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Die vorliegenden Erfindung betrifft
ein Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
und insbesondere ein Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
zum simultanen Abgeben von flüssigem
Reagenz und flüssiger
Probe etc. an eine Vielzahl von gewünschten Wannen für Proben-/Reagenzreaktionen,
die in einer Mikroplatte in einer n × m-Matrix angeordnet sind.
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Ein Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
ist konventionell bekannt gewesen, welches zum Zuführen von
Reagenz, Probe, etc., zu einer gewünschten einer Vielzahl von
Wannen verwendet wird, die in einer Mikroplatte ausgebildet sind.
Das Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
hat einen Dispensiermechanismus und einen Bewegungsmechanismus und
der Dispensiermechanismus ist mit einem Zylinder mit einem Stutzen
ausgerüstet.
An dem Stutzen ist eine Dispensierspitze montiert, durch welche
Flüssigkeit
angesaugt und abgegeben werden kann. Der Zylinder ist mit einem
Kolben ausgerüstet
zum Ansaugen von Flüssigkeit
in die an dem Stutzen montierte Dispensierspitze und zum Entladen
der Flüssigkeit
aus dem Innern der Dispensierspitze.
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Wie beispielsweise in
JP 8-271528 A und
JP 5-232124 A offenbart,
ist der Bewegungsmechanismus in der Lage, den Stutzen zu einer geeigneten Position
oberhalb einer gewünschten
Wanne in der Mikroplatte zu führen
und der Dispensiermechanismus kann in lateraler, longitudinaler
und vertikaler Richtung (den X-, Y-, und Z-Achsenrichtungen) bewegt
werden oberhalb der Mikroplatte. Allgemein gesagt, sind in der Mikroplatte
96 Wannen
in 12 × 8-Matrix
angeordnet und sogenanntes Dispensieren wird ausgeführt, d.h.,
Reagenz oder Probe wird abgegeben an eine gewünschte Wanne von einer Dispensierspitze,
die an dem Stutzen des Zylinders des Dispensiermechanismus montiert
ist, so dass eine Reagenz-Proben-Reaktion
oder ähnliches
in der Wanne bewirkt wird.
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Es gibt vier Arten von Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystemen:
den 12er-Gruppentpy, den
8er-Gruppentyp, den Einzelgruppentyp und den 96er-Gruppentyp. In
einem Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
vom 12er-Gruppentyp werden die Stutzen von zwölf parallel in einer geraden
Reihe angeordneten Zylindern synchron zueinander betrieben und es
ist möglich,
Aufsaugen oder Entladen von Flüssigkeit
wie z.B. Reagenz kollektiv an den an den zwölf Stutzen montierten Dispensierspitzen
vorzunehmen. Beispielsweise ist es möglich, simultan Reagenz in
jede der Proben in der Vielzahl von Wannen, die longitudinal in
einer Reihe in der Mikroplatte angeordnet sind, abzugeben.
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In ähnlicher Weise werden in einem Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
vom 8er-Gruppentyp acht parallel und in einer geraden Reihe in lateraler
Richtung der Mikroplatte angeordnete Stutzen synchron zueinander
betrieben und es ist möglich,
Ansaugen oder Entladen von Flüssigkeit wie
z.B. Reagenz kollektiv an den Dispensierspitzen auszuführen, die
an den acht Stutzen montiert sind. In einem Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
vom 96er-Gruppentyp werden 96 in einer 12 × 8-Matrix angeordnete Stutzen
synchron zueinander betrieben und es ist möglich, Ansaugen oder Entladen
von Flüssigkeit
wie z.B. Reagenz kollektiv an den an den 96 Stutzen montierten Dispensierspitzen
vorzunehmen und Reagenz oder ähnliches
simultan in alle der 96 Wannen in der Mikroplatte abzugeben. In einem
Mikroplattenhandhabungssystem vom Einer-Gruppentyp wird nur ein
Stutzen alleine betrieben.
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Wenn Abgabe simultan in eine Vielzahl
von Wannen in den oben beschriebenen Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystemen
vom konventionellen 12er-Gruppen- und 8er-Gruppentyp auszuführen ist,
gibt es eine Einschränkung
in bezug auf die Abgaberichtung. Das heißt, im Falle des Mikroplattenhandhabungssystems
vom 12er-Gruppentyp ist es nur möglich,
simultanes Entladen in einer Vielzahl von Wannen auszuführen, die
in einer Reihe in der Longitudinalrichtung angeordnet sind und es
ist nicht möglich,
simultan Entladen in eine Vielzahl von Wannen auszuführen, die
in einer Reihe in Lateralrichtung angeordnet sind. In dem Fall des
Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystems
vom 8er-Gruppentyp ist es nur möglich,
simultanes Abgeben in eine Vielzahl von Wannen durchzuführen, die
in einer Reihe in Lateralrichtung angeordnet sind und es ist nicht
möglich,
simultanes Abgeben in eine Vielzahl von Wannen vorzunehmen, die
in einer Reihe in Longitudinalrichtung angeordnet sind.
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In dem Fall des Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystems
vom 96er-Gruppentyp wird Ansaugen und Abgeben kollektiv in alle
der 96 Wannen in der Mikroplatte ausgeführt, so dass es unmöglich ist,
Flüssigkeit
in eine spezielle longitudinalen Reihe zu dispensieren oder automatisches
Dispensieren in eine spezielle laterale Reihe auszuführen. Das
heißt,
nach dem Ausführen
des Dispensierens in eine longitudinale Reihe müssen die Dispensierspitzen
manuell ersetzt werden bevor Dispensieren in einer lateralen Reihe
ausgeführt
werden kann. In dem Fall des Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystems
vom Einer-Gruppentyp ist es möglich,
Ansaugen oder Abgeben in eine beliebige der 96 Wannen durchzuführen, egal,
ob sie sich in longitudinaler oder lateraler Richtung der Mikroplatte
befindet. Jedoch ist es nicht möglich,
eine Ansaug-/Abgabeoperation
simultan und kollektiv in eine Vielzahl von Wannen auszuführen. Daher
bringt die Zeitsteuerung, welche ein wichtiger Faktor bei der metabolischen
Arzneimittelreaktion ist, ein Problem mit sich. Beispielsweise unterscheidet
sich die Reaktionszeit von Wanne zu Wanne.
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Demnach ist keines der oben erwähnten konventionellen
Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssysteme
in der Lage, einen metabolischen Arzneimittelreaktionstest oder ähnliches
durchzuführen, bei
welchem es erforderlich ist, automatisch kollektive Ansaug-/Abgabeoperationen
sowohl in Longitudinal-als
auch in Lateralrichtung in einer einzelnen Mikroplatte vorzunehmen.
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Es ist demnach ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, ein Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
bereitzustellen, das gegenüber
den oben erwähnten
Systemen aus dem Stand der Technik verbessert ist. Ein solches verbessertes
Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
ist in der Lage, automatisch kollektive Ansaug-/Abgabeoperationen
an speziellen Reihen einer Mikroplatte sowohl in Longitudinal- als
auch in Lateralrichtung auszuführen.
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Dieses und andere Ziele der vorliegenden Erfindung
werden durch ein Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
erreicht, das einen Hauptgestellkörper einschließt, einen
Dispensiermechanismus, einen Bewegungsmechanismus und einen Drehmechanismus.
Der Dispensiermechanismus schließt eine Vielzahl von Zylindern
ein, die sich nebeneinander erstrecken und parallel zueinander zum Bereitstellen
einer linearen Zylinderaneinanderreihung bzw. eines linearen Zylinder-Arrays.
Jeder Zylinder hat einen Stutzen und einen Kolben und jede Dispensierspitze
ist an jeden Stutzen anbringbar zum Durchführen des Ansaugens und Abgebens
von flüssigem
Reagenz oder Probe durch die Dispensierspitze mit Hilfe jedes Kolbens.
Der Bewegungsmechanismus ist auf dem Hauptgestellkörper gelagert
zum Bewegen des Dispensiermechanismus in X-Achsen-, Y-Achsen- und
Z-Achsen-Richtungen, die senkrecht zueinander ausgerichtet sind.
