JP2001091524A - Method and apparatus for dispensing - Google Patents

Method and apparatus for dispensing

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JP2001091524A
JP2001091524A JP27358299A JP27358299A JP2001091524A JP 2001091524 A JP2001091524 A JP 2001091524A JP 27358299 A JP27358299 A JP 27358299A JP 27358299 A JP27358299 A JP 27358299A JP 2001091524 A JP2001091524 A JP 2001091524A
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JP
Japan
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nozzle
sample
pressure
dispensing
liquid
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JP27358299A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Yoshimura
共之 吉村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect the level of a discharge destination container when a sample is discharged in a state that the sample is sucked into a resin nozzle. SOLUTION: In a state that a sample 6 is sucked into a nozzle 5, a pressure inside a pipe 10 is adjusted, a part of the sample 6 is made to swell from the opening at the tip of the nozzle, and the nozzle 5 is lowered by keeping this state. When a part of the sample which is made to swell comes into contact with the level of a discharge destination container 7, a pressure is changed suddently. By detecting its change, the level is judged.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は自動分注方法及び装
置に関し、特に液面検出技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic dispensing method and apparatus, and more particularly to a liquid level detecting technique.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、血液検査等の臨床検査分野では種
々の装置で自動化が進み、血清等の検体及び試薬などの
液状試料を自動的に吸引・吐出する自動分注装置が一般
的に使用されている。一般的な自動分注装置では、例え
ばシリンジ及びピストンで構成される分注ポンプにおけ
るピストン移動量を制御し、ディスポーザブルチップ等
のノズルを含む配管全体の気体体積を変化させ、ノズル
によって液状試料の自動的な吸引及び吐出が行われる。
このような自動分注装置において、例えばノズルがSU
S等の電気的に良導体である材質でできている場合に
は、ノズルと液面間の電気抵抗変化あるいは静電容量変
化等によって、ノズル先端が液面に触れたことが検知さ
れ、その検出された液面レベルに基づいて分注が実行さ
れる。しかし、この場合にはノズルを導体で形成する必
要がある。
2. Description of the Related Art At present, in the field of clinical tests such as blood tests, automation is progressing with various devices, and an automatic dispensing device for automatically aspirating and discharging a sample such as serum and a liquid sample such as a reagent is generally used. Have been. In a general automatic dispensing apparatus, for example, the amount of movement of a piston in a dispensing pump composed of a syringe and a piston is controlled, the gas volume of the entire pipe including a nozzle such as a disposable tip is changed, and the nozzle automatically controls the liquid sample. Suction and discharge are performed.
In such an automatic dispensing apparatus, for example, when the nozzle is SU
If it is made of a material that is an electrically good conductor such as S, it is detected that the tip of the nozzle has touched the liquid surface due to a change in electrical resistance or capacitance between the nozzle and the liquid surface. Dispensing is performed based on the liquid level thus performed. However, in this case, it is necessary to form the nozzle with a conductor.

【0003】一方、プラスティック製ディスポーザブル
チップ等などの電気的に絶縁体である材質のノズルが使
用されている場合、ノズル先端開口からエアを連続的に
吐出し又はエアの連続的吸引を行うことによって、ノズ
ル先端が液面で閉塞されることによるノズル内エア圧力
の上昇から液面レベルが判定される。しかし、エア吐出
又はエア吸引のためにはノズル内が空でなければなら
ず、ノズル内に試料の吸引を行っている状態において、
液面検出を行うことはできない。
On the other hand, when a nozzle made of an electrically insulating material such as a plastic disposable tip is used, air is continuously discharged from the nozzle tip opening or air is continuously suctioned. The liquid level is determined from the rise in the air pressure in the nozzle due to the nozzle tip being blocked by the liquid level. However, for air discharge or air suction, the inside of the nozzle must be empty, and in the state where the sample is sucked into the nozzle,
Liquid level detection cannot be performed.

【0004】そのため吐出先の液面位置を知るために、
あらかじめ知ることのできる吐出容器底面位置,断面積
等の吐出先容器形状及び容器内に存在する液量から計算
によって液面位置を推定する等の方法が採られていた。
Therefore, in order to know the position of the liquid surface at the discharge destination,
A method of estimating a liquid surface position by calculation from a discharge container shape such as a discharge container bottom position, a sectional area, and the like, which can be known in advance, and a liquid amount existing in the container has been adopted.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、エア圧
力の監視によって液面検知動作を行っている自動分注装
置では、吸引時の液面検出は可能であるが、吐出時の液
面検出は不可能である。そこで、上記のように、演算に
より吐出時における液面レベルを推定していたが、一般
的に容器形状のバラツキ等さまざまな誤差要因が存在す
るため、正確にその位置を推定することは困難であり、
特に吐出先容器内の液量が微量である場合にはその推定
が極めて困難となる。
As described above, in the automatic dispensing apparatus which performs the liquid level detection operation by monitoring the air pressure, the liquid level can be detected at the time of suction, but the liquid level at the time of discharge can be detected. Detection is not possible. Therefore, as described above, the liquid level at the time of discharge was estimated by calculation, but it is difficult to accurately estimate the position because there are generally various error factors such as variations in container shape. Yes,
In particular, when the amount of liquid in the discharge destination container is very small, it is extremely difficult to estimate the amount.

