(57)【要約】【課題】本発明は、各種装置から検体容器を受け取り、遠心分離を実施して再び、各種機器へ戻す自動遠心分離装置の検体容器の授受を正しく実施すること、また、検体容器の授受を正しく判別することにある。【解決手段】上記した課題を解決するために、検体容器がセットされる位置と、保持容器がセットされる位置を上下方向に離し、相互に干渉しないようにした。保持容器を支持上昇する工程で検体容器を搭載するようにした。また、検体容器がセットされる位置に着目し、検体容器のセット異常状態を類推し、正常位置に有る時に信号が遮断されるセンサーと検体容器が異常状態の時に信号が遮断されるセンサーを組み合わせて、検体容器の有無を正しく判別できるようにした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心分離機と、該遠心分離機により遠心分離される複数の被遠心分離検体とを納めた検体容器と、該検体容器を授受する容器ポートと、該容器ポートと該遠心分離機との間で該検体容器の搬送を行う搬送手段とを有する自動遠心分離装置であって、検体容器を保持する保持容器にて検体容器を搬送することを特徴とする自動遠心分離装置。
【請求項２】
請求項１の自動遠心分離装置において、該容器ポートに該検体容器を保持する保持容器の授受置場を設けたことを特徴とする自動遠心分離装置。
【請求項３】
請求項２の自動遠心分離装置において、該検体容器の授受置場が該保持容器の授受置場の上位置に距離をおいて設けられた構造であることを特徴とする自動遠心分離装置。
【請求項４】
請求項３において、該容器ポートの該検体容器の授受置場に２段に設けられた透過型のセンサーを有することを特徴とする自動遠心分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医学・農学・薬学・理学などの分野で細胞・核酸などの有用物質の分離をいわゆるマイクロプレートを用いて遠心分離するものにおいて、マイクロプレートの厚みにかかわらず容易にハンドリング・遠心分離を可能とした自動遠心分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
血液の生化学自動分析処理に際して、検体処理の省力化、検査結果のクイックレスポンス、検体への接触処理による感染防止などの要求から、検体が搭載された容器を遠心バケットにローディングし、バケットを吊り下げるロータを回転させて遠心分離工程を終了した後に、バケットから容器をアンローディングする前処理の自動遠心分離機が開発されてきた。　生化学分野においては、毎日のルーチン業務で使用され、分析機器との組合せで検体容器の形状は一定であり、特開平１０−２７７４３５の図１・２、特開平１１−２７６９３３の図７に示すように、検体の搭載された容器をライン上に移動し、特定位置で停止する方法で、容器の位置決めを実施しており、また、検体は血液の入ったチューブでありその容器は特開平１１−２７６９３３の図３に示すように縦方向にある程度の長さがあり、上部を把持して直接遠心分離機内のバケットに搬入していた。
【０００３】
一方、ＤＮＡ等の遺伝子物質を分離・抽出するには、各種の試薬を注入して化学反応させる工程と遠心分離工程を繰り返す作業があり、各種の分注工程を自動化した自動機（以後自動分注機と呼ぶ）との接続が必要である。また、遺伝子物質の分離はマイクロプレートと呼ばれる検体容器が使用され、自動分注機側から検体容器を特定の場所にセットした後に、特開２０００−１７６３１７の図１に示すように自動遠心分離装置側のハンドリング機構が、直接容器の搬入、遠心、搬出戻しを実施する工程となる。
【０００４】
遺伝子物質の分離・抽出作業は、研究レベルの場合が多く、一社で全体のシステムとして構成される場合が少なく、各社の自動分注機との接続が避けられない状況にある。また、使用する検体容器（マイクロプレート）のウェル（サンプルをいれる穴）が浅いものや深い物があり、高さの違いなどにより、直接把持して遠心分離機内のバケットへの搬入を上方からすることは、困難である。各種の検体容器（マイクロプレート）に対し、バケット内での位置精度を保つために、バケットの底部と検体容器の底部との寸法差は小さくする必要がある一方、逆に検体容器を把持するハンドリング機構の動作量が制限されるために、各種の検体容器を直接上方から把持搬入することは困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、検体容器（マイクロプレート）の厚みによらず、ハンドリング機構が検体容器を処理する必要がある。ハンドリング機構が検体容器を直接把持・支持せずに検体容器の搬入を精度良く実施する必要がある。更に、装置間での検体容器の授受が正しくセットされたかどうかを正常に判断する必要がある。本発明の目的は、検体容器のサイズによらず精度良く搬入すること、検体容器の有無を正しく判別し検体の破損、次工程での不具合を未然に防止し、操作性の優れた自動遠心分離装置を提供することにある。
