(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉された計量容器内の上部側と標本液を貯留する標本液槽内の底部側とをシリコンチューブ製の第１輸送管で連通すると共に、
前記計量容器の底部に該計量容器より標本液採取器に標本液を輸送するためのシリコンチューブ製の第２輸送管を設け、
前記第１輸送管及び第２輸送管にそれぞれ開閉のための第１ピンチバルブ及び第２ピンチバルブを設け、
前記計量容器に該計量容器内の標本液の液位を検知して定量の液位のとき信号を出力するセンサを設け、
更に、前記計量容器に該計量容器内上部より容器内雰囲気を排出する吸い込みポンプと計量容器内の標本液の液面を加圧する加圧ポンプとを清浄と殺菌のためのフィルタを介して接続した標本液分取装置であって、
前記第１輸送管の前記計量容器内の出口の高さ位置は、前記計量容器に採取される定量の培養液の液面と等しく且つ、定量の培養液の液面と接するように設定し、
タイマーにより標本開始信号が入力されたとき、前記第１ピンチバルブを開、
第２ピンチバルブを閉とすると共に、前記センサより信号が出力されるまで前記吸い込みポンプを作動して前記計量容器に標本液を採集し、前記センサより信号が出力されたとき、前記吸い込みポンプを停止し、
同時に加圧ポンプを所定時間起動して上記標本液の採集に際し吸い込みポンプの慣性による過剰な培養液を、前記培養液槽に押し戻して、定量の液位で計量容器内の空気に前記第１輸送管の出口が出会うことで該第１輸送管への培養液の供給が切断されて、計量容器に定量の培養液が採集される設定とし、
所定時間経過後、前記第１ピンチバルブを閉、第２ピンチバルブを開とした後、前記加圧ポンプを作動して前記計量容器より前記標本液採取容器に標本液を移送し、
その後、第１ピンチバルブを開、第２ピンチバルブを閉として加圧ポンプを運転して、第1輸送管の残存液を前記培養槽に吹き戻し、
更に、所定時間、第１ピンチバルブの閉、第２ピンチバルブの開を保持して、加圧ポンプを運転して、第２輸送管を乾燥するコントローラを設けたことを特徴とする標本液分取装置。
【請求項２】
前記第１輸送管の前記計量容器内の出口より該計量容器外露出部に及ぶ一端部を金属管で構成すると共に、
細い金属棒を前記計量容器内の底部側より上方に延出させて前記計量容器の天井部を貫通させ、
更に、該金属棒及び前記金属管の一方を陽極又は陰極とし、他方を、陰極又は陽極として、それぞれ対応する接点に電気的に接続することにより、前記センサを構成したことを特徴とする請求項１記載の標本液分取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は微生物培養装置や酵素反応装置から標本液を採取する標本液分取装置に関するものであり、特に、標本液の採取を自動化できる標本液分取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、微生物培養装置や酸素反応装置等から所定の時間毎に標本を採取する作業や、採取後の管理洗浄作業等、一連の作業は、技術者が標本採取装置に備えられているポンプやバルブを操作して行なっている。
【０００３】
標本液の採取作業は、所定の時間毎に標本液を採取する必要があるので、人手によって行なう従来の採取方法では夜間や休日等にも技術者が勤務していなければならず、過酷な労働である。しかも、人手に依存するため、採取時間や採取量或いは採取品質等に問題を生じる慮れもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、図３に示す標本液分取装置が考えられている。