(57)【要約】【課題】液体を吸入する際に、液体に漬けたノズルの先端から液中に空気が漏れることのない微量液体吸入飛滴装置を提供することを目的とする。【解決手段】共用流路10と、共用流路10の上流側に分岐して配設された第１分岐流路11及び第２分岐流路12と、第１分岐流路11の上流側に配設された正圧発生手段１と、第２分岐流路12の上流側に配設された負圧発生手段２と、共用流路10の下流側に接続された開閉弁３と、開閉弁３の開閉を制御する電気的制御部４と、開閉弁３に付設されると共に液体を吸入・飛滴する極細管５と、を備えている。かつ、開閉弁３の閉状態に於て開閉弁３内を負圧状態から正圧状態へ切り換えると共に正圧状態から一旦大気圧状態にして負圧状態へと切り換える切換手段６を有するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共用流路（10）と、該共用流路（10）の上流側に分岐して配設された第１分岐流路（11）及び第２分岐流路（12）と、上記第１分岐流路（11）の上流側に配設された正圧発生手段（１）と、上記第２分岐流路（12）の上流側に配設された負圧発生手段（２）と、上記共用流路（10）の下流側に接続された開閉弁（３）と、該開閉弁（３）の開閉を制御する電気的制御部（４）と、上記開閉弁（３）に付設されると共に液体を吸入・飛滴する極細管（５）と、を備え、
上記開閉弁（３）の閉状態に於て開閉弁（３）内を負圧状態から正圧状態へ切り換えると共に正圧状態から一旦大気圧状態にして負圧状態へと切り換える切換手段（６）を有することを特徴とする微量液体吸入飛滴装置。
【請求項２】
上記切換手段（６）は、上記正圧発生手段（１）と大気開放口（７）とを切り換えて上記第１分岐流路（11）に連通連結する第１切換バルブ（21）と、上記第１分岐流路（11）と上記第２分岐流路（12）とを切り換えて上記共用流路（10）に連通連結する第２切換バルブ（22）と、を有する請求項１記載の微量液体吸入飛滴装置。
【請求項３】
上記切換手段（６）は、上記第１分岐流路（11）と上記第２分岐流路（12）とを切り換えて上記共用流路（10）に連通連結する第１切換バルブ（21）と、上記負圧発生手段（２）と大気開放口（７）とを切り換えて上記第２分岐流路（12）に連通連結する第２切換バルブ（22）と、を有する請求項１記載の微量液体吸入飛滴装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微量液体吸入飛滴装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、試薬品・水溶液・溶媒・タンパク質・ＤＮＡ等の液体を容器（プレート）に分注するための分注装置（微量液体吸入飛滴装置）がある。
従来の分注装置として、パイプ状に形成されたライン内を負圧状態にして液体を吸入し、ライン内を所望の正圧状態にした後、開閉弁を瞬間的に開けて微量の液体を飛滴するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１４５７２０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、従来の分注装置は、飛滴後に再び液体を吸入する場合に、ラインに装着されたノズル（ピペットチップ）の先端を液中に漬け開閉弁を開けると、（飛滴後の）ライン内は正圧状態となっているので、ライン内で圧縮されていた空気の膨張により、図11に示すように、ノズルの先端から空気が漏れ液中に気泡40が発生することがあった。
このようにノズルの先端に気泡が発生すると、気泡が邪魔して液を吸入しにくいことがある。また、液を吸入する際に気泡も一緒に吸入されると、正確な量（所定量）の液を吸入することができなかったり、吸入した液を勢いよく飛滴することができない場合があり、その後の飛滴量が不正確になるといった問題があった。