【０００６】
これに対応するために、検体容器を直接把持するのではなく、搬送手段が支持し易い様に上部などにフックなどのついた保持容器に検体容器を搭載し、保持容器を支持して、遠心分離機内に搬入する方法を検討した。しかし、検体容器を保持容器にセットする際に、前記したように、検体容器と保持容器の寸法上の問題、あるいは、自動分注機側のハンドリング機構が前後左右方向にスペースを取る機構であれば、検体容器を保持容器内に上下方向に直接セットできない場合がある。
保持容器を一段低い位置に置き、検体容器（マイクロプレート）を保持容器より一段高い位置にセットしたあとに、自動遠心分離装置側の搬送装置が保持容器を支持し、上昇する途中で検体容器を保持容器に搭載し、遠心分離機内に搬入することにより解決できる。
【０００７】
一方、自動分注機との検体容器の授受に関して、検体容器が正しくセットされたかどうかの確認はシステムとして重要な点である。検体容器が検体容器授受部に水平方向に正しくセットされたかどうかは一個の反射型・透過型のどちらを用いても検出可能である。しかし、検体容器が保持容器授受部側に落下する形でセットされた場合、反射型センサーを用いた場合、反射信号の反射角が異なるので、検体容器なしと判断しアラームを発生することができる。しかし、一番最初から異常な状態で検体容器が存在する場合、検体容器なしとして、次の検体容器を置く動作をする可能性がある。
透過型のセンサーを用いた場合、正常状態でも、落下状態でも信号が遮断状態となるので正しくセットされていると誤判断する可能性がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、検体容器がセットされる位置と、保持容器がセットされる位置に着目し、検体容器がセットされる位置は、各種の自動分注機のハンドリング機構に対応可能とする為、検体容器の底部の寸法に合った平面部分とした。一方、保持容器は自動遠心分離装置側で動作途中で検体容器を搭載できるように、検体容器のセット部に距離をおいた下方に設けることとした。
【０００９】
検体容器のセット部は上述した様に、保持容器が下方にセットされるので、中央部分が空間構造となっている。このため、自動分注機側からのセットがずれた時に、空間部分に落ちこむ可能性があるので、検体容器がセットされる位置に着目し、検体容器のセット異常状態を類推し、正常位置に有る時に信号が遮断されるセンサーと検体容器が異常状態の時に信号が遮断されるセンサーを組み合わせて、検体容器の有無を正しく判別できるようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１は自動遠心分離装置１の斜視図、図１０は自動遠心分離装置１の一部断面図である。自動遠心分離装置１は、遠心分離機４、保持容器１０、搬送手段５、ドア７、容器ポート８、冷凍機２５、搬入／搬出口２６を有した回転体室２７などから構成され、操作／制御部６によって制御される。
遠心分離機４は図示していないモータにより、図４に示すようなロータを回転することにより検体容器２２を遠心し検体の分離を行う。
搬送手段５は保持容器１０を容器ポート８と遠心分離機４内のバケット１３との間で搬送する。また、搬送手段５はドア７の開閉、および遠心時におけるドア７の固定を行っている。
冷凍機２５は操作／制御部からのＯＮ・ＯＦＦ制御により遠心する検体の温度制御を行っている。
詳細は図示していないが、自動遠心分離装置１は自動分注機と通信回線で制御可能な様に接続されている。
【００１１】
図２は容器ポート８を示す図である。容器ポート８は自動分注機との検体容器２２の受け渡し場所としての役割をもち、検体容器２２をセットする検体容器授受部２、保持容器１０をセットする保持容器授受部３、検体容器２２のセットを検出する透過形センサー▲１▼９、保持容器１０のセットを検出する透過形センサー▲２▼２３から構成されている。
