JP2018146479A - Spot deposition amount measurement system, spot deposition amount measurement method and program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spot deposition amount measurement system or the like capable of accurately grasping the amount of liquid spotted on a material to be spotted.SOLUTION: A spot deposition amount measurement system includes: an imaging device for imaging an object and outputting image data; and an information processing device for generating an unspotted image being an image which is imaged before being spotted on a material to be spotted by a dispensation pipette to capture at least a tip of a chip provided in the dispensation pipette and liquid suspending from the tip, and a spotted image being an image picked up after being spotted on the material to be spotted by the dispensation pipette to capture at least the tip of the chip on the basis of image data outputted from the imaging device, and calculating a spot deposition amount being the capacity of the liquid spotted on the material to be spotted on the basis of the unspotted image and the spotted image.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、分注ピペットにより点着された液体の容量を測定する点着量測定システム、点着量測定方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a spot amount measuring system, a spot amount measuring method, and a program for measuring the volume of a liquid spotted by a dispensing pipette.

従来、医療分野や生化学分野等においては、試薬や検体等の少量の液体をマイクロプレート等において反応させる検査や実験が行われている。反応に用いられる液体は、通常、
液体を吸入及び吐出する点着チップ(単にチップともいう)が先端に取り付けられた分注ピペットを用いて被点着材に点着される。
Conventionally, in the medical field, biochemical field, and the like, examinations and experiments in which a small amount of liquid such as a reagent or a sample is reacted in a microplate or the like have been performed. The liquid used for the reaction is usually
A spotting tip for sucking and discharging liquid (also simply referred to as a tip) is spotted on the spotted material using a dispensing pipette attached to the tip.

点着に関する技術として、特許文献1には、雰囲気の蒸気圧に関連する温度及び湿度の検出信号を得て、点着チップ内に液体を吸入した後の該点着チップ内の液体の蒸発に伴う検出信号に関連する蒸気圧変化の特性に基づき、連続的点着における各点着時の点着量が等しくなるように、初期の点着における吐出圧を低く補正する液体点着方法が開示されている。   As a technique related to spotting, Patent Document 1 discloses a detection signal of temperature and humidity related to the vapor pressure of the atmosphere, and evaporation of the liquid in the spotting chip after the liquid is sucked into the spotting chip. Disclosed is a liquid spotting method that corrects the discharge pressure in the initial spotting to be low so that the spotting amount at each spotting is equal in continuous spotting based on the characteristics of the change in vapor pressure related to the accompanying detection signal. Has been.

特許第3390297号公報Japanese Patent No. 3390297

本発明者らが、点着時におけるチップ先端の状態を観察したところ、チップ内に1回の点着量よりも多い液体を吸入して連続的点着を行う場合であっても、点着後のチップ先端に液体が付着していることがあるということが判明した。このような場合、チップから吐出する液体の量を正確に制御したとしても、規定された量の液体が被点着材に入っていないことになる。従って、検査や実験の精度を担保するためには、チップから吐出する液体の量を制御するだけでなく、実際に被点着材に点着された液体の量を正確に把握することが必要である。   The present inventors have observed the state of the tip of the tip at the time of spotting. Even when continuous spotting is performed by inhaling more liquid than the amount of spotting once into the tip, It has been found that liquid may adhere to the tip of a later chip. In such a case, even if the amount of liquid discharged from the chip is accurately controlled, the prescribed amount of liquid is not in the spotted material. Therefore, in order to ensure the accuracy of inspections and experiments, it is necessary not only to control the amount of liquid discharged from the chip, but also to accurately grasp the amount of liquid actually spotted on the spotted material. It is.

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、被点着材に点着された液体の量を正確に把握することができる点着量測定システム、点着量測定方法及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and provides a spotting amount measuring system, a spotting amount measuring method, and a program capable of accurately grasping the amount of liquid spotted on a spotted material. For the purpose.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る点着量測定システムは、被写体を撮像して画像データを出力する撮像装置と、前記撮像装置から出力される画像データに基づき、分注ピペットにより被点着材に点着する前に撮像され、少なくとも前記分注ピペットに設けられたチップの先端部と該先端部から垂下する液体とが写った画像である点着前画像と、前記分注ピペットにより前記被点着材に点着した後に撮像され、少なくとも前記チップの先端部が写った画像である点着後画像とを生成し、前記点着前画像及び前記点着後画像に基づいて、前記被点着材に点着された液体の容量である点着量を算出する情報処理装置と、を備えるものである。   In order to solve the above-described problem, a spotted amount measurement system according to one aspect of the present invention is based on an imaging device that images a subject and outputs image data, and dispensing based on the image data output from the imaging device. An image before spotting that is imaged before spotting a spotted material with a pipette and at least a tip portion of a tip provided in the pipetting pipette and a liquid that hangs down from the tip portion; and An image after being spotted on the spotted material by a pipetting pipette, and an image after spotting that is an image in which at least the tip of the tip is shown, is generated, and the image before spotting and the image after spotting are generated. And an information processing device that calculates a spotting amount that is a volume of the liquid spotted on the spotted material.

上記点着量測定システムにおいて、前記情報処理装置は、前記点着前画像及び前記点着後画像を生成すると共に、前記撮像装置から出力される画像データに基づき、液体が垂下していない状態の前記チップの先端部が写った画像である基準画像を生成し、前記点着前画像と前記基準画像との第1の差分画像を生成して該第1の差分画像から前記液体が写った第1の領域を抽出すると共に、前記点着後画像と前記基準画像との第2の差分画像を生成して該第2の差分画像から前記液体が写った第2の領域を抽出する画像処理部と、抽出された前記第1及び第2の領域に基づいて前記点着量を算出する点着量算出部と、を有しても良い。   In the spotting amount measurement system, the information processing device generates the pre-spotting image and the post-spotting image, and the liquid is not drooping based on the image data output from the imaging device. A reference image, which is an image of the tip of the chip, is generated, a first difference image between the image before spotting and the reference image is generated, and the liquid is reflected from the first difference image. An image processing unit that extracts one region, generates a second difference image between the spotted image and the reference image, and extracts the second region in which the liquid is reflected from the second difference image And a spotting amount calculation unit that calculates the spotting amount based on the extracted first and second regions.

上記点着量測定システムにおいて、前記画像処理部は、さらに、前記点着前画像と前記基準画像との間、及び、前記点着後画像と前記基準画像との間で、前記チップの像に基づいて位置合わせを行っても良い。   In the spotting amount measurement system, the image processing unit further includes an image of the chip between the pre-spotting image and the reference image and between the post-spotting image and the reference image. Alignment may be performed based on this.

上記点着量測定システムにおいて、前記情報処理装置は、前記点着前画像及び前記点着後画像を生成すると共に、前記点着前画像と前記点着後画像との差分画像を生成し、該差分画像から前記液体が写った領域を抽出する画像処理部と、抽出された前記領域に基づいて前記点着量を算出する点着量算出部と、を有しても良い。   In the spotting amount measurement system, the information processing device generates the pre-spotting image and the post-spotting image, and generates a difference image between the pre-spotting image and the post-spotting image, You may have an image processing part which extracts the area | region where the said liquid was reflected from the difference image, and a spotting amount calculation part which calculates the said spotting amount based on the said extracted area | region.

上点着量測定システムにおいて、前記画像処理部は、さらに、前記点着前画像と前記点着後画像との間で、前記チップの像に基づいて位置合わせを行っても良い。   In the top spotting amount measurement system, the image processing unit may further perform alignment between the pre-dotting image and the post-spotting image based on the chip image.

上記点着量測定システムにおいて、前記チップは、液体を吐出するチップ本体と、前記チップ本体の外周面に設けられたマーカーと、を有し、前記撮像装置は、少なくとも前記マーカーを視野に収めるように配置され、前記画像処理部は、前記マーカーの像を基準に前記位置合わせを行っても良い。   In the spotting amount measurement system, the chip includes a chip body that discharges a liquid, and a marker provided on an outer peripheral surface of the chip body, and the imaging device at least places the marker in the field of view. The image processing unit may perform the alignment based on the marker image.

