CN104755938B - 变形元件内置分注管、变形元件内置分注装置及变形元件内置分注处理方法 - Google Patents
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Abstract
目的在于提供一种在DNA的提取等的生物体物质的反应处理中,不需要缸筒,能够进行高精度的位置控制,且能够实现高密度的集成化及品质管理的负担的减轻的变形元件内置分注管、变形元件内置分注装置及变形元件内置分注处理方法。具有:分注管状容器,在上端具有开口部且在下端具有流体的流出流入用的口部,由非变形壁形成;及密闭塞,以密闭所述开口部的方式安装于该开口部,在该密闭塞设有变形元件,该变形元件具有通过来自外部的按压而能够在所述分注管状容器内向下方向伸长且被向上方向施力而收缩或能够收缩地形成的变形壁。
Description
技术领域
本发明涉及变形元件内置分注管、变形元件内置分注装置及变形元件内置分注处理方法。
背景技术
以往,存在由本申请人提出申请并获得专利权的分注装置。该分注装置将分注管在装配用开口部与嘴的下端部进行嵌合装配,通过使与该嘴连通的缸筒内的柱塞滑动,由此通过该嘴的下端从所述分注管内吸引液体或者向所述分注管内喷出液体(专利文献1至专利文献4)。
然而,所述分注装置使用的缸筒、柱塞等机构是注射器那样的高精度的加工部件,尤其是缸筒内的容积变化基本上与分注管内的容积变化为一体,在柱塞与该柱塞的驱动装置的接合部需要没有松弛地进行传递。而且,使上述的吸引喷出机构与分注管等以避免气体或液体的泄漏的方式嵌合。因此,可能需要高度的品质管理。即,为了将吸引喷出机构的嘴以避免流体的泄漏的方式与分注管的装配用开口部嵌合,由于设于该装配用开口部的O形环等的存在而在嘴的装配时较大的负载作用于分注管,产生分注管的破坏、嘴的磨损等,需要嘴的更换或高精度的加工。而且,为了控制分注管的吸引喷出,需要具有与分注管的容量相当的容量的缸筒,因此为了处理大体积的液体,而存在装置规模增大这样的问题点。
另一方面,以往,周知有利用橡胶等的壁面包围且在内部能够收容液体及气体,通过手动地按压其壁面而变形来进行液体的吸引喷出的滴管。然而,该滴管由于手动地操作,因此1个使用者最多只能操作1根滴管,无法使用多个滴管同时进行处理。而且,滴管的变形根据力的大小、力的方向、施加力的场所而不同,因此在基于手动的滴管操作中,在量上难以进行精密的处理及其再现性高的重复。
作为其改善对策,本申请人开发了如下的装置:使用变形式分注管而变形壁面形成收容液体或气体的壁面的一部分,使该变形壁面变形来进行液体的吸引喷出(WO 2007/081000)。在使用该变形式分注管的装置中,为了在局部形成有变形的变形壁面的收容部内收容气体,可能需要将与局部具有该变形壁面的收容部连结的口部以避免变动的方式牢固地保持。
而且,为了使变形式分注管按照意图那样变形,可能需要以使变形壁面仅向规定的方向变形的方式向支架等缓插而使用。
而且,变形式分注管的外壁的一部分使用变形壁面而存在变形或损伤的可能性,具有品质管理的负担可能加重这样的问题点。
需要说明的是,尽管存在不使用分注管而从容器向容器直接移送的操作方法,不过虽然装置结构简化,但需要人手,而且,存在容器与容器的接触产生的污染的可能性,存在可能无法得到高可靠性的问题点。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本专利第3115501号公报
【专利文献2】日本专利第3739953号公报
【专利文献3】日本专利第3630497号公报
【专利文献4】日本专利第3682302号公报
【专利文献5】国际公开2007/081000
发明内容
【发明要解决的课题】
因此,为了解决以上的问题点,本发明的第一目的在于提供一种尽管为简单且紧凑的结构,也能够高精度地处理各种体积(几μ升左右至几十毫升左右)的液体,且能够进行高效的处理的变形元件内置分注管、变形元件内置分注装置及变形元件内置分注处理方法。第二目的在于提供一种在制造和品质管理上不要求水密性、气密性等用的精度,能够廉价地提供,而且减轻管理负担,并且在口部以外没有开口,能够可靠地防止交叉污染的变形元件内置分注管、变形元件内置分注装置及变形元件内置分注处理方法。第三目的在于提供一种能够使各种复杂的处理连贯而自动化的变形元件内置分注管、变形元件内置分注装置及变形式分注处理方法。第四目的在于提供一种未利用可变形的变形壁来形成分注管的外壁,而在由非变形壁形成的分注管内内置可变形的部分,由此防止变形引起的分注管的位置变动而能够进行高精度的位置控制的变形元件内置分注管、变形元件内置分注装置及变形元件内置分注处理方法。第五目的在于提供一种未利用可变形的变形壁来形成分注管的外壁,而在由非变形壁形成的分注管内内置可变形的部分,由此能够实现分注管的高密度的集成化,从而集成化产生的优点多的变形元件内置分注管、变形元件内置分注装置及变形元件内置分注处理方法。第六目的在于提供一种未利用可变形的变形壁来形成分注管的外壁,而在由非变形壁形成的分注管内内置可变形的部分,由此能够减轻品质管理的负担的变形元件内置分注管、变形元件内置分注装置及变形元件内置分注处理方法。此外,第七目的在于提供一种将生物体物质等各种物质结合或可结合的载体密封到可变形的容器内,由此能够实现载体的操作、测定等的处理的高效化、迅速化及容易化的变形元件内置分注管、变形元件内置分注装置及变形元件内置分注处理方法。
【用于解决课题的方案】
第一发明涉及一种变形元件内置分注管,具有:分注管状容器,在上端具有开口部且在下端具有流体的流出流入用的口部,由非变形壁形成;及密闭塞,以密闭所述开口部的方式安装于该开口部,在该密闭塞设有变形元件,该变形元件具有通过来自外部的按压而能够在所述分注管状容器内向下方向伸长且被向上方向施力而收缩或能够收缩地形成的变形壁,该变形元件以位于所述分注管状容器内部的方式形成。
在此,“安装”包括嵌合、粘接、热焊接、超声波焊接或焊接。而且,有通过按压板将所述密闭塞从上方按压而安装于开口部的情况。而且,有经由O形环进行安装的情况。“变形壁”是可以变形的具有挠性的壁。具有弹性的壁也包含在具有挠性的壁中。“非变形壁”是具有在能够使变形壁变形的外力下不发生变形或破坏的刚性的壁。
“变形壁”的变形优选根据施加的变形的程度而实质上内部容积确定的变形。即,优选根据沿着某变形方向按压或拉拽变形壁,或者除去力的各程度,由壁包围的内部膨胀或收缩而内部的容积一律地确定。
作为变形壁,有例如形成褶皱(波纹)的壁、或由后述的弹性构件形成,或内置具有沿变形方向的弹性力的弹簧等的壁等。
在此,“褶皱”是指形成有波纹或褶的面状构件或膜状构件,且能够在该山及谷处弯折,所述波纹或褶具有沿着将规定的变形方向大致垂直地横切的方向形成的山及谷。
在使用在包围成以所述变形方向为轴的筒状的壁面形成有褶皱的所述面状构件或膜状构件的情况下,作为所述波纹或褶的形状,有与所述变形方向垂直的直线状或包含在与该变形方向垂直的平面内的圆周状或闭曲线状(曲线中也包括直线)的山及谷构成的情况、山及谷倾斜连续而形成为螺纹状的情况。
所述变形元件内置分注管的材料是例如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯、丙烯等的树脂、橡胶等的弹性体、其他的挠性的材料、或它们的组合。变形元件内置分注管优选为透明或半透明。作为变形壁,使用合成橡胶、硅酮、天然橡胶、异戊二烯合成橡胶等,作为非变形壁,使用例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
该变形元件分注管的分注管状容器的大小是例如从其口部沿着开口部或轴向的长度为几厘米至十几厘米,其容积根据其长度而为例如几微升至几十毫升左右。
在此,所述分注管状容器优选通过所述口部及开口部的轴线沿着上下方向形成。该分注管状容器例如由所述树脂形成,作为变形壁,例如,具有设置了褶皱的所述变形元件的密闭塞通过吹塑成形而形成,所述分注管状容器通过注射成形而形成。或者全部通过吹塑成形而形成。
第二发明涉及变形元件内置分注管,其中,所述分注管状容器具有:变形元件收纳部,具有所述开口部且能够以包含所述变形元件的可变形范围的方式收纳所述变形元件;及细管部,形成得比该变形元件收纳部细且具有所述口部。
在此,“可变形范围”的上下方向的距密闭塞的长度设定得与所述变形元件的最大伸长距离相等或比该最大伸长距离长。
优选,还设有与所述变形元件收纳部及所述细管部连通且能够积存从所述口部吸引的液体的积存部,在所述变形元件收纳部内收容气体,并以将吸引的液体收容至所述细管部及积存部的方式控制液体的吸引喷出。由此,没有所述液体与所述变形元件接触,或液体侵入而残留在夹持于变形元件与变形元件收纳部的内壁之间的空间内,或液体残留于变形元件的褶皱的褶的情况,能够确保高的定量性。
或者,不用另行设置积存部,在所述变形元件收纳部内能够收容气体和液体这双方,在所述变形元件未伸长的状态、最小伸长状态或收缩状态下,能够将液体收容至所述变形元件收纳部内的与所述变形元件不接触的位置。
通过将所述细管部的前端形成得前端变细或锐利,能够向各种容器插入且能够实现吸引喷出的容易化,并且对于将含有试剂、样本等的溶液预先收容而利用膜包覆其开口部的预包装式的试剂等收容容器,能够利用所述细管部扎刺膜,由此通过细管部来吸引收容在容器内的溶液。
第三发明涉及变形元件内置分注管,其中,所述密闭塞中,作为所述变形元件,具有由向该分注管状容器的内部突出的筒状壁包围的凹陷,该筒状壁具有为了该变形元件的伸长而使力从外部作用的底壁及具有所述变形壁的侧壁。
筒状壁由底壁和侧壁构成,底壁以与用于使变形元件变形的器具、后述的可动构件即销能够接触或连接的方式形成。侧壁的至少一部分由变形壁形成。优选在所述变形元件的侧壁与所述变形元件收纳部的内壁接近的状态下收纳。由此,变形元件能够产生所述变形元件收纳部的最大限度的容积的变化。
第四发明涉及变形元件内置分注管,其中,所述变形元件内置分注管具有按压板,所述按压板在所述密闭塞的上侧安装于所述分注管状容器并从上侧按压所述密闭塞,在该按压板设有操作用孔及防护壁,所述防护壁从该操作用孔的周缘部向下方向由所述变形元件包围而延伸地形成。
该按压板由非变形壁形成。所述操作用孔需要设置成通过该孔能够从外部向所述变形元件进行接触或连接。与该变形元件接触或连接的是例如后述的可动构件。该防护壁阻止从外部向由该防护壁覆盖的所述变形壁的接触,例如,阻止从操作用孔插入的所述可动构件与变形元件的接触,将向可动构件施加的摩擦或阻力除去而顺畅地进行动作,并且关于变形元件,能够对向分注管状容器的安装进行加强,且避免与可动构件的摩擦或磨损,延迟变形元件的劣化。
在密闭塞具有凹陷的情况下,所述防护壁在所述凹陷内向下方延伸,由此筒状壁的一部分由所述防护壁覆盖。
第五发明涉及变形元件内置分注管,其中,所述侧壁具有挠性构件且形成有褶皱。
第六发明涉及变形元件内置分注管,其中,所述侧壁具有弹性构件。
第七发明涉及变形元件内置分注管,其中,所述密闭塞具有弹性构件,并使用O形环而装配于所述分注管状容器的所述开口部。
这种情况下,即使密闭塞未通过粘接或焊接而安装于分注管状容器,也能够确保水密性及气密性。因此,能够将密闭塞可拆装地安装于分注管状容器。
第八发明涉及变形元件内置分注管,其中,与规定物质结合或能够结合的载体以与通过所述口部流出流入的流体能够接触的状态被密封在所述分注管状容器内。
在此,将载体密封的区域优选为“从外部能够测定内部的区域”,且由具有透光性的非变形壁包围。而且,在该区域中,所述载体优选以与所述变形元件不接触的状态被密封。“密封”是指以避免收容在具有流体能够流入及流出的口部的容器的内部的流体(例如,载体)通过所述口部向容器外流出的方式进行保持。而且,在测定时,优选载体在所述分注管状容器内不是自由移动,而是载体相互或者相对于导入的液体处于能够测定的大致静止的状态。然而,未必非要完全固定。为了载体的密封,有时设置密封部。“密封部”是在口部具有所述载体能够通过的大小的情况下,虽然流体能通过但载体不能通过的部分。密封部是相对于所述分注管状容器的非变形壁分体设置,或者对该非变形壁进行加工而将所述分注管状容器相对于所述流体的流动方向进行分隔的方式设置的结构。在分体设置的情况下,有安装于所述非变形壁的情况和未安装的情况。作为进行加工的情况,有敛缝的情况。作为密封部的形状,有呈车轮状、十字状、一字状、放射状、网状、环状地分隔细管而设置的构件、具有贯通孔的贯通性多孔构件。有流体的流动方向为较薄的薄板状或薄膜状的情况。密封部为了防止载体从所述口部流出,而设置至少一个部位。
与规定物质结合或能够结合的固体例如由多孔物质、规定的功能团、保持有规定的化合物的树脂、纤维性物质等的包含天然物的有机物质、金属、半导体、玻璃、二氧化硅等无机物构成。作为载体的形状,例如为粒子状、线状、棒状、平面状、块状等。而且,“规定物质”包括DNA、RNA等核酸、低聚核甙酸等遗传物质、免疫物质等蛋白质、缩氨酸、氨基酸、糖、糖链等生物体化合物的各种化合物、或者细胞、细菌、病毒、质体等生物体自身或生物体组织。“规定物质”不仅包括1个种类的情况,也包括多个种类的情况。该生物体化合物作为配体而使用于对与该生物体化合物具有结合性的作为受容体的生物体化合物的结合进行检测、捕获、分离、提取等。作为受容体,相当于与所述核酸等遗传物质、蛋白质、糖链、缩氨酸等分别具有结合性的核酸等遗传物质、蛋白质、糖链、缩氨酸等的生物体物质。而且,也可以取代生物体化合物而使用细胞、病毒、质体等生物体自身。在所述载体具有对于规定的物质例如配体或受容体的结合体,或者将认为具有结合性的物质例如分别为受容体或配体固定。
“结合”是指将所述规定的物质的至少1种类直接地或经由另一种类的物质间接地与所述载体建立关系。结合除了例如共有结合、化学吸附的情况之外,还有物理吸附、氢结合或电相互作用等的情况。而且,规定的化学物质通过化学吸附或物理吸附而固定于该载体,通过与固定设于该载体的结合物质的特异的反应、其他的方法进行结合。而且,可以通过多孔性构件、凹凸性构件、纤维质性构件形成该载体,由此提高与生物体物质等的反应能力或结合能力。
