(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吸引するノズルと、このノズルの下端部に着脱自在に行と列から成る格子状に装着される分注チップとを備え、この分注チップの下端部より液体を吸入して容器に吐出する分注装置であって、水平方向に移動して前記分注チップの上方のノズルの間に進入し前記分注チップの上端面を係止する櫛歯状の係止部材と、この係止部材を前記ノズルに対して相対的に上下動させることにより、前記分注チップを前記ノズルから離脱させる分注チップ離脱手段と、進入した係止部材の先端部を保持して分注チップの離脱時に係止部材に作用する上向きの力を支持する保持手段を備えたことを特徴とする分注装置。
【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、液状の試料の分注に用いられる分注装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生化学分野等で行われる試験や分析において、検体や試薬などの液体を試料容器であるマイクロプレートに小分けする分注が行われる。この分注は、ノズルによって液体を吸入・吐出することによって行われ、ノズルには通常使い捨てタイプの分注チップが装着されて用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この分注チップは分注対象の試料が変わる度に交換されるものであり、試験作業において分注チップの脱着は高い頻度で行われる。従来この脱着作業は分注チップを手で引き抜くなど、手作業によって行われる場合が多く、また一部の分注装置には分注ヘッド自体にチップ離脱機構を備えたものも用いられるようになっている。しかしながら、手作業離脱作業を行う場合には作業頻度が高いことから作業者にとって多大の労力負担となり、分注ヘッドにチップ離脱機構を設ける場合には分注ヘッドが大型・複雑化し、コンパクトな分注装置の実現を阻害するという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、簡便な機構で分注チップ離脱を自動的に行える分注装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の分注装置は、液体を吸引するノズルと、このノズルの下端部に着脱自在に行と列から成る格子状に装着される分注チップとを備え、この分注チップの下端部より液体を吸入して容器に吐出する分注装置であって、水平方向に移動して前記分注チップの上方のノズルの間に進入し前記分注チップの上端面を係止する櫛歯状の係止部材と、この係止部材を前記ノズルに対して相対的に上下動させることにより、前記分注チップを前記ノズルから離脱させる分注チップ離脱手段と、進入した係止部材の先端部を保持して分注チップの離脱時に係止部材に作用する上向きの力を支持する保持手段を備えた。
【０００７】
本発明によれば、分注チップの上端面に係止する櫛歯状の係止部材をノズルの間に進入させ、ノズルに対して相対的に上下動させることにより、簡便な機構で分注チップの離脱を自動的に行うことができる。
【０００８】
【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分注装置の斜視図、図２（ａ），（ｂ）は同分注装置の分注ヘッドの部分斜視図、図２（ｃ）は同分注装置のチップ容器の斜視図、図３は同分注装置の分注ヘッドの側面図、図４（ａ），（ｂ）は同分注装置の分注ヘッドの部分側面図、図５（ａ），（ｂ）は同分注装置の分注チップ離脱機構の部分拡大図、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）、図７（ａ），（ｂ）は同分注チップ離脱動作の説明図である。
【０００９】
まず図１を参照して分注装置の全体構造を説明する。図１において、分注装置１は型材を組み合わせて構成されたフレーム２およびフレーム２に固着されたベースプレート３を備えている。分注装置１はフレーム２とベースプレート３によって３つの部分、すなわち分注部Ａ、ストック部Ｂおよび処理部Ｃに区分される。分注部Ａはベースプレート３上に配設されており、試料を収納したプレートへの分注操作を行う。ストック部Ｂは分注部Ａで用いられるプレートや分注チップをストックする。処理部Ｃは分注操作後にインキュベータなど他装置に送られ、戻って来たプレートの分析や洗浄などの処理を行う。
【００１０】
次に図１を参照して分注部Ａについて説明する。ベースプレート３上には、プレート４を載置する３つのステージ、すなわち分注ステージ１０、バッファステージ１１および待機ステージ１２が設けられている。分注ステージ１０には分注操作が行われる薬剤や検体のプレート４が載置される。バッファステージ１１は分注ステージ１０内に載置されるプレート４や分注チップなどの分注材料を一時的に載置するバッファの役割を果たすものである。また待機ステージ１２はベースプレート３に設けられた搬送孔３ａを介して下方の処理部Ｃへ搬送されるプレート４の待機用のステージである。
【００１１】
分注ステージ１０の側方には、スライドテーブル１３が分注ステージ１０の長手方向に沿って配設されている。スライドテーブル１３には、第１の分注ヘッド１４および第２の分注ヘッド１６が装着されており、第１の分注ヘッド１４および第２の分注ヘッド１６は駆動手段（図示せず）によってそれぞれ個別にスライドテーブル１３に沿って分注ステージ１０上を移動する。