また、吸入する液体の種類によっては、液中に気泡が生じるのは好ましくないものがある。
そこで、本発明は、液体を吸入する際に、液体に漬けたノズルの先端から液中に空気が漏れることのない微量液体吸入飛滴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】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明に係る微量液体吸入飛滴装置は、共用流路と、該共用流路の上流側に分岐して配設された第１分岐流路及び第２分岐流路と、上記第１分岐流路の上流側に配設された正圧発生手段と、上記第２分岐流路の上流側に配設された負圧発生手段と、上記共用流路の下流側に接続された開閉弁と、該開閉弁の開閉を制御する電気的制御部と、上記開閉弁に付設されると共に液体を吸入・飛滴する極細管と、を備え、上記開閉弁の閉状態に於て開閉弁内を負圧状態から正圧状態へ切り換えると共に正圧状態から一旦大気圧状態にして負圧状態へと切り換える切換手段を有するものである。
【０００５】
また、上記切換手段は、上記正圧発生手段と大気開放口とを切り換えて上記第１分岐流路に連通連結する第１切換バルブと、上記第１分岐流路と上記第２分岐流路とを切り換えて上記共用流路に連通連結する第２切換バルブと、を有するものである。
【０００６】
また、上記切換手段は、上記第１分岐流路と上記第２分岐流路とを切り換えて上記共用流路に連通連結する第１切換バルブと、上記負圧発生手段と大気開放口とを切り換えて上記第２分岐流路に連通連結する第２切換バルブと、を有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、次のような著大な効果を奏する。
本発明に係る微量液体吸入飛滴装置によれば、液体を吸入する前に、開閉弁を閉じた状態で開閉弁内の正圧状態を解除して一旦大気圧状態にすることができるので、液体を吸入する際に、液体に漬けた極細管の先端から空気が液中に漏れるのを防止することができる。
つまり、液体を吸入する前に、開閉弁内の空気の圧縮を解除することができるので、従来のように、正圧状態のまま開閉弁を開け、内部の圧縮空気の膨張によって極細管の先端から空気が液中に押し出されて気泡が発生することがない。従って、液体を吸入する際に、その気泡が邪魔して液体を吸入しにくかったり、気泡も一緒に吸入されるといった問題が解消され、正確な量の液体を吸入して勢いよく飛滴することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
図１〜図３の全体簡略構成説明図に示すように、本装置は、共用流路10を備え、共用流路10の上流側には第１分岐流路11と第２分岐流路12とが分岐して配設されている。第１分岐流路11の上流側の端部には正圧発生手段１が設けられ、第２分岐流路12の上流側の端部には負圧発生手段２が設けられている。
さらに、本装置は、共用流路10の下流側の端部に接続される開閉弁３と、開閉弁３の開閉を制御する電気的制御部４と、開閉弁３に付設されると共に液体を吸入・飛滴する極細管５と、を備えている。
そして、開閉弁３の閉状態に於て、開閉弁３内を負圧状態から正圧状態へ切り換えると共に正圧状態から一旦大気圧状態にして負圧状態へと切り換える切換手段６を有している。
【０００９】
なお、正圧状態及び負圧状態とは、大気圧（ゲージ圧力）を基準として、大気圧より高い圧力が作用している状態を正圧状態、大気圧より低い圧力が作用している状態を負圧状態と定義する。
【００１０】
具体的には、正圧発生手段１はコンプレッサ８、負圧発生手段２は真空ポンプ９であり、共用流路10、第１分岐流路11、第２分岐流路12は、例えば、可撓性を有する細径のホースから成る。
【００１１】