作为“载体”的原料,有例如金属、半导体、半金属、氧化金属等金属化合物、陶瓷、玻璃、二氧化硅那样的无机物质、橡胶、胶乳、聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、丙烯等的树脂、纤维素、前述的尼龙等纤维物质等的高分子物质、丝绸等天然纤维等的天然物质那样的有机物质。更具体而言,例如,以纤维物质为例,由“聚酰胺系高分子”构成的丝绸等、尼龙(3-尼龙、6-尼龙、6、6-尼龙、6、10-尼龙、7-尼龙、12-尼龙等)、PPTA(聚对苯二甲酰对苯二胺)等的全芳香族聚酰胺、异环含有芳香族聚合物等。而且,作为载体,可以是例如纤维状体、多孔体、凝胶状体。
为了结合,在所述载体发现或生成功能团。为此,例如,通过对“聚酰胺系高分子”具有的缩氨酸结合进行加水分解,而发现或生成在生物体物质的结合中使用的功能团。与生物体物质能够结合的功能团存在例如羧基-COOH、氨基-NH2、或其诱导基。在此,适合于生物体化合物的结合的多孔的直径为例如几微米以下。
“载体”是具有能够密封在所述载体密封变形容器内的大小,所述规定物质的结合位置或可结合位置能够从所述载体密封变形容器的外部确定的固体。该载体以所述规定的物质成为结合或能够结合的方式,使该结合位置或可结合位置隔开间隔地与1个载体的预先确定的位置对应,或者与多个预先确定的载体对应,例如,所述结合位置或可结合位置优选例如通过沿所述载体密封变形容器的轴向的一维坐标,或者以随机的状态能够确定的方式密封在所述容器内。作为这样的载体的例子,存在1个或多个粒子状载体、球状载体、线状载体、棒状载体、长条状载体、平板状载体或块状载体等。
这种情况下,使含有通过标识化物质进行了标识化的规定的物质的溶液在所述分注管状容器内与所述载体接触,该标识化物质由存在与固定于这些载体的物质或载体自身的结合的可能性的荧光物质等发光物质构成,由此,通过测定各位置处的发光能够测定与这些生物体物质的结合的有无,由此能够解析目标的生物体物质的结构、性质、有无。
所述变形容器的大小是例如通过其口部且沿着由所述收容部包围的直线,所述变形壁面与口部的交点间的长度、或轴向的长度为几厘米至十几厘米,其容积根据其长度而为几微升至几十毫升左右。
需要说明的是,所述载体存在与多个种类的化学物质结合或能够结合且从外部能够识别的多个粒子状载体或多个粒子状载体的集合的情况。在此,“粒子状载体”是指具有能够向所述分注管状容器的密封载体的部分导入而保持的大小的粒子状的固体。通常,该粒子状载体的1个或粒子状载体的集合的1组对应于与之结合或能够结合的所述多个种类的化学物质的1种类。该粒子状载体的大小具有例如直径或径为0.1mm至几mm的大小。在密封有该粒子状载体的空间部分,其容量是除了密封的该粒子状载体之外的空间部分为例如几微升至几百微升的容积。根据结合或能够结合的所述化学物质对粒子状载体或粒子状载体的集合进行标识化,由此无需通过密封的粒子状载体或该集合的排列位置进行识别。
第九发明涉及一种变形元件内置分注管夹,具有:多个分注管状容器,在上侧排列多个开口部,在下侧排列流体的流出流入用的多个口部,以一体连结的方式由非变形壁形成;及多个密闭塞,以密闭所述开口部的方式安装于该开口部,在该密闭塞中,变形元件以位于所述各分注管状容器的内部的方式形成,所述变形元件具有通过来自外部的按压而能够在所述分注管状容器内向下方向伸长且被向上方向施力而收缩或能够收缩地形成的变形壁。
在各个变形元件内置分注管中,分注管状容器由非变形壁形成,变形元件内置于该分注管状容器,因此多个变形元件内置分注管通过一体地形成分注管状容器的外壁的一部分而能够容易且高密度地进行集成化。分注管状容器的排列呈列状或平面状(包括矩阵状)地以规定间隔排列。
第十发明涉及变形元件内置分注管夹,其中,所述各分注管状容器具有:变形元件收纳部,具有所述开口部且能够以包含所述变形元件的可变形范围的方式收纳所述变形元件;及细管部,形成得比该变形元件收纳部细且具有所述口部。
从所述口部通过变形元件的变形而吸引的液体存在被吸引至细管部的情况、一部分收容至所述变形元件收纳部的情况。即使这种情况下,液体也优选以与所述变形元件不接触的方式形成变形元件及变形元件收纳部,或者吸引这样的量。这种情况下,磁场向细管部施加。
在具有与所述变形元件收纳部及所述细管部连通且能够积存由所述细管部吸引的液体的积存部的情况下,所述变形元件收纳部彼此一体地形成,但是为了对于积存部能够施加磁场,而且,为了对于细管部能够向各容器插入而优选分别具有间隙。
第十一发明涉及变形元件内置分注管夹,其中,所述密闭塞中,作为所述变形元件,具有由向该分注管状容器的内部突出的筒状壁包围的凹陷,该筒状壁具有为了该变形元件的伸长而使力从外部作用的底壁及至少具有所述变形壁的侧壁。
这种情况下,所述密闭塞存在分别安装于所述分注管状容器的情况、应安装于多个分注管状容器的多个密闭塞彼此连结而形成列状的连结密闭塞列的情况。
第十二发明涉及变形元件内置分注管夹,其中,所述变形元件内置分注管夹具有按压板,所述按压板在多个所述密闭塞的上侧安装于所述多个分注管状容器并从上侧按压所述各密闭塞,在该按压板上对应于所述各密闭塞而设有操作用孔及防护壁,所述防护壁从该操作用孔的周缘部向下方向由所述变形元件包围而延伸地形成。
这种情况下,存在所述按压板由非变形壁形成且分别安装于所述分注管状容器的情况、形成连结有多个按压板的连结按压板的情况。
第十三发明涉及变形元件内置分注管夹,其中,在所述变形元件内置分注管夹,在沿着其排列方向的两端分别设有相对于外方向突出设置或凹陷设置的两个第一卡合部及第二卡合部,所述第一卡合部设为第一高度,所述第二卡合部设为比所述第一高度低的第二高度。
在此,第一高度及第二高度是从所述口部测量的高度,所述第一高度优选包含在所述变形元件收纳部的高度范围内。
所述第一卡合部如分注头的悬架部那样使用于以覆盖变形元件内置分注管夹的上侧的方式被支承的情况,第二卡合部如向架装填的情况那样使用于以覆盖该分注管夹的下侧的方式被支承的情况。由此,从一方的支承向另一方的支承的转移仅通过使用分注头使该分注管夹移动就能顺畅地进行。作为卡合部的例子,例如,是由非变形壁形成且相对于外方向的突部或凹部,为了确保支承时的稳定性,优选不是1点,而相对于该分注管夹的厚度方向从所述第一或第二高度下的所述变形元件收纳部以细管部的外径程度的宽度支承地设置。“排列方向”在呈矩阵状排列的情况下是行方向或列方向。
第十四发明涉及变形元件内置分注管夹,其中,在与通过所述口部流出流入的流体能够接触的状态下,与规定物质结合或能够结合的载体被密封在所述分注管状容器内且从外部能够测定内部的区域。
第十五发明涉及一种变形元件内置分注装置,具有:一个或两个以上的变形元件内置分注管,具有分注管状容器及密闭塞,所述分注管状容器在上端具有开口部且在下端具有流体的流出流入用的口部并由非变形壁形成,所述密闭塞以密闭所述开口部的方式安装于该开口部,在该密闭塞中,变形元件以位于所述分注管状容器的内部的方式设置,所述变形元件具有通过来自外部的按压而能够在所述分注管状容器内向下方向伸长且被向上方向施力而收缩或能够收缩地形成的变形壁;及分注头,通过使所述变形元件内置分注管的该变形元件变形而进行液体相对于该变形元件内置分注管的吸引喷出。
在此,“吸引喷出”是吸引或/及喷出的含义。仅通过利用分注管状容器安装所述变形元件内置分注管就能够防止口部的变动是因为,在该变形元件内置分注管中,具有在吸引喷出时变形的变形壁的变形元件内置于分注管状容器内,变形元件与分注管状容器的外壁无关联,因此只要将分注管状容器安装于分注头,就能够防止形成该分注管状容器的一部分的口部的变动。因此,能够如通常的缸筒式分注管那样安装。
第十六发明涉及变形元件内置分注装置,其中,所述变形元件内置分注装置还具有:容器组,具有能够收容各种溶液的多个容器;及头移动部,使该分注头相对于容器组相对移动,并且所述口部相对于所述容器能够一齐插入。
这种情况下,所述口部朝向下方时,能够顺畅地进行液体的吸引、喷出、移送。“溶液”包括含有各种试剂、样本、化学物质或磁性体的液体。“容器”包括设有多个液收容部而各液收容部设置在与所述口部对应的位置的情况。
第十七发明涉及变形元件内置分注装置,其中,所述分注头具有:管支承部,能够支承所述一个或两个以上的变形元件内置分注管;及可动构件,与在所述变形元件内置分注管的所述密闭塞设置的所述变形元件能够接触或连接地设置,与该变形元件接触或连接而能够沿着该变形元件的规定变形方向一齐进行进退动作。
所述可动构件相对于所述变形元件在接触、接触且脱离或连接的状态下进行进退动作,由此使所述变形元件变形。为了支承变形元件内置分注管,相对于通过对该内部的伸长方向及收缩方向这两个方向的可动构件所施加的力,以阻止该变形元件内置分注管内的仅由非变形壁形成的所述分注管状容器的变动或移动的方式进行支承。在变形元件内置分注管的情况下,所述变形元件内置于分注管状容器内,所述变形元件沿上下方向变形,因此如缸筒式分注管那样只要以沿上下方向夹持的方式进行支承即可。需要说明的是,该分注头的管支承部存在具有将两个以上的变形元件内置分注管呈列状或平面状地以规定间隔排列而能够保持为可拆装的分注管排列保持部的情况,或者具有所述变形元件内置分注管夹的情况。
第十八发明涉及变形元件内置分注装置,其中,在所述变形元件内置分注管中具有按压板,所述按压板在所述密闭塞的上侧安装于所述分注管状容器并从上侧按压所述各密闭塞,在该按压板中,对应于所述各密闭塞而设置操作用孔及防护壁,所述防护壁从所述操作用孔的周缘部向下方向由所述变形元件包围而延伸地形成,所述可动构件设置成通过所述操作用孔能够与所述变形元件接触或连接。
第十九发明涉及变形元件内置分注装置,其中,在所述分注头或容器组具有磁力部,所述磁力部能够向所述分注管状容器或容器的内部施加或除去磁场。
由此,在将保持有例如蛋白质、缩氨酸、氨基酸、DNA、RNA、低聚核甙酸、糖链等生物体化合物的磁性体悬浊多个的悬浊液向该变形元件内置分注管内吸引或喷出时,或者贮藏时,将磁场向内部施加而吸附于该管的内壁,能够使磁性体,进而使所述生物体化合物分离。
第二十发明涉及变形元件内置分注装置,其中,所述变形元件内置分注装置具有控制部,所述控制部基于所述变形元件内置分注管的个数或结构、应吸引喷出的液体、所述液体中包含的物质、所述液体的量、所述液体的收容位置、所述液体的温度或所述液体的浓度、处理内容、或指示来控制所述变形元件的变形、及/或所述分注头与所述容器组之间的移动。
物质不仅包括核酸、蛋白质、糖链、氨基酸等生物体物质,而且也包括含有金属等的各种化学物质。而且,“液体”包括溶液及悬浊液。所述悬浊液包括例如通过使各种物质反应而能够结合或者通过反应而结合的磁性体的悬浊液。“处理”包括例如DNA的提取处理、免疫化学检查、各种生物体物质的解析处理等。
第二十一发明涉及变形元件内置分注装置,其中,所述变形元件内置分注装置具有控制部,所述控制部基于相对于所述变形元件的位置变化及根据该位置变化的该变形元件的规定变化,来控制该变形元件的变形。
“与变形元件相对的位置变化”是从该变形元件内置分注管的外部能够向所述变形元件施加的变化,是通过可动构件等的接触或连接而产生的接触点或连接点的位置坐标的变化。典型的是,变形元件的沿变形方向的一维的位置变化,即,变形元件的伸长或收缩。需要说明的是,变形元件的伸长及收缩在通过利用电动机使可动构件能够进退地移动来进行的情况下,依赖于电动机产生的可动构件的移动量。
“变形元件的规定变化”是所述位置变化以外的变化,包括例如从变形元件自身的体积的变化、变形元件的与变形方向垂直的截面积的变化、变形元件自身的壁厚、变形元件的表面积的变化、或变形元件的时间的变化之中选择的一个或两个以上的变化。
即,由分注管状容器的内壁和所述变形元件的内壁包围的部分的容积是能够收容流体的区域,该容积仅通过使所述变形元件的与轴向垂直的截面积恒定并根据与所述变形元件的伸长及收缩相伴的变形元件的轴向的长度无法准确地确定容积。因此,不仅考虑变形元件的轴向的伸长、收缩,也考虑与之相伴的与轴向垂直的截面的收缩及膨胀等的变化而能得到高密度的容积。然而,这些变化因复杂的要因而变化,因此难以通过计算而唯一决定。因此,在多个点上,测定电动机移动量与吸引量的关系,利用近似式对各个测定点进行插补。插补的近似式根据管的形状、要求的控制精度,而选择一次式(折线)、多项式、样条插补等的最佳的式子。
通过这样求出的电动机控制量和吸引量的换算式而高精度地进行吸引·喷出量的电动机控制。而且,产生滞后特性的情况(在喷出时与吸引时控制量产生差异的情况)下,如吸引用的换算式和喷出用的换算式那样准备多个换算式,根据此时的状况进行切换使用。
例如,在所述变形元件的所述变形壁具有弹性构件的情况下,考虑该变形壁的壁厚变化引起的所述分注管状容器的所述流体可收容区域的容积变化,控制所述变形元件的变形。
而且,作为变形元件的时间的变化,在变形元件产生滞后特性的情况下,在吸引时和喷出时所述电动机控制量产生差异,需要如吸引用的换算式和喷出用的换算式那样使用多个换算式进行控制。
“基于~进行控制”是例如判断所述分注管状容器的流体可收容区域的容积变化,即,在分注管状容器内,在能够收容流体(气体及液体)的区域,判断由分注管状容器的内壁面和密闭塞的内壁面(包括变形元件的分注管状容器内侧的内壁面)包围的空间区域的容积变化而进行控制。
第二十二发明涉及变形元件内置分注装置,其中,对于所述变形壁的变形设定规定基准位置,以该基准位置为基准,进行所述变形壁的变形的控制。
在此,“规定基准位置”根据在处理中操作的液体量、使用的变形元件内置分注管的能够收容流体的容量、处理的内容或变形元件内置分注管的加工精度等来确定。
