(57)【要約】【課題】分注方法において、複雑な機構を要することなく、確実に気泡を除去した液体を分注する。【解決手段】配管５の先端に装着された分注ノズル２と、分注ノズル２への吸引圧及び吐出圧を供給するポンプ手段３とを備え、分注ノズル２により配管５内から供給される液体Ｆを所定位置で吐出する分注方法において、液体Ｆを分注ノズル２から一旦容器９へ吐出することにより脱気し、容器９に吐出された液体の液面下に分注ノズル２の先端を所定量挿入して、脱気された液体Ｆを所定量吸引し、該吸引した液体Ｆを所定位置に配置された分注先容器１０へ吐出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の先端に装着された分注ノズルと、
該分注ノズルへの吸引圧及び吐出圧を供給するポンプ手段とを備え、
前記分注ノズルにより前記配管内から供給される液体を所定位置で吐出する分注方法において、
前記液体を前記分注ノズルから一旦容器へ吐出することにより脱気し、該容器に吐出された液体の液面下に前記分注ノズルの先端を所定量挿入して、脱気された前記液体を所定量吸引し、該吸引した液体を前記所定位置で吐出することを特徴とする分注方法。
【請求項２】
前記容器に吐出された液体を吸引する前に所定量の空気を吸引することを特徴とする請求項１に記載の分注方法。
【請求項３】
前記容器に吐出された液体を吸引した後に前記容器内部に残存する液体を排出することを特徴とする請求項１または２に記載の分注方法。
【請求項４】
前記容器に前記液体が吐出されたときに、前記容器を加振手段により加振することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の分注方法。
【請求項５】
前記容器は、少なくとも内面に、撥水性処理が施されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の分注方法。
【請求項６】
前記容器が、ディスポーザブル容器であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の分注方法。
【請求項７】
前記容器が、マイクロチップ上に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の分注方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は分注方法に関し、特に気泡の無い液体を分注する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化学、工業、臨床、バイオ技術等の分野において、試薬、検体、及び希釈液等の液体を例えばマイクロプレート等の容器に吐出して分注する操作を行なうために分注装置が利用されている。分注装置にはタンク内の液体をポンプにより吸引及び吐出し、配管を介して分注ノズルから分注先容器に吐出するものがある。
【０００３】
しかしながら上記のような分注装置では、液体に溶存している酸素等が例えば温度変化等によって発泡することにより、配管や分注ノズルの内壁等に気泡が発生し、該気泡が分注先容器に吐出された液体に混入してしまうことがある。そして気泡があることにより分注量が変化し分注精度に影響を及ぼしてしまう虞がある。
【０００４】
そこで、配管経路中に気泡除去槽を設ける方法（特許文献１）や、加振装置を設ける方法（特許文献２）、脱気機構を追加する方法（特許文献３、４）等が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−９３９３５号公報
【特許文献２】特開平１０−１１５６２１号公報
【特許文献３】特開平１０−１１５６２２号公報
【特許文献４】特開平１０−１１５６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の気泡除去槽を設ける方法では、気泡除去槽が配設された位置より先端で気泡が発生してしまう虞がある。また加振装置や脱気機構を設ける方法は、新たな機構の追加を必要とするため、コストがかかってしまう。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、複雑な機構を要することなく、確実に気泡を除去した液体を分注する分注方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の分注方法は、配管の先端に装着された分注ノズルと、