【0006】ちなみに、超音波センサあるいは光センサ
を利用して吐出先の液面位置を検出することは可能であ
るが、ディスポーザブルチップ等を使用している場合、
チップ形状にバラツキがあるため、チップ先端の高さを
吐出先の液面に対して正確に位置決めするのはやはり困
難である。
Incidentally, it is possible to detect the liquid surface position of the discharge destination using an ultrasonic sensor or an optical sensor, but when a disposable chip or the like is used,
It is also difficult to accurately position the tip of the tip with respect to the liquid level of the discharge destination because of variations in the tip shape.

【0007】近年、バイオ技術の進展に伴って、液状試
料1μlを液量2μlの容器内に正確に吐出するといった極
めて微量な分注動作が要請されるようになってきたが、
このような微量分注を達成するためには、ノズル先端を
正確に吐出先の容器内の液面又はその上下に位置決め制
御することが求められている。
[0007] In recent years, along with the development of biotechnology, an extremely small amount of dispensing operation such as accurately discharging 1 µl of a liquid sample into a 2 µl container has been demanded.
In order to achieve such a small amount of dispensing, it is required to accurately control the position of the nozzle tip above or below the liquid level in the discharge destination container.

【0008】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、ノズルによって正確な液面等
の検出を行う新しい液面検出方式を実現することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to realize a new liquid level detection method for accurately detecting a liquid level or the like by a nozzle.

【0009】本発明の他の目的は、非導電性の材料で構
成されたノズルを利用して分注を行う場合において、ノ
ズル内に試料が含有されていても、その吐出時に吐出先
容器内の液面のレベルを正確に検出することにある。
Another object of the present invention is to provide a dispensing method using a nozzle made of a non-conductive material. The purpose of the present invention is to accurately detect the liquid level.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】(1)上記目的を達成す
るために、本発明は、ノズル内に試料が吸引されている
状態で、前記ノズル内の圧力を上げてノズル先端開口か
ら試料の一部を膨らみ出させる圧力制御工程と、前記ノ
ズルを液面に対して下降させる下降工程と、前記ノズル
先端開口から膨らみ出た試料の一部が前記液面に付着す
ることに起因するノズル内の圧力変化を検出する液面検
出工程と、を含むことを特徴とする。
Means for Solving the Problems (1) In order to achieve the above object, according to the present invention, in a state where a sample is sucked into a nozzle, the pressure inside the nozzle is increased and the sample is removed from the nozzle tip opening. A pressure control step of causing a part to swell, a lowering step of lowering the nozzle with respect to a liquid level, and a nozzle inside due to a part of the sample swelling from the nozzle tip opening adhering to the liquid level. And a liquid level detecting step of detecting a pressure change of the liquid.

【0011】上記構成によれば、ノズル先端開口から試
料の一部を膨らみ出させ、すなわち、液面開口からある
程度試料が下側へ隆起し且つ液玉にはならないような範
囲でノズル内圧力が設定される。その状態のノズルを下
降させ、液面に対して隆起した試料の一部が接触する
と、表面張力などの作用によってノズル内の圧力が急激
に低下する。その圧力変化を検出することによって間接
的に液面を検出可能である。エア吐出やエア吸引を利用
した液面検出方法に比べ、本発明に係る方法によれば、
応答性よく液面検出を行える。よって、より液面位置を
正確に判定可能である。
According to the above configuration, a part of the sample bulges from the opening at the nozzle tip, that is, the pressure in the nozzle rises to a certain extent from the liquid surface opening to the extent that the sample does not become a liquid ball. Is set. When the nozzle in that state is lowered and a part of the raised sample comes into contact with the liquid surface, the pressure in the nozzle rapidly decreases due to the effect of surface tension or the like. The liquid level can be detected indirectly by detecting the pressure change. According to the method according to the present invention, as compared to the liquid level detection method using air discharge or air suction,
Liquid level detection can be performed with good responsiveness. Therefore, the liquid level position can be determined more accurately.

