JP2005127861A - 分注装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的に検体液を撹拌することができ、撹拌された検体液を複数の容器に分注した際の各容器内の検体液の濃度が一定である分注装置を提供すること。
【解決手段】本発明の分注装置１は、検体液Ｒを複数の容器に分注するものであって、検体液Ｒを入れる槽１０と、槽１０を回転させる回転手段と、検体液Ｒを吸入・吐出するノズル３００が装着可能な少なくとも１つの吸入吐出ヘッドと、吸入吐出ヘッドに接続され、ノズル３００において検体液Ｒを吸入・吐出させるポンプと、吸入吐出ヘッドと槽１０とを相対的に移動させる移動手段と、前記回転手段、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を備え、槽１０の回転動作と、ノズル３００において検体液Ｒの吸入・吐出動作とを行うことにより、槽１０内の検体液Ｒを撹拌し、撹拌された検体液Ｒをノズル３００内に吸入し、容器に分注する。
【選択図】図６

Description

本発明は、検体液を複数の容器に分注する分注装置に関する。

細胞が培養液に含まれているような検体液を複数の容器に分注する分注装置が知られている。

このような分注装置としては、例えば、試験管に入った検体液を撹拌し、その後、複数の容器に分注するものがある。

しかしながら、この分注装置において、検体液（例えば、細胞が培養液内に混和している溶液）を撹拌する際、検体液を吸入・吐出する最大吸入吐出量が少なくとも試験管内の検体液の容量に満たない場合には、検体液を充分に撹拌することができなくなる。このため、例えば、検体液が入った槽から複数のウェルが形成されたマイクロプレートに分注する場合には、吸入吐出量が比較的大きな分注装置で微量な検体液の液量を制御する必要があるという問題があった。

また、同様な分注装置で、試験管を転倒させて撹拌を行う際には、試験管にキャップを装着する必要がある。このため、キャップを取り扱う複雑な機構が必要となり、分注装置自体の大きさが大きくなるという問題があった。

また、同様な分注装置で検体液を撹拌する際、例えば、スターラーのように検体液を撹拌する撹拌部材を有する装置で撹拌する場合がある。このとき、前記撹拌部材が検体液に直接触れることとなり、回転した撹拌部材に衝突して、検体液内の細胞等が死滅するおそれが生じるという問題があった。

また、このような分注装置としては、例えば、検体液が入った槽を水平に振動させて検体液を撹拌し、その後、複数の容器に分注するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この分注装置では、検体液内の細胞が均一に分散されず、充分な撹拌が行われにくいという問題があった。また、このように撹拌された検体液を複数の容器に分注した際、各容器内の細胞の個数にバラツキが生じ易いという問題があった。

特開２００２−２５０７３３号公報

本発明の目的は、効率的に検体液を撹拌することができ、撹拌された検体液を複数の容器に分注した際の各容器内の検体液の濃度が一定である分注装置を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（１０）の本発明により達成される。
（１） 検体液を複数の容器に分注する分注装置であって、
前記検体液を入れる槽と、
前記槽を回転させる回転手段と、
前記検体液を吸入・吐出するノズルが装着可能な少なくとも１つの吸入吐出ヘッドと、
前記吸入吐出ヘッドに接続され、前記ノズルにおいて前記検体液を吸入・吐出させるポンプと、
前記吸入吐出ヘッドと前記槽とを相対的に移動させる移動手段と、
前記回転手段、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を備え、
前記槽の回転動作と、前記ノズルにおける前記検体液の吸入・吐出動作とを行うことにより、前記槽内の検体液を撹拌し、撹拌された前記検体液を前記ノズル内に吸入し、前記容器に分注することを特徴とする分注装置。

（２） 前記検体液を撹拌する際、前記槽の回転と前記検体液の吸入・吐出とは、互いに異なるタイミングで実行されるよう構成されている上記（１）に記載の分注装置。

（３） 前記検体液を撹拌する際、前記槽の回転、該回転の停止、前記検体液の吸入・吐出の順となる動作が少なくとも１回実行されるよう構成されている上記（１）または（２）に記載の分注装置。