上記点着量測定システムにおいて、前記画像処理部は、前記マーカーの像を基準に、前記点着前画像及び前記点着後画像の傾き補正を行っても良い。   In the spotting amount measurement system, the image processing unit may perform inclination correction of the pre-dotting image and the post-spotting image based on the marker image.

上記点着量測定システムにおいて、前記撮像装置は、テレセントリックレンズを備えても良い。
上記点着量測定システムは、少なくとも前記撮像装置の視野を照明する光源をさらに備えても良い。
In the spotting amount measurement system, the imaging device may include a telecentric lens.
The spotting amount measurement system may further include a light source that illuminates at least the field of view of the imaging device.

本発明の別の態様である点着量測定方法は、分注ピペットにより被点着材に点着する前に撮像を行うことにより取得された画像データに基づき、少なくとも前記分注ピペットに設けられたチップの先端部と該先端部から垂下する液体とが写った画像である点着前画像を生成するステップと、前記分注ピペットにより前記被点着材に点着した後に撮像を行うことにより取得された画像データに基づき、少なくとも前記チップの先端部が写った画像である点着後画像を生成するステップと、前記点着前画像及び前記点着後画像に基づき、前記被点着材に点着された液体の容量である点着量を算出するステップと、を含むものである。   A spotting amount measuring method according to another aspect of the present invention is provided at least in the pipetting pipette based on image data acquired by performing imaging before spotting a spotted material with a pipetting pipette. A step of generating an image before spotting which is an image in which the tip of the tip and the liquid dripping from the tip are reflected, and imaging after spotting the spotted material with the pipetting pipette Based on the acquired image data, at least a step of generating an image after spotting that is an image in which the tip portion of the chip is reflected, and the spotted material based on the image before spotting and the image after spotting Calculating a spotting amount which is a volume of the spotted liquid.

本発明のさらに別の態様であるプログラムは、被写体を撮像して画像データを出力する撮像装置と、前記撮像装置から出力された画像データに基づいて情報処理を行う情報処理装置とを備える点着量測定システムにおいて、前記情報処理装置に実行させるプログラムであって、分注ピペットにより被点着材に点着する前に前記撮像装置に撮像を実行させ、前記撮像装置から出力される画像データに基づき、少なくとも前記分注ピペットに設けられたチップの先端部と該先端部から垂下する液体とが写った画像である点着前画像を生成するステップと、前記分注ピペットにより前記被点着材に点着した後に前記撮像装置に撮像を実行させ、前記撮像装置から出力される画像データに基づき、少なくとも前記チップの先端部が写った画像である点着後画像を生成するステップと、前記点着前画像及び前記点着後画像に基づき、前記被点着材に点着された液体の容量である点着量を算出するステップと、を実行させるものである。   A program according to still another aspect of the present invention is a spotting comprising: an imaging device that images a subject and outputs image data; and an information processing device that performs information processing based on the image data output from the imaging device. In a quantity measurement system, a program to be executed by the information processing apparatus, wherein the imaging apparatus executes imaging before spotting a spotted material with a dispensing pipette, and image data output from the imaging apparatus is generated. A step of generating an image before spotting which is an image in which at least a tip portion of a tip provided in the pipetting pipette and a liquid hanging from the tip portion are reflected; and the spotted material by the pipetting pipette The image is an image in which at least the tip of the chip is captured based on image data output from the imaging device by causing the imaging device to perform imaging after spotting A step of generating a post-image, and a step of calculating a spotting amount, which is a volume of liquid spotted on the spotted material, based on the pre-spotting image and the post-spotting image. It is.

本発明によれば、チップの先端部及び該先端部から垂下する液体が写った点着前画像と、点着後のチップの先端部が写った点着後画像とを取得し、これらの点着前画像と点着後画像とを用いて演算を行うことにより、点着の前後における液体の変化量、即ち、被点着材に実質的に点着された液体の量を測定することができる。従って、被点着材に点着された液体の量を正確に把握することが可能となる。   According to the present invention, an image before spotting in which the tip portion of the chip and the liquid dripping from the tip portion are captured, and an image after spotting in which the tip portion of the chip after spotting is captured, are obtained. It is possible to measure the amount of change in the liquid before and after the spotting, that is, the amount of the liquid substantially spotted on the spotted material, by performing an operation using the image before spotting and the image after spotting. it can. Therefore, it is possible to accurately grasp the amount of liquid spotted on the spotted material.

本発明の実施形態に係る点着量測定システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the spotting amount measurement system which concerns on embodiment of this invention. 図1に示すチップの先端部を拡大して示す模式図である。It is a schematic diagram which expands and shows the front-end | tip part of the chip | tip shown in FIG. 図1に示す情報処理装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the information processing apparatus shown in FIG. 図1に示す点着量測定システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the spotting amount measurement system shown in FIG. 点着量測定システムの動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of a spot amount measurement system. 点着量測定システムの動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of a spot amount measurement system. 点着量測定システムの動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of a spot amount measurement system. 点着量測定システムの動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of a spot amount measurement system. 点着量測定システムの動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of a spot amount measurement system. 本発明の実施形態に係る点着量測定方法の変形例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the modification of the spotting amount measuring method which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態に係る点着量測定システム、点着量測定方法及びプログラムについて、図面を参照しながら説明する。なお、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。   Hereinafter, a spotting amount measurement system, a spotting amount measurement method, and a program according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments. Moreover, in description of each drawing, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the same part.

以下の説明において参照する図面は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、及び位置関係を概略的に示しているに過ぎない。即ち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、及び位置関係のみに限定されるものではない。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。   The drawings referred to in the following description only schematically show the shape, size, and positional relationship so that the content of the present invention can be understood. That is, the present invention is not limited only to the shape, size, and positional relationship illustrated in each drawing. Also, there are cases in which parts having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る点着量測定システムの概略構成を示す図である。図1に示す点着量測定システム1は、分注ピペット3を用いてマイクロプレート2に液体を点着する点着作業において、点着された液体の量(点着量)を測定するシステムである。同図に示すように、点着量測定システム1は、被写体を撮像して画像データを出力するカメラ4と、カメラ4の視野を照明する照明装置5と、カメラ4から出力された画像データを取り込んで画像を生成し、この画像に基づいて点着量を算出する情報処理装置6とを備える。なお、当該点着量測定システム1の設置場所が、後述する各種画像を明瞭に取得できる程度に明るい場合は、照明装置5を省略しても良い。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a spotted amount measuring system according to an embodiment of the present invention. A spotting amount measuring system 1 shown in FIG. 1 is a system that measures the amount of liquid spotted (spotted quantity) in a spotting operation in which a liquid is spotted on a microplate 2 using a dispensing pipette 3. is there. As shown in the figure, the spotted amount measuring system 1 includes a camera 4 that images a subject and outputs image data, an illumination device 5 that illuminates the field of view of the camera 4, and image data output from the camera 4. And an information processing device 6 for generating an image and calculating a spotting amount based on the image. Note that the lighting device 5 may be omitted when the installation location of the spotted amount measurement system 1 is bright enough to clearly obtain various images described later.

マイクロプレート2は、試薬や検体等を配置するための複数のウェル21がマトリックス状に配列された器具である。本実施形態においては、被点着材としてマイクロプレート2を使用する場合を説明するが、被点着材の種類はこれに限定されず、本発明は、汎用のあらゆる被点着材に対して点着を行う場合に適用することができる。   The microplate 2 is an instrument in which a plurality of wells 21 for arranging reagents and specimens are arranged in a matrix. In this embodiment, the case where the microplate 2 is used as the spotted material will be described. However, the type of the spotted material is not limited to this, and the present invention is applicable to all general-purpose spotted materials. This can be applied when spotting.