【0012】望ましくは、前記圧力制御工程での圧力上
昇値は、ノズル先端開口の内径をd及び試料の表面張力
σに基づく所定の条件範囲内において決定され、望まし
くは前記圧力上昇値は、4σ/d[Pa]を越えない値に
決定される。この条件を満たせば基本的に液玉の形成を
防止できる。
Preferably, the pressure rise value in the pressure control step is determined within a predetermined condition range based on the inner diameter of the nozzle tip opening d and the surface tension σ of the sample, and preferably the pressure rise value is 4σ / D [Pa] is determined. If this condition is satisfied, the formation of liquid droplets can be basically prevented.

【0013】望ましくは、前記液面の上方にノズルが位
置決めされた後に前記圧力制御工程が実行され、望まし
くは前記液面に対して前記ノズルが下降している途中に
おいて前記圧力制御工程が実行される。この構成によれ
ば、万が一にも液滴が落下してもそれを吐出先容器でキ
ャッチ可能である。
Preferably, the pressure control step is performed after the nozzle is positioned above the liquid level, and preferably, the pressure control step is performed while the nozzle is descending with respect to the liquid level. You. According to this configuration, even if a droplet falls, it can be caught by the discharge destination container.

【0014】望ましくは、前記圧力変化の検出タイミン
グに基づいて前記ノズルの下降を停止させる下降停止工
程を含む。望ましくは、前記ノズル先端開口から膨らみ
出た試料の一部が液面に接触し、かつ、前記ノズル先端
面が液面から隔てられている状態で試料の吐出を行う。
このように、応答性よく正確に液面を検出できるので、
液面直前の吐出や液面から所定深さ下方の位置での吐出
など自在に吐出レベルを設定可能である。
Preferably, the method further includes a descent stopping step of stopping descent of the nozzle based on the detection timing of the pressure change. Desirably, the sample is discharged in a state where a part of the sample swelling from the nozzle tip opening is in contact with the liquid surface and the nozzle tip surface is separated from the liquid surface.
In this way, the liquid level can be accurately detected with good responsiveness,
The discharge level can be freely set, such as discharge immediately before the liquid level or discharge at a position below a predetermined depth from the liquid level.

【0015】望ましくは、前記ノズル先端開口から膨ら
み出た試料の一部を考慮して吐出量が決定される。望ま
しくは、所定量の試料の吐出をなすために必要な分注ポ
ンプの推定作動量から、前記ノズル内の圧力を上げてノ
ズル先端開口から試料の一部を膨らみ出させるのに要し
た分注ポンプの予備作動量を減算し、吐出時の分注ポン
プの実作動量を決定する。この構成によれば、吐出量を
正確に設定できる。
Preferably, the discharge amount is determined in consideration of a part of the sample swelling from the nozzle tip opening. Desirably, the dispensing required to increase the pressure in the nozzle and bulge a part of the sample from the nozzle tip opening from the estimated operating amount of the dispensing pump required to discharge a predetermined amount of the sample. The actual operation amount of the dispensing pump at the time of discharge is determined by subtracting the preliminary operation amount of the pump. According to this configuration, the discharge amount can be set accurately.

【0016】(2)また上記目的を達成するために、本
発明は、試料の吸引・吐出を行うノズルと、前記ノズル
に対して配管を介して接続された分注ポンプと、前記配
管内の気体の圧力を検出する圧力センサと、前記ノズル
を下降させる搬送機構と、前記ノズル内の試料の一部が
ノズル先端開口から膨らみ出ている状態で前記ノズルを
液面に向けて下降させ、前記圧力センサの検出信号に基
づいて、液面高さを判定する制御手段と、を含むことを
特徴とする。
(2) In order to achieve the above object, the present invention provides a nozzle for sucking and discharging a sample, a dispensing pump connected to the nozzle via a pipe, A pressure sensor for detecting the pressure of gas, a transport mechanism for lowering the nozzle, and lowering the nozzle toward the liquid surface in a state where a part of the sample in the nozzle is swelling from the nozzle tip opening, Control means for determining a liquid level based on a detection signal of the pressure sensor.

【0017】望ましくは、前記ノズルはノズル基部とそ
の先端に装着される樹脂製のディスポーザブルチップと
で構成される。
Preferably, the nozzle comprises a nozzle base and a disposable resin tip mounted on the tip of the nozzle base.

【0018】(3)また、上記目的を達成するために、
本発明は、ノズル内に試料が吸引されている状態で、前
記ノズル内の圧力を上げてノズル先端開口から試料の一
部を膨らみ出させる圧力制御工程と、前記ノズルを液面
に対して下降させる下降工程と、前記ノズル先端開口か
ら膨らみ出た試料の一部が吐出先容器の底面に付着する
ことに起因するノズル内の圧力変化を検出する底面検出
工程と、を含むことを特徴とする。
(3) To achieve the above object,
The present invention provides a pressure control step of increasing the pressure in the nozzle while the sample is being sucked into the nozzle to cause a part of the sample to swell from the nozzle tip opening, and lowering the nozzle with respect to the liquid level. A lowering step of detecting the pressure change in the nozzle due to a part of the sample swelling from the nozzle tip opening adhering to the bottom surface of the discharge destination container. .