（４） 前記回転は、正回転と逆回転とを含んでいる上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の分注装置。

（５） 前記検体液を吸入・吐出する際、前記ノズルの先端は、前記検体液の液面から所定の深さの場所に位置している上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の分注装置。

（６） 前記槽に入った前記検体液の液面を検出する検出手段を備え、
前記検出手段の作動により検出された前記液面の情報に基づき、前記ノズルの先端が前記深さの場所に位置するよう構成されている上記（５）に記載の分注装置。

（７） 前記検体液を吸入・吐出する際、前記ノズルの先端は、前記槽の回転中心から偏心した位置にある上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の分注装置。

（８） 前記吸入吐出ヘッドは、２つの前記ノズルが装着可能である上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の分注装置。

（９） 前記２つのノズルが装着可能な吸入吐出ヘッドは、一方のノズルが前記検体液の撹拌に用いられ、他方のノズルが前記検体液の分注に用いられる上記（８）に記載の分注装置。

（１０） 前記検体液は、細胞を含んでいる上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の分注装置。

本発明の分注装置によれば、槽の回転動作とノズルの吸入・吐出動作とを組み合わせることにより、槽内の検体液を効率よく撹拌することができる。また、撹拌された検体液を分注する際、濃度が一定の検体液を各容器へ分注することができる。

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。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の分注装置の第１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吸入吐出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槽周辺の部分断面図、図５は、本発明の分注装置の主要部の第１実施形態を概略的に示すブロック図、図６は、図１に示す分注装置における槽周辺の斜視図、図７および図８は、それぞれ、図１に示す分注装置において検体液の撹拌から分注までを行うタイミングを示すフローチャートである。

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、吸入吐出ヘッド、アーム等の細部を省略して図示する。

図１に示す分注装置１は、検体液Ｒをマイクロプレート１００に形成された複数（本実施形態では、９６個とする）のウェル（容器）１００ａに分注するものである。この分注装置１は、装置本体２と、検体液Ｒを入れる槽１０と、槽１０を回転させる回転手段９と、検体液Ｒを吸入・吐出する１つの吸入吐出ヘッド３と、吸入吐出ヘッド３に検体液Ｒを吸入・吐出させるポンプ７と、吸入吐出ヘッド３を槽１０に対して移動させる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（以下、これらの移動手段を総称して、「移動手段１５」と言うことがある）と、検体液Ｒの液面Ｒ１を検出する検出部（検出手段）８と、制御装置（制御手段）１３とを備えている。

まず、各部の構成について説明する前に、検体液Ｒについて簡単に説明する。
検体液Ｒは、比重の大きな物質が混和した溶液、例えば、培養液と細胞とで構成された溶液である。この検体液Ｒは、槽１０内で撹拌されて、マイクロプレート１００上の９６個のウェル１００ａにそれぞれ分注される。

次に、各部の構成について説明する。
図１に示すように、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とを有している。

作業台２１上には、回転手段９が有するターンテーブル９５と、その近傍に検出部８とが設置されている。

また、作業台２１上には、検体液Ｒが分注されるマイクロプレート１００が複数（本実施形態では、２つ）並べて配置（載置）される。

また、作業台２１上の後方には、チップラック２００が載置可能になっている。チップラック２００は、ノズル３００を立てた状態で行列状に複数並べて保持し収納するよう、収納部２００ａを有している。

装置本体２には、吸入吐出ヘッド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の上部２２２に支持されている。上部２２２には、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。

吸入吐出ヘッド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。吸入吐出ヘッド３は、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。

吸入吐出ヘッド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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、後述する吸入吐出ヘッド３のフレーム３１が固定されている。

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、吸入吐出ヘッド３も、ｙ軸方向に移動する。スライドブロック５１および吸入吐出ヘッド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。