該分注ノズルへの吸引圧及び吐出圧を供給するポンプ手段とを備え、
前記分注ノズルにより前記配管内から供給される液体を所定位置で吐出する分注方法において、
前記液体を前記分注ノズルから一旦容器へ吐出することにより脱気し、該容器に吐出された液体の液面下に前記分注ノズルの先端を所定量挿入して、脱気された前記液体を所定量吸引し、該吸引した液体を前記所定位置で吐出することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の分注方法は、前記容器に吐出された液体を吸引する前に所定量の空気を吸引することが好ましい。
【０００９】
また本発明の分注方法は、前記容器に吐出された液体を吸引した後に前記容器内部に残存する液体を排出することが好ましい。
【００１０】
また本発明の分注方法は、前記容器に前記液体が吐出されたときに、前記容器を加振手段により加振することが好ましい。
【００１１】
また本発明の分注方法において、前記容器は、少なくとも内面に、撥水性処理が施されていることが好ましい。
【００１２】
また本発明の分注方法において、前記容器が、ディスポーザブル容器であることが好ましい。
【００１３】
また本発明の分注方法において、前記容器が、マイクロチップ上に設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の分注方法によれば、配管内から供給される液体を分注ノズルから一旦容器へ吐出するので、気泡を含む液体が容器に吐出されても、気泡は容器内で液体表面に浮いてくる。これにより液面下の液体に残存する気泡を除去することができる。
【００１５】
そして容器に吐出された液体の液面下に分注ノズルの先端を所定量挿入して、脱気された液体を所定量吸引するので、分注ノズルは液体表面に浮いた気泡を吸引せずに気泡が除去された液面下の液体を吸引することができる。
【００１６】
そして吸引した液体を所定位置で吐出するので、所定位置に気泡が除去された液体を吐出することができる。
【００１７】
また容器に吐出された液体を吸引する前に所定量の空気を吸引する場合には、吸引された空気によって気泡を含む液体を配管側に、気泡が除去された液体を分注ノズルの先端側にそれぞれ区画することができるので、気泡を含む液体と気泡が除去された液体とが混合するのを防ぐことができて、気泡が除去された液体を所定位置で吐出するときに気泡を含んだ液体が吐出されるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明にかかる実施形態の分注方法について図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態の分注方法に使用される分注装置１の構成図、図２は本実施形態の分注方法の脱気工程を説明する図、図３は本実施形態の分注方法の吐出工程を説明する図である。なお本実施形態においては、便宜上、液体Ｆが吐出する方向（分注ノズル２の先端開口２ａが向く方向）（図１中下方）を下側として説明する。
【００１９】
本実施形態の分注方法に使用される分注装置１は、例えば医療機関、研究所等で使用される生化学分析装置等の臨床分析装置に組み込まれ、分注先容器１０に分注ノズル２により検体や試薬を分注した後、水等の洗浄液であり配管５内媒体である液体Ｆを供給するものであって、図１に示す如く、分注ノズル２と、分注ノズル２への吸引圧及び吐出圧を供給するポンプ手段３としてのシリンジポンプ３１及びポンプ駆動部３２と、シリンジポンプ３１と連結し、内部に液体Ｆを収容する液体タンク４と、分注ノズル２とシリンジポンプ３１を繋ぐ第一の配管５１と、シリンジポンプ３１と液体タンク４とを繋ぐ第二の配管５２と、分注ノズル２を上下左右に移動させるノズル駆動部６と、液面を検出する液面検知部７と、液面検知部７からの信号に基づいてポンプ駆動部３２及びノズル駆動部６を制御する制御部８とから概略構成されている。
【００２０】
