JP3348949B2 - 吸引吐出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、血液、尿等
の体液の成分検査や河川、上下水道等の水質検査を行う
ために、試料、試薬等の分析用液体の吸引および／また
は吐出を行う吸引吐出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、血液、尿等の体液の成分検査や
河川、上下水道等の水質検査においては、試料の分取
（吸引）および分取（吐出）した試料の分配を自動で行
う吸引吐出装置が広く用いられている。

【０００３】このような吸引吐出装置では、正確な分析
結果を得るために、試料間のコンタミネ−ションを防止
する必要がある。

【０００４】このため、従来の装置では、試料を分取す
る際に試料と直接接触する部位を多量の水で洗浄した
り、それでも不十分なときは洗剤あるいはある種の溶媒
等を用いて洗浄するようにしていた。

【０００５】また、今までの臨床化学検査の主流であっ
た血液検査では、一般に遭遇する同一の検査項目での最
低値と最高値の隔りは大きくても最低値の１００倍程度
であり試料間のコンタミネ−ションは検査値にあまり影
響しなかったので、上述した洗浄のみで十分であった。

【０００６】しかし、最近注目を集めているウイルス性
肝炎や後天性免疫不全症の検査では同一検査項目での最
低値と最高値の隔りが最低値の１０万から１００万倍程
度あるようなこともある。このような検査項目を実施す
る場合に、試料間のコンタミネ−ションが生じると検査
値に大きな影響を及ぼし、偽陽性判定が著しく増大する
おそれがある。

【０００７】上述した洗浄のみで、この危険性を回避す
るには膨大な量の洗浄水が必要となる。また、装置上で
実施できる化学反応を応用した殺菌処理方法について
は、おのずと限界がある。

【０００８】このような事情に鑑みて、従来特開昭６１
−１８１９６８号公報に開示された装置が採用されてい
る。この装置では、試料を分取する際に試料と接触する
ノズル部であるチップを交換可能かつ一回きりの使い捨
てとし、このチップを一度の使用のみで廃棄するような
構成となっている。

【０００９】一方、特定の抗原、抗体、酵素、ホルモ
ン、アレルゲン、電解質等に反応する各種試薬を分取分
配する装置において、試薬間の干渉が考えられる場合に
は、主に、チップを使い捨てとして、試薬間の干渉を適
宜の洗浄で解消できる場合または試薬間で混合しても測
定結果を狂わせない場合には、チップを適当回数だけ使
用した後廃棄したり洗浄して再使用することも考えられ
る。

【００１０】また、チップを分取分配のために使用する
以外にも試料、試薬等による各種反応、希釈等を確実に
行うために、所定容器内の液体を複数回吸引し吐出する
動作を反復することで、攪拌を行う場合もある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した装
置に使用される交換可能なチップは図１１（ａ）に１で
示すようなものである。このチップ１は、一般に、プラ
スチック材料を射出成形することにより大量生産された
ノズル状のもので、このチップ１の内径は下端開口１ａ
である試料吸引部から上端部開口１ｂに向かって次第に
大径なるようテ−パ状に形成されており、分取する液量
に応じて０．５μｌ〜５ｍｌ容量用の種々の寸法に仕上
げられている。

【００１２】また、この交換可能なチップ１は、図１１
（ａ）に示すチップスタンド２に立設された状態で複数
本保持されている。

【００１３】一方、このチップスタンド２から上記チッ
プ１を保持し取り出すことができるプロ−ブ３（チップ
保持部）は、同図（ｂ）に示すように、下端部を上記チ
ップ１の上端開口１ｂ内に嵌入することで上記チップ１
との摩擦力により上記チップ１を保持するようになって
いる。

【００１４】従来の自動吸引吐出装置は、上記プロ−ブ
３を駆動することで、このチップ１を用いて試料または
試薬の分取および分配を行った後、一回の使用のみで、
このチップ１を廃棄する。そして、再び上記プロ−ブ３
の下端部に未使用チップ１を挿着し、試料または試薬等
の各種吸引吐出作業を連続的に行う。

【００１５】しかし、このような構成を用いて試料の分
取分配を行う場合には、以下のような問題がある。

【００１６】第１に、上記プロ−ブ３で上記チップ１を
保持する際、チップ１の保持ミスが生じ、上記チップ１
を上記チップスタンド２から取り出せないということが
ある。

【００１７】すなわち、上記チップ１は、このチップ１
の材質であるプラスチックの弾性とこの弾性に応じて定
まる摩擦力とによって、金属製の上記プロ−ブ３に保持
されるようになっているが、作業気温が低い場合には、
上記チップ１の材質であるプラスチック材料の弾性が小
さくなるために摩擦係数が低下し、上記チップ１の保持
が困難になるのである。

【００１８】例えば、気温８℃では、保持するチップ１
のうち約８０％のチップ１について保持ミスが生じる。
また、仮に上記チップ１を保持できたとしても、このチ
ップ１を移送する最中や各種吸引吐出作業中に落下させ
るおそれもある。

【００１９】第２に、このような保持ミスを防止するた
めに、上記プロ−ブ３の上記チップ１への押し込み力を
大きくすることも考えられるが、このようにした場合に
は、機械全体の剛性を上げたりより発生トルクの大きい
押し込み駆動源を用いなければならず、大型かつ高価な
装置となってしまうという問題がある。

【００２０】また、このように駆動力を上げると、逆に
チップ１を交換する際にプロ−ブ３およびその駆動機構
等に過剰な負担を与える他、場合によっては作業者が指
を挟むなどの危険性も高くなる。

【００２１】第３に、このような保持ミスを回避するた
めに、上記プロ−ブ３の構成を他のものに変更して上記
チップ保持時の安定性を高めるという方法もある。しか
し、この方法であると、上記プロ−ブ３の構成が複雑に
なったり、一般にあるチップ１とは異なる特殊構成のチ
ップとしなければならず、やはりコスト上問題があると
いうことがある。

