JP2003194833A - マイクロプレート搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロプレートにおけるプレート要素の嵌
め込み忘れを検知する。 【解決手段】 マイクロプレート１０２の搬送途中で、
そこに組み込まれたプレート要素１０４の有無を光学的
に検出し、その検出結果から、マイクロプレートの構成
の良否を判定する。分注に先だって、マイクロプレート
の構成の良否を判定するのが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマイクロプレート搬
送装置に関し、特に複数のプレート要素が組み込まれる
マイクロプレートを搬送する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】マイクロプレート（アッセ
イプレート）には多数のウエルが形成されている。各ウ
エル内にはサンプル（人体又は動物の血液や尿など）及
び試薬が分注され、そのウエル内でサンプルに対する試
薬処理がなされる。各ウエル内にあらかじめ最初の試薬
が固形の試薬層（固相）として形成されたマイクロプレ
ートもある。そのようなマイクロプレートを用いる場合
には、サンプルのウエル内への吐出を契機として試薬処
理が進行する。

【０００３】一般に、試薬は非常に高価である。一方、
サンプルの個数如何によっては、マイクロプレートの全
ウエルを用いない場合もある。その場合、使用されない
ウエルについては試薬層が用いられず、無駄になってし
まうという問題がある。そこで、マイクロプレートを複
数の要素に分割し、サンプル数あるいは使用すべきウエ
ル数に応じて、必要な数の要素のみを枠体（フレーム）
内に嵌め込み、それによって必要個数分のウエルが形成
されたマイクロプレートを構成することが行われてい
る。ここで、その要素は、複数のウエルが一列形成され
たストリップ部材、あるいは、単一のウエルが形成され
たウエル部材などである。

【０００４】しかし、枠体への嵌め込み作業は手作業に
よって行われるが、手作業ゆえに嵌め込み忘れが生じる
可能性がある。もし、一部の要素を嵌め込みを行わない
状態でマイクロプレートを搬送装置にセットすると、サ
ンプル分注の際にウエルが存在しない所にサンプルを吐
出してしまう可能性がある。

【０００５】本発明の目的は、プレート要素の嵌め込み
忘れを検知できるようにすることにある。

【０００６】本発明の目的は、マイクロプレートの構成
の良否を判定できるようにすることにある。

【０００７】本発明の目的は、マイクロプレートを用い
た処理の信頼性を高めることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数のプレート要素が組み込まれてなる
マイクロプレートを搬送するマイクロプレート搬送装置
において、前記マイクロプレートを搬送する搬送機構
と、前記マイクロプレートの搬送経路上に設けられ、当
該マイクロプレートの枠体に組み込まれたプレート要素
を検出する検出器と、前記検出器の検出結果に基づい
て、前記マイクロプレートの構成の良否を判定する判定
部と、を含むことを特徴とする。

【０００９】上記構成によれは、マイクロプレートの搬
送に際して、そこに組み込まれているプレート要素の有
無が検出される。よって、その検出結果を用いて、マイ
クロプレートの構成の良否を判定できる。マイクロプレ
ートが複数のプレート要素を有する場合には個別的に検
出を行うのが望ましいが、代表のプレート要素だけ検出
することもできる。マイクロプレートのプレート要素の
構成については別途情報を入手しておき、その情報と検
出結果とを照合して、構成の良否を判定できる。なお、
構成の良否を報知あるいは記録するようにしてもよい。

【００１０】望ましくは、前記プレート要素は、複数の
ウエルが形成されたストリップ部材又は単一のウエルが
形成されたウエル部材である。

【００１１】望ましくは、前記検出器は、前記マイクロ
プレートの下面側から光学的に前記プレート要素を検出
する光センサである。

【００１２】望ましくは、前記光センサの光ビームは前
記プレート要素に形成されたウエルの底面中央に向けて
照射される。底面の形状には、平坦なもの、凸球面状の
ものなどがあるが、その中央に照射すれば、プレート要
素の有無について誤りなく判定を行える。

【００１３】望ましくは、前記搬送経路上には分注位置
が設定され、前記検出器は前記搬送経路上における前記
分注位置の手前位置に設定される。このようにすれば、
分注の実行に先だってマイクロプレートの構成の良否を
判定することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１５】図１には、本発明に係る酵素免疫反応測定
システムの全体的な構成が斜視図として示されている。
この酵素免疫反応測定システムは、人体や動物などから
採取された血液や尿などのサンプルに対して抗原抗体反
応測定を行うシステムであり、特に、大量のサンプルを
処理できるシステムである。

【００１６】図１に示されるように、本実施形態に係る
酵素免疫反応測定システムは、前処理ユニット（開始分
注ユニット）１０、第１反応処理ユニット１２、第２反
応処理ユニット１４、第３反応処理ユニット１６、呈色
反応処理ユニット１８及び測定処理ユニット２０を有し
ている。前処理ユニット１０を上流側として、そこから
下流側にかけて複数の処理工程が実行され、各処理工程
ごとにユニットが設けられている。ちなみに、Ｙ方向は
後述するアッセイプレート（マイクロプレート）が流さ
れる搬送ライン方向であり、それに直交する水平方向と
してＸ方向が定義されている。各ユニットにおいては、
装置の前面側から、試薬容器の交換や試薬の補充などの
ようなメンテナンス作業がなされる。ちなみにＺ方向は
垂直方向である。なお、前処理ユニット１０において
は、必要に応じて、その裏面側から、そのようなメンテ
ナンス作業を行うこともできる。

