JP2004245697A - Dispensing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分注装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ディスポーザブルのノズルチップを装着し、このノズルチップの先端開口(下端開口)から液体を吸入・吐出する分注装置が広く用いられている。ノズルチップは、その基端開口部(上端開口部)に、分注装置のチップ装着部が挿入・嵌合することにより、装着される。ノズルチップとチップ装着部との接合部は、空気漏れを生じないように、気密的に嵌合する必要がある。この接合部に空気漏れを生じると、液体の吸入量および吐出量に狂いを生じるからである。
【0003】
しかしながら、ノズルチップは、樹脂材料からなる成形品で構成されていることから、その基端開口部の形状が成形不良等によって適正でないものも存在するので、そのようなノズルチップが装着された場合には、ノズルチップとチップ装着部との接合部の空気漏れを生じることがある。よって、分注装置では、この空気漏れの有無を検出し、空気漏れが生じた場合には、当該ノズルチップを廃棄して、他のノズルチップに交換している。
【0004】
従来の分注装置では、前記の空気漏れの有無の検出は、液体をノズルチップ内に吸引した後におけるノズルチップ内の圧力の変化を検出することによって行っている(例えば、特許文献1参照)。そして、空気漏れがあることを検出した場合には、吸入した液体を容器に吐き戻した後、当該ノズルチップを廃棄して、新たなノズルチップに交換している。この場合、廃棄したノズルチップにも吸入した液体が多少は付着して残留するので、その分の液体が無駄に消費されることとなる。その結果、液体が患者から採取した検体である場合には、必要な検査項目に対して検体が足りなくなったり、液体が高価な試薬である場合には、コストが増大したりするという問題がある。
【0005】
【特許文献1】
特開平8−334516号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、液体をノズルチップ内に吸入することなしに、ノズルチップとチップ装着部との接合部からの気体の漏れの有無を判定することができる分注装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記(1)〜(5)の本発明により達成される。また、下記(6)〜(10)であるのが好ましい。
【0008】
(1) 着脱自在に装着したディスポーザブルのノズルチップの先端開口から液体を吸入・吐出する分注装置であって、
気体を吸入・吐出するポンプと、
前記ポンプの作動により気体が流入・流出する開口を有し、前記ノズルチップが着脱自在に装着されるチップ装着部と、
前記チップ装着部を少なくとも上下方向に移動させる移動手段と、
前記ポンプおよび前記移動手段の作動を制御する制御手段と、
前記チップ装着部に装着された前記ノズルチップ内の気圧を検出する圧力検出手段と、
前記ノズルチップと前記チップ装着部との接合部からの気体の漏れの有無を判定する漏れ判定手段とを備え、
前記制御手段は、液体を前記ノズルチップ内に吸入するのに先立って、前記ノズルチップの先端開口が液面下に没した状態で前記ポンプから気体を吐出し、前記先端開口から気泡を発生しない範囲で前記ノズルチップ内を加圧するノズルチップ内加圧工程を行うように前記ポンプおよび前記移動手段の作動を制御し、
前記漏れ判定手段は、前記ノズルチップ内加圧工程以後に前記圧力検出手段により検出された気圧に基づいて、前記接合部からの気体の漏れの有無を判定することを特徴とする分注装置。
【0009】
(2) 前記漏れ判定手段は、前記ノズルチップ内加圧工程以後に、前記圧力検出手段により検出された気圧が所定時間内に所定の判定値まで降下した場合、前記接合部からの気体の漏れがあると判定する上記(1)に記載の分注装置。
【0010】
(3) 前記漏れ判定手段は、前記ノズルチップ内加圧工程を行った際に、前記圧力検出手段により検出された気圧が所定の判定値まで上昇しなかった場合、前記接合部からの気体の漏れがあると判定する上記(1)または(2)に記載の分注装置。
【0011】
(4) 前記チップ装着部に装着された前記ノズルチップを交換する交換手段をさらに備え、前記漏れ判定手段が前記接合部からの気体の漏れがあると判定した場合、前記チップ装着部に装着された前記ノズルチップを交換するように作動する上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の分注装置。
【0012】
(5) 前記圧力検出手段により検出された気圧に基づいて、吸入しようとする液体の液面を検出する液面検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、液体を前記ノズルチップ内に吸入しようとする際に、前記ポンプから気体を吐出しながら、吸入する液体の液面に向かって前記ノズルチップの先端開口を下降させる液面検出工程を行うように前記ポンプおよび前記移動手段の作動を制御し、
前記液面検出手段は、前記液面検出工程において、前記圧力検出手段により検出された気圧が上昇したときに前記ノズルチップの先端開口が前記液面下に没したものと判定することによって前記液面を検出し、
前記漏れ判定手段は、前記液面検出工程を前記ノズルチップ内加圧工程として利用して、前記接合部からの気体の漏れの有無を判定する上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の分注装置。
【0013】
(6) 気体を吸入・吐出するポンプの作動により気体が流入・流出する開口を有するチップ装着部に着脱自在に装着したディスポーザブルのノズルチップの先端開口から液体を吸入・吐出する分注方法であって、
液体を前記ノズルチップ内に吸入するのに先立って、前記ノズルチップの先端開口が液面下に没した状態で前記ポンプから気体を吐出し、前記先端開口から気泡を発生しない範囲で前記ノズルチップ内を加圧するノズルチップ内加圧工程を有し、
前記ノズルチップ内加圧工程以後に、前記チップ装着部に装着された前記ノズルチップ内の気圧を検出する圧力検出手段により検出された気圧に基づいて、前記ノズルチップと前記チップ装着部との接合部からの気体の漏れの有無を判定することを特徴とする分注方法。
【0014】
(7) 前記ノズルチップ内加圧工程以後に、前記圧力検出手段により検出された気圧が所定時間内に所定の判定値まで降下した場合、前記接合部からの気体の漏れがあると判定する上記(6)に記載の分注方法。
【0015】
(8) 前記ノズルチップ内加圧工程を行った際に、前記圧力検出手段により検出された気圧が所定の判定値まで上昇しなかった場合、前記接合部からの気体の漏れがあると判定する上記(6)または(7)に記載の分注方法。
【0016】
(9) 前記接合部からの気体の漏れがあると判定した場合、前記チップ装着部に装着された前記ノズルチップを交換する上記(6)ないし(8)のいずれかに記載の分注方法。
【0017】
(10) 液体を前記ノズルチップ内に吸入しようとする際に、前記ポンプから気体を吐出しながら、吸入する液体の液面に向かって前記ノズルチップの先端開口を下降させる液面検出工程を有し、
前記液面検出工程において、前記圧力検出手段により検出された気圧が上昇したときに前記ノズルチップの先端開口が前記液面下に没したものと判定することによって前記液面を検出するとともに、前記液面検出工程を前記ノズルチップ内加圧工程として利用して、前記接合部からの気体の漏れの有無を判定する上記(6)ないし(9)のいずれかに記載の分注方法。
【0018】
【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。
