JP2014112040A - 開栓装置および試料処理装置並びに容器の開栓方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】開栓機構101が開栓動作を行って容器本体105を開栓する時に、容器栓104の上昇動作および容器栓104の下降動作を実施する。これにより、容器栓の凹部106に浮遊しているミストを、容器栓104の上昇時に、容器栓の凹部106に向けて流れる気流と、容器保持吸引機構102の吸引部102aに向けて流れる気流とからなる気流(除去気流)に取り込んでミストを吸引、回収する。
【選択図】図4
Description
しかし、覆い部材が開いた時には空気の流れが栓体の凹部に生起するため、浮遊ミストは栓体の凹部から飛び出して、隣接する試料容器や試薬容器、分析容器に飛散する可能性があり、装置内の汚染や試料や試薬間での液混入の恐れがある、との問題がある。
本発明の開栓装置および容器の開栓方法の第1の実施形態を、図1乃至図7Cを用いて説明する。
図2は、容器栓の概略図であり、(a)は容器栓の上面図、(b)は(a)に示す容器栓をA−A矢視から見た縦断面図、(c)は容栓器の下面図である。
図3は本発明の開栓装置の第1の実施形態の概略構成図であり、(a)は開栓装置の上面図、(b)は側面図である。
また、図4は図3(a)のB−B矢視における容器栓の凹部に発生する気流の概略を示す縦断面図であり、(a)は容器栓の上昇時、(b)は下降時における、開栓機構101,容器保持吸引機構102,仕切り板103,容器栓104,容器本体105および容器栓の凹部106の断面図である。
図5は、機能ブロック図である。
図6は、タイミングチャート図である。
図7A乃至図7Cは図3(a)のB−B矢視における開栓装置の動作を示す断面図である。
また、開栓機構101は、開栓機構開閉モータ109により開閉動作可能である。また、開栓機構101は、開栓機構上下モータ110により上下に移動可能で、開栓機構水平モータ112により開栓機構ガイド111に沿って水平方向に移動可能である。さらに、開栓機構101は、開栓機構回転モータ126により円柱形状の容器栓104の中心軸を回転軸とした回転動作が可能である。
この際、コントローラ201は排気ファン114に駆動信号を出力し、その状態を保ち続けて排気ファン114を作動させた状態とする。
この際、コントローラ201は排気ファン114に出力していた駆動信号の出力を停止し、排気ファン114を停止させる。
またコントローラ201は容器保持吸引機構開閉モータ113にも駆動信号を出力し、容器本体105を放す動作を行う(図7A(a)の状態に戻す)。
その後、必要に応じて次の容器の開栓処理を行う。
一般的に、採血管等の開栓時にはミストが発生し、その一部は容器栓の凹部106に流れ込み、容器栓の凹部106に滞留して浮遊した状態となり、汚染源となる。
しかし、本実施形態の開栓装置および容器の開栓方法によれば、この容器栓の凹部106に浮遊しているミストは、容器栓104の上昇時に、容器栓の凹部106に向けて流れる気流107と、凹部106内に誘起される気流109と、容器保持吸引機構102の吸引部102aに向けて流れる気流108とからなる気流(除去気流)により、吸引部102aに吸い込まれる。
よって、容器栓の凹部106に浮遊するミストを吸引、回収でき、ミストの移動が制御され、周囲へ飛散・拡散することを防止することができる。従って、隣接する試料や試薬、反応液のコンタミネーションを防止することができ、よって検体や試薬、反応液の清浄度を高く確保し、分析精度の信頼性を確保することができる。
また、栓を開閉する操作部を有する栓開閉部材と、栓開閉部材を栓に対して相対的に移動させる移動手段とを備え、栓開閉部材の操作部には、栓の周囲に飛散する試料を遮断するための遮断部が設けられた従来の栓開閉装置では、遮断部に付着せずに容器栓の凹部に浮遊するミストが、容器栓の凹部に空気の流れが生起した際に容器栓の凹部から飛び出して隣接する試料容器に飛散してしまう。
しかし、本実施形態によれば、容器栓の凹部に浮遊するミストの移動を制御することができるため、ミストの飛散・拡散を防止することができ、従来は困難であった試料間コンタミネーションの防止が可能となる。