【００１７】図１には示されていないが、図示される各
種のユニットの他、本実施形態においては、最後のユニ
ットとして排出スタッカが設けられており、一連の処理
工程を経た後のアッセイプレートがその排出スタッカに
積み上げ収納される。また、各ユニット１０〜２０は、
図示されていない制御部によって制御されており、その
制御部としては例えばコンピュータなどを用いることが
できる。そのようなコンピュータは各ユニットとは別体
に設けられ、あるいはいずれかのユニット内に設けられ
る。

【００１８】図１に示すシステム構成は一例であって、
酵素免疫反応測定を構成する各処理工程の内容に応じて
様々なシステム構成を採用することができる。

【００１９】図２には、本実施形態に係る酵素免疫反応
測定に含まれる一連の工程がフローチャートとして示さ
れている。ちなみに、符号１０Ａは、図１に示した前処
理ユニット１０が担当する工程を示しており、符号１２
Ａは、図１に示した第１反応処理ユニット１２が担当す
る工程を示しており、符号１４Ａは、図１に示した第２
反応処理ユニット１４が担当する工程を示しており、符
号１６Ａは、図１に示した第３反応処理ユニット１６が
担当する工程を示しており、符号１８Ａは、図１に示し
た呈色反応処理ユニット１８が担当する工程を示してお
り、符号２０Ａは、図１に示した測定処理ユニット２０
が担当する工程を示している。また、符号２２Ａは、上
記の排出スタッカにおける動作を示している。

【００２０】図２において、まずＳ１０１においては、
アッセイプレートに対して具体的には、アッセイプレー
トに形成された各ウエルに対して、サンプルが分注され
る。本実施形態においては、アッセイプレートにおける
各ウエルの底面にあらかじめ試薬の固相が形成されてお
り、各ウエルに対してサンプルを分注すると、その分注
タイミングをもって試薬反応が開始される。よって、こ
こで実行される前処理は反応開始分注に相当する。ちな
みに、分注される各サンプル（元検体）は、ユーザーに
よってセットされるマイクロプレートの各ウエル内に収
容されている。つまり、そのようなマイクロプレートの
各ウエルからサンプルが吸引され、その吸引されたサン
プルがアッセイプレートの１又は複数のウエルに吐出さ
れる（コピー分注）。全てのウエルに対するサンプルの
分注がなされたアッセイプレートは、前処理ユニット１
０から後続する各ユニットへ段階的に流される。なお、
このＳ１０１の工程を先頭の第１反応処理ユニット１２
において実行させることも可能である。

【００２１】Ｓ１０２〜Ｓ１０４の各工程は、第１反応
処理ユニット１２において実行される。攪拌処理Ｓ１０
２は、攪拌装置にアッセイプレートをセットし、そのア
ッセイプレート自体を周期的に水平運動させることによ
り、各ウエル内におけるサンプル及び試薬を攪拌するも
のである。インキュベーション処理Ｓ１０３は、インキ
ュベータ内にアッセイプレートを搬送、収容し、例えば
その状態で所定温度まで加温して所定時間放置すること
により試薬反応を促進する処理である。洗浄処理１０４
は、アッセイプレートの各ウエルについて洗浄液を利用
して洗浄を行うものであり、これによって試薬などが含
まれた残液が洗い流される。

【００２２】Ｓ１０５〜Ｓ１０８は、第２反応処理ユニ
ット１４によって実行されるものである。それらの各工
程Ｓ１０５〜Ｓ１０８と上述した第１反応処理ユニット
１２における各工程Ｓ１０２〜Ｓ１０４とを対比する
と、大きく違うのは、第２反応処理ユニット１４におい
ては分注処理Ｓ１０５が含まれているということであ
る。それ以外の各工程については、第１反応処理ユニッ
ト１２における各工程と基本的に同一であるが、試薬に
ついては基本的に各反応工程ごとに異なるものが利用さ
れ、また攪拌やインキュベーション処理などについても
それぞれの工程ごとに定められた条件の下でその内容が
実行されている。

【００２３】Ｓ１０９〜Ｓ１１２の各工程は、第３反応
処理ユニット１６によって実施されるものである。それ
らの各工程は第２反応処理ユニット１４における各工程
Ｓ１０５〜Ｓ１０８に相当している。ただし、上述のよ
うに試薬については別のものが利用され、また、各種の
処理条件についてはそれぞれ固有のものが設定されてい
る。

【００２４】Ｓ１１３〜Ｓ１１５の各工程は、呈色反応
処理ユニット１８によって実施されるものである。Ｓ１
１３の分注処理では、アッセイプレートの各ウエル内に
呈色反応を行うための呈色反応試薬が分注される。攪拌
処理Ｓ１１４及びインキュべーション処理Ｓ１１５につ
いては、それぞれのユニット１２，１４，１６において
実施されたものと同様である。ただし、この呈色反応処
理ユニット１８においては、洗浄処理は設けられていな
い。これは呈色反応結果をそのまま維持・保存するため
である。

【００２５】Ｓ１１６〜Ｓ１１８の各工程は、測定処理
ユニット２０によって実施されるものである。ここで、
分注処理Ｓ１１６は、アッセイプレートの各ウエル内に
反応停止試薬を分注するものである。攪拌処理Ｓ１１７
は、各ユニット１２，１４、１６、１８において実施さ
れたものと同様である。比色（測定）処理Ｓ１１８は、
呈色反応結果を光学的に測定する工程であり、これによ
って抗体抗原反応の結果を観察することが可能となる。
この測定処理ユニット２０においては、洗浄処理は実施
されない。

