JP2004089849A - Suction and discharging apparatus for minute amount of liquid - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微量液体吸入吐出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、理科学において、(例えば、バイオ薬品に用いられる水溶液や溶媒などの)液体を微量取り扱うのにマイクロシリンジが用いられていた。具体的には、手動でマイクロシリンジを操作して、微量の液体を吸入し、吐出していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のようにマイクロシリンジを用いると、手動で操作するため、所望の量を正確に取り扱うことが難しく、さらに、吐出の際に、吸入した液体を勢いよく飛ばすことができなかった。
【0004】
そこで、本発明は、微量の液体の吸入吐出を自動で行うことができ、かつ、所望の量を正確に取り扱うことができ、さらに、吸入した液体を確実に飛ばすことができる微量液体吸入吐出装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る微量液体吸入吐出装置は、共用流路と、該共用流路の先端に供給ポートにて接続された電磁弁と、該電磁弁の開閉を時間にて制御する電気的制御部と、上記共用流路の基端に配設された正圧発生手段及び負圧発生手段と、上記電磁弁の供給ポートを正圧・負圧に切り換える切換手段と、を備え、上記電磁弁の負圧開状態で、上記電磁弁の先端側から液体を吸入し、上記電磁弁の正圧開状態で、上記電磁弁の先端側から吸入した液体を吐出するように構成したものである。
【0006】
また、共用流路と、該共用流路の先端に供給ポートにて接続された電磁弁と、該電磁弁の開閉を時間にて制御する電気的制御部と、上記共用流路の基端側で分岐される第1流路及び第2流路と、該第1流路及び第2流路の基端に配設されてエアを供給するコンプレッサと、該コンプレッサからのエアを第1流路・第2流路に切り換える切換弁と、上記第1流路に介在されて上記コンプレッサからのエアにて上記共用流路を真空引きするエジェクタと、を備え、上記コンプレッサからのエアを上記第1流路に切り換えて上記電磁弁の供給ポートを負圧にすると共に上記コンプレッサからのエアを上記第2流路に切り換えて上記電磁弁の供給ポートを正圧にするように構成し、さらに、上記電磁弁の負圧開状態で、上記電磁弁の先端側から液体を吸入し、上記電磁弁の正圧開状態で、上記電磁弁の先端側から吸入した液体を吐出するように構成したものである。
【0007】
また、電気的制御部が、電磁弁の負圧開状態の時間と電磁弁の正圧開状態の時間とを独立して制御するように構成されている。また、電磁弁が、吸入した液体を保留する極細管を先端に突出している。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
【0009】
図1と図2の全体簡略構成説明図に示すように、本発明の微量液体吸入吐出装置は、共用流路10と、共用流路10の先端に供給ポート20にて接続された電磁弁1と、電磁弁1の開閉を時間にて制御する電気的制御部2と、共用流路10の基端に配設された正圧発生手段3及び負圧発生手段4と、電磁弁1の供給ポート20を正圧・負圧に切り換える切換手段5と、を備えている。
【0010】
そして、(図1に示す)電磁弁1の負圧開状態で、電磁弁1の先端側から液体を吸入し、(図2に示す)電磁弁1の正圧開状態で、電磁弁1の先端側から液体を吐出するように構成している。ここで、電磁弁1の負圧開状態とは、供給ポート20が負圧状態にある電磁弁1を開状態にしていることをいい、電磁弁1の正圧開状態とは、供給ポート20が正圧状態にある電磁弁1を開状態にしていることをいう。
【0011】
本装置は、理科学において、(例えば、バイオ薬品に用いられる水溶液や溶媒などの)液体を微量取り扱うのに用いられ、例えば、図9に示すように、一の容器13から液体を所望量ずつ取り出して、他の容器14の複数の窪部14aの夫々に注入していく。また、本装置は、液晶の注入や、試薬品の分注や、(水溶液・溶媒・アルコール溶液・溶剤(有機溶剤)・インク・オイル等の)微量液体を飛ばすことに用いられる。
【0012】
具体的に述べると、本装置は、共用流路10の基端側で分岐される第1流路11及び第2流路12と、第1流路11及び第2流路12の基端に配設されてエアを供給するコンプレッサ6と、コンプレッサ6からのエアを第1流路11・第2流路12に切り換える切換弁7と、第1流路11に介在されてコンプレッサ6からのエアにて共用流路10を真空引きするエジェクタ8と、を備えている。要するに、第1流路11及び第2流路12の基端と切換弁7とが連結され、第1流路11及び第2流路12の先端と共用流路10の基端とが連結されている。
