CN117686726A - 自动分注装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动分注装置。在自动分注装置中能稳定地进行恰当的接触分注。该自动分注装置具有：试样容器保持部(200)，其具有收纳试样容器(300、400)的多个凹部(204)；施力构件(205)，其从下方与在所述多个凹部分别收纳的所述试样容器抵接并且对该试样容器向上方施力；以及液体分注机构，其具有从顶端排出液体的排出管(171)，在将排出管的顶端从上方按压在试样容器内的预定的分注对象位置的状态下排出液体。

Description

自动分注装置

技术领域

本发明涉及自动分注装置。

背景技术

在使用液相色谱仪、气相色谱仪或质谱仪等分析仪器进行的试样的分析中，在分析之前有时需要进行试样中所含有的检测对象物的提取、纯化、浓缩、稀释、标记化或染色等预处理。以往，为了高效地进行这样的试样的预处理，使用向多个试样容器自动地分注液体试样或试剂等液体的自动分注装置。像这样的自动分注装置例如具备分注移液管和能够把持该分注移液管的机械臂，该机械臂把持分注移液管并使其移动，并且对该分注移液管进行操作，从而采集预定量的试剂等液体，其后，将该液体向预定的试样容器内排出(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-174369号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述那样的自动分注装置中，为了稳定地对微量的液体进行分注，有时会进行在使安装于所述分注移液管的移液吸头的顶端与试样容器的内底面等排出对象位置接触的状态下排出液体的、所谓的接触分注。为了恰当地进行这样的接触分注，需要利用所述机械臂使分注移液管向试样容器正上方移动，之后使分注移液管下降至移液吸头的顶端与所述排出对象位置接触，之后进行所述液体的排出。然而，从分注移液管的下降开始时的移液吸头的顶端位置到所述排出对象位置的距离会根据移液吸头相对于分注移液管的嵌合深度的偏差、机械臂的位置再现性的极限、试样容器或保持该试样容器的容器支架的尺寸的偏差等主要原因而发生变动。因此，即使控制机械臂而使分注移液管下降作为使移液吸头的顶端与所述排出对象位置接触所需要的距离而预先设定的距离，有时也会成为移液吸头与排出对象位置不接触的状态或过度接触的状态，无法进行恰当的接触分注。

本发明是鉴于上述的点而完成的，其目的在于在自动分注装置中能够稳定地进行恰当的接触分注。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题而完成的本发明的自动分注装置具有：

试样容器保持部，其具有收纳试样容器的多个凹部；

施力构件，其在所述多个凹部分别设置并且对收纳于该凹部的所述试样容器向上方施力；以及

液体分注机构，其具有从顶端排出液体的排出管，在将该排出管的顶端从上方按压在所述试样容器内的预定的分注对象位置的状态下排出所述液体。

另外，为了解决上述问题而完成的本发明的自动分注装置也可以是如下结构，其具有：

试样板保持部，其对形成有多个试样保持区域的试样板进行保持；

施力构件，其设于所述试样板保持部的与所述多个试样保持区域各自的正下方相对应的位置，并且对该试样板向上方施力；以及

液体分注机构，其具有从顶端排出液体的排出管，在相对于所述多个试样保持区域的各试样保持区域而从上方按压该排出管的顶端的状态下排出所述液体。

发明的效果

根据具有上述结构的本发明的自动分注装置，能够稳定地进行恰当的接触分注。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的试样预处理装置的概略结构的俯视图。

图2是在所述试样预处理装置中使用的吸附柱和收集管的纵剖视图。

图3是表示将所述吸附柱和收集管保持于在所述试样预处理装置设置的调温机的状态的纵剖视图。

图4是表示在本发明的其他实施方式的试样预处理装置中在板保持件上的平板状板进行接触分注的情况的纵剖视图。

附图标记说明

100、壳体；110、离心机；120、机械臂；130、控制部；161、分注器；171、移液吸头；181、试剂容器；200、调温机；201、基部；202、加热器；203、传热块；204、管收纳部；205、弹簧柱塞；206、保持件；207、销构件；300、吸附柱；302、过滤部；400、收集管。