例如,在处理中操作的液体量为微小量(例如,几μ升至几十0μ升的水平的情况),或使用的变形元件内置分注管的容量小的情况,处理需要精度的情况,变形元件内置分注管的加工精度不高的情况下,作为基准位置,将已经向变形元件分注管的该变形元件施加了规定的变形的状态的可动构件或变形元件的沿着变形方向的位置为基准。由此,能够进行高精度的控制。这种情况下,例如,优选设定为能够喷出预先确定的最大的伸长量产生的向所述变形元件内置分注管内的液体的预先确定的最大吸引量的全部。由此,能够防止从变形元件内置分注管的液体的喷出引起的向所述变形元件内置分注管内的液体的残留。
例如,预先设定的变形元件内置分注管的内部的容积为V0,以与该状态相等的可动构件或变形元件的伸长方向的前端位置为基准,在变形元件内置分注管的变形产生的预先确定的最大的内部容积为V1,变形元件内置分注管的变形产生的预先确定的最小的内部容积为V2的情况下(V1>V0>V2),优选以向所述变形元件内置分注管内的液体的预先确定的最大吸引量V1-V0成为比预先确定的最大喷出量V0-V2小的关系,即,V1-V0比预先确定的最大喷出量V0-V2小的关系,即,V1-V0≤V0-V2,即,(V1+V2)/2≤V0的关系的方式设定基准位置。
在此,由于是“预先确定的最大的变形量”,因此可以不必是物理上的最大的变形量。反而在确定所述最大的内部容积V1及最小的内部容积V2时,在所述变形元件使用了橡胶等的收缩性的弹性构件的情况下,不得不在维持收缩施力的范围内设定。即,这是因为,当较大地取得所述变形元件的伸长(较小地取得V2)时,弹性构件可能过度伸长而无法复原成原来的收缩状态。
由于“能够喷出最大吸引量的全部”,因此“最大喷出量”需要具有与“最大吸引量”相同或比“最大吸引量”大的量。由此,可以不用在意向所述变形元件内置分注管内的液体的剩余量地进行处理。
另一方面,在操作的液体的量大的情况(例如,几毫升的等级的情况)或处理不太需要精度等情况下,能够以变形元件内置分注管未变形的非变形状态的位置为基准进行控制。作为这样的情况,例如,存在将可动构件还未与变形元件内置分注管接触的状态且沿着其变形方向的位置(例如,从所述管分离1毫米的位置)取为基准位置的情况。
第二十三发明涉及变形元件内置分注装置,其中,所述分注头或容器组具有分注管排列保持部或变形元件内置分注管夹,所述分注管排列保持部将两个以上的所述变形元件内置分注管呈一列状或平面状地以规定间隔排列且能够保持为拆装自如,所述变形元件内置分注管夹将两个以上的所述变形元件内置分注管呈一列状或平面状地以规定间隔排列而连结。
在此,“平面状”包括例如矩阵状、圆周状、多个同心圆状等。
“矩阵状”具有行方向和列方向这两个方向的排列且该方向彼此不必非要正交。作为“规定间隔”,具有与设于所述容器组中的容器的液收容部对应的间隔。根据操作的溶液的个数、种类或量而可以准备具有各种间距、个数的值。
第二十四发明涉及变形元件内置分注装置,其中,在所述变形元件内置分注管夹中,在沿其排列方向的两端设有分注头悬架用卡合部,在所述分注头中,具有框体及支承部,所述框体在上面部和两侧面部能够以包含所述变形元件收纳部的一部分的方式从上侧包围一个或多个所述变形元件内置分注管夹,所述支承部在该框体的所述两侧面部的下侧与所述悬架用卡合部卡合而能够将所述变形元件内置分注管夹支承为可拆装,在该变形元件内置分注管夹被支承的情况下,通过所述上面部而所述可动构件能够与所述各变形元件内置分注管的所述变形元件接触或连接地设置。
所述变形元件内置分注管夹优选保持在通过变形操作而存在变动的可能性的所述变形元件收纳部的高度范围内。在此,所述第一卡合部相当于分注头悬架用卡合部。
在所述变形元件内置分注管夹内,在沿着其排列方向的两端分别除了分注头悬架用卡合部之外,优选还设有架装填用卡合部。在此,该架装填用卡合部相当于第二卡合部。因此,所述分注头悬架用卡合部设为第一高度,所述架装填用卡合部设为比所述第一高度低的第二高度。所述上面部和两侧面部存在分别为板状的壁的情况、及如网或框等那样大部分由空隙占据的结构形成的情况。
第二十五发明涉及变形元件内置分注装置,其中,所述分注管排列保持部具有设置了呈列状或平面状地以规定间隔穿设的两个以上的贯通孔的板,所述各变形元件内置分注管插入而保持于所述各贯通孔,并且所述变形元件内置分注管的所述口部贯通所述贯通孔而处于所述板的下方,所述密闭塞被保持成位于所述板的上方。
第二十六发明涉及变形元件内置分注装置,其中,所述变形元件内置分注管具有内部检测区域,在所述分注头设有通过所述内部检测区域来检测内部的状态的光检测部。
“内部检测区域”是用于进行内部状态的确认或测定的区域。即,是用于进行液体的吸引喷出的确认(液体的有无的确认)、分配量的确认(液面的确认)、或密封在该管内的载体的测定等的区域。因此,该区域优选以能够容易地进行向内部的光的照射及透过的方式形成。例如,以没有光的乱反射或管的光学的变形的具有高透光性的方式形成。
在此,所述变形元件内置分注管的“内部检测区域”优选设为所述分注管状容器的细管部或积存部。因此,所述变形元件内置分注管的所述内部检测区域在来到所述板的下方的情况下,所述光检测部也以来到所述板的下方的方式设置。
此外,优选提供一种载体密封变形元件内置分注管,在对载体进行密封的情况下,具有:在上端具有开口部且在下端具有流体的流出流入用的口部的由非变形壁形成的分注管状容器;及以密闭所述开口部的方式安装于该开口部的密闭塞,在所述密闭塞设有变形元件,该变形元件通过来自外部的按压而能够在所述分注管状容器内向下方向伸长,且具有被向上方向施力而收缩或能够收缩地形成的变形壁,该载体密封变形元件内置分注管具有密封在所述分注管状容器内的规定的物质结合或能够结合的载体。而且,优选具有所述按压板。而且,也可以连结而形成所述筒。
此时,所述载体优选例如密封在所述分注管状容器的细管部或积存部。在此,“向细管部或积存部的载体的密封”是以避免收容于所述细管部或积存部的载体通过口部等向细管部或积存部外流出的方式进行保持。
需要说明的是,作为载体,存在各种,作为线状的载体,本申请人已经申请了PCT/JP2002/001147、PCT/JP2004/001001、PCT/JP2005/007508,作为粒子状载体,本申请人已经申请了PCT/JP2005/022775(WO 2006/062235 A1)、PCT/JP2006/317337(WO 2007/029616),作为面状载体,本申请人已经申请了PCT/JP2005/022776(WO 2006/062236 A1),作为块状载体,本申请人已经申请了PCT/JP2006/300064(WO 2006/073170),此外,作为线状、棒状、平板状、块状或粒子状的载体,本申请人已经申请了PCT/JP2007/061805(WO 2007/145208)等。
第二十七发明涉及变形元件内置分注装置,其中,设于所述分注头的磁力部具有两个以上的磁铁,所述两个以上的磁铁相对于一个或两个以上的所述变形元件内置分注管的所述分注管状容器能够一齐接触分离地设置。
例如,所述分注头具有管支承部,该管支承部对于将两个以上的所述变形元件内置分注管呈矩阵状地以规定间隔排列而能够可拆装地保持的分注管排列保持部,通过所述各变形元件内置分注管的变形元件可变形地进行装配,由此来支承两个以上的变形元件内置分注管的情况下,所述磁力部具有:设置成在呈所述矩阵状地排列的变形元件内置分注管的行方向或列方向上能够相对移动,沿着所述行方向或所述列方向延伸且对应于所述规定间隔而设置成分别能够插入所述列间或行间的宽度的至少1个、至多(所述列数个+1)个或(所述行数个+1)个梳齿状构件;及由该梳齿状构件的一端连结的支承构件,在所述各梳齿状构件上,在与所述各变形元件内置分注管对应的位置设有以所述规定间隔排列的所述行数个或列数个的磁铁。在向所述变形元件内置分注管施加磁场的情况下,所述全部磁铁以来到最短的距离的方式向全部的各变形元件内置分注管移动,在将磁场除去或减弱的情况下,使该全部磁铁以从排列有变形元件内置分注管的分注管排列保持部完全撤退或者所述各磁铁来到变形元件内置分注管的规定间隔的中间的位置的方式移动。需要说明的是,作为梳齿状构件的个数,若排列成1个梳齿状构件的磁铁对排列在其两侧的各2个管造成影响,则梳齿状构件的个数可以为所述个数的一半左右。需要说明的是,设于所述梳齿状构件的各磁铁的相对于所述管的相对的移动路径沿着与所述各管不交叉的直线或曲线。
第二十八发明涉及变形元件内置分注装置,其中,在与流出流入的流体能够接触的状态下,与规定物质结合或能够结合的载体被密封在所述分注管状容器内且从外部能够测定内部的区域。
第二十九发明涉及一种变形元件内置分注处理方法,包括:保持工序,将两个以上的变形元件内置分注管保持于分注头,所述变形元件内置分注管具有分注管状容器及密闭塞,所述分注管状容器在上端具有开口部且在下端具有流体的流出流入用的口部并由非变形壁形成,所述密闭塞以密闭所述开口部的方式安装于该开口部,在该密闭塞中,变形元件以位于所述分注管状容器的内部的方式设置,所述变形元件具有通过来自外部的按压而能够在所述分注管状容器内向下方向伸长且被向上方向施力而收缩或能够收缩地形成的变形壁;移动工序,使该分注头移动;及变形工序,将所述口部插入容器组内的容器内而使所述变形壁面一齐变形。
在此,在所述变形工序中,优选检测所述变形元件内置分注管的内部状态,检测管内的液体的有无、液面的高度而检测是否进行按照指示的处理。
第三十发明涉及变形元件内置分注处理方法,其中,所述保持工序通过将分注管排列保持部或所述变形元件内置分注管夹以所述变形元件内置分注管能够变形的方式装配于分注头来进行,所述分注管排列保持部将两个以上的所述变形元件内置分注管呈列状或平面状地以规定间隔排列且能够保持为可拆装,所述变形元件内置分注管夹将两个以上的所述变形元件内置分注管呈一列状或平面状地以规定间隔排列而连结。
第三十一发明涉及变形元件内置分注处理方法,其中,所述变形工序中,对于所述变形壁面的变形设定规定基准位置,以该基准位置为基准,进行所述变形壁面的变形。
第三十二发明涉及变形元件内置分注处理方法,其中,所述变形工序包括使所述可动构件与所述密闭塞的所述变形元件接触或连接的工序、及使所述可动构件下降及/或上升的工序。
第三十三发明涉及变形元件内置分注处理方法,其中,所述变形工序包括如下工序:在所述密闭塞的上侧安装于所述分注管状容器并从上侧按压所述各密闭塞的按压板上,对应于所述各密闭塞而设置操作用孔及从所述操作用孔的周缘部向下方向由所述变形元件包围而延伸地形成的防护壁,所述可动构件通过所述操作用孔而与所述变形元件接触或连接。
第三十四发明涉及变形元件内置分注处理方法,其中,所述变形元件内置分注处理方法包括如下工序:能够结合规定物质或与规定物质结合的磁性体悬浊于所述液体,通过对于所述收容部或所述容器组的容器内施加磁场,使所述磁性体吸附于所述积存部或所述容器的内壁而进行分离。
第三十五发明涉及变形元件内置分注处理方法,其中,所述变形元件内置分注管夹的向分注头的装配通过如下步骤进行:对于在沿该变形元件内置分注管的排列方向的该分注管夹的两端设置的分注头悬架用卡合部,通过使所述分注头移动而使所述悬架用卡合部与设于所述分注头且由上面部和两侧面部构成的框体的所述两侧面部的下侧的支承部卡合,以包括所述变形元件内置分注管夹的所述变形元件收纳部的一部分的方式从上侧包围地进行支承,所述变形工序中,通过该上面部使所述可动构件与所述各变形元件内置分注管的所述变形元件接触或连接。
第三十六发明涉及变形元件内置分注处理方法,其中,所述变形元件内置分注处理方法还包括如下的检测工序:在与流出流入的流体能够接触的状态下,将与规定物质结合或能够结合的载体密封在所述分注管状容器内且从外部能够测定内部的区域,并且检测该分注管状容器内的光学状态。
【发明效果】
根据第一发明、第九发明、第十五发明或第二十六发明,使设于由非变形壁形成的分注管状容器的密闭塞并内置在该分注管状容器的内部的变形元件发生力学变形,由此能够进行液体的吸引喷出。
因此,变形元件的变形沿着所述分注管状容器的内壁被引导,能够避免变形元件的意外的变形而进行高可靠性的变形。因此,无需如变形壁设置在分注管状容器的外部的情况那样另行设置保持分注管状容器的支架来引导变形。
所述变形元件包括变形时而内置在由所述非变形壁形成的分注管状容器内,因此与能够收容同一液体量的变形式的分注管相比,能够缩短轴向的全长。于是,作为操作该变形元件内置分注管的装置整体也能够实现紧凑化。
不使用缸筒等的复杂的使液体或气体流动的管路等流体力学系统,而能够进行分配处理,实现装置的规模,并简化结构。因此,能够廉价且容易地制造。而且,未使用具有分注管内的容量程度的容量的缸筒等,因此尽管紧凑,也能够操作大体积的液体。
另外,通过使内置于分注管状容器内的变形元件变形,来进行吸引、喷出等液体处理,因此不需要在使用缸筒的情况下所需的构件间的嵌合、滑动等,因此不要求高加工精度,制造容易。而且,能够得到完全的水密性及气密性,可靠地防止交叉污染,能够进行高可靠性的处理。
在由非变形壁形成的分注管状容器的内部内置具有变形壁的变形元件,变形壁的变形用的外力直接向变形元件施加,不直接向分注管状容器施加。因此,在施加使能够向下方向伸长的所述变形元件伸长的外力的情况下,只要将该分注管状容器支承为沿上下方向不移动即可,因此使用简单的支承结构,能够防止口部的变动,能够进行高可靠性的位置控制。
在本发明的变形元件内置分注管中,具有变形壁的变形元件内置于分注管状容器内,因此收容于该管内部的空气量被限定为收容在比由分注管状容器的内壁包围的部分更小的部分的空气量。另一方面,在经由嘴而与缸筒连接并使用的缸筒式分注管的情况下,不仅是分注管状容器内的空气量,而且追加嘴内的空气量、以及被吸引到缸筒内的空气量,在变形元件以向分注管状容器外突出的方式设置的情况下,不仅是分注管状容器内的空气量,而且追加由变形元件包围的部分的空气量。因此,在使用同容量的分注管状容器进行液体的吸引喷出的情况下,收容于该管内部的液体的液面上的气隙小。于是,在本发明的变形元件内置分注管等中,变形元件的变形即使伴有变形元件的形状或壁厚的变化的情况下,作为整体也能够提高吸引喷出的控制的精度。
