JP2003248009A

JP2003248009A - 分注装置

Info

Publication number: JP2003248009A
Application number: JP2002048615A
Authority: JP
Inventors: Chiyuuyou Shiyuu; 中陽周; Junichi Kawanabe; 純一川那辺; Tomoyuki Yoshimura; 共之吉村
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-02-25
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2003-09-05
Anticipated expiration: 2022-02-25
Also published as: JP3641461B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な機構で、複数のノズルによって複数の
ウェルの液面を検出することのできる分注装置を提供す
ることを目的とする。【解決手段】本発明の分注装置１は、複数のノズル４を
降下させ、各ノズル４の先端を各ウェル９内部の第１の
位置に位置させるノズル降下工程と、前記第１の位置に
おける前記各ノズル４の先端と各ウェル９内の液体試料
９１との接触を前記検出手段６により検出する液面検出
工程と、該液面検出工程における検出結果に基づいて各
ポンプ３を作動させ、液体試料９１を吸引または吐出す
るポンプ作動工程とを実行するよう構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検体検査などにお
いて、液体試料を吸入・吐出する分注を行う分注装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】薬液等の液体試料を分注する分注装置が
知られている。この分注装置は、例えば、遺伝子の機能
解析を行うためのＩＳＨ（In Situ Hybridization）処
理装置などに用いられている（組み込まれている）。ま
た、近年、多くの検体を効率的に分析する必要性から、
複数のノズルを同時に移動させ、複数のウェルから一度
に複数の液体試料を吸引採取し、分注するよう構成され
た分注装置が広く用いられている。

【０００３】こうした分注装置においては、液体試料の
吸引量を常に所望の一定値に保持するため、ウェル内に
おける液体試料の液面検出、すなわち液体試料吸引に際
し、ノズルチップの先端がウェル内の液体試料に到達し
たか否かを確実に検知することが非常に重要な条件とな
る。

【０００４】従来の分注装置においては、ポンプ空間の
容積を減少（または増大）させ、ノズル先端からエアー
を排出（または吸引）させながらノズルの先端をウェル
上方から液面に向けて下降させてゆき、この時のポンプ
空間の内圧をモニタし、ノズルの先端が液面に接触して
閉塞状態となることによってポンプ空間の内圧が急上昇
（または急降下）した時に、ノズルの先端が液面に到達
したものと判定する手法によってウェル内の液面を検出
していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の手法では、複数のノズルで複数のウェル内の液
面の高さを検出する場合、各ウェルの液面の高さが異な
ることから、各ノズル毎に異なる高さで液面の検出を行
わなくてはならなかった。

【０００６】このため、従来の分注装置においては、各
ノズルをそれぞれ別々の上下方向（Ｚ軸方向）移動機構
に設置し、複数のノズルがそれぞれ異なる高さで液面を
検出し得るよう構成していた。そのため、従来の分注装
置は、装置の制御機構や駆動機構が複雑になり、価格が
高価になっていた。

【０００７】以上の問題点に鑑み、本発明は、簡単な機
構で、複数のノズルによって複数のウェルの液面を検出
することのできる分注装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１４）の本発明により達成される。

【０００９】（１）内部に画成されたポンプ空間の容
積を増減して気体を吸入・吐出する複数のポンプと、前
記複数のポンプのポンプ空間に連通する内腔を有する複
数のノズルと、前記複数のノズルの各々の先端と各ウェ
ル内の液体試料との接触を検出する複数の検出手段と、
該検出手段による検出結果を記憶する記憶手段と、前記
複数のノズルを上下方向に同期的に移動させる移動機構
とを有する分注装置であって、前記複数のノズルを降下
させ、各ノズルの先端を各ウェル内部の第１の位置に位
置させるノズル降下工程と、前記第１の位置における前
記各ノズルの先端と各ウェル内の液体試料との接触を前
記検出手段により検出する液面検出工程と、該液面検出
工程における検出結果に基づいて各ポンプを作動させ、
液体試料を吸引または吐出するポンプ作動工程とを実行
することを特徴とする分注装置。