【００２２】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、外気温に左右されるということもなく、安
定したチップの保持を行え、より信頼性の高い吸引およ
び吐出を行える自動吸引吐出装置を提供することを目的
とするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の手段
は、互いに連通する一端開口と他端開口とを有する熱可
塑性チップを分析用液体の種類に応じて交換すると共
に、上記チップの一端開口を通じてチップ内部に分析用
液体を吸引および／または吐出する吸引吐出装置におい
て、使用すべき複数本のチップを収容するチップ収容部
と、少なくとも上記チップの他端開口部の軟化状態を熱
的に変更するための温度制御部と、チップ保持部に接続
され、上記チップ保持部に保持されたチップ内に分析用
液体を吸引および／または吐出させるための吸引吐出制
御部とを有することを特徴とする吸引吐出装置である。

【００２４】第２の手段は、第１の手段の吸引吐出装置
において、上記チップ収容部が保温構造を有し、上記温
度制御部がチップ収容部内部を加熱する加熱手段からな
ることを特徴とするものである。

【００２５】第３の手段は、第１の手段の吸引吐出装置
において、上記チップ保持部に保持されたチップを冷却
する冷却手段をさらに備えていることを特徴とするもの
である。

【００２６】

【００２７】

【００２８】なお、この発明で取扱う分析用液体とは、
血液、尿等の体液を原液のままあるいは適宜遠心分離、
希釈、加温処理などの前処理した液状試料や任意の試料
を分析するために上記試料と混合される各種の液状試薬
をいう。液状試薬の例としては、生化学的、免疫学的、
遺伝子工学的な分析に用いられる任意の試薬が含まれ
る。

【００２９】場合によっては、試料または試薬は、使用
前に凍結ないし乾燥状態であって適宜の溶解用液によっ
て液状化されたものでも良い。また、抗原、抗体、酵
素、トレ−サなどを固定した微粒子担体を適量含む懸濁
溶液であっても良い。さらに、任意の試料を複数の分析
項目で分析するために異なる種類の洗浄用液ないし希釈
用液を項目別に使用する必要がある場合や、同一の洗浄
用液ないし希釈用液を異なる種類の試料ないし試薬に向
けて再度吸引して攪拌を行う場合には、これら洗浄用液
ないし希釈用液もまた分析用液体として本発明で扱う。

【００３０】この発明で使用する熱可塑性チップとは、
例えば、ポリプレン、ポリエチレン、テフロン（登録商
標）、ポリメチルペンテンなどのプラスチックを主に含
み、大量生産性、加工性、耐水性に適した材質からな
り、好ましくは透明度、互換性等も満足する種々の市販
ないし公知のチップをいう。また、採血管やバイアル瓶
中に封入された試料等を分取するために、チップ先端が
金属制の針状構造を組み合わされたものであっても良
い。

【００３１】また、チップ保持部は、多数のチップを交
換保持し得る適宜の硬度と耐蝕性を有する中空部分を有
していれば、特に任意の材質で良く、金属類（スレンレ
ス、アルミニウム等）、セラミック、プラスチック、ガ
ラス等で形成される。チップおよびチップ保持部の形状
および各部寸法は、吸引吐出すべき分析用液体の組成、
吸引吐出容量、分析用法等に応じて適宜選択された任意
のものを適用することができる。

【００３２】なお、チップは連通する開口部からなり、
その一端開口部は、分析用液体を吸引および吐出する都
合上、先細に形成されるのが普通であり、他端開口部は
チップ保持部の嵌入がなしうる程度の開口面積を有す
る。

【００３３】この発明において、温度制御部は、チップ
保持部による嵌入と保持が十分に保証される程度にチッ
プの軟化状態を維持するようにし、チップの少なくとも
他端開口部有効温度に制御するものである。

【００３４】チップに対して制御温度すべき箇所はチッ
プ保持部が嵌入し得る範囲であるから、少なくともこの
嵌入範囲が温度制御されていれば、残りの部分は温度制
御の如何を問わない。

【００３５】制御すべき有効温度はチップの材質特にプ
ラスチックの種類に応じて若干変動するが、概して２０
℃〜５５℃の範囲内であれば、一般のチップについて好
適な保持力が保証される。

【００３６】具体例として、ポリプレンまたはその混合
物から製造されたチップについて、好ましくは２５℃〜
４５℃の範囲に制御することで、１万本のチップを交換
使用してもチップが脱落することは無いに等しい。

【００３７】例えば２５℃に制御されたチップの保持率
（分注用液体の吸引および吐出が完了するまでの間チッ
プがチップ保持部空外れかかったり脱落する頻度）は１
万本のチップのうち数本に過ぎず、実用上対処容易な誤
差範囲で分析を続行することができる。

【００３８】一方、２０℃未満のチップ温度におけるチ
ップ保持率は、例えば１５℃で全体の使用チップ数の２
割に達したりするので、高度な安全手段を要する上に分
析の無駄を生じてしまう。

【００３９】逆に５５℃を越えるチップは、一端開口部
付近での熱的変形やチップ保持力の低下を招くのでやは
り好ましくないので、５５℃以下に制御する必要があ
る。他方、チップ保持部を温度制御しても、チップの熱
的軟化は瞬間的には得られないので、この発明の目的に
はほとんど寄与しないといえる。

【００４０】チップを保持した後に、このチップを低
温、例えば４℃〜２０℃未満に冷却すれば、チップが硬
化して保持力を増大する点で好ましい。さらに、チップ
を比較的高温、例えば３８℃〜５５℃に制御して保持さ
せることにより、チップ保持部による嵌入を円滑に行っ
た後で、４℃〜２０℃のような低温にして十分な保持力
を得るかあるいは適宜の反応を適温度（例えば２０℃〜
３７℃）に降温化すればチップを保持して即座に安定な
吸引および／または吐出を行える点でさらに好ましい。

【００４１】所望の温度制御を達成するための手段はチ
ップとの接触ないし非接触状態での昇温を可能にする任
意の加熱手段を少なくとも有している。必要ならば加熱
手段は加熱強度ないし加熱時間を選択的に切り替える構
造や過剰な加熱抑制するための適宜の冷却構造を有して
いても良い。