具体实施方式

以下，参照附图对作为本发明的自动分注装置的一个实施方式的试样预处理装置进行说明。图1是表示本实施方式的试样预处理装置的概略结构的俯视图。该试样预处理装置具备：壳体100、配置于壳体100内的调温机200(相当于本发明的试样容器保持部)、离心机110、分注器161以及机械臂120和控制部130。此外，在本实施方式中，分注器161、机械臂120以及控制部130共同作为本发明的液体分注机构发挥功能。在壳体100内还以包围机械臂120的方式设有：柱支架配置部140，收纳多个吸附柱300的柱支架141配置于该柱支架配置部140；管支架配置部150，收纳多个收集管400的管支架151配置于该管支架配置部150；分注器收纳部160，其收纳一个或多个分注器161；吸头支架配置部170，收纳多个移液吸头171的吸头支架172配置于该吸头支架配置部170；试剂支架配置部180，收纳一个以上的试剂容器181的试剂支架182配置于该试剂支架配置部180；消耗品废弃部191，使用完的吸附柱300和移液吸头171废弃于该消耗品废弃部191；以及预处理后试样收纳部192，收纳有预处理后的试样的收集管400收纳于该预处理后试样收纳部192。

作为本实施方式的分注器161，例如使用微量移液管。微量移液管一般具备筒体、柱塞(或活塞)以及与筒体的下端连接的管状的喷嘴，在所述喷嘴的下端安装有一次性的移液吸头(相当于本发明的排出管)的状态下，通过使所述柱塞在所述筒体内上下移动，能够向所述移液吸头内抽吸液体或从该移液吸头排出液体。此外，作为所述微量移液管，例如能够使用电动式的微量移液管，其内置有用于驱动所述柱塞的马达并且具备用于指示由该马达的驱动实现的抽吸动作和排出动作的执行的操作按钮。不过，不限定于此，也可以使用所谓的手动式的微量移液管，其具有与所述柱塞的上端连结的推杆和对该推杆向上方施力的弹簧，通过按下设于该推杆的上端的推压按钮或解除该按钮的按下来进行所述柱塞的上下移动。

机械臂120具备能够把持吸附柱300、收集管400以及分注器161并且能够对设于分注器161的所述操作按钮或所述推压按钮进行操作的手部121。

上述的调温机200、离心机110以及机械臂120由控制部130控制。控制部130的实体是专用的计算机或个人计算机等通用的计算机，通过执行安装于该计算机的预定的程序来实现本实施方式的控制部130的功能。在图1中，控制部130配置于壳体100外，但也可以将控制部130配置于壳体内。此外，在控制部130连接有由键盘或操作按钮等构成的输入部和由液晶显示器等构成的显示部，但为了简化而省略了图示。

在柱支架141保持有许多个图2所示的吸附柱300，在管支架151保持有许多个该图所示的收集管400。

作为收集管400，能够使用所谓的微量管，该微量管具备：主体，其底部封闭并且上部开口，呈圆筒状或直径朝向下方而变小的大致圆锥状；以及盖，其借助铰链而与该主体的上端部的周缘连结并且能够封闭所述主体的上部开口(在图2～图3中为了简化而省略了盖的图示)。不过，本实施方式的收集管400不限定于那样的微量管，只要是能够收纳液体并且能够安装后述的吸附柱300的收集管，就可以是任何收集管。

另一方面，吸附柱300具有：筒部301，其具备圆形的上部开口和直径比该上部开口的直径小的下部开口；以及过滤部302，其保持于筒部301的内部，如图2的右侧所示，该吸附柱300能够插入于收集管400的上部。此外，过滤部302只要能用于固相提取就可以是任意过滤部，例如能够使用二氧化硅单块、二氧化硅膜、纤维素膜或由离子交换树脂等树脂性载体构成的过滤部等。

像上述那样吸附柱300安装于收集管400的状态下的吸附柱300和收集管400相当于本发明的试样容器。另外，在所述状态下，吸附柱300的筒部301的内部空间中的比过滤部302靠上的区域相当于本发明的上部空间，在该状态下，收集管400的内部空间中的比安装有吸附柱300的区域靠下侧的区域相当于本发明的下部空间。