【0019】
図1は、本発明の分注装置の実施形態を示す斜視図、図2は、図1に示す分注装置におけるx軸方向移動手段を示す斜視図、図3は、図1に示す分注装置におけるy軸方向移動手段、z軸方向移動手段および分注ヘッドを示す斜視図、図4は、図1に示す分注装置におけるポンプ、チップ装着部およびノズルチップを示す縦断面図である。
【0020】
なお、以下では、説明の都合上、水平な一方向(装置の左右方向)をx軸方向、x軸方向に対し垂直かつ水平な方向(装置の前後方向)をy軸方向、鉛直方向(上下方向)をz軸方向と言う。また、図1中では、分注ヘッド、アーム等の細部を省略して図示する。
【0021】
図1に示すように、分注装置1は、装置本体2と、該装置本体2に対し移動可能に設置された分注ヘッド3とを備えている。この分注装置1は、患者から採取した例えば血液または血清等の血液成分、尿等の液体状の親検体(元検体)を分注して小分けにする(取り分ける)ことにより、検査用の子検体を作成する装置である。
【0022】
装置本体2は、作業台21と、作業台21の後ろ側に立設された機器収納部22と、機器収納部22の上方に設けられた第2の機器収納部23と、第2の機器収納部23の片側の部分から前方に突出する突出部24とを有している。
【0023】
作業台21上には、検体(液体)を収納する例えば試験管のような容器が複数並べて配置(載置)される。本実施形態では、作業台21上には、複数の試験管を立てた状態で行列状に保持する試験管ラック100を複数載置可能になっている。そして、親検体を収納した試験管や、子検体を収納する試験管は、それぞれ、これらの試験管ラック100に保持される。
【0024】
また、作業台21上における試験管ラック100の後方には、チップラック200を載置可能になっている。チップラック200は、ディスポーザブル(使い捨て)のノズルチップ300を立てた状態で行列状に複数並べて保持し得るようになっている。
【0025】
装置本体2には、分注ヘッド3を支持するアーム11が設置されている。アーム11は、その長手方向がy軸方向となる姿勢で配置され、その後端部は、機器収納部22に支持されている。機器収納部22には、後述するx軸方向移動手段4が設けられており、この作動により、アーム11は、装置本体2に対しx軸方向に移動する。
【0026】
分注ヘッド3は、アーム11の長手方向、すなわちy軸方向に沿って移動可能に支持されている。分注ヘッド3は、後述するy軸方向移動手段5の作動により、装置本体2に対しy軸方向に移動する。
【0027】
分注ヘッド3は、x軸方向移動手段4およびy軸方向移動手段5の作動の組み合わせにより、作業台21の上方の空間(作業空間)において、xy平面内で移動可能になっている。
【0028】
突出部24の前面には、例えばタッチパネルで構成された表示手段25が設置されている。表示手段25には、例えば各種条件を設定する入力画面等が表示され、操作者は、表示手段25に指で触れることにより、各種条件の設定等を行う。また、表示手段25には、例えば分注装置1の状態、エラーの発生等の情報も表示される。
【0029】
図2に示すように、x軸方向移動手段4は、機器収納部22に設置されたガイドレール12の案内によりx軸方向に沿って移動可能に設置されたスライドブロック(移動体)41と、ガイドレール12の両端付近にそれぞれ設置された駆動プーリー(ベルト車)42および従動プーリー(ベルト車)43と、駆動プーリー42を回転駆動するパルスモーター(ステッピングモーター)44と、駆動プーリー42および従動プーリー43に掛け回されたベルト45とを有している。
【0030】
スライドブロック41は、突出形成された固定部411にてベルト45の一部に固定されている。スライドブロック41には、アーム11の後端部が固定されている。
【0031】
パルスモーター44が駆動プーリー42を回転駆動すると、ベルト45が回転し、ベルト45に牽引されてスライドブロック41がx軸方向に移動する。これに伴って、アーム11もx軸方向に移動する。スライドブロック41およびアーム11は、パルスモーター44の正転/逆転の切り換えにより、装置本体2に対し右方向または左方向に移動する。
【0032】
ベルト45は、駆動プーリー42および従動プーリー43の外周面に形成された歯と噛み合う歯を有する歯付きベルトで構成されており、駆動プーリー42および従動プーリー43に対し滑りを生じないようになっている。
【0033】
図3に示すように、y軸方向移動手段5は、図示しないガイドレールの案内によりアーム11の長手方向に沿って移動可能に設置されたスライドブロック(移動体)51と、アーム11の後端付近に設置された駆動プーリー(ベルト車)52と、アーム11の前端付近に設置された従動プーリー(ベルト車)53と、アーム11の後端付近に設置され、駆動プーリー52を回転駆動するパルスモーター(ステッピングモーター)54と、駆動プーリー52および従動プーリー53に掛け回されたベルト55とを有している。
【0034】
スライドブロック51は、ベルト55の一部に固定されている。スライドブロック51には、分注ヘッド3のフレーム31が固定されている。
【0035】
パルスモーター54が駆動プーリー52を回転駆動すると、ベルト55が回転し、ベルト55に牽引されてスライドブロック51がアーム11の長手方向すなわちy軸方向に移動する。これに伴って、分注ヘッド3も、y軸方向に移動する。スライドブロック51および分注ヘッド3は、パルスモーター54の正転/逆転の切り換えにより、装置本体2に対し前方または後方に移動する。
【0036】
ベルト55は、駆動プーリー52および従動プーリー53の外周面に形成された歯と噛み合う歯を有する歯付きベルトで構成されており、駆動プーリー52および従動プーリー53に対し滑りを生じないようになっている。
【0037】
分注ヘッド3は、z軸方向に長い部材で構成された骨格をなすフレーム31と、ノズルチップ300を装着可能なチップ装着部32とを有している。
【0038】
図4に示すように、チップ装着部32は、その内部に通気流路321が形成されたほぼ管状の部材で構成されている。チップ装着部32の構成材料は、例えばステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銅または銅系合金等の各種金属材料であるのが好ましい。
【0039】
ノズルチップ300は、合成樹脂材料で構成された管状の部材(成形品)であり、好ましくは少なくともその先端側(下端側)の部分が先細りになっている。このノズルチップ300は、その基端開口(上端開口)302に、チップ装着部32の下端部が挿入して嵌合することにより、チップ装着部32に着脱自在に装着される。また、ノズルチップ300は、半透明または透明である(光透過性を有している)のが好ましい。
【0040】
図3に示すように、分注ヘッド3のフレーム31には、空気(気体)を吸入・吐出するポンプ7が設置されている。本実施形態では、ポンプ7は、シリンダ71とプランジャ(ピストン)72とを有するシリンジポンプ(ピストンポンプ)で構成されている。図4に示すように、ポンプ7と、チップ装着部32の上端開口部とは、可撓性を有する配管チューブ33で接続されており、互いの内部空間が連通している。ポンプ7が作動すると、配管チューブ33を空気(気体)が通ってチップ装着部32の下端開口322から空気(気体)が流入・流出し、これにより、ノズルチップ300内の圧力を増減させて、ノズルチップ300の先端開口301から液体を吸入・吐出することができる。
【0041】
