JP2001183382A - 分注機の動作確認装置および確認方法 - Google Patents

分注機の動作確認装置および確認方法

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JP2001183382A JP37230899A JP37230899A JP2001183382A JP 2001183382 A JP2001183382 A JP 2001183382A JP 37230899 A JP37230899 A JP 37230899A JP 37230899 A JP37230899 A JP 37230899A JP 2001183382 A JP2001183382 A JP 2001183382A
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liquid passage
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秀二 田島
Kimimichi Obata
公道 小幡
Hermann Leying
ライイング ヘルマン
Claus Bamberg
バンベルク クラウス
Volker Degenhardt
デーゲンハルトゥ フォルカー
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Precision System Science Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い信頼性および高い精度をもつ処理を分注
機に行わせることができる分注機の動作確認装置および
確認方法を提供することを目的とするものである。 【解決手段】液体の吸引、吐出および貯溜が可能な１も
しくは２以上の透光性または半透光性の液通路、その液
通路内の圧力を制御する圧力制御手段、容器と液通路の
間で相対的に移動を行う移動手段、ならびに、前記圧力
制御手段および前記移動手段への動作指示を行う動作指
示手段を有する分注機において、前記液通路、その移動
可能領域またはそれらの一部領域の光学的状態を検知す
る検知手段と、前記検知手段により検知された光学的状
態に基づいて、前記動作指示手段によってなされた液通
路に関する指示結果を判別する判別手段とを設けること
によって前記分注機の動作を確認するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、分注機の動作確認
装置および動作確認方法に関し、特に、液体の吸引、吐
出および貯溜が可能な透光性または半透光性の１もしく
は２以上の液通路が設けられた分注機についての動作確
認装置および動作確認方法に関する。
【０００２】本発明は、微小量の液体の取扱いが要求さ
れる分野、例えば、工学分野、衛生、保健、免疫、疾
病、遺伝等の医学分野、食品、農産、水産加工等の農学
分野、生物学、化学等の理学分野、薬学分野等のあらゆ
る分野で、分注機を用いて、高い定量性をもつ高精度の
作業または処理を行うためのものである。分注機は、ピ
ペットチップまたはノズルを用いて、容器に収容された
試薬等の液体について種々の作業または処理を行うもの
である。分注機による作業または動作としては、液体の
吸引、吐出のみならず、貯溜、攪拌、移送、分離、懸
濁、混合、清澄、チップの装着、脱着等の種々のものが
可能である。本発明は、分注機によってなされた作業ま
たは動作の結果の確認を行うための装置または方法に関
する。
【０００３】
【従来の技術】従来、分注機の動作結果または作業結果
が使用者の指示に合致しているか否かの確認について
は、分注機のピペットチップ等に付された目盛り等を用
いて使用者の目によって行われるか、せいぜい、分注機
に設けた圧力センサによって、ピペットチップ内の空気
圧を測定して吸引量の不足や、液面、および先端の詰ま
りを検知しているにすぎなかった。また、一連の作業を
順次自動的に進めるような自動化装置を用いて処理を行
う場合には、一連の作業が完了した後、最終的に得られ
た液量等を測定することによって確認を行う程度であっ
て、処理途中の動作ごとにまたは自動的に、その動作を
確認することはなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、目による検
査は、使用者に大きな負担をもたらすとともに、吸引量
や吐出量等が正しいか否かについての確認は、使用者の
目によっては正確に行うことができないという問題点を
有していた。
【０００５】また、圧力センサによる測定では、ピペッ
トチップ内の空気圧を測定するために、ピペットチップ
内に空気ギャップを含ませる必要があるので、微量でか
つ定量の分注（１〜５μリットル）を行おうとしても、
高い精度の定量性を確保することができないという問題
点を有していた。また、ピペットチップ内の空気の圧力
の測定のみでは、ピペットチップに関する状態を十分に
かつ正確に把握することができないという問題点をも有
していた。
【０００６】また、圧力センサをピペットチップと連通
して接触して設けるためにノズル近辺の構造が複雑にな
るという問題点をも有していた。さらに、単に、一連の
作業が完了した後に、最終的に液量等を測定しただけで
は、どの作業において、どのような誤動作があったかを
確認することは容易ではなく、特に微小量を精度良く扱
うことが求められるような処理においては、ちょっとし
た誤動作による液量等のちょっとした相違によっても、
最終的に得られる液量等については、作業を重ねること
によって拡大され、当初の予定よりも非常に異なるもの
が得られるおそれがあり、高い精度で、信頼性のある作
業や処理を行う場合には各作業毎に自動的に動作の確認
を行う必要があるという問題点を有していた。
【０００７】そこで、本発明は、以上の課題を解決する
ためになされたものであり、その第一の目的は、分注機
の動作について、指示通りか否かの確認を行うことによ
って、分注機の信頼性を高めかつ精度を高めることがで
きる分注機の動作確認装置および確認方法を提供するも
のである。
【０００８】その第二の目的は、分注機の動作の確認を
人手を介さずに自動的かつ迅速かつ効率的かつ正確に行
うことができる分注機の動作確認装置および確認方法を
提供するものである。
【０００９】その第三の目的は、分注機の動作の確認を
行うことによって、特に、ＤＮＡ等の遺伝物資、免疫物
質等の生体高分子、生体化合物等の微少量の液体を扱う
際に、定量的に、従って、定性的にも高精度の処理を分
注機に行わしめることができる分注機の動作確認装置お
よび確認方法を提供するものである。
【００１０】その第四の目的は、分注機の動作を確認し
ながら作業を行うことにより、一連の作業からなる処理
全体について分注機の動作の確認を高い信頼性をもって
行うことができる分注機の動作確認装置および確認方法
を提供するものである。
【００１１】その第五の目的は、分注機の動作を、圧力
センサのように液通路内と直接相互作用することなく、
遠隔的に検知することによって、簡単な構造で、容易に
かつ信頼性のある確認を行うことができる安価な分注機
の動作確認装置および確認方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、第一の発明は、液体の吸引、吐出および貯溜が可
能な１もしくは２以上の透光性または半透光性の液通
路、その液通路内の圧力を制御する圧力制御手段、容器
とその液通路との間で相対的に移動を行う移動手段、な
らびに、前記圧力制御手段および前記移動手段への動作
指示を行う動作指示手段を有する分注機において、前記
液通路、その移動可能領域またはそれらの一部領域の光
学的状態を検知する検知手段と、前記検知手段により検
知された光学的状態に基づいて、前記動作指示手段によ
ってなされた液通路に関する指示結果を判別する判別手
段とを設けることによって前記分注機の動作を確認する
ものである。
【００１３】ここで、前記液通路は、分注機に設けられ
たノズル、そのノズルに着脱可能に装着されたチップ、
または、そのノズルおよびそのノズルに着脱可能に装着
されたチップの双方に該当するものである。
【００１４】「容器と液通路の間で相対的に移動を行
う」場合には、液通路が固定されて、容器が移動する場
合、容器が固定されて液通路が移動する場合、その双方
が移動する場合がある。「判別手段」は、具体的には、
ＣＰＵ、メモリ装置、データの表示や他の装置への信号
を出力するデータ出力装置等から構成されている。
【００１５】第二の発明は、第一の発明において、前記
判別手段は、前記光学的状態の他に、前記動作指示手段
の動作指示に関する動作情報、前記分注機が吸引、吐出
もしくは貯溜する対象に関する対象情報、および、液通
路を含む前記分注機に関する装置情報を含む情報の中か
ら選択した情報に基づいて指示結果を判別するものであ
る。
【００１６】第三の発明は、第二の発明において、前記
動作情報には、吸引量もしくは吐出量、吸引もしくは吐
出の有無、吸引もしくは吐出速度、吸引もしくは吐出時
点を含む吸引吐出動作、または、移動経路、移動方向も
しくは移動距離を含む移動動作の情報を含み、前記対象
情報には、流体の種類もしくは性質、または磁性粒子等
