JP3512811B2 - モジュール式バイアル自動サンプル装置 - Google Patents

モジュール式バイアル自動サンプル装置

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は化学的試料すなわちサンプルを受け取り、そ
こから揮発成分を含む流体を抽出し、その後の分析に供
する機械装置に関する。さらに具体的に言えば、本発明
は前記のような試料を保持するバイアル（vial:小ビ
ン）を受け取る機械装置であって、流体または少なくと
もその中の揮発成分をガスクロマトグラフのような化学
試料分析装置へ搬送する機械装置に関する。
ガスクロマトグラフや類似の質量分析計のような試料
分析装置が知られている。米国オハイオ州シンシナティ
ー（Cincinati）のテクマー社（Tekmar Co.）から発売
されている7000型頭隙（Headspace）自動サンプル装置
のようなバイアル操作装置も知られている。7000型装置
は、蓋をされたバイアル内の試料上部の静止状態のガス
状頭隙から予定量の流体を抽出し、前記予定量の流体
（識別されようとしている揮発成分を含む）をガスクロ
マトグラフへ搬送する。
動的（dynamic）頭隙技術を用いるバイアル自動サン
プル装置も、例えば米国ルイジアナ州バトンルージュ
（Baton Rouge）のダイナテック・プレシージョン・サ
ンプリング社（Dynatech Precision Sampling Corp.）
から発売されたPTA−30W/S型自動サンプル装置のように
公知である。PTA−30W/S型装置はパージガスを、試料が
収納され、かつ蓋をされたバイアル内へ適当な経路で注
入し、前記バイアルから別個の試料濃縮装置のトラップ
部分へ分流（exiting）流体（パージガスと試料からの
揮発成分とを含む）を運ぶための出口を提供する。揮発
成分は、トラップに収集された後に、分析のためにガス
クロマトグラフに放出される。PTA−30W/S型装置はま
た、蓋をされたバイアルから揮発成分を含む流体試料を
抽出してこれを別個の装置へ給送することができる。そ
して後者の装置は、液体試料を散布して揮発成分をトラ
ップし、その後ガスクロマトグラフへ移送する。
発明の概要 本発明の１つの特徴は、バイアル操作装置が本体（ba
se）ユニットおよびこの本体ユニットと結合されるのに
適したサンプリングモジュールとからなる点である。バ
イアル操作装置は、分析対象の試料を保持するバイアル
から揮発成分を含む流体を抽出する。本体ユニットは複
数のバイアルを保持するバイアル貯蔵領域と、バイアル
から流体が除去されるサンプリングステーションとから
なる。サンプリングモジュールはバイアルに差し込んで
流体を除去するための針組立体を有し、サンプリングス
テーションのすぐ近くで本体ユニットに結合される。好
ましい実施例においては、本体は第２のサンプリングス
テーションを有し、バイアル操作装置は、第２サンプリ
ングステーションのすぐ近くで本体ユニットに結合され
る第２のサンプリングモジュールを有する。
本発明の他の特徴は、シリンジ（syringe）用ポンプ
に結合されて順次に制御される１連の弁が、バイアルか
ら取り出された試料の分析のために準備され、試料に包
含させるための１または２つの標準を使用する方法を含
む点である。流路はまたガラス容器のための流体フラッ
シュおよび針のためのフラッシュをも含む。
本発明のさらに他の特徴は、バイアル操作装置が、試
料を内部に含むバイアルを装填位置からサンプリング位
置へ移動させ、そのバイアルを保持するのに適した搬送
具と、前記搬送具に結合されたエレベータと、バイアル
が装填位置からサンプリング位置へ移送されるときに前
記搬送具を横方向に移動する機構を含む点である。
本発明のもう１つの特徴は、バイアル貯蔵領域を有す
る本体とバイアル移送装置をバイアル操作装置が含む点
である。バイアル移送装置は本体から第１の軸に沿って
伸びる主腕を有し、主腕は第１軸とほぼ垂直な第２軸に
沿って移動するように適合されている。バイアル移送装
置はまた主腕に沿って移動するのに適したバイアル掴み
組立体を有し、バイアル掴み組立体は第１および第２軸
にほぼ垂直な第３の軸に沿って移動するのに適した掴み
ヘッドを含む。
本発明のさらに別の特徴は、自動サンプル装置が内部
に開口を有する本体ユニット、開口の近くに配置され
た、着脱可能な回路モジュールを含む中央制御回路、お
よび本体ユニットに可動的に保持されており、前記開口
を交互に遮蔽したり露出させたりするような大きさのパ
ネルを含み、これによって着脱可能な回路へのアクセス
が開口を介して可能にされた点である。
図面の簡単な説明 図１は本発明によるバイアル自動サンプル装置の斜視
図である。
図２は図１の２−２線に沿う断面図であり、主要部分
のみを示し、他の部品はブロックとして示している。
図３は図２の３−３線断面図である。
図3aはバイアル保持組立体の熱ブロックを示すよう
に、他の部品を除去した破断図である。
図4a〜4cはそれぞれ、本発明による第１サンプリング
モジュールの正面図、側断面図および上部断面図であ
る。
図5a〜5cはそれぞれ、本発明による第２サンプリング
モジュールの正面図、側断面図および上部断面図であ
る。
図5dは図5aのバイアル保持組立体の一部拡大図であ
る。
図6aは本発明によるバイアル移送装置の１部を示す上
面図である。
図6bは図６の6b−6b線に沿う断面図である。
図6cは本発明によるバイアル移送機の端部の側断面図
である。
図6dは本発明によるバイアル掴みの拡大断面図であ
る。
図７は図１の装置の流路系統図であり、ここではある
１つのサンプリングモジュールのみについて示されてい
る。
図7aは図７で用いられた選択弁を示す拡大図である。
図7bは本発明の流路に使用される多ポートクロマトグ
ラフ弁の概略拡大断面図である。
図８は図１の装置の流路系統図であり、ここでは他の
１つのサンプリングモジュールのみについて示されてい
る。
図９は図１の装置の流路系統図であり、ここでは両方
のサンプリングモジュールについて示されている。
図9aは本発明の１実施例で用いられた選択弁を示す概
略拡大図である。
図10は本発明のバイアル自動サンプル装置に含まれる
ことのできる通常の散布管（sparging tube）を示す図
である。
図11は本発明による制御回路のアクセスパネルの断面
図である。
図12は本発明に使用されるための別の形式の混合土壌
試料を利用する片口バイアルの断面図である。
理解の便宜上、上記各図中の同じ符号は同一または類
似の機能を有する。
好ましい実施例の詳細な説明 図１は本発明によるバイアル自動サンプル装置の斜視
図である。装置10は本体ユニット12を含み、本体ユニッ
ト12はバイアル貯蔵プラットフォーム領域14、バイアル
平衡部16、バイアル識別部18、第１および第２サンプリ
ング部20、22、ならびに弁、ガラス器具、その他流体処
理用品などからなる流体処理部を含む。装置10はまた、
それぞれが本体ユニット12のサンプリング部20、22に着
脱可能に取り付けられた第１および第２のサンプリング
モジュール24、26を含む。各サンプリングモジュール2
4、26は試料を収容したバイアルを受け入れ、さらに分
析のためにバイアルから流体を抜き出す。
装置10はまた、バイアル貯蔵領域14、バイアル平衡部
16、バイアル識別部18および第１、第２サンプリング部
20、22の間で、これらの個々のバイアルを移送するバイ
アル移送機28を含む。さらに装置10は、使用者の入力を
受け付けて装置10の動作を制御するプログラム可能な中
央制御回路をも含む。
