JP2009079940A - ピペットチップの搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピペットチップを搬送する際に、ピペットチップに加わる負荷を軽減する。
【解決手段】本願発明のピペットチップの搬送装置は、ピペットチップ３１の基端側の開口部３１aから挿入されるチップピックアップ装置２２と、ピペットチップ３１を吸着するためにチップピックアップ装置２２に負圧を加える負圧源５４と、を有することを特徴とする。具体的には、チップピックアップ装置２２に、ピペットチップ３１の基端側の開口部３１aに当接して、ピペットチップ３１への所定量以上の挿入を阻止する当接部２２ｂを設けるとよい。
【選択図】図３

Description

本発明は、検体や試薬のサンプリング及び分注などのために使用されるピペットチップの搬送装置に関する。

自動免疫測定装置などの自動分析装置においては、検体や試薬のサンプリング及び分注のために、汚染物持ち越しの心配のないディスポーザルピペットチップが使用されている。

多数のディスポーザルピペットチップの配置構成と分注ノズルヘッドへの装着の手順については、従来、いくつかの方式が採用されている。

第１の方式は、載置したピペットチップラック上に２次元マトリクス状に並列された多数のピペットチップの各中心軸に対して、水平直交軸（X軸、Y軸）方向および／又は水平角度軸方向に可動なアームに接続された分注ノズルヘッドに正確に位置決めして、ピペットチップを直接圧入する方式である。

第２の方式は、ピペットチップ搭載ラックを、分注ノズルヘッドの可動方向であるX方向（水平方向）及びX方向に直行するY方向（水平方向）に搬送するとともに、分注ノズルヘッドをこれに直交するＹ方向及びＸ方向に駆動する、分担方式である（たとえば、特許文献１参照）。

また、第３の方式として、分注ノズルヘッドのホームポジションの近傍にピペットチップを装着するための装着ポートを設け、この装着ポートにチップ搭載ラックからピペットチップを搬送する方式がある。装着ポートへの搬送手段としては、ノズル形状の部材をピペットチップに圧入したり、搬送用の爪でピペットチップを把持する方法が考えられる。
特許第３７３３４３１号明細書

しかしながら、第１の方式は、ピペットチップ又はラックの数が増えるにつれて、広範囲にわたって分注ノズルヘッドの高度な位置決め精度が必要になる。

また、分担方式では、例えば複数の９６本収納用ピペットチップ搭載ラックを処理する場合に、ラックの数に応じてその移動距離が長くなり、ピペットチップ搭載ラックの静止占有面積の２倍の移動占有面積が必要になる。このため、装置が大型化するという問題がある。

さらに、第３の方式では、ノズル形状の部材をピペットチップに圧入した際にピペットチップが変形するおそれがある。また、爪で把持する方法では、上記と同様に高度な位置決め精度が必要になる。

そこで、本願発明は、ピペットチップの高度な位置決め精度を不用とすることを第目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明のピペットチップの搬送装置は、ピペットチップの基端側の開口部から挿入されるノズルヘッドと、前記ピペットチップを吸着するために前記ノズルヘッドに負圧を加える負圧手段と、を有することを特徴とする。

具体的には、前記ノズルヘッドに、前記ピペットチップの基端側の開口部に当接して、前記ピペットチップへの所定量以上の挿入を阻止する当接部を設けるとよい。この場合、前記ノズルヘッドの前記当接部が、前記ピペットチップの基端側の開口部に当接した状態で、前記負圧手段による負圧を解除すると、前記ピペットチップは重力落下するようにするのが好ましい。

前記ノズルヘッドの先端部を、前記ピペットチップの先端側の開口部に向かって漸減する円錐台状に形成することができる。

本願発明によれば、ピペットチップの基端側の開口部からノズルヘッドを挿入することにより、ピペットチップを吸着できるため、ノズルヘッドの位置決め精度を緩和することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について詳細に説明する。

ここで、図１及び図２は、本発明の実施例であるチップピックアップ装置を適用した自動分析装置の平面図であり、図１は吸着前の状態を図示しており、図２は吸着時の状態を図示している。ただし、これらの図では、説明を簡素化するため、自動分析装置の下工程の機器（例えば、分注装置、インキュベータ）を省略して図示している。図３は、ピックアップ装置の断面図である。図４は、ピックアップ装置の動作制御を行うためのブロック図である。

これらの図において、ピックアップ装置１１は、搬送アーム１２に支持されており、ピックアップ装置搬送モータユニット５３（図４参照）から駆動力を受けて搬送アーム１２上をX軸方向にスライド移動する。この搬送アーム１２は、搬送アーム駆動モータユニット５２（図４参照）から駆動力を受けて、Y軸方向、Z軸方向にピックアップ装置１１とともに一体的に移動する。

