JP3780825B2 - 自動温調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、臨床、生化学、製薬等の化学反応を伴う自動分析装置に関し、特に、反応室の温度を自動で温調する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
臨床、生化学、製薬等の化学反応を伴う分析において、サンプルと試薬等を反応させるために、サンプルと試薬を混合したものを一定時間、所定温度で温調する必要がある。一方、複数のサンプルを試薬等と反応させるために、例えば、マイクロプレート等の複数のウエルを備えた容器を用いている。そのため、マイクロプレート等の容器を温調させる必要がある。
従来、この容器の温調は手動で行っている。例えば、温調装置の反応室をヒータ等の加温手段で加温し、所定温度に達した後にヒンジ等の開閉機構による蓋を手動で開閉して容器を反応室内に入れて一定時間温調し、その後、再度開閉蓋を手動で開いて容器を反応室から取出す操作を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の温調装置では、開閉蓋の開閉操作と、反応室に対する容器の出し入れ操作を共に手動で行っているため、この手動操作部分が温調装置の自動化において解決すべき問題となっている。
温調装置の自動化は、ヒンジ等の開閉機構の自動化及び容器の出し入れをそれぞれリンク機構等を用いることによって考えられるが、蓋を開閉させるための機構と反応室に対して容器を出し入れする機構が必要となり、機構が複雑となっては装置が大型化するという問題がある。また、ヒンジ蓋を開くと反応室が外気に対して開放した状態となるため、蓋の開閉毎に反応室の温度が変化し、反応室内を所定温度に維持することが難しくなり、また、一旦温度は低下すると加温に時間を要するため分析に時間がかかるという問題もある。
【０００４】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、温調装置の自動化、特に、密閉状態とする反応室に対する容器の出し入れを自動化することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、蓋の開閉操作と容器の反応室に対する出し入れ操作とを一つの動作で行わせることによって、密閉状態とする反応室に対する容器の出し入れを自動化するものであり、容器を支持するトレイのスライド移動と蓋の開閉を連動させることによって、一つの動作で蓋の開閉操作と反応室に対する容器の出し入れ操作とを行わせることによって自動化を行う。
上記自動化を行うため、本発明の自動温調装置は、容器を収納する反応室と、容器を支持するトレイと、少なくとも前記反応室内の温度を調整する温調部と、トレイを反応室に対して出し入れ自在にスライド移動する移動手段と、トレイを移動手段によって反応室内に入室させたとき反応室を密閉する第１の蓋部と、トレイを移動手段によって反応室内から退室させたとき反応室を密閉する第２の蓋部、及び第２の蓋部を密閉状態に保持する保持部とを備えた構成とする。
【０００６】
移動手段は、反応室に対してスライド移動することによって、トレイで支持された容器を反応室に対して出し入れ自在とすると同時に、第１の蓋部及び第２の蓋部を移動させて反応室の密閉及び開放を行う。
容器を反応室内に入室させるときには、トレイを反応室内に移動させると共に第１の蓋部によって反応室を密閉する。また、容器を反応室内から退室させるときには、トレイを反応室から移動させると共に第２の蓋部によって反応室を密閉する。
【０００７】
保持部は、第２の蓋部をトレイの引き出しと連動して移動する他、容器の未収納時にはトレイの位置にかかわらず反応室を密閉状態に保持する。保持部は第２の蓋部側に設けた第１磁石及び第２磁石によって構成することができ、第１磁石は容器の端部に吸着させることによってトレイの引き出しと連動させ、また、第２磁石は対向する自動温調装置の内壁部に吸着させることによって第２の蓋部を密閉状態に保持する。
本発明によれば、容器を支持するトレイのスライド移動と蓋の開閉を連動させることによって、一つの動作で蓋の開閉操作と反応室に対する容器の出し入れ操作と行うことによって、温調装置を自動化することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照しながら詳細に説明する。
本発明の自動温調装置の一態様について、図１，２の概略構成を説明する斜視図、側面図及び正面図、図３，４，５及び６の動作を説明する斜視図、フローチャート、及び動作図を用いて説明する。
【０００９】
図１及び図２において、自動温調装置１は、マイクロプレート等の容器１３を一定時間温調する装置であり、容器１３を収納する反応室３、反応室３を所定の温度に温調する温調チャンバー４、容器１３を支持し反応室３内に導入させるトレイ５、該トレイ５を反応室３に対してスライド移動させる移動手段６、及び該移動手段を自動で動かすための駆動手段７、トレイ５を反応室３内に入室させたときに反応室３を密閉状態とする第１の蓋部１０、トレイ５を反応室３から退室させたときに反応室３を密閉状態とする第２の蓋部１１、容器１３の移動と共に第２の蓋部１１を移動させるために第２の蓋部１１に設けた第１の磁石８、トレイ５の移動にかかわらず第２の蓋部１１による密閉状態を維持するための第２の磁石９等の各構成部分をチャンバー２内に備え、さらに、反応室３にＵＶ波長の光を照射するためのＵＶランプ１２を備える。なお、第２の蓋部１１は、移動手段６あるいは図示しないスライド機構によって受動的にスライド移動可能に支持されている。