の沈殿物の種類もしくは有無を含み、前記装置情報に
は、液通路の性質、形状、もしくは前記吸口からの距離
と前記液通路の容量との関係を示す情報を含むものであ
る。
【００１７】第四の発明は、第一の発明において、前記
検知手段は、前記液通路、その移動可能領域もしくはそ
の一部領域に向かう光軸をもつようにこれらの領域外に
固定しもしくは移動可能に設けた１または２以上の受光
手段を有するものである。
【００１８】ここで、「受光手段」には、ホトダイオー
ドまたはホトトランジスタやＣｄＳ等がある。また、液
通路が移動可能に設けられている場合には、受光手段
を、固定して設ければ良い。また、前記液通路が固定さ
れ容器が移動する場合にあっては、受光手段を液通路に
対して移動可能に設けるようにする。
【００１９】第五の発明は、第四の発明において、前記
受光手段は、前記液通路が昇降移動可能である場合にお
いては、昇降移動経路の所定高さ位置に向かう光軸をも
つようにその液通路の昇降移動経路外に固定して設けら
れたものである。ここで、「所定高さ位置」としては、
例えば、前記液通路の下端及び流体を貯溜可能な上端ま
でが前記移動手段によって通過可能となる位置である。
【００２０】第六の発明は、第四の発明または第五の発
明において、前記検知手段は、前記液通路、その移動可
能領域もしくはその一部領域に向けて光を発する位置に
固定してまたは移動可能の１または２以上の発光手段を
有するものである。
【００２１】ここで、「発光手段」は、例えば、ＬＥＤ
（発光ダイオード）、ネオン、タングステン・ランプで
ある。また、前記発光手段が発する光の波長は、近赤外
光であっても良いし、また、６００ｎｍ以上の可視光の
場合には、濃度の低い懸濁液中であっても、あまり減衰
することなく光が透過する。
【００２２】また、発光手段は、前記受光手段が受光可
能となる位置に設けられる。例えば、発光手段と受光手
段とが前記移動経路またはその一部領域を挟んで対向す
る位置、または、発光手段からの光が液通路によって反
射して受光手段が受光可能な位置である。
【００２３】第七の発明は、第一の発明において、前記
検知手段は、前記液通路、前記移動可能領域もしくはそ
の一部領域の像を撮像するために、その液通路またはそ
の移動可能領域外の撮像可能な位置に固定してもしくは
移動可能に設けた撮像手段を有するものである。ここ
で、「撮像手段」には、１次元または２次元のＣＣＤ型
やＭＯＳ型のイメージセンサがある。
【００２４】第八の発明は、第四の発明または第七の発
明のいずれかにおいて、前記受光手段または撮像手段
は、２以上の前記液通路もしくは２以上の前記液通路の
移動経路の最大幅の光から受光しまたは撮像することが
できるように、その移動経路の最大幅に渡って、ライン
状に設けられたものである。
【００２５】第九の発明は、第八の発明において、前記
検知手段は、２以上の前記液通路もしくは２以上の液通
路の移動経路の最大幅に光を照射することができるよう
に、前記液通路、その移動可能領域またはこれらの一部
の領域を挟み、前記受光手段に対向する位置で、その最
大幅に渡って発光手段をライン状に設けたものである。
【００２６】第十の発明は、第一の発明において、前記
判別手段は、前記検知手段が検知した光量、光の強度も
しくは像、光量、光の強度もしくは像の時間的変動、ま
たは、光量、光の強度もしくは像の空間的分布からなる
光学的パターンを解析することにより、液通路に関する
状態が指示結果と一致するか否かを判別するものであ
る。ここで、「強度」には、例えば、照度や光度が含ま
れる。
【００２７】第十一の発明は、第十の発明において、前
記液通路に関する状態は、液通路の静止もしくは動作状
態および液通路内の収容物の物理的もしくは化学的な静
止もしくは変動状態を含み、液通路の前記状態には、液
通路の有無、液通路の位置、液通路の形状もしくは透過
率等の性質等を含み、液通路内の収容物の物理的状態に
は、液通路内の液体の有無、液通路内の液体の液面もし
くは境界面の有無もしくはその位置、液通路内の液体の
量等を含み、液通路内の収容物の化学的状態には、液通
路内の液体の種類もしくは粘性等の性質、液通路内の液
体内の空気の泡もしくは磁性粒子等の懸濁物の有無もし
くはその濃度、または、液通路内の液体の懸濁もしくは
混合の程度または発光等の反応の状態を含むものであ
る。
【００２８】本発明によれば、これによって、液体の吸
引、吐出、貯溜および攪拌の有無、磁力手段等による分
離の有無、吸引量、吐出量、貯溜量、液体の状態（懸
濁、混合、反応、凝集物の有無、沈殿、清澄、透光、濃
度、濃縮、希釈、または色彩等）等についても確認する
ことができる。
【００２９】第十二の発明は、第六の発明または第九の
発明のいずれかにおいて、前記判別手段は、前記受光手
段が受光した光量または光の強度が、前記発光手段によ
る光量または光の強度と略等しい発光レベルの場合に
は、液通路が存在せず、前記発光手段による光量または
光の強度より小さい所定遮蔽レベルの場合には、液通路
が存在していると判別するものである。
【００３０】第十三の発明は、第十の発明において、前
記判別手段は、前記液通路の前記高さまでの液体の吸引
量を吸引するように前記圧力制御手段に指示した時点
と、実際に、前記検知手段によって検知した光量または
光の強度の変化時点との間の時間間隔に基づいて、液体
の流動抵抗の状態または前記液通路への異物の詰まりの
状態を判別するものである。
【００３１】第十四の発明は、第十の発明において、前
記判別手段は、液面検知後、圧力制御手段による吸引吐
出動作とともに、前記検知手段が検知する光量、光の強
度もしくは像、光量、光の強度もしくは像の時間的変
動、または、光量、光の強度もしくは像の空間的分布か
らなる光学的パターンを解析することにより、液通路に
吸引もしくは吐出動作中の液体の状態について判別する
ものである。
【００３２】なお、液通路内の液体の有無を検知するに
は、第十四の発明において、前記判別手段が、受光手段
が受光した光量または光の強度が、前記所定遮蔽レベル
よりも大きいが、前記発光レベルよりも小さく、かつ、
吸引すべき液体の透過率が液通路よりも高い場合には、
その液通路内にその液体が存在していると判断し、受光
手段が受光した光量または光の強度が、前記所定遮蔽レ
ベルよりも小さく、かつ、吸引すべき液体の透過率が前
記液通路よりも低い場合には、液通路内にその液体が存
在すると判定するようにすることができる。
【００３３】第十五の発明は、第一の発明ないし第十一
の発明において、前記判別手段は、前記液通路の所定高
さ以下にまで、液体を吸引した状態で、その液通路を上
昇させまたは検知手段を下降させることによって、液通
路内の液体の液面が前記検知手段の検知位置を横切る際
の移動距離、および、予め求めておいた前記吸口からの
任意の距離と前記液通路の容量との関係を示す情報に基
づいて、その液通路に吸引した容量の大きさを判定する
ものである。
【００３４】第十六の発明は、第一の発明ないし第十一
の発明のいずれかにおいて、前記判別手段は、前記液通
路に液体を吸引した状態で、その液通路を上昇させまた
は前記検知手段を下降させることによって、液通路の先
端に達する前に２度液面を検知するとともに、所定高さ
以上にまで液体を吸引した状態でその液通路を上昇させ
または検知手段を下降させることによって、液体有りの
状態から、再び液体なしの状態への変化を検知した場合
には、液量不足であると判別するものである。
【００３５】第十七の発明は、第一の発明ないし第十六
の発明のいずれかにおいて、前記分注機は、前記液通路
の外部において、各液通路内に磁力を及ぼしかつ除去す
ることが可能な磁力手段を有するとともに、前記動作指
示手段は、その磁力手段に対し磁力を及ぼしかつ除去す
る動作指示をも行うとともに、前記判別手段は、前記磁
力手段によって液通路に関してなされた指示結果をも判
別するものである。
【００３６】第十八の発明は、第一の発明ないし第十七
の発明のいずれかにおいて、前記液通路は、分注機に設
けられたノズルに着脱可能に装着されたピペットチップ
であるとともに、前記分注機は、そのピペットチップの
脱着装置を有し、前記動作指示手段は、前記移動手段お
よびその脱着装置に対して、そのピペットチップに対す
る装着脱着動作の指示をも行うとともに、前記判別手段
は、そのピペットチップに関して着脱の指示結果を判別
するものである。
【００３７】第十九の発明は、第一の発明ないし第十八
の発明のいずれかにおいて、前記液通路が吸引、吐出ま
たは貯溜する液体は、前記検知手段の検知を補助しまた
は可能にする検知用物質を含有するものである。
【００３８】ここで、「検知用物質」には、例えば、発
光手段や光源の波長の近傍で最大の吸収率をもつ色素
や、液中に不溶性の固形物質を分散させて、懸濁物質の
濃度を検知可能にするような懸濁化剤（suspending age
nt) 等がある。
【００３９】第二十の発明は、液体の吸引、吐出および
貯溜が可能な１もしくは２以上の透光性または半透光性
の液通路、その液通路内の圧力を制御する圧力制御手
段、容器と液通路の間で相対的に移動を行う移動手段、
ならびに、前記圧力制御手段および前記移動手段への動
作指示を行う動作指示手段を有する分注機を用いて、液