Der Drehmechanismus dreht den Dispensiermechanismus um einen vorbestimmten
Winkel um eine vertikal ausgerichtete Drehachse zum Ändern einer
Richtung der Aneinanderreihung der Vielzahl von Zylindern.
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In den beiliegenden Zeichnungen zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystems
in Übereinstimmung
mit einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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2A ein
schematisches Diagramm eines Drehmechanismus und eines Dispensiermechanismus
in dem Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und einen Zustand, in welchem der Dispensiermechanismus
sich am Ausgangsort befindet;
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2B ein
schematisches Diagramm eines Drehmechanismus und eines Dispensiermechanismus
in dem Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
der ersten Ausführungsform
und einen Zustand, in welchem der Dispensiermechanismus sich in
einer 90-Grad-Position befindet;
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3 ein
Ablaufdiagramm eines Dispensiersprozesses 1, der von dem
Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
der ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung durchgeführt
wird;
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4 ein
Ablaufdiagramm eines Dispensiersprozesses 2, der von dem
Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
der ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung durchgeführt
wird;
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5 eine
Draufsicht der Anordnung auf der Plattform des Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystems
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 einer
perspektivische Ansicht eines wesentlichen Abschnittes eines Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystems
in Übereinstimmung
mit einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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7 eine
Ansicht eines wesentlichen Abschnittes einer Modifikation der zweiten
Ausführungsform
zum Beschreiben, wie ein Anschlagteil und eine Rolle in einem Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
der Modifikation einander gegenüber
liegen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun wird ein Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
in Übereinstimmung
mit einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben.
Ein Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem 1 hat ein
Hauptgestell 10, das mit einem Bewegungsmechanismus 20,
einem Drehmechanismus 30, einem Dispensiermechanismus 40 und
einer Plattform 50 ausgestattet ist. Das Hauptgestell 10 hat
einen im wesentlichen viereckigen kastenähnlichen Außenaufbau und definiert darin
eine im wesentlichen viereckige Kammer 10a, welche im wesentlichen
geometrisch ähnlich
der Außenkonfiguration
des Hauptgestells 10 ist. Speziell an einer Oberseite 10A und
einer Vorderseite 10B des Hauptgestells 10 sind Öffnungen 10b und 10c nach
außen
offen von der inneren Kammer 10a ausgebildet. Die Öffnungen 10b und 10c sind
von viereckigem Aufbau, der jeweils im wesentlichen geometrisch ähnlich dem
der Oberseite 10A und der Vorderseite 10B ist.
Die Plattform 50 ist auf einer Bodenfläche 10C des Hauptgestells 10 an einer
inneren Außenoberfläche vorgesehen,
die die Kammer 10a definiert. Ferner ist das Hauptgestell 10 mit
einer Schaltergruppe 11 versehen, einer Steuereinrichtung
(nicht dargestellt), etc. zum Ablaufenlassen, Starten, Stoppen etc.
des Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystems 1.
Die oben erwähnte Steuereinrichtung
(nicht dargestellt) steuert die später beschriebenen Bewegungen
des Bewegungsmechanismus 20 in den X-, Y- und Z-Achsenrichtungen, das
Drehen des Dispensiermechanismus 40 und das Ansaugen/Abgeben
durch die Dispensierspitzen 60, die an den Stutzen 46 angebracht
sind. Ferner ermöglicht
diese Steuereinrichtung wahlfreies Speichern eines Testprozesses
durch eine externe Eingabeeinrichtung (nicht dargestellt).
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Den Bewegungsmechanismus 20 bildende X-Achsenteile 21A und 21B sind
an den Oberseiten der Vorderseite und der Rückseite des Hauptgestells 10 jeweils
befestigt vorgesehen, wobei die X-Achsenteile 21A und 21B im
wesentlichen aus Rechteckstäben
bestehen und unbeweglich sind in Bezug auf das Hauptgestell 10.
Diese beiden X-Achsenteile 21A und 21B erstrecken
sich entlang den Oberseiten der Vorderseite und der Rückseite und
sind parallel zueinander angeordnet. Zwischen den beiden X-Achsenteilen 21A und 21B ist
ein Y-Achsenteil 22 im wesentlichen in der Form einer viereckigen
Stange vorgesehen und erstreckt sich quer zu den beiden X-Achsenteilen 21A und 21B. Das
Y-Achsenteil 22 ist in der Lage, sich in Längsrichtung
(X-Achsenrichtung) der X-Achsenteile 21A und 21B zu
bewegen, während
es rechtwinklig zu den X-Achsenteilen 21A und 21B gehalten
wird. Ferner ist an dem Y-Achsenteil 22 und an einer Position
zwischen den beiden X-Achsenteilen 21A und 21B ein Z-Achsenteil 23 im
wesentlichen in der Form eines viereckigen Stabs vorgesehen und
erstreckt sich in vertikaler Richtung und rechtwinklig zu dem Y-Achsenteil 22.
Das Z-Achsenteil 23 ist
in der Lage, sich in Y-Achsenrichtung zu bewegen, während es rechtwinklig
zum Y-Achsenteil 22 gehalten wird. Demnach ermöglichen
die X-Achsenteilen 21A und 21B es dem Y-Achsenteil 22,
sich nach rechts und links in Bezug auf das Hauptgestell 10 zu
bewegen und das Y-Achsenteil 22 ermöglicht es dem Z-Achsenteil 23,
sich vorwärts
und rückwärts zu bewegen
in Bezug auf das Hauptgestell 10. Das Y-Achsenteil 22 und
das Z-Achsenteil 23 bilden gemeinsam mit den X-Achsenteilen 21A und 21B den Bewegungsmechanismus 20.
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Der Drehmechanismus 30 und
der Dispensiermechanismus 40 sind mit dem Z-Achsenteil 23 verbunden.
Wie in 2A und 2B gezeigt, ist der Drehmechanismus 30 mit
einem Drehmechanismushauptteil 31 versehen, einem Schrittmotor 32,
der im Hauptteil 31 vorgesehen ist, einem Ausgangspositionserfassungsphotosensor 33 und
einer Koppelvorrichtung 34. Der Drehmechanismushauptteil 31 ist montiert,
um an dem Z-Achsenteil 23 in longitudinaler Richtung des
Z-Achsenteils 23 bewegbar zu sein. Der Schrittmotor 32 und
der Dispensiermechanismus 40 sind mit dem Koppelteil 34 verbunden
und das Drehen des Schrittmotors 32 wird zu dem Dispensiermechanismus 40 über das
Kopplungsteil 34 übertragen.
Der Ausgangspositionserfassungsphotosensor 33 ist fest
an dem Drehmechanismushauptteil 31 angebracht und hat einen
Lichtabgabeabschnitt und einen Lichtempfangsabschnitt (die nicht
dargestellt sind). Eine Ausgangsposition (2A) des Dispensiermechanismus 40 kann
erfasst werden, wenn der Lichtempfangabschnitt von einem Ausgangspositionserfassungsanschlag 43 abgeschirmt
wird, der an dem später
beschriebenen Dispensiermechanismus 40 vorgesehen ist.
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Der Dispensiermechanismus 40 ist
am vertikalen unteren Ende des Drehmechanismushauptteils 31 vorgesehen
und der Dispensiermechanismus 40 wird von dem Z-Achsenteil 23 durch
die Vermittlung des Drehmechanismus 30 getragen. Demnach
ist das Z-Achsenteil 23 in der Lage, den Dispensiermechanismus 40 vertikal
durch den Drehmechanismus 30 zu bewegen mit dem Ergebnis,
dass der Dispensiermechanismus 40 durch den Bewegungsmechanismus 20 in
den Richtungen der X-Achsenteile 21A und 21B,
des Y-Achsenteils 22 und des Z-Achsenteils 23,
d.h. auf und ab, nach rechts und links und vorwärts und rückwärts in bezug auf das Hauptgestell 10 bewegbar
ist.
