(57)【要約】【課題】  液体分注装置において、上下に分離した２種類の液体を容易に分けて採取することができ、採取時の液だれを防止すること。【解決手段】  容器１内で上下に分離した粘度の異なる少なくとも２種類の液体Ａ、Ｂを容器内から吸引して分注する液体分注装置であって、前記液体を吸引する吸引ノズル２と、該吸引ノズルに接続された流通管路３と、該流通管路に接続された吸引源Ｐと、前記吸引ノズルを上下動させるノズル移動機構４とを備え、前記流通管路には、吸引により内部を流通する前記液体の圧力又は流速を検出するセンサＳ１が設けられている。【選択図】      図１
2005114471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内で上下に分離した粘度の異なる少なくとも２種類の液体を容器内から吸引して分注する液体分注装置であって、
前記液体を吸引する吸引ノズルと、
該吸引ノズルに接続された流通管路と、
該流通管路に接続された吸引源と、
前記吸引ノズルを上下動させるノズル移動機構とを備え、
前記流通管路には、吸引により内部を流通する前記液体の圧力又は流速を検出するセンサが設けられていることを特徴とする液体分注装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体分注装置において、
前記センサが、前記流通管路の一部の管壁を構成する圧電フィルムと、該圧電フィルムの両面に設けられた電極層とからなる圧電センサであり、
該圧電センサの電気機械的特性により前記液体の圧力変化を電極間の電圧変化として検出し算出する演算部を備えていることを特徴とする液体分注装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液体分注装置において、
前記センサが、前記流通管路内の前記液体に超音波を入射させる送波機構と、
前記液体内を透過した前記超音波を受ける受波機構と、
該受波機構で受けた前記超音波の波長変化又は強度変化から前記液体の流速変化を算出する演算部とを備えていること特徴とする液体分注装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の液体分注装置において、
前記センサと前記吸引源と前記ノズル移動機構とに接続されこれらを制御する制御部を備え、
該制御部が、前記ノズル移動機構により前記吸引ノズルを下方に移動させながら前記吸引源により前記液体を吸引させ、前記センサで前記液体の圧力又は流速の変化を検出した際に前記ノズル移動機構の移動を停止させることを特徴とする液体分注装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液体分注装置において、
前記制御部が、前記ノズル移動機構による移動を停止させた後、前記吸引ノズルを上方に移動させて停止させることを特徴とする液体分注装置。
【請求項６】
請求項１から３のいずれかに記載の液体分注装置において、
前記センサと前記吸引源と前記ノズル移動機構とに接続されこれらを制御する制御部を備え、
該制御部が、前記ノズル移動機構により前記吸引ノズルを前記容器内の一番底にまで下げた状態で前記液体を吸引させ、前記センサで前記液体の圧力又は流速の変化を検出した際に前記液体の吸引を停止させることを特徴とする液体分注装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば骨髄液と保存液との２種類の液体が入った容器から骨髄液を分注する液体分注装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薬液や体液（血液等）等の液体を微少量分注する液体分注装置が、特に医療用途に用いられている。従来の液体分注装置は、例えば、特許文献１に記載されているように、容器内の試薬等を吸引吐出するピペットチップ等のノズル部材と、吸引吐出動作を行うポンプとを備えたものである。
【特許文献１】特開２００１−２６４３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の液体分注装置には、以下の課題が残されている。
例えば、骨髄液と保存液とが混合されている場合、遠心分離を行うと容器内において下部に骨髄液が沈殿して保存液と上下に分離される。この際、保存液と骨髄液との分量は一定でないため、ピペット位置の制御だけで保存液の除去を自動で行うことは困難であった。自動で骨髄液だけを吸い出すには、ピペットチップ先端を容器底部近傍まで差し込んで直接骨髄液を採取すればよいが、この場合、ピペットチップの外周面に骨髄液が付着して、ピペット移動時に液だれが生じるおそれがあった。
