JP2650362B2

JP2650362B2 - 自動前処理装置

Info

Publication number: JP2650362B2
Application number: JP63263526A
Authority: JP
Inventors: 敏雄小池
Original assignee: Ajinomoto Co Inc
Current assignee: Ajinomoto Co Inc
Priority date: 1987-12-14
Filing date: 1988-10-19
Publication date: 1997-09-03
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JPH01250071A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は懸濁液、化学物質液の濾過、希釈、及び反応
等の前処理を自動的に行う自動前処理装置に関する。

［従来の技術］成分分析においてサンプルを注入する場合、サンプル
内に含まれている懸濁物質等を除去し、所定の濃度域に
なるように希釈操作をおこなうのが一般である。

懸濁物質の除去手段としては、遠心分離機や使い捨て
フィルタで濾過する方法がおこなわれており、また希釈
手段としては、メスピペットを使うピペッティング操作
がおこなわれている。

例えば、（高速）液体クロマトグラフィシステムを用
いて成分分析をおこなう場合、上述の懸濁物質の除去手
段及び希釈手段は、操作上いずれも液体クロマトグラフ
ィシステムと直結することが出来ず、オートサンプラに
前処理された試料をセットするか又はマイクロシリンジ
にて前処理された試料をインジェタに注入する方法がお
こなわれている。このため、液体クロマトグラフィシス
テムにおいて試料の調整から分析まで全自動で運転する
ことが出来ず、これら試料の前処理が入手を介しておこ
なわれているのが現状である。

［発明が解決しようとする課題］前処理を入手を介して行うと、処理ミスが生じたり、
試料の汚染が生じたりする不都合の他に、ぼう大な処理
時間を要するという不都合がある。また、前処理と液体
クロマトグラフィシステムによる成分分析とを連動して
自動化管理することができないという問題がある。

従って本発明の目的は、前処理を自動化でき、しかも
液体クロマトグラフィシステムと連動して自動化処理可
能な装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］上述の目的は本発明によれば、放射方向に複数の試験
管を載置可能なターンテーブル手段と、着脱可能なフィ
ルタと、該フィルタの液体注入側に設けられる密封室
と、該密封室に加圧気体を送り込む機構とからなり、前
記ターンテーブル手段に載置された前記試験管のうちの
１つの上に前記フィルタを移動可能であるフィルタロボ
ット手段と、前記ターンテーブル手段に載置された前記
試験管内の液体を所定量サンプリング可能であり、かつ
前記ターンテーブル手段に載置された前記試験管と前記
ターンテーブル手段に載置された前記試験管の１つの上
に前記フィルタロボット手段により移動された前記フィ
ルタとに所定量の液体を注入可能なプローブロボット手
段と、前記各手段をあらかじめ定めたシーケンスに従っ
て制御して所望の前処理を実行する制御手段とを備えた
自動前処理装置によって達成される。

前記ターンテーブル手段は、一放射方向に配列した複
数の試験管から成る試験管群を複数放射方向にそれぞれ
載置可能なターンテーブルと、該試験管群のうちの１つ
が処理位置に移動するように該ターンテーブルを水平面
内で回動させることが可能な駆動手段とを備えているこ
とが望ましい。

前記プローブロボット手段は、前記ターンテーブル手
段に載置された前記試験管と前記ターンテーブル手段に
載置された前記試験管の１つの上に前記フィルタロボッ
ト手段により移動された前記フィルタとに先端を挿入可
能なプローブニードルと、該プローブニードルを介して
所定量の液体の吸引及び吐出を行うマイクロシリンジポ
ンプと、前記プローブニードルを水平方向に駆動する駆
動機構と、該プローブニードルを上下方向に駆動する駆
動機構とを備えていることが望ましい。

前記フィルタロボット手段が支柱部と該支柱部の上部
に取付けられ水平方向に延びたアーム部とを備えてお
り、該アーム部はフィルタを着脱可能に保持するフィル
タ保持機構を有しており、前記支柱部は前記ターンテー
ブル手段に載置され処理位置にある前記試験管のうちの
１つの真上に前記フィルタの出口端が位置するように前
記アーム部を水平面内で回動させることが可能な駆動手
段を有していることが好ましい。

望ましくは、前記アーム部が前記フィルタの注入側を
密封可能な密封機構と、密封時に該注入側に加圧気体を
送り込む機構とを備えている。

未使用のフィルタを供給するフィルタ供給ユニットと
使用後のフィルタを投入するための廃棄ボックスとがさ
らに備えられており、前記支柱部の前記駆動手段は前記
フィルタ保持機構が前記フィルタ供給ユニット及び廃棄
ボックスの真上に位置するように前記アーム部を回動可
能に構成されていることも好ましい。

前記アーム部は垂直面内で回動可能に前記支柱部に軸
支されており、該アーム部を垂直面内で所定角度回動さ
せる駆動手段を備えていても良い。

前記プローブニードル及びマイクロシリンジポンプを
洗浄するための洗浄機構が固定位置に設けられており、
該プローブニードルの先端が該洗浄機構に挿入可能に構
成されていることも望ましい。

