JP3813648B2 - 粒子反応パターン判定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液中の抗原抗体の検出や細菌感受性の検査などを行う目的で、いわゆるマイクロタイター法を実行するときに必要なパターン判定の完全自動化に寄与できる粒子反応パターン判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療分野では、血液型の判定、抗原抗体の検出、各種蛋白質の検出、ビールス等の検出、細菌感受性の検査を行うとき、マイクロタイター法で検出・判定することが広く行われている。
【０００３】
このマイクロタイター法を実施する場合には、検体を収容するために、図６に示すようなマイクロタイタープレート（以後、ＭＴＰと略称する。）１と呼称されている検体収容容器が使用される。
【０００４】
ＭＴＰ１は、通常、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニールなどの透光性のプラスチックで形成されており、検体を収容するためのウエル２を、たとえば８×１２の配列で９６個備えている。ウエル２相互の間隔は一定に保たれており、各ウエル２の底壁は図７に示すようにＵ字状あるいはＶ字状に形成されている。ＭＴＰ１の周壁３は、ウエル２の深さより所定だけ高く形成されており、その下端周縁部には水平方向外方に向けて２ｍｍ程度突出する厚さ３ｍｍ程度のリブ４が形成されている。そして、リブ４の下面で内周縁部には、周壁３の厚みに相当する幅の切欠部５が形成されており、この切欠部５と別のＭＴＰの上端部とを嵌合させることによって、ＭＴＰ１を複数積層できるようになっている。また、周壁３の外面には図６に示すように、各ＭＴＰを識別するためのバーコードラベル６を貼着する領域が設定されている。
【０００５】
このように構成されたＭＴＰ１を用いてマイクロタイター法で、たとえば抗原抗体反応を検査する場合には、図７に示すように採取した血液７をウエル２内に収容し、これに試薬を添加する。この試薬の添加によって粒子反応が起こり、この粒子反応は図８(a) に示すようにパターン８として現れる。このパターン８の面積は反応の程度を表している。そこで、パターン８のたとえば面積を基準面積と比較し、図８(b) に示すように陰性（−）か陽性（＋）かを判定するようにしている。
【０００６】
ところで、上述した粒子反応パターンの判定は、検査者の目視によって行われている場合が多い。しかし、最近では画像処理技術を応用してパターン判定を自動化する試みがなされている。
【０００７】
図９には粒子反応パターンの判定を自動化した従来の粒子反応パターン判定装置の概略構成が示されている。
この装置では、まずプレート供給装置１０からＭＴＰ１を１枚ずつ取り出し、これをベルトコンベヤ１１へ引渡す。プレート供給装置１０は、図１０(a) に示すように、ＭＴＰ１を複数積層状態に保持しており、このプレート積層体１２から対をなす２組の係止爪１３ａ，１３ｂおよび１４ａ，１４ｂを使って図１０(b),(c) に示すように、プレート積層体１２の最下位に位置しているＭＴＰ１を取り出し、これをベルトコンベヤ１１へ引渡す。すなわち、２組の係止爪１３ａ，１３ｂおよび１４ａ，１４ｂを最下位に位置しているＭＴＰ１のリブ４と次段に位置してるＭＴＰ１のリブ４とに交互に係止させて上下方向に移動させることにより、最下位に位置しているＭＴＰ１を取り出すようにしている。
【０００８】
ベルトコンベヤ１１へ引渡されたＭＴＰ１は、ベルトコンベヤ１１の移動にしたがって搬送される。ＭＴＰ１がラベル検出位置まで搬送されたときにバーコードリーダ１５でバーコードが読み取られる。また、ＭＴＰ１がパターン検出位置まで搬送されたときにＣＣＤカメラ等で構成されたパターン検出器１６によって各ウエル２内の粒子反応パターンが検出される。
【０００９】
パターン検出器１６で検出された各パターン情報とバーコードリーダ１５で読み取られた識別情報とは判定処理装置１７に導入される。判定処理装置１７は、各ウエル毎に得られたパターン情報と基準となるパターン情報とを比較して図８(b) に示すような判定結果を求める。そして、この判定結果と識別情報とをプリンタ１８へ出力する。
【００１０】
一方、パターン検出器１６の下を通過したＭＴＰ１は、ベルトコンベヤ１１の移動に伴って回収位置へと移動し、最終的にプレート回収装置１９で回収される。このプレート回収装置１９は先に説明したプレート供給装置１０と同様に、対をなす２組の係止爪を使ってベルトコンベヤ１１からＭＴＰ１を受取り、これを順次下に当てがうようにして積層し、プレート積層体の形態で回収するようにしている。
【００１１】
しかしながら、上記のように構成された従来の粒子反応パターン判定装置にあっては次のような問題があった。
すなわち、各ウエルに検体を収容したＭＴＰを検査場所まで運搬したり、検査時間まで待機させるときには、通常、複数のＭＴＰを積層状態にし、かつこれを低温容器に収納する方法が採られている。このため、検査を行うために低温容器からＭＴＰを常温中に取出すと、ＭＴＰの表面に水滴が付着し易い。また、ＭＴＰを積み重ねた場合、直下に位置しているウエル中の試薬などから水分が蒸発し、この水分が直上に位置しているウエルの底壁外面に付着し、これらの水蒸気が発達して水滴になることもある。
【００１２】
各ウエル内の粒子反応パターンを検出する方法には幾つかあるが、一般的には各ウエルを透過した透過光から反応パターンを検出している。この場合、ＭＴＰの表面、特に下面に水滴が付着していると、これが光を吸収するので、精度の高いパターン検出が困難となる。
【００１３】
そこで、従来の装置においては、図９中に破線矢印２０で示す位置、すなわちＭＴＰ１がパターン検出器１６の下に至る前の位置において、ガーゼなどのように吸湿性・吸水性に富んだものでＭＴＰ１の下面に付着している水滴を人間が拭き取る方式を採用している。
【００１４】
このように、従来の装置では検査行程の途中に人間による水滴の拭き取り行程が介在しているため、検査時間を短縮することが困難であった。また、水滴の拭き取りに要する時間は多大のもので、１日に1000枚程度の検査を行うときには作業者の疲労を招く問題もあった。
【００１５】
なお、ＭＴＰの下面に付着している水滴を人間が拭き取る代わりに、ベルトコンベヤに穴を設け、この穴を通して温風をＭＴＰの下面に吹き付けて乾燥させる方式も考えられているが、この方式では原理上、短時間（数秒以内）に水滴を除去することが困難である。
【００１６】
また、従来の装置にあっては、前述の如くプレート供給装置１０において、対をなす２組の係止爪１３ａ，１３ｂおよび１４ａ，１４ｂを使ってプレート積層体１２の最下位に位置しているＭＴＰ１を取り出し、これをベルトコンベヤ１１へ引渡す構成を採用しているので、ベルトコンベヤ１１に引渡されるＭＴＰ１に反りが発生し易く、この反りがなくなるまで待つ場合には検査時間が長くなり、また反りが存在したままでパターン検出を行なうと精度の高いパターン検出ができないという問題もあった。
【００１７】
すなわち、ＭＴＰ１の各ウエル２に注入される注入物の重さは僅か数グラムであるが、ウエル２の数が９６個となると、ＭＴＰと注入物とを合わせた重量が数百グラムとなる。このＭＴＰを１０〜２０枚積層すると、プレート積層体１２の総重量は数キログラムとなる。
【００１８】
従来の装置では、プレート積層体１２の最下位に位置しているＭＴＰ１に設けられているリブ４に対をなす係止爪を係止させ、この係止によってプレート積層体１２の全重量を支えるようにしている。先に説明したように、ＭＴＰ１は樹脂で形成されており、このプレートに設けられているリブ４は厚みが３ｍｍ程度で、突出量も２ｍｍ程度のものである。このようなリブ４で数キログラムのプレート積層体１２を支えると、最下位に位置しているＭＴＰ１は図１１に示すように中央部が下に凸となる形態に変形する。ＭＴＰ１が正常な形状に戻るにはある時間が必要である。このため、ＭＴＰ１が正常な形状に戻るまで待つと、必然的に検査時間が長くなり、また変形したままパターン検出を行なうと精度の高いパターン検出ができないことになる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、従来の粒子反応パターン判定装置にあっては、パターン判定を自動化しているとはいえ、途中の行程において人間による手作業を介在させる必要があるので検査時間を短縮することが困難であった。また、従来の装置ではプレート積層体の最下位に位置しているＭＴＰを取出して送り出す方式を採用しているので、送り出されるＭＴＰに反りが発生し易く、この反りがなくなるまで待つと検査時間が長くなり、また反りが存在したままでパターン検出を行なうと精度の高いパターン検出ができないという問題もあった。
【００２０】