分注ヘッド3のフレーム31には、ポンプ7のプランジャ72を移動させるポンプ駆動手段14が設置されている。ポンプ駆動手段14は、図示を省略するが、例えば、ボールねじ(送りねじ)機構とこれを駆動するパルスモーター(図示せず)とによってプランジャ72をシリンダ71に対して移動させるように構成されている。ポンプ7の作動は、このポンプ駆動手段14を介して、後述する制御手段13によって制御される。
【0042】
図4に示すように、分注装置1では、チップ装着部32に装着されたノズルチップ300内の気圧を検出する圧力センサ(圧力検出手段)16が設けられている。本実施形態では、圧力センサ16は、チップ装着部32に装着されたノズルチップ300内に連通している配管チューブ33内の気圧を検出することで、ノズルチップ300内の圧力を検出することとしている。なお、圧力センサ16は、チップ装着部32に装着されたノズルチップ300内に連通するところであればいかなる位置に設置されていてもよい。
【0043】
チップ装着部32は、フレーム31に対しz軸方向に移動可能に設置されており、z軸方向移動手段6の作動により、装置本体2に対しz軸方向に移動(昇降)する。
【0044】
図3に示すように、z軸方向移動手段6は、フレーム31に対し図示しないガイドレールの案内によりz軸方向に沿って移動可能に設置されたスライドブロック(移動体)61と、フレーム31の上端付近および下端付近にそれぞれ設置された従動プーリー(ベルト車)62および63と、ベルト64とを有している。
【0045】
スライドブロック61は、固定部材67を介して、ベルト64の一部に固定されている。スライドブロック61には、支持部68を介して、チップ装着部32が固定されている。
【0046】
スライドブロック51の内部には、ベルト64を駆動する駆動プーリー(図示せず)が設置されており、ベルト64は、従動プーリー62および63に掛け回されるとともに、その中間の部分においてスライドブロック51内に引き込まれ、この駆動プーリーにも掛け回されている。
【0047】
スライドブロック51内の駆動プーリーは、アーム11の後端付近に設置されたパルスモーター(ステッピングモーター)65により回転駆動される。すなわち、図3に示すように、アーム11には、アーム11の長手方向に沿って延びるプロペラシャフト66が回転可能に設置されており、パルスモーター65の出力軸は、このプロペラシャフト66に接続されている。プロペラシャフト66は、スライドブロック51およびその内部の駆動プーリーを貫通しており、スライドブロック51は、プロペラシャフト66を挿通した状態でy軸方向に移動する。スライドブロック51内の駆動プーリーは、スライドブロック51のプロペラシャフト66に対する位置によらず、プロペラシャフト66とともに回転するようになっている。
【0048】
パルスモーター65がプロペラシャフト66を介してスライドブロック51内の駆動プーリーを回転駆動すると、ベルト64が回転し、ベルト64に牽引されて、スライドブロック61がz軸方向すなわち鉛直方向に移動する。これに伴って、チップ装着部32およびノズルチップ300も、z軸方向に移動(昇降)する。チップ装着部32およびノズルチップ300は、パルスモーター65の正転/逆転の切り換えにより、上昇または下降する。
【0049】
なお、以下の説明では、x軸方向移動手段4、y軸方向移動手段5およびz軸方向移動手段6を総称して、チップ装着部32を3次元方向に移動させるノズル移動手段15と呼ぶことがある。
【0050】
このような分注装置1の基本的な動作は、次のようなものである。まず、ノズル移動手段15を作動して、分注ヘッド3を吸入先の容器の上方に移動した後、チップ装着部32および装着されたノズルチップ300を下降させて当該容器内にノズルチップ300を挿入する。この状態でポンプ7を作動してノズルチップ300内の圧力を減少させることにより、ノズルチップ300内に液体を吸入する。
【0051】
次いで、ノズルチップ300を上昇させてから吐出先の容器の位置に分注ヘッド3を移動させる。次いで、ノズルチップ300を吐出先容器内に下降させ、ポンプ7を作動してノズルチップ300内の圧力を増大させることにより、吸入した液体を吐出する。
【0052】
続いて、異なる検体を分注する場合には、コンタミネーションを防止するため、次のようにしてノズルチップ300を交換する。使用済みノズルチップ300の取り外しは、分注ヘッド3を装置本体2に設置されたチップリムーバ26(図3参照)の位置に移動させて行う。チップリムーバ26は、チップ装着部32がほぼ隙間なく挿入可能な幅の切欠き261を有する板状の部材であり、この切欠き261にチップ装着部32を挿入してチップ装着部32を上昇させると、ノズルチップ300の上端がチップリムーバ26の下面に当接することにより、ノズルチップ300がチップ装着部32から離脱する。次いで、分注ヘッド3をチップラック200の上方に移動させ、起立保持された新しいノズルチップ300に向かってチップ装着部32を下降させることにより、当該ノズルチップ300をチップ装着部32に装着する。上記のように、分注装置1は、チップ装着部32に装着されたノズルチップ300を交換する交換手段を備えている。
【0053】
図5は、図1に示す分注装置の概略的なブロック図、図6は、漏れ判定手段の回路構成を示す図、図7は、ノズルチップの先端開口が液面下に没した状態を拡大して示す断面図、図8は、ノズルチップ内加圧工程を行った際のノズルチップ内の気圧を縦軸に、時間を横軸にとって示すグラフである。
【0054】
図5に示すように、分注装置1は、各部の作動を制御する制御手段13を備えている。制御手段13は、CPU(Central Processing Unit)131と、記憶部(記憶手段)132とを有している。
【0055】
記憶部132は、プログラムやデータ等を記憶(記録)する、CPU131に読み取り可能な記憶媒体(記録媒体)を有している。この記憶媒体は、例えば、RAM(Random Access Memory:揮発性、不揮発性のいずれをも含む)、FD(Floppy Disk(「Floppy」は登録商標))、HD(Hard Disk)、CD−ROM(Compact Disc Read−Only Memory)等のような、磁気的、光学的記録媒体、もしくは半導体メモリで構成されている。この記憶媒体は、記憶部132に固定的に設けたもの、もしくは着脱自在に装着するものであり、この記憶媒体には、分注装置1の各部に対応する各種アプリケーションプログラム、分注装置1の制御動作を実行するためのプログラム等の各種プログラムおよび各種データが予め記憶されているとともに、各プログラムで処理されたデータおよび制御手段13に接続された各部からの入力データ等が記憶される。
【0056】
制御手段13には、ポンプ駆動手段14、ノズル移動手段15および表示手段25がそれぞれ接続されている。制御手段13は、記憶部132に記憶された各種プログラムおよびデータを必要に応じて読み出し、そのプログラムおよびデータに基づいて、これらの各部の作動を制御する。なお、ポンプ駆動手段14、ノズル移動手段15に対する制御手段13の制御は、オープンループ制御でも、クローズドループ制御でもよい。
【0057】
さらに、制御手段13には、ノズルチップ300とチップ装着部32との接合部(嵌合部)Jからの空気(気体)の漏れの有無を判定する漏れ判定手段17と、圧力センサ16により検出された気圧に基づいて、吸入しようとする液体の液面S(液面Sの高さ)を検出する液面検出手段18とがそれぞれ接続されている。
【0058】
以下、分注装置1が行う液面検出工程について説明する。
液体をノズルチップ300内に吸入しようとする際に、分注装置1は、液面検出工程を行う。液面検出工程では、制御手段13は、図4に示すような状態から、ポンプ7から気体を吐出しながら、吸入する液体の液面Sに向かってノズルチップ300の先端開口301を下降させるように、ポンプ7およびノズル移動手段15の作動を制御する。すなわち、ノズルチップ300は、先端開口301から空気を吐出しながら液面Sに向かって下降する。