分注ピペット3は、ピペット本体31と、ピペット本体31の先端に取り付けられたチップ32と有する。ピペット本体31はシリンジ及びシリンジ内に設けられたピストンを含み、シリンジの軸方向に沿ってピストンを移動させることにより、チップ32の先端部から液体を吸入又は吐出することができる。   The pipetting pipette 3 has a pipette body 31 and a tip 32 attached to the tip of the pipette body 31. The pipette body 31 includes a syringe and a piston provided in the syringe, and liquid can be sucked or discharged from the tip of the tip 32 by moving the piston along the axial direction of the syringe.

図2は、チップ32の先端部を拡大して示す模式図である。図2に示すように、チップ32においては、液体の流路を形成するチップ本体33に対し、後述する画像処理における位置合わせ用として、マーカー34を設けることが好ましい。本実施形態においては、チップ本体33から外周側に向かって突出するリング状のマーカー34を設けている。より好ましくは、マーカー34の下面(又は上面)をチップ本体33の長手方向の中心軸と直交させると良い。これにより、後述する画像処理において、マーカー34の下面(又は上面)を基準に傾き補正を行うことも可能となる。さらに好ましくは、チップ32の先端面とマーカー34の下面(又は上面)との間隔を所定の長さHとなるように規定しておくと良い。これにより、チップ32が写った画像において、チップ32の先端面の位置を正確に把握することが可能となる。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the tip portion of the chip 32 in an enlarged manner. As shown in FIG. 2, in the chip 32, it is preferable to provide a marker 34 for alignment in image processing to be described later with respect to the chip main body 33 that forms a liquid flow path. In the present embodiment, a ring-shaped marker 34 protruding from the chip body 33 toward the outer peripheral side is provided. More preferably, the lower surface (or upper surface) of the marker 34 may be orthogonal to the central axis of the chip body 33 in the longitudinal direction. Thereby, it is also possible to perform inclination correction based on the lower surface (or upper surface) of the marker 34 in image processing to be described later. More preferably, the distance between the tip surface of the chip 32 and the lower surface (or upper surface) of the marker 34 is defined to be a predetermined length H. This makes it possible to accurately grasp the position of the tip surface of the chip 32 in the image showing the chip 32.

再び図1を参照すると、分注ピペット3には、分注ピペット3を保持すると共に、情報処理装置6の制御の下で動作して分注ピペット3を3次元的に移動させる移動機構34が設けられている。移動機構34は、マイクロプレート2の配置面と平行な面(水平面)に沿って2次元的に分注ピペット3を移動させることにより、点着対象のウェル21に対して分注ピペット3を位置決めすると共に、垂直方向に分注ピペット3を移動させることにより、チップ32の先端部をウェル21内に挿入する。   Referring again to FIG. 1, the dispensing pipette 3 has a moving mechanism 34 that holds the dispensing pipette 3 and operates under the control of the information processing device 6 to move the dispensing pipette 3 three-dimensionally. Is provided. The moving mechanism 34 moves the dispensing pipette 3 two-dimensionally along a plane (horizontal plane) parallel to the arrangement surface of the microplate 2, thereby positioning the dispensing pipette 3 with respect to the well 21 to be spotted. At the same time, the tip of the tip 32 is inserted into the well 21 by moving the dispensing pipette 3 in the vertical direction.

また、分注ピペット3には、情報処理装置6の制御の下で動作し、分注ピペット3のピストンを駆動させる電動モータ等の駆動機構35が設けられている。駆動機構35によりピストンの駆動量を制御することにより、分注ピペット3への液体の吸入量又は分注ピペット3からの液体の吐出量を自動調節することができる。   In addition, the dispensing pipette 3 is provided with a drive mechanism 35 such as an electric motor that operates under the control of the information processing device 6 and drives the piston of the dispensing pipette 3. By controlling the driving amount of the piston by the driving mechanism 35, the amount of liquid sucked into the dispensing pipette 3 or the amount of liquid discharged from the dispensing pipette 3 can be automatically adjusted.

移動機構34及び駆動機構35と情報処理装置6との間の通信方式は、有線方式であっても良いし、無線LAN、Wi-Fi(Wireless Fidelity)、ブルートゥース(登録商標)などを利用した無線方式であっても良い。   The communication method between the moving mechanism 34 and the drive mechanism 35 and the information processing device 6 may be a wired method, or wireless using a wireless LAN, Wi-Fi (Wireless Fidelity), Bluetooth (registered trademark), or the like. It may be a method.

なお、図1においては、1つの分注ピペット3のみを示しているが、分注ピペット3としては、シングルチャネルピペットを用いても良いし、複数の分注ピペットが配列されたマルチチャネルピペットを用いても良い。本実施形態においては、シングルチャネルピペットを用いる場合を例として説明するが、マルチチャネルピペットを用いる場合には、シングルチャネルピペットに対する処理と同様の処理を、各分注ピペットに対して同時並行で行えば良い。   Although only one dispensing pipette 3 is shown in FIG. 1, a single channel pipette may be used as the dispensing pipette 3, or a multichannel pipette in which a plurality of dispensing pipettes are arranged. It may be used. In this embodiment, a case where a single channel pipette is used will be described as an example. However, when a multichannel pipette is used, the same processing as that for a single channel pipette is performed on each pipetting pipette simultaneously. Just do it.

また、上述した移動機構34は必須ではなく、作業者が手作業で分注ピペット3を移動させることとしても良い。この場合、駆動機構35の動作は、分注ピペット3に設けられた操作スイッチに対する操作をトリガとして開始されるようにしても良い。また、この場合、駆動機構35の動作を検知する検知信号を、分注ピペット3から情報処理装置6に無線送信することにより、情報処理装置6において点着が行われたことを把握できるようにしても良い。   The moving mechanism 34 described above is not essential, and the operator may move the dispensing pipette 3 manually. In this case, the operation of the drive mechanism 35 may be started with an operation on an operation switch provided in the dispensing pipette 3 as a trigger. In this case, a detection signal for detecting the operation of the drive mechanism 35 is wirelessly transmitted from the pipetting pipette 3 to the information processing device 6 so that it is possible to grasp that the spotting has been performed in the information processing device 6. May be.

カメラ4は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子4aを有し、静止画又は所定の撮像フレームレート(例えば、15fps以上)での動画の撮像が可能な撮像装置である。撮像素子4aは、該カメラ4に入射し、光学系により結像させられた光(被写体像)を受光面において受光し、光電変換を行うことにより電気信号を生成する。カメラ4は、この電気信号に対し、増幅、A/D変換等の所定の信号処理を施すことにより画像データを生成して出力する。   The camera 4 includes an image sensor 4a such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), and can capture a still image or a moving image at a predetermined imaging frame rate (for example, 15 fps or more). Device. The image sensor 4a receives light (subject image) incident on the camera 4 and imaged by the optical system on the light receiving surface, and generates an electrical signal by performing photoelectric conversion. The camera 4 generates and outputs image data by performing predetermined signal processing such as amplification and A / D conversion on the electrical signal.

カメラ4としては、モノクロカメラであっても良く、撮像素子4aの受光面上にカラーフィルタが配置された、カラー画像を生成可能なカメラであっても良い。より好ましくは、システム全体があまり大掛かりにならないよう、小型カメラ、例えば、USB(Universal Serial Bus)ケーブルを介して情報処理装置6と接続可能なUSBカメラ等を用いると良い。   The camera 4 may be a monochrome camera or a camera capable of generating a color image in which a color filter is disposed on the light receiving surface of the image sensor 4a. More preferably, a small camera such as a USB camera that can be connected to the information processing apparatus 6 via a USB (Universal Serial Bus) cable may be used so that the entire system does not become too large.

