(57)【要約】【課題】創薬、ＤＮＡ解析、プロテオーム解析などバイオ関連の研究開発で取り扱われる保存粉体試料から異なる試料の混入を防ぎ容易に所定量を分取できる試験用粉体試料の微量分取装置を提供する。【解決手段】粉体試料を保存しているバイアル瓶１を瓶ホルダ３に取り付け、ホルダ３に接続されたステッピングモータ４を高速で正逆回転させてバイアル瓶１中の粉体試料に振動を与え、バイアル瓶１をモータで傾斜させて瓶口２から粉体試料を電子式天秤上に置かれた受容器に落下させて分取する。この際に、ステッピィングモータ４の回転軸５とバイアル瓶１の取り付け軸６はオフセットの関係にあるためにバイアル瓶１の瓶口２付近の粒子の振動は瓶底部の粒子の振動に比較して小さくなるので粉体の自然落下を防げる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子式天秤の秤量皿上に置かれた試料受容器に、上部に設置された保存粉体試料の入ったバイアル瓶と該バイアル瓶を保持している瓶ホルダに接続したステッピングモータを高速で正逆回転させて振動させてバイアル瓶の粉体試料に振動を与え、バイアル瓶をモータで傾斜させて瓶口から直接、試料受容器に非接触で微量の粉体を精度良く分取することを特徴とする試験用粉体の微量分取装置。
【請求項２】
バイアル瓶の中心軸をステッピングモータの回転軸からオフセットして設置することによってバイアル瓶の底近くの粉体粒子の運動量はバイアル瓶の口近くの粉体粒子よりも大きくなり、傾斜したバイアル瓶の口から粉体粒子が自然落下することなく、与えられた振動で精度よく所定量の粉体試料が落下することを特徴とする請求項１に記載の試験用粉体の微量分取装置。
【請求項３】
試料を秤量する電子式天秤とバイアル瓶と瓶ホルダに振動を与えるステッピングモータとが制御回路で接続され、設定された重量の粉体試料を自動的に分取できることを特徴とする請求項１に記載の試験用粉体の微量分取装置。
【請求項４】
バイアル瓶に保存されている試料の重量が１グラム単位で、分取する粉体試料の重量が０．０１ミリグラム単位の極微量の分取ができることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の試験用粉体の微量分取装置。
【請求項５】
試料が充填されたバイアル瓶の試料保存倉庫からの取り出し、瓶ホルダへの取り付け、試料受容器の設置及び移動を制御回路で制御されて駆動するロボットアームで行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の試験用粉体の微量分取装置。
【請求項６】
バイアル瓶の回転と傾斜を１個のステッピングモータで行い、かつステッピングモータを高速で正逆回転させて該ステッピングモータに接続されたバイアル瓶と瓶ホルダを振動させて試料に振動を与え、バイアル瓶から直接、試料受容器に非接触で微量の粉体を精度良く自動的に分取することを特徴とする試験用粉体の微量分取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保存されている粉体試料を、試料保存用のバイアル瓶から直接、試料受容器に非接触で微量分取する、試験用粉体試料の微量分取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、創薬、ＤＮＡ解析、プロテオーム解析などのバイオ関連ビジネスが盛んになるにつれて試験用に貯蔵されている粉体試料から自動的に、かつ精確に分取して試験に供するための粉体試料の微量分取装置が求められている。この場合に試料間の接触による汚染は絶対に避けなければならない課題である。又、貯蔵されている粉体試料は高価であったり、微量であったりするため、分取の際に損失が発生することは極力さけなければならない。
【０００３】
粉末品分析用試料を精度良く分取する装置として特開平６−１９４２７６には振動駆動源に接続したホッパー内の流動状態にある試料を、ホッパーの下部開口に取り付けられ、傾斜したＶ字型の排出経路から受容器に排出して分取する装置が開示されている。この装置ではホッパーの振動が停止するとＶ字型排出路にある試料粉体は流出しない。また、これら一連の動作は制御回路に接続して人手をかけることなく、所定量の試料分取が全自動で行われるとしている。
【０００４】
また、特開平６−１９４２７６には粉末の分析用試料を、作業ミスによる容量変動をもたらすことなく一定量を自動的に分取する装置が開示されている。この装置では予め一定容量の容器に粉体を取り入れ、容器を回転駆動させて受容器に粉体を分取することによって作業ミスを回避している。
【０００５】
計量容器に附着している異なる試料の混入による汚染を防いで粉体試料を分取する方法として、分析化学の一般教科書に示されている様に、液体試料を試料毎にピペットを取り替えて分取する方法と同様に粉体試料を保存している瓶から直接、受容器に粉体試料を分取する方法として試料毎にスプーンを取り替えて分取する方法や試料保存瓶を傾斜して粉体試料に振動を与えて天秤上に設置した受容器に試料を落下させて直接分取する方法が行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開平６−１９４２７６及び特開平６−１９４２７８に開示されている方法は分析試験用の粉体試料を精度良く、かつ自動的に分取する方法ではあるが、計量容器に附着した異なる試料による汚染など、異なる試料の混入を避ける対策や損失を防ぐ対策は取られておらず、試料の混入を絶対さけなければならない創薬、ＤＮＡ解析、プロテオーム解析などの分野での粉体試料の分取装置としては不向きである。
【０００７】
異なる試料の混入を避けて試料保存瓶から粉体試料を受容器に分取する方法として試料毎にスプーンを取り替えて分取方法や試料保存瓶を傾けて軽く振動を与え、天秤上に設置した受容器に粉体試料を振り落として分取する方法があるが、これらの方法は０．０１ミリグラム程度の重量の粉体試料を精度良く、また、数多くの分取する方法としては適当でない。