【0013】
即ち、正圧発生手段3は、コンプレッサ6、第2流路12等からなり、負圧発生手段4は、コンプレッサ6、第1流路11、エジェクタ8等からなり、切換手段5は、切換弁7等からなる。
【0014】
共用流路10、第1流路11、及び、第2流路12は、例えば、可撓性を有する細径のホースからなる。
【0015】
切換弁7は、(図1に示す)非通電状態で、コンプレッサ6からのエアを第1流路11に供給するように構成され、(図2に示す)通電状態で、コンプレッサ6からのエアを第2流路12に供給するように構成されている。
【0016】
エジェクタ8は、第1流路11の途中に配設され、図1に示すように、エジェクタ8内部のノズルで、コンプレッサ6からのエアを高速で噴出して、エジェクタ8よりも先端側の第1流路11及び共用流路10からエアを負圧吸引するように構成されている。
【0017】
このように、本装置は、コンプレッサ6からのエアを第1流路11に切り換えて電磁弁1の供給ポート20を負圧にし(図1参照)、他方、コンプレッサ6からのエアを第2流路12に切り換えて電磁弁1の供給ポート20を正圧にする(図2参照)ように構成されている。なお、正圧のゲージ圧力は、 0.001〜 0.1MPaに設定される。
【0018】
電磁弁1は、図3に示すように、ブロック状の本体部22と、本体部22の内部空間に配設される弁部(プランジャ)23と、弁部23の周囲に配設されるように本体部22に巻設されるコイル24と、本体部22の先端に突出状に内部空間に連結される極細管21と、を備えている。
【0019】
具体的に述べると、本体部22の内部空間は、(ホースなどの)共用流路10が連結される基端側空間25と、極細管21が連結される先端側空間26と、基端側空間25と先端側空間26とを連結する円筒状の連通孔27と、からなる。ここで、共用流路10が差し込まれる本体部22の開口部を、供給ポート20といい、極細管21が差し込まれる本体部22の開口部を、排気ポート19という。
【0020】
弁部23は、連通孔27に摺動自在に密嵌されつつ、極細管21の基端開口を施蓋・開蓋するように構成されている。具体的には、弁部23は、極細管21の基端開口を施蓋するように圧縮スプリング29にて常時弾発付勢されており、コイル24に通電することで、図4に示すように、圧縮スプリング29に抗して引き上げられて、極細管21の基端開口を開蓋するように構成されている。即ち、電磁弁1への通電のON−OFF切換えにより、弁部23の開閉切換えとなる。
【0021】
このとき、弁部23が必要以上に引き上がらないように(電磁弁1の開閉のタイムロスを防ぐために)、弁部23の基端面に当接する当り棒28を、連通孔27に固定状に密嵌している。
【0022】
ここで、図3、図4、図5に示すように、弁部23は、連通孔27に密嵌されている部位の外周面に、軸心方向に沿って複数の溝部23aを有し、溝部23aと先端側空間26とが常時連通した状態にある。
【0023】
また、図3、図4、図6に示すように、当り棒28は、連通孔27に密嵌されている部位の外周面に、軸心方向に沿って複数の溝部28aを有し、溝部28aと基端側空間25とが常時連通した状態にある。
【0024】
即ち、基端側空間25と先端側空間26とが、当り棒28の溝部28aと弁部23の溝部23aとを介して、常時連通した状態にあり、供給ポート20を負圧にすると、先端側空間26も負圧となり、供給ポート20を正圧にすると、先端側空間26も正圧となる。
【0025】
電気的制御部2は、図3と図4に示すように、コイル24に電気的に接続され、一定時間の間、コイル24に通電して電磁弁1を開状態とするように構成されている。即ち、負圧状態の電磁弁1を開状態に保持する時間の長さにより、極細管21から液体を吸入する量が決定され、他方、正圧状態の電磁弁1を開状態に保持する時間の長さにより、極細管21から液体を吐出する量が決定される。
なお、一定時間としては、 0.1msec〜 9.9msecに設定される。
【0026】
このとき、電気的制御部2を、電磁弁1の負圧開状態の時間と電磁弁1の正圧開状態の時間とを独立して制御するように構成してもよい。例えば、粘性を有する(一定量の)液体を取り扱う場合、極細管21にて液体を吸入する時間は、極細管21から液体を吐出する時間よりも短くなるため、電磁弁1の負圧開状態の時間を、電磁弁1の正圧開状態の時間よりも短くすることで、同量の液体の吸入・吐出を行うことができる。
【0027】
なお、電気的制御部2は、(図1の)切換弁7と共に、図示省略の(タイマーなどの)中央制御部に電気的に接続されており、この中央制御部は、電気的制御部2と切換弁7とを独立してON−OFF状態に切り換えるように構成されている。即ち、切換弁7を所定時間OFFとした(図1参照)後で、電気的制御部2(電磁弁1)をONとし(図4参照)、切換弁7を所定時間ONとした(図2参照)後で、電気的制御部2(電磁弁1)をONとする(図4参照)。