図2に示すように、カメラ4は、マイクロプレート2の上方の領域を視野Vに収めるように設置される。より詳細には、点着対象のウェル21の上方に分注ピペット3が移動し、液体100を吐出したときに、少なくともチップ32の先端部及びこの先端部から垂下する液体100を視野Vに収めるように、カメラ4が設置される。チップ32にマーカー34が設けられている場合には、このマーカー34も視野Vに収めることが好ましい。   As shown in FIG. 2, the camera 4 is installed so that the area above the microplate 2 is in the visual field V. More specifically, when the dispensing pipette 3 moves above the well 21 to be spotted and the liquid 100 is discharged, at least the tip portion of the tip 32 and the liquid 100 depending from the tip portion are stored in the visual field V. Thus, the camera 4 is installed. In the case where a marker 34 is provided on the chip 32, it is preferable that this marker 34 is also included in the field of view V.

カメラ4の水平方向における視野範囲については、マイクロプレート2の上方全体を常に視野に収めるようにカメラ4を設置しても良いし、点着対象のウェル21の上方及びその周辺領域のみを視野に収めるようにカメラ4を設置しても良い。後者の場合、情報処理装置6の制御の下でカメラ4の向きを変化させる駆動機構を設け、分注ピペット3の位置と連動してカメラ4の視野を変化させることとしても良い。   Regarding the visual field range of the camera 4 in the horizontal direction, the camera 4 may be installed so that the entire upper part of the microplate 2 is always in the visual field, or only the upper part of the well 21 to be spotted and its peripheral region are viewed. You may install the camera 4 so that it may house. In the latter case, a drive mechanism that changes the orientation of the camera 4 under the control of the information processing device 6 may be provided to change the field of view of the camera 4 in conjunction with the position of the dispensing pipette 3.

ここで、分注ピペット3に移動機構34を設け、後述するように移動機構34及び駆動機構35の動作を情報処理装置6によりカメラ4と連動して制御する場合、カメラ4は静止画又は比較的低速のフレームレート(例えば15fps)で動画を撮像することとしても良い。他方、分注ピペット3を作業者が手動で操作する場合、比較的高速のフレームレート(例えば60fps以上)で動画を撮像することが好ましい。   Here, when the movement mechanism 34 is provided in the dispensing pipette 3 and the operations of the movement mechanism 34 and the drive mechanism 35 are controlled in conjunction with the camera 4 by the information processing device 6 as will be described later, the camera 4 is a still image or a comparison. A moving image may be captured at a relatively low frame rate (for example, 15 fps). On the other hand, when the operator manually operates the dispensing pipette 3, it is preferable to capture a moving image at a relatively high frame rate (for example, 60 fps or more).

好ましくは、カメラ4にテレセントリックレンズを設けると良い。ここで、分注ピペット3がマイクロプレート2の上方においてカメラ4の深度方向に移動したとき、通常の集光レンズを介して撮像素子4aに光を入射させる場合には、撮像素子4aの受光面におけるチップ32の像のサイズが大きく変動してしまう。これに対し、テレセントリックレンズを介して撮像素子4aに光を入射させる場合には、チップ32とカメラ4との間の距離によらず、受光面におけるチップ32の像のサイズを一定の範囲に抑えることができる。   Preferably, the camera 4 is provided with a telecentric lens. Here, when the dispensing pipette 3 moves in the depth direction of the camera 4 above the microplate 2, when light is incident on the image sensor 4a through a normal condenser lens, the light receiving surface of the image sensor 4a The size of the image of the chip 32 in FIG. On the other hand, when light is incident on the image pickup device 4a via the telecentric lens, the size of the image of the chip 32 on the light receiving surface is kept within a certain range regardless of the distance between the chip 32 and the camera 4. be able to.

照明装置5は、カメラ4の視野V、即ちチップ32の先端部を含む領域を照明する光源である。照明装置5としては、マイクロプレート2の上方の領域全体をほぼ均一な照度で照明することができるように、平面状の発光面を有する面光源を用いることが好ましい。より好ましくは、液体輪郭を明瞭にするために照明配光角度を小さくするライトコントロールフィルム等を照明発光面に設置すると良い。一例として、照明装置5として、フラット照明(例えば、シーシーエス株式会社製のTH2−27X27BL)とコントロールフィルム(例えば、シーシーエス株式会社製のLC−TH―27X27−HO、LC−TH―27X27−HO)の組み合わせを用いることができる。   The illumination device 5 is a light source that illuminates the field of view V of the camera 4, that is, the region including the tip of the chip 32. As the illumination device 5, it is preferable to use a surface light source having a planar light emitting surface so that the entire region above the microplate 2 can be illuminated with substantially uniform illuminance. More preferably, a light control film or the like that reduces the illumination light distribution angle is provided on the illumination light emitting surface in order to clarify the liquid contour. As an example, the illumination device 5 includes a flat illumination (for example, TH2-27X27BL manufactured by CCS Co., Ltd.) and a control film (for example, LC-TH-27X27-HO, LC-TH-27X27-HO manufactured by CCS Co., Ltd.). Combinations can be used.

図3は、情報処理装置6の概略構成を示すブロック図である。情報処理装置6は、例えば、例えばパーソナルコンピュータ(PC)やノートPC等の汎用の機器又は専用のコンピュータによって構成され、所定のプログラムを実行することにより、分注ピペット3によるマイクロプレート2に対する点着動作を制御すると共に、カメラ4と連携して、各ウェル21に点着された点着量を測定するための各種機能を実現する。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the information processing apparatus 6. The information processing apparatus 6 is configured by, for example, a general-purpose device such as a personal computer (PC) or a notebook PC or a dedicated computer, and by spotting the microplate 2 by the dispensing pipette 3 by executing a predetermined program. While controlling the operation, in cooperation with the camera 4, various functions for measuring the amount of spotting deposited on each well 21 are realized.

図3に示すように、情報処理装置6は、画像取得部61と、表示部62と、入力部63と、通信部64と、記憶部65と、演算部66とを有する。画像取得部61は、カメラ4等の各種外部機器との間で画像データや種々の信号の入出力を行う外部インタフェースである。具体的には、USBインタフェース等を含む。   As illustrated in FIG. 3, the information processing apparatus 6 includes an image acquisition unit 61, a display unit 62, an input unit 63, a communication unit 64, a storage unit 65, and a calculation unit 66. The image acquisition unit 61 is an external interface that inputs and outputs image data and various signals to and from various external devices such as the camera 4. Specifically, a USB interface and the like are included.

表示部62は、例えば、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等であり、演算部66の制御の下で所定の画面を表示する。
入力部63は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイスによって構成され、ユーザによりなされた操作に応じた情報を演算部66に入力する。
The display unit 62 is, for example, a liquid crystal display or an organic EL display, and displays a predetermined screen under the control of the calculation unit 66.
The input unit 63 includes an input device such as a keyboard, a mouse, and a touch panel, and inputs information corresponding to an operation performed by the user to the calculation unit 66.

通信部64は、当該情報処理装置6を通信ネットワークに接続し、通信ネットワークを介して他の機器との間で情報を送受信する通信インタフェースである。具体的には、光モデム、ソフトモデム、ケーブルモデム等を含む。通信ネットワークは、例えば、WiFi、ブルートゥース(登録商標)、インターネット、LAN、電話回線等のいずれであっても良い。   The communication unit 64 is a communication interface that connects the information processing apparatus 6 to a communication network and transmits / receives information to / from other devices via the communication network. Specifically, an optical modem, a soft modem, a cable modem, etc. are included. The communication network may be, for example, WiFi, Bluetooth (registered trademark), the Internet, a LAN, a telephone line, or the like.

