、ＤＩＳＣＡＲＤ、ＴＲＡＮＳＦＥＲ、ＡＤＤ、ＭＩＸ及びＰＵＴはそれぞれ、細胞洗浄、スクレープ、試料容器の破棄、内容物の移送、試液の追加、撹拌及び試料容器の保管を意味している。実験作業者は、このような作業手順を見ながら作業することにより、各操作の順番やその条件を把握することができる。
【００３５】
図５は、本実施形態に係る電動ピペットシステム１００の機能ブロック図である。ここで示される各ブロックは、理解を容易にする目的で、各機器が有する機能に着目してこれを個別に示したものであり、物理的な構成が図５に示すブロック毎に分離していることを必ずしも要しない。これらのブロックは、電動ピペット１については図２、作業手順表示装置２については図３で示した物理的構成を適宜使用して実現される。
【００３６】
電動ピペット１について、動作条件受信部１０１は、作業手順表示装置２の動作条件送信部２０５より送信される動作条件を受信する。ここで言う動作条件には、実験作業者が次にすべき操作における、吸引／吐出の別及び、その分量が含まれる。そして、動作条件設定部１０２は、動作条件受信部１０１により受信された動作条件に基いて、操作部１６による操作がなされたときに、駆動部１１を駆動すべき条件を設定する。すなわち、プランジャ１１０をどの向きにどれだけ移動させればよいのかが設定される。吸引・吐出動作部は、操作部１６に対する操作がなされたときに、動作条件設定部１０２により設定された動作条件にて、駆動部１１を駆動し、液体を吸引し又は吐出する。情報収集部１０４は、動作時の電動ピペット１の状態を示す情報を収集する。情報送信部１０５は、収集された情報を作業手順表示装置２に送信する。
【００３７】
作業手順表示装置２について、作業手順作成部２０１は、適宜のＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等を用いて、作業手順を作成する部分である。なお、この作業手順作成部２０１は、他の機器により作成された作業手順を用いる等の場合には省略してもよい。作成された作業手順は作業手順記憶部２０２に記憶される。
【００３８】
作業手順表示部２０３は、作業手順記憶部２０２に記憶された作業手順をモニタ２ｈに表示する。そして、次操作表示部２０４は、表示された作業手順中、実験作業者が次に行うべき操作を、他の操作と区別できるように表示する。例えば、図４に示した実験手順において、次に実行すべき操作がペトリ皿からマイクロチューブへの試料の移送である場合には、同図に示したように、該操作を示す「ＴＲＡＮＳＦＥＲ」と記載された枠が太線で表示される等、強調表示されるとよい。これにより、実験作業者は次に行うべき操作を直ちに理解でき、操作手順を間違う等のヒューマンエラーが防止される。
【００３９】
動作条件送信部２０５は、実験作業者が次に行うべき操作において、電動ピペット１を作動させるべき条件を電動ピペット１の動作条件受信部に送信する。例えば、次操作が図４に示す「ＴＲＡＮＳＦＥＲ」である場合、該操作は２００μｌの液体の吸引後、同僚の液体の吐出をすることになるので、まずは２００μｌの吸引を行うように動作条件を送信することになる。
【００４０】
情報受信部２０６は、電動ピペット１の情報送信部１０５より送信された情報を受信する。受信された情報は、改ざん防止処理部２０７により、改ざん防止処理が施され、情報記録部２０８に順次記録されていく。改ざん防止処理により、情報記録部２０８に記録された情報に対する後からの恣意的な改変ができなくなるため、かかる情報の客観的正確さが担保される。改ざん防止処理は、情報処理における電子データの改ざんを防止し、または改ざんがあったことを検出可能とする任意の処理で良い。例えば、特定のハッシュ関数によるハッシュ値の付加や、チェックサムやＣＲＣなどの誤り検出符号の付加をする等が挙げられるが、改ざんに対する耐性の点からは、公開暗号錠方式に基く、いわゆる電子署名を付すことが望ましい。
【００４１】
以上の通り、電動ピペット１を作動させるべき条件は、あらかじめ作成された作業手順に基いて電動ピペット１に送信され設定されるため、設定を誤る等のヒューマンエラーが防止され、また、操作の都度設定のための操作を行う必要が無いため、実験に要する手間が軽減される。
【００４２】
