(57)【要約】【課題】例えば、コンビナトリアル手法を用いて複数種の液状原料を混合して混合比の異なる多種類の液状試料を自動的に生成し、ディスポーザブルなピペットチップを使用してライプラリプレートの正確な位置に分注するのに好適なライブラリ製造装置及びライブラリ製造方法を提供すること。【解決手段】ライブラリ製造装置には、ピペットチップ先端が接近可能な互いに直交するＸ方向及びＹ方向の断面を有する上面が水平な基準部材が固定されており、基準部材のＸ方向及びＹ方向の断面にピペットチップ先端が近接したことを検知する検知手段と、検知手段により検知されたＸ方向及びＹ方向のピペットチップ先端の位置と、その位置におけるピペットチップ装着ヘッドの位置で規定されるピペットチップ先端の基準位置との差を演算する演算手段と、が設けられている。【選択図】  図１
2006162251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスポーザブルなピペットチップを移送手段に固定されたピペットチップ装着ヘッド
に装着して使用するライブラリ製造装置であって、
前記ライブラリ製造装置には、前記ピペットチップ先端が接近可能な互いに直交するＸ方
向及びＹ方向の断面を有する上面が水平な基準部材が固定されており、
前記基準部材のＸ方向及びＹ方向の断面に前記ピペットチップ先端が近接したことを検知
する検知手段と、前記検知手段により検知されたＸ方向及びＹ方向のピペットチップ先端
の位置と、
その位置における前記ピペットチップ装着ヘッドの位置で規定されるピペットチップ先端
の基準位置との差を演算する演算手段と、が設けられていることを特徴とするライブラリ
製造装置。
【請求項２】
複数種の液状原料を異なる組合せ比率毎に個別の混合容器中において混合した複数種の
液状試料を、移送手段に固定されたピペットチップ装着ヘッドに装着したディスポーザブ
ルなピペットチップでライブラリプレートに分注するライブラリ製造装置であって、
前記ライブラリ製造装置には、前記ピペットチップ先端が接近可能な互いに直交するＸ方
向及びＹ方向の断面を有する上面が水平な基準部材が固定されており、
前記基準部材のＸ方向及びＹ方向の断面に前記移送手段で移送される前記ピペットチップ
先端が近接したことを検知する検知手段と、前記検知手段により検知されたＸ方向及びＹ
方向のピペットチップ先端の位置と、
その位置における前記ピペットチップ装着ヘッドの位置で規定されるピペットチップ先端
の基準位置との差を演算する演算手段と、が設けられており、
前記複数種の液状試料毎に、取り替えられた前記ピペットチップが前記移送手段で基準部
材に近接するように移送され、
前記ライブラリ製造装置に装着されたライブラリプレートに分注する前に、前記ピペット
チップの先端の検知された位置と、前記ピペットチップ先端の基準位置との差を演算する
ようになされていることを特徴とするライブラリ製造装置。
【請求項３】
前記検知手段が、前記ピペットチップ先端から気体を噴射し、前記ピペットチップ内の
変化する背圧を検出するものであることを特徴とする請求項１又は２記載のライブラリ製
造装置。
【請求項４】
複数種の液状試料を、移送手段に固定したピペットチップ装着ヘッドに装着したディス
ポーザブルなピペットチップで分注するライブラリ製造方法であって、
（１）前記ピペットチップをピペットチップ装着ヘッドに装着するステップと、
（２）前記ピペットチップを、ピペットチップの先端から気体を噴射させながら移送手段
により基準部材にＸ方向から近接させピペットチップ内の背圧の変化を検出するステップ
と、
（３）前記ピペットチップを、ピペットチップの先端から気体を噴射させながら移送手段
により基準部材に前記Ｘ方向に直交するＹ方向から近接させピペットチップ内の背圧の変
化を検出するステップと、
（４）Ｘ方向及びＹ方向の検出された背圧の変化から前記ピペットチップ先端の位置を検
出するステップと、
（５）前記ピペットチップ先端の検出された位置と、前記ピペットチップ先端の予め設定
された基準位置とのＸ方向及びＹ方向の差を演算するステップと、
（６）前記差の演算結果に基づいて、ピペットチップ先端がイブラリプレートの予め決め
られた位置に一致するようにピペットチップを移送し、前記液状試料の一つをライブラリ
プレートの予め決められた位置に分注するステップと、
（７）前記ピペットチップを廃棄するステップと、
を備えており、それぞれの前記液状試料に対して（１）から（７）のステップを繰り返す
ことを特徴とするライブラリ製造方法。
【請求項５】
複数種の液状原料を異なる組合せ比率毎に個別の混合容器中において混合した複数種の
液状試料を、移送手段に固定されたピペットチップ装着ヘッドに装着したディスポーザブ
ルなピペットチップでライブラリプレートに分注するライブラリ製造装置であって、
前記ピペットチップ装着ヘッドには、Ｘ方向及びＹ方向の基準位置が予め設定されており
、
前記ライブラリ製造装置には、前記ピペットチップ装着ヘッド基準位置における前記ピペ
ットチップ先端位置測定装置が備えられており、
前記ピペットチップ装着ヘッド基準位置におけるピペットチップ先端の測定された位置と
、前記基準位置にあるピペットチップ装着ヘッドの位置で規定されるピペットチップ先端
の基準位置との差を演算する演算手段が設けられており、
前記複数種の液状試料毎に前記ピペットチップが取り替えられ、その取り替えられたピペ
ットチップが装着された前記ピペットチップ装着ヘッドが基準位置に移送され、
前記ライブラリ製造装置に装着されたライブラリプレートに分注する前に、前記ピペット
チップの先端の測定された位置と、前記ピペットチップ先端基準位置との差を演算するよ