【0019】(4)上記のノズル内圧力の上昇は、一般
に分注ポンプのピストン作動量を制御することによって
達成されるが、それ以外にも、ノズルに設けられた圧電
素子や形状記憶合金による微小体積変動を利用してもよ
い。さらに簡単にはノズル内の温度をヒータ等によって
微小量だけ上昇させることによっても達成できる。
(4) The increase in the pressure in the nozzle is generally achieved by controlling the operation amount of the piston of the dispensing pump, but other than that, the piezoelectric element or the shape memory alloy provided in the nozzle may be used. Small volume fluctuations may be used. More simply, it can be achieved by raising the temperature in the nozzle by a minute amount using a heater or the like.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図2は、ディスポ−ザブルチップ
等のノズルの先端を示す断面拡大図である。ノズル内部
には液状試料が既に吸引されており、ノズル先端が空中
に存在している。(A)には、液状試料と空気との界面
がノズル先端の開口と同一レベルとなっている場合の状
態が示され、(B)には、界面がノズル先端の開口から
中程度に膨らみ出た状態が示され、(C)には、界面が
ノズル先端の開口から半球状に膨らみ出た状態が示され
ている。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a tip of a nozzle of a disposable tip or the like. The liquid sample has already been sucked into the nozzle, and the tip of the nozzle is in the air. (A) shows a state in which the interface between the liquid sample and air is at the same level as the opening at the tip of the nozzle, and (B) shows that the interface swells moderately from the opening at the tip of the nozzle. (C) shows a state in which the interface swells hemispherically from the opening at the nozzle tip.

【0021】ここで、仮に、界面の曲率半径をR
[m]、液状試料の表面張力をσ[N/m]とすると、
よく知られているように界面の内外間に圧力差が生じ、
曲率半径の中心側の圧力が外側の圧力より2σ/R[P
a]だけ高くなる。したがって、ノズル内に液状試料を
吸引した後、ポンプから液状試料までの間にある配管内
の気体の圧力を高めていくと、図2の(B)などに示す
ように界面の曲率半径が徐々に小さくなっていくことに
なる。この界面での曲率半径の最小値はノズル開口の半
径r[m]となるので、そのとき界面での圧力差は最大
値となり、一般にその最大値は2σ/r[Pa]で表され
る。
Here, suppose that the radius of curvature of the interface is R
[M] and the surface tension of the liquid sample is σ [N / m],
As is well known, there is a pressure difference between the inside and outside of the interface,
The pressure on the center side of the radius of curvature is 2σ / R [P
a]. Therefore, after the liquid sample is sucked into the nozzle and the pressure of the gas in the pipe between the pump and the liquid sample is increased, the radius of curvature of the interface gradually increases as shown in FIG. It becomes smaller. Since the minimum value of the radius of curvature at this interface is the radius r [m] of the nozzle opening, the pressure difference at the interface at that time becomes the maximum value, and the maximum value is generally represented by 2σ / r [Pa].

【0022】これ以上の圧力上昇を加えると、ノズル内
の液状試料は先端から飛び出して液玉を形成することに
なるが、上記の圧力上限内に圧力上昇を抑えておけば飛
び出すことはない。例えば先端内径が0.5[mm]で液状
試料が水の場合には、上記の最大圧力は500〜600[Pa]
程度となる。
When the pressure rise is applied more than this, the liquid sample in the nozzle jumps out from the tip and forms a liquid ball. However, if the pressure rise is suppressed within the above-mentioned upper limit of pressure, it will not fly out. For example, when the inner diameter of the tip is 0.5 [mm] and the liquid sample is water, the maximum pressure is 500 to 600 [Pa].
About.

【0023】上述したように、上記の最大圧力を超えな
い範囲で配管内気体の圧力を上昇させても液状試料が分
注容器先端から飛び出すことはない。通常は、この最大
圧力の1/3〜1/2程度の圧力上昇に抑え、例えば最大圧
力が500〜600[Pa]である場合には、圧力上昇は200[P
a]程度に設定する。
As described above, the liquid sample does not jump out of the tip of the dispensing container even if the pressure of the gas in the pipe is increased within a range not exceeding the maximum pressure. Normally, the pressure increase is suppressed to about 1/3 to 1/2 of the maximum pressure. For example, when the maximum pressure is 500 to 600 [Pa], the pressure increase is 200 [P
a].