分注ノズル２は液体Ｆを吸引及び吐出する先端開口２ａを有するものであって、該先端開口２ａを下向きにして設置され、図示しない昇降機構及び水平移動機構等によって上下左右に移動可能に取り付けられて、これらの機構を駆動するモータ等を備えるノズル駆動部６によって駆動制御されている。また分注ノズル２上部には第一の配管５１の一端が接続され、該第一の配管５１の他端はシリンジポンプ３１に接続されている。
【００２１】
シリンジポンプ３１は、上端が第一の配管５１と接続され、下端に挿入口３１０ａを有する略円筒状のシリンジ本体３１０と、上方が挿入口３１０ａに挿通する略棒状のプランジャ３１１と、該プランジャ３１１の外周に装着され、前記挿入口３１０ａをシールするＯリング３１２と、下端からＯリング３１２を押圧して、シリンジ本体３１０の下端に装着されるＯリング押え３１３とから概略構成され、ポンプ駆動部３２によって分注ノズル２へ吸引圧及び吐出圧を供給するように駆動される。ポンプ駆動部３２は図示しないモータを備え、該モータの正転又は逆転駆動に応じてプランジャ３１１を上方向又は下方向に移動させて分注ノズル２に吐出圧又は吸引圧を供給する。なおモータの回転動力をプランジャ３１１の上下移動に変換する機構としては、例えばネジ機構、ボールネジ機構及びラックアンドピニオン等、様々な機構が使用でき、分注装置１に応じて適宜変更可能である。
【００２２】
またシリンジ本体３１０の周面の一部には、液体導入口３１０ｂが形成されている。液体導入口３１０ｂには第二の配管５２の一端が接続され、第二の配管５２の他端に接続された液体タンク４内部から第二の配管５２を介して液体Ｆが供給される。なお該供給のために第二の配管５２の途中には、シリンジポンプ３１側から順に電磁弁４２とポンプ４１が配設されていて、適時に液体タンク４内部の液体Ｆをシリンジポンプ３１内に供給可能となっている。
【００２３】
液面検知部７は、光又は超音波等を利用した液面センサを備えるものであって、後述の脱気用容器９内部に収容された液体Ｆの液面位置を検出して、液面検出信号を制御部８に出力する。なお液面検知部７は、液面位置を検出可能な構造であれば上記に限られるものでなく、適宜変更可能である。
【００２４】
制御部８は、液面検知部７からの信号に基づいてノズル駆動部６及びポンプ駆動部３２の制御を行って、分注ノズル２の移動及びシリンジポンプ３１の吸引圧及び吐出圧を制御している。また制御部８は、脱気用容器９及び分注先容器１０の設置位置及び形状、さらに脱気用容器９内及び分注先容器１０内の液面位置の上限値と下限値に関するデータを有するものであり、脱気用容器９及び分注先容器１０に吐出される液面位置が前記上限値と前記下限値の間を維持するようにポンプ駆動部３２を制御して、脱気用容器９及び分注先容器１０から液体Ｆが溢れないようにしている。なお前記データはユーザが必要に応じて適宜変更可能であっても良い。また本実施形態の脱気用容器９は、上端に開口を有する円筒状の容器とするが、本発明の脱気用容器９はこれに限られるものではなく、上端に開口を有し、内部に液体を収容できるものであれば、例えば四角柱状であってもよい。また脱気用容器９はディルポーザブル容器であってもよい。これらは適宜変更可能である。このように分注装置１は構成されている。
【００２５】
次に上記のように構成された分注装置１を使用して、本実施形態の分注方法について詳細に説明する。
【００２６】
１）先ず電磁弁４２を開いた後にポンプ４１を駆動して、液体タンク４内部の液体Ｆをシリンジポンプ３１内に送る。このときポンプ４１による液体Ｆの送出は、液体Ｆが分注ノズル２の先端から排出されるまで行われる。そして液体Ｆが分注ノズル２の先端から排出されて、第二の配管５２から分注ノズル２の先端まで液体Ｆが充填された後に、電磁弁４２が閉められ、ポンプ４１の駆動が止められる。また電磁弁４２の開閉及びポンプ４１の駆動は、第二の配管５２から分注ノズル２の先端まで液体Ｆを充填可能であれば自動であっても手動であっても構わない。
【００２７】
２）次に分注ノズル２の先端開口２ａの下方に脱気用容器９が位置するようにノズル駆動部６により分注ノズル２を移動させる。このとき分注先容器１０は分注ノズル２が水平移動可能な範囲の所定位置に配置されている（図１参照）。なお脱気用容器９は気泡Ｂを浮かせやすいように脱気用容器９内面に撥水性コーティングを施してもよく、脱気用容器９に所定の振動を加えることが可能な加振機構を設けても良い。