【００１０】（２）前記ポンプ作動工程を実行する以
前に、前記液面検出工程における検出結果を記憶手段に
記憶する記憶工程を実行する上記（１）に記載の分注装
置。

【００１１】（３）前記第１の位置は、前記ウェルに
規定量の液体試料が注入された際の液面の高さと同一ま
たはそれより下方に設定されている上記（１）または
（２）に記載の分注装置。

【００１２】（４）前記ポンプ作動工程において、前
記移動機構は、前記複数のノズルを前記第１の位置から
第２の位置へと移動させる上記（１）ないし（３）のい
ずれかに記載の分注装置。

【００１３】（５）前記ポンプ作動工程における前記
ノズルの移動は、前記ポンプの作動による液面の変位に
追従する速度で行われる上記（４）に記載の分注装置。

【００１４】（６）前記複数のノズルの全てが、１つ
の上下方向移動機構に設置されている上記（１）ないし
（５）のいずれかに記載の分注装置。

【００１５】（７）前記各ポンプのポンプ空間と、該
各ポンプ空間に連通された前記各ノズルの内腔とを遮断
する弁を有する上記（１）ないし（６）のいずれかに記
載の分注装置。

【００１６】（８）前記液面検出工程においてノズル
の先端と液体試料との接触が検出されなかったノズルの
内腔とポンプ空間とを前記弁によって遮断し、前記ポン
プ作動工程におけるポンプの作動によって液体試料の吐
出または吸引が行われないよう構成されている上記
（７）に記載の分注装置。

【００１７】（９）前記検出手段は、前記ポンプと、
前記ポンプ空間の内圧を計測する圧力センサとを有する
上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の分注装置。

【００１８】（１０）前記ポンプは、シリンダとピス
トンとを有しており、前記検出手段は、前記液面検出工
程において、前記ピストンを所定距離変位させ、変位後
のポンプ空間の内圧を前記圧力センサによって計測し、
該ポンプ空間の内圧と、予め設定された閾値とを比較す
ることにより、前記各ノズルの先端と各液体試料との接
触を検出する上記（９）に記載の分注装置。

【００１９】（１１）前記液面検出工程において、前
記検出手段が、ポンプ空間の容積を減少させ、ポンプ空
間の内圧を増大させて検出を行う場合に、前記ポンプ空
間の内圧が液体試料の最大気泡圧未満になるように前記
ポンプを制御する上記（１０）に記載の分注装置。

【００２０】（１２）前記液面検出工程において、液
体試料の最大気泡圧をＰ′、ピストンを圧縮する前のポ
ンプ空間の内圧をＰ_１、ピストンを圧縮する前のポンプ
空間の体積をＶ_１、ピストンの移動距離をＬ、ピストン
の半径をＲとした場合に、Ｌの大きさがＰ′Ｖ_１／πＲ
^２（Ｐ_１＋Ｐ′）未満になるように前記ポンプを制御す
る上記（１１）に記載の分注装置。

【００２１】（１３）前記液面検出工程におけるピス
トンの変位距離と前記ポンプ作動工程におけるピストン
の変位距離とを合わせた値を用いて各ノズルから吸入ま
たは吐出した液量の測定を行う測定手段を有する上記
（１１）または（１２）に記載の分注装置。

【００２２】（１４）前記検出手段は、前記ノズルの
先端部に設けられた静電容量センサからなる上記（１）
ないし（８）のいずれかに記載の分注装置。

【００２３】本発明の他の目的、構成および効果は、図
面を参照して行う以下の実施形態の説明から、より明ら
かとなるであろう。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の分注装置を添付図
面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

【００２５】図１は、本発明の分注装置の構成例を示す
ブロック図である。図２は、本発明の分注装置の分注ヘ
ッドの要部の断面側面図である。図３（ａ）および
（ｂ）は、ノズル降下工程における分注ヘッドとウェル
との関係を示す断面側面図である。図４（ａ）および
（ｂ）は、液面検出工程における分注ヘッドとウェルと
の関係を示す断面側面図である。図５（ａ）および
（ｂ）は、ポンプ作動工程における分注ヘッドとウェル
との関係を示す断面側面図である。なお、以下の説明で
は、図中の上側を「基端」、下側を「先端」と言う。

