JP2002031642A - シーラーを備えたマルチウェルプレート自動搬送システム - Google Patents

シーラーを備えたマルチウェルプレート自動搬送システム

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JP2002031642A
JP2002031642A JP2000214909A JP2000214909A JP2002031642A JP 2002031642 A JP2002031642 A JP 2002031642A JP 2000214909 A JP2000214909 A JP 2000214909A JP 2000214909 A JP2000214909 A JP 2000214909A JP 2002031642 A JP2002031642 A JP 2002031642A
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Shigeki Otawara
茂樹 太田原
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Toyobo Engineering Co Ltd
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Toyobo Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単にマルチウェルプレートの授受を行うこ
とができ、利便性の高いシーラーを備えたマルチウェル
プレート自動搬送システムを提供する。 【解決手段】 マルチウェルプレートMpを自動搬送す
るシステムに、シーラー10を配置し、当該シーラー1
0と搬送路Rとの間で受渡し手段11によるマルチウェ
ルプレートMpの受渡しを迅速に行うようにした特徴と
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、マルチウェルプレ
ートの上面をフィルムにより覆うシーラーを備えたマル
チウェルプレート自動搬送システムに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、臨床診断等においては、96個
あるいは384個等のウェル(くぼみ)が所定ピッチで
配置されたマルチウェルプレートが使用され、ウェルの
各列毎あるいは全体にサンプルが分注され、その後、イ
ンキュベータで培養したり、分光光度計による色チェッ
ク等が行なわれる。
【0003】最近では、実験の効率化、迅速化等の要請
から、多数のマルチウェルプレートを流れ作業的に処理
する自動搬送システムが開発されている。
【0004】この自動搬送システムは、多数のマルチウ
ェルプレートが収納されたスタッカから1枚ずつマルチ
ウェルプレートを取出し、搬送装置により搬送路に沿っ
て搬送し、当該搬送路に沿って配置された、分注装置、
インキュベータ、スタッカ、分光光度計など種々の実験
装置あるいは付帯装置(以下、処理装置)に導かれ、各
種実験が行なわれた後、前記スタッカ等に収納される。
【0005】これら各作業は、コンピュータ等の制御部
で制御しながら自動的に行なわれ、場合によっては、各
実験結果がコンピュータに自動的に記憶若しくは記録さ
れる。
【0006】また、前記分注する場合には、非常に高い
精密度(同体積を複数回測定したときの測定値のばらつ
きが非常に小さいこと)及び高い正確度( 測定値と真
の値との差である誤差の真の値に対する比が少ないこ
と)が要求され、最近のサンプル液の分注量について
は、1〜10μlレベル、場合によっては、1μl以下
という極めて少量の分注が要望されることもある。
【0007】このような少量分注の場合は、液分の蒸発
あるいは逸損が実験結果に多大の影響を及ぼすため、シ
ーラーを用いてマルチウェルプレートの上面全体をフィ
ルムにより覆い、空気とサンプルの接触を防止し、液成
分を確実に保持している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記シーラー
によるシーリングは、熱シールであるので、この熱が周
辺機器に影響を及ぼす虞があり、実験を流れ作業的に処
理する自動搬送システムに組込むことは好ましくないと
