JP3160357B2 - コンテナ底部検出を使用した液体分配方法 - Google Patents
コンテナ底部検出を使用した液体分配方法Info
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/02—Burettes; Pipettes
- B01L3/0241—Drop counters; Drop formers
- B01L3/0262—Drop counters; Drop formers using touch-off at substrate or container
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
- G01N35/1009—Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
- G01N35/1011—Control of the position or alignment of the transfer device
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- G01—MEASURING; TESTING
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は液体をコンテナに分配
する方法に関し、詳しくは圧力フィードバックの使用に
よる分配のための最適間隔を自動的に達成する方法に関
するものである。
する方法に関し、詳しくは圧力フィードバックの使用に
よる分配のための最適間隔を自動的に達成する方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】血液サンプルの医療上の分析の場合に患
者サンプルを範囲外での再試験のため希釈することが望
ましいことがある。サンプルに希釈剤を所定の比率、例
えば１：１で、添加することによって、又はその逆によ
って、範囲外値は読取範囲内の値に減少される。このよ
うな条件はグルコースのための検体では起こり得る。
者サンプルを範囲外での再試験のため希釈することが望
ましいことがある。サンプルに希釈剤を所定の比率、例
えば１：１で、添加することによって、又はその逆によ
って、範囲外値は読取範囲内の値に減少される。このよ
うな条件はグルコースのための検体では起こり得る。
【０００３】従来技術の手法におけるいては、所望の容
積が得られるまで空の容器にサンプルもしくは希釈剤を
注入し、ついで他の液体の添加が行われている。
積が得られるまで空の容器にサンプルもしくは希釈剤を
注入し、ついで他の液体の添加が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】全部というわけではな
いが大抵の場合はコンテナの底部の位置については何の
配慮もされていなかった。分配器チップは液体の注入の
際に浸漬が深すぎてはならず、さもないと実質的な量の
液体がコンテナの内部ではなく引き抜かれるチップの表
面に付着する結果となる。従って、従来の殆どの手法で
はチップがコンテナの底部表面から高くなりすぎ、液体
が連続液流とならず滴状になって放出されるという不具
合があった。即ち、距離が過大であるため連続液流状態
を得ることができなかったのである。
いが大抵の場合はコンテナの底部の位置については何の
配慮もされていなかった。分配器チップは液体の注入の
際に浸漬が深すぎてはならず、さもないと実質的な量の
液体がコンテナの内部ではなく引き抜かれるチップの表
面に付着する結果となる。従って、従来の殆どの手法で
はチップがコンテナの底部表面から高くなりすぎ、液体
が連続液流とならず滴状になって放出されるという不具
合があった。即ち、距離が過大であるため連続液流状態
を得ることができなかったのである。
【０００５】液滴状に放出が行なわれても最後の液の射
出が行なわれるまでは何の問題も起こらない。最後の液
は、分配チップの外側表面までパーフュージョン無しに
またはパーフュージョンと共にペンダント状の液滴とし
て吊り下がり状となる。発明者の発見によれば所望の量
の２５％が、コンテナ内の液体となる代りにペンダント
状の液滴として留まる。その結果、コンテナ内の希釈率
が著しく変更される。このような希釈方法は認められな
いものである。
出が行なわれるまでは何の問題も起こらない。最後の液
は、分配チップの外側表面までパーフュージョン無しに
またはパーフュージョンと共にペンダント状の液滴とし
て吊り下がり状となる。発明者の発見によれば所望の量
の２５％が、コンテナ内の液体となる代りにペンダント
状の液滴として留まる。その結果、コンテナ内の希釈率
が著しく変更される。このような希釈方法は認められな
いものである。
【０００６】この発明は、受取容器の底部が現実にその
瞬間にどこに位置しているかが重要であることを最初に
認識したものではない。欧州特許公報第223,758 号はこ
のような各コンテナの底部の検出をピペットがコンテナ