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Der Dispensiermechanismus 40 besteht
aus einem Zylinderhalteabschnitt 41 und einem unterstützten bzw.
gelagerten Abschnitt 42. Der gelagerte Abschnitt 42 ist
im wesentlichen in der Form eines Zylinders, dessen Längsrichtung
parallel zur Z-Achsenrichtung verläuft (Vertikalrichtung). Das obere vertikale
Ende des gelagerten Teils 42 ist entfernbar verbunden der
Koppelvorrichtung 34 des Drehmechanismus 30 und
das Drehen des Schrittmotors 32 wird zu dem gelagerten
Abschnitt 42 durch die Koppelvorrichtung 34 übertragen,
den gelagerten Abschnitt 42, um eine vertikal ausgerichtete Drehachse drehend.
Da das obere vertikale Ende des gelagerten Abschnitts 42 entfernbar
ist in bezug auf die Koppelvorrichtung 34 des Drehmechanismus 30,
ist der Dispensiermechanismus 40 entfernbar in bezug auf
dem Drehmechanismus 30. Daher kann, wenn der Zylinder,
Stutzen etc. beschädigt
sind, der Betrieb des Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystems schnell
wieder aufgenommen werden durch Ersetzen nur des Dispensiermechanismusabschnittes.
Der Ausgangspunkterfassungsanschlag 43 ragt horizontal
aus dem oberen vertikalen Ende des gelagerten Teiles 42 heraus
und ermöglicht
es, wie oben gesagt, zu erfassen, wenn der Dispensiermechanismus 40 sich
in der Ausgangsposition befindet, wie später beschrieben werden wird.
Ferner ist ein Motor 44 zum vertikalen Betreiben eines
später
zu beschreibenden Kolbens 47 vorgesehen innerhalb des gelagerten
Abschnitts 42.
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Der Zylinderhalteabschnitt 41 ist
am unteren vertikalen Ende des gelagerten Abschnittes 42 vorgesehen.
Der Zylinderhalteabschnitt 41 ist integral drehbar mit
dem gelagerten Abschnitt 42. Demnach ist der Dispensiermechanismus 40,
der sich aus dem Zylinderhalteabschnitt 41 und dem gelagerten
Abschnitt 42 zusammensetzt, drehbar um eine vertikal ausgerichtete
Drehachse. Der Zylinderhalteabschnitt 41 ist mit zwölf Zylindern 45 versehen.
Die zwölf
Zylinder 45 sind vom selben zylindrischen Aufbau und, wie
in 1, 2A und 2B gezeigt,
sind ihre Achsen vertikal ausgerichtet, in gleichen Abständen vorgesehen
und parallel zueinander und linear in einer horizontalen Reihe aneinandergereiht.
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Die Position des Mittelpunktes der
Länge des Arrays
von zwölf
Zylindern 45, d.h., die Position zwischen dem sechsten
und siebten Zylinder 45A und 45B, gezählt von
einem Ende des Arrays, fällt
zusammen mit der Position der Drehachse des Dispensiermechanismus 40.
Wie in 2A gezeigt, wird
die Drehposition des Dispensiermechanismus 40, an der die
Zylinder 45 angeordnet sind, in einer Richtung parallel
zu dem Y-Achsenteil 22 als
Anfangs- bzw. Ausgangsposition des Dispensiermechanismus 40 bezeichnet
und diese Richtung wird als Anfangs- bzw. Ausgangsrichtung bezeichnet.
Ferner wird, wie in 2B gezeigt,
die Drehposition des Dispensiermechanismus 40, an welchem
die Zylinder 45 in einer Richtung senkrecht zum Y-Achsenteil 22 aneinandergereiht
sind, als 90-Grad-Position des Dispensiermechanismus 40 bezeichnet
und diese Richtung wird als 90-Grad-Richtung bezeichnet.
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Da die Drehachse in der Mitte der
Reihe der linear aneinandergereihten Zylinder 45 angeordnet ist,
kann das Bewegen des Dispensiermechanismus 40 durch den
Bewegungsmechanismus 20 und das Positionieren des Dispensiermechanismus 40 vertikal
oberhalb einer gewünschten
Wanne ausgeführt werden
in bezug auf die Drehachse, was es erleichtert, dass jede Dispensierspitze
jeder Zielwanne gegenüberliegt.
Ferner ist die Anzahl der Zylinder 45 zwölf. Diese
Zahl geht konform mit der longitudinalen Anzahl von Wannen einer
gewöhnlich
verfügbaren Mikroplatte
mit 12 × 8
Wannen, d.h. insgesamt sechsundneunzig Wannen.
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Die Stutzen 46 sind am unteren
Ende der Zylinder 45 vorgesehen. Die Stutzen 46 haben
Abgabeöffnungen,
die nach unten gerichtet offen sind. Im Zustand, in dem die Dispensierspitzen 60 (5), die später beschrieben
werden, an den unteren Enden der Stutzen 46 montiert worden
sind, wird Luft in den Dispensierspitzen 60 durch die Abgabeöffnung in
die Stutzen 46 angesaugt oder daraus abgegeben, wodurch
Reagenz oder ähnliches
angesaugt werden kann in oder abgegeben werden kann aus den Dispensierspitzen 60.
Ein Kolben 47 ist am oberen Ende jedes Zylinders 45 vorgesehen.
Alle Kolben 47 werden von einem Kolbenhalteteil 47A gestützt. Das
Kolbenhalteteil 47A ist aufgebaut in Form eines umgedrehten
T, dessen horizontaler Abschnitt 47B mit allen Kolben 47 verbunden
ist und dessen vertikaler Abschnitt 47C sich in den Halteabschnitt 42 erstreckt. Der
vertikale Abschnitt 47C hat eine Spiralzahnung, welche
in Eingriff steht mit einem Zahnrad 44A, welches antriebsverbunden
ist mit dem in dem Halteabschnitt 42 vorgesehenen Motor 44.
Daher kann durch Antreiben des Motors 44 der Kolben 47 vertikal
bewegt werden und durch diese vertikale Bewegung wird durch die
Abgabeöffnungen
die Luft in den Dispensierspitzen 60 angesaugt oder in
die Zylinder 45 abgegeben, wodurch Flüssigkeit in das Innere der Dispensierspitzen 60,
die an den Stutzen 46 montiert sind, angesaugt werden kann
oder in den Dispensierspitzen 60 befindliche Flüssigkeit
daraus abgegeben werden kann.
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Die Dispensierspitzen 60,
die an den vorderen Enden der Stutzen 46 montiert sind,
werden nun beschrieben. Die Dispensierspitzen 60, die in
diesem Technologiegebiet wohlbekannt sind, sind im wesentlichen
in Form von konischen kurzen Röhrchen
ausgebildet mit einem offenen Ende größeren Durchmessers und einem
offenen Ende kleineren Durchmessers. Eine Dispensierspitze ist an
einem Stutzen derart montiert, dass das vordere Ende des Stutzens 46 von
der Öffnung
größeren Durchmessers
abgedeckt wird. Da die Dispensierspitzen 60 konisch sind, werden
die konischen Abschnitte in Druckverbindung gebracht mit den Stutzen 46,
wenn die Dispensierspitzen 60 an den Stutzen 46 montiert
werden, wodurch die Dispensierspitzen 60 von den Stutzen 46 gehalten
werden. Speziell im Zustand, in dem sie noch nicht an den Stutzen 46 montiert
sind, sind die Dispensierspitzen 60 in einem Dispensierspitzenbehälter enthalten,
mit der Öffnung
größeren Durchmessers
vertikal aufwärts
gerichtet. Die Stutzen 46 werden durch die X-Achsenteile 21A und 21B und das
Y-Achsenteil 22 des
Bewegungsmechanismus 20 über die Dispensierspitzen 60 gebracht
und werden durch das Z-Achsenteil 23 vertikal
abwärts
bewegt. Derart bedecken die Öffnungen
größeren Durchmessers
der Dispensierspitzen 60 graduell die Stutzen 46 und
die Stutzen 46 werden von den Dispensierspitzen 60 bedeckt,
bis die konischen Abschnitte der Dispensierspitzen 60 in
Druckkontakt mit den Stutzen 46 gebracht werden, um hierdurch
die Dispensierspitzen 60 an den Stutzen 46 zu
montieren.