また、情報記録部２０７に記録された情報は、実際に電動ピペット１を用いてなされた操作を客観的に記録したものであるため、実験作業者の恣意性やヒューマンエラー、後からの記録の改ざんを排除した信頼性の高い実験記録として活用することができる。さらに、情報記録部２０７に記録された情報と、実験が準拠した作業手順の情報とを組み合わせ保存したり、さらに下流で行われる分析機器による分析結果の情報を組み合わせ保存したりすることにより、実験の手順とその実験が行われた事実の記録、さらにはその分析結果を一まとまりとして取り扱うようにしてもよい。
【００４３】
図６は、本実施形態に係る電動ピペットシステム１００の動作を示すフローチャートである。実験を開始すると、まず、作業手順表示装置２において、モニタ２ｈに作業手順を表示する（ステップＳＴ１）。さらに、実験作業者が次に行うべき操作を表示し（ステップＳＴ２）、当該操作において電動ピペット１を動作させるべき条件を電動ピペット１に送信する（ステップＳＴ３）。
【００４４】
電動ピペット１では、受信した動作条件に基いて動作条件を設定し（ステップＳＴ４）、実験作業者による操作部１６の操作に応じて、駆動部１１を駆動し、液体の吸引又は吐出を行う（ステップＳＴ５）。情報収集部１４により、電動ピペット１の動作時の必要な情報を収集し（ステップＳＴ６）、当該情報を作業手順表示装置２に送信する（ステップＳＴ７）。
【００４５】
作業手順表示装置２は、受信した情報を順次記録し（ステップＳＴ８）、作業手順に含まれる全ての操作が終了したか否かを判定する（ステップＳＴ９）。作業手順に含まれるすべての操作が終了していなければ（ステップＳＴ９：Ｎ）、ステップＳＴ２へと戻り、実験作業者が次に行うべき操作を表示し、そうでなければ（ステップＳＴ９：Ｙ）、実験は終了である。
【００４６】
ここで、情報収集部１４により収集されるべき情報について説明する。
【００４７】
まず、電動ピペット１による操作がなされた時の時間情報は、実験が作業手順通りに正しく行われたことを証明する上で重要である。時間情報は、電動ピペット１による操作の時点を特定することができる情報であればどのようなものであってもよく、例えば、月日及び時刻の両方又はそのいずれか、或いは、ある基準時点に対する相対時間であってよい。この時間情報の記録は、電動ピペット１自体に時計機能（すなわち、計時回路）を持たせておき、操作がなされた時の時間情報を情報収集部１４が取得するようにしてもよいし、作業手順表示装置２側で、電動ピペット２から情報が送られてきた時点での時間情報を記録するようにしてもよい。
【００４８】
また、電動ピペット１による操作が吸引・吐出のいずれであるか、またその分量は、実験が正しく行われたことを証明する上で極めて重要である。したがって、情報記録部２０７には、少なくとも、電動ピペット１による操作がなされた時の時間情報に加え、当該操作が吸引・吐出のいずれであるか、またその分量を記録するようにすることが望ましい。
【００４９】
さらに、チップＴ内の液量を検知し、収集し記録するようにしてよい。実験作業者による操作ミス等により、電動ピペット１による操作は行われたものの、液体の吸引及び吐出に失敗した場合に、駆動部１１の駆動内容を検出するだけであればこれを検知することはできないが、チップＴ内の液量を検知すれば、正しく吸引及び吐出が行われていることが証明できる。この液量の検知は、例えばチップ接続部１５等に適宜のセンサを設けることにより可能である。検知の方式は特に限定されないが、光学センサや超音波センサによりチップＴ内の液面を検知する方式、圧力センサにより検知した圧力変動からチップＴ内に吸引され、また吐出された液量を算出する方式、静電容量センサによりチップＴ内の液量を静電容量の差として検出する方式等を例示することができる。
【００５０】
また、電動ピペット１を操作している実験作業者のＩＤを収集し記録してよい。これにより、確かに実験に責任を持つものが自ら作業をしているかを確認することができる。このＩＤの収集は、たとえば、実験作業者にあらかじめ配布したＲＦ−ＩＤカード等のＩＤ情報を電動ピペット１に設けたレシーバで読み込ませたり、電動ピペット１に設けた指紋センサにより実験作業者の指紋を検出させる等により実現してよい。あるいは、単に、作業手順表示装置２に実験作業者がログインする際のＩＤおよびパスワードに基いて当該ＩＤを収集し記録してもよい。さらに、電動ピペット１自体に固有のＩＤを記録しておき、実験作業者のＩＤに加え、又はこれに替えて電動ピペット１のＩＤを収集し記録するようにしてよい。これにより、実験がどの電動ピペット１を用いて行われたのかも記録されるから、器具の不具合等に起因する異常等が生じた場合にも、その事実を特定できる。