【００２６】Ｓ１１９においては、排出スタッカに測定
終了後の各アッセイプレートが積み上げられる。そして
一連の処理が完了する。

【００２７】ところで、従来システムにおいては、上述
した各反応処理と同様の内容の処理が共通の処理装置に
よって実施されていた。すなわち、各反応処理工程にお
いて、分注処理は同一の分注装置によって実施され、こ
のことは、攪拌処理、インキュベーション処理及び洗浄
処理についても同様であった。これに対し、本実施形態
のシステムにおいては、それぞれの反応処理工程におい
て、それぞれの処理単位が専属の装置によって実施され
ており、各反応処理工程間において装置の競合は生じな
い。その結果、大量のサンプルを極めて効率的かつ迅速
に処理することが可能となる。

【００２８】次に、図３を用いて、図２に示した酵素免
疫反応測定を構成する各工程を遂行する装置について説
明する。

【００２９】前処理ユニット１０は、プレート送り機構
３０、分注機構３２、ステージ送り機構３４、プレート
要素検出器３６、搬送ライン３８などを有している。そ
れらについては後に図４〜図６などを用いて説明する。

【００３０】第２及び第３反応処理ユニット１４，１６
は、搬送ライン４０、第１ハンドリング機構４２、分注
機構４４、ステージ送り機構４６、第２ハンドリング機
構４８、攪拌機構５０、インキュベータ５２、第３ハン
ドリング機構５６、洗浄機構５８などを有している。ち
なみに、第１反応処理ユニット１２は、それらの構成の
内で、第１ハンドリング機構４２、分注機構４４及びス
テージ送り機構４６を除外したものに相当する。また、
呈色反応処理ユニット１８は、それらの構成の内で、第
３ハンドリング機構５６及び洗浄機構５８を除外したも
のに相当する。第２及び第３反応処理ユニット１４，１
６の詳細な構成については、後に図７〜図１４などを用
いて説明する。

【００３１】測定処理ユニット２０は、搬送ライン６
０、第１ハンドリング機構６２、分注機構６４、ステー
ジ送り機構６６、第４ハンドリング機構６８、測定器７
０などを有している。ここで、第１ハンドリング機構６
２、分注機構６４及びステージ送り機構６６は、第２及
び第３反応処理ユニット１４，１６における第１ハンド
リング機構４２、分注機構４４及びステージ送り機構４
６に相当するものである。第４ハンドリング機構６８
は、光学的な測定を行う測定器７０に対してアッセイプ
レートを搬送するための機構であり、第２ハンドリング
機構４８に類似した機構である。排出スタッカ２２は、
上述したように各処理工程を経たアッセイプレートを積
み上げる装置である。

【００３２】ホストコントローラ２４は、例えばコンピ
ュータなどによって構成され、そのホストコントローラ
２４には入力器２６及び表示器２８が接続されている。
ここで、入力器２６を用いてユーザーはホストコントロ
ーラ２４に対して各種の条件やデータを入力することが
できる。もちろん、外部のコンピュータからネットワー
クを介してそのようなデータをホストコントローラ２４
へ与えることも可能である。

【００３３】本実施形態において、ホストコントローラ
２４は、スケジューラーとして機能しており、基本サイ
クル時間を例えば５分とし、その５分単位で各装置の処
理が遂行されるようにそれぞれの装置の動作制御を行っ
ている。但し、インキュベータ５２においては、反応促
進処理にある程度の時間を要することから、数倍の基本
サイクル時間がそこに割り当てられる。本実施形態にお
いては、インキュベータ５２が複数の収容室を有し、そ
れぞれの収容室に時間差をもって複数のアッセイプレー
トを収容し、そこにおいて反応促進処理（恒温処理）を
行うことができる。

【００３４】ちなみに、サンプルによっては、図２に示
した全部の工程を実施することなく、一部の工程の実施
が省略される場合もある。ホストコントローラ２４は、
そのようなサンプルごとの処理内容を考慮し、全体のタ
イムシーケンスを制御しており、特に、前処理ユニット
１０におけるアッセイプレートへの分注タイミングを管
理している。

【００３５】図３に示す構成から明らかなように、各ユ
ニット全体として、同一の処理内容を行う装置が重複し
て設けられており、それぞれが並列稼動することによっ
て各処理工程が円滑に実施されている。

【００３６】次に、図４には、前処理ユニット１０の具
体的な構成例が概念図として示されている。この前処理
ユニット１０は、マイクロプレートからアッセイプレー
トへのサンプル分注に着目して、それをコピー分注ユニ
ットと称することもできる。

【００３７】図４において、符号１００は前処理ユニッ
トの前面を表している。またＹ方向は上述したようにア
ッセイプレートの主たる搬送方向である。これらは各図
において同じである。

【００３８】プレート送り機構３０は、第１送り機構７
２と第２送り機構７４とからなる。第１送り機構７２は
スタッカ７６、第１搬送路７８及びスタッカ８０を有し
ている。すなわち、スタッカ７６には複数枚のマイクロ
プレートが積層収納され、そのスタッカ７６からホスト
コントローラ２４によって選択されたマイクロプレート
が搬送路７８に順次送り出される。そして、分注エリア
９８Ｂにおいて、そのマイクロプレートに対してサンプ
ルの吸引が段階的に行われ、サンプルの吸引がなされた
後のマイクロプレートがスタッカ８０によって積層収納
される。ちなみに、第１ラベルリーダー７７は、各マイ
クロプレートの側面に貼付けられたバーコードラベルを
光学的に読み取るための装置である。