【0024】このような状態で、ノズル先端を吐出先液
面に向けて下降させ、ノズル先端から膨らみ出た液状試
料の一部が吐出先の液面に触れた瞬間、液状試料と空気
との界面は消失し、上記の表面張力による圧力上昇分は
消失することになり、圧力レベルの急激な減衰が生じ
る。
In such a state, the tip of the nozzle is lowered toward the liquid surface of the discharge destination, and when a part of the liquid sample swelling from the nozzle end touches the liquid surface of the discharge destination, the liquid sample and the air The interface disappears, and the pressure increase due to the above-mentioned surface tension disappears, so that the pressure level sharply decreases.

【0025】この状態が図3の圧力波形の例に示されて
いる。このグラフは、吸引終了後の圧力レベルに対して
約200[Pa]の圧力上昇を生じさせ、ノズル先端を液面
に接触させた場合の変化である。液面に触れた瞬間に、
上昇させた圧力レベルが急激に元のレベルに復帰してい
ることがわかる。
This state is shown in the example of the pressure waveform in FIG. This graph shows a change when a pressure rise of about 200 [Pa] is generated with respect to the pressure level after the end of the suction and the tip of the nozzle is brought into contact with the liquid surface. The moment you touch the surface,
It can be seen that the increased pressure level has suddenly returned to the original level.

【0026】このように上述した方法によって、ノズル
先端から膨らみ出た液状試料の一部が吐出先容器の液面
に触れたことを正確に検知できる。よって、そのタイミ
ングでノズルの下降を停止させ、吐出動作を行えば、非
常に精密な分注動作が可能となる。
As described above, it is possible to accurately detect that a part of the liquid sample swelling from the nozzle tip touches the liquid surface of the discharge destination container. Therefore, by stopping the lowering of the nozzle at that timing and performing the discharging operation, a very precise dispensing operation can be performed.

【0027】上記動作を行った場合、ノズル先端から膨
らみ出た液状試料の一部が液面に触れたとたん、圧力上
昇を生じさせるために圧縮した気体体積分がそのままノ
ズル先端から吐出されるため、引き続いて行う試料の吐
出時には、その体積分を差し引きするなどの補正を行っ
た上で吐出すべきである。例えば圧力を上昇させるのに
シリンジポンプ等を使用した場合には、圧力を所定量高
めるのにシリンジポンプを吐出方向に0.5μl分押したと
して、規定の分注量が2.5μlであった場合には吐出動作
時に2μl分シリンジポンプを押すことになる。もちろ
ん、上記の場合で規定の分注量が0.5μlであるときに
は、液面検知後なんの吐出動作もせずに、そのまま分注
チップをゆっくり引き上げるだけで、分注動作が完了す
ることになる。
When the above operation is performed, as soon as a part of the liquid sample swelling from the nozzle tip touches the liquid surface, the gas volume compressed to generate a pressure rise is directly discharged from the nozzle tip. In the subsequent ejection of the sample, the ejection should be performed after correction such as subtraction of the volume. For example, when a syringe pump or the like is used to increase the pressure, if the syringe pump is pressed by 0.5 μl in the discharge direction to increase the pressure by a predetermined amount, and the prescribed dispensing amount is 2.5 μl Means that the syringe pump is pushed by 2 μl during the discharging operation. Of course, in the above case, when the prescribed dispensing amount is 0.5 μl, the dispensing operation is completed only by slowly pulling up the dispensing tip without performing any discharge operation after detecting the liquid level.

【0028】以上の方法によって、プラスティック製デ
ィスポーザブルチップ等の電気的に絶縁体である材質で
構成されたノズルを使用している場合においても、吐出
時にノズル先端が液面に接触したことを応答性よく検知
でき、ノズル先端を正確に吐出先の容器内の液面又はそ
の前後の所定レベルに位置決めすることができる。更
に、上記方法によれば、液量が微量な場合でも高精度な
分注が可能となる。
According to the above method, even when a nozzle made of a material that is an electrically insulating material such as a plastic disposable tip is used, the fact that the tip of the nozzle comes into contact with the liquid surface at the time of ejection is responsive. The nozzle tip can be detected well, and the nozzle tip can be accurately positioned at the liquid level in the discharge destination container or at a predetermined level before and after the liquid level. Further, according to the above method, even when the amount of the liquid is very small, it is possible to dispense with high accuracy.

【0029】図1は、本発明に係る分注装置の全体構成
が模式的に示されている。ここで、図1は、例えばパル
スモータ4とボールネジを用いてシリンジポンプ3のピ
ストンの動作量を制御している一般的な分注装置の場合
の構成例を示しており、シリンジポンプ3とノズル5の
間にある空気の圧力をモニタするために、圧力センサ2
が配管10上に設けられている。符号1は制御部であ
り、符号9は搬送機構である。
FIG. 1 schematically shows the entire configuration of a dispensing apparatus according to the present invention. Here, FIG. 1 shows a configuration example of a general dispensing apparatus in which the operation amount of a piston of a syringe pump 3 is controlled using, for example, a pulse motor 4 and a ball screw. Pressure sensor 2 to monitor the pressure of the air between 5
Is provided on the pipe 10. Reference numeral 1 denotes a control unit, and reference numeral 9 denotes a transport mechanism.