液体クロマトグラフィシステムの入力ポートが固定位
置に設けられており、前記プローブニードルの先端が該
入力ポートに挿入可能に構成されていることも望まし
い。

前記制御手段は、所望の前処理に関するシーケンスが
プログラムされているマイクロコンピュータを備えてお
り、該マイクロコンピュータからの指示に応じて前記タ
ーンテーブル手段、フィルタロボット手段及びプローブ
ロボット手段の駆動を制御するように構成されているこ
とも望ましい。

［実施例］以下図面を参照して本発明の自動前処理装置を詳細に
説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を概略的に示してい
る。この実施例は本発明の自動前処理装置を液体クロマ
トグラフィシステムと連動させた場合である。なお、第
２図は本実施例の構成及び動作を理解するための平面図
である。

本実施例装置の構成は、大きく分けると、ターンテー
ブル手段10、プローブロボット手段12、フィルタロボッ
ト手段14、及びこれらを制御する制御手段（第１図に図
示なし）から成っている。

ターンテーブル手段10は、複数の試験管16、18及び20
を放射方向に順次装置可能なターンテーブル22を備えて
いる。一放射方向に並ぶ試験管16、18及び20が一試験管
を構成しており、この一試験管群で前処理の一サイクル
が行われる。ターンテーブル22には他の放射方向に他の
試験管群の試験管を例えば24、26及び28（第２図）が載
置できるように構成されている。試験管群の数は、第２
図に示す３組に限ることなく、例えば４組、８組、12
組、20組、24組、32組、36組、40組であっても良いしこ
れ以外であっても良い。また、一放射方向（一試験管
群）内に載置可能な試験管の数は、本実施例では３つで
あるが、２以上いくつであっても良い。

ターンテーブル22は回転軸30に固定されており、この
回転軸30と共に水平面内で回動せしめられる。回転軸30
の駆動は、その下方に設けられた駆動円板32を電動モー
タ34で回転駆動することによって行われる。本実施例で
は、駆動円板32の外周に設けられたゴムリング32aを電
動モータ34のローラ34aで回転駆動させている。ゴムリ
ングとローラとの組合せの他に、ギアを組合せて構成し
ても良いし、ベルト駆動としても良い。電動モータ34と
して通常の交流モータあるいは直流モータを用いる場
合、ターンテーブル22の位置制御を行うために、駆動円
板32の一面にあらかじめ設けた位置マークを光学的セン
サ36で検出してフィードバック制御することが行われ
る。電動モータ34としてステップモータを用いればこの
センサ36を省略することができる。

プローブロボット手段12は、試験管内の試料水、希釈
水等を所定量サンプリング及び注入するためのプローブ
ニードル38とこのプローブニードル38を第１図において
水平（左右）方向（矢印40）及び上下方向（矢印42）に
移動させるための駆動機構とを備えている。水平方向の
駆動は回転軸48の回転をウォームギア50によって水平方
向の変位に変化することにより行われる。この回転軸48
は電動モータ44によってベルト46を介して回転駆動せし
められる。上下方向の駆動は回転軸56の回転をウォーム
ギア50によって上下方向の変位に変化することにより行
われる。この回転軸56は電動モータ52により、ベルト54
を介して回転駆動せしめられる。本実施例において電動
モータ44及び52はステップモータで構成させている。

プローブニードル38には、通路60及び切換え弁62を介
してマイクロシリンジポンプ（ダイリュータ）64が連結
されている。マイクロシリンジポンプ64は公知のもので
あり、所定量の液体の吸引及び吐出を行う。切換え弁62
にはさらに希釈水のタンク66が連結されている。

フィルタロボット手段14は、垂直方向に延びる支柱部
14aと、この支柱部14aの頂部から水平方向に延びるアー
ム部14bとから成っている。

支柱部14aは回転軸68を有しており、この回転軸68の
回動により支柱部14a及びアーム14bが回動する。回転軸
68の駆動はその下方に設けられた駆動円板70を電動モー
タ72で回転駆動することによって行われる。本実施例で
は、駆動円板70の外周に設けられたゴムリング70aを電
動モータ72のローラ72aで回転駆動させている。ゴムリ
ングとローラとの組合わせの間にギヤを組合わせてもベ
ルトとプーリとで構成しても良い。電動モータ72として
通常の交流モータあるいは直流モータを用いる場合、フ
ィルタロボット手段14の回動位置を制御するために駆動
円板70の一面にあらかじめ設けた位置マークを光学的セ
ンサ74で検出してフィードバック制御することが行われ
る。電動モータ72としてステップモータを用いればセン
サ74を省略することができる。