切換手段６は、ソレノイド操作方式の第１切換バルブ21及び第２切換バルブ22とを有し、第１切換バルブ21は、大気側（外部）へ開口する大気開放口７を有している。
コンプレッサ８（正圧発生手段１）は、第１切換バルブ21を介して第１分岐流路11の上流側の端部に連結されている。即ち、第１切換バルブ21によって、コンプレッサ８（正圧発生手段１）と大気開放口７とを切り換えて第１分岐流路11に連通連結可能となっている。
【００１２】
また、第１分岐流路11と第２分岐流路12のそれぞれの下流側の端部は、第２切換バルブ22を介して共用流路10の上流側の端部に連結されている。即ち、第２切換バルブ22によって、第１分岐流路11と第２分岐流路12とを切り換えて共用流路10に連通連結可能となっている。
なお、図１は、開閉弁３内が正圧状態の場合、図２は大気圧状態の場合、図３は負圧状態の場合を示している。
【００１３】
開閉弁３は、図４に示すように、ブロック状の本体部13と、本体部13の内部空間Ｓに配設される弁部（プランジャ）14と、弁部14の周囲に配設されるように本体部13に巻設されるコイル15と、本体部13の先端に突出状に内部空間Ｓに連結される極細管５と、を備えている。
【００１４】
本体部13の内部空間Ｓは、共用流路10が連結される基端側空間16と、極細管５が連結される先端側空間17と、基端側空間16と先端側空間17とを連結する円筒状の連通孔18と、から成っている。ここで、共用流路10が差し込まれる本体部13の開口部を供給ポート19といい、極細管５が差し込まれる本体部13の開口部を排気ポート20という。
【００１５】
弁部14は、連通孔18に摺動自在に密嵌されつつ、極細管５の基端開口を施蓋・開蓋するように構成されている。具体的には、弁部14は、極細管５の基端開口を施蓋するように圧縮スプリング23にて常時弾発付勢されており、コイル15に通電することで、圧縮スプリング23に抗して引き上げられて、極細管５の基端開口を開蓋するように構成されている。即ち、開閉弁３への通電のＯＮ−ＯＦＦ切換えにより、弁部14の開閉切換えとなる。
また、弁部14が必要以上に引き上がらないように（開閉弁３の開閉のタイムロスを少なくするために）、弁部14の基端が当接する当り棒24を、連通孔18内に固定状に密嵌している。
【００１６】
弁部14は、連通孔18に密嵌されている部分の外周面に複数の軸心方向の溝部14ａが形成され、溝部14ａと先端側空間17とが常時連通した状態にある。
また、当り棒24は連通孔18に密嵌されている部分の外周面に複数の軸心方向の溝部24ａが形成され、溝部24ａと基端側空間16とが常時連通している。
【００１７】
即ち、基端側空間16と先端側空間17とが、当り棒24の溝部24ａと弁部14の溝部14ａとを介して常時連通した状態にあり、基端側空間16を負圧状態とすると先端側空間17も負圧状態となり、基端側空間16を正圧状態とすると先端側空間17も正圧状態となる。
【００１８】
電気的制御部４は、コイル15に電気的に接続され、一定時間の間、コイル15に通電して開閉弁３を開状態とするように構成されている。つまり、負圧状態に於て開閉弁３の開状態を保持する時間の長さにより、極細管５から液体を吸入する量が決定され、他方、正圧状態に於て開閉弁３の開状態を保持する時間の長さにより、極細管５から液体を吐出する量が決定される。
【００１９】
なお、電気的制御部４は、（図１〜図３に示す）第１切換バルブ21と第２切換バルブ22と共に、図示省略の中央制御部に電気的に接続されており、この中央制御部は、電気的制御部４及び第１切換バルブ21・第２切換バルブ22のＯＮ−ＯＦＦの切換えを独立して切り換えるように構成されている。
【００２０】
また、本発明の微量液体吸入飛滴装置は、液晶の注入や、試薬品の分注、水溶液・溶媒・アルコール溶液・溶剤（有機溶剤）・インク・オイル等の微量液体を分注（飛滴）することに用いられるものであり、開閉弁３の負圧状態で吸入された液体は、極細管５にのみ（一時的に）保留され、極細管５から飛滴される液量は10ｎｌ（ナノリットル）〜 500μｌ（マイクロリットル）に設定されている。