通路に関する動作を行う動作工程と、前記液通路、その
移動可能領域またはそれらの一部領域の光学的状態を検
知する検知工程と、前記検知工程により検知された光学
的状態に基づいて、前記動作指示手段によってなされた
液通路に関する指示結果を判別する判別工程とを有する
ものである。
【００４０】第二十一の発明は、第二十の発明におい
て、前記判別工程は、前記光学的状態の他に、前記動作
指示手段の動作指示に関する動作情報、前記分注機が吸
引、吐出もしくは貯溜する対象に関する対象情報、およ
び、液通路を含む前記分注機に関する装置情報を含む情
報の中から選択した情報に基づいて指示結果を判別する
ものである。
【００４１】第二十二の発明は、第二十一の発明におい
て、前記動作情報には、吸引量もしくは吐出量、吸引も
しくは吐出の有無、吸引もしくは吐出速度、吸引もしく
は吐出時点を含む吸引吐出動作、または、移動経路、移
動方向もしくは移動距離を含む移動動作の情報を含み、
前記対象情報には、流体の種類もしくは性質、または磁
性粒子等の懸濁物の種類もしくは有無を含み、前記装置
情報には、液通路の性質、形状、もしくは前記吸口から
の距離と前記液通路の容量との関係を示す情報を含むも
のである。
【００４２】第二十三の発明は、第二十の発明におい
て、前記検知工程は、前記液通路、前記移動可能領域も
しくはその一部領域からの光を１または２以上の箇所で
受光する工程を有するものである。
【００４３】第二十四の発明は、第二十三の発明におい
て、前記液通路が昇降移動可能である場合であって、前
記受光手段が、前記液通路の昇降移動経路外であて、そ
の昇降移動経路の所定高さ位置に向かう光軸をもつよう
に固定して設けられた場合には、前記検知工程は、液通
路の下端および流体を貯溜可能な上端までが前記移動手
段によって昇降移動させながら検知を行うものである。
【００４４】第二十五の発明は、第二十の発明または第
二十四の発明のいずれかにおいて、前記検知工程は、前
記液通路、移動可能領域もしくはこれらの一部領域に向
けて発した光を受光することによって行うものである。
【００４５】第二十六の発明は、第二十の発明におい
て、前記検知工程は、前記液通路、その移動可能領域も
しくはその一部領域の像を撮像するものである。
【００４６】第二十七の発明は、第二十の発明におい
て、前記検知工程は、１もしくは２以上の前記液通路の
昇降移動経路の最大幅から光を受光しまたは撮像するこ
とができるように、その昇降移動経路の最大幅に渡って
受光するものである。
【００４７】第二十八の発明は、第二十の発明におい
て、前記検知工程は、１もしくは２以上の前記液通路の
昇降移動経路の最大幅に光を照射するものである。
【００４８】第二十九の発明は、第二十の発明におい
て、前記判別工程は、検知工程で検知した光量、光の強
度もしくは像、光量、光の強度もしくは像の時間的変
動、または、光量、光の強度もしくは像の空間的分布か
らなる光学的パターンを解析することにより、液通路に
関する状態が指示結果と一致するか否かを判別するもの
である。
【００４９】第三十の発明は、第二十九の発明におい
て、前記判別工程における前記液通路に関する状態は、
液通路の静止もしくは動作状態および液通路内の収容物
の物理的もしくは化学的静止もしくは変動状態を含み、
液通路の状態には、液通路の有無、液通路の位置、液通
路の形状もしくは透過率等の性質を含み、液通路内の収
容物の物理的状態には、液通路内の液体の有無、液通路
内の液体の液面もしくは境界面の有無もしくはその位
置、液通路内の液体の量等があり、液通路内の化学的状
態には、液通路内の液体の種類もしくは粘性等の性質、
液通路内の液体内の空気の泡もしくは磁性粒子等の懸濁
物の有無もしくはその濃度、または、液通路内の液体の
懸濁もしくは混合の程度または発光等の反応の状態を含
むものである。
【００５０】第三十一の発明は、第二十五の発明におい
て、前記判別工程は、前記検知工程で受光手段による光
量または光の強度が、発光手段による光量または光の強
度と略等しい発光レベルの場合には、液通路が存在せ
ず、前記発光手段による光量または光の強度より小さい
所定遮蔽レベルの場合には、液通路が存在していると判
別するものである。
【００５１】第三十二の発明は、第二十の発明におい
て、前記判別工程は、前記液通路の所定高さまでの液体
の吸引量を吸引するように、前記圧力制御手段に指示し
た時点と、実施に、前記検知工程において検知した光量
または光の強度の変化時点との間の時間間隔に基づいて
液体の流動抵抗の状態または前記液通路への異物の詰ま
りの状態を判別するものである。
【００５２】第三十三の発明は、第二十九の発明におい
て、前記判別工程は、前記検知工程による液面検知後、
圧力制御手段による吸引吐出動作とともに、前記検知工
程において検知された光量、光の強度もしくは像、光
量、光の強度もしくは像の時間的変動、または光量、光
の強度もしくは像の空間的分布からなる光学的パターン
を解析することにより、液通路に吸引もしくは吐出動作
中の液体の状態について判別するものである。
【００５３】第三十四の発明は、第二十の発明におい
て、前記判別工程は、前記液通路の所定高さ以下にま
で、液体を吸引した状態で、その液通路を上昇させまた
は検知手段を下降させることによって、液通路内の液体
の液面が前記検知手段の検知位置を横切る際の上昇距
離、および、予め求めておいた吸口からの任意の距離と
前記液通路の容量との関係を示す情報に基づいて、その
液通路に吸引した容量の大きさを判別するものである。
【００５４】第三十五の発明は、第二十の発明におい
て、前記判別工程は、前記液通路に液体を吸引した状態
で、その液通路を上昇させまたは前記検知手段を下降さ
せることによって、液通路の先端に達する前に２度液面
を検知するとともに、前記所定高さ以上にまで液体を吸
引した状態でその液通路を上昇させまたは検知手段を下
降させることによって、液体有りの状態から、再び液体
なしの状態への変化を検知した場合には、液量不足であ
ると判別するものである。
【００５５】第三十六の発明は、第二十の発明ないし第
三十五の発明のいずれかにおいて、前記分注機は、前記
液通路の外部において、各液通路に磁場を及ぼしかつ除
去することが可能な磁力手段を有するとともに、前記動
作指示手段は、その磁力手段に対し磁力を及ぼしかつ除
去する動作指示をも行うとともに、前記判別工程は、前
記磁力手段によって液通路に関してなされた指示結果を
も判別するものである。
【００５６】第三十七の発明は、第二十の発明ないし第
三十六の発明のいずれかにおいて、前記液通路は、分注
機に設けられたノズルに着脱自在に装着されたピペット
チップであるとともに、前記分注機は、そのピペットチ
ップの脱着装置を有し、前記動作指示手段は、前記移動
手段およびその脱着装置に対して、そのピペットチップ
に対する装着脱着動作の指示をも行うとともに、前記判
別工程は、そのピペットチップに関して装着脱着の指示
結果を判別するものである。
【００５７】第三十八の発明は、第二十の発明ないし第
三十七の発明のいずれかにおいて、前記検知工程実行前
に、前記液通路が吸引、吐出または貯溜する液体に、そ
の検知工程における検知を補助しもしくは可能にするた
めの検知用物質を加える工程を有するものである。
【００５８】
【発明の実施の形態】続いて、本発明の実施の形態につ
いて、図面に基づいて説明する。なお、この実施の形態
は特に指定のない限り本発明を制限するものではない。
図１は、本実施の形態に係る分注機システムを示すもの
である。
【００５９】この分注機システムは、容器に収容された
液体の吸引吐出により液体の分注を行う分注機１０と、
その分注機１０の動作を確認するための動作確認装置１
１と、その分注機１０および動作確認装置１１に対し
て、各種の操作指示、データの入力を行うとともに、操
作者に対し、操作指示内容や動作の確認結果等を表示す
る操作手段１２とを有する。
【００６０】ここで、前記操作手段１２は、操作指示や
データの入力を行うキーボード、スイッチ、マウス、タ
ッチパネル、通信手段、ＣＤドライブ、または、フロッ
ピードライブ等で構成されたデータ入力部１３と、ＣＲ
Ｔ、液晶パネル、またはプラズマディスプレイ等で構成
された表示部１４等とを有する。
【００６１】前記分注機１０は、液体の吸引、吐出およ
び貯溜が可能な１もしくは２以上の透光性または半透光
性の液通路１８と、その液通路１８内の圧力を制御する
圧力制御手段１６と、容器に対して液通路１８を昇降移
動または水平移動を行う移動手段１７と、液通路１８の
外部に設けられ、液通路内に磁場を及ぼしかつ除去する
ことが可能な磁力手段２３と、液通路１８が分注機１０
のノズルに対して着脱可能に設けられているピペットチ
ップで構成されている場合に、液通路１８をノズルから
脱着させる脱着手段２４と、前記圧力制御手段１６、移
動手段１７、磁力手段２３および脱着手段２４に対して
動作の指示を行うＣＰＵによって構成されている動作指
示手段１５とを有している。その動作指示手段１５への
動作の指示は、前記操作手段１２によって、操作者によ
って行われる。
【００６２】前記動作確認装置１１は、前記液通路１
８、その移動可能領域またはそれらの一部領域の光学的