記憶部65は、ディスクドライブ、ROM、RAM等の半導体メモリなどのコンピュータ読取可能な記憶媒体を用いて構成される。記憶部65は、オペレーティングシステムプログラムやドライバプログラムの他、情報処理装置6に所定の動作を実行させるためのプログラムや、該プログラムの実行中に使用される各種データ及び設定情報等を記憶する。詳細には、記憶部65は、プログラム記憶部651と、設定情報記憶部652と、画像記憶部653と、点着量記憶部654とを有する。   The storage unit 65 is configured using a computer-readable storage medium such as a semiconductor memory such as a disk drive, ROM, or RAM. In addition to the operating system program and the driver program, the storage unit 65 stores a program for causing the information processing apparatus 6 to execute a predetermined operation, various data used during the execution of the program, setting information, and the like. Specifically, the storage unit 65 includes a program storage unit 651, a setting information storage unit 652, an image storage unit 653, and a spotting amount storage unit 654.

プログラム記憶部651は、マイクロプレート2の複数のウェル21に所定の順序で所定量の液体を点着するために、移動機構34により分注ピペット3を移動させ、駆動機構35により分注ピペット3から液体を吐出させるための制御を演算部66に実行させる点着制御プログラムと、カメラ4により取得された画像に基づいて各ウェル21への点着量を測定するための演算を演算部66に実行させる点着量測定プログラムとを記憶する。   The program storage unit 651 moves the dispensing pipette 3 by the moving mechanism 34 and drops the dispensing pipette 3 by the driving mechanism 35 in order to spot a predetermined amount of liquid in a predetermined order on the plurality of wells 21 of the microplate 2. The arithmetic unit 66 executes a spotting control program for causing the arithmetic unit 66 to execute control for discharging the liquid from the liquid and an arithmetic unit for measuring the amount of spotting to each well 21 based on the image acquired by the camera 4. A spot landing amount measurement program to be executed is stored.

設定情報記憶部652は、分注を行う際の各種設定情報を記憶する。設定情報は、各ウェル21の位置情報や点着順序、各ウェル21への点着量等の情報を含む。
画像記憶部653は、カメラ4から出力された画像データに基づいて生成された画像を記憶する。
点着量記憶部654は、演算部66により算出された各ウェル21への点着量を記憶する。
The setting information storage unit 652 stores various setting information when dispensing. The setting information includes information such as position information of each well 21, spotting order, and the amount of spotting to each well 21.
The image storage unit 653 stores an image generated based on the image data output from the camera 4.
The spotting amount storage unit 654 stores the spotting amount to each well 21 calculated by the calculation unit 66.

演算部66は、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等のハードウェアを用いて構成され、プログラム記憶部651に記憶されているプログラムを読み込んで実行することにより、情報処理装置6の各部へのデータ転送や指示を行い、情報処理装置6の動作を統括的に制御する。また、演算部66は、点着制御プログラムを実行することにより、分注ピペット3から所定の量の液体を所定の順序でウェル21に点着させるために移動機構34及び駆動機構35を制御する制御信号を生成して出力する。さらに、演算部66は、点着量測定プログラムを実行することにより、カメラ4から取得した画像データに基づいて画像を生成し、これらの画像に基づいて、分注ピペット3から各ウェル21に点着された液体の量を算出する演算処理を実行する。詳細には、演算部66は、撮像制御部661と、位置制御部662と、駆動制御部663と、画像処理部664と、点着量算出部665とを含む。   The calculation unit 66 is configured by using hardware such as a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphics Processing Unit), and reads and executes a program stored in the program storage unit 651, whereby the information processing apparatus 6 The data transfer to each unit and instructions are performed, and the operation of the information processing apparatus 6 is comprehensively controlled. Further, the calculation unit 66 controls the moving mechanism 34 and the driving mechanism 35 in order to spot a predetermined amount of liquid from the dispensing pipette 3 on the well 21 in a predetermined order by executing a spotting control program. Generate and output a control signal. Further, the calculation unit 66 generates an image based on the image data acquired from the camera 4 by executing the spotting amount measurement program, and points from the dispensing pipette 3 to each well 21 based on these images. An arithmetic process for calculating the amount of liquid applied is executed. Specifically, the calculation unit 66 includes an imaging control unit 661, a position control unit 662, a drive control unit 663, an image processing unit 664, and a spotting amount calculation unit 665.

撮像制御部661は、設定情報記憶部652に記憶された各種設定情報に従い、所定のタイミングでカメラ4に撮像を実行させるための制御信号を生成する。
位置制御部662は、設定情報記憶部652に記憶された各種設定情報に従い、移動機構34の動作を制御するための制御信号を生成する。
駆動制御部663は、設定情報記憶部652に記憶された各種設定情報に従い、駆動機構35の動作を制御するための制御信号を生成する。
The imaging control unit 661 generates a control signal for causing the camera 4 to perform imaging at a predetermined timing in accordance with various setting information stored in the setting information storage unit 652.
The position control unit 662 generates a control signal for controlling the operation of the moving mechanism 34 in accordance with the various setting information stored in the setting information storage unit 652.
The drive control unit 663 generates a control signal for controlling the operation of the drive mechanism 35 in accordance with various setting information stored in the setting information storage unit 652.

画像処理部664は、カメラ4から出力され、画像取得部61を介して取得された画像データに対し、デモザイキング、ホワイトバランス処理、ガンマ補正等の所定の画像処理を施すことにより画像を生成すると共に、生成した画像に対し、差分画像の生成、二値化処理などの所定の画像処理を実行する。
点着量算出部665は、画像処理部664が生成した画像に基づいて点着量の算出処理を実行する。
The image processing unit 664 generates an image by performing predetermined image processing such as demosaicing, white balance processing, and gamma correction on the image data output from the camera 4 and acquired through the image acquisition unit 61. At the same time, predetermined image processing such as difference image generation and binarization processing is executed on the generated image.
The spotting amount calculation unit 665 executes a spotting amount calculation process based on the image generated by the image processing unit 664.

なお、本実施形態においては、移動機構34及び駆動機構35に対する制御と、カメラ4から出力された画像データに対する画像処理及び点着量の算出処理とを、1つの機器(情報処理装置6)において行っているが、移動機構34及び駆動機構35に対する制御と、画像処理及び点着量の算出処理とを別々の機器において行っても良い。後者においても、これらの機器の間で通信させることにより、分注ピペット3の点着動作と点着量測定のための撮像動作とを連携して実行させることができる。   In the present embodiment, the control for the moving mechanism 34 and the driving mechanism 35 and the image processing for the image data output from the camera 4 and the calculation processing of the spotting amount are performed in one device (information processing apparatus 6). However, the control of the moving mechanism 34 and the driving mechanism 35, the image processing, and the calculation of the amount of spotting may be performed in separate devices. Also in the latter, by performing communication between these devices, the spotting operation of the dispensing pipette 3 and the imaging operation for spotting amount measurement can be executed in cooperation with each other.

次に、点着量測定システム1の動作について、図4〜図9を参照しながら説明する。図4は、点着量測定システム1の動作を示すフローチャートである。
点着開始に先立ち、ステップS10において、情報処理装置6は、チップ32の先端部のみが写った画像である基準画像を取得する。即ち、図5に示すように、チップ32の先端部にカメラ4の視野Vを合わせて撮像を実行させ、カメラ4から出力された画像データに基づいて画像を生成する。このとき、チップ32にマーカー34が設けられている場合には、マーカー34も視野Vに収める。その後、点着を開始する。
Next, the operation of the spotting amount measurement system 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the spotting amount measurement system 1.
Prior to the start of spotting, in step S10, the information processing apparatus 6 acquires a reference image that is an image in which only the tip portion of the chip 32 is shown. That is, as shown in FIG. 5, imaging is executed by aligning the field of view V of the camera 4 with the tip of the chip 32, and an image is generated based on the image data output from the camera 4. At this time, if the chip 34 is provided with the marker 34, the marker 34 is also stored in the field of view V. After that, spotting starts.