【００２６】分注装置１は、図１に示すように、ウェル
９内の液体を分注する複数の分注ヘッド２と、これらの
分注ヘッド２を上下方向に移動させる移動機構８と、検
出手段６と、測定手段７２と、これらを制御する制御手
段６２と、記憶手段６３とを有している。

【００２７】以下、各部の構成について説明する。各分
注ヘッド２は、図２に示すように、内部に画成されたポ
ンプ空間３１の容積を増減して気体を吸入・吐出するポ
ンプ３と、ポンプ３のポンプ空間３１に連通する内腔４
１を有するノズル４とを有している。

【００２８】ポンプ３は、図１に示すようなピストンポ
ンプ（シリンジポンプ）であり、シリンダ３２と、シリ
ンダ３２の内部に設置されたピストン３３とを有してい
る。

【００２９】ピストン３３は、シリンダ３２の内部をシ
リンダ３２の軸方向に沿って移動可能になっている。こ
のピストン３３の移動により、シリンダ３２とピストン
３３とで囲まれて形成された（画成された）ポンプ空間
３１の容積が増減する。ポンプ３は、このポンプ空間３
１の容積の増減により、気体（空気）を吸入・吐出す
る。

【００３０】また、ピストン３３は、例えば、送りネジ
（ボールネジ）と、これを回転するサーボモータ（ステ
ッピングモータ）とを有する駆動機構（図示せず）によ
り、ピストンロッド３４を介して駆動（移動）されるよ
うになっている。

【００３１】シリンダ３２の先端には、中空部５１がシ
リンダ３２内部のポンプ空間３１に連通されたホース５
が設けられている。このホース５の先端に設けられたノ
ズル取付部５２にはノズル４が着脱自在に取り付けられ
る。

【００３２】ノズル４は、ほぼ円筒状をなし、内腔４１
と、先端開口４２と、基端開口４３とを有している。こ
のノズル４は、好ましくは、その軸方向が上下方向とな
るように設置されている。

【００３３】このノズル４は、例えば、その基端開口４
３に前記ホース５の先端に設けられたノズル取付部５２
が挿入、嵌合することにより、ノズル取付部５２に取付
けられており、基端開口４３とノズル取付部５２との間
で気密性が保たれている。このような構成により、ノズ
ル４の内腔４１は、ホース５の中空部５１を介してポン
プ空間３１に連通する。

【００３４】また、ノズル４は、ノズル取付部５２に対
して着脱自在（ディスポーザブル）になっており、異な
る液体を分注する際には、ノズル４を交換することによ
り、コンタミネーション（汚染）を防止することができ
る。なお、ノズル４は、ノズル取付部５２に対して着脱
固定（ノンディスポーザブル）としてもよい。また、ノ
ズル４は、樹脂で構成することが好ましく、静電容量セ
ンサによって液面検出を行う場合には、導電性樹脂で構
成することが好ましい。

【００３５】移動機構８は、例えば特許第２５７８２９
６号の図１に記載されている自動分注装置に用いられて
いる移動機構のように、分注ヘッド２を３次元方向に移
動するよう構成されている。

【００３６】分注ヘッド２は、図１に示すように、隣り
合うノズル４の先端開口４２がほぼ同一の高さとなるよ
うに、この移動機構８の上下方向移動機構（Ｚ軸移動機
構）に設置されている。また、この移動機構８において
は、複数の分注ヘッド２を１つの上下方向移動機構によ
って同期的に駆動する構成となっている。

【００３７】この移動機構８により、これらの分注ヘッ
ド２は、ウェル９の吸入位置と吐出位置との間を移動す
る。

【００３８】本発明の分注装置１は、各分注ヘッド２の
ノズル４の各々の先端と、各ウェル９内の液体試料９１
との接触を検出する複数の検出手段６を有している。

【００３９】検出手段６は、各分注ヘッドに１つずつ設
けられている。この検出手段６は、ポンプ３と、ポンプ
３の内部に画成されたポンプ空間３１の内圧を計測する
圧力センサ６１と、これらを制御する制御手段６２とを
有している。