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In dem Zustand, in welchem die Dispensierspitzen 60 an
den Stutzen 46 montiert sind, sind die Stutzen 46 in
longitudinaler Richtung verlängert. Wenn
die Stutzen 46 durch den Betrieb des Z-Achsenteils 23 vertikal
abgesenkt werden, um die Stutzen an der unteren Position anzuordnen,
können die
Dispensierspitzen 60 die Oberfläche von flüssigem Reagenz erreichen, das
vertikal unterhalb der Stutzen 46 vorgelegen hat. Demgegenüber zeigen die
Stutzen 46 in dem Zustand, in dem keine Dispensierspitzen 60 an
den Stutzen montiert sind, eine entsprechend kleinere longitudinale
Länge,
so dass selbst wenn die Stutzen 46 werden durch den Betrieb des
Z-Achsenteils 23 in die vertikal niedrigste Position gebracht,
die vorderen Enden der Stutzen 46 die Flüssigkeitsoberfläche nicht
erreichen können.
Auf diese Weise können
nur die ausgewählten
Stutzen (die mit Dispensierspitzen versehen sind) die Flüssigkeitsoberfläche erreichen.
Daher ist es, wenn die Dispensierspitzen 60 an den Stutzen 46 aller
zwölf Zylinder 45 montiert
sind, möglich,
flüssiges
Reagenz kollektiv durch die gesamte Reihe von Dispensierspitzen 60,
die an allen Stutzen 46 der zwölf Zylinder 45 montiert
sind, anzusaugen/abzugeben. Wie oben dargelegt, wird in dem Ansaug-/Abgabeprozess
das flüssige
Reagenz in die Dispensierspitzen 60 angesaugt. Daher besteht
keine Gefahr, dass Reagenz in Kontakt kommt mit den Stutzen 46 oder
den Zylindern 45. Demnach gibt es, selbst wenn Dispensieren mehrmals
mit einer Vielzahl von Reagenzarten ausgeführt wird, keinen Bedarf, die
Zylinder 45 und die Stutzen 46 zu reinigen und
es ist nicht immer erforderlich, die Dispensierspitzen 60 durch
neue Dispensierspitzen 60 zu ersetzen.
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Wie in 1 und 5 gezeigt, sind auf der Plattform 50 des
Hauptgestells 10 erste und zweite Dispensierspitzenbehälter 51A und 51B angeordnet, die
Dispensierspitzen 60 enthalten, welche an die Stutzen 46 des
Dispensiermechanismus 40 anzubringen sind, eine Mikroplatte 53,
die in viereckiger Außenkonfiguration
ausgebildet ist mit 12 × 8
Wannen 53a, d.h. insgesamt 96, in einer Matrix
angeordnet, erste und zweite Reagenzgefäße 52A und 52B, die
in die Vielzahl von Wannen 53a in der Mikroplatte 53 zu
dispensierendes flüssiges
Reagenz enthalten und einen Dispensierspitzen-Entsorgungsbehälter 54 zum
temporären
Aufnehmen gebrauchter Dispensierspitzen 60. Die ersten
und zweiten Dispensierspitzenbehälter 51A und 51B werden
kollektiv als Dispensierspitzenbehälter bezeichnet und die ersten und
zweiten Reagenzgefäße 52A und 52B werden kollektiv
als Reagenzgefäße bezeichnet.
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Die Mikroplatte 53, die
ersten und zweiten Dispensierspitzenbehälter 51A und 51B,
die ersten und zweiten Reagenzgefäße 52A und 52B und
der Dispensierspitzen-Entsorgungsbehälter 54 haben
im wesentlichen dieselbe viereckige äußere Konfiguration. Ferner
ist auf der Plattform 50 die Mikroplatte 53 an
der vorderen rechten Seite angeordnet, das erste Reagenzgefäß 52A ist
an der vorderen mittleren Seite angeordnet und der erste Dispensierspitzenbehälter 51A ist
an der vorderen linken Seite angeordnet, der Dispensierspitzen-Entsorgungsbehälter 54 ist
an der rechten Seite in der Tiefe angeordnet, das zweite Reagenzgefäß 52B ist
in der Mitte in der Tiefe angeordnet und der zweite Dispensierspitzenbehälter 51B ist
auf der linken Seite in der Tiefe angeordnet. Die an der Vorderseite
angeordneten Komponente und jene an der tiefen Seite angeordneten,
sind für
eine ordentliche Anordnung mit ihren rechten und linken Längsseiten
zueinander ausgerichtet. In ähnlicher Weise
sind in den vorderen und den tiefen Seiten die in den vorderen und
in den tiefen Seiten angeordneten Komponenten, die an den rechten,
mittleren und linken Seiten angeordneten Komponenten für eine ordentliche
Anordnung mit ihren Längsseiten
ausgerichtet. Demnach sind diese Komponenten einschließlich der
Mikroplatte 53 alle derart angeordnet, dass ihre longitudinale
Richtung parallel zu der Ausgangsrichtung liegt. Wie in 1 gezeigt, sind auf der
Plattform 50 die Mikroplatte 53, die Dispensierspitzenbehälter 51A, 51B,
die Reagenzgefäße 52A, 52B und
der Dispensierspitzen-Entsorgungsbehälter 54 an
vorbestimmten Bühnen 55 und 56 angeordnet. Eine
(nicht dargestellte) Kühleinrichtung
ist mit der Bühne 55 verbunden,
auf der die Reagenzgefäße angeordnet
sind zum Kühlen
der Bühne 55,
es ermöglichend,
die Reagenzgefäße 52A, 52B auf
der Bühne 55 zu
kühlen
und sie bei einer gewünschten
Temperatur zu halten. Derart bildet die Bühne 55 einen Kühler. Ferner
ist die Mikroplatte 53 auf der Bühne 56 angeordnet
mittels einer (nicht dargestellten) Aluminiumplatte. In der Bühne 56 sind
eine Vibrationseinrichtung und eine Heizeinrichtung vorgesehen,
die es ermöglichen,
Probe und Reagenz in den Wannen 52a der Mikroplatte 53 in
einem erwärmten
Zustand anzuregen. Die Bühne 56,
auf der die Mikroplatte 53 angeordnet ist, bildet einen
Thermomischer.
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Der ersten Dispensierspitzenbehälter 51A und
der zweite Dispensierspitzenbehälter 51B sind jeweils
mit 12 × 8,
d.h. insgesamt 96 Dispensierspitzenbehälterhaltern 51c derart
ausgerüstet,
dass sie jeweils 12 × 8,
d.h. insgesamt 96 Dispensierspitzen 60, enthalten
können.
Der erste Dispensierspitzenbehälter 51A dient
zum Enthalten der an den Stutzen 46 zu montierenden Dispensierspitzen 60,
wenn der Dispensiermechanismus 40 sich an der Ausgangsposition
befindet. Wie in 5 gezeigt,
sind eine gewünschte
Anzahl von Dispensierspitzen 60 in einem Zustand enthalten,
in welchem sie in einer Reihe in Ausgangsrichtung angeordnet sind.
Der zweite Dispensierspitzenbehälter 51B dient
zum Enthalten der Dispensierspitzen 60, die an die Stutzen 46 zu
montieren sind, wenn der Dispensiermechanismus 40 sich
in der 90-Grad-Position befindet. Wie in 5 gezeigt, ist eine gewünschte Zahl
von Dispensierspitzen 60 in einem Zustand enthalten, in
dem sie angeordnet ist in einer Reihe in der 90-Grad-Richtung. Dadurch ist es mit dem
ersten Dispensierspitzenbehälter 51A möglich, die
Dispensierspitzen 60 an allen zwölf Stutzen 46 des
Dispensiermechanismus 40 zu montieren und es ist auch möglich, die
Dispensierspitzen 60 an beliebige Stutzen 46 zu
montieren. Mit dem zweiten Dispensierspitzenbehälter 51B ist es möglich, die
Dispensierspitzen 60 an beliebige der dritten bis zehnten
Stutzen 46 zu montieren, wie von einem Ende der Reihe der zwölf Stutzen 46 gezählt, und
es ist möglich,
bis zu acht Dispensierspitzen zu montieren.