【００１０】
容器１３はマイクロプレートの他にバイアルを使用することができ、トレイ５上に支持されたまま移動手段６によってスライドして、反応室３内への入室及び反応室３からの退室が行われる。移動手段６は、例えば、トレイ５を水平方向に移動させるスライド部材を備え、このスライド部材上にトレイ５を配置することによって移動可能に支持することができる。また、この移動手段６を駆動する駆動手段７は、送りネジ機構やベルト機構等任意の機構を用いることができる。 また、反応室３内に収納された容器１３の反応環境は、温調チャンバー４による温調とＵＶランプ１２によるＵＶ波長光の照射によって調整することができる。
【００１１】
温調チャンバー４とＵＶランプ１２は、反応室３を挟んで上下に位置に配置することができる。温調チャンバー４は、例えば、チャンバー内の空気を循環させるファン４ａと該循環空気を加温するヒータ４ｂとによって構成することができ、隣接して配置した反応室３内を加温した空気で温調する。また、ＵＶランプ１２は、少なくともＵＶ波長の光を透過する窓を介して反応室３と隣接させ、反応室３内に収納された容器１３にＵＶ波長の光を照射する。
トレイ５の一方の端部には第１の蓋部１０が固定して設けられ、他方の端部には第１の磁石端部８を備えた端部５ａが設けられ、さらに、端部５ａの後方には第２の蓋部１１がトレイ５の移動方向と同方向に移動可能に設けられる。第１の蓋部１０は、トレイ５を反応室３内に収納したときに反応室３を密閉する蓋であり、一方、第２の蓋部１１はトレイ５を反応室３から取り出したときに反応室３を密閉する蓋である。
【００１２】
第１の蓋部１０は、少なくとも反応室３の開口部分を塞ぐに十分な大きさ及び形状を備え、トレイ５が反応室３内に収納されたときに該開口部分を塞ぐよう、例えば、トレイ５の外側の端部位置に取付けられる。また、第２の蓋部１１は、トレイ５の移動方向と同方向に移動可能とするために、例えば、移動手段６が備えるスライド部材、あるいはスライド部材と平行に設けられたシャフト等に沿って移動可能に支持される。
さらに、第２の蓋部１１は、トレイ５を反応室３から引き出したときに反応室３に対して蓋を密閉して保持させる保持部を備える。この保持部は、例えば第１磁石８と第２磁石９で構成することができる。ここで、第１磁石８は第２の蓋部１１を反応室３の開口部側に導き出すための機構であり、第２磁石９は導き出した第２の蓋部１１を反応室３の開口部を密閉状態に閉じるための機構である。
【００１３】
第１磁石８は、第２の蓋部１１において端部５ａと対向する位置に設けられ、第２の蓋部１１を反応室３の開口部側に導き出す際に端部５ａと吸着する。第１磁石８によって第２の蓋部１１を端部５ａと吸着させることによって、トレイ５を反応室３から引き出す動作と連動させて、自動温調装置１の奥部にある第２の蓋部１１を反応室３の開口部側に導く。
また、第２磁石９は、反応室３の開口部側の内壁面と対向する位置に設けられ、トレイ５を反応室３から引き出したときに、開口部側の内壁面と吸着する。この開口部側の内壁面との吸着によって、反応室５の開口部を第２の蓋部１１で密閉した状態に保持する。
【００１４】
以下、トレイのスライド移動と蓋の開閉との連動状態を図３を用いて説明する。図３（ａ）はトレイ５を反応室３内に収納した状態を示し、図３（ｂ）はトレイ５を反応室３から引き出す途中の状態を示している。移動手段によってトレイ５を反応室３から引き出すと、容器１３もトレイ５と共に引き出され、同時に、第１磁石８によって端部５ａと吸着している第２の蓋部１１も引き出される。
【００１５】
さらに、図３（ｃ）は容器１３を反応室３から取出す状態を示している。トレイ５を引き出し、トレイ５上から容器１３を取出す。トレイ５の端部５ａは、チャンバー２の開口部から離れた位置まで引き出すことができ、これによって、容器１３のトレイ５からの取出しを容易に行うことができる。また、このとき、第２の蓋部１１は、自動温調装置の開口部の内壁面あるいは該内壁面に設けたストッパ（図示していない）と当接し、開口部を密閉すると共に、第１磁石８による端部５ａとの吸着がとかれる。このとき、第２の蓋部１１が備える第２磁石９は開口部の内壁面あるいは該内壁面に設けたストッパに磁力で吸着し、第２の蓋部１１による開口部の密閉状態を維持する。この密閉状態は、容器１３を取出した後、トレイ５が反応室３に対してどの位置に移動しても維持される。これによって、反応室３内は、トレイ５が引き出された状態においても外気と遮蔽することができ、反応室３内の温度を保持することができる。
【００１６】
次に、本発明の自動温調装置の動作例を図４のフローチャート及び図５，６の動作図を用いて説明する。なお、図５は容器を反応室内に導入する工程（フローチャートのステップＳ１〜ステップＳ８に対応）を示し、図６は容器を反応室から導出する工程（フローチャートのステップＳ９〜ステップＳ１１に対応）を示している。