同図に示すように、この標本液分取装置３０は、密閉された計量容器３１内の底部側と培養液槽３２内の底部側と輸送管３３で連通すると共に、計量容器３１内の上部をフィルタ３４を有する給排管３５を介して給排ポンプ３６に接続し、輸送管３３より第２輸送管３７を分岐させて、該第２輸送管３７の途中に第１ピンチバルブ３８を、輸送管３３の分岐部上流側（培養液槽側）に第２ピンチバルブ３９をそれぞれ設け、前記第１ピンチバルブ３８を開、第２ピンチバルブ３９を閉とした後、前記給排ポンプ３６による計量容器３１内の圧力降下によって培養液槽３２から定量の標本液を採取し、また、２輸送管３７の管端を試験管8等の採取容器の入口に臨ませた状態で、第１ピンチバルブ３８を閉、第２ピンチバルブ３９を開とし、その後、前記給排ポンプ３６による計量容器３１の液面加圧により標本液を試験管８に移しかえる装置であるが、標本液の採取の際、第２ピンチバルブ３８の閉鎖タイミング、培養液の粘度差、前記給排ポンプ３６の慣性回転に起因して前記計量容器３１の液位が定量よりも増加する傾向が強く、このため標本液の定量の設定が困難となる欠点がある。
【０００５】
そこで、標本液の採取液位を自動的に定量液位に補正して、計量容器に正確な標本液を採取するために解決せられる技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を解決するために提案せられたものであり、請求項1記載の発明は、密閉された計量容器内の上部側と標本液を貯留する標本液槽内の底部側とをシリコンチューブ製の第１輸送管で連通すると共に、前記計量容器の底部に該計量容器より標本液採取器に標本液を輸送するためのシリコンチューブ製の第２輸送管を設け、前記第１輸送管及び第２輸送管にそれぞれ開閉のための第１ピンチバルブ及び第２ピンチバルブを設け、前記計量容器に該計量容器内の標本液の液位を検知して定量の液位のとき信号を出力するセンサを設け、
更に、前記計量容器に該計量容器内上部より容器内雰囲気を排出する吸い込みポンプと計量容器内の標本液の液面を加圧する加圧ポンプとを清浄と殺菌のためのフィルタを介して接続した標本液分取装置であって、前記第１輸送管の前記計量容器内の出口の高さ位置は、前記計量容器に採取される定量の培養液の液面と等しく且つ、定量の培養液の液面と接するように設定し、タイマーにより標本開始信号が入力されたとき、前記第１ピンチバルブを開、第２ピンチバルブを閉とすると共に、前記センサより信号が出力されるまで前記吸い込みポンプを作動して前記計量容器に標本液を採集し、前記センサより信号が出力されたとき、前記吸い込みポンプを停止し、同時に加圧ポンプを所定時間起動して上記標本液の採集に際し吸い込みポンプの慣性による過剰な培養液を、前記培養液槽に押し戻して、定量の液位で計量容器内の空気に前記第１輸送管の出口が出会うことで該第１輸送管への培養液の供給が切断されて、計量容器に定量の培養液が採集される設定とし、所定時間経過後、前記第１ピンチバルブを閉、第２ピンチバルブを開とした後、前記加圧ポンプを作動して前記計量容器より前記標本液採取容器に標本液を移送し、その後、第１ピンチバルブを開、第２ピンチバルブを閉として加圧ポンプを運転して、第1輸送管の残存液を前記培養槽に吹き戻し、更に、所定時間、第１ピンチバルブの閉、第２ピンチバルブの開を保持して、加圧ポンプを運転して、第２輸送管を乾燥するコントローラを設けた標本液分取装置を提供し、
また、請求項２記載の発明は、前記第１輸送管の前記計量容器内の出口より該計量容器外露出部に及ぶ一端部を金属管で構成すると共に、細い金属棒を前記計量容器内の底部側より上方に延出させて前記計量容器の天井部を貫通させ、