【００５１】
さらに、電動ピペット１の位置を収集し記録してよい。電動ピペット１の位置は、実験中の作業の位置、すなわち、各容器や機器等の位置が定められている場合に、個々の操作が正しく行われたこと、また、実験自体が適正な施設内で行われたことを証明する有力な情報となる。この位置の検出は、任意の方法、例えば、実験室にいわゆるＬＰＳ（Ｌｏｃａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を設けておき、電動ピペット１でその位置情報を検出したり、実験室に配置したカメラより得られる画像を用いた画像処理により、電動ピペット１の位置を算出したりしてよい。後述するように、電動ピペット１がマニピュレータに取り付けられる場合には、電動ピペット１による操作がなされた時のマニピュレータの座標から、電動ピペット１の位置を求めることもできる。
【００５２】
さらに、チップＴ内の液体の性状や、その画像を収集し記録してよい。チップＴ内の液体の性状、例えば温度やｐＨ等については、例えば、チップ接続部１５等に適宜のセンサを設けることにより検出できる。チップＴ内の液体自体の性状について、どのような情報を収集するかは、実験の性質や用途に応じて定めればよい。検出する情報は特に限定されず、上述の温度やｐＨのほか、糖度やＯＤ（光学濃度）等いかなるものであってもよい。また、チップＴ内の液体の画像は、チップ接続部１５等に光学カメラを取り付けておくことにより撮影できる。例えば、液体が凝固しやすいものであったり、沈殿や分離しやすいものであったりする等、その物理的な性状が変化しやすいものである場合、かかる画像により操作が行われた時の液体の状態を記録することができる。
【００５３】
加えて、チップＴの交換に関する情報を収集し記録するようにしてよい。チップＴの交換に関する情報は、チップＴ自体が交換されたことを示す１の情報であってもよいし、チップＴが脱離され、また取り付けられたことを示す情報であってもよい。チップＴの脱離及び取り付けは、チップ接続部１５にチップＴを検出する適宜の機構、例えばチップＴを取り付けると押下げされるスイッチ等、を設けることで容易に検出可能である。実験途中で適正にチップＴの交換がなされていることは、実験に用いる試料間での意図せぬ混合が生じていないことを証明する上で重要である。
【００５４】
なお、上述の説明では、作業手順表示装置２から電動ピペット１への動作条件の送信は、操作の都度行っているが、これを複数まとめて行ってもよい。例えば、実験開始時に、作業手順に含まれる全ての操作についての動作条件をあらかじめ送信しておき、電動ピペット１では、操作毎に、あらかじめ受信されている次の動作条件を設定するようにしてもよい。
【００５５】
また、上述の説明では、電動ピペット１から作業手順表示装置２への情報の送信を、操作の都度行っているが、これを複数まとめて行ってもよい。例えば、電動ピペット１側に情報を一時保管するメモリを設けておき、当該メモリに情報を順次記憶しておいて、実験終了時にまとめて情報を作業手順表示装置２へ送信するようにしてもよい。あるいは、情報記録部２０７自体を電動ピペット１側に設けてもよい。この場合には、情報記録部２０７は、例えばいわゆるＵＳＢメモリやメモリカードのように、適宜電動ピペット１から取り外して外部機器にて読み出すことができる媒体を用いることが望ましい。
【００５６】
以上説明した実施形態では、電動ピペット１は、実験作業者が手で持ち操作するものとして説明した。しかしながら、電動ピペット１をマニピュレータ等の自動機械に取り付け、作業手順に示された操作が自動で行われるようにしてもよい。