在由非变形壁形成的分注管状容器的内部内置具有变形壁的变形元件,因此即使将多个变形元件内置分注管密接配置,无论内置于各分注管内的各变形元件的变形的有无都相互不接触,能够实现变形元件内置分注管的高密度的集成化。
在集成化的情况下,能够使多个变形元件内置分注管一齐在同一条件下变形,因此使用变形元件内置分注管能够进行准确的位置控制、再现性高的吸引喷出控制。而且,使用变形元件内置分注管能够并行地进行多个处理,效率高,即使在将多个容器密接排列的情况下,也能够进行高可靠性的处理。
在由非变形壁形成的分注管状容器的内部内置具有可变形的变形壁的变形元件,因此除了为了流体的吸引喷出而向变形元件施加的变形以外,能防止向该变形元件施加不必要的外力的情况。因此,防止意外的外力引起的变形元件的损伤、损坏、破坏或变形、或者其他的意外的来自外部的加热或来自外部的化学物质引起的变质等,保护变形元件,并实现变形元件内置分注管的管理或操作的容易化。
根据第二发明或第十发明,将能够收容所述变形元件的变形元件收纳部与积存液体的积存部或细管部另行设置,由此容易防止变形元件与液体的接触、液体向变形元件收纳部内的侵入,从而防止液体向管内的残留,对于液体的吸引喷出能够确保高的定量性。而且,能够防止液体向管内的残留引起的交叉污染。
根据第三发明或第十一发明,在密闭塞上以向分注管状容器内突出的方式设置由具有变形壁的侧壁和底壁形成的筒状壁,在外部形成凹陷,由此进行由分注管状容器的内壁引导的变形,因此变形的范围被限制或限定为分注管状容器内,能够进行高可靠性的变形。
通过设于密闭塞的凹陷的底壁来使外力发挥作用,因此能够以稳定的状态施加力,能够进行高可靠性的变形。
根据第四发明、第十二发明、第十八发明或第三十三发明,不仅从上侧按压密闭塞而防止密闭要素的向分注管状容器外的弹出,而且在使所述变形元件变形时,能避免可动构件向变形壁的接触引起的变形壁的摩擦或磨损造成的劣化,能够除去或减轻在可动构件部的进退动作时由于与变形壁的接触而从变形壁受到的阻力,从而能够进行顺畅的变形操作。而且,能够防止向变形元件施加无法预测的变形的情况而进行高可靠性的变形控制。
根据第五发明,作为变形元件,在由挠性构件构成的侧壁上形成由筒状壁包围的凹陷,该筒状壁向具有形成了褶皱的变形壁的内部突出,且成为褶皱产生的变形,因此在变形的作用下,变形壁面的表面积或壁厚不改变,且褶皱的变形由分注管状容器引导而能够进行高定量性的变形。而且,能够由具有刚性的构件形成,因此不易损坏。此外,因变形而折弯的部位及方向确定,变形的规则性或变形产生的定型性高。
根据第六发明,作为变形元件,具有由弹性构件形成的变形壁,以具有由向所述分注管状容器的内部突出的筒状壁包围的凹陷的方式形成。因此,即便使变形元件伸长,通过将外力除去也容易收缩而能够返回原来的状态,响应性高。
根据第七发明,所述密闭塞具有弹性构件,经由O形环而装配于所述分注管状容器的所述开口部,因此即便不是通过粘接、焊接将密闭塞不能拆装地安装于所述分注管状容器的开口部,也能够确保气密性及水密性并可拆装地安装。
根据第九发明,将多个分注管状容器通过非变形壁相对于外部且相互分隔地一体连结的情况下,由于具有所述变形壁的变形元件内置于该分注管状容器内,因此能够不受连结的影响而分别变形。因此,能够将多个变形元件内置分注管高密度地集成化。
根据第十六发明,通过预先将必要的试剂等收容于容器,能够容易进行分配处理的自动化。
根据第十七发明或第二十九发明,使可动构件与变形元件接触或连接,沿着变形元件的变形方向移动,由此不与处理对象的液体接触而仅使用力学的机构,由此能够进行吸引、喷出、移送等处理,能够与液体接触的部分局限于由非变形壁包围的分注管状容器内,因此能够可靠地防止交叉污染。
而且,所述可动构件与内置于分注管状容器的内部的变形元件接触或连接,通过由非变形壁形成的分注管状容器来引导变形元件,因此能够以稳定的状态进行变形元件的变形,能够进行高可靠性的处理。
根据第十九发明或第三十四发明,向所述收容部或容器的内部施加或除去磁场,因此使磁性体悬浊的液体中的磁性体吸附于内部而进行分离,由此能够一贯自动化地进行包括分离处理的处理。
根据第二十发明,基于所述变形元件内置分注管的结构等来控制变形元件的变形及/或所述分注头的移动,因此能够通过高精度的定量性进行吸引喷出。
根据第二十一发明,控制部在通过相对于变形元件的位置变化来控制变形元件的变形的情况下,考虑该变形元件自身的变化,由此在变形元件的上端使可动构件接触或连接,由此进行变形,因此尽管结构简单,也能够具有高精度的定量性地进行吸引喷出。
根据第二十二发明或第二十八发明,基于变形元件的伸缩及收缩中的至少一方可行的基准位置进行变形,因此例如在能够进行变形元件的伸缩及收缩这双方的情况下,都能够直接应对而迅速地进行有效的处理。而且,通过良好地设定所述基准位置,能够防止液体的喷出引起的变形元件内置分注管内的液体的残留。
根据第二十三发明或第三十发明,以将多个变形元件内置分注管排列于分注管排列保持部的结构或连结的变形元件内置分注管夹为单位而设于分注头或容器组且能够移动,由此能够迅速地实现变形元件内置分注管的更换或处理的效率化。
根据第二十四发明或第三十二发明,通过头移动机构使分注头移动,由此能够将所述变形元件内置分注管夹可拆装地装配于框体,因此不需要设置专用的装配机构,能够防止装置规模的扩大。而且,根据需要,能够任意地装配变形元件内置分注管夹的个数,因此能够进行有效的控制。
根据第二十五发明,作为所述分注管排列保持部,在板上设置多个贯通孔,通过向该贯通孔插入变形元件内置分注管而进行保持,因此能够容易地排列变形元件内置分注管。
根据第二十六发明,通过检测变形元件内置分注管的内部的状态,能够通过掌握液体的有无、液的水位来进行吸引、喷出是否准确地按照指示进行的情况,能够进行高可靠性的处理。
根据第二十七发明,对于变形元件内置分注管的各分注管状容器能够一齐接触分离地设置磁铁,因此通过简单的结构能够容易地对各变形元件内置分注管一齐施加磁场。
根据第八发明、第十四发明、第二十八发明或第三十六发明,除了起到前述的各效果之外,将生物体物质等的各种物质结合或能够结合的载体密封在管状载体内,使该变形元件力学变形,由此能够吸引并喷出液体。因此,不使用缸筒等的复杂的使液体或气体流动的管路等流体力学机构,能够进行流体的向所述分注管状容器内的吸引、流体与所述载体的接触、喷出而容易操作,通过手动或使用简单结构的装置,能够廉价且容易地进行制造并处理。
另外,仅通过在将规定的物质结合或能够结合的载体密封在具有口部的所述分注管状容器内的状态下吸引喷出液体的情况、使所述载体密封变形容器移动的情况,就能够进行各种处理例如、反应、清洗、温度控制、分离、搅拌、分配、清澄、离析、溶出、提取,因此能够有效、迅速且容易地进行处理。
此外,根据本发明,从与结合于载体的规定的物质的反应到测定都能够在密封于仅口部打开的变形元件内置分注管内的状态下进行,因此能够使目标的处理连贯,所述规定的物质不接触其他的构件或人手地进行,因此能够防止交叉污染,以高可靠性可靠地进行。而且,以具有适合于流体的速度、应处理的液量的形状的方式选择载体密封变形容器,由此能够应对各种处理,因此存在通用性、多样性。
另外,根据本发明,由于将载体密封而保持在分注管状容器内,因此不是施加流体力而移动的结构,不用进行复杂的同步控制等而通过简单的控制就能够实现载体的操作或光学状态的测定的容易化。
以上,所述“从外部能够测定内部的区域”相当于所述“内部检测区域”。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的小容量的变形元件内置分注管的俯视图及AA线剖视图。
图2是本发明的第一实施方式的各种容量的变形元件内置分注管的俯视图及AA线剖视图。
图3是表示本发明的第一实施方式的变形元件内置分注管的动作的说明图。
图4是本发明的第二实施方式的变形元件内置分注装置的立体图。
图5是图4的变形元件内置分注装置的俯视图及AA线剖视图。
图6是图3或图4的变形元件内置分注装置的局部放大立体图及现有技术的相当部分的立体图。
图7是图5的俯视图及AA线剖视图。
图8是表示本发明的第三实施方式的8联的变形元件内置分注管夹的立体图。
图9是图8的变形元件内置分注管夹的从上侧观察到的分解立体图。
图10是图8的变形元件内置分注管夹的从下侧观察到的分解立体图。
图11是图8的变形元件内置分注管夹的剖视图。
图12是表示图8的变形元件内置分注管夹的可动构件的最上点和最下点的剖视图。
图13是本发明的第四实施方式的变形元件内置分注装置的图8的变形元件内置分注管夹装配前的立体图。
图14是图13的变形元件内置分注装置的分注头的主要部分的放大立体图。
图15是图13的变形元件内置分注装置的后视立体图。
图16是在图13的变形元件内置分注装置装配了图8的变形元件内置分注管夹之后,施加磁场而进行吸引喷出动作时的立体图。
图17是图13的动作之后,将滴下防止托盘拉出的状态下的分注头移动时的立体图。
图18是表示本发明的第五实施方式的密封有载体的变形元件内置分注管的剖视图。
图19是表示本发明的第五实施方式的另一例的密封有载体的变形元件内置分注管的剖视图。
图20是表示本发明的第五实施方式的光检测部及磁力部的立体图。
图21是表示本发明的第五实施方式的光检测部的立体图。
具体实施方式
接着,基于附图,说明本发明的第一实施方式的变形元件内置分注管及使用了该变形元件内置分注管的第二实施方式例的变形元件内置分注装置。
图1表示本发明的第一实施方式的两种小容量(例如,约100~200μ升)的变形元件内置分注管11、11'的俯视图及AA线剖视图。
图1(a)示出粘接密闭型的变形元件内置分注管11。
该变形元件内置分注管11具有:在上端具有开口部14b且在下端具有流体的流出流入用的口部13的由非变形壁形成的分注管状容器15;以将所述开口部14b嵌合并密闭的方式通过粘接剂等粘接而安装于该开口部14b的密闭塞19,在该密闭塞19设有变形元件12,该变形元件12具有通过从外部朝向沿着分注管状容器的轴线的下方向的按压而能够在所述分注管状容器15内向下方向伸长、且被向上方向施力而收缩的变形壁。
该分注管状容器15具有:变形元件收纳部14,具有所述开口部14b且能够以包含所述变形元件12的可变形范围的方式收纳所述变形元件12;细管部18,具有比该变形元件收纳部14细的直径且具有能够向各种外部容器插入的所述口部13;积存部16,与所述变形元件收纳部14及所述细管部18连通,能够积存从所述口部13吸引的液体,且具有比所述细管部18粗而比所述变形元件收纳部14细的直径;圆锥状的转移部17,设置在所述细管部18与所述积存部16之间。在所述变形元件收纳部14的所述开口部14b的外侧设置凸缘14c,用于变形元件内置分注管11及变形元件的支承。这种情况下,例如,在将容量设为100μ升的情况下,例如,所述变形元件收纳部14的内径为6mm,积存部16的内径为3mm,细管部18的内径为0.5mm。
所述密闭塞19具有由橡胶等的弹性构件形成的变形壁作为所述变形元件12,具有由底壁12a和侧壁12b包围的凹陷12c,且具有向该分注管状容器15的内部突出的筒状壁。需要说明的是,标号14a在所述变形元件收纳部14的底口部朝向积存部16前端变细地形成。而且,密闭塞19除了粘接之外,也包括通过热焊接、超声波焊接安装的情况。所述密闭塞19通过粘接、焊接等而安装于所述开口部14b,因此无法将密闭塞19从所述分注管状容器15拆下。
图1(b)示出O形环密闭型的变形元件内置分注管11'。
以下,对于与所述变形元件内置分注管11相同的结构,使用同一标号,对于不同的结构,标注(')加以区别。
该变形元件内置分注管11'具有:在上端具有开口部14b且在下端具有流体的流出流入用的口部13的由非变形壁形成的分注管状容器15';以密闭所述开口部14b的方式通过O形环19'a及环状槽14'd之间的嵌合而可拆装地安装于该开口部14b的密闭塞19',在该密闭塞19'设有所述变形元件12。
该分注管状容器15'具有:变形元件收纳部14',具有所述开口部14b及在该开口部14b的附近嵌合所述O形环19'a的环状槽14'd并且能够收纳所述变形元件12;细管部18,具有比该变形元件收纳部14'细的直径且具有能够向各种外部容器插入的所述口部13;积存部16,与所述变形元件收纳部14'及所述细管部18连通,能够积存从所述口部13吸引的液体,具有比所述细管部18粗而比所述变形元件收纳部14'细的直径;漏斗状的转移部17',设置在所述细管部18与所述积存部16之间。
接着,在图2中示出具有各种大小、各种变形壁或密闭塞安装方式的本发明的实施方式的变形元件内置分注管。
图2(a)为了大小的比较而示出图1(a)中说明的小容量的粘接密闭型的变形元件内置分注管11。
图2(b)是表示中容量(例如,约300μ升)的粘接密闭型的变形元件内置分注管110的图。
该变形元件内置分注管110具有:上端具有开口部140b且下端具有流体的流出流入用的口部130的由非变形壁形成的分注管状容器150;及以将所述开口部140b嵌合并密闭的方式通过粘接剂等粘接而安装于该开口部140b的密闭塞190,在该密闭塞190设有变形元件120,该变形元件120具有通过从外部沿着分注管状容器150的轴线朝向下方向的按压而能够在所述分注管状容器150内向下方向伸长,且被向上方向施力而收缩的变形壁。
该分注管状容器150具有:变形元件收纳部140,具有所述开口部140b且能够以包含所述变形元件120的可变形范围的方式收纳所述变形元件120;细管部180,具有比该变形元件收纳部140细的直径且具有能够向各种外部容器插入的所述口部130;积存部160,与所述变形元件收纳部140及所述细管部180连通,具有比所述细管部180粗而比所述变形元件收纳部140细的直径,且能够积存从所述口部130吸引的液体;及漏斗状的转移部170,设置在所述细管部180与所述积存部160之间。在所述变形元件收纳部140的所述开口部140b的外侧设置凸缘140c,用于变形元件内置分注管110的支承。