【0059】
ノズルチップ300が降下して先端開口301が液面S下に没すると、ノズルチップ300内の空気は、逃げ場を失い、ポンプ7によって圧縮されて気圧が上昇する。よって、液面検出手段18は、液面検出工程において圧力センサ16により検出された気圧が上昇したとき、ノズルチップ300の先端開口301が液面S下に没したものと判定することができ、これによって液面S(液面Sの高さ)を検出する。なお、液面検出手段18は、圧力センサ16によって検出した気圧またはその時間微分値を所定の判定値(基準値)と比較することによって、この判定を行うように構成されている。
【0060】
液面検出手段18は、液面Sを検出すると、その検出信号を制御手段13に出力する。制御手段13は、液面検出手段18から入力された検出信号に基づいて、ノズルチップ300の下降を停止し、液体の吸入動作を開始する。液体の吸入動作中には、ノズルチップ300の位置は停止したままでもよく、液面Sの降下に追随して先端開口301が下降するように制御してもよい。
【0061】
以上説明したような液面検出工程では、制御手段13は、ノズルチップ300の先端開口301が液面S下に没した後、先端開口301から気泡を発生しない範囲でノズルチップ300内を加圧するようにポンプ7の作動を制御して停止させる。この制御は、次のようにして行うことができる。
【0062】
図7に示すように、ノズルチップ300の先端開口301が液面S下に没した状態でノズルチップ300内が加圧されると、先端開口301から空気が外側に張り出して、先端開口301付近にほぼ球面状の液面Qが形成される。この状態では、ノズルチップ300内の気圧は、液面Qに作用する表面張力により、液面Qの外側の圧力よりも大きくなる。液面Qの表面張力による圧力の増分ΔPは、液体の表面張力をσ、液面Qの曲率半径をrとしたとき、2σ/rで得られる。すなわち、ΔPは、液面Qの曲率半径が小さいほど大きくなる。
【0063】
液面Qの曲率半径が最も小さくなるのは、図7に示すように、先端開口301から液面Qが半球状に突出する状態である。先端開口301の内径をdとすると、このときの液面Qの曲率半径rは、d/2になる。よって、液面Qの表面張力による圧力の増分ΔPは、r=d/2のときに、最大となり、その最大値は、4σ/dとなる。したがって、液面Qの外側の圧力が大気圧P0であるとみなせば、図7に示す状態のとき、ノズルチップ300内の気圧は、P0+4σ/dとなる。
【0064】
先端開口301から気泡が発生するには、図7に示す状態を超えてノズルチップ300内が加圧される必要がある。よって、逆に言えば、ノズルチップ300の先端開口301が液面S下に没した後、ノズルチップ300内の気圧がP0+4σ/dに達する前にポンプ7の作動を停止するようにすれば、先端開口301から気泡を発生しないように制御することができる。
【0065】
さて、このような分注装置1では、制御手段13は、液体をノズルチップ300内に吸入するのに先立って、ノズルチップ300の先端開口301が液面S下に没した状態でポンプ7から空気を吐出し、先端開口301から気泡を発生しない範囲でノズルチップ300内を加圧するノズルチップ内加圧工程を行う。そして、漏れ判定手段17は、このノズルチップ内加圧工程以後に(ノズルチップ内加圧工程を行った際に)圧力センサ16により検出された気圧に基づいて、ノズルチップ300とチップ装着部32との接合部Jからの空気の漏れの有無を判定する。
【0066】
本実施形態では、漏れ判定手段17は、液面検出工程をノズルチップ内加圧工程として利用する。これにより、液面検出と、接合部Jからの空気の漏れの有無を判定とを同時に行うことができ、分注装置1の動作の合理化が図れ、検体の処理効率を向上することができる。
【0067】
ノズルチップ内加圧工程(液面検出工程)によってノズルチップ300内の気圧がP1に上昇したとき、接合部Jに空気漏れがなければ、時間が経過しても、ノズルチップ300内の気圧は、図8中の▲1▼で示すように、P1を維持する。
【0068】
これに対し、接合部Jに空気漏れがある場合には、ノズルチップ300内の気圧は、図8中の▲2▼で示すように、P1に上昇後、降下するはずである。したがって、漏れ判定手段17は、ノズルチップ内加圧工程以後に、圧力センサ16により検出された気圧が所定時間内に所定の判定値(基準値)PTまで降下した場合、接合部Jからの空気の漏れがあると判定する(判定方法1)。なお、判定値PTは、P0<PT<P1を満足する値であり、経験的(実験的)に好適な値を求めて設定することができる。
【0069】
さらに、漏れ判定手段17は、ノズルチップ内加圧工程を行った際に、圧力センサ16により検出された気圧が所定の判定値PTまで初めから上昇しなかった場合(図8中の▲3▼で示す)にも、接合部Jからの空気の漏れがあると判定する(判定方法2)。
【0070】
なお、本実施形態では、前記判定方法1と前記判定方法2とで同じ判定値を用いているが、互いに異なる判定値を用いてもよい。
【0071】
また、漏れ判定手段17が接合部Jからの空気の漏れがあると判定した場合、制御手段13は、表示手段25にその旨を表示し、オペレーターにその旨を報知するのが好ましい。
【0072】
なお、本発明においては、ノズルチップ内加圧工程では、前述したようにノズルチップ300の先端開口301が液面S下に没した状態で先端開口301から気泡を発生しない範囲でノズルチップ300内を加圧するが、ノズルチップ内加圧工程の前には、先端開口301から1回または複数回気泡が発生してもよい(1個または複数個の気泡が発生してもよい)。すなわち、ノズルチップ300の先端開口301が液面S下に没した後、先端開口301から1回または複数回(1個または複数個の)気泡が発生した後に、ノズルチップ内加圧工程を行ってもよい。
【0073】
次に、図6に基づいて、漏れ判定手段17の回路構成について説明する。
本実施形態では、漏れ判定手段17では、圧力センサ16を、大気圧を測定する手段としても利用する。すなわち、ノズルチップ300の先端開口301が液面Sに接触する前に圧力センサ16から出力された大気圧を表す電流信号は、電流電圧変換回路171により電圧信号に変換された後、大気圧測定用ADC(アナログ/デジタルコンバータ)172に入力される。
【0074】
判定値設定メモリ174には、判定値PTを得るために用いる設定値データが予め格納されている。判定値演算部173には、判定値設定メモリ174に格納された設定値データを表すデジタル信号と、大気圧測定用ADC172から出力された大気圧データを表すデジタル信号とが入力される。判定値演算部173は、この二つを演算処理して判定値PTを算出する。
【0075】
算出された判定値PTを表すデジタル信号は、DAC(デジタル/アナログコンバータ)175によりアナログ信号(電圧信号)に変換された後、コンパレータ176に入力される。また、圧力センサ16から出力されたノズルチップ300内の気圧を表す電流信号は、電流電圧変換回路171により電圧信号に変換された後、コンパレータ176に入力される。
【0076】
コンパレータ176は、上記の二つの入力信号の電圧の高低を比較し、その結果、Highレベル信号またはLowレベル信号を判定部177へ出力する。判定部177は、コンパレータ176から入力された信号に基づき、前述した判定方法1および2にのっとって接合部Jからの空気の漏れの有無を判定し、その判定結果を表す信号を制御手段13へ出力する。
【0077】