【００２１】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。
図７〜図９の全体簡略構成説明図に於て、共用流路10の上流側には第１分岐流路11と第２分岐流路12とが分岐して配設され、第１分岐流路11の上流側の端部には正圧発生手段１としてコンプレッサ８が設けられ、第２分岐流路12の上流側の端部には負圧発生手段２として真空ポンプ９が設けられている。
また、共用流路10の下流側に開閉弁３が接続され、開閉弁３の閉状態に於て、開閉弁３内を負圧状態から正圧状態へ切り換えると共に正圧状態から一旦大気圧状態にして負圧状態へと切り換える切換手段６を有している。
【００２２】
切換手段６は、第１分岐流路11の下流側の端部と第２分岐流路12の下流側の端部とを切り換えて共用流路10の上流側の端部に連通連結する第１切換バルブ21と、大気開放口７を有すると共にその大気開放口７と真空ポンプ９とを切り換えて第２分岐流路12の上流側の端部に連通連結する第２切換バルブ22と、を有している。
また、図７は開閉弁３内が正圧状態の場合、図８は大気圧状態の場合、図９は負圧状態の場合を示している。
なお、図７〜図９に於て、図１〜図３と同一の符号は図１〜図３と同様の構成であるので説明を省略する。
【００２３】
また、図10に示す本発明の別の実施の形態に於て、正圧発生手段１としてコンプレッサ８を備え、負圧発生手段２として、コンプレッサ８と、エジェクタ25と、コンプレッサ８からの空気をエジェクタ25へ送る負圧用流路27と、を有している。
具体的には、コンプレッサ８からの空気を、エジェクタ25側へ送る上記負圧用流路27と、第１分岐流路11側へ送る正圧用流路26と、を具備し、正圧用流路26はの下流側の端部は、大気開放口７を有する第１切換バルブ21を介して第１分岐流路11の上流側の端部と連結されている。即ち、第１切換バルブ21は、正圧用流路26と大気開放口７とを切り換えて第１分岐流路11に連通連結可能に構成されている。
【００２４】
また、エジェクタ25は第２分岐流路12の上流側の端部に配設され、第１分岐流路11及び第２分岐流路12の下流側の端部は、第２切換バルブ22を介して共用流路10の上流側の端部に連結されている。即ち、第２切換バルブ22は、第１分岐流路11と第２分岐流路12とを切り換えて共用流路10に連通連結可能に構成され、第２分岐流路12と共用流路10が連通した場合は、エジェクタ25がコンプレッサ８からの空気にて共用流路10を真空引きするようになっている（図示省略）。この場合、一台のコンプレッサ８にて開閉弁３を正圧・負圧にすることができるため、装置の小型化を図ることができる。
なお、図10に於て、図１〜図３と同一の符号は、図１〜図３と同様の構成であるので説明を省略する。
【００２５】
上述した本発明の微量液体吸入飛滴装置の使用方法（作用）について説明する。
図１〜図３に示す実施形態に於て、まず、開閉弁３は、図４に示すように、閉状態にある。この時、開閉弁３内は大気圧状態になっているとする。
そして、図５（Ａ）に示すように、液体容器28に入れてある（試薬等の）液体に極細管５の先端を漬け、開閉弁３を開けて内部空間Ｓの空気を吸引して負圧状態にし（図３参照）、極細管５内に所定の量の液体を吸入したら、図５（Ｂ）のように、開閉弁３を閉じる。
【００２６】
次に、開閉弁３の閉状態に於て、開閉弁３の内部空間Ｓに空気を送り込んで正圧状態にし（図１参照）、予圧を付与しておく。そして、図５（Ｃ）に示すように、分注容器30に形成された多数の窪部29のうちのひとつに極細管５の先端を向けてから、開閉弁３を開けてその窪部29内に液体を勢いよく飛滴する。この時、電気的制御部４にて（図４参照）、所定の時間、開閉弁３を開状態とすることで、所望の量の液体を飛滴できる。
