(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシャーレが積層されて収容されるシャーレ収容庫と、
頂点が切除された逆円錐形状で底面に開口部を有し、シャーレが載置されるシャーレ受けと、
前記シャーレ収容庫からシャーレを前記シャーレ受けに押し出すシャーレ押し出し機構と、
前記シャーレ受けの開口部を通過してシャーレの底面を突き上げ、シャーレを前記シャーレ受けの所定位置に位置決めする位置決め機構と、
シャーレの上部材の取り外し及び取り付けを行うシャーレ開閉機構と、
菌を含有するサンプル液が充填された複数の容器が設置されるサンプル液設置部と、
所定量の前記サンプル液をシャーレに分取するサンプル液分取機構と、
シャーレに所定量の培地を添加する培地添加機構と、
シャーレを偏心運動させて前記培地中に前記サンプル液を分散させるサンプル液分散機構と、
シャーレをシャーレ格納庫に格納するシャーレ格納機構と、を備える、
ことを特徴とする検体作製装置。
【請求項２】
前記シャーレ収容庫の底部が前記シャーレ受けに向け下方向に傾斜し、複数のシャーレが傾斜した状態で前記シャーレ収容部に積層されて収容されるとともに、前記シャーレ収容庫の下部にシャーレ放出口を有し、
積層された最も下に位置するシャーレを斜め下方向に押し出し、前記放出口からシャーレが放出される、
ことを特徴とする請求項１に記載の検体作製装置。
【請求項３】
前記シャーレ格納庫は、シャーレの上昇を許容するとともに下降を規制する係止部を有し、
前記シャーレ格納庫の下方に配置されたシャーレ押し上げ装置が前記シャーレ受けの開口部を通過してシャーレの底面を押し上げ、前記シャーレの底部を前記係止部に係止させて前記シャーレ格納庫に格納する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の検体作製装置。
【請求項４】
前記サンプル液分散機構は、
回転軸を有する回転駆動装置と、前記回転軸に対して平行に配置された偏心軸と、前記偏心軸に設置されたシャーレの底面に吸着する吸盤を備え、
前記吸盤が前記シャーレ受けの開口部を通過してシャーレに吸着するとともに上昇し、シャーレを上昇させた状態でシャーレの自転を抑制して偏心運動させて前記培地中に前記サンプル液を分散させる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の検体作製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、検体作製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料水、河川水、工場排水や食品等では、大腸菌・一般細菌検査が行われている。大腸菌・一般細菌の検査は、ＪＩＳ  Ｋ０１０２．７２．３等の公定法に従って分析しており、水質汚濁に関わる環境基準として、１，０００ＭＰＮ／１００ｍＬ（大腸菌群数（河川・Ａ類型））以下等と法的に定められている。
【０００３】
上記の大腸菌・一般細菌の検査は、分析業者が以下のように行っている。まず、検体を分取して適切な培地上に希釈・分散させる等して培養する。そして、細菌が増殖することにより生ずるコロニーの計数を無菌的に行う。
【０００４】
上記の検査作業では、無菌操作に熟練した技術者が、滅菌したピペット等を用いて手作業で菌を含有するサンプル液や培地をシャーレ等の培養容器に分収して分析検体を作製している。
【０００５】
通常、昼間に各クライアントから回収した検査対象の検体が、夕方以降に分析業者へ持ち込まれることが多い。検査対象の性質上、時間が経過すると、検体中の細菌類が増殖してしまい、分析結果が実際の細菌数よりも高くなるおそれがある。このため、できる限り早急に処理することが必要であり、作業を行う熟練者に負担がかかるとともに、人件費等コストも高くなっているのが実情である。
【０００６】