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Das erste Reagenzgefäß 52 ist
gleichmäßig aufgeteilt
in acht gleiche longitudinale Abschnitte, von welchen jeder als
Reagenzgefäß dient
und es ist möglich,
unterschiedliche Reagenzien in diese Abschnitte einzugeben. Das
zweite Reagenzgefäß 52B ist
gleichmäßig aufgeteilt
in zwölf
gleiche laterale Abschnitte, von denen jeder als ein Reagenzgefäß dient und
es ist möglich,
unterschiedliche Reagenzien in diese Abschnitte einzugeben. In dem
ersten Reagenzgefäß 52A ist
es, wenn der Dispensiermechanismus 40 sich in der Ausgangsposition
befindet, möglich,
eine spezifische Art von Reagenzien gleichzeitig und kollektiv mit
der gesamten Stutzenreihe durch alle Dispensierspitzen 60,
die an den Stutzen 46 montiert sind, anzusaugen. In dem
zweiten Reagenzgefäß 52B ist
es, wenn der Dispensiermechanismus 40 sich in der 90-Grad-Position
befindet, möglich,
die spezielle Art Reagenz gleichzeitig und kollektiv mit der gesamten
Stutzenreihe durch alle an den Stutzen 46 montierten Dispensierspitzen 60 anzusaugen.
Der Dispensierspitzen-Entsorgungsbehälter 54 dient als
ein Raum, in welchem gebrauchte Dispensierspitzen 60 werden
nach dem Entfernen der Dispensierspitzen 60 von den Stutzen 46 temporär angeordnet,
bevor die Dispensierspitzen entsorgt werden.
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Wie oben beschrieben, sind der zweite
Dispensierspitzenbehälter 51B,
der zweite Reagenzbehälter 52B und
die Mikroplatte 53 von demselben äußeren Aufbau und derselben
lateralen Länge.
Ferner, wie in 5 gezeigt,
gibt es in dem zweiten Dispensierspitzenbehälter 51B lateral acht
Dispensierspitzen enthaltende Halter A bis H und in der Mikroplatte 53 sind
lateral acht Wannen 53a ausgebildet, die durch A bis H
gekennzeichnet sind zur Koinzidenz der Nummerierung. Demnach ist
es, wenn der mit den zwölf
Stutzen 46 ausgerüstete
Dispensiermechanismus 40 sich in der 90-Grad-Position befindet, möglich, das
fehlerhafte Montieren von Dispensierspitzen in einer Anzahl, die
acht übersteigt,
zu vermeiden, welches die Zahl der lateral angeordneten Wannen 53a der
Mikroplatte 53 ist. Ferner ist es möglich, zu vermeiden, dass Reagenz
angesaugt wird durch Dispensierspitzen 60 in einer Zahl,
die acht übersteigt,
welches die Zahl der lateral angeordneten Wannen 53a der
Mikroplatte 53 ist. Demnach ist es möglich, das Abgeben von Reagenz
aus einer Reagenzspitze 60 in einer Position auf der Plattform 50 zu
vermeiden, wenn es dort keine Wanne 53a gibt.
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Da die ersten und zweiten Reagenzgefäße 52A und 52B jeweils
in acht und zwölf
Abschnitte aufgeteilt sind, ist es ferner möglich, eine Vielzahl von Arten
von Reagenzien in den ersten und zweiten Reagenzgefäßen 52A und 52B zu
speichern. Demnach ist es, selbst in dem Fall, in dem der Dispensiermechanismus 40 ausschließlich in
der Ausgangsposition betrieben wird oder in dem Fall, in dem der
Dispensiermechanismus ausschließlich
in der 90-Grad-Position betrieben wird oder in dem Fall, in dem
der Dispensiermechanismus 40 sowohl in der Ausgangsposition
als auch in der 90-Grad-Position betrieben wird, möglich, Experimente
unter Verwendung verschiedener Arten von Reagenzien durchzuführen.
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Ferner können bedingt durch das Vorsehen des
Drehmechanismus 30, der den Dispensiermechanismus 40 um
die vertikal ausgerichtete Drehachse dreht, sowohl eine longitudinale
Reihe von Wannen 53a als auch eine laterale Reihe von Wannen 53a durch
ein einzelnes Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
in bezug auf die 12 × 8,
d.h. insgesamt 96 Wannen 53a in der auf der Plattform 50 angeordneten
Mikroplatte 53 einer automatischen Dispensierung unterzogen
werden. Beim Ausführen dieses
Dispensierens ist es möglich,
flüssiges
Reagenz simultan und kollektiv durch die gesamte Reihe von Stutzen
auf die longitudinale Reihe von Wannen 53a auszubringen.
Ferner ist es auch möglich,
flüssiges
Reagenz kollektiv und simultan durch die gesamte Stutzenreihe auf
die laterale Reihe von Wannen 53a auszubringen. Ferner
ist es möglich,
kollektiv flüssiges
Reagenz von dem Reagenzgefäß in die Dispensierspitzen 60 anzusaugen,
die an der Vielzahl von Stutzen 46 in bezug auf die gesamte
Reihe von Stutzen angeordnet sind. Dadurch kann eine metabolische
Arzneimittelreaktion leicht ausgeführt werden.
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Wegen des Vorsehens der ersten und
zweiten Dispensierspitzenbehälter 51A, 51B,
der ersten und zweiten Reagenzgefäße 52A, 52B ist
es möglich,
in einer klassifizierten Weise die beim Abgeben von Reagenz an gewünschte Wannen 53a,
die in der einen oder anderen Richtung angeordnet sind, zu benutzenden
Dispensierspitzen 60 aufzubewahren, hierbei irgendwelche
Fehler zwischen den Dispensierspitzen 60 für eine Richtung
und jenen für
die andere Richtung vermeidend beim automatischen Anbringen der
Dispensierspitzen 60 an die Stutzen 46. Ferner
ist es auch möglich,
in einer klassifizierten Weise in in der einen oder anderen Richtung
angeordnete gewünschte
Wannen 53a abzugebende flüssige Reagenzien zu speichern,
es ermöglichend,
Reagenz automatisch in Dispensierspitzen 60 anzusaugen
ohne irgendwelche Fehler zwischen Spitzen für eine Richtung und jenen für die andere
Richtung zu verursachen.
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Als nächstes wird der Dispensierablauf
unter Bezugnahme auf einen metabolischen Arzneimittel-Reaktionstest
beschrieben, der von dem Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem 1 durchgeführt wird,
das wie oben beschrieben aufgebaut ist. Hier sind zur Erleichterung
der Darstellung, wie in 5 gezeigt,
jede der Komponenten: Mikroplatte 53, erster Dispensierspitzenbehälter 51A und zweiter
Dispensierspitzenbehälter 51B in
Längsrichtung
aufgeteilt in Abschnitte 1 bis 12 und lateral
aufgeteilt in Abschnitte A bis H, Positionen angebend, an denen
Dispensierspitzen 60 empfangen werden durch Koordinaten
A1, B3, etc.. Ferner sind die Sub-Reagenzgefäße, die durch Aufteilen des
ersten Reagenzgefäßes erhalten
werden, durch Symbole A bis H von links nach rechts gekennzeichnet
und die Sub-Reagenzgefäße, die
durch Aufteilen des zweiten Reagenzgefäßes 52B erhalten werden,
sind durch Zahlen 01 bis 12 von der vorderen zur
tiefen Seite hin gekennzeichnet.
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Zuerst, vor dem Durchführen des
Dispensierens, wird vorher 6 μl
der Proben in die Abschnitte A1 bis E1 der Mikroplatte eingegeben.