漏れ判定手段17が接合部Jからの空気の漏れがあると判定した場合、制御手段13は、チップ装着部32に装着されたノズルチップ300を前述した方法によって交換するように分注装置1を作動させる。これにより、空気漏れの原因となった不良品のノズルチップ300は廃棄され、新たなノズルチップ300が装着されるので、接合部Jからの空気漏れを解消することができる。よって、分注装置1では、吸入量および吐出量を常に正確に制御して液体の分注を行うことができ、分注量に狂いが生じるのを防止することができる。
【0078】
また、本発明では、前述したような方法により、ノズルチップ300内に液体を吸入することなしに、接合部Jからの空気漏れの有無を検出するので、空気漏れがあった場合にそのノズルチップ300を廃棄しても、廃棄したノズルチップ300に残存する液体の量が実質的にゼロである。よって、液体を無駄に消費するのを防止することができる。その結果、液体が患者から採取した検体である場合に必要な検査項目に対して検体が足りなくなるような不都合を生じたりすることを防止することができ、また、液体が高価な試薬である場合にも、試薬を多量に消費して処理コストが増大するようなことも防止することができる。
【0079】
さらに、本発明では、接合部Jからの空気漏れがあった場合に、ノズルチップ300内に吸入した液体を吐き戻す動作が不要であるので、処理時間のロスがなく、処理を迅速に行うこともできる。
【0080】
また、本実施形態の漏れ判定手段17では、上述したように、大気圧の変動を考慮して判定値PTを算出するので、より正確に判定を行うことができる。なお、本発明では、この判定値は、大気圧によらないものであってもよい。
【0081】
また、本発明では、漏れ判定手段17は、ノズルチップ300内の気圧の時間微分値(1次微分または2次微分)を判定値と比較することによって判定を行うように構成されていてもよい。また、本発明では、漏れ判定手段17は、本実施形態のようにハード的に構成されたものに限らず、ソフト的に構成されていてもよい。
【0082】
なお、本発明では、分注装置1は、吸入すべき液体の液面Sの高さが予め分かっている場合や、容器の深さが極めて浅いものである場合などには、液面検出工程を行わなくてもよい。その場合には、分注装置1は、ノズルチップ300の先端開口301を所定の位置まで下降させて液面Sの僅か下に位置させた後、液体をノズルチップ300内に吸入するのに先立って、ポンプ7から空気を吐出し、先端開口301から気泡を発生しない範囲でノズルチップ300内を加圧するノズルチップ内加圧工程を行う。その後、前記と同様にして、接合部Jからの空気漏れの有無を検出する。
【0083】
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い。本発明の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、また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【0084】
また、本発明では、分注する液体は、検体に限らず、例えば試薬(薬液)等、いかなる液体でもよい。
【0085】
また、x軸、y軸、z軸の各移動手段は、ベルトを利用したものに限定されることなく、いかなる構造を利用したものでもよく、例えば、ボールねじ等の送りねじ、ラック&ピニオンギア、リニアモータなどを利用した任意の構成とすることができる。
【0086】
また、チップ装着部を移動させる移動手段は、前述した実施形態では3次元方向に移動させるものであったが、チップ装着部を少なくとも上下方向に移動させるものであればよい。
【0087】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、液体をノズルチップ内に吸入することなしに、ノズルチップとチップ装着部との接合部からの気体の漏れの有無を判定することができる。よって、気体の漏れが発生してノズルチップを交換した場合でも、ノズルチップに残存する液体がほとんどないので、液体の無駄(損失)をなくすことができる。
また、気体の漏れが発生したときに、一旦吸入した液体を吐き戻す動作が不要であるので、処理時間の短縮にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の分注装置の実施形態を示す斜視図である。
【図2】図1に示す分注装置におけるx軸方向移動手段を示す斜視図である。
【図3】図1に示す分注装置におけるy軸方向移動手段、z軸方向移動手段および分注ヘッドを示す斜視図である。
【図4】図1に示す分注装置におけるポンプ、チップ装着部およびノズルチップを示す縦断面図である。
【図5】図1に示す分注装置の概略的なブロック図である。
【図6】漏れ判定手段の回路構成を示す図である。
【図7】ノズルチップの先端開口が液面下に没した状態を拡大して示す断面図である。
【図8】ノズルチップ内加圧工程を行った際のノズルチップ内の気圧を縦軸に、時間を横軸にとって示すグラフである。
【符号の説明】
1 分注装置
11 アーム
12 ガイドレール
13 制御手段
131 CPU
132 記憶部
14 ポンプ駆動手段
15 ノズル移動手段
16 圧力センサ
17 漏れ判定手段
171 電流電圧変換回路
172 大気圧測定用ADC
173 判定値演算部
174 判定値設定メモリ
175 DAC
176 コンパレータ
177 判定部
18 液面検出手段
2 装置本体
21 作業台
22 機器収納部
23 第2の機器収納部
24 突出部
25 表示手段
26 チップリムーバ
261 切欠き
3 分注ヘッド
31 フレーム
32 チップ装着部
321 通気流路
322 下端開口
33 配管チューブ
4 x軸方向移動手段
41 スライドブロック
411 固定部
42 駆動プーリー
43 従動プーリー
44 パルスモーター
45 ベルト
5 y軸方向移動手段
51 スライドブロック
52 駆動プーリー
53 従動プーリー
54 パルスモーター
55 ベルト
6 z軸方向移動手段
61 スライドブロック
62、63 従動プーリー
64 ベルト
65 パルスモーター
66 プロペラシャフト
67 固定部材
68 支持部
7 ポンプ
71 シリンダ
72 プランジャ
100 試験管ラック
200 チップラック
300 ノズルチップ
301 先端開口
302 基端開口
J 接合部
S、Q 液面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a dispensing device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A dispensing apparatus which is mounted with a disposable nozzle tip and inhales and discharges a liquid from an opening at the tip (opening at a lower end) of the nozzle tip is widely used. The nozzle tip is mounted by inserting and fitting the tip mounting portion of the dispensing device into the base end opening (upper end opening). The joint between the nozzle tip and the tip mounting part needs to be fitted airtight so as not to cause air leakage. This is because if air leaks at this joint, the amount of liquid suction and the amount of discharge will be incorrect.
