(57)【要約】【課題】ユーザーによる交換作業は行わなくて済むようにすると共に、１台で、例えば、１〜３００μｌまでの吸引・分注を可能とする分注装置を提供することを目的とする。【解決手段】分注装置は、中心軸線Ｃに沿って上下動自在に制御され、径の大きい上部ロッド部２０ｕと径の小さい下部ロッド部２０ｖとの組合せからなるピストン２０と、下部ロッド部２０ｖが挿入される上下動可能な径の小さい第１シリンダ室２２ｖと上部ロッド部２０ｕが挿入される上下動可能な径の大きい第２シリンダ室２２ｕとが内部に形成されたチップ装着ノズル１８と、を有する。チップ装着ノズル１８の外周は、大チップＢＴが装着された時に大チップＢＴ内と第２シリンダ室２２ｕ内とが連通し合う径の大きい上部チップ装着部１８ｕと、小チップが装着された時に小チップ内と第１シリンダ室２２ｖとが連通し合う径の小さい下部チップ装着部１８ｖと、の上下二段の形状となっている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段により中心軸線に沿って上下動自在に制御され、径の大きい上部ロッド部と径の小さい下部ロッド部との組合せからなるピストンと、
前記下部ロッド部が挿入される上下動可能な径の小さい第１シリンダ室と前記上部ロッド部が挿入される上下動可能な径の大きい第２シリンダ室とが内部に形成されたチップ装着ノズルと、を有し、
前記チップ装着ノズルの外周は、
チップが装着された時、そのチップ内と前記第２シリンダ室内とが連通し合い、前記上部ロッド部の上下動でチップ先端からの吸引・分注が可能となる径の大きい上部チップ装着部と、
前記チップよりも径の小さいチップが装着された時、その小さいチップ内と前記第１シリンダ室とが連通し合い、前記下部ロッド部の上下動でチップ先端からの吸引・分注が可能となる径の小さい下部チップ装着部と、
の上下二段の形状となっていることを特徴とする分注装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体等の検査時に使用される分注装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分注装置は、検体等の検査にあたって、検査項目に対応し合う規定された量の検体等を吸引し、それを検査用の滴定プレートに分注する。検体等の吸引・分注は、チップヘッドのチップ装着ノズルに対して着脱自在に装着されたチップによって行われる。
【０００３】
チップヘッドのチップ装着ノズルは、チップが装着されるノズル径に設定され、そのノズル径と対応し合うチップが使用される。
【０００４】
この点について具体的に説明すると、チップの吸引・分注量は、例えば、少ないものは１μｌ、多いものは３００μｌまでである。この場合、１つのチップでは１〜３００μまでは対応することができないために、例えば、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、１〜２０μｌというように所定範囲の容量幅を備えた１つのチップが用意される。その外に、１０〜３００μ用のチップというように大・小複数のチップ（ＢＴ、ＳＴ）が用意され、検査量、試薬量に対応して使い分けられており、１種類のチップ（ＢＴ、ＳＴ）に１台の分注装置（１１０、１１１）の関係となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２４７２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
１種類のチップに対して１台の分注装置を用意する従来技術にあっては、コストの面を含めて維持・管理面においても望ましくないところから、一般には、チップヘッドを予め複数用意しておき、検査項目等に対応して交換できるようにすることで対応が図れるようになっている。
【０００７】
検査項目に合わせてチップヘッドを交換する手段は、予めチップヘッドを準備しておくことで対応できる一方で、次のような問題点を有する。
【０００８】
例えば、チップヘッドを交換するために、分注装置内にチップヘッドを交換するための着脱機構を組み入れる必要があるため、装置全体の複雑化を招き、コストアップに繋がる。しかも、加工性・組付性の面でも望ましくない。また、分注装置において一番重要な要素は、マイクロ単位で吸引・分注するためのチップヘッドとなっており、大きなコストを占めている。