CPU５１（図４参照）は搬送アーム駆動モータユニット５２及びピックアップ装置搬送モータユニット５３に対して電気的に接続されており、不図示のコンピュータを介して入力された位置情報からこれらのモータユニット５２、５３の必要駆動パルス数を算出し、この駆動パルス数に応じた駆動を行うように、駆動信号を出力する。

この駆動信号に基づき、ピックアップ装置１１及び搬送アーム１２には、前記位置情報に応じた位置、例えば、図２に図示するように、ピペットチップ搭載ラック３の左下隅に配置されるピペットチップ３１の真上に移動する。

ピックアップ装置１１には、不図示の反応容器をピックアップするための容器ピックアップ装置２１と、ピペットチップ３１をピックアップするためのチップピックアップ装置２２が搭載されている。

ピペットチップ３１は、検体や試薬のサンプリング及び分注などのために使用される。

搬送レーン１６は、X軸方向にスライド移動可能に設けられており、この搬送レーン１６の略一端部には、チップピックアップ装置２２にピックアップされたピペットチップ３１を装着するためのピペットチップ装着ポート１６ｂが凹状に形成されている。このピペットチップ装着ポート１６ｂに装着されたピペットチップ３１は、搬送レーン１６により不図示の分注ノズルヘッドの略直下に搬送される。

次に、図３及び図４を参照しながら、チップピックアップ装置２２について詳細に説明する。

チップピックアップ装置２２の吸引パイプ２２aは、負圧手段としての負圧源５４（図４参照）に接続されており、この吸引パイプ２２aの先端部には、下方に向かって漸減する円錐台状のガイド部２２ｃが形成されている。ガイド部２２ｃの基端部には、ガイド部２２ｃよりも外形寸法の大きい当接部２２ｂが形成されている。

これらの当接部２２ｂ及びガイド部２２ｃは、同一材料（例えば、ステンレス鋼SUS３０３等の金属、樹脂）を用いて切削形成してもよいし、射出成型することもできる。また、機密性を確保できれば、異なる部材をネジ止め又は接着することにより形成してもよい。

吸引パイプ２２aには、圧力センサ５５が配置されており、この圧力センサ５５から出力された圧力情報はCPU５１に入力される。なお、搬送アーム駆動モータユニット５２、ピックアップ装置搬送モータユニット５３には、例えば、ステッピングモータ、超音波モータを用いることができる。

この種の吸引式の搬送装置は、通常、開口部が形成されたワークを搬送するためには用いられない。当該開口部からエアが入り込み、吸着に必要な圧力を確保できないからである。しかしながら、本発明のワークはピペットチップ３１であり、ピペットチップ３１の先端側の開口部３１ｂの径は、極めて小径に設定されている。したがって、ピペットチップ３１の基端側の開口部３１ａからノズル（ガイド部２２ｃ）を挿入することにより、吸着に必要な圧力を得ることができ、安定的にピペットチップ３１を搬送することができる。

容器ピックアップ装置２１は、負圧により不図示の反応容器を吸着するが、詳細な説明については省略する。なお、容器ピックアップ装置２１の負圧源は、チップピックアップ装置２２と共用してもよいし、別体で設けてもよい。

次に、図５及び図６を参照しながら、チップピックアップ装置２２の動作について説明する。ここで、図５はチップピックアップ装置２２の動作説明図であり、図６はチップピックアップ装置の動作方法を示すフローチャートである。なお、下記の動作制御は、CPU５１によって実行されるものとする。

初期状態において、ピックアップ装置１１は図１に図示する位置で待機しているものとする。

不図示の動作開始ボタンがオンされると、搬送アーム駆動モータユニット５２及びピックアップ装置搬送モータユニット５３により、チップピックアップ装置２２はピペットチップ搭載ラック３に収容されたピペットチップ３１の真上に設定された吸引位置に移動する（ステップS１０１、図５（a）参照）。

ここで、図５（a）に図示するように、吸引位置において、ガイド部２２ｃの先端部はピペットチップ３１の内部に挿入され、かつ、当接部２２ｂは、ピペットチップ３１の基端側の開口部３１aから離間している。

チップピックアップ装置２２が吸引位置に移動すると、負圧源５４による吸引動作が開始される（ステップS１０２）。CPU５１は、圧力センサ５５から出力される圧力情報に基づき、吸引圧が閾値を超えたかどうかをモニタしており（ステップS１０３）、吸引圧が閾値を超えた場合には、ピペットチップ３１の吸着に成功したものと判別して、吸着したピペットチップ３１を搬送レーン１６に搬送するように搬送アーム駆動モータユニット５２、ピックアップ装置搬送モータユニット５３及び捕捉アーム駆動モータユニット５６に駆動信号を出力する（ステップS１０４）。