うになされていることを特徴とするライブラリ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多種類の液状試料をディスポーザブルなピペットチップを使用してライブラ
リプレートの正確な位置に分注することのできるライブラリ製造装置及びライブラリ製造
方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無機材料を例に挙げると、近年、ファインセラミックス技術の進歩により、セラミック
ス材料の結晶構造、組成、結晶粒の大きさをミクロン〜ナノスケールで制御できるように
なっている。このため、セラミックス材料の電子材料等への応用展開の途が急速に拡大し
ている。なかでも、セラミックスの酸化物は、誘電特性や磁気特性、電気導電性等におい
て、幅広い物性を有する。セラミックス材料の機能の多様性は、セラミックス材料として
制御すべきパラメーターがその不定比性、結晶構造の異方性等もふくめて極めて多様であ
ることを意味している。
【０００３】
その結果、従来のように出発原料である複数種の無機物質原料を異なる比率で混合、焼
成して得られるセラミックス材料を一つ一つ製造し、その性質を調べる方法では、目的の
物質材料に到達するまでに膨大な時間がかかるばかりでなく、勘と経験の及ばない偶然な
発見につながる可能性はきわめて低いものとなる。さらに、同じ系統の物質を取り扱う際
に、複数の人間で行うと、ヒューマンエラーによる誤差を生ずる確率が高くなる。新規セ
ラミックス材料の探索には、自動処理装置を用いることにより多種の原料の組合せを如何
に系統的に制御しつつ生成しうるかが、キーポイントになる。
【０００４】
また、有機物質原料の場合においても、複数種の成分の組み合わせの研究が鋭意行われ
ている。例えば、ヒートポンプ装置に用いる、環境負荷が小さく効率のよい冷媒の開発に
おいては、単独の冷媒では限界があるため、３成分又はそれ以上の成分の混合冷媒を検討
することが行われている（特許文献１）。医薬品の分野でも、効果的な薬剤の開発におい
て、同様にコンビナトリアル手法が広く採用されていることはよく知られている。このよ
うに、複数種の原料を混合して混合比の異なる膨大な数の試料を正確に、短時間で生成す
ることができれば、広く科学技術分野で新規材料の探索が大いに進捗することが期待でき
る。
【０００５】
発明者らは、複数の無機物質原料を異なる比率の組み合わせで混合してなる試料を多数
生成し分析する化学反応処理装置を発明し特許出願した（特許文献２）。この化学反応処
理装置を使うことにより、容易な制御により、多種多数の化学生成物を得るとともに、そ
れらを高効率で分析評価できることとなった。  
【０００６】
上記化学反応処理装置は、対象が液状原料の場合にはピペットチップを使用して液状原
料を混合した液状試料をライブラリプレートに分注し、ライブラリを製造するものであっ
た。また、得られた化学生成物を高効率で分析評価するためには、一枚のライブラリプレ
ートに多数の液状試料を正確に分注することの必要性が高まってきた。
【０００７】
従来、ライブラリ製造に採用される分注方式には洗浄方式とディスポーザブルチップ方
式（例えば、特許文献３）が知られている。ディスポーザブルチップ方式を採用すると分
注時の液状試料のコンタミネーションを確実に防止できるので、化学分析や臨床検査の分
野で広く採用されている。ディスポーザブルチップ方式に使用されるディスポーザブルな
ピペットチップは、多量に使用されることから、コストの安い汎用合成樹脂製のものが一
般的に使用される。しかしながら、汎用合成樹脂という原料の性質上、汎用合成樹脂製の
ピペットチップの形状の精度は必ずしもよいとはいえず、特別な条件でない限り、長期に
保存したものの形状は製造時から変化していくことは避けられない。そのため、ライブラ
リに要求される、正確な位置への分注には限界がある。つまり、物性等の自動測定に必要
とされる試料形成位置の精密なライブラリの製造は困難であった。
【０００８】
試料形成位置が精密なライブラリの製造を行うために、複数のピペットを一体化して組
み、試料液を相対的に正確な位置に分注する分注装置（特許文献４）が知られている。こ
の技術であっても、ピペットチップの形状の精度が悪ければ、試料形成位置が精密なライ
ブラリの製造は困難であった。
【０００９】
さらに、ピペット針（ピペットチップ）が基準部材の基準面へ接触したことを検出して
ピペット針を目標位置に正確に移送することを保証するピペット装置（特許文献５）が知
られている。しかし、このピペット装置に使用されるピペット針は、ディスポーザブルな
ものではなく、多種類の試料を試料ごとにピペットチップを換えながらライブラリプレー
トに分注するという目的に適したものではなかった。
【００１０】
【特許文献１】特開平９−３２４１７５号公報
【特許文献２】特開２００１−２１９０５２号公報
【特許文献３】特開平６−２８９０３２号公報
【特許文献４】特開２００１−１５３７６１号公報
【特許文献５】特開平５−３４６４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、本発明者らが開発した上述の化学反応装置の応用範囲を広げ、さらに効果的
なものとし、例えば、コンビナトリアル手法を用いて複数種の液状原料を混合して混合比
の異なる多種類の液状試料を自動的に生成し、ディスポーザブルなピペットチップを使用
してライブラリプレートの正確な位置に分注するのに好適なライブラリ製造装置及びライ
ブラリ製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、ディスポーザブルな