そこで本発明は、ＭＴＰに反りが発生するのを防止できるとともに検査行程に人間が介在するのを解消でき、もって検査時間の短縮化を図れるとともに、精度の高いパターン検出を可能とし、パターン判定の信頼性を向上できる粒子反応パターン判定装置を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る粒子反応パターン判定装置は、検体を収容するウエルを複数有した透光性のＭＴＰを送り出すプレート供給手段と、このプレート供給手段から送り出されたマイクロタイタープレートを該マイクロタイタープレートの上下面を解放した状態で、かつ上記マイクロタイタープレートの周壁に突設されたリブを使って掴む掴み機構と、この掴み機構を所定の経路に沿って搬送する搬送手段と、この搬送手段を介して搬送される前記ＭＴＰの各ウエル内に収容されている検体の粒子反応パターンを検査判定する検査判定手段と、検査終了後のＭＴＰを前記掴み機構から回収するプレート回収手段と、前記搬送手段を介して搬送される前記ＭＴＰが前記検査判定手段による検査位置に至る前の位置において上記ＭＴＰの底面に高分子吸水マットを圧接させて上記ＭＴＰの底面に付着している水分を除去する水分除去手段とを備えている。
【００２２】
なお、前記プレート供給手段は、複数のＭＴＰを積層状態に保持し、最上位に位置しているＭＴＰを前記掴み機構に引渡す昇降手段を備えていることが好ましい。
【００２３】
また、前記掴み機構は、前記マイクロタイタープレートの上下面を解放した状態で、水平方向の両側から上記マイクロタイタープレートに近付いて上記マイクロタイタープレートの周壁に突設されたリブの下面を支える一対の回動自在な係止爪と、前記マイクロタイタープレートの上面を解放した状態で前記係止爪に対して上記マイクロタイタープレートを押え付ける弾性押圧機構とを備えていることが好ましい。
【００２４】
また、前記プレート回収手段は、前記掴み機構から引渡された前記ＭＴＰを順次上に重ねて積層回収する昇降手段を備えていることが好ましい。
さらに、前記水分除去手段は、上面で前記高分子吸水マットを保持するすの子と、このすの子の下方に設けられて上記すの子を保持するとともに前記高分子吸水マットから押し出された水滴を集める水受け皿と、この水受け皿，前記すの子，前記高分子吸水マットを一体に昇降させる昇降機構とを備えていてもよい。
【００２５】
さらにまた、前記高分子吸水マットは、気孔径が1 〜100 μｍ、空孔率が70〜90％のポリウレタン多孔体で形成されていることが好ましい。
上記構成の粒子反応パターン判定装置では、プレート供給手段から送り出されたＭＴＰを掴み機構で掴みながら所定の経路に沿って搬送する。そして、掴み機構は、ＭＴＰの上下面を解放した状態で、ＭＴＰの周壁に突設されたリブを使って掴む構成となっている。
【００２６】
このため、プレート供給側においてはプレート積層体の最上位に位置しているＭＴＰから順次供給することが可能となり、プレート回収側においては順次上に重ねて回収することが可能となる。プレート積層体の最上位に位置しているＭＴＰには、自身の荷重しか加わっていないので、反りなどは生じていない。したがって、正常な形状のＭＴＰを順次供給することが可能となる。この供給形態は検査時間の短縮化および精度の高いパターン検出に寄与する。
【００２７】
また、掴み機構は、ＭＴＰの上下面を解放した状態で掴み動作を行うので、水分除去手段の動作を妨げることがない。しかも、水分除去手段はＭＴＰの底面に高分子吸水マットを圧接させてＭＴＰの底面に付着している水分を除去する方式を採用している。高分子吸水マットとして、気孔径が1 〜100 μｍ、空孔率が70〜90％のポリウレタン多孔体を用いれば、ＭＴＰの底面に付着している水分を極めて短時間（ほとんど瞬時）に除去できる。したがって、上記構成の掴み機構と上記水分除去方式とが相俟って水分除去手段の完全自動化を実現でき、検査時間の一層の短縮化に寄与する。
【００２８】
また、掴み機構は、ＭＴＰの上下面を解放した状態で掴み動作を行うので、ＭＴＰの各ウエル内に収容されている検体の粒子反応パターンをたとえば透過光を用いて検査判定する検査判定手段の動作を妨げることはない。
【００２９】
したがって、上記構成の粒子反応パターン判定装置では、検査行程を完全に自動化でき、検査時間の短縮化を図れるとともに、精度の高いパターン検出が可能となり、パターン判定の信頼性も向上できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら発明の実施形態を説明する。
図１には本発明の一実施形態に係る粒子反応パターン判定装置のブロック構成図が示されている。
【００３１】
同図において、２１はプレート供給装置を示している。このプレート供給装置２１は、図２(a) に示すように、ＭＴＰ１を複数積層したプレート積層体２２を支持する保持台２３を備えている。この保持台２３は昇降機構２４に連結されており、この昇降機構２４の動作によって上下方向に移動する。昇降機構２４は、たとえば図示しないステッピングモータの回転を減速機構を介して直線運動に変換する機構等で構成されている。そして、上記ステッピングモータは、後述する制御装置２５によって後述する関係に制御される。
【００３２】
保持台２３の昇降経路の周辺には、プレート積層体２２を支持した保持台２３を上方へ移動させたときに安全限界点で信号を送出する上限位置センサ２６と、同じく上方へ移動させたときに基準位置において信号を送出する上方基準位置センサ２７と、下方へ移動させたときに安全限界点で信号を送出する下限位置センサ２８と、下方へ移動させたときに基準位置において信号を送出する下方基準位置センサ２９とが設けられている。これらセンサは、たとえば光学的な原理を応用した構成となっている。そして、これらセンサの出力は制御装置２５に導入される。
【００３３】
プレート供給装置２１の上方には、プレート引渡し領域３０が設定されている。そして、このプレート引渡し領域３０に、図３に示すように構成されたＭＴＰ掴み機構３１が搬送機構５１によって選択的に配置される。
【００３４】
ＭＴＰ掴み機構３１は、たとえばＬ字型のベース３２を備えている。ベース３２の一部には枠状部３３が形成されており、この枠状部３３には該枠状部内に下方からＭＴＰ１を侵入させるための縦横寸法がＭＴＰ１の縦横寸法より僅かに大きい窓３４が上下方向に開口して設けられている。そして、枠状部３３の内周面で上端部には４つの辺に１つずつ位置するようにばね材１２０が固定されている。これらばね材１２０は、下端部が僅かに折り曲げてあり、上端部がねじによって枠状部３３に固定されている。枠状部３３の対向する短手辺の外側部には、水平方向に平行に延びる軸３５ａ，３５ｂが軸受３６ａ，３６ｂおよび３７ａ，３７ｂによって回動自在に支持されている。これら軸３５ａ，３５ｂには板状に形成された係止爪３８ａ，３８ｂの上端側がそれぞれ固定されている。これら係止爪３８ａ，３８ｂの下端内面部には、図４に示すように、ＭＴＰ１の周壁３に形成されているリブ４を選択的に嵌入させるための溝３９ａ，３９ｂがそれぞれ形成されている。
【００３５】
軸３５ａ，３５ｂの一端側はそれぞれ搬送機構５１側に向けて延びており、これら延伸部は方向変換を可能にする連結機構４０ａ，４０ｂを介してソレノイド４１ａ，４１ｂのプランジャ４２ａ，４２ｂに連結されている。
【００３６】
上記構成のＭＴＰ掴み機構３１は、枠状部３３内にＭＴＰ１が所定だけ侵入している状態でソレノイド４１ａ，４１ｂが励磁されると、プランジャ４２ａ，４２ｂが後退し、この後退に伴って軸３５ａ，３５ｂが回動し、この回動に伴って係止爪３８ａ，３８ｂが図３中実線矢印４３ａ，４３ｂで示す方向、つまりＭＴＰ１に近付く方向に回動して各係止爪３８ａ、３８ｂに設けられている溝３９ａ，３９ｂにＭＴＰ１に形成されたリブ４を嵌入させ、これによってＭＴＰ１に対する掴み動作を行う。実際には、各係止爪３８ａ、３８ｂに設けられている溝３９ａ，３９ｂの下壁がリブ４の下面を支え、これら下壁にばね材１２０がＭＴＰ１を押え付ける形態の掴み動作となる。また、ソレノイド４１ａ，４１ｂに対する励磁を停止すると、ばね４４ａ，４４ｂの復元力でプランジャ４２ａ，４２ｂが前進するとともに、係止爪３８ａ，３８ｂが図３中破線矢印４５ａ，４５ｂで示す方向、つまりＭＴＰ１から離れる方向に回動してＭＴＰ１に対する掴み動作を停止する。
【００３７】
なお、掴み動作中に停電に遭遇した場合を考慮し、ばね４４ａ，４４ｂの復元力で係止爪３８ａ，３８ｂをいわゆる閉じ、ソレノイド４１ａ，４１ｂの動作で係止爪３８ａ，３８ｂをいわゆる開けるように構成してもよい。
【００３８】
搬送機構５１は、図３に示すように、ＭＴＰ掴み機構３１のベース３２を水平方向に案内するガイド棒５２と、このガイド棒５２と平行に設けられてベース３２に形成された雌ねじと噛合する雄ねじを有した送りねじ５３と、この送りねじ５３を回転させる図示しない回転駆動機構とで構成されている。なお、回転駆動機構は、たとえばステッピングモータと減速機構とで構成されており、このステッピングモータは制御装置２５によって後述する関係に制御される。
【００３９】
搬送機構５１によって規定された搬送経路には、プレート引渡し領域３０を起点として、水分除去領域６１、ラベル検出領域６２、パターン検出領域６３、プレート回収領域６４が上記順に設定されている。
