JP3906424B2 - Dispensing method for chemicals, etc. - Google Patents

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Description

この発明は理化学試験等における各種の試薬の作成や薬液その他の対象液の定量・定性分析等に際して行われる分注に用いる薬液等の分注装置に関し、特にタンパク質の結晶化試薬キットの製造時の試薬分注用に適した分注方法に関する。 The present invention relates to a dispensing apparatus for chemicals used for dispensing various reagents in physicochemical tests and the like, and for quantification and qualitative analysis of chemicals and other target liquids, particularly when producing protein crystallization reagent kits. The present invention relates to a dispensing method suitable for reagent dispensing.

この発明の主な適用対象分野であるタンパク質の結晶化は沈殿剤、バッファー、添加剤等の試薬の組み合わせで行う。その中でも粘性の高い沈殿剤を分注する場合、マニュアルで行うと再現性が取れない、試薬調製に時間がかかる、といった問題が生じる。さらに、結晶化実験において各種のプレートを用いることが多く、その容量は0.5μlのような少量で行う。分注機を用いる利点としては、タンパク質結晶化の際の試薬調製を再現性よく自動化することができ、細かい検討が効率よく実行できることが重要で、特にバイオ関連や創薬研究に用いられるケースが多い。   Protein crystallization, which is a main field of application of the present invention, is performed by a combination of reagents such as a precipitant, a buffer, and an additive. Among them, when dispensing a precipitant with high viscosity, there are problems that reproducibility cannot be obtained if it is performed manually and that it takes time to prepare the reagent. In addition, various plates are often used in crystallization experiments, and the volume is as small as 0.5 μl. As an advantage of using a dispenser, it is important that reagent preparation for protein crystallization can be automated with high reproducibility, and that detailed studies can be carried out efficiently, especially in cases related to bio-related and drug discovery research. Many.

結晶化用各溶液作成は、数種類の溶液の粘性が異なる原液の混合を従来は手作業による容量で秤量している。そのため、再現性が低く、手間と時間がかかり、ミスを起こしやすい。また、pHメーターなどでの作成後の試薬の確認が必要となる。従来この分野で広く使用されているリキッドハンドラーでは、図5に示すようにシリンジを1本使用し、ラインの充填水と試薬の混合を避けるためにエアギャップを採用している。   In the preparation of each solution for crystallization, conventionally, a mixture of undiluted solutions having different viscosities of several kinds of solutions is weighed by a manual volume. For this reason, reproducibility is low, time and effort are required, and mistakes are likely to occur. In addition, it is necessary to check the reagent after preparation with a pH meter or the like. Conventional liquid handlers widely used in this field use a single syringe as shown in FIG. 5 and employ an air gap to avoid mixing of filling water and reagents in the line.

即ちこのシリンジ構成は単一のニードル(ノズル)で多種類の薬液を分注するためのものであり、同図に示すように水や試薬等の薬液を吸引排出するシリンジ51のヘッド側にバルブ52を介してトランスファーチューブ53を接続し、その先端に薬液の吸入、排出口となるニードル(ノズル)54が接続されて薬液吸入・排出(分注)のラインが構成されている。   That is, this syringe configuration is for dispensing various kinds of chemical solutions with a single needle (nozzle), and as shown in the figure, a valve is provided on the head side of the syringe 51 for sucking and discharging chemical solutions such as water and reagents. A transfer tube 53 is connected via 52, and a needle (nozzle) 54 serving as a suction and discharge port for a chemical solution is connected to the tip of the transfer tube 53 to form a chemical solution suction / discharge (dispensing) line.

上記装置による吸入及び排出(分注)作業は図3中のA〜Dの各工程で示されるように、初期状態Aではシリンジ51のピストンは最深部までストロークした排出位置にあり、この時トランスファーチューブ53とニードル54には予め洗浄液として水(精製水)55が充填されており、ニードル54は試薬56を収容した試薬容器(ボトル)57に差し込まれている。   As shown in the steps A to D in FIG. 3, the suction and discharge (dispensing) work by the above apparatus is in the discharge position in which the piston of the syringe 51 is stroked to the deepest part in the initial state A. The tube 53 and the needle 54 are preliminarily filled with water (purified water) 55 as a cleaning liquid, and the needle 54 is inserted into a reagent container (bottle) 57 containing a reagent 56.