更に、該金属棒及び前記金属管の一方を陽極又は陰極とし、他方を、陰極又は陽極として、それぞれ対応する接点に電気的に接続することにより、前記センサを構成した請求項１記載の標本液分取装置を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、培養液分取装置に適用した本発明の一実施の形態を図１及び図２に従って詳述する。図１は標本液分取装置として培養液分取装置を示している。同図に示すように、該培養液分取装置１は、細長い筒状の密閉ガラス容器を計量容器２として、該計量容器２内の上部側と培養液を貯留する培養液槽（標本液槽）３内の底部側とをシリコンチューブ製の第１輸送管４で連通し、前記計量容器２の底部に細長い排出管部５を形成して該排出管部５にシリコンチューブ製の第２輸送管６を接続し、該第２輸送管６の先端の排出口７を、標本液採取容器としての試験管８の入口９に臨ませている。そして、ガラス製の培養液槽３に貯留されている培養液を吸入負圧によって前記計量容器２内に吸い込み、計量後、計量容器２内に加圧空気を供給してその所定圧力で液面を加圧することによって計量容器２内より前記試験管８に培養液を輸送するために、前記第１輸送管４に、第１ピンチバルブ１１を、また、第２輸送管６に第２ピンチバルブ１２をそれぞれ取り付けて、これら第１輸送管４と第２輸送管６とをそれぞれ開閉自在に構成している。ここで、前記第１ピンチバルブ１１及び第２ピンチバルブ１２は、前記第１輸送管４及び第２輸送管６を外側より径方向に沿って挟圧し、押し潰すことによって閉塞し、挟圧の解除により、開放する弁である。このため、前記第１輸送管４及び第２輸送管６内外の滅菌処理を簡単に行なうことができる。
そして、前記計量容器２の上部には該計量容器２内の容器内雰囲気を排出し且つ、該計量容器２内に所定圧の加圧空気を供給するための管状の管接続部１３が一体形成され、この管接続部１３に、清浄と殺菌のためのフィルタ１４を有する吸排管１５が取り付けられ、該吸排出管１５の端部を二股に分岐して各分岐管１６、１７がそれぞれ吸い込みポンプ１８と加圧ポンプ１９に接続されている。
【０００８】
従って、第２ピンチバルブ１２の閉により第２輸送管６を閉塞し、且つ第１ピンチバルブ１１の開により第１輸送管４を開放し、この後、前記吸い込みポンプ１８のみを作動して前記計量容器２内の雰囲気を外部に排出すると、計量容器２内の圧力低下に応じて、培養液槽３の培養液を計量容器２内に吸い込むことが可能となり、この逆に、第２ピンチバルブ１２を開として第２輸送管６を開放し、且つ第１ピンチバルブ１１の閉により第１輸送管４を閉鎖した状態で前記加圧ポンプ１９を作動すると、液面に作用する加圧空気の圧力によって、計量容器２内の培養液を第２輸送管６を介して前記試験管８に移送することが可能となる。
【０００９】
そして、第１輸送管４の計量容器２内の出口２０の計量容器２内の高さ位置は、前記計量容器２に採取される定量の培養液の液面と等しく且つ、定量の培養液の液面と接するように設定されている。従って、前記第１ピンチバルブ１１の開、第２ピンチバルブ１２の閉を保持して前記加圧ポンプ１９を作動すると、培養液の余剰分は前記培養液槽に３に押し戻され、定量の液位で計量容器２内の空気に第１輸送管４の前記出口２０が出会うことによって、第１輸送管４への培養液の供給が断たれ、計量容器２には結果的に定量の培養液が採集されることになる。このように本実施の形態では、第１輸送管４の計量容器２内の出口２０の計量容器２内の高さ位置を、前記計量容器２に採取される定量の培養液の液面と等しく且つ、定量の培養液の液面と接するように設定することによって、前記ピンチバルブ１１，１２の閉鎖タイミング、培養液の粘度差、及び前記ポンプ１６の慣性に起因して生じる培養液の過剰な吸い込みを利用し、併せて、計量容器２内の空気と前記第１輸送管４の出口２０とが出会うことによる圧力の伝達不能も利用することにより、定量の培養液の採取を実現するのである。
【００１０】
