JP2012214270A - 試料保管装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成でありながら、多数の試料を確実な管理下にて保管することができ、小規模な試験、研究施設において好適に使用可能な試料保管装置を提供する。
【解決手段】試料を収容する複数のマイクロチューブ３を、収納筐１から引き出した保管トレイ２上に縦横に並べて保管する試料保管装置において、収納筐１の天板前部の中央に基台４を介して光照射器５を取り付け、この光照射器５による照射光が引き出し状態にある保管トレイ２上に形成する光スポットを、制御部６により基台４のパンチルト動作を制御することで走査し、コードリーダ６２の読み取りによって受け付けた試料の識別情報に応じて、保管トレイ２上での試料の保持位置を指示する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、多数の試料を引き出し式の保管トレイに縦横に並べて保管すべく使用される試料保管装置に関する。

生物工学、生化学等の技術分野においては、薬品、微生物、化学物質等、多種類の試料を収納、保管する試料保管装置が使用されている。（例えば、特許文献１参照）。この試料保管装置は、マイクロチューブと称される小径筒型の容器内に収容された試料を取扱い対象とし、該マイクロチューブを保持する保管トレイと、該保管トレイを収納する多数の収納棚と、該保管トレイの入出庫口と、該入出庫口と前記収納棚との間で前記保管トレイを搬送する搬送装置とを備えている。

保管トレイには、多数の保持穴が縦横に並設してある。マイクロチューブは、夫々の保持穴に差し込むことにより保管トレイに起立姿勢で保持され、また夫々の保持穴から引き抜くことにより保管トレイから取外すことができる。マイクロチューブの着脱は、入出庫口にある保管トレイに対して行われる。保管トレイに保持されたマイクロチューブは、搬送装置の動作により保管トレイと共に搬送されて、対応する収納棚に収納保管され、収納棚に保管されたマイクロチューブは、搬送装置の動作により保管トレイと共に搬送されて入出庫口に送り出される。

特許文献１の試料保管装置は、入出庫口に配置された保管トレイ上でマイクロチューブの保持位置を指示する指示手段を備えている。該指示手段は、Ｘ方向及びＹ方向に走行可能な２軸直交型ロボットと、該２軸直交型ロボットに装着されたレーザラインポインタとを備えている。レーザラインポインタは、入出庫口の所定位置に置かれた保管トレイの面上にＸ方向及びＹ方向に延びる輝線を夫々照射する。夫々の輝線は、２軸直交型ロボットの動作により走査され、マイクロチューブの保持位置は、保管トレイ上での両輝線の交叉位置として指示される。使用者は、輝線の交叉位置を視認することでマイクロチューブの着脱を誤りなく実施することができる。

特許第４３３０９５６号公報

以上の如く、特許文献１に記載された試料保管装置は、多くの試料を各別のマイクロチューブに収容された状態で保管し、夫々の試料を、短時間で誤りなく、確実に搬出入することができ、これらの試料を使用する各種の処理の効率向上に寄与することができる優れた装置である。

しかしながら、この試料保管装置は、輝線を走査するための２軸直交型ロボット、入出庫口と収納棚との間で保管トレイを搬送する搬送装置、更には、これらの制御手段を備える大型の装置であることから、生物工学、生化学等の技術分野において広く存在する小規模な研究施設での使用が難しいという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成でありながら、多数の試料を確実な管理下にて保管し、誤りのない搬出入を実現することができ、小規模な試験、研究施設において好適に使用可能な試料保管装置を提供することを目的とする。

本発明に係る試料保管装置は、試料を収容する複数の容器を、収納筐から引き出した保管トレイ上に縦横に並べて保持し、該保管トレイと共に前記収納筐内に収納して保管する試料保管装置において、前記収納筐の外部に支持してあり、パンチルト動作可能な基台と、該基台に取付けてあり、引き出し状態にある前記保管トレイの面上に光を照射する光照射器と、前記試料の識別情報を受付ける受付手段と、該受付手段が受付けた識別情報に応じて前記基台を動作させ、前記光照射器の照射光が前記保管トレイ上に形成する光スポットを縦横に走査して、前記識別情報に対応する試料の保持位置を指示すべく動作する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明においては、パンチルト動作可能な基台に取付けた光照射器と、受付手段が受付けた識別情報に応じて基台を動作させる制御手段とを備え、光照射器の照射光が保管トレイ上に形成する光スポットを制御手段の動作により走査して試料の保持位置を指示するから、簡素な構成でありながら、確実な管理下での多数の試料の保管に対応することができる。