試薬の吸引工程Bではシリンジ51を吸引方向に作動させて試薬容器57中の試薬56を吸引する。この時ライン中の水55と試薬56との間にはエアャップ58が形成されて水55及び試薬56と共にライン中を移動し、両者が混合(コンタミネーション)されない構成となっている。 In the reagent suction step B, the syringe 51 is operated in the suction direction to suck the reagent 56 in the reagent container 57. The time between the water 55 and the reagent 56 in the line are formed air formic cap 58 to move the line along with the water 55 and the reagent 56 has a structure in which both are not mixed (contamination).

続くCの結晶化プレート59への分注工程ではシリンジ51は排出方向にストローク作動し、ニードル54から試薬キット用プレート59の多数(例えば6×12=72個)のウェル内に試薬が順次所定の順序で所定量ずつ排出(分注)される。この時試薬の分注はライン中のエアギャップ58より先端側で終了させ、同図Dで示すように分注完了となり、作業はAの初期工程に戻る。   In the subsequent dispensing step of C to the crystallization plate 59, the syringe 51 is stroked in the discharge direction, and the reagent is sequentially predetermined from the needle 54 into a large number of wells (for example, 6 × 12 = 72) of the reagent kit plate 59. Are discharged (dispensed) in predetermined order. At this time, the dispensing of the reagent is finished on the leading end side from the air gap 58 in the line, the dispensing is completed as shown in FIG. 4D, and the operation returns to the initial step A.

このようにライン内にエアギャップを形成させることにより、水と試薬のような異なる薬液のコンタミネーションを防止する技術は特許文献1に示すように血液や尿等の分析装置の分注装置にも使用されている。その他エアギャップを用いないで、試薬とニードル(ノズル)の間のラインの途中に分注圧付加用の注水ラインを接続したものとして特許文献2に示す装置が公知である。   In this way, by forming an air gap in the line, the technology for preventing the contamination of different chemicals such as water and reagent is also applied to dispensing devices for analyzers such as blood and urine as shown in Patent Document 1. in use. In addition, an apparatus shown in Patent Document 2 is known in which a water injection line for applying a dispensing pressure is connected to the middle of a line between a reagent and a needle (nozzle) without using an air gap.

特開平6−213907号JP-A-6-213907 特開2003−302410号JP 2003-302410 A

上述した図又は特許文献1に示す装置のように薬液吸引・分注ライン中にエアギャップを形成させて薬液同士のコンタミネーションを防止する方法においては、エアギャップを壊さないように試薬吸引を行うため流速が出せない上に、流速条件を決めてもトランスファーチューブの内壁の汚れにより、条件設定の再現性が取れないという問題がある。
さらに上記方法ではトランスファーチューブの容量を変えることにより分注できる容量を調節するため、そのたびに流速条件設定を行う必要があるという欠点がある。
In the method of forming an air gap in the chemical liquid suction / dispensing line as in the apparatus shown in FIG. 5 or Patent Document 1 described above to prevent contamination between the chemical liquids, the reagent suction is performed so as not to break the air gap. In this case, there is a problem that the flow rate cannot be generated, and even if the flow rate condition is determined, the condition setting cannot be reproducible due to the contamination of the inner wall of the transfer tube.
Further, the above method has a drawback that the flow rate condition needs to be set every time because the volume that can be dispensed is adjusted by changing the volume of the transfer tube.

また特許文献2に示される方法では、洗浄水と試薬の相互拡散により、その混合水と次の試薬との混合を抑制することは可能と解されるが、次の試薬分注時にニードル(ノズル)側を洗浄することにはならないため、ニードル及びその上流側に付着した前試薬と次の試薬との混合は避けられないほか、針状の試薬吸引口自体は試薬毎に交換しない限り異なる試薬同士のコンタミネーションも避けられないという欠点がある。   In the method disclosed in Patent Document 2, it is understood that mixing of the mixed water and the next reagent can be suppressed by mutual diffusion of the washing water and the reagent. ) Side is not washed, so mixing the needle and the previous reagent adhering to the upstream side with the next reagent is inevitable, and the needle-like reagent suction port itself is different unless it is replaced for each reagent. There is a drawback that mutual contamination is unavoidable.

その他上記特許文献のものはいずれも試薬の吸引・分注ラインほかに洗浄液供給や注水のためのラインを別途形成し、さらにその別ライン中に吸引・排出用のシリンジその他のアクチュエータを設ける等、機構の複雑化を伴う等の欠点も伴う。   In addition to the reagent aspiration / dispensing line, all of the above-mentioned patent documents separately form a line for supplying cleaning liquid and water, and further installing a syringe and other actuators for aspiration / discharge in the other line. There are also disadvantages such as complicated mechanisms.

