JP2002202315A - インキュベータ付き分注装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インキュベータの内部の環境条件を維持する
ことができ、信頼性に優れたインキュベータ付き分注装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】 インキュベータの内部が所定の環境条件
に維持され、内部に試料を収容したプレート９複数個載
置する試料テーブル２１が配置された筐体２に、扉３を
備えた第１開口部２ａと、第１開口部２ａよりも小さ
く、かつ少なくとも１個のプレート９が通過できる大き
さの第２開口部２ｂと、この第２開口部２ｂを塞ぎプレ
ート９出し入れ時のみに自動的に開閉するシャッタ５を
備えた。これにより、試験や培養継続中のプレート９の
出し入れ時の開口を極力小さくして、インキュベータ１
内部の環境条件の変動を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生化学分野等にお
いて、細胞や微生物などの培養に使用されるインキュベ
ータ付き分注装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】微生物や細胞などの培養や、生化学反応
などの試験に用いられる装置としてインキュベータ付き
分注装置が知られている。インキュベータは、培養や試
験の対象となる試料を収納する筐体に、筐体内の温度や
湿度などの環境条件を維持する機能を備えたものであ
る。一般に同一環境条件下で多数の試料を対象として実
験を行うため、インキュベータには多数の試料が収納さ
れる。

【０００３】ところで、上記試験や培養は長時間継続し
て行われるものであり、継続中には各試料の分析や観
察、試薬の分注などの作業のために、所定時間ごとに試
料を順次インキュベータから分注装置へ取り出したり、
また分注装置から戻し入れる必要がある。このため、イ
ンキュベータには試料の出し入れのための開口が設けら
れており、従来のインキュベータでは、この開口は内部
への試料のセッティングや内部の清掃や保守などの作業
用開口と兼用された大きな開口となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら試料の出
し入れの度にこの大きな開口を開放すると、インキュベ
ータ内部の雰囲気気体が流出しまた外気が内部に流入し
て、内部の温度や湿度などの環境条件が変化する。そし
てこの環境条件が許容される範囲を超えて変化すると、
培養や試験の結果の信頼性を損う。このように従来のイ
ンキュベータには、大きな開口を高頻度で開閉すること
により内部の環境条件が変化し、培養や試験の信頼性が
確保されないという問題点があった。

【０００５】そこで本発明は、インキュベータの内部の
環境条件を維持することができ、信頼性に優れたインキ
ュベータ付き分注装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のインキュ
ベータ付き分注装置は、試料を収納した容器に対する分
注作業を行う分注装置と、この分注装置に付設されたイ
ンキュベータから成り、前記インキュベータが、略箱型
の筐体と、この筐体の内部に配置され試料を収容した容
器を複数載置する試料テーブルと、筐体の内部の環境を
所定の条件に維持する環境コントロール部と、前記筐体
に開口された第１開口部と、この第１開口部を塞ぐ開閉
自在な第１の扉と、前記筐体もしくは第１の扉に形成さ
れ第１開口部よりも小さく、かつ少なくとも１個の前記
容器が通過できる大きさの第２開口部と、この第２開口
部を塞ぐ開閉自在な第２の扉を備え、また前記分注装置
が、前記第２開口部を介して前記インキュベータに対し
て前記容器の出し入れを行なう搬送機構を備えた。

【０００７】請求項２記載のインキュベータ付き分注装
置は、請求項１記載のインキュベータ付き分注装置であ
って、前記第２の扉を自動的に開閉動作させる駆動手段
を備えた。

【０００８】本発明によれば、本体部に開口された第１
開口部と、第１開口部よりも小さく少なくとも１個の容
器が通過できる大きさの第２開口部を設けることによ
り、試験や培養継続中の容器の出し入れ時の開口を極力
小さくしてインキュベータの内部の環境条件の変動を抑
制することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態におけ
るインキュベータ付き分注装置の斜視図、図２、図３は
本発明の一実施の形態におけるインキュベータの平断面
図、図４は本発明の一実施の形態におけるインキュベー
タの側断面図、図５は本発明の一実施の形態におけるイ
ンキュベータ付き分注装置の制御系の構成を示すブロッ
ク図である。