また本発明に係る試料保管装置は、前記保管トレイが引き出し状態にあることを検出する引き出し検出器を備え、前記制御手段は、前記引き出し検出器の検出に応じて動作を開始するように構成してあることを特徴とする。

この発明においては、保管トレイが引き出し状態にあることを条件として制御手段が動作を開始するから、正規の位置にまで引き出された保管トレイ上で光スポットを走査し、対象となる試料の保管位置を正確に指示し、保管位置の誤認を未然に防止することが可能となる。

また本発明に係る試料保管装置は、前記保管トレイの引き出し長さを検出する引き出し長さ検出器を備え、前記制御手段は、前記引き出し長さ検出器の検出長さに応じて前記光スポットの照射位置を変更することを特徴とする。

この発明においては、制御手段が保管トレイの引き出し長さに応じて動作し、現状の引き出し長さに対応するように光スポットの照射位置を変更するから、正規の位置にまで引き出されていない保管トレイ上においても光スポットを正しく走査し、対象となる試料の保管位置を正確に指示することが可能となる。

また本発明に係る試料保管装置は、前記受付手段が、前記容器に設けた識別コードと、該識別コードを読み取るコードリーダとを備えることを特徴とする。

この発明においては、試料を収納する容器に設けた識別コードをコードリーダにより読み取ることで識別情報の受付けが完了するから、使用者の負担を軽減し、使い勝手を良好にすることができる。

また本発明に係る試料保管装置は、前記光照射器が、レーザ光を照射することを特徴とする。

この発明においては、光照射器が、小サイズの光スポットの形成が可能であり、直進性に優れたレーザ光を照射するから試料の保管位置を正しく指示することができる。

また本発明に係る試料保管装置は、前記保管トレイが、前記収納筐の上下に複数段重ねて設けてあり、前記制御手段は、引き出し状態にある保管トレイの段位置に応じて前記光スポットの照射位置を変更して動作することを特徴とする。

この発明においては、制御手段が、上下複数段の保管トレイのいずれが引き出されているかに応じて照射位置を変更するように動作するから、多数の保管トレイの夫々に対し、対象となる試料の保持位置を、誤りなく正確に指示することができる。

また本発明に係る試料保管装置は、前記受付手段が受付けた識別情報に対応する試料を保管すべき保管トレイの段位置を指示する指示手段を更に備えることを特徴とする。

この発明においては、試料を保管すべき保管トレイの段位置を、前記試料の識別情報に応じて指示する指示手段を備えたから、使用者は、識別情報を与えるだけで正しい保管トレイの段位置を認識し、該当する保管トレイを引き出し、試料の保管及び取出しを、効率的に、しかも誤りなく実施することができる。

本発明に係る試料保管装置においては、パンチルト動作可能な基台に取付けた光照射器と、試料の識別情報の受付けに応じて基台を動作させる制御手段とを備える簡素な構成により、光照射器の照射光が保管トレイ上に形成する光スポットを基台のパンチルト動作により縦横に走査し、保管トレイ上の保持位置を指示するから、多数の試料を正しく系統立てて保管することができ、小規模な試験、研究施設での利用に好適である等、本発明は優れた効果を奏する。

試料保管装置の外観斜視図である。 保管トレイの一部を破断して示す斜視図である。 マイクロチューブの斜視図である。 光照射器の取付け構造の説明図である。 試料保管装置の制御系の構成を示すブロック図である。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、試料保管装置の外観斜視図である。本図に示す試料保管装置は、床面上に支持された収納筐１と、該収納筐１に取付けた保管トレイ２とを備えている。

図２は、保管トレイ２の一部を破断して示す斜視図である。図１に示すように、保管トレイ２は、浅底の矩形箱体であり、該保管トレイ２の内部には、図２に示すように、底面に所定の高さを隔てて対向するように支持板２０が架設してある。この支持板２０には、所定ピッチ毎に縦横に並べて複数の保持穴２１，２１…が並設してあり、これらの保持穴２１，２１…の夫々には、マイクロチューブ３，３…が保持されている。

図３は、マイクロチューブ３の斜視図である。図示の如くマイクロチューブ３は、有底円筒形のチューブ本体３０と、該チューブ本体３０の開口部鍔縁に連結帯３１を介して連結された蓋体３２とを一体成形してなり、例えば、生物工学、生化学等の技術分野において使用する液状の試料を、μＬ〜ｍＬ単位でチューブ本体３０内に収容し、該チューブ本体３０の開口を蓋体３２の嵌め込みにより封止して、前記試料を密封収容すべく使用されるポリプロピレン樹脂製の容器である。チューブ本体３０の外面には、識別ラベル３３が被着されている。識別ラベル３３は、夫々のマイクロチューブ３の内部に収容された試料に対応する識別情報（種類、量、処理日時等）を、バーコード、２次元コード等の識別コードとして印刷してあるラベルである。