【００４２】温度制御部を分析用液体のための恒温手
段、例えば２０℃〜３７℃の温浴槽で構成すれば、装置
全体の小形化、簡略化を図れる点で好ましい。温度制御
部は、好ましくは、チップの温度を検出する適宜の温度
センサと上記センサの出力に基づいて加熱手段を制御す
る制御手段とをさらに有している。

【００４３】ここで温度センサの出力はチップの温度が
有効温度範囲を外れている場合に、加熱および冷却を制
御してチップを有効温度範囲内に恒温化するために利用
される。また温度センサの出力はチップの温度が有効温
度範囲を外れている場合に嵌入動作を保留したり、別の
チップを選択して嵌入動作させるようなチップ保持部の
駆動制御に利用することにより、誤った吸引吐出を事前
に回避する方が信頼性の向上のためにさらに好ましい。

【００４４】温度センサはさらにチップ保持部の気温を
検出し、この気温と有効温度範囲との差異に応じて加熱
または冷却制御するために利用しても良い。

【００４５】この発明において、チップ収容部の構成は
種々考えられる。すなわち、チップ収容部は同一のチッ
プ保持部を用いて複数種類の分析用液体を扱うことがで
きるように十分な個数のチップを収容するものである。

【００４６】チップ収容部におけるチップの収容状態
は、静止状態であっても移動状態であっても良い。しか
しながら、チップ収容部において、上記チップは他端開
口を上方に向けて収容されることが好ましい。なぜなら
ば、一般に、分析用液体の吸引吐出のために、チップ保
持部は下向きであるから、チップへの嵌入をチップ保持
部の下降動作によって行うことにより、最も簡易な嵌入
動作を達成することができるからである。

【００４７】チップ保持部の駆動機構は特に具体的な制
約はなく任意の機構を適宜採用することができる。チッ
プ保持部をチップに嵌入させるために、チップ保持部を
チップ収容部の任意のチップの上方に移動させる構成も
しくは吸引吐出のためチップ保持部の移動経路上にディ
スポ−ザブルチップを移動させる構成にすれば良い。

【００４８】チップを適宜の嵌入予定位置に移動させる
場合には、この嵌入予定位置をチップ収容部の内外いず
れに設けても良い。また、嵌入予定位置の数は、チップ
保持部の数に応じて複数であっても良い。

【００４９】嵌入予定位置をチップ収容部内の特定位置
に設ける場合には、チップ収容部の特定箇所にチップを
個別にまたは全体的に移動させれば良い。嵌入予定位置
をチップ収容部の外に設ける場合にはチップ収容部内の
チップを嵌入予定位置に移動させる機構を要する。

【００５０】いずれにしても、チップをチップ収容部の
内部または外部で移動させる構成は、搬送用ベルトコン
ベアによる搬送、傾斜による手動ロボットア−ムによる
置き換え、振動等の各種機構を採用することができる。

【００５１】なお、チップ保持部がチップ収容部の任意
のチップの真上に位置決め可能な構成であれば、チップ
収容部内でチップを移動させる構成は不要となる。

【００５２】チップ保持部とチップとの嵌入動作は、チ
ップ保持部の駆動機構によりチップ保持部を嵌入予定位
置にあるチップの上方から同軸上に下降させることで行
われる。このときのチップ保持部の下降量および嵌入時
の力量は、チップおよびチップ保持部の各材質、形状、
寸法等に応じて適宜決定される。

【００５３】吸引吐出部は、公知のシリンジポンプなど
による圧力伝達方式（液体または空気を圧力伝達体とす
るもの）を採用することができ、好ましくは、分析用液
体の種類、分析項目、チップ形状、寸法などに応じて、
吸引および吐出のための各速度および吸引量を制御し得
る構成を有している。

【００５４】吸引吐出部は、チップ保持部に対して任意
の接続方法により圧力リ−クを生じないように中空部分
を連通させている。ここで吸引吐出部は使い捨てされる
ような注射筒のごとく、チップ保持部と一体になったも
のでも良い。

【００５５】場合によっては、吸引吐出制御部は、吸引
または吐出による量的精度の向上、攪拌作用等の目的に
応じて、断続的吸引ないし吐出動作や吸引および吐出の
反復動作、さらには微量の空気の吸引等の種々の制御を
行ってもよい。

【００５６】チップ交換に際して、チップ保持部からチ
ップを取り外すための構成は、公知の物を任意に採用す
ることができる。

【００５７】なお、チップが毛管力ないし表面張力を利
用する種類の場合あるいは検体間汚染の恐れがある複数
の試料に対して専ら薬液を注入する場合には、吐出のみ
制御するような構成であっても良い。

【００５８】

【作用】このような構成によれば、チップ保持部をチッ
プの他端開口内に嵌入しこのチップを保持する場合に、
上記チップの他端開口を所定の温度まで加熱し、上記チ
ップの上端部を軟化させ、このことによりチップ保持部
との摩擦力を高めてこのチップの確実な保持を行うこと
ができる。

【００５９】

【実施例】以下、この発明の実施例を図１〜図９を参照
して説明する。なお、従来例の項で説明した構成要素と
同一の構成要素には同一符号を付してその説明は省略す
る。

【００６０】まず、第１の実施例について説明する。

【００６１】図１中５は基台である。この基台５の上面
は略平坦に形成され、試料の分取および分配を行う作業
面５ａとなっている。この作業面５ａ上には、Ｙ方向に
沿って順にマイクロプレ−ト保持部６、試料容器保持部
７、チップ供給部８が配設されている。

【００６２】上記マイクロプレ−ト保持部６には、複数
枚のマイクロプレ−ト１０…（反応容器）がマトリック
ス状に配置されている。各マイクロプレ−ト１０には多
数個の反応ウェル１０ａ…が凹設されている。

【００６３】また、上記試料容器保持部７には、試料容
器としての試験管１１が複数本立設保持されている。こ
の試験管１１内には、上記マイクロプレ−ト１０の各反
応ウェル１０ａ内に分配される試料が所定量満たされて
いる。