【００４０】圧力センサ６１は、図２に示すように、ホ
ース５の側壁に接続されている。この圧力センサ６１に
よる検出結果は、例えばアンプにより増幅作用を受けた
後、制御手段６２へと出力される。

【００４１】検出手段６は、ポンプ３を作動する際、す
なわち、ポンプ３によって吸入または吐出動作を行う
際、ポンプ３のポンプ空間３１の内圧と、予め設定され
た閾値とを比較することにより、各ノズル４の先端と、
液体試料９１との接触を検出する。ここで、前記閾値に
は、ノズル４の先端開口４２を開放した状態でポンプ３
のピストン３３を駆動させた際のポンプ空間３１の内圧
を予め計測した値（大気圧）が用いられる。

【００４２】なお、ポンプが吸引動作を行う場合は負の
値、吐出動作を行う場合は正の値（＞０、＜最大気泡
圧）に予め設定しても良い。

【００４３】また、本実施形態においては、検出手段６
として、ポンプ３と圧力センサ６１とを用いているが、
この構成に限らず、ノズル４の先端部（先端開口４２の
近傍）に静電容量センサ（図示せず）を設け、ノズル４
の先端と液体試料９１の液面との接触を電気的に検出す
ることも可能である。

【００４４】この検出手段６によりノズル４の先端と液
体試料９１との接触を検出する手順については、後に詳
述する。

【００４５】また、本発明の分注装置１は、各分注ヘッ
ド２に設けられたポンプ空間３１とポンプ空間３１に連
通されたノズル４の内腔４１とを遮断する弁７１を有し
ている。

【００４６】この弁７１は、ポンプ空間３１とノズル４
の内腔４１とを連通するホース５の途上に設けられてお
り、制御手段６２によって開閉されるように構成されて
いる。

【００４７】この弁７１の閉鎖により、ポンプ空間３１
とノズル４の内腔４１とが遮断され、ポンプ３の作動に
よるポンプ空間３１の内圧の変化がノズル４の内腔４１
へと伝達されなくなる。

【００４８】このため、弁７１を閉鎖することにより、
ポンプ３の作動時におけるノズル４からの液体試料９１
の吐出や吸引を停止させることができる。

【００４９】本実施形態においては、複数の分注ヘッド
２によって液面検出を行い、液面が検出されたか否かに
関わらず全ての分注ヘッド２のポンプ３を作動させる
が、本実施形態では、検出結果に応じて弁７１を閉鎖
し、不要な吐出または吸引の動作を行わないようになっ
ている。

【００５０】なお、本実施形態においては、弁７１を遮
蔽弁で構成しているが、これに限らず、弁７１を大気開
放弁で構成してもよい。

【００５１】次に、本発明の分注装置１の動作について
説明する。ここでは、各分注ヘッド２により液体試料９
１を吸入する場合に実行される工程について説明する。

【００５２】[１] ノズル降下工程図３（ａ）に示す状態からノズル４を移動機構８により
降下させ、図３（ｂ）に示すように、ノズル４の先端開
口４２をウェル９内部の第１の位置に移動させる。ここ
で、第１の位置は、ウェル９内に規定量の液体試料９１
が注入された際の液面の高さと同一またはそれより下方
に設定されている。なお、このときのウェル９内の液体
試料９１の量は、ノズル４から吸引を行う場合には、吸
引を行う際に必要かつ十分な量、すなわち、ノズル４に
よる吸引量より若干多めの量に規定されている。

【００５３】[２] 液面検出工程以下（イ）〜（ハ）の順でこの工程を説明する。

【００５４】ここでは、ポンプ３によって吐出動作を行
うとともに、ポンプ空間３１の圧力を圧力センサ６１で
計測し、得られた計測値と予め設定された閾値とを比較
することによりノズル４の先端とウェル９内の液体試料
９１との接触を検出する場合の検出の手順について説明
する。なお、ここで用いられている閾値には大気圧が用
いられている。