続くステップS11において、位置制御部662は、移動機構34を動作させることにより、点着対象のウェル21上に分注ピペット3を移動させる。
続くステップS12において、駆動制御部663は、駆動機構35を動作させることにより、分注ピペット3から液体を吐出させ、チップ32の先端部に垂下させる。
In subsequent step S <b> 11, the position controller 662 moves the dispensing pipette 3 onto the well 21 to be spotted by operating the moving mechanism 34.
In subsequent step S <b> 12, the drive control unit 663 operates the drive mechanism 35 to discharge the liquid from the dispensing pipette 3 and hang down the tip of the tip 32.

続くステップS13において、情報処理装置6は、分注ピペット3によりウェル21に点着する前の状態が写った画像である点着前画像を取得する。即ち、図6に示すように、撮像制御部661は、視野V内のチップ32の先端部及びそこから垂下する液体100をカメラ4に撮像させ、画像処理部664は、カメラ4から出力された画像データに基づいて点着前画像を生成する。   In subsequent step S <b> 13, the information processing apparatus 6 acquires an image before spotting that is an image showing a state before spotting on the well 21 by the dispensing pipette 3. That is, as illustrated in FIG. 6, the imaging control unit 661 causes the camera 4 to image the tip of the chip 32 in the field of view V and the liquid 100 depending on the tip 32, and the image processing unit 664 is output from the camera 4. An image before spotting is generated based on the image data.

続くステップS14において、位置制御部662は、移動機構34を動作させることにより、分注ピペット3を下方に移動させ、図7に示すように、ウェル21内にチップ32の先端部を挿入して点着させる。その後、位置制御部662は、再び移動機構34を動作させ、点着前(ステップS12参照)と同じ位置まで分注ピペット3を引き上げる。   In subsequent step S14, the position controller 662 operates the moving mechanism 34 to move the dispensing pipette 3 downward, and inserts the tip end of the tip 32 into the well 21 as shown in FIG. Let it be spotted. Thereafter, the position controller 662 operates the moving mechanism 34 again, and pulls up the dispensing pipette 3 to the same position as before the spotting (see step S12).

続くステップS15において、情報処理装置6は、分注ピペット3によりウェル21に点着した後の状態が写った画像である点着後画像を取得する。即ち、図8に示すように、撮像制御部661は、視野V内のチップ32の先端部をカメラ4に撮像させ、画像処理部664は、出力された画像データに基づいて点着後画像を生成する。   In subsequent step S <b> 15, the information processing apparatus 6 acquires a post-dotting image that is an image showing a state after spotting on the well 21 by the dispensing pipette 3. That is, as illustrated in FIG. 8, the imaging control unit 661 causes the camera 4 to image the tip of the chip 32 in the field of view V, and the image processing unit 664 displays the image after spotting based on the output image data. Generate.

続くステップS16において、画像処理部664は、取得された画像に対して所定の画像処理を施す。詳細には、画像処理部664は、図6に示す視野V内の被写体が写った点着前画像と図5に示す視野V内の被写体が写った基準画像との間で位置合わせ及び傾き補正を行った上で、両画像間の差分画像M1(図9参照)を生成する。さらに、差分画像M1に対して二値化処理を施すことにより、点着前画像に写った液体の領域m10を抽出する。また、画像処理部664は、図8に示す視野V内の被写体が写った点着後画像と上記基準画像との間で位置合わせ及び傾き補正を行った上で、両画像間の差分画像M2(図9参照)を生成する。さらに、差分画像M2に対して二値化処理を施すことにより、点着後画像に写った液体の領域m11を抽出する。   In subsequent step S16, the image processing unit 664 performs predetermined image processing on the acquired image. Specifically, the image processing unit 664 aligns and corrects the inclination between the pre-potting image in which the subject in the visual field V shown in FIG. 6 is captured and the reference image in which the subject in the visual field V shown in FIG. Then, a difference image M1 between the two images (see FIG. 9) is generated. Further, the binarization process is performed on the difference image M1, thereby extracting the liquid region m10 that appears in the image before spotting. Further, the image processing unit 664 performs alignment and inclination correction between the image after spotting in which the subject in the field of view V shown in FIG. 8 is captured and the reference image, and then the difference image M2 between the two images. (See FIG. 9). Further, the binarization process is performed on the difference image M2, thereby extracting the liquid region m11 shown in the post-dotting image.

続くステップS17において、点着量算出部665は、点着前画像との差分画像M1から抽出された領域m10と、点着後画像との差分画像M2から抽出された領域m11とに基づいて、点着量を算出する。詳細には、まず、領域m10をチップ32の先端部から垂下する液体の投影像とみなし、元の液体の体積を算出する。また、領域m11をチップ32に残留している液体の投影像とみなし、元の液体の体積を算出する。これらの液体の体積の算出方法は特に限定されない。例えば、領域m10、m11の各々を鉛直軸回りに回転させた回転体の体積を積分演算により求めても良い。或いは、領域m10、m11の各々を鉛直軸と直交するラインでスライスし、各断片の幅を直径とする円盤の体積を積算する方法を用いても良い。なお、体積の算出にあたっては、チップ32の先端の幅D(図2参照)などを基準に、画像内における領域m10、m11のサイズ(ピクセル)を、実際の液体における対応するサイズに換算する。   In subsequent step S17, the spotting amount calculation unit 665, based on the area m10 extracted from the difference image M1 from the image before spotting and the area m11 extracted from the difference image M2 from the image after spotting, The amount of spotting is calculated. Specifically, first, the area m10 is regarded as a projected image of the liquid depending from the tip of the chip 32, and the volume of the original liquid is calculated. Further, the area m11 is regarded as a projected image of the liquid remaining on the chip 32, and the volume of the original liquid is calculated. The method for calculating the volume of these liquids is not particularly limited. For example, the volume of the rotating body obtained by rotating each of the areas m10 and m11 around the vertical axis may be obtained by integration calculation. Or you may use the method of slicing each of the area | regions m10 and m11 by the line orthogonal to a vertical axis, and integrating | accumulating the volume of the disk which makes the width | variety of each fragment | piece the diameter. In calculating the volume, the sizes (pixels) of the regions m10 and m11 in the image are converted to the corresponding sizes in the actual liquid based on the width D (see FIG. 2) of the tip of the chip 32 and the like.

そして、点着量算出部665は、チップ32の先端部から垂下する液体の体積から、チップ32の先端部に残留する液体の体積を差し引く。これは、図9に示すように、チップ32の先端部に垂下する液体から基端部の一部をくり抜いたオブジェクトm12の体積に相当する。点着量算出部665は、このように算出されたオブジェクトm12の体積を、実質的にウェル21内に点着された液体の体積として出力する。   Then, the spotting amount calculation unit 665 subtracts the volume of the liquid remaining at the tip portion of the chip 32 from the volume of the liquid dripping from the tip portion of the chip 32. As shown in FIG. 9, this corresponds to the volume of the object m12 obtained by hollowing out a part of the base end portion from the liquid hanging from the tip end portion of the chip 32. The spotting amount calculation unit 665 outputs the volume of the object m12 calculated in this way as the volume of the liquid that is substantially spotted in the well 21.

その後、未点着のウェル21が残っている場合(ステップS18:No)、点着量測定システム1の動作はステップS11に戻る。他方、設定された全てのウェル21への点着が終了すると(ステップS18:Yes)、点着量測定システム1の動作は終了する。   Thereafter, when an unattached well 21 remains (step S18: No), the operation of the spotted amount measuring system 1 returns to step S11. On the other hand, when the spotting to all the set wells 21 is completed (step S18: Yes), the operation of the spotting amount measurement system 1 is terminated.