図２は図１の装置10の２−２線に沿う破断断面図であ
る。バイアル貯蔵領域14は、なるべくは事実上同一の、
着脱可能なバイアルラック30a、30bを受け入れるのに適
した形状の固定プラットフォームを含む。試料を収納さ
れたバイアルは別々の位置のラック30a、30bのポケット
すなわちレセプタクル31に装填され、必要になるまで貯
蔵されることができる。各ラック30a、30bは上部分29
a、29bおよび、金属の横断棒46a、46bを支持する周縁の
スカート部33a、33bを含む。
棒46a、46bはラックに沿って延び、上部29a、29bの下
方に隔離されている。棒は前記ポケットとそれぞれ整列
しており、ポケット31に挿入されたバイアルの端部を支
持する。テストの用意ができると、負荷を持たされた一
方または両方のラックはバイアル貯蔵領域14の位置へ降
下させられることができる。バイアル貯蔵領域14の上に
は２つの押しボタンスイッチ32a、32bがあり、各ラック
30a、30bの存在を検知する。それぞれの場合に、負荷を
かけられたラックの重量がラックのスカートで押しボタ
ンを押し下げてスイッチの状態を変化させる。
なるべくは、ラック30a、30bのスカートが、バイアル
貯蔵領域14に固定されている熱ブロック48a、48b（各ラ
ックに１つずつ）の上に沿って滑り落ちるのが望まし
い。熱ブロック48aは流体循環のための内部空所または
通路49を内部に有する。空所49は、フィッティング34、
36、38、40によって熱ブロック48a、48bの下からアクセ
スできる（図２、３参照）。本体ユニット12は流体入力
ポート41およびドレインポート43を有する。ドレインポ
ートは内部配管（図示せず）によって、図３に熱ブロッ
ク48aについて示すような流体回路のためのフィッティ
ングに内部配管（図示せず）によって連結される。水道
水（tapwater）のような、使用者が供給する流体が、フ
ィッティング34からポート41やバイアルホルダ39aの下
の熱ブロックの空所49に入り、この空所からフィッティ
ング36を経て排出され、フィッティング38を通してホル
ダ30bの下の熱ブロック48bの空所に入り、それから流体
はフィッティング40を介して空所から出、ドレインポー
ト43を通して装置10から放出される。
図２、３ではラック／熱ブロック結合体の極く小数の
バイアル受入れポケットすなわちレセプタクル31のみ
に、試料を収納したバイアルが装填されているように図
示されている。バイアル受入れポケットすなわちレセプ
タクル31は、片側キャップ42bを有するバイアル42また
は両側にキャップ44bを有するバイアル44のいずれかを
受け入れる。図３に示すように、バイアル44は、各バイ
アルを上部および下部のチャンバに分離して、流体は保
存する一方で、気体は通過させる分割フリット44dを備
えるのが好ましい。それぞれのキャップはバイアルの端
部にクリンプ（crimp）されても良いが、ねじ込みが望
ましい。隔壁42c、44cがバイアル内に試料を閉じ込め
る。
各熱ブロック48a、48bは一体化された上部分50、下部
分52、およびそれらの間に挟まれたガスケット54からな
る。典型的には図示のように、内部の流体空所49が上部
分および下部分50、52間に形成される。上部分50はアル
ミのような熱良導体材であるのが好ましい。下部分52は
適当なプラスチックのような熱の不良導体で形成し、残
りの本体ユニット12から熱ブロックを熱的に絶縁し、こ
れによって本体ユニットの他の部分への熱伝達を減少さ
せ、熱ブロック48a、48bを冷却（または加熱）するのに
要する時間を短縮するのが望ましい。
チャンネル50aが熱ブロック48a、48bの上部分50に形
成されて金属棒46a、46bを受け入れるので、ラック30
a、30bが所定位置に定置された時、各バイアルの少なく
とも下部が熱ブロック48a、48bで、その内部に事実上包
囲される。金属棒46a、46bは熱ブロックとバイアル間の
補充的な熱伝導を与える。
所望ならば、バイアル貯蔵領域14は、前記領域内14内
に固定的に保持されるバイアルラックの代りに、回転コ
ンベアまたは他の既知の自動バイアル推進装置で構成さ
れても良い。固定のバイアルラックは、バイアル貯蔵領
域の全域に亘ってバイアルの高い装填密度を可能にする
ので、ある予定数のバイアル貯蔵位置のために必要な装
置の断面積（専有面積:footprint）を減らすことができ
る。小さい専有面積は多くの応用において重要な項目で
ある。さらに固定したバイアル保持器の利用は装置10の
構成および動作を簡単化する。
図２に戻ると、装置10は、本体ユニット12内の４つの
ポート56a〜56cよりなり、バイアルが周囲環境温度にま
で加熱（または冷却）されるために、プログラム可能な
時間の間放置され得る平衡領域16を含む。ポート56cも
またバイアル識別部18として機能する。各バイアルの外
側壁は、固有のバーコードパターンを付けられたステッ
カを有する。市販されていて既知の光学的バーコード読
取り器58が本体ユニット12に配置され、ポート56cを取
り囲む壁にある垂直スロット60（特に図１に明示され
る）を介してポート56c内のバイアルの側壁を監視す
る。
回転可能ディスク62がポート56cの底部に設けられ、
中央制御回路66によって制御されるステップモータ64に
結合される。ステップモータ64がディスク62を回転させ
ると、ディスク62上に置かれたバイアルは、バイアルの
壁のバーコードパターンがスロット60を介して読取器58
によって検知されるまで回転する。それから中央制御回
路66はステップモータを停止させる。
バイアルは平衡領域16から、またはバイアル貯蔵領域
14から直接に、サンプリング操作が行なわれるサンプリ
ング部20または22の一方へ移送されることができる。そ
れぞれのサンプリング部では、バイアルから流体が抽出
される。サンプリング部20では、液体試料から揮発成分
を除去する後続の散布（sparging）処理のために、液体
試料から得られた液体サンプルがバイアルから抽出され
る。またサンプリング部22では、液体がバイアル内に注
入されて液体または固体（例えば土壌）試料と接触させ
られ、できた混合物をかき混ぜ、加熱した後、散布工程
中にバイアルからガスまたは蒸気の形態の試料が抽出さ
れる。
本発明の１つの特徴によれば、バイアルの自動サンプ
ル装置10はサンプリング部20、22の近くで本体ユニット
12とそれぞれ合体させられるように適合された、１また
は２つのサンプリングモジュール24、26を含む。バイア
ル自動サンプル装置10は使用者の要求に応じて、両方ま
たは１つだけのサンプリングモジュールを装備すること
ができる。仮に１つのモジュールしか装備されなかった
としても、追加のモジュールを後から付加することがで
きる。
図4a〜4cはサンプリングモジュール24の正面図、側面
図、および上部断面図である。板部材68はねじなどの適
宜の手段で、板68の突出面72が本体ユニット12の前面の
矩形孔に係合し、本体ユニット12の周囲の前面と面一に
なるように、本体ユニット12に取り付けるための取り付
け孔70を有する。板68は、ベアリング76、76に支持さ
れ、同様に板部材68に支持されたモータ78によって駆動
されるボールねじ74を支持する。ボールねじ74には、バ
イアル保持カップ82、ボールねじ74で駆動されるスプー
ル84、および連結腕86が結合される。ボールねじ74とス
プール84は協働してバイアル保持器82を上昇、下降させ
るエレベータを構成する。リミットスイッチ88、90が板
材68に取り付けられ、バイアル支持組立体80の下限位置