【００５５】（イ）図４（ａ）に示すように、ポンプ３
のピストン３３を制御手段６２の制御により図中下方に
所定距離移動させ、ポンプ空間３１を減少させる。

【００５６】（ロ）圧力センサ６１によりポンプ空間３
１の内圧を計測する。このとき、図４（ａ）に示すよう
に、ノズル４の先端がウェル９内の液体試料９１に到達
し、先端開口４２が液体試料９１によって閉塞されてい
れば、ポンプ空間３１内の空気がピストン３３によって
圧縮されるため、圧力センサ６１による計測値が閾値よ
り大きくなる。一方、このとき、ノズル４の先端が図４
（ｂ）に示すようにウェル９内の液体試料９１に到達し
ていなければ、ノズル４の先端開口４２は開放されてお
り、ポンプ空間３１内の空気がノズル４の先端開口４２
から外部に逃げてしまい、ピストン３３によって圧縮さ
れないため、圧力センサ６１による計測値が閾値と同等
の値となる。

【００５７】（ハ）ポンプ空間３１の内圧が閾値を超え
た場合には、制御手段６２は、ノズル４の先端が液体試
料９１に到達しているものと判断する。また、ポンプ空
間３１の内圧が閾値以下の場合には、制御手段６２は、
ノズル４の先端が、液体試料９１に到達していないもの
と判断する。

【００５８】本発明の検出手段６は、上記（イ）〜
（ハ）の手順でノズル４の先端とウェル９の液体試料９
１との接触を検出する。

【００５９】なお、上述した方法では、ポンプ３によっ
て吐出動作を行うとともにポンプ空間３１の圧力を圧力
センサ６１で検出しているが、この方法に限らず、ポン
プ３によって吸引動作を行うとともにポンプ空間３１の
内圧を圧力センサ６１で検出することも可能である。後
者の方法で液面の検出を行う場合には、液面が検出され
た際に圧力センサ６１で検出されるポンプ空間３１の内
圧が閾値より小さくなる。

【００６０】また、本実施形態では、閾値として大気圧
を使用しているが、これに限らず、ノズル４の先端開口
４２が液面によって閉塞され、ピストン３３によりポン
プ空間３１の空気が圧縮された状態のポンプ空間３１の
内圧を予め計測した値を閾値として用いることもでき
る。

【００６１】さて、本工程において、ポンプ３による吐
出動作を行いながら検出を行う場合、すなわち、ポンプ
空間３１の容積を減少させ、ポンプ空間３１の内圧を増
大させて検出を行う場合に、ピストン３３の変位距離が
大きいと、ノズル４の内腔４１の空気が気泡となってウ
ェル９内の液体試料９１に吐出されてしまうおそれがあ
る。

【００６２】本実施形態では、このような不具合を防止
するため、本工程におけるピストン３３の変位距離を規
定している。

【００６３】すなわち、本実施形態においては、本工程
においてピストン３３が変位した際の内腔４１の圧力
が、液体試料９１の最大気泡圧より小さくなるようにピ
ストン３３の変位距離を規定している。

【００６４】ここで、ノズル４の先端開口４２の半径を
ｒ、分注する液体試料９１の表面張力をσとした場合、
分注する液体試料９１の最大気泡圧Ｐ′は、以下の式
（１）で表される。Ｐ′＝２σ／ｒ・・・（１）

【００６５】また、ピストン３３を圧縮する前のポンプ
空間３１の内圧をＰ_１、体積をＶ_１、ピストン３３の半
径をＲ、ピストン３３が変位した距離をＬとすると、ピ
ストン３３を圧縮した後のポンプ空間３１の内圧Ｐ_２お
よび体積Ｖ_２は、以下の式（２）および（３）で表され
る。Ｐ_２＝Ｐ_１＋ΔＰ・・・（２）Ｖ_２＝Ｖ_１−ＬπＲ^２・・・（３）

【００６６】また、ピストン３３を圧縮する前後のポン
プ空間３１の温度の変化がない（または無視できる）と
すると、空間３１の内圧と体積との積がほぼ等しくなる
ことから、以下の式（４）が成り立つ。Ｐ_１Ｖ_１≒Ｐ_２Ｖ_２＝（Ｐ_１＋ΔＰ）（Ｖ_１−ＬπＲ^２）・・・（４） ΔＰ＝Ｐ_１ＬπＲ^２／（Ｖ_１−ＬπＲ^２）・・・（５）