の底部を打撃するときに惹起されるピペット上の軸方向
力の増大を単に検出することによって行なっている。し
かしながら、この方法は誤差が大きい。例えば、ピペッ
トが底部に到達前にコンテナの側壁もしくは側壁突起を
打撃すると、力の軸方向成分は依然として伝えられる。
これは、非筒状のコンテナや、傾斜した側壁を有したコ
ンテナの場合には特に問題となる。即ち、着底の読取に
誤りが出てくおそれがあるのである。従って、この欧州
特許出願は壁面との接触を回避するためコンテナに関し
て分配チップのＸ−Ｙ平面における適当な位置を得るの
に想到な困難が来すものである。加えて、ピペットの軸
線方向力はこの目的のためだけで追加されるセンサを使
用するこの技術によって計測することができる。既存の
センサを使用することができればより好ましいといえ
る。
瞬間にどこに位置しているかが重要であることを最初に
認識したものではない。欧州特許公報第223,758 号はこ
のような各コンテナの底部の検出をピペットがコンテナ
の底部を打撃するときに惹起されるピペット上の軸方向
力の増大を単に検出することによって行なっている。し
かしながら、この方法は誤差が大きい。例えば、ピペッ
トが底部に到達前にコンテナの側壁もしくは側壁突起を
打撃すると、力の軸方向成分は依然として伝えられる。
これは、非筒状のコンテナや、傾斜した側壁を有したコ
ンテナの場合には特に問題となる。即ち、着底の読取に
誤りが出てくおそれがあるのである。従って、この欧州
特許出願は壁面との接触を回避するためコンテナに関し
て分配チップのＸ−Ｙ平面における適当な位置を得るの
に想到な困難が来すものである。加えて、ピペットの軸
線方向力はこの目的のためだけで追加されるセンサを使
用するこの技術によって計測することができる。既存の
センサを使用することができればより好ましいといえ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、制御手段及び
検出手段に応動して移動手段によってコンテナに対して
垂直に移動される分配オリフィスからコンテナに液体を
射出するための方法であって、前記オリフィスは垂直方
向に弾性的に取り付けられ、該方法はオリフィスをコン
テナの底部に向けて垂直に移動させるステップと、前記
底部を検出するステップと、その後液体をコンテナに射
出するステップとを具備した方法において、前記移動ス
テップは、オリフィスをコンテナ底部の基準位置を超え
て、オリフィスが底部によって密封される密封位置まで
移動させるステップより成り、前記検知ステップは、
(a) オリフィスを前記密封位置で垂直力によってシール
しつつ分配オリフィス内の液体を加圧するための圧力手
段を作用させるステップと、(b) コンテナ底部からオリ
フィス上への前記垂直力を、オリフィス内における液体
の圧力を検出しながら、徐々に引き出すステップと、
(c) オリフィスがコンテナ底部にもはや密封されておら
ず液体が前記圧力手段によってオリフィスから射出され
るのを開始したときの圧力減少を検出するステップと、
(d) ステップ(c) に応じて、“底部”により密封されて
いない前記オリフィスの位置を識別する信号を発生する
ステップとより成り、これにより分配すべき液体が全て
分配器から流出されるようにした方法を要旨とする。
検出手段に応動して移動手段によってコンテナに対して
垂直に移動される分配オリフィスからコンテナに液体を
射出するための方法であって、前記オリフィスは垂直方
向に弾性的に取り付けられ、該方法はオリフィスをコン
テナの底部に向けて垂直に移動させるステップと、前記
底部を検出するステップと、その後液体をコンテナに射
出するステップとを具備した方法において、前記移動ス
テップは、オリフィスをコンテナ底部の基準位置を超え
て、オリフィスが底部によって密封される密封位置まで
移動させるステップより成り、前記検知ステップは、
(a) オリフィスを前記密封位置で垂直力によってシール
しつつ分配オリフィス内の液体を加圧するための圧力手
段を作用させるステップと、(b) コンテナ底部からオリ
フィス上への前記垂直力を、オリフィス内における液体
の圧力を検出しながら、徐々に引き出すステップと、
(c) オリフィスがコンテナ底部にもはや密封されておら
ず液体が前記圧力手段によってオリフィスから射出され
るのを開始したときの圧力減少を検出するステップと、
(d) ステップ(c) に応じて、“底部”により密封されて
いない前記オリフィスの位置を識別する信号を発生する
ステップとより成り、これにより分配すべき液体が全て
分配器から流出されるようにした方法を要旨とする。
【０００８】
【実施例】この発明を以下好ましい実施例に関して説明
する。この実施例ではチップはアナライザにおいて液体
（最も好ましくは患者のサンプルもしくは希釈剤）をア
ナライザ（例えば、Eastman Kodak 社から"Ektachem 70
0"もしくは"Ektachem 250"の商品名で製造されているア