[0003]
However, since the nozzle tip is composed of a molded product made of a resin material, the shape of the base end opening may be inappropriate due to molding failure or the like. In some cases, air leakage may occur at the joint between the nozzle tip and the tip mounting portion. Therefore, the dispensing device detects the presence or absence of the air leak, and when the air leak occurs, discards the nozzle tip and replaces it with another nozzle tip.
[0004]
In the conventional dispensing apparatus, the detection of the presence or absence of the air leak is performed by detecting a change in pressure in the nozzle tip after sucking the liquid into the nozzle tip (for example, see Patent Document 1). . Then, when it is detected that there is an air leak, the sucked liquid is discharged back to the container, and then the nozzle tip is discarded and replaced with a new nozzle tip. In this case, the sucked liquid slightly adheres to the discarded nozzle tip and remains, so that the liquid is wasted. As a result, when the liquid is a specimen collected from a patient, there is a problem that the number of specimens is insufficient for necessary test items, and when the liquid is an expensive reagent, the cost increases. .
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-8-334516
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide a dispensing apparatus capable of determining whether gas leaks from a joint between a nozzle tip and a tip mounting portion without sucking a liquid into the nozzle tip. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (5). Further, the following (6) to (10) are preferable.
[0008]
(1) A dispensing device for sucking / discharging a liquid from a tip opening of a removably mounted disposable nozzle tip,
A pump for sucking and discharging gas,
A tip mounting portion having an opening through which gas flows in and out by operation of the pump, and to which the nozzle tip is detachably mounted;
Moving means for moving at least the vertical direction of the chip mounting portion,
Control means for controlling the operation of the pump and the moving means,
Pressure detection means for detecting the air pressure in the nozzle tip mounted on the tip mounting portion,
Leak determining means for determining the presence or absence of gas leakage from the joint between the nozzle tip and the tip mounting portion,
The control means discharges gas from the pump in a state where the tip opening of the nozzle tip is immersed below the liquid surface before sucking the liquid into the nozzle tip, and does not generate bubbles from the tip opening. Controlling the operation of the pump and the moving means to perform a nozzle tip pressurizing step of pressurizing the nozzle tip in a range,
The dispensing apparatus according to claim 1, wherein the leak determining means determines whether or not gas has leaked from the joint based on the pressure detected by the pressure detecting means after the pressurizing step in the nozzle tip.
[0009]
(2) The leak judging means, when the air pressure detected by the pressure detecting means drops to a predetermined judgment value within a predetermined time after the pressurizing step in the nozzle tip, the gas leaking from the joint. The dispensing apparatus according to the above (1), wherein it is determined that there is a dispenser.
[0010]
(3) When the pressure detected by the pressure detecting means does not increase to a predetermined determination value during the pressurizing step in the nozzle tip, the leak determining means determines whether or not the gas from the joining portion has been discharged. The dispensing device according to (1) or (2), wherein it is determined that there is a leak.
[0011]
And (4) further comprising an exchange means for exchanging the nozzle tip mounted on the tip mounting portion, wherein when the leakage determination device determines that there is a gas leak from the joint portion, the nozzle mounting portion is mounted on the tip mounting portion. The dispensing device according to any one of the above (1) to (3), which operates to replace the nozzle tip.
[0012]
(5) further comprising a liquid level detecting means for detecting the liquid level of the liquid to be sucked based on the atmospheric pressure detected by the pressure detecting means,
A liquid level detecting step of, when discharging the gas from the pump, lowering a tip end opening of the nozzle tip toward a liquid level of the liquid to be sucked when trying to suck the liquid into the nozzle chip; Controlling the operation of the pump and the moving means to perform
The liquid level detecting means determines that the tip end opening of the nozzle tip is submerged below the liquid level when the pressure detected by the pressure detecting means increases in the liquid level detecting step. Detect the surface,
The leak determining means according to any one of (1) to (4), wherein the liquid level detecting step is used as the pressurizing step in the nozzle tip to determine whether or not gas leaks from the joint. Dispensing device.
[0013]
(6) A dispensing method in which a liquid is sucked and discharged from a tip opening of a disposable nozzle tip which is detachably mounted on a chip mounting portion having an opening through which gas flows in and out by operation of a pump for sucking and discharging gas. hand,
Prior to inhaling a liquid into the nozzle tip, the pump discharges gas from the pump in a state where the tip opening of the nozzle tip is submerged below the liquid level, and the nozzle tip is in a range that does not generate bubbles from the tip opening. Having a nozzle tip pressurizing step to pressurize the inside,
After the step of pressurizing the inside of the nozzle tip, the joining of the nozzle tip and the tip mounting portion is performed based on the pressure detected by the pressure detecting means for detecting the pressure inside the nozzle tip mounted on the chip mounting portion. Dispensing method characterized by determining the presence or absence of gas leakage from a part.
[0014]
(7) After the step of pressurizing the inside of the nozzle tip, when the air pressure detected by the pressure detecting means drops to a predetermined determination value within a predetermined time, it is determined that there is gas leakage from the joint. The dispensing method according to (6).
[0015]
(8) If the air pressure detected by the pressure detecting means does not rise to a predetermined determination value during the pressurizing step in the nozzle tip, it is determined that there is gas leakage from the joint. The dispensing method according to the above (6) or (7).
[0016]
(9) The dispensing method according to any one of (6) to (8), wherein when it is determined that gas leaks from the joint, the nozzle tip mounted on the tip mounting portion is replaced.