【００３９】第２送り機構７４は、スタッカ８２、第２
搬送路８４を有している。スタッカ８２には複数枚の未
使用のアッセイプレートがセットされる。そして、そこ
から１枚ずつアッセイプレートが第２搬送路８４へ送り
出される。

【００４０】その途中における分注エリア９８Ｂにおい
ては、各ウエル内にサンプルが吐出される。第２ラベル
リーダー８３はアッセイプレートの側面に貼付けられた
バーコードラベルを光学的に読み取るための装置であ
る。

【００４１】第１搬送路７８及び第２搬送路８４の途中
には、図３に示したプレート要素検出器３６をなすセン
サ３６Ａ，３６Ｂがそれぞれ設けられている。それらの
センサはそれぞれの上方を通過する物体の有無を検知す
るセンサである。

【００４２】搬送ライン３８は、分注完了後のアッセイ
プレートを次の第１反応処理ユニット１２へ送り出す機
構である。

【００４３】ステージ送り機構３４は、この構成例にお
いて第１送り機構８６と第２送り機構８８とからなる。
それぞれの送り機構８６，８８は、ステージ９０を図に
おいてＸ方向にスライド運動させる機構である。ここ
で、そのＸ方向の内で中央部すなわちノズル移動経路９
８付近が装着エリア９８Ａであり、その装着エリア９８
ＡからＸ方向の両端に外れたエリアが退避エリアであ
る。各ステージ９０上には１又は複数のチップラック９
２がセットされており、各チップラック９２には複数本
のノズルチップ（ディスポーザブルチップ）が保持され
ている。そして、第１送り機構８６及び第２送り機構８
８のそれぞれの作用により、ノズル移動経路９８の直下
に装着対象となるチップ列が位置決めされることにな
る。

【００４４】分注機構３２は、ノズル基部を搬送する搬
送機構９４とノズル列９６とによって構成されている。
ノズル列９６はＹ方向に並んだ例えば８固のノズルによ
って構成される。搬送機構９４はノズル基部をノズル移
動経路９８に沿ってすなわちＹ方向に往復運動させるた
めの機構である。

【００４５】各ノズルは、金属製のノズル基部とその先
端に装着されるノズルチップとによって構成される。最
初に、ノズル基部の列が装着エリア９８Ａに位置決めさ
れ、ノズル基部の列を下方へ移動させることによって、
ノズルチップの列がノズル基部の列に装着される。すな
わち、これによって８本のノズルが構成される。その
後、ノズル列９６は、分注エリア９８Ｂに搬送され、ま
ず最初に第１送り機構７２によって位置決めされたマイ
クロプレートに対して吸引動作が実行される。具体的に
は、マイクロプレートの特定のウエル列に対して吸引が
実行される。一方、第２送り機構７４によって、アッセ
イプレートが分注エリア９８Ｂ内に位置決めされ、吸引
後のノズル列９６がそのアッセイプレートの上方に位置
決めされ、そこからノズル列を下方に引き下ろして、各
ノズルからのサンプルが各ウエル内に吐出される。その
後、図示されていないチップ取り外し機構によって各ノ
ズル基部からノズルチップが取り外され、再び上記同様
の工程が繰り返されることになる。その場合において、
ステージ送り機構３４及びプレート送り機構３０は、ノ
ズル移動経路９８の直下に、対象となるチップ列あるい
はウエル列が位置決めされるように、ステップ送り動作
を行っている。

【００４６】図５には、上述したアッセイプレート１０
２の構成例が示されている。図５において、紙面左上方
向がプレート送り方向として示されている。

【００４７】フレームとしての枠体１０３には、複数の
プレート要素１０４がはめ込まれている。このプレート
要素１０４は、Ｙ方向に整列した複数のウエル１０６を
有するものであり、図５に示すプレート要素１０４はス
トリップである。複数のプレート要素１０４はＸ方向に
整列している。図５に示す例では、各ウエル１０６の底
面には試薬層としての固相が形成されている。仮に、こ
のようなストリップ分割の構成を採用しない場合、全ウ
エルを使用しない時に、その使用しないウエルについて
は高価な試薬が無駄になってしまう。しかしながら、こ
のようなストリップ分割の構成を採用することによっ
て、必要個数のストリップのみを枠体１０３に組み込
み、そして酵素免疫反応測定を行える。このことは公知
である。

【００４８】しかし、枠体１０３への各プレート要素１
０４のはめ込みは通常手作業によって行われるため、必
要なプレート要素１０４がはめ込まれないまま前処理ユ
ニット１０に誤ってセットされてしまう可能性がある。
そこで、本実施形態においては、図４に示したように搬
送路８４にセンサ３６Ｂが設けられている。そのセンサ
３６Ｂが形成する光ビーム１０６によって物体検知を行
い、その結果に基づいてプレート要素の有無の判定を行
っている。これは、マイクロプレートについても同様で
あり、搬送路７８上にはセンサ３６Ａが設けられてお
り、そのセンサ３６Ａが形成する光ビーム１０６によっ
て、プレート要素の有無の判定を行っている。

【００４９】ここで、光ビーム１０６の照射ポイント
は、各ウエル１０６の底面１０６Ａの中央部であるのが
望ましい。その理由は、アッセイプレート１０２のタイ
プによっては、その底面１０６Ａが凸球面状に形成され
ており、光ビーム１０６の照射位置が中央からずれると
有効な反射を得られない可能性があるからである。