ナライザ) のコンテナに分配するのに使用される。加え
て、この発明は分配されている液体が何か、使用されて
いる分配チップもしくはアナライザき種類はどれかに関
わらず有益である。どんなコンテナであってもその底部
表面が分配器オリフィスにシールされるものであれば使
用することができる。
する。この実施例ではチップはアナライザにおいて液体
（最も好ましくは患者のサンプルもしくは希釈剤）をア
ナライザ（例えば、Eastman Kodak 社から"Ektachem 70
0"もしくは"Ektachem 250"の商品名で製造されているア
ナライザ) のコンテナに分配するのに使用される。加え
て、この発明は分配されている液体が何か、使用されて
いる分配チップもしくはアナライザき種類はどれかに関
わらず有益である。どんなコンテナであってもその底部
表面が分配器オリフィスにシールされるものであれば使
用することができる。
【０００９】この発明によって解決すべき問題点が図１
(A), (B)に示されている。即ち、コンテナ１０は、分配
器（図示しない）上に取り付けられる通常の使い捨て型
のチップ３０からの液体（希釈剤等）を受容するべき位
置Ａにある。チップをコンテナに対して深く挿入しすぎ
て、チップが底部に激しく当たることを防止するため、
アナライザは“高いところ”に外れて位置され、即ち、
チップ３０はコンテナ１０の底表面Ｂから過剰の距離Ｄ
離間して位置されるようにプログラムされている。この
距離Ｄは大抵の場合は過大であり、圧力増大＋ｐが加わ
ったときに、射出された液体は連続流とはならず滴状と
なって通過する。そして、図１Ｂにて示すように最後の
液滴ｄ′は小さくなりすぎて、コンテナ１０に落下する
ことができなくなる。落下する代わりに、液滴ｄ′とし
てチップから垂れ下がり、チップと共に留まる（矢印
（破線にて示す））。従って、その後に患者サンプルが
コンテナ内の希釈剤に注入された場合に所期の希釈率を
得ることができなくなる。即ち、液滴ｄ′の容積はコン
テナ１０に注入されるべき液体の容積の２５％にも達す
るため、所期の希釈率に影響が及ぼされるのである。
(A), (B)に示されている。即ち、コンテナ１０は、分配
器（図示しない）上に取り付けられる通常の使い捨て型
のチップ３０からの液体（希釈剤等）を受容するべき位
置Ａにある。チップをコンテナに対して深く挿入しすぎ
て、チップが底部に激しく当たることを防止するため、
アナライザは“高いところ”に外れて位置され、即ち、
チップ３０はコンテナ１０の底表面Ｂから過剰の距離Ｄ
離間して位置されるようにプログラムされている。この
距離Ｄは大抵の場合は過大であり、圧力増大＋ｐが加わ
ったときに、射出された液体は連続流とはならず滴状と
なって通過する。そして、図１Ｂにて示すように最後の
液滴ｄ′は小さくなりすぎて、コンテナ１０に落下する
ことができなくなる。落下する代わりに、液滴ｄ′とし
てチップから垂れ下がり、チップと共に留まる（矢印
（破線にて示す））。従って、その後に患者サンプルが
コンテナ内の希釈剤に注入された場合に所期の希釈率を
得ることができなくなる。即ち、液滴ｄ′の容積はコン
テナ１０に注入されるべき液体の容積の２５％にも達す
るため、所期の希釈率に影響が及ぼされるのである。
【００１０】この発明の方法は図２Ａ〜Ｆにより理解さ
れると思われる。この方法は図３の装置によって実現さ
れるものである。分配器（図２Ａ〜Ｆには示されない）
は使い捨て型のチップ３０を有し、同チップ３０は分配
開口３４を有した通常型のものである。このチップはEa
stman Kodak 社から"Ektachem 700"型使い捨て型チップ
として入社可能なのもが有益である。適当な分配ステー
ションにおいて、チップは、サンプルもしくは１０μＬ
（リットル）の水や７％の牛血清等の僅か量の適当な混
合物で充填されると同時に２０μＬのデッドボリューム
を有しており、かつ吸引後のチップ３０内の圧力は大気
圧に等しくなっている（図２Ａ）。次に、チップはコン
テナ（図２Ａには図示しない）の上方に図２Ａのように
垂直に配置される。その後、矢印３５のような相対運動
がチップ３０とコンテナ１０との間に惹起される（図２
Ｂ）。このような相対運動は、チップ３０を支持体１１
に固定されるコンテナ１０に向かって下降させることに
より、チップ３０が図２Ｃに示すように面Ｂを密封する
に至るまで継続される。分配器は少くとも垂直方向には
幾分は弾性的であり、チップ３０は下向きに表面Ｂに対
して過剰に移動することができ、表面Ｂに対してチップ
のオリフィス３４を依然として密封状態に維持しつつ、
コンテナもしくは分配器に損傷を与えることなしに垂直
方向力を印加することができる。
れると思われる。この方法は図３の装置によって実現さ
れるものである。分配器（図２Ａ〜Ｆには示されない）
は使い捨て型のチップ３０を有し、同チップ３０は分配
開口３４を有した通常型のものである。このチップはEa