また、特許文献１には、検体検査サンプル自動作成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１４９０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の検体検査サンプル自動作成装置は、抗生物質の有効性・効力を測定するための検体検査サンプルを作成するものであり、大腸菌或いは一般細菌の検査にそのまま用い得るものではない。
【０００９】
本発明は上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、大腸菌或いは一般細菌等を含有するサンプル液から、菌検査用の検体を自動で作製できる検体作製装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る検体作製装置は、
複数のシャーレが積層されて収容されるシャーレ収容庫と、
頂点が切除された逆円錐形状で底面に開口部を有し、シャーレが載置されるシャーレ受けと、
前記シャーレ収容庫からシャーレを前記シャーレ受けに押し出すシャーレ押し出し機構と、
前記シャーレ受けの開口部を通過してシャーレの底面を突き上げ、シャーレを前記シャーレ受けの所定位置に位置決めする位置決め機構と、
シャーレの上部材の取り外し及び取り付けを行うシャーレ開閉機構と、
菌を含有するサンプル液が充填された複数の容器が設置されるサンプル液設置部と、
所定量の前記サンプル液をシャーレに分取するサンプル液分取機構と、
シャーレに所定量の培地を添加する培地添加機構と、
シャーレを偏心運動させて前記培地中に前記サンプル液を分散させるサンプル液分散機構と、
シャーレをシャーレ格納庫に格納するシャーレ格納機構と、を備える、
ことを特徴とする。
【００１１】
また、前記シャーレ収容庫の底部が前記シャーレ受けに向け下方向に傾斜し、複数のシャーレが傾斜した状態で前記シャーレ収容部に積層されて収容されるとともに、前記シャーレ収容庫の下部にシャーレ放出口を有し、
積層された最も下に位置するシャーレを斜め下方向に押し出し、前記放出口からシャーレが放出されるよう構成されていてもよい。
【００１３】
また、前記シャーレ格納庫は、シャーレの上昇を許容するとともに下降を規制する係止部を有し、
前記シャーレ格納庫の下方に配置されたシャーレ押し上げ装置が前記シャーレ受けの開口部を通過してシャーレの底面を押し上げ、前記シャーレの底部を前記係止部に係止させて前記シャーレ格納庫に格納してもよい。
【００１４】
また、前記サンプル液分散機構は、
回転軸を有する回転駆動装置と、前記回転軸に対して平行に配置された偏心軸と、前記偏心軸に設置されたシャーレの底面に吸着する吸盤を備え、
前記吸盤が前記シャーレ受けの開口部を通過してシャーレに吸着するとともに上昇し、シャーレを上昇させた状態でシャーレの自転を抑制して偏心運動させて前記培地中に前記サンプル液を分散させてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る検体作製装置は、大腸菌或いは一般細菌等を含有するサンプル液から、菌検査用の検体を自動で作製できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】検体作製装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】検体作製装置の概略構成を示す正面図である。
【図３】検体作製装置の概略構成を示す側面図であり、容器設置部、チップ収容部及びチップ回収容器を省略した側面図である。
【図４】シャーレ受けの斜視図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）はシャーレの押し出しの様子を示す模式図である。
【図６】（Ａ）はシャーレの断面図、（Ｂ）は積層されたシャーレの断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）はシャーレの位置決めの様子を示す模式図である。
【図８】シャーレ受けの移動の様子を示す模式図である。