【００６４】また、上記チップ供給部８は、図１および
図２に示すように、複数本のチップ１…を立設保持する
チップスタンド１３を具備する。このチップスタンド
は、上記チップ１を立設保持すると共にこれらのチップ
１をＹ方向（矢印（イ）で示す方向）に案内するための
複数枚の仕切板９を有する。これらの仕切板９は、上端
部どうしの間隔が上記チップ１の上端を保持できる程度
に狭く形成され、かつ上端面はこれらのチップ１をＹ方
向にスライド自在に支持する案内面となっている。

【００６５】なお、この案内面には必要に応じて後述す
るチップフィ−ダ１４による振動をＹ方向（矢印（イ）
で示す方向）への推進力に変換するための多数の突起部
分を形成しても良い。

【００６６】さらに、上記チップ供給部８は、このチッ
プスタンド１３を保持すると共に、このチップスタンド
１３に振動を与えてこのチップスタンド１３に保持され
た各チップ１を図に矢印（イ）で示すＹ方向一端側に送
るための振動を発生する公知のチップフィ−ダ１４と、
図１および図４に示すように上記チップスタンド１３の
Ｙ方向一端側に設けられ、このチップスタンド１３から
上記チップ１を受取り、それらのチップ１を順次図にＡ
で示すチップ装着位置に間欠的に移送するチップ移送機
構１５とを具備する。

【００６７】なお、このチップ移送機構１５は、上記チ
ップスタンド１３の仕切枠９の設置間隔に相当する停止
ピッチで間欠的に停止し、上記仕切枠９から進んできた
先頭のチップ１を確実に受け取るようになっている。ま
た、このチップ移送機構１５の停止時間は、少なくとも
チップスタンド１３からの上記チップ１の受け取りに要
する時間およびチップ装着位置Ａにおける後述するプロ
−ブ３によるチップ保持に要する時間のいずれに対して
も十分に長い時間に設定されている。

【００６８】また、上記チップスタンド１３のＸ方向に
沿う一側面には、図１および図２に示すように、加熱ヒ
−タ１６と、この加熱ヒ−タ１７を通して上記チップス
タンド１３内に送風する送風機１７とが取り付けられて
いる。

【００６９】すなわち、チップスタンド１３のＸ方向に
沿う一側面には、図２に示すように開口１３ａが形成さ
れていると共に、各仕切板９は逆さＬ字状に形成され上
記スタンド１３内にＸ方向に沿って上記開口１３ａに連
通する通孔１３ｂを区画している。

【００７０】したがって、上記送風機１７からの送風
は、上記開口１３ａおよび通孔１３ｂを通過して、この
チップスタンド１３内を流通し、このチップスタンド１
３に保持された各チップ１を加熱することができるよう
になっている。なお、チップスタンド１３の背面側に
は、チップスタンド１３内の気温を測定するスタンド内
気温センサ４５が設けられている。

【００７１】一方、上記チップスタンド１３の背面、他
側面および底面はいずれも送風が漏れないように遮蔽さ
れている。したがって、上記開口１３ａからこのチップ
スタンド１３内に送風された熱風のほどんどは他側面側
へ抜けて通風するが、チップ１およびスタンド内壁面に
反射した熱風は上方および前方へ流れて外部へ出る。

【００７２】このような熱風の流通経路は、スタンド１
３上の任意の位置にあるチップ１に対して好ましい熱対
流をもたらすと共にチップの（イ）方向への前進を妨げ
ない。また、図２のようにチップ１がスタンド１３上に
密集している程、より多くの熱風がチップ１の下方を通
過しながら上方および前方へと分配されることとなる。

【００７３】なお、仕切枠９が多数の場合、あるいは送
風機の送風強度を弱く設定する場合には、上記チップス
タンド１３の他側面にも同様のヒ−タ１６および送風機
１７を取着することにより、熱風を上記チップスタンド
１３の両側面からまんべんなくチップ１…へ送るように
設計しても良い。

【００７４】上記各チップ１は、このチップスタンド１
３により、加熱された後図１、図４に示すチップ移送機
構１５に受け渡され、約２０℃〜５５℃、好ましくは２
５〜４５℃に加熱された状態で上記チップ装着位置Ａに
順次供給される。

【００７５】このチップ装着位置Ａには、この位置Ａに
供給されたチップ１の上端開口部１ｂ（他端開口部）の
温度を検知するチップ温度センサ１８が設けられてい
る。

【００７６】このチップ温度センサ１８は、このチップ
温度センサ１８の温度検知信号に基づいて上記加熱ヒ−
タ１６、送風機１７および上記チップ移送機構１５を制
御するコントロ−ラ１９に接続されている。

【００７７】このコントロ−ラ１９は上記チップ供給位
置Ａに供給されるチップ１の上端開口部１ｂの温度が上
述した最適な温度になるように、上記気温センサ４５に
よりチップスタンド１３内の気温を測定しつつ、上記加
熱ヒ−タ１６の加熱力および上記送風機１７の送風量を
制御する。したがって、上記加熱ヒ−タ１６、送風機１
７、スタンド内気温センサ４５、チップ温度センサ１８
およびコントロ−ラ１９とで、この発明の温度制御手段
が構成されている。ここで、温度制御を簡略化するため
に、加熱力、送風料共に一定として、適宜の冷却装置を
加熱ヒ−タ１６と交互に作動するように切り替え制御す
る構造としても良いし、加熱ヒ−タ１６のみをオン・オ
フ制御する構造としても良い。

【００７８】また、上記コントロ−ラ１９は上記チップ
移送機構１５に対しても命令を発し、上記装着位置Ａに
供給されたチップ１の上端開口部１ｂの温度が所定温度
以下であれば、このチップ１が後述するプロ−ブ３（チ
ップ保持部）に保持されることがないように、この位置
Ａを素通りさせるようになっている。

【００７９】さらに、図４の例では、以上の構成に加え
て上記コントロ−ラ１９が、上記プロ−ブ３に取着され
た力量センサ４６にも接続されている。この力量センサ
４６は、プロ−ブ３がチップ１の上端開口１ｂ内に嵌入
する時の摩擦抵抗による圧力をＺ方向に生じるある良く
変化に変換することで継続的に検出し、これにより上記
チップ１の加熱状態を検出するものである。