および最高位置（上昇位置）でスプール84に接触する。
図4a〜4cにおいて、バイアル支持組立体80は、下限位
置では輪郭で示され、上限位置では実線（図4aでは断
面）で示されている。バイアル移送機28は、その下限位
置で、バイアルをバイアル保持器82に装填したり、取り
出したりする。エレベータがバイアルを上昇させると、
針組立体92がバイアルの隔壁に突き刺さる。バイアルの
内容のサンプリングは、針組立体92がバイアルに完全に
突き刺さる上限位置で行なわれる。針組立体92は、当業
者には良く知られているが、その下方先端部にポートを
有する内側針と、上方の先端にポートを有する外側針94
とからなる。バイアルの最上方位置において、前記ポー
トはバイアル内の液体試料のレベルより上にあるが、内
側針の先端は液体試料に浸入している。内側針はフィッ
ティング96と連通しており、外側針はフィッティング98
と連通している。
動作時には、ある量（体積）の液体試料が中央針を通
して引き出され、フィッティング96を介して本体ユニッ
ト12上の散布器100（図１または10参照）または外部の
散布器へ転送される。
サンプリング操作の後、装置10の試料流路によって、
水のような洗浄流体を組立体92の内側針にフラッシュで
きるようにし、内側針の内部表面の清浄化によってキャ
リオーバ（carryover）を減少させる。これはバイアル
支持器82を空にし、最上部位置において実行される。針
から排出された洗浄流体を廃棄するために、ドレイン10
2が設けられる。
バイアル支持組立体80の最上部位置と最低位置との垂
直距離を減らす一方、バイアルの装填・取り出しのため
の適当な空間をバイアル支持器82の上側に残すように、
板部材68は腕86がそこを通して延びるスロット104（図4
a、4b参照）を有する。スロット104は上部の狭い部分
と、スプール84が垂直に移動するときに連結腕86を横方
向に案内するように形作られ、かつボールねじ74に対し
て配置されたカムエッジを備えた下部分とを有する。
バイアルとバイアル支持体が最下位置から上昇するに
つれて、腕86がスロット104のカムエッジに向かって乗
り上げる。腕は垂直部に達し、腕86およびバイアル支持
器82の横方向運動は、針組立体92がバイアルの隔膜を突
き刺したときに完了する。降下する時は、スロット104
のカムエッジ104bによって、バイアル支持器82の点線位
置（図4cに示す）への横方向シフトを起させる。横方向
移動のためには、別個のモータやピストンなどの、他の
既知の手法が利用できる。カムスロット104や連結（従
動）腕86は、モータの追加を必要とせずに、簡略で信頼
性のある機構を提供する。
ボールねじ74のスプール84の僅か上にはワイパ腕106
が配置され、先導ねじが回転する時スプール84と一緒に
移動する。バイアル支持器82がサンプリングの後に下降
されるにつれて、腕106がバイアルのキャップを押し下
げるので、もしも摩擦によってバイアルが残されるなら
ば、針92が裸にされる。バイアル支持組立体80が最下位
置に達すると、図4aから分かるように、ボールねじ74の
高い位置にあるために、腕106は横方向にはシフトしな
い。バイアル支持器82の上部は邪魔物が無く、バイアル
の装填および取り出しのためのアクセスが可能になる。
図5a〜5dはサンプリングモジュール26の詳細図であ
る。モジュール26はモジュール24の対応素子と同じ機能
を有する多くの素子を有する。これらの素子は板部材10
8、取り付け孔110、突出面112、ボールねじ114、ベアリ
ング116、モータ118、バイアル支持組立体120、スプー
ル122、バイアル支持器124、連結腕126、リミットスイ
ッチ128（下側のものは、図５では支持器124の背後に隠
される）および板部材108のスロット130を含む。腕126
はスロット130を通して延びており、スロット130の下方
でエッジ130aまたは130bに係合し、腕126およびバイア
ル支持器内に支持されたバイアルを横方向にシフトさせ
る。図5a〜5cにおいて、バイアル支持器の最下方位置
（実線断面で示される）はバイアルの装填／取り出し位
置であり、その最上方位置（輪郭で示す）はサンプリン
グ位置である。
図示のように、中空の下側針130はバイアル支持器120
のベースを通して突出し、両端にキャップを有するバイ
アル44の下側隔膜に突き刺さる。下側針130は可撓性チ
ューブを介してフィッティング132に流体的に連通す
る。バイアル支持器124はまた、サンプリングの前また
は最中に試料を加熱するための加熱スリーブをその内部
に有する。加熱スリーブ134は、中央制御装置66に至る
連結腕126に支持された線路によって電力を与えられ
る。バイアル支持器124はまた、バイアルがバイアル支
持器に配置されたとき、バイアルが上昇されてサンプリ
ングが行なわれるまで、下側のバイアルの隔膜を下側針
の上に保持し、かつサンプリングの後では下側のバイア
ルの隔膜を下側針から強制的に外すように作動するバネ
負荷プランジャ136を有する。
上側針組立体138は針組立体92と類似の内側および外
側針を有するが、組立体138の針は短いので、その出口
ポートが図示のバイアルの非ガス状内容物の期待される
レベルよりも上に位置される。組立体138の内側針はラ
イン（流路）140と連通し、外側針は流路142と連通す
る。
サンプリングモジュール26はさらに磁気的サンプル撹
拌機構144を備える。ブランケット146が板材108に固着
され、一次磁石150を回転させる撹拌モータ148を支持す
る。バイアルの装填前にバイアルに設置された棒磁石15
2がこれによって回転し、バイアルの内容物を混合す
る。サンプリングモジュール26に使用される両端式バイ
アルの１例が、これが唯一のものではないが、米国特許
第5147551号明細書に開示されており、参照によって本
明細書に統合される。ブラケット146は、バイアルの上
側隔膜を下向きに強制して針組立体138から離しておく
ための、バネ付勢プランジャ154（プランジャ136と類似
の）を含む。
もしもサンプリングモジュール24または26のいずれか
がバイアル自動サンプル装置10から省略されるならば、
板材は、省略されたモジュールに関連する本体ユニット
12の前面のポートを覆うように設けられることができ
る。
本発明の他の特徴はバイアル移送機28にある。バイア
ル移送機28は中央制御回路66によって制御され、バイア
ル貯蔵領域14、平衡部16、およびサンプリング部20、22
の間でバイアルを移動させる。図6a〜6cを参照すると、
バイアル移送機28は第１軸158に沿って延びる主腕156、
主腕156に沿って移動できるようにされたバイアル掴み
組立体160、およびバイアルの上側端キャップを掴んで
掴み（グリップ）組立体160に対して上昇・下降させら
れる掴みヘッド162を含む。主腕156は第２軸164に沿っ
て移動可能にされ、掴み組立体160に対する掴みヘッド1
62の運動は第３軸166に沿ったものとなる。第１、第２
および第３軸は相互にはほぼ垂直である。バイアル移送
機28は本体ユニット12の内側に固定されたトレイ168を
含む。
トレイ168は本体ユニット12に挿入したり取り出した
りできるモジュールを構成するので、主腕156は単に必
要な電源線および信号線を外すだけで取り外しや交換が
可能である。トレイ168は軸172およびプーリ173を支持
するのに用いられる前面フランジ部材170を有する。前
記軸172およびプーリ173は可変速かつ逆転可能の腕駆動
モータ174によって駆動される。プーリ173は、トレイ16
8の反対端の従動軸180に取り付けられた従動プーリ178