【００１２】
次に、図２を参照して分注材料としての分注チップ１５およびプレート４について説明する。分注チップ１５は先細りのテーパ状のノズル部品であり、分注ヘッドに交換自在に装着され、使用の都度交換されるいわゆる使い捨て部品である。図２（ａ）に示すように、第１の分注ヘッド１４には、分注チップ１５が行と列から成る格子状に複数個（本実施の形態では８行×１２列、計９６個）装着されており（図４も参照）、また図２（ｂ）に示すように、第２の分注ヘッド１６には分注チップ１５が列状に複数個（本実施の形態では８個）装着されている。なお、図２では作図の簡単のため分注チップ１５の個数を省略して描いている。
【００１３】
これらの分注チップ１５の先端部を、図２（ａ）に示すプレート４に格子状に設けられた凹部４ａ内に下降させ液状の薬剤や検体を吸入し、他のプレート４の凹部４ａに吐出することにより、異なるプレート４間で試料の移し替えなどの各種の分注操作を行う。第１の分注ヘッド１４を用いることにより、プレート４の全ての凹部４ａ内の試料を一括して分注することができる。また、第２の分注ヘッド１６を用いることにより、プレート４の任意の列を選択してその列を構成する凹部４ａ内の試料のみを分注することができる。
【００１４】
分注チップ１５は、図２（ｃ）に示すように、プレート４と同様の格子状の配列を有するチップ容器５内に収納されており、チップ容器５上に分注ヘッド１４、１６を下降させることにより、分注チップ１５が自動的に装着されるようになっている。また、使用後には、分注ヘッド１４、１６を分注部Ａに配設された分注チップ離脱部１９（図１参照）上で昇降させることにより、分注チップ離脱部１９の櫛歯状の係止部材に分注チップ１５を係止して分注ヘッド１４、１６から自動的に取り外すようになっている。また、ベースプレート３上の、スライドテーブル１３の反対側の端部には、蓋取外しユニット１８が配設されている。蓋取外しユニット１８は、プレート４のストック時にプレート４を覆う蓋の取外しを行う。
【００１５】
次に図１を参照して天井送行ロボット２０（搬送手段）について説明する。天井送行ロボット２０は、Ｙ軸テーブル２１、Ｘ軸テーブル２３、昇降回転ユニット２４およびアーム２５の下端部に装着された移載ヘッド２６より成る。天井送行ロボット２０は、分注部Ａとストック部Ｂとの間プレート４やチップ容器５等の分注材料の搬送を行う。すなわち、ストック部Ｂにストックされたプレート４やチップ容器５を、移載ヘッド２６によってクランプし分注部Ａの所定位置まで搬送して載置する。
【００１６】
次に図３を参照して分注チップ離脱手段について説明する。図３において、スライドテーブル１３には、ブラケット３０が装着されている。ブラケット３０には送りねじ３５が垂直方向に軸支され、送りねじ３５の上端部にはプーリ３４が結合されている。またブラケット３０にはモータ３１が配設され、モータ３１の回転軸にはプーリ３２が結合されており、プーリ３２とプーリ３４にはベルト３３が調帯されている。第１の分注ヘッド１４は送りねじ３５と螺合したナット３６に結合されており、したがってモータ３１を駆動することにより、第１の分注ヘッド１４はナット３６とともに上下動する。
【００１７】
ベースプレート３上には、ガイドレール４０が水平方向に配設されている。ガイドレール４０にスライド自在に嵌合したスライダ４１には、ブラケット４２が固着されており、ブラケット４２の上端部には係止部材４３が装着されている。またブラケット４２には、シリンダ４４のロッド４４ａが結合されており、ロッド４４ａが突没することにより、係止部材４３は水平方向に往復移動する。
【００１８】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、係止部材４３は櫛歯状となっており、係止部材４３の櫛歯の配列ピッチＰは、分注チップ１５の配列ピッチと等しくなっている。図４（ａ）に示すように、ロッド４４ａを突出させた状態で分注ヘッド１４を下降させると、第１の分注ヘッド１４の下面に装着された分注チップ１５は、ベースプレート３に設けられた開口４７の真上に位置し、このときの分注チップ１５の上端部は係止部材４３のわずか下方に位置する。この状態でシリンダ４４のロッド４４ａを没入させると、係止部材４３の各櫛歯は、格子状に配列された分注チップ１５の上方におけるノズル１４ａの間に進入する。この状態で第１の分注ヘッド１４を上昇させると、分注チップ１５は係止部材４３によって係止されて残留し、ノズル１４ａから離脱する。従って係止部材４３、第１の分注ヘッド１４を上下動させるモータ３１、ナット３６および送りねじ３５は分注チップ離脱手段となっている。
【００１９】