stman Kodak 社から"Ektachem 700"型使い捨て型チップ
として入社可能なのもが有益である。適当な分配ステー
ションにおいて、チップは、サンプルもしくは１０μＬ
（リットル）の水や７％の牛血清等の僅か量の適当な混
合物で充填されると同時に２０μＬのデッドボリューム
を有しており、かつ吸引後のチップ３０内の圧力は大気
圧に等しくなっている（図２Ａ）。次に、チップはコン
テナ（図２Ａには図示しない）の上方に図２Ａのように
垂直に配置される。その後、矢印３５のような相対運動
がチップ３０とコンテナ１０との間に惹起される（図２
Ｂ）。このような相対運動は、チップ３０を支持体１１
に固定されるコンテナ１０に向かって下降させることに
より、チップ３０が図２Ｃに示すように面Ｂを密封する
に至るまで継続される。分配器は少くとも垂直方向には
幾分は弾性的であり、チップ３０は下向きに表面Ｂに対
して過剰に移動することができ、表面Ｂに対してチップ
のオリフィス３４を依然として密封状態に維持しつつ、
コンテナもしくは分配器に損傷を与えることなしに垂直
方向力を印加することができる。
【００１１】この点において、図２Ｄにおいて、チップ
３０の内部の圧力は＋ｐだけ増大し、同圧力は検知手段
によって監視することができる。この量“＋ｐ”はチッ
プがシールされていない状態においてチップ３０からメ
ニスカスを丁度射出することができるものである。その
後、チップ３０は弾性力が消失する距離Δｈ（図２Ｅ）
まで段階的に引き出され、チップ３０の着座状態は解消
され、或る量の液体（Ｌ）が表面Ｂに射出されることに
なる。 圧力増大“＋ｐ”によって射出されるメニスカ
スの量は基本的にはチップの幾何学的形状に依存する。
一つの例では圧力＋ｐは５μＬの射出を惹起させたが、
他の量を使用することが可能である。重要なことは液体
の放出（図２Ｅ）の間に検知手段によって−ｐの圧力減
少が検出され、この圧力減少はコンテナの“底部”（こ
こでは表面Ｂ）に到達したことのトリガに使用される。
この位置（図２Ｅ）は“底”位置としてメモりに格納さ
れる。
３０の内部の圧力は＋ｐだけ増大し、同圧力は検知手段
によって監視することができる。この量“＋ｐ”はチッ
プがシールされていない状態においてチップ３０からメ
ニスカスを丁度射出することができるものである。その
後、チップ３０は弾性力が消失する距離Δｈ（図２Ｅ）
まで段階的に引き出され、チップ３０の着座状態は解消
され、或る量の液体（Ｌ）が表面Ｂに射出されることに
なる。 圧力増大“＋ｐ”によって射出されるメニスカ
スの量は基本的にはチップの幾何学的形状に依存する。
一つの例では圧力＋ｐは５μＬの射出を惹起させたが、
他の量を使用することが可能である。重要なことは液体
の放出（図２Ｅ）の間に検知手段によって−ｐの圧力減
少が検出され、この圧力減少はコンテナの“底部”（こ
こでは表面Ｂ）に到達したことのトリガに使用される。
この位置（図２Ｅ）は“底”位置としてメモりに格納さ
れる。
【００１２】その後チップを所定の速度で引き抜きつつ
新規な＋ｐ′の圧力がチップに印加され、このコンテナ
に分配すべき液体の残りのアリコートが射出される。即
ち、表面Ｂの上方のチップ３０のこの新規な変更された
高さΔｈ′は液体の射出を連続的な液流として維持し続
けるように選定される（図２Ｆ）。図２Ｆではチップの
全内容物が射出され、好ましくは前述のデッドボリュー
ムの部分が残留している。
新規な＋ｐ′の圧力がチップに印加され、このコンテナ
に分配すべき液体の残りのアリコートが射出される。即
ち、表面Ｂの上方のチップ３０のこの新規な変更された
高さΔｈ′は液体の射出を連続的な液流として維持し続
けるように選定される（図２Ｆ）。図２Ｆではチップの
全内容物が射出され、好ましくは前述のデッドボリュー
ムの部分が残留している。
【００１３】チップ３０が全体として引き抜かれたとき
（図示しない）、図２Ｅのチップ位置からの分配器の全
距離が呼び出される。従って、図２Ｅにおいて検出され
たものとしての表面Ｂの位置を知ることにより、分配器
は混合物の他の液体を充填した新規なチップと共にコン
テナ１０に再度導入され、この新規なチップはその表面
において適当に位置され、図２Ｆに示されるように他の
液体の適当なアリコートが分配される。即ち、底面Ｂが
どこに位置しているかを知ることにより分配器は第１の
液体の頂点がどこに位置しているかを知り、新規なチッ
プは第２の液体を連続液流としてどこで分配するかを知
らしめる。通常型のソフトウエアがこの演算を実行する
のに使用される。
（図示しない）、図２Ｅのチップ位置からの分配器の全
距離が呼び出される。従って、図２Ｅにおいて検出され
たものとしての表面Ｂの位置を知ることにより、分配器
は混合物の他の液体を充填した新規なチップと共にコン
テナ１０に再度導入され、この新規なチップはその表面
において適当に位置され、図２Ｆに示されるように他の
液体の適当なアリコートが分配される。即ち、底面Ｂが
どこに位置しているかを知ることにより分配器は第１の