アーム部14bは、回転軸68を中心として水平面内の回
動（第２図の矢印130の方向）の他に、支軸76を中心に
垂直面内で所定角度だけ回動（矢印77で示す方向）して
そのアーム部14bの先端部が上下運動できるように構成
されている。このように構成することにより、濾過操作
中、後述するフィルタの先端（出口端）が試験管の内部
まで挿入されその結果濾過された液の一部が試験管の外
部に流散するような不都合がない。アーム部14bのこの
回動動作は、加圧空気によって矢印78の如く前後運動を
行うエアシリンダ80がアーム部14bに回転モーメントを
与えることによって行われる。

アーム部14bの先端部には、使い捨ての成型フィルタ
であるディスポフィルタ82を着脱可能に嵌着し保持する
フィルタ保持機構と、そのディスポフィルタ82の試料液
注入側に密封室を形成する密封機構と、この密封室に加
圧気体を送り込む機構とが設けられている。本実施例で
用いられるディスポフィルタ82は試料液注入側の口径が
大きい開放型のプラスチック製ハウジングを有してお
り、このフィルタについては本出願人により実願昭62−
189809号によって既に提案されている。

フィルタ保持機構は、下方から嵌着されたディスポフ
ィルタ82の下面の一部に当接してこれを保持するように
構成されており、第３図に保持状態時のその底面図を示
す。即ち、加圧空気により前後方向（矢印84で示す）に
移動可能なエアシリンダ86にロッド88を介して連結され
た保持部材90がディスポフィルタ82の下面82aの一部を
支持している。ディスポフィルタ82を廃棄する場合は保
持部材90を図にて左方向に移動させると、このディスポ
フィルタ82は自重により落下する。

密封機構は貫通穴92を有し、密封的に左右方向に摺動
可能なシャッタ部材94と、このシャッタ部材94にロッド
96を介して連結されたエアシリンダ98とを備えている。
エアシリンダ98が加圧空気により前後方向（矢印100で
示す）にロッド96を駆動することにより、シャッタ部材
94は試料注入口102を開閉し、これによりシャッタ部材9
4の下側に密封室104が形成される。

密封室104には孔106及び通路108を介して図示しない
加圧源から加圧空気あるいは加圧窒素等の加圧気体が印
加可能となっている。密封室104を形成して内部に加圧
気体を印加することにより、注入された試料液は加圧濾
過せしめられる。

ターンテーブル手段10の回転軸30、プローブロボット
手段12の回転軸48及び56、フィルタロボット手段14の回
転軸68の軸線は全て第１図に示す同一平面内に位置して
いる。回転軸30と回転軸68との間の所定位置には、上記
平面内にそれぞれの中心が位置するように試液管110及
び112と撹拌機114,116及び118と、洗浄機構120と、液体
クロマトグラフィシステムの入力ポートである自動六方
切換弁122とが順次固設されている。

試液管110及び112は反応処理モード時に用いる試液を
あらかじめ入れておくためのもので、プローブニードル
38がこれら試液管110及び112に挿入可能なようにターン
テーブル22には対応する位置に貫通穴126及び124が各放
射方向毎に設けられている。

撹拌機114,116及び118は試験管群が上述の平面内位置
（第１図の試験管20,18及び16の位置、以下処理位置と
称する）にあるときにこれら各試験管の直下にそれぞれ
位置するように配置されており、試料の撹拌を行うため
の公知のマグネット式撹拌機である。即ち、これら撹拌
機の上部の直径方向の端部にS,Nの磁極をそれそれ設
け、これを電動モータ128によって回転させることによ
り試験管内に入れた磁性体粒（撹拌子）を回転させて撹
拌を行うものである。

洗浄機構120はプローブニードル38及びこれに連通す
る要素の洗浄を行うためのものであり、少なくとも洗浄
時は、図示しない洗浄液供給及び排出システムに連通す
る開口120a及び120bを介して洗浄液が矢印の如く流れて
いる。なお、プローブニードル38の初期位置はこの洗浄
機構120の真上に設定されている。自動六方切換弁122は
液体クロマトグラフィシステムに試料を注入するための
入力ポートであり公知のものである。

フィルタロボット手段14のアーム部14bは、回転軸68
の回動により第２図の矢印130で示す方向に回動可能で
あるが、その停止位置は、本実施例では４カ所に設定さ
れている。１つは、第２図に示されている位置であり、
試料の濾過処理中はこの位置に停止している。この場
合、ディスポフィルタ82の先端（出口端）が処理位置に
ある試験管群のうちの最外周側の試験管位置132に一致
せしめられる。即ち、第１図の試験管16の位置である。
また、第２図に示すフィルタ供給ユニット134の２カ所
のフィルタ供給部134a及び134b位置にそれぞれ停止可能
となっている。フィルタ供給ユニット134は２つのフィ
ルタ供給部134a及び134bのどちらか一方から、未使用の
使い捨てディスポフィルタを１つ、例えばディスポフィ
ルタ136、を押し上げ、アーム部14bの下面の所定位置即
ちフィルタ保持機構の位置に嵌着する。嵌着されたディ
スポフィルタの保持は前述の如く保持部材90によって行
われる。アーム部14bのさらに他の停止位置として使用
済のフィルタを廃棄するための廃棄ボックス138（第２
図）の位置がある。