ピペットチップを使用するライブラリ製造装置において、ピペットチップ先端位置を、基
準部材を用いて検出し、ピペットチップ先端位置とピペットチップ装着ヘッドの位置で規
定されるピペットチップ先端の基準位置との差を演算して、ライブラリプレートの正確な
位置に試料を形成することのできるライブラリ製造装置及びライブラリ製造方法に関する
ものである。
【００１３】
すなわち、本発明は、（１）ディスポーザブルなピペットチップを移送手段に固定され
たピペットチップ装着ヘッドに装着して使用するライブラリ製造装置であって、前記ライ
ブラリ製造装置には、前記ピペットチップ先端が接近可能な互いに直交するＸ方向及びＹ
方向の断面を有する上面が水平な基準部材が固定されており、前記基準部材のＸ方向及び
Ｙ方向の断面に前記ピペットチップ先端が近接したことを検知する検知手段と、前記検知
手段により検知されたＸ方向及びＹ方向のピペットチップ先端の位置と、その位置におけ
る前記ピペットチップ装着ヘッドの位置で規定されるピペットチップ先端の基準位置との
差を演算する演算手段と、が設けられていることを特徴とするライブラリ製造装置、であ
る。
【００１４】
ディスポーザブルなピペットチップの材質は、特に限定されるものではないが、ピペッ
トチップを大量に消費することを考慮すると、コストの点から合成樹脂製のものが好適に
採用できる。合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ
スチレン等の汎用樹脂又はそれらの化合物等から好適に選ばれる。
【００１５】
Ｘ方向、Ｙ方向とは、実質的に水平面を形成する２つの軸を示し、この水平面はピペッ
トチップ装着ヘッドの移動面を表現している。ピペットチップ装着ヘッドは、移送手段に
より、Ｘ方向、Ｙ方向で示される面を水平に移送することができる。
【００１６】
ライブラリ製造装置全体がＸ軸、Ｙ軸からなる座標上に設定されていると、移動するピ
ペットチップ装着ヘッドの位置、ピペットチップ装着ヘッドの位置により規定される変形
のない理想的形状のピペットチップ先端の位置（本明細書において、「基準位置」という
）と、検知手段により検知されたピペットチップ先端の位置とをＸ軸、Ｙ軸からなる座標
上の座標点として表現でき、それぞれの位置関係を簡単に演算することができるので好ま
しい。また、移送手段によるピペットチップ装着ヘッド移動方向及び基準部材のＸ方向、
Ｙ方向とをＸ軸、Ｙ軸と同じにしておくと上記位置関係を簡単に演算することができるの
で好ましい。
【００１７】
また、ライブラリ製造装置に固定されたライブラリプレート上に形成される試料の位置
をＸ軸、Ｙ軸からなる座標上の座標点として規定しておけば、分注位置を正確に演算でき
る。さらに、ライブラリプレート上に形成される試料の位置を変更できるようになされて
いると、任意の試料数を有するライブラリを製造できるので好ましい。
【００１８】
また、本発明は、（２）複数種の液状原料を異なる組合せ比率で混合容器中に混合した
複数種の液状試料を、移送手段に固定されたピペットチップ装着ヘッドに装着したディス
ポーザブルなピペットチップでライブラリプレートに分注するライブラリ製造装置であっ
て、前記ライブラリ製造装置には、前記ピペットチップ先端が接近可能な互いに直交する
Ｘ方向及びＹ方向の断面を有する上面が水平な基準部材が固定されており、前記基準部材
のＸ方向及びＹ方向の断面に前記ピペットチップ先端が近接したことを検知する検知手段
と、前記検知手段により検知されたＸ方向及びＹ方向のピペットチップ先端の位置と、そ
の位置における前記ピペットチップ装着ヘッドの位置で規定されるピペットチップ先端の
基準位置との差を演算する演算手段と、が設けられており、前記複数種の液状試料毎に、
前記ピペットチップが交換され、前記ライブラリ製造装置に装着されたライブラリプレー
トに分注する前に、前記ピペットチップの先端の検知された位置と、前記ピペットチップ
先端の基準位置との差を演算するようになされていることを特徴とするライブラリ製造装
置、である。
【００１９】
本発明は、特に、多数の液状試料を自動的に製造する装置においては、数多くのライブ
ラリを短時間に製造することができ、そのために、大量のディスポーザブルなピペットチ
ップが使用されるので効果的である。
【００２０】
また、本発明は、（３）上記（１）又は（２）のライブラリ製造装置において、前記検
知手段が、前記ピペットチップ先端から気体を噴射し、前記ピペットチップ内の変化する
背圧を検出するものであることを特徴とするライブラリ製造装置、である。
【００２１】
ピペット先端から気体を噴射する方法としては、分注のための吸引・吐出機構を利用す
ると、装置が簡略化できるので好ましい。吸引・吐出機構としては、正確な分注を可能と
するシリンジポンプを利用するのが特に好ましい。背圧を検出する手段としては、ピペッ
トチップに空間的に連通する部分に半導体式の圧力センサーを設けることが好ましい。具
体的には、ピペットチップ装着ヘッド内のピペットチップに空間的に連通する部分に半導
体式圧力センサーを設けることができる。
【００２２】
また、本発明は、（４）複数種の液状試料を、移送手段に固定したピペットチップ装着
ヘッドに装着したディスポーザブルなピペットチップで分注するライブラリ製造方法であ
って、（i）前記ピペットチップをピペットチップ装着ヘッドに装着するステップと、（i
i）前記ピペットチップを、移送手段により基準部材にＸ方向から気体を噴射させながら
近接させピペットチップ内の背圧の変化を検出するステップと、（iii）前記ピペットチ
ップを、移送手段により基準部材に前記Ｘ方向に直交するＹ方向から気体を噴射させなが