[0017]
(10) When a liquid is to be sucked into the nozzle tip, there is provided a liquid level detecting step of lowering the tip opening of the nozzle tip toward the liquid level of the liquid to be sucked while discharging gas from the pump. And
In the liquid level detection step, the liquid level is detected by determining that the tip end opening of the nozzle tip is submerged below the liquid level when the air pressure detected by the pressure detecting means rises, The dispensing method according to any one of (6) to (9), wherein a liquid level detecting step is used as the pressurizing step in the nozzle tip to determine whether or not gas leaks from the joint.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a dispensing device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
[0019]
1 is a perspective view showing an embodiment of the dispensing device of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an x-axis direction moving means in the dispensing device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a dispensing device shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a y-axis direction moving unit, a z-axis direction moving unit, and a dispensing head in the apparatus. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a pump, a tip mounting unit, and a nozzle tip in the dispensing apparatus shown in FIG.
[0020]
In the following description, for convenience of description, one horizontal direction (lateral direction of the apparatus) is an x-axis direction, a direction perpendicular and horizontal to the x-axis direction (front-back direction of the apparatus) is a y-axis direction, and a vertical direction (up-down direction). Direction) is called the z-axis direction. Further, in FIG. 1, details such as a dispensing head and an arm are omitted.
[0021]
As shown in FIG. 1, the dispensing device 1 includes a device main body 2 and a dispensing head 3 movably installed with respect to the device main body 2. This dispensing apparatus 1 dispenses a liquid parent sample (original sample) such as blood or serum collected from a patient, urine or the like, and subdivides (separates) it into a test child. This is a device that creates a specimen.
[0022]
The apparatus main body 2 includes a work table 21, a device storage unit 22 erected behind the work table 21, a second device storage unit 23 provided above the device storage unit 22, and a second device And a protruding
[0023]
On the work table 21, a plurality of containers, such as test tubes, for storing samples (liquids) are arranged (placed) side by side. In the present embodiment, a plurality of test tube racks 100 that hold a plurality of test tubes in an upright state in a matrix can be placed on the work table 21. The test tubes storing the parent sample and the test tubes storing the child sample are held in these test tube racks 100, respectively.
[0024]
A
[0025]
An
[0026]
The dispensing head 3 is movably supported in the longitudinal direction of the
[0027]
The dispensing head 3 can be moved in the xy plane in a space (work space) above the work table 21 by a combination of operations of the x-axis direction movement means 4 and the y-axis direction movement means 5.
[0028]
On the front surface of the protruding
[0029]
As shown in FIG. 2, the x-axis direction moving means 4 includes a slide block (moving body) 41 movably installed along the x-axis direction by the guide of the
[0030]
The
[0031]
When the pulse motor 44 drives the
[0032]
The
[0033]
As shown in FIG. 3, the y-axis direction moving means 5 includes a slide block (moving body) 51 movably installed along the longitudinal direction of the
[0034]
The
[0035]
When the
[0036]
The
[0037]
The dispensing head 3 has a
[0038]
As shown in FIG. 4, the
[0039]
The
[0040]
As shown in FIG. 3, a
[0041]
Pump driving means 14 for moving the
[0042]
As shown in FIG. 4, the dispensing apparatus 1 is provided with a pressure sensor (pressure detecting means) 16 for detecting the air pressure inside the
[0043]
The
[0044]
As shown in FIG. 3, the z-axis direction moving means 6 includes a slide block (moving body) 61 movably installed along the z-axis direction by a guide rail (not shown) with respect to the
[0045]
The
[0046]
A drive pulley (not shown) for driving a
[0047]
The drive pulley in the
[0048]
When the
[0049]
In the following description, the x-axis direction moving unit 4, the y-axis direction moving unit 5, and the z-axis
[0050]
The basic operation of such a dispensing device 1 is as follows. First, the nozzle moving means 15 is operated to move the dispensing head 3 above the container of the suction destination, and then the
[0051]
Next, after raising the
[0052]
Subsequently, when dispensing a different sample, the
[0053]
FIG. 5 is a schematic block diagram of the dispensing apparatus shown in FIG. 1, FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of the leak determination means, and FIG. 7 is a view showing a state in which the tip opening of the nozzle tip is submerged below the liquid level. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view, and FIG. 8 is a graph showing the air pressure in the nozzle tip when the in-nozzle tip pressurizing step is performed on the vertical axis and the time on the horizontal axis.
[0054]
As shown in FIG. 5, the dispensing apparatus 1 includes control means 13 for controlling the operation of each unit. The
[0055]
The
[0056]
The
[0057]
Further, the control means 13 includes a leak determination means 17 for determining whether or not air (gas) leaks from a joining portion (fitting portion) J between the
[0058]
Hereinafter, the liquid level detection process performed by the dispensing apparatus 1 will be described.
When a liquid is to be sucked into the
[0059]
When the
[0060]
When detecting the liquid level S, the liquid
[0061]
In the liquid level detection process as described above, the control means 13 pressurizes the inside of the
[0062]
As shown in FIG. 7, when the inside of the
[0063]
The radius of curvature of the liquid surface Q is smallest when the liquid surface Q projects hemispherically from the distal end opening 301 as shown in FIG. Assuming that the inner diameter of the
[0064]
In order to generate bubbles from the
[0065]
By the way, in such a dispensing apparatus 1, the control means 13 sends the liquid from the
[0066]
In the present embodiment, the leak determination means 17 uses the liquid level detection step as a nozzle tip pressurizing step. Thereby, the liquid level detection and the determination of the presence or absence of air leakage from the joint J can be performed at the same time, the operation of the dispensing apparatus 1 can be rationalized, and the sample processing efficiency can be improved.
[0067]
The pressure in the
[0068]
On the other hand, when there is an air leak at the joint J, the air pressure inside the
[0069]
Further, the leak determination means 17 determines that the air pressure detected by the
[0070]
In the present embodiment, the same determination value is used in the determination method 1 and the determination method 2, but different determination values may be used.
[0071]
When the
[0072]
In the present invention, in the pressurizing step in the nozzle tip, as described above, the tip opening 301 of the
[0073]
Next, a circuit configuration of the
In the present embodiment, the
[0074]
The judgment
[0075]
The calculated judgment value P T Is converted into an analog signal (voltage signal) by a DAC (digital / analog converter) 175 and then input to a
[0076]
The
[0077]
When the
[0078]
In the present invention, the presence or absence of air leakage from the joint J is detected by the above-described method without sucking the liquid into the
[0079]
Furthermore, according to the present invention, when air leaks from the joint J, it is not necessary to perform an operation of returning the liquid sucked into the
[0080]
Further, as described above, the
[0081]
Further, in the present invention, the
[0082]
In the present invention, the dispensing apparatus 1 performs the liquid level detection process when the height of the liquid level S of the liquid to be aspirated is known in advance, or when the depth of the container is extremely shallow. Need not be performed. In that case, the dispensing apparatus 1 lowers the tip opening 301 of the
[0083]
As described above, the dispensing apparatus of the present invention has been described with respect to the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to this. Each part constituting the dispensing apparatus of the present invention can be replaced with an arbitrary component capable of exhibiting the same function, and an arbitrary component may be added.