第４図は本実施例における制御手段の電気的構成を概
略的に表わすブロック図である。同図から明らかなよう
に本実施例では、中央処理装置（CPU）140,リードオン
リメモリ（ROM）142,ランダムアクセスメモリ（RAM）14
4,入出力インタフェース146及び148,表示装置150及びこ
れらを接続するバス152等から成るマイクロコンピュー
タが用いられている。

入出力インタフェース146には、センサ36,74が接続さ
れており、検出された位置情報信号がマイクロコンピュ
ータに入力される。入出力インタフェース146にはさら
に、マイクロシリンジポンプ64,切換弁62,自動六方切換
弁122が接続され、マイクロコンピュータからの信号に
よってこれらが制御される。また入出力インタフェース
146には、エアシリンダ80,86及び98の前後方向の移動を
それぞれ制御すための加圧空気切換弁154,156及び158が
接続され、マイクロコンピュータによってこれらエアシ
リンダが制御される。入出力インタフェース146にはさ
らにまた、密封室104への加圧気体の印加を切替制御す
る加圧弁160が接続されており、この加圧弁160がマイク
ロコンピュータによって制御されるように構成されてい
る。加圧弁160は第１図の通路108の途中に設けられる。

入出力インタフェース148には、ステップモータ44及
び52の回転を制御する制御ユニット162及び164が接続さ
れており、プローブロボット手段に従ってプローブニー
ドル38の位置制御がマイクロコンピュータによって行わ
れる。入出力インタフェース148にはまた電動モータ34
及び72の駆動を行う駆動ユニット166及び168が接続され
ており、センサ36及び74からの信号とあいまってターン
テーブル22、及びフィルタロボット手段14の回動位置制
御がマイクロコンピュータによって行われる。入出力イ
ンタフェース148にはさらにまた撹拌機駆動用の電動モ
ータ128の駆動ユニット170が接続されており、このモー
タ128のオン・オフもマイクロコンピュータによって制
御される。

次に本実施例の動作を説明する。第５図及び第６図は
マイクロコンピュータの制御プログラムの一例を概略的
に示すフローチャートである。

電源がオンされると（第５図ステップS1）、CPU140
は、RAM144及び他のメモリ等のクリアを行い（ステップ
S2）、次いで全ての駆動要素をホーム位置（原点位置）
に戻す（ステップS3）。これは、ターンテーブル手段10
については、スタートすべき試験管群を処理位置に戻す
ことであり、プローブロボット手段12においては、プロ
ーブニードル38を洗浄機構120の真上の所定高さに位置
させることであり、フィルタロボット手段14について
は、アーム部14bをフィルタ供給ユニット134の位置に回
動させておくことである。次いで以後の動作を自動で行
うか手動で行うかの判別を行い（ステップS4）、手動の
場合は手動モードルーチン（ステップS5）へ進んで所望
の前処理を手動で行う。手動モードルーチンの各前処理
の内容は、自動モードルーチンの各前処理の内容と実質
的に同じであるため説明を省略する。自動の場合は自動
モードルーチン（ステップS6）へ進む。

この自動モードルーチンを詳しく表わしたものが第６
図である。このルーチンではまず自動サンプリングモー
ドであるか否かを判別し（ステップS8）、自動サンプリ
ングモードの場合はサンプリングモードを実行する（ス
テップS9）。このサンプリングモードについては後述す
る。自動サンプリングモードではない場合、濾過希釈モ
ードか（ステップS10）、希釈濾過モードか（ステップS
11），濾過モードか（ステップS12）、希釈モードか
（ステップS13）、反応モードか（ステップS14）を順次
判別する。どれかのモードに判別された場合は、そのモ
ードの実行を行う（ステップS15,S16,S17,S18あるいはS
19）。

次に上述の各モードの動作説明を行う。

（Ａ）濾過希釈モード処理すべき試験液は最外周の試験管から２番目の周の
試験管（第１図の試験管18に相当）にあらかじめ入れて
おく。以下この周の試験管を試料管と称する。また最外
周の試験管（試験管16に相当）を濾液管、最内周の試験
管（試験管20に相当）を希釈管と称する。

この濾過希釈モードは第７図（Ａ）に示すように試料
管の試料液をディスポフィルタで濾過した後、その濾液
を希釈水と共に希釈管に入れる動作モードである。以下
このモードの動作シーケンスを説明する。