Ferner, wie in 5 gezeigt,
werden vorher an Positionen A2-A12 des ersten Spitzenbehälters 51A Dispensierspitzen 60 empfangen.
In ähnlicher
Weise werden auch Dispensierspitzen 60 an Positionen B1-B12
bis G1-G12 des ersten Spitzenbehälters 51A empfangen.
Ferner werden Dispensierspitzen 60 an Positionen A1-E1 und
Positionen A2-E2 des zweiten Spitzenbehälters empfangen. Ferner wird
Reagenz 1, das eine Verdünnungslösung A bildet, in das Sub-Reagenzgefäß A des
ersten Reagenzgefäßes 52A eingegeben.
Die Verdünnungslösung beinhaltet
die Lösung
zum Verdünnen
der Probe. In ähnlicher
Weise sind Reagenzien 3 bis 7, die Reaktionsstartlösungen A
bis E bilden, in den Sub-Reagenzgefäßen B-F
des ersten Reagenzgefäßes 52A eingegeben.
Ferner ist ein Reagenz 8, das eine Reaktionsstopplösung bildet,
in dem Sub-Reagenzgefäß H des
ersten Reagenzgefäßes 52A eingegeben.
Ferner ist ein Reagenz 2, das eine Verdünnungslösung B bildet, in dem Sub-Reagenzgefäß 01 des
zweiten Reagenzgefäßes 52B eingegeben.
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Als nächstes wird der Dispensierbetriebsablauf
ausgeführt.
Der Dispensierbetriebsablauf wird unter Bezugnahme auf zwei Prozesse
beschrieben: Prozess 1, in dem ein Dispensieren mit dem
Dispensiermechanismus 40 in der 90-Grad-Position ausgeführt wird
und ein Prozess 2, in dem der Dispensiermechanismus 40 in
der Ausgangsposition ist. Beachte, dass im Prozess 1 angenommen
ist, dass der Dispensiermechanismus sich in der Ausgangsposition im
Ausgangszustand befindet und im Prozess 2 angenommen ist,
dass der Dispensiermechanismus 40 sich in der 90-Grad-Position
im Ausgangszustand befindet.
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Wie in dem Ablaufdiagramm der 3 gezeigt, werden im Prozess 1 die
X-Achsenteile 21A und 21b und das Y-Achsenteil 22 des
Bewegungsmechanismus 20 zuerst angetrieben, um den Dispensiermechanismus 40 an
eine Position zu bringen, die im wesentlichen vertikal oberhalb
der Abschnitte A1 bis E1 des zweiten Dispensierspitzenbehälters 51B liegt
(1a). Als nächstes
dreht der Drehmechanismus 30 den Dispensiermechanismus 40 aus
der Ausgangsposition in die 90-Grad-Position,
um die dritten bis siebten Stutzen 46 gezählt von
einem Ende der Reihe von zwölf
Stutzen 46 des Dispensiermechanismus 40 in vertikaler
Ausrichtung zu bringen, mit den Abschnitten A1 bis E1 des zweiten
Dispensierspitzenbehälters 51B (1b).
Als nächstes
wird das Z-Achsenteil 23 angetrieben,
um den Dispensiermechanismus 40 vertikal abwärts zu der
Position zu bewegen, wo die Dispensierspitzen 60 an den
Stutzen 46 angebracht werden können, woraufhin die Dispensierspitzen 60,
die in den Abschnitten A1 bis E1 des zweiten Dispensierspitzenbehälters 51B enthalten
sind, an den Stutzen 46 des Dispensiermechanismus 40 angebracht
werden (1c). Während
in diesem Beispiel die Dispensierspitzen 60 an den dritten
bis siebten Stutzen 46 von einem Ende der Reihe von zwölf Stutzen 46 des
Dispensiermechanismus 40 gezählt angebracht werden, sollte
dies nicht einschränkend
ausgelegt werden. Die Dispensierspitzen können an irgendwelchen Positionen
der Stutzen 46 angebracht werden.
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Als nächstes wird das Z-Achsenteil 23 angetrieben,
um den Dispensiermechanismus 40 vertikal aufwärts zu bewegen
(1d). Dann werden die X-Achsenteile 21A und 21B und
das Y-Achsenteil 22 angetrieben, um den Dispensiermechanismus 40 in eine
Position vertikal oberhalb des Abschnittes 01 des zweiten
Reagenzgefäßes 52B zu
bringen (1e). Darauffolgend wird das Z-Achsenteil 23 angetrieben, um
den Dispensiermechanismus 40 vertikal abwärts zu bewegen,
bis eine Ebene (d.h., eine Ansaugebene) erreicht wird, bei der die
vorderen Enden kleinen Durchmessers, der an den Stutzen 46 angebrachten Dispensierspitzen 60 die
Flüssigkeitsoberfläche erreichen
und bei der die vorderen Enden der Stutzen 46, an denen
keine Dispensierspitzen 60 angebracht sind, die Flüssigkeitsoberfläche nicht
erreichen (1f). Dann werden 144 μl von eine Verdünnungslösung B bildendem
Reagenz 2 in die Dispensierspitzen 60 eingesaugt
(1g).
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Als nächstes wird das Z-Achsenteil 23 angetrieben,
um den Dispensiermechanismus 40 vertikal aufwärts zu bewegen
(1h) und die X-Achsenteile 21A und 21B und das
Y-Achsenteil 22 werden angetrieben, um jene Stutzen 46 des
Dispensiermechanismus 40, an denen die Dispensierspitzen 60 angebracht
sind, an Positionen anzuordnen ausgerichtet mit den Abschnitten
A1 bis E1 der Mikroplatte 53 (1i). Dann wird das
Z-Achsenteil 23 angetrieben zum Bewegen des Dispensiermechanismus 40 vertikal
abwärts
zu der Reagenzabgabeposition (1j). Dann wird Reagenz 2,
das in die Dispensierspitzen 60 angesaugt worden ist (1g)
abgegeben an die Wannen 53a A1 bis E1 der Mikroplatte 53,
um eine Menge von 144 μl
(1k).
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Als nächstes wird das Z-Achsenteil 23 angetrieben,
um den Dispensiermechanismus 40 vertikal aufwärts zu bewegen
(11) und die X-Achsenteile 21A und 21B und
das X-Achsenteil 22 werden angetrieben, um den Dispensiermechanismus 40 vertikal oberhalb
des Dispensierspitzen-Entsorgungsbehälters 54 anzuordnen
und die Dispensierspitzen werden entfernt durch einen Dispensierspitzen-Entfernungsmechanismus
(nicht dargestellt) (1m). Hiermit ist der Prozess 1 abgeschlossen.
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Wenn der Dispensiermechanismus 40 von der
Ausgangsposition zur 90-Grad-Position im Schritt 1b des Prozesses 1 gedreht
wird, steuert eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt) den Schrittmotor 32. Insbesondere
ist die Ausgangsposition des Dispensiermechanismus 40 eingestellt,
wenn der Ausgangspositions-Erfassungsanschlag 43 den Lichtempfangsabschnitt
(nicht dargestellt) des Ausgangserfassungssensors 33 abschirmt.
Eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt) steuert den Schrittmotor 32 derart,
dass der Dispensiermechanismus 40 sich in Richtung der
Ausgangsstellung dreht, bis der Ausgangspositions-Erfassungsanschlag 43 den
Lichtempfangsabschnitt (nicht dargestellt) des Ausgangspositions-Erfassungssensors 33 absetzt.