[0084]
In the present invention, the liquid to be dispensed is not limited to the sample, but may be any liquid such as a reagent (chemical solution).
[0085]
The moving means of the x-axis, the y-axis, and the z-axis are not limited to those using a belt, but may use any structure, for example, a feed screw such as a ball screw, a rack and pinion gear. And any configuration using a linear motor or the like.
[0086]
The moving means for moving the chip mounting portion moves the chip mounting portion in the three-dimensional direction in the above-described embodiment. However, any moving device for moving the chip mounting portion at least in the vertical direction may be used.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to determine whether or not gas has leaked from the junction between the nozzle tip and the tip mounting portion without sucking the liquid into the nozzle tip. Therefore, even when gas leakage occurs and the nozzle tip is replaced, there is almost no liquid remaining in the nozzle tip, so that waste (loss) of the liquid can be eliminated.
In addition, when gas leakage occurs, it is not necessary to discharge the liquid once sucked in, which contributes to a reduction in processing time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a dispensing device of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an x-axis direction moving means in the dispensing apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a y-axis direction moving unit, a z-axis direction moving unit, and a dispensing head in the dispensing apparatus shown in FIG.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a pump, a tip mounting portion, and a nozzle tip in the dispensing apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is a schematic block diagram of the dispensing device shown in FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a circuit configuration of a leak determination unit.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the tip opening of the nozzle tip is submerged below the liquid level.
FIG. 8 is a graph showing the air pressure in the nozzle tip when the in-nozzle tip pressurizing step is performed on the vertical axis, and the time on the horizontal axis.
[Explanation of symbols]
1 Dispensing device
11 arms
12 Guide rail
13 control means
131 CPU
132 storage
14 Pump driving means
15 Nozzle moving means
16 Pressure sensor
17 Leak determination means
171 Current-voltage conversion circuit
172 ADC for atmospheric pressure measurement
173 Judgment value calculation unit
174 Judgment value setting memory
175 DAC
176 Comparator
177 Judgment unit
18 Liquid level detection means
2 Main unit
21 Workbench
22 Equipment storage
23 Second device storage unit
24 Projection
25 Display means
26 Chip Remover
261 Notch
3 Dispensing head
31 frames
32 Chip mounting part
321 ventilation channel
322 lower end opening
33 Piping tube
4 x-axis moving means
41 slide block
411 Fixed part
42 drive pulley
43 driven pulley
44 pulse motor
45 belt
5 Y-axis direction moving means
51 slide blocks
52 drive pulley
53 driven pulley
54 pulse motor
55 belt
6 z axis direction moving means
61 slide block
62, 63 driven pulley
64 belt
65 pulse motor
66 propeller shaft
67 Fixing member
68 Support
7 pump
71 cylinder
72 plunger
100 test tube rack
200 chip rack
300 nozzle tip
301 Tip opening
302 proximal opening
J joint
S, Q liquid level
Claims (5)
気体を吸入・吐出するポンプと、
前記ポンプの作動により気体が流入・流出する開口を有し、前記ノズルチップが着脱自在に装着されるチップ装着部と、
前記チップ装着部を少なくとも上下方向に移動させる移動手段と、
前記ポンプおよび前記移動手段の作動を制御する制御手段と、
前記チップ装着部に装着された前記ノズルチップ内の気圧を検出する圧力検出手段と、
前記ノズルチップと前記チップ装着部との接合部からの気体の漏れの有無を判定する漏れ判定手段とを備え、
前記制御手段は、液体を前記ノズルチップ内に吸入するのに先立って、前記ノズルチップの先端開口が液面下に没した状態で前記ポンプから気体を吐出し、前記先端開口から気泡を発生しない範囲で前記ノズルチップ内を加圧するノズルチップ内加圧工程を行うように前記ポンプおよび前記移動手段の作動を制御し、
前記漏れ判定手段は、前記ノズルチップ内加圧工程以後に前記圧力検出手段により検出された気圧に基づいて、前記接合部からの気体の漏れの有無を判定することを特徴とする分注装置。A dispensing device that sucks and discharges liquid from a distal end opening of a disposable nozzle tip that is detachably mounted,
A pump for sucking and discharging gas,
A tip mounting portion having an opening through which gas flows in and out by operation of the pump, and to which the nozzle tip is detachably mounted;
Moving means for moving at least the vertical direction of the chip mounting portion,
Control means for controlling the operation of the pump and the moving means,
Pressure detection means for detecting the air pressure in the nozzle tip mounted on the tip mounting portion,
Leak determining means for determining the presence or absence of gas leakage from the joint between the nozzle tip and the tip mounting portion,
The control means discharges gas from the pump in a state where the tip opening of the nozzle tip is immersed below the liquid surface before sucking the liquid into the nozzle tip, and does not generate bubbles from the tip opening. Controlling the operation of the pump and the moving means to perform a nozzle tip pressurizing step of pressurizing the nozzle tip in a range,
The dispensing apparatus according to claim 1, wherein the leak determining means determines whether or not gas has leaked from the joint based on the pressure detected by the pressure detecting means after the pressurizing step in the nozzle tip.
前記制御手段は、液体を前記ノズルチップ内に吸入しようとする際に、前記ポンプから気体を吐出しながら、吸入する液体の液面に向かって前記ノズルチップの先端開口を下降させる液面検出工程を行うように前記ポンプおよび前記移動手段の作動を制御し、
前記液面検出手段は、前記液面検出工程において、前記圧力検出手段により検出された気圧が上昇したときに前記ノズルチップの先端開口が前記液面下に没したものと判定することによって前記液面を検出し、
前記漏れ判定手段は、前記液面検出工程を前記ノズルチップ内加圧工程として利用して、前記接合部からの気体の漏れの有無を判定する請求項1ないし4のいずれかに記載の分注装置。Liquid level detection means for detecting the liquid level of the liquid to be inhaled based on the atmospheric pressure detected by the pressure detection means,
A liquid level detecting step of, when discharging the gas from the pump, lowering a tip end opening of the nozzle tip toward a liquid level of the liquid to be sucked when trying to suck the liquid into the nozzle chip; Controlling the operation of the pump and the moving means to perform
The liquid level detecting means determines that the tip end opening of the nozzle tip is submerged below the liquid level when the pressure detected by the pressure detecting means increases in the liquid level detecting step. Detect the surface,
The dispensing according to any one of claims 1 to 4, wherein the leak determining unit determines whether or not gas leaks from the joint by using the liquid level detecting process as the pressurizing process in the nozzle tip. apparatus.
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- 2003-02-13 JP JP2003035761A patent/JP2004245697A/en active Pending
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