【図９】サンプラー支持盤の移動の様子を示す模式図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）は、シャーレの上部材の取り外しの様子を示す模式図である。
【図１１】サンプラー支持盤の移動の様子を示す模式図である。
【図１２】シャーレ受けの移動の様子を示す模式図である。
【図１３】シャーレ受けの移動の様子を示す模式図である。
【図１４】（Ａ）〜（Ｃ）はシャーレの上部材の取り付けの様子を示す模式図である。
【図１５】サンプル液を培地に分散する様子を示す模式図である。
【図１６】シャーレ受けの移動の様子を示す模式図である。
【図１７】（Ａ）〜（Ｅ）はシャーレをシャーレ格納庫に格納する様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図を参照しつつ、本実施の形態に係る検体作製装置について説明する。
【００１８】
検体作製装置１００は、図１、図２、図３に示すように、菌を含有するサンプル液が充填された容器が設置される容器設置部１０と、ガイドレール２に沿って移動可能なサンプラー支持盤２０に設置されたサンプラー２１及び吸盤２３と、チップ収容部３０と、チップ回収容器３１と、ガイドレール３に沿って移動可能なシャーレ受けＳＷと、空状態のシャーレが収容されるシャーレ収容庫５０と、シャーレ押し出し装置４０と、培地添加装置７０と、サンプル液及び培地が添加されたシャーレを格納するシャーレ格納庫６０と、サンプル液を培地に分散させる分散装置８０と、これらの装置を駆動する制御装置４とを備える。
【００１９】
容器設置部１０は、大腸菌や一般細菌等の菌を含有するサンプル液が充填された容器Ｂが複数載置される容器載置台１３と、容器Ｂを所定位置に配置する容器支持板１２と、一部に開口部１１ａを有する蓋１１と、容器載置台１３を回転駆動するモータ１４とから構成される。
【００２０】
容器支持板１２は、同心円上に複数の開口部を有しており、この開口部にキャップが取り外された容器Ｂがそれぞれ挿入されて配置される。容器載置台１３及び容器支持板１２は一体となっており、モータ１４の回転駆動によって、いっしょに回転する。なお、蓋１１は取り外し可能であり、ベース１に直接或いは間接的に設置され、モータ１４の回転駆動に追従しない構成である。モータ１４の回転駆動によって、容器Ｂが蓋１１の開口部１１ａの位置に順々に現れる仕組みである。
【００２１】
サンプラー支持盤２０には、サンプラー２１と吸盤２３がそれぞれＹ軸方向に昇降可能に設置されている。また、サンプラー支持盤２０は、ガイドレール２に沿って、不図示の駆動装置により、Ｘ軸方向への移動が可能である。
【００２２】
サンプラー２１は、容器Ｂに充填されている一定量のサンプル液の吸い取り及び放出を行い得る分取装置である。また、サンプラー２１の先端には滅菌されたチップＴが取り付けられる。チップＴは、１つの容器Ｂからサンプル液を分取する度に付け替えが行われる。チップＴはチップ収容部３０に複数設置されており、チップ収容部３０は不図示の駆動装置により、Ｚ軸方向へ移動可能である。そして、新たなチップＴの上方にサンプラー２１が位置するよう、サンプラー支持盤２０がＸ軸方向へ移動し、サンプラー２１が下降することでサンプラー２１にチップＴがセットされる。また、使用後のチップＴは、サンプラー２１から取り外されてチップ回収容器３１に回収される。なお、本実施の形態ではピペットタイプのサンプラー２１について説明しているが、シリンジポンプ等、他の分取装置を組み込む場合、一定量のサンプル液を分取できるよう適宜設計変更すればよい。
【００２３】
また、吸盤２３は不図示の吸引装置と接続しており、吸引装置による吸引でシャーレＳの上部材Ｓｕの上面に吸着する。
【００２４】
シャーレ押し出し装置４０は、シャーレ収容庫５０からシャーレＳをシャーレ受けＳＷに押し出す装置であり、伸縮可能な押し出し部４１を備える。
【００２５】
シャーレ収容庫５０は、滅菌されたシャーレＳが積層されて収容される。シャーレ格納庫６０の底部は、シャーレ受けＳＷに向けて傾斜しているので、シャーレは傾いた状態で積層されている。
【００２６】