図３は保持容器１０を示す図である。保持容器１０は検体容器２２を搭載する役割を持ち、側面穴部１１、溝部１２を有したフック２４および図６に示す底面凸部２０が設けてある。側面穴部１１は遠心によって回転体室２７内に発生した風圧による曲げ応力を低減させるために設けてある。また、底面凸部２０は、バケット１３との接触面積を小さくすることにより、保持容器１０搬出の際、バケット１３に溜まった液体が原因で発生する表面張力を低減させる役割を持っている。フック２４はフィンガ１８にて保持容器１０を支持する部位である。
図４は遠心分離機４内のロータを示す図である。ロータは回転体１５、バケット１３から構成されている。バケット１３は、回転体１５に固定されているピン１６により円筒支持されており、図に示していないモータにより駆動される。モータの駆動により回転体１５は回転し、バケット１３は遠心力によりピン１６を中心に外周方向にスイングする。また、バケット１３には貫通穴部１４が設けてある。貫通穴部１４は、冷凍機２５の冷却による結露水や搬送時において検体容器２２からこぼれて溜まったバケット１３内の液体を遠心力によってバケット１３から外に排出するために設けてある。
図５は搬送手段５を示す図である。搬送手段５は図１０に示す２個のモータ５０、５１の駆動により前後・上下方向に移動する。またモータ１７の駆動により突起部１９を有するフィンガ１８が開閉し、保持容器１０を支持、解放する。
保持容器１０支持方法は、搬送手段５がフィンガ１８を開いた状態で、遠心分離機４内および容器ポート８の保持容器１０の掴み・放し位置に移動し、フィンガ１８を閉じ上方向に移動する。この時フィンガ１８の突起部１９は、上方向移動により保持容器１０の溝部１２に収まり、フィンガ１８の上面にて保持容器１０のフック２４を支持する。また、保持容器１０の解放方法は、保持容器１０支持方法の逆の手順で行われている。突起部１９と溝部１２の勘合は、搬送手段５の前後方向移動に伴う慣性力による保持容器の移動を抑えている。
図７はドア７の断面図を示す。ドア７には凸部２１を設けてある。凸部２１はドア７閉鎖時において回転体室２７の搬入／搬出口２６に収まり、回転体室２７に対してできるだけ凹部が小さく平滑となる形状となっている。これは、遠心時に回転体室２７内で発生する空気の攪拌に伴う摩擦熱の発生を、低減させる為である。
図８は検体容器２２の斜視図である。
図９は高さ方の長い検体容器２２ａ、および、高さ方向の短い検体容器２２ｂを搭載した保持容器１０の搬送状態を示している。検体容器２２の高さ方向の寸法の違いにかかわらずの同じ条件で搬送が可能となっている。
（検体容器いろいろな種類があり、縦横の寸法はほぼ同じであるが、高さ方向の寸法は１４ｍｍから５４ｍｍと幅広い。）
次に装置の具体的な動作例について説明する。
まず、保持容器１０は運転前に予めバケット１３に載置しておく。
図示していない自動分注機側（以下自動分注機側）より第１の指令が発せられ、自動遠心分離装置１は、搬送手段５を移動させ、フィンガ１８にてドア７をスライドさせて搬入／搬出口２６を開放する。次に搬送手段５は、遠心分離機４内の保持容器１０を保持容器授受部３に搬送した後、搬送手段５は自動分注機側と干渉しない位置に待機する。搬送後、透過型センサー▲２▼２３の信号により保持容器１０のセットを確認し、自動分注機に対し指令完了を送信する。
自動分注機側では、検体容器２２を検体容器授受部２にセットし、指令２を送信する。
自動遠心分離装置１側では、透過型センサー▲１▼９にて検体容器２２のセットを確認する。正しくセットされていれば、搬送手段５を用いて保持容器１０を遠心分離機４内のバケット１３に搬送する。この時に、検体容器授受部２の検体容器２２は保持容器１０に搭載される。搬送後、搬送手段５は、遠心分離機４およびドア７が干渉しない位置まで移動して指令２完了を送信する。当該第１，２指令に伴う動作を偶数回実施して、遠心分離機４内のバランスを保つ。