ら近接させピペットチップ内の背圧の変化を検出するステップと、（iv）Ｘ方向及びＹ方
向の検出された背圧の変化から前記ピペットチップ先端の位置を検出するステップと、
(v）前記ピペットチップ先端の検出された位置と、前記ピペットチップ先端の基準位置と
の差を演算するステップと、（vi）前記差の演算結果に基づいてピペットチップを移送し
、前記液状試料の一つをライブラリプレートの予め決められた位置に分注するステップと
、（vii）前記ピペットチップを廃棄するステップと、を備えており、それぞれの前記液
状試料に対して（i）から（vii）のステップを繰り返すことを特徴とするライブラリ製造
方法、である。
【００２３】
また、本発明は、（５）複数種の液状原料を異なる組合せ比率毎に個別の混合容器中に
おいて混合した複数種の液状試料を、移送手段に固定されたピペットチップ装着ヘッドに
装着したディスポーザブルなピペットチップでライブラリプレートに分注するライブラリ
製造装置であって、前記ピペットチップ装着ヘッドには、Ｘ方向及びＹ方向の基準位置が
予め設定されており、前記ライブラリ製造装置には、前記ピペットチップ装着ヘッド基準
位置における前記ピペットチップ先端位置測定装置が備えられており、前記ピペットチッ
プ装着ヘッド基準位置におけるピペットチップ先端の測定された位置と、前記基準位置に
あるピペットチップ装着ヘッドの位置で規定されるピペットチップ先端の基準位置との差
を演算する演算手段が設けられており、前記複数種の液状試料毎に前記ピペットチップが
取り替えられ、その取り替えられたピペットチップが装着された前記ピペットチップ装着
ヘッドが基準位置に移送され、前記ライブラリ製造装置に装着されたライブラリプレート
に分注する前に、前記ピペットチップの先端の測定された位置と、前記ピペットチップ先
端基準位置との差を演算するようになされていることを特徴とするライブラリ製造装置、
である。
【００２４】
本発明において、ピペットチップ先端位置測定装置としては、ピペットチップ先端を下
から撮影するように配置されたＣＣＤカメラ等撮像装置が好適である。具体的には、ピペ
ットチップ先端基準位置が撮像装置で撮影される画像の中心点に位置するように調整して
おき、その撮像装置でピペットチップ先端を下から撮影し、画像の中心点と撮影されたピ
ペットチップ先端の画像の位置との偏差を求めるようすることで、正確にピペットチップ
先端位置が測定できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のライブラリ製造装置及びライブラリ製造方法によれば、ディスポーザブルなピ
ペットチップの形状の精度が悪くても、ライブラリプレートの正確な位置に試料が形成さ
れているライブラリが製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。本実施の形態では、複数種の
液状原料から複数種の液状試料を自動的に製造し、それらの液状試料からライブラリを製
造する場合を採り上げる。その際、複数種の液状原料の組合せ比率は、液状原料の識別名
と組成図の座標の分割数とを入力することにより、演算装置により自動的に計算されるも
のである。
【００２７】
図１は、本発明のライブラリ製造装置の実施の形態を示す構成図であり、図２は、本発
明のピペットチップの先端基準位置を示す断面図、図３は、本発明に使用されるピペット
チップの先端位置を示す断面図である。図４は、本発明のライブラリ製造装置の基準部材
の斜視図であり、図５は、本発明におけるピペットチップ先端位置を検出する方法を説明
するための模式図である。図６は、本発明のライブラリ製造装置の表示手段に表示される
組成図である。
【００２８】
まず、複数種の液状原料を異なる組合せ比率で混合容器中において混合した複数種の液
状試料の製造方法を、図１を参照して説明する。図１において、入力手段２では、（１）
混合される複数種の液状原料の識別名や濃度、（２）組成図の座標の分割数、（３）攪拌
機構の運転時間、（４）吸引・吐出機構による液状試料の吸引・吐出回数、吸引・吐出量
及び（５）添加物の種類や量、がデータとして入力される。ここで、添加物とは、本質的
には試料の成分とならない物質であり、例えば、触媒、溶媒、分散剤、増粘剤、界面活性
剤等が挙げられる。添加物を添加する目的は、反応を促進したり、溶質の分散を良好に保
ったり、成形性を改良したりすること等が挙げられる。
【００２９】
液状原料が液状無機物質原料の場合、その濃度は、モル濃度にしておくと、液状試料の
モル濃度を同一にすることが容易である。つまり、全ての液状無機物質原料のモル濃度を
同一にしておくと、全ての組合せ比率で液状試料のモル濃度を一定にすることができ、複
数の液状無機物質原料を混合した液状試料の容積を略一定にすることができ、以後の分析
に好適である。このことは、液状原料の溶質が有機物の場合も同様である。
【００３０】
本発明においてはモル濃度を以下のように定義する。化学式をＡ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ４，Ｃ
Ｏ２などとすると、通常、モル濃度は１リットルの溶液にＡ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ４，ＣＯ２な
どを１モル、即ち１化学式（例えば、Ａ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ４，ＣＯ２）含むことになるが、
本発明では、それらの化合物のモル濃度を１リットルの溶液にＡＯ３／２，ＢＯ２，ＣＯ
２を含むものと定義する。
【００３１】
ここで、組成図とは、原料の種類が３種類の場合は３次元となり、３元組成図とよばれ