シャーレ格納庫６０の下部にはシャーレＳが一つ通過可能な放出口５０ａが形成されている。また、放出口５０ａの反対側にはシャーレ押し出し装置４０の押し出し部４１が通過可能な開口部が形成されている。
【００２７】
シャーレ受けＳＷは、図４に示すように、頂点が切除された逆円錐形状であり、底面には、後述するように、突き上げ部材５１ａ等が通過可能な開口部ＳＷａが形成されている。また、シャーレ受けＳＷは、不図示の駆動装置により、ガイドレール３に沿ってＺ軸方向に移動可能である。
【００２８】
位置決め装置５１は、シャーレＳをシャーレ受けＳＷの所定位置に配置する装置である。位置決め装置５１は、駆動装置によって昇降可能な突き上げ部材５１ａを有する。
【００２９】
シャーレ格納庫６０には、サンプル液及び培地が添加され分散されたシャーレＳが積層して格納される。シャーレ格納庫６０には、後述するように、係止部材６０ａを有する。
【００３０】
培地添加装置７０は、シャーレＳに培地を添加する装置である。培地添加装置７０は、内部に培地が充填されたタンクと、タンクから培地を排出する不図示のポンプ等と、培地導出路７１を備える。
【００３１】
分散装置８０は、シャーレＳを偏心運動させて、添加されたサンプル液と培地とを混合し、培地にサンプル液を分散させる。分散装置８０は、モータ８１、回転軸８２、回転軸８２に平行した偏心軸８４、回転軸８２と偏心軸８４とを接続する継手８３、シャーレＳの底面に吸着する吸盤８５を備える。また、分散装置８０は不図示の昇降装置により昇降可能に構成されている。なお、吸盤８５の吸着機構は上述の吸盤２３と同様である。
【００３２】
続いて、検体作製装置１００の動作について説明する。なお、以下の各動作については全て制御装置４の制御に基づいて、各駆動装置等を駆動させて行うものとする。
【００３３】
モータ１４の回転駆動により容器載置台１３が回転し、蓋１１の開口部１１ａの位置に分取されるサンプル液が充填された容器Ｂを配置する。
【００３４】
また、サンプラー支持盤２０のＸ軸方向への移動、及び、チップ収容部３０のＺ軸方向の移動により、サンプラー２１がチップＴの上方に移動する。そして、サンプラー２１が下降し、サンプラー２１にチップＴが設置される。サンプラー支持盤２０が元の位置に戻った後、サンプラー２１が下降して容器Ｂ内のサンプル液を吸い取る。
【００３５】
続いて、シャーレ押し出し装置４０では、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、シャーレ押し出し部４１がシャーレＳをシャーレ受けＳＷに向けて斜め下方向に押し出す。これにより、シャーレ収容庫５０の最下位に位置するシャーレＳは、シャーレ受けＳＷに載置される。
【００３６】
シャーレ格納庫６０の底部がシャーレ受けＳＷに向けて傾斜しているのは、以下の理由に基づく。一般的なシャーレは、図６（Ａ）の断面図に示すように、上部材Ｓｕと下部材Ｓｌから構成されている。シャーレは、図６（Ｂ）のように、略水平面に積層されて保管等されるため、上部材Ｓｕの環状の凸部に下部材Ｓｌの環状の凸部が嵌り込むよう形成されており、上部材Ｓｕと下部材Ｓｌがずれない構成である。このため、シャーレ収容庫５０の底部が略水平であった場合、最下位に位置するシャーレＳを押し出そうとしても、シャーレＳの上部材Ｓｕの凸部が、その上方に位置するシャーレの下部材Ｓｌの凸部に引っ掛かるため、最下位に位置するシャーレを押し出すことができない。
【００３７】
本実施の形態では、シャーレ収容庫５０の底部が傾斜しているので、シャーレの上部材Ｓｕの凸部の上に、その上のシャーレの下部材Ｓｌが載置された状態で積層される。これにより、シャーレを押し出す際に、押し出すシャーレＳの上部材Ｓｕの凸部がその上方に位置するシャーレの下部材Ｓｌの凸部に引っ掛かることなく、シャーレ収容庫５０から押し出すことができる。
【００３８】
シャーレ受けＳＷに押し出されたシャーレＳは、必ずしもシャーレ受けの一定位置に載置されるとは限らず、たとえば、図７（Ａ）に示すように、傾いた状態で載置される可能性がある。