【０００４】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、上下に分離した２種類の液体を容易に分けて自動採取することができ、骨髄液回収量を向上させることができる液体分注装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の液体分注装置は、容器内で上下に分離した粘度の異なる少なくとも２種類の液体を容器内から吸引して分注する液体分注装置であって、前記液体を吸引する吸引ノズルと、該吸引ノズルに接続された流通管路と、該流通管路に接続された吸引源と、前記吸引ノズルを上下動させるノズル移動機構とを備え、前記流通管路には、吸引により内部を流通する前記液体の圧力又は流速を検出するセンサが設けられていることを特徴とする。
【０００６】
この液体分注装置では、流通管路に、吸引により内部を流通する液体の圧力又は流速を検出するセンサが設けられているので、容器内の上部から吸引ノズルを降下させながら液体を吸引していく際に、途中で粘度の異なる液体に吸引ノズル先端が達すると、流通液体の圧力又は流速が粘度の相違により変化し、これをセンサにより検出することができる。したがって、異なる粘度の液体に吸引ノズルが達したことをセンサにより自動的に判別でき、上下に分離された粘度の異なる２種類の液体（例えば、保存液と骨髄液）を容易に分離して採取することができる。
【０００７】
また、本発明の液体分注装置は、前記センサが、前記流通管路の一部の管壁を構成する圧電フィルムと、該圧電フィルムの両面に設けられた電極層とからなる圧電センサであり、該圧電センサの電気機械的特性により前記液体の圧力変化を電極間の電圧変化として検出し算出する演算部を備えていることを特徴とする。
すなわち、この液体分注装置では、圧電フィルムの電気的特性の変化から液体の圧力変化を算出することにより、吸引ノズルが粘度の異なる液体に達したことを簡易な構成でかつ正確に判別することが可能になる。
【０００８】
また、本発明の液体分注装置は、前記センサが、前記流通管路内の前記液体に超音波を入射させる送波機構と、前記液体内を透過した前記超音波を受ける受波機構と、該受波機構で受けた前記超音波の波長変化又は強度変化から前記液体の流速変化を算出する演算部とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この液体分注装置では、超音波の波長変化又は強度変化から液体の流速変化を算出するので、液体に非接触で吸引ノズルが粘度の異なる液体に達したことを正確に判別することが可能になる。また、超音波を利用するため、流通管路の外側にセンサを取り付けることができ、流通管路への取付加工が少なくて済む。
【０００９】
また、本発明の液体分注装置は、前記センサと前記吸引源と前記ノズル移動機構とに接続されこれらを制御する制御部を備え、該制御部が、前記ノズル移動機構により前記吸引ノズルを下方に移動させながら前記吸引源により前記液体を吸引させ、前記センサで前記液体の圧力又は流速の変化を検出した際に前記ノズル移動機構の移動を停止させることを特徴とする。
すなわち、この液体分注装置では、制御部が、ノズル移動機構により吸引ノズルを下方に移動させながら吸引源により液体を吸引させ、センサで液体の圧力又は流速の変化を検出した際にノズル移動機構の移動を停止させることにより、吸引ノズルを粘度の異なる液体に達するまで自動的に下降させることができる。
【００１０】
さらに、この本発明の液体分注装置において、前記制御部が、前記ノズル移動機構による移動を停止させた後、前記吸引ノズルを上方に移動させて停止させることを特徴とする。
この発明では、吸引ノズルに付いた液体が吸引ノズルを上方に移動させて停止させた際に落ちるので、その後に吸引ノズルを移動させても液だれを防ぐことができる。
【００１１】
また、本発明の液体分注装置は、前記センサと前記吸引源と前記ノズル移動機構とに接続されこれらを制御する制御部を備え、該制御部が、前記ノズル移動機構により前記吸引ノズルを前記容器内の一番底にまで下げた状態で前記液体を吸引させ、前記センサで前記液体の圧力又は流速の変化を検出した際に前記液体の吸引を停止させることを特徴とする。
この発明では、吸引ノズルを容器内の一番底にまで下げた状態で液体を吸引させるので、骨髄液を分注する場合、骨髄液が吸引ノズルに付着するが、吸引ノズルを上げる時に骨髄液が保存液により取り去られて、骨髄液回収量を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る液体分注装置によれば、流通管路に、吸引により内部を流通する液体の圧力又は流速を検出するセンサが設けられているので、吸引中に粘度の異なる液体に吸引ノズル先端が達したことをセンサにより自動的に検出することができ、上下に分離された粘度の異なる、例えば保存液と骨髄液とを容易に分離して採取することができる。したがって、保存液だけを先に取り出し、骨髄液をその液面上から順次吸い出して分注することが可能になり、骨髄液回収量の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る液体分注装置の第１実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。