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。

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。

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、後述する吸入吐出ヘッド３のチップ装着部３２が固定されている。

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。

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。

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。

図３に示すように、吸入吐出ヘッド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３００を装着可能なチップ装着部３２とを有している。

チップ装着部３２は、その内部に、流体が通過可能な通気流路が形成されたほぼ管状の部材で構成されている。

ノズル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３００は、その基端開口部（上端開口部）３０２に、チップ装着部３２の下端部を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。

吸入吐出ヘッド３のフレーム３１には、気体（流体）を吸入・吐出するポンプ７が設置されている。ポンプ７が作動すると、配管チューブ３３、チップ装着部３２およびノズル３００の内部の圧力が変化（増減）することにより、ノズル３００の先端開口３０１に検体液Ｒを吸入・吐出させることができる。

図４に示すように、回転手段９は、回転動力源としてのパルスモーター（ステッピングモーター）９２と、パルスモーター９２を装置本体２に固定する固定部９１と、パルスモーター９２に連結（接続）されているカップリング９３と、カップリング９３を介してパルスモーター９２に連結されているターンテーブル９５とを有している。

パルスモーター９２が回転駆動すると、カップリング９３を介して、パルスモーター９２の動力がターンテーブル９５に伝わり、ターンテーブル９５が回転する。ターンテーブル９５は、パルスモーター９２の正転／逆転の切り換えにより、正回転（正転）と逆回転（逆転）とが実行される。
これにより、回転による槽１０内の検体液Ｒの撹拌をより効率よく行うことができる。

図４に示すように、検出部８は、槽１０を介して対向配置された発光部８１および受光部８２と、作業台２１に立設され、発光部８１および受光部８２を保持する保持部８３とを有している。

発光部８１は、レーザー光などの平行光線を照射する装置を備えている。この発光部８１は、受光部８２に向ってレーザー光を照射するよう構成されている。

受光部８２は、到達した光の所定の情報（特性）、すなわち本実施形態では、光の強度を検出することができるよう構成されている。受光部８２には、光電変換手段、すなわち到達した光の強さに応じた電気信号を発生する例えばフォトダイオードのような受光素子または光センサ（図示せず）が設けられている。受光部８２から発せられた電気信号は、制御装置１３へと送出される。

このような検出部８は、制御装置１３の作動により光の強度の変化量を計測し、槽１０に入った検体液Ｒの液面Ｒ１を検出するよう構成されている。

図４および図６に示すように、槽１０は、形状が有底筒状をなしており、その内部空間１０１の形状がほぼ円柱状に形成されている。この内部空間１０１の直径（図４中のφＤで示す長さ）と高さ（図４中のＨで示す長さ）とがほぼ同じである。

槽１０に入れる検体液Ｒの液量としては、特に限定されないが、例えば、前述した高さＨのほぼ半分程度となるような液量とするのが好ましい。例えば、本実施形態で、９６個のウェル１００ａのそれぞれに２００μＬの検体液Ｒを分注する場合、槽１０には、２０ｍＬ程度の検体液Ｒが入っており、そのときの検体液Ｒの液面Ｒ１の高さが前記高さＨの半分程度となるよう構成されているのが好ましい。

このような構成により、回転手段９の作動により槽１０が回転する際、槽１０内の検体液Ｒを効率よく撹拌することができる。また、同様の構成により、槽１０の回転中に、槽１０内の検体液Ｒが槽１０外へ飛散するのを防止することができる。

なお、槽１０の構成材料は、内部の視認性を確保するために、実質的に透明であるのが好ましい。

また、槽１０は、形状が有底筒状であるのに限定されず、例えば、口部が底部に対して縮径しているもの（例えば、三角フラスコ、丸底フラスコ等）でもよいし、口部が底部に対して拡径しているものであってもよい。