【0028】
ここで、電磁弁1の負圧開状態で吸入された液体は、極細管21にのみ(一時的に)保留され、このときの液量は、10nl(1/105 cc)〜1000nl(1/103 cc)に設定される。
【0029】
次に、本装置の作用(機能)及び使用方法を説明すると、図7(イ)に示すように、電磁弁1の閉状態にて、電磁弁1の内部空間のエアを吸引して負圧状態にし、図7(ロ)に示すように、一の容器13の液体に極細管21の先端を漬けてから、電磁弁1を開けて、極細管21から液体を吸引する。このとき、電気的制御部2にて、一定時間の間、電磁弁1を開状態とすることで、図7(ハ)に示すように、所望の量の液体を吸入することができる。
【0030】
その後、図8(イ)に示すように、電磁弁1の閉状態にて、電磁弁1の内部空間にエアを送り込んで正圧状態にし、予圧を付与しておく。そして、図8(ロ)に示すように、他の容器14の内部に極細管21の先端を向けてから、電磁弁1を開けて、極細管21から液体を勢いよく飛ばしながら吐出する。このとき、電気的制御部2にて、一定時間の間、電磁弁1を開状態とすることで、所望の量の液体を吐出することができる。
なお、本発明では、一回で吸入した液体の全量を吐出するようにしている。
【0031】
次に、図9に、本装置の使用状態の一例を示し、一の容器13と他の容器14とが離間して配設されており、電磁弁1にて一の容器13から液体を所望量(一回分)だけ取り出して、電磁弁1を一の容器13から他の容器14側(矢印A方向)に移動させて、他の容器14の複数の窪部14aの内の一つの窪部14aに一回分の全量を注入する。そして、電磁弁1を他の容器14から一の容器13側(矢印B方向)に戻して、再度、電磁弁1にて一の容器13から液体を所望量(一回分)だけ取り出して、注入を繰り返す。
【0032】
このとき、電磁弁1の矢印A方向及び矢印B方向への移動速度を制御する(図示省略の)インターバルタイマーを設け、電磁弁1の矢印A方向への移動速度を、電磁弁1を矢印A方向に移動させている間に正圧状態とできる速度とし、かつ、電磁弁1の矢印B方向への移動速度を、電磁弁1を矢印B方向に移動させている間に負圧状態とできる速度としている。
【0033】
次に、図10に、本発明の他の実施の形態を示し、共用流路10の基端にコンプレッサ6及び真空ポンプ9を配設し、切換弁7にて、共用流路10を、コンプレッサ6の流路又は真空ポンプ9の流路に連結切り換えるように構成している。即ち、図10に示すように、切換弁7のOFF状態で、共用流路10を真空ポンプ9の流路に連結し、電磁弁1の供給ポート20を負圧にして、極細管21から液体を吸入する。他方、図11に示すように、切換弁7のON状態で、共用流路10をコンプレッサ6の流路に連結し、電磁弁1の供給ポート20を正圧にして、極細管21から液体を吐出する。
【0034】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、電磁弁1の負圧開状態の時間と電磁弁1の正圧開状態の時間とを共通に制御するようにしてもよく、また、(一回で)吸入した液体を、複数回に分けて吐出するようにしてもよい。
【0035】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成されるので、次に記載する効果を奏する。
【0036】
(請求項1によれば、)微量の液体の吸入・吐出を自動で行うことができるため、正確な量の液体を吸入・吐出することができて、精度の優れたものとなる。
また、吸入した液体を勢いよく飛ばしながら吐出することができ、用途のひろいものとなる。
【0037】
(請求項2によれば、)微量の液体の吸入・吐出を自動で行うことができるため、正確な量の液体を吸入・吐出することができて、精度の優れたものとなる。
また、吸入した液体を勢いよく飛ばしながら吐出することができ、用途のひろいものとなる。さらに、一台のコンプレッサ6で電磁弁1を負圧・正圧とできるため、装置の小型化を図ることができる。
【0038】
(請求項3によれば、)液体の性質(例えば、粘度の大小)に応じて、電磁弁1の負圧開状態の時間と電磁弁1の正圧開状態の時間とを調節して、正確に所望の量の液体の吸入・吐出を行うことができる。例えば、吸入量と吐出量とを同一にすることができる。
(請求項4によれば、)極細管21内で液体を保留しているため、吐出量を高精度なものとでき、かつ、液体の吐出の反応性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態を示す負圧状態の全体簡略構成説明図である。
【図2】正圧状態を示す全体簡略構成説明図である。
【図3】電磁弁の閉状態を示す縦断面図である。