调温机200具备基部201和载置于基部201上的传热块203。基部201在其上部具有用于收纳传热块203的凹部，在该凹部的内底面的下方设有用于加热传热块203的加热器202和用于测量传热块203的温度的温度传感器(图示省略)。此外，调温机200除了具备像上述那样的加热器202的加热功能以外，例如也可以具备由风扇或帕尔贴元件等实现的冷却功能。传热块203例如由铝等导热性较高的原材料构成，在其上表面设有用于收纳收集管400的凹部即管收纳部204(相当于本发明的凹部)。在各管收纳部204的下方设有圆筒形的空洞，在该空洞嵌入弹簧柱塞205(相当于本发明的施力构件)。此外，所述空洞除了设为上端在管收纳部204的内底面开口并且下端在传热块203的下表面开口的贯通孔以外，也可以设为仅上端开口的凹状的形状。

弹簧柱塞205包括中空圆柱状的保持件206、收纳于保持件206的压缩螺旋弹簧210以及局部相对于保持件206出没自如的销构件207。销构件207包括：突出部208，其从设于保持件206的上表面的贯通孔(图示省略)向保持件206外突出；以及凸缘状的防脱部209，其设于突出部208的基端并且能够在保持件206内上下滑动。防脱部209的下表面与压缩螺旋弹簧210的上端抵接，在该压缩螺旋弹簧210的施力的作用下，销构件207始终被向上方施力。此外，也可以代替上述那样的具备销构件207的弹簧柱塞205，使用包括局部相对于保持件206出没自如的球和对该球施力的弹簧的所谓的柱塞球。

以下，对由本实施方式的预处理装置进行的预处理的流程进行说明。在预处理的开始时刻，在柱支架141和管支架151分别保持有多个吸附柱300和多个收集管400。此时，在各吸附柱300预先添加预定量的液体试样，成为该试样中的目标成分吸附于过滤部302的状态。

首先，在控制部130的控制下，机械臂120把持被保持于管支架151的收集管400并且将其收纳于调温机200的管收纳部204，接着，把持被保持于柱支架141的吸附柱300并且将其安装于调温机200上的收集管400。此时，在各管收纳部204的内部，收集管400的底部成为与弹簧柱塞205的销构件207的顶端接触的状态。不过，由于吸附柱300和收集管400比较轻量，因此几乎不会发生因与收集管400的接触而导致的销构件207的按下。

接着，机械臂120把持被收纳于分注器收纳部160的分注器161并且使分注器161向吸头支架配置部170的上方移动，使分注器161朝向收纳于吸头支架172的移液吸头171中的任一者下降，由此将移液吸头171安装于分注器161的喷嘴的顶端。

接着，机械臂120使分注器161移动，将移液吸头171的顶端插入于试剂支架182上的任一个试剂容器181，并且对设于分注器161的操作按钮等进行操作，由此采集预定量的试剂。

其后，机械臂120使分注器161向在调温机200上的任一管收纳部204收纳的收集管400和吸附柱300的正上方移动。然后，使分注器161从该位置(以下称为初始位置)下降预先设定的距离，使移液吸头171的顶端与吸附柱300内的过滤部302的上表面中央(相当于本发明的分注对象位置)抵接(参照图3)。然后，在该状态下，机械臂120对设于分注器161的操作按钮等进行操作，从移液吸头171排出所述试剂。

不过，从所述初始位置的高度到过滤部302的上表面的距离(以下称为初始位置-过滤部间距)例如会根据移液吸头171相对于分注器161的喷嘴的嵌合深度的偏差、机械臂120的位置再现性的极限、收集管400、吸附柱300以及管收纳部204的尺寸的偏差等主要原因而发生变动。因此，为了吸收像这样的初始位置-过滤部间距的变动，弹簧柱塞205的销构件207的行程设为考虑了由上述主要原因引起的变动的情况下的初始位置-过滤部间距的最大值与最小值的差以上的大小，从所述初始位置起的下降距离设为比假定没有上述那样的距离变动的情况下的初始位置-过滤部间距大出预定的距离的值(所述预定的距离相当于本发明的位移量)。由此，无论像上述那样的初始位置-过滤部间距的变动如何，都始终能够在使移液吸头171的顶端与过滤部302上部抵接的状态下进行试剂的排出，即使在试剂的分注量为微量的情况下也能够进行稳定的分注。另外，当移液吸头171的顶端因分注器161的下降而被按压于过滤部302的上表面时，弹簧柱塞205的压缩螺旋弹簧210在该按压力的作用下压缩，收集管400和吸附柱300稍微下降。因此，能够防止移液吸头171被强力地按压于过滤部302的上表面，从而能够防止过滤部302的损伤。