【００６７】ここで、ΔＰを上記最大気泡圧Ｐ′より小
さい値にすることで、ノズル４の先端開口４２から液体
試料９１中へと気泡が放出されることを防止できること
から、 ΔＰ＝Ｐ_１ＬπＲ^２／（Ｖ_１−ＬπＲ^２）＜Ｐ′ ・・・（６）となる。ゆえに、Ｌ＜Ｐ′Ｖ_１／πＲ^２（Ｐ_１＋Ｐ′）・・・（７）となる。

【００６８】以上より、ピストンの変位距離Ｌの値を
Ｐ′Ｖ_１／πＲ^２（Ｐ_１＋Ｐ′）の値より小さな値とす
ることで、ノズル４の先端開口４２から液体試料９１の
内部に気泡が放出されるのを防止することができる。

【００６９】なお、液体試料９１への気泡の吐出を防止
するための方法は、この方法に限らない。上述した方法
の他には、例えば、本工程において、ピストン３３を変
位させるとともに、圧力センサ６１によってポンプ空間
３１の内圧を計測し、ポンプ空間３１の内圧がウェル９
内の液体試料９１の最大気泡圧より小さくなるようにポ
ンプ３を制御する構成としてもよい。

【００７０】[３] 記憶工程 [２]の液面検出工程において、検出手段６から得られた
各分注ヘッド２の検出結果（液面が検出されたか否か）
を制御手段６２と電気的に接続された記憶手段６３に記
憶する。

【００７１】[４] ポンプ作動工程ポンプ３を作動させ、ウェル９内部の液体を吸引する。
すなわち、ポンプ３のピストン３３を図５中上方に変位
させることにより、ポンプ空間３１の容積を増大させて
ポンプ空間３１を減圧し、ノズル４の先端開口４２から
ウェル９内の液体試料９１を吸引する。

【００７２】本工程において、液体試料９１の液面は、
吸引によるウェル９内の液量の減少により下降する。こ
こで、この工程において、ノズル４を図５（ａ）に示す
第１の位置で停止させたまま吸引を行った場合、ノズル
４の先端開口４２が本工程の途中で液体試料９１の液面
から離脱し、それにより吸引が停止するおそれがある。

【００７３】このような吸引の停止を防止するため、本
実施形態では、本工程におけるポンプ３の作動ととも
に、ノズル４を降下させ、ノズル４の先端開口４２が液
体試料９１の液面の下降に追従して下降するよう構成し
ている。

【００７４】すなわち、本実施形態においては、移動機
構８は、ポンプ３の作動と同時に分注ヘッド２を所定速
度で降下させ、ノズル４の先端開口４２を図５（ａ）に
示す第１の位置から図５（ｂ）に示す第２の位置へと降
下させる。

【００７５】ここで、第２の位置は、第１の位置からノ
ズル４によって液体試料９１を規定量吸引し終えた後の
ウェル９の液面の高さより低い高さに設定されている。

【００７６】また、移動機構８は、ポンプ３の作動によ
る吸引動作が終了する以前にノズル４の先端開口４２を
第２の位置へと降下させる。これにより、吸引を行う際
にノズル４の先端開口４２が液体試料９１から離脱する
ことが防止される。

【００７７】本工程におけるノズル４の移動は、ポンプ
３の作動による液体試料９１の液面の変位に追従する速
度で行われることが好ましい。なお、この速度は、液面
の変位速度と同一でなくてもよい。

【００７８】なお、本実施形態においては、ポンプ３の
作動と同時に分注ヘッド２を降下させているが、これに
限らず、ポンプ３の作動前にノズル４の先端を予め第１
の位置から第２の位置へと移動させておくことも可能で
ある。

【００７９】また、本実施形態においては、吸引動作に
伴うウェル９の液面の降下に追従するようにノズル４を
降下させているが、吐出動作を行う場合には、吐出に伴
うウェル９内の液面の上昇に追従するようにノズル４を
上昇させることが好ましい。

【００８０】さて、本実施形態では、各分注ヘッド２の
ポンプ３が、［２］の工程において、液面が検出された
か否かに関わらず作動し、吸引動作を行うようになって
いる。