に懸架されたベルト176を駆動する。従動軸186は、腕15
6の位置を表わす信号を発生するエンコーダ182を駆動す
る。腕156は、図6bに示すように、適当な手法でベルト1
76に締め付けられ、ベルト176が駆動されるのにつれて
両方向矢印164で示すように横方向に移動する。リミッ
トスイッチ184、185が腕156の位置を感知し、移動限界
に達した時にモータ174を停止する信号を発生する。
モータ202はねじ186を駆動する。このねじ186は、図6
cに示すように、腕156内に回転可能に取り付けられ、掴
みヘッド162を支持する適当な駆動ブロック188と係合さ
れる。エンコーダ204は、ねじ186に沿ったバイアル掴み
組立体160の位置を感知して矢印158で示す軸に沿った掴
み装置の位置を表わす信号を発生する。
駆動ブロック188にはフレーム190が支持される。エン
コーダ192a付きのモータ192が垂直の回転ねじ194を駆動
する。回転ねじ194は、案内棒198によって案内されなが
ら、掴みヘッド162を垂直方向に動かすように、前記フ
レームに取り付けられたラグ196とねじ係合する。掴み
ヘッド162はバイアルの頂部を掴んで、主腕156が移動さ
れるときにバイアルを移送するための掴み指を有する。
図6dを参照すると、ソレノイドアクチュエータ200が
駆動タング（tang）202を垂直方向に線状に移動させ
る。タング206の外端には環状の溝210が形成される。掴
みヘッドの下端部212の空所に設けられた多数の掴み指2
12はＬ型であり、溝210内に適応するアクチュエータ端
部212aを備える。掴みヘッド162の周縁には少なくとも
３本の掴み指が設けられる。指は、掴みヘッド162に固
定された適当なピボット棒214の上に取り付けられる。
Ｌ型の掴み指212は外向きに延びる指端部を有し、指端
部は掴みパッド212cを含む。空所216は、図6dに示すよ
うに、バイアルの上部とキャップを収納できる大きさで
ある。
アクチュエータ200は、指212の内端部212aを点線で示
す掴み位置まで持ち上げるようにバネ負荷されている。
これにより指の端部212bと掴みパッド212cとでバイアル
44の首44aの上のキャップ44bをしっかりと掴み、バイア
ルはねじ194を介するアクチュエータ192の作動によって
持ち上げられる。
掴みヘッドはスイッチまたはセンサ220に結合された
滑動プランジャ218を含む。掴みヘッド162が下降されて
プランジャの端部218aがラック30a、30bの分割壁の１つ
に係合すると、プランジャ218が移動し、掴みが下降し
たことを示す信号がセンサ220から発生される。アクチ
ュエータ200は掴み指を開くように作動する。第２プラ
ンジャ222が、プランジャ218とは反対側で掴みヘッドに
滑動可能に装着され、バイアルが掴み指212cの内部にあ
る時は感知脚224がバイアルの肩部に係合する。センサ
すなわちスイッチ221がプランジャ222によって付勢され
る。これによってアクチュエータ200が消勢され、指212
がバネ負荷によってバイアルを掴むように揺動される。
感知脚224が、所望に応じてはバイアルのキャップの頂
部に係合できることは明らかである。
プランジャ222からの信号がモータ192を付勢してバイ
アルを持ち上げ、これを適当な箇所へ移送させる。掴み
ヘッド162は、制御回路66の制御の下に、バイアルを平
衡部、識別部、およびサンプリング部相互の間で受け渡
しするように動作する。プランジャはまたバイアルが釈
放されたことを示す信号を発生するから、例えば、バイ
アルがサンプリング部のバイアルホルダに配置された後
で、掴みヘッドはさらに動作することができる。掴み部
はフェイルセーフ式装置であり、停電の場合でも、アク
チュエータ200は掴み位置に維持される。
バイアルラック内のバイアルの位置は、ｘ−ｙ座標基
準で制御ユニット66内に前もってプログラムされる。エ
ンコーダ182および204が掴みヘッドのｘ−ｙ座標を与え
る。モータ192に関連するエンコーダがｚ座標を与え
る。
図11を参照すると、本体ユニットの前面パネルへのア
クセスの概要が示されている。中央制御回路66へのアク
セスのために、メモリカード66dのような着脱可能回路
モジュールのためのプラグがスロットすなわちポート66
a内にある。図１および11に示されたようなアクセス扉6
6bが、本体ユニット12の前面パネルの開口66cを開放す
るために設けられる。
開口66cは、１部を除去して示す図11の回路モジュー
ル66d内のプラグのためのスロットと整列されるので、
異なるサンプリングプログラムのためには、メモリカー
ドまたはモジュール66が取り出されて他のモジュールと
交換される。アクセス扉66bには、押した時に開放さ
れ、扉が閉められると再度ラッチされるような、単純な
押し込みラッチが使用できる。これは、再プログラム無
しで利用できるサンプリングモジュールの異なる組み合
わせを用いて、異なるサンプル処理を実行するための種
々のプログラムの保守を容易にするであろう。
図12には、図示のような多重針で試料が散布される土
壌試料モジュールにおける単一端バイアルの利用を示
す。バイアル42は概略的に示す隔膜を有する。相互には
流体的に隔離された中央の中空針292とこれと同心の外
側筒状針293とを含む針組立体290は、外側針293の上に
キャップ294を有し、バイアルから排出されるガス状物
質を受け取る。土壌懸濁物の試料295は図示のように、
バイアルの高さの約半分のレベルであり、長い針292の
先端はバイアルの底近くに位置するので、ガス源からガ
スが導入されると試料を通して泡が発生し、泡効果によ
って試料が良くかき混ぜられ、混合される。
土壌中の揮発分は液体レベルの上の頭隙へ逃げ、外側
針293を通ってキャップ294へ逃げ出し、さらに試料ライ
ン298へ運ばれてパージ／トラップユニットまたは図８
に例示したような配管やガラス器へ転送される。これに
よって２重針の必要性やバイアル内のフリットを除去
し、さらに磁気的な撹拌装置の必要性も無くする。試料
内へ適当に浸入された長い針292から発生される泡立っ
たガスによるかき混ぜや撹拌作用が、試料を適当にかき
混ぜて、土壌内の揮発成分からのよい結果が得られる。
それぞれのサンプリング部20、22におかれたバイアル
から試料を除去する操作が次の段階である。各種の資料
を処理する際には多数の弁が作動される。弁は既知のソ
レノイド弁であって、本体ユニット上のどのような所望
の位置にも取り付けられることができるが、特定の流路
を形成するように適応され、所望の動作をするように固
有の動作をする。図７、7a、８、９および9aでは、弁は
概略的に図示されている。
図７には、部署20で液体または水試料のサンプリング
に使用されるような配列の概略を示す。一旦、バイアル
が、バーコード読取器を用いて適当に識別され、平衡化
され、そしてバイアル移送機28によってサンプリングモ
ジュール24のカップ型バイアル支持器82に配置され終わ
ると、図７の流体回路を用いて液体または水試料のサン
プリングが実行される。種々の機能の操作手順が、種々
の弁や他の部品の状態や付勢状態を理解し易いように表
Ｉに列記される。
表記された手順のすべてにおいて重要なことは、この
装置が、水または液体を針に逆噴射して前回の試料の痕
跡を除去し、カップ型のバイアル支持器を用いて逆洗
（backwash）液体を収集し、かつ前に図示説明したよう
に、これを排出することを可能にした点に注目すること
である。テスト試料に２種の異なる既知量（体積）の標
準を選択的に追加することを可能にするために、多ポー