この場合、開栓装置を操作する者が「ミスト除去モード」を選択したときは、栓の下降動作(図7B(f))および栓の上昇動作(図7C(g))を実施する。これに対し「ミスト除去不要モード」を選択したときは、栓の下降動作(図7B(f))および栓の上昇動作(図7C(g))を実施せずに省略するよう構成する。
例えば、容器本体105の図4(a)における右側半周部に位置する容器保持吸引機構102の吸引部102aだけで吸引すると、容器栓104の図4(a)における右側半周部からの下向きの気流だけでなく、容器栓104の図4(a)における左側半周部からも空気が流れ込み、その一部は容器栓の凹部106の下部を通過する気流となる。このため、容器栓の凹部106内に気流を発生させ、容器栓の凹部106内のミストを除去する働きをする。
このように、容器保持吸引機構102のうち片方のみで吸引することで、容器栓104の上昇動作および下降動作を行わなくても、容器栓の凹部106に滞留するミストを除去することができる。
本発明の開栓装置および容器の開栓方法の第2の実施形態を図8A乃至図9Cを用いて説明する。
図8Aは、本実施形態の開栓装置のうち、開栓機構101,容器保持吸引機構102,仕切り板103,容器栓104および容器本体105を示す図であり、(a)は上面図、(b)は(a)のC−C矢視における断面図である。
図8Bは、本実施形態の開栓装置のうち、開栓機構101,容器保持吸引機構102,仕切り板103,容器栓104および容器本体105を示す図であり、(c)は下面図、(d)は図8A(b)のD−D矢視における下面図、(e)は図8A(b)のE−E矢視における上面図である。
図9A乃至図9Cは、本実施形態の開栓装置の動作を示す図8A(a)のC−C矢視における断面図である。
この開栓機構101では、吐出ファンの作動中に開栓機構吐出バルブが開かれると、装置外の気体が吐出ダクトから吸引される。吸引された装置外の気体は吐出部121から吐出される。
またコントローラ201は容器保持吸引機構開閉モータ113にも駆動信号を出力し、容器本体105を放す動作を行う(図9A(a)の状態に戻す)。
その後、必要に応じて次の容器の開栓処理を行う。
例えば、3分割されている開栓機構101のうち1台あるいは2台でのみ気流を吐出する、あるいは2分割されている容器保持吸引機構102のうち1台でのみ気流を吸引する、あるいはその両方を組み合わせる、更には複数台あるうちの何台かの気流の吐出もしくは吸引を開栓動作中で停止もしくは開始する等の方法によって容器栓の凹部106の下部に気流を発生させることができる。
これによりさらに容器栓の凹部106に滞留するミストの除去効果が向上する。
本発明の開栓装置および容器の開栓方法の第3の実施形態を図10A乃至図10Cを用いて説明する。
図10A乃至図10Cは、本発明の開栓装置の第3の実施形態の動作を示す上面図および図3(a)のB−B矢視における断面図である。
またコントローラ201は容器保持吸引機構開閉モータ113にも駆動信号を出力し、容器本体105を放す動作を行う(図10A(a)の状態に戻す)。
その後、必要に応じて次の容器の開栓処理を行う。
加えて、本実施形態では、容器栓の回転上昇動作(図10B(e),図10C(g))および容器栓104の回転下降動作(図10B(f))により、容器栓の凹部106に遠心力が働き、容器栓の凹部106の壁側の圧力が高くなり中心部の圧力が低くなる。そのため、気体が中心部より流れ込んで壁側から流出し、容器栓の凹部106内に気流(図10B(f),図10C(g)の矢印)が誘起される。したがって、容器栓の凹部106に浮遊しているミストが動いて押し出され、容器保持吸引機構102の吸引部102aから吸引される。
よって、容器栓の凹部106に浮遊して徐々に周囲に移動するミストの制御がより強まり、周囲へ飛散・拡散することをより確実に防止することができる。
本発明の開栓装置および容器の開栓方法の第4の実施形態を図11A乃至図11Cを用いて説明する。
図11A乃至図11Cは、本発明の開栓装置の第4の実施形態の動作を示す図3(a)のB−B矢視における断面図である。
これ以外の構成は第1の実施形態の開栓装置と略同じであり、詳細は省略する。
またコントローラ201は容器保持吸引機構開閉モータ113にも駆動信号を出力し、容器本体105を放す動作を行う(図11A(a)の状態に戻す)。