【００８１】ここで、［２］の工程において液面が検出
されなかったウェル９に対して吸引動作を行っても所定
の吸引量が得られず、測定に必要な分注ができないばか
りか、吸引量が所定の量以下となるため、吸引した液体
試料９１を無駄にしてしまう。

【００８２】本実施形態においては、このような不具合
を防止するため、各分注ヘッド２に設けられた弁７１を
検出結果に応じて閉鎖することで無駄な吸引が行われな
いように構成している。すなわち、前述したように、分
注ヘッド２のうち、［２］の液面検出工程において液面
が検出されなかった分注ヘッド２に設けられた弁７１を
閉鎖し、本工程におけるポンプ３の作動により、液体試
料９１がノズル４に吸引されないように構成している。

【００８３】次に、本実施形態の分注装置１には、各分
注ヘッド２によって吸引または吐出した液体試料９１の
量の測定を行う測定手段７２が設けられている。

【００８４】この測定手段７２は、吸引（または吐出）
動作を行った時に、ピストン３３の変位距離を計測す
る。そして、吸引（または吐出）した液体試料９１の量
をＶ、ポンプ３のピストン３３の変位距離をＡ、ピスト
ン３３の半径をＲとした場合に、下記式により吸引（ま
たは吐出）した液体試料９１の量Ｖを算出する。Ｖ＝πＲ^２Ａ

【００８５】ここで、ピストン３３の変位距離Ａは、上
記［２］の液面検出工程におけるピストン３３の変位距
離Ｌと、上記［４］のポンプ作動工程におけるピストン
３３の変位距離Ｂとを合わせた値となっている。

【００８６】以上、本発明の分注装置を図示の実施形態
について説明したが、本発明は、これに限定されるもの
ではなく、分注装置を構成する各部は、同様の機能を発
揮し得る任意の構成のものと置換することができる。

【００８７】例えば、ポンプのピストンを駆動する機構
は、図示の構成に限らず、ピストンを往復動させること
が可能なものであればいかなるものでもよい。

【００８８】また、圧力センサの設置箇所は、図示の構
成に限らず、その目的を達成することができる位置であ
ればいかなる場所であってもよい。例えば、圧力センサ
は、シリンダ３２の壁面に設置されていてもよい。ま
た、制御手段の構成も特に限定されない。

【００８９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、簡
単な構成で複数のノズルによって複数のウェルの液面を
検出することができる。

【００９０】また、この構成のポンプ作動工程におい
て、ノズルを第１の位置から第２の位置へと降下させる
構成とした場合には、吸引動作による液量の降下によっ
てノズルの先端が液体試料の液面から離脱することが防
止される。

【００９１】また、この構成において、ノズルの内腔と
ポンプのポンプ空間とを遮蔽する弁を設けた場合には、
液量の不足している測定セルに対する無駄な液体試料の
吸引や吐出を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分注装置の構成例を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明の分注装置の分注ヘッドの要部の断面側
面図である。