【００４０】
水分除去領域６１には、搬送機構５１に案内されて通過するＭＴＰ掴み機構３１の枠状部３３の真下に位置する関係に水分除去装置７１が配置されている。この水分除去装置７１は、図４に示すように、縦横寸法がＭＴＰ１の縦横寸法より所定だけ小さく、厚さが２ｃｍ程度の高分子吸水マット７２と、この高分子吸水マット７２を保持するすの子７３と、このすの子７３の下方に設けられてすの子７３を保持するとともに高分子吸水マット７２から押し出された水を集める水受け皿７４と、この水受け皿７４，すの子７３，高分子吸水マット７２を一体に昇降させる昇降機構７５とで構成されている。
【００４１】
高分子給水マット７２は、この例では気孔径が1 〜100 μｍ、空孔率が70〜90％のポリウレタン多孔体（商品名“ルビーセル”トーヨーポリマー株式会社製）で形成されている。昇降機構７５は、たとえば図示しないステッピングモータの回転を減速機構を介して直線運動に変換する機構等で構成されている。そして、上記ステッピングモータは、後述する制御装置２５によって後述する関係に制御される。
【００４２】
水分除去装置７１の昇降経路の周辺には、上方へ移動させたときに安全限界点で信号を送出する上限位置センサ７６と、同じく上方へ移動させたときに基準位置において信号を送出する上方基準位置センサ７７と、下方へ移動させたときに安全限界点で信号を送出する下限位置センサ７８と、下方へ移動させたときに基準位置において信号を送出する下方基準位置センサ７９とが設けられている。これらセンサは、たとえば光学的な原理を応用した構成となっている。そして、これらセンサの出力は制御装置２５に導入される。
【００４３】
ラベル検出領域６２には、ＭＴＰ１に付されているバーコードを読取るバーコードリーダ１５が設けられている。また、パターン検出領域６３には照明光源８１でＭＴＰ１の下面を照射し、このときの透過光から各ウエル内の粒子反応パターンを検出するＣＣＤカメラ等で構成されたパターン検出器８２が設けられている。そして、パターン検出器８２で検出された各パターン情報とバーコードリーダ８０で読み取られた識別情報とは判定処理装置８３に導入される。判定処理装置８３は、各ウエル毎に得られたパターン情報と基準となるパターン情報とを比較して図８(b) に示すような判定結果を求める。そして、この判定結果と識別情報とをプリンタ８４へ出力する。
【００４４】
一方、プレート回収領域６４の真下位置には、プレート回収装置９１が設けられている。このプレート回収装置９１は、図５(a) に示すように、ＭＴＰ１を支持する保持台９２を備えている。この保持台９２は昇降機構９３に連結されており、この昇降機構９３の動作によって上下方向に移動する。昇降機構９３は、たとえば図示しないステッピングモータの回転を減速機構を介して直線運動に変換する機構等で構成されている。そして、上記ステッピングモータは、後述する制御装置２５によって後述する関係に制御される。
【００４５】
保持台９２の昇降経路の周辺には、上方へ移動させたときに安全限界点で信号を送出する上限位置センサ９４と、同じく上方へ移動させたときに基準位置において信号を送出する上方基準位置センサ９５と、下方へ移動させたときに安全限界点で信号を送出する下限位置センサ９６と、下方へ移動させたときに基準位置において信号を送出する下方基準位置センサ９７とが設けられている。これらセンサは、たとえば光学的な原理を応用した構成となっている。そして、これらセンサの出力は制御装置２５に導入される。
【００４６】
なお、図１中、１０１〜１０５はＭＴＰ掴み機構３１がプレート引渡し領域３０，水分除去領域６１，ラベル検出領域６２，パターン検出領域６３，プレート回収領域６４の定められた場所に位置したか否かを検出ためのセンサを示し、１０６，１０７および１０８，１０９はＭＴＰ掴み機構３１の係止爪３８ａ，３８ｂが閉じているか否かを検出するためのセンサを示している。これらセンサの出力は制御装置２５に導入される。また、図４中、１１０はドレンバルブを示している。
【００４７】
次に、上記のように構成された粒子反応パターン判定装置の動作を説明する。まず、プレート供給装置２１の保持台２３上には、図２(a) に示すように、未検査のＭＴＰ１をたとえば２５枚積層したプレート積層体２２が保持されているものとする。これらＭＴＰ１は低温容器から取出されたもので、常温雰囲気への取出しによってその表面に水滴が付着しているものもある。また、このときＭＴＰ掴み機構３１がプレート供給装置２１の真上、つまりプレート引渡し領域３０に係止爪３８ａ，３８ｂを開いた状態で位置しているものとする。
【００４８】
この状態で制御装置２５にスタート指令を与えると、制御装置２５はプレート供給装置２１の昇降機構２４に上昇指令を与える。この結果、図２(b) に示すように保持台２３が上昇を開始し、これに伴ってプレート積層体２２が上昇する。そして、上方基準位置センサ２７が出力を送出する位置までプレート積層体２２の上端が上昇した位置で上昇動作を一旦停止させる。上方基準位置センサ２７は、プレート積層体２２の積層方向の寸法誤差に拘らずプレート積層体２２の上端とＭＴＰ掴み機構３１との間の関係距離が予め定められた距離Ｌに至ったことを検出する。なお、上記距離Ｌは、プレート積層体２２の上端が距離Ｌだけ上昇したとき、最上位に位置しているＭＴＰ１がＭＴＰ掴み機構３１の枠状部３３内にばね材１２０によって所定の押圧力を受ける関係に所定だけ入り込み、この状態で係止爪３８ａ，３８ｂを閉じると、これら係止爪３８ａ，３８ｂに設けられている溝３９ａ，３９ｂにＭＴＰ１のリブ４が丁度嵌入する条件が得られる値に設定されている。
【００４９】
次に、制御装置２５は、ＭＴＰ掴み機構３１の係止爪３８ａ，３８ｂが開いていることを確認したうえで、昇降機構２４を制御して、図２(c) に示すように保持台２３を距離Ｌだけ上昇させる。この動作によって、図２(c) に示すように最上位に位置しているＭＴＰ１がＭＴＰ掴み機構３１の枠状部３３内に前述した条件を満たすように所定だけ入り込む。
【００５０】
次に、制御装置２５は、ＭＴＰ掴み機構３１のソレノイド４１ａ，４１ｂを励磁する。この励磁によって係止爪３８ａ，３８ｂが閉じ、これら係止爪３８ａ，３８ｂに設けられている溝３９ａ，３９ｂにＭＴＰ１のリブ４が嵌入する。
【００５１】
次に、制御装置２５は、ＭＴＰ掴み機構３１の係止爪３８ａ，３８ｂが閉じていることを確認したうえで、図２(d) に示すように昇降機構２４を制御して最上位から２番目に位置しているＭＴＰ１の上端部がＭＴＰ掴み機構３１から距離Ｌだけ離れた場所に位置するように保持台２３を下降させる。このとき、最上位に位置していたＭＴＰ１はＭＴＰ掴み機構３１によって図４に示すように、安定性よく保持された状態にある。
【００５２】
このような一連の動作によって、プレート積層体２２の最上位に位置しているＭＴＰ１がＭＴＰ掴み機構３１に引き渡される。最上位に位置しているＭＴＰ１には、自身の荷重しか加わらない。したがって、反りなどの変形が生じていないＭＴＰ１がＭＴＰ掴み機構３１に引き渡されることになる。
【００５３】
次に、制御装置２５は、搬送機構５１の回転駆動源であるステッピングモータに回転指令を与える。この結果、ＭＴＰ掴み機構３１およびこれに保持されているＭＴＰ１は、図１中右側に向けて移動を開始する。
【００５４】
ＭＴＰ掴み機構３１が水分除去領域６１まで移動すると、センサ１０２が出力を送出する。このセンサ１０２の出力を受けて制御装置２５は搬送機構５１の移動を停止させる。
【００５５】
制御装置２５は、ＭＴＰ掴み機構３１の移動停止を確認したうえで、水分除去装置７１の昇降機構７５に上昇指令を与える。この結果、高分子吸水マット７２，すの子７３，水受け皿７４が一体に上昇を開始する。そして、上方基準位置センサ７７が出力を送出する位置まで高分子吸水マット７２の上端が上昇した位置で上昇動作を一旦停止させる。
【００５６】
上方基準位置センサ７７は、高分子吸水マット７２の厚み誤差に拘らず高分子吸水マット７２の上端とＭＴＰ掴み機構３１に保持されているＭＴＰ１の下面との間の距離が予め定められた距離Ｓに至ったことを検出する。なお、上記距離Ｓは、高分子吸水マット７２の上端が距離Ｓだけ上昇したとき、上記上端がＭＴＰ掴み機構３１に保持されているＭＴＰ１の下面に接触し、かつ圧接力に伴う高分子吸水マット７２の厚み減少量が予め定められた量となる値に設定されている。
【００５７】
次に、制御装置２５は、昇降機構７５を制御して、高分子給水マット７２を距離Ｓだけ上昇させ、約１秒後に再び距離Ｓだけ離れた位置まで下降させる。この動作によって、高分子給水マット７２がＭＴＰ掴み機構３１に保持されているＭＴＰ１のウエル底壁外面を包み込むように上記外面に約１秒間圧接する。この圧接によってＭＴＰ１に上方に向かう力が加わるが、ＭＴＰ１は周壁に形成されたリブ４を係止爪３８ａ，３８ｂの溝３９ａ，３９ｂに嵌入させて支持されているので、圧接力によってＭＴＰ掴み機構３１から外れるようなことはない。
【００５８】
