JP2008102052A - 自動分注装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロプレートを移動させることなく液体の分注と攪拌及び磁力による磁性粒子の強制的な沈降処理を同一ポジションで行うことができる小型化で安価な自動分注装置を提供すること。
【解決手段】液体の吸引及び吐出が可能な分注ヘッドの可動範囲の下方に、磁性粒子を含む液体が収容されるマイクロプレート７を設置するプレート設置台１２を配置して成る自動分注装置において、モータの回転によって揺動する揺動部１１Ｂを備えた攪拌機１１の前記揺動部１１Ｂ上に前記プレート設置台１２を設置するとともに、該プレート設置台１２に、前記マイクロプレート７の液体に含まれる磁性粒子に磁力の影響を与え又は排除する手段（例えば電磁石）を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数のウェルが格子状に設けられたマイクロプレートに、磁性粒子を含む液体を分注（又は吸引）する自動分注装置に関するものである。

自動分注装置は、液体を吸引して所定の位置に分注を行う装置であるが、ただ単に液体を分注するだけではなく、液体の攪拌を行う攪拌部や、液体の温度を一定に保ちつつ緩やかに振とうを加えるインキュベート部、試薬を冷却する試薬冷却部等、目的に応じた付帯装置が設けられたものが近年多く見られるようになってきている。

又、マイクロプレート内の液体の中に磁性粒子を含有させ、磁力を用いて液体内の磁性粒子を強制的に沈降させる磁力処理部を備えた自動分注装置が特許文献１において提案されている。この自動分注装置は、マイクロプレートの各ウェルに磁性粒子を含む液体を分注する分注部と、各ウェルの液体を攪拌混合する攪拌部と、各ウェルの磁性粒子を磁力を用いて強制沈降させる磁力処理部等を備え、磁力処理部における磁石板を上下動させることによってマイクロプレートを磁力処理部から出口側収容部に移送するよう構成されている。

而して、この自動分注装置によれば、磁力処理部を上下動させることによって磁力処理工程と収容部への搬送工程を単一の機構で行うことができるため、装置を小型化することができる。
特開平８−３０４４０１号公報

しかしながら、特許文献１において提案された自動分注装置は、攪拌部と磁力処理部をそれぞれ別の場所に設けているため、液体の分注を行った後にマイクロプレートは攪拌部に搬送される。そして、液体の攪拌を行うときには、マイクロプレート内の磁性粒子を液中に浮遊させた状態（磁力の影響がない状態）で攪拌混合させ、攪拌終了後にマイクロプレートを磁力処理部に移動させて磁性粒子を強制的に沈降させるようにしている。

従って、斯かる自動分注装置によれば、少なくとも攪拌部と磁力処理部のために２箇所分のマイクロプレート設置スペースを必要とし、又、攪拌部から磁力処理部にマイクロプレートを移動させるための搬送ロボットやベルトコンベア等の移送手段が必要となるため、装置が大型化及び高コスト化するという問題が発生する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、マイクロプレートを移動させることなく液体の分注と攪拌及び磁力による磁性粒子の強制的な沈降処理を同一ポジションで行うことができる小型化で安価な自動分注装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、液体の吸引及び吐出が可能な分注ヘッドの可動範囲の下方に、磁性粒子を含む液体が収容されるマイクロプレートを設置するプレート設置台を配置して成る自動分注装置において、モータの回転によって揺動する揺動部を備えた攪拌機の前記揺動部上に前記プレート設置台を設置するとともに、該プレート設置台に、前記マイクロプレートの液体に含まれる磁性粒子に磁力の影響を与え又は排除する手段を設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記マイクロプレートの液体に含まれる磁性粒子に磁力の影響を与え又は排除する手段を電磁石で構成し、該電磁石への通電をＯＮ／ＯＦＦ制御することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、液体の分注工程と攪拌工程と磁性粒子を沈降させる工程をマイクロプレートを移動させることなく同一ポジションで行うことができるため、自動分注装置の小型化と低コスト化を実現することができる。