状態を検知する検知手段２０と、前記検知手段２０によ
り検知された光学的状態に基づいて、前記動作指示手段
１５によってなされた液通路１８に関する指示結果を判
別し、その結果を前記表示部１４や、または、前記操作
手段１２に設けた他の出力装置、例えば、印刷装置、通
信手段、もしくはフロッピー等に出力し、または、随意
的に、その結果に基づいて前記動作指示手段１５にフィ
ードバックをさせて指示を行う判別手段１９とを有して
いる。
【００６３】この判別手段１９は、メモリ装置、ハード
ディスク、外部メモリ装置等で構成されたデータ格納部
２１と、ＣＰＵ、シーケンサ等で構成された演算部２２
とを有している。前記データ格納部２１には、前記動作
指示手段１５の動作指示に関する動作情報、前記分注機
が吸引、吐出もしくは貯溜する対象に関する対象情報、
および、液通路を含む前記分注機に関する装置情報を含
む情報の中から選択した情報が予め、または前記操作手
段１２によって入力して格納されている。前記演算部２
２は、前記検知手段２０によって検知された光学的状
態、前記データ格納部２１に格納された情報の中から選
択された情報、前記動作指示手段１５から直接得られた
動作情報、またはデータ入力部１３から入力された情報
に基づいて、演算によって、液通路に関する状態につい
て判別を行う。演算部２２は、例えば、判別を行う際
に、データ格納部２１に格納され、データ入力部１３か
ら入力した対象情報または装置情報に基づいて、予め得
られたまたは演算によって得られた基準光学的状態と、
検知手段２０によって検知された光学的状態とを比較す
ることによって行う。
【００６４】以下に、各構成要素について、さらに詳細
に説明する。図２には、本実施の形態に係る分注機１０
を示す正面図である。本分注機１０は、複数連（この例
では８連である）の列状に配列されたノズル３０1 〜３
０8 と、このノズル３０1 〜３０8 の下端部で装着され
る複数連の透光性または半透光性の液通路１８であるピ
ペットチップ１８1 （８連分あるが、７連分１８2 〜１
８8 については説明の簡単化のため図上省略してある）
を有するものである。
【００６５】図上、このピペットチップ１８1 の下方に
は、ピペットチップ１８1 を下降させた際に、前記各ピ
ペットチップ１８1 〜１８8 の内部に磁場を及ぼしかつ
除去することが可能な磁力手段２３が設けられている。
該磁力手段２３は、各ピペットチップ１８1 〜１８8 の
外部からその内部に磁場を及ぼすための永久磁石６３
と、該永久磁石６３を前記ピペットチップ１８1 〜１８
8 に対し、接近させ且つ離間させるために図面上前後方
向にスライド可能なスライドプレート６２とを有してい
る。また、図上、斜線で示すように、その磁力手段２３
のすぐ上の位置に、分注機１０の動作を確認する動作確
認装置１１の検知手段２０が設けられている。ピペット
チップ１８1 〜１８8 は細径部および太径部、または細
径部、中径部および太径部から構成され、前記磁力手段
２３は前記細径部または中径部に対して、磁場を及ぼす
ようにする。
【００６６】前記ノズル３０1 〜３０8 は、それを支持
する８連ノズルブロックベース３１とともに８連ノズル
ユニット３２に組み込まれている。その８連ノズルユニ
ット３２に組み込まれたノズル３０1 〜３０8 の下端に
装着された各ピペットチップ１８1 〜１８8 は、容器、
または、前記検知手段２０および前記磁力手段２３が支
持されている分注機１０の基体３３（図では、支柱を指
している）に対して、前記移動手段１７によって昇降移
動される。その移動手段１７は、図示しない駆動源であ
るステップモータによって回転駆動されるプーリー３４
と、プーリー３４からの回転力によって駆動されるボー
ルネジ３５と、昇降移動を上下方向に規制するスライド
用パイプ３６とを有している。前記ボールネジ３５の回
転駆動によって、前記ノズル３０1 〜３０8 等が組み込
まれた前記８連ノズルユニット３２が昇降移動する。
【００６７】また、前記ノズル３０1 〜３０8 内には、
ピペットチップ１８1 〜１８8 内の圧力を制御して、吸
引吐出動作を行わせるための図示しないプランジャが上
下方向に摺動可能に設けられている。そのプランジャを
駆動するための駆動源としてのステップモータ３７が、
前記８連ノズルユニット３２の前記８連ノズルブロック
ベース３１から立設された支持材３８を介して、８連ノ
ズルブロックベース３１に固定して設けられている。該
ステップモータ３７の回転軸は、カップリング３９を介
してボールネジ４０と連結されている。該ボールネジ４
０にはナット部４１が螺合し、該ナット部４１には８連
の前記プランジャが支持されている。さらに、該ナット
部４１には、スライドブッシュ４３が設けられ、該スラ
イドブッシュ４３はスライド用パイプ４２に摺動可能に
嵌合して、プランジャの動きを上下方向のみに規制して
いる。
【００６８】図中、符号４４はプランジャの上下方向の
移動原点を検知するための原点センサ、符号４５はプラ
ンジャの動作のリミットセンサであり、各々支柱３３に
取り付けられている。ここで、これらのステップモータ
３７、ボールネジ４０等は、前記圧力制御手段１６に相
当するものである。
【００６９】図中、符号４６は、ピペットチップ１８1
〜１８8 をノズル３０1 〜３０8 から剥ぎ落として脱着
させるためのチップオフプレートであり、符号４７は、
前記ピペットチップ１８1 〜１８8 の脱着を確認するチ
ップオフ確認センサーである。これらは前記脱着手段２
４を構成している。なお、この分注機１０の全体は、前
記ピペットチップ１８1 〜１８8 が外部から観察可能な
ように、前面の下側に開口部が設けられた箱体内に収納
されている。
【００７０】図３には、本実施の形態に係る前記検知手
段２０であるの光センサーユニットを詳細に示すもので
ある。図３に示すように、前記検知手段２０は光センサ
ーであり、ＬＥＤを用いた発光素子５０1 〜５０8 およ
びフォト・ダイオードを用いた受光素子５１1 〜５１8
からなる。これらの発光素子５０1 〜５０8 および受光
素子５１1 〜５１8 は、前記各ピペットチップ１８1 〜
１８8 の移動可能領域に相当する昇降移動経路外の対応
する所定高さ位置に、該経路を挟むようにして、各ピペ
ットチップ１８1 〜１８8 ごとに各々対をなすように設
けられている。ここで、「所定高さ位置」とは、前記ピ
ペットチップ１８1 〜１８8 の下端及び流体を貯溜可能
な上端までが前記移動手段１７によって通過可能となる
位置である。
【００７１】該発光素子５０1 〜５０8 および受光素子
５１1 〜５１8 は支持部材５２に固定して設けられてい
る。該支持部材５２の両側面５２ａ，５２ｂ間は、前記
ピペットチップ１８1 〜１８8 が挿通可能な間隔の空隙
が設けられている。その両側面５２ａ，５２ｂには、各
ピペットチップ１８1 〜１８8 の移動経路ごとに、光軸
に沿った一対の孔５３，５４が穿設されている。
【００７２】さらに、前記検知手段２０の前記基板６０
上には、図３に示すように、前記受光素子５１1 〜５１
8 が受光した光を増幅する増幅器５８と、制御用コネク
タ５５と、電源コネクター５６と、ゲイン調整用トリマ
ー５７と、Ａ／Ｄ変換器５９が各々設けられている。
【００７３】図４（ａ）は、前記検知手段２０を外部の
上方から見た図であり、図４（ｂ）は、分注機１０の下
側部分を側面から見た図である。
【００７４】前記磁力手段２３の前記スライドプレート
６２は、アルミニウム等で形成されたサイドプレート６
１に刻設された溝６４にスライド可能に滑合して支持さ
れている。そのスライドプレート６２の前端近傍には、
前記ピペットチップ１８1 〜１８8 の先端から垂れる液
を受ける窪み状または皿状のタレ受け６５が設けられて
いる。そのスライドプレート６２の後方にはラック６６
が設けられ、ピニオン６７と噛み合っている。そのピニ
オン６７はベルト車と同軸に固定され、ベルト６８を介
してモータ６９の回転軸と連結し、そのモータ６９によ
って回転駆動される。なお、図中、符号７０はセンサー
カバーである。図４（ａ）では、構造を明確に示すため
に、センサーカバー７０が覆っている部品を透視して示
している。また、符号７１は、前記スライドプレート６
２用の位置センサーであり、符号７２は、前記サイドプ
レート６１等を支持する支持部材である。
【００７５】以上の構成によって、前記圧力制御手段１
６、前記移動手段１７、前記磁力手段２３、前記脱着手
段２４に対してされた種々の動作指示の指示結果を、前
記検知手段２０が検知した光学的状態に基づいて判別が
行われる。なお、得られた判別結果は、例えば、前記表
示部１４の画面上に表示されて使用者に知らせる。
【００７６】図５（ａ）は、本実施の形態に係る検知手
段２０の原理概要を示す平面図であり、同（ｂ）は、側
面図である。その検知手段２０は、発光素子５０1 〜５
０8と、受光素子５１1 〜５１8 とを有し、発光素子５
０1 〜５０8 と、受光素子５１1 〜５１8 は、ピペット
チップ１８1 〜１８8 の昇降移動経路外に、その経路を
挟むようにして、ピペットチップ１８1 〜１８8 ごと
に、図中点線で示された光軸上に沿って対向する位置に
設けられている。
【００７７】ピペットチップ１８1 〜１８8 （以下、添