以上説明したように、本実施形態によれば、点着前画像においてチップ32の先端部に垂下している液体の体積から、点着後画像においてチップ32の先端部に残留している液体の体積を差し引くことにより点着量を算出するので、実質的にウェル21に点着された液体の量を正確に把握することができる。従って、このように算出された点着量をもとに検査や実験を行うことにより、検査や実験の精度を向上させることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the amount of liquid remaining at the tip of the chip 32 in the image after spotting is determined based on the volume of the liquid hanging from the tip of the chip 32 in the image before spotting. Since the amount of spotting is calculated by subtracting the volume, it is possible to accurately grasp the amount of liquid that is substantially spotted on the well 21. Therefore, it is possible to improve the accuracy of the inspection or experiment by performing the inspection or experiment based on the spotting amount calculated in this way.

また、本実施形態によれば、チップ32にマーカー34を設けることにより、各画像に写ったマーカー34の像をもとに、画像の傾き補正及び画像間での位置合わせを正確に行うことが可能となる。ここで、チップは一般に、半透明の部材により形成されていることが多いため、チップとその先端部から垂下する液体との境界(即ち、チップの端面)を識別しにくく、チップの端面を基準に画像の傾き補正や位置合わせを行うことが困難である。特に、本実施形態においては、図1に示すように、照明装置5によりチップ32を背後から照明するので、カメラ4が撮像した画像においては、チップ32の像が暗くなる。そのため、チップの端面の検出は非常に困難である。そこで、チップ32に対し、外周側に向かって突出するマーカー34を設けることにより、傾き補正や位置合わせの基準(マーカー34の下面)を明確に識別できるようになる。   Further, according to the present embodiment, by providing the marker 34 on the chip 32, it is possible to accurately perform image inclination correction and alignment between images based on the image of the marker 34 shown in each image. It becomes possible. Here, since the chip is generally formed of a translucent member, it is difficult to identify the boundary between the chip and the liquid dripping from the tip thereof (that is, the end face of the chip), and the end face of the chip is used as a reference. In addition, it is difficult to perform image tilt correction and alignment. In particular, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, since the chip 32 is illuminated from behind by the illumination device 5, the image of the chip 32 is dark in the image captured by the camera 4. Therefore, it is very difficult to detect the end face of the chip. Therefore, by providing a marker 34 that protrudes toward the outer peripheral side of the chip 32, it becomes possible to clearly identify a reference for tilt correction and alignment (the lower surface of the marker 34).

もちろん、チップ32に設けるマーカーとしては、図2に示すようなチップ本体33から外周側に向かって突出するマーカー34に限定されない。例えば、チップ本体33の外周面にマーカーとしてカラーのラインや帯を、円周に沿って連続的に又は断続的に描いても良い。或いは、チップ本体33の外周面にマーカーとしてラインを刻印したり、段差を設けたりしても良い。これらの場合、チップ32の正面側(カメラ4と対向する側)も照明されるように照明装置を配置し、カラーの画像を取得可能なカメラ4を用いることにより、明確にマーカーを識別することができる。   Of course, the marker provided on the chip 32 is not limited to the marker 34 protruding from the chip body 33 toward the outer peripheral side as shown in FIG. For example, a color line or band as a marker may be drawn continuously or intermittently along the circumference on the outer peripheral surface of the chip body 33. Alternatively, a line may be imprinted on the outer peripheral surface of the chip body 33 as a marker, or a step may be provided. In these cases, the marker is clearly identified by arranging the illumination device so that the front side of the chip 32 (the side facing the camera 4) is also illuminated and using the camera 4 capable of acquiring a color image. Can do.

このように、マーカー34が設けられたチップ32を点着量測定システム1において用いることにより、点着前画像及び点着後画像における液体の領域m10、m11の抽出精度を向上させることでき、点着量の測定精度、ひいては検査や実験の精度を担保することが可能となる。即ち、チップ32に設けたマーカー34を精度保証として利用することができる。   In this way, by using the tip 32 provided with the marker 34 in the spotting amount measurement system 1, it is possible to improve the extraction accuracy of the liquid areas m10 and m11 in the image before spotting and the image after spotting. It is possible to ensure the measurement accuracy of the amount of wearing, and hence the accuracy of inspections and experiments. That is, the marker 34 provided on the chip 32 can be used as a precision guarantee.

また、本実施形態によれば、撮像制御部661、位置制御部662、及び駆動制御部663により、分注ピペット3が移動及び液体を吐出する動作と連動して、カメラ4の撮像動作を制御するので、チップ32の先端部をカメラ4の視野Vに確実に収めた点着前画像及び点着後画像を生成することが可能となる。   In addition, according to the present embodiment, the imaging control unit 661, the position control unit 662, and the drive control unit 663 control the imaging operation of the camera 4 in conjunction with the movement of the dispensing pipette 3 and the operation of discharging the liquid. Therefore, it is possible to generate an image before spotting and an image after spotting in which the tip end portion of the chip 32 is securely stored in the field of view V of the camera 4.

次に、本実施形態に係る点着量測定方法の変形例について説明する。図10は、点着量測定方法の変形例を説明するための模式図である。
点着量の算出は、基準画像を用いることなく、点着前画像及び点着後画像のみを用いて行っても良い。即ち、図10に示すように、点着前画像M3から点着後画像M4を差し引くことにより、差分画像を生成し、この差分画像に対して二値化処理を施すことにより、領域m13を抽出する。なお、差分画像の生成に先立って、マーカー34の像をもとに点着前画像と点着後画像との位置合わせを行うことが好ましい。そして、この領域m13を鉛直軸回りに回転させた回転体の体積を、ウェル21内に点着された実質的な点着量とする。体積の算出方法は、上述した実施形態と同様である。
Next, a modified example of the spotting amount measurement method according to the present embodiment will be described. FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a modification of the spotting amount measuring method.
The calculation of the spotting amount may be performed using only the pre-spotting image and the post-spotting image without using the reference image. That is, as shown in FIG. 10, a difference image is generated by subtracting the image M4 after spotting from the image M3 before spotting, and a binarization process is performed on the difference image to extract the region m13. To do. Prior to the generation of the difference image, it is preferable to perform alignment between the image before spotting and the image after spotting based on the image of the marker 34. Then, the volume of the rotating body obtained by rotating the region m13 about the vertical axis is set as a substantial amount of spotting spotted in the well 21. The volume calculation method is the same as in the above-described embodiment.

本変形例によれば、点着開始後に、チップ32等に不要な液体などが付着し、点着前画像又は点着後画像と基準画像との差分画像から液体の領域のみを抽出することが困難となった場合であっても、正確な点着量の算出を行うことが可能となる。   According to this modification, after the start of spotting, unnecessary liquid or the like adheres to the chip 32 or the like, and only the liquid region is extracted from the difference image between the image before spotting or the image after spotting and the reference image. Even when it becomes difficult, it is possible to accurately calculate the amount of spotting.

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、他の様々な形で実施することができる。   The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various other forms without departing from the gist of the present invention.

1 点着量測定システム
2 マイクロプレート
3 分注ピペット
4 カメラ
4a 撮像素子
5 照明装置
6 情報処理装置
21 ウェル
31 ピペット本体
32 チップ
33 チップ本体
34 マーカー
34 移動機構
35 駆動機構
61 画像取得部
62 表示部
63 入力部
64 通信部
65 記憶部
66 演算部
100 液体
651 プログラム記憶部
652 設定情報記憶部
653 画像記憶部
654 点着量記憶部
661 撮像制御部
662 位置制御部
663 駆動制御部
664 画像処理部
665 点着量算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spot amount measurement system 2 Microplate 3 Dispensing pipette 4 Camera 4a Image pick-up element 5 Illumination device 6 Information processing apparatus 21 Well 31 Pipette main body 32 Tip 33 Tip main body 34 Marker 34 Movement mechanism 35 Drive mechanism 61 Image acquisition part 62 Display part 63 Input unit 64 Communication unit 65 Storage unit 66 Calculation unit 100 Liquid 651 Program storage unit 652 Setting information storage unit 653 Image storage unit 654 Spot amount storage unit 661 Imaging control unit 662 Position control unit 663 Drive control unit 664 Image processing unit 665 Spot amount calculation unit