前述のように、高分子吸水マット７２は、気孔径が1 〜100 μｍ、空孔率が70〜90％のポリウレタン多孔体で形成されている。この素材は、吸水性が極めてよく、ほとんど瞬時に吸水する。そして、吸水量（乾燥時重量に対する飽和湿潤時重量の割合）も４００％近い。したがって、上記のように高分子吸水マット７２をＭＴＰ１のウエル底壁外面に圧接することによって、ウエル底壁外面に付着している水滴を確実に除去できる。なお、連続して水分除去を行うと、高分子吸水マット７２の吸水量が増えるが、ある程度増えた段階で圧接時に押し出される。この押し出された水は水受け皿７４に集められる。実験によると、ＭＴＰの下面に付着している水滴を昇降時間を含めて４秒以内の時間でガーゼなどでくまなく拭き取った場合と同程度に除去できることが確認されている。また、厚さ２０ｍｍの高分子吸水マット７２でＭＴＰ約１０００枚分の水滴を良好に除去することができる。
【００５９】
制御装置２５は、高分子吸水マット７２が再び距離Ｓだけ離れた位置まで下降したことを確認すると、搬送機構５１の回転駆動源であるステッピングモータに再び回転指令を与える。この結果、ＭＴＰ掴み機構３１およびこれに保持されているＭＴＰ１は、図１中右側に向けて移動を再開する。
【００６０】
そして、ＭＴＰ掴み機構３１がラベル検出領域６２まで移動すると、センサ１０３が出力を送出する。このセンサ１０３の出力を受けて制御装置２５はバーコードリーダ８０を動作させる。このバーコードリーダ８０で得られたＭＴＰ１の識別情報は判定処理装置８３に導入される。
【００６１】
また、ＭＴＰ掴み機構３１がパターン検出領域６３まで移動すると、センサ１０４が出力を送出する。センサ１０４の出力を受けて制御装置２５はパターン検出器８２を動作させる。この場合、ＭＴＰ１はＭＴＰ掴み機構３１によってその周縁部のみで支持されており、ＭＴＰ１の上下面が解放されている。したがって、照明光源８１から出た光はＭＴＰ１の下面に一様に照射される。また、ＭＴＰ１はパターン検出領域６３に至る前の時点において前述した水分除去装置７１で付着している水分が除去されている。したがって、パターン検出器８２によって反応パターンが精度よく検出される。
【００６２】
パターン検出器８２で検出された各パターン情報は判定処理装置８３に導入される。判定処理装置８３は、各ウエル毎に得られたパターン情報と基準となるパターン情報とを比較して図８(b) に示すような判定結果を求める。そして、この判定結果と識別情報とをプリンタ８４へ出力する。
【００６３】
一方、ＭＴＰ掴み機構３１がパターン検出領域６３を通過し、プレート回収領域６４まで移動すると、センサ１０５が出力を送出する。センサ１０５の出力を受けて制御装置２５は搬送機構５１の移動を停止させる。そして、プレート回収装置９１の昇降機構９３に上昇指令を与える。この結果、図５(a) に示すように保持台９２が上昇を開始する。そして、上方基準位置センサ９５が出力を送出する位置まで保持台９２の上端が上昇した位置で上昇動作を一旦停止させる。
【００６４】
上方基準位置センサ９５は、保持台９２の上端（保持台９２上にＭＴＰが積まれているときには最上位に位置しているＭＴＰの上端）がＭＴＰ掴み機構３１に保持されているＭＴＰ１の下端からたとえばＭＴＰ一枚分の厚さに相当する距離Ｑに至ったことを検出する。
【００６５】
次に、制御装置２５は、昇降機構９３を制御して、図５(b) に示すように保持台９２を距離Ｑだけ上昇させる。この動作によって、ＭＴＰ掴み機構３１に保持されているＭＴＰ１の下面に保持台９２が接触状態で、かつ下方から重なるように位置した状態となる。この状態で、ＭＴＰ掴み機構３１におけるソレノイド４１ａ，４１ｂの励磁を停止する。この動作によって係止爪３８ａ，３８ｂが開き、これら係止爪３８ａ，３８ｂに設けられている溝３９ａ，３９ｂがＭＴＰ１のリブ４から離れる。したがって、ＭＴＰ１は保持台９２上に置かれた状態、つまりプレート回収装置９１によってソフトランディング的に回収されたことになる。 次に、制御装置２５は、ＭＴＰ掴み機構３１の係止爪３８ａ，３８ｂが開いていることを確認したうえで、図５(c) に示すように昇降機構９３を制御し、保持台９２上に保持されているＭＴＰ１の上端部が前述した距離Ｑだけ離れた場所に位置するように保持台９２を下降させて待機させる。
【００６６】
次に、制御装置２５は、搬送機構５１のステッピングモータを逆転させてＭＴＰ掴み機構３１をプレート引渡し領域３０まで移動させ、上述した一連の動作を再び行なわせる。
【００６７】
このように、本実施形態に係る装置では、プレート供給装置２１に積まれたプレート積層体２２の上方から一枚ずつＭＴＰ１を取出し、これを水分除去行程、識別情報読取行程、パターン検出行程を経て順次積み重ねて回収する行程を完全に自動化することができる。
【００６８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、上記実施形態では、ＭＴＰ掴み機構３１の係止爪３８ａ，３８ｂを駆動する駆動源としてソレノイドを用いているが、モータを用いることもできる。また、プレート供給装置２１にプレート積層体２２を自動供給する機構やプレート回収装置９１からプレート積層体を自動排出する機構をさらに設けてもよい。さらに上記実施形態では、ＭＴＰ１の周壁に形成されたリブ４のうちＭＴＰの短手辺領域に位置している部分をＭＴＰ掴み機構３１の係止爪３８ａ，３８ｂで係止させるようにしているが、長手辺領域に位置している部分を掴ませるようにしてもよい。また、高分子吸水マットの素材も上記実施形態で用いている素材に限定されるものではない。さらに、ラベル検出はプレート供給装置２１に積層配置されているとき、あるいは掴み機構に引渡されるときに行ってもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、全行程を完全に自動化でき、検査時間の短縮化を図れるとともに、精度の高いパターン検出を可能とし、パターン判定の信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る粒子反応パターン判定装置のブロック構成図
【図２】同装置におけるプレート供給装置の構成および動作を説明するための図
【図３】同装置における掴み機構および搬送機構を示す斜視図
【図４】同装置における水分除去装置を一部切欠して示す側面図
【図５】同装置におけるプレート回収装置の構成および動作を説明するための図
【図６】マイクロタイター法で用いられるマイクロタイタープレートの斜視図
【図７】同プレートを局部的に取出して示す断面図
【図８】マイクロタイター法による粒子反応パターンのパターン形態の一例および同パターンの判定結果の一例を示す図
【図９】従来の粒子反応パターン判定装置のブロック構成図
【図１０】同装置におけるプレート供給方式を説明するための図
【図１１】同装置における問題点の一つを説明するための図
【符号の説明】
１…マイクロタイタープレート（ＭＴＰ）
２…ウエル
３…周壁
４…リブ
７…試料
２１…プレート供給装置
２２…プレート積層体
２３，９２…保持台
２４，７５，９３…昇降機構
２５…制御装置
３０…プレート引渡し領域
３１…掴み機構
３２…ベース
３３…枠状部
３４…窓
３５ａ，３５ｂ…軸
３８ａ，３８ｂ…係止爪
３９ａ，３９ｂ…溝
４０ａ，４０ｂ…連結機構
４１ａ，４１ｂ…ソレノイド
５１…搬送機構
５２…ガイド棒
５３…送りねじ
６１…水分除去領域
６２…ラベル検出領域
６３…パターン検出領域
６４…プレート回収領域
７１…水分除去装置
７２…高分子吸水マット
７３…すの子
７４…水受け皿
８０…バーコードリーダ
８２…パターン検出器
８３…判定処理装置
８４…プリンタ
９１…プレート回収装置
１２０…ばね材
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液中の抗原抗体の検出や細菌感受性の検査などを行う目的で、いわゆるマイクロタイター法を実行するときに必要なパターン判定の完全自動化に寄与できる粒子反応パターン判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療分野では、血液型の判定、抗原抗体の検出、各種蛋白質の検出、ビールス等の検出、細菌感受性の検査を行うとき、マイクロタイター法で検出・判定することが広く行われている。
【０００３】
このマイクロタイター法を実施する場合には、検体を収容するために、図６に示すようなマイクロタイタープレート（以後、ＭＴＰと略称する。）１と呼称されている検体収容容器が使用される。
【０００４】
ＭＴＰ１は、通常、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニールなどの透光性のプラスチックで形成されており、検体を収容するためのウエル２を、たとえば８×１２の配列で９６個備えている。ウエル２相互の間隔は一定に保たれており、各ウエル２の底壁は図７に示すようにＵ字状あるいはＶ字状に形成されている。ＭＴＰ１の周壁３は、ウエル２の深さより所定だけ高く形成されており、その下端周縁部には水平方向外方に向けて２ｍｍ程度突出する厚さ３ｍｍ程度のリブ４が形成されている。そして、リブ４の下面で内周縁部には、周壁３の厚みに相当する幅の切欠部５が形成されており、この切欠部５と別のＭＴＰの上端部とを嵌合させることによって、ＭＴＰ１を複数積層できるようになっている。また、周壁３の外面には図６に示すように、各ＭＴＰを識別するためのバーコードラベル６を貼着する領域が設定されている。