その後、必要に応じて次の容器の開栓処理を行う。
次いで、コントローラ201は、ノズル501の接続口501aから容器栓の凹部106や容器105内の気体を吸引しながら開栓機構101およびノズル501を上昇させ、容器栓104を開くよう制御する。その後、接続口501aが容器栓の凹部106に設置される位置まで、接続口501aを上昇させる。
なお,本実施形態において、容器保持吸引機構102での吸引を実施せず、ノズル501の接続口501aでの気体吸引のみを実施してもよい。
そして、開栓装置を操作する者が「ミスト除去モード」を選択したときは、ノズル501の下降動作(図11B(e))からノズル501上昇動作(図11C(h))に示すようなノズル501の一連の動作を実施する。これに対し「ミスト除去不要モード」を選択したときは、ノズル501の下降動作(図11B(e))からノズル501上昇動作(図11C(h))に示すノズル501の一連の動作を実施せずに省略するよう構成することができる。
本発明の試料処理装置の第5の実施形態を図12乃至図17を用いて説明する。
図12は、本発明の試料処理装置の第5の実施形態の上面図である。
図13は、本発明の試料処理装置の第5の実施形態の試料処理部604の詳細図で、(a)は上面図、(b)は側面図である。
図14A乃至図14Dは、試料処理部604,分注機805および分注チップ806の動作を示す図13(a)のF−F矢視における断面図であり、仕切り板,吸引機構のバルブ,モータ,空気配管,ガイド等は省略してある。
図15は、機能ブロック図である。
図16は、試料容器内に保持されている試料を吸引する工程でのタイミングチャート図である。
図17は、吸引した試料を分析容器に分注する工程でのタイミングチャート図である。
分注機ガイド707は、分注機805による分注動作の際に、分注機805の周囲を囲むことで気流制御を行い、ミスト飛散の抑制効果を高める機構であり、開栓機構ガイド111に沿って分注機ガイド水平モータ721で水平方向に移動可能である。
試料容器601の搬送方法は、試料容器601を直接搬送する方式だけでなく、試料容器601を1本あるいは複数本ずつ搭載したラックやホルダごと搬送する方式とすることができる。また、図12に示すようなリニア方式(直線的に移動する方式)だけでなく、ディスク方式(回転動作により移動する方式)等とすることもでき、容器の搬送方法は本実施形態に限定されない。
試料容器601と同様に、分析容器606の搬送方法は、ラックやホルダごとに搬送することができ、ディスク方式で搬送することもできる。
この際、コントローラ301は排気ファン114に駆動信号を出力し、その状態を保ち続けて排気ファン114を作動させた状態を保つ。
また、コントローラ301は分注機上下モータ612に駆動信号を出力して、分注機上下モータ612を作動させることで分注機805を下降させ、分注機805に分注チップ806を装着する(図14B(d))。
また、コントローラ301は分注機上下モータ612に駆動信号を出力して、分注機上下モータ612を作動させることで分注機805を上昇させ、分注チップ806を装着した分注機805の移動準備を行う。
更に、コントローラ301は分注機水平モータ611および分注機ガイド水平モータ721に駆動信号を出力する。これにより分注機水平モータ611を作動させ、分注機805を分注機レール610に沿って移動させ、分注チップ806を装着した分注機805を試料容器保持吸引機構705の真上、すなわち開栓された試料容器本体801の真上に水平移動させて停止させる。同時に、分注機ガイド水平モータ721を作動させ、分注機ガイド707を開栓機構ガイド111に沿って移動させ、分注機ガイド707を開栓された試料容器本体801の真上に水平移動させて停止させる。
この際、コントローラ301は、第二開栓機構706を追い越すことができない分注機ガイド707を試料容器保持吸引機構705の真上に水平移動させるために、第二開栓機構水平モータ710にも駆動信号を出力して第二開栓機構水平モータ710を作動させ、第二開栓機構706も水平移動させる。
また、コントローラ301は第一開栓機構開閉モータ702に駆動信号を出力する。これにより第一開栓機構開閉モータ702を作動させて第一開栓機構701を開き、試料容器栓803を容器栓廃棄容器118に廃棄する。