この発明は上記従来の技術の課題を解決するための分注方法を提供せんとするもので、薬液その他の対象液の吸引・分注用のラインの基端部側と先端側に、それぞれ異なる対象液の混合を防止するバルブ17,18を介して、主としてライン内に洗浄液を吸引して充填するとともに洗浄液の吸引・排出によりラインを洗浄せしめる洗浄用シリンジ2と、洗浄液以外の対象液を吸引してライン内及びシリンジ内に当該対象液を吸引充填し且つ排出分注する分注用シリンジ3とを接続し、該ラインの先端に対象液の分注及び吸排出を行うニードル14を接続し上記各バルブ17,18の作動とシリンジ吸引・排出作動をさせることによりニードル14より薬液等の吸引・分注を行う方法において、
A.上記各シリンジ2,3をそれぞれ排出側にストロークさせた状態でニードル14及びライン内に洗浄液を充満させる初期工程と、
B.洗浄用シリンジ2を吸引作動させニードル14より薬液を吸引し、ライン内の洗浄液を洗浄用シリンジ2内に貯留するとともに分注用シリンジ3より先端側のライン内に薬液を充満させる工程と、
C.分注用シリンジ3を吸引作動させてシリンジ内に薬液を貯留する工程と、
D.分注用シリンジ3を排出作動させ、
E.分注を完了させる工程と、
F.分注用シリンジ3を排出状態で停止させた状態で洗浄用シリンジ2を排出作動させて洗浄液を排出するとともにライン内の残存薬液を排出する工程と、
G.洗浄用シリンジ2を吸引作動させてニードル14から洗浄液を吸引してライン内及び洗浄用シリンジ2内に洗浄液を充満させる工程と、
H.さらに洗浄用シリンジ2を排出作動させることによって洗浄用シリンジ2内とライン内の洗浄を行う工程、
とからなることを特徴としている。
The present invention is intended to provide a dispensing method for solving the above-described problems of the prior art, and is different at the proximal end side and the distal end side of the line for aspirating / dispensing chemical liquid and other target liquids , respectively. Via the valves 17 and 18 for preventing the mixing of the target liquid, the cleaning liquid 2 that mainly sucks and fills the cleaning liquid into the line and cleans the line by the suction and discharge of the cleaning liquid, and the target liquid other than the cleaning liquid is sucked Then, the dispensing syringe 3 for sucking and filling the target liquid into the line and the syringe and dispensing the target liquid is connected, and the needle 14 for dispensing and sucking and discharging the target liquid is connected to the tip of the line. in the method for sucking-dispensing of drug solution from the needle 14 by the suction and discharge operation movement of the operating and syringe of the valves 17 and 18,
A. An initial step of filling the needle 14 and the line with the cleaning liquid in a state where the syringes 2 and 3 are respectively stroked to the discharge side;
B. A step of aspirating the cleaning syringe 2 to suck the chemical solution from the needle 14, storing the cleaning solution in the line in the cleaning syringe 2, and filling the chemical solution in the tip side of the dispensing syringe 3;
C. A step of aspirating the dispensing syringe 3 to store the chemical in the syringe;
D. The dispensing syringe 3 is discharged,
E. Completing the dispensing; and
F. A step of discharging the cleaning syringe 2 by discharging the cleaning syringe 2 while the dispensing syringe 3 is stopped in the discharging state, and discharging the remaining chemical solution in the line;
G. A step of suctioning the cleaning syringe 2 to suck the cleaning liquid from the needle 14 and filling the cleaning liquid in the line and the cleaning syringe 2;
H. Further, a process of cleaning the cleaning syringe 2 and the line by discharging the cleaning syringe 2;
It is characterized by consisting of .

上記のように構成される本発明によれば、洗浄用と分注用の少なくとも2本のシリンジを使用し、ライン内の充填洗浄水を他方のシリンジで除去するとともに、ラインを試薬で充填する方法を採用するので、エアギャップを利用する必要性がなく、試薬分注に際し任意な流速を設定できる利点がある。   According to the present invention configured as described above, at least two syringes for washing and dispensing are used, filling water in the line is removed with the other syringe, and the line is filled with a reagent. Since the method is adopted, there is no need to use an air gap, and there is an advantage that an arbitrary flow rate can be set for reagent dispensing.

