JP2009229109A - 創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】創薬用マイクロチューブを破損させずに高速で確実に、複数本同時にまたは１本単独に装着できるキャップ装着装置を提供する。
【解決手段】整列プレート１８０に整列させたキャップを保管プレートの一列同時にチューブの開口部に向けて押し下げる一列用押し下げピン１１０と、保管プレートおよび整列プレートとを重ね合わせて保持するプレートテーブル１４２と、このプレートテーブルをＸ軸方向に移動させるＸ軸アクチュエータ１４０と、整列プレートに整列させたキャップを一本単独にチューブの開口部に向けて押し下げる一区画用押し下げピン１３２と、一列用押し下げピンと一区画用押し下げピンとを上下動させる昇降アクチュエータ１５０と、一区画用押し下げピンをＹ軸方向に移動させるＹ軸アクチュエータ１６０とを備え、一列用押し下げピンの先端が、一区画用押し下げピンの先端よりも上部に位置している。
【選択図】図１

Description

本発明は、創薬（ｄｒｕｇ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）、すなわち、医学、生物工学および薬学において薬剤を発見したり設計したりするプロセスにおいて、創薬用試料を封入するために使用される創薬用マイクロチューブに関し、さらに詳しくは、保管プレートに縦列収容されている複数の創薬用マイクロチューブの開口部を高速かつ確実にキャップで密封する創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置に関する。

創薬研究の分野においては、大量の試料を低温で保管したり分析したりする実験を高効率で行う必要がある。そのため、試料を溶解した溶液を創薬用マイクロチューブと呼ばれる円筒状又は四角筒状の小型容器に封入し、この創薬用マイクロチューブをＳＢＳ（Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ）規格に準拠した１６行×２４列の合計３８４個の区画を有する保管プレート（以下、「３８４プレート」と称す）に縦列収容し、保管や搬送を行っている（例えば、特許文献１参照）。

このような３８４プレートは、区画のピッチが４．５ｍｍときわめて短いため、３８４プレートに収容されている創薬用マイクロチューブの開口部の密封に着脱可能なキャップを用いた場合、機械によるキャップの装着は、きわめて困難であった。そのため、人手によって、一本ずつキャップを装着することが余儀なくされており、３８４プレートに縦立収容された創薬用マイクロチューブの開口部の全てにキャップを装着するためには、かなりの手間と時間を要していた。

また、本発明者らは、（１）３８４プレートと同じピッチの区画を有する整列プレートに創薬用マイクロチューブのキャップを予め整列させておき、（２）この整列プレートを３８４プレートの上に重ね合わせて、（３）整列プレートに整列させたキャップを３８４プレートの各区画に縦立収容されている創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げて、（４）キャップの弾性によって整列プレートの区画にキャップを通過させて、（５）３８４プレートの各区画に縦立収容された複数の創薬用マイクロチューブの開口部を整列プレートの区画から押し下げられたキャップで密封するという新規な創薬用マイクロチューブのキャップ装着方法および整列プレートに効率よくキャップを整列させるためのキャップ整列装置を考案した。

さらに、化合物をいわゆるランダムスクリーニングすることにより新しい薬効を見出すことが行われており、このランダムスクリーニングをきわめて効率的に実施するために、ハイスループットスクリーニング（ＨＴＳ：Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈ−ｐｕｔ Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ）技術が採用されている。このＨＴＳは、高度にシステム化した方法で短期間に多数（例えば、数万〜数十万種類）の化合物を生化学的に評価して、新規なリード化合物、すなわち、誘導体化することで、特異性、効果、薬物動態などの点で磨きあげられ、完成品である医薬品となり得る化合物を迅速に発見できるという利点を有している（例えば、特許文献２、３参照）。
特開２００７−３３０６１号公報（第６頁第２５〜２６段落、図１） 特開２００６−８１４３２号公報（第２頁第２〜３段落） 特表２００４−５０３２４９号公報（第９〜１１頁第２〜６段落）

ところが、このキャップ装着方法を実施するためには、整列プレートの区画に整列させたキャップを高速かつ確実に３８４プレートに押し下げる必要がある。しかしながら、３８４プレートに縦列収容されている創薬用マイクロチューブは、従来の９６プレート（８行×１２列）用の創薬用マイクロチューブに比べて、容器の肉厚が薄く強度的に弱いため、キャップの装着を自動化しようとした場合、過大な力が創薬用マイクロチューブに掛かり、破損するなどの課題が指摘されていた。

また、高度にシステム化されたＨＴＳを実施するためには、創薬用マイクロチューブのキャップを複数本同時に装着したり、１本だけ単独に装着したりするという複雑なキャップ装着動作に対応することが求められていた。

さらに、整列プレートの区画に整列させたキャップを保管プレートに縦列収容されている創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げるときに、整列プレートに撓みが生じるとともに、キャップが整列プレートの区画から抜けたときに整列プレートが急激にもとの形状に戻るため、その回りのキャップを上方に跳ね上げてしまうという課題が指摘されていた。