されている。これは、前記シーリングを自動的に行うオ
ートシーラーであっても同様である。
【0009】特に、前記自動搬送システムを用いて、最
近着目されているゲノム解析のような、個々のウェルに
少量の貴重なサンプルが入れた膨大な量のマルチウェル
プレートを処理したり、長期間保管する場合にも、前記
オートシーラーは組込まれておらず、手作業でシーリン
グが行われている。
【0010】このため、自動搬送システムでのシーリン
グは、作業性が悪く、種々の処理作業のネックとなって
いるというのが実情である。
【0011】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたもので、作業能率、利便性の高いオートシーラ
ーが組み込まれたマルチウェルプレート自動搬送システ
ムを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】かかる目的は、下記の手
段により達成される。
【0013】(1) スタッカから1枚ずつ取出された
マルチウェルプレートを搬送路に沿って搬送する搬送装
置と、前記搬送路に隣接して設けられた各種処理装置と
を有するマルチウェルプレート自動搬送システムにおい
て、前記搬送路に、前記マルチウェルプレートの上面を
フィルムにより覆うシーラーを配置し、当該シーラー若
しくはその近傍に、該シーラーと前記搬送路との間で前
記マルチウェルプレートの受渡しを行う受渡し手段を設
けたことを特徴とするシーラーを備えたマルチウェルプ
レート自動搬送システム。
【0014】(2) 前記シーラー及び受渡し手段は、
前記搬送路に設けられたスタッカの近傍に設けたことを
特徴とするシーラーを備えたマルチウェルプレート自動
搬送システム。
【0015】(3) 前記受渡し手段は、前記シーラー
の基台に設けられ、前記マルチウェルプレートを当該基
台から所定高さまで昇降させるリフター部材と、このリ
フター部材と前記搬送路との間を往復動する前記シーラ
ーの基台若しくはその近傍に設けられたアーム部材と、
前記リフター部材上でのマルチウェルプレートの存否を
検知するプレートセンサーと、前記基台上でのアーム部
材の存否を検知するアームセンサーと、当該プレートセ
ンサーがマルチウェルプレートの存在を検知し、前記ア
ームセンサーが基台上でのアーム部材の存在を検知する
と、前記リフター部材がマルチウェルプレートを前記ア
ーム部材の位置より高い位置まで上昇した後、前記アー
ム部材を作動させるように制御する制御部と、を有する
ことを特徴とするシーラーを備えたマルチウェルプレー
ト自動搬送システム。
【0016】(4) 前記アーム部材は、軸を中心に水
平面内で回動するようにしたことを特徴とするシーラー
を備えたマルチウェルプレート自動搬送システム。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【0018】図1は本発明の実施形態を示す概略平面
図、図2はマルチウェルプレートの上面をフィルムによ
りシールした状態を示す断面図、図3は前記自動搬送シ
ステムに組み込まれたオートシーラー近傍の概略平面図
である。
【0019】本実施形態に係るシーラーを備えたマルチ
ウェルプレート自動搬送システムは、図1に示すよう
に、搬送路Rの上下あるいは左右の近傍に各種処理装置
Pが設けられている。
【0020】この搬送路Rは、ベース(図示せず)上に
設けられた第1搬送路R1及び第2搬送路R2によりな
り、各第1搬送路R1及び第2搬送路R2は、パルスモー
タにより駆動されるタイミングベルトにより構成され、
上面にマルチウェルプレートMpが載置され搬送される
ようになっている。
【0021】この搬送路Rにおいては、第1搬送路R1
と第2搬送路R2の間や、各種処理装置Pと搬送路Rの
間に、マルチウェルプレートMpの受渡しを行う受渡し
手段11が設けられているが、この受渡し手段11につ
いては、後に詳述する。なお、当該搬送路Rの側方にガ
イドレールを設けてもよい。
【0022】前記各種処理装置Pは、種々の装置がある
が、本実施形態では、第1搬送路R 1に沿って、サンプ
ルを複数のピペッターを用いてマルチウェルプレートM
pの各ウェルU(図2参照)に分注する第1分液装置P1
と、多数のマルチウェルプレートMpが収容される第1