【図4】電磁弁の開状態を示す縦断面図である。
【図5】電磁弁の要部横断面図である。
【図6】電磁弁の要部横断面図である。
【図7】要部作用説明図である。
【図8】要部作用説明図である。
【図9】使用状態を示す斜視図である。
【図10】本発明の他の実施の形態を示す負圧状態の全体簡略構成説明図である。
【図11】正圧状態の全体簡略構成説明図である。
【符号の説明】
1 電磁弁
2 電気的制御部
3 正圧発生手段
4 負圧発生手段
5 切換手段
6 コンプレッサ
7 切換弁
8 エジェクタ
10 共用流路
11 第1流路
12 第2流路
20 供給ポート
21 極細管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for suctioning and discharging a trace amount of liquid.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in science and technology, micro syringes have been used to handle small amounts of liquids (eg, aqueous solutions and solvents used for biopharmaceuticals). Specifically, a micro syringe was manually operated to inhale and discharge a small amount of liquid.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a microsyringe is used as in the prior art, it is difficult to handle a desired amount accurately because it is manually operated, and it is not possible to fly the sucked liquid vigorously during ejection.
[0004]
Therefore, the present invention provides a small-volume liquid suction and discharge device that can automatically perform the suction and discharge of a small amount of liquid, can accurately handle a desired amount, and can surely blow off the sucked liquid. The purpose is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a trace liquid suction / discharge device according to the present invention includes a common flow path, an electromagnetic valve connected to a distal end of the common flow path at a supply port, and opening and closing of the electromagnetic valve. An electrical control unit controlled by the control unit, positive pressure generating means and negative pressure generating means disposed at the base end of the common flow path, and switching means for switching the supply port of the solenoid valve to positive pressure / negative pressure. In the negative pressure open state of the solenoid valve, liquid is sucked from the tip side of the solenoid valve, and in the positive pressure open state of the solenoid valve, the liquid sucked from the tip side of the solenoid valve is discharged. It is what was constituted.