密闭塞190中,作为所述变形元件120,具有由橡胶等弹性构件形成的变形壁,具有由底壁120a和侧壁120b包围的凹陷120c,且具有向该分注管状容器150的内部突出的筒状壁。需要说明的是,标号140a在所述变形元件收纳部140的底口部朝向积存部160前端变细地形成。而且,密闭塞190除了粘接之外,也包括通过热焊接、超声波焊接而安装的情况。所述密闭塞190无法从分注管状容器150拆卸。
图2(c)是表示中容量(例如,约300μ升)的O形环密闭型的变形元件内置分注管111的图。对于与图2(b)的变形元件内置分注管110相同的结构,使用同一标号,省略说明。
该变形元件内置分注管111具有:在上端具有开口部140b且在下端具有流体的流出流入用的口部130的由非变形壁形成的分注管状容器151;及以密闭所述开口部140b的方式通过在与O形环191a及环状槽141c之间嵌合而可拆装地安装在该开口部140b的密闭塞191,在该密闭塞191设有所述变形元件121。
所述分注管状容器151具有:变形元件收纳部141,具有所述开口部140b及在该开口部140b的附近嵌合所述O形环191a的环状槽141d,并能够收纳变形元件121;细管部180,具有比该变形元件收纳部141细的直径且具有能够向各种外部容器插入的所述口部130;积存部160,具有比所述细管部180粗而比所述变形元件收纳部141细的直径,与所述变形元件收纳部141及所述细管部180连通,且能够积存从所述口部130吸引的液体;及所述转移部170。在所述变形元件收纳部141的所述开口部140b的外侧设有凸缘140c,用于变形元件内置分注管111的支承。
密闭塞191中,作为所述变形元件121,具有由挠性构件形成的变形壁,具有由底壁121a和局部形成有褶皱的侧壁121b包围的凹陷121c,且具有向该分注管状容器151的内部突出的大致圆筒状的筒状壁。该褶皱是在所述变形元件121的侧壁121b的局部以将该侧壁121b分隔成上和下的方式且以上下方向为变形方向而可变形地设置的变形壁。该褶皱呈螺纹状,作为螺纹的波形而形成山(在该例中为8个)及谷(在该例中为8个)。
图2(d)是表示大容量(例如,约3~5毫升)的粘接密闭型的变形元件内置分注管112的图。该变形元件内置分注管112具有:在上端具有开口部142b且在下端具有流体的流出流入用的口部132的由非变形壁形成的分注管状容器152;及以密闭所述开口部142b的方式通过粘接剂等粘接并安装于该开口部142b的密闭塞192,在该密闭塞192设有变形元件122,该变形元件122通过从外部沿着分注管状容器152的轴线朝向下方向的按压而能够在所述分注管状容器152内向下方向伸长,且具有被向上方向施力而收缩的变形壁。
所述分注管状容器152具有:变形元件收纳部142,具有所述开口部142b且能够以包含所述变形元件122的可变形范围的方式收纳所述变形元件122;细管部182,具有比该变形元件收纳部142细的直径且具有能够向各种外部容器插入的所述口部132;及漏斗状的转移部172,具有比所述细管部182粗而比所述变形元件收纳部142粗的直径,且设置在所述变形元件收纳部142及所述细管部182与所述积存部162之间。在所述变形元件收纳部142的所述开口部142b的外侧设有凸缘142c,用于该变形元件内置分注管112的支承。
密闭塞192中,作为所述变形元件122,具有由挠性构件形成的变形壁,具有由底壁122a和局部形成有褶皱的侧壁122b包围的凹陷122c,且具有向该分注管状容器152的内部突出的筒状壁。需要说明的是,标号142a在所述变形元件收纳部142的底口部朝向积存部162前端变细地形成。该褶皱是在所述变形元件122的侧壁122b的局部以将该侧壁122b分隔成上和下的方式且以上下方向为变形方向而可变形地设置的变形壁。该褶皱呈螺纹状。
图3概念性地示出将所述中容量的变形元件内置分注管110支承于后述的变形元件内置分注装置10的分注头70的状态。示出在该变形元件内置分注管110,使设于所述分注头70的可动构件的销20与由大致圆筒状的筒状壁构成的变形元件120的底壁120a接触的状态。
图3(a)示出虽然所述销20与所述变形元件120的所述底壁120a接触,但是未向变形元件120施加变形的状态(销20的下端为水平L1的状态)。即,示出当使可动构件的销20从该变形元件内置分注管110的所述变形元件120向上方向移动时,在成为该状态为止所述变形元件120以收缩的方式被施力的情况。示出成为所述流体可收容区域的最大容积(VL)的状态。
图3(d)示出所述变形元件120为最大伸长的状态且所述流体可收容区域成为最小容积(VS),该变形元件120的下端停止于所述变形元件收纳部140的底口部140a的状态。因此,示出进一步的伸长不可能的状态(销20的下端的位置为水平L4的状态)。
图3(b)为变形元件120的控制上的最大伸长状态,控制上的所述流体可收容区域成为最小容积V1(销20的下端的位置为水平L3)。
图3(c)为变形元件120的控制上的最小伸长状态,控制上的所述流体可收容区域成为最大容积V2(销20的下端的位置为水平L2)。于是,通常,VL>V2>V1>VS。此时,如下确定控制上的所述流体可收纳区域的基准容积V0,由此能够设定成向该变形元件内置分注管110内能够喷出吸引的液体的全量。
即,优选以成为向所述分注管内的液体的预先确定的最大吸引量V2-V0比预先确定的最大喷出量V0-V1小的关系,即,V2-V0≤V0-V1,即,(V1+V2)/2≤V0的关系的方式设定基准位置。销20的下端的位置相当于水平L0(L3<L0<L2)。需要说明的是,V1、V2处于维持由弹性构件形成的变形元件的收缩施力的范围。
图4示出使用本发明的第一实施方式例的所述变形元件内置分注管11的第二实施方式例的变形元件内置分注装置10的立体图。
该变形元件内置分注装置10具有:分注头70,支承将96联的所述小容量的变形元件内置分注管11排列成12行×8列的矩阵状(将96个要素沿列方向平行地排列12行并沿行方向平行地排列8列这样在两个方向上平行排列)的结构,通过使所述各变形元件内置分注管11的所述变形元件12的变形壁变形而进行液体相对于该变形元件内置分注管11的吸引喷出;及96微型板30,作为能够收容各种液体、试剂、样本等的多个(在该例中为96个)凹坑32排列成矩阵状的容器组。需要说明的是,所述变形元件内置分注管11的各口部13设置成能够一齐插入到所述各凹坑32内。
所述分注头70具有支承96联的所述小容量的变形元件内置分注管11的管支承部24,该管支承部24具有:托盘22,支承96根所述变形元件内置分注管11,且穿设有96个支承孔23,该96个支承孔23具有比排列成12行×8列的矩阵状的所述变形元件内置分注管11的所述变形元件收纳部14的外径大而比所述凸缘14c的外径小的内径;两个托盘把持臂27,将该托盘22以在两侧夹持的方式能够嵌合脱离地把持;及管按压用板28,具有销孔28a,该销孔28a为了从上侧对支承于所述托盘22的96个变形元件内置分注管11进行按压而排列成12行×8列的矩阵状,且具有比所述变形元件内置分注管11的所述开口部14b的外径小而供所述销20沿上下方向能够进退地缓插的大小。所述托盘22相当于所述分注管排列保持部。
所述托盘把持臂27经由托盘把持臂驱动机构的连杆29,一边能够滑动地支承于凸部27a,一边能够分离地安装于该分注头70的支承用基板40。而且,所述管按压用板28通过具有相对于该支承用基板40以向下方向按压的方式施力的弹簧的4根突出构件26而安装于该支承用基板40。
在所述分注头70的支承用基板40设有磁力部50。该磁力部50具有以相对于所述多个(在该例子中为96个)变形元件内置分注管11的所述积存部16能够一齐接触分离的方式设置的多个(在该例子中为96个)磁铁。
该磁力部50具有设置成在呈所述矩阵状地以规定间隔排列的变形元件内置分注管11的行方向上(在图4中为12行×8列的矩阵的情况)能够移动并沿着所述行方向延伸且对应于所述规定间隔分别设置成向所述行间能够每隔1个地插入的宽度的6个梳齿状构件51、通过该梳齿状构件51的一端连结的支承构件52,在所述各梳齿状构件51中,在所述各变形元件内置分注管11的与所述积存部16对应的位置,以所述规定间隔排列的列数个(在该例子中为8个)磁铁(511)设置在梳齿状构件51的两侧面。在施加磁场的情况下,全部磁铁向全部的该变形元件内置分注管11以成为最短的距离的方式移动,在除去磁场的情况下,使该全部磁铁从所述管支承部24完全撤退。
在所述支承用基板40设有用于对所述梳齿状构件51进行进退驱动的直线步进电动机54,通过对驱动轴55、经由引导用杆53而与所述梳齿状构件51连结的驱动板56进行进退驱动,由此使所述梳齿状构件51沿着行方向移动。
在所述支承用基板40的上侧设有使作为可动构件的96根销20沿上下方向移动的可动构件驱动用直线步进电动机60,使所述电动机60的驱动轴61、驱动板63、及经由引导用杆62而连结的96根销20沿上下方向移动。
该支承用基板40设有分注头的上下方向移动机构,即,与载置有所述微型板30的台上固定的装置的侧板46上设置的引导用轨道41卡合的引导构件42,通过对设于所述侧板46的分注头70沿上下方向驱动的直线步进电动机44,能够沿上下方向移动。
图5(a)是所述变形元件内置分注装置10的俯视图,图5(b)是图5(a)的AA线剖视图。
标号29a是所述托盘把持臂驱动用的步进电动机,通过旋转规定角度而能够进行所述托盘22的把持及脱离。
96根所述销20排列成从与所述电动机60的驱动轴61连结的板状的可动构件21的下侧朝向下方向突出的12行×8列的矩阵状。
接着,说明通过所述变形元件内置分注装置10,对于96个样品一齐进行各种处理例如DNA、RNA的提取处理的情况。将96个样品、预先分别收容有由二氧化硅等包覆的磁性粒子悬浊液、核酸提取用试剂液、清洗液、洗脱液等的多个微型板30在台上按照处理顺序排列而作准备。对于多个各所述微型板30,使用例如滚珠丝杠、步进电动机等惯用的未图示的XY轴移动机构,一边使悬吊在微型板30的上方的该变形元件内置分注装置10相对地依次移动一边进行处理。
当前,磁性粒子已经完成从样品与目标的DNA结合的步骤,接下来说明进行清洗的情况。使所述分注装置10例如在收容有处于各凹坑32的清洗液的微型板30的上方,使各变形元件内置分注管11位于各凹坑32的正上方。此时,在各变形元件内置分注管11的各积存部16的内壁上,通过前一步骤的处理而与目标的DNA结合的磁性粒子被吸附而处于冷凝成颗粒状的状态。
即,此时,在该分注装置10的分注头70设置的设有96个磁铁的6个梳齿状构件51沿着行方向进入所述96个的排列成矩阵状的各变形元件内置分注管11的6个行间,处于与各变形元件内置分注管11的各积存部16分别接近的状态。
因此,使通过驱动所述可动构件驱动用直线步进电动机60而向所述可动构件21的下方向突出地设置的销20向下方向位于预先设定的基准位置,使所述各变形元件内置分注管11的所述变形元件12向下方向伸长至预先确定的状态。
接着,通过驱动直线步进电动机44,使该分注头70下降,将各变形元件内置分注管11的所述口部13插入所述微型板30的各凹坑32内。
接着,通过所述直线步进电动机54使所述磁力部50的所述梳齿状构件51从所述变形元件内置分注管11的行间退避,由此除去所述积存部16内的磁场。
接着,驱动所述可动构件驱动用直线步进电动机60,使所述销20向上方向移动,所述销20移动至相当于图3(c)所示的水平L2的预先设定的控制上的上限位置,由此一齐吸引所述凹坑32内的清洗液而导入至各变形元件内置分注管11的所述各积存部16,与除去了磁场的状态下仍凝集于积存部16的内壁的磁性粒子接触。
接着,对于被导入至该积存部16的清洗液及磁性粒子,驱动所述可动构件驱动用直线步进电动机60而使销20向下方向移动,由此相当于图3(b)所示的水平L3那样,使所述销20移动至超过了所述基准位置的预先设定的下限位置,由此将所述积存部16内的清洗液的全量及所述磁性粒子通过口部13向96个所述凹坑32内一齐喷出。
这样,在所述磁性粒子的所述积存部16的内壁处的凝集解除之前反复进行吸引喷出,使磁性粒子再悬浊于所述清洗液内,使磁性粒子的目标物质与清洗液充分接触并进行处理。
这样,在清洗液与目标物质的反应及再悬浊结束的情况下,使所述磁力部50的所述梳齿状构件51再次进入所述行间而向各变形元件内置分注管11的所述各积存部16内施加磁场。在此状态下,驱动所述可动构件驱动用直线步进电动机60而使销20向上方向移动至控制上的上限位置,由此吸引再悬浊的磁性粒子悬浊液,导入至所述积存部16,再次通过磁场而使磁性粒子吸附于内壁。
接着,使所述销20移动至控制上的下限位置,由此将吸附于内壁的磁性粒子以外的残液的全量向所述各凹坑32一齐喷出,结束本步骤的处理。
以下,使所述分注装置10移动至下一步骤的微型板,进行如下的处理。
图6(a)及图7(a)是将使用本发明的96个变形元件内置分注管11进行吸引喷出处理的情况下的所述管支承部24的一部分及可动构件21、销20取出表示的图。
另一方面,图6(b)及图7(b)示出使用以往例的在96个嘴230装配其开口部而使用的96根分注管(分注管状容器)15进行吸引喷出处理的情况下的缸筒231及柱塞220。需要说明的是,为了比较,这种情况下使用与本申请发明相同的分注管排列保持部的托盘22且使用本申请发明的变形元件内置分注管11所使用的分注管状容器15来表示。
于是,根据该图的大小,可知在本申请发明中,如何缩小装置规模且简化装置结构的情况。
此外,在本发明的实施方式的装置中,无需将各分注管通过嵌合而装配于嘴,因此不需要用于将多个分注管例如96根分注管一齐嵌合于嘴的达到约100Kg的力,因此适合于集成化。