【００８０】すなわち、上記チップ１が加熱されている
場合と冷えている場合とで、嵌入抵抗が異なるからこの
抵抗を常に監視することで、チップ１の温度を間接的に
検出することができ、上記コントロ−ラ１９は、上記加
熱ヒ−タ１７および移送機構１５の制御を行うことがで
きる。

【００８１】すなわち、チップ温度センサ１８は、プロ
−ブ３がチップ１を保持して移送されたか否かを温度変
化により確認し、力量センサ４６による出力が許容範囲
を外れている場合には、図１で示した治具２９によりチ
ップ１を取り外すように制御されて装着不良による分注
ミスを未然に防止し、この取り外したチップ１は適宜回
収して再びチップスタンド１３に収容させる。

【００８２】なお、上記チップ温度センサ１８と上記力
量センサ４６の検出は平行して行えば、その分信頼性の
高い作業を行うことができるが、どちらか一つのみの使
用であっても十分である。

【００８３】なお、上記チップスタンド１３に保持され
た各チップ１は前述したようにプラスチック材料を射出
成形することにより量産されたプラスチック部品である
から、上述したようにして加熱されることで若干軟化
し、摩擦係数が大きくなる。

【００８４】また、上記基台５のＹ方向両端部には、図
に２０、２０で示す一対の支持柱が立設されている。こ
の一対の支持柱２０、２０の上端には、Ｙガイドレ−ル
２１が水平に架設されている。

【００８５】このＹガイドレ−ル２１には、図示しない
Ｘ駆動手段によってこのＹガイドレ−ル２１に沿ってＹ
方向に位置決め駆動されるＸガイドレ−ル２２がスライ
ド自在に取着されている。このＸガイドレ−ル２２の他
端側は上記基台５の作業面５ａの上方に水平に延出され
ている。

【００８６】上記Ｘガイドレ−ル２２には、図示しない
Ｘ駆動手段によりこのＸガイドレ−ル２２に沿ってＸ方
向に位置決め駆動されるＸ移動体２３が設けられてい
る。また、このＸ移動体２３には、図示しないＺ駆動手
段により上下方向に駆動されるブラケット２４が突設さ
れている。

【００８７】そして、このブラケット２４には、従来例
の項で説明したチップ保持部としての直管状のプロ−ブ
３が軸線を略垂直にした状態で保持されている。このプ
ロ−ブ３の下端部は、図１１（ａ）および（ｂ）を引用
して示すように、先端に向かって次第に小径となるよう
に形成され、上記チップ１の上端開口１ｂ内に嵌入され
た場合にこの上端開口１ｂの内壁面との間に生じる摩擦
力によりこのチップ１を保持することができるようにな
っている。

【００８８】また、このプロ−ブ３内に設けられた吸引
孔３ａの上端側は、図１に示すように、このプロ−ブ３
に取着された接続チュ−ブ２５を介して上記基台５の側
面に取着された試料分取分配用シリンジ２６に接続され
ている。

【００８９】このシリンジ２６は、図示しない希釈液タ
ンクに接続されていて、この希釈液タンク内の希釈液を
上記プロ−ブ３内に圧送できるようになっている。

【００９０】なお、この発明において、上記希釈液タン
ク内の希釈液は略室温程度であるが、適宜の保冷手段に
よって２０℃未満好ましくは４〜１５℃の比較的低温に
維持されている。

【００９１】そして、この装置は、上記プロ−ブ３を上
記チップ１に嵌入した後、この希釈液を上記チップ１内
に一旦充満させ、加熱されたチップ１を冷却する。この
ことで上記チップ１は冷却されて収縮し、上記プロ−ブ
３とチップ１との結合はさらに強固なものとなる。

【００９２】なお、上記Ｘガイドレ−ル２２、Ｘ移動体
２３およびブラケット２４とで、この発明の駆動手段が
構成され、上記プロ−ブ３は、この駆動手段によってＸ
ＹＺ方向に位置決め駆動されることで上記チップ装着位
置Ａに対向し、上記チップ１を保持し取り出すと共に、
上記分取分配用シリンジ２６の加圧および減圧動作によ
って、上記試験管１１から試料を分取し、上記マイクロ
プレ−ト１０に設けられた各反応ウェル１０ａ…内にこ
の試料を分配するようになっている。

【００９３】一方、上記作業面５ａの、上記試料容器保
持部７の側方の位置する部位には、使用済みのチップ１
が廃棄される廃棄孔２７が設けられている。この廃棄孔
２７は、この基台５内に設けられた図示しない使用済み
チップ収容部に連通している。

【００９４】また、上記作業面５ａ上には、上記プロ−
ブ３の下端部から上記使用済みのチップ１を取り外し、
このチップ１を上記廃棄孔２７内に廃棄する治具２８
（チップ取り外し手段）が設けられている。この治具２
８は、上記作業面５ａ上に立設されると共に、上端部２
８ａは所定の高さで略水平に設けられ、この上端部２８
ａを上記廃棄２７の上方に延出させている。

【００９５】また、この治具２８の上端部２８ａには、
水平方向一端側に開放するスリット２９が設けられてい
る。このスリット２９の幅は、上記プロ−ブ３の外径寸
法よりも大きく上記チップ１の上端部の外径寸法よりも
小さく設定されている。

【００９６】すなわち、上記プロ−ブ３は、ＸＹＺ駆動
されることで上記チップ１の直上に位置する部位を上記
スリット２９内に水平方向に挿入させた後、上方向に駆
動されることで、上記チップ１の上端面と上記治具２８
の上端部２８ａの下面とを係止させることで、このチッ
プ１を上記プロ−ブ３との摩擦力に抗してこのプロ−ブ
３から取り外す。取り外されたチップ１は、上記廃棄孔
２７内に落下し、上記使用済みチップ収容部に廃棄され
る。