そこで、本発明が解決しようとする技術的課題、すなわち、本発明の目的は、創薬用マイクロチューブを破損させることなく高速で確実にキャップを装着することができるとともに、創薬用マイクロチューブを複数本同時に装着したり、１本だけ単独に装着したりするという複雑なキャップ装着動作に対応することができるキャップ装着装置を提供することである。

さらに、本発明の目的は、創薬用マイクロチューブにキャップを装着するときに、キャップを押し下げる力によって整列プレートが撓むことがないキャップ装着装置を提供することである。

まず、本請求項１に係る発明は、開口した創薬用マイクロチューブが縦立収容されている格子状の複数の区画を有する保管プレート上に該保管プレートと同じピッチおよび同じ数の区画を有し該区画に前記創薬用マイクロチューブの開口部を密封するキャップを予め整列させた整列プレートを重ね合わせて、前記キャップを前記創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げることにより該開口部を前記保管プレートの一列同時に密封する創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置であって、前記整列プレートに予め整列させたキャップを保管プレートの一列分の区画同時に前記創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げる前記一列分の区画数を有する一列用押し下げピンと該一列用押し下げピンを上下に移動させる昇降アクチュエータと、前記保管プレートおよび整列プレートとを重ね合わせて保持するプレートテーブルと該プレートテーブルをＸ軸方向に移動させるＸ軸アクチュエータとを備えるとともに、前記一列用押し下げピンが、弾性部材により下方に付勢されていることにより、前記課題を解決したものである。
ここで、本発明において、保管プレートまたは整列プレートの「区画」とは、創薬用マイクロチューブまたは創薬用マイクロチューブのキャップを収容する収容部のことを意味している。保管プレートの区画のことを特に「ウェル」と呼ぶこともある。

そして、本請求項２に係る発明は、請求項１に係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置において、一列用押し下げピンが、所定の本数ずつ別々に昇降アクチュエータのスライダにリニアガイドを介して取り付けられた一列用複数ホルダに固設されていることにより、前記課題をさらに解決したものである。

また、本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置において、整列プレートに予め整列させたキャップを一区画単独に創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げる一区画用押し下げピンと該一区画用押し下げピンをＹ軸方向に移動させるＹ軸アクチュエータとを備えるとともに、前記一区画用押し下げピンが、弾性部材により下方に付勢され、前記Ｙ軸アクチュエータが、前記昇降アクチュエータに固設され、前記一列用押し下げピンの先端が、前記一区画用押し下げピンの先端よりも上部に位置していることにより、前記課題をさらに解決したものである。

また、本請求項４に係る発明は、請求項３に係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置において、一列用押し下げピンが整列プレートに整列されたキャップを一列分同時に押し下げるときに、一区画用押し下げピンが、プレートテーブルのガイドフレームよりも外側に退避することにより、前記課題をさらに解決したものである。

また、本請求項５に係る発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置において、保管プレートおよび整列プレートが、ＳＢＳ規格に準拠した１６行×２４列の３８４個の区画を有することにより、前記課題をさらに解決したものである。

また、本請求項６に係る発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置において、保管プレートが、該保管フレームの外フレームの内側に区画を形成する該外フレームの高さより低い格子状の隔壁を有するとともに、該隔壁の交点に上方に向けて垂設された前記外フレームの上端面と面一となるチューブ支持ピンを有し、前記整列プレートが、該整列プレートの外フレームの内側に区画を形成する前記外フレームの高さより短い格子状の隔壁を前記外フレームの上端面と面一となるように有するとともに、前記隔壁の交点に下方に向けて垂設された前記外フレームの下端面と面一となるキャップ支持ピンを有し、前記保管プレートと前記整列プレートとを重ねたときに、前記チューブ支持ピンと前記キャップ支持ピンの先端同士が当接することにより、前記課題をさらに解決したものである。
ここで、本発明において、「面一（つらいち）」とは、突き合わされた部材に「段差がない状態」であることを意味している。

本発明の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置は、開口した創薬用マイクロチューブが縦立収容されている格子状の複数の区画を有する保管プレート上にこの保管プレートと同じピッチおよび同じ数の区画を有し、その区画に創薬用マイクロチューブの開口部を密封するキャップを予め整列させた整列プレートを重ね合わせて、キャップを創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げることにより開口部を保管プレートの一列同時に密封することによって、キャップを把持するピッキング手段を用いることなくキャップの装着が実施できるため、隣接する創薬用マイクロチューブ間にほとんど隙間がないような３８４プレートにおいてもキャップの装着を自動化することができ、加えて、以下のような特有の構成に対応した格別の効果を奏することができる。

すなわち、本請求項１に係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置によれば、整列プレートに予め整列させたキャップを保管プレートの一列分の区画同時に創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げる前記一列分の区画数を有する一列用押し下げピンと一列用押し下げピンを上下に移動させる昇降アクチュエータと、保管プレートおよび整列プレートとを重ね合わせて保持するプレートテーブルと、このプレートテーブルをＸ軸方向に移動させるＸ軸アクチュエータとを備えるとともに、一列用押し下げピンが、弾性部材により下方に付勢されていることにより、一列用押し下げピンに一定以上の力が加わった場合に、一列用押し下げピンを上方に逃がすことができるため、装置の信頼性が一層向上する。