[0006]
A common flow path, a solenoid valve connected to a distal end of the common flow path by a supply port, an electric control unit that controls opening and closing of the solenoid valve with time, and a base end side of the common flow path. A first flow path and a second flow path branched by the first flow path, a compressor disposed at a base end of the first flow path and the second flow path to supply air, and a flow path of air from the compressor to the first flow path A switching valve for switching to the second flow path, and an ejector interposed in the first flow path to evacuate the common flow path with air from the compressor, and to supply air from the compressor to the first flow path. The supply port of the solenoid valve is switched to a flow path to make the supply port of the solenoid valve a negative pressure, and the air from the compressor is switched to the second flow path to make the supply port of the solenoid valve a positive pressure; When the negative pressure of the solenoid valve is open, liquid is Type, the positive pressure-opening state of the solenoid valve, which is constituted to discharge liquid sucked from the tip side of the solenoid valve.
[0007]
Further, the electric control unit is configured to independently control the time when the solenoid valve is in the negative pressure open state and the time when the solenoid valve is in the positive pressure open state. In addition, an electromagnetic valve protrudes from the tip of an ultrafine tube that holds the sucked liquid.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing the embodiments.
[0009]
As shown in FIGS. 1 and 2, a small amount liquid suction / discharge device according to the present invention includes a
[0010]
When the solenoid valve 1 (shown in FIG. 1) is in the negative pressure open state, liquid is sucked from the tip side of the
[0011]
This device is used in science and technology to handle a small amount of liquid (for example, an aqueous solution or a solvent used for biopharmaceuticals). For example, as shown in FIG. It is taken out and poured into each of the plurality of
[0012]
More specifically, the present apparatus includes a
[0013]
That is, the positive pressure generating means 3 includes the
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
The ejector 8 is disposed in the middle of the
[0017]
As described above, the present apparatus switches the air from the
[0018]
As shown in FIG. 3, the
[0019]
More specifically, the internal space of the
[0020]
The
[0021]
At this time, the
[0022]
Here, as shown in FIGS. 3, 4, and 5, the
[0023]
As shown in FIGS. 3, 4, and 6, the
[0024]
That is, the
[0025]
The
The fixed time is set to 0.1 msec to 9.9 msec.
[0026]
At this time, the
[0027]
The
[0028]
Here, the liquid sucked in the negative pressure open state of the
[0029]
Next, the operation (function) and method of use of the present device will be described. As shown in FIG. 7 (a), when the
[0030]
Thereafter, as shown in FIG. 8A, in the closed state of the
In the present invention, the entire amount of the liquid sucked in at one time is discharged.
[0031]
Next, FIG. 9 shows an example of a use state of the present apparatus, in which one
[0032]
At this time, an interval timer (not shown) for controlling the moving speed of the
[0033]
Next, FIG. 10 shows another embodiment of the present invention, in which a
[0034]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and design changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the time in which the
[0035]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0036]
(According to claim 1) Since a small amount of liquid can be automatically sucked and discharged, an accurate amount of liquid can be sucked and discharged, and the accuracy is excellent.
In addition, the inhaled liquid can be ejected while being vigorously blown off, which is a wide variety of applications.
[0037]
(According to claim 2) Since a small amount of liquid can be sucked and discharged automatically, a precise amount of liquid can be sucked and discharged, and the accuracy is excellent.
In addition, the inhaled liquid can be ejected while being vigorously blown off, which is a wide variety of applications. Further, since the
[0038]
(According to claim 3), the time in which the
(According to claim 4) Since the liquid is held in the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of the entire simplified configuration of a negative pressure state according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the entire simplified configuration showing a positive pressure state.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a closed state of a solenoid valve.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an open state of a solenoid valve.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of the solenoid valve.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of the solenoid valve.
FIG. 7 is an explanatory diagram of an operation of a main part.
FIG. 8 is an explanatory diagram of an operation of a main part.
FIG. 9 is a perspective view showing a use state.
FIG. 10 is an explanatory diagram of the entire simplified configuration of a negative pressure state according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of the entire simplified configuration in a positive pressure state.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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