まずフィルタ供給ユニット134により未使用のディ
スポフィルムがアーム部14bの所定位置に嵌合せしめら
れる。次いでエアシリンダ86が作動し保持部材90を移
動させてディスポフィルタ82を第１図に示す如く固定保
持する。ステップモータ44が駆動されプローブニード
ル38がまず水平方向に移動して試料管18の真上で停止す
る。ステップモータ52が駆動されプローブニードル38
が試料液をサンプリング出来るまで降下する。マイク
ロシリンジポンプ64が駆動され試料液のサンプリングが
行われる。ステップモータ52が駆動されプローブニー
ドル38が上昇する。エアシリンダ80が作動し、アーム
部14bの先端部が所定角度だけ上向きとなる。電動モ
ータ72が駆動されてアーム部14bが回動し、処理位置ま
でくる。即ち第２図に示す位置に回動せしめられる。
エアシリンダ80が再び作動し、アーム部14bを水平に戻
す。これによってディスポフィルタ82の出口端が濾過管
16内に挿入される。ステップモータ44が駆動されプロ
ーブニードル38がディスポフィルタ82の真上に移動す
る。ステップモータ52が駆動されてプローブニードル
38が試料注入口102内に挿入される。マイクロシリジ
ポンプ64が駆動されステップでサンプリングした試料
液が密封室104内に注入される。ステップモータ44及
び52が駆動されてプローブニードル38が初期位置に戻
る。エアシリンダ98が作動しシャッタ部材94が第１図
にて右方向に移動する。これにより密封室104が密封せ
しめられる。加圧弁160がオンとなり、加圧気体が密
封室104内に印加される。これにより、密封室104内の試
料液がディスポフィルタ82で加圧濾別され、濾液管に
流下する。16加圧弁160がオフとなる。エアシリンダ9
8が作動してシャッタ部材94が元へ戻る。エアシリン
ダ80が作動してアーム部14bが上向きとなる。電動モ
ータ72が駆動されアーム部14bが初期位置に回動する。
ステップモータ52が駆動され、プローブニードル38が
下降して洗浄機構120内に挿入されプローブニードル等
の洗浄が行われた後処理位置まで上昇する。電動モー
タ34が駆動され、ターンテーブル22が回動して次の試験
管群が処理位置にする。ステップからまでのシー
ケンスが繰り返され処理すべきサイクル数（試験管群
数）が終了する。電動モータ72が駆動され、アーム部
14bが回動して廃棄ボックス138の真上にディスポフィル
タ82が位置する。エアシリンダ86が作動し、保持部材
90が第１図にて左方向に移動する。これによりディスポ
フィルタ82の廃棄が行われ、その後アーム部14bが初期
位置に戻される。電動モータ34が駆動され、ターンテ
ーブル22が回動してスタート位置に戻る。即ち、スター
トすべき試験管群が再び処理位置にする。ステップモ
ータ44が駆動され、プローブニードル38が濾液管16の真
上に移動する。ステップモータ52の駆動によりプロー
ブニードル38が濾液管16内の濾液をサンプリングできる
まで下降する。マイクロシリンジポンプ64が駆動さ
れ、濾液がサンプリングされる。ステップモータ52の
駆動によりプローブニードル38が上昇する。ステップ
モータ44の駆動によりプローブニードル38が水平移動し
て希釈管20の真上に位置する。ステップモータ52の駆
動によりプローブニードル38の先端が希釈管20内に挿入
される。マイクロシリンジポンプ64の駆動により、ス
テップでサンプリングされた濾液が希釈管20内に注入
される。切換弁62が作動し、希釈水タンク66をマイク
ロシリンジポンプ64に連通せしめる。マイクロシリン
ジポンプ64が所定量の希釈水をサンプリングする。切
換弁62が元に切換えられる。マイクロシリンジポンプ
64が作動し、希釈水を希釈管20内に注入し、これによっ
て所望の濃度の希釈液が調製される。なお、ステップ
の前にマイクロシリンジポンプ64側に希釈水をあらかじ
めサンプリングしておきその状態で濾液をサンプリング
して希釈するように構成しても良い。ステップモータ
62の駆動により、プローブニードル38を上昇させる。
ステップモータ44及び52の駆動により、プローブニード
ル38を水平移動、下降させて洗浄動作を行い、再び上昇
させて初期位置に戻す。電動モータ34が駆動され、タ
ーンテーブル22が回動して次の試験管群が処理位置にく
る。ステップからまでのシーケンスが繰り返され
処理すべきサイクル数が終了する。

（Ｂ）希釈濾過モードこのモードは第７図（Ｂ）に示すように、試料管内の
試料液と希釈水とを共にディスポフィルタで濾過する動
作モードである。このモードの動作シーケンスは前述の
ステップの次に希釈水タンク66からの所定量の希釈水
を密封室104に注入するステップを追加し、次いでステ
ップまで実行するかあるいは、ステップの前にステ
ップからを実行した後、ステップからまで実行
すれば良い。

（Ｃ）濾過モードこのモードは第７図（Ｃ）に示すように、試料管内の
試料液をディスポフィルタで濾過するものであり、その
動作シーケンスは前述のステップからまでのみを実
行するものである。