Zum Drehen des Dispensiermechanismus 40 von der Ausgangsposition
zur 90-Grad-Position treibt die Steuereinheit den Schrittmotor 32 um
die erforderliche Zahl von Impulsen an, um eine Drehung um 90 Grad
aus der Ausgangsposition zu erreichen. Der Dispensiermechanismus 40 wird
durch den Motor 32 derart gedreht, dass selbst wenn der
Dispensiermechanismus 40 in eine beliebige Position auf
der X-Achse, Y-Achse und Z-Achse
bewegt wird durch den Bewegungsmechanismus 20, der Dispensiermechanismus 40 gedreht
werden kann an jeder beliebigen Position. Als nächstes, wie in dem Flussdiagramm
der 4 gezeigt, werden
im Prozess 2 zuerst die X-Achsenteile 21A und 21B und
das Y-Achsenteil 22 des Bewegungsmechanismus 20 angetrieben,
um den Dispensiermechanismus 40 in eine Position im wesentlichen vertikal
oberhalb der Abschnitte A2 bis A12 des ersten Dispensierspitzenbehälters 51A zu
bringen (2a). Als nächstes
dreht der Drehmechanismus 30 den Dispensiermechanismus 40 aus
der 90-Grad-Position in die Ausgangsposition, um alle Stutzen 46 mit Ausnahme
des Stutzens 46 des einen Endes der Reihe von zwölf Stutzen 46 des
Dispensiermechanismus 40 in vertikaler Ausrichtung mit
den Abschnitten A2 bis A12 des ersten Dispensierspitzenbehälters 51A zu
bringen (2b). Als nächstes
wird das Z-Achsenteil 23 angetrieben, um den Dispensiermechanismus 40 vertikal
abwärts
zu der Position zu bringen, wo Dispensierspitzen 60 an
die Stutzen 46 des Dispensiermechanismus 40 angebracht
werden können,
woraufhin die Dispensierspitzen 60, die in den Abschnitten
A2 bis A12 des ersten Dispensierspitzenbehälters 51A angeordnet
sind, an die Stutzen 46 angebracht werden mit Ausnahme
des Stutzens 46 an einem Ende der Reihe von zwölf Stutzen 46 des
Dispensiermechanismus 40 (2c).
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Als nächstes wird das Z-Achsenteil 23 angetrieben,
um den Dispensiermechanismus 40 vertikal aufwärts zu bewegen
(2d). Dann werden die X-Achsenteile 21A und 21B und
das X-Achsenteil 22 angetrieben, um den Dispensiermechanismus 40 zu einer
Position vertikal oberhalb des Abschnittes A des ersten Reagenzgefäßes 52A zu
bringen (2e). Darauffolgend wird das Z-Achsenteil 23 angetrieben, um
den Dispensiermechanismus 40 vertikal abwärts zu der
Ansaugebene zu bringen, in der die vorderen Enden kleineren Durchmessers
der an den Stutzen 46 angebrachten Dispensierspitzen 60 die
Flüssigkeitsoberfläche erreichen
und die vorderen Enden der Stutzen 46 ohne Dispensierspitzen 60 daran
die Flüssigkeitsoberfläche nicht
erreichen (2f). Dann wird ein eine Verdünnungslösung A bildendes Reagenz 1 in
die Dispensierspitzen 60, die an den Stutzen 46 angebracht
sind, angesaugt (2b).
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Als nächstes wird das Z-Achsenteil 23 angetrieben,
um den Dispensiermechanismus 40 vertikal aufwärts zu bewegen
(2h) und die X-Achsenteile 21A und 21B und
das Y-Achsenteil 22 werden angetrieben, um jene Stutzen 46 des
Dispensiermechanismus 40, an denen die Dispensierspitzen 60 angebracht
sind, vertikal oberhalb der Abschnitte A2 bis A12 der Mikroplatte 53 anzuordnen
(2i). Dann wird das Z-Achsenteil 23 angetrieben,
um den Dispensiermechanismus vertikal abwärts zu bewegen zu der Reagenzabgabeposition
(2j). Und Reagenz 1, das in die Dispensierspitzen 60 aufgesogen
worden ist, wird in die Wannen 53a der Abschnitte A2 bis
A12 der Mikroplatte 53 abgegeben (2k). Ferner
wird das Reagenz 1, wie in der Reihe von die Box A der 1 umgebenden Schritte, auch
in Abschnitte B2-B12 bis zu Abschnitten E2-E12 abgegeben.
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Als nächstes wird das Z-Achsenteil 23 angetrieben,
um den Dispensiermechanismus 40 vertikal aufwärts zu bewegen
und die X-Achsenteile 21A und 21B und das Y-Achsenteil 22 werden
angetrieben, um den Dispensiermechanismus 40 vertikal oberhalb des
Dispensierspitzen-Entsorgungsbehälters 54 anzuordnen
und die Dispensierspitzen 60 werden von dem (nicht dargestellten)
Dispensierspitzen-Entfernungsmechanismus entfernt (2m).
Hierdurch wird der Prozess 2 abgeschlossen.
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Als nächstes werden im Prozess 3 ähnlich dem
Prozess 1 die in den Abschnitten A2 bis E2 des zweiten
Dispensierspitzenbehälters 51B enthaltenen Dispensierspitzen
an die Stutzen 46 des Dispensiermechanismus 40 angebracht
und nach dem Aufsaugen von 50 μl
von den Wannen A1 bis E1 der Mikroplatte 53 wird ein Abgeben
der aufgesaugten Flüssigkeit
an die Abschnitte A2 bis E2 der Mikroplatte 53 bewirkt.
Nach Abschluss des Abgebens wird ein Ansaugen von 50 μl von den
Wannen A2 bis E2 bewirkt und ein Abgeben an A3 bis E3 wird bewirkt.
Diese Operation wird wiederholt bis zu den Wannen A8 bis E8, verdünnte Probenlösungen schrittweise
in der Mikroplatte 53 verdünnt vorzubereiten. Als nächstes werden
die Dispensierspitzen 60 von dem Dispensierspitzen- Entfernungsmechanismus
(nicht dargestellt) entfernt zum Abschließen des Prozesses 3.
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Als nächstes werden im Prozess 4 ähnlich der
Serie von Schritten des in 4 gezeigten
Prozesses 2 die Dispensierspitzen 60, die in Abschnitten B2
bis B12 des ersten Dispensierspitzenbehälters 51A enthalten
sind, an die Stutzen 46 des Dispensiermechanismus angebracht
und 100 μl
von einer Reaktionsstartlösung
A1 bildenden Reagenz 3 von dem Abschnitt B des Reagenzgefäßes 52A aufgesaugt
und an die Wannen A1 bis A12 der Mikroplatte 53 abgegeben.
Als nächstes
werden die Dispensierspitzen durch den Dispensierspitzen-Entfernungsmechanismus
(nicht dargestellt) entfernt. Dann werden die in den Abschnitten
C1 bis C12 des ersten Dispensierspitzenbehälters 51A enthaltenen
Dispensierspitzen 60 an die Stutzen 46 befestigt
und 100 μl des
eine Reaktionsstartlösung
B bildenden Reagenz 4 werden von dem Abschnitt C des Reagenzgefäßes 52A aufgesaugt
und werden an die Wannen B1 bis B12 der Mikroplatte 53 abgegeben.
Als nächstes werden
die Dispensierspitzen 60 von dem Dispensierspitzen-Entfernungsmechanismus
(nicht dargestellt) entfernt.
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In ähnlicher Weise werden Reaktionsstartlösungen C
bis E bildende Reagenzien 5 bis 7 jeweils in die
Wannen C1-C12, D1-D12
und E1-E12 der Mikroplatte 53 eingegossen und ein Reaktionstest
wird in jeder Wanne 53a gestartet.
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Als nächstes wird die verdünnte Probenlösung vermischt
mit der Reaktionsstartlösung
in der Mikroplatte 53 einer Reaktion unterzogen bei einer festen
Temperatur für
eine feste Zeitdauer.
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Als nächstes werden im Prozess 6 nach
Ablauf einer zuvor beliebig festgelegten Zeitdauer die Dispensierspitzen 60,
die in den Abschnitten G1 bis G12 des ersten Dispensierspitzenbehälter 51A enthalten
sind, an die Stutzen 46 des Dispensiermechanismus 40 wie
im Prozess 2 angebracht und 75 μl von eine Reaktionsstorplösung bildendem
Reagenz 8 werden von dem Abschnitt H des Reagenzgefäßes 52A aufgesaugt
und werden in die Wannen A1 bis A12 der Mikroplatte 53 abgegeben.