Claims (11)

被写体を撮像して画像データを出力する撮像装置と、
前記撮像装置から出力される画像データに基づき、分注ピペットにより被点着材に点着する前に撮像され、少なくとも前記分注ピペットに設けられたチップの先端部と該先端部から垂下する液体とが写った画像である点着前画像と、前記分注ピペットにより前記被点着材に点着した後に撮像され、少なくとも前記チップの先端部が写った画像である点着後画像とを生成し、前記点着前画像及び前記点着後画像に基づいて、前記被点着材に点着された液体の容量である点着量を算出する情報処理装置と、
を備える点着量測定システム。
An imaging device that images a subject and outputs image data;
Based on the image data output from the imaging device, the liquid is imaged before being spotted on the spotted material by the dispensing pipette, and at least the tip portion of the tip provided on the dispensing pipette and the liquid depending from the tip portion And an image before spotting that is an image in which the tip is spotted by the pipette pipette and at least the tip portion of the tip is captured. An information processing device that calculates a spotting amount that is a volume of liquid spotted on the spotted material based on the pre-spotting image and the post-spotting image;
A spot amount measuring system comprising:
前記情報処理装置は、
前記点着前画像及び前記点着後画像を生成すると共に、前記撮像装置から出力される画像データに基づき、液体が垂下していない状態の前記チップの先端部が写った画像である基準画像を生成し、前記点着前画像と前記基準画像との第1の差分画像を生成して該第1の差分画像から前記液体が写った第1の領域を抽出すると共に、前記点着後画像と前記基準画像との第2の差分画像を生成して該第2の差分画像から前記液体が写った第2の領域を抽出する画像処理部と、
抽出された前記第1及び第2の領域に基づいて前記点着量を算出する点着量算出部と、
を有する、請求項1に記載の点着量測定システム。
The information processing apparatus includes:
A reference image that is an image in which the tip portion of the chip in a state in which no liquid is drooping is captured based on the image data output from the imaging device while generating the pre-drop image and the post-drop image. Generating a first difference image between the pre-spotting image and the reference image, extracting a first region in which the liquid appears from the first difference image, and the post-spotting image; An image processing unit that generates a second difference image from the reference image and extracts a second region in which the liquid is reflected from the second difference image;
A spotting amount calculation unit that calculates the spotting amount based on the extracted first and second regions;
The spot amount measuring system according to claim 1, comprising:
前記画像処理部は、さらに、前記点着前画像と前記基準画像との間、及び、前記点着後画像と前記基準画像との間で、前記チップの像に基づいて位置合わせを行う、請求項2に記載の点着量測定システム。   The image processing unit further performs alignment based on the image of the chip between the image before spotting and the reference image and between the image after spotting and the reference image. Item 3. The spot amount measuring system according to Item 2. 前記情報処理装置は、
前記点着前画像及び前記点着後画像を生成すると共に、前記点着前画像と前記点着後画像との差分画像を生成し、該差分画像から前記液体が写った領域を抽出する画像処理部と、
抽出された前記領域に基づいて前記点着量を算出する点着量算出部と、
を有する、請求項1に記載の点着量測定システム。
The information processing apparatus includes:
Image processing for generating the image before spotting and the image after spotting, generating a difference image between the image before spotting and the image after spotting, and extracting an area in which the liquid appears from the difference image And
A spotting amount calculation unit that calculates the spotting amount based on the extracted region;
The spot amount measuring system according to claim 1, comprising:
前記画像処理部は、さらに、前記点着前画像と前記点着後画像との間で、前記チップの像に基づいて位置合わせを行う、請求項4に記載の点着量測定システム。   The spotting amount measurement system according to claim 4, wherein the image processing unit further performs positioning based on the image of the chip between the pre-spotting image and the post-spotting image. 前記チップは、
液体を吐出するチップ本体と、
前記チップ本体の外周面に設けられたマーカーと、
を有し、
前記撮像装置は、少なくとも前記マーカーを視野に収めるように配置され、
前記画像処理部は、前記マーカーの像を基準に前記位置合わせを行う、請求項3又は5に記載の点着量測定システム。
The chip is
A chip body for discharging liquid;
A marker provided on the outer peripheral surface of the chip body;
Have
The imaging device is arranged so that at least the marker is in the field of view,
The spotting amount measurement system according to claim 3 or 5, wherein the image processing unit performs the alignment based on an image of the marker.
前記画像処理部は、さらに、前記マーカーの像を基準に、前記点着前画像及び前記点着後画像の傾き補正を行う、請求項6に記載の点着量測定システム。   7. The spotting amount measurement system according to claim 6, wherein the image processing unit further performs tilt correction of the pre-dotting image and the post-spotting image based on the marker image. 前記撮像装置は、テレセントリックレンズを備える、請求項1〜7のいずれか1項に記載の点着量測定システム。   The spotting amount measurement system according to claim 1, wherein the imaging device includes a telecentric lens. 少なくとも前記撮像装置の視野を照明する光源をさらに備える請求項1〜8のいずれか1項に記載の点着量測定システム。   The spotting amount measurement system according to claim 1, further comprising a light source that illuminates at least a field of view of the imaging device. 分注ピペットにより被点着材に点着する前に撮像を行うことにより取得された画像データに基づき、少なくとも前記分注ピペットに設けられたチップの先端部と該先端部から垂下する液体とが写った画像である点着前画像を生成するステップと、
前記分注ピペットにより前記被点着材に点着した後に撮像を行うことにより取得された画像データに基づき、少なくとも前記チップの先端部が写った画像である点着後画像を生成するステップと、
前記点着前画像及び前記点着後画像に基づき、前記被点着材に点着された液体の容量である点着量を算出するステップと、
を含む点着量測定方法。
Based on image data acquired by imaging before spotting a spotted material with a dispensing pipette, at least the tip of the tip provided in the dispensing pipette and the liquid dripping from the tip Generating a pre-dotted image that is a captured image;
Based on image data acquired by performing imaging after spotting on the spotted material with the pipetting pipette, generating a post-spotting image that is an image showing at least the tip of the tip;
Calculating a spotting amount that is a volume of liquid spotted on the spotted material based on the pre-spotting image and the post-spotting image;
A method for measuring the amount of spotting including
被写体を撮像して画像データを出力する撮像装置と、前記撮像装置から出力された画像データに基づいて情報処理を行う情報処理装置とを備える点着量測定システムにおいて、前記情報処理装置に実行させるプログラムであって、
分注ピペットにより被点着材に点着する前に前記撮像装置に撮像を実行させ、前記撮像装置から出力される画像データに基づき、少なくとも前記分注ピペットに設けられたチップの先端部と該先端部から垂下する液体とが写った画像である点着前画像を生成するステップと、
前記分注ピペットにより前記被点着材に点着した後に前記撮像装置に撮像を実行させ、前記撮像装置から出力される画像データに基づき、少なくとも前記チップの先端部が写った画像である点着後画像を生成するステップと、
前記点着前画像及び前記点着後画像に基づき、前記被点着材に点着された液体の容量である点着量を算出するステップと、
を実行させるプログラム。
In a spotting amount measurement system comprising: an imaging device that captures an image of a subject and outputs image data; and an information processing device that performs information processing based on image data output from the imaging device. A program,
Before the spotting material is spotted by the dispensing pipette, the imaging device executes imaging, and based on the image data output from the imaging device, at least the tip of the tip provided in the dispensing pipette and the tip Generating a pre-dotted image that is an image of liquid dripping from the tip;
After spotting the spotted material with the pipetting pipette, the imaging apparatus causes the imaging apparatus to perform imaging, and based on image data output from the imaging apparatus, the spotting is an image in which at least the tip of the tip is reflected Generating a post-image;
Calculating a spotting amount that is a volume of liquid spotted on the spotted material based on the pre-spotting image and the post-spotting image;
A program that executes
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