トクロマトグラフ弁が使用される。
試料はパージ／トラップ濃縮器へ移送されて揮発成分
が吸収トラップへパージされる。揮発成分はそれから加
熱され、キャリアガスでガスクロマトグラフのかラムへ
吐き出されて分離、検出される。
したがって「濃縮器へ」と表示された出力流管（ライ
ン）は、これらが、処理およびこれに続く分析用として
周知の現存の装置へ連結されることを意味する。オハイ
オ州シンシナティのテクマー社（Tekmar Company）で製
造されている3000型パージ／トラップ濃縮器は有用であ
り、また散布ユニット100が利用できる。
図７を参照して、ガラス器、弁、および導管内の通常
の共通部品が説明されるが、異なる処理工程のための他
の図面でも同じ符号が使用されるであろう。水モジュー
ルの連結および配管が全体に230で示され、本体ユニッ
ト12上の部品は点線で囲まれている。水およびヘリウム
源232、233、並びに圧力調整器234および流量調節器235
を備えた管路が設けられる。
オン／オフ弁ＣおよびＤがヘリウム源233を制御す
る。弁Ｄはバイアル支持器82に保持されている水試料バ
イアル42内の外側針組立体92に連なる。弁Ｃは弁Ｌを介
してソレノイド駆動多ポート弁P5に連なる。多ポート弁
P5は制御信号に応じて４つの異なる連通状態で動作し、
いずれか２つの隣接ポートを連通する。図１および7aに
も示された弁P5は、説明のためのみであるが、ポート１
と２とを連通する第１位置P5A、ポート２と３とを連通
する第２位置P5B、ポート３と４とを連通する第３位置P
5C、および図７に示すように、ポート４と１とを連通す
る第４位置P5Dを有する。この弁は通常のものであり、P
5A、P5B、P5CおよびP5Dの位置へ移動されることによっ
て所望の隣接ポートを連通させる中心ブロックを有す
る。
弁P5のポート２は通常市販のシリンジ（syringe）ポ
ンプ238（図１にも示される）に接続される。ポンプ238
は任意所望の外部モータ239で駆動される内部プランジ
ャを有する。シリンジポンプ238は、弁P5がその所望位
置にあるとき、モータ239の制御の下に試料を受け入
れ、また排出する。
弁Ｌは弁P5のポート４に接続され、ポート１はフィル
タ229を経て弁Ｊに接続され、弁Ｊはバイアル42内の針
組立体92の内側（サンプリング）針に接続される。弁Ｉ
は水源232からフィルタ229および弁P5間のＴ連結に連な
る。弁Ｌもまた水源232に連なるポートを有する。
弁P5のポート２はシリンジポンプ238の出口に連な
る。そのポートP3は多ポートクロマトグラフ弁X6のポー
トに連なる。弁X6は、パージ／トラップ濃縮器のような
濃縮器に移送された試料に既知量の標準を追加するのに
使用される。
第１標準源のバイアル240および第２標準源のバイア
ル242が弁ＥおよびＦを介する導管によって、それぞれ
流体的に弁X6の別個のポートに連通される。これらのバ
イアルはマトリックスを作るのに使用できる。
多ポートクロマトグラフ弁X6はステップ型ロータリソ
レノイド弁であり、90度回転できる内部ブロックを有
し、概略図示のようなＵ字型内部チャンネルX6−１、X6
−２を有する（図7bも参照）。チャンネルX6−１は内部
標準源240のポートを弁Ｈに連なるポートに接続し、ポ
ートＨはドレインに連なる。
図７では、Ｕ字型チャンネルX6−２は弁P5のポート３
をX6のポートを経て流路244に連結する。弁X6は、回路6
6の制御の下に時計方向に90度回転する。そのときは、
図7bのように、チャンネルX6−２が代りの標準源242を
弁Ｈに接続する。そのときＵ字型チャンネルX6−１は弁
P5のポートP3を流路244に接続する。以上が弁X6の２つ
の作動位置である。
操作の手順が表Ｉに示される。表Ｉおよび後続の表に
おいて、大文字で表わされた各弁は２つの位置を有し、
“0"は遮断、“1"は連通を意味する。弁P5の接続すなわ
ち位置P5A〜P5Dは大文字Ａ〜Ｄで表わされる。
弁X6のＡ位置は図７では実線で表わされ、90度回転し
たＢ位置は図7bに示される。さらにある表では、「バイ
アルの機械的位置」欄に、バイアル支持器およびバイア
ルが上方位置（サンプル針で刺されている）（Ｕ）にあ
るか、下方位置（Ｄ）にあるかが示される。
サイクルの初め（待機）には、濃縮器または他の装置
からの、そこへの試料受入れ準備ができており、他の装
置も同じ条件にあることを示すパージ準備信号を待つ。
バイアルは下方にあり、弁P5は実線位置P5Dにある。予
備パージ段階では、弁ＣおよびＤは開放され、ヘリウム
が弁Ｄ、Ｌ、P5、およびＪを通して針のほうへ流れ出
る。バイアルが上昇されて針と係合し、すべての弁は閉
じられる。洗浄プランジャが後退するにつれてシリンジ
が充満されると弁Ｄが開かれ、弁P5がポートP1をポート
P2からシリンジポンプ238へ連通する位置P5Aへシフトさ
れる。
標準の充満は弁ＨおよびＥを開くことによって行なわ
れる。チャンネルループX6−１が標準１で満たされる。
弁６を位置“B"へ90度回転してチャンネル６を位置P5B
にある弁P5とライン244との間に接続することによっ
て、ループX6−１内の標準および試料の1/2が移送され
る。シリンジポンプ238が弁X6およびライン244を通して
試料の1/2を放出し、それと共にチャンネルX6−１内に
ある量の標準１をライン244および濃縮器へ搬送する。
弁P5を位置P5Dへ移動させると標準２が充満され、弁
ＦおよびＨ（ドレインへ向けて）を開くことによってあ
る量の標準２がループＸ−２を満たす。弁P5を位置P5B
へ移し、弁Ｘ−６を位置Ａへ移動することによって標準
２の転送が行なわれ、シリンジポンプ238に加えられた
試料の残りの部分はモータ239によってループX6−２を
介してライン244へ放出される。
試料の各半分および相異なる標準（選択的に加えられ
ることができる）が濃縮器へ移送されて処理され、その
後分析される。弁Ｃが開かれ、弁P5がP5C位置へ移動さ
れ、弁Ｌを弁X6からライン244に接続させて弁Ｘ−６を
通して噴射する時に、移送ラインが洗浄される。
シリンジポンプが水でリンス（すすぎ洗い）され、弁
Ｉが開かれ、弁Ｊが開かれ（ドレインに向けて）、かつ
弁P5が位置P5Aへ移動される。シリンジすなわち洗浄ポ
ンプは水を満たすように後退される。
それから弁Ｊはドレインに接続したままにしておいて
弁Ｉを閉じ、シリンジプランジャを上方へ動かすことに
よってシリンジすなわちポンプ238が排水される。弁Ｉ
およびＪを開き、弁P5を位置P5Cへ移動することによっ
てフィルタが逆フラッシュされる。
バイアルエレベータの動作によってバイアルが下降さ
せられ、バイアル移送器がバイアルを支持器82から、さ
らにトレイへ戻す。好ましくは、バイアル支持器82は再
び上昇され、弁P5を位置P5Cに保持した状態のまま弁Ｉ
を開くことによって、内部針が水でフラッシュされる。
水は、キャリオーバ（残滓）が残らないことを確かにす
るように内部針を通して噴射し、バイアル支持器に溜ま
ってから放出される。
所望ならば、弁Ｊを閉じて弁Ｃを開くことにより、弁
P5を介して針をパージすることができる。濃縮器または
テスト装置からの脱着信号を待つ間は、弁P5がP5D位置
にあり、装置は基本的には休止している。ガラス導管
は、弁Ｌを水源に連通させ、弁P5およびX6を介してライ
ン244の接続することによって液体洗浄される。バイア
ル支持器はバイアルの再装填のために下方位置にある。
ヘリウムは、弁Ｌを閉じて弁P5を位置P5Cへ移動した
後、弁Ｃを開くことにより、ガラス器を通してパージさ
れる。
それから所望により、水モジュールのための適当な部