そして、本請求項２に係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置によれば、請求項１に係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置において、一列用押し下げピンが、所定の本数ずつ別々に昇降アクチュエータのスライダにリニアガイドを介して取り付けられた一列用複数ホルダに固設されていることにより、キャップの装着時に創薬用マイクロチューブに加わる力を減少させることができるため、創薬用マイクロチューブの破損を防止することができる。また、一列用複数ホルダが、それぞれリニアガイドを介して昇降アクチュエータのスライダに取り付けられているため、それぞれの一列用複数ホルダが良好な平行状態を保ったまま昇降動作が行われる。

また、本請求項３に係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置によれば、請求項１または請求項２に係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置において、整列プレートに予め整列させたキャップを一区画単独に創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げる一区画用押し下げピンと、この一区画用押し下げピンをＹ軸方向に移動させるＹ軸アクチュエータとを備えるとともに、一区画用押し下げピンが、弾性部材により下方に付勢され、Ｙ軸アクチュエータが、昇降アクチュエータに固設され、一列用押し下げピンの先端が、一区画用押し下げピンの先端よりも上部に位置していることにより、創薬用マイクロチューブを複数本同時に装着したり１本だけ単独に装着したりすることができるため、ＨＴＳの実施に要求される複雑なキャップ装着動作を実現できる。
しかも、一列用押し下げピンの先端を一区画用押し下げピンの先端よりも上部に位置させるという新規な着想により、一列用押し下げピンと一区画用押し下げピンとを一台の昇降アクチュエータで昇降させることができるため、装置構成が簡易となり、製造コストが削減される。
さらに、万一、一区画用押し下げピンに一定以上の力が加わったときであっても、一区画用押し下げピンを、この一区画用押し下げピンを上下動可能に支持する一区画用単独ホルダに沿って上方に逃がすことができるため、装置の信頼性が向上する。

また、本請求項４に係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置によれば、請求項３に係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置において、一列用押し下げピンが整列プレートに整列されたキャップを一列分同時に押し下げるときに、一区画用押し下げピンが、プレートテーブルのガイドフレームよりも外側に退避することにより、一区画用押し下げピンが整列プレートと干渉することがないため、装置の信頼性が向上する。

また、本請求項５に係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置によれば、請求項１ないし請求項４のいずれかに係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置において、保管プレートおよび整列プレートが、ＳＢＳ規格に準拠した１６行×２４列の３８４個の区画を有することにより、保管プレートおよび整列プレート中に多数の微細な区画が決められたピッチで配置されているため、装置の制御が簡単になる。

また、本請求項６に係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置によれば、請求項１ないし請求項５のいずれかに係る創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置において、保管プレートが外フレームの内側に区画を形成する外フレームの高さより低い格子状の隔壁を有するとともに、この隔壁の交点に上方に向けて垂設された外フレームの上端面と面一となるチューブ支持ピンを有し、整列プレートが外フレームの内側に区画を形成する外フレームの高さより短い格子状の隔壁を外フレームの上端面と面一となるように有するとともに、隔壁の交点に下方に向けて垂設された外フレームの下端面と面一となるキャップ支持ピンを有し、保管プレートと整列プレートとを重ねたときに、チューブ支持ピンとキャップ支持ピンの先端同士が当接することにより、キャップを押し下げたときに、キャップの回りに存在するキャップ支持ピンが、保管プレートのチューブ支持ピンと当接して整列プレートが撓むことがないため、キャップの装着時にキャップが整列プレートの区画を抜けた反動で他のキャップが跳ね上がることがなく安定したキャップ装着が実現できる。

本発明は、開口した創薬用マイクロチューブが縦立収容されている格子状の複数の区画を有する保管プレート上に該保管プレートと同じピッチおよび同じ数の区画を有し該区画に前記創薬用マイクロチューブの開口部を密封するキャップを予め整列させた整列プレートを重ね合わせて、前記キャップを前記創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げることにより該開口部を前記保管プレートの一列同時に密封する創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置であって、前記整列プレートに予め整列させたキャップを保管プレートの区画一列分同時に前記創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げる前記区画一列分の数を有する一列用押し下げピンと、該一列用押し下げピンを上下に移動させる昇降アクチュエータと、前記保管プレートおよび整列プレートとを重ね合わせて保持するプレートテーブルと、該プレートテーブルをＸ軸方向に移動させるＸ軸アクチュエータとを備えるとともに、前記一列用押し下げピンが、弾性部材により下方に付勢されていることにより、創薬用マイクロチューブを破損させることなく複数本同時に高速で確実にキャップを装着することができるものであれば、その具体的な実施の態様は、如何なるものであっても何ら構わない。