上記分注チップ１５の離脱時には、係止部材４３の先端部は保持部材４５の上端部によって保持される。保持部材４５について、図５を参照して説明する。図５（ａ）に示すように、保持部材４５には係止部材４３の各櫛歯の位置に対応して凹部４５ｂが設けられており、係止部材４３が分注チップ１５の間に進入した状態では、係止部材４３の各櫛歯の先端部は凹部４５ｂ内に嵌合し、これにより係止部材４３の水平方向の位置が保持される。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面を示しており、保持部材４５の上端面には、押え部材４５ａが装着されている。係止部材４３が分注チップ１５の間に進入した状態で、分注ヘッド１４を上昇させると分注チップ１５も上昇しようとするが、このとき分注チップ１５の上端部１５ａは係止部材４３によって係止され、係止部材４３には上向きの力（矢印Ｆ１）が作用する。この力は、押え部材４５ａによって支持される（矢印Ｆ２参照）。したがって、押え部材４５ａや凹部４５ｂが設けられた保持部材４５は、係止部材４３の先端部を保持する保持手段となっている。
【００２０】
この分注装置は上記のように構成されており、以下動作について説明する。図１において、移載ヘッド２６によりストック部Ｂにストックされたチップ容器５を分注部Ａのプレートステージ１０に載置する。次に第１の分注ヘッド１４または第２の分注ヘッド１６を順次チップ容器５上に位置させ、ついでチップ容器５に対して下降させる。これにより、第１の分注ヘッド１４または第２の分注ヘッド１６には分注チップ１５が装着される。この後、第１の分注ヘッド１４または第２の分注ヘッド１６は、試料を収容したマイクロプレート４上に移動し、分注操作が行われる。
【００２１】
以後、第１の分注ヘッド１４を用いる場合について説明する。第１の分注ヘッド１４をマイクロプレート４に対して下降させ、分注チップ１５の下端部をマイクロプレート４のウェル４ａ内に挿入し、次いでウェル４ａ内の試料を分注チップ１５内に吸引する。この後、第１の分注ヘッド１４は上昇し、分注対象の他のマイクロプレート４上に移動する。次いで第１の分注ヘッド１４を下降させ、分注チップ１５の下端部をウェル４ａ内に挿入した状態で、分注チップ１５内の試料をウェル４ａ内に吐出し、分注操作を完了する。
【００２２】
この後、新たな分注操作に移行する際に、分注チップ１５の交換が行われる。このときに行われる分注チップ１５の離脱動作について、図６を参照して説明する。図６（ａ）において、分注を終え使用済の分注チップ１５が装着された第１の分注ヘッド１４を分注チップ離脱部１９の上方に位置合せし、次いで第１の分注ヘッド１４を下降させる。次に、図６（ｂ）に示すように、シリンダ４４のロッド４４ａを没入させる。このとき、係止部材４３の先端部は保持部材４５によって保持される。そしてこの状態で、図６（ｃ）に示すように第１の分注ヘッド１４を上昇させる。これにより、分注チップ１５は、第１の分注ヘッド１４下面のノズル１４ａから離脱する。
【００２３】
このときの離脱の過程について説明する。図７（ａ）において、ノズル１４ａには分注チップ１５が装着されている。分注チップ１５は、上端部１５ａの内径部がノズル１４ａのシール部材１４ｂを外側から締め付けることにより、ノズル１４ａに締結されている。第１の分注ヘッド１４を上昇させると、ノズル１４ａもともに上昇するが、分注チップ１５の上方のノズル１４ａの間に進入した係止部材４３によって分注チップ１５の上端部１５ａが係止されるため、図７（ｂ）に示すように、分注チップ１５を残したまま、ノズル１４ａのみが上昇する。これにより、図７（ｃ）に示すように分注チップ１５はノズル１４ａから完全に離脱し、下方に落下する。そして、ベースプレート３の開口部４７に設けられた容器４６内に回収される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、分注チップの上端面に係止する櫛歯状の係止部材をノズルの間に進入させ、ノズルに対して相対的に上下動させることにより、簡単な機構で分注チップの離脱を自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の分注装置の斜視図
【図２】（ａ）本発明の一実施の形態の分注装置の分注ヘッドの部分斜視図
（ｂ）本発明の一実施の形態の分注装置の分注ヘッドの部分斜視図
（ｃ）本発明の一実施の形態の分注装置のチップ容器の斜視図
【図３】本発明の一実施の形態の分注装置の分注ヘッドの側面図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態の分注装置の分注ヘッドの部分側面図
（ｂ）本発明の一実施の形態の分注装置の分注ヘッドの部分側面図
【図５】（ａ）本発明の一実施の形態の分注装置の分注チップ離脱機構の部分拡大図
（ｂ）本発明の一実施の形態の分注装置の分注チップ離脱機構の部分拡大図
【図６】（ａ）本発明の一実施の形態の分注チップ離脱動作の説明図
（ｂ）本発明の一実施の形態の分注チップ離脱動作の説明図
（ｃ）本発明の一実施の形態の分注チップ離脱動作の説明図
【図７】（ａ）本発明の一実施の形態の分注チップ離脱動作の説明図
（ｂ）本発明の一実施の形態の分注チップ離脱動作の説明図
【符号の説明】
１  分注装置
１０  分注ステージ
１４  第１の分注ヘッド
１４ａ  ノズル
１５  分注チップ
１９  分注チップ離脱部
４３  係止部材
４４  シリンダ
４５  保持部材
４５ａ  押さえ部材
４５ｂ  凹部
【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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