署で持ち上げられたそれぞれのバイアルに対するサイク
ルが再開される。
各サイクル（run）においてただ１つの標準しか試料
に注入されないならば、弁X6の移動が、チャンネルX6−
１またはX6−２の一方を他方の標準源に開く位置に置
き、それからこのチャンネルは脱着サイクルの間にフラ
ッシュされて清浄化されることができる点に注意すべき
である。シリンジのリンスおよびパージサイクルの間
は、いずれかのチャンネルX6−１またはX6−２が弁P5と
ライン244との間に位置する。
土壌モジュールを用いる例が図８に示される。図示の
土壌モジュールでは両端バイアルを使用し、下方針130
および上方の２重針組立体を備える。片端バイアルも使
用できる。
種々の部品の操作モードが表IIに示される。種々の条
件下で試料を切り換える弁X4が追加されている。導管の
接続は上記の例とは少し違っている。ヘリウム源233
が、弁Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、P5、X6、標準１の源240および
標準２の源242と共に示される。図８では、弁Ｄは下方
針130に直接接続されるように示されている。バイアル4
4はバイアル支持器に保持される。弁X4は、表IIにおい
て“1"で表わされる“オン”位置では、ライン252を介
して、弁X6からのライン250を針組立体138の内部針に接
続する。弁X4の“オフ”位置では、濃縮器に連なる出力
ライン254にライン250の導管を連通させる。
待機およびパージ準備（待ち）の位置では、バイアル
は下方位置、弁P5はP5D位置にあり、弁X4はライン250と
254を連通し、弁X6はＡ位置にある。
表IIにおいては、棒152の磁気的撹拌サイクルの欄が
追加されている点に注意すべきである。パージサイクル
では、図８に示すように、ヘリウム源233が弁P5および
弁X6、ライン250、さらにオン位置にある弁X4を通し
て、さらに一方では、弁Ｄから針130を通って針組立体1
38に開放される。
弁ＣおよびＤが閉じられた後バイアルが上昇され、針
138および130が、サンプリングのための土壌を収容して
いるバイアルの対応の隔膜に突き刺さる。シリンジ238
が後退され、弁Ｉおよび位置P5Aにある弁P5を介して源2
32から充填される。
標準１の充填は表Ｉの場合と同じである。水および標
準１の移送は、ライン250および252を連結する弁Ｘ（オ
ン位置にある）で行ない、シリンジの容積の半分をバイ
アル44へ排出する。弁X6の適当な運動によって標準２が
充填され、シリンジ238からの残りの水によって移送さ
れる。移送ラインが清掃され、撹拌棒が付勢されて土壌
試料、水および標準が撹拌される。加熱はこの段階で行
なうことができる。撹拌棒の動作は所望の時間だけ継続
できる。
それから弁Ｄを開くことによって、バイアルがパージ
または散布される。針130からのヘリウムがバイアル44
内のフリットを通して泡立つ一方、弁P5が弁X6を介する
逆流を防止する。揮発成分はパージガスと共に、組立体
138の一方の針および対応のラインを介して濃縮器へ移
送される。弁P5がP5A位置にあり、かつ弁X4がオフであ
り、弁Ｉが開いてプランジャが後退させられるとシリン
ジ238が満たされる。
ライン（導管）のリンス工程では、弁P5をP5B位置に
し、シリンジ238内の液体がモータ239を用いて排出され
てライン250をフラッシュし、弁X4をオフ位置にしてラ
イン254をもフラッシュし、キャリオーバを除去する。
ラインパージは弁Ｃを開放し、弁P5をP5C位置にし、弁X
4はライン250と254とを連通させて行なう。バイアルは
下降されてトレイへ戻される。装置は新たなサイクルの
ために準備される。
図９には、土壌および水の両モジュールが使用できる
ような相互接続弁を備え、配管が土壌または水のどちら
かのサンプリングもできるように前記両者を切り換え接
続する装置が示される。サンプルは同時には処理できな
い。図９の装置には図７および図８に示された弁が全部
含まれている他に、弁X5が追加されている。これは、土
壌および水のどちらの試料もそれぞれのモジュールから
採取できるように用いられる多位置接続弁である。
弁X5はソレノイド制御ロータリ弁であり、多ポート接
続が可能である。図示のように、この弁は、利用可能な
ポートX5−１、X5−２、X5−３、X5−４およびX5−５を
有する。他のポートは、例示のために示したように閉塞
端（dead end）連結にすることができる。図９に実線で
示すように、弁X5ではポートX5−３ならびにX5−４およ
びX5−５で閉塞端にされている。
図９のユニットは、水試料の処理のためには、実線の
ように接続され、弁X5は水試料処理の間中同じ位置にと
どまる。バイアル44およびその関連針は弁X4と共に完全
に回路とは無関係にされることが分かる。
水／土壌共用システムが水モジュールで作動する時の
操作説明が表IIIに示される。これらの全行程は基本的
には表Ｉに関して前に説明したとおりであり、弁の位置
も同じである。ただ、弁Ｄが直接ではなくて、弁X5を介
してバイアル42に接続される点が相違するだけである。
ライン260は弁X5−１のポートX5−１に接続され、ポー
トX5−２でライン262に接続される。ライン262は水試料
バイアルの針組立体に接続される。
この例では、同じ液体の針フラッシュが可能である。
弁の状態が表IIIに示されている。
水および土壌試料を処理するための組み合わせ配列に
おいて、土壌試料が処理される時の操作説明が表IVに示
される。水モジュールと土壌モジュールとが統合される
時、土壌試験のための操作の間は、弁X5が違う位置へ動
かされる。まず弁X5がポートX5−１とX5−５とを連通す
る。予備パージ工程では、それからヘリウムが弁Ｌ、位
置P5Cにある弁P5から弁X6を通り、さらにライン250から
弁X4（針組立体に連なるライン252に接続される位置に
ある）へ通過され、装置を貫流するであろう。加えて、
弁ＤがポートX5−１およびX5−５を介して下側針130に
連通される。
弁Ｌは、弁Ｃから弁P5を介してヘリウムが流れ得るよ
うに位置決めされる。
シリンジ充填工程では、プランジャが後退させられる
時、水源232を弁Ｉおよび位置P5Aにある弁P5を介してシ
リンジ238を充填するように接続することにより、シリ
ンジ238が充填される。標準１の充填、水／標準１の移
送、標準２の充填、および水／標準２の移送は前に説明
したのと同様に行なわれ、シリンジ容量の半分は、ライ
ン250をライン252に接続し、さらに針組立体へ接続する
位置にある弁X4を介してそれぞれの標準をバイアル44へ
移送するのに使用される。
表IVに示す移送ライン清掃工程では、ヘリウムが弁Ｃ
から位置P5Cにある弁P5に連なるライン、弁X6、ライン2
50、弁X4を経てバイアル44内へ導入される。
予備加熱、バイアルの撹拌パージおよび他の工程は前
述したのと同じであり、弁X5の位置が、この操作を行な
えるように設定される。バイアルがパージされる時、弁
X5のポート１と５およびポート４と３がそれぞれ連通さ
れるので、揮発成分が試料収集のための針を通り、さら
に弁X5を介して濃縮器に連なっており、試料ガスを搬送
するライン265へ流れる。
ラインのリンス工程では、位置P5Cにある弁P5へ水が
通され、そこから弁X6、ライン250および弁X4を通し
て、水が散布器の散布器充填接続へ放出される。
ラインパージサイクルでは、弁Ｃ、弁Ｌ、弁P5、弁X
6、弁X4、およびライン266を介して散布器に至る流路が
開かれる。
パネルの前面に取り付けられ得る散布器ユニット100