例えば、本発明の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置は、設置場所が低温環境下の自動ピッキング保管庫内であっても、室温の研究室内であってもキャップ装着動作に何ら支障はなく、さらには、装置の脚部にキャスターを具備することにより可搬式の使用形態とした場合であっても前述したキャップ装着動作に何ら支障はない。

また、本発明の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置で一列用押し下げピンおよび一区画用押し下げピンを上下に移動させる「昇降アクチュエータ」、プレートテーブルをＸ軸方向に移動させる「Ｘ軸アクチュエータ」および一区画用押し下げピンをＹ軸方向に移動させる「Ｙ軸アクチュエータ」は、いわゆる、電動スライダと称するものであって、ねじ軸を高応答の脱調レス−ステッピングモータを用いて正転・逆転させることによって、ねじ軸に螺合しているナットを前進・後退させて各ワークを移動させるものであるが、例えば、油圧によってシリンダー内のピストンを往復運動させて各ワークを前進・後退させる油圧式アクチュエータであっても何ら構わない。

さらに、本発明の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置に用いられる保管プレートは、ＳＢＳ規格に準拠したものを用いるが、保管プレートのプレートテーブルへの装着向きを一方向に確定するために保管プレートの外フレームの一隅または対角線上ではない二隅を斜めにカットした位置決め用角部２０２ｂ（図４参照）を設けるとともに、プレートテーブルのガイドフレームに位置決め用角部２０２ｂと係合する凸部を設けることが望ましく、この位置決め用角部２０２ｂと凸部の具体的な形態については、４５°の面取りカットとそれに係合する４５°の凸部であっても良く、円弧状の面取りカットとそれに係合する円弧状の凸部であっても良い。これにより、暗所でキャップの装着を行う時など、保管プレートの外フレーム上端面に印字された行番号および列番号が確認できない場合であっても保管プレートのプレートテーブルへの装着向きを間違えることがないので、より好ましい。

本発明の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置の一実施例を図１ないし図３に基づいて説明する。
ここで、図１は、本実施例の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置の全体斜視図であり、図２は、図１に示したキャップ装着装置を矢視ＩＩ方向から見たときの正面図であり、図３は、図１に示したキャップ装着装置を矢視ＩＩＩ方向から見たときの側面図である。

まず、本実施例である創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置１００は、図１に示すように、開口した創薬用マイクロチューブが縦立収容されている格子状の複数の区画を有する保管プレート（図示していない）上に保管プレートと同じピッチおよび同じ数の区画を有し、これら区画に創薬用マイクロチューブの開口部を密封するキャップを予め整列させた整列プレート１８０を重ね合わせて、キャップを創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げることにより、創薬用マイクロチューブの開口部を保管プレートの一列同時にまたは一区画単独に密封するために設置されるものである。

そして、本実施例の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置１００は、図１ないし図３に示すように、前述した整列プレート１８０に予め整列させたキャップを保管プレートの一列分の区画同時に創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げる一列分の区画数、すなわち、１６本の一列用押し下げピン１１０と、保管プレートおよび整列プレート１８０とを重ね合わせて保持するプレートテーブル１４２と、プレートテーブル１４２をＸ軸方向に移動させるＸ軸アクチュエータ１４０と、整列プレート１８０に予め整列させたキャップを一区画単独に創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げる一区画用押し下げピン１３２と、一列用押し下げピン１１０と一区画用押し下げピン１３２とを上下に移動させる昇降アクチュエータ１５０と、一区画用押し下げピン１３２をＹ軸方向に移動させるＹ軸アクチュエータ１６０とを基本的な装置構成として備えている。

なお、図１ないし図３に示す符号１３０を付した部材は、一区画用押し下げピン１３２を上下動可能に支持する一区画用単独ホルダであり、符号１６０ａを付した部材は、Ｙ軸アクチュエータ１６０のスライダであり、符号１６０ｂを付した部材は、スライダ１６０ａに固設され一区画用単独ホルダ１３０を保持するホルダ保持板であり、符号１４２ａを付した部材は、プレートテーブル１４２の上面四隅に取り付けられたＬ字形状のガイドフレームであり、図２および図３に示す符号１４０ａを付した部材は、Ｘ軸アクチュエータ１４０のスライダであり、図３に示す符号１５０ａを付した部材は、昇降アクチュエータ１５０のスライダである。