【００９７】また、上記プロ−ブ３は、使用済みのチッ
プ１を廃棄したならば、再び上記チップ装着位置Ａの上
方に移送され、この位置で未使用のチップを保持する。
そして、再び試料の分取および分注を行う。

【００９８】なお、上記試料を分取する際に上記チップ
１内に吸引される試料の量はこの試料が上記プロ−ブ３
の下端に接触しないような量とされる。したがって、上
述したように、上記チップ１を一回限りの使い捨てとす
ることで、試料のコンタミネ−ションを防止することが
できる。

【００９９】図５は、上述したこの装置の動作を示した
フロ−チャ−トである。

【０１００】このような構成によれば、以下に説明する
効果がある。

【０１０１】すなわち、上記チップ１はプラスチック材
料で形成されているから所定の温度に加熱されることで
若干軟化する。また、上記温度センサ１８、力量センサ
４６およびコントロ−ラ１９の働きにより上記チップ１
の温度は常に最適に制御されるようになっている。

【０１０２】このことで、外気温にかかわらず、上記チ
ップ１を軟化させることができ、このチップ１の弾性お
よび摩擦係数を大きくすることができる。このことで、
上記チップ１とプロ−ブ３との間に作用する摩擦力が増
すと共に上記チップ１の上記プロ−ブ３に対する食い付
きも良くなる。したがって、外気温が低い場合であって
も保持ミスが発生することが少なくなる。

【０１０３】また、加熱されたチップ１はチップ保持時
には若干膨脹し、保持後は上記プロ−ブ３からこのチッ
プ１内に注入された冷えた希釈液に迅速に熱を奪われて
冷却されて収縮し、上記プロ−ブ３との結合がさらに強
固となる。したがって、短時間で十分なチップ交換が行
われると共にこのチップ１が分取分配作業中に脱落する
ことは少なくなる。

【０１０４】これらのことにより、より信頼性の高い分
取分注作業を行うことができる効果がある。また、特
に、チップ温度を比較的高温、例えば３８℃〜５５℃に
制御してプロ−ブ３の嵌入をより円滑に完了させた後に
冷却するようにすれば、プロ−ブ３への負担も少なく、
より迅速にチップ１を保持できる点で好ましい。

【０１０５】なお、この発明は上記第１の実施例に限定
されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種
々変形可能である。

【０１０６】例えば、上記チップスタンド１０は、上記
仕切板９の上端面で上記チップを保持する構成であった
が、図３に示すような構成であっても良い。

【０１０７】この仕切枠９の上端は、上記チップ１の上
端開口１ｂよりも高く形成され、図に９ａで示す段差部
で上記チップ１の上端部を保持するようにしている。

【０１０８】このような構成によれば、送風機１７から
の送風は仕切枠９間の谷間４７に吹き溜まりとなって上
記チップ１の上端開口１ｂを効率良く加熱することがで
きる。

【０１０９】また、加熱されたチップ１をチップ保持後
に冷ます構成としてはプロ−ブ３をチップ１への嵌入の
前後いずれかで（冷却風により）冷却するように構成し
ても良い。

【０１１０】次に、この発明の第２の実施例について図
６を参照して説明する。なお、上記第１の実施例と同一
の構成要素には同一符号を付してその説明は省略する。

【０１１１】図６に示すチップ供給部８´は、上記チッ
プ１を加熱する加熱装置３０を上記チップスタンド１３
と上記チップ移送機構１５との接続部に取り付けたもの
である。上記加熱装置３０は、上記チップ１の上端開口
１ｂに向けて下向きの熱風を断続的ないし連続的に吹き
付けることで、このチップ１を加熱するもので、上記チ
ップ移送機構１５に受け渡された１列のチップ１…およ
びこのチップスタンド１３のＹ方向一端部に位置する２
列のチップ１…の計３列のチップ１…を加熱する機能を
有する。

【０１１２】このような構成によれば、上記チップ装着
位置Ａに供給されるチップ１の上端開口部１ｂ内を効率
良く加熱することができるからチップ１の加熱装置を小
型にすることができる。

【０１１３】次に、この発明の第３の実施例を図７を参
照して説明する。

【０１１４】この第３の実施例の試料分取分注装置は、
図７に３２で示す恒温槽を具備する。この恒温槽３２に
は、試薬テ−ブル３３が設けられている。この試薬テ−
ブル３３は、内部に試薬が満された複数個の試薬容器３
４…を具備する。上記恒温槽は、恒温化された液ないし
気体との直接的又は間接的接触によってこの試薬容器３
４内に満された試薬を所定の温度に加熱し保温する機能
を有する。

【０１１５】また、上記恒温槽３２には、チップ供給部
８´´が設けられている。このチップ収納部８´´は、
図に３５で示すカバ−と、このカバ−３５内に設けられ
たチップスタンド３６を具備する。このチップスタンド
３６は、上面に上記チップ１…をＹ方向スライド自在に
保持する仕切板３７を複数平行に具備し、これら仕切板
３７間は上方にのみ開口する構造となっている。また、
このチップスタンド３６の上面の高さは、図にＢで示す
位置が最も高く、ＣおよびＤ点、Ｅ点の順で低くなるよ
うに設計されている。

【０１１６】ここで、上記仕切板３７は好ましくはステ
ンレス、アルミニウム、真鍮などの伝熱性の高い材料で
構成されている。そして、上記チップスタンド３６およ
びカバ−３５の底面は脚部３６ａ、３５ａによって若干
底上げされている。

【０１１７】すなわち、上記仕切板３７の上端に保持さ
れた各チップ１…は、このチップスタンド３６の上面に
設けられた傾斜によって滑り、このチップスタンド３６
のＹ方向一端側へ案内されるようになっている。

【０１１８】また、このチップスタンド３６のＹ方向一
端部には、上記Ｃ点とＥ点を結ぶガイド３８がＸ方向に
スライド自在となるように設計されている。したがっ
て、上記スリット３６に沿って滑りＹ方向一端部へ案内
されたチップ１…は、上記Ｃ点とＥ点との間に設けられ
た傾斜によって滑り、上記ガイド３８に沿って点Ｅに案
内され、その後図にＡで示すチップ供給位置に順次案内
されるようになっている。