請求項２記載の発明によれば、マイクロプレートの液体に含まれる磁性粒子に磁力の影響を与え又は排除する手段を電磁石で構成し、該電磁石への通電をＯＮ／ＯＦＦ制御するようにしたため、攪拌を行うときは電磁石に通電しないで磁性粒子が磁力の影響を受けないようにし、攪拌終了後は電磁石に通電して磁性粒子をマイクロプレートの底部に強制的に沈降させることができる。従って、装置を大きさをそのままにして搬送機構等を設けることなく、攪拌工程と磁性粒子の沈降工程を同一ポジションで行うことができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る自動分注装置の斜視図であり、図示の自動分注装置１は、移送部２と分注ヘッド３を備え、ステージ４上には、分注チップ容器５と、試薬を貯蔵する試薬容器６と、マイクロプレート７及び廃棄容器８を備えている。

本実施の形態に係る自動分注装置１においては、分注チップ容器５として第１の分注チップ容器５Ａと第２の分注チップ容器５Ｂの２個、試薬容器６として第１の試薬容器６Ａと第２の試薬容器６Ｂの２個、マイクロプレート７と廃棄容器８が各１個ずつステージ４上に配置されている。ここで、第１の分注チップ容器５Ａと第１の試薬容器６Ａ及び廃棄容器８が一列に並設されており、これらと平行に第２の分注チップ容器５Ｂと第２の試薬容器６Ｂ及びマイクロプレート７が一列に並設されている。そして、マイクロプレート７は、攪拌機１１の上部に支持されたプレート設置台１２上にセットされている。

ところで、本実施の形態では、第１の分注チップ容器５Ａ、第１の試薬容器６Ａ、廃棄容器８の順に並ぶ方向をＸ軸のプラス方向とし、このＸ軸と直交し且つ第１の分注チップ容器５Ａから第２の分注チップ容器５Ｂへ向かう方向をＹ軸のプラス方向とする。又、分注ヘッド３の移動に関しては、分注ヘッド３が下降する方向をＺ軸のプラス方向、上昇する方向をＺ軸のマイナス方向とする。

前記移送部２は、不図示のステッピングモータによって駆動されてＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向にそれぞれ移動する。又、前記分注ヘッド３は、移送部２の先端に配置されており、一列に並んで配置された１２連の不図示のシリンジを備えており、隣り合うシリンジ同士の間隔は９ｍｍに設定され、各シリンジの先端には、分注チップ９を装着するノズル１０が設けられている。更に、前記分注チップ容器５は、分注チップ９を収納するための容器であり、これには９ｍｍ間隔で分注チップ収納ウェルが設けられている。

而して、オペレータは、パソコン等の不図示の制御装置を用いて運転工程を決定し、自動分注装置１の運転を開始する前に、分注チップ容器５の所定の収納ウェルに分注チップ９を配置しておく。又、運転工程に必要な試薬や試料を試薬容器６に収容しておく。尚、運転内容によっては、マイクロプレート７に予め所定の試料をマニュアル操作で分注してからプレート設置台１２にセットすることもある。

次に、図１〜図３を参照しながらプレート設置台１２に電磁石を使用した形態について説明する。尚、図２は電磁石付き攪拌機の斜視図、図３（ａ），（ｂ）は同電磁石付き撹拌機の作用説明図である。

図１に示すように、自動分注装置１のステージ４上に攪拌機１１が配置されており、この攪拌機１１は、内部に不図示のモータを備え、このモータをコントローラ１３による制御によって運転・停止、更にはスピードコントロールするものである。ここで、攪拌機１１は、モータ等を含む機構部１１Ａと揺動部１１Ｂとで構成されており、機構部１１Ａに組み込まれたモータの回転を揺動部１１Ｂに伝達すると、該揺動部１１Ｂは１ｍｍの振幅で水平方向に動作する。

そして、撹拌機１１の揺動部１１Ｂの上部にはプレート設置台１２が支持・固定されており、プレート設置台１２の上部にマイクロプレート７が載せられる。すなわち、揺動部１１Ｂが揺動することによって、プレート設置台１２に載せられたマイクロプレート７も同様に揺動する。尚、プレート設置台１２には不図示のヒータが内蔵されている。