はＵ字型ガラス管270を含み、ガラス管270は、その１端
に泡トラップ272を持つように形成され、パージ弁275お
よび流量制御器276を介してヘリウム源277に接続される
ネック274を有する。試料充填接続チューブ278がＵ字型
ガラスチューブの内部へ材料を充填するために設けられ
る。接続チューブ278は、図７、８、９で「濃縮器へ」
と表示されたラインへ接続される。パージ弁275とは反
対側の、Ｕ字管の１脚の頂部に設けられたフィッティン
グ279は、散布チューブ内へ相当量延びている針280を支
持する。フィッティング279は試料を出口ライン282へ連
通させ、前記出口ラインはガスクロマトグラフへ送られ
ようとしている試料を準備するためのトラップモジュー
ルに連通される。針280に取り付けられる針ヘッド286に
はドレイン弁284が設けられてよい。
散布モジュールの動作が試料を導入し、制御回路66の
制御の下に、予めプログラムされた手法で散布機能を実
行するために準備される。通常は、針280の端部のすぐ
下のガラスチューブ270内にはフリットが存在する。
中央制御ユニット66はマイクロコンピュータのような
プログラム可能な標準装置である。前記ユニットは、バ
イアル支持器の移動の限界を示す土壌モジュールのため
の２つのリミットスイッチや水モジュール用の２つのリ
ミットスイッチ、データ入力キーボードを含む諸装置か
らの入力を受け入れるので、オペレータによって特定の
操作がキー入力でき、バイアルラックが適正位置にある
ことを示す２つのスイッチ、移送腕のためのｘおよびｙ
方向のリミットスイッチ、およびバイアルラックに近い
位置を示すための掴みヘッド上の２つのプランジャのた
めの入力、ならびにバイアルが掴みヘッドに保持されて
いるかどうかなどを入力できる。腕移動のためのエンコ
ーダよりなり、掴みヘッドのための垂直移動ドライブ上
のエンコーダを含む３つのポテンショメータの入力およ
び、操作されているバイアルを識別するためのバーコー
ドラベルからの信号を読み取るバーコード読取器入力が
含まれる。
出力には、ヒータのための出力はもちろん、掴みフィ
ンガのためのアークチュエータ200、バーコード読取器
にある回転ディスク62のためのモータ、磁気的撹拌モー
タ、および土壌および水モジュール用のエレベータモー
タの他、ポンプすなわちシリンジモータ239、図７、
８、９に示された各ソレノイド弁、腕156のためのｘ、
ｙ、ｚモータの操作が含まれる。これらの出力はすべ
て、ユニット内で予めプログラムできるか、またはキー
ボードからのデータ入力によって修正できるような所望
の順序で発生されることができる。
このようにプログラム可能な中央回路のためのユニッ
トは既知であり、どのような所望のタイプにも構成でき
る。操作は遂次的であるので、種々のソレノイド弁や他
の操作素子の状態は、前の操作が完了した時に順番に切
換えられる。バイアルラックにおけるバイアルのｘ−ｙ
位置はプログラム入力されることができ、土壌および水
モジュールのためのバイアル支持器の位置もまたプログ
ラム入力されることができるので、指令が与えられるに
つれて、バイアル移送器28は適当な位置へ移動するであ
ろう。
土壌モジュール、水モジュールまたはその両者につい
てのモジュール操作が得られる。追加の弁がモジュール
に関して加えられることができる。両方のモジュールが
使用される時は、弁X5が本体ユニットに加えられる。
水試料は排水または飲用水であることができ、ロッド
（rods）やスラッジが処理され得る。バーコード読取器
がテストの間中バイアルおよび試料を見失わず、バーコ
ードの使用によって結果が適正な試料に付けられること
を制御が保証することができる。バーコード読取器が制
御モジュール66への入力を形成し、制御モジュールは分
析結果を適正なバイアルと関連付けるのに使用されるこ
とができる。バイアルを冷却する機能が、便利で適当な
テスト順序のために本体ユニットに組み込まれる。
本発明は好ましい実施例に関して説明されたが、当業
者は発明の精神および範囲から逸脱すること無しに形式
および詳細の面で変更できることを認識するであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 35/10 Ｇ０１Ｎ 35/06 Ａ (72)発明者 グリーン，トーマス ビー. アメリカ合衆国 45103 オハイオ州、 バタビア、コーディアル プレイス 4321 (56)参考文献 特開 平６−167482（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−50659（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−36460（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 35/02 G01N 30/08 G01N 30/16 G01N 30/18 G01N 30/24 G01N 35/10

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】化学試料分析器に結合でき、さらに化学試
    料分析器によって処理するために、バイアルから、少な
    くともそこに含まれる試料の成分からなる流体を抽出す
    るように作用できるバイアル操作装置であって、 複数のバイアルを保持するバイアル貯蔵領域を含み、ま
    た流体がバイアルから除去されるサンプリング部を含む
    本体ユニットと、 サンプリング部の近くで本体ユニットと組み合わせられ
    るように適合され、バイアルに突き刺って流体を除去す
    るために、端部を有する針を含む針組立体を有するサン
    プリングモジュールと、 前記バイアルを保持し、バイアルがそこから除去されて
    いる時に洗浄流体で前記針の自己清浄動作をしている間
    該針の前記端部を受け入れる保持器であって、前記洗浄
    流体が前記針から排出される時に少なくとも該針の一部
    を取り囲む壁部と、該バイアルが該保持器から除去され
    ている時に前記洗浄流体を排出するドレイン（排水路）
    とを有する保持器を具備したバイアル操作装置。
  2. 【請求項２】化学試料分析器がガスクロマトグラフを具
    備し、バイアル操作装置が揮発成分用濃縮トラップに連
    なり、前記トラップがさらにガスクロマトグラフに連な
    ることを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】前記バイアルを掴んで、これをバイアル貯
    蔵領域とサンプリング部との間で移送するバイアル移送
    装置を含む請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】前記本体ユニットがそこを通して流体の流
    れを切り換える多ポート弁を含み、針組立体が多ポート
    弁と流体的に連通される請求項１記載の装置。
  5. 【請求項５】前記本体ユニットがさらに、第２のバイア
    ル内にある第２の試料から揮発成分を含む第２の流体が
    除去される第２のサンプリング部を含む請求項１記載の
    装置であって、前記装置はさらに、 第２のサンプリング部の近くで本体ユニットと組み合わ
    せられるように適合された第２のサンプリングモジュー
    ルを具備した装置。
  6. 【請求項６】最初に述べたバイアルを掴み、最初に述べ
    たバイアルをバイアル貯蔵領域と最初に述べたサンプリ
    ング部との間で搬送するように移動できると共に、前記