【００１０】まず図１を参照してインキュベータ付き分
注装置について説明する。図１において、インキュベー
タ１は略箱型の筐体２より成り、前面には開閉自在な扉
３が設けられ、側面にはプレート出し入れ口４が設けら
れている。プレート出し入れ口４はシャッタ５を備えて
いる。

【００１１】インキュベータ１と隣接して分注装置６が
配設されている。分注装置６の基台７上面は分注ステー
ジ８となっており、分注ステージ８には複数のプレート
９が載置されている。プレート９は、生化学物質などを
含む試料を収容するウェルを多数備えた容器である。分
注ステージ８上にはＸ軸テーブル１０が配設されてお
り、Ｘ軸テーブル１０には多数の分注チップ１２が装着
された分注ヘッド１１が結合されている。Ｘ軸テーブル
１０を駆動することにより分注ヘッド１１は分注ステー
ジ８内を移動し、載置されたプレート９のうちの１つか
ら試料を吸引し、他のプレート９へ吐出する分注作業を
行う。

【００１２】また分注ステージ８上には、プレート搬送
機構１３が設けられている。プレート搬送機構１３はＸ
軸テーブル１４、Ｙ軸テーブル１５、Ｚθ軸テーブル１
６およびＺθ軸テーブル１６に結合された移載ヘッド１
７より構成される。プレート搬送機構１３を駆動するこ
とにより、分注ステージ８上のプレート９を移載ヘッド
１７によってクランプし、インキュベータ１の内部に搬
入しまたインキュベータ１から取り出す出し入れ作業
を、プレート出し入れ口４を介して行うことができる。

【００１３】次に、図２、図３、図４を参照してインキ
ュベータ１の内部構造について説明する。図２におい
て、筐体２はウォータジャケット（図示省略）を内蔵し
た断熱壁を有しており、環境コントロール部である環境
コントローラ（図外）によって筐体２の内部の温度や湿
度、二酸化炭素濃度などの環境条件を所定の条件に維持
するようになっている。

【００１４】筐体２の前面には第１開口部２ａが設けら
れ、第１開口部２ａは第１の扉である扉３によって開閉
自在となっている。また筐体２の側面には第２開口部２
ｂが設けられている。第２開口部２ｂはプレート９が少
なくとも１個通過できる大きさとなっており、プレート
出し入れ口４として用いられる。第２開口部２ｂには上
下方向に開閉自在の第２の扉であるシャッタ５が設けら
れている。シャッタ５は駆動手段であるシリンダ１９
（図４参照）によって上下方向に自動的に開閉する。図
３は扉３が開放されて第１開口部２ａが開けられ、第２
開口部２ｂがシャッタ５により閉じられた状態を示して
いる。

【００１５】次に、筐体２の内部構造について説明す
る。図２に示すように、筐体２内には円形の試料テーブ
ル２１が配設されている。試料テーブル２１は中心部に
円孔２１ａが設けられた円環部材であり、試料テーブル
２１の上面には、プレート９を載置するための複数の載
置部２１ｂが放射状に配置されており、各載置部２１ｂ
にはプレート９が載置される。すなわち、試料テーブル
２１には複数個（本実施の形態では１２個）のプレート
９が載置される。試料テーブル２１の各載置部２１ｂに
は、図２に示すように各載置部２１ｂの位置を特定する
番号が時計回りに付されている。

【００１６】図４（図２のＡ−Ｂ−Ｃ断面を示してい
る）に示すように、筐体２の内部には複数の試料テーブ
ル２１が連結部材２６によって上下に連結されて回転棚
２０となっている。回転棚２０を構成する各試料テーブ
ル２１には、下から順にＡ、Ｂ、Ｃ・・の符号が付され
ており、この符号によって試料テーブル２１が特定され
る。この符号Ａ、Ｂ、Ｃ・・と前述の各試料テーブル２
１の載置部２１ｂの番号を組み合わせることにより
（例：Ａ−０１）、回転棚２０の各載置部２１ｂを特定
する番号（以下、棚番号と称する）が設定される。