スタッカP2が設けられている。
【0023】前記第1搬送路R1と第2搬送路R2との間
に設けられた処理装置Pは、インキュベータP3と分光
光度計P4であるが、インキュベータP3は、所定温度で
培養するものであり、分光光度計P4は、インキュベー
タP3において培養された後のサンプルの光度を測定す
るものである。
【0024】また、前記第2搬送路R2には、第2スタ
ッカP5及び第2分液装置P6が設けられ、終端には、通
称ホテルと称される第3スタッカP7が設けられてい
る。
【0025】特に、本実施形態では、第1搬送路R1
第2搬送路R2との間に受渡し手段11を有するオート
シーラー10が設けられている。この受渡し手段11
を、シーラー10自体に若しくはその近傍にも配置すれ
ば、マルチウェルプレートMpの受渡しを迅速に行うこ
とができ、シーラー10による熱的影響が防止でき、自
動搬送システムへのシーラー10の組み込みが可能とな
る。
【0026】まず、このオートシーラー10は、実験の
精度等を高めるため、図2に示すように、前記マルチウ
ェルプレートMpの上面を、例えば、張り替え可能フィ
ルムあるいは永久フィルムFによりシールし、ウェルU
中のサンプルが極力空気と接触しないように、またサン
プル中の液成分が蒸発しないようにするものである。
【0027】より具体的に述べれば、このシールは、例
えば、ロール状に卷回されたシールフィルムF(アルミ
ニウムフィルム、ポリプロピレン製基盤フィルム及び熱
溶着用フィルムからなる3〜4層のフィルム)を、パル
スモータを駆動することによりマルチウェルプレートM
pの上面を覆う程度の長さ分引出し、セラミックサーク
ル刃により切断した後に、エアーシリンダで最大5Kg
/cm2程度の圧力で加圧しつつヒータにより加熱(1
00〜200℃程度で5〜30秒)し、前記フィルムF
をマルチウェルプレート上面全体に熱融着することによ
り行う。
【0028】オートシーラー10は、前記搬送路Rのい
ずれに設けてもよいが、前記マルチウェルプレートMp
をインキュベータP3や分光光度計P4との間で受渡しを
行うためには、図中二点鎖線で示すa又はbの部分とす
ることが好ましい。ただし、場合によっては、図1中符
号cで示す位置に設けてもよい。
【0029】前記受渡し手段11は、図3に示すよう
に、前記インキュベータP3や分光光度計P4との間でマ
ルチウェルプレートMpの受渡しを行うのみでなく、第
1搬送路R1と第2搬送路R2の間でも使用可能である
が、前記搬送路Rの受渡し手段11の近傍のみはレール
とし、上下方向からマルチウェルプレートMpを支持す
る支持部材が搬送路Rを通過できるように構成すること
が好ましい。
【0030】本実施形態では、当該受渡し手段11は、
シーラー10の基台12側部近傍に設けられ、下記のよ
うに構成されている。
【0031】この受渡し手段11は、シーラー10の基
台12に設けられ、マルチウェルプレートMpを当該基
台12から所定高さまで昇降する4本のピンよりなる第
1リフター部材13と、モータ等(図示せず)により回
転される回転軸15に基端が連結されたアーム部材16
と、このアーム部材16の先端に固着され、マルチウェ
ルプレートMpを支持するように平面形状コ字状をした
支持板17と、前記シーラー10の基台12側に設けら
れた第1プレート架台18と、前記搬送路R側または処
理装置等の受側に設けられた第2プレート架台19と、
マルチウェルプレートMpを当該第2プレート架台19
から所定高さまで昇降する4本のピンよりなる第2リフ
ター部材14と、これらを制御する制御する制御部Cと
を有している。
【0032】なお、前記アーム部材16は、第1リフタ
ー部材13と搬送路Rまたは受側との間を往復動するも
のであり、例えば、インキュベータP3の受部5と分光
光度計P4の受部6等のような受側が回転半径内に入る
程度の長さを有しており、また、前記プレート架台1
8,19は、搬出されたマルチウェルプレートMpをア
ーム部材16に受渡すまで一時的に保持しする部分であ
る。
【0033】前記制御部Cは、パーソナルコンピュータ
により構成されているが、ここには、第1,第2リフタ
ー部材13,14上でのマルチウェルプレートMpの存
否を検知する第1,第2プレートセンサーS1,S2と、