また、内部空間１０１は、形状がほぼ円柱状であるのに限定されず、例えば、多角柱状であってもよいし、底部（側部）が湾曲した形状であってもよい。

図５に示すように、制御装置１３は、各部の作動、主に、検出部８、ポンプ７、回転手段９および移動手段１５の作動を制御するよう構成されており、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３１と、記憶部（記憶手段）１３２とを有している。

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装置１３に接続された各部からの入力データ等が記憶される。

このような構成の制御装置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、分注装置１の各部の作動を制御する。

なお、制御装置１３は、分注装置１に内蔵されていてもよいし、分注装置１の外部に設けられていてもよい。

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。なお、吸入吐出ヘッド３（チップ装着部３２およびノズル３００も同様）は、移動手段１５の作動により移動するが、以下では、単に「吸入吐出ヘッド３（チップ装着部３２、ノズル３００）が移動する」と言う。

まず、吸入吐出ヘッド３がチップ装着部３２に装着するノズル３００の上方に移動する。なお、このとき、ノズル３００は、チップラック２００の収納部２００ａに収納されており、チップ装着部３２には、ノズル３００が装着されていないこととする。

次に、チップ装着部３２を下降させ、チップ装着部３２をノズル３００に嵌合させる。このように嵌合させることによって、ノズル３００がチップ装着部３２に装着される。
次に、吸入吐出ヘッド３（ノズル３００）が槽１０の上方に移動する。

次に、回転手段９の作動による槽１０の回転動作と、ノズル３００における検体液Ｒの吸入・吐出動作とが行われて、槽１０内の検体液Ｒが撹拌される。検体液Ｒの吸入・吐出動作を行うとき、槽１０の上方に位置するノズル３００の先端開口３０１が検体液Ｒ内に入る（移動する）よう構成されている。すなわち、槽１０の回転動作が行われているとき、ノズル３００の先端開口３０１は、検体液Ｒ内になく、槽１０の上方に位置するよう構成されている。

次に、前述した回転動作および吸入・吐出動作が一旦停止し、前述のように撹拌された検体液Ｒをノズル３００内に吸入する。

次に、検体液Ｒが入っているノズル３００がマイクロプレート１００上を移動しつつ、検体液Ｒを各ウェル１００ａに分注する。

このように回転動作と吸入・吐出動作とを組み合わせることにより、槽１０内の検体液Ｒを効率よく撹拌することができる。また、撹拌された検体液Ｒを分注する際、細胞が均一に分散している（濃度が一定の）検体液Ｒを各ウェル１００ａへ分注することができる。

さて、制御装置１３は、槽１０に入った検体液Ｒを撹拌する際、図７または図８に示すようなフローチャートで、槽１０の回転と検体液Ｒの吸入・吐出とが行われるよう各部を制御する。以下、これら２つのフローチャートのそれぞれに基づいた制御について説明する。

［制御１］ 図７に示すフローチャートに基づく制御
まず、制御装置１３は、回転手段９のパルスモーター９２を作動（駆動）させ、ターンテーブル９５を１０秒間（例えば、一方向に回転）回転させる。これにより、槽１０が回転して、内部空間１０１の検体液Ｒが撹拌される（Ｓ１０１）。なお、ターンテーブル９５（槽１０）の回転時間は、分注装置１に内蔵されたタイマーにより計測される。

次に、この回転を停止する（Ｓ１０２）。
次に、ノズル３００の先端開口３０１を検体液Ｒ内に入れ、ポンプ７を作動させる。この作動により、検体液Ｒは、４００μＬの吸入と、４００μＬの吐出とが行われて、撹拌される（Ｓ１０３）。このとき、槽１０の回転が停止しているが、検体液Ｒは、その慣性によって回転し続けており、その間、検体液Ｒの回転と吸入・吐出とが重複して行われることとなる。

次に、この吸入・吐出が５回行われたか否かを判断する（Ｓ１０４）。
ステップＳ１０４において、吸入・吐出が５回に満たないと判断されるときには、ノズル３００は、前述と同様に、検体液Ｒの吸入・吐出を行う（Ｓ１０３）。