【０００９】
この場合、一番使用頻度の高いケースの場合を考えた時に、例えば、分注するホールが９６ある９６チャンネル、あるいは、その４倍の３８４チャンネル等があり、これらのチップヘッドを用意するには高いコストがかかる。加えて、マイクロリットル単位で吸引・分注を行えるように精度良く管理しておく必要がある等、チップヘッドの保管・管理が大変面倒であった。
【００１０】
特に一番問題なのは、チップヘッドの交換はユーザーが直接に行うようになるため、検査内容によって、その都度、チップヘッドを交換する時に、慣れないこともあって修理や故障、精度低下につながる落下や、ぶつけたりする等の問題が発生した。
【００１１】
そこで、本発明にあっては、ユーザーによる交換作業は行わなくて済むようにすると共に、１台で、例えば、１〜３００μｌまでの吸引・分注を可能とする分注装置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】
上記目的を達成するために、本発明の分注装置は、駆動手段により中心軸線に沿って上下動自在に制御され、径の大きい上部ロッド部と径の小さい下部ロッド部との組合せからなるピストンと、前記下部ロッド部が挿入される上下動可能な径の小さい第１シリンダ室と前記上部ロッド部が挿入される上下動可能な径の大きい第２シリンダ室とが内部に形成されたチップ装着ノズルと、を有し、前記チップ装着ノズルの外周は、チップが装着された時、そのチップ内と前記第２シリンダ室内とが連通し合い、前記上部ロッド部の上下動でチップ先端からの吸引・分注が可能となる径の大きい上部チップ装着部と、前記チップよりも径の小さいチップが装着された時、その小さいチップ内と前記第１シリンダ室とが連通し合い、前記下部ロッド部の上下動でチップ先端からの吸引・分注が可能となる径の小さい下部チップ装着部と、の上下二段の形状となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、１台の分注装置によって、例えば、少ない量の１μｌから多い量の３００μｌまでの吸引・分注を行うことができる。また、チップヘッドの交換をしなくて済むと共に、第１シリンダ室および第２シリンダ室によってマイクロリットル単位の精度良い精確な吸引・分注が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る分注装置で、（ａ）は分注ヘッドを斜め下方から見た斜視図、（ｂ）は分注ヘッドのチップ装着ノズルにチップを取り付けることを示す側面図である。
【図２】第１実施形態で、支持テーブルにチップケースを配置したことを示す斜視図である。
【図３】第１実施形態で、分注ヘッドのチップ装着ノズルにチップを取り付けることを説明する側面図である。
【図４】第１実施形態で、分注ヘッドのピストンおよびチップ装着ノズルを説明する側面断面図である。
【図５】第１実施形態で、分注ヘッドのチップ装着ノズルに大きいチップが取り付けられたことを示す側面断面図である。
【図６】第１実施形態で、分注ヘッドのチップ装着ノズルに小さいチップが取り付けられたことを示す側面断面図である。
【図７】第２実施形態で、分注ヘッドのピストンおよびチップ装着ノズルを説明する側面断面図である。
【図８】従来例の分注装置で、（ａ）は分注ヘッドに大きいチップを取り付けることを説明する側面図、（ｂ）は分注ヘッドに小さいチップを取り付けることを説明する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、すでに説明したものと同一または類似の構成要素には同一または類似の符号を付し、その詳細な説明を適宜省略している。
【００１６】
また、図面は模式的なものであり、寸法比などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法比などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１７】