内壁の汚れ等による流速障害要因もなく流速条件の再現性が確保でき、トランスファーチューブの容量を固定し、シリンジの容量又は作動速度を変える事により分注量を調節できるので、流速条件設定は単純であり、多数容器に連続的に分注する場合のスピードアップを図ることができ、大量の試薬セットの作製にも適する。
また単一のライン内にシリンジからニードルまで配置できるので構成もシンプルで、装置のスペースを取らず操作性その他の取扱い性も優れている。
Flow rate condition reproducibility can be ensured without causing flow rate obstruction due to dirt on the inner wall, and the transfer volume can be adjusted by fixing the transfer tube volume and changing the syringe volume or operating speed. Therefore, it is possible to speed up the continuous dispensing into a large number of containers, and it is also suitable for producing a large amount of reagent set.
In addition, since the syringe to the needle can be arranged in a single line, the configuration is simple, and it does not take up space in the apparatus, and is excellent in operability and other handling characteristics.

次に本発明装置に関連する試薬キット作製用のリキッドハンドラー及びシリンジの構造について説明する。
図1は本発明の試薬キット作製用に用いたギルソン社製のリキッドハンドラーの全体図を示し、この例では箱状の本体ケース1上に2本のシリンジ2,3を支持した薬剤吸排出用の分注ユニット4が設置されている。本体ケース1の正面側スペースが長方形のワークスペース6となっており、このワークスペース6の上方にはアクチュエータ(以下アクチュエータ自体は図示せず)により左右(X軸)方向に水平移動する横アーム7が本体ケース1前方に突設されている。そして上記ワークスペース6には試薬作製用のプレートその他の容器類がそれぞれの分注作業に応じて配置される。
Next, the structure of a liquid handler and a syringe for preparing a reagent kit related to the apparatus of the present invention will be described.
FIG. 1 shows an overall view of a Gilson liquid handler used for preparing the reagent kit of the present invention. In this example, two syringes 2 and 3 are supported on a box-shaped body case 1 for sucking and discharging drugs. The dispensing unit 4 is installed. The space on the front side of the main body case 1 is a rectangular work space 6. Above this work space 6, a horizontal arm 7 that horizontally moves in the left-right (X-axis) direction by an actuator (the actuator itself is not shown). Is protruded in front of the main body case 1. In the work space 6, a plate for preparing a reagent and other containers are arranged in accordance with each dispensing operation.

上記横アーム7には前後(Y軸)方向の溝状のガイド9が設けられるとともに、該ガイド9に案内されてY軸方向に水平移動する上下(Z軸)方向のブロック状又は棒状の縦支柱11が上向きに突設され、該支柱11の側面には上下方向の溝状ガイド12に沿ってアクチュエータにより上下移動するアクチュエータ付のスライダ13が取り付けられている。このスライダ13には薬液分注用のニードル14が上下方向に取り付けられ、ニードル14の基端部側には前述したシリンジ3に接続されるトランスファーチューブ16が接続されている。   The lateral arm 7 is provided with a groove-shaped guide 9 in the front-rear (Y-axis) direction, and is vertically guided in the vertical (Z-axis) direction, which is guided by the guide 9 and moves in the Y-axis direction. A column 11 protrudes upward, and a slider 13 with an actuator that moves up and down by an actuator along a vertical groove-shaped guide 12 is attached to a side surface of the column 11. A needle 14 for dispensing a chemical solution is attached to the slider 13 in the vertical direction, and a transfer tube 16 connected to the above-described syringe 3 is connected to the proximal end side of the needle 14.

本体ケース1内には横アーム7や縦支柱11を水平移動させるための駆動装置(アクチュエータ)が内蔵され、分注ユニット4内には2本のシリンジ2,3を駆動するアクチュエータが内蔵されている。シリンジが2本設置されている点を除き、上記リキッドハンドラーは従来の公知のものと略同一である。   A drive device (actuator) for horizontally moving the horizontal arm 7 and the vertical column 11 is built in the main body case 1, and an actuator for driving the two syringes 2 and 3 is built in the dispensing unit 4. Yes. Except for the fact that two syringes are installed, the liquid handler is substantially the same as a conventionally known one.