【００５０】また、本実施形態においてはプレート要素
１０４としてストリップの検出を行ったが、各ウエルご
とに分割可能になっている場合には、ウエル部材ごとに
存在の有無を検知するようにしてもよい。

【００５１】図６には、プレート送り機構３０の構成例
が斜視図として示されている。プレート送り機構３０
は、第１送り機構７２及び第２送り機構７４によって構
成されている。第１送り機構７２は、第１駆動モータ７
２Ａ及び第１案内機構７２Ｂを有している。第１案内機
構７２Ｂはマイクロプレートを図中左方（−Ｘ方向）に
搬送する機構であり、その途中には上方をマイクロプレ
ートが通過するセンサ３６Ａが設けられている。また、
第２送り機構７４は、第１駆動モータ７４Ａと第２案内
機構７４Ｂとを有している。第２案内機構７４Ｂはアッ
セイプレート１１２を図中左方（−Ｘ方向）に搬送する
機構である。その途中にはセンサ３６Ｂが設けられてい
る。

【００５２】第１送り機構７２及び第２送り機構７４
は、プレート要素１０４ごとにステップ送りをしてい
る。

【００５３】本実施形態においては、センサ３６Ａ，３
６Ｂは、図４に示したノズル移動経路９８の直前に設定
されており、すなわち分注の直前ステップにおいてプレ
ート要素１０４の存在が確認されている。これによっ
て、プレート要素１０４が装着されていない場合に、誤
って分注がなされてしまうことを未然に防止することが
できる。

【００５４】図１５には、搬送対象の構成の良否を判定
するための動作がフローチャートとして示されている。
Ｓ２０１では、ホストコントローラ２４（図３参照）に
登録された登録データを参照し、搬送対象すなわちマイ
クロプレートあるいはアッセイプレートを構成している
プレート要素が認識される。

【００５５】Ｓ２０２では、上述したステップ送りの過
程において、センサ３６Ａまたは３６Ｂによってプレー
ト要素の有無が検出される。Ｓ２０３では、登録データ
と検出結果とを照合し、そこで本来プレート要素がある
べきなのに存在していない場合には、Ｓ２０４でエラー
処理が実行される。一方、本来あるべきプレート要素が
実際に検出された場合には、Ｓ２０５において次のプレ
ート要素があるか否かが判断され、ある場合にはＳ２０
２からの各工程が繰り返し実行される。すなわちステッ
プ送りに伴って各段階において検出及び照合が実行され
る。また、Ｓ２０６では、次のマイクロプレートあるい
はアッセイプレートが存在していれば、Ｓ２０１からの
各工程が繰り返し実行されることになる。図１５に示し
た動作例においては、ホストコントローラ２４に登録さ
れたデータに基づいて照合を行ったが、そのような照合
を行うことなく単にプレートの要素の有無を検知し、そ
れを表示するようにしてもよい。いずれにしても、上記
構成を採用することにより、プレート要素の構成が不良
が判定された場合には適切なエラー処理を実行し、誤っ
た分注などを未然に回避することができる。

【００５６】次に、図７を用いて第２及び第３反応処理
ユニット１４，１６の具体的な構成例について説明す
る。

【００５７】搬送ライン４０はユニット内搬送ラインと
して機能するものであり、アッセイプレートをＹ方向に
段階的に搬送する。その搬送ライン４０上には、分注の
ための第１停止位置、攪拌及びインキュベーションのた
めの第２停止位置及び洗浄のための第３停止位置が設定
されている。そしてそれぞれの位置において、第１ハン
ドリング機構４２、第２ハンドリング機構４８、第３ハ
ンドリング機構５６によりアッセイプレートの搬送がな
される。

【００５８】分注機構４４は、ノズル基部を搬送する搬
送機構１１１とノズル列とによって構成されている。ノ
ズル列１１４は、本実施形態においてＹ方向に整列した
８本のノズルによって構成される。各ノズルはノズル基
部及びその先端に着脱自在に装着されるノズルチップに
よって構成される。搬送機構１１１は、Ｘ方向に伸長し
た２つのレール１１０Ａ，１１０Ｂと、それらのレール
１１０Ａ，１１０Ｂに跨ってＸ方向に往復駆動されるア
ーム１１２とを有している。これによりノズル列１１４
をＸ方向及び垂直方向に自在に搬送することができる。
レール１１０Ａ，１１０Ｂに挟まれているエリアが装着
／吸引エリアである。その両側は退避エリアである。

【００５９】ステージ送り機構４６は、図においてＹ方
向にスライド運動する２つのステージを有している。各
ステージには、それぞれ複合ラック１１６が着脱自在に
セットされている。一方の複合ラック１１６が装着／吸
引エリアに位置決めされている状態では、他方の複合ラ
ック１１６が退避エリアに位置決めされている。複合ラ
ックの交換は退避エリアにおいて行うことができる。

【００６０】装着／吸引エリアにおいて、ノズル基部の
列に対してノズルチップの列が装着され、それによって
ノズル列１１４が構成される。そのノズル列によって試
薬が吸引され、その試薬がアッセイプレートのウエル列
に対して吐出される。ここで、当然のこととして、ノズ
ル列のピッチはウエルのピッチに合わせられている。