また、コントローラ301は試料容器保持吸引機構吸引バルブ714に閉信号を出力する。これにより試料容器保持吸引機構吸引バルブ714を閉じ、試料容器保持吸引機構705の吸引部705aからの気体の吸引を一旦停止する。
また、コントローラ301は分注機水平モータ611および分注機ガイド水平モータ721に駆動信号を出力する。これにより分注機水平モータ611および分注機ガイド水平モータ721を作動させることで、分注機805を分注機レール610に沿って、かつ分注機ガイド707を開栓機構ガイド111に沿って同時に移動させ、分注チップ廃棄容器719の真上へ移動させる(図14C(g))。
また、コントローラ301は第二開栓機構開閉モータ708および分析容器保持吸引機構開閉モータ715に駆動信号を出力する。これにより第二開栓機構開閉モータ708を作動させて第二開栓機構706を閉じ、分析容器栓804を保持する。同時に、分析容器保持吸引機構開閉モータ715を作動させて分析容器保持吸引機構711を閉じ、分析容器本体802を保持する。
また、コントローラ301は分注機水平モータ611および分注機ガイド水平モータ721に駆動信号を出力する。これにより分注機水平モータ611および分注機ガイド水平モータ721を作動させることで、分注機805を分注機レール610に沿って、かつ分注機ガイド707を開栓機構ガイド111に沿って同時に移動させ、分析容器本体802上へ移動させる。
この際、コントローラ301は、第一開栓機構701を追い越すことができない第二開栓機構706を容器栓廃棄容器118の真上に水平移動させるために、第一開栓機構水平モータ704にも駆動信号を出力して第一開栓機構水平モータ704を作動させ、第一開栓機構701も水平移動させる。
続いて、コントローラ301は第二開栓機構開閉モータ708に駆動信号を出力する。これにより第二開栓機構開閉モータ708が作動して第二開栓機構706が開き、分析容器栓804を容器栓廃棄容器118に廃棄させる。
この際、コントローラ301は排気ファン114に出力していた駆動信号の出力を停止し、排気ファン114を停止させる。
また、コントローラ301は分注機水平モータ611および分注機ガイド水平モータ721に駆動信号を出力する。これにより分注機水平モータ611および分注機ガイド水平モータ721を作動させることで、分注機805を分注機レール610に沿って、かつ分注機ガイド707を開栓機構ガイド111に沿って同時に移動させ、分注チップ廃棄容器719の真上に水平移動させて停止させる。
この際、コントローラ301は、第一開栓機構水平モータ704にも駆動信号を出力して第一開栓機構水平モータ704を作動させ、第一開栓機構701も水平移動させる(図14D(j))。
また、コントローラ301は分析容器保持吸引機構開閉モータ715にも駆動信号を出力し、分析容器本体802を放す動作を行う。
また、コントローラ301は第二開栓機構回転モータ723に駆動信号を出力し、第二開栓機構7061を初期角度に戻す。
この間に、コントローラ301は分析容器搬送部608に駆動信号を出力して分析容器搬送部608を作動させ、分析容器本体802を分析容器保管部609へ搬送する。
そのうえで、試料処理装置を操作する者が、「ミスト除去不要モード」を選択したときは試料容器栓803の下降動作(図14B(e))およびその後の上昇動作を実施せずに省略する。これに対し「ミスト除去モード」を選択したときは、試料容器栓803の下降動作(図14B(e))およびその後の上昇動作を実施するよう構成することができる。
例えば、試料容器本体801の右側半周部に位置する試料容器保持吸引機構705の吸引部705aだけで吸引すると、試料容器栓803の右側半周部からの下向きの気流だけでなく、試料容器栓803の左側半周部からも空気が流れ込み、その一部は容器栓の凹部の下部を通過する気流となる。このため、容器栓の凹部807内に気流を発生させ、容器栓の凹部807内のミストを除去する働きをする。
このように、試料容器保持吸引機構705のうち片方のみで吸引することで、試料容器栓803の上昇動作をしなくても、容器栓の凹部807に滞留するミストを除去することができる。
また、開栓装置の第1の実施形態、第2の実施形態、第3の実施形態、第4の実施形態のいずれかを1つずつ組み合わせて設置することもできる。