因此,不需要用于避免装配时施加的力造成的分注管的损伤的分注管的高刚性,或者能够延长管的寿命而实现品质管理的负担的容易化。
此外,内置变形元件且分注管的外壁由非变形壁形成,因此能够实现高密度的集成化、甚至一体的集成化。
另外,不是以与缸筒的内壁滑动的方式来移动柱塞,而是通过可动构件使密闭的变形元件伸缩收缩,因此不仅水密性、气密性高,而且阻力也小,因此不施加太大的力就能够进行驱动。
变形元件位于由非变形壁形成的分注管状容器的内部,因此变形元件的变形受到限制,能够进行高定量性的变形。
接着,图8乃至图12示出本发明的第三实施方式的变形元件内置分注管夹115。该变形元件内置分注管夹115一体地连结有将8联的变形元件内置分注管113排列成一列的结构。
如图8及图9所示,各变形元件内置分注管113具有:在上端具有开口部143b且在下端具有流体的流出流入用的口部133的由非变形壁形成的分注管状容器153;以嵌合而密闭所述开口部143b的方式通过粘接剂等而粘接并安装于该开口部143b的密闭塞193;及在该密闭塞193的上侧安装于所述分注管状容器153,并从上侧按压该密闭塞193的按压板173。
如图8至图12所示,该分注管状容器153具有:变形元件收纳部143,具有所述开口部143b且能够以包含所述变形元件123的可变形范围的方式收纳所述变形元件123;细管部183,与该变形元件收纳部143连通,具有比该变形元件收纳部143细的直径,且能够向各种外部容器插入的口部133;及转移部143a,设置在所述细管部183与所述变形元件收纳部143之间。在该变形元件收纳部143的所述开口部143b的外侧设有凸缘143c。例如,在设各变形元件内置分注管113的容量为250μ升(即中容量的范围)的情况下,例如,轴向的全长成为75mm,所述变形元件收纳部143的内径为6mm,细管部的内径为0.85mm。
这8个分注管状容器153中,相邻的所述变形元件收纳部143彼此由非变形壁的连结用板115d连结且整体形成为一列状。该连结用板115d的两端沿该列方向进一步延伸,分别设有在沿着该分注管夹115的厚度方向分离所述密闭要素收纳部143的外径程度而配置的2张平行的非变形壁的纵板上分别刻入的后述的架装填用突部115a和悬架用突部115b。而且,该分注管状容器153的上端通过设有各开口部143b的容器连结用横板115c而将8个分注管状容器153连结成一列状。在该分注管状容器连结用横板115c上设有多个(在该例子中为18个)用于安装后述的按压板173的按压板固定用孔173d。
所述密闭塞193中,作为所述变形元件123,具有由橡胶等弹性构件形成的变形壁,具有由底壁123a及侧壁123b包围的凹陷123c,且具有向该分注管状容器153的内部突出的筒状壁。需要说明的是,转移部143a在所述变形元件收纳部143的底口部朝向细管部183前端变细地形成。而且,密闭塞193通过粘接、焊接等而安装于所述开口部143b,因此无法将密闭塞193从所述分注管状容器153拆下。这8个密闭塞193彼此连结而形成1列状的密闭塞列115e。
如图8至图12所示,所述按压板173在所述密闭塞193的上侧安装于分注管状容器153,在该按压板173上,对应于所述各密闭塞193而设有操作用孔173a及从该操作用孔173a的周缘部向下方向延伸地形成的筒状的防护壁173b。8个各按压板173由非变形壁连结而形成按压板列115f。
在按压板列115f上设有用于将该按压板列115f向所述分注管状容器连结用横板115c安装的固定用爪173c。
图12示出向所述变形元件内置分注管夹115的所述各变形元件内置分注管113的各变形元件123插入了后述的作为可动构件的销200的使用状态。例如,图12(a)中,作为可动构件的销200为使用时的最上端的位置,标号1表示其最大吸引时的液面。图12(b)中,作为可动构件的销200为使用时的最下端的位置,该状态下,液体从各变形元件内置分注管113完全喷出。规定基准位置优选设为两者的中点。
图13示出本发明的第四实施方式的变形元件内置分注装置100。其中,将所述第三实施方式的8个变形元件内置分注管夹115排列成12行(列)的96根变形元件内置分注管113处于载置在架220上的状态,还未装配于所述变形元件内置分注装置100。向外方向突出设置的作为第二卡合部的架装填用突部115a通过与形成于所述架220的凹部221卡合而分别装填在该变形元件内置分注管夹115的所述变形元件内置分注管113的排列方向(图上Y轴方向)两端。需要说明的是,设置在比该第二卡合部的第二高度位置高的第一高度位置上的作为第一卡合部的悬架用突部115b处于能够与所述框体271的支承用缘部273卡合的状态。
如图13所示,所述变形元件内置分注装置100具有:变形元件内置分注管架220,收容将该96联的所述变形元件内置分注管113排列成12行×8列的矩阵状(将96个要素沿列方向并行地排列12行并沿行方向并行地排列8列这样在两方向上并行排列的结构)的12个所述变形元件内置分注管夹115;分注头71,能够一齐支承收容于该变形元件内置分注管架220的12行所述变形元件内置分注管夹115,通过使所述各变形元件内置分注管113的所述变形元件12的变形壁变形而进行液体相对于所述变形元件内置分注管113的吸引喷出;所述96微型板30,作为将能够收容各种液体、试剂、样本等的多个(在该例子中为96个)所述凹坑32排列成矩阵状的所述容器组;及X轴移动机构47及Z轴移动机构48,作为使所述分注头700相对于作为所述容器组的所述96微型板30能够沿X轴方向及Z轴方向分别移动的头移动部。
X轴移动机构47中,沿着X轴方向延伸的X轴驱动用带状板475、在该X轴驱动用带状板475上沿着X轴方向在表侧的上下平行地铺设的上下2条轨道474、沿着各轨道474能够滑动地设置且与同步带473卡合并通过该同步带473而能够沿X轴方向移动的4个滑动部476、驱动所述同步带473旋转的电动机471设置在所述X轴驱动用带状板475的里侧。
4个所述滑动部476安装于X轴移动体477,通过该滑动部476的移动而该X轴移动体477能够沿X轴移动。在该X轴移动体477上设有用于使分注头71沿Z轴移动的所述Z轴移动机构48、用于防止从所述变形元件内置分注管113的滴下的滴下防止机构80、及用于向该变形元件内置分注管113内施加磁力的所述磁力部500。
所述Z轴移动机构48具有安装在所述X轴移动体477的上板49上的Z轴驱动用电动机481、由该Z轴驱动用电动机481驱动而旋转的转子482、及通过该转子482经由同步带484驱动而旋转的转子483。该转子483与向下方向延伸的滚珠丝杠485连结,通过该转子483的旋转而使该滚珠丝杠485旋转。在该滚珠丝杠485上螺合有构成所述分注头71的上侧基板74,通过所述Z轴驱动用电动机481的旋转驱动,能够沿着该引导用柱486在上下方向上移动。同样与该上侧基板74连动而基板75及管悬架部也被沿上下方向驱动。
在所述上侧基板74安装有销驱动用电动机,具有由该销驱动用电动机驱动而旋转的转子72及经由同步带73驱动而旋转的转子76,在该转子76上连结有滚珠丝杠66。在该滚珠丝杠66上螺合销驱动用上板64,该销驱动用上板64经由4根连结柱65贯穿地连结将96根销200排列成矩阵状的销排列板201和分注头71的所述基板75。当通过所述销驱动用电动机的旋转而所述销驱动用上板64上下移动时,经由4根连结柱65而排列有96根销200的销排列板201上下移动。于是,销200向所述分注头71的所述基板75上安装的悬架部的框体270上设置的销用孔274插入而能够使与该销用孔274对应设置的各变形元件内置分注管113的变形元件变形。
图14是将分注头71的主要部分放大表示的图。悬架部安装于所述分注头71的所述基板75。悬架部具有:框体270,能够利用相当于所述上面部的上壁272和相当于所述两侧面部的两侧壁271这三个壁将多根(在该例子中为12根)连结有多个(在该例子中为8根)变形元件内置分注管113的变形元件内置分注管夹115包围;支承用缘部273,以在该框体270的所述两侧壁271的下侧向内侧方向突出的方式能够载置所述变形元件内置分注管夹115的向沿着行方向(长度方向、Y轴方向)的外方向突出设置的两端的作为所述第一卡合部的悬架用突部115b地设置;及销用孔274,在与所述各变形元件内置分注管113对应的位置以能够供所述销200插入的方式穿设于所述上壁272,所述两侧壁间的距离、两侧壁的高度及进深以能够将多个所述变形元件内置分注管夹悬架成呈矩阵状排列的状态的方式确定。
另外,以与所述变形元件内置分注管夹115的厚度对应的间隔(在该例子中为该变形元件收纳部的外径程度),具有与设于各分注管夹115的2张平行的纵板上刻入的1组悬架用突部115b间的间隔对应的长度的该分注管夹115的固定用的突部275或凹部排列于所述各支承用缘部273。由此,能够将所述分注管夹115支承于所述悬架部具有的框体270并防止变形操作时的变动。
图14还示出滴下防止机构80。该滴下防止机构80设置在X轴移动体477上,如分注头71那样在Z轴方向上不移动。该滴下防止机构80具有滴下防止托盘81,该滴下防止托盘81沿着Y轴方向能够进退地设置且能够进入至所述悬架部具有的框体270的下方而接受来自悬架的各变形元件内置分注管113的滴下,该托盘81与同步带82连结且随着同步带的移动而移动,该同步带82架设在由驱动用电动机84驱动而旋转的转子85(参照图15)与转子83之间。
图15是从背面表示第四实施方式的变形元件内置分注装置100的图。
在此,示出磁力部500。该磁力部500与所述分注头71的基部75连结,设有:梳齿状构件驱动电动机520,将表背分别排列有8个磁铁511的6个梳齿状构件51沿着Y轴方向在相邻的所述变形元件内置分注管夹115之间每隔1个能够进退地驱动;由该梳齿状构件驱动电动机520驱动而旋转的转子530;架设于该转子的同步带。
接着,基于图12、图13、图16及图17,说明本发明的实施方式的变形元件内置分注装置100的动作。
如图13所示,首先,在所述变形元件内置分注装置100中,在架220上将所述12个变形元件内置分注管夹115排列成矩阵状。该变形元件内置分注管夹115通过在其排列方向的两端设置的作为卡合部的架装填用突部115a与设于架220的全部24个凹部221(参照图16)卡合而被装填。
在步骤S1中,使用所述X轴移动机构47使所述分注头71沿X轴方向移动。此时,以在设于分注头71的所述悬架部具有的所述框体270的两侧壁271的下侧向内侧方向突出设置的支承用缘部273位于在所述架220收容的变形元件内置分注管夹115的两端设置的作为第一卡合部的悬架用突部115b的下侧的方式,通过所述Z轴移动机构48来控制该分注头71的高度。需要说明的是,该两侧壁271的大小形成为通过所述框体270能够将所述变形元件内置分注管夹115的一连串的变形元件收纳部143包覆。
在步骤S2中,在设于所述分注头71的所述框体270的两侧壁271及上壁272位于利用三个面来包围所述变形元件内置分注管夹115的一连串的所述变形元件收纳部的位置,且所述悬架用突部115b位于来到设于所述支承用缘部273的相邻的突部275之间的上方的位置,然后使所述X轴移动机构47停止。
在步骤S3中,当控制Z轴移动机构48而使分注头71向上方移动时,成为所述悬架用突部115b支承于所述框体270的所述支承用缘部273而该变形元件内置分注管夹因自重而支承于该悬架部的状态。接着,通过所述Z轴移动机构48,使所述框体270上升,由此使12个所述变形元件内置分注管夹115的细管部的前端的口部133一齐位于所述架220上方。
在步骤S4中,通过驱动所述X轴移动机构47而使所述X轴移动体477及所述分注头71位于所述微型板30上。在使X轴移动体477停止之后,控制所述Z轴移动机构48,使所述分注头71相对于所述X轴移动体477下降,将所述变形元件内置分注管113的细管部插入到所述微型板30的各凹坑32内。
在步骤S5中,例如,预先在所述微型板30的各凹坑32内收容从样本提取的捕获了作为目标物质的DNA的磁性粒子悬浊的溶液。为了分离该目标物质而驱动所述磁力部500,使所述梳齿状构件51沿Y轴方向进入,由此使设于所述梳齿状构件51的各磁铁511接近所述变形元件内置分注管113的细管部,向内部施加磁场。在该状态下,通过驱动所述销驱动用电动机而使所述销200如图12所示上下移动,对收容在所述凹坑内的磁性粒子悬浊液反复进行吸引喷出,由此能够使磁性粒子吸附于各变形元件内置分注管113的细管部的内壁。
在步骤S6中,为了在该变形元件内置分注管113内吸附有所述磁性粒子的状态下使其移动,如图17所示,控制所述Z轴移动机构48,在使所述分注头71从所述微型板30上升之后,驱动所述滴下防止机构80,由此使所述滴下防止托盘81进入所述变形元件内置分注管夹115的下方,而且使用X轴移动机构47使其移动至必要的微型板的位置。
图18示出密封有本发明的第五实施方式的载体的载体密封变形元件内置分注管114、114'、116、116'。上述的载体密封变形元件内置分注管114、114'、116、116'的密封有载体的区域与主体分体地形成,且安装于主体。
图18(a)所示的载体密封变形元件内置分注管114具有:在上端具有开口部144b且在下端具有流体的流出流入用的口部134的由非变形壁形成的分注管状容器154;及以密闭所述开口部144b的方式嵌合而安装于该开口部144b的密闭塞194,在该密闭塞194设有变形元件124,该变形元件124具有通过从外部沿着分注管状容器154的轴线朝向下方向的按压而能够在所述分注管状容器154内向下方向伸长且被向上方向施力而收缩的变形壁。
该分注管状容器154具有:变形元件收纳部144,具有所述开口部144b且能够以包含所述变形元件124的可变形范围的方式收纳所述变形元件124;细管部184,具有比该变形元件收纳部144细的直径且具有能够向各种外部容器插入的所述口部134;积存部164,与所述变形元件收纳部144及所述细管部184连通,具有比所述细管部184粗而比所述变形元件收纳部144细的直径,且能够积存从所述口部134吸引的液体;及漏斗状的转移部174,设置在所述细管部184与所述积存部164之间。