字を省略する）は、図５（ｂ）に示すように、昇降移動
するものであり、発光素子５０1 〜５０8 （以下、添字
を省略する）および受光素子５１1 〜５１8 （以下、添
字を省略する）は、その昇降移動経路の所定高さ位置に
固定して設けられている。
【００７８】図６は、検知手段２０によって、ピペット
チップ１８の有無を判別して、動作の確認を行う場合を
示すものである。
【００７９】図６（ａ）は、チップ１８が装着されてい
ない場合を示すものであり、この場合には、図６（ｃ）
の光学的パターンに示すように、発光素子５０からの光
がそのまま、受光素子５１において光量Ｉ0 として観測
される。図６（ｂ）のように、チップ１８が装着されて
いる場合には、受光素子５１においては、図６（ｃ）の
光学的パターンに示すように、チップ１８によって、発
光素子５０による光が吸収散乱された結果として光量Ｉ
1 として観測されることになる。前記判別手段１９は、
動作指示と、検知された光学的パターンとを比較するこ
とにより、前記表示部１４に対して、一致または不一致
を表示させる。
【００８０】図７は、ピペットチップ１８内の液体の有
無を判別して、動作の確認を行う場合を示すものであ
る。
【００８１】図７（ａ）は、ピペットチップ１８内に液
体が吸引されていない状態を示すものである。この場合
には、発光素子５０の光は、チップ１８内の屈折率の低
い空気があるためにチップを通過するすべて光は、レン
ズ効果が大きくないので集光されず、図７（ｃ）の光学
的パターンに示すように、Ｉ1 という光量が受光される
ことになる。
【００８２】それに対し、図７（ｂ）に示すように、ピ
ペットチップ１８内に液体吸引されている状態では、発
光素子５０の光は、チップ１８内の屈折率の大きい液体
があるために、円柱レンズと同様な原理から、光が集光
される。その結果、図７（ｃ）の光学的パターンに示す
ように、内部に液体がない場合の光量Ｉ1 に比較して、
はるかに高い光量Ｉ2 が受光されることになる。なお、
以上の説明は光の透過率が高い液体の場合についての説
明である。
【００８３】一方、光の透過率が低い液体、言い換えれ
ば、光の吸収率が高い液体の場合では、チップ１８を通
過する光はほとんど吸収される。そのため、図７（ｄ）
の光学的パターンに示すように、観測される光度または
光量は、液体がない場合の光度もしくは光量であるＩ1
よりも低い光量Ｉ2 が観測されることになる。したがっ
て、光の透過率が低い液体であることが予めわかってい
る場合には、低い光量を観測することによって液体の有
無を判別することができる。
【００８４】なお、細かいビーズの懸濁液や、血清のよ
うな液体については、発光素子の光の波長を６００ｎｍ
以上の可視光を選択することによって、液体による吸収
を防ぎ、レンズ効果によって確実に検知することができ
る。
【００８５】さらに、全血や、非常に濃度の濃いビーズ
の懸濁液を使用する場合には、レンズ効果と吸収による
減光が相殺仕合い検知が困難になる場合がある。このよ
うな場合には、溶液中に使用する光源の波長を吸収する
色素を溶解しておくことにより、Ｉ0 より光度が低下し
たことで確実に検知することができる。このように、吸
引する液体の性質が予めはっきりしている場合には、観
測値の変化により、確実に液体が吸引されていることを
検知することが可能である。
【００８６】図８は、検知手段２０によって、ピペット
チップ１８の液面通過を判別して、動作の確認を行う場
合を示すものである。
【００８７】チップの高さを固定した状態で試薬等の光
の透過率の高い液体を吸引した場合、図８（ａ）で示す
ように、センサー軸を液面が越えない状態では、図８
（ｃ）に示すように光度が低く、図８（ｂ）に示すよう
に液面が通過した直後から、図８（ｃ）の光学的パター
ンに示すように光度または光量が増加する。したがっ
て、吸引動作中に光量の変化を観測すれば、その変化時
点が液面の通過時点であると判別することができる。な
お、光の透過率の低い液体を吸引した場合には、逆に、
液面が通過した直後から、光度または光量が減少するこ
とになる。
【００８８】図９は、液体の流動抵抗または粘性を判別
して、動作の確認を行う場合を示すものである。この場
合には、光軸上に液面がある場合のチップ１８内吸引量
を予め測定しておけば、液面通過とプランジャの動作位
置との相関で形態の流動抵抗を知るものである。
【００８９】圧力制御手段１６を用いて液体を吸引する
場合、水のように粘性の低い場合より、粘性の高い液体
を吸引する時の方が図９（ｃ）の光学的パターンに示す
ように、液面の通過タイミングが遅れる。水を吸引する
場合でも、チップの先端が液体の入っている容器の底に
押しつけられたり、チップの先端に異物が詰まったりし
た場合、タイミングが遅れる。完全に詰まった場合は圧
力制御手段１６をいくら操作しても液面を検知すること
はできない。
【００９０】図１０は、検知手段２０によって、ピペッ
トチップ１８に吸引された液体中の泡や凝集物の有無を
検知する場合を示すものである。図１０（ａ）に示すよ
うに、試薬等の液体中に泡や蛋白質等の凝集物が混入し
ていた場合には、図１０（ｂ）の光学的パターンに示す
ように、圧力制御手段１６による吸引または吐出動作と
ともに、測定データが大きく変動するために、液面検知
後の変動値によってその混入を検知することができる。
または、いったん液体を吸引した後、圧力制御手段１６
による吸引および吐出動作を繰り返すことによって、測
定値の変動量を求めても良い。
【００９１】図１１は、検知手段２０によって、ピペッ
トチップ１８内への液体の吸引量を確認するものであ
る。図１１（ａ）に示すように、センサ光軸以下まで液
体を吸引した状態で、ピペットチップ１８を上昇移動さ
せると、図１１（ｂ）に示すように、ある時点で、チッ
プ１８内の液面が光軸上を横切ることになる。図１１
（ｃ）の光学的パターンに示すように、センサが液面を
検知したときのＺ軸座標を、予め求めておいて、前記デ
ータ格納部２１に格納されていたＺ軸座標と液量の変換
テーブルに対応させることによって、チップ１８内の液
量を知ることができる。
【００９２】図１２は、検知手段２０によって、ピペッ
トチップ１８内に吸引した液体の液量不足を確認するこ
とができるものである。図１２（ａ）に示すように、吸
引した液体が不足した場合には、チップ１８の先端には
空気が入る。従って、試薬を吸引した状態で、図１２
（ｂ）に示すように、ピペットチップ１８をＺ軸に沿っ
て上昇させると、チップ１８の先端に達する前に２度液
面を検知することになる。即ち、センサ光軸以上まで液
体を吸引した状態で、Ｚ軸を上昇させると、図１２
（ｃ）の光学的パターンに示すように、試薬有りの状態
から再び、試薬なしの状態へと変化することになる。
【００９３】本実施の形態に係るピペットチップ１８が
吸引する液体は、観測する光源に対して半透明体の場合
についても適用できる。液体が半透明体の場合には、透
過率によってはレンズ効果による集光と、吸収・散乱に
よる光の減衰が相殺しあって、チップ１８のみの光量と
明確に区別ができないおそれがある。このような場合に
は、予め観測する波長に対して十分な吸収をもつ濃度の
色素（前記検知用物質に対応）を吸引する液体に混ぜて
おくことによって、確実に区別することができる。
【００９４】以上説明した各実施の形態は、本発明をよ
り良く理解させるために具体的に説明したものであっ
て、別形態を制限するものではない。したがって、発明
の主旨を変更しない範囲で変更可能である。例えば、以
上の説明では、ノズルおよびピペットチップが移動手段
によって上下方向に移動可能であり、検知手段は、発光
素子および受光素子が固定して設けられた場合について
説明したが、ノズルおよびピペットチップが水平方向に
も移動可能であっても良く、ノズル、ピペットチップが
固定されており、容器のみが移動する場合であっても良
い。その場合には、検知手段の発光素子および受光素子
を移動可能に設ける。また、発光素子の発する光は、可
視光の場合について説明したが、可視光の場合に限られ
ず、赤外線、紫外線等を用いても良い。また、発光手段
の前にフィルタを設けて種々の波長の光を発するように
しても良い。
【００９５】さらに、以上の説明では、検知手段とし
て、発光手段と受光手段を用いたが、撮像手段を用いる
ようにしても良い。また、以上の説明では磁力手段によ
る動作の確認については説明しなかったが、磁力手段に
よる磁力を及ぼしまたは除去した結果について確認する
ようにしても良い。以上の例は、ピペットチップをノズ
ルに着脱可能に設けた場合について説明したが、ピペッ
トチップを有さず、ノズル自体が透光性または半透光性
の液通路である場合であっても良い。
【００９６】また、以上の説明では、判別結果は、前記
表示部１４に表示して、操作者に知らせる場合のみにつ
いて説明したが、その他、警告音や音声等の音響装置を
用いて知らせても良い。さらには、得られた判別結果に
基づいて、前記動作指示手段１５に信号を送付し、その
動作を行わせるように、フィードバックをするようにし
ても良い。
【００９７】また、以上の説明では、前記検知手段の発
光手段は１種類のものに固定されていたが、操作部から
の指示により、液体の種類等の確認の対象に応じて、複