此外，作为压缩螺旋弹簧210，例如，能够使用弹簧常数为0.10N/mm～1.02N/mm(优选为0.2N/mm～0.5N/mm)的弹簧。另外，控制部130例如以因移液吸头171的按压而引起的收集管400和吸附柱300的位移量成为0.5mm～5.0mm(优选为0.25mm～1mm)的方式控制机械臂120。不过，本实施方式的所述弹簧常数和所述位移量的恰当的值会根据过滤部302的种类(硬度、材质或干燥状态)和移液吸头171的种类(硬度、材质或顶端形状)等而不同。因此，优选的是，通过使用实际上使用的种类的过滤部302和移液吸头171而进行试行，从而确定移液吸头171的顶端可靠地与过滤部302抵接并且不损伤过滤部302的恰当的弹簧常数和位移量，使用该恰当的弹簧常数的压缩螺旋弹簧210，并且对由控制部130进行的机械臂120的控制量进行调整从而使所述位移量成为恰当的值。

对收纳于调温机200上的所有收集管400的吸附柱300分别按照上述步骤进行试剂的分注后，在调温机200上将收集管400和吸附柱300培养预定时间。其后，利用机械臂120将各收集管400和安装于该收集管400的各吸附柱300向离心机110移送并且进行离心分离，由此将试样中的目标成分回收于各收集管400内。其后，利用机械臂120将各吸附柱300从各收集管400取下并废弃于消耗品废弃部191，并且关闭收集管400的盖并向预处理后试样收纳部192移送。此外，在此为了简化说明，对各吸附柱300仅分注一个种类的试剂，但也可以对各吸附柱300进行多个种类的试剂的分注。

以上，举出具体例而对用于实施本发明的形态进行了说明，但本发明不限定于上述结构，允许恰当变更。

例如，本发明的施力构件不限定于使用上述的弹簧柱塞那样的压缩螺旋弹簧，也可以利用其他弹性体，例如利用由板簧或弹性体构成的块等对试样容器向上方施力，或利用磁铁的反作用力对试样容器向上方施力。

另外，本发明的试样分注装置除了设为上述实施方式那样的预处理装置以外，也可以设为不伴随着预处理的仅进行分注的装置。

另外，在上述实施方式中设为在调温机200设置本发明的施力构件的结构，但不限定于此，也可以是以下结构：在不具有调温功能的管支架设置本发明的施力构件，对该管支架而言在保持着试样容器的状态下进行上述那样的接触分注。在该情况下，该管支架相当于本发明的试样容器保持部。

另外，在上述实施方式中，使移液吸头171的顶端与设于吸附柱300的过滤部302接触并且进行试剂的分注，但不限定于此，例如，也可以使移液吸头的顶端与未安装吸附柱300的微量管的内底面接触而进行试剂的分注。或者，也可以使移液吸头171的顶端与设于微量滴定板的多个孔的各自的底面(相当于本发明的试样保持区域)或形成于平板状的板的多个试样保持区域分别接触而进行试剂的分注。在该情况下，在载置微量滴定板或平板状的板的调温机或不具有调温功能的保持件(板保持件)中，在所述多个孔的下表面或所述位置的下表面所抵接的位置分别设置上述那样的由弹簧柱塞等构成的施力构件。在该情况下，所述微量滴定板或所述平板状的板相当于本发明的试样板，载置所述微量滴定板或所述平板状的板的所述调温机或所述不具有调温功能的保持件相当于本发明的试样板保持部。在图4中示出了这样的情况下的结构例。该图示出了将移液吸头171的顶端向形成于平板状板600的上表面的多个试样保持区域602分别按压而进行接触分注的结构的自动分注装置。在此，平板状板600载置于板保持件500上，在该板保持件500的与各试样保持区域602的正下方相当的位置配置有弹簧柱塞505。

另外，作为分注器161，不限定于单通道的微量移液管，也可以使用多通道的微量移液管。另外，在上述实施方式中，利用机械臂120对分注器161进行移动和操作从而进行试剂的分注，但不限定于此，也可以设为如下结构，其设有：配管，其一端插入于试剂容器并且在另一端安装有排出液体的喷嘴(相当于本发明的排出管)；泵，其从该配管的所述一端抽吸试剂并且将该试剂从该配管的所述另一端排出；以及移动机构，其使所述喷嘴沿上下、前后以及左右移动，在使该喷嘴的顶端与试样容器内的排出对象位置接触的状态下进行试剂的排出。