（Ｄ）希釈モードこのモードには一次希釈モードと二次希釈モードとが
ある。前者は、第７図（Ｄ）の実線に示すように、試料
管内の試料液と希釈水とを希釈管に注入するものであ
り、後者は第７図（Ｄ）の破線に示すように、上述の如
く希釈された希釈管内の液と希釈水とを濾液管に注入す
るものである。

この両モードの動作シーケンスは、前述のステップ
からまでのシーケンスに類似している。即ち、一次希
釈モードでは濾液管内の濾液の代りに試料管内の試料液
をサンプリングする点のみが異り、二次希釈モードでは
濾液管内の濾液の代りに希釈管内の一次希釈液をサンプ
リングして濾液管に二次希釈液を注入する点のみが異
る。従って具体的な動作シーケンスの説明は省略する。

（Ｅ）反応モードこのモードは第７図（Ｅ）に示すように、試料管内の
試料液と試薬管内の試薬Ｉ及び／又は試薬IIとを混合し
て反応させるモードである。混合に撹拌が必要な場合
は、希釈管内に磁性体粒（撹拌子）をあらかじめ入れて
おく。

以下このモードの動作シーケンスを説明する。前述
のステップからまでが行われる。ステップモータ
44の駆動によりプローブニードル38が希釈管の真上に移
動する。53ステップモータの駆動により、プローブニ
ードル38が希釈管内に挿入される。マイクロシリンジ
ポンプ64の駆動により試料液を希釈管内に注入する。
ステップモータ44及び52の駆動により、プローブニード
ル38の上昇、水平移動、降下が行われ、洗浄機構120に
よる洗浄を行った後、上昇、水平移動を行ってプローブ
ニードル38を試薬管112の真上に位置させる。ステッ
プモータ52により、プローブニードル38を下降させて試
薬管112内の試薬Ｉをサンプリングできるようにする。
マイクロシリンジポンプの駆動により試薬Ｉのサンプ
リングをする。ステップモータ44及び52の駆動により
プローブニードル38を上昇、水平移動、降下を行って希
釈管に挿入する。マイクロシリンジモータの駆動によ
り試薬Ｉを希釈管内に注入する。ステップからと
同様にして試薬IIを希釈管内に注入する。ステップモ
ータ44及び52により、プローブニードル38を洗浄した後
初期位置に戻す。電動モータ128を駆動することによ
り、撹拌機114を回転させ撹拌する。撹拌後必要に応
じてサンプリングモード（後述する）を直ちに実施して
希釈管内の反応液を自動六方切換弁122に注入する。
電動モータ34を駆動し、ターンテーブル22を回動して次
の試験管群を処理位置に位置させる。以上のシーケン
スを繰り返して処理すべきサイクル数を終了する。

上述のシーケンスでは、試料管内の試料液を希釈管に
移して反応させているが、試料管内に直接試薬を注入し
て反応させても良い。また、濾液管内さらには希釈管内
（上述の場合）にも試薬を入れておくことが可能であ
る。さらにまた、反応管を２本以上としても良い。この
場合、反応処理を２倍以上の容量で行うことができる。

（Ｆ）自動サンプリングモードこのモードは第７図（Ｆ）に示すように、濾過管、試
料管、もしくは希釈管内の液体を液体クロマトグラフィ
システムの自動六方切換弁122に注入するモードであ
る。このモードは、本実施例では全試験官群について前
処理を行った後に実行されるようになっているが、各試
験管群の前処理が終っ毎た毎、即ち各サイクル終了毎に
実行するようにしても良い。後者の場合、試験管群の数
を32組とすることによって、試料の濾過希釈の前処理及
び成分分析を12時間連続して自動的におこなうことが出
来、更に試験管群の数を64組にすると、24時間連続自動
運転することが出来る。

このモードの動作シーケンスを以下説明する。ただし
以下のシーケンスは希釈管内の液をサンプリングする例
である。まず、ステップモータ44及び52の駆動により
プローブニードル38を希釈管内の液をサンプリングでき
る位置まで水平移動降下させる。マイクロシリンジポ
ンプ64を駆動させ吸引する。ステップモータ44及び52
の駆動により、プローブニードル38を上昇、水平移動、
及び下降させ六方切換弁122の注入口に挿入させる。
六方切換弁122を切換える。マイクロシリンジポンプ6
4により注入を行う。プローブニードル38を上昇させ
る。六方切換弁122を元に切換える。プローブニー
ドル38の洗浄を行い、初期位置に戻す。

以上述べた各動作モードの他に、１つの試験管群につ
いて濾過モード、希釈モードをそれぞれ任意の回数行う
ように構成することも可能である。ただしこの場合、各
試験管群に関する試験管の数は、おこなう動作モードの
数に１を加えた数である。すなわち、濾過モード１回、
希釈モード１回の場合は、３本（＝２＋１）の試験管
が、濾過モード１回、希釈モード２回の場合は４本（＝
３＋１）の試験管が必要となる。