る。また、原料の種類が４種類の場合は、４元組成図となる。座標の分割数とは、その各
頂点と頂点を結ぶ辺を等間隔でいくつかに分割したときのその数のことであり、各辺に平
行に等間隔に線を引いたときの線の交差する点又は辺上の点が組成点であり、組成比を示
すものである。つまり、座標の分割数を多くすることにより、より細かい間隔で試料を生
成することができる。組成点には符号を付すると組成比の計算が容易になる。また、符号
は、数字、アルファベット等任意のものを選択できるが、組成点を容易に区別、認識でき
るという観点からは、数字を選択するのが好ましい。
【００３２】
ここで、３元組成図の座標の分割数を２０にすると、組成の組み合わせは、２３１にな
り、座標の分割数を１０にすると、組成の組合せは６６になる。このような複数種の原料
から製造された多数種の液状試料を各液状試料間のコンタミネーションを全く起こさない
ようにライブラリプレートに分注するためには、液状試料毎にピペットチップを新しいも
のに取り替えて分注することが必要となる。ライブラリを経済的に製造するためには、安
価なピペットチップを使用するのが好ましい。安価なピペットチップとしては、汎用合成
脂製のものが一般的に使用されるが、汎用合成樹脂の性質上、形状の精度にはばらつきが
ある。つまり、コンタミネーションの無いライブラリを安価に製造するためには、形状の
精度にばらつきのある汎用合成樹脂製のピペットチップを使用することが重要である。
【００３３】
また、本発明の方法及び装置は２種類以上の液状原料を混合してライブラリを製造する
場合に適用できる。２種類の液状原料の組合せ比率を入力することは困難ではないし、液
状試料の数も限られたものになる。しかし、３成分以上の原料を混合する場合には、組合
せ比率の計算が複雑になる。そこで、本実施の形態で説明するように、制御手段１によっ
て、入力手段２から入力された原料の種類の数に相当する次元の組成図を作成し、入力手
段２から入力された分割数に応じて、複数種の液状原料を混合して得られる液状試料に含
まれる各液状原料の割合を等分した組成点を定め、各組成点に互いに異なる符号を付し、
それらの符号に対応する組成点における前記複数の液状原料の組合せ比率を演算装置によ
って自動的に計算するようにすると効果的である。
【００３４】
組成図は、３成分の原料を対象とする３角座標の場合、視覚的に認識が容易なので特に
好適である。本発明においては、原料の識別名を入力手段２に入力する場合、原料名を入
力してもよいし、それぞれの原料を原料１、原料２、原料３、・・・のように区別して入
力してもよい。また、添加物を添加する場合には、同様に、添加物１、添加物２、・・・
のように区別して入力してもよい。
【００３５】
また、混合される液状原料の試料製造条件、つまり、攪拌機構による攪拌時間や吸引・
吐出機構による液状試料の吸引・吐出回数及び吸引・吐出量がデータとして入力される。
その他、試料製造条件として、試料生成のための雰囲気温度、雰囲気気体等の条件が入力
されてもよい。
【００３６】
入力手段２に入力されたこれらのデータは電気通信で結ばれている制御手段１に送られ
る。記憶装置と演算装置を備えた制御手段１により、前記入力手段に入力されたデータと
予め設定された工程に基づきライブラリ製造に関する各要素作業を自動的に実行させる。
入力手段２としては、例えば、キーボードやタッチパネル等が選ばれ、制御手段１の記憶
装置や演算装置に入力したデータを送信する。制御手段１では、入力手段２に入力された
原料の種類の数に相当する次元の組成図を作成する。つぎに、入力手段２から入力された
分割数によって決まる組成点に互いに異なる符合を付す。ここで、組成点は複数種の原料
を混合して得られる混合物に含まれる各原料の割合を分割数で等分することによって決定
される。それらの符号に対応する組成点における複数の原料の組合せ比率を自動的に計算
し、制御手段により、計算された比率で液状原料を混合した組合せ比率の異なる複数の試
料にそれぞれ添加物を加えた試料を自動的に生成させる。
【００３７】
また、制御手段１に電気通信で結ばれている表示手段３には、図６に示す、座標の分割
数に対応した組成図３１が表示される。図示はしていないが、組成図３１の組成点には全
て異なる符号が付されている。これらの符号は表示されてもよいし、表示されなくてもよ
い。
【００３８】
本実施形態のライブラリ製造装置において、ライブラリ生成機構４は、図１に示すよう
に、原料ボトル保持部４１と、第１の分注ピッペット保持部４２と、混合容器保持部４３
と、攪拌機構４４と、第２の分注ピッペット保持部４５と、ライブラリプレート保持部４
６と、移送手段４７と、吸引・吐出機構４８と、基準部材４９と、を備えている。また、
ライブラリ生成機構４には、図１に示すようにＸ軸とＹ軸が設定されており、それぞれの
部位はＸ，Ｙの座標点として制御手段１の記憶手段に記憶されている。また、それぞれの
部位の位置は入力手段２により変更して記憶装置に記憶させることができる。また、それ
ぞれの部位の位置関係は演算装置によりＸ，Ｙの座標点の位置を比較することにより演算
される。さらに、図示はしていないが、垂直方向にＺ軸が設定されており、Ｘ軸とＹ軸と
同様に記憶手段に記憶され、演算装置により演算される。
【００３９】
原料ボトル保持部４１には、液状原料が入れられた３個の原料ボトル４１１と３個の添
加物ボトル４１１がラック４１２に保持されている。第１の分注ピッペット保持部４２に
は、ピペットチップ４２１がラック４２２に保持されている。また、混合容器保持部４３
には、各液状原料と添加物が分注され所定の比率で混合される３６個の混合容器４３１が