このようなマイクロチューブ３は、保管トレイ２内の支持板２０に設けた保持穴２１に底部を下として差し込むことにより、該保持穴２１により中途部を、また保管トレイ２の底面により底部を夫々支えられ、図１、図２に示すように保管トレイ２の内部に、起立姿勢で縦横に並べた状態で保持される。このように保持されたマイクロチューブ３は、保持穴２１から上方に引き抜くことにより容易に取出すことができる。

以上のようにマイクロチューブ３を保持する保管トレイ２は、図１に示すように、収納筐１に上下方向に複数段に重ねて設けてあり、夫々の位置で前面に引き出し可能である。図１中には、一つの保管トレイ２を収納筐１から引き出した状態で示し、他の保管トレイ２，２…を収納筐１内に収納した状態で示してある。前述したようなマイクロチューブ３の着脱は、保管トレイ２を引き出した状態で実施される。

試料保管装置は、このようなマイクロチューブ３の着脱に際し、保管トレイ２上での保持位置を指示することを目的として、収納筐１の天板の前部中央に基台４を介して取付けられた光照射器５を備えている。

図４は、光照射器５の取付け構造の説明図である。本図に示すように、光照射器５の取付けに使用する基台４は、固定台４０と、該固定台４０の一面に、該一面と垂直をなす軸（縦軸）周りでの回動可能に支持された第１回動台４１と、該第１回動台４１に前記固定台４０の一面と平行をなす軸（横軸）周りでの回動可能に支持された第２回動台４２とを備え、第１回動台４１の回動による縦軸周りの首振り動作（パン動作）と、第２回動台４２の回動による横軸周りの首振り動作（チルト動作）とが可能となるように構成されている。

光照射器５は、第２回動台４１の内部に設けてあり、該第２回動台４２の外側に開口する出射口５０からレーザ光を出射するように構成されている。基台４は、図４中に一部を示す収納筐１の上面に前方に張り出すように取付けた支持板４３の下面に固定台４０を固定し、支持板４３の先端部に、第１回動台４１及び第２回動台４２を垂下する姿勢で取付けてある。

この取付けにより光照射器５の出射口５０は、図１に示すように、引き出し状態にある保管トレイ２に対向した状態にあり、出射口５０から出射されるレーザ光は、保管トレイ２の上面に照射され、該上面に光スポットを形成することができる。

基台４の第２回動台４２は、支持部に設けたチルトモータ４４の駆動によりチルト動作し、また第１回動台４１は、固定台４０に設けたパンモータ４５（図１、図５参照）の駆動によりパン動作する。出射口５０から出射されるレーザ光の方向は、第１回動台４１のパン動作及び第２回動台４２のチルト動作により夫々変化し、該レーザ光が保管トレイ２の上面に形成する光スポットの位置は、パン動作に応じて保管トレイ２の幅方向に走査され、チルト動作に応じて保管トレイ２の奥行き方向に走査される。

図１には、パン動作によるレーザ光の走査範囲を実線の矢符により示し、チルト動作によるレーザ光の走査範囲を破線の矢符により示してある。このように、光照射器５が出射するレーザ光の照射位置は、基台４の第１回動台４１のパン動作及び第２回動台４２のチルト動作の組み合わせにより、引き出し状態にある保管トレイ２の上面全域に亘って変更することができ、該保管トレイ２上に形成される光スポットの位置により、マイクロチューブ３の着脱位置を指示することが可能となる。

なお、光照射器５は、適宜の可視光をレンズ等の集光手段により集光して照射する構成としてもよいが、直進性に優れ、小径の光スポットの形成が可能であることから、前述したようにレーザ光の照射が可能な光照射器５を採用するのが望ましい。

図５は、試料保管装置の制御系の構成を示すブロック図である。試料保管装置は、制御部６を備えている。制御部６は、ＣＰＵ６ａ、ＲＯＭ６ｂ、ＲＡＭ６ｃ及び入出力インターフェイス６ｄを共有バスで接続してなるコンピュータである。

制御部６は、入出力インターフェイス６ｄに接続されたチルトモータ４４、パンモータ４５及び光照射器５を制御対象とし、光照射器５にレーザ光を出射させると共に、チルトモータ４４及びパンモータ４５を駆動して、光照射器５によるレーザ光が保管トレイ２上に形成する光スポットを走査せしめるように動作する。