また、ステップＳ１０４において、吸入・吐出が５回行われたと判断される場合には、この吸入・吐出が停止して、ノズル３００が検体液Ｒを吸入し（Ｓ１０５）、各ウェル１００ａへ検体液Ｒを２００μｍＬずつ分注（吐出）する（Ｓ１０６）。

次に、検体液Ｒの各ウェル１００ａへの分注が終了したかを判断し、終了していない場合には、終了するまで分注を行う（Ｓ１０７）。

このような制御により、検体液Ｒをより効率よく撹拌することができるとともに、細胞がより均一に分散している検体液Ｒを分注することができる。

なお、ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３の順となる動作は、前述した制御１のように、１回実行されるのに限定されず、複数回実行されてもよい。

また、ステップＳ１０４における検体液Ｒの吸入・吐出の回数は、５回に限定されず、１〜４回または６回以上であってもよい。

また、槽１０の回転動作と検体液Ｒの吸入・吐出動作との順は、任意に設定することができる。

また、槽１０の回転時間、検体液Ｒの吸入・吐出量（液量）は、任意に設定することができる。これにより、検体液Ｒを撹拌する撹拌条件を適宜変更することができる。

［制御２］ 図８に示すフローチャートに基づく制御
まず、制御装置１３は、ステップＳ１０１と同様に、ターンテーブル９５（槽１０）を１０秒間回転（正回転）させる（Ｓ２０１）。

次に、この回転を２秒間停止する（Ｓ２０２）。
次に、槽１０について、ステップＳ２０１のときの回転とは逆の回転を１０秒間行う（Ｓ２０３）。

次に、この逆回転を停止する（Ｓ２０４）。
以降、ステップＳ２０５〜Ｓ２０９は、ステップＳ１０３〜Ｓ１０７と同様である。

このような制御により、検体液Ｒをより効率よく撹拌することができるとともに、細胞がより均一に分散している検体液Ｒを分注することができる。

なお、ステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５の順となる動作は、前述した制御２のように、１回実行されるのに限定されず、複数回実行されてもよい。

このように、分注装置１は、槽１０に入った検体液Ｒを撹拌する際、槽１０の回転と検体液Ｒの吸入・吐出とが互いに異なるタイミングで実行されるよう構成されているのが好ましい。

槽１０中の検体液Ｒの液量に比べ、ノズル３００のみよる検体液Ｒの吸引・吐出量は小さいため、槽１０中の検体液Ｒの全部に撹拌が作用することができないおそれがある。それに対し、槽１０の回転による撹拌は、槽１０中の検体液Ｒに回転運動を与えるもので、槽１０の底に沈殿している物質（例えば、細胞）にも撹拌が作用する。このため、検体液Ｒ中の物質は、検体液Ｒ内の広い範囲に拡散（分散）する。

ただし、一定方向の回転では、比重の重い物質は遠心力で槽１０の内部空間１０１の外側の方に集まり易い。そこで、一定間隔での停止、および逆転を繰り返すことで、液体（例えば、培養液）と物質との慣性力の違いによって広い範囲に分散することができる。

更に、この分散した状態で、ノズル３００のみよる吸引・吐出量による撹拌を実行することで、ノズル３００のみよる吸引・吐出量の影響が及ぶ範囲の検体液Ｒを十分に撹拌することができ、より均一に分散した検体液Ｒの分注が可能となる。

このような構成により、本実施形態のように検体液Ｒに細胞が混和されている場合、槽１０が回転している最中に、前記細胞がノズル３００に衝突して、死滅するのを防止することができる。

なお、例えば、ステップＳ１０３のときでは、槽１０自体の回転が停止しており、検体液Ｒの回転状態は、槽１０が回転しているとき程、早く回転していない。従って、検体液Ｒの回転による撹拌の利点の方が大きい。