このため、位置決め装置５１によって、シャーレＳをシャーレ受けＳＷの一定位置に載置する。位置決め装置５１は、昇降可能な突き上げ部材５１ａを有している。位置決め装置５１を駆動させると、図７（Ｂ）に示すように、突き上げ部材５１ａがシャーレ受けＳＷの開口部ＳＷａを通過して、シャーレＳの底面を突き上げる。この突き上げは複数回行うよう制御されてもよい。突き上げ部材５１ａによる突き上げで、シャーレＳはシャーレ受けＳＷの略中央に配置される。
【００３９】
その後、図８に矢印にて示すように、シャーレ受けＳＷが分散装置８０の上方までＺ軸方向に移動する。また、図９に矢印にて示すように、吸盤２３がシャーレＳの上方に位置するよう、サンプラー支持盤２０がＸ軸方向に移動する。
【００４０】
そして、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、吸盤２３が下降し、シャーレＳの上部材Ｓｕの上面に吸着する。吸着した後、図１０（Ｃ）に示すように、吸盤２３が上昇し、上部材Ｓｕも一緒に上昇する。これにより、シャーレＳＷにはシャーレＳの下部材Ｓｌのみが残った状態となる。
【００４１】
続いて、図１１に矢印にて示すように、サンプラー２１がシャーレＳの下部材Ｓｌの上方に到達するよう、サンプラー支持盤２０がＸ軸方向に移動する。そして、サンプラー２１は、吸い取った一定量のサンプル液を下部材Ｓ１に添加する。
【００４２】
その後、シャーレ受けＳＷは、図１２に示すように、培地添加装置７０の下方へとＺ軸方向に移動する。ここで、シャーレＳの下部材Ｓｌに、培地導出路７１から一定量の培地が添加される。
【００４３】
培地が添加された後、図１３に示すように、シャーレ受けＳＷが再度分散装置８０の上方へとＺ軸方向に移動する。また、吸盤２３がシャーレ受けＳＷの上方に位置するまで、サンプラー支持盤２０が移動する。
【００４４】
そして、図１４（Ａ）に示すように、吸盤２３が下降する。吸盤２３には上部材Ｓｕが吸着したままなので、上部材Ｓｕもいっしょに下降し、シャーレＳの下部材Ｓｌに上部材Ｓｕが取り付けられる。
【００４５】
上部材Ｓｕが取り付けられた後、吸着が解除され、図１５（Ｂ）に示すように、上部材Ｓｕを残したまま吸盤２３が再度上昇する。また、分散装置８０の吸盤８５が上昇する。吸盤８５がシャーレ受けＳＷを通過して、シャーレＳの下部材Ｓｌの底面に吸着する。
【００４６】
そして、図１５に示すように、モータ８１が所定時間回転駆動する。偏心軸８４は継手８３によって回転軸８２から離間して平行に配置されているので、吸盤８５に吸着されたシャーレＳは回転軸８２上を旋回することになる。
【００４７】
そして、偏心軸８４は、継手８３に対し摺動可能、すなわち自転可能に設置されている。また、偏心軸８４には、不図示の吸引装置に接続する吸引ホース等の吸引路８６が接続されている。このため、偏心軸８４は、吸引路８６の張力によって自転が抑制され、その向きをほぼ維持した状態で回転軸８２上を旋回、即ち公転する。偏心軸８４の上方に位置するシャーレＳも自転を伴わずに、その向きを維持した状態で回転軸８２上を旋回、即ち公転する。図１５に示すように、実線で示すシャーレＳと破線で示すシャーレＳは回転軸８２が１８０°回転した際の位置関係を示しているが、それぞれのシャーレＳの×印の位置は変わっていない。これにより、シャーレＳに添加されたサンプル液と培地とが効率的に混合され、サンプル液が培地に分散する。モータ８１は所定時間経過後に駆動を停止し、そして、吸盤８５が下降する。また、吸盤８５の下部材Ｓｌへの吸着が解除される。これにより、シャーレＳはシャーレ受けＳＷに載置された状態となる。
【００４８】
その後、図１６に示すように、シャーレ受けＳＷはシャーレ格納庫６０の下方までＺ軸方向に移動する。なお、大腸菌の検査では、サンプル液を培地に分散した後、更に培地を添加し、培養を行う。この場合、再度、上部材Ｓｕの取り外し、シャーレ受けＳＷの移動、培地の添加、シャーレ受けＳＷの移動、上部材Ｓｕの取り付けを行うよう制御すればよい。
【００４９】