基台12又は第2プレート架台19上での前記アーム部
材16(若しくは支持板17)の存否を検知する第1,
第2アームセンサーS3,S4とからの各信号が入力さ
れ、搬送路R(又は第2プレート架台19)側とシーラ
ー10の基台12側との間でマルチウェルプレートMp
を確実に搬送されるように制御している。
【0034】次に、上記実施の形態の作用を、抗体結合
能の評価を酸素結合免疫吸着検査により行う場合を例に
説明する。
【0035】まず、マルチウェルプレートMpの各ウェ
ルW内に測定しようとする抗体に対する抗原(例えば、
DNA)を物理的に吸着して不溶化し、第1スタッカP
2内に多数収容する。この場合、マルチウェルプレート
Mpにおいて、各列毎に吸着させる抗原を変えておく
と、一回の操作で列数分の抗体産生の有無が調べられ
る。
【0036】この状態で、第1搬送路R1を作動する
と、第1スタッカP2から1枚のマルチウェルプレート
Mpが取出され、第1分注装置P1の下部まで搬送され
る。
【0037】一方、第1分注装置P1では、被検者から
採取した血液から遠心分離などによって集められた血清
を、リザーバプレート(図示せず)内に入れ、ポンプを
駆動することによりリザーバプレート内の血清を吸い上
げ、各ピペット内に至らしめた待機状態としておく。
【0038】そして、前記第1搬送路R1を再度作動
し、第1列のウェルWがピペットの下位に位置すると停
止し、この状態で、ポンプを駆動することにより各ピペ
ット内の所定量の血清をマルチウェルプレートMpの第
1列等のウェル中に注液する。
【0039】この注液をマルチウェルプレートMpのウ
ェル全体に行った後、前記第1搬送路R1を作動し、当
該マルチウェルプレートMpを第1スタッカP2に戻す。
このような作業を前記第1スタッカP2に収納されたマ
ルチウェルプレートMpの数だけ行い、全てのマルチウ
ェルプレートMpを第1スタッカP2に戻す。
【0040】血清の注液が完了すれば、第1搬送路R1
を再度作動し、第1スタッカP2に収納されているマル
チウェルプレートMpを搬出し、前記シーラー10の受
渡し手段11を利用してインキュベータP3に移し、所
定温度で培養する。なお、シーラー10による受渡しに
関しては、後に詳述する。
【0041】培養が完了すれば、インキュベータP3
らマルチウェルプレートMpを搬出し、前記シーラー1
0の受渡し手段11を利用して第2搬送路R2上に移
し、当該第2搬送路R2の作動により第2分注装置P6
ピペットの下部に位置させる。
【0042】そして、当該第2分注装置P6のポンプを
駆動することにより各ウェルWに所定量の緩衝液を注入
し、非結合反応物を洗い流し、内壁に結合させた抗原に
結合しなかった残りの血清タンパク質を除去する。この
除去が完了すると、第2搬送路R2を作動して緩衝液が
注入されたマルチウェルプレートMpを第2スタッカP 5
に収納する。
【0043】なお、非結合反応物の洗い流しは、前記第
1分注装置P1を使用し、各リザーバプレート内の血清
を緩衝液と交換するかあるいは血清入りのリザーバプレ
ートを緩衝液入りのリザーバプレートと交換して行って
もよいが、サンプルコンタミネーションの不安を除くた
めに、血清分注用と緩衝液分注用とを別にして前記のよ
うに第2分注装置P6を使用することが好ましい。
【0044】前記第2スタッカP5に収納されたマルチ
ウェルプレートMpは、シーラー10の受渡し手段11
を利用して第1搬送路R1側に移し、当該第1搬送路R1
の作動により前記第1分注装置2に戻し、市販のマルチ
ピペッター等を用いて、酵素標識した精製ウサギ抗ヒト
免疫グロブリンを所定量各ウェルに添加する。
【0045】この添加後、マルチウェルプレートMp
は、再度シーラー10の受渡し手段11を利用してイン
キュベータP3に移され、所定温度で培養され、内壁上
に結合させた抗原に結合した抗体に対してさらにこの抗
ヒト免疫グロブリンを特異的に結合させる。この場合、
インキュベータP3への移行の前に、シーラー10にマ
ルチウェルプレートMpを取りこみ、フィルムFでシー
ルしてもよい。
【0046】最後に、結合した酵素を発色させて酵素活
性を分光光度計P4により光度を測定することによっ
て、血清中の抗体存在の有無、さらには抗体価の測定す
るが、前記シーラー10によりシールされたマルチウェ