さらに、これらの開栓装置を並列でなく直列に配置することもできる。
なお、本発明は上記の実施形態に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。
閉栓機構901を備えていることにより、必要量の分注後に閉栓することができ、容器を移動させる際に異物の混入を防止し、コンタミネーションの心配をより小さくすることができる。
図18に示すように閉栓機構を開栓機構に対して別途設けるだけでなく、開栓機構が閉栓動作を行うよう構成することもできる。
例えば、試薬容器の開栓装置や試薬容器の開栓装置を備えた試料処理装置にあっては、試薬の開栓時にも同様のミストが発生する可能性がある。このような場合においては、試薬の開栓時に上記の如き制御を行うことによって、周囲の汚染を防ぐとともに、試薬間コンタミネーションの発生を抑止することができる。
102…容器保持吸引機構、
103…仕切り板、
104…容器栓、
105…容器本体、
106…容器栓の凹部、
107,108…気流、
109…開栓機構開閉モータ、
110…開栓機構上下モータ、
111…開栓機構ガイド、
112…開栓機構水平モータ、
113…容器保持吸引機構開閉モータ、
114…排気ファン、
115…容器保持吸引機構吸引バルブ、
116…排気フィルタ、
117…排気ダクト、
118…容器栓廃棄容器、
119…容器栓突起部、
120…開栓チャック部、
121…吐出部、
122…容器本体保持部、
123…吸引部、
124…吐出スリット形成部品、
125…吸引スリット形成部品、
126…開栓機構回転モータ、
501…ノズル、
601…試料容器、
602…試料容器投入部、
603…試料容器搬送部、
604…試料処理部、
605…試料容器保管部、
606…分析容器、
607…分析容器投入部、
608…分析容器搬送部、
609…分析容器保管部、
610…分注機レール、
611…分注機水平モータ、
612…分注機上下モータ、
613…分注チップ、
614…分注チップ保持部、
615…分注チップ保持部ガイド、
616…分注チップ保持部水平モータ、
701…第一開栓機構、
702…第一開栓機構開閉モータ、
703…第一開栓機構上下モータ、
704…第一開栓機構水平モータ、
705…試料容器保持吸引機構、
706…第二開栓機構、
707…分注機ガイド、
708…第二開栓機構開閉モータ、
709…第二開栓機構上下モータ、
710…第二開栓機構水平モータ、
711…分析容器保持吸引機構、
712…試料容器保持吸引機構開閉モータ、
714…試料容器保持吸引機構吸引バルブ、
715…分析容器保持吸引機構開閉モータ、
716…分析容器保持吸引機構吸引バルブ、
717…第一仕切り板、
718…第二仕切り板、
719…分注チップ廃棄容器、
721…分注機ガイド水平モータ、
722…第一開栓機構回転モータ、
723…第二開栓機構回転モータ、
801…試料容器本体、
802…分析容器本体、
803…試料容器栓、
804…分析容器栓、
805…分注機、
806…分注チップ、
807…試料容器栓の凹部、
808,809…気流、
901…閉栓機構。
Claims (15)
- 容器の栓を開栓するための開栓装置であって、
密閉部に凹部を有する容器栓によって液体を収容した容器の上部開口部を密閉した前記容器を保持する容器保持機構と、
前記容器保持機構に保持された前記容器から前記容器栓を持ち上げて取り外す開栓機構と、
この開栓機構による前記容器栓の開栓処理時に、前記容器栓の前記凹部内に停滞する液体ミストを除去する除去気流を発生させる制御機構とを備えた
ことを特徴とする開栓装置。 - 請求項1に記載の開栓装置において、
前記容器保持機構は、気体を吸引する吸引部を更に備え、
前記制御機構は、前記容器栓を垂直方向に往復動させながら持ち上げるよう前記開栓機構を制御することで前記容器栓の前記凹部内に向けた気流を生起させ、この気流を前記吸引部から吸引するよう前記容器保持機構を制御することで前記除去気流を発生させる
ことを特徴とする開栓装置。 - 請求項1に記載の開栓装置において、
前記容器保持機構は、気体を吸引する吸引部を更に備え、
前記開栓機構は、前記前記容器保持機構の前記吸引部に向けて気体を吐出する吐出部を更に備え、
