(57)【要約】【課題】液滴を生成するためには圧電アクチュエータやソレノイドバルブ等の高価な部品を用いて分注装置に組み込むことになり、駆動回路等を含めると部品点数が多くなり、結果的に装置全体がかなり高価となってしまうという問題がある。【解決手段】ピペット先端のノズル孔まで分注すべき液体が充填された初期状態から、前記ノズル孔からエアを吸引する動作の工程と、エア吸引動作の工程で移動した戻り移動量に、所望の分注量となる吐出体積分を加算した送り量で、高速にノズル孔方向へ液体を送り出す工程とを設ける。【選択図】      図１
2004251820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピペット先端のノズル孔まで分注すべき液体が充填された初期状態から、前記ノズル孔からエアを吸引する動作の工程と、エア吸引動作の工程で移動した戻り移動量に、所望の分注量となる吐出体積分を加算した送り量で、高速にノズル孔方向へ液体を送り出す工程とを有することを特徴とする分注方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピペット先端の孔から微量の液体を分注する分注方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体が自重で落下する液滴量（約１０μｌ）より少ない量を分注する際の従来の分注方法は、シリンジの体積を変化させて液体をピペット先端に送り出し、注入すべき容器の内壁面に塗り付けるようにして分注する方法が一般的に採られていた。この方法は、液体の持つ付着力により内壁面に着いた液体は自重で容器の底へ落ちないため、遠心力を利用して液体を底の方へ移動させる等の後工程が必要となっていた。
【０００３】
また、容器の内壁面にピペット先端を接触させるためコンタミネーションの心配があった。これを解決するために、例えば特開２００１−２２８０６０に記載されてあるように、圧電アクチュエータを応用して液体を加圧して強制的に微量液滴にし、ピペット先端の孔から液滴を飛翔させて分注する技術が提案されている。
【０００４】
また、他の技術として予め液体を加圧して置き管内に設けられたソレノイドバルブを瞬時に開閉させることで、液滴を生成し飛翔させて分注する技術も提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、微量分注の場合は何らかの手段で微量液滴を生成し飛翔させて分注することが望ましい。しかしながら、液滴を生成するためには圧電アクチュエータやソレノイドバルブ等の高価な部品を用いて分注装置に組み込むことになり、駆動回路等を含めると部品点数が多くなり、結果的に装置全体がかなり高価となってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、上記した問題を解決し、圧電アクチュエータ等の特別な部品を用いなくても、液滴を生成して飛翔分注を可能とした分注方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、ピペット先端のノズル孔まで分注すべき液体が充填された初期状態から、前記ノズル孔からエアを吸引する動作の工程と、エア吸引動作の工程で移動した戻り移動量に、所望の分注量となる吐出体積分を加算した送り量で、高速にノズル孔方向へ液体を送り出す工程とを設けることにより達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の分注方法を表わすフローチャートであり、図２は３つの状態における液体の液面位置を表したピペット１先端の側面図である。図３は分注装置１０を側面から見た一部断面図であり、先ず分注装置１０の構成について以下説明する。
【０００９】
先端に直径０．６ｍｍ程のノズル孔１ａを有したピペット１はピペット把持部６によりネジ６ａで固定されている。ピペット１の内壁面に接して進退するピストン２はピストン把持部５によりネジ５ａで固定され、ピストン把持部５はリニアステッピングモータ３のシャフト４と連結されている。ピペット把持部６とリニアステッピングモータ３はコの字形のベース７に固定される構成となっている。リニアステッピングモータ３はシャフト４が直接直線運動するモータであり、リニアステッピングモータ３を駆動するドライバ２１に制御装置２０からパルス列信号を送ることにより、ピストン２を進退方向に速度制御、及び位置決め制御できるようになっている。
【００１０】
次に本発明に関わる分注方法について、図１に示すフローチャートに基づいて以下説明する。予め、図２（ａ）に示してある初期状態のように、分注すべき液体８の液面８ａはピペット１先端のノズル孔１ａまで充填されている。また、図示していない操作スイッチ等により、予め分注量等の動作に必要なデータは制御装置２０に設定している。