【０００５】
このように構成されたＭＴＰ１を用いてマイクロタイター法で、たとえば抗原抗体反応を検査する場合には、図７に示すように採取した血液７をウエル２内に収容し、これに試薬を添加する。この試薬の添加によって粒子反応が起こり、この粒子反応は図８(a) に示すようにパターン８として現れる。このパターン８の面積は反応の程度を表している。そこで、パターン８のたとえば面積を基準面積と比較し、図８(b) に示すように陰性（−）か陽性（＋）かを判定するようにしている。
【０００６】
ところで、上述した粒子反応パターンの判定は、検査者の目視によって行われている場合が多い。しかし、最近では画像処理技術を応用してパターン判定を自動化する試みがなされている。
【０００７】
図９には粒子反応パターンの判定を自動化した従来の粒子反応パターン判定装置の概略構成が示されている。
この装置では、まずプレート供給装置１０からＭＴＰ１を１枚ずつ取り出し、これをベルトコンベヤ１１へ引渡す。プレート供給装置１０は、図１０(a) に示すように、ＭＴＰ１を複数積層状態に保持しており、このプレート積層体１２から対をなす２組の係止爪１３ａ，１３ｂおよび１４ａ，１４ｂを使って図１０(b),(c) に示すように、プレート積層体１２の最下位に位置しているＭＴＰ１を取り出し、これをベルトコンベヤ１１へ引渡す。すなわち、２組の係止爪１３ａ，１３ｂおよび１４ａ，１４ｂを最下位に位置しているＭＴＰ１のリブ４と次段に位置してるＭＴＰ１のリブ４とに交互に係止させて上下方向に移動させることにより、最下位に位置しているＭＴＰ１を取り出すようにしている。
【０００８】
ベルトコンベヤ１１へ引渡されたＭＴＰ１は、ベルトコンベヤ１１の移動にしたがって搬送される。ＭＴＰ１がラベル検出位置まで搬送されたときにバーコードリーダ１５でバーコードが読み取られる。また、ＭＴＰ１がパターン検出位置まで搬送されたときにＣＣＤカメラ等で構成されたパターン検出器１６によって各ウエル２内の粒子反応パターンが検出される。
【０００９】
パターン検出器１６で検出された各パターン情報とバーコードリーダ１５で読み取られた識別情報とは判定処理装置１７に導入される。判定処理装置１７は、各ウエル毎に得られたパターン情報と基準となるパターン情報とを比較して図８(b) に示すような判定結果を求める。そして、この判定結果と識別情報とをプリンタ１８へ出力する。
【００１０】
一方、パターン検出器１６の下を通過したＭＴＰ１は、ベルトコンベヤ１１の移動に伴って回収位置へと移動し、最終的にプレート回収装置１９で回収される。このプレート回収装置１９は先に説明したプレート供給装置１０と同様に、対をなす２組の係止爪を使ってベルトコンベヤ１１からＭＴＰ１を受取り、これを順次下に当てがうようにして積層し、プレート積層体の形態で回収するようにしている。
【００１１】
しかしながら、上記のように構成された従来の粒子反応パターン判定装置にあっては次のような問題があった。
すなわち、各ウエルに検体を収容したＭＴＰを検査場所まで運搬したり、検査時間まで待機させるときには、通常、複数のＭＴＰを積層状態にし、かつこれを低温容器に収納する方法が採られている。このため、検査を行うために低温容器からＭＴＰを常温中に取出すと、ＭＴＰの表面に水滴が付着し易い。また、ＭＴＰを積み重ねた場合、直下に位置しているウエル中の試薬などから水分が蒸発し、この水分が直上に位置しているウエルの底壁外面に付着し、これらの水蒸気が発達して水滴になることもある。
【００１２】
各ウエル内の粒子反応パターンを検出する方法には幾つかあるが、一般的には各ウエルを透過した透過光から反応パターンを検出している。この場合、ＭＴＰの表面、特に下面に水滴が付着していると、これが光を吸収するので、精度の高いパターン検出が困難となる。
【００１３】
そこで、従来の装置においては、図９中に破線矢印２０で示す位置、すなわちＭＴＰ１がパターン検出器１６の下に至る前の位置において、ガーゼなどのように吸湿性・吸水性に富んだものでＭＴＰ１の下面に付着している水滴を人間が拭き取る方式を採用している。
【００１４】
このように、従来の装置では検査行程の途中に人間による水滴の拭き取り行程が介在しているため、検査時間を短縮することが困難であった。また、水滴の拭き取りに要する時間は多大のもので、１日に1000枚程度の検査を行うときには作業者の疲労を招く問題もあった。
【００１５】
なお、ＭＴＰの下面に付着している水滴を人間が拭き取る代わりに、ベルトコンベヤに穴を設け、この穴を通して温風をＭＴＰの下面に吹き付けて乾燥させる方式も考えられているが、この方式では原理上、短時間（数秒以内）に水滴を除去することが困難である。
【００１６】
また、従来の装置にあっては、前述の如くプレート供給装置１０において、対をなす２組の係止爪１３ａ，１３ｂおよび１４ａ，１４ｂを使ってプレート積層体１２の最下位に位置しているＭＴＰ１を取り出し、これをベルトコンベヤ１１へ引渡す構成を採用しているので、ベルトコンベヤ１１に引渡されるＭＴＰ１に反りが発生し易く、この反りがなくなるまで待つ場合には検査時間が長くなり、また反りが存在したままでパターン検出を行なうと精度の高いパターン検出ができないという問題もあった。
【００１７】
すなわち、ＭＴＰ１の各ウエル２に注入される注入物の重さは僅か数グラムであるが、ウエル２の数が９６個となると、ＭＴＰと注入物とを合わせた重量が数百グラムとなる。このＭＴＰを１０〜２０枚積層すると、プレート積層体１２の総重量は数キログラムとなる。
【００１８】
従来の装置では、プレート積層体１２の最下位に位置しているＭＴＰ１に設けられているリブ４に対をなす係止爪を係止させ、この係止によってプレート積層体１２の全重量を支えるようにしている。先に説明したように、ＭＴＰ１は樹脂で形成されており、このプレートに設けられているリブ４は厚みが３ｍｍ程度で、突出量も２ｍｍ程度のものである。このようなリブ４で数キログラムのプレート積層体１２を支えると、最下位に位置しているＭＴＰ１は図１１に示すように中央部が下に凸となる形態に変形する。ＭＴＰ１が正常な形状に戻るにはある時間が必要である。このため、ＭＴＰ１が正常な形状に戻るまで待つと、必然的に検査時間が長くなり、また変形したままパターン検出を行なうと精度の高いパターン検出ができないことになる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、従来の粒子反応パターン判定装置にあっては、パターン判定を自動化しているとはいえ、途中の行程において人間による手作業を介在させる必要があるので検査時間を短縮することが困難であった。また、従来の装置ではプレート積層体の最下位に位置しているＭＴＰを取出して送り出す方式を採用しているので、送り出されるＭＴＰに反りが発生し易く、この反りがなくなるまで待つと検査時間が長くなり、また反りが存在したままでパターン検出を行なうと精度の高いパターン検出ができないという問題もあった。
【００２０】
そこで本発明は、ＭＴＰに反りが発生するのを防止できるとともに検査行程に人間が介在するのを解消でき、もって検査時間の短縮化を図れるとともに、精度の高いパターン検出を可能とし、パターン判定の信頼性を向上できる粒子反応パターン判定装置を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る粒子反応パターン判定装置は、検体を収容するウエルを複数有した透光性のＭＴＰを送り出すプレート供給手段と、このプレート供給手段から送り出されたマイクロタイタープレートを該マイクロタイタープレートの上下面を解放した状態で、かつ上記マイクロタイタープレートの周壁に突設されたリブを使って掴む掴み機構と、この掴み機構を所定の経路に沿って搬送する搬送手段と、この搬送手段を介して搬送される前記ＭＴＰの各ウエル内に収容されている検体の粒子反応パターンを検査判定する検査判定手段と、検査終了後のＭＴＰを前記掴み機構から回収するプレート回収手段と、前記搬送手段を介して搬送される前記ＭＴＰが前記検査判定手段による検査位置に至る前の位置において上記ＭＴＰの底面に高分子吸水マットを圧接させて上記ＭＴＰの底面に付着している水分を除去する水分除去手段とを備えている。
【００２２】
なお、前記プレート供給手段は、複数のＭＴＰを積層状態に保持し、最上位に位置しているＭＴＰを前記掴み機構に引渡す昇降手段を備えていることが好ましい。
【００２３】
また、前記掴み機構は、前記マイクロタイタープレートの上下面を解放した状態で、水平方向の両側から上記マイクロタイタープレートに近付いて上記マイクロタイタープレートの周壁に突設されたリブの下面を支える一対の回動自在な係止爪と、前記マイクロタイタープレートの上面を解放した状態で前記係止爪に対して上記マイクロタイタープレートを押え付ける弾性押圧機構とを備えていることが好ましい。