而して、上記プレート設置台１２には不図示の電磁石が内蔵されており、コントローラ１３によって電磁石への通電をＯＮ／ＯＦＦ制御する。図３（ａ）に示すようにマイクロプレート７の液体に磁性粒子１４が含まれている状態でスイッチＳ１をＯＮすると、図３（ｂ）に示すように磁性粒子１４は電磁石の磁力によってマイクロプレート７の底部に強制的に引き寄せられて沈降する。尚、図３において、Ｅ１は電源である。

次に、以上の構成を有する自動分注装置１の動作を図４に示す運転例を参照しながら説明する。

図４は自動分注装置１の運転例の一部を示すものであり、ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ８までを示している。尚、実際にはＳＴＥＰ９以降にもＳＴＥＰが存在するが、説明上重複する箇所が多くなるため、ＳＴＥＰ９以降についての説明は割愛する。

ＳＴＥＰ１において、運転前の準備として先ずプレート設置台１２の電磁石をＯＦＦする。具体的には、コントローラ１３の制御によってスイッチＳ１をＯＦＦして電磁石への通電を遮断する。

ＳＴＥＰ２において、自動分注装置１は、移送部２によって分注ヘッド３を移動させ、分注ヘッド３のノズル部１０を分注チップ容器５に収納された分注チップ９に圧入して装着する。次に、ノズル部１０に装着された分注チップ９の先端が、試薬容器６に予め収容されている磁性粒子液に漬かる位置へ分注ヘッド３を移動させ、分注チップ９に磁性粒子液を１００μｌ吸引する。ここで、磁性粒子液とは、磁性粒子１４が所定の濃度で含まれる液体のことを言う。

ＳＴＥＰ３において、分注ヘッド３をマイクロプレート７のウェルの上方へ移動させ、分注チップ９に吸引された磁性粒子液をマイクロプレート７の所定の位置に分注する。尚、マイクロプレート７には、縦８個、横１２個の計９６個のウェルが９ｍｍ間隔で格子状に配置されている。又、分注ヘッド３は、１２本のノズル部１０を備えており、１回の分注操作でマイクロプレート７の１列分を一度に処理することができる。マイクロプレート７の全ウェルに同様に磁性粒子液を分注する場合には、ＳＴＥＰ２とＳＴＥＰ３を繰り返し行えば良い。

分注動作終了後、移送部２は分注ヘッド３を廃棄容器８の上方へ移動させ、不図示の分注チップ取り外し機構によって分注チップ９を分注ヘッド３から取り外して廃棄容器８に落下させる。

ＳＴＥＰ４において、自動分注装置１は、移送部２によって分注ヘッド３を移動させ、分注ヘッド３のノズル部１０を分注チップ容器５に収納された分注チップ９に圧入して装着する。次に、ノズル部１０に装着された分注チップ９の先端が、試薬容器６に予め収容されている試料液に漬かる位置に分注ヘッド３を移動させ、分注チップ９に試料液を１０μｌ吸引する。

ＳＴＥＰ５において、分注ヘッド３をマイクロプレート７のウェルの上方へ移動させ、分注チップ９に吸引された試料液をマイクロプレート７の所定の位置に分注する。分注動作終了後、移送部２は分注ヘッド３を廃棄容器８の上方へ移動させ、不図示の分注チップ取り外し機構によって分注チップ９を分注ヘッド３から取り外して廃棄容器８に落下させる。尚、マイクロプレート７の全ウェルに同様に試料液を分注する場合には、ＳＴＥＰ４とＳＴＥＰ５を繰り返し行えば良い。

ＳＴＥＰ６において、攪拌機１１をＯＮさせる（図３（ａ））。このＳＴＥＰ６での攪拌は、ＳＴＥＰ３で分注した磁性粒子液とＳＴＥＰ５で分注した試料液を攪拌混合することが目的であるため、プレート設置台１２の電磁石がＯＦＦのままであることがポイントとなる。５分間経過後、攪拌機１１の運転を停止させる。