[形态]

对于本领域技术人员而言明确的是，上述的示例性的实施方式是以下的形态的具体例。

(第1项)本发明的一个形态的自动分注装置具有：

试样容器保持部，其具有收纳试样容器的多个凹部；

施力构件，其在所述多个凹部分别设置并且对收纳于该凹部的所述试样容器向上方施力；以及

液体分注机构，其具有从顶端排出液体的排出管，在将该排出管的顶端从上方按压在所述试样容器内的预定的分注对象位置的状态下排出所述液体。

根据第1项的自动分注装置，能够利用所述施力构件来吸收从基准位置处的排出管的顶端到分注对象位置的高度方向上的距离的变动，因此能够始终进行稳定的接触分注。

(第2项)根据第1项的自动分注装置，第2项的自动分注装置是如下装置：

所述液体分注机构在使所述排出管的顶端从所述试样容器的上方的预定的初始位置下降预先设定的距离后，进行所述液体的排出。

(第3项)根据第1项或第2项的自动分注装置，第3项的自动分注装置是如下装置：

所述施力构件从下方与所述试样容器抵接。

(第4项)根据第1项～第3项中任一项的自动分注装置，第4项的自动分注装置是如下装置：

作为所述试样容器的容器具有过滤部和由该过滤部分隔的上部空间和下部空间，所述试样容器保持部保持该容器，

所述分注对象位置是在所述多个凹部分别收纳的所述试样容器所具备的所述过滤部的上表面的位置。

根据第4项的自动分注装置，能够防止排出管的顶端被强力地按压于过滤部的上表面，能够抑制因排出管的按压而引起的过滤部的损伤。

(第5项)根据第1项～第4项中任一项的自动分注装置，第5项的自动分注装置是如下装置：

所述试样容器保持部是包括传热块和对该传热块进行加热的加热器的调温机，所述多个凹部设于所述传热块的上表面。

根据第5项的自动分注装置，能够相对于保持于调温机上的试样容器进行稳定的接触分注。

(第6项)第6项的自动分注装置具有：

试样板保持部，其对形成有多个试样保持区域的试样板进行保持；

施力构件，其设于所述试样板保持部的与所述多个试样保持区域各自的正下方相对应的位置，并且对该试样板向上方施力；以及

液体分注机构，其具有从顶端排出液体的排出管，在相对于所述多个试样保持区域的各试样保持区域而从上方按压该排出管的顶端的状态下排出所述液体。

根据第6项的自动分注装置，能够利用所述施力构件来吸收从基准位置处的排出管的顶端到试样保持区域的高度方向上的距离的变动，因此能够始终进行稳定的接触分注。

Claims (6)

1.一种自动分注装置，其中，

该自动分注装置具有：

试样容器保持部，其具有收纳试样容器的多个凹部；

施力构件，其在所述多个凹部分别设置并且对收纳于该凹部的所述试样容器向上方施力；以及

液体分注机构，其具有从顶端排出液体的排出管，在将该排出管的顶端从上方按压在所述试样容器内的预定的分注对象位置的状态下排出所述液体。

2.根据权利要求1所述的自动分注装置，其中，

所述液体分注机构在使所述排出管的顶端从所述试样容器的上方的预定的初始位置下降预先设定的距离后，进行所述液体的排出。

3.根据权利要求1所述的自动分注装置，其中，

所述施力构件从下方与所述试样容器抵接。

4.根据权利要求1所述的自动分注装置，其中，

作为所述试样容器的容器具有过滤部和由该过滤部分隔的上部空间和下部空间，所述试样容器保持部保持该容器，

所述分注对象位置是在所述多个凹部分别收纳的所述试样容器所具备的所述过滤部的上表面的位置。

5.根据权利要求1所述的自动分注装置，其中，

所述试样容器保持部是包括传热块和对该传热块进行加热的加热器的调温机，所述多个凹部设于所述传热块的上表面。

6.一种自动分注装置，其中，

该自动分注装置具有：

试样板保持部，其对形成有多个试样保持区域的试样板进行保持；

施力构件，其设于所述试样板保持部的与所述多个试样保持区域各自的正下方相对应的位置，并且对该试样板向上方施力；以及

液体分注机构，其具有从顶端排出液体的排出管，在相对于所述多个试样保持区域的各试样保持区域而从上方按压该排出管的顶端的状态下排出所述液体。