しかし、前記ピンチバルブ１１，１２の開閉時期並びに前記ポンプ１８，１９の運転時期を制御するには、一定の基準が必要であり、このために計量容器２の培養液の液位を検出するセンサが必要となる。
【００１１】
ここに、センサとしては、浮力を利用して接点を開閉する形式のフロート式センサを用いることも考えられるが、計量容器２内の容量の制限により、また、清浄性及び滅菌処理の困難さを思料すると採用は難しい。
【００１２】
そこで、本実施の形態では、前記第１輸送管４の計量容器内出口２０より前記計量容器外露出部に及んだ一端部を金属管２１で構成すると共に、細い金属棒２２を前記計量容器２内の底部側より上方に延出させて、計量容器２の天井部を貫通させ、該金属棒２２及び前記金属管２１の一方を陽極又は陰極とし、他方を陰極又は陽極として、それぞれ対応する接点（図示せず）に電気的に接続し、接点が閉じたときの信号をコントローラ２３に入力するよう構成している。
【００１３】
従って、前記金属管２１及び金属棒２２より成るセンサ２４は、上記フロート式のセンサと比べて清浄性、滅菌性に優れ、また計量容器２の容積に対する影響度も極めて小さく、構成が簡易で安価となる。また、前記金属管２１をそのまま前記センサ２４の一部として利用すると、定量の液位より上方の液位を全て感知することが可能となり検出精度及び検出範囲を拡大することが可能となる。
【００１４】
前記コントローラ２３は周知のシーケンサ又はマイクロコンピュータより成り、計量容器２に培養液を自動採取し、その後、前記試験管８に移送するために、前記各ピンチバルブ１１、１２の開閉及び前記各ポンプ１８、１９の作動・停止を制御するよう構成されている。
【００１５】
図２は前記コントローラ２３の基本的な制御を示すブロック図である。同図に示すように、この制御では、まず、コントローラ２３は、標本開始のためのスイッチのオン入力があると、年、日、時刻を管理するタイマーを起動する。そして待機モードに入り、該タイマーにより設定された時間（年、日、時刻）まで待機する（ステップ０）。
【００１６】
タイマにより設定時刻となると、前記第１ピンチバルブ１１を開、第２ピンチバルブ１２を閉とし、この後、前記加圧ポンプ１９を所定時間（約１０ｓｅｃ）起動する（ステップ１）。
【００１７】
加圧空気の圧力で、前記第１輸送管４内の付着物は全て培養液槽３に吹き戻され、同様に管内の微生物の成長による高粘度の培養液は全て管外に排出される。これにより、前記第１輸送管４内は清掃され、また、前記培養液槽３は撹拌されその粘度は一様となる。もちろん清掃時間の設定によっては微生物をこの攪拌により一様に分布させることも可能である。
【００１８】
次に、培養液の採取のため、前記第１ピンチバルブ１１を開及び前記第２ピンチバルブ１２の閉に保持して、前記センサ２４より通電信号が入力されるまで前記吸い込みポンプ１８を起動する（ステップ２）。
【００１９】
計量容器２の圧力の降下により前記培養液槽３より計量容器２内に培養液が吸入され、前記金属管２１と金属棒２２の双方が培養液と接触して互いに電気的に導通すると、コントローラ２３は計量容器２に対する培養液の採取が完了したとみなして、前記吸い込みポンプ１８を停止し、同時に、第１ピンチバルブ１１を開、第２ピンチバルブ１２を閉に保持して、加圧ポンプ１９を所定時間（約１０ｓｅｃ）起動する。
【００２０】
これにより、前記計量容器２に採取された培養液の液面に加圧力が作用し、培養液の余剰分はこの圧力によって培養液槽３に押し戻される（ステップ３）。
【００２１】
所定時間（約１０ｓｅｃ）経過後、試験管８を支持する支持台２５の回転駆動装置（ステップモータ等）２６に駆動信号を出力して前記第２輸送管６の排出口７を試験管８の入口９に臨ませた後、アクチュエータ（図示せず）に駆動信号を出力してスライドシャッタ（図示せず）を開作動し、試験管８の入口９を開放する。