そして、本実施例の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置１００は、図３に示すように、一列用押し下げピン１１０の先端が、一区画用押し下げピン１３２の先端よりも上部に位置していることにより、一列用押し下げピン１１０と一区画用押し下げピン１３２とをスライダ１５０ａ上に固設された昇降ベース板１５２を介在して一台の昇降アクチュエータ１５０で昇降させることができるため、装置構成が簡易となり、製造コストが削減されるなど、その効果は甚大である。一列用押し下げピン１１０および一区画用押し下げピン１３２は、鉄やステンレスなどから製造された棒状のものであって、太さは後述するキャップの凹部の内径より小さくしている。そのため、一列用押し下げピン１１０または一区画用押し下げピン１３２によって整列プレート１８０の区画に予め整列させたキャップを創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げるときに、一列用押し下げピン１１０の先端および一区画用押し下げピン１３２の先端が、整列プレート１８０の隔壁上端面に衝突することなく円滑にキャップを押し下げることができる。また、キャップを押し下げるときに、一列用押し下げピン１１０の先端および一区画用押し下げピン１３２の先端がキャップの凹部の内周壁面によってガイドされるため、キャップの姿勢が垂直状態に保たれ、安定してキャップを創薬用マイクロチューブの開口部に挿入することができる。そして、創薬用マイクロチューブの開口部を密封した後には、一列用押し下げピン１１０および一区画用押し下げピン１３２は、スムーズにキャップから外れて、創薬用マイクロチューブを引き上げることがない。

また、図１および図２に示すように、一列用押し下げピン１１０が整列プレート１８０に整列されたキャップを一列分同時に押し下げるときに、一区画用押し下げピン１３２がＹ軸アクチュエータ１６０により、プレートテーブル１４２のガイドフレーム１４２ａよりも外側に退避するように制御され、一区画用押し下げピン１３２が整列プレート１８０と干渉しないようになっている。

そして、図１ないし図３に示すように、一列用押し下げピン１１０が、４本ずつ別々に昇降アクチュエータ１５０のスライダ１５０ａにリニアガイド１１４を介して取り付けられた一列用複数ホルダ１２０に固設されている。一列用複数ホルダ１２０は、それぞれ独立してリニアガイド１１４に案内されて上下動可能であるとともに、コイルばね１１６により下方に付勢されている。このような構成にしたことにより、創薬用マイクロチューブ１本当たりの通常の押し付け力をＦとすると、１列１６本では、１６Ｆのばね力が必要であるが、１個のキャップをその力で創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げると、創薬用マイクロチューブが破損するおそれがある。本発明のように４本ずつ束ねて１つのブロックとすると、１本の創薬用マイクロチューブに掛かる押し付け力は４Ｆとなり、創薬用マイクロチューブが破損する心配がなく、その効果は甚大である。

また、同様に一区画用押し下げピン１３２も一区画用単独ホルダ１３０に内蔵されたコイルばね（図示されていない）によって下方に付勢されており、一定以上の力が一区画用押し下げピン１３２に掛かると上方に逃げるようになっており、万一、一区画用押し下げピン１３２が整列プレート１８０の隔壁の上端面に接触したとしても、一区画用押し下げピン１３２が折れたりする心配がない。

本実施例においては、保管プレートおよび整列プレート１８０が、ＳＢＳ規格に準拠した１６行×２４列の３８４個の区画を有するものを用いている。すなわち、１２７．７６ｍｍ×８５．４７ｍｍの長方形状の外フレームの内側に３８４個の区画を有しているが、本発明の技術的思想は、３８４の１／４の９６個の区画を有する保管プレートおよび整列プレートや、３８４の４倍の１５３６個の区画を有する保管プレートおよび整列プレートに応用することもできる。
また、本実施例においては、一列用押し下げピン１１０および一区画用押し下げピン１３２を下方に付勢する弾性部材としてコイルばねを用いているが、これに限られることなく弾性を有するゴムなどを用いることも可能である。

次に、本実施例の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置１００に用いられる保管プレート、整列プレートおよび創薬用マイクロチューブの構造について、図４ないし図８に基づいて説明する。
ここで、図４は、本実施例で用いた整列プレート１８０と保管プレート２００を重ね合わせる直前の状態を整列プレート１８０の一部を切り欠いて示した斜視図である。また、図５は、図４に示した整列プレート１８０と保管プレート２００を重ねたときに面Ｖで切断して矢視の方向から見たときの斜視図であり（但し、収容されている創薬用マイクロチューブの本体ＴとキャップＣの状態は、図４とは異なる）、図６は、図５を矢視ＶＩ方向から見たときの上面図であり、図７は、図５を矢視ＶＩＩ方向から見たときの断面図である。図８は、本実施例の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置１００に好適に用いられる創薬用マイクロチューブの本体およびキャップの構造を示した全体斜視図である。

図４ないし図７に示すように、創薬用マイクロチューブを縦列収容する保管プレート２００は、外フレーム２０２の内側に区画２０８を形成する外フレーム２０２の高さより低い格子状の隔壁２０４を有するとともに、隔壁２０４の交点に上方に向けて垂設された外フレーム２０２の上端面２０２ａと面一となるチューブ支持ピン２０６を有している。

一方、保管プレート２００に縦列収容された創薬用マイクロチューブの本体Ｔの開口部を密封するキャップＣを予め整列させた整列プレート１８０は、保管プレート２００と同じピッチおよび同じ数の区画１８８を有している。そして、外フレーム１８２の内側に区画１８８を形成する外フレーム１８２の高さより短い格子状の隔壁１８４を外プレート１８２の上端面１８２ａと面一となるように有しており、隔壁１８４の交点に下方に向けて垂設された外フレーム１８２の下端面１８２ｂと面一となるキャップ支持ピン１８６を有している。