制御装置１３は、槽１０内の検体液Ｒを吸入・吐出する際、ノズル３００の先端開口３０１（先端）が検体液Ｒの液面Ｒ１から所定の深さの場所に位置するよう、主に移動手段１５を制御する（図６参照）。なお、この深さは、特に限定されないが、例えば、検体液Ｒの深さ（図４中のｈで示す長さ）の半分の深さとすることができる。

このような制御により、前述の効果をより確実に得ることができるとともに、細胞がより均一に分散している検体液Ｒをノズル３００内へ吸入することができる。

本実施形態では、分注装置１は、検出部８の作動により検出された液面Ｒ１の情報に基づき、ノズル３００の先端開口３０１が前述した深さの場所に位置するよう構成されている。

これにより、液面Ｒ１の高さ（検体液Ｒの深さ）を把握することができ、よって、液面Ｒ１の高さに応じて、先端開口３０１の位置を変えることができる。

また、制御装置１３は、槽１０内の検体液Ｒを吸入・吐出する際、ノズル３００の先端開口３０１（先端）が槽１０の回転中心から偏心した位置（図４中のｒで示す位置）にあるよう、主に移動手段１５を制御する。これにより、前述の効果をより確実に得ることができる。

＜第２実施形態＞
図９は、本発明の分注装置の第２実施形態を示す斜視図である。

以下、この図を参照して本発明の分注装置の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態は、吸入吐出ヘッドの構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

図９に示すように、吸入吐出ヘッド３’は、ノズル３００を装着可能なチップ装着部３２と、ノズル３００’を装着可能なチップ装着部３４とを有している。

このような構成により、それぞれのノズル３００、３００’を適宜使い分けたり、２つのノズル３００、３００’に同様の動作を同時に行わせたりすることができる。

チップ装着部３４は、チップ装着部３２よりも外径が小さく、装着されるノズル３００’も同様にノズル３００よりも小さい。従って、２つのノズル３００、３００’は、それぞれ吸入・吐出する検体液Ｒの液量がそれぞれ異なるようよう構成されている。

本実施形態では、吸入・吐出する検体液Ｒの液量が多いノズル３００が検体液Ｒの撹拌に用いられる。一方、吸入・吐出する検体液Ｒの液量が少ないノズル３００’が検体液Ｒの分注に用いられる。

このような構成により、検体液Ｒを撹拌する際には、より効率よく検体液Ｒを吸入・吐出することができる。また、検体液Ｒを分注する際には、分注する微量な分注量を正確に吐出することができる。

このような構成により、吸入・吐出する検体液Ｒの液量に応じて、２つノズル３００、３００’を使い分けることができる。

また、図９中において、ノズル３００（撹拌用のノズル）が槽１０に入った検体液Ｒを吸入・吐出する（撹拌する）際のノズル３００の先端開口３０１（先端）の高さと、ノズル３００’（分注用のノズル）が検体液Ｒを分注する際のノズル３００’の先端開口３０１（先端）の高さとが異なって作動するように構成されていてもよい。

このような構成としては、特に限定されないが、例えば、チップ装着部３２および３４のそれぞれに対応して、ｚ軸方向移動手段６が設けられている構成であってもよい。これにより、ノズル３００、３００’がそれぞれ独立してｚ軸方向に移動する、すなわち、ノズル３００の先端開口３０１の高さとノズル３００’の先端開口３０１の高さとを独立して、適宜設定することができる。

このように、ノズル３００の先端開口３０１の高さと、ノズル３００’の先端開口３０１の高さとが異なるよう作動することにより、槽１０に入った検体液Ｒに沈殿している物質を撹拌する（分散させる）際、ノズル３００の先端開口３０１の高さがノズル３００’の先端開口３０１の高さより低い位置にある方がよい場合があり、この場合には、より効果的に検体液Ｒを分散させることができる。