制御部６の入出力インターフェイス６ｄには、入力部６０、表示部６１、コードリーダ６２及び引き出し検出器６３が接続されている。入力部６０は、使用者の操作により各種の情報の入力を可能とするために設けてある。表示部６１は、入力部６０の操作を補助するための表示、試料保管装置の動作状態の表示等の各種の表示を行わせるために設けてある。なお、図１に示す制御部６は、入力部６０としてのキーボード、及び表示部６１としての表示パネルを一体に備える汎用のコンピュータとしてあるが、該制御部６は、収納筐１に組み込まれた専用のコンピュータであってもよい。

コードリーダ６２は、マイクロチューブ３に貼着された識別ラベル３３に設けられた識別コードを読み取り、入出力インターフェイス６ｄを介してＣＰＵ６ａに与える。ＣＰＵ６ａは、コードリーダ６２からの入力に基づいてマイクロチューブ３内の試料の識別情報を認識し、当該試料の保持位置を保管トレイ２上の光スポットにより指示すべく、光照射器５の光照射を行わせ、チルトモータ４４及びパンモータ４５を駆動制御して、保管トレイ２上の光スポットを走査する。

引き出し検出器６３は、収納筐１が備える保管トレイ２，２…の夫々が引き出し状態にあることを検出すべく設けてある。引き出し検出器６３は、例えば、保管トレイ２が最大引き出し位置まで引き出されたとき、該保管トレイ２の一部と当接してオンするように収納筐１内に設けられたスイッチとすることができる。また引き出し検出器６３は、保管トレイ２の引き出し長さを定量的に検出可能なセンサであってもよい。

制御部６のＣＰＵ６ａは、引き出し検出器６３からの入力により各保管トレイ２，２…が引き出し状態にあることを認識し、所望の保管トレイ２が引き出し状態となったことを条件として、当該保管トレイ２に対して設定された保管位置データに基づいて前述した指示動作を実行する。使用者は、この指示動作により保管トレイ２上に走査される光スポットの位置により、保管すべきマイクロチューブ３の保持位置、又は取出すべきマイクロチューブ３の位置を速やかに知ることができる。

なお、引き出すべき保管トレイ２は、試料の識別情報に応じてＣＰＵ６ａが判断し、例えば、表示部６１に表示させることで使用者に報知すればよい。また、収納筐１の前面に保管トレイ２，２…の夫々に対応する表示ランプを備え、該表示ランプを選択的に点灯させることで保管トレイ２の段位置を報知するようにしてもよい。更に、光照射器５が出射するレーザ光を利用し、該レーザ光を、光ファイバにより各保管トレイ２の高さ位置に導き、該位置に照射することで保管トレイ２の段位置を報知することも可能である。

引き出し長さの定量検出が可能な引き出し検出器６３が用いられている場合、ＣＰＵ６ａは、最大引き出し状態にある保管トレイ２に対して定められている保管位置データを、引き出し長さの検出結果に基づいて補正し、補正後の保管位置データに基づいて指示動作を実行する。これにより、異なる引き出し長さ下でマイクロチューブ３の保持位置を正しく指示することが可能となる。

以上の如く構成された試料保管装置に試料を保管する場合、使用者は、コードリーダ６２を操作し、当該試料が収納されたマイクロチューブ３の識別ラベル３３を読み取らせる。制御部６は、保管すべき試料の識別情報を認識し、当該試料を保持する保管トレイ２の段位置を表示部６１に表示し、該保管トレイ２が使用者により引き出し操作されるまで待機する。

保管トレイ２が引き出された場合、制御部６は、光照射器５を動作させ、レーザ光を出射させる一方、前記試料に対応する保管位置データに従ってチルトモータ４４及びパンモータ４５を駆動する。この動作により、保管トレイ２上では、光照射器５からのレーザ光が形成する光スポットが走査され、マイクロチューブ３を保管すべき位置にて停止する。従って、使用者は、光スポットの停止位置にマイクロチューブ３を保持させ、最後に保管トレイ２を閉じるだけで、マイクロチューブ３に収容された試料を、収納筐１内の所定の保管位置に、速やかに、しかも誤りなく保管することができる。

以上の保管が終了した場合、制御部６のＣＰＵ６ａは、保管トレイ２の段位置、及び該保管トレイ２上の保持位置を、マイクロチューブ３内の試料の識別データに対応付けてＲＡＭ６ｃに記憶させ、保管時の一連の動作を終了する。

一方、試料保管装置に保管された試料を取出す場合、使用者は、入力部６０を操作して、所望の試料の識別情報を入力する。この入力は、複数のマイクロチューブ３の夫々に貼着された識別ラベル３３と共通の識別コードが印刷されたコード表を別途用意し、該コード表内の識別コードをコードリーダ６２により読み取らせることにより実施することも可能である。