本実施形態に用いるリキッドハンドラーの2本のシリンジは、図2に示すようにニードル14及びトランスファーチューブ16の洗浄用シリンジ2と薬液分注を行う分注用シリンジ3とに分かれており、それぞれにバルブ17,18が設けられている。そして両方のシリンジ2,3のシリンジヘッドとバルブ17,18は流路19によって互いに連通されており、バルブ17,18を含む流路19、トランスファーチューブ16、ニードル14は薬液類の吸引・排出(分注)用の一連のラインを形成している。そして各バルブ17,18は、分注用シリンダを作動させて試薬を吸引・分注する際に、吸引・排出用ラインにおいて2種類の薬液(洗浄液と試薬)が混合(コンタミネーション)を生じないように自動的に開閉操作される。   The two syringes of the liquid handler used in this embodiment are divided into a syringe 14 for washing the needle 14 and transfer tube 16 and a syringe 3 for dispensing chemicals as shown in FIG. Valves 17 and 18 are provided. The syringe heads of both the syringes 2 and 3 and the valves 17 and 18 are communicated with each other by a flow path 19. The flow path 19 including the valves 17 and 18, the transfer tube 16, and the needle 14 are used for sucking and discharging chemicals ( A series of lines for dispensing) are formed. When each of the valves 17 and 18 operates the dispensing cylinder to suck and dispense the reagent, the two kinds of chemical liquids (cleaning liquid and reagent) do not cause mixing (contamination) in the suction / discharge line. Is automatically opened and closed.

上記シリンジ構造は、図2中のA〜Iの作動工程図に示すように、A工程では各シリンジ2,3のピストン21,22をそれぞれシリンジヘッド側にストロークさせた状態で、流路19,トランスファーチューブ16,ニードル14のライン内には洗浄液(精製水)が充満している。この充填液(水)はライン内での気泡(エアギャップ)の発生を防止し、流速及び試薬分注量の安定を確保するためのものである。   As shown in the operation process diagrams of A to I in FIG. 2, the syringe structure is configured such that in the process A, the pistons 21 and 22 of the syringes 2 and 3 are respectively stroked to the syringe head side, The lines of the transfer tube 16 and the needle 14 are filled with a cleaning liquid (purified water). This filling liquid (water) is for preventing the generation of bubbles (air gap) in the line and ensuring the stability of the flow rate and the reagent dispensing amount.

そしてB工程で示すように分注用のシリンジ3を排出(押し出し)完了状態で停止させたまま洗浄液吸引用のシリンジ2を吸引方向に作動させて、ニードル14により洗浄液と試薬容器23の試薬24を吸引し、ライン内の洗浄液をシリンジ2内に貯留するとともにライン内に試薬24を充填し、充満させる。この時洗浄用シリンジ2による吸引はラインを試薬で充満させるための最小量でよく、洗浄液は試薬と混合された状態で貯留される。   Then, as shown in Step B, the syringe 2 for cleaning liquid suction is operated in the suction direction while the syringe 3 for dispensing is stopped in the discharge (push-out) completion state, and the cleaning liquid and the reagent 24 in the reagent container 23 are driven by the needle 14. , The cleaning liquid in the line is stored in the syringe 2 and the reagent 24 is filled in the line to be filled. At this time, the suction by the cleaning syringe 2 may be a minimum amount for filling the line with the reagent, and the cleaning liquid is stored in a state of being mixed with the reagent.

続いてC工程で示すように分注用シリンジ3を吸引方向に作動させてシリンジ3内に試薬24を十分な量貯留する。貯留された試薬24はD工程でシリンジ3を押し出し方向に作用させることにより、図3に示したものと同様の試薬プレート26の各ウェル(凹部)に順次所定量分注し、E工程のように各プレート26への分注を完了する。   Subsequently, as shown in Step C, the dispensing syringe 3 is operated in the suction direction to store a sufficient amount of the reagent 24 in the syringe 3. The stored reagent 24 is sequentially dispensed into each well (concave portion) of the reagent plate 26 similar to that shown in FIG. 3 by causing the syringe 3 to act in the pushing direction in the D step, and as in the E step. The dispensing to each plate 26 is completed.