【００１７】回転棚２０は、昇降プレート２８に回転自
在に支持されたスプライン軸受２７に連結部材２６を介
して結合されている。スプライン軸受２７にはスプライ
ン軸２５が挿通しており、スプライン軸２５にはプーリ
３４が結合されている。筐体２内の上部を仕切っる頂板
２９上に配設されたＲ軸モータ３０にはプーリ３２が結
合され、プーリ３２とプーリ３４にはベルト３３が調帯
されている。したがってＲ軸モータ３０を駆動すること
によりスプライン軸２５が回転し、これにより回転棚２
０はスプライン軸２５の廻りに回転運動を行う。

【００１８】昇降プレート２８の対角位置の２ヶ所には
２つのナット２４が結合されており、２つのナット２４
には送りねじ２３が上下方向に螺入している。頂板２９
に軸支された送りねじ２３の上端部には、プーリ３８が
結合されている。頂板２９上に配設されたＺ軸モータ３
５にはプーリ３７が結合されており、プーリ３７とプー
リ３８にはベルト３９が調帯されている。モータ３５を
駆動することにより送りねじ２３が回転し、昇降プレー
ト２８は昇降動作を行う。この昇降動作は、２本のスラ
イドガイド２２（図２参照）によってガイドされる。

【００１９】昇降プレート２８の昇降に伴って、回転棚
２０も同様に昇降するが、このときスプライン軸２５に
よって回転棚２０は常に回転可能なので、回転棚２０は
回転動作と昇降動作を同時に行うことができる。Ｒ軸モ
ータ３０、Ｚ軸モータ３５はそれぞれエンコーダ３１，
３６を備えており、エンコーダ３１，３６はそれぞれＲ
軸モータ３０，Ｚ軸モータ３５の回転量を示すパルス信
号を発生する。したがってこれらのパルス信号をカウン
トすることにより、各棚番号が付された載置部２１ｂの
現在位置を特定することができ、任意の棚番号の載置部
２１ｂに載置されたプレート９を、プレート出し入れ口
４に位置させることができる。

【００２０】次に図５を参照してインキュベータ１およ
び分注装置６の制御系について説明する。まずインキュ
ベータ１に備えられた機能について説明する。シリンダ
駆動部４０は、プレート出し入れ口４を開閉するシャッ
タ５を上下動するシリンダ１９を駆動する。モータ駆動
部４１は、回転棚２０を回転させるＲ軸モータ３０およ
び昇降プレート２８を昇降させるＺ軸モータ３５を駆動
する。環境コントローラ４２は筐体２内部の温度や湿度
などの環境条件を保持する。通信部４３は、上記インキ
ュベータ１側の各部の制御に必要な信号の授受を行う。

【００２１】分注装置６は制御部５０を備えており、制
御部５０は分注装置６の各部の制御のみならず、通信部
５３を介して信号の授受を行うインキュベータ１の通信
部４３経由でインキュベータ１の各部の動作制御を行
う。制御部５０には、分注装置６およびインキュベータ
１を用いて行われる生化学処理の各ステップを示すアッ
セイプログラムが記憶されており、このアッセイプログ
ラムに従って分注装置６およびインキュベータ１の動作
が制御される。分注ヘッド駆動部５１はＸ軸テーブル１
０及び分注ヘッド１１を駆動する。プレート搬送機構駆
動部５２は、プレート搬送機構１３、すなわち移載ヘッ
ド１７を移動させるＸ軸テーブル１４、Ｙ軸テーブル１
５およびＺθ軸テーブル１６を駆動する。