すなわち、保管プレート２００と整列プレート１８０とを重ねたときに、チューブ支持ピン２０６とキャップ支持ピン１８６の先端同士が当接するため、キャップＣを前述した一列用押し下げピン１１０または一区画用押し下げピン１３２によって押し下げたときに、キャップＣの回りに存在するキャップ支持ピン１８６が、保管プレート２００のチューブ支持ピン２０６と当接して整列プレート１８０が撓むことを防ぐため、キャップＣの装着時にキャップＣが整列プレート１８０の区画１８８を抜けた反動で他のキャップＣが跳ね上がることがなく安定したキャップ装着が実現できる。

なお、本実施例では、保管プレート２００のチューブ支持ピン２０６と整列プレート１８０のキャップ支持ピン１８６は、図７に示すように、保管プレート２００と整列プレート１８０とを重ね合わせたときの外フレーム２０２の上端面２０２ａと外フレーム１８２の下端面１８２ｂとの境界面Ｓと面一の長さになるように設計しているが、保管プレート２００のチューブ支持ピン２０６の長さを前述した境界面Ｓより低くし、その分、整列プレート１８０のキャップ支持ピン１８６の長さを境界面Ｓから出るように設計することもできる。

ここで、本実施例における創薬用マイクロチューブのキャップＣおよび本体Ｔの材料は特に限定されず、適宜公知の材料を用いることができる。キャップＣの材料としては、弾性変形して整列プレート１８０の区画１８８を通過するため、弾力性に優れたＰＥ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）などにより形成することが好ましい。
一方、本体Ｔの材料としては、例えば、オレフィン系樹脂またはエラストマーを用いることが好ましい。さらに具体的には、ＰＰ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ＬＤＰＥ（Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ＨＤＰＥ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）またはＴＰＥ（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）を用いることが好ましい。このような材料を用いて成形すれば、創薬用マイクロチューブのキャップＣと本体Ｔとの密着性を増すことができるので、本体Ｔ内に封入された試料が外部に漏れ出すことない。そして、本体Ｔ内の試料の蒸発や乾燥を防止することができる。

ここで、前述した本実施例に用いられる創薬用マイクロチューブは、図８に示すように、その本体Ｔが四角筒形状となっており底部に向けて細くなっている。そして、外側面の角部に面取りが施されている。そして、その開口部Ｔ１は、円筒形状でキャップＣが嵌合するように成形されている。

次に、本実施例の創薬用マイクロチューブのキャップＣについて、図８に基づいて説明する。本実施例の創薬用マイクロチューブのキャップＣは、創薬用マイクロチューブの開口部Ｔ１に挿入される挿入部（Ｃ５〜Ｃ７）と、この挿入部の外周径よりも大きな外周径を有し創薬用マイクロチューブの開口部Ｔ１から突出する把持部Ｃ４を有している。

そして、キャップＣの全長は、整列プレート１８０の隔壁間の距離、すなわち、ピッチよりも大きく形成されている。そのため、整列プレート１８０の１つの区画１８８にキャップＣが横向きに嵌ってしまうことが防止される。

さらに、キャップＣの全長は、整列プレート１８０のピッチの２倍よりも小さく形成されている。その理由は、キャップＣの全長が整列プレート１８０のピッチの２倍以上であると、整列プレート１８０上に横向きに存在するキャップＣは、常に２つ以上の整列プレート１８０の隔壁１８４に跨り安定した状態で存在するため、キャップ整列装置を用いて整列プレート１８０を振動させたとしてもキャップＣが整列プレート１８０の区画１８８に刺さり難く、整列プレート１８０にキャップＣを整列させる際の効率が低下するからである。

また、キャップＣの把持部Ｃ３の上端縁には、整列プレート１８０のピッチよりも若干大きな外周径を有する鍔Ｃ３が形成されている。その結果、整列プレート１８０の１つの区画１８８にキャップＣが逆さまに嵌ってしまうことが防止される。この鍔Ｃ３は、整列プレート１８０を保管プレート２００上に重ねて合わせてキャップＣの上端面を前述した一列用押し下げピンまたは一区画用押し下げピンで押し下げて、保管プレート２００に縦列収容されている創薬用マイクロチューブの開口部Ｔ１を密封するときに、整列プレート１８０の区画１８８を円滑に通り抜ける必要があるため、薄く変形しやすい形状をしている。

そして、キャップＣの挿入部（Ｃ５〜Ｃ７）には、先端に向けて細くなるテーパＣ７が形成されている。その結果、キャップＣを整列プレート１８０に整列させる際に、整列プレート１８０の区画１８８に嵌り易いとともに、整列プレート１８０を保管プレート２００上に重ね合わせて、創薬用マイクロチューブの開口部Ｔ１をキャップＣで密封するときに、創薬用マイクロチューブの開口部Ｔ１とキャップＣとが嵌合し易い。