また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための例示であって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の実施の形態は、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【００１８】
［第１実施形態］
第１実施形態について説明する。図１〜図６に示すように、本実施形態に係る分注装置１０（全体構造は、既に製品化され公知のため、ここでは要部のみ示す）は、本体支持フレーム（図示せず）に支えられたヘッドフレーム１４を有する。ヘッドフレーム１４には分注ヘッド１６が水平方向に挿入されて着脱自在に支えられている。そして、この分注ヘッド１６には、下面側にやや突き出たチップ装着ノズル１８が、縦、横に整列して着脱自在に配設されている。また、分注装置１０は、各チップ装着ノズル１８に上方から上下動自在に挿入される縦・横に整列したピストン２０を備えている。
【００１９】
各チップ装着ノズル１８には、寸法の大きいチップ（以下、大チップという）ＢＴおよび寸法の小さいチップ（以下、小チップという）ＳＴが着脱自在に取り付けられる構成になっている。
【００２０】
また、分注装置１０は、図２に示すように、多数のチップを縦・横に整列して配置するチップケース１７が交換自在に設置される支持テーブル１９を備えている。隣り合うチップの縦・横の間隔は、隣り合うチップ装着ノズル１８の縦・横の間隔に合わせて設定されている。
【００２１】
そして、分注装置１０は、本体支持フレームを水平移動させることによりヘッドフレーム１４を水平方向へ移動して各チップ装着ノズル１８と各チップとが上下に対向し合う嵌合待機位置とする位置決め移動手段（図示せず）と、ヘッドフレーム１４を昇降動させるヘッドフレーム昇降機構（図示せず）とを備えている。
【００２２】
位置決め移動手段は、所定の支持テーブル１９に配置されたチップケース１７の真上にヘッドフレーム１４を位置させる位置決め移動制御部（図示せず）と、位置決め移動制御部からの指令に従って本体支持フレームを水平方向に移動させる位置決め移動機構（図示せず）と、を有する。
【００２３】
そして、ヘッドフレーム昇降機構によって、位置決め移動手段で位置決めされた嵌合待機位置にある各チップ装着ノズル１８を、後述するピストン昇降用の駆動部２１（図３参照）と一緒に下降させることで、チップケース１７上のチップ、例えば、大チップＢＴとの嵌合装着が可能となる。また、小チップＳＴがセットされたチップケース１７に交換することで、その小チップＳＴとの嵌合装着が可能となる。
【００２４】
（ピストンおよびチップ装着ノズル）
ピストン２０は、図４に示すが如く、径の大きい上部ロッド部２０ｕと径の小さい下部ロッド部２０ｖとの組合せからなり、駆動部２１により中心軸線Ｃに沿って上下動自在に制御される。
【００２５】
駆動部２１は、正転・逆転可能なモータＭとモータＭにより駆動制御されるねじ杆２１ａとを有し、ねじ杆２１ａには、ピストン２０が縦・横に整列して設けられたピストン支持フレーム２１ｂが螺合している。従って、ねじ杆２１ａの正転・逆転によりピストン支持フレーム２１ｂを介してピストン２０の昇降作動が可能となる。
【００２６】
上部ロッド部２０ｕの下端部には、後述の第２シリンダ室２２ｕとの間をシールするためのオーリング２３ｕが配置されている。そして、下部ロッド部２０ｖの下端部には、後述の第１シリンダ室２２ｖとの間をシールするためのオーリング２３ｖが配置され、ピストン側のシール機能が設けられた手段となっている。この場合、オーリング２３ｕ、２３ｖをオイル溜りが作れるＸリングとすることで、長期間にわたって安定したシール機能が得られるようになる。
【００２７】
チップ装着ノズル１８には、下部ロッド部２０ｖが挿入される径の小さい第１シリンダ室２２ｖと、上部ロッド部２０ｕが挿入される径の大きい第２シリンダ室２２ｕとが内部に形成されている。第１シリンダ室２２ｖは、下部ロッド部２０ｖの昇降ストロークにより１〜３０μｌの吸引・分注が可能となる。また、第２シリンダ室２２ｕは、上部ロッド部２０ｕの昇降ストロークにより３０〜３００μｌの吸引・分注が可能となっている。
【００２８】