【０００８】
異なる試料の混入による汚染を防ぎ、粉体試料の微量分取を自動的に行う装置として、粉体試料を保存しているバイアル瓶を振動させて瓶口から天秤上に設置された受容器に粉体試料を振り落とす分取装置（英国Ｔｈｅ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ社製Ｈａｙｓｈｏｕｌｄｅｒ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）が発売されているが、該装置の基本機構は編芯させたロータを直流モータで回転させることによってバイアル瓶を含むスイング部全体を振動させる方法であり、スイング部を連結板で回転軸と連結させる必要があるので装置全体が大きく重くなる欠点があった。
【０００９】
更に、スイング部は薄いステンレス板で回転軸と連結されているためにスイング部の振動はステンレス板の曲がる方向となり、振幅と周波数は直流モータの出力とスイング部及びステンレス板の機械的特性で決まるので精確な振幅と周波数の制御が難しく、粉体試料の微量分取装置としては適切な機構ではなかった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
係る事情に鑑み、発明者らは鋭意研究の結果、保存されている数多くの試料瓶から微量の粉体試料を異なる試料の混入をなく、かつ精度良く自動的に分取する装置の発明に至った。
【００１１】
本発明の粉体試料の微量分取装置は、ステッピングモータを高速で正逆回転させることで粉体試料の分取元であるバイアル瓶と瓶ホルダのみを振動させることで装置全体を小型化することが可能となり、また、振動部付近の信頼性を向上させることができる。
【００１２】
バイアル瓶と瓶ホルダとステッピングモータの回転軸との接続は、どの様に取り付けてもバイアル瓶に振動を与えることができるが、バイアル瓶の中心軸をステッピングモータの回転軸からオフセットして設定することによってバイアル瓶に振動を与えるとバイアル瓶の底近くの粉体粒子の運動量は瓶の口近くの粒子の運動量よりも大きくなる。その結果、バイアル瓶をモータで傾斜すると瓶中の粉体粒子は安定な状態に移ろうとして、結果的にはバイアル瓶の口から粒子が電子式天秤上に設置された受容器に落ちる。
【００１３】
本発明の粉体試料の微量分取装置は、バイアル瓶の振動、傾斜および受容器に落下した粉体試料の秤量を制御回路で制御し、更にバイアル瓶の瓶ホルダへの取り付け、受容器の設置や排除などの作業をロボットアームで行うことによって自動化することができる。
【００１４】
バイアル瓶の中心軸をステッピングモータの回転軸からオフセットして設計することによってモータの高速の正逆回転で傾斜したバイアル瓶の口から所定量の粉体試料を精確に分取できるが、バイアル瓶の回転と傾斜を１つのモータで行うことによって、粉体の落下点が少し変動するが装置全体を小さく、かつ低価格で制作することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のバイアル瓶（１）から粉体試料を分取する部分の機構を、図面を用いて詳細に説明する。図１は保存試料の入ったバイアル瓶（１）、瓶ホルダ（３）及びステッピングモータ（４）の配置と取り付け位置の概略を示したものである。バイアル瓶（１）の瓶口（２）を外側にして瓶ホルダ（３）に固定し、瓶ホルダ（３）は接続されたステッピングモータ（４）を高速で正逆回転させる。この時にステッピィングモータの回転軸（５）とバイアル瓶（１）の取り付け軸（６）とはオフセットされた関係に設定しておく。
【００１６】
ステッピングモータ（４）を高速で正逆回転を行うと瓶ホルダ（３）に保持されたバイアル瓶（１）の中の粉体に振動が与えられるが、バイアル瓶（１）の取り付け軸（６）とステッピングモータ（４）の回転軸（５）との間にはオフセットがあるためにバイアル瓶（１）の中の粉体試料の振動は図２に示す様に、瓶口（２）で弱く、瓶底部分で強くなる。バイアル瓶（１）を別に取り付けたモータで傾斜させて粉体試料を電子式天秤の上に置かれた受容器に所定量を振り落として分取し、バイアル瓶に残った粉体試料は栓をして保存倉庫に運んで保管される。
【００１７】
図３は粉体試料を振動で落下させる位置が、受容器の口が比較的大きいなどの理由から厳密でない場合のバイアル瓶（１）、瓶ホルダ（３）及びステッピングモータ（４）の位置関係を示したもので、その場合にはバイアル瓶（１）の回転と瓶の傾斜を１つのステッピングモータ（４）で行う事が可能となるので装置全体が小型化され低価格な装置となる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の試験用粉体試料の微量分取装置は、創薬、ＤＮＡ解析、プロテオーム解析などの研究開発業務において、多数の粉体保存試料の中から目的とする試料を異なる試料の混入なく容易に分取することが可能であり、また、機構が簡単で低コストで装置を提供することが出来るのでバイオ関連ビジネスに取って非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】バイアル瓶、瓶ホルダ及びステッピングモータの配置を示した概略図である。
【図２】バイアル瓶中の粉体試料の振動の大きさを示した概略図である。
【図３】バイアル瓶の回転と傾斜を１つのステッピングモータで行う装置の概略図である。
【符号の説明】
１　バイアル瓶
２　バイアル瓶口
３　瓶ホルダ
４　ステッピングモータ
５　モータの回転軸
６　バイアル瓶の取り付け軸方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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