次にF工程で分注用シリンジ3を押出状態で停止させた状態で、シリンジ2を押し出し作動させて洗浄液を押し出すとともに併せてライン内の残存試薬を排出した後、G工程でシリンジ2を吸引作動させてシリンジ2及び全ライン内に洗浄液容器27より洗浄液28を吸引することにより、ライン及びシリンジ2内に洗浄液を充満させる。その後H,I工程のようにシリンジ2の押し出し吸引を少なくとも2回以上繰り返すことによってライン内に残存していた試薬を水によって希釈させるとともに、シリンジ2内とライン内の洗浄を完了し、初期工程Aにリセットされる。このような分注方法は試薬を構成する各薬液毎に繰り返され、リキッドハンドラー自体の作動制御はパソコンその他の制御装置により、予め決められたプログラムに基づいて行われる。上記マイコンユニット32にはリキッドハンドラーのシリンジによる薬液の吸引・排出作動の検出信号によって、次の吸引・排出作動を制御する制御プログラムが内蔵されている。   Next, in the state where the dispensing syringe 3 is stopped in the extruding state in the F step, the syringe 2 is pushed out to push out the cleaning liquid and the residual reagent in the line is discharged, and then the syringe 2 is sucked in the G step. By operating and suctioning the cleaning liquid 28 from the cleaning liquid container 27 into the syringe 2 and all lines, the line and the syringe 2 are filled with the cleaning liquid. After that, the reagent 2 remaining in the line is diluted with water by repeating extrusion and suction of the syringe 2 at least twice as in the H and I steps, and the cleaning in the syringe 2 and the line is completed. Reset to A. Such a dispensing method is repeated for each chemical solution constituting the reagent, and the operation control of the liquid handler itself is performed by a personal computer or other control device based on a predetermined program. The microcomputer unit 32 has a built-in control program for controlling the next suction / discharge operation based on the detection signal of the chemical liquid suction / discharge operation by the syringe of the liquid handler.

図3は本発明装置の制御装置の一例を示すブロック図であり、コントローラ31は制御用のマイコンユニット32,該マイコンユニット32に接続される入力インターフェース33及び出力インターフェース34とで構成されている。そして入力インターフェース33側には入力部(検出部)として2つのシリンジバルブ17,18の流量計35a,35bとシリンジ2,3のシリンジストロークタイマー36a,36bとが接続されている。   FIG. 3 is a block diagram showing an example of the control device of the device of the present invention. The controller 31 includes a control microcomputer unit 32, an input interface 33 connected to the microcomputer unit 32, and an output interface 34. On the input interface 33 side, flow meters 35a and 35b of the two syringe valves 17 and 18 and syringe stroke timers 36a and 36b of the syringes 2 and 3 are connected as input units (detection units).

他方の出力インターフェース34側には出力部としてシリンジ2,3を作動させるアクチュエータとなるシリンジモーター37a,37b及び各シリンジバルブ用ソレノイド17a,18aが接続されており、各シリンジ2,3のストローク時間、バルブ17,18における薬液流量等を入力信号として各シリンジ2,3とバルブ17,18の作動部を作動させることにより、薬液の定量吸排出を行う。リキッドハンドラーのワークスベース6内におけるニードル14の移動は、上記分注作動と連係するように設定された三次元駆動用のプログラムにより、駆動用アクチュエータによって制御される。   The other output interface 34 side is connected with syringe motors 37a and 37b, which serve as actuators for operating the syringes 2 and 3 as output units, and solenoids 17a and 18a for the syringe valves. By using the chemical flow rates in the valves 17 and 18 as input signals, the syringes 2 and 3 and the operating parts of the valves 17 and 18 are actuated, whereby the chemical liquid is quantitatively sucked and discharged. The movement of the needle 14 in the works base 6 of the liquid handler is controlled by a driving actuator by a three-dimensional driving program set so as to be linked with the dispensing operation.

図4は上記シリンジ及び制御装置による分注作業の制御フローチャートを示し、制御開始後シリンジ内の薬液の有無チェックの結果、薬液が残存すれば、流量制御を行いながら薬液の吐出,洗浄を行う。その洗浄後又は薬液の残存なしの場合はシリンジ内への薬液の吸引を開始する。   FIG. 4 shows a control flowchart of the dispensing operation by the syringe and the control device. After the control is started, if the drug solution remains in the syringe as a result of the check, the drug solution is discharged and washed while controlling the flow rate. After the cleaning or when there is no remaining chemical, suction of the chemical into the syringe is started.

その際シリンジのストロークスピードが所定スピードを保っている場合はそのまま吸引が行われ、スピード超過の場合はストロークスピードと、流量制御を順次行って吐出,洗浄を行う。なお前記作動制御用の検出部は流量計、タイマーに限定されるものではなく、例えばシリンジのストローク量の検出スイッチ,薬液容器側に設けた液量検出器その他のものを使用することが可能である。   At that time, when the stroke speed of the syringe is maintained at a predetermined speed, suction is performed as it is, and when the speed is exceeded, the stroke speed and the flow rate control are sequentially performed to perform discharge and washing. The operation control detection unit is not limited to a flow meter or a timer. For example, a syringe stroke amount detection switch, a liquid amount detector provided on the side of the chemical solution container, or the like can be used. is there.