液体の頂点がどこに位置しているかを知り、新規なチッ
プは第２の液体を連続液流としてどこで分配するかを知
らしめる。通常型のソフトウエアがこの演算を実行する
のに使用される。
【００１４】一例として図２ＥのΔｈは、液体Ｌがチッ
プの離脱に基づき釈放されたとき、0.20 mm である。図
２Ｆのようなチップの引き抜きは、１００μＬ／秒等の
速度での分配に充分な分配圧力において実行される。図
２Ａ〜Ｆのステップを実施するために適当なアナライザ
装置２０は図３に示される。このアナライザは通常型の
部品を使用しており、米国特許第4,794,085号等に示さ
れたものである。即ち、チップ３０はその大きい側の開
口３２でアスピレータ／分配器プローブ４０に取り外し
自在に取り付けられている。プローブ４０は１１の箇所
で適当に支持されたコンテナ１０に対して移動可能であ
る。即ち、プローブ４０は通常型の駆動装置４４によっ
て上下移動される。駆動部４４とプローブ４０との間に
配置されるスプリング４５は駆動部をしてチップ３０を
コンテナ１０に対して損傷なく過剰移動せしめるのを許
容するコンプライアンスをなしている。プローブ４０は
内部通路４６を有し、この通路４６はホース５２介して
圧力トランスデューサ７０に接続されると共に、チップ
３０の内部の圧力を変更するための手段５８に接続され
る。この手段５８は駆動手段６４によってシリンダ６２
の内部を想像線で示す種々の位置間を移動せしめるピス
トン６０等からなる。制御手段８０はトランスデューサ
７０によって発生される圧力信号を検出するのに使用さ
れ、適当なプログラムに応じて駆動手段４４と６４との
双方に働きかけて、チップ３０の移動及び圧力の夫々を
制御する。制御手段８０はアナライザ内のマイクロコン
ピュータであり、トランスデューサ７０は高い感度で小
さい内部空気容量で、高い安定度のもので、例えば圧電
型のトランスデューサが好ましい。
プの離脱に基づき釈放されたとき、0.20 mm である。図
２Ｆのようなチップの引き抜きは、１００μＬ／秒等の
速度での分配に充分な分配圧力において実行される。図
２Ａ〜Ｆのステップを実施するために適当なアナライザ
装置２０は図３に示される。このアナライザは通常型の
部品を使用しており、米国特許第4,794,085号等に示さ
れたものである。即ち、チップ３０はその大きい側の開
口３２でアスピレータ／分配器プローブ４０に取り外し
自在に取り付けられている。プローブ４０は１１の箇所
で適当に支持されたコンテナ１０に対して移動可能であ
る。即ち、プローブ４０は通常型の駆動装置４４によっ
て上下移動される。駆動部４４とプローブ４０との間に
配置されるスプリング４５は駆動部をしてチップ３０を
コンテナ１０に対して損傷なく過剰移動せしめるのを許
容するコンプライアンスをなしている。プローブ４０は
内部通路４６を有し、この通路４６はホース５２介して
圧力トランスデューサ７０に接続されると共に、チップ
３０の内部の圧力を変更するための手段５８に接続され
る。この手段５８は駆動手段６４によってシリンダ６２
の内部を想像線で示す種々の位置間を移動せしめるピス
トン６０等からなる。制御手段８０はトランスデューサ
７０によって発生される圧力信号を検出するのに使用さ
れ、適当なプログラムに応じて駆動手段４４と６４との
双方に働きかけて、チップ３０の移動及び圧力の夫々を
制御する。制御手段８０はアナライザ内のマイクロコン
ピュータであり、トランスデューサ７０は高い感度で小
さい内部空気容量で、高い安定度のもので、例えば圧電
型のトランスデューサが好ましい。
【００１５】矢印３５のような方向のチップ３０の移動
は段階的であり、その結果開口３４は想像線の位置３
０′に向ってＹ′の距離まで最初に移動し、次に想像線
位置３０″まで移動する。以下同じようで、最後には図
２Ｃに示すように、チップは底面Ｂによってシールされ
るに至る。チップ３０がプローブ４０に組み込まれた弾
性限界を超過して、コンテナ１０に対して過大に移動さ
れることを回避するための、表面Ｂの基準位置は使用に
先だって一回乾燥状態で作動させることで予測可能であ
る。この時点において、圧力の増大＋ｐはシリンダ６２
内でのピストンの前進によってもたらされ、底面Ｂから
のチップ３０の離脱をテストすることができる。チップ
３０上の力が駆動装置４４によって段階的に減少される
に準じて、チップ３０の内部の圧力がトランスデューサ
７０及び制御手段８０によって監視され、チップの表面
Ｂからの離脱の指標となる圧力の突然降下の時期が検出
される。容易に理解されようがスレッショルド信号は、
この信号を超えたときにチップ３０の密封解除を表すべ
く圧力値が減少するようにセットされる。例えば、密封
解除をテストするため使用される＋ｐの圧力が４５０mV
の電圧を発生するとすれば、有効なスレッショルド値
としては３９０mV であり、トランスデューサは水柱で
2.54 cm 当り３００mV の電圧を発生する。
は段階的であり、その結果開口３４は想像線の位置３