図１７（Ａ）に示すように、シャーレ格納庫６０の下方、且つ、シャーレ受けＳＷの上方に、昇降可能な押し上げ部材６１ａを備えるシャーレ押し上げ装置６１が配置されている。また、シャーレ格納庫６０には、係止部材６０ａが設置されている。係止部材６０ａは、シャーレＳの上昇方向への移動を許容する一方、下降方向への移動を規制する。
【００５０】
図１７（Ｂ）に示すように、押し上げ部材６１ａがシャーレ受けＳＷの開口部ＳＷａを通過してシャーレＳの底面を押し上げていく。すると、係止部材６０ａは、シャーレＳの上部材Ｓｕに押し上げられて回転し、係止部材６０ａに係止されていた積層されているシャーレＳを押し上げていく。
【００５１】
そして、図１７（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、更に、押し上げ部材６１ａがシャーレＳを押し上げ、シャーレＳが係止部材６０ａを通過してゆき、シャーレＳの上部材Ｓｕが、従前に積層されていた最下位に位置するシャーレＳの下部材Ｓｌに当接する。また、係止部材６０ａは、元の状態に戻る。
【００５２】
その後、押し上げ部材６１ａが下降すると、押し上げられたシャーレＳの底部が係止部材６０ａに係止されてシャーレ格納庫６０への格納が完了する。
【００５３】
上記の動作が順次行われ、自動で連続的に検体が作製されて、シャーレ格納庫６０に格納されていく。
【００５４】
なお、シャーレ格納庫６０は、気密構造で内部温度を所定温度に維持可能な形態であってよい。通常、検体作製後、恒温槽内で所定温度に維持し、所定時間サンプル液に含有する菌を培養した後、菌数を計測する。シャーレ格納庫６０が恒温槽としても利用できる形態であれば、シャーレ格納庫６０に所定時間そのまま保持し培養することができる。
【００５５】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【符号の説明】
【００５６】
１    ベース
２    ガイドレール
３    ガイドレール
４    制御装置
１０    容器設置部
１１    蓋
１１ａ  開口部
１２    容器支持板
１３    容器載置台
１４    モータ
２０    サンプラー支持盤
２１    サンプラー
２３    吸盤
３０    チップ収容部
３１    チップ回収容器
４０    シャーレ押し出し装置
４１    押し出し部
５０    シャーレ収容庫
５０ａ  放出口
５１    位置決め装置
５１ａ  突き上げ部材
６０    シャーレ格納庫
６０ａ  係止部材
６１    押し上げ装置
６１ａ  押し上げ部材
７０    培地添加装置
７１    培地導出路
８０    分散装置
８１    モータ
８２    回転軸
８３    継手
８４    偏心軸
８５    吸盤
８６    吸引路
１００    検体作製装置
Ｓ      シャーレ
Ｓｕ    上部材
Ｓｌ    下部材
ＳＷ    シャーレ受け
ＳＷａ  開口部
Ｂ      容器
Ｔ      チップ
【図１】
0005775344.tif 000002
【図２】
0005775344.tif 000003
【図３】
0005775344.tif 000004
【図４】
0005775344.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0005775344.tif 000008
【図８】
0005775344.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005775344.tif 000011
【図１１】
0005775344.tif 000012
【図１２】
0005775344.tif 000013
【図１３】
0005775344.tif 000014
【図１４】
0005775344.tif 000015
【図１５】
0005775344.tif 000016
【図１６】
0005775344.tif 000017
【図１７】
0005775344.tif 000018