ＳＴＥＰ７において、プレート設置台１２の電磁石をＯＮする（図３（ｂ））。具体的には、コントローラ１３の制御によってスイッチＳ１をＯＮして電磁石に通電する。電磁石の作用によってマイクロプレート７のウェル内の磁性粒子１４は、マイクロプレート７の底部へ強制的に引き寄せられて沈降する。

ＳＴＥＰ８において、マイクロプレート７から上清を廃棄する。ＳＴＥＰ７の段階で、トータル１１０μｌの液体がマイクロプレート７の各ウェルに収容されているが、ＳＴＥＰ７で磁性粒子１４が沈降した状態になっているため、磁性粒子１４を除く液体を容易に取り出せる状態になっている。自動分注装置１は、分注チップ９を装着した後、マイクロプレート７の上方へ分注ヘッド３を移動させる。ここで、分注ヘッド３の位置は、分注チップ９の先端が磁性粒子１４に触れないように、マイクロプレート７の底部と分注チップ９の先端との距離に若干余裕を持たせた位置とする。この位置でマイクロプレート７のウェルにある液体（上清）を９０μｌ吸引する。吸引した液は、分注チップ９と共に廃棄容器８に廃棄するか、廃棄容器８に液体のみ吐出する。

以上のようにして攪拌機１１の揺動部１１Ｂに、電磁石を内蔵するプレート設置台１２を取り付け、攪拌機１１の制御と電磁石の制御を組み合わせることによって、攪拌工程と磁石による沈降工程を同一のポジションで行うことができるため、自動分注装置１を小型化及び低コスト化することができる。

尚、本実施の形態においては、プレート設置台１２に電磁石を用いたが、マイクロプレート７の磁性粒子１４に磁力の影響を与え又は排除する手段としては、電磁石に限らず他の如何なる手段を用いても良い。例えば、プレート設置台１２として永久磁石を使用し、マイクロプレート７と永久磁石の距離を制御する機構を設けても良い。この構成によれば、マイクロプレート７がプレート設置台１２に載せられているときに磁性粒子１４が沈降し、マイクロプレート７を持ち上げてプレート設置台１２と一定の距離を保つことによって磁力の影響を排除することができる。又、マイクロプレート７と永久磁石から成るプレート設置台１２の間に磁力遮蔽板を挿入しておき、この磁力遮蔽板を有効・無効にする手段を設けても良い。

本発明に係る自動分注装置の斜視図である。 本発明に係る自動分注装置の電磁石付き攪拌機の斜視図である。 （ａ），（ｂ）は電磁石付き撹拌機の作用説明図である。 本発明に係る自動分注装置の運転例の一部を示す図である。

符号の説明

１ 自動分注装置
２ 移送部
３ 分注ヘッド
４ ステージ
５ 分注チップ容器
５Ａ 第１の分注チップ容器
５Ｂ 第２の分注チップ容器
６ 試薬容器
６Ａ 第１の試薬容器
６Ｂ 第２の試薬容器
７ マイクロプレート
８ 廃棄容器
９ 分注チップ
１０ ノズル部
１１ 攪拌機
１１Ａ 撹拌機の機構部
１１Ｂ 撹拌機の揺動部
１２ プレート設置台
１３ コントローラ
１４ 磁性粒子
Ｅ１ 電源
Ｓ１ スイッチ

Claims (2)

1. 液体の吸引及び吐出が可能な分注ヘッドの可動範囲の下方に、磁性粒子を含む液体が収容されるマイクロプレートを設置するプレート設置台を配置して成る自動分注装置において、
   モータの回転によって揺動する揺動部を備えた攪拌機の前記揺動部上に前記プレート設置台を設置するとともに、該プレート設置台に、前記マイクロプレートの液体に含まれる磁性粒子に磁力の影響を与え又は排除する手段を設けたことを特徴とする自動分注装置。
2. 前記マイクロプレートの液体に含まれる磁性粒子に磁力の影響を与え又は排除する手段を電磁石で構成し、該電磁石への通電をＯＮ／ＯＦＦ制御することを特徴とする請求項１記載の自動分注装置。
   

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