ピペットチップ３１がチップピックアップ装置２２に吸着された状態を図５（ｂ）に示す。同図に示すように、ピペットチップ３１の基端側の開口部３１aはチップピックアップ装置２２の当接部２２ｂに当接しており、ピペットチップのガイド部２２ｃはピペットチップ３１の内径部に密着していない。つまり、負圧源５４による吸引を解除したときに、ピックアップ装置２２からピペットチップ３１を重力落下させるように、ピペットチップ３１の内径部にガイド部２２ｃは挿入されている。

つまり、吸引されたピペットチップ３１の基端側の開口部３１aをチップピックアップ装置２２の当接部２２ｂに当接させることにより、チップピックアップ装置２２の所定量以上の挿入を阻止して、チップピックアップ装置２２のガイド部２２ｃがピペットチップ３１の内径部に圧入（当接）されるのを防止している。これにより、ノズルを押入装着する場合に起こりうるピペットチップ３１の変形を回避することができる。

漸減する円錐台の傾斜角度は、吸着すべきピペットチップ３１の内部の傾斜角度に合わせるのが好適である。これにより、吸着が完了する直前のガイド部２２ｃとピペットチップ３１との隙間が狭くなり、ピペットチップ３１が容易に浮上してチップピックアップ装置２２に吸着されやすくなる。

また、ピペットチップ搭載ラック３上に設置されたピペットチップ３１と吸引管２２ａとの中心軸が位置ずれをしている場合には、吸引時にピペットチップ３１はガイド部２２ｂに当接しながらガイドされるため、位置ずれを少なくすることができる。これにより、自動分析装置の処理速度を速めることができる。

さらに、ピペットチップ３１を吸着する際に、ピペットチップ搭載ラック３を移動させる必要がないため、自動分析装置全体を小型化することができる。

チップピックアップ装置２２がピックアップ装着ポート１６ｂの真上に達すると、負圧源５４による吸引動作が停止され、チップピックアップ装置２２に装着されたピペットチップ３１は重力落下して、ピックアップ装着ポート１６ｂの凹状部に載置される。上述の構成によれば、負圧減５４による吸引動作を停止するのみで、ピックアップ装着ポート１６ｂにピペットチップ３１を載置できるため、装置全体を簡素化して、コストを削減することができる。載置されたピペットチップ３１は、次に分注用の吸引ノズルによるピックアップ装着ポート１６ｂ内で押入装着される。

ステップS１０５において、設定時間内に吸引圧が閾値を越えなかったと判別された場合には、次のピペットチップ３１に移行する。
（他の実施例）
ガイド部２２ｃは、円錐状に限定されるものではなく、例えば、円筒状に形成することもできる。

当接部２２ｂにピペットチップ３１が当接する際の衝撃力を緩和する緩衝手段（例えば、バネ、ゴム）を設けてもよい。緩衝手段を設けることにより、ピペットチップ３１に加わる負荷を軽減することができる。

自動分析装置の平面図である（ピペットチップの吸着前）。 自動分析装置の平面図である（ピペットチップの吸着時） ピックアップ装置の断面図である。 ピックアップ装置の動作制御を行うためのブロック図である。 チップピックアップ装置の動作説明図である。 チップピックアップ装置の動作方法を示すフローチャートである。

符号の説明

３ 容器ストレージラック
１１ ピップアップ装置
１２ 搬送アーム
１６ 搬送レーン
１６ｂ ピックアップ装着ポート
２１ 容器ピップアップ装置
２２ チップピックアップ装置
２２a 吸引管
２２ｂ 当接部
２２ｃ ガイド部
３１ ピペットチップ
３１a 基端側の開口部
３１ｂ 先端側の開口部
５１ CPU
５２ 搬送アーム駆動モータユニット
５３ ピックアップ装置搬送モータユニット
５４ 負圧源
５５ 圧力センサ

Claims (4)

1. ピペットチップの基端側の開口部から挿入されるノズルヘッドと、
   前記ピペットチップを吸着するために前記ノズルヘッドに負圧を加える負圧手段と、を有することを特徴とするピペットチップの搬送装置。
2. 前記ノズルヘッドは、前記ピペットチップの基端側の開口部に当接して、前記ピペットチップへの所定量以上の挿入を阻止する当接部を有することを特徴とする請求項１に記載のピペットチップの搬送装置。
3. 前記ノズルヘッドの前記当接部が、前記ピペットチップの基端側の開口部に当接した状態で、前記負圧手段による負圧を解除すると、前記ピペットチップは重力落下することを特徴とする請求項２に記載のピペットチップの搬送装置。
4. 前記ノズルヘッドの先端部は、前記ピペットチップの先端側の開口部に向かって漸減する円錐台状に形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のピペットチップの搬送装置。
   
   

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