また、同様の作動により、検体液Ｒを分注する際、ノズル３００が分注を阻害する（例えば、ノズル３００の先端開口３０１付近がマイクロプレート１００に干渉する）おそれが生じる場合があり、この場合には、分注を阻害しないような位置にノズル３００を退避させることができる。

なお、２つのノズル３００、３００’に同様の動作を同時に行わせた際には、検体液を分注する分注時間がほぼ半分に短縮される。

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。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

また、検体液Ｒは、培養液と細胞とで構成された溶液であるのに限定されず、例えば、ＲＮＡ、ＤＮＡ、ｃＤＮＡのような核酸、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、試薬、薬剤等を含む液体でもよい。

また、検体液Ｒを吸入・吐出する機構は、１つまたは２つであるのに限定されず、３つ以上であってもよい。

また、移動手段は、吸入吐出ヘッドを槽に対して移動させるよう構成されているのに限定されず、例えば、槽を吸入吐出ヘッドに対して移動させるよう構成されていてもよい。

また、制御装置は、１つの装置（部位）で構成されるのに限定されず、例えば、メイン制御装置およびメカ制御装置の２つの部位で構成されていてもよい。この場合、メイン制御装置は、検体液内の細胞の種類や、分注する検体液の液量の情報に基づいて、メカ制御装置に検体液の撹拌条件、検体液を分注する際の分注量等の情報を送信する。そして、メカ制御装置は、このような情報に基づいて、分注装置の各部の作動を制御する。

また、検体液を撹拌する際、槽の回転動作と検体液の吸入・吐出動作とは、同時に行われる時間がないよう制御されているのに限定されず、例えば、両動作が同時に行われるよう制御されていてもよいし、一部重複して行われるよう制御されていてもよい。

また、ｘ軸方向移動手段、ｙ軸方向移動手段、ｚ軸方向移動手段および回転手段の駆動部は、パルスモーターを有する構成であるのに限定されず、例えば、サーボモーターを有する構成であってもよいし、歯車（ギヤ）を有する構成であってもよい。

以下の条件で、槽に入っている検体液を撹拌して、その検体液を各ウェルに分注した。図１０は、図１に示す分注装置において各ウェルとそのウェルに存在する細胞数との関係を示すグラフである。なお、図１０中のグラフの横軸は、各ウェルの位置（番号）、縦軸は、各ウェルから抽出した１０μＬの検体液を計数板に展開して、顕微鏡を用いて計数した計数板上の細胞の数量である。

まず、２５ｍＬの検体液が入ったφＤが４３．５ｍｍ、Ｈが４５ｍｍの槽（φＤおよびＨは、図４中の長さ）と、９６個のウェルが形成されたマイクロプレートとを分注装置に設置する。

次に、以下に示す順の動作で検体液を撹拌する。
[１] 回転速度が２回／秒の正回転動作を５秒間
[２] 正回転動作の停止を１秒間
[３] 回転速度が２回／秒の逆回転動作を５秒間
[４] 内容量が５００μＬのノズルの先端開口が、ｒが９ｍｍ（ｒは、図４中の長さ）、検体液の液面と槽の底面との中間の高さ（図４中のｈ／２で示す長さ）に位置するよう移動
[５] ３５０μＬの吸入および３５０μＬの吐出の動作を５回
次に、検体液をノズル内に吸入し、９６個のウェルにそれぞれ２００μＬの検体液を分注する。

図１０に示すように、前述した条件で撹拌、分注された検体液は、各ウェルについてほぼ一定の細胞数が計数されている。従って、分注装置は、優れた撹拌動作および分注動作を行うことができることが確かめられた。