０′に向ってＹ′の距離まで最初に移動し、次に想像線
位置３０″まで移動する。以下同じようで、最後には図
２Ｃに示すように、チップは底面Ｂによってシールされ
るに至る。チップ３０がプローブ４０に組み込まれた弾
性限界を超過して、コンテナ１０に対して過大に移動さ
れることを回避するための、表面Ｂの基準位置は使用に
先だって一回乾燥状態で作動させることで予測可能であ
る。この時点において、圧力の増大＋ｐはシリンダ６２
内でのピストンの前進によってもたらされ、底面Ｂから
のチップ３０の離脱をテストすることができる。チップ
３０上の力が駆動装置４４によって段階的に減少される
に準じて、チップ３０の内部の圧力がトランスデューサ
７０及び制御手段８０によって監視され、チップの表面
Ｂからの離脱の指標となる圧力の突然降下の時期が検出
される。容易に理解されようがスレッショルド信号は、
この信号を超えたときにチップ３０の密封解除を表すべ
く圧力値が減少するようにセットされる。例えば、密封
解除をテストするため使用される＋ｐの圧力が４５０mV
の電圧を発生するとすれば、有効なスレッショルド値
としては３９０mV であり、トランスデューサは水柱で
2.54 cm 当り３００mV の電圧を発生する。
【００１６】このようなスレッショルドは図４に示され
ている。ここに４００mV の圧力減少は密封解除が最初
に発生するＴ＝ＴR の点で起こる。図４に示されるその
他の事象は次の通りである。点Ａに相当する時刻ｔでは
液体は分配チップ内に位置している。点Ｃに相当する時
刻ｔではチップは底部によってシールされている。点Ｃ
以後の点Ｄの時刻ではポンプからの＋ｐの圧力が印加さ
れる（これは図２Ｄにも示されている）。点Ｅでの肩部
はチップへの下向きの垂直力が徐々に減少されているこ
とを示す（図中後退と書かれている）。ＴR での圧力減
少は密封解除が起こったことを表し、この時刻のチップ
の位置は記録される。最後に、点Ｆでの圧力上昇はコン
テナへの残りの液体の分配を示している（図２Ｆ）。
ている。ここに４００mV の圧力減少は密封解除が最初
に発生するＴ＝ＴR の点で起こる。図４に示されるその
他の事象は次の通りである。点Ａに相当する時刻ｔでは
液体は分配チップ内に位置している。点Ｃに相当する時
刻ｔではチップは底部によってシールされている。点Ｃ
以後の点Ｄの時刻ではポンプからの＋ｐの圧力が印加さ
れる（これは図２Ｄにも示されている）。点Ｅでの肩部
はチップへの下向きの垂直力が徐々に減少されているこ
とを示す（図中後退と書かれている）。ＴR での圧力減
少は密封解除が起こったことを表し、この時刻のチップ
の位置は記録される。最後に、点Ｆでの圧力上昇はコン
テナへの残りの液体の分配を示している（図２Ｆ）。
【００１７】プログラム制御装置８０に対して通常の手
法によるプログラムが使用されている。図５，６のフロ
ーチャートは関連する演算処理を表している。まず、ス
テップ１００では底面Ｂの手動位置が確認され、分配器
のプローブが過剰移動による損傷を防止している。次
に、ステップ１０１では混合物における二つの液体のう
ち容量の少ない方の液体が決定され、ステップ１０２で
はこの容量の少ない方の液体がチップ３０に吸引され
る。その後、チップ３０はステップ１０４で選定コンテ
ナに向って、開口３４は底部の基準位置に至るまで前進
され、ステップ１０６でチップはステップ１００で決定
された底部表面Ｂをシールする。
法によるプログラムが使用されている。図５，６のフロ
ーチャートは関連する演算処理を表している。まず、ス
テップ１００では底面Ｂの手動位置が確認され、分配器
のプローブが過剰移動による損傷を防止している。次
に、ステップ１０１では混合物における二つの液体のう
ち容量の少ない方の液体が決定され、ステップ１０２で
はこの容量の少ない方の液体がチップ３０に吸引され
る。その後、チップ３０はステップ１０４で選定コンテ
ナに向って、開口３４は底部の基準位置に至るまで前進
され、ステップ１０６でチップはステップ１００で決定
された底部表面Ｂをシールする。
【００１８】この点で圧力手段、即ち分配器のピスト
ン、は＋ｐだけ前進され（ステップ１０８）、一方圧力
はトランスデューサ（図３の７０）によって監視され
る。その結果、二つのことが行なわれる。即ち、チップ
が実際にシールされたことが確認される。また、その
後、チップ３０は選定された１段階だけ引き抜かれ（ス
テップ１１０）、この選定１段階は図３の駆動装置４４
がステッパモータであれば半ステップ６個分である。制
御手段８０は次にステップ１１２でチップ３０内の圧力
が選定されたスレッショルド以上に減少されたか否か判
断される。その判断が否定的であれば肯定的判断が得ら
れるまでステップ１１０が繰り返される。圧力がスレッ
シュホルドより低下したと判断された後、ステップ１１
４では、この位置、即ち、駆動装置４４の位置、がメモ
りに格納され、加圧手段が作動され、圧力＋ｐが発生さ
れ、希釈剤の所望のアリコートの残りの量が更に射出さ