【００１７】
なお、ここでは、図５（ａ）は待機状態を示している。この待機状態では、移動手段によって第１の蓋部１０及びトレイ５は反応室３から引き出され、トレイ５の容器を載置する面が現れている。一方、第２の蓋部１１は第２磁石９によって反応室３の開口部を密閉している。したがって、トレイ５が引き出された状態では、第２の蓋部１１は反応室３の開口部を密閉して、反応室３内を密閉状態に維持する。また、トレイ５の端部５ａは、第１磁石８の吸着力以上の力で引き出すことによって、第２の蓋部１１から分離させ、チャンバー２の開口部から離れたい位置に置くことができ、容器１３の出し入れを容易に行うことができる（ステップＳ１）。引き出された状態のトレイ５上に容器１３を載置する。（図５（ｂ））（ステップＳ２）。
【００１８】
容器１３を載置した状態のまま、移動手段６によってトレイ５を移動させ、容器１３を反応室３内に入室させる。このとき、第２の蓋部１１は、端部５ａに押されて第２磁石９による開口部との吸着がとかれて開口部から離れ、トレイ５の移動と共に反応室３内に送られる。なお、端部５ａと第２の蓋部１１は、第１磁石８によって吸着状態となる（図５（ｃ））（ステップＳ３）。
トレイ５を反応室３内に完全に入室させると共に、第１の蓋部１０を反応室３の開口部の外側壁面に当接させることによって反応室３を密閉する。これによって、容器１３は密閉された反応室３内に収納される（図５（ｃ））（ステップＳ４）。
【００１９】
容器１３を反応室３内に収納した後、加温を開始して反応室３内を所定温度に温調し（ステップＳ５）、ＵＶランプを点灯してＵＶ波長光の容器１３への照射を開始して反応を開始させる（ステップＳ６）。温調及びＵＶ照射を一定時間行った後、加温及びＵＶ照射を停止する（ステップＳ７）。
【００２０】
次に、移動手段６によってトレイ５を引き出し、容器１３を反応室３から退室させる。このとき、第２の蓋部１１は第１磁石８の吸着によってトレイ５の移動と共に引き出されていく（図６（ａ））。トレイ５の移動と共に、第２の蓋部１１は引き出される。この引き出し動作によって、第２の蓋部１１が反応室３の開口部の内壁面に当接すると、第２磁石９が開口部の内壁面に吸着して反応室３を密閉する。さらに、トレイ５を引き出していくと、第１磁石８と端部５ａとの吸着がとかれる（図６（ｂ））（ステップＳ８）。
反応室３を第２の蓋部１１で密閉した状態のまま、トレイ５上から容器１３を取り出す（図６（ｃ））（ステップＳ９）。容器１３を取り出した後、待機状態に戻す。待機状態では、トレイ５は引き出したままとすることも、反応室３内に収納することもできる（ステップＳ１０）。
他の容器についても処理を行う場合には、ステップＳ１〜ステップＳ１０を繰り返す（ステップＳ１１）。
【００２１】
上記態様によって、容器を支持するトレイのスライド移動と蓋の開閉を連動させることができ、これによって、一つの動作で蓋の開閉操作と反応室に対する容器の出し入れ操作と行うことができる。
本発明の自動温調装置は、核酸配列の自動検出に必要な温調工程中の蓋の自動開閉に適応して、核酸配列検出を自動化することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の自動温調装置によれば、密閉状態とする反応室に対する容器の出し入れを自動化して、温調装置を自動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動温調装置の一態様の概略構成を説明する斜視図である。
【図２】本発明の自動温調装置の一態様の概略構成を説明する側面図及び正面図である。
【図３】本発明の自動温調装置の一態様の動作を説明する斜視図である。
【図４】本発明の自動温調装置の一態様の動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の自動温調装置の一態様の動作を説明する動作図である。
【図６】本発明の自動温調装置の一態様の動作を説明する動作図である。
【符号の説明】
１…自動温調装置、２…チャンバー、３…反応室、４…温調チャンバー、４ａ…ファン、４ｂ…ヒーター、５…トレイ、５ａ…端部、６…移動手段、７…駆動手段、８…第１磁石、９…第２磁石、１０…第１の蓋部、１１…第２の蓋部、１２…ＵＶランプ、１３…容器。

Claims (1)

1. 容器を収納する反応室と、
   容器を支持するトレイと、
   少なくとも前記反応室内の温度を調整する温調部と、
   前記トレイを反応室に対して出し入れ自在にスライド移動する移動手段と、
   前記トレイを移動手段によって反応室内に入室させたときに反応室を密閉する第１の蓋部と、
   前記トレイを移動手段によって反応室内から退室させたとき反応室を密閉する第２の蓋部と、
   第２の蓋部を密閉状態に移動し保持する保持部とを備え、
   前記保持部は、第２の蓋部をトレイに保持させる磁石と、第２の蓋部を反応室の開口部にトレイに保持させる磁石とを備えると共に当該第２の蓋部に設けられることを特徴とする自動温調装置。

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