ラック４３２に保持されている。攪拌機構４４は、駆動装置４４２に攪拌棒４４１が６本
取り付けられており、前記混合容器４３１内の各液状試料を駆動装置４４２に取り付けら
れた攪拌棒４４１で攪拌・混合することができる。第２の分注ピッペット保持部４５には
、ピペットチップ４５１がラック４５２に保持されている。ライブラリプレート保持部４
６には、４枚のライブラリプレート４６１が加熱装置４６２に装着・保持されている。
【００４０】
ピペットチップを吸引・吐出機構４８のピペットチップヘッド４８１に装着したまま基
準部材４９にＸ方向及びＹ方向から近接させてピペットチップ先端から噴出する気体の圧
力の変化などによりピペットチップ先端の位置を検出し、その検出された位置と基準位置
のＸ方向及びＹ方向の差を演算することによって、該ピペットチップ先端についての基準
位置からの偏差が求まる。
【００４１】
さらに、移送手段４７は、Ｘ軸移送レール４７１とＹ軸移送レール４７２を備えており
、Ｙ軸移送レールには吸引・吐出機構４８がＹ軸移送レール上を移動可能に取り付けられ
ている。吸引・吐出機構４８は、搬送ヘッド４８２にピペットチップヘッド４８１が取り
付けられており、ピペットチップヘッド４８１にはピペットチップ４２１とピペットチッ
プ４５１がともに着脱可能となされている。ピペットチップ４２１とピペットチップ４５
１は移送手段４７により後述するように所定の位置間を搬送される。ここで、Ｘ軸移送レ
ール４７１とＹ軸移送レール４７２とは、図１に示すＸ軸とＹ軸の方向に吸引・吐出機構
４８を移送できるように設けられている。
【００４２】
基準部材４９は、水平な上面４９１に互いに直交するＸ方向の断面４９２及びＹ方向の
断面４９３が設けられており、Ｘ方向の断面４９２及びＹ方向の断面４９３にはピペット
チップ先端が接近可能となされている。Ｘ方向の断面４９２及びＹ方向の断面４９３は、
図１のＸ軸、Ｙ軸の方向と一致するようになされている。
【００４３】
原料ボトル４１１、添加物ボトル４１１、ピペットチップ４２１、混合容器４３１、ピ
ペットチップ４５１はそれぞれラック４１２、４２２、４３２、４５２によって着脱可能
に保持されている。この実施形態では、図１に示すように、ボトル４１１は６個用意され
ている。その内、原料ボトル４１１は３個用意され、３種類の液状原料を分注することが
できるようになっており、添加物ボトル４１１は３個用意され、３種類の添加物を分注す
ることができるようになっている。また、混合容器４３１は３６個用意され、原料組合せ
比率の異なる３６種類の試料を製造できるようになっている。ここで、混合容器４３１の
数は特に限定されるものではなく、任意の数とすることができる。例えば、３元組成図で
座標の分割数を１０とする場合は６６個用意されると、全ての組成点の液状試料を一度に
製造できるので好ましい。
【００４４】
また、ピペットチップ４２１は、吸引・吐出機構４８のピペットチップヘッド４８１に
着脱可能に保持され、個別の混合容器への分注動作に使用される。つまり、移送手段４７
によってピペットチップ４２１を原料ボトル４１１及び添加物ボトル４１１と混合容器４
３１との間を移動させることができ、原料ボトル４１１と添加物ボトル４１１からの原料
と添加物の所定量を吸引し、混合容器４３１へ吐出することを可能としている。
【００４５】
混合容器４３１のラック４３２は、矢印で示すように、分注ピッペット保持部４２の近
傍から攪拌機構４４の下部に移動可能となされている。攪拌機構４４は、駆動装置４４２
に６本の撹拌棒４４１が備えられており、一度に６個の混合容器の内容物を均質に撹拌・
混合できるようになされている。攪拌時間を１分と設定すると、全ての液状試料を攪拌し
、均質化するために、６分を要することになる。
【００４６】
また、攪拌後のそれぞれの液状試料をピペットチップ４５１によりライブラリプレート
４６１に分注する前に、混合容器４３１中の液状試料をピペットチップ４５１により少な
くとも１度、混合容器４３１からの吸引と混合容器４３１中への吐出を行った後、同じピ
ペットチップ４５１を用いて直ちにその混合容器４３１内の液状試料を吸引し、１個の試
料量として予め定めた量の液状試料をライブラリプレート４６１の所定の位置に分注する
と、液状試料の成分が分離や沈殿することを防ぐことができるので好ましい。
【００４７】
ピペットチップ４５１は、吸引・吐出機構４８のピペットチップヘッド４８１に着脱可
能に保持され、ピペットチップ４５１の先端が移送手段４７により基準部材４９のＸ方向
の断面４９２及びＹ方向の断面４９３に接近可能となされている。また、ピペットチップ
４５１の先端がＸ方向の断面４９２及びＹ方向の断面４９３に接近すると、吸引・吐出機
構４８に設けられた図示しないシリンジポンプからピペットチップヘッド４８１を介して
ピペットチップ４５１の先端から気体が噴射されるようになされており、ピペットチップ
４５１の先端がＸ方向の断面４９２及びＹ方向の断面４９３に接近してピペットチップ４
５１内の背圧が変化すると、搬送ヘッド４８２内に設置された図示しない圧力センサーで
検知するようになされており、検知手段となされている。ピペットチップ４５１の先端か
ら噴射する気体は、通常はライブラリ製造装置の雰囲気である空気であるが、窒素雰囲気
等を用いてもよい。
【００４８】
次に、図２、図３によりピペットチップ先端位置とピペットチップ装着ヘッド４８１の
位置により規定される変形のない理想的形状のピペットチップ先端の位置との関係を説明
する。図２に示すように、ピペットチップ装着ヘッド４８１の座標点と理想的形状のピペ
ットチップ先端の座標点とはＸ１，Ｙ１で一致している。しかし、実際に使用するピペッ