また、キャップＣは、その重心が、キャップＣの挿入部（Ｃ５〜Ｃ７）側に存在するように形成されている。その結果、整列プレート１８０上にキャップＣを載せて、整列プレート１８０を振動させた場合、キャップＣの挿入部が整列プレート１８０の区画１８８に嵌り易い。

さらに、キャップＣの把持部Ｃ４の上端面には、保管プレート２００から創薬用マイクロチューブをピッキングするときに、鉄などで構成されたピッキング棒が嵌合する開口面が円形形状の凹部Ｃ１が形成されている。この凹部Ｃ１の内周径よりも若干大きな直径を有するピッキング棒（図示はされていない）を凹部Ｃ１に刺すことによって、ピッキング棒は、キャップＣの弾性に抗して凹部Ｃ１に緊合する。そのため、ピッキング棒を保管プレート２００に縦列収容されている創薬用マイクロチューブのキャップＣの凹部Ｃ１に刺して引き上げることによって、保管プレート２００から創薬用マイクロチューブを引き抜くことができる。したがって、図４に示したように、隣接する創薬用マイクロチューブのキャップＣ間に、ほとんど隙間がない場合であっても確実に所望の創薬用マイクロチューブを引き抜くことができるとともに、ピッキング棒をロボットアームなどの多軸アクチュエータに取り付けることによって、ＳＢＳ規格に準拠した３８４個の区画２０８を有する保管プレート２００に縦列収容された創薬用マイクロチューブのピッキングを自動化することができる。

なお、本実施例においては、凹部Ｃ１とピッキング棒との緊合状態を確実にするため、凹部Ｃ１の深さは、凹部Ｃ１の内周径と同等としている。さらに、ピッキング軸が凹部Ｃ１に嵌り易いように、凹部Ｃ１の内周縁にテーパＣ２を設けている。

また、キャップＣの挿入部（Ｃ５〜Ｃ７）と把持部Ｃ４との境界に段差が形成されているとともに、挿入部と把持部Ｃ４の境界近傍に、創薬用マイクロチューブの開口部Ｔ１の内壁と密着しないくびれＣ５が形成されている。このくびれＣ５を設けたことにより、キャップＣの挿入部の外周面と創薬用マイクロチューブの開口部Ｔ１の内壁面との間に形成される気密嵌合面Ｃ６の面積が小さくなり、気密嵌合面Ｃ６に生じる接触面圧が大きくなるため、キャップＣと創薬用マイクロチューブの開口部Ｔ１との気密性が向上する。さらに、本実施例においては、気密嵌合面Ｃ６をくびれＣ５側からテーパＣ７側に向けて、１°のテーパで拡幅させており、テーパＣ７と気密嵌合面Ｃ６の境界部付近に接触面圧を集中させることにより、創薬用マイクロチューブの開口部Ｔ１とキャップＣとの気密性を一層向上させている。

さらに、キャップＣの把持部Ｃ４の長さは、挿入部の長さよりも長くなるように形成されている。そのため、キャップＣの把持部Ｃ４を人の指で把持できるため、キャップＣの取扱性が向上する。

本発明の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置は、創薬用マイクロチューブの容量が微小であるときに試料溶液の蒸発を防ぐためキャップの装着をより早くするというニーズに応えることができるとともに、１６行×２４列の保管プレートの２４列のうちの数列を使用しない使い方に対し、一列ごと１６本の創薬用マイクロチューブの開口部を一度にキャップすることで対応することができ、また、任意のキャップ装着パターンに対して一区画のみキャップを装着できるように、一列用押し下げピンに加えて、１列１６区画の任意の位置に移動できる一区画用押し下げピンを有しており、保管プレートに縦列収容された創薬用マイクロチューブの開口部を整列プレートを用いて、一度にキャップで密封することを実現し、創薬研究の高効率化に寄与するものであって、その産業上の利用可能性はきわめて高い。

本発明の一実施例である創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置の全体斜視図。 図１に示したキャップ装着装置を矢視ＩＩ方向から見たときの正面図。 図１に示したキャップ装着装置を矢視ＩＩＩ方向から見たときの側面図。 本実施例で用いた整列プレートと保管プレートの全体斜視図。 図４に示した整列プレートと保管プレートを重ね合わせたときの面Ｖで切断して矢視の方向から見たときの断面斜視図。 図５を矢視ＶＩ方向から見たときの上面図。 図５を矢視ＶＩＩ方向から見たときの断面図。 本実施例に用いられる創薬用マイクロチューブの本体およびキャップの構造を示した全体斜視図。