【００２４】
また、前記プレート回収手段は、前記掴み機構から引渡された前記ＭＴＰを順次上に重ねて積層回収する昇降手段を備えていることが好ましい。
さらに、前記水分除去手段は、上面で前記高分子吸水マットを保持するすの子と、このすの子の下方に設けられて上記すの子を保持するとともに前記高分子吸水マットから押し出された水滴を集める水受け皿と、この水受け皿，前記すの子，前記高分子吸水マットを一体に昇降させる昇降機構とを備えていてもよい。
【００２５】
さらにまた、前記高分子吸水マットは、気孔径が1 〜100 μｍ、空孔率が70〜90％のポリウレタン多孔体で形成されていることが好ましい。
上記構成の粒子反応パターン判定装置では、プレート供給手段から送り出されたＭＴＰを掴み機構で掴みながら所定の経路に沿って搬送する。そして、掴み機構は、ＭＴＰの上下面を解放した状態で、ＭＴＰの周壁に突設されたリブを使って掴む構成となっている。
【００２６】
このため、プレート供給側においてはプレート積層体の最上位に位置しているＭＴＰから順次供給することが可能となり、プレート回収側においては順次上に重ねて回収することが可能となる。プレート積層体の最上位に位置しているＭＴＰには、自身の荷重しか加わっていないので、反りなどは生じていない。したがって、正常な形状のＭＴＰを順次供給することが可能となる。この供給形態は検査時間の短縮化および精度の高いパターン検出に寄与する。
【００２７】
また、掴み機構は、ＭＴＰの上下面を解放した状態で掴み動作を行うので、水分除去手段の動作を妨げることがない。しかも、水分除去手段はＭＴＰの底面に高分子吸水マットを圧接させてＭＴＰの底面に付着している水分を除去する方式を採用している。高分子吸水マットとして、気孔径が1 〜100 μｍ、空孔率が70〜90％のポリウレタン多孔体を用いれば、ＭＴＰの底面に付着している水分を極めて短時間（ほとんど瞬時）に除去できる。したがって、上記構成の掴み機構と上記水分除去方式とが相俟って水分除去手段の完全自動化を実現でき、検査時間の一層の短縮化に寄与する。
【００２８】
また、掴み機構は、ＭＴＰの上下面を解放した状態で掴み動作を行うので、ＭＴＰの各ウエル内に収容されている検体の粒子反応パターンをたとえば透過光を用いて検査判定する検査判定手段の動作を妨げることはない。
【００２９】
したがって、上記構成の粒子反応パターン判定装置では、検査行程を完全に自動化でき、検査時間の短縮化を図れるとともに、精度の高いパターン検出が可能となり、パターン判定の信頼性も向上できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら発明の実施形態を説明する。
図１には本発明の一実施形態に係る粒子反応パターン判定装置のブロック構成図が示されている。
【００３１】
同図において、２１はプレート供給装置を示している。このプレート供給装置２１は、図２(a) に示すように、ＭＴＰ１を複数積層したプレート積層体２２を支持する保持台２３を備えている。この保持台２３は昇降機構２４に連結されており、この昇降機構２４の動作によって上下方向に移動する。昇降機構２４は、たとえば図示しないステッピングモータの回転を減速機構を介して直線運動に変換する機構等で構成されている。そして、上記ステッピングモータは、後述する制御装置２５によって後述する関係に制御される。
【００３２】
保持台２３の昇降経路の周辺には、プレート積層体２２を支持した保持台２３を上方へ移動させたときに安全限界点で信号を送出する上限位置センサ２６と、同じく上方へ移動させたときに基準位置において信号を送出する上方基準位置センサ２７と、下方へ移動させたときに安全限界点で信号を送出する下限位置センサ２８と、下方へ移動させたときに基準位置において信号を送出する下方基準位置センサ２９とが設けられている。これらセンサは、たとえば光学的な原理を応用した構成となっている。そして、これらセンサの出力は制御装置２５に導入される。
【００３３】
プレート供給装置２１の上方には、プレート引渡し領域３０が設定されている。そして、このプレート引渡し領域３０に、図３に示すように構成されたＭＴＰ掴み機構３１が搬送機構５１によって選択的に配置される。
【００３４】
ＭＴＰ掴み機構３１は、たとえばＬ字型のベース３２を備えている。ベース３２の一部には枠状部３３が形成されており、この枠状部３３には該枠状部内に下方からＭＴＰ１を侵入させるための縦横寸法がＭＴＰ１の縦横寸法より僅かに大きい窓３４が上下方向に開口して設けられている。そして、枠状部３３の内周面で上端部には４つの辺に１つずつ位置するようにばね材１２０が固定されている。これらばね材１２０は、下端部が僅かに折り曲げてあり、上端部がねじによって枠状部３３に固定されている。枠状部３３の対向する短手辺の外側部には、水平方向に平行に延びる軸３５ａ，３５ｂが軸受３６ａ，３６ｂおよび３７ａ，３７ｂによって回動自在に支持されている。これら軸３５ａ，３５ｂには板状に形成された係止爪３８ａ，３８ｂの上端側がそれぞれ固定されている。これら係止爪３８ａ，３８ｂの下端内面部には、図４に示すように、ＭＴＰ１の周壁３に形成されているリブ４を選択的に嵌入させるための溝３９ａ，３９ｂがそれぞれ形成されている。
【００３５】
軸３５ａ，３５ｂの一端側はそれぞれ搬送機構５１側に向けて延びており、これら延伸部は方向変換を可能にする連結機構４０ａ，４０ｂを介してソレノイド４１ａ，４１ｂのプランジャ４２ａ，４２ｂに連結されている。
【００３６】
上記構成のＭＴＰ掴み機構３１は、枠状部３３内にＭＴＰ１が所定だけ侵入している状態でソレノイド４１ａ，４１ｂが励磁されると、プランジャ４２ａ，４２ｂが後退し、この後退に伴って軸３５ａ，３５ｂが回動し、この回動に伴って係止爪３８ａ，３８ｂが図３中実線矢印４３ａ，４３ｂで示す方向、つまりＭＴＰ１に近付く方向に回動して各係止爪３８ａ、３８ｂに設けられている溝３９ａ，３９ｂにＭＴＰ１に形成されたリブ４を嵌入させ、これによってＭＴＰ１に対する掴み動作を行う。実際には、各係止爪３８ａ、３８ｂに設けられている溝３９ａ，３９ｂの下壁がリブ４の下面を支え、これら下壁にばね材１２０がＭＴＰ１を押え付ける形態の掴み動作となる。また、ソレノイド４１ａ，４１ｂに対する励磁を停止すると、ばね４４ａ，４４ｂの復元力でプランジャ４２ａ，４２ｂが前進するとともに、係止爪３８ａ，３８ｂが図３中破線矢印４５ａ，４５ｂで示す方向、つまりＭＴＰ１から離れる方向に回動してＭＴＰ１に対する掴み動作を停止する。
【００３７】
なお、掴み動作中に停電に遭遇した場合を考慮し、ばね４４ａ，４４ｂの復元力で係止爪３８ａ，３８ｂをいわゆる閉じ、ソレノイド４１ａ，４１ｂの動作で係止爪３８ａ，３８ｂをいわゆる開けるように構成してもよい。
【００３８】
搬送機構５１は、図３に示すように、ＭＴＰ掴み機構３１のベース３２を水平方向に案内するガイド棒５２と、このガイド棒５２と平行に設けられてベース３２に形成された雌ねじと噛合する雄ねじを有した送りねじ５３と、この送りねじ５３を回転させる図示しない回転駆動機構とで構成されている。なお、回転駆動機構は、たとえばステッピングモータと減速機構とで構成されており、このステッピングモータは制御装置２５によって後述する関係に制御される。
【００３９】
搬送機構５１によって規定された搬送経路には、プレート引渡し領域３０を起点として、水分除去領域６１、ラベル検出領域６２、パターン検出領域６３、プレート回収領域６４が上記順に設定されている。
【００４０】
水分除去領域６１には、搬送機構５１に案内されて通過するＭＴＰ掴み機構３１の枠状部３３の真下に位置する関係に水分除去装置７１が配置されている。この水分除去装置７１は、図４に示すように、縦横寸法がＭＴＰ１の縦横寸法より所定だけ小さく、厚さが２ｃｍ程度の高分子吸水マット７２と、この高分子吸水マット７２を保持するすの子７３と、このすの子７３の下方に設けられてすの子７３を保持するとともに高分子吸水マット７２から押し出された水を集める水受け皿７４と、この水受け皿７４，すの子７３，高分子吸水マット７２を一体に昇降させる昇降機構７５とで構成されている。
【００４１】
高分子給水マット７２は、この例では気孔径が1 〜100 μｍ、空孔率が70〜90％のポリウレタン多孔体（商品名“ルビーセル”トーヨーポリマー株式会社製）で形成されている。昇降機構７５は、たとえば図示しないステッピングモータの回転を減速機構を介して直線運動に変換する機構等で構成されている。そして、上記ステッピングモータは、後述する制御装置２５によって後述する関係に制御される。
【００４２】
水分除去装置７１の昇降経路の周辺には、上方へ移動させたときに安全限界点で信号を送出する上限位置センサ７６と、同じく上方へ移動させたときに基準位置において信号を送出する上方基準位置センサ７７と、下方へ移動させたときに安全限界点で信号を送出する下限位置センサ７８と、下方へ移動させたときに基準位置において信号を送出する下方基準位置センサ７９とが設けられている。これらセンサは、たとえば光学的な原理を応用した構成となっている。そして、これらセンサの出力は制御装置２５に導入される。