【００１４】
本実施形態の液体分注装置は、図１に示すように、容器１内で上下に分離した粘度の異なる２種類の液体、例えば保存液Ａと骨髄液Ｂとを容器１内から分けて吸引し、骨髄液Ｂを分注するものである。この液体分注装置は、 保存液Ａ又は骨髄液Ｂを吸引する吸引ノズルであるピペットチップ２と、該ピペットチップ２の基端に接続されたステンレス製チューブ（流通管路）３と、該ステンレス製チューブ３に接続された吸引源であるポンプＰと、ピペットチップ２を上下動させるモータ等から構成されるピペット移動機構（ノズル移動機構）４とを備えている。
【００１５】
また、上記ステンレス製チューブ３には、吸引により内部を流通する液体（保存液Ａ又は骨髄液Ｂ）の圧力を検出する圧力センサＳ１が途中に設けられている。
さらに、この液体分注装置は、上記ポンプＰ、ピペット移動機構４及び圧力センサＳ１に接続されこれらを制御する制御部（演算部）Ｃを備えている。
【００１６】
上記圧力センサＳ１は、図２に示すように、上記ステンレス製チューブ３の途中にネジ等の固定具５で内部を流通する液体が漏れ出さないように密着して設けられている。この圧力センサＳ１は、上記固定具５でステンレス製チューブ３に固定され可撓性を有するシリコン製チューブ６と、該シリコン製チューブ６の外側に貼り付けられた高分子圧電フィルム７と、該高分子圧電フィルム７の両面に設けられた電極面に電線８ａを介して接続され高分子圧電フィルム７の変形を電気信号として検知する外部の電圧計Ｖとで構成されている。すなわち、高分子圧電フィルム７及びシリコン製チューブ６は、ステンレス製チューブ３の途中において保存液Ａ又は骨髄液Ｂが流通する管路の一部の管壁を構成する。
また、電圧計Ｖは制御部Ｃに接続され、制御部Ｃにおいて高分子圧電フィルム７の変形状態が判断される。
【００１７】
次に、本実施形態の液体分注装置を用いた骨髄液のピペット分注方法において、図３を参照して説明する。
【００１８】
まず、図３の（ａ）に示すように、骨髄液Ｂは保存液Ａと混合された状態で容器１内に投入されるため、容器１内の混合液体を遠心分離によって、図３の（ｂ）に示すように、保存液Ａと骨髄液Ｂとの上下に分離させる。なお、骨髄液Ｂは保存液Ａに比べて粘度が高いものとする。次に、ピペット移動機構４により、図３の（ｃ）に示すように、ピペットチップ２を下降させその先端を保存液Ａに浸けると共にポンプＰを駆動して保存液Ａを吸引する。
【００１９】
この際、保存液Ａは一定の吸引力により一定の流速でピペットチップ２及びステンレス製チューブ３内を流通し、外部の図示しない容器へと排出される。また、ピペット移動機構４により所定の下降速度でピペットチップ２を下降させながら、吸引を続ける。さらに、高分子圧電フィルム７には、一定の電流が制御部Ｃから流され電圧計Ｖによりその電気特性が常時測定されている。なお、上記下降速度は、ポンプＰによる時間当たりの吸引量に応じて吸引時の液面降下に合わせて決定される。
【００２０】
このように保存液Ａを吸引していくと保存液Ａを全部吸引した時点で、図３の（ｄ）に示すように、ピペットチップ２の先端が骨髄液Ｂ液面に到達する。この際、図４の（ａ）に示す保存液Ａを吸引していた状態に比べ、図４の（ｂ）に示すように、骨髄液Ｂ液面にピペットチップ２の先端が到達して流通する液体の粘度が高くなったため、シリコン製チューブ６が内側へより凹んだ状態となる。すなわち、骨髄液Ｂが保存液Ａよりも粘度が高いため、ポンプＰにより吸引する流速が急に低下すると共に、圧力センサＳ１内を流通する保存液Ａの圧力が低下して、シリコン製チューブ６がさらに撓む。このとき、シリコン製チューブ６に貼り付けられている高分子圧電フィルム７が大きく撓むために、その電気特性の大きな変化が電圧計Ｖにより検出されると共に制御部Ｃにおいて骨髄液Ｂにピペットチップ２の先端が到達したことが検知される。
【００２１】
また、骨髄液Ｂ液面を検知した際、制御部Ｃは、ポンプＰによる吸引を停止すると共にピペット移動機構４によるピペットチップ２の降下を停止する（図３（ｄ））。
次に、ピペットチップ２を別のものに交換し、図３の（ｅ）に示すように、ピペットチップ２先端を骨髄液Ｂ液面のわずか下に下降させて、順々に吸引していく。この際、ピペットチップ２の外周面には骨髄液Ｂが付着せず、ピペットチップ２移動時に液だれなどの発生を防ぐことができる。
【００２２】
このように本実施形態の液体分注装置では、ステンレス製チューブ３に内部を流通する保存液Ａ又は骨髄液Ｂの圧力を検出する圧力センサＳ１が設けられているので、容器１内の上部からピペットチップ２を降下させながら保存液Ａを吸引していくと、粘度の異なる骨髄液Ｂにピペットチップ２先端が達した際に、液体圧力の変化を圧力センサＳ１が検出し、骨髄液Ｂに達したことを自動的に判別できる。したがって、保存液Ａだけを先に分離吸引し、骨髄液Ｂ上部から分注を行うことができるので、ピペット移動時の液だれを防止し、骨髄液回収量の向上を図ることができる。