【００２２】
そして、この開放後、前記加圧ポンプ１９の運転、第１ピンチバルブ１１を閉に保持して、第２ピンチバルブ１２を開作動し、液面に作用する加圧ポンプ１９の加圧力によって培養液を試験管８に移送する（ステップ４）。
【００２３】
そして、加圧ポンプ１９の運転及び、第１ピンチバルブ１１の開、第２ピンチバルブ１２の閉を所定時間（約５ｓｅｃ）して、第１輸送管４の残存液を前記培養槽３に吹き戻し、これによって第１輸送管４内を清掃する（ステップ５）。
【００２４】
更に、所定時間（約１０ｓｅｃ）、第１ピンチバルブ１１の閉、第２ピンチバルブ１２の開を保持して、前記加圧ポンプ１９を作動して、第２輸送管６を乾燥し（ステップ６）、続いて、前記アクチュエータに駆動信号を出力して前記試験管の入口９を閉鎖し、採取した培養液の蒸発を防止する。
【００２５】
そして、この後、前記回転駆動装置（ステップモータ等）に駆動信号を出力して、前記支持台２５を所定角度、すなわち、前記試験管８のピッチ分、回転し、次の試験管８を前記第２輸送管１２の排出口７に臨ませ（ステップ７）、ステップ０に戻る。なお、支持台２５の回転角の制御には、図１に示すように、反射板４０と、光電スイッチ４１を用いる。
【００２６】
このように本実施の形態に係る培養液分取装置は、単に、前記各ピンチバルブ１１、１２の閉鎖タイミング及び標本液としての培養液の粘度のバラツキに起因した流体慣性の影響を排除するに止まらず、更に、第１輸送管４を清掃し、第２輸送管６を清掃すると共に乾燥して、次回の培養液の採取に備えるので、一定品質の培養液の自動採取の信頼性を可及的に向上することができる。
【００２７】
なお、本実施の形態では、吸い込みポンプ１８と加圧ポンプ１９とを設け、それぞれフィルタ１４により浄化する説明をしたが、前記給排ポンプ３６と一個のフィルタ１４によって構成することも可能であり、本発明は係る構成をも含むものである。また、前記培養液分取装置１は、微生物の種別あるいは標本液の性状により、一定温度に管理する必要がある場合は、冷蔵庫等の温度管理された庫内に設置されることは当然になされるものである。
【００２８】
さらに、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、上記一実施の形態に詳述したように、密閉された計量容器内の上部側と標本液を貯留する標本液槽内の底部側とをシリコンチューブ製の第１輸送管で連通すると共に、前記計量容器の底部に該計量容器より標本液採取器に標本液を輸送するためのシリコンチューブ製の第２輸送管を設け、前記第１輸送管及び第２輸送管にそれぞれ開閉のための第１ピンチバルブ及び第２ピンチバルブを設け、前記計量容器に該計量容器内の標本液の液位を検知して定量の液位のとき信号を出力するセンサを設け、更に、前記計量容器に該計量容器内上部より容器内雰囲気を排出する吸い込みポンプと計量容器内の標本液の液面を加圧する加圧ポンプとを清浄と殺菌のためのフィルタを介して接続した標本液分取装置であって、前記第１輸送管の前記計量容器内の出口の高さ位置は、前記計量容器に採取される定量の培養液の液面と等しく且つ、定量の培養液の液面と接するように設定し、タイマーにより標本開始信号が入力されたとき、前記第１ピンチバルブを開、第２ピンチバルブを閉とすると共に、前記センサより信号が出力されるまで前記吸い込みポンプを作動して前記計量容器に標本液を採集し、前記センサより信号が出力されたとき、前記吸い込みポンプを停止し、同時に加圧ポンプを所定時間起動して上記標本液の採集に際し吸い込みポンプの慣性による過剰な培養液を、前記培養液槽に押し戻して、定量の液位で計量容器内の空気に前記第１輸送管の出口が出会うことで該第１輸送管への培養液の供給が切断されて、計量容器に定量の培養液が採集される設定とし、所定時間経過後、前記第１ピンチバルブを閉、第２ピンチバルブを開とした後、前記加圧ポンプを作動して前記計量容器より前記標本液採取容器に標本液を移送し、その後、第１ピンチバルブを開、第２ピンチバルブを閉として加圧ポンプを運転して、第1輸送管の残存液を前記培養槽に吹き戻し、更に、所定時間、第１ピンチバルブの閉、第２ピンチバルブの開を保持して、加圧ポンプを運転して、第２輸送管を乾燥するコントローラを設けたので、