【0030】図1は、分注対象となった試料6をノズル
5内に吸引した後、吐出先の容器7中に存在する液体8
の液面の位置を検知する状態を示している。以下、この
動作を説明する。
FIG. 1 shows a state in which a sample 6 to be dispensed is sucked into a nozzle 5 and then a liquid 8 existing in a container 7 as a discharge destination.
3 shows a state in which the position of the liquid level is detected. Hereinafter, this operation will be described.

【0031】最初に、吐出先容器7の上方にノズル5が
位置決めされ、その静止状態で又はノズル下降状態で、
試料6の一部をノズル5の先端開口から下側に膨らみ出
させる。この場合、制御部1は、圧力センサ2の出力信
号をモニタしながら、シリンジポンプ3によって規定圧
力だけ配管10内の空気の圧力を上昇させる。この規定
圧力については前述したように、液状試料の表面張力を
σ[N/m]、分注チップ先端の半径r[m]とする
と、2σ/r[Pa]の1/3〜1/2程度の圧力である。圧
力設定が完了すると、その圧力のモニタを継続しつつ、
搬送機構9によってノズル5を吐出先容器7の液面に向
かって下げていく。モニタしている圧力が急激に下がっ
た場合、例えば圧力が所定のしきい値以下になった場
合、ノズル5の先端が液面に触れたと判定し、その高さ
を液面レベルと推定する。そして、その液面レベルを基
準として、ノズル5の高さを所定位置に位置決め停止
し、その状態で試料の吐出を行う。この場合、所定の分
注量から上述した空気圧力を上昇させるためにシリンジ
ポンプ3によって圧縮した体積分を差し引いた体積をシ
リンジポンプ3によってさらに押し出すことによって規
定の分注が達成される。なお試料の吐出に伴って、液面
が上昇するため、それに応じてノズルを上方へ引き上げ
るのが望ましい。
First, the nozzle 5 is positioned above the discharge destination container 7, and when the nozzle 5 is stationary or when the nozzle 5 is lowered,
A part of the sample 6 bulges downward from the opening at the tip of the nozzle 5. In this case, the control unit 1 causes the syringe pump 3 to increase the pressure of the air in the pipe 10 by a specified pressure while monitoring the output signal of the pressure sensor 2. As described above, assuming that the surface tension of the liquid sample is σ [N / m] and the radius r of the tip of the dispensing tip is r [m], as described above, 1/3 to 1/2 of 2σ / r [Pa]. Pressure. When the pressure setting is completed, while monitoring the pressure,
The nozzle 5 is lowered toward the liquid surface of the discharge destination container 7 by the transport mechanism 9. When the monitored pressure drops rapidly, for example, when the pressure falls below a predetermined threshold value, it is determined that the tip of the nozzle 5 has touched the liquid surface, and the height is estimated as the liquid surface level. Then, based on the liquid level, the height of the nozzle 5 is stopped at a predetermined position, and the sample is discharged in that state. In this case, the prescribed dispensing is achieved by further pushing out the volume obtained by subtracting the volume compressed by the syringe pump 3 to increase the air pressure from the predetermined dispensing amount by the syringe pump 3. Since the liquid level rises with the ejection of the sample, it is desirable to raise the nozzle upward accordingly.

【0032】上記の工程において、ノズルの下降を比較
的低速で行わせ、試料の一部が液面に接触した時点で即
時下降を停止させれば、ノズル先端自体を液面に接触さ
せないで試料の吐出を行うことも可能である。
In the above process, if the nozzle is lowered at a relatively low speed and the descent is stopped immediately when a part of the sample comes in contact with the liquid surface, the nozzle tip itself does not come into contact with the liquid surface, Can be discharged.

【0033】また、吐出先容器に液体が存在しないよう
な場合、上記の方法を応用して吐出先容器の内底面の位
置を検出可能である。
When no liquid exists in the discharge destination container, the position of the inner bottom surface of the discharge destination container can be detected by applying the above method.

