JP2006084358A

JP2006084358A - 微量分注装置

Info

Publication number: JP2006084358A
Application number: JP2004270476A
Authority: JP
Inventors: Tomotaka Miyamura; 村知宇宮; Hiromitsu Okuyama; 山浩光奥; Ryusuke Yamaguchi; 口竜介山; Haruichi Hoshino; 野晴一星; Teruaki Azumaguchi; 口照昭東
Original assignee: Nihon Medi Physics Co Ltd; Moritex Corp
Current assignee: Nihon Medi Physics Co Ltd; Moritex Corp
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2006-03-30

Abstract

【課題】
ＴＬＣプレートの厚さのバラツキや、ニードルの位置決め精度に誤差があっても、ＴＬＣプレートの表面に形成された薄層を傷つけることなく、ニードル先端をＴＬＣプレートに確実に接触できるようにする。
【解決手段】
微量計量ポンプ（３）によりサンプル液の吸入・吐出を行うニードル（２）の高さを制御してその先端をＴＬＣプレート（６）上に接触させ、サンプル液を数マイクロリットルもしくはそれ以下のオーダーで分注する微量分注装置において、ＴＬＣプレート（６）を載置するＴＬＣプレート支持台（７）が、ニードル（２）をＴＬＣプレート（６）に接触させたときに作用する押圧力により沈下するように形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＴＬＣ（薄層クロマトグラフィ）により分析しようとするサンプル液をＴＬＣプレートに数マイクロリットルもしくはそれ以下のオーダーで分注する微量分注装置に関する。

ＴＬＣは、シリカゲル、アルミナ、セルロースなどの粉末吸着剤を焼セッコウなどと練り合わせてガラス板やアルミニウム板の表面に固着させた薄層を固定相とするクロマトグラフィであって、一般に展開時間が短く、分離能率が良いという特性を有しており、有機化学実験で反応生成物の定性分析や、少量混合物の分離などに多用されている。

この薄層クロマトグラフィでサンプルを分析する場合に、ガラス板やアルミニウム板に薄層を形成したＴＬＣプレートにサンプル液を数マイクロリットルもしくはそれ以下のオーダーで分注する必要があるが、作業者の熟練度によるバラツキが生じるため、最近では分注を自動化した微量分注装置が提案されている。

この微量分注装置は、直動シリンダ型微量計量ポンプに接続されたニードルが三次元位置制御されるロボットアームに取り付けられてなり、容器に入ったサンプル液を吸入して、定置されたＴＬＣプレートの上に数マイクロリットルもしくはそれ以下のオーダーで分注するものである。
この場合に、分注するサンプル液は極めて微量であるために、ニードル先端からＴＬＣプレートに滴下させることはできず、ニードル先端をＴＬＣプレートに接触させて分注する必要がある。
特開２００２−１５６３８２号公報

しかし、ＴＬＣプレートはその厚さにバラツキがあり、ニードルの位置決め精度にも誤差があるため、自動分注させるためにＴＬＣプレートの表面に正確に接触させることは極めて困難であるという問題があった。
例えば、薄めのＴＬＣプレートが使用され、且つ、ニードルの高さが上方に位置ずれした場合は、ニードル先端がＴＬＣプレートに接触せず、逆に、厚めのＴＬＣプレートが使用され、且つ、ニードルの高さが下方に位置ずれした場合は、ニードル先端がＴＬＣプレートにぶつかって、表面に形成された薄層を破壊してしまうという問題があった。

ニードルに接触センサを取り付け、ＴＬＣプレートに接触したことを感知すると同時に停止させるように位置制御することは技術的には可能であるが、その分、駆動系や制御系が複雑になり製造コストが嵩むという問題がある。
また、放射線医薬品をサンプルとする場合にも対応できるように、作業者の被爆を避けるための遠隔操作が可能な自動分注機能だけでなく、メンテナンスの容易なかにな構成が求められている。

そこで本発明は、極めて簡単な構成でニードル先端をＴＬＣプレート表面に正確に位置決めできるようにすることを技術的課題としている。

本発明は、直動シリンダ型微量計量ポンプによりサンプル液の吸入・吐出を行うニードルの高さを制御してその先端をＴＬＣプレート上に接触させ、サンプル液を数マイクロリットルもしくはそれ以下のオーダーで分注する微量分注装置において、前記ＴＬＣプレートを載置するＴＬＣプレート支持台が、前記ニードルをＴＬＣプレートに接触させたときに作用する押圧力により沈下可能に形成されたことを特徴としている。

本発明に係る微量分注装置によれば、ニードルがＴＬＣプレートに接触したときに作用する押圧力により沈下するＴＬＣプレート支持台にＴＬＣプレートが載置されているので、ニードル先端の高さをＴＬＣプレートの表面より低めに設定しておけば、ニードルを位置決めしたときにその先端がＴＬＣプレートに接触すると同時に、ニードルがＴＬＣプレートに接触したときに作用する押圧力によりＴＬＣプレート支持台が沈下するので、これに載置されたＴＬＣプレートも沈下することとなり、ＴＬＣプレートの厚さのバラツキや、ニードルの位置決め精度に誤差があっても、ＴＬＣプレートの表面に形成された薄層を傷つけることなく、ニードル先端をＴＬＣプレートに接触した状態に維持できる。
さらに、構成が簡単なため装置が嵩張らず、放射線医薬品のサンプルを分析する場合にも受ける遮蔽も小さくて済む。

本例では、ＴＬＣプレートの厚さのバラツキや、ニードルの位置決め精度に誤差があっても、ＴＬＣプレートの表面に形成された薄層を傷つけることなく、ニードル先端をＴＬＣプレート表面に正確に位置決めできるようにするという目的を、極めて簡単な構成で実現した。