符号の説明

１００ ・・・ 創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置
１１０ ・・・ 一列用押し下げピン
１１４ ・・・ リニアガイド
１１６ ・・・ コイルばね
１２０ ・・・ 一列用複数ホルダ
１３０ ・・・ 一区画用単独ホルダ
１３２ ・・・ 一区画用押し下げピン
１４０ ・・・ Ｘ軸アクチュエータ
１４０ａ・・・ （Ｘ軸アクチュエータの）スライダ
１４２ ・・・ プレートテーブル
１４２ａ・・・ （プレートテーブルの）ガイドフレーム
１５０ ・・・ 昇降アクチュエータ
１５０ａ・・・ （昇降アクチュエータの）スライダ
１５２ ・・・ 昇降ベース板
１６０ ・・・ Ｙ軸アクチュエータ
１６０ａ・・・ （Ｙ軸アクチュエータの）スライダ
１６０ｂ・・・ （Ｙ軸アクチュエータの）ホルダ保持板
１８０ ・・・ 整列プレート
１８２ ・・・ （整列プレートの）外フレーム
１８２ａ・・・ （整列プレートの外フレームの）上端面
１８２ｂ・・・ （整列プレートの外フレームの）下端面
１８４ ・・・ （整列プレートの）隔壁
１８６ ・・・ （整列プレートの）キャップ支持ピン
１８８ ・・・ （整列プレートの）区画
２００ ・・・ 保管プレート
２０２ ・・・ （保管プレートの）外フレーム
２０４ ・・・ （保管プレートの）隔壁
２０６ ・・・ （保管プレートの）チューブ支持ピン
２０８ ・・・ （保管プレートの）区画
Ｔ ・・・ （創薬用マイクロチューブの）本体
Ｔ１ ・・・ （創薬用マイクロチューブ本体の）開口部
Ｃ ・・・ （創薬用マイクロチューブの）キャップ
Ｃ１ ・・・ （創薬用マイクロチューブのキャップの）凹部
Ｃ２ ・・・ （創薬用マイクロチューブのキャップ凹部内壁の）テーパ
Ｃ３ ・・・ （創薬用マイクロチューブのキャップの）鍔
Ｃ４ ・・・ （創薬用マイクロチューブのキャップの）把持部
Ｃ５ ・・・ （創薬用マイクロチューブのキャップ挿入部の）くびれ
Ｃ６ ・・・ （創薬用マイクロチューブのキャップ挿入部の）気密嵌合面
Ｃ７ ・・・ （創薬用マイクロチューブのキャップの挿入部の）テーパ

Claims (6)

1. 開口した創薬用マイクロチューブが縦立収容されている格子状の複数の区画を有する保管プレート上に該保管プレートと同じピッチおよび同じ数の区画を有し該区画に前記創薬用マイクロチューブの開口部を密封するキャップを予め整列させた整列プレートを重ね合わせて、前記キャップを前記創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げることにより該開口部を前記保管プレートの一列同時に密封する創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置であって、
   前記整列プレートに予め整列させたキャップを保管プレートの一列分の区画同時に前記創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げる前記一列分の区画数を有する一列用押し下げピンと該一列用押し下げピンを上下に移動させる昇降アクチュエータと、
   前記保管プレートおよび整列プレートとを重ね合わせて保持するプレートテーブルと該プレートテーブルをＸ軸方向に移動させるＸ軸アクチュエータとを備えるとともに、
   前記一列用押し下げピンが、弾性部材により下方に付勢されていることを特徴とする創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置。
2. 前記一列用押し下げピンが、所定の本数ずつ別々に前記昇降アクチュエータのスライダにリニアガイドを介して取り付けられた一列用複数ホルダに固設されていることを特徴とする請求項１に記載の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置。
3. 前記整列プレートに予め整列させたキャップを一区画単独に前記創薬用マイクロチューブの開口部に向けて押し下げる一区画用押し下げピンと該一区画用押し下げピンをＹ軸方向に移動させるＹ軸アクチュエータとを備えるとともに、
   前記一区画用押し下げピンが、弾性部材により下方に付勢され、
   前記Ｙ軸アクチュエータが、前記昇降アクチュエータに固設され、
   前記一列用押し下げピンの先端が、前記一区画用押し下げピンの先端よりも上部に位置していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置。
4. 前記一列用押し下げピンが前記整列プレートに整列されたキャップを一列分同時に押し下げるときに、前記一区画用押し下げピンが、前記プレートテーブルのガイドフレームよりも外側に退避することを特徴とする請求項３に記載の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置。
5. 前記保管プレートおよび前記整列プレートが、ＳＢＳ規格に準拠した１６行×２４列の３８４個の区画を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置。
6. 前記保管プレートが、該保管プレートの外フレームの内側に区画を形成する前記外フレームの高さより低い格子状の隔壁を有するとともに、該隔壁の交点に上方に向けて垂設された前記外フレームの上端面と面一となるチューブ支持ピンを有し、
   前記整列プレートが、該整列プレートの外フレームの内側に区画を形成する該外フレームの高さより短い格子状の隔壁を前記外プレートの上端面と面一となるように有するとともに、前記隔壁の交点に下方に向けて垂設された前記外フレームの下端面と面一となるキャップ支持ピンを有し、
   前記保管プレートと前記整列プレートとを重ねたときに、前記チューブ支持ピンと前記キャップ支持ピンの先端同士が当接することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の創薬用マイクロチューブのキャップ装着装置。

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