トチップ４５１は、形状にばらつきがあり、ピペットチップ装着ヘッド４８１の座標点Ｘ
１，Ｙ１に対し、ピペットチップ先端位置はｘ１，ｙ１だけずれている。
【００４９】
次に、図４により、基準部材の説明をする。基準部材は、ピペットチップ４５１の先端
が移送中に基準部材に接触する危険をさけるために、水平な上面４９１を有している。ま
た、互いに直交するＸ方向の断面４９２及びＹ方向の断面４９３を有している。これらの
要件を備えておれば、形状は任意のものを選ぶことができる。例えば、図４（ａ）に示す
ように、長方形の上面を持つもの、図４（ｂ）に示すように、上面が３角形となされたも
の、図４（ｃ）に示すように、板状体を折り曲げた上面がＬ字形状となされたもの、図４
（ｄ）に示すように、板状体４９３と板状体４９４とが直角を形成するように離して固定
されたもの等を示すことができる。
【００５０】
次に、図５により、ピペットチップ先端の位置の検出方法を説明する。図示しないシリ
ンジポンプにより気体を噴出しながら、ピペットチップ４５１の先端が矢印で示すように
基準部材４９のＹ方向の断面４９３に近づくと、ピペットチップ４５１内の圧力（背圧）
が上昇する。その圧力の変化を圧力センサーで検知することにより、圧力が変化して一定
の値に達した位置のピペットチップ４５１先端のＸ座標を決めることができる。例えば、
雰囲気気体中における圧力を１００とすると１１０から１５０の範囲の圧力の変化で位置
の検出をする。採用する特定の値は、ピペットチップの移動速度とのかねあいになるが、
０．１ｍｍ動く間に１５％の圧力変化があれば検出する、つまり、精度を０．１ｍｍに設
定するためには、一定の値を１１５としてピペットチップの移動距離０．１ｍｍでこの程
度の圧力変化を検出するようにすればよい。
【００５１】
ピペッとチップ４５１の先端を基準部材４９のＸ方向の断面４９２に近けると、同様に
してピペットチップ４５１先端のＹ座標を決めることができる。理想的形状のピペットチ
ップ先端の場合も圧力の変化を同様に検知する。実際のケースでは、ほぼ理想的形状のピ
ペットチップも混ざっており、その場合も同様にピペットチップ４５１の先端の位置の検
出を行う。この位置の検出の際、ピペットチップ４５１先端を基準部材４９の上面４９１
より上になるように設定しておけば、ピペットチップ４５１先端が基準部材４９に接触す
ることを防ぐことができる。
【００５２】
演算手段は、検知されたピペットチップ先端の座標点Ｘ１＋ｘ１，Ｙ１＋ｙ１と、その
位置におけるピペットチップ装着ヘッド４８１により規定される変形のない理想的形状の
ピペットチップ先端の位置の座標点Ｘ１，Ｙ１とからそれぞれの相対位置を演算する。こ
の演算された相対位置の違いを換算して基準位置からの偏差を求め、ピペットチップ装着
ヘッド４８１を移送手段４７により、記憶手段に記憶されたライブラリプレートの予め決
められた位置にピペットチップ先端が一致するように移送することによってピペットチッ
プ４５１の先端を正確に所定の位置に合わせることができるようになされている。
【００５３】
つまり、移送手段４７によってピペットチップ４５１を混合容器４３１とライブラリプ
レート４６１との間を移動させることができ、液状試料の１個の試料量として予め定めら
れた量を混合容器４３１から吸引し、ライブラリプレート４６１の正確な位置に吐出する
ようになされている。その際、混合容器４３１中の液状試料を所定回数、混合容器４３１
からの吸引と吐出を繰り返した後、ピペットチップ４５１で混合容器４３１から吸引して
１個の試料量として予め定めた量の液状試料をライブラリプレート４６１に分注すること
を可能にしている。
【００５４】
この吸引・吐出の際に、ピペットチップの内面を液状試料で一度以上、濡らしておく方
が、液状試料のピペットチップへのなじみ具合が安定するので、吸引・吐出量が安定する
。なお、実施例では、混合容器への分注用とライブラリプレートへの分注用と同じ種類の
ピペットを使っているが、混合容器への分注量とライブラリプレートへの分注量が極端に
異なる場合は、ライブラリプレート用として、他のピペット保持部を準備することが好ま
しい。ライブラリプレート上の試料数が多くなれば、異なる種類のピペットを使用するこ
とが好ましい。  
【００５５】
次に、本発明のライブラリ製造装置の動作を、工程に従って詳しく説明する。まず、液
状原料を原料ボトル４１１に入れ、液状の添加物を添加物ボトル４１１に入れ、原料ボト
ルラック４１２に保持する。次に、液状試料分注工程では、ピペットチップ４２１を利用
し、原料ボトル４１１と添加物ボトル４１１から所定量の原料と添加物を採取し、移送手
段４７により混合容器保持部４３まで運び、混合容器４３１に分注する。この動作を各原
料容器４１１に対して繰り返し、各混合容器４３１に対して異なる組合せ比率となるよう
に分注していく。また、所定量の添加物を各混合容器４３１に分注していく。
【００５６】
液状原料を用いているので、原料を、シリンジポンプ等を利用したピペットチップ４２
１による吸引容量で秤量することができ、かつ、均質な混合が可能になる。ピペットチッ
プ４２１は、原料や添加物の混入を避けるために、原料や添加物の種類が変わる毎に新し
いものと自動的に交換される。ここで、原料や添加物の混入を避けるために、ピペットチ
ップ４２１の洗浄工程を加えることも可能である。
【００５７】
続いて、攪拌工程が実行される。分注工程が終わると、混合容器４３１のラック４３２
が攪拌機構４４の下に移動する。そして、混合される混合容器４３１の上に撹拌棒４４１
が位置した所で静止する。次に、攪拌機構４４が下降し、撹拌棒４４１が混合容器４３１
の中の液に差し込まれ、駆動装置４４２により撹拌棒４４１の回転が始まり、原料が均質