数の発光手段の中から選択させて発光させたり、発光手
段と液通路の間に複数種類のフィルタを出し入れするよ
うにしても良い。また、以上の説明では、磁力手段とし
ては磁石をピペットチップに対して接離可能に設けたも
のを用いたが、電磁石をオン・オフすることによって、
液通路内に磁場を及ぼしかつ除去するものであっても良
い。また、８連ノズルの場合に限られず、受光手段また
は撮像手段を２以上設けることによって、マトリクス状
にノズルが配列された分注機についても適用できる。
【００９８】
【発明の効果】第一の発明または第二十の発明によれ
ば、分注機に対し、その液通路、その移動可能領域また
はそれらの一部領域の光学的状態を検知する検知手段を
設け、前記検知手段により検知された光学的状態に基づ
いて、前記動作指示手段によってなされた液通路に関す
る指示結果を判別する判別手段とを設けるようにしてい
る。
【００９９】したがって、分注機の動作について、信頼
性が高くかつ正確な確認を各作業ごとに行うことができ
る。また、分注機の動作の確認を人手を解さずに自動的
かつ迅速かつ効率的に行うことができる。本発明に係る
分注機の動作の確認を行うことによって、特にＤＮＡ等
の遺伝物質、免疫物質等の生体高分子、生体化合物等の
微小量の液体を扱う際に、定量的に、従って、定性的に
も高精度の処理を行うことができる。また、分注機の動
作を確認しながら作業を行うことにより、一連の作業か
らなる処理全体について高い信頼性で分注機の動作確認
を行うことができる。さらに、分注機の動作を簡単な構
造の機構により容易に確認を行うことができる安価な分
注機の動作確認装置または確認方法を提供するとができ
る。
【０１００】特に、本発明によれば、光学的に液通路の
状態を検知し判別するので、液通路内の圧力を測定する
ことにより判別するものではないので、液通路内に空気
を吸引する必要がないので、液通路の容量いっぱいに液
体を吸引すれば、極めて高い定量性を得ることができ
る。また、光学的に状態を判別するので、種々の動作を
確認することができる。
【０１０１】第二の発明または第二十一の発明によれ
ば、前記判別手段は、前記光学的状態の他に、動作情
報、対象情報、および、装置情報を含む情報の中から選
択した情報に基づいて指示結果を判別するので、正確で
信頼性が高く、かつ種々の動作の確認を行うことができ
る。
【０１０２】第三の発明または第二十二の発明によれ
ば、種々の動作内容について、きめの細かい動作の確認
を行うことができる。
【０１０３】第四の発明または第二十三の発明によれ
ば、１または２以上の液通路等以外の位置で、液通路そ
の移動可能領域等からの光を受光することにより、液通
路と接触することなく液通路等の光学的状態を種々の方
向から確実に得ることができる。
【０１０４】第五の発明または第二十四の発明によれ
ば、液通路の移動手段を利用することにより、所定高さ
位置に受光手段を固定して設ければ済むので、簡単な構
造で安価に製造することができる。
【０１０５】第六の発明または第二十五の発明によれ
ば、発光手段を設けて発光を行うことによって、検知を
確実にかつ正確に行うことができるとともに、液体の対
象に応じた、種々のきめの細かい動作の確認を行うこと
ができる。
【０１０６】第七の発明、第八の発明、第九の発明、第
二十六の発明、第二十七の発明または第二十八の発明に
よれば、撮像手段や、ライン状の受光手段等を設けるこ
とによって、広い範囲の領域の光学的状態を全体的に一
度で把握しかつ迅速に検知することができるので、検知
や判別を効率化し、迅速化し、また簡単化することがで
きる。
【０１０７】第十の発明または第二十九の発明によれ
ば、前記判別手段は、前記検知手段が検知した光量、光
の強度もしくは像、光量、強度もしくは像の時間的変
動、または、光量、光の強度もしくは像の空間的分布等
からなる光学的パターンを解析することにより、液通路
に関する状態を詳細にまたきめ細かい判別を行うことが
できる。
【０１０８】第十一の発明または第三十の発明によれ
ば、前記液通路に関する種々の状態を判別することがで
きるので、簡単な構造で、詳細で詳しい情報を得ること
ができる。
【０１０９】第十二の発明または第三十一の発明によれ
ば、簡単な解析により、確実かつ信頼性高く液通路の有
無を判別することができる。
【０１１０】第十三の発明または第三十二の発明によれ
ば、簡単な構成かつ簡単な解析により、種々の状態を判
別することができる。
【０１１１】第十四の発明または第三十三の発明によれ
ば、前記判別手段は、液面検知後、圧力制御手段による
吸引吐出動作とともに、前記検知手段が検知する光量、
強度もしくは像、光量、強度もしくは像の時間的変動、
または光量、強度もしくは像の空間的分布からなるパタ
ーンを解析することにより、液通路に吸引もしくは吐出
動作中の液体の状態を判別することができる。
【０１１２】第十五の発明または第三十四の発明によれ
ば、前記判別手段は、前記液通路の所定高さ以下にま
で、液体を吸引した状態で、その液通路を上昇させるこ
とによって、液通路内の液体の液面が前記高さを横切る
際の上昇距離、および、予め求めておいた吸口からの任
意の距離と前記液通路の容量との関係を示す情報に基づ
いて、その液通路に吸引した容量の大きさを判定するこ
とができる。
【０１１３】第十六の発明または第三十五の発明によれ
ば、前記判別手段は、前記液通路に液体を吸引した状態
で、その液通路を上昇させることによって、液通路の先
端に達する前に２度液面を検知するとともに、前記所定
高さ以上にまで液体を吸引した状態でその液通路を上昇
させることによって、液体有りの状態から、再び液体な
しの状態への変化を検知した場合には、液量不足である
と判定することができる。
【０１１４】第十七の発明または第三十六の発明によれ
ば、前記液通路の外部において、各液通路内に磁場を及
ぼしかつ除去することが可能な磁力手段の動作について
もその判別を行うことができる。
【０１１５】第十八の発明または第三十七の発明によれ
ば、前記液通路は、分注機に設けられたノズルに着脱可
能に装着されたピペットチップであり、その脱着装着に
ついても確認することができる。
【０１１６】第十九の発明または第三十八の発明によれ
ば、液体中に検知用物質を加えることにより、検知を確
実かつ正確に行うことができて信頼性のある動作確認を
行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る分注機システムを示
すブロック図
【図２】本発明の実施の形態に係る分注機を示す正面図
【図３】本発明の実施の形態に係る検知手段を示す図
【図４】本発明の実施の形態に係る分注機の要部を示す
図
【図５】本発明の実施の形態に係る検知手段による作用
説明図
【図６】本発明の実施の形態に係る検知手段によるチッ
プ有無確認動作説明図
【図７】本発明の実施の形態に係る検知手段による液量
確認動作説明図
【図８】本発明の実施の形態に係る検知手段による吸引
確認動作説明図
【図９】本発明の実施の形態に係る検知手段によるチッ
プ詰まり確認動作説明図
【図１０】本発明の実施の形態に係る検知手段による泡
等の確認動作説明図
【図１１】本発明の実施の形態に係る検知手段による吸
引確認動作説明図
【図１２】本発明の実施の形態に係る検知手段による液
量不足確認動作説明図
【符号の説明】
１０…分注機 １１…動作確認装置 １５…動作指示手段 １６…圧力制御手段 １７…移動手段 １８1 〜１８8 …ピペットチップ（液通路） １９…判別手段 ２０…検知手段 ３０1 〜３０8 …ノズル ５０1 〜５０8 …発光素子（検知手段） ５１1 〜５１8 …受光素子（検知手段）
フロントページの続き (72)発明者 田島 秀二 東京都稲城市矢野口1843番地１ プレシジ ョン・システム・サイエンス株式会社内 (72)発明者 小幡 公道 東京都稲城市矢野口1843番地１ プレシジ ョン・システム・サイエンス株式会社内 (72)発明者 ヘルマン ライイング サンドホッファーシュトゥラーセ116, 68305マンハイム，ドイツ ロッシュ・ダ イアグノスティックス・ゲ−・エム・ベ ー・ハー内 (72)発明者 クラウス バンベルク サンドホッファーシュトゥラーセ116, 68305マンハイム，ドイツ ロッシュ・ダ イアグノスティックス・ゲ−・エム・ベ ー・ハー内 (72)発明者 フォルカー デーゲンハルトゥ サンドホッファーシュトゥラーセ116, 68305マンハイム，ドイツ ロッシュ・ダ イアグノスティックス・ゲ−・エム・ベ ー・ハー内 Ｆターム(参考） 2F014 FA03 2G058 ED02 ED16 ED35 GB02 GB10 GE10

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体の吸引、吐出および貯溜が可能な１
    もしくは２以上の透光性または半透光性の液通路、その
    液通路内の圧力を制御する圧力制御手段、容器と液通路
    の間で相対的に移動を行う移動手段、ならびに、前記圧
    力制御手段および前記移動手段への動作指示を行う動作
    指示手段を有する分注機において、 前記液通路、その移動可能領域またはそれらの一部領域
    の光学的状態を検知する検知手段と、 前記検知手段により検知された光学的状態に基づいて、