一方、検体液を撹拌する際、槽の回転動作、ノズルの吸入・吐出動作のいずれかの動作のみで撹拌すると、各ウェルの細胞数にばらつきが生じる傾向となる。

本発明の分注装置の第１実施形態を示す斜視図である。 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吸入吐出ヘッドを示す斜視図である。 図１に示す分注装置における槽周辺の部分断面図である。 本発明の分注装置の主要部の第１実施形態を概略的に示すブロック図である。 図１に示す分注装置における槽周辺の斜視図である。 図１に示す分注装置において検体液の撹拌から分注までを行うタイミングを示すフローチャートである。 図１に示す分注装置において検体液の撹拌から分注までを行うタイミングを示すフローチャートである。 本発明の分注装置の第２実施形態を示す斜視図である。 図１に示す分注装置において各ウェルとそのウェルに存在する細胞数との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 分注装置
１１ アーム
１２ ガイドレール
１３ 制御装置
１３１ ＣＰＵ
１３２ 記憶部
１５ 移動手段
２ 装置本体
２１ 作業台
２２ 機器収納部
２２２ 上部
３、３’ 吸入吐出ヘッド
３１ フレーム
３２ チップ装着部
３３ 配管チューブ
３４ チップ装着部
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
８ 検出部
８１ 発光部
８２ 受光部
８３ 保持部
９ 回転手段
９１ 固定部
９２ パルスモーター
９３ カップリング
９５ ターンテーブル
１０ 槽
１０１ 内部空間
１００ マイクロプレート
１００ａ ウェル
２００ チップラック
２００ａ 収納部
３００、３００’ ノズル
３０１ 先端開口
３０２ 基端開口部
Ｒ 検体液
Ｒ１ 液面
Ｓ１０１〜Ｓ１０７ ステップ
Ｓ２０１〜Ｓ２０９ ステップ

Claims (10)

1. 検体液を複数の容器に分注する分注装置であって、
   前記検体液を入れる槽と、
   前記槽を回転させる回転手段と、
   前記検体液を吸入・吐出するノズルが装着可能な少なくとも１つの吸入吐出ヘッドと、
   前記吸入吐出ヘッドに接続され、前記ノズルにおいて前記検体液を吸入・吐出させるポンプと、
   前記吸入吐出ヘッドと前記槽とを相対的に移動させる移動手段と、
   前記回転手段、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を備え、
   前記槽の回転動作と、前記ノズルにおける前記検体液の吸入・吐出動作とを行うことにより、前記槽内の検体液を撹拌し、撹拌された前記検体液を前記ノズル内に吸入し、前記容器に分注することを特徴とする分注装置。
2. 前記検体液を撹拌する際、前記槽の回転と前記検体液の吸入・吐出とは、互いに異なるタイミングで実行されるよう構成されている請求項１に記載の分注装置。
3. 前記検体液を撹拌する際、前記槽の回転、該回転の停止、前記検体液の吸入・吐出の順となる動作が少なくとも１回実行されるよう構成されている請求項１または２に記載の分注装置。
4. 前記回転は、正回転と逆回転とを含んでいる請求項１ないし３のいずれかに記載の分注装置。
5. 前記検体液を吸入・吐出する際、前記ノズルの先端は、前記検体液の液面から所定の深さの場所に位置している請求項１ないし４のいずれかに記載の分注装置。
6. 前記槽に入った前記検体液の液面を検出する検出手段を備え、
   前記検出手段の作動により検出された前記液面の情報に基づき、前記ノズルの先端が前記深さの場所に位置するよう構成されている請求項５に記載の分注装置。
7. 前記検体液を吸入・吐出する際、前記ノズルの先端は、前記槽の回転中心から偏心した位置にある請求項１ないし６のいずれかに記載の分注装置。
8. 前記吸入吐出ヘッドは、２つの前記ノズルが装着可能である請求項１ないし７のいずれかに記載の分注装置。
9. 前記２つのノズルが装着可能な吸入吐出ヘッドは、一方のノズルが前記検体液の撹拌に用いられ、他方のノズルが前記検体液の分注に用いられる請求項８に記載の分注装置。
10. 前記検体液は、細胞を含んでいる請求項１ないし９のいずれかに記載の分注装置。
    

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