【０１１９】一方、このチップスタンド３６を覆うカバ
−３５は、このチップスタンド３６の底面部分を除いて
非接触にかつ全体を覆い隠すように設けられたもので断
熱材料により形成されている。

【０１２０】ここで、少なくとも、カバ−上面はガラ
ス、アクリル、等の透明部材で構成仕手、チップ１の収
容状態を監視し得るようにするのが好ましい。

【０１２１】また、このカバ−３５の上記チップ装着位
置Ａの上方に対応する部位には、上記プロ−ブ３が挿入
される貫通孔３９が設けられている。

【０１２２】すなわち、上記プロ−ブ３は、上記貫通孔
３９を通るＺ方向に沿って上下方向に駆動されることに
よりこのカバ−３５内に挿入され、上記チップ１の上端
開口１ｂ内に嵌入されることで、上記チップ１を保持す
ることができるようになっている。

【０１２３】また、上記カバ−３５は新たなチップ１を
補給するためにチップスタンド３６の上方に分離し得る
ように組み合わされている。

【０１２４】また、上記恒温槽３２は、チップスタンド
３６の底面を通じて上記カバ−３５に熱を伝えるので、
上記カバ−３５内の空気は加熱され、この加熱された空
気によって上記チップスタンド３６に保持されたチップ
１…を所定の温度に加熱するようになっている。したが
って、上記チップ装着位置Ａに供給されるチップ１の上
端開口部１ｂを軟化させることができるので、上記第
１、第２の実施例と略同様の効果を得ることができる効
果がある。

【０１２５】さらに、上記仕切板３７が伝熱性の高い材
質である場合には、恒温槽３２からの熱をチップ１の設
置部分に直接的に伝えることも可能となる点で好まし
い。

【０１２６】また、このような構成よれば、試薬を加熱
するための恒温槽３２を用いて上記チップ１を加熱する
ようにしたので、固有の加熱装置が不要になる。このこ
とにより装置全体の構成を簡略化することができる効果
もある。

【０１２７】なお、この発明は、この第３の実施例に限
定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で
種々変形可能である。

【０１２８】例えば上記第３の実施例では、上記チップ
スタンド３６の上面に斜面を設けて、上記チップ１を上
記チップ装着位置Ａに案内するようにしたが、上記第
１、第２の実施例のようにチップフィ−ダ１４を用いて
上記チップ１をチップ装着位置Ａに案内するようにして
も良い。

【０１２９】また、使用するプロ−ブ３が複数の場合に
は、一つの装着位置で順次装着動作をさせても良いし、
複数の装着位置をプロ−ブ３毎に設けるようにしても良
い。 また、上記第３の実施例のチップスタンド３６
の好ましい構造として、図８に示すものも考えられる。
このチップスタンド３６は、Ｖ字型に傾斜してなるガイ
ド３８を仕切板３７よりも段差状に低く設け、このガイ
ド３８の中央部部分には仕切板３７と同様にチップ１の
上端開口部を保持することができるガイド溝３８´が装
着位置Ａまで延設されている。

【０１３０】また、仕切板３７の上端部には、上記ガイ
ド溝３８ａへのチップ１の落下が妨げられない程度に若
干迫出した迫出し部分３７ａを有し、ガイド３８は仕切
板３７の隙間に若干入り込みながらスリット３９を形成
している。

【０１３１】このスリット３９は仕切板３７に保持され
たチップ１の上端開口部が上記迫出し部分３７ａを通過
するのと略同時期に上記チップ１の下端開口部の先端箇
所が中央を通過するような位置関係にある。

【０１３２】さらに迫出し部分３７ａにおけるチップ１
の高さは図に示すように上記チップ１の下端開口部の先
端箇所がガイド３８に保持されたチップ１の上端開口部
にぶつかることでガイド３８への落下を一時的に延期さ
れる配置となるように調整されている。

【０１３３】したがって、この構成によれば、仕切板３
７上を順次滑り降りてきたチップ１が迫出し部分３７ａ
に差しかかったとき、ガイド３８上にチップ１がなけれ
ば次々に落下し、さらに多数のチップ１…は上記装着位
置Ａより遠い仕切板３７から近い方へと順番にかつ円滑
にからになっていくようになっている。

【０１３４】次に、第４の実施例について説明する。

【０１３５】この実施例の吸引吐出装置は、上記チップ
スタンド１３、３６（第１〜第３の実施例）でチップを
加熱するのではなく、チップ移送機構１５上でチップ１
を加熱する構成のものである。

【０１３６】すなわち図９に示すように、上記チップ移
送機構１５の上方には、このチップ移送機構１５に保持
されたチップ１の上端開口１ｂに挿入され、このチップ
１の上端部を加熱する伝熱性の棒状ヒ−タ４８が設けら
れている。

【０１３７】上記棒状ヒ−タ４８は、図示しないが、上
記チップ移送機構１５の移送経路に沿ってこのチップ１
が間欠停止される間隔で複数本配設され、上記移送機構
１５が停止された際に一体的に上下して上記チップ１の
上端開口１ｂ内に挿入されるようになっている。

【０１３８】また、上記チップ移送機構１５の上方に
は、上記棒状ヒ−タ４８を上昇させる際に、このチップ
１の上端面と係合してこのチップ１を上記棒状ヒ−タ４
８から離脱させる治具４９が配設されている。

【０１３９】すなわち、上記チップ１は、上記移送経路
に沿って移送され停止する毎に順次上記棒状ヒ−タ４８
によって上端部を加熱されるようになっており、好まし
くは、複数の停止位置で加熱されるように、複数の棒状
ヒ−タ４８と、これに対応する治具４９が移送経路に沿
って配設されている。