【００２３】
次に、本発明に係る第２実施形態の液体分注装置について、図５及び図６を参照して説明する。
なお、以下の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２４】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態ではピペットチップ２先端が骨髄液Ｂに達したことを圧力センサＳ１により検知しているのに対し、第２実施形態の液体分注装置では、ピペットチップ２先端が骨髄液Ｂに達したことを、図５に示すように、保存液Ａの流速を計測する流速センサＳ２により検知している点である。すなわち、本実施形態では、ステンレス製チューブ３の途中に超音波を受発信する圧電トランジューサーである流速センサＳ２が設けられている。
【００２５】
上記流速センサＳ２は、カプラー１０を介してステンレス製チューブ３の外周面に取り付けられ、ステンレス製チューブ３の側方から軸線方向（液体の流通方向）に対して斜めに超音波を出射する送波用トランジューサー（送波機構）１１と、流通する保存液Ａ又は骨髄液Ｂを伝わってステンレス製チューブ３内面で反射して戻る超音波を受信する受波用トランジューサー（受波機構）１２とを内蔵している。
【００２６】
また、流速センサＳ２は、制御部Ｃと接続され、送受信した超音波の波長変化をドップラー信号として制御部Ｃに送信するように設定されている。
さらに、制御部Ｃは、流速センサＳ２により送られたドップラー信号に基づいてステンレス製チューブ３内に流通する保存液Ａ又は骨髄液Ｂの流速を常時計測するようになっている。すなわち、液体の流通方向に対して斜めに入射されて再び反射して戻ってくる超音波は、媒体である液体の流速に応じてドップラー効果により波長が変化しているため、この波長変化量から制御部（演算部）Ｃにより液体の流速を算出することができる。
【００２７】
本実施形態の液体分注装置では、保存液Ａを吸い出してピペットチップ先端が骨髄液Ｂに到達したことが次のように検知される。ピペットチップ先端が骨髄液Ｂに到達すると、骨髄液Ｂが保存液Ａよりも粘度が高いために、急にステンレス製チューブ３内を流通する保存液Ａの流速が低下し、これが流速センサＳ２及び制御部Ｃによって検知される。制御部Ｃは、この急な流速変化を検知した際、自動的にポンプＰによる吸引を停止させる。
【００２８】
このように本実施形態では、超音波の波長変化から保存液Ａ又は骨髄液Ｂの流速変化を算出するので、液体に非接触でピペットチップが粘度の異なる骨髄液Ｂに達したことを正確に判別することが可能になる。また、超音波を利用するため、ステンレス製チューブ３の外側に流速センサＳ２を取り付けることができ、ステンレス製チューブ３への取付加工が少なくて済む。
【００２９】
なお、第２実施形態の他の例として、図６に示すように、流速センサとして送波用トランジューサー（送波機構）１１と受波用トランジューサー（受波機構）１２とを互いに対向する位置にそれぞれカプラー１３でステンレス製チューブ３外周面に固定し、流体の流通方向に対して超音波が斜めに伝わるように配設しても構わない。この例においても、送波用トランジューサー１１からの超音波が液体の流通方向に対して斜めに進行するために、流速に応じたドップラー効果が生じ、受波用トランジューサー１２で受ける超音波の波長変化によって、流速及びその変化を計測することができる。
【００３０】
次に、本発明に係る第３実施形態の液体分注装置について、図７を参照して説明する。
なお、以下の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３１】
第３実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では超音波の波長変化によって流速を計測する流速センサＳ２を備えているのに対し、第３実施形態では、超音波の強度差により流速を計測する流速センサＳ３を備えている点である。すなわち、本実施形態の液体分注装置では、流速センサＳ３が、ステンレス製チューブ３の外周面に固定された１つの送波用トランジューサー（送波機構）１１と、ステンレス製チューブ３の外周面であって送波用トランジューサー１１に対向した位置に固定された第１受波用トランジューサー（受波機構）１２Ａ及び第２受波用トランジューサー（受波機構）１２Ｂとで構成されている。
【００３２】
上記第１受波用トランジューサー１２Ａは、送波用トランジューサー１１の真向かいに配設され、第２受波用トランジューサー１２Ｂは、第１受波用トランジューサー１２Ａの流通方向下流側にずれて配設されている。