【００２７】
液体を飛滴後、図５（Ｄ）に示すように、開閉弁３を閉状態とする。この時、内部空間Ｓは正圧状態となっているが、開閉弁３を閉状態のまま内部空間Ｓを一旦大気（外部）と連通して大気圧状態とする（図２参照）。
【００２８】
そして、開閉弁３内が大気圧状態のまま、極細管５の先端を再び液体容器28の液へ漬け、図５（Ｅ）に示すように、開閉弁３を開いてから負圧状態にして（図３参照）液体を吸入し、その後、分注容器30に飛滴して分注作業を行う。
なお、吸入した液体の全量を一回で飛滴するように設定しても、複数回に分けて飛滴するように設定しても自由である。
【００２９】
さらに、図１〜図３に示す実施形態に於て、液体を飛滴してから液体を吸入し再度飛滴するまで｛図５に於て（Ｃ）→（Ｄ）→（Ｅ)(Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の工程｝の開閉弁３・第１切換バルブ21・第２切換バルブ22のＯＮ−ＯＦＦの制御方法（操作手順）と、その時の開閉弁３内（内部空間Ｓ）の圧力Ｐ0 の状態について、図６の状態説明図を参照して詳しく説明する。
まず、液体を飛滴後、図１に示すように、第１切換バルブ21はコンプレッサ８と第１分岐流路11とを連通すると共に、第２切換バルブ22は第１分岐流路11と共用流路10とを連通し、開閉弁３は閉じて正圧状態にある。また、この時の第１切換バルブ21と第２切換バルブ22をＯＦＦ状態とする。
【００３０】
そして、正圧状態で極細管５から液体を飛滴後、図２に示すように、第１切換バルブ21をＯＮにして第１分岐流路11と大気開放口７とを連通させて、開閉弁３を（正圧状態を解除し）大気圧状態にする。なお、この時、開閉弁３の内部空間Ｓと連通する共用流路10内と第１分岐流路11内も大気圧状態になっている。
【００３１】
開閉弁３を大気圧状態にした後、極細管５の先端を液体に漬けて開閉弁３を開け、図３に示すように、第２切換バルブ22をＯＮにして共用流路10と第２分岐流路12とを連通させ開閉弁３を負圧状態にし、所定量の液体を吸入して開閉弁３を閉じる（図６の吸入工程Ｋ）。
なお、ＯＮ状態の第１切換バルブ21は、第２切換バルブ22をＯＮにした（負圧状態にした）後、次に液体を飛滴するときまでの間にＯＦＦ状態に戻しておけばよい。
【００３２】
また、開閉弁３を閉じて液体を吸入し終わると、（すでに第１切換バルブ21はＯＦＦ状態に戻してあり）第２切換バルブ22をＯＦＦにし、開閉弁３を図１に示す正圧状態にする。そして、開閉弁３を瞬間的に開放して液体を分注容器30に飛滴する（図６の飛滴工程Ｈ）。
【００３３】
図７〜図９に示す実施の形態に於て、液体を飛滴してから液体を吸入し再度飛滴するまでの開閉弁３・第１切換バルブ21・第２切換バルブ22のＯＮ−ＯＦＦの制御方法（操作手順）と、その時の開閉弁３内（内部空間Ｓ）の圧力状態について説明する。
まず、液体を飛滴後、図７に示すように、第１切換バルブ21と第２切換バルブ22は、共にＯＦＦ状態となっている（開閉弁３が）正圧状態にある。即ち、第１切換バルブ21はコンプレッサ８と共用流路10とを連通すると共に、第２切換バルブ22は第２分岐流路12と大気開放口７とを連通している。
【００３４】
そして、正圧状態で極細管５から液体を飛滴後、図８に示すように、第１切換バルブ21をＯＮにして、共用流路10に大気側へ開口した第２分岐流路12を連通させて、開閉弁３を（正圧状態を解除し）大気圧状態にする。
【００３５】
開閉弁３が大気圧状態にした後、極細管５の先端を液体に漬けて開閉弁３を開け、図９に示すように、第２切換バルブ22をＯＮにして真空ポンプ９と第２分岐流路12とを連通させ開閉弁３を負圧状態にし、所定量の液体を吸入して開閉弁３を閉じる。