【０１４０】このような構成によっても、上記第１〜第
３の実施例と略同様の効果を得ることができる。

【０１４１】次に、この発明の第５の実施例について説
明する。

【０１４２】チップ供給部は、図１０に示すような構成
であっても良い。

【０１４３】図中５０はベルトである。このベルト５０
は無端状に形成され、図に５１で示す２種類のロ−ラに
より間欠的に図の矢印で示す方向に沿って送り駆動され
るようになっている。なお、図示しないが、ベルト５０
は適宜の支持部材により補強され、安定的に張設されて
いる。またベルト５０の内側部分は、チップ１を保持
し、移送するに十分な空間を有している。

【０１４４】このベルト５０には、８個のチップ１をこ
のベルト５０の幅方向に所定間隔で保持し得る８個の保
持孔５２が、このベルト５０の長さ方向に等間隔で列状
に配設されている。したがって上記保持孔５２に保持さ
れたチップ１は上記ベルト５０が間欠駆動されることで
所定の位置に順次停止されるようになっている。

【０１４５】また、図に５３で示すのはチップスロッタ
−である。このチップスロッタ−５３は、補給すべきチ
ップ１を大量に格納すると共に、上記ベルト５０の各保
持孔５２内に１または２列状に同時に供給する機構を有
している。

【０１４６】また、ベルト５０全体は上面に侵入口５４
ａを有する保温用カバ−５４内に気密に収納され、図に
５５で示すシャッタ−を手動ないし自動で開閉すること
で侵入口５４ａが開放または遮蔽される構造となってい
る。

【０１４７】カバ−５４の底面は部分的ないし全大敵に
伝熱性材料が減り、ベルト５０の下側にて、逆さになっ
た各チップ１を保持孔５２から落下しないよう離間する
と共に、滑面を形成している。

【０１４８】上記侵入口５４ａの上方には８本のプロ−
ブ３を等間隔で保持するマルチチャンネルディスペンサ
−５６が配設されている。このマルチチャンネルディス
ペンサ−５６は、図示しない駆動機構によって第１の実
施例と同様にＸ、Ｙ、Ｚ方向に自在に位置決めされ、上
記各プロ−ブ３を上記カバ−５４の侵入口５４ａの下方
に間欠停止された８本のチップ１に同時に嵌入するよう
に構成されている。

【０１４９】また、カバ−５４の底面には、加熱板５８
が一面に密着されていおり、カバ−５８内の空気を有効
温度に恒温化している。図に５９で示す温度センサは侵
入口５４ａに達する直前の各チップ１の上端開口部の温
度を検出し、図に６０で示す気温センサはカバ−５４内
の気温を検出して加熱板５８による加熱を制御するもの
である。

【０１５０】このような構成によれば、上記第１〜第３
の実施例と同様にチップ１を確実に保持することができ
ると共に、マルチチャンネルの試料または試薬の分注を
効率良く実施できる効果がある。また、各チップ１はカ
バ−５４の底面上を摺動しながら移送されるので、加熱
板５８による加熱が効率良く行われる。

【０１５１】なお、この発明は、上記第１〜第５の実施
例に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない
範囲で種々変形可能である。

【０１５２】例えば、上記第１〜第３の実施例では、上
記チップスタンド１３、３６は一つのみとして、チップ
１を適宜補給する構成であったが、複数個のチップスタ
ンド１３、３６を備え、段取り替えができる構成であっ
てもよい。このようにすれば、長時間の自動運転を行え
る効果がある。

【０１５３】また、加熱装置として、チップスタンド１
３、３６の仕切枠又は仕切板の上端面に沿ってニクロム
線等の加熱用伝熱部材を埋設する事によりチップの接地
部分を直接加熱する構成としても良い。

【０１５４】

【０１５５】

【０１５６】

【０１５７】

【０１５８】

【０１５９】

【発明の効果】このような構成によれば、外気温に左右
されることもなく、安定したチップの保持を行えるか
ら、試料の分取および分注を、より信頼性の高い状態で
行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す全体斜視図。

【図２】同じく、チップスタンドを分解して示す斜視
図。

【図３】同じく、チップスタンドの一部を拡大して示す
縦断面図。

【図４】同じく、チップ供給部を拡大して示す斜視図。

【図５】同じく、動作を示すフロ−チャ−ト。

【図６】第２の実施例を示す斜視図。

【図７】第３の実施例を示す斜視図。

【図８】同じく、変形例を示す一部斜視図。

【図９】第４の実施例を示す拡大縦断面図。

【図１０】第５の実施例示す斜視図。

【図１１】一般的なチップを示す縦断面図。

【符号の説明】

１…チップ、１ａ…先端開口（一端開口）、１ｂ…上端
開口（他端開口）、３…プロ−ブ（チップ保持部）、８
…チップ供給部、１１…試料容器（試料を分取する容
器）、１０ａ…反応ウェル、２６…シリンジ（吸引吐出
部）、１６…加熱ヒ−タ（温度制御手段）、１７…送風
機（温度制御手段）、１９…コントロ−ラ（温度制御手
段）、１８…温度センサ（温度制御手段）、２６…シリ
ンジ（吸引吐出手段）、２８…治具（チップ取り外し手
段）。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−306973（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−88456（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−181968（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−169364（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−243762（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−308136（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−133851（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−39159（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−135966（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 35/10 B01L 3/02 G01N 1/00 101 G01N 33/50 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに連通する一端開口と他端開口とを
   有する熱可塑性チップを分析用液体の種類に応じて交換
   すると共に、上記チップの一端開口を通じてチップ内部
   に分析用液体を吸引および／または吐出する吸引吐出装
   置において、 使用すべき複数本のチップを収容するチップ収容部と、 少なくとも上記チップの他端開口部の軟化状態を熱的に
   変更するための温度制御部と、 チ ップ保持部に接続され、上記チップ保持部に保持され
   たチップ内に分析用液体を吸引および／または吐出させ
   るための吸引吐出制御部とを有することを特徴とする吸
   引吐出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の吸引吐出装置において、上記 チップ収容部が保温構造を有し、上記温度制御部が
   チップ収容部内部を加熱する加熱手段からなることを特
   徴とする吸引吐出装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の吸引吐出装置において、 上記チップ保持部に保持されたチップを冷却する冷却手
   段をさらに備えていることを特徴とする吸引吐出装置。