【００６１】図７において、ステージ送り機構４６の中
央部分が装着／吸引エリアであり、その左側及び右側が
それぞれ退避エリアである。一方の複合ラック１１６が
装着／吸引エリアにおいて試薬やノズルチップが利用さ
れている場合には、他方の複合ラック１１６が退避エリ
アに位置決めされ、そのエリア上において、それが使用
されるまで待機される。退避エリアの複合ラック１１６
は、必要に応じて、交換され、また、試薬やノズルチッ
プの補充を行える。システム全体を停止させることな
く、そのような作業を行えるという利点がある。

【００６２】複合ラック１１６は容器ラック１２４及び
チップラック１２６を有している。それらについては後
に図８などを用いて詳述する。

【００６３】図７において、攪拌装置５０は載置された
アッセイプレートを水平方向に周期運動させることによ
り各ウエル内において試薬とサンプルとを攪拌する装置
である。インキュベータ（反応促進装置）５２は、上下
方向に並んだ複数の収容室を有しており、各収容室内に
はそれぞれアッセイプレートが所定時間だけ収納され
る。そしてその収納状態で所定温度下において反応促進
処理がなされる。

【００６４】第１ハンドリング機構４２及び第３ハンド
リング機構５６は、上方からアッセイプレートを複数の
フィンガあるいは爪部材によってつかむ機構である。そ
れに対し、第２ハンドリング機構４８は、水平方向に伸
長した一対のアームによってアッセイプレートを挟んで
保持する機構である。これについては後に図１２などを
用いて詳述する。

【００６５】第２ハンドリング機構４８は、第２停止位
置にあるアッセイプレートを保持し、それを最初に攪拌
装置５０にセットし、攪拌終了後、アッセイプレートを
インキュベータ５２に送り込む。反応促進処理が終了し
た後、アッセイプレートは第２ハンドリング機構４８に
よってインキュベータ５２から引き出され、第２停止位
置へ戻される。そして、その第２停止位置から第３停止
位置へ送られる。

【００６６】第３ハンドリング機構５６は、第３停止位
置と洗浄位置との間でアッセイプレートを搬送する機構
である。洗浄機構５８は、本実施形態において、一度に
８個のウエルに対して洗浄を行うことができるように、
８個のノズルからなるノズル列を有しており、またその
ノズル列を搬送する機構を有している。

【００６７】図８は、複合ラック１１６の上面図であ
る。図９は複合ラック１１６の斜視図である。

【００６８】複合ラック１１６はステージ１１８に対し
て着脱自在にセットされるものである。このステージ１
１８は複合ラック１１６のトレイとして機能し、図８に
おいて複合ラック１１６はステージ１１８にセットされ
ている。ステージ送り機構４６は、例えばＹ方向に伸び
た２つのレール１２０Ａ，１２０Ｂを有し、ステージ１
１８をＹ方向に往復運動させる。

【００６９】複合ラック１１６は容器ラック１２４及び
チップラック１２６を有している。容器ラック１２４
は、図９に示されるようにＸ方向に並んだ複数のスリッ
ト１３６を有しており、各スリット１３６には試薬容器
１２７が差込収容される。本実施形態においては、例え
ば１５個の試薬容器をＸ方向に並べて配設することがで
きる。各試薬容器１２７に収容される試薬は基本的には
別の試薬であるが、同一の試薬であってもよい。

【００７０】チップラック１２６はマトリクス状に形成
されたチップ孔アレイ１２８を有している。チップ孔ア
レイ１２８は多数のチップ孔１３１によって構成され
る。

【００７１】ここで、ノズル列を構成するノズルの本数
ｎと、試薬容器１２７の個数ｍと、一定のマージンの数
ｋ×ｎ（但し、ｋは１以上の整数）とに基づいて、チッ
プ孔アレイ１２８が作製されている。すなわち、各試薬
ごとにノズル列を構成するノズルの本数分だけノズルチ
ップを消費し、チップ装着エラーなどの発生回数はマー
ジンの数以下であるという前提に基づくものである。具
体的には、ｎ×（ｍ＋ｋ）個のチップ孔が形成されてい
る。

【００７２】チップ孔アレイ１２８は２つのサブアレイ
１３０に分離されており、スペースの活用が図られてい
る。図８において、サブアレイ１３０として、８個×１
０列のチップ孔が作製されている。試薬容器の個数は１
５であるので、本実施形態ではマージンは５回である。

【００７３】また、容器ラック１２４の方がチップラッ
ク１２６よりも吐出エリアに近い側に設定されている。
分注対象となる試薬が切り替わるまでは、同じノズルチ
ップが繰り返し使用されるので、このような設定の方が
ノズルの移動量を全体として少なくできるからである。
また、複合ラック１１６のＸ方向の両端に取手１３７が
形成され、それらの取手１３７をもって複合ラック１１
６を容易に交換することができる。つまり、本実施形態
の複合ラック１１６は、容器ラック１２４及びチップラ
ック１２６を一体的に形成したので、１つの交換作業に
よって２種類のラックを同時にセッティングすることが
でき、そのためのスライド機構も１つにすることができ
るという利点がある。

【００７４】図１０及び図１１には、試薬容器１２７の
一例が示されている。図１０（Ａ）は試薬容器１２７の
正面図であり、図１０（Ｂ）は試薬容器１２７の側面図
である。図１１は試薬容器１２７の斜視図である。試薬
容器１２７は、ノズル列方向に伸長した形態を有してお
り、その開口幅Ｗ１はノズル列１１４の幅Ｗ２よりも大
きい。すなわちノズル列１１４の全体を試薬容器１２７
に差し込んで、試薬１４２の吸引を同時に行うことがで
きる。試薬容器１２７の底壁１２７Ａは先細のテーパー
状に形成されており試薬１４２が少なくなった場合にお
いても、そのテーパー状の底面に集められる試薬１４２
を余すことなく吸引することが可能である。