所述细管部184具有透光性,长条状载体90在该长条状载体90的上侧节流部和下侧节流部处,对细管部184进行敛缝而以虽然液体能够流出流入但是载体90不能流出的方式缩减得较细的方式进行加工,以避免所述载体90向该区域外流出的方式进行密封。该上侧节流部及下侧节流部相当于密封部。
细管部184的上端部与处于所述转移部174的下端的嵌合部174a嵌合并通过粘接、热焊接、超声波焊接等而安装。所述细管部184在内部密封了所述载体90之后安装于所述嵌合部174a。所述细管部184相当于内部检测区域,在由荧光色素标记化的所述载体90的测定时,由不发出荧光的树脂且具有一定程度的强度的聚丙烯形成的情况比较适当。
所述密闭塞194中,作为所述变形元件124,具有由橡胶等弹性构件形成的变形壁,具有由底壁124a和侧壁124b包围的凹陷124c,且具有向该分注管状容器154的内部突出的筒状壁。需要说明的是,标号144a在所述变形元件收纳部144的底口部朝向积存部164前端变细地形成。而且,密闭塞194通过嵌合而安装,而且,由从上侧按压密闭塞194的按压板175按压而使安装更牢固。该按压板175设有:在变形元件124的上方设置的操作用孔175a;及从该操作用孔175a的周缘部向下方向由所述变形元件124包围地延伸形成,并防止所述变形元件124的磨损等的防护壁175b。而且,除了嵌合之外,还可以使用粘接剂、热焊接等来安装密闭塞194。
图18(b)所示的载体密封变形元件内置分注管114'中,取代长条状载体90而将粒子状载体91密封在图18(a)说明的载体密封变形元件内置分注管114的所述细管部184内。需要说明的是,关于与图18(a)的载体密封变形元件内置管114相同的结构,使用同一标号,省略说明。
图18(c)所示的载体密封变形元件内置分注管116在图18(a)中,取代变形元件124而使用变形元件125。该变形元件125具有由挠性构件形成的变形壁,具有由底壁125a和局部形成有褶皱的侧壁125b包围的凹陷125c,且具有向该分注管状容器154的内部突出的大致圆筒状的筒状壁。该褶皱是以在所述变形元件125的侧壁125b的局部将侧壁125b上下分隔的方式且以上下方向为变形方向而可变形地设置的变形壁。该褶皱呈螺纹状,作为螺纹的波形而形成山(在该例中,为10个)及谷(在该例中为9个)。该密闭塞195通过嵌合,或者除此之外也有通过粘接、热焊接、或超声波焊接等而安装的情况。在粘接等的情况下,所述密闭塞195无法从分注管状容器154拆下。
图18(d)所示的载体密封变形元件内置分注管116'中,取代长条状载体90而将粒子状载体91密封在通过图18(c)说明的载体密封变形元件内置分注管116的所述细管部184内。
图19示出密封有本发明的第五实施方式的另一例的载体的载体密封变形元件内置分注管117、117'、118、118'、119、119'。这些载体密封变形元件内置分注管117、117'、118、118'、119、119'的密封有载体的区域与主体一体形成。
图19(a)所示的载体密封变形元件内置分注管117具有:上端具有开口部145b且下端具有流体的流出流入用的口部135的由非变形壁形成的分注管状容器155;以密闭所述开口部145b的方式嵌合而安装于该开口部145b的密闭塞196,在该密闭塞196设有变形元件126,该变形元件126具有通过从外部沿着分注管状容器155的轴线朝向下方向的按压而能够在所述分注管状容器155内向下方向伸长,且被向上方向施力而收缩的变形壁。
该分注管状容器155具有:变形元件收纳部145,具有所述开口部145b且能够以包含所述变形元件126的可变形范围的方式收容所述变形元件126;细管部185,与该变形元件收纳部145连通,具有比该变形元件收纳部145细的直径,且具有能够向各种外部容器插入的口部135;及转移部145a,设置在所述细管部185与所述变形元件收纳部145之间。
所述细管部185具有透光性,长条状载体90在所述长条状载体90的上侧节流部和下侧节流部处,将细管部184敛缝而以虽然液体能够流出流入但载体90不能流出的方式缩减得较细的方式进行加工,以避免所述载体90向该区域外流出的方式进行密封。该上侧节流部及下侧节流部相当于密封部。细管部185相当于所述内部检测区域。
密闭塞196中,作为所述变形元件126,具有由橡胶等弹性构件形成的变形壁,具有由底壁126a和侧壁126b包围的凹陷126c,且具有向该分注管状容器155的内部突出的筒状壁。需要说明的是,标号145a在所述变形元件收纳部145的底口部朝向细管部185前端变细地形成。而且,将密闭塞196通过嵌合,或者除此之外也有使用粘接、热焊接或超声波焊接等安装的情况。在粘接等的情况下,除了粘接之外,也包括通过热焊接或超声波焊接等安装的情况。在这些情况下,所述密闭塞196无法从分注管状容器155拆下。而且,在安装有所述密闭塞196的情况下,安装从上侧按压密闭塞196的按压板177而能够使安装牢固。该按压板177设有:在变形元件126的上方设置的操作用孔177a;及从该操作用孔177a的周缘部向下方向由所述变形元件126包围地延伸形成的防护壁177b。
图19(b)所示的载体密封变形元件内置分注管117'中,取代长条状载体90而将粒子状载体91密封在图19(a)说明的载体密封变形元件内置分注管117的所述细管部185内。
图19(c)所示的载体密封变形元件内置分注管118具有:在上端具有开口部146b且在下端具有流体的流出流入用的口部136的由非变形壁形成的分注管状容器155;及以密闭所述开口部146b的方式嵌合于该开口部146b而通过粘接剂等粘接并安装的密闭塞196,在该密闭塞196设有变形元件126,该变形元件126具有通过从外部沿着分注管状容器156的轴线朝向下方向的按压而能够在所述分注管状容器156内向下方向伸长,且被向上方向施力而收缩的变形壁。
该分注管状容器156具有:变形元件收纳部146,具有所述开口部146b且能够以包含所述变形元件126的可变形范围的方式收容所述变形元件126;细管部186,具有比该变形元件收纳部146细的直径且具有能够向各种外部容器插入的所述口部136;积存部165,与所述变形元件收纳部146及所述细管部186连通,具有比所述细管部186粗而比所述变形元件收纳部146细的直径,且能够积存从所述口部136吸引的液体;及漏斗状的转移部176,设置在所述细管部186与所述积存部165之间。
所述积存部165具有透光性,作为色谱法的粒子状填充剂,密封有通过吸附等能够捕获所述规定的物质且具有比所述细管部186的内径大的直径的多个球状载体92。所述转移部176为了避免由所述球状载体92堵塞,而与轴向垂直的截面为椭圆形状。在此,“填充剂”是基于液色谱法的原理,为了实现作为所谓移动相的规定流体含有的目标生物体物质的吸附而选择的填充到规定的容器内的不溶性固定相。
图19(d)所示的载体变形元件内置分注管119在图19(a)中,取代变形元件126而使用变形元件127。该变形元件127具有由挠性构件形成的变形壁,具有由底壁127a和局部形成有褶皱的侧壁127b包围的凹陷127c,并具有向该分注管状容器155的内部突出的大致圆筒状的筒状壁。该褶皱是在所述变形元件127的侧壁127b的局部以将侧壁127b上下分隔的方式且以上下方向为变形方向而可变形地设置的变形壁。该褶皱呈螺纹状,作为螺纹的波形而形成山(在该例中为10个)及谷(在该例中为9个)。
图19(e)所示的载体密封变形元件内置分注管119'中,取代长条状载体90而将粒子状载体91密封在用图19(d)说明的载体密封变形元件内置分注管119的细管部185内。
图19(f)所示的载体密封扁形要素内置分注管118'中,取代图19(c)中说明的载体密封变形元件内置分注管118的所述变形元件126而使用变形元件127。
需要说明的是,在图18及图19中,标号114a、117a、118a是用于将该管悬架于分注管头等的悬架用突部。
另外,虽然未图示,当然可以将所述载体密封变形元件内置分注管集成化于所述变形元件内置分注管夹。
为了测定所述载体密封变形元件内置分注管内的光学状态,例如,在所述分注头设置载体密封变形元件内置分注管,使用设于该分注头的光检测部,在各载体密封变形元件内置分注管的外部,使用以包围该非变形部的周围的方式接近的1或2个以上的受光端子来测定所述管内的光学状态。此时,所述受光端子优选相对于所述管能够相对移动。
作为这样的例子的装置例如图20、图21所示。
图20适合于使用载体密封变形元件内置分注管114、114'、116、116'、117、117'、118、118'、119、119'的情况,示出取代所述变形元件内置分注装置10、100所使用的所述磁力部50、500而使用第五实施方式的光检测部88及磁力部501、502的例子。
图20(a)是将磁力部501及光检测部88取出表示的立体图。磁力部501具有:大致棱柱状的梳齿状构件521,在关于所述凹坑32的列间隔,例如,具有设定为所述自然数的“2”倍的列间隔的所述载体密封变形元件内置分注管的相邻的列间,能够沿着列方向移动地设置,沿着所述列方向延伸且设置成能够向所述载体密封变形元件内置分注管的相邻的列间插入的宽度,个数为所述载体密封变形元件内置管的(列数-1)个即3个;2个大致棱柱状的梳齿端521a、521b,设置在该梳齿状构件521的外侧,形成得比所述梳齿状构件521稍宽幅;及支承构件(未图示),由所述梳齿状构件521及所述梳齿端521a、521b的一端连结且沿行方向延伸,在所述各梳齿状构件521及所述梳齿端521b具有:磁铁522,沿着其长度方向即列方向以设定成所述凹坑32的行间隔的间隔分别排列有所述行数个(12个);及导轨523,沿着该各梳齿状构件521、521a、521b的长度方向即列方向设置。所述磁铁522设置在所述梳齿状构件521及梳齿端521b的相同侧面侧,在距该侧面远的位置设置所述导轨523。所述导轨523对能够移动地设置在所述梳齿状构件521、521a、521b的上表面上的所述梳齿状光检测部88的移动进行引导。需要说明的是,在此,作为例子,将载体密封变形元件内置分注管的相邻的列间隔或行间隔设定为凹坑32的列或行间隔的“2”倍,但当然也可以设定为同一间隔。这种情况下,梳齿状构件的个数当然也根据该间隔的个数、磁铁或后述的光检测用孔的排列的方式进行变化。
图20(b)是表示第五实施方式的另一例的磁力部502及所述光检测部88的例子的立体图。
图21详细示出所述光检测部88,该光检测部88在设于所述分注头70、71的磁力部501、502上以相对于该磁力部501、502能够相对移动的方式设置,并检测所述各载体密封变形元件内置分注管内部的状态。
所述光检测部88具有:大致棱柱状的梳齿状构件95,例如在具有设定为所述凹坑32的列间隔的自然数倍即“2”倍的列间隔的相邻的载体密封变形元件内置管之间,沿着列方向相对于所述磁力部501、502或所述载体密封变形元件内置管能够移动地设置,设置成能够插入沿着所述列方向延伸且相邻的所述载体密封变形元件内置分注管列间的宽度,个数为所述载体密封变形元件内置分注管的(列数-1)个即3个;2个大致棱柱状的梳齿端95a、95b,设置在该梳齿状构件95的外侧,形成为比所述梳齿状构件95稍宽幅;及支承构件96,在所述梳齿状构件95及所述梳齿端95a、95b的一端连结且沿行方向延伸,在所述各梳齿状构件95及所述梳齿端95a、95b分别沿着行方向穿设有1个光检测用孔98。
在1个设于所述梳齿状构件95或所述梳齿端95a、95b的所述光检测用孔98设置来自发光部103的光纤99的前端,在此,在隔着所述载体密封变形元件内置分注管列应排列的细长空隙而相邻的梳齿状构件95、梳齿端95a、95b的所述光检测用孔98内,与光传感器102连接的光纤101的前端以面向由所述梳齿状构件95或梳齿端95a、95b的相邻的2个夹持的所述空隙的方式设置。
需要说明的是,标号97是表示沿着与所述导轨523卡合而能够滑动的所述列方向设于所述各梳齿状构件95、梳齿端95a、95b的细槽。而且,所述光检测部88的所述梳齿状构件95、梳齿端95a、95b、支承构件96的大小及形状分别形成为与所述磁力部501、502相当的大小及形状。
以上说明的各实施方式是为了更好地理解本发明而具体说明的实施方式,没有限制其它方式。因此,在不变更发明的主旨的范围内能够变更。例如,在所述实施方式中,作为容量,使用了小容量(几十~200μ升)、中容量(200μ升~1毫升)、大容量(1~5毫升)这各容量的范围,但这些是例示,没有限定为该各范围。而且,关于可动构件的驱动,使用直线步进电动机进行了直接驱动,但也可以使用一端被轴支承、另一端由直线电动机沿上下方向驱动且在中间具有支点的连杆棒进行驱动,或者使用步进电动机及凸轮机构进行驱动等。
另外,在实施方式中,说明了在所述管支承部使用分注管排列保持部的例子。然而,若考虑对相当于该分注管排列保持部的所述托盘22将各变形元件内置分注管11一体装配于所述托盘22,则示出所述变形元件内置分注管夹的例子。
所述变形元件内置分注管的形状也不局限于前述的形状,也可以是在转移部具有台阶的形状、或在转移部以外具有台阶的形状。
另外,所述分注管排列保持部没有限定为前述的12行×8列的矩阵状的排列,也存在例如4、6、8、12个等的一列状、或24、48、384个等的矩阵状、其他的形状的排列。
所述变形元件内置分注管夹仅说明了8个的一列状,但没有限定于此,例如有4、6、12个等的一列状、或将变形元件内置分注管夹彼此连结而具有例如12行×8列等的矩阵状的排列的情况。
虽然说明了X轴及Z轴的移动的例子,但当然也可以追加Y轴的移动。