【００２８】
３）次に、分注ノズル２の先端開口２ａが脱気用容器９内部に位置するように、制御部８のデータに基づいてノズル駆動部６により分注ノズル２を下降させる（図２（ａ）参照）。このとき不図示の位置センサ等に基づいてノズル駆動部６を制御してもよい。なお先端開口２ａから吐出された液体Ｆが脱気用容器９の外に吐出しない位置であれば脱気用容器９の上方であってもよい。
【００２９】
４）そしてシリンジ本体３１０内へプランジャ３１１を送り込むことにより、分注ノズル２から脱気用容器９に液体Ｆを吐出する。このとき吐出される液体Ｆの量は、分注先容器１０が要求する液体Ｆの量よりも多く、且つ上述したように液面位置が脱気用容器９の前記上限値と前記下限値の間を維持するものとなる。こうすることにより第二の配管５２から分注ノズル２の先端に充填された液体Ｆに溶存している酸素等が例えば温度変化等によって発泡することで、図２（ａ）に示す如く、配管（図示しない）や分注ノズル２の内壁等に発生した気泡Ｂが脱気用容器９に吐出された液体Ｆの中に含まれている場合には、気泡Ｂは脱気用容器９の中で、図２（ｂ）に示す如く、液体Ｆの表面に浮かんでくる。これにより液面下の液体Ｆ’に残存する気泡Ｂを除去することができる。
【００３０】
５）次に、液面検知部７からの信号に基づいてノズル駆動部６により分注ノズル２を、図２（ｃ）に示す如く、液面より上方に上昇させる。そしてシリンジ本体３１０内からプランジャ３１１を引出すことにより、分注ノズル２に空気Ａを吸引する。該空気Ａは分注ノズル２及び配管に充填されている液体Ｆと、次に吸引する液体Ｆ’とを区画できる量であればよい（図２（ｄ）参照）。こうすることにより空気Ａによって気泡Ｂを含む液体Ｆを配管側（上側）に、後に吸引する液体Ｆ’すなわち後述する気泡Ｂが除去された液体Ｆ’を分注ノズル２の先端側（下側）にそれぞれ区画することができるので、気泡Ｂを含む液体Ｆと気泡Ｂが除去された液体Ｆ’とが混合するのを防ぐことができて、後述のように気泡Ｂが除去された液体Ｆ’を分注先容器１０へ吐出するときに気泡Ｂを含む液体Ｆが吐出されるのを防止することができる。なお本実施形態の分注方法は、空気Ａを吸引したが、本発明の分注方法においては空気Ａを吸引しなくてもよい。
【００３１】
６）次に、図２（ｄ）に示す如く、脱気用容器９に吐出された液体Ｆ’すなわち気泡Ｂが除去された液体Ｆ’の液面下に分注ノズル２の先端を挿入して、気泡Ｂが除去された液体Ｆ’を所定量吸引する。このとき液面検知部７により脱気用容器９内の液体Ｆ’の液面が検出され、その検出信号に基づいてノズル駆動部６は分注ノズル２の先端が液面下に位置するように制御部８によって制御される。こうすることにより、分注ノズル２は液体Ｆ’表面に浮いた気泡Ｂを吸引せずに気泡Ｂが除去された液体Ｆ’を吸引することができる。なお液面下が脱気用容器９の底部であれば液体Ｆ’表面に浮いた気泡Ｂを吸引する可能性がより低くなる。
【００３２】
７）次に、内部に気泡Ｂが除去された液体Ｆ’を保持した分注ノズル２を、図２（ｅ）に示す如く、ノズル駆動部６によって脱気用容器９より上方に上昇させる。このときノズル駆動部６は制御部８に予め設定されている脱気用容器９の形状データに基づいて駆動される。
【００３３】
８）そして同じく予め制御部８に設定されている分注先容器１０の設置位置データに基づいて、図３（ａ）に示す如く、ノズル駆動部６により分注ノズル２を脱気用容器９の上方から分注先容器１０の上方（図中矢印方向）に水平移動し、必要に応じて図３（ｂ）の如く、分注ノズル２の先端開口２ａが分注先容器１０内部に位置するように、制御部８のデータに基づいてノズル駆動部６により分注ノズル２を下降させる（図中矢印方向）。
【００３４】
９）次に、シリンジ本体３１０内へプランジャ３１１を押し込むことにより、図３（ｃ）の如く、分注ノズル２の先端開口２ａから分注先容器１０内に分注先容器１０が要求する量の液体Ｆ’を吐出する。このとき分注ノズル２の先端開口２ａが、図３（ｃ）に示す如く、分注先容器１０に吐出された液体Ｆ’の液面下に挿入する場合には、分注先容器１０内部の液体Ｆ’に空気Ａが混入するのを防ぐために、分注ノズル２内部に気泡Ｂが除去された液体Ｆ’を残すようにする。