    前記動作指示手段によってなされた液通路に関する指示
    結果を判別する判別手段とを設けることによって前記分
    注機の動作を確認することを特徴とする分注機の動作確
    認装置。
  2. 【請求項２】 前記判別手段は、前記光学的状態の他
    に、前記動作指示手段の動作指示に関する動作情報、前
    記分注機が吸引、吐出もしくは貯溜する対象に関する対
    象情報、および、液通路を含む前記分注機に関する装置
    情報を含む情報の中から選択した情報に基づいて指示結
    果を判別することを特徴とする請求項１に記載の分注機
    の動作確認装置。
  3. 【請求項３】 前記動作情報には、吸引量もしくは吐出
    量、吸引もしくは吐出の有無、吸引もしくは吐出速度、
    吸引もしくは吐出時点を含む吸引吐出動作、または、移
    動経路、移動方向もしくは移動距離を含む移動動作の情
    報を含み、前記対象情報には、流体の種類もしくは性
    質、または磁性粒子等の懸濁物の種類もしくは有無を含
    み、前記装置情報には、液通路の性質、形状、もしくは
    吸口からの距離と前記液通路の容量との関係を示す情報
    を含むことを特徴とする請求項２に記載の分注機の動作
    確認装置。
  4. 【請求項４】 前記検知手段は、前記液通路、その移動
    可能領域もしくはこれらの一部領域に向かう光軸をもつ
    ように、液通路またはその移動可能領域外に固定しもし
    くは移動可能に設けた１または２以上の受光手段を有す
    ることを特徴とする請求項１記載の分注機の動作確認装
    置。
  5. 【請求項５】 前記受光手段は、前記液通路が昇降移動
    可能である場合においては、昇降移動経路の所定高さ位
    置に向かう光軸をもつようにその液通路の昇降移動経路
    外に固定して設けられたものであることを特徴とする請
    求項４記載の分注機の動作確認装置。
  6. 【請求項６】 前記検知手段は、前記液通路、その移動
    可能領域もしくはこれらの一部領域に向けて光を発する
    位置に固定してまたは移動可能に設けた１または２以上
    の発光手段を有することを特徴とする請求項４または請
    求項５のいずれかに記載の分注機の動作確認装置。
  7. 【請求項７】 前記検知手段は、前記液通路、前記移動
    可能領域もしくはその一部領域の像を撮像するために、
    その液通路またはその移動可能領域外の撮像可能な位置
    に固定してもしくは移動可能に設けた撮像手段を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の分注機の動作確認装
    置。
  8. 【請求項８】 前記受光手段または撮像手段は、２以上
    の前記液通路もしくは２以上の液通路の移動経路の最大
    幅から光を受光しまたは撮像することができるように、
    その液通路の移動経路の最大幅に渡って、ライン状に設
    けられたことを特徴とする請求項４または請求項７に記
    載の分注機の動作確認装置。
  9. 【請求項９】 前記検知手段は、２以上の前記液通路も
    しくはその２以上の液通路の移動経路の最大幅に光を照
    射することができるように、前記液通路、その移動可能
    領域またはこれらの一部の領域を挟み、前記受光手段に
    対向する位置で、その最大幅に渡って発光手段をライン
    状に設けたことを特徴とする請求項８に記載の分注機の
    動作確認装置。
  10. 【請求項１０】 前記判別手段は、前記検知手段が検知
    した光量、光の強度もしくは像、光量、光の強度もしく
    は像の時間的変動、または、光量、光の強度もしくは像
    の空間的分布からなる光学的パターンを解析することに
    より、液通路に関する状態が指示結果と一致するか否か
    を判別することを特徴とする請求項１記載の分注機の動
    作確認装置。
  11. 【請求項１１】 前記液通路に関する状態は、液通路の
    静止もしくは動作状態および液通路内の収容物の物理的
    もしくは化学的な静止もしくは変動状態を含み、液通路
    の前記状態には、液通路の有無、液通路の位置、液通路
    の形状もしくは透過率等の性質等を含み、液通路内の収
    容物の物理的状態には、液通路内の液体の有無、液通路
    内の液体の液面もしくは境界面の有無もしくはその位
    置、液通路内の液体の量等を含み、液通路内の収容物の
    化学的状態には、液通路内の液体の種類もしくは粘性等
    の性質、液通路内の液体内の空気の泡もしくは磁性粒子
    等の懸濁物の有無もしくはその濃度、または、液通路内
    の液体の懸濁もしくは混合の程度または発光等の反応の
    状態を含むことを特徴とする請求項１０に記載の分注機
    の動作確認装置。
  12. 【請求項１２】 前記判別手段は、前記受光手段が受光
    した光量または光の強度が、前記発光手段による光量ま
    たは光の強度と略等しい発光レベルの場合には、液通路
    が存在せず、前記発光手段による光量または光の強度よ
    り小さい所定遮蔽レベルの場合には、液通路が存在して
    いると判別することを特徴とする請求項６または請求項
    ９のいずれかに記載の分注機の動作確認装置。
  13. 【請求項１３】 前記判別手段は、前記液通路の前記高
    さまでの液体の吸引量を吸引するように前記圧力制御手
    段に指示した時点と、実際に、前記検知手段によって検
    知した光量または光の強度の変化時点との間の時間間隔
    に基づいて、液体の流動抵抗の状態または前記液通路へ
    の異物の詰まりの状態を判別することを特徴とする請求
    項１０に記載の分注機の動作確認装置。
  14. 【請求項１４】 前記判別手段は、液面検出後、圧力制
    御手段による吸引吐出動作とともに、前記検知手段が検
    知する光量、光の強度もしくは像、光量、光の強度もし
    くは像の時間的変動、または、光量、光の強度もしくは
    像の空間的分布からなる光学的パターンを解析すること
    により、液通路に吸引もしくは吐出動作中の液体の状態
    について判別することを特徴とする請求項１０に記載の
    分注機の動作確認装置。
  15. 【請求項１５】 前記判別手段は、前記液通路の所定高
    さ以下にまで、液体を吸引した状態で、その液通路を上
    昇させまたは前記検知手段を下降させることによって、
    液通路内の液体の液面が前記検知手段の検知位置を横切
    る際の移動距離、および、予め求めておいた前記吸口か
    らの任意の距離と前記液通路の容量との関係を示す情報
    に基づいて、その液通路に吸引した容量の大きさを判定
    することを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいず
    れかに記載の分注機の動作確認装置。
  16. 【請求項１６】 前記判別手段は、前記液通路に液体を
    吸引した状態で、その液通路を上昇させまたは前記検知
    手段を下降させることによって、液通路の先端に達する
    前に２度液面を検知するとともに、所定高さ以上にまで
    液体を吸引した状態でその液通路を上昇させまたは検知
    手段を下降させることによって、液体有りの状態から、
    再び液体なしの状態への変化を検知した場合には、液量
    不足であると判別することを特徴とする請求項１ないし
    請求項１１のいずれかに記載の分注機の動作確認装置。
  17. 【請求項１７】 前記分注機は、前記液通路の外部にお
    いて、各液通路内に磁力を及ぼしかつ除去することが可
    能な磁力手段を有するとともに、前記動作指示手段は、
    その磁力手段に対し磁力を及ぼしかつ除去する動作指示
    をも行うとともに、前記判別手段は、前記磁力手段によ
    って液通路に関してなされた指示結果をも判別すること
    を特徴とする請求項１ないし請求項１６のいずれかに記
    載の分注機の動作確認装置。
  18. 【請求項１８】 前記液通路は、分注機に設けられたノ
    ズルに着脱可能に装着されたピペットチップであるとと
    もに、前記分注機は、そのピペットチップの脱着装置を
    有し、前記動作指示手段は、前記移動手段およびその脱
    着装置に対して、そのピペットチップに対する装着脱着
    動作の指示をも行うとともに、前記判別手段は、そのピ
    ペットチップに関して装着脱着の指示結果を判別するこ
    とを特徴とする請求項１ないし請求項１７のいずれかに
    記載の分注機の動作確認装置。
  19. 【請求項１９】 前記液通路が吸引、吐出または貯溜す
    る液体は、前記検知手段の検知を補助しまたは可能にす
    る検知用物質を含有することを特徴とする請求項１ない
    し請求項１８のいずれかに記載の分注基の動作確認装
    置。
  20. 【請求項２０】 液体の吸引、吐出および貯溜が可能な
    １もしくは２以上の透光性または半透光性の液通路、そ