【００７５】図１２は図７に示した第２ハンドリング機
構４８の斜視図である。この第２ハンドリング機構４８
は、一対のアーム１４２，１４４と、開閉駆動部１４８
と、ストッパ１６８と、アームベース１４６とを有して
おり、それらはアームベース１４６に連結された搬送機
構によってＺ方向及びＸ方向に搬送される。ただし、当
該搬送機構については図示省略されている。

【００７６】一対のアーム１４２，１４４は、アッセイ
プレートの左右端を挟んで保持するための部材である。
各アーム１４２，１４４はアーム本体１５０を有してい
る。アーム本体１５０の先端部１５０Ａは丸みを帯びた
流線形状を有している。アーム本体１５０の基端部１５
０Ｂに開閉駆動部１４８が取り付けられている。開閉駆
動部１４８の駆動軸１４８Ａは２つの基端部１５０Ｂを
貫通しており、アーム本体１５０間の距離を可変させる
ことができる。すなわち、開閉駆動部１４８によって、
２つのアーム１４２，１４４を開閉運動させることがで
きる。

【００７７】ただし、一対のアーム１４２，１４４がス
トッパ１６８の側面（外側面）に当接する間隔が最小間
隔とされ、それ以上、一対のアーム１４２，１４４の間
隔を狭めることはできない。

【００７８】アームベース１４６には、上記のストッパ
１６８が設けられている。このストッパ１６８は、イン
キュベータの収容室内に各アーム１４２，１４４を差し
込んだ場合において、その収容室の出入口に当接する前
面１６８Ａを有している。したがって、ストッパ１６８
をばねなどによって支持し、Ｘ方向に弾性付勢させても
よい。

【００７９】アーム本体１５０には、金具１５２，１５
４が設けられている。各金具１５２，１５４の下縁は内
側方向に屈曲しており、すなわち、保持されるアッセイ
プレートの下側に回り込む支持片１５２Ａ，１５４Ａが
形成されている。支持片１５２Ａ，１５４Ａは、アッセ
イプレートをその下側から支えるための部材である。支
持片１５２Ａ，１５４Ａの支えと、２つのアーム本体１
５０の内側面１５０Ｃの挟み込みとの協働によってアッ
セイプレートがしっかりと保持される。

【００８０】本実施形態においては、各金具１５２，１
５４に、加わる荷重を検知するためのセンサ１６２，１
６４が設けられている。すなわち各金具１５２，１５４
はスプリングなどの弾性部材１６０によって垂直方向に
若干可動するように支持されており、荷重が加わった場
合の金具１５２，１５４の動きが、マイクロスイッチな
どのセンサ１６２，１６４によって検知される。これに
よってそれらの金具１５２，１５４にマイクロプレート
が載せられたことを確実に検知することが可能となる。
もちろん、そのようなセンサは各種の可動部位に設けら
れているが、図１２においてはそれらが図示省略されて
いる。

【００８１】図１３を用いて、第２ハンドリング機構４
８の作用を説明する。アッセイプレート１０２が第２ハ
ンドリング機構４８によって保持される。

【００８２】インキュベータ５２は、上下方向に形成さ
れた複数の収容室１７０を有する。各収容室１７０にお
いては温度が一定に制御され、これによって反応促進の
ための恒温制御がなされている。各収容室１７０の前面
側には、扉１７２が設けられている。その扉１７２の上
縁にはヒンジ１７４が設けられ、そのヒンジ１７４を回
動中心として、扉１７２は揺動運動する。具体的には、
その扉１７２が垂直に垂れ下がった状態から、少なくと
も奥側には跳ね上げることができるように構成されてい
る。したがって、アッセイプレート１０２を２つのアー
ム本体１５０によって挟み込んだ状態で、それを収容室
１７０の手前側に位置決めし、それらのアーム本体１５
０を水平方向に前進運動させることにより、扉１７２を
奥側に跳ね上げつつ、アッセイプレート１０２を収容室
１７０の内部に差し入れることが可能である。

【００８３】先端部１５０Ａは流線形状を有しているた
め、そこに扉１７２の前面が当接した場合、円滑にそれ
を奥側に跳ね上げることが可能である。そして跳ね上げ
られた扉１７２の下縁が上面１５０Ｅによって支持され
ることにより、その跳ね上げ状態が維持される。収容室
１７０内の所定位置まで進入した段階で、２つのアーム
が開かれ、その位置にアッセイプレート１０２が留置さ
れる。その後、その開いたアーム本体１５０が収容室１
７０から引き出される。すると、今まで上面１５０Ｅに
よって支持されていた扉１７２は揺動運動をして垂直に
垂れ下がる。その結果、収容室１７０からの放熱を効果
的に防止することが可能である。

【００８４】なお、収容室１７０内からアッセイプレー
ト１０２を取り出す場合には、２つのアーム本体１５０
が差し込まれて、２つのアーム本体１５０の間にアッセ
イプレート１０２が挟まれた後、収容室１７０から引き
出される。

【００８５】したがって、収容室１７０の扉１７２を揺
動運動可能とし、第２ハンドリング機構４８のアーム本
体１５０を差し込み可能とすることにより、一連のアー
ムの動きの中で、扉１７２の開閉運動を行わせることが
可能となる。