上述した実施例ではフィルタロボット手段14はターン
テーブル22の中心方向に水平移動することができない
が、このような水平移動が可能な如く構成すると、濾液
管の位置を最外周以外に変更することができる。例えば
最外周側から、希釈管／試料管／濾液管、試料管／希釈
管／濾液管、試料管／濾液管／希釈管、又は希釈管／濾
液管／試料管の順に配置することにより濾過・希釈を行
なうことが可能であり、また濾液管／試料管／濾液管の
順に配置することにより濾過を２倍の容量でおこなうこ
とが出来る。

第８図は本発明の他の実施例の構成を概略的に表わし
ている。本実施例の構成は第１図の実施例の場合と基本
的に同じであり、以下異る点のみを説明する。なお、第
８図において、第１図の要素と同一構成、機能のものは
同一の符号で示されている。

まず、ターンテーブル手段210において、ターンテー
ブル222の形状が若干異る他に、その回転が電動モータ2
34によるベルト駆動である点が異っている。また、洗浄
機構220については位置及び構造が異る。しかしながら
このターンテーブル手段の機能は第１図の実施例の場合
とほぼ同じである。

プローブロボット手段212においては、プローブニー
ドル38の水平方向の起動が電動モータ244によって直接
駆動される回転軸248からラックアンドピニオンギア250
を介して行われる点、上下方向の駆動が電動モータ252
からラックアンドピニオンギア258を介して行われる点
が異っているが機能的には第１図の実施例の場合と同じ
である。

フィルタロボット手段214においては、回転軸268が電
動モータ272によって直接駆動される点が異るか最も大
きな相違点は、本実施例ではそのアーム部が水平面内で
の回動のみ可能であり、第１図の実施例の場合の如く垂
直面内で回動しない点であり、その分構造が簡易となっ
ている。さらに本実施例では、ディスポフィルタ82の保
持機構が第１図の実施例のものと異なる構造を有してい
る。第９図はその底面図を示している。即ち、エアシリ
ンダ86により、ロツド88が図にて右方向に移動するとカ
ム部材290がクランプ部材292を押圧しその結果、クラン
プ部292は二点鎖線で示す如く軸294を中心に開成する。
この状態の２つのクランプ部材292の間のディスポフィ
ルタが挿入されるようにした後、エアシリダ86を作動さ
せてロッド88従ってカム部材290を左方向に駆動する
と、クランプ部材292は実線に示す如く閉成し、ディス
ポフィルタ82の外周と当接してこれを確実に把持固定す
る。

本実施例の動作については、第１図の実施例の動作と
ほぼ同じであるため、説明を省略する。

このようにフィルタとして、注入側の口径が大きい開
放型ハウジングを有する使い捨てのディスポフィルタを
用いているため、試料の汚染、注入場所の位置決めの困
難等の不都合がない。