【図３】図３（ａ）および（ｂ）は、ノズル降下工程に
おける分注ヘッドとウェルとの関係を示す断面側面図で
ある。

【図４】図４（ａ）および（ｂ）は、液面検出工程にお
ける分注ヘッドとウェルとの関係を示す断面側面図であ
る。

【図５】図５（ａ）および（ｂ）は、ポンプ作動工程に
おける分注ヘッドとウェルとの関係を示す断面側面図で
ある。

【符号の説明】

１分注装置２分注ヘッド３ポンプ３１ポンプ空間３２シリンダ３３ピストン３４ピストンロッド４ノズル４１内腔４２先端開口４３基端開口５ホース５１中空部５２ノズル取付部６検出手段６１圧力センサ６２制御手段６３記憶手段７１弁７２測定手段８移動機構９ウェル９１液体試料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉村共之東京都三鷹市牟礼６丁目22番１号アロカ株式会社内Ｆターム(参考） 2G058 EA01 ED07 ED15 ED19 GB02 GB04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に画成されたポンプ空間の容積を増
減して気体を吸入・吐出する複数のポンプと、前記複数のポンプのポンプ空間に連通する内腔を有する
複数のノズルと、前記複数のノズルの各々の先端と各ウェル内の液体試料
との接触を検出する複数の検出手段と、該検出手段による検出結果を記憶する記憶手段と、前記複数のノズルを上下方向に同期的に移動させる移動
機構とを有する分注装置であって、前記複数のノズルを降下させ、各ノズルの先端を各ウェ
ル内部の第１の位置に位置させるノズル降下工程と、前記第１の位置における前記各ノズルの先端と各ウェル
内の液体試料との接触を前記検出手段により検出する液
面検出工程と、該液面検出工程における検出結果に基づいて各ポンプを
作動させ、液体試料を吸引または吐出するポンプ作動工
程とを実行することを特徴とする分注装置。
【請求項２】前記ポンプ作動工程を実行する以前に、
前記液面検出工程における検出結果を記憶手段に記憶す
る記憶工程を実行する請求項１に記載の分注装置。
【請求項３】前記第１の位置は、前記ウェルに規定量
の液体試料が注入された際の液面の高さと同一またはそ
れより下方に設定されている請求項１または２に記載の
分注装置。
【請求項４】前記ポンプ作動工程において、前記移動
機構は、前記複数のノズルを前記第１の位置から第２の
位置へと移動させる請求項１ないし３のいずれかに記載
の分注装置。
【請求項５】前記ポンプ作動工程における前記ノズル
の移動は、前記ポンプの作動による液面の変位に追従す
る速度で行われる請求項４に記載の分注装置。
【請求項６】前記複数のノズルの全てが、１つの上下
方向移動機構に設置されている請求項１ないし５のいず
れかに記載の分注装置。
【請求項７】前記各ポンプのポンプ空間と、該各ポン
プ空間に連通された前記各ノズルの内腔とを遮断する弁
を有する請求項１ないし６のいずれかに記載の分注装
置。
【請求項８】前記液面検出工程においてノズルの先端
と液体試料との接触が検出されなかったノズルの内腔と
ポンプ空間とを前記弁によって遮断し、前記ポンプ作動
工程におけるポンプの作動によって液体試料の吐出また
は吸引が行われないよう構成されている請求項７に記載
の分注装置。
【請求項９】前記検出手段は、前記ポンプと、前記ポ
ンプ空間の内圧を計測する圧力センサとを有する請求項
１ないし８のいずれかに記載の分注装置。
【請求項１０】前記ポンプは、シリンダとピストンと
を有しており、前記検出手段は、前記液面検出工程において、前記ピス
トンを所定距離変位させ、変位後のポンプ空間の内圧を
前記圧力センサによって計測し、該ポンプ空間の内圧
と、予め設定された閾値とを比較することにより、前記
各ノズルの先端と各液体試料との接触を検出する請求項
９に記載の分注装置。
【請求項１１】前記液面検出工程において、前記検出
手段が、ポンプ空間の容積を減少させ、ポンプ空間の内
圧を増大させて検出を行う場合に、前記ポンプ空間の内
圧が液体試料の最大気泡圧未満になるように前記ポンプ
を制御する請求項１０に記載の分注装置。
【請求項１２】前記液面検出工程において、液体試料
の最大気泡圧をＰ′、ピストンを圧縮する前のポンプ空
間の内圧をＰ_１、ピストンを圧縮する前のポンプ空間の
体積をＶ_１、ピストンの移動距離をＬ、ピストンの半径
をＲとした場合に、Ｌの大きさがＰ′Ｖ_１／πＲ^２（Ｐ
_１＋Ｐ′）未満になるように前記ポンプを制御する請求
項１１に記載の分注装置。
【請求項１３】前記液面検出工程におけるピストンの
変位距離と前記ポンプ作動工程におけるピストンの変位
距離とを合わせた値を用いて各ノズルから吸入または吐
出した液量の測定を行う測定手段を有する請求項１１ま
たは１２に記載の分注装置。
【請求項１４】前記検出手段は、前記ノズルの先端部
に設けられた静電容量センサからなる請求項１ないし８
のいずれかに記載の分注装置。