表1は本発明の装置によって各種薬液の分注を行う場合の流速(単位ml/min)の設定例を示すものである。このように本発明では粘性の高い薬液を分注するために各薬液の粘性に応じた流速を設定し、分注時の気泡の発生を防止し、再現性良く定量を行うことが可能となった。流速の設定例を以下に挙げているが、項目ごとに数値化されたパラメータで流速を設定することも可能である。   Table 1 shows a setting example of the flow rate (unit ml / min) when various chemical solutions are dispensed by the apparatus of the present invention. As described above, in the present invention, in order to dispense a highly viscous chemical solution, a flow rate corresponding to the viscosity of each chemical solution is set, and generation of bubbles during dispensing can be prevented, and quantitative determination can be performed with high reproducibility. It was. An example of setting the flow velocity is given below, but it is also possible to set the flow velocity with a parameter quantified for each item.

以上の説明のように従来は、シリンジを1本使用し、ラインの充填水(洗浄液)と試薬の混合を避けるために回路中の充填水(洗浄液)と薬液との間の境界域としてエアギャップを採用していたため、エアギャップを壊さないように試薬吸引を行うため流速が出せず、流速条件を決めても、トランスファーチューブの内壁の汚れにより、条件設定の再現性が取れないほか、トランスファーチューブの容量を変えることにより分注できる容量を調節するためそのたびに流速条件設定を行う必要がある等の欠点があった。   As described above, conventionally, a single syringe is used, and an air gap is used as a boundary area between the filling water (cleaning liquid) in the circuit and the chemical liquid in order to avoid mixing the filling water (cleaning liquid) and the reagent in the line. Because the reagent is aspirated so as not to break the air gap, the flow rate cannot be obtained, and even if the flow rate condition is determined, the condition setting cannot be reproducible due to the contamination of the inner wall of the transfer tube. In order to adjust the volume that can be dispensed by changing the volume of the liquid, the flow rate condition must be set each time.

上記のように構成される上記装置及び方法によればシリンジを2本使用し、洗浄液を他方のシリンジで除去、ラインを試薬で充填する方法を採用するため、エアギャップがないので流速が出せるほか、内壁の汚れ等に妨げられることなく流速条件の再現性が確保できる。またトランスファーチューブの容量は固定で、シリンジの容量を変える事により分注量を調節できるので、流速条件設定は単純である等の利点がある。   According to the above-described apparatus and method configured as described above, since two syringes are used, the cleaning liquid is removed with the other syringe, and the line is filled with the reagent, there is no air gap. The reproducibility of the flow rate condition can be ensured without being disturbed by dirt on the inner wall. Moreover, since the volume of the transfer tube is fixed and the dispensing volume can be adjusted by changing the volume of the syringe, there is an advantage that the flow rate condition setting is simple.

また上述した例のリキッドハンドラーを用いた応用分野を考えた場合、数種の粘性が高い溶液を分注する作業が可能であるほか、シリンジのサイズを交換することで小容量、大容量の溶液分注に対応することが可能である。このことから有機化学、合成分野における溶液(溶媒)の定量または、取り扱いが難しい(粘性高い、揮発性高いなど)溶液の定量への利用が可能となる。   In addition, when considering the application field using the liquid handler of the above example, it is possible to dispense several kinds of highly viscous solutions, as well as small and large volume solutions by changing the syringe size It is possible to deal with dispensing. Therefore, it can be used for quantifying solutions (solvents) in the field of organic chemistry and synthesis, or for quantifying solutions that are difficult to handle (high viscosity, high volatility, etc.).

この発明の装置及び方法は各種の理化学試験等において、試薬や薬液類をテスト容器に分注する際に使用することができるものである。   The apparatus and method of the present invention can be used for dispensing reagents and chemicals into test containers in various physical and chemical tests.

本発明の装置を備えたリキッドハンドラーの概要を示す全体斜視図である。It is a whole perspective view which shows the outline | summary of the liquid handler provided with the apparatus of this invention. 本発明の装置の構造と薬液の分注作業の工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the apparatus of this invention, and the process of a chemical | medical solution dispensing operation. 本発明装置の制御装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the control apparatus of this invention apparatus. 本発明装置の制御フローチャートである。It is a control flowchart of this invention apparatus. 従来の分注装置の構造と薬液の分注作業の工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the conventional dispensing apparatus and the process of the chemical | medical solution dispensing operation | work.

