(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に格子状に設けられた収納部に液状試料を吐出する分注ティップが列状に装着された分注ヘッドと、この分注ヘッドを前記容器に対して相対的に移動させる移動手段と、前記分注ヘッドを容器に対して９０度の整数倍の角度で相対的に回転移動させる回転移動手段とを備えた分注装置における分注方法であって、前記分注ヘッドで前記容器に格子状に形成された収納部のうち列方向に並んだ複数の収納部に対して同時に分注操作を行う工程と、前記容器と前記分注ヘッドとを水平面内で相対的に９０°回転させる工程と、前記分注ヘッドで前記容器の列方向に並んだ複数の収納部に対して同時に分注操作を行う工程とを含むことを特徴とする分注方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生化学分野等で液状の試料の分注を行う分注方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生化学分野においては、微生物などの生化学物質の培養や試験などの各種の処理が行われる。一般にこれらの処理は、対象の生化学物質を含んだ液状試料を専用の容器に収納した状態で行われる。これらの処理は通常多数の試料を対象として系統的に行われる場合が多いため、容器には多数の液状試料が同時に収納できるように、液状試料の収納部であるウェルが格子状に多数設けられたマイクロプレートが用いられる。そして培養や試験の過程においては、マイクロプレート間で液状試料の移し替えや小分けを行う分注操作が繰り返し行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の処理を効率よくしかも高い信頼性で行うためには、１つのマイクロプレート内における液状試料の収納配置を適切に設定する必要がある。すなわち、複数種類の液状試料を同一のマイクロプレートに収納する場合に、これらの複数のウェルを各液状試料にどのように割り付けるかを決定するウェル配置（ウェルフォーマットと呼ばれる）を適切に設定する必要がある。
【０００４】
ここで、ウェルフォーマットについて説明する。一般に、生化学処理においては１つのマイクロプレートには複数の液状試料が収納される。例えば、マイクロプレートの複数のウェルのうち、最外縁に位置するウェルには試験対象の物質とは直接無関係の緩衝液が収納される場合が多い。これは、最外縁のウェルについては種々の要因により試験結果にばらつきが生じる場合が多く、より信頼性の高い試験を行うためには最外縁に位置するウェルを試験対象から除外して緩衝液用ウェルとすることが望ましいからである。そして、緩衝液用ウェルの内側のウェルに、培養細胞や試験の対象である検体を含む液状試料や、この液状試料を分析する際に用いられる標準液などの試薬が収納される。
【０００５】
このようにして収納される検体や標準液のマイクロプレート内における収納位置は任意に決定してよいものではなく、試薬や標準液を収納しているマイクロプレートのウェル配置、使用する分注ヘッドのノズル配置、さらには分析装置との関連など、幾つかの条件を総合して全体の処理作業をできるだけ効率的に行えるような収納位置を決定しなければならない。ウェルフォーマットはこのような諸条件を勘案して決定されるものである。
【０００６】
そしてこのようにして決定されたウェルフォーマットを実現するためには、一般に同一のマイクロプレートを対象として多数回の分注操作を伴う複雑な作業を必要とする。このような作業をできるだけ効率よく行うためには、複数のノズルが装着された分注ヘッド用いて、一回の分注操作で同時にできるだけ多数のウェルから液状試料を吸引し、分注対象のマイクロプレートに吐出できるようにして、分注操作の回数を減少させることが望ましい。しかしながら、従来の分注装置では、必要とされるウェルフォーマットを実現するためには複雑な分注操作を多数回繰り返す必要があり、必ずしも効率的な分注作業を行うことができないという問題点があった。
【０００７】
そこで本発明は、分注作業を効率よく行うことができる分注方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の分注方法は、容器に格子状に設けられた収納部に液状試料を吐出する分注ティップが列状に装着された分注ヘッドと、この分注ヘッドを前記容器に対して相対的に移動させる移動手段と、前記分注ヘッドを容器に対して９０度の整数倍の角度で相対的に回転移動させる回転移動手段とを備えた分注装置における分注方法であって、前記分注ヘッドで前記容器に格子状に形成された収納部のうち列方向に並んだ複数の収納部に対して同時に分注操作を行う工程と、前記容器と前記分注ヘッドとを水平面内で相対的に９０°回転させる工程と、前記分注ヘッドで前記容器の列方向に並んだ複数の収納部に対して同時に分注操作を行う工程とを含む。
【０００９】
本発明によれば、ノズルが列状に装着された分注ヘッドを液状試料が収納された容器に対して９０度の整数倍の角度で相対的に回転移動させることにより、容器に格子状に形成された試料の収納部に対する分注ティップ列方向を適切に設定して効率のよい分注作業を行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の生化学物質処理装置の斜視図、図２は同分注装置の部分断面図、図３は同分注装置の制御系の構成を示すブロック図、図４、図５、図６、図７は同分注装置の動作説明図、図８は同分注装置の部分斜視図である。