自動分注機側からの第３の指令が発せられると、自動遠心分離装置１は搬送手段５を移動させ、フィンガ１８にてドア７をスライドさせて搬入／搬出口２６を閉鎖する。閉鎖後、搬送手段５はフィンガ１８底面が、ドア７の上面中央部に接触する位置に移動しドア７を押さえる。ドア７押さえ動作は、遠心によって回転室２７内に発生する風圧によるドア７浮き上がり防止、および、回転体１５駆動に伴う搬送手段５の振動防止の役割を果たしている。次に自動分注機から既に発せられた第３の指令での運転条件（回転速度、遠心速度、設定温度）に従い、遠心を開始する。遠心が終了すると、自動遠心分離装置１は搬送手段５を移動し、フィンガ１８にてドア７をスライドさせ、搬入／搬出口２６を開放し、第３指令完了を送信する。
自動分注機側からの第４指令が発せられると、自動遠心分離装置１は、搬送手段５を用いて、遠心分離機４内のバケット１３から保持容器１０を保持容器授受部３に搬送する。途中、保持容器１０に搭載されている検体容器２２は、検体容器授受部２にセットされる。その後、搬送手段５は自動分注機と干渉しない位置に待機し、自動分注機に対し第４指令完了を送信する。
自動分注機側では、検体容器２２を検体容器授受部２から搬出し、第５指令を送信する。
自動遠心分離装置１は、搬送手段５を用いて、保持容器１０を保持容器授受部３から遠心分離機４内のバケット１３に搬送し、第５指令完了を送信する。
当該第４，５指令を偶数回実施し自動遠心分離装置１側の全容器を処理する。
検体容器２２が正しくセットされたかどうかの判断に関する本発明の一実施例は、検体容器授受部２に透過型センサー▲１▼９を２段に構成するものである。上段の透過型センサー▲１▼９は検体容器２２が正常位置の側面部に信号が発せられる位置にあり、検体容器２２の有無を検出することができる。下段の透過型センサー▲１▼９は正常位置から下の部分に信号が発せられ、検体容器２２が正常位置にある場合には透過する。しかし、検体容器２２が振動および自動分注機側の異常動作で正常にセットされず、保持容器授受部３側に落下状態となった場合、下段の透過センサー▲１▼９の信号が遮断される。上段の透過型センサー▲１▼９の信号が遮断、下側の透過型センサー▲１▼９の信号が透過で正常、上段の透過型センサー▲１▼９の信号に関係なく、下段の透過センサー▲１▼９の信号が遮断のときは異常、上下段の透過型センサー▲１▼９の信号が透過のときは検体容器２２が無いと判断できる。上下２段の透過型センサー▲１▼９の信号で検体容器２２の有無の確認と、正常位置にセットされたかどうか確認ができ、異常時に対して、的確にアラームを発することができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、各種の装置と接続し、検体の遠心分離を実施する自動遠心機において、検体容器・接続される装置側のハンドリング機構の多様性に対応して、操作性の良い自動遠心分離装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す自動遠心分離装置の斜視図。
【図２】検体容器と検体保持容器とのセット部。
【図３】保持容器。
【図４】遠心分離機。
【図５】搬送手段。
【図６】保持容器側面図。
【図７】ドア断面図。
【図８】検体容器。
【図９】検体容器を搭載した保持容器の状態図。
【図１０】本発明の一実施例を示す自動遠心分離装置の横断図。
【符号の説明】
図において、１は自動遠心分離装置、２は検体容器授受部、３は保持容器授受部、４は遠心分離機、５は搬送手段、６は操作／制御部、７はドア、８は容器ポート、９は透過型センサー▲１▼、１０は保持容器、１１は保持容器側面穴部、１２は保持容器フック溝部、１３はバケット、１４はバケット貫通穴部、１５は回転体、１６はピン、１７はモータ、１８はフィンガ、１９はフィンガ突起部、２０は保持容器底面凸部、２１はドア凸部、２２は検体容器、２２ａは厚い検体容器、２２ｂは薄い検体容器、２３は透過型センサー▲２▼、２４は保持容器フック部、２５は冷凍機、２６は回転体室の搬入／搬出口、２７は回転体室である。５０、５１はモータ
【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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【図９】
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【図１０】
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