［発明の効果］以上述べたように本発明の自動前処理装置は、放射方
向の複数の試験管を載置可能なターンテーブル手段と、
着脱可能なフィルタと、該フィルタの液体注入側に設け
られる密封室と、該密封室に加圧気体を送り込む機構と
からなり、前記ターンテーブル手段に載置された前記試
験管のうちの１つの上に前記フィルタを前記可能である
フィルタロボット手段と、前記ターンテーブル手段に載
置された前記試験管内の液体を所定量サンプリング可能
であり、かつ前記ターンテーブル手段に載置された前記
試験管と前記ターンテーブル手段に載置された前記試験
管の１つの上に前記フィルタロボット手段により移動さ
れた前記フィルタとに所定量の液体を注入可能なプロー
ブロボット手段と、前記各手段をあらかじめ定めたシー
ケンスに従って制御して所望の前処理を実行する制御手
段とを備えているため、前処理を人手を介することなく
自動的に実行でき、従って処理ミス及び試料汚染を防止
できると共に処理時間を大幅に短縮することができる。
また、液体クロマトグラフィシステムと連動して自動化
できるため、成分分析及びその前処理の操作多び管理が
非常に容易となるばかりか、信頼性の高い成分分析を行
うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図の
実施例の一部の平面図、第３図は第１図の実施例のフィ
ルタ保持機構の底面図、第４図は制御手段のブロック
図、第５図及び第６図は制御手段におけるマイクロコン
ピュータのプログラムのフローチャート、第７図は各動
作モードの説明図、第８図は本発明の他の実施例の構成
図、第９図は第８図の実施例のフィルタ保持機構の底面
図である。 10,210……ターンテーブル手段、12,212……プローブロ
ボット手段、14,214……フィルタロボット手段、14a…
…支柱部、14b……アーム部、16,18,20,24,26,28……試
験管、22,222……ターンテーブル、34,44,52,72……電
動モータ、36,74……センサ、38……プローブニード
ル、50,58……ウォームギア、62,154,156,158……切換
弁、64……マイクロシリンジポンプ、66……希釈水タン
ク、80,86,98……エアシリンダ、82,136……ディスポフ
ィルタ、90……保持部材、94……シャッタ部材、102…
…試料注入口、104……密封室、106……孔、108……通
路、110,112……試薬管、120……洗浄機構、122……自
動六方切換弁、140……CPU、142……ROM、144……RAM、
146,148……入出力インタフェース、160……加圧弁。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】放射方向に複数の試験管（16、18、20）を
載置可能なターンテーブル手段（10）と、着脱可能なフィルタ（82）と、該フィルタ（82）の液体
注入側に設けられる密封室（104）と、該密封室（104）
に加圧気体を送り込む機構とからなり、前記ターンテー
ブル手段（10）に載置された前記試験管のうちの１つ
（16）の上に前記フィルタを移動可能であるフィルタロ
ボット手段（14）と、前記ターンテーブル手段（10）に載置された前記試験管
（16、18、20）内の液体を所定量サンプリング可能であ
り、かつ前記ターンテーブル手段（10）に載置された前
記試験管（16、18、20）と前記ターンテーブル手段（1
0）に載置された前記試験管の１つ（16）の上に前記フ
ィルタロボット手段（14）により移動された前記フィル
タとに所定量の液体を注入可能なプローブロボット手段
（12）と、前記各手段（10、12、14）をあらかじめ定めたシーケン
スに従って制御して所望の前処理を実行する制御手段と
を備えたことを特徴とする自動前処理装置。
【請求項２】前記ターンテーブル手段（10）が、一放射
方向に配列した複数の試験管（16、18、20）から成る試
験管群を複数放射方向にそれぞれ載置可能なターンテー
ブル（22）と、該試験管群のうちの１つが処理位置に移
動するように該ターンテーブル（22）を水平面内で回動
させることが可能な駆動手段とを備えている請求項１に
記載の装置。
【請求項３】前記プローブロボット手段（12）が、前記
ターンテーブル手段（10）に載置された前記試験管（1
6、18、20）と前記ターンテーブル（10）に載置された
前記試験管の１つ（16）の上に前記フィルタロボット手
段（14）により移動された前記フィルタとに先端を挿入
可能なプローブニードル（38）と、該プローブニードル
（38）を介して所定量の液体の吸引及び吐出を行うマイ
クロシリンジポンプ（64）と、前記プローブニードル
（38）を水平方向に駆動する駆動機構と、該プローブニ
ードル（38）を上下方向に駆動する駆動機構とを備えて
いる請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】前記フィルタロボット手段（14）が、支柱
部（14a）と該支柱部の上部に取付けられ水平方向に延
びたアーム部（14b）とを備えており、該アーム部（14
b）はフィルタ（82）を着脱可能に保持するフィルタ保
持機構を有しており、前記支柱部（14a）は前記ターン
テーブル手段（10）に載置され処理位置にある前記試験
管のうちの１つ（16）の真上に前記フィルタ（82）の出
口端が位置するように前記アーム部（14b）を水平面内
で回動させることが可能な駆動手段を有している請求項
1,2又は３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】前記アーム部（14b）が前記フィルタ（8
2）の注入側を密封可能な密封機構と、密封時に該注入
側に加圧気体を送り込む機構とを備えている請求項４に
記載の装置。
【請求項６】未使用のフィルタ（82）を供給するフィル
タ供給ユニット（134）と使用後のフィルタを投入する
ための廃棄ボックス（138）とがさらに備えられてお
り、前記支柱部（14a）の前記駆動手段は前記フィルタ
保持機構が前記フィルタ供給ユニット（134）及び廃棄
ボックス（138）の真上に位置するように前記アーム部
（14b）を回動可能に構成されている請求項４に記載の
装置。
【請求項７】前記アーム部（14b）は垂直面内で回動可
能に前記支柱部（14a）に軸支されており、該アーム部
（14b）を垂直面内で所定角度回動させる駆動手段を備
えている請求項４に記載の装置。
【請求項８】前記プローブニードル（38）及びマイクロ
シリンジポンプ（64）を洗浄するための洗浄機構（12
0）が固定位置に設けられており、該プローブニードル
（38）の先端が該洗浄機構（120）に挿入可能に構成さ
れている請求項３に記載の装置。
【請求項９】液体クロマトグラフィシステムの入力ポー
ト（122）が固定位置に設けられており、前記プローブ
ニードル（38）の先端が該入力ポート（122）に挿入可
能に構成されている請求項３に記載の装置。
【請求項１０】前記制御手段は、所望の前処理に関する
シーケンスがプログラムされているマイクロコンピュー
タを備えており、該マイクロコンピュータからの指示に
応じて前記ターンテーブル手段（10）、フィルタロボッ
ト手段（14）及びプローブロボット手段（12）の駆動を
制御するように構成されている請求項１から９のいずれ
か１項に記載の装置。
【請求項１１】前記各試験管群が試料管（18）と希釈管
（20）と濾液管（16）とを備えている請求項１から10の
いずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】前記フィルタ（82）が注入側の口径が大
きい開放型プラスチック製ハウジングを有するディスポ
フィルタである請求項１から11のいずれか１項に記載の
装置。