ルプレートMpの場合は、このフィルムFを剥がした後
に、前記シーラー10の受渡し手段11を利用して分光
光度計P4に搬入する。
【0047】分光光度計P4において測定された後のマ
ルチウェルプレートMpは、前記受渡し手段11を利用
して第2搬送路R2側に移され、第2搬送路R2の作動に
より当該マルチウェルプレートMpを第3スタッカ9に
収納する。
【0048】前記受渡し手段11による受渡しは、次の
ように行われる。
【0049】例えば、シーラー10によりシールされた
マルチウェルプレートMpをインキュベータP3に移行す
る場合には、まず、シーラー10から搬出されたマルチ
ウェルプレートMpが第1プレート架台18の第1リフ
ター部材13上で停止する。このマルチウェルプレート
Mpの存在を第1プレートセンサーS1が検知すると、4
本の第1リフター部材13が同時に上昇しマルチウェル
プレートMpを支持する。
【0050】第1リフター部材13が上昇限まで持ち上
げられると、つまりアーム部材16の位置より少し高い
位置に到達すると、第1リフター部材13は、この状態
で待機する。
【0051】一方、前記第1リフター部材13が上昇限
になると、アーム部材16が回動を開始し、マルチウェ
ルプレートMpの下位に入り込み、停止する。このアー
ム部材16を第1アームセンサーS3が検知すると、支
持板17内に設けられた第1リフター部材13が下降
し、支持板17上にマルチウェルプレートMpを載置す
る。この第1リフター部材13が下降限に到達すると、
マルチウェルプレートMpが載置されたアーム部材16
は、インキュベータP3に向かって移動する。
【0052】一方、インキュベータP3側では、受台5
に第2プレート架台19が突出される。アーム部材16
がマルチウェルプレートMpと共に第2プレート架台1
9の位置まで回動してくると、このマルチウェルプレー
トMpの存在を第2プレートセンサーS2が検知し、アー
ム部材16の存在を第2アームセンサーS4が検知す
る。これにより、4本の第2リフター部材14が同時に
上昇しマルチウェルプレートMpを支持する。第2リフ
ター部材14の上昇限であるアーム部材16の位置より
少し高い位置に到達すると、アーム部材16が戻り回動
を開始し、マルチウェルプレートMpの下位から退去
し、前記第2リフター部材14が下降すると、マルチウ
ェルプレートMpの授受が完了する。
【0053】このようにすれば、一度に多数のマルチウ
ェルプレートMpが処理できる上、血清は自動的にかつ
簡単な操作でかつ高い精密度及び正確度をもってウェル
W中に注液することができ、極めて利便性のある分液シ
ステムとなる。
【0054】本発明システムは、上述した実施態様に限
定されるものではなく、図4に示すような構成であって
もよい。図4は前記オートシーラーの変形例を示す概略
斜視図であり、前記図3と共通する部材には同一符号を
付し、説明は省略する。
【0055】このオートシーラー10の受渡し手段11
は、シーラー10の基台12に直接設けられ、しかも、
このアーム部材16の先端に固着された、マルチウェル
プレートMpを支持する支持板17aは、前記第1リフ
ター部材13と衝突しないようにアーム部材16から平
面形状円弧状に3本突出されている。このようにすれば
マルチウェルプレートMpの受渡しがきわめて迅速にか
つ円滑に行われる。
【0056】また、前記受渡し手段11は、回転アーム
式のものであるが、必ずしもこれのみでなく、ロボット
ハンド等のような装置を使用してもよい。
【0057】さらに、前記受渡し手段11は、リフター
部材13,14の昇降状態を当該リフター部材13,1
4が上昇限又は下降限に到達すると、次の作動を行うよ
うにしているが、リフター部材13,14の状態を検知
するリフターセンサーを設け、リフターセンサーがリフ
ターの上昇を検知すると、アーム部材16を元の位置ま
で戻す等、次の作動を行うようにしてようにしてもよ
い。
【0058】なお、前記システムは、酸素結合免疫吸着
検査に使用したものであるが、他の測定法、例えば、免
疫蛍光法やラジオイムノアッセイ、さらには組換遺伝子
操作における目的の組換遺伝子のスクリーニングなどに
も同様にして使用できる。
【0059】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