    の液通路内の圧力を制御する圧力制御手段、容器と液通
    路の間で相対的に移動を行う移動手段、ならびに、前記
    圧力制御手段および前記移動手段への動作指示を行う動
    作指示手段を有する分注機を用いて、液通路に関する動
    作を行う動作工程と、 前記液通路、その移動可能領域またはそれらの一部領域
    の光学的状態を検知する検知工程と、 前記検知工程により検知された光学的状態に基づいて、
    前記動作指示手段によってなされた液通路に関する指示
    結果を判別する判別工程とを有することによって分注機
    の動作の確認を行うことを特徴とする分注機の動作確認
    方法。
  21. 【請求項２１】 前記判別工程は、前記光学的状態の他
    に、前記動作指示手段の動作指示に関する動作情報、前
    記分注機が吸引、吐出もしくは貯溜する対象に関する対
    象情報、および、液通路を含む前記分注機に関する装置
    情報を含む情報の中から選択した情報に基づいて指示結
    果を判別することを特徴とする請求項２０に記載の分注
    機の動作確認方法。
  22. 【請求項２２】前記動作情報には、吸引量もしくは吐出
    量、吸引もしくは吐出の有無、吸引もしくは吐出速度、
    吸引もしくは吐出時点を含む吸引吐出動作、または、移
    動経路、移動方向もしくは移動距離を含む移動動作の情
    報を含み、前記対象情報には、流体の種類もしくは性
    質、または磁性粒子等の懸濁物の種類もしくは有無を含
    み、前記装置情報には、液通路の性質、形状、もしくは
    前記吸口からの距離と前記液通路の容量との関係を示す
    情報を含むことを特徴とする請求項２１に記載の分注機
    の動作確認方法。
  23. 【請求項２３】 前記検知工程は、前記液通路、前記移
    動可能領域もしくはその一部領域からの光を１または２
    以上の箇所で受光する工程を有することを特徴とする請
    求項２０に記載の分注機の動作確認方法。
  24. 【請求項２４】 前記液通路が昇降移動可能である場合
    であって、前記受光手段が、前記液通路の昇降移動経路
    外であって、その昇降移動経路の所定高さ位置に向かう
    光軸をもつように固定して設けられた場合には、前記検
    知工程は、液通路の下端および流体を貯溜可能な上端ま
    でが前記移動手段によって昇降移動させながら検知を行
    うことを特徴とする請求項２３に記載の分注機の動作確
    認方法。
  25. 【請求項２５】 前記検知工程は、前記液通路、移動可
    能領域もしくはこれらの一部領域に向けて発した光を受
    光することによって行うことを特徴とする請求項２０ま
    たは請求項２４のいずれかに記載の分注機の動作確認方
    法。
  26. 【請求項２６】 前記検知工程は、前記液通路、その移
    動可能領域もしくはその一部領域の像を撮像することに
    よって行うことを特徴とする請求項２０に記載された分
    注機の動作確認方法。
  27. 【請求項２７】 前記検知工程は、１もしくは２以上の
    前記液通路の昇降移動経路の最大幅から光を受光しまた
    は撮像することができるように、その昇降移動経路の最
    大幅に渡って受光することを特徴とする請求項２０に記
    載の分注機の動作確認方法。
  28. 【請求項２８】 前記検知工程は、１もしくは２以上の
    前記液通路の昇降移動経路の最大幅に光を照射するもの
    であることを特徴とする請求項２０に記載の分注機の動
    作確認方法。
  29. 【請求項２９】 前記判別工程は、検知工程で検知した
    光量、光の強度もしくは像、光量、光の強度もしくは像
    の時間的変動、または、光量、光の強度もしくは像の空
    間的分布からなる光学的パターンを解析することによ
    り、液通路に関する状態が指示結果と一致するか否かを
    判別することを特徴とする請求項２０に記載の分注機の
    動作確認方法。
  30. 【請求項３０】 前記判別工程における前記液通路に関
    する状態は、液通路の静止もしくは動作状態および液通
    路内の収容物の物理的もしくは化学的静止もしくは変動
    状態を含み、液通路の状態には、液通路の有無、液通路
    の位置、液通路の形状もしくは透過率等の性質を含み、
    液通路内の収容物の物理的状態には、液通路内の液体の
    有無、液通路内の液体の液面もしくは境界面の有無もし
    くはその位置、液通路内の液体の量等があり、液通路内
    の化学的状態には、液通路内の液体の種類もしくは粘性
    等の性質、液通路内の液体内の空気の泡もしくは磁性粒
    子等の懸濁物の有無もしくはその濃度、または、液通路
    内の液体の懸濁もしくは混合の程度または発光等の反応
    の状態を含むことを特徴とする請求項２９に記載の分注
    機の動作確認方法。
  31. 【請求項３１】 前記判別工程は、前記検知工程で受光
    した光量または光の強度が、発光手段による光量または
    光の強度と略等しい発光レベルの場合には、液通路が存
    在せず、前記発光手段による光量または光の強度より小
    さい所定遮蔽レベルの場合には、液通路が存在している
    と判別することを特徴とする請求項２５に記載の分注機
    の動作確認方法。
  32. 【請求項３２】 前記判別工程は、前記液通路の所定高
    さまでの液体の吸引量を吸引するように、前記圧力制御
    手段に指示した時点と、実施に、前記検知工程において
    検知した光量または光の強度の変化時点との間の時間間
    隔に基づいて液体の流動抵抗の状態または前記液通路へ
    の異物の詰まりの状態を判別することを特徴とする請求
    項２０に記載の分注機の動作確認方法。
  33. 【請求項３３】 前記判別工程は、前記検知工程による
    液面検知後、圧力制御手段による吸引吐出動作ととも
    に、前記検知工程において検知された光量、光の強度も
    しくは像、光量、光の強度もしくは像の時間的変動、ま
    たは光量、光の強度もしくは像の空間的分布からなる光
    学的パターンを解析することにより、液通路に吸引もし
    くは吐出動作中の液体の状態について判別することを特
    徴とする請求項２９に記載の分注機の動作確認方法。
  34. 【請求項３４】 前記判別工程は、前記液通路の所定高
    さ以下にまで、液体を吸引した状態で、その液通路を上
    昇させまたは検知手段を下降させることによって、液通
    路内の液体の液面が前記検知手段の検知位置を横切る際
    の上昇距離、および、予め求めておいた吸口からの任意
    の距離と前記液通路の容量との関係を示す情報に基づい
    て、その液通路に吸引した容量の大きさを判別すること
    を特徴とする請求項２０に記載の分注機の動作確認方
    法。
  35. 【請求項３５】 前記判別工程は、前記液通路に液体を
    吸引した状態で、その液通路を上昇させまたは前記検知
    手段を下降させることによって、液通路の先端に達する
    前に２度液面を検知するとともに、前記所定高さ以上に
    まで液体を吸引した状態でその液通路を上昇させまたは
    検知手段を下降させることによって、液体有りの状態か
    ら、再び液体なしの状態への変化を検知した場合には、
    液量不足であると判別することを特徴とする請求項２０
    に記載の分注機の動作確認方法。
  36. 【請求項３６】 前記分注機は、前記液通路の外部にお
    いて、各液通路に磁場を及ぼしかつ除去することが可能
    な磁力手段を有するとともに、前記動作指示手段は、そ
    の磁力手段に対し磁力を及ぼしかつ除去する動作指示を
    も行うとともに、前記判別工程は、前記磁力手段によっ
    て液通路に関してなされた指示結果をも判別することを
    特徴とする請求項２０ないし請求項３５のいずれかに記
    載の分注機の動作確認方法。
  37. 【請求項３７】 前記液通路は、分注機に設けられたノ
    ズルに着脱自在に装着されたピペットチップであるとと
    もに、前記分注機は、そのピペットチップの脱着装置を
    有し、前記動作指示手段は、前記移動手段およびその脱
    着装置に対して、そのピペットチップに対する装着脱着
    動作の指示をも行うとともに、前記判別工程は、そのピ
    ペットチップに関して装着脱着の指示結果を判別するこ
    とを特徴とする請求項２０ないし請求項３６のいずれか
    に記載の分注機の動作確認方法。
  38. 【請求項３８】 前記検知工程実行前に、前記液通路が
    吸引、吐出または貯溜する液体に、検知工程における検
    知を補助もしくは可能にするための検知用物質を加える
    工程を有することを特徴とする請求項２０ないし請求項
    ３７のいずれかに記載の分注機の動作確認方法。
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