前記各ピンチバルブの閉鎖タイミング及び標本液の粘度のバラツキに起因した流体慣性の影響が排除され、定量の標本液が自動的に採取される。
また、上記第１ピンチバルブ及び第２ピンチバルブは、上記シリコンチューブ製の第１輸送管及び第２輸送管を外側より径方向に沿って挟圧し、押し潰すことによって閉塞し、挟圧の解除により開放するので、前記第１輸送管及び第２輸送管内外の滅菌処理を簡単に行なうことができると共に、計量容器内上部より容器内雰囲気を排出する吸い込みポンプと計量容器内の標本液の液面を加圧する加圧ポンプとを清浄と殺菌のためのフィルタを介して接続したので、該フィルタによって計量容器の清浄性と殺菌性を保つことができる。
加えて、上記計量容器より前記標本液採取容器に標本液を移送した後、第１ピンチバルブを開、第２ピンチバルブを閉として加圧ポンプを運転して、第1輸送管の残存液を前記培養槽に吹き戻し、更に、所定時間、第１ピンチバルブの閉、第２ピンチバルブの開を保持して、加圧ポンプを運転して、第２輸送管を乾燥するので、上記各ピンチバルブの閉鎖タイミング及び標本液としての培養液の粘度のバラツキに起因した流体慣性の影響を排除するに止まらず、更に、第１輸送管を清掃し、第２輸送管を清掃すると共に乾燥して、次回の培養液の採取に備えるので、一定品質の培養液の自動採取の信頼性を可及的に向上する。
【００３０】
請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明の効果に加えて、前記第１輸送管の前記計量容器内の出口より該計量容器外露出部に及ぶ一端部を金属管で構成すると共に、細い金属棒を前記計量容器内の底部側より上方に延出させて前記計量容器の天井部を貫通させ、更に、該金属棒及び前記金属管の一方を陽極又は陰極とし、他方を、陰極又は陽極として、それぞれ対応する接点に電気的に接続することにより、前記センサを構成し、前記金属管の部位をそのままセンサの一部として利用して定量の液位より上方の液位を全て感知するので、検出精度を大幅に向上することができる。
また、清浄性、滅菌性に優れ、計量容器の容積に対する影響度も極めて小さく、構成が簡易で安価となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の標本液分取装置の一実施の形態に係る培養液分取装置の構成図である。
【図２】コントローラの制御内容を示すブロック図である。
【図３】検討した従来の標本液分取装置の構成図である。
【符号の説明】
１        培養液分取装置（標本液分取容器）
２        計量容器
３        培養液槽
４        第１輸送管
６        第２輸送管
８        試験管（標本液採取容器）
１１      第１ピンチバルブ
１２      第２ピンチバルブ
１３ 管接続部
１４      清浄と殺菌のためのフィルタ
１８      吸い込みポンプ
１９      加圧ポンプ
２０      計量容器内出口
２１      金属管
２２      金属棒
２３      コントローラ
２４      センサ
【図１】
0003718064.tif 000002
【図２】
0003718064.tif 000003
【図３】
0003718064.tif 000004