【００８６】なお、ストッパ１６８の前面１６８Ａが各
収容室１７０の出入口の外面に当接したときが、アッセ
イプレート１０２が留置される所定位置であるようにし
てもよい。

【００８７】図１４には第２ハンドリング機構４８の変
形例が示されている。

【００８８】搬送ライン４０は、水平板としての支持板
１７６と、その左右端に巻回された一対の搬送ベルトと
によって構成されている。搬送ベルト１７８は、送り側
を示しており、搬送ベルト１８０は、帰り側を示してい
る。すなわち支持板１７６の上面より、搬送ベルト１７
８の厚み分だけ少なくともアッセイプレート１０２は浮
き上がっている。しかも、アッセイプレート１０２には
その両端側にやや下方に突出した脚部が形成されてお
り、その結果、アッセイプレート１０２の下面側にはそ
の両端部を除いて支持板１７６の表面との間に隙間が形
成される。その隙間に支持片１５２，１５４が差し込ま
れる。

【００８９】この図１４に示す変形例では、アーム本体
１５０の内側面１５０Ｃに押さえ板１８２が設けられ
る。この押さえ板１８２は、支持片１５２，１５４上に
アッセイプレート１０２が載せられた場合において、そ
のアッセイプレート１０２の上面レベルに合わせた高さ
に形成されている。この押さえ板１８２は、アッセイプ
レート１０２の上方への逃げを防止するものである。す
なわち、この変形例は、アッセイプレート１０２の保持
をさらに確実にするためのものである。

【００９０】なお、第１反応処理ユニット１２及び呈色
反応処理ユニット１８は、第２及び第３反応処理ユニッ
ト１４，１６の全体構成のうち、第１ハンドリング機構
４２，分注機構４４，ステージ送り機構４６を除いた構
成であるので、その説明を省略する。また、測定処理ユ
ニット２０は、測定器を除いて、各構成要素が第２及び
第３ユニット１４，１６で説明した構成要素に類似する
ため、その説明を省略する。

【００９１】

【発明の効果】本発明によれば、プレート要素の有無を
確認し、サンプル処理の信頼性を高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る酵素免疫反応測定システムの全
体構成を示す概略的な外観図である。

【図２】 酵素免疫反応測定における一連の工程を示す
フローチャートである。

【図３】 本発明に係る酵素免疫反応測定システムの全
体構成を示すブロック図である。

【図４】 前処理ユニットの構成例を示すブロック図で
ある。

【図５】 アッセイプレート（マイクロプレート）の一
例を示す斜視図である。

【図６】 前処理ユニットに設けられるプレート送り機
構の一例を示す斜視図である。

【図７】 反応処理ユニットの構成例を示すブロック図
である。

【図８】 複合ラックの一例を示す上面図である。

【図９】 ステージにセットされる複合ラックの一例を
示す斜視図である。

【図１０】 複合ラックに保持される試薬容器の一例を
示す図である。

【図１１】 試薬容器の一例を示す斜視図である。

【図１２】 反応処理ユニットに設けられる第２ハンド
リング機構の構成例を示す斜視図である。

【図１３】 第２ハンドリング機構の動作例を説明する
ための図である。

【図１４】 第２ハンドリング機構の変形例を説明する
ための図である。

【図１５】 プレート要素検出時の動作を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１０ 前処理ユニット、１２ 第１反応処理ユニット、
１４ 第２反応処理ユニット、１６ 第３反応処理ユニ
ット、１８ 呈色反応処理ユニット、２０ 測定処理ユ
ニット、２４ ホストコントローラ、３０ プレート送
り機構、３２，４４，６４ 分注機構、３４，４６，６
６ ステージ送り機構、３６ プレート要素検出器、３
８，４０，６０ 搬送ライン、４２，６２ 第１ハンド
リング機構、４８ 第２ハンドリング機構（一対のアー
ムを利用したハンドリング装置）、５２ インキュベー
タ、５６ 第３ハンドリング機構、５８ 洗浄機構、６
８第４ハンドリング機構、１０２ アッセイプレート
（マイクロプレート）、１１６ 複合ラック、１４２，
１４４ アーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G058 BB15 CC00 CC02 CC12 CD12 CD21 CD23 ED18 FB02 GA02 4B029 AA08 AA23 BB01 BB15 BB20 CC01 CC02 CC03 CC08 GA06 GA08 GB10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプレート要素が組み込まれてなる
   マイクロプレートを搬送するマイクロプレート搬送装置
   において、 前記マイクロプレートを搬送する搬送機構と、 前記マイクロプレートの搬送経路上に設けられ、当該マ
   イクロプレートの枠体に組み込まれたプレート要素を検
   出する検出器と、 前記検出器の検出結果に基づいて、前記マイクロプレー
   トの構成の良否を判定する判定部と、 を含むことを特徴とするマイクロプレート搬送装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記プレート要素は、複数のウエルが形成されたストリ
   ップ部材又は単一のウエルが形成されたウエル部材であ
   ることを特徴とするマイクロプレート搬送装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の装置において、 前記検出器は、前記マイクロプレートの下面側から光学
   的に前記プレート要素を検出する光センサであることを
   特徴とするマイクロプレート搬送装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の装置において、 前記光センサの光ビームは前記プレート要素に形成され
   たウエルの底面中央に向けて照射されることを特徴とす
   るマイクロプレート搬送装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の装置において、 前記搬送経路上には分注位置が設定され、 前記検出器は前記搬送経路上における前記分注位置の手
   前位置に設定されたことを特徴とするマイクロプレート
   搬送装置。