【００２２】このインキュベータは上記のように構成さ
れており、以下動作について説明する。まず生化学処理
作業の開始に先立って、インキュベータ１内部へのプレ
ート９のセッティングが行われる。このセッティング作
業においては、所定の試料を収容したプレート９を試料
テーブル２１の所定の載置部に載置する作業が行われる
が、このとき扉３を開いて第１開口部２ａを開放した状
態で作業を行うことができるので、広い開口範囲が確保
され作業性よく多数のプレートを所定の位置に載置する
ことができる。また、筐体２内部の清掃や保守点検など
のメンテナンス時においても同様に良好な作業性が確保
される。

【００２３】次にセッティング完了後、扉３を閉鎖して
環境コントローラ４２を作動させる。これにより、筐体
２の内部の環境条件は所定の条件に保たれる。この後、
アッセイプログラムに従って生化学処理が行われる。こ
の処理の過程において、所定の培養時間が経過したプレ
ート９をインキュベータ１から取り出し、分析や分注な
どの諸操作を行った後に再びインキュベータ１内に戻し
入れることが繰り返される。

【００２４】このときのプレート９の出し入れは、イン
キュベータ１と分注装置６とを隔てる側壁に設けられた
プレート出し入れ口４を介して行われる。プレート出し
入れ口４は、プレート９が通過できるだけの小さな開口
寸法となっており、しかもプレート９の出し入れの必要
時のみ分注装置からの指令によって自動的に開放される
ようになっているため、内部環境気体が外部に流出した
り、外気がインキュベータ１内部に流入することによる
環境条件の撹乱を最小限に抑制することができる。した
がって、プレート９の出し入れの度に扉３を開放する従
来のインキュベータと比較して、内部の環境条件の変動
はきわめて小さく、安定した信頼性の高い生化学処理品
質を保つことができる。なお上記実施の形態では、第２
開口部２ｂを筐体２の側面に形成した例を説明したが、
第２開口部は扉３に形成しても良い。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、インキュベータの本体
部に開口された第１開口部と、第１開口部よりも小さく
少なくとも１個の容器が通過できる大きさの第２開口部
を設けたので、培養や試験継続中の容器の出し入れ時の
開口を極力小さくし内部の環境条件の変動を抑制するこ
とにより処理結果の信頼性を高めるとともに、試料のセ
ットや保守点検など人手による内部の作業を必要とする
場合の作業性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるインキュベータ
付き分注装置の斜視図

【図２】本発明の一実施の形態におけるインキュベータ
の平断面図

【図３】本発明の一実施の形態におけるインキュベータ
の平断面図

【図４】本発明の一実施の形態におけるインキュベータ
の側断面図

【図５】本発明の一実施の形態におけるインキュベータ
付き分注装置の制御系の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１ インキュベータ ２ 筐体 ２ａ 第１開口部 ２ｂ 第２開口部 ３ 扉 ４ プレート出し入れ口 ５ シャッタ ６ 分注装置 ９ プレート １９ シリンダ ２１ 試料テーブル ４２ 環境コントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料を収納した容器に対する分注作業を行
   う分注装置と、この分注装置に付設されたインキュベー
   タから成り、前記インキュベータが、略箱型の筐体と、
   この筐体の内部に配置され試料を収容した容器を複数個
   載置する試料テーブルと、筐体の内部の環境を所定の条
   件に維持する環境コントロール部と、前記筐体に開口さ
   れた第１開口部と、この第１開口部を塞ぐ開閉自在な第
   １の扉と、前記筐体もしくは第１の扉に形成され第１開
   口部よりも小さく、かつ少なくとも１個の前記容器が通
   過できる大きさの第２開口部と、この第２開口部を塞ぐ
   開閉自在な第２の扉を備え、また前記分注装置が、前記
   第２開口部を介して前記インキュベータに対して前記容
   器の出し入れを行なう搬送機構を備えたことを特徴とす
   るインキュベータ付き分注装置。
2. 【請求項２】前記第２の扉を自動的に開閉動作させる駆
   動手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のインキ
   ュベータ付き分注装置。