【００４３】
ラベル検出領域６２には、ＭＴＰ１に付されているバーコードを読取るバーコードリーダ１５が設けられている。また、パターン検出領域６３には照明光源８１でＭＴＰ１の下面を照射し、このときの透過光から各ウエル内の粒子反応パターンを検出するＣＣＤカメラ等で構成されたパターン検出器８２が設けられている。そして、パターン検出器８２で検出された各パターン情報とバーコードリーダ８０で読み取られた識別情報とは判定処理装置８３に導入される。判定処理装置８３は、各ウエル毎に得られたパターン情報と基準となるパターン情報とを比較して図８(b) に示すような判定結果を求める。そして、この判定結果と識別情報とをプリンタ８４へ出力する。
【００４４】
一方、プレート回収領域６４の真下位置には、プレート回収装置９１が設けられている。このプレート回収装置９１は、図５(a) に示すように、ＭＴＰ１を支持する保持台９２を備えている。この保持台９２は昇降機構９３に連結されており、この昇降機構９３の動作によって上下方向に移動する。昇降機構９３は、たとえば図示しないステッピングモータの回転を減速機構を介して直線運動に変換する機構等で構成されている。そして、上記ステッピングモータは、後述する制御装置２５によって後述する関係に制御される。
【００４５】
保持台９２の昇降経路の周辺には、上方へ移動させたときに安全限界点で信号を送出する上限位置センサ９４と、同じく上方へ移動させたときに基準位置において信号を送出する上方基準位置センサ９５と、下方へ移動させたときに安全限界点で信号を送出する下限位置センサ９６と、下方へ移動させたときに基準位置において信号を送出する下方基準位置センサ９７とが設けられている。これらセンサは、たとえば光学的な原理を応用した構成となっている。そして、これらセンサの出力は制御装置２５に導入される。
【００４６】
なお、図１中、１０１〜１０５はＭＴＰ掴み機構３１がプレート引渡し領域３０，水分除去領域６１，ラベル検出領域６２，パターン検出領域６３，プレート回収領域６４の定められた場所に位置したか否かを検出ためのセンサを示し、１０６，１０７および１０８，１０９はＭＴＰ掴み機構３１の係止爪３８ａ，３８ｂが閉じているか否かを検出するためのセンサを示している。これらセンサの出力は制御装置２５に導入される。また、図４中、１１０はドレンバルブを示している。
【００４７】
次に、上記のように構成された粒子反応パターン判定装置の動作を説明する。まず、プレート供給装置２１の保持台２３上には、図２(a) に示すように、未検査のＭＴＰ１をたとえば２５枚積層したプレート積層体２２が保持されているものとする。これらＭＴＰ１は低温容器から取出されたもので、常温雰囲気への取出しによってその表面に水滴が付着しているものもある。また、このときＭＴＰ掴み機構３１がプレート供給装置２１の真上、つまりプレート引渡し領域３０に係止爪３８ａ，３８ｂを開いた状態で位置しているものとする。
【００４８】
この状態で制御装置２５にスタート指令を与えると、制御装置２５はプレート供給装置２１の昇降機構２４に上昇指令を与える。この結果、図２(b) に示すように保持台２３が上昇を開始し、これに伴ってプレート積層体２２が上昇する。そして、上方基準位置センサ２７が出力を送出する位置までプレート積層体２２の上端が上昇した位置で上昇動作を一旦停止させる。上方基準位置センサ２７は、プレート積層体２２の積層方向の寸法誤差に拘らずプレート積層体２２の上端とＭＴＰ掴み機構３１との間の関係距離が予め定められた距離Ｌに至ったことを検出する。なお、上記距離Ｌは、プレート積層体２２の上端が距離Ｌだけ上昇したとき、最上位に位置しているＭＴＰ１がＭＴＰ掴み機構３１の枠状部３３内にばね材１２０によって所定の押圧力を受ける関係に所定だけ入り込み、この状態で係止爪３８ａ，３８ｂを閉じると、これら係止爪３８ａ，３８ｂに設けられている溝３９ａ，３９ｂにＭＴＰ１のリブ４が丁度嵌入する条件が得られる値に設定されている。
【００４９】
次に、制御装置２５は、ＭＴＰ掴み機構３１の係止爪３８ａ，３８ｂが開いていることを確認したうえで、昇降機構２４を制御して、図２(c) に示すように保持台２３を距離Ｌだけ上昇させる。この動作によって、図２(c) に示すように最上位に位置しているＭＴＰ１がＭＴＰ掴み機構３１の枠状部３３内に前述した条件を満たすように所定だけ入り込む。
【００５０】
次に、制御装置２５は、ＭＴＰ掴み機構３１のソレノイド４１ａ，４１ｂを励磁する。この励磁によって係止爪３８ａ，３８ｂが閉じ、これら係止爪３８ａ，３８ｂに設けられている溝３９ａ，３９ｂにＭＴＰ１のリブ４が嵌入する。
【００５１】
次に、制御装置２５は、ＭＴＰ掴み機構３１の係止爪３８ａ，３８ｂが閉じていることを確認したうえで、図２(d) に示すように昇降機構２４を制御して最上位から２番目に位置しているＭＴＰ１の上端部がＭＴＰ掴み機構３１から距離Ｌだけ離れた場所に位置するように保持台２３を下降させる。このとき、最上位に位置していたＭＴＰ１はＭＴＰ掴み機構３１によって図４に示すように、安定性よく保持された状態にある。
【００５２】
このような一連の動作によって、プレート積層体２２の最上位に位置しているＭＴＰ１がＭＴＰ掴み機構３１に引き渡される。最上位に位置しているＭＴＰ１には、自身の荷重しか加わらない。したがって、反りなどの変形が生じていないＭＴＰ１がＭＴＰ掴み機構３１に引き渡されることになる。
【００５３】
次に、制御装置２５は、搬送機構５１の回転駆動源であるステッピングモータに回転指令を与える。この結果、ＭＴＰ掴み機構３１およびこれに保持されているＭＴＰ１は、図１中右側に向けて移動を開始する。
【００５４】
ＭＴＰ掴み機構３１が水分除去領域６１まで移動すると、センサ１０２が出力を送出する。このセンサ１０２の出力を受けて制御装置２５は搬送機構５１の移動を停止させる。
【００５５】
制御装置２５は、ＭＴＰ掴み機構３１の移動停止を確認したうえで、水分除去装置７１の昇降機構７５に上昇指令を与える。この結果、高分子吸水マット７２，すの子７３，水受け皿７４が一体に上昇を開始する。そして、上方基準位置センサ７７が出力を送出する位置まで高分子吸水マット７２の上端が上昇した位置で上昇動作を一旦停止させる。
【００５６】
上方基準位置センサ７７は、高分子吸水マット７２の厚み誤差に拘らず高分子吸水マット７２の上端とＭＴＰ掴み機構３１に保持されているＭＴＰ１の下面との間の距離が予め定められた距離Ｓに至ったことを検出する。なお、上記距離Ｓは、高分子吸水マット７２の上端が距離Ｓだけ上昇したとき、上記上端がＭＴＰ掴み機構３１に保持されているＭＴＰ１の下面に接触し、かつ圧接力に伴う高分子吸水マット７２の厚み減少量が予め定められた量となる値に設定されている。
【００５７】
次に、制御装置２５は、昇降機構７５を制御して、高分子給水マット７２を距離Ｓだけ上昇させ、約１秒後に再び距離Ｓだけ離れた位置まで下降させる。この動作によって、高分子給水マット７２がＭＴＰ掴み機構３１に保持されているＭＴＰ１のウエル底壁外面を包み込むように上記外面に約１秒間圧接する。この圧接によってＭＴＰ１に上方に向かう力が加わるが、ＭＴＰ１は周壁に形成されたリブ４を係止爪３８ａ，３８ｂの溝３９ａ，３９ｂに嵌入させて支持されているので、圧接力によってＭＴＰ掴み機構３１から外れるようなことはない。
【００５８】
前述のように、高分子吸水マット７２は、気孔径が1 〜100 μｍ、空孔率が70〜90％のポリウレタン多孔体で形成されている。この素材は、吸水性が極めてよく、ほとんど瞬時に吸水する。そして、吸水量（乾燥時重量に対する飽和湿潤時重量の割合）も４００％近い。したがって、上記のように高分子吸水マット７２をＭＴＰ１のウエル底壁外面に圧接することによって、ウエル底壁外面に付着している水滴を確実に除去できる。なお、連続して水分除去を行うと、高分子吸水マット７２の吸水量が増えるが、ある程度増えた段階で圧接時に押し出される。この押し出された水は水受け皿７４に集められる。実験によると、ＭＴＰの下面に付着している水滴を昇降時間を含めて４秒以内の時間でガーゼなどでくまなく拭き取った場合と同程度に除去できることが確認されている。また、厚さ２０ｍｍの高分子吸水マット７２でＭＴＰ約１０００枚分の水滴を良好に除去することができる。
【００５９】
制御装置２５は、高分子吸水マット７２が再び距離Ｓだけ離れた位置まで下降したことを確認すると、搬送機構５１の回転駆動源であるステッピングモータに再び回転指令を与える。この結果、ＭＴＰ掴み機構３１およびこれに保持されているＭＴＰ１は、図１中右側に向けて移動を再開する。
【００６０】
そして、ＭＴＰ掴み機構３１がラベル検出領域６２まで移動すると、センサ１０３が出力を送出する。このセンサ１０３の出力を受けて制御装置２５はバーコードリーダ８０を動作させる。このバーコードリーダ８０で得られたＭＴＰ１の識別情報は判定処理装置８３に導入される。