制御部６は、入力された識別情報に対応するマイクロチューブ３の保管位置を調べ、該マイクロチューブ３が保管されている保管トレイ２の段位置を表示部６１に表示し、該保管トレイ２が使用者により引き出し操作されるまで待機する。

保管トレイ２が引き出された場合、制御部６は、光照射器５、チルトモータ４４及びパンモータ４５を保管時におけると同様に制御して保管トレイ２上で光スポットを走査し、取出すべきマイクロチューブ３の位置を指示する。使用者は、光スポットによる指示位置にあるマイクロチューブ３を保管トレイ２から取外すことにより、所望の試料を、速やかに、しかも誤りなく取出すことができる。

なお以上の実施の形態においては、マイクロチューブ３に収容された試料を保管対象としているが、シャーレ、試験管等、マイクロチューブ３以外の容器に収容された試料を保管対象とすることも可能である。この場合、保管トレイ２内の支持板２０の構成を変更するのみで容易に対応することができる。

収納筐１から引き出される保管トレイ２上に縦横に並べて多数の試料を保持させるように構成された試料保管装置は、生物工学、生化学等の技術分野において従来から広く使用されている。本発明に係る試料保管装置は、この種の試料保管装置に、パンチルト動作が可能な基台４に取付けた光照射器５と、試料の識別情報（識別ラベル３３）を受付ける受付手段（コードリーダ６２）と、受付手段が受付けた識別情報に応じて基台４を動作させ光照射器５の照射光が形成する光スポットを走査せしめる制御手段（制御部６）を追加するだけで簡易に構成することができる。

制御部６としては、図１に示すように、汎用のコンピュータを使用することができる。この場合、識別情報の処理手順、基台４の制御手順等を含む制御プログラムを当該コンピュータにロードさせ、この制御プログラムに従って動作させることで、前述した制御部６として機能を果たす。

なお、光照射器５を取付ける基台４の構成は、図４に示す構成に限らず、光照射器５による照射光を、前後及び左右方向に走査可能であれば適宜の構成とすることができる。また光照射器５の照射光が保管トレイ２上に形成する光スポットは、一般的な円形のスポットに限らず、楕円形、矩形、多角形、更には、十字形、矢印形等のスポットであってもよい。また光照射器５は、色が異なる複数の光を照射可能とし、保管トレイ２上に形成される光スポットの色を、例えば、試料の入庫時と出庫時とで異ならせる等、目的に応じて異ならせるようにしてもよい。

１ 収納筐
２ 保管トレイ
３ マイクロチューブ（容器）
４ 基台
５ 光照射器
６ 制御部
３３ 識別ラベル
６２ コードリーダ
６３ 引き出し検出器

Claims (7)

1. 試料を収容する複数の容器を、収納筐から引き出した保管トレイ上に縦横に並べて保持し、該保管トレイと共に前記収納筐内に収納して保管する試料保管装置において、
   前記収納筐の外部に支持してあり、パンチルト動作可能な基台と、
   該基台に取付けてあり、引き出し状態にある前記保管トレイの面上に光を照射する光照射器と、
   前記試料の識別情報を受付ける受付手段と、
   該受付手段が受付けた識別情報に応じて前記基台を動作させ、前記光照射器の照射光が前記保管トレイ上に形成する光スポットを縦横に走査して、前記識別情報に対応する試料の保持位置を指示すべく動作する制御手段と
   を備えることを特徴とする試料保管装置。
2. 前記保管トレイが引き出し状態にあることを検出する引き出し検出器を備え、前記制御手段は、前記引き出し検出器の検出に応じて動作を開始するように構成してある請求項１に記載の試料保管装置。
3. 前記保管トレイの引き出し長さを検出する引き出し長さ検出器を備え、前記制御手段は、前記引き出し長さ検出器の検出長さに応じて前記光スポットの照射位置を変更する請求項１に記載の試料保管装置。
4. 前記受付手段は、前記容器に設けた識別コードと、該識別コードを読み取るコードリーダとを備える請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の試料保管装置。
5. 前記光照射器は、レーザ光を照射する請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載の試料保管装置。
6. 前記保管トレイは、前記収納筺の上下に複数段重ねて設けてあり、前記制御手段は、引き出し状態にある保管トレイの段位置に応じて前記光スポットの照射位置を変更して動作する請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の試料保管装置。
7. 前記受付手段が受付けた識別情報に対応する試料を保管すべき保管トレイの段位置を指示する指示手段を更に備える請求項６に記載の試料保管装置。

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