【００１１】
まず図１を参照して生化学物質処理装置について説明する。図１において、生化学物質
処理装置はインキュベータ１と分注装置６より構成される。インキュベータ１は略箱型の筐体２より成る。インキュベータ１の前面には開閉自在な扉３が設けられ、側面にはプレート出し入れ口４が設けられている。プレート出し入れ口４はシャッタ５を備えており、出し入れ操作時などの必要時のみプレート出し入れ口４を開口するようになっている。
【００１２】
インキュベータ１と隣接して分注装置６が配設されている。分注装置６の基台７上面は分注ステージ８となっており、分注ステージ８には複数のプレート９が載置されている。プレート９は、生化学物質などを含む液状試料を収納する収納部としてのウェルが格子状に多数設けられた容器である。分注ステージ８上にはＸＹテーブル１０が配設されており、ＸＹテーブル１０には多数の分注ティップ１２が装着された分注ヘッド１１が結合されている。ＸＹテーブル１０を駆動することにより分注ヘッド１１は分注ステージ８内で水平移動し、載置されたプレート９やリザーバ９’のうちの１つから液状試料を吸引し、他のプレート９へ吐出する分注作業を行う。ＸＹテーブル１０は、分注ヘッド１１をプレート９に対して相対的に移動させる移動手段となっている。
【００１３】
また分注ステージ８上には、プレート搬送機構１３が設けられている。プレート搬送機構１３はＸ軸テーブル１４、Ｙ軸テーブル１５、Ｚθ軸テーブル１６およびＺθ軸テーブル１６に結合された搬送アーム１７より構成される。プレート搬送機構１３を駆動することにより、分注ステージ８上のプレート９を搬送アーム１７によってクランプし、インキュベータ１の内部に搬入しまたインキュベータ１から取り出す出し入れ作業を、プレート出し入れ口４を介して行うことができる。
【００１４】
次に図２を参照して分注ステージ８に備えられた回転テーブル機構について説明する。図２においてベース部材８ａ上にはプレート９を回転自在に保持する回転テーブル２０が配設されている。回転テーブル２０の下面に結合された軸部材２１は、ベース部材８ａを貫通して回転駆動部２２と結合されており、回転駆動部２２を駆動することにより、回転テーブル２０上に載置されたプレート９は軸部材２１廻りに回転する。
【００１５】
回転駆動部２２は９０度の回転割り出し機構を備えており、軸部材２１を９０度の整数倍の角度で回転させて位置決めできるようになっている。したがって、回転駆動部２２は回転テーブル２０に載置されたプレート９を分注ヘッドに対して９０度の整数倍の角度で相対的に回転移動させる回転移動手段となっている。回転駆動部２２としては、モータや回転型のシリンダ等を用いることができる。
【００１６】
次に図３を参照して分注装置の制御系について説明する。制御部３０は全体制御部であり、以下に説明する各部を制御する。記憶部３１は、各部の動作や処理に必要なプログラムや、プレート９内でのウェルの各液状試料に対する割り付けを決定するウェルフォーマットのデータなどの各種データを記憶する。シリンダ駆動部３２はプレート出し入れ口４を開閉するシリンダ（図示せず）を駆動する。搬送アーム駆動部３３はプレート搬送用の搬送アーム１７を駆動する。分注ヘッド駆動部３４はＸＹテーブル１０や分注ヘッド１１を駆動する。
【００１７】
表示部３５はモニタ用のディスプレイ装置であり、操作・入力時の画面表示やウェルフォーマットなどの表示を行う。操作・入力部３６は、マウスやキーボードであり、操作用コマンドやデータの入力を行う。載置棚駆動部は、インキュベータ１内のプレート載置用の載置棚を駆動する。環境コントローラ３８はインキュベータ１内部の温度や湿度などの環境条件を維持する。
【００１８】
この分注装置は上記のように構成されており、以下分注装置によって行われる分注作業について説明する。この分注作業は、複数回の分注操作によって構成され、以下に述べる
ウェルフォーマットに基づいて行われるものである。ここでは、ウェル数９６（８列×１２行）のプレート９を用い、緩衝液、標準液および試薬の３種類の液状試料を同一のプレート９に分注する例を示している。以下、作業順に従って説明する。
【００１９】
まず初めに緩衝液の分注が行われる。図４（ａ）に示すようにリザーバ９’内の緩衝液を分注ヘッド１１に装着された分注ティップ１２（ここでは８個の分注ティップ１２が列状に配置されている）によって同時に吸入し、プレート９のウェル９ａ内に同時に吐出して分注する。
【００２０】
このとき、図４（ｂ）に示すように、８個のウェル９ａ（行方向に並んだ８個のウェル９ａ）により成るウェル列のうち、両端に位置するウェル列Ａ１，Ａ１２の２列に２回の分注操作により緩衝液が分注される。次いで、この状態のプレート９を図４（ｃ）に示すように＋９０°だけ回転移動させる。この回転移動は回転テーブル２０（図２）によって行われる。
【００２１】