チップ装着ノズル１８の外周は、径の大きい上部チップ装着部１８ｕと、上部チップ装着部１８ｕの下方側に連続する径の小さい下部チップ装着部１８ｖと、によって形成されている。
【００２９】
上部チップ装着部１８ｕは、下部に、下部チップ装着部１８ｖに連続する連続部１８ｕｃを有する。連続部１８ｕｃの外周は円錐台の外周状となっている。そして、連続部１８ｕｃには、径の大きい第２シリンダ室２２ｕをノズル外部に連通させる貫通孔１８ｕｈが形成されている。貫通孔１８ｕｈの個数や寸法については、第１シリンダ室２２ｖおよび第２シリンダ室２２ｕの内径などに応じ、大チップＢＴを装着してピストン２０を上下動させたときにノズル先端から吸引・分注をスムーズに行うことができる個数や寸法に設定されている。
【００３０】
このように、チップ装着ノズル１８の外周が上下二段の形状となっていることにより、大チップＢＴが装着された時、その大チップＢＴ内と第２シリンダ室２２ｕ内とが連通し合い、上部ロッド部２０ｕの上下動でチップ先端からの吸引・分注が可能となり、また、小チップＳＴが装着された時、その小チップＳＴ内と第１シリンダ室２２ｖとが連通し合い、下部ロッド部２０ｖの上下動でチップ先端からの吸引・分注が可能な構成になっている。
【００３１】
（作用、効果）
以下、本実施形態の作用、効果について説明する。
【００３２】
分注装置１０で大チップＢＴを用いる場合には、チップ装着ノズル１８として大チップＢＴをチップケース１７にセットしてチップケース１７を支持テーブル１９に設置し、分注ヘッド１６を押し下げる。この結果、図５に示すが如く、上部ロッド部２０ｕが大チップＢＴに挿入されて、大チップＢＴが上部ロッド部２０ｕに装着される。なお、このとき、下部ロッド部２０ｖは大チップＢＴの内側の収容空間内に位置している。
【００３３】
検体を大チップＢＴ内へ吸引するには、吸引対象の検体（溶液）の上方へピストン２０および分注ヘッド１６を移動させ、ピストン２０および分注ヘッド１６を下降させて大チップＢＴの先端部を検体内へ浸入させる。そして、駆動部２１によってピストン２０を上昇させる。この結果、大チップＢＴ内の空気が貫通孔１８ｕｈから上部ロッド部２０ｕの第２シリンダ室２２ｕへ吸引されることで、負圧となった大チップＢＴ内に検体が吸引される。
【００３４】
その後、ピストン２０および分注ヘッド１６を検体吐出位置にまで移動させ、ピストン２０を下降させる。この結果、第２シリンダ室２２ｕ内の空気が貫通孔１８ｕｈから大チップＢＴ内へ押し出されることで、陽圧となった大チップＢＴの先端部から検体が押し出される。
【００３５】
分注装置１０で小チップＳＴを用いる場合には、チップ装着ノズル１８として小チップＳＴをチップケース１７にセットしてチップケース１７を支持テーブル１９に設置し、分注ヘッド１６を押し下げる。この結果、図６に示すが如く、下部ロッド部２０ｖが小チップＳＴに挿入されて、小チップＳＴが下部ロッド部２０ｖに装着される。
【００３６】
検体を小チップＳＴ内へ吸引するには、吸引対象の検体（溶液）の上方へピストン２０および分注ヘッド１６を移動させ、ピストン２０および分注ヘッド１６を下降させて小チップＳＴの先端部を検体内へ浸入させる。そして、駆動部２１によってピストン２０を上昇させる。この結果、小チップＳＴ内の空気が下部ロッド部２０ｖの下端、すなわち第１シリンダ室２２ｖの下端の開口２２ｖｍから上部ロッド部２０ｕの第１シリンダ室２２ｖへ吸引されることで、負圧となった小チップＳＴ内に検体が吸引される。
【００３７】
その後、ピストン２０および分注ヘッド１６を検体吐出位置にまで移動させ、ピストン２０を下降させる。この結果、第１シリンダ室２２ｖ内の空気が開口２２ｖｍから小チップＳＴ内へ押し出されることで、陽圧となった小チップＳＴの先端部から検体が押し出される。
【００３８】
このように、本実施形態の分注装置１０では、１種類のチップ装着ノズル１８によって大チップＢＴ、小チップＳＴの２種類のチップを装着することが可能となるため、量の少ない１μｌから量の多い３００μｌまで、正確に吸引・分注することができる。
【００３９】