【００５７】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る電動ピペットシステム２００の構成を示す概略図である。電動ピペットシステム２００は、電動ピペット１が搬送装置の一例であるマニピュレータ３のハンド先端に取り付けられている点、マニピュレータ３と作業手順表示装置２とが有線結線により通信可能となっている点、さらに電動ピペット１と作業手順表示装置２とはマニピュレータ３を介して通信可能となっている点が先の実施形態とは異なっている。なお、先の実施形態同様、電動ピペット１と作業手順表示装置２とが直接有線又は無線により通信するようにしてもよい。
【００５８】
本実施形態に係る電動ピペット１の構成は、図２に示した先の実施形態のものと概ね同一であり、駆動部１１の駆動指示が操作部１６の操作ではなく、マニピュレータ３からの通信により行われる点のみが異なっている。なお、マニピュレータ３のハンドを工夫することにより、実験作業者が行うときと同様に、マニピュレータ３が操作部１６を操作するようにすることも可能である。また、本実施形態に係る作業手順表示装置２の物理的な構成は、図３に示した先の実施形態のものと同じである。
【００５９】
図８は、本実施形態に係る電動ピペットシステム２００の機能ブロック図である。同図において、先の実施形態と同等の構成については同符号を付し、重複する説明はこれを省略することとする。
【００６０】
図８に示すように、本実施形態では作業手順表示装置２は、マニピュレータ３に対し次に実行すべき操作を指示する操作指示部２０９を備えている。マニピュレータ３は、たとえば、あらかじめ施された動作プログラムに従って、操作指示部２０９により指示された操作を実行する。
【００６１】
マニピュレータ３が実行すべき操作が、電動ピペット１を用いるものである場合には、マニピュレータ３は、電動ピペット１を動作させるべきタイミングで、作業手順表示装置２より受信した動作条件を電動ピペット１の動作条件受信部１０１に送信し、動作条件を設定させ、さらに、かかる動作条件にて吸引・吐出動作部に吸引又は吐出動作を実行させる。すなわち、本実施形態における操作指示部２０９は、先の実施形態における動作条件送信部２０５としても機能するものである。このようにすると、先の実施形態において実験作業者が行っていた動作をマニピュレータ３にさせることができるため、ヒューマンエラーが防止され、また実験に要するマンパワーを削減できる。
【００６２】
なお、図８に示した構成において、作業手順表示装置２は作業手順表示部２０３及び次操作表示部２０４を備えている。これにより、電動ピペットシステム２００のマニピュレータ３が、現在、どのような実験のどの操作を行っているかを容易に把握することができるが、かかる構成は、電動ピペットシステム２００に必須のものではないため、これを省略したり、必要なときのみ機能させるようにしてもよい。また、動作条件は、作業手順表示装置２側に操作指示部２０９とは別途動作条件送信部２０５（図５参照）を設け、マニピュレータ３を通すことなく、直接電動ピペット１に送信するようにしてもよい。
【００６３】
さらに、情報受信部２０６は、電動ピペット１からのみでなく、マニピュレータ３からも情報を収集している。マニピュレータ３から収集すべき情報としては、例えば、先に説明した、電動ピペット１の位置を得るためのマニピュレータ３の座標等が挙げられるが、マニピュレータ３に関する他の情報をさらに収集し記録するようにしてもよい。マニピュレータ３が保有する種々の情報は、後から、実験の正確さを保証したり、実験がどのように行われたかを追跡する根拠となり得る。
【００６４】
図９は、本実施形態に係る電動ピペットシステム２００の動作を示すフローチャートである。ここで、図６に示した先の実施形態に係る電動ピペットシステム１００の動作と同じ動作については、同じ符号を付して重複する説明は省略する。
【００６５】
本実施形態では、作業手順表示装置２は（必要であれば）次操作表示を行った後（ステップＳＴ２）、次に実行すべき操作をするようマニピュレータ３に指示を送信する（ステップＳＴ１０）。マニピュレータ３は、操作指示に従い、動作する（ステップＳＴ１１）。このとき、操作が電動ピペット１を用いるものである場合には、マニピュレータ３は、電動ピペット１に動作条件を送信する（ＳＴ１２）。
【００６６】
電動ピペット１は、先の実施形態同様に、受信した動作条件に基いて動作条件を設定し、その後吸引又は吐出動作を行う（ステップＳＴ５’）。その後の動作は先の実施形態と同様である。
【００６７】