【００６１】
また、ＭＴＰ掴み機構３１がパターン検出領域６３まで移動すると、センサ１０４が出力を送出する。センサ１０４の出力を受けて制御装置２５はパターン検出器８２を動作させる。この場合、ＭＴＰ１はＭＴＰ掴み機構３１によってその周縁部のみで支持されており、ＭＴＰ１の上下面が解放されている。したがって、照明光源８１から出た光はＭＴＰ１の下面に一様に照射される。また、ＭＴＰ１はパターン検出領域６３に至る前の時点において前述した水分除去装置７１で付着している水分が除去されている。したがって、パターン検出器８２によって反応パターンが精度よく検出される。
【００６２】
パターン検出器８２で検出された各パターン情報は判定処理装置８３に導入される。判定処理装置８３は、各ウエル毎に得られたパターン情報と基準となるパターン情報とを比較して図８(b) に示すような判定結果を求める。そして、この判定結果と識別情報とをプリンタ８４へ出力する。
【００６３】
一方、ＭＴＰ掴み機構３１がパターン検出領域６３を通過し、プレート回収領域６４まで移動すると、センサ１０５が出力を送出する。センサ１０５の出力を受けて制御装置２５は搬送機構５１の移動を停止させる。そして、プレート回収装置９１の昇降機構９３に上昇指令を与える。この結果、図５(a) に示すように保持台９２が上昇を開始する。そして、上方基準位置センサ９５が出力を送出する位置まで保持台９２の上端が上昇した位置で上昇動作を一旦停止させる。
【００６４】
上方基準位置センサ９５は、保持台９２の上端（保持台９２上にＭＴＰが積まれているときには最上位に位置しているＭＴＰの上端）がＭＴＰ掴み機構３１に保持されているＭＴＰ１の下端からたとえばＭＴＰ一枚分の厚さに相当する距離Ｑに至ったことを検出する。
【００６５】
次に、制御装置２５は、昇降機構９３を制御して、図５(b) に示すように保持台９２を距離Ｑだけ上昇させる。この動作によって、ＭＴＰ掴み機構３１に保持されているＭＴＰ１の下面に保持台９２が接触状態で、かつ下方から重なるように位置した状態となる。この状態で、ＭＴＰ掴み機構３１におけるソレノイド４１ａ，４１ｂの励磁を停止する。この動作によって係止爪３８ａ，３８ｂが開き、これら係止爪３８ａ，３８ｂに設けられている溝３９ａ，３９ｂがＭＴＰ１のリブ４から離れる。したがって、ＭＴＰ１は保持台９２上に置かれた状態、つまりプレート回収装置９１によってソフトランディング的に回収されたことになる。 次に、制御装置２５は、ＭＴＰ掴み機構３１の係止爪３８ａ，３８ｂが開いていることを確認したうえで、図５(c) に示すように昇降機構９３を制御し、保持台９２上に保持されているＭＴＰ１の上端部が前述した距離Ｑだけ離れた場所に位置するように保持台９２を下降させて待機させる。
【００６６】
次に、制御装置２５は、搬送機構５１のステッピングモータを逆転させてＭＴＰ掴み機構３１をプレート引渡し領域３０まで移動させ、上述した一連の動作を再び行なわせる。
【００６７】
このように、本実施形態に係る装置では、プレート供給装置２１に積まれたプレート積層体２２の上方から一枚ずつＭＴＰ１を取出し、これを水分除去行程、識別情報読取行程、パターン検出行程を経て順次積み重ねて回収する行程を完全に自動化することができる。
【００６８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、上記実施形態では、ＭＴＰ掴み機構３１の係止爪３８ａ，３８ｂを駆動する駆動源としてソレノイドを用いているが、モータを用いることもできる。また、プレート供給装置２１にプレート積層体２２を自動供給する機構やプレート回収装置９１からプレート積層体を自動排出する機構をさらに設けてもよい。さらに上記実施形態では、ＭＴＰ１の周壁に形成されたリブ４のうちＭＴＰの短手辺領域に位置している部分をＭＴＰ掴み機構３１の係止爪３８ａ，３８ｂで係止させるようにしているが、長手辺領域に位置している部分を掴ませるようにしてもよい。また、高分子吸水マットの素材も上記実施形態で用いている素材に限定されるものではない。さらに、ラベル検出はプレート供給装置２１に積層配置されているとき、あるいは掴み機構に引渡されるときに行ってもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、全行程を完全に自動化でき、検査時間の短縮化を図れるとともに、精度の高いパターン検出を可能とし、パターン判定の信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る粒子反応パターン判定装置のブロック構成図
【図２】同装置におけるプレート供給装置の構成および動作を説明するための図
【図３】同装置における掴み機構および搬送機構を示す斜視図
【図４】同装置における水分除去装置を一部切欠して示す側面図
【図５】同装置におけるプレート回収装置の構成および動作を説明するための図
【図６】マイクロタイター法で用いられるマイクロタイタープレートの斜視図
【図７】同プレートを局部的に取出して示す断面図
【図８】マイクロタイター法による粒子反応パターンのパターン形態の一例および同パターンの判定結果の一例を示す図
【図９】従来の粒子反応パターン判定装置のブロック構成図
【図１０】同装置におけるプレート供給方式を説明するための図
【図１１】同装置における問題点の一つを説明するための図
【符号の説明】
１…マイクロタイタープレート（ＭＴＰ）
２…ウエル
３…周壁
４…リブ
７…試料
２１…プレート供給装置
２２…プレート積層体
２３，９２…保持台
２４，７５，９３…昇降機構
２５…制御装置
３０…プレート引渡し領域
３１…掴み機構
３２…ベース
３３…枠状部
３４…窓
３５ａ，３５ｂ…軸
３８ａ，３８ｂ…係止爪
３９ａ，３９ｂ…溝
４０ａ，４０ｂ…連結機構
４１ａ，４１ｂ…ソレノイド
５１…搬送機構
５２…ガイド棒
５３…送りねじ
６１…水分除去領域
６２…ラベル検出領域
６３…パターン検出領域
６４…プレート回収領域
７１…水分除去装置
７２…高分子吸水マット
７３…すの子
７４…水受け皿
８０…バーコードリーダ
８２…パターン検出器
８３…判定処理装置
８４…プリンタ
９１…プレート回収装置
１２０…ばね材
Claims (5)
- 検体を収容するウエルを複数有した透光性のマイクロタイタープレートを送り出すプレート供給手段と、このプレート供給手段から送り出されたマイクロタイタープレートを該マイクロタイタープレートの上下面を解放した状態で、かつ上記マイクロタイタープレートの周壁に突設されたリブを使って掴む掴み機構と、この掴み機構を所定の経路に沿って搬送する搬送手段と、この搬送手段を介して搬送される前記マイクロタイタープレートの各ウエル内に収容されている検体の粒子反応パターンを検査判定する検査判定手段と、検査終了後の前記マイクロタイタープレートを前記掴み機構から回収するプレート回収手段と、前記搬送手段を介して搬送される前記マイクロタイタープレートが前記検査判定手段による検査位置に至る前の位置において上記マイクロタイタープレートの底面に高分子吸水マットを圧接させて上記マイクロタイタープレートの底面に付着している水分を除去する水分除去手段とを具備し、
前記プレート供給手段は、複数のマイクロタイタープレートを積層状態に保持し、最上位に位置しているマイクロタイタープレートを前記掴み機構に引渡す昇降手段を有することを特徴とする粒子反応パターン判定装置。 - 前記掴み機構は、前記マイクロタイタープレートの上下面を解放した状態で、水平方向の両側から上記マイクロタイタープレートに近付いて上記マイクロタイタープレートの周壁に突設されたリブの下面を支える一対の回動自在な係止爪と、前記マイクロタイタープレートの上面を解放した状態で前記係止爪に対して上記マイクロタイタープレートを押え付ける弾性押圧機構とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の粒子反応パターン判定装置。
- 前記プレート回収手段は、前記掴み機構から引渡された前記マイクロタイタープレートを順次上に重ねて積層回収する昇降手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の粒子反応パターン判定装置。
- 前記水分除去手段は、上面で前記高分子吸水マットを保持するすの子と、このすの子の下方に設けられて上記すの子を保持するとともに前記高分子吸水マットから押し出された水滴を集める水受け皿と、この水受け皿，前記すの子，前記高分子吸水マットを一体に昇降させる昇降機構とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の粒子反応パターン判定装置。
- 前記高分子吸水マットは、気孔径が1 〜100 μｍ、空孔率が70〜90％のポリウレタン多孔体で形成されていることを特徴とする請求項１または４に記載の粒子反応パターン判定装置。
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