なお、ピストン２０の下部ロッド部２０ｖは、上部ロッド部２０ｕと一体の形状で一緒に動く構造となっているが、上部ロッド部２０ｕに対して上下に貫通し、独立して上下動できる手段としてもよい。これにより、例えば、上部ロッド部２０ｕまたは下部ロッド部２０ｖのいずれか一方の動作時には、必ず他方のロッド部は停止した休みの状態におかれるため、その分、耐久性の面で大変好ましいものとなる。
【００４０】
［第２実施形態］
第２実施形態は、図７に示すが如く、オーリングをピストン側ではなく、各シリンダ室側に設けるようにしたものである。具体的に説明すると、ピストン４０は、大チップＢＴが装着される径の大きい上部ロッド部４０ｕと、小チップＳＴが装着される径の小さい下部ロッド部４０ｖとの組合せからなり、駆動部２１により中心軸線に沿って上下動自在に制御されている。第１実施形態と同様、チップ装着ノズル３８は分注ヘッド３６に取り付けられているので、分注ヘッド３６が上下動することによりチップ装着ノズル３８は上下動するようになっている。
【００４１】
チップ装着ノズル３８は、上部で分注ヘッド３６にネジ係合するチップ装着ノズル上半部３８ｕと、チップ装着ノズル上半部３８ｕの下端側にネジ係合しているチップ装着ノズル下半部３８ｖとで構成される。チップ装着ノズル下半部３８ｖには、下部ロッド部４０ｖが挿入される径の小さい第１シリンダ室４２ｖが形成され、チップ装着ノズル上半部３８ｕには、上部ロッド部４０ｕが挿入される径の大きい第２シリンダ室４２ｕが形成されている。
【００４２】
チップ装着ノズル３８の外周は、径の大きいチップ装着ノズル上半部３８ｕ（上部チップ装着部）と、チップ装着ノズル上半部３８ｕの下方側にネジ係合している径の小さいチップ装着ノズル下半部３８ｖ（下部チップ装着部）と、によって形成されている。
【００４３】
本実施形態では、チップ装着ノズル上半部３８ｕの上部内周側に、シール用のオーリング４３ｕを収容するための凹部が形成されている。そして、分注ヘッド３６は、オーリング４３ｕに上方から当接するリング被当接部３６ｐを有する。リング被当接部３６ｐは、チップ装着ノズル上半部３８ｕの上側位置を規制するストッパとしての役割も果たしている。この構成により、チップ装着ノズル上半部３８ｕを分注ヘッド３６にネジ係合させることで、チップ装着ノズル上半部３８ｕがオーリング４３ｕを押圧してシールさせるようになっている。
【００４４】
また、チップ装着ノズル上半部３８ｕの下部内周側には、シール用のオーリング４３ｖを収容するための凹部が形成されており、チップ装着ノズル下半部３８ｖをチップ装着ノズル上半部３８ｕにネジ係合させることで、チップ装着ノズル下半部３８ｖがオーリング４３ｖを押圧してシールさせるようになっている。なお、オーリング４３ｕ、４３ｖは、オイル溜りを作れるＸリングとすることは可能である。
【００４５】
また、チップ装着ノズル上半部３８ｕの下端部であって、チップ装着ノズル下半部３８ｖをネジ係合させる雌ネジ部の径方向外方位置に、チップ装着ノズル上半部３８ｕの内側（第２シリンダ室４２ｕ）と外側（ノズル外部）とを連通させる貫通孔３８ｕｈが形成されている。貫通孔３８ｕｈの個数や寸法については、第１シリンダ室４２ｖおよび第２シリンダ室４２ｕの内径などに応じ、大チップＢＴを装着してピストン４０を上下動させたときにノズル先端から吸引・分注をスムーズに行うことができる個数や寸法に設定されている。
【００４６】
本実施形態により、シール用のリングを装着しにくいとされるシリンダ室側に設けることができるようになる。
【符号の説明】
【００４７】
１０  分注装置
１８  チップ装着ノズル
１８ｕ  上部チップ装着部
１８ｖ  下部チップ装着部
２０  ピストン
２０ｕ  上部ロッド部
２０ｖ  下部ロッド部
２１  駆動部（駆動手段）
２２ｖ  第１シリンダ室
２２ｕ  第２シリンダ室
３８  チップ装着ノズル
３８ｕ  チップ装着ノズル上半部
３８ｖ  チップ装着ノズル下半部
４０  ピストン
４０ｕ  上部ロッド部
４０ｖ  下部ロッド部
４２ｖ  第１シリンダ室
４２ｕ  第２シリンダ室
ＢＴ  大チップ
ＳＴ  小チップ
Ｃ  中心軸線
【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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