図１は本発明に係る微量分注装置を示す説明図、図２は支持台とニードルの位置関係を示す説明図である。

図１に示す微量分注装置１は、先端に取り付けられたニードル２を介してサンプル液を数マイクロリットルもしくはそれ以下のオーダー（本例では０.１〜１０マイクロリットル）で吸入・吐出する微量計量ポンプ３が、三次元位置制御されるロボットアーム４に取り付けられて成り、サンプル容器５にニードル２を挿入してサンプル液を吸入した後、ＴＬＣプレート６の表面に形成された薄層６ａにニードル２の先端を接触させて、吸入したサンプル液を分注するようになされている。
なお、微量計量ポンプ３には、ダイアフラム型，直動シリンダ型，回転型などがあるが，本例では小型且つ高精度でコントロールが可能なペンシルタイプの直動シリンダ型を用いている。

ＴＬＣプレート６を載置するＴＬＣプレート支持台７は、ニードル２をＴＬＣプレート６に接触させたときに作用する押圧力により沈下可能に形成されている。
本例では、一端側７Ｌが回転軸８を介して回動可能に支持されると共に、他端側７Ｒがスプリング９により支持され、ニードル２の押圧力によりスプリング９が収縮してＴＬＣプレート支持台７が沈下するように成されている。

ここでまず、ニードル２の先端が、ＴＬＣプレート６に接触するように予め定めた先端高さに合わせるための位置決めを行う。
具体的には、ＴＬＣプレート６の平均厚さをＴ、最大厚み誤差を±Δｔ、ロボットアーム４により３次元位置制御されるニードル２の高さ方向の位置決め精度誤差が±Δｐである場合に、ＴＬＣプレート６を載置したときの支持台７の上面高さを基準高さＨ_０とすると、ＴＬＣプレート６にニードル２を接触させるためにニードル２の先端が、基準高さＨ_０よりＴ−Δｔ−２Δｐだけ高く位置決めされると共に、支持台７はニードル２の直下となる中央近傍で基準高さＨ_０より２（Δｔ＋Δｐ）以上沈むように形成されている。
なお、ここで言うニードル２の高さ方向の位置決め精度誤差は、制御系による位置決め誤差だけでなく、ニードル２の寸法誤差や取付精度など、ニードル２の先端位置に影響を及ぼす全ての不確定要素を含む概念とする。

図２は、回転軸８を中心に回転するＴＬＣプレート６及び支持台７の動きの説明図で、本例では、その回転角が微小なことからニードル２の接触点は略平行移動されるものとして図示している。
図２に示すように、ＴＬＣプレート６の最大厚さがＴ＋Δｔ、最小厚さがＴ−Δｔであり、ＴＬＣプレート６にニードル２を接触させるようにロボットアーム４により高さ制御する場合に、ニードル２の上限位置はＴ−Δｔ、下限位置がＴ−Δｔ−２Δｐとなる。
したがって、ＴＬＣプレート６が最小厚さＴ−Δｔの場合に、ニードル２が上限位置Ｔ−Δｔにあっても、ニードル２の先端はＴＬＣプレート６に確実に接触する。
また、ＴＬＣプレート６が最大厚さＴ＋Δｔの場合に、ニードル２が下限位置Ｔ−Δｔ−２Δｐにあっても、支持台７はニードル２直下において基準高さＨ_０より２（Δｔ＋Δｐ）沈む。
したがって、ＴＬＣプレート６は、
（Ｔ＋Δｔ）−２（Δｔ＋Δｐ）＝Ｔ−Δｔ−２Δｐ
とニードル２の先端と同じ高さまで沈むことになり、ニードル２が接触することにより薄層６ａが傷付くことがない。

このように、ＴＬＣプレート６の厚さのバラツキや、ニードル２の位置決め精度に誤差があっても、ＴＬＣプレート６の表面に形成された薄層６ａを傷つけることなく、ニードル２の先端をＴＬＣプレート６の表面に正確に位置決めすることができる。

なお、支持台７の構成は上述に限らず、ニードル２の押圧力で沈下する構成であれば任意の構成を採用することができる。

以上述べたように、本発明は、有機化学実験で反応生成物の定性分析や、少量混合物の分離などをＴＬＣ（薄層クロマトグラフィ）により分析しようとする場合に、サンプル液をＴＬＣプレートに数マイクロリットルもしくはそれ以下のオーダーで分注する用途に適用することができ、特に放射線医薬品の分析に適している。

本発明に係る微量分注装置を示す説明図。支持台とニードルの位置関係を示す説明図。

符号の説明

１微量分注装置
２ニードル
３直動シリンダ型微量計量ポンプ
４ロボットアーム
５サンプル容器
６ＴＬＣプレート
７ＴＬＣプレート支持台

Claims

微量計量ポンプによりサンプル液の吸入・吐出を行うニードルの高さを制御してその先端をＴＬＣプレート上に接触させ、サンプル液を数マイクロリットルもしくはそれ以下のオーダーで分注する微量分注装置において、
前記ＴＬＣプレートを載置するＴＬＣプレート支持台が、前記ニードルをＴＬＣプレートに接触させたときに作用する押圧力により沈下可能に形成されたことを特徴とする微量分注装置。
前記ＴＬＣプレートの平均厚さをＴ、最大厚み誤差を±Δｔ、３次元位置制御されるニードルの位置決め精度誤差が±Δｐである場合に、ＴＬＣプレートを載置した支持台の上面位置を基準高さとして、ＴＬＣプレートに接触されるニードルが基準高さよりＴ−Δｔ−２Δｐだけ高く位置決めされると共に、支持台が前記ニードル直下において前記基準高さより２（Δｔ＋Δｐ）以上沈むように形成された請求項１記載の微量分注装置。