【0034】なお、圧力波形を基準としてノズル下降途
中における液玉形成を判定するようにしてもよい。ま
た、ノズル先端の形状を上記方法に最適な形状とするこ
とも可能である。
The liquid droplet formation during the nozzle descent may be determined based on the pressure waveform. Further, it is also possible to make the shape of the tip of the nozzle optimal for the above method.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ノズルによって正確な液面などの検出を行うことが可能
となる。また、本発明によれば、非導電性の材料でノズ
ルが構成されている場合であって、かつノズル内に試料
が含まれていても、試料の吐出時に吐出先容器内の液面
レベルなどを正確に検出することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
The nozzle enables accurate detection of the liquid level and the like. Further, according to the present invention, when the nozzle is made of a non-conductive material and the sample is contained in the nozzle, the liquid level in the discharge destination container at the time of discharging the sample, etc. Can be accurately detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る分注装置の全体構成を示す概念
図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an entire configuration of a dispensing apparatus according to the present invention.

【図2】 ノズル先端開口から試料の一部が膨らみ出た
状態を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a part of a sample swells from a nozzle tip opening.

【図3】 配管上に設置された圧力センサによって検出
される圧力信号を示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing a pressure signal detected by a pressure sensor installed on a pipe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 制御部、2 圧力センサ、3 シリンジポンプ、4
モータ、5 ノズル、10 配管。
1 control unit, 2 pressure sensor, 3 syringe pump, 4
Motor, 5 nozzles, 10 pipes.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ノズル内に試料が吸引されている状態
で、前記ノズル内の圧力を上げてノズル先端開口から試
料の一部を膨らみ出させる圧力制御工程と、 前記ノズルを液面に対して下降させる下降工程と、 前記ノズル先端開口から膨らみ出た試料の一部が前記液
面に付着することに起因するノズル内の圧力変化を検出
する液面検出工程と、 を含むことを特徴とする分注方法。
A pressure control step of increasing a pressure in the nozzle and swelling a part of the sample from a nozzle tip opening in a state where the sample is sucked into the nozzle; A lowering step of lowering, and a liquid level detecting step of detecting a pressure change in the nozzle caused by a part of the sample swelling from the nozzle tip opening adhering to the liquid level. Dispensing method.
【請求項2】 請求項1記載の方法において、 前記圧力制御工程での圧力上昇値は、ノズル先端開口の
内径をd及び試料の表面張力σに基づく所定の条件範囲
内において決定されることを特徴とする分注方法。
2. The method according to claim 1, wherein the pressure rise value in the pressure control step is determined within a predetermined condition range based on the inner diameter of the nozzle tip opening d and the surface tension σ of the sample. Dispensing method characterized.
【請求項3】 請求項2記載の方法において、 前記圧力上昇値は、4σ/d[Pa]を越えない値に決定
されることを特徴とする分注方法。
3. The dispensing method according to claim 2, wherein the pressure increase value is determined to a value not exceeding 4σ / d [Pa].
【請求項4】 請求項1記載の方法において、 前記液面の上方にノズルが位置決めされた後に前記圧力
制御工程が実行されることを特徴とする分注方法。
4. The method according to claim 1, wherein the pressure control step is performed after a nozzle is positioned above the liquid level.
【請求項5】 請求項4記載の方法において、 前記液面に対して前記ノズルが下降している途中におい
て前記圧力制御工程が実行されることを特徴とする分注
方法。
5. The dispensing method according to claim 4, wherein the pressure control step is performed while the nozzle is descending with respect to the liquid level.
【請求項6】 請求項1記載の方法において、 前記圧力変化の検出タイミングに基づいて前記ノズルの
下降を停止させる下降停止工程を含むことを特徴とする
分注方法。
6. The dispensing method according to claim 1, further comprising a descent stop step of stopping descent of the nozzle based on the detection timing of the pressure change.
【請求項7】 請求項1記載の方法において、 前記ノズル先端開口から膨らみ出た試料の一部が液面に
接触し、かつ、前記ノズル先端面が液面から隔てられて
いる状態で試料の吐出を行うことを特徴とする分注方
法。
7. The method according to claim 1, wherein a part of the sample swelling from the nozzle tip opening is in contact with a liquid surface and the nozzle tip surface is separated from the liquid surface. A dispensing method characterized by performing discharge.
【請求項8】 請求項1記載の方法において、 前記ノズル先端開口から膨らみ出た試料の一部を考慮し
て吐出量が決定されることを特徴とする分注方法。
8. The dispensing method according to claim 1, wherein the discharge amount is determined in consideration of a part of the sample bulging from the nozzle tip opening.
【請求項9】 請求項1記載の方法において、 所定量の試料の吐出をなすために必要な分注ポンプの推
定作動量から、前記ノズル内の圧力を上げてノズル先端
開口から試料の一部を膨らみ出させるのに要した分注ポ
ンプの予備作動量を減算し、吐出時の分注ポンプの実作
動量を決定することを特徴とする分注方法。
9. The method according to claim 1, wherein the pressure in the nozzle is increased from the estimated operation amount of the dispensing pump required to discharge a predetermined amount of the sample, and a part of the sample is opened from the nozzle tip opening. A dispensing method characterized by subtracting a preliminary operation amount of a dispensing pump required for inflating a liquid to determine an actual operation amount of the dispensing pump at the time of discharge.
【請求項10】 試料の吸引・吐出を行うノズルと、 前記ノズルに対して配管を介して接続された分注ポンプ
と、 前記配管内の気体の圧力を検出する圧力センサと、 前記ノズルを下降させる搬送機構と、 前記ノズル内の試料の一部がノズル先端開口から膨らみ
出ている状態で前記ノズルを液面に向けて下降させ、前
記圧力センサの検出信号に基づいて、液面高さを判定す
る制御手段と、 を含むことを特徴とする分注装置。
10. A nozzle for sucking and discharging a sample, a dispensing pump connected to the nozzle via a pipe, a pressure sensor for detecting a pressure of gas in the pipe, and moving down the nozzle. A transport mechanism for causing the nozzle to descend toward the liquid surface in a state where a part of the sample in the nozzle is swelling from the nozzle tip opening, and based on the detection signal of the pressure sensor, the liquid surface height is adjusted. A control device for determining, and a dispensing device, comprising:
【請求項11】 請求項10記載の装置において、 前記ノズルはノズル基部とその先端に装着される樹脂製
のディスポーザブルチップとで構成されることを特徴と
する分注装置。
11. The dispensing apparatus according to claim 10, wherein the nozzle comprises a nozzle base and a resin disposable tip mounted on the tip of the nozzle base.
【請求項12】 ノズル内に試料が吸引されている状態
で、前記ノズル内の圧力を上げてノズル先端開口から試
料の一部を膨らみ出させる圧力制御工程と、 前記ノズルを液面に対して下降させる下降工程と、 前記ノズル先端開口から膨らみ出た試料の一部が吐出先
容器の底面に付着することに起因するノズル内の圧力変
化を検出する底面検出工程と、 を含むことを特徴とする分注方法。
12. A pressure control step of increasing the pressure in the nozzle while the sample is being sucked into the nozzle to cause a part of the sample to bulge from the nozzle tip opening, and A lowering step of lowering, and a bottom face detecting step of detecting a pressure change in the nozzle due to a part of the sample swelling from the nozzle tip opening adhering to the bottom face of the discharge destination container, Dosing method.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002098707A (en) * 2000-09-22 2002-04-05 Fuji Photo Film Co Ltd Method and device for detecting spot of liquid
JP2002372546A (en) * 2001-06-14 2002-12-26 Aloka Co Ltd Dispensing device
JP2002372545A (en) * 2001-06-14 2002-12-26 Aloka Co Ltd Dispensing device
JP2003344432A (en) * 2002-04-29 2003-12-03 Ortho-Clinical Diagnostics Inc Dynamic metering fluid quantity determination method and related device
JP2010236967A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Hitachi High-Technologies Corp Automatic analyzer
WO2011086635A1 (en) * 2010-01-13 2011-07-21 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Automatic analyzing device
JP2021508827A (en) * 2017-12-28 2021-03-11 フォーミュラトリックス・インコーポレイテッドFormulatrix, Inc. Equipment and methods for automatic liquid transfer optimized dispensing