れ、一方、チップは駆動装置４４によって所望の速度で
段階的に後退される。
ン、は＋ｐだけ前進され（ステップ１０８）、一方圧力
はトランスデューサ（図３の７０）によって監視され
る。その結果、二つのことが行なわれる。即ち、チップ
が実際にシールされたことが確認される。また、その
後、チップ３０は選定された１段階だけ引き抜かれ（ス
テップ１１０）、この選定１段階は図３の駆動装置４４
がステッパモータであれば半ステップ６個分である。制
御手段８０は次にステップ１１２でチップ３０内の圧力
が選定されたスレッショルド以上に減少されたか否か判
断される。その判断が否定的であれば肯定的判断が得ら
れるまでステップ１１０が繰り返される。圧力がスレッ
シュホルドより低下したと判断された後、ステップ１１
４では、この位置、即ち、駆動装置４４の位置、がメモ
りに格納され、加圧手段が作動され、圧力＋ｐが発生さ
れ、希釈剤の所望のアリコートの残りの量が更に射出さ
れ、一方、チップは駆動装置４４によって所望の速度で
段階的に後退される。
【００１９】最後にステップ１１８にてチップ３０はコ
ンテナから引き抜かれる。その後の処理として、任意事
項であるが、ステップ１２０では混合物における容積が
多い方の液体のため新規なチップが用意され、ステップ
１２２ではチップはステップ１１４で決定された量だけ
以前に滴下された液体表面の予測位置まで前進され、ス
テップ１２４では第２液体が第１の液体に注入される。
ステップ１２０〜１２４は任意事項である。それは、第
１の液体が一旦その位置にくれば、他のステップはその
液体に応じて追随させることができ、又は、第２の液体
を充填した新規なチップを第１の液体の表面に対して適
当に位置させることさえできるからである。
ンテナから引き抜かれる。その後の処理として、任意事
項であるが、ステップ１２０では混合物における容積が
多い方の液体のため新規なチップが用意され、ステップ
１２２ではチップはステップ１１４で決定された量だけ
以前に滴下された液体表面の予測位置まで前進され、ス
テップ１２４では第２液体が第１の液体に注入される。
ステップ１２０〜１２４は任意事項である。それは、第
１の液体が一旦その位置にくれば、他のステップはその
液体に応じて追随させることができ、又は、第２の液体
を充填した新規なチップを第１の液体の表面に対して適
当に位置させることさえできるからである。
【００２０】
【発明の効果】この発明の技術的な効果は、液体が注入
される各コンテナの側壁よりは実際の底部を検出してい
るため、コンテナに受けとられるべき液体の適切かつ完
全な分配が可能となることにある。この発明の他の効果
はコンテナに液体を分配器から分配するに際し、各コン
テナ毎に分配器から分配された全ての液体をコンテナに
受け取ることができ、分配器内に残留しないようにする
ことができることにある。
される各コンテナの側壁よりは実際の底部を検出してい
るため、コンテナに受けとられるべき液体の適切かつ完
全な分配が可能となることにある。この発明の他の効果
はコンテナに液体を分配器から分配するに際し、各コン
テナ毎に分配器から分配された全ての液体をコンテナに
受け取ることができ、分配器内に残留しないようにする
ことができることにある。
【００２１】この発明の他の効果は、液体分配器をコン
テナへの液体の連続的流れが得られるように位置させる
ことができることである。
テナへの液体の連続的流れが得られるように位置させる
ことができることである。
【図１】図１は液体をコンテナに注入するための従来の
手法を説明する部分的に断面をもって表した側面図であ
る。
手法を説明する部分的に断面をもって表した側面図であ
る。
【図２】図２は図１と類似するがこの発明の方法におけ
る各段階を順をおって示す図である。
る各段階を順をおって示す図である。
【図３】図３はこの発明の実施に使用される装置の部分
的、概略的側面図である。
的、概略的側面図である。
【図４】図４は図２において説明される方法において発
生される圧力変化の様子を説明する模式的グラフであ
る。
生される圧力変化の様子を説明する模式的グラフであ
る。
【図５】図５はこの発明の方法を実施するためにアナラ
イザにおけるプログラムで遂行される各ステップを説明
するフローチャートの前半部分である。
イザにおけるプログラムで遂行される各ステップを説明
するフローチャートの前半部分である。
【図６】図６は図５の部分に後続するフローチャートの
後半部分である。
後半部分である。
１０…コンテナ ３０…チップ Ｂ…コンテナ底部 −ｐ…チップがもはや底部に対してシールされていない
ときの圧力減少
ときの圧力減少