なお、この例では、電動ピペット１は、動作条件の設定後（ステップＳＴ４）直ちに吸引又は吐出動作を行う（ステップＳＴ５’）ように構成されているが、これを、改めて、マニピュレータ３から吸引又は吐出動作を指示する信号を受信するまで待つ、あるいは、マニピュレータ３により、先の実施形態のように、操作部１６が操作されるまで待つようにしてもよい。
【００６８】
以上説明した各実施形態の構成は具体例として示したものであり、本明細書にて開示される発明をこれら具体例の構成そのものに限定することは意図されていない。当業者はこれら開示された実施形態に種々の変形、例えば、各部材あるいはその部分の形状や数、配置等を適宜変更してもよく、また、フローチャートに示した制御は、同等の機能を奏する他の制御に置き換えてもよい。本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。
【図１】
2020073262.tif 000003
【図２】
2020073262.tif 000004
【図３】
2020073262.tif 000005
【図４】
2020073262.tif 000006
【図５】
2020073262.tif 000007
【図６】
2020073262.tif 000008
【図７】
2020073262.tif 000009
【図８】
2020073262.tif 000010
【図９】
2020073262.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月26日(2019.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次に実行すべき操作における動作条件を受信する動作条件受信部と、
前記動作条件に基いて、マニピュレータのハンドに取り付けられた電動ピペットによる液体の吸引動作及び吐出動作の少なくともいずれかを行う吸引・吐出動作部と、
液体の吸引又は吐出動作時の各種の情報と、前記電子ピペットの位置を得るための前記マニピュレータの座標と、を収集する情報収集部と、
前記情報を記録する情報記録部と、
を備える電動ピペットシステム。
【請求項２】
前記情報に改ざん防止処理を行う改ざん防止処理部をさらに備える請求項１に記載の電動ピペットシステム。
【請求項３】
前記情報収集部が収集する情報は、少なくとも、前記電動ピペットによる操作がなされた時の時間情報、並びに、電動ピペットによる操作が吸引・吐出のいずれであるか及びその分量を含む請求項１又は２に記載の電動ピペットシステム。
【請求項４】
前記情報収集部が収集する情報は、さらに、少なくとも、チップ内の液量、前記チップ内の液体の性状、及び、前記チップ内の液体の画像のいずれかを含む請求項３に記載の電動ピペットシステム。
【請求項５】
前記情報収集部が収集する情報は、さらに、少なくとも、実験作業者のＩＤ、及び、前記電動ピペットのＩＤのいずれかを含む請求項３又は４に記載の電動ピペットシステム。
【請求項６】
前記情報収集部が収集する情報は、さらに、前記電動ピペットの位置を含む請求項３〜５のいずれか１項に記載の電動ピペットシステム。
【請求項７】
前記情報収集部が収集する情報は、さらに、前記チップの交換に関する情報を含む請求項３〜６のいずれか１項に記載の電動ピペットシステム。
【請求項８】
作業手順を表示する作業手順表示部と、
次に実行すべき操作を表示する次操作表示部と、
を有する作業手順表示装置をさらに備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動ピペットシステム。
【請求項９】
前記情報収集部は、前記電動ピペットを搬送する搬送装置の情報を収集する請求項１〜８のいずれか１項に記載の電動ピペットシステム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電動ピペットシステムに使用され、前記情報収集部に情報を送信する情報送信部を有する電動ピペット。
【請求項１１】
請求項８に記載の電動ピペットシステムに使用され、前記動作条件受信部に前記動作条件を送信する動作条件送信部を有する作業手順表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2020073262.tif 000012