前記制御機構は、前記容器栓を前記容器から取り外す際に前記開栓機構の前記吐出部から気体を吐出させ、この気流を前記吸引部から吸引するよう前記容器保持機構を制御することで前記除去気流を発生させる
ことを特徴とする開栓装置。 - 請求項1に記載の開栓装置において、
前記容器保持機構は、気体を吸引する吸引部を更に備え、
前記制御機構は、前記容器栓を前記容器から上昇させて取り外した後に回転させながら持ち上げるよう前記開栓機構を制御することで前記容器栓の前記凹部内に向けた気流を生起させ、この気流を前記吸引部から吸引するよう前記容器保持機構を制御することで前記除去気流を発生させる
ことを特徴とする開栓装置。 - 請求項1に記載の開栓装置において、
前記容器保持機構は、気体を吸引する吸引部を更に備え、
前記開栓機構は、前記前記容器保持機構の前記吸引部に向けて気体を吐出する吐出部を更に備え、
前記制御機構は、前記開栓機構の前記吐出部から吐出させる気体の流量と前記容器保持機構の前記吸引部から吸引する気体の流量とのうち少なくともいずれかを前記容器栓の周方向で異ならせることで除去気流を発生させる
ことを特徴とする開栓装置。 - 請求項1に記載の開栓装置において、
前記容器栓の外側から前記容器栓の前記凹部内に向かって穿刺され、この栓凹部内に気体を吐出する吐出プローブを更に備え、
前記容器保持機構は、気体を吸引する吸引部を更に備え、
前記制御機構は、前記吐出プローブから気体を吐出させ、この気体を前記吸引部から吸引するよう前記容器保持機構を制御することで前記除去気流を発生させる
ことを特徴とする開栓装置。 - 請求項1に記載の開栓装置において、
前記容器栓の外側から前記容器栓凹部内に向かって穿刺され、この栓凹部内から気体を吸引する吸引プローブを更に備え、
前記制御機構は、気体を吸引するよう前記吸引プローブを制御することで前記除去気流を発生させる
ことを特徴とする開栓装置。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の開栓装置において、
前記容器保持機構の周囲に設けられた仕切り板を更に備えた
ことを特徴とする開栓装置。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の開栓装置において、
前記容器保持機構に保持された前記容器に、前記容器栓を取り付ける閉栓機構を更に備えた
ことを特徴とする開栓装置。 - 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の開栓装置を少なくとも一つ備えたことを特徴とする試料処理装置。
- 容器の栓を開栓するための開栓方法であって、
内部に液体が収容され、凹部を有する栓で閉栓された前記容器を保持する工程と、
前記容器栓の前記凹部内に停滞する液体ミストを除去する除去気流を発生させながら前記保持工程で保持された前記容器から前記容器栓を持ち上げて取り外す開栓工程とを備えた
ことを特徴とする容器の開栓方法。 - 請求項11に記載の容器の開栓方法において、
前記開栓工程において、前記容器栓を垂直方向に往復動させながら持ち上げることで前記容器栓の前記凹部内に向けた気流と、この気流を吸引する気流とを生起させることで前記除去気流を発生させる
ことを特徴とする容器の開栓方法。 - 請求項11に記載の容器の開栓方法において、
前記開栓工程において、前記容器栓を前記容器から上昇させて取り外した後に前記容器栓を回転させながら持ち上げることで前記容器栓の前記凹部内に向けた気流と、この気流を吸引する気流とを発生させることで前記除去気流を発生させる
ことを特徴とする容器の開栓方法。 - 請求項11に記載の容器の開栓方法において、
前記開栓工程において、前記容器栓の外側から前記容器栓凹部内に向かってプローブを穿刺し、この穿刺させたプローブから栓凹部内に気体を吐出し、この気体を吸引することによって前記除去気流を発生させる
ことを特徴とする容器の開栓方法。 - 請求項11に記載の容器の開栓方法において、
前記開栓工程において、前記容器栓の外側から前記容器栓凹部内に向かってプローブを穿刺し、この穿刺させたプローブから栓凹部内の気体を吸引することによって前記除去気流を発生させることを特徴とする容器の開栓方法。
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