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−266467（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開273758（ＥＰ，Ａ １) 欧州特許出願公開311440（ＥＰ，Ａ １) 欧州特許出願公開199466（ＥＰ，Ａ １) 欧州特許出願公開383563（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 1/00 B01L 3/02 G01N 35/10 ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 制御手段及び検出手段に応動して移動手
段によってコンテナに対して垂直に移動される分配オリ
フィスからコンテナに液体を射出するための方法であっ
て、前記オリフィスは垂直方向に弾性的に取り付けら
れ、該方法はオリフィスをコンテナの底部に向けて垂直
に移動させるステップと、前記底部を検出するステップ
と、その後液体をコンテナに射出するステップとを具備
した方法において、 前記移動ステップは、オリフィスをコンテナ底部の基準
位置を超えて、オリフィスが底部によって密封される密
封位置まで移動させるステップより成り、前記検知ステ
ップは、(a) オリフィスを前記密封位置で垂直力によっ
てシールしつつ分配オリフィス内の液体を加圧するため
の圧力手段を作用させるステップと、(b) コンテナ底部
からオリフィス上への前記垂直力を、オリフィス内にお
ける液体の圧力を検出しながら、徐々に引き出すステッ
プと、(c) オリフィスがコンテナ底部にもはや密封され
ておらず液体が前記圧力手段によってオリフィスから射
出されるのを開始したときの圧力減少を検出するステッ
プと、(d) ステップ(c) に応じて、“底部”により密封
されていない前記オリフィスの位置を識別する信号を発
生するステップとより成り、 これにより分配すべき液体が全て分配器から流出される
ようにした方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/683,384 US5133392A (en) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | Liquid injection using container bottom sensing |
| US683384 | 2001-12-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05107158A JPH05107158A (ja) | 1993-04-27 |
| JP3160357B2 true JP3160357B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=24743826
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09055492A Expired - Fee Related JP3160357B2 (ja) | 1991-04-10 | 1992-04-10 | コンテナ底部検出を使用した液体分配方法 |
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| EP (1) | EP0508531B1 (ja) |
| JP (1) | JP3160357B2 (ja) |
| CA (1) | CA2058494C (ja) |
| DE (1) | DE69205613T2 (ja) |
| HK (1) | HK38396A (ja) |
| IE (1) | IE921150A1 (ja) |
| TW (1) | TW217984B (ja) |
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| US6203759B1 (en) | 1996-05-31 | 2001-03-20 | Packard Instrument Company | Microvolume liquid handling system |
| US6521187B1 (en) | 1996-05-31 | 2003-02-18 | Packard Instrument Company | Dispensing liquid drops onto porous brittle substrates |
| US6537817B1 (en) | 1993-05-31 | 2003-03-25 | Packard Instrument Company | Piezoelectric-drop-on-demand technology |
| JP3420824B2 (ja) * | 1994-04-15 | 2003-06-30 | 富士写真フイルム株式会社 | 乾式分析フイルム片への試料液点着方法およびその装置 |
| JP3571092B2 (ja) * | 1994-12-20 | 2004-09-29 | 富士写真フイルム株式会社 | 乾式分析フィルム片への試料液点着方法 |
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