の効果が得られる。
【0060】請求項1に記載の発明は、マルチウェルプ
レート自動搬送システムにシーラーを配置し、当該シー
ラーと搬送路との間で受渡し手段によるマルチウェルプ
レートの受渡しを迅速に行うようにしたので、汎用性、
利便性の高いシステムとなる。
【0061】請求項2に記載の発明は、シーラーと受渡
し手段をスタッカの近傍に設けたので、マルチウェルプ
レートの搬送がさらに迅速になり、より利便性の高いシ
ステムとなる。
【0062】請求項3に記載の発明は、受渡し手段は、
シーラー側の基台に設けたリフター部材と、受側のリフ
ター部材との間をアーム部材が往復動するようにし、こ
れらの作動状態をセンサーにより検知し、制御部で制御
するようにしたので、簡単にかつ迅速にマルチウェルプ
レートの授受を行うことができる。
【0063】請求項4に記載の発明は、アーム部材が水
平面内で回動するようにしたので、上下寸法がコンパク
トになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態を示す概略平面図である。
【図2】 マルチウェルプレートの上面をフィルムによ
りシールした状態を示す断面図である。
【図3】 前記実施形態のオートシーラー近傍の概略平
面図である。
【図4】 本発明の他の実施形態を示すオートシーラー
の概略斜視図である。
【符号の説明】
10…オートシーラー、 11…受渡し手段、 12…基台、 13…第1リフター部材、 14…第2リフター部材、 16…アーム部材、 17…支持板、 18…プレート架台、 C…制御部、 F…フィルム、 Mp…マルチウェルプレート、 P…処理装置、 P1…第1分液装置、 P2…第1スタッカ、 P5…第2スタッカ、 P6…第2分液装置、 R…搬送路、 S1〜S4…センサー、 W…ウェル。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スタッカから1枚ずつ取出されたマルチ
    ウェルプレートを搬送路に沿って搬送する搬送装置と、
    前記搬送路に隣接して設けられた各種処理装置とを有す
    るマルチウェルプレート自動搬送システムにおいて、 前記搬送路に、前記マルチウェルプレートの上面をフィ
    ルムにより覆うシーラーを配置し、当該シーラー若しく
    はその近傍に、該シーラーと前記搬送路との間で前記マ
    ルチウェルプレートの受渡しを行う受渡し手段を設けた
    ことを特徴とするシーラーを備えたマルチウェルプレー
    ト自動搬送システム。
  2. 【請求項2】 前記シーラー及び受渡し手段は、前記搬
    送路に設けられたスタッカの近傍に設けたことを特徴と
    する請求項1に記載のシーラーを備えたマルチウェルプ
    レート自動搬送システム。
  3. 【請求項3】 前記受渡し手段は、 前記シーラーの基台に設けられ、前記マルチウェルプレ
    ートを当該基台から所定高さまで昇降させるリフター部
    材と、 このリフター部材と前記搬送路との間を往復動する前記
    シーラーの基台若しくはその近傍に設けられたアーム部
    材と、 前記リフター部材上でのマルチウェルプレートの存否を
    検知するプレートセンサーと、 前記基台上でのアーム部材の存否を検知するアームセン
    サーと、 当該プレートセンサーがマルチウェルプレートの存在を
    検知し、前記アームセンサーが基台上でのアーム部材の
    存在を検知すると、前記リフター部材がマルチウェルプ
    レートを前記アーム部材の位置より高い位置まで上昇し
    た後、前記アーム部材を作動させるように制御する制御
    部と、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載
    のシーラーを備えたマルチウェルプレート自動搬送シス
    テム。
  4. 【請求項4】 前記アーム部材は、軸を中心に水平面内
    で回動するようにしたことを特徴とする請求項1〜3の
    いずれかに記載のシーラーを備えたマルチウェルプレー
    ト自動搬送システム。
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