【００３５】
１０）そして、分注ノズル２をノズル駆動部６によって分注先容器１０より上方に上昇して、分注先容器１０への液体Ｆ’の吐出が終了する。
【００３６】
なお、脱気用容器９に残存する気泡Ｂが除去された液体Ｆ’は、上述した（６）の吸引後に、図４に示す如く、脱気用容器９に配管１１を接続し、ポンプ１２によって別途設置した廃液タンク１３や液体タンク４に排出してもよい。該排出の方法は、ノズル等によって脱気用容器９の上方から液体Ｆ’を吸引してもよいし、適宜変更可能である。
【００３７】
本実施形態における分注装置１は上記のような構成としたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば分注先容器１０に形成された複数の液体収容部に液体を供給する用途に使用される、複数の分注ノズルを備える分注装置であってもよい。また分注先容器１０としては例えば複数の液体収容部であるウェルが形成されたマイクロプレート、マイクロ流路が形成されたマイクロチップ、分析素子等であってもよい。ここで図５に分注先容器の一実施形態としてのマイクロチップ１００の斜視図を示す。マイクロチップ１００は、図５に示す如く、上面１００ａに液体収容部であるウェル１１０が複数配設されている。マイクロチップ１００の内部には、ウェル１１０と連通する、図示しないマイクロ流路が形成されている。また上面１００ａにはウェル１１０の近傍に脱気用容器９０が配設されている。このように形成されたマイクロチップ１００であれば液体を上述の方法によって分注するときに、一旦脱気用容器９０に液体を吐出し、該容器９０に吐出された液体から所定量の液体を吸引して、該吸引した液体をウェル１１０に吐出すれば、マイクロチップ上で確実に気泡を除去した液体を分注することができる。なお液体Ｆとしては、分注先容器１０に収容された検体や試薬等を洗浄するための洗浄液や、水であってもよい。
【００３８】
以上のような分注方法によれば、複雑な機構を要することなく、確実に気泡を除去した液体を分注先容器に分注することができるので、分注精度を向上させることができる。
【００３９】
なお本発明における分注方法は上述した分注装置１に限られず、例えば液体が収容された容器から分注先容器に分注ノズルを用いて液体を分注する際にも利用することができる。また上記のマイクロチップにおいては流路内へ気泡が混入すると洗浄効果、次の分析への影響が特に大きくなるので、本発明の分注方法は特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態の分注装置の構成を示す図。
【図２】本実施形態の分注方法の脱気工程を説明する図。
【図３】本実施形態の分注方法の吐出工程を説明する図。
【図４】本実施形態の容器に残存する液体を排出する機構を説明する図。
【図５】別の実施形態の容器としてのマイクロチップの斜視図。
【符号の説明】
【００４１】
１        分注装置
２        分注ノズル
２ａ      先端開口
３        ポンプ手段
３１      シリンジポンプ
３１０    シリンジ本体
３１０ａ  挿入口
３１０ｂ  液体導入口３１０ｂ
３１１    プランジャ
３１２    Ｏリング
３１３    Ｏリング押え
３２      ポンプ駆動部
４        液体タンク
４１、１２ポンプ
４２      電磁弁
５、１１  配管
５１      第一の配管
５２      第二の配管
６        ノズル駆動部
７        液面検知部
８        制御部８
９、９０  脱気用容器
１０      分注先容器
１３      廃液タンク
１００    マイクロチップ
１１０    ウェル
Ａ        空気
Ｂ        気泡
Ｆ        液体
Ｆ’      気泡を除去した液体
【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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