次いで図５（ａ）に示すように、リザーバ９’内の緩衝液を同様に分注ヘッド１１によってプレート９に分注する。ここでは、図５（ｂ）に示すようにプレート９の長辺の両端に位置する８個のウェル９ａ（行方向に並んだ８個のウェル９ａ）より成るウェル列Ｂ１，Ｂ８の２列に緩衝液を分注する。これにより、プレート９の外縁部のウェル９ａには、ウェル列Ａ２，Ａ３を除いてすべて緩衝液が分注された状態となる。次いでこの状態で同様にプレート９を＋９０°だけ回転移動させる。
【００２２】
この後、緩衝液が外縁のウェル列に分注されたプレート９に対して標準液が分注される。図６（ａ）に示すように、リザーバ９’に貯溜された標準液を分注ヘッド１１により吸入し、プレート９に分注する。この場合にも、８個の分注ティップ１２が装着された同一の分注ヘッド１１を用いる。この分注操作では、図６（ｂ）に示すように、図５に示す分注操作において緩衝液が分注されなかったウェル列Ａ２，Ａ３（行方向に並んだ８個のウェル９ａ）に対して標準液が分注される。次いで図５（ｃ）に示すように、この状態のプレート９を回転テーブル２０によって＋９０°だけ回転移動させる。
【００２３】
この後、試薬の分注が行われる。図７（ａ）に示すように、プレート９Ａのウェル９ａ内に収納されている試薬を同様の分注ヘッド１１によってプレート９に分注する。この分注操作においては、図７（ｂ）に示すようにプレート９の内部のウェル列Ｂ２〜Ｂ４の３列（行方向に並んだ８個のウェル９ａ）、およびウェル列Ｂ５〜Ｂ７の３列（行方向に並んだ８個のウェル９ａ）にそれぞれ異なる２種類の試薬が分注される。
【００２４】
これにより、同一のプレート９に緩衝液、標準液および試薬（２種類）がそれぞれ所定のウェル内に分注されたウェルフォーマットが実現される。このウェルフォーマットを実現するための分注操作においては、８個の分注ティップ１２が列状に装着された同一の分注ヘッド１１を用いて上述の複雑なウェルの割り付けを行っている。すなわち、各分注操作毎に必要に応じてプレート９を分注ヘッド１１に対して９０°の整数倍の角度で回転移動させることにより、分注対象のウェル列に対する分注ティップ列方向を適切に設定することができる。なお、この分注ヘッド１１のプレート９に対する相対的な回転移動によって生じる分注ヘッド１１のプレート９に対する直光軸方向の位置ずれは、ＸＹテーブル１０により補正される。このようなＸＹ方向の移動手段と回転移動手段とを備えた構成とすることにより、分注ティップ８が列状に装着された同一の分注ヘッド１１を用いて、最小回数の分注操作によって複雑なウェルフォーマットを効率よく実現できる。
【００２５】
本実施の形態では、分注ティップが列状に装着された分注ヘッドを用いて分注操作を行う分注ヘッドであって、容器に格子状に形成された収納部のうち、列方向に並んだ複数の
収納部に対して同時に分注操作を行う工程と、容器と分注ヘッドとを水平面内で相対的に９０度回転させる工程と、行方向に並んだ複数個の収納部に対して同時に分注操作を行う工程とを含んでいる。従って、分注ティップが列状に装着された分注ヘッドを用いた場合でも、ウェルフォーマットが設定されている容器への分注作業を効率よく行うことができる。
【００２６】
なお本実施の形態では、プレート９を回転させることにより、プレート９を分注ヘッド１１に対して相対的に回転移動させるようにしているが、図８に示すように分注ヘッド１１’を水平移動させるＸＹテーブル１０に回転駆動機構２３を設け、分注ヘッド１１’自体を回転させるようにしてもよい。この構成によっても同様に分注ヘッド１１’をプレート９に対して相対的に９０度の整数倍の角度だけ回転移動させることができ、複雑なウェルフォーマットを少ない分注操作回数で効率よく実現することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、分注ティップが列状に装着された分注ヘッドを液状試料が収納された容器に対して９０度の整数倍の角度で相対的に回転移動させることにより容器に格子状に形成された試料の収納部に対する分注ヘッドのノズル列方向を各分注操作毎に適切に設定して、複雑なウェルフォーマットを少ない分注操作回数で効率よく実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の生化学物質処理装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の分注装置の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態の分注装置の制御系の構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態の分注装置の動作説明図
【図５】本発明の一実施の形態の分注装置の動作説明図
【図６】本発明の一実施の形態の分注装置の動作説明図
【図７】本発明の一実施の形態の分注装置の動作説明図
【図８】本発明の一実施の形態の分注装置の部分斜視図
【符号の説明】
９  プレート
９’  リザーバ
９ａ  ウェル
１０  ＸＹテーブル
１１  分注ヘッド
１２  分注ティップ
２０  回転テーブル
２２  回転駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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