    第２のバイアルを掴んでこれを前記バイアル貯蔵領域と
    第２のサンプリング部との間で搬送するように移動でき
    る掴み器を有するバイアル移送装置をさらに具備した請
    求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】内部に試料を含むバイアルをその装填領域
    からサンプリング部へ移動させるように動作することの
    できるバイアル操作装置であって、 バイアルを保持するように適合された搬送機と、 前記搬送機に結合され、搬送機を少なくとも垂直方向に
    移送するように動作可能なエレベータと、 バイアルがバイアル装填領域からサンプリング部へ移送
    される時、前記搬送機を横方向に移動させる移動機構
    と、 前記バイアルを保持し、バイアルがそこから除去されて
    いる時に洗浄流体で前記針の自己清浄動作をしている間
    該針の前記端部を受け入れる保持器であって、前記洗浄
    流体が前記針から排出される時に少なくとも該針の一部
    を取り囲む壁部と、該バイアルが該保持器から除去され
    ている時に前記洗浄流体を排出するドレイン（排水路）
    とを有する保持器を具備したバイアル操作装置。
  8. 【請求項８】搬送機はこの搬送機の上端を通してバイア
    ルを受け入れ、サンプリング領域は前記装填領域のほぼ
    上部に位置された請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】バイアルの上のバーコードと、装填領域に
    あるバイアルの識別を与えるバイアル操作装置上のバー
    コード読取器とをさらに具備した請求項７記載の装置。
  10. 【請求項１０】エレベータは搬送機に連結された腕を介
    して搬送機に結合され、前記移動機構エレベータに沿っ
    てのびており、かつそれに沿って腕が移動するスロット
    を有し、前記スロットは前記腕、したがって搬送機を横
    方向に強制移動させる請求項７記載の装置。
  11. 【請求項１１】バイアルから液体試料を抽出し、洗浄流
    体で自動清浄化動作を行なって該液体試料の残滓を減少
    させるシステムであって、 多ポート弁と、 第１の流路によって弁の第１のポートに結合され、少な
    くとも部分的に試料に突き刺さる針と、 第２の流路によって弁の第２のポートに結合されるシリ
    ンジと、 第３の流路によって多方弁に結合される出口と、 洗浄流体を受け入れるように適合され、少なくとも第１
    の流路の１部に選択的に連通可能であって、少なくとも
    第１の流路の１部を通って針から出るように洗浄流体を
    フラッシュさせる第４の流路と、 前記バイアルを保持し、バイアルがそこから除去されて
    いる時に洗浄流体で前記針の自己清浄動作をしている間
    該針の前記端部を受け入れる保持器であって、前記洗浄
    流体が前記針から排出される時に少なくとも該針の一部
    を取り囲む壁部と、該バイアルが該保持器から除去され
    ている時に前記洗浄流体を排出するドレイン（排水路）
    とを有する保持器を具備したシステム。
  12. 【請求項１２】前記第４の流路は前記第２の流路に連通
    して、洗浄流体を前記第２の流路を通してフラッシュさ
    せ、出口から排出させる請求項11記載のシステム。
  13. 【請求項１３】シリンジの動作を制御してシリンジが洗
    浄流体を引き出すようにする中央制御回路をさらに具備
    し、前記第４の流路が選択的にシリンジに結合される請
    求項11記載のシステム。
  14. 【請求項１４】後続の他の流体試料の抽出に対する前回
    の液体試料の残滓量を減らすように、バイアルから液体
    試料を抜き取る方法であって、 シリンジ、液体試料に接触する針、出口、およびドレイ
    ンを有するバイアル保持器を提供する段階と、 前記針を前記シリンジに結合する第１の流路、および前
    記シリンジを前記出口に連通させる第２の流路を提供す
    る段階と、 前記針から前記第１の流路を介して前記シリンジ内へ液
    体試料を取り出す段階と、 前記シリンジから前記第２の流路を介して前記出口から
    液体試料を排出する段階と、 前記バイアル保持器からバイアルを移動する段階と、 洗浄流体を提供する段階と、 前記バイアルがバイアル保持器から除去され、前記針か
    ら排出される洗浄流体をドレインへ排出する時に、前記
    針、および前記シリンジから分離している第１の流路と
    第２の流路の少なくとも１部を洗浄流体でフラッシュす
    る段階とよりなる方法。
  15. 【請求項１５】内部にポートを有する本体ユニットと、 前記ポートの近くの本体に配置された着脱可能な回路モ
    ジュールを含み、この自動サンプル装置の動作を制御す
    るように動作する中央制御回路と、 本体ユニットに可動的に保持され、前記ポートを交互に
    閉塞および開放するような大きさであり、これによって
    前記ポートを介して着脱可能回路モジュールへアクセス
    できるようにするパネルと、 前記バイアルを保持し、バイアルがそこから除去されて
    いる時に洗浄流体で前記針の自己清浄動作をしている間
    該針の前記端部を受け入れる保持器であって、前記洗浄
    流体が前記針から排出される時に少なくとも該針の一部
    を取り囲む壁部と、該バイアルが該保持器から除去され
    ている時に前記洗浄流体を排出するドレイン（排水路）
    とを有する保持器を具備したバイアル自動サンプル装
    置。
  16. 【請求項１６】着脱可能回路モジュールは電子的メモリ
    部品を含む請求項15記載の装置。
  17. 【請求項１７】液体を受け入れるポンプ、および１対の
    ポートに相互に連通されることのできる少なくとも２つ
    の別個のチャンネルを有する多位置弁とを具備し、前記
    チャンネルはさらに前記弁内の異なる対のポートに個別
    に連通できるようにされた装置で、分析されようとして
    いる試料に標準を提供する方法であって、 第１のチャンネルに第１の標準を充満させ、このチャン
    ネルを前記対のポートへ移動させる段階と、 前記液体の少なくとも１部を前記対のポートを介してポ
    ンプから排出し、分析されようとしている前記試料に第
    １の標準を加える段階と、 第２のチャンネルに第２の標準を充満させ、第２のチャ
    ンネルを前記対のポートへ移動させ、そこを通して前記
    ポンプからさらなる液体を排出し、分析されようとして
    いる前記試料に第２の標準を加える段階と、 前記第１および第２の標準を凝縮器に転送する段階と、 壁部と排出口を有するバイアル保持器を提供する段階
    と、 洗浄流体を提供する段階と、 前記バイアルがバイアル保持器から除去され、前記排出
    される洗浄流体をドレインへ排出する時に、前記第１お
    よび第２のチャンネルの少なくとも１部を洗浄流体でフ
    ラッシュする段階よりなる方法。
  18. 【請求項１８】前記ポンプ内の液体は試料であり、混合
    段階は、試料が測定器へ移送される時に実行される請求
    項17記載の方法。
  19. 【請求項１９】前記流体は容器内の試料に加えられるべ
    きである液体であり、前記標準は前記液体と混合されて
    容器内の試料に加えられる請求項17記載の方法。
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