符号の説明Explanation of symbols

2 洗浄用シリンジ
3 分注用シリンジ
14 ニードル(ノズル)
16 トランスファーチューブ
17,18 バルブ
19 流路
21,22 ピストン
23 試薬容器(ボトル)
24 試薬
26 プレート
27 洗浄液容器(ボトル)
28 精製水(洗浄液)
31 コントローラ
35a,35b 流量計(検出部)
36a,36b タイマー(検出部)
2 Syringe for washing 3 Syringe for dispensing 14 Needle (nozzle)
16 Transfer tube 17, 18 Valve 19 Flow path 21, 22 Piston 23 Reagent container (bottle)
24 Reagents 26 Plate 27 Cleaning solution container (bottle)
28 Purified water (cleaning solution)
31 Controller 35a, 35b Flow meter (detector)
36a, 36b Timer (detection unit)

Claims (1)

薬液その他の対象液の吸引・分注用のラインの基端部側と先端側に、それぞれ異なる対象液の混合を防止するバルブ(17),(18)を介して、主としてライン内に洗浄液を吸引して充填するとともに洗浄液の吸引・排出によりラインを洗浄せしめる洗浄用シリンジ(2)と、洗浄液以外の対象液を吸引してライン内及びシリンジ内に当該対象液を吸引充填し且つ排出分注する分注用シリンジ(3)とを接続し、該ラインの先端に対象液の分注及び吸排出を行うニードル(14)を接続し上記各バルブ(17),(18)の作動とシリンジ吸引・排出作動をさせることによりニードル(14)より薬液等の吸引・分注を行う方法において、
A.上記各シリンジ(2),(3)をそれぞれ排出側にストロークさせた状態でニードル(14)及びライン内に洗浄液を充満させる初期工程と、
B.洗浄用シリンジ(2)を吸引作動させニードル(14)より薬液を吸引し、ライン内の洗浄液を洗浄用シリンジ(2)内に貯留するとともに分注用シリンジ(3)より先端側のライン内に薬液を充満させる工程と、
C.分注用シリンジ(3)を吸引作動させてシリンジ内に薬液を貯留する工程と、
D.分注用シリンジ(3)を排出作動させ、
E.分注を完了させる工程と、
F.分注用シリンジ(3)を排出状態で停止させた状態で洗浄用シリンジ(2)を排出作動させて洗浄液を排出するとともにライン内の残存薬液を排出する工程と、
G.洗浄用シリンジ(2)を吸引作動させてニードル(14)から洗浄液を吸引してライン内及び洗浄用シリンジ(2)内に洗浄液を充満させる工程と、
H.さらに洗浄用シリンジ(2)を排出作動させることによって洗浄用シリンジ(2)内とライン内の洗浄を行う工程、
とからなる薬液等の分注方法。
The cleaning liquid is mainly fed into the line through valves (17) and (18) for preventing mixing of different target liquids at the base end side and the distal end side of the line for sucking and dispensing chemical liquids and other target liquids. A syringe for cleaning (2) that sucks and fills and cleans the line by sucking and discharging the cleaning liquid, and sucks the target liquid other than the cleaning liquid, sucks and fills the target liquid into the line and the syringe, and dispenses the discharged liquid. dispensing connects the syringe (3), connect the needle (14) for dispensing and intake and out of the target liquid to the tip of the line, each valve (17), and the operation of (18) syringes in the method by the suction and discharge operation movement of the aspirating-dispensing of chemical liquid from the needle (14),
A. An initial step of filling the needle (14) and the line with the cleaning liquid in a state where the syringes (2) and (3) are respectively stroked to the discharge side;
B. The washing syringe (2) is aspirated to suck the chemical solution from the needle (14), and the washing solution in the line is stored in the washing syringe (2) and is placed in the line on the tip side from the dispensing syringe (3). A step of filling the chemical solution;
C. A step of aspirating the dispensing syringe (3) to store the chemical in the syringe;
D. Dispensing the dispensing syringe (3),
E. Completing the dispensing; and
F. A step of discharging the cleaning syringe (2) by discharging the cleaning syringe (2) in a state where the dispensing syringe (3) is stopped in the discharging state, and discharging the remaining chemical solution in the line;
G. A step of suctioning the cleaning syringe (2) to suck the cleaning liquid from the needle (14) to fill the cleaning liquid in the line and the cleaning syringe (2);
H. Further, a step of cleaning the cleaning syringe (2) and the line by operating the discharge of the cleaning syringe (2),
Dispensing method for chemicals consisting of
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