Wie in der Serie von Schritten um die Box A in 4 wird das Reagenz 8 sukzessive
in Wannen B1-B12 bis E1-E12 eingegossen zum Stoppen der Reaktion
in jeder Wanne 53a.
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Wie oben in der ersten Ausführungsform
beschrieben, kann, da der Drehmechanismus 30 zum Drehen
des Dispensiermechanismus 40 um die Drehachse vorgesehen
ist, eine automatische Flüssigkeitsdispensieroperation
ausgeführt
werden mit dem einzelnen Dispensiermechanismus 40 in bezug auf
die Reihe von Wannen, die sich in Longitudinalrichtung der Mikroplatte 53 erstrecken
und die Reihe von Wannen, die sich in Lateralrichtung davon erstrecken.
Der Dispensieroperation kann simultan Flüssigkeitsabgabe vorgenommen
werden mit linear aneinandergereihten Wannen. Ferner kann simultan Flüssigkeitsaufsaugen
in Dispensierspitzen durchgeführt
werden. Entsprechend kann ein metabolischer Arzneimittel-Reaktionstest leicht
durchgeführt
werden.
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Als nächstes wird ein Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
in Übereinstimmung
mit einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben unter Bezugnahme auf 6 und 7. Das Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem der
zweiten Ausführungsform
unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform nur dahingehend, dass
der Drehmechanismus mit einer Rolle 48 und einem Anschlagteil 12 versehen
ist statt dem Schrittmotor 32. Der Dispensiermechanismus 40 wird
durch die Rolle 48 und das Anschlagteil 12 gedreht.
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Insbesondere in einem Abschnitt des
Dispensiermechanismus 40 und an der Stelle, an der der Zylinderhalteabschnitt 41 und
der gelagerte Abschnitt 42' verbunden
sind, ist eine scheibenförmige Rolle 48 vorgesehen.
Die Achse der Rolle 48 ist ausgerichtet mit der Drehachse
des Dispensiermechanismus 40 und die Rolle 48,
der Zylinderhalteabschnitt 41 und der gelagerte Abschnitt 42'' sind integral drehbar.
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Ferner ist das Anschlagteil 12 in
Form einer viereckigen Platte vorgesehen an der inneren Außenoberfläche, welche
die Kammer 10a des Hauptgestells 10 definiert
und welche parallel bis zu dem X-Achsenteil 21A. Das Anschlagteil 12 ist
in der Nähe
des X-Achsenteils 21A vorgesehen mit seiner plattenartigen
Oberfläche
in horizontaler Ausrichtung und eine Langseite 12B des
Anschlagteils 12 ist fest angebracht an der oben erwähnten inneren
peripheren Oberfläche.
Demnach ist eine andere Longitudinalseite 12A des Anschlagteils 12 beabstandet
von der inneren peripheren Oberfläche und erstreckt sich parallel
zu der Longitudinalrichtung des X-Achsenteils.
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Wenn der Dispensiermechanismus 40 gedreht
wird, wird das Z-Achsenteil 23 angetrieben,
um die vertikale Höhe
der Rolle 48 mit dem Anschlagteil 12 auszurichten
und der Dispensiermechanismus 40 wird entlang den X-Achsenteilen 21A und 21B bewegt,
um mit der äußeren peripheren
Oberfläche 48A der
Rolle 48 konfrontiert zu sein mit der anderen Längsseite 12A des
Anschlagteils 12. Als nächstes wird
der Dispensiermechanismus 40 entlang dem Y-Achsenteil 22 bewegt,
um die äußere periphere Oberfläche 48A der
Rolle 48 in Kontakt zu bringen mit der anderen Longitudinalseite 12A des
Anschlagteils 12. Während
dieser Kontaktzustand beibehalten wird, wird der Dispensiermechanismus 40 entlang den
X-Achsenteilen 21A und 21B bewegt,
wodurch die Rolle 48 eine Kraft bedingt durch die Reibung
zwischen der peripheren Oberfläche 48A und
der Längsseite 12A des
Anschlagteils 12 erfährt,
hierdurch den Dispensiermechanismus 40 drehend.
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Die Steuerung des Drehwinkels des
Dispensiermechanismus 40 wird durch einen Steuerbewegungsbetrag
des Dispensiermechanismus 40 entlang der X-Achsenteile 21A und 21B bewirkt.
Alternativ kann die Steuerung durch Erfassen des Drehwinkels mit
Hilfe eines Winkelsensors vorgenommen werden, der in dem Dispensiermechanismus 40 angebracht
ist. Da der Dispensiermechanismus 40 durch die Rolle 48 und
das Anschlagteil 12 statt des Schrittmotors 32 gedreht
werden kann, wird ein weniger teures Mikroplattenflüssigkeitshandhabungssystem
mit einfachem Aufbau resultieren.
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Während
die Erfindung detailliert beschrieben worden ist und unter Bezugnahme
auf die spezifischen Ausführungsformen
davon, wäre
es Fachleuten ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen
darin vorgenommen werden können, ohne
vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Während beispielsweise in den
oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen die Mikroplatte 53 12 × 8 Wannen 53a hat,
d.h. sechsundneunzig Wannen insgesamt, sollte dies nicht einschränkend ausgelegt
werden. Allgemein gesagt ist die Anzahl von angeordneten Wannen
ein Mehrfaches von Vier sowohl in Longitudinal- als auch in Lateralrichtung.
Beispielsweise ist es auch möglich,
die Zahl der in Longitudinalrichtung der Mikroplatte aneinandergereihten
Wannen zu verdoppeln (24 Wannen) oder zu verdreifachen (36 Wannen).
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Während
in den obigen Ausführungsformen die
X-Achsenteile 21A und 21B unbeweglich an dem Hauptgestell 10 befestigt
sind, können
ferner zwei Y-Achsenteile unbeweglich an dem Hauptgestell 10 befestigt
werden, wohingegen sich ein X-Achsenteil quer
zu den beiden Y-Achsenteilen erstreckt. Im letzteren Fall ist das
X-Achsenteil in Longitudinalrichtung der Y-Achsenteile bewegbar
(Y-Achsenrichtung), während
es im rechten Winkel in bezug auf de Y-Achsenteile gehalten wird.
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Ferner ist in der zweiten Ausführungsform das
Anschlagteil 12 an der inneren peripheren Oberfläche vorgesehen,
die die Kammerinnenseite 10a des Hauptgestells 10 bildet
und erstreckt sich parallel zu dem X-Achsenteil 21A. Jedoch
kann das Anschlagteil an einer anderen inneren peripheren Oberfläche angeordnet
sein, die sich parallel zu dem Y-Achsenteil 22 erstreckt.
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Ferner kann, um konstanten Druck
zwischen der Rolle 48 und dem Anschlagteil 12 bereitzustellen, wie
in 7 gezeigt, sich eine
Stützplattform 13 vom Hauptgestell 10 erstrecken
und das Anschlagteil 12 ist an der Stützplattform 13 gelagert.
Ferner ist eine Feder 14 zwischen dem Anschlagteil 12 und
der inneren peripheren Oberfläche
des Hauptgehäuses 10 vorgesehen,
um das Anschlagteil 12 in Richtung der Rolle 48 vorzuspannen.
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Um zu verhindern, dass die Rolle 48 in
bezug auf das Anschlagteil 12 durchschlüpft während der Drehung des Dispensiermechanismus 40,
wie in 7 gezeigt, kann
ein elastisches Teil 15, das aus einem Gummi oder ähnlichem
gebildet ist, auf die gesamte Längsseite 12A des
Anschlagteils 12 aufgelegt sein. Dies kann einen Reibungskoeffizienten
zwischen der Rolle 48 und dem Anschlagteil 12 erhöhen. Aus ähnlichem
Grund kann ein elastisches Teil auch auf der gesamten peripheren
Oberfläche 48A der Rolle 48 vorgesehen
sein.