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002098707A (en) * 2000-09-22 2002-04-05 Fuji Photo Film Co Ltd Method and device for detecting spot of liquid
JP2002372546A (en) * 2001-06-14 2002-12-26 Aloka Co Ltd Dispensing device
JP2002372545A (en) * 2001-06-14 2002-12-26 Aloka Co Ltd Dispensing device
JP2003344432A (en) * 2002-04-29 2003-12-03 Ortho-Clinical Diagnostics Inc Dynamic metering fluid quantity determination method and related device
JP2010236967A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Hitachi High-Technologies Corp Automatic analyzer
WO2011086635A1 (en) * 2010-01-13 2011-07-21 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Automatic analyzing device
CN102695957A (en) * 2010-01-13 2012-09-26 株式会社日立高新技术 Automatic analyzing device
US20130064737A1 (en) * 2010-01-13 2013-03-14 Hitachi High-Technologies Corporation Automatic analyzer
JPWO2011086635A1 (en) * 2010-01-13 2013-05-16 株式会社日立ハイテクノロジーズ Automatic analyzer
JP5686744B2 (en) * 2010-01-13 2015-03-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ Automatic analyzer
JP2021508827A (en) * 2017-12-28 2021-03-11 フォーミュラトリックス・インコーポレイテッドFormulatrix, Inc. Equipment and methods for automatic liquid transfer optimized dispensing
JP7372245B2 (en) 2017-12-28 2023-10-31 フォーミュラトリクス・インターナショナル・ホールディング・リミテッド Device and method for automatic liquid transfer optimized dispensing

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