処理ステップ１００にて、分注開始の要求を制御装置２０が受けると分注作業を開始する。
先ず、処理ステップ１１０にてエア吸引動作を実行する。エア吸引動作は、制御装置２０がドライバ２１へ所定のパルス数を送り、ピストン２を吐出方向と反対の方向に動かして、ノズル孔１ａからエアを吸引する。この時の液面８ｂの状態を図２（ｂ）に示してある。このエア吸引動作時はピペット１内へ気泡が入らないようにするため、吸引動作時のパルス列信号は、液体の粘度が高い程、低周波数の信号でゆっくり動作させた方が好ましい。
【００１１】
続いて、人手若しくはロボットハンドにより、ピペット１の先端を分注すべき容器９に向けて、以下説明する処理ステップ１２０の工程を実行する。処理ステップ１２０では、制御装置２０が比較的高速のパルス列信号をドライバ２１に送る。この時のパルス数は、処理ステップ１１０のエア吸引動作の戻り移動量に、所望の分注量となる吐出体積分を加算した送り量（パルス数）である。この処理ステップ１２０の工程を実行すると、図２（ｂ）の状態から液体がノズル孔１ａ方向へ運動し始め、ノズル孔１ａに衝突して液滴が形成し始め、最終的に所望の分注量分を吐出して、液滴８ｄは容器９に飛翔注入され、分注作業を終了する（処理ステップ１３０）。この分注動作後の液面８ｃの位置が初期状態の液面位置８ａとほぼ同じならば、所望の分注量が高精度に分注されたことになる。
【００１２】
続いて、別の容器９に分注したい場合には、人手若しくはロボットハンドにより、ピペット１の先端を別の容器９に向けて、前述した分注方法の処理ステップ１１０と処理ステップ１２０の工程を実行すれば良い。
【００１３】
本発明者の実験によれば、使用したピペット１の内径は２ｍｍ、ノズル孔径は０．６ｍｍであり、リニアステッピングモータ３のシャフト４の１パルス当たりの移動量は１０．２μｍで、エア吸引のための戻りパルス数は６０パルスに設定しているので、戻り移動量は約０．６ｍｍである。また、分注量を例えば１μＬとすると、ピペット１の内径が２ｍｍであることから、吐出体積分のピストン２の移動量は０．３１８ｍｍなので、パルス数に換算すると３１パルスである。よって、処理ステップ１２０で移動させるときの送り量は、エア吸引動作の６０パルスに分注吐出体積分の３１パルスを加算した９１パルス（約０．９ｍｍ）である。送り出す速度に関しては、遅過ぎては液滴８ｄが形成されず、速過ぎては液滴８ｄの吐出スピードが速くなって、容器９へ勢い良く入ってしまい、跳ね返りの液滴がコンタミネーションの原因となってしまうので、遅過ぎても速過ぎても良くない。
【００１４】
本発明者の実験によると、ノズル孔径が０．６ｍｍの場合、送り出す速度は、６０〜１２０ｍｍ／ｓの速度範囲が好ましく、中でも７０ｍｍ／ｓ前後でピストン２を動作させた時の液滴８ｄは、容量が安定している。上記した手法で、純水を分注して、その重量を電子天秤で測定したところ、１μＬの分注で±１０％程度の精度という良好な結果が得られている。
【００１５】
また、分注量が比較的多い場合でも液体を吐出した最後はピペット１の先端に液滴が付着してしまう場合があり、この時は容器９の内壁面に付けるチップタッチ操作を従来行っていた。しかし、上記した分注方法を行うことにより、先端に付着した液滴を確実に飛翔分注することもでき、チップタッチ操作は不要とすることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、ピペット先端のノズル孔まで分注すべき液体が充填された初期状態から、前記ノズル孔からエアを吸引する動作の工程と、エア吸引動作の工程で移動した戻り移動量に、所望の分注量となる吐出体積分を加算した送り量で、高速にノズル孔方向へ液体を送り出す工程を設けたので、分注装置が簡素な構成でも高精度で微量液滴を容易に形成することができる分注方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分注方法の一実施例を表わすフローチャートである。
【図２】本発明の分注方法に係る一実施例の液体の液面位置を表したピペット先端の側面図である。
【図３】本発明の分注方法に係る一実施例の分注装置１０を側面から見た一部断面図である。
【符号の説明】
１はピペット、１ａはノズル孔、２はピストン、３はモータ（リニアステッピングモータ）、８は液体、８ｄは液滴、９は容器、１０は分注装置、２０は制御装置、２１はドライバ、１００はエア吸引動作工程、１１０は液滴吐出動作工程である。
【図１】
2004251820.tif 000003
【図２】
2004251820.tif 000004
【図３】
2004251820.tif 000005