に混合される。全ての液状試料の混合が終わると、攪拌機構４４が上昇し、混合容器４３
１のラック４３２が元の位置に戻る。このようにして３６種の液状試料が製造される。
【００５８】
次に複数種の液状試料をライブラリプレートに分注してライブラリプレートを製造する
工程を説明する。
（１）１つの液状試料に対し、まず、ピペットチップ４５１をピペットチップ装着ヘッド
４８１に装着する。このピペットチップを用いて一つの混合容器４３１中の液状試料の吸
引と吐出を繰り返す。
（２）次に、吐出後のピペットチップ４５１を、シリンジポンプを使って気体をピペット
チップ４５１の先端から噴射させながら移送手段４７によりＸ方向から基準部材４９のＹ
方向の断面に近接させピペットチップ４５１内の背圧の変化を圧力センサーにより検出す
る。
（３）次に、ピペットチップ４５１を、シリンジポンプを使って気体をピペットチップ４
５１の先端から噴射させながら移送手段４７によりＹ方向から基準部材４９のＸ方向の断
面に近接させピペットチップ４５１内の背圧の変化を圧力センサーにより検出する。
（４）次に、Ｘ方向及びＹ方向の検出された背圧の変化からピペットチップ４５１先端の
位置を検出する。
（５）次に、Ｘ方向及びＹ方向のピペットチップ４５１の先端位置（Ｘ１＋ｘ１，Ｙ１＋
ｙ１）と、予め設定されているピペットチップ装着ヘッド４８１の位置で規定されるピペ
ットチップ先端の基準位置（Ｘ１，Ｙ１）との差を演算する。
（６）次に、ピペットチップ４５１により一つの混合容器４３１中の液状試料を予め定め
た量だけ吸引し、前記差の演算結果に基づいてピペットチップ先端がイブラリプレートの
予め決められた位置に一致するようにピペピペットチップ４５１を移送し、液状試料の一
つをライブラリプレート４６１の予め決められた位置に分注する。
（７）次に、ピペットチップ４５１をピペットチップ装着ヘッド４８１から取り外し、廃
棄する。
（８）次に、２，３、・・・と全ての液状試料に対し、（１）から（７）のステップを繰
り返し、全ての液状試料をライブラリプレート４６１に分注する。
【００５９】
（第２の実施の形態）
図１を参照して他の実施の形態を説明する。この実施の形態では、基準部材４９に替え
て、ピペットチップ先端位置測定装置としてＣＣＤカメラを用い、ピペットチップ先端を
下から撮影するようになされている例を説明する。ここで、基準部材４９をＣＣＤカメラ
４９と読み替える以外の構成と偏差を求める方法以外は前述の実施の形態と同様である。
【００６０】
ピペットチップ装着ヘッド４８１には、Ｘ方向及びＹ方向の基準位置が座標点として設
定されており、変形のない理想的なピペットチップ先端の位置が同じ座標点になるように
設定され、ピペットチップ先端基準位置とされている。ＣＣＤカメラ４９は、ピペットチ
ップ先端基準位置の座標点がＣＣＤカメラ４９で撮影される画像の中心点に位置するよう
に調整されている。また、ライブラリ製造装置には、ピペットチップ装着ヘッド基準位置
における撮影されたピペットチップ先端の位置と、撮影された画像の中心点（ピペットチ
ップ先端の基準位置）との差を演算する演算手段が設けられており、基準位置と撮影され
たピペットチップ先端の位置との偏差が求まるようになされている。
【００６１】
ピペットチップ先端の基準位置からの偏差を求める方法は以下の通りである。まず、ピ
ペットチップを吸引・吐出機構４８のピペットチップ装着ヘッド４８１に装着したままピ
ペットチップ装着ヘッド４８１を基準位置まで移送手段４７で移動させる。次に、ピペッ
トチップ先端位置をＣＣＤカメラ４９で下から撮影する。撮影された画像上のピペットチ
ップ先端位置とＣＣＤカメラ４９で撮影される画像の中心点のＸ方向及びＹ方向の差を演
算することによって、該ピペットチップ先端についての基準位置からの偏差が求まる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によれば、多種類の液状試料をディスポーザブルなピペットチップを使用してラ
イブラリプレートに分注するライブラリ製造装置及びライブラリ製造方法において、安価
なピペットチップを使って精度のよい、高密度なライブラリが製造できる。つまり、多種
多数の化学生成物を経済的に、高効率で分析評価でき、新物質の発見に多大な貢献をなす
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明のライブラリ製造装置の実施の形態を示す構成図である。
【図２】本発明のピペットチップ先端の基準位置を示す断面図である。
【図３】本発明に使用されるピペットチップの先端位置を示す断面図である。
【図４】（ａ）本発明のライブラリ製造装置の基準部材の斜視図である。（ｂ）本発明のライブラリ製造装置の他の基準部材の斜視図である。（ｃ）本発明のライブラリ製造装置の他の基準部材の斜視図である。（ｄ）本発明のライブラリ製造装置の他の基準部材の斜視図である。
【図５】本発明におけるピペットチップ先端位置を検出する方法を説明するための模式図である。
【図６】本発明のライブラリ製造装置の表示手段に表示される組成図である。
【符号の説明】
【００６４】
４５１  ピペットチップ
４７    移送手段
４８１  ピペットチップ装着ヘッド
４９    基準部材（ＣＣＤカメラ）
【図１】
2006162251.tif 000003
【図２】
2006162251.tif 000004
【図３】
2006162251.tif 000005
【図４】
2006162251.tif 000006
【図５】
2006162251.tif 000007
【図６】
2006162251.tif 000008