而且,也可以在所述变形元件内置分注管的细管部的口部嵌合不锈钢制等的直径更细的短管,来提高其分配精度。
在以上的说明中,作为载体,仅说明了长条状载体、粒状载体、球状载体,但并不局限于这些载体或其个数,也可以使用例如块状载体、1个球状载体、其他的个数的粒子状载体。
关于密封部,仅说明了敛缝的情况,但没有限定于此,也可以使用例如向内侧方向突出的突部、分体形成的密封部。
以上的说明中使用的“上”、“下”、“底”、“内”、“外”、“行”、“列”、“X”、“Y”、“Z”等那样的前述的空间上的表现仅用于理解附图,没有限制为所述结构的特定的空间上的方向、配置。
另外,以上的各构成要素、部件、装置等,例如分注管状容器、变形元件、细管部、积存部、容器、分注头、密闭塞、按压板、变形元件内置分注管、变形元件内置分注管夹、可动构件、磁力单元、移动机构、粒子状载体或长条状载体等(并不局限于这些载体)载体、密封部等可以适当变形并任意组合。
【产业上的可利用性】
本发明的变形元件内置分注管、变形元件内置分注装置及变形元件内置分注处理方法关系着要求各种溶液的处理的领域例如工业领域、食品、农产、水产加工等农业领域、制药领域、对卫生、保险、免疫、疾病、遗传等进行处理的医疗领域、化学或生物学等领域等各种领域。本发明尤其是在使用了多个试剂或物质的一连串的处理按照规定的顺序连续执行处理的情况下有效。
【标号说明】
10、100 变形元件内置分注装置
11、11'、110、111、112、113 变形元件内置分注管
115 变形元件内置分注管夹
114、116,117、118、119 载体密封变形元件内置分注管
12、120、121、122、123、124、125、126、127 变形元件
15、150、151、152、153、154、155 分注管状容器
20、200 销(可动构件)
30 微型板
50、500、501、502 磁力部
70、71 分注头
88 光检测部
90、91、92 载体
Claims (32)
1.一种变形元件内置分注管,其中,
所述变形元件内置分注管具有:分注管状容器,在上端具有开口部且在下端具有流体的流出流入用的口部,由非变形壁形成;及密闭塞,以密闭所述开口部的方式安装于该开口部,
在该密闭塞设有变形元件,该变形元件具有通过来自外部的按压而能够在所述分注管状容器内向下方向伸长且被向上方向施力而收缩或能够收缩地形成的变形壁,该变形元件以位于所述分注管状容器内部的方式形成,
所述密闭塞中,作为所述变形元件,具有由向该分注管状容器的内部突出的筒状壁包围的凹陷,该筒状壁具有为了该变形元件的伸长而使力从外部作用的底壁及具有所述变形壁的侧壁。
2.根据权利要求1所述的变形元件内置分注管,其中,
所述分注管状容器具有:变形元件收纳部,具有所述开口部且能够以包含所述变形元件的可变形范围的方式收纳所述变形元件;及细管部,形成得比该变形元件收纳部细且具有所述口部。
3.根据权利要求1或2所述的变形元件内置分注管,其中,
所述变形元件内置分注管具有按压板,所述按压板在所述密闭塞的上侧安装于所述分注管状容器并从上侧按压所述密闭塞,在该按压板设有操作用孔及防护壁,所述防护壁从该操作用孔的周缘部向下方向由所述变形元件包围而延伸地形成。
4.根据权利要求1或2所述的变形元件内置分注管,其中,
所述侧壁具有挠性构件且形成有褶皱。
5.根据权利要求1或2所述的变形元件内置分注管,其中,
所述侧壁具有弹性构件。
6.根据权利要求1或2所述的变形元件内置分注管,其中,
所述密闭塞具有弹性构件,并使用O形环而装配于所述分注管状容器的所述开口部。
7.根据权利要求1或2所述的变形元件内置分注管,其中,
与规定物质结合或能够结合的载体以与通过所述口部流出流入的流体能够接触的方式被密封在所述分注管状容器内。
8.一种变形元件内置分注管夹,其中,
所述变形元件内置分注管夹具有:多个分注管状容器,在上侧排列多个开口部,在下侧排列流体的流出流入用的多个口部,以一体连结的方式由非变形壁形成;及多个密闭塞,以密闭所述开口部的方式安装于该开口部,
在该密闭塞中,变形元件以位于所述各分注管状容器的内部的方式形成,所述变形元件具有通过来自外部的按压而能够在所述分注管状容器内向下方向伸长且被向上方向施力而收缩或能够收缩地形成的变形壁,
所述密闭塞中,作为所述变形元件,具有由向该分注管状容器的内部突出的筒状壁包围的凹陷,该筒状壁具有为了该变形元件的伸长而使力从外部作用的底壁及至少具有所述变形壁的侧壁。
9.根据权利要求8所述的变形元件内置分注管夹,其中,
所述各分注管状容器具有:变形元件收纳部,具有所述开口部且能够以包含所述变形元件的可变形范围的方式收纳所述变形元件;及细管部,形成得比该变形元件收纳部细且具有所述口部。
10.根据权利要求8或9所述的变形元件内置分注管夹,其中,
所述变形元件内置分注管夹具有按压板,所述按压板在多个所述密闭塞的上侧安装于所述多个分注管状容器并从上侧按压所述各密闭塞,在该按压板上对应于所述各密闭塞而设有操作用孔及防护壁,所述防护壁从该操作用孔的周缘部向下方向由所述变形元件包围而延伸地形成。
11.根据权利要求8或9所述的变形元件内置分注管夹,其中,
在所述变形元件内置分注管夹中,在沿着其排列方向的两端分别设有相对于外方向而突出设置或凹陷设置的两个第一卡合部及第二卡合部,所述第一卡合部设为第一高度,所述第二卡合部设为比所述第一高度低的第二高度。
12.根据权利要求8或9所述的变形元件内置分注管夹,其中,
在与通过所述口部流出流入的流体能够接触的状态下,与规定物质结合或能够结合的载体被密封在所述分注管状容器内且从外部能够测定内部的区域。
13.一种变形元件内置分注装置,具有:
一个或两个以上的变形元件内置分注管,具有分注管状容器及密闭塞,所述分注管状容器在上端具有开口部且在下端具有流体的流出流入用的口部并由非变形壁形成,所述密闭塞以密闭所述开口部的方式安装于该开口部,在该密闭塞中,变形元件以位于所述分注管状容器的内部的方式设置,所述变形元件具有通过来自外部的按压而能够在所述分注管状容器内向下方向伸长且被向上方向施力而收缩或能够收缩地形成的变形壁;及
分注头,通过使所述变形元件内置分注管的该变形元件变形而进行液体相对于该变形元件内置分注管的吸引喷出,
所述分注头具有:管支承部,能够支承所述一个或两个以上的变形元件内置分注管;及可动构件,与在所述变形元件内置分注管的所述密闭塞设置的所述变形元件能够接触或连接地设置,与该变形元件接触或连接而能够沿着该变形元件的规定变形方向一齐进行进退动作,
所述密闭塞中,作为所述变形元件,具有由向该分注管状容器的内部突出的筒状壁包围的凹陷,该筒状壁具有为了该变形元件的伸长而使力从外部作用的底壁及具有所述变形壁的侧壁,所述可动构件与所述底壁能够接触或连接地设置。
14.根据权利要求13所述的变形元件内置分注装置,其中,
所述变形元件内置分注装置还具有:容器组,具有能够收容各种溶液的多个容器;及头移动部,使该分注头相对于容器组相对移动,
并且所述口部相对于所述容器能够一齐插入。
15.根据权利要求13或14所述的变形元件内置分注装置,其中,
在所述变形元件内置分注管中具有按压板,所述按压板在所述密闭塞的上侧安装于所述分注管状容器并从上侧按压所述各密闭塞,在该按压板中,对应于所述各密闭塞而设置操作用孔及防护壁,所述防护壁从所述操作用孔的周缘部向下方向由所述变形元件包围而延伸地形成,所述可动构件设置成通过所述操作用孔能够与所述变形元件接触或连接。
16.根据权利要求13或14所述的变形元件内置分注装置,其中,
在所述分注头或容器组具有磁力部,所述磁力部能够向所述分注管状容器或容器的内部施加或除去磁场。
17.根据权利要求13或14所述的变形元件内置分注装置,其中,
所述变形元件内置分注装置具有控制部,所述控制部基于所述变形元件内置分注管的个数或结构、应吸引喷出的液体、所述液体中包含的物质、所述液体的量、所述液体的收容位置、所述液体的温度或所述液体的浓度、处理内容、或指示来控制所述变形元件的变形、及/或所述分注头与所述容器组之间的移动。
18.根据权利要求13或14所述的变形元件内置分注装置,其中,
所述变形元件内置分注装置具有控制部,所述控制部基于相对于所述变形元件的位置变化及根据该位置变化的该变形元件的规定变化,来控制该变形元件的变形。
19.根据权利要求13或14所述的变形元件内置分注装置,其中,
对于所述变形壁的变形设定规定基准位置,以该基准位置为基准,进行所述变形壁的变形的控制。
20.根据权利要求13或14所述的变形元件内置分注装置,其中,
所述分注头或容器组具有分注管排列保持部或变形元件内置分注管夹,所述分注管排列保持部将两个以上的所述变形元件内置分注管呈一列状或平面状地以规定间隔排列且能够保持为拆装自如,所述变形元件内置分注管夹将两个以上的所述变形元件内置分注管呈一列状或平面状地以规定间隔排列而连结。
21.根据权利要求20所述的变形元件内置分注装置,其中,
在所述变形元件内置分注管夹中,在沿其排列方向的两端设有分注头悬架用卡合部,在所述分注头中,具有框体及支承部,所述框体在上面部和两侧面部能够以包含所述变形元件收纳部的一部分的方式从上侧包围一个或多个所述变形元件内置分注管夹,所述支承部在该框体的所述两侧面部的下侧与所述悬架用卡合部卡合而能够将所述变形元件内置分注管夹支承为可拆装,在该变形元件内置分注管夹被支承的情况下,通过所述上面部而所述可动构件能够与所述各变形元件内置分注管的所述变形元件接触或连接地设置。
22.根据权利要求13或14所述的变形元件内置分注装置,其中,
所述分注管排列保持部具有设置了呈列状或平面状地以规定间隔穿设的两个以上的贯通孔的板,所述各变形元件内置分注管插入而保持于所述各贯通孔,并且所述变形元件内置分注管的所述口部贯通所述贯通孔而处于所述板的下方,所述密闭塞被保持成位于所述板的上方。
23.根据权利要求13或14所述的变形元件内置分注装置,其中,
所述变形元件内置分注管具有内部检测区域,在所述分注头设有通过所述内部检测区域来检测内部的状态的光检测部。
24.根据权利要求16所述的变形元件内置分注装置,其中,
设于所述分注头的磁力部具有两个以上的磁铁,所述两个以上的磁铁相对于一个或两个以上的所述变形元件内置分注管的所述分注管状容器能够一齐接触分离地设置。
25.根据权利要求13或14所述的变形元件内置分注装置,其中,
在与流出流入的流体能够接触的状态下,与规定物质结合或能够结合的载体被密封在所述分注管状容器内且从外部能够测定内部的区域。
26.一种变形元件内置分注处理方法,包括:
保持工序,将一个或两个以上的变形元件内置分注管保持于分注头,所述变形元件内置分注管具有分注管状容器及密闭塞,所述分注管状容器在上端具有开口部且在下端具有流体的流出流入用的口部并由非变形壁形成,所述密闭塞以密闭所述开口部的方式安装于该开口部,在该密闭塞中,变形元件以位于所述分注管状容器的内部的方式设置,所述变形元件具有通过来自外部的按压而能够在所述分注管状容器内向下方向伸长且被向上方向施力而收缩或能够收缩地形成的变形壁;
移动工序,使该分注头移动;及
变形工序,将所述口部插入容器组内的容器内而使所述变形壁面一齐变形,
所述变形工序包括使可动构件与所述密闭塞的所述变形元件接触或连接的工序、及使所述可动构件下降及/或上升的工序,
所述密闭塞中,作为所述变形元件,具有由向该分注管状容器的内部突出的筒状壁包围的凹陷,该筒状壁具有为了该变形元件的伸长而使力从外部作用的底壁及至少具有所述变形壁的侧壁,所述可动构件与所述底壁接触或连接。
27.根据权利要求26所述的变形元件内置分注处理方法,其中,
所述保持工序通过将分注管排列保持部或变形元件内置分注管夹以所述变形元件内置分注管能够变形的方式装配于分注头来进行,所述分注管排列保持部将两个以上的所述变形元件内置分注管呈列状或平面状地以规定间隔排列且能够保持为可拆装,所述变形元件内置分注管夹将两个以上的所述变形元件内置分注管呈一列状或平面状地以规定间隔排列而连结。
28.根据权利要求26所述的变形元件内置分注处理方法,其中,
所述变形工序中,对于所述变形壁面的变形设定规定基准位置,以该基准位置为基准,进行所述变形壁面的变形。
29.根据权利要求26所述的变形元件内置分注处理方法,其中,
所述变形工序包括如下工序:在所述密闭塞的上侧安装于所述分注管状容器并从上侧按压所述各密闭塞的按压板上,对应于所述各密闭塞而设置操作用孔及从所述操作用孔的周缘部向下方向由所述变形元件包围而延伸地形成的防护壁,所述可动构件通过所述操作用孔而与所述变形元件接触或连接。
30.根据权利要求26~29中任一项所述的变形元件内置分注处理方法,其中,
所述变形元件内置分注处理方法包括如下工序:能够结合规定物质或与规定物质结合的磁性体悬浊于液体,通过对于所述分注管状容器或所述容器组的容器内施加磁场,使所述磁性体吸附于所述分注管状容器中的能够积存从所述口部吸引的液体的积存部或所述容器的内壁而进行分离。
31.根据权利要求27~29中任一项所述的变形元件内置分注处理方法,其中,
所述变形元件内置分注管夹的向分注头的装配通过如下步骤进行:对于在沿该变形元件内置分注管的排列方向的该分注管夹的两端设置的分注头悬架用卡合部,通过使所述分注头移动而使所述悬架用卡合部与设于所述分注头且由上面部和两侧面部构成的框体的所述两侧面部的下侧的支承部卡合,以从上侧包括变形元件内置分注管夹的变形元件收纳部的一部分的方式从上侧包围地进行支承,
所述变形工序中,通过该上面部使所述可动构件与所述各变形元件内置分注管的所述变形元件接触或连接。
32.根据权利要求26~29中任一项所述的变形元件内置分注处理方法,其中,
所述变形元件内置分注处理方法还包括如下的检测工序:在与流出流入的流体能够接触的状态下,将与规定物质结合或能够结合的载体密封在所述分注管状容器内且从外部能够测定内部的区域,并且检测该分注管状容器内的光学状态。
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