また、送波用トランジューサー１１、第１受波用トランジューサー１２Ａ及び第２受波用トランジューサー１２Ｂは、それぞれ制御部（演算部）Ｃに接続され、制御部Ｃは、第１受波用トランジューサー１２Ａ及び第２受波用トランジューサー１２Ｂで検出された超音波の強度差に基づいてステンレス製チューブ３内を流通する保存液Ａ又は骨髄液Ｂの流速を算出するようになっている。すなわち、流通方向にずれて配置された第１受波用トランジューサー１２Ａと第２受波用トランジューサー１２Ｂとでは、超音波が伝わる液体の流速により受信する超音波の強度が異なり、この差から流速を算出することが可能になる。
【００３３】
本実施形態では、保存液Ａを吸い出してピペットチップ先端が骨髄液Ｂに到達したことが次のように検知される。ピペットチップ先端が骨髄液Ｂに到達すると、骨髄液Ｂが保存液Ａよりも粘度が高いために、急にステンレス製チューブ３内を流通する保存液Ａの流速が低下し、これが流速センサＳ３及び制御部Ｃによって検知される。すなわち、流れが早く流速が大きい状態から流れが遅く流速が小さい状態に変化した場合、第１受波用トランジューサー１２Ａと第２受波用トランジューサー１２Ｂとでの超音波強度差はより大きくなる。この超音波強度の差に基づいて流速が低下したことを検知し、制御部Ｃは、ポンプによる吸引を停止させる。
【００３４】
このように本実施形態の液体分注装置では、流速センサＳ３で検出した超音波の強度変化から保存液Ａの流速変化を算出するので、第２実施形態と同様に、液体に非接触でピペットチップが骨髄液Ｂに達したことを正確に判別することが可能になる。
【００３５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、制御部Ｃが、ピペット移動機構（ノズル移動機構）４により吸引ノズル２を下方に移動させながら保存液Ａを吸引させ、センサＳ１〜Ｓ３で保存液の圧力又は流速の変化を検出した際にピペット移動機構４による移動を停止させた後、吸引ノズル２を上方に移動させて停止させるようにしてもよい。この場合では、吸引ノズル２に付いた骨髄液Ｂが吸引ノズル２を上方に移動させて停止させた際に落ちるので、その後に吸引ノズル２を移動させても液だれを防ぐことができる。
【００３６】
また、制御部Ｃが、ピペット移動機構（ノズル移動機構）４により吸引ノズル２を容器１内の一番底にまで下げた状態で骨髄液Ｂを吸引させ、センサＳ１〜Ｓ３で骨髄液Ｂの圧力又は流速の変化を検出した際に骨髄液Ｂの吸引を停止させるようにしてもよい。
この場合では、吸引ノズル２を容器１内の一番底にまで下げた状態で骨髄液Ｂを吸引させるので、骨髄液Ｂを分注する場合、骨髄液Ｂが吸引ノズル２に付着するが、吸引ノズル２を上げる時に骨髄液Ｂが保存液Ａにより取り去られる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る第１実施形態の液体分注装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の液体分注装置において、圧力センサ部分を示す断面図及び要部の拡大断面図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の液体分注装置において、骨髄液の分注方法を工程順に示すための説明図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態の液体分注装置において、ピペットチップ先端が骨髄液に到達する前及び到達時の圧力センサの状態を示す要部の断面図である。
【図５】本発明に係る第２実施形態の液体分注装置において、流速センサ部分を示す断面図である。
【図６】本発明に係る第２実施形態の他の例において、流速センサ部分を示す断面図である。
【図７】本発明に係る第３実施形態の液体分注装置において、流速センサ部分を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  容器
２  ピペットチップ（吸引ノズル）
３  ステンレス製チューブ（流通管路）
４  ピペット移動機構（ノズル移動機構）
７  高分子圧電フィルム
１１  送波用トランジューサー（送波機構）
１２  受波用トランジューサー（受波機構）
１２Ａ  第１受波用トランジューサー（受波機構）
１２Ｂ  第２受波用トランジューサー（受波機構）
Ａ  保存液
Ｂ  骨髄液
Ｃ  制御部（演算部）
Ｓ１  圧力センサ
Ｓ２、Ｓ３  流速センサ
Ｐ  ポンプ（吸引源）
【図１】
2005114471.tif 000003
【図２】
2005114471.tif 000004
【図３】
2005114471.tif 000005
【図４】
2005114471.tif 000006
【図５】
2005114471.tif 000007
【図６】
2005114471.tif 000008
【図７】
2005114471.tif 000009