また、開閉弁３を閉じて液体を吸入し終わると、（すでに第１切換バルブ21はＯＦＦ状態に戻してあり）第２切換バルブ22をＯＦＦにし、開閉弁３を図７に示す正圧状態にする。そして、開閉弁３を瞬間的に開放して液体を分注容器30に飛滴する。
【００３６】
以上のように、本発明の微量液体吸入飛滴装置は、共用流路10と、共用流路10の上流側に分岐して配設された第１分岐流路11及び第２分岐流路12と、第１分岐流路11の上流側に配設された正圧発生手段１と、第２分岐流路12の上流側に配設された負圧発生手段２と、共用流路10の下流側に接続された開閉弁３と、開閉弁３の開閉を制御する電気的制御部４と、開閉弁３に付設されると共に液体を吸入・飛滴する極細管５と、を備え、開閉弁３の閉状態に於て開閉弁３内を負圧状態から正圧状態へ切り換えると共に正圧状態から一旦大気圧状態にして負圧状態へと切り換える切換手段６を有するので、液体を吸入する前に、開閉弁３を閉じた状態で開閉弁３内の正圧状態を解除して一旦大気圧状態にすることができ、このことにより、液体を吸入する際に、液体に漬けた極細管５の先端から空気が液中に漏れるのを防止することができる。
つまり、液体を吸入する前に、開閉弁３内の空気の圧縮を解除することができるので、従来のように、正圧状態のまま開閉弁３を開け、内部の圧縮空気の膨張によって極細管５の先端から空気が液中に押し出されて気泡が発生することがない。従って、液体を吸入する際に、その気泡が邪魔して液体を吸入しにくかったり、気泡も一緒に吸入されるといった問題が解消され、正確な量の液体を吸入して勢いよく飛滴することができる。
【００３７】
また、切換手段６は、正圧発生手段１と大気開放口７とを切り換えて第１分岐流路11に連通連結する第１切換バルブ21と、第１分岐流路11と第２分岐流路12とを切り換えて共用流路10に連通連結する第２切換バルブ22と、を有するので、液体を吸入する際に、液体に漬けた極細管５の先端から空気が液中に漏れることを防止することができ、簡易な構造にて微量の液体を高精度に吸引して飛滴することができる。
【００３８】
また、切換手段６は、第１分岐流路11と第２分岐流路12とを切り換えて共用流路10に連通連結する第１切換バルブ21と、負圧発生手段２と大気開放口７とを切り換えて第２分岐流路12に連通連結する第２切換バルブ22と、を有するので、液体を吸入する際に、液体に漬けた極細管５の先端から空気が液中に漏れることを防止することができ、簡易な構造にて微量の液体を高精度に吸引して飛滴することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の一形態を示す正圧状態の全体簡略構成説明図である。
【図２】大気圧状態の全体簡略構成説明図である。
【図３】負圧状態の全体簡略構成説明図である。
【図４】要部縦断面図である。
【図５】要部作用説明図である。
【図６】状態説明図である。
【図７】他の実施の形態を示す正圧状態の全体簡略構成説明図である。
【図８】大気圧状態の全体簡略構成説明図である。
【図９】負圧状態の全体簡略構成説明図である。
【図１０】別の実施の形態を示す正圧状態の全体簡略構成説明図である。
【図１１】従来例を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  正圧発生手段
２  負圧発生手段
３  開閉弁
４  電気的制御部
５  極細管
６  切換手段
７  大気開放口
10  共用流路
11  第１分岐流路
12  第２分岐流路
21  第１切換バルブ
22  第２切換バルブ
【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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【図１１】
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