JP3951864B2 - Automatic centrifuge - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医学・農学・薬学・理学などの分野で細胞・核酸などの有用物質の分離をいわゆるマイクロプレートを用いて遠心分離するものにおいて、マイクロプレートの厚みにかかわらず容易にハンドリング・遠心分離を可能とした自動遠心分離装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
血液の生化学自動分析処理に際して、検体処理の省力化、検査結果のクイックレスポンス、検体への接触処理による感染防止などの要求から、検体が搭載された容器を遠心バケットにローディングし、バケットを吊り下げるロータを回転させて遠心分離工程を終了した後に、バケットから容器をアンローディングする前処理の自動遠心分離装置が開発されてきた。
【0003】
生化学分野においては、毎日のルーチン業務で使用され、分析機器との組合せで検体容器の形状は一定であり、特開平10−277435の図1、2、特開平11−276933の図7に示すように、検体が搭載された容器をライン上に移動し、特定位置で停止する方法で、容器の位置決めを実施しており、また、検体は血液の入ったチューブでありその容器は特開平11−276933の図3に示すように縦方向にある程度の長さがあり、上部を把持して直接遠心分離機内のバケットに搬入していた。
【0004】
一方、DNA等の遺伝子物質を分離・抽出するには、各種の試薬を注入して化学反応させる工程と遠心分離工程を繰り返す作業があり、各種の分注工程を自動化した自動機(以後自動分注機と呼ぶ)との接続が必要である。また、遺伝子物質の分離はマイクロプレートと呼ばれる検体容器が使用され、自動分注機側から検体容器を特定の場所にセットした後に、特開2000−176317の図1に示すように自動遠心分離装置側のハンドリング機構が、直接検体容器の搬入、遠心分離運転後の検体容器の搬出戻しを行う。
【0005】
遺伝子物質の分離・抽出作業は、研究レベルの場合が多く、一社で全体のシステムとして構成される場合が少なく、各社の自動分注機との接続が避けられない状況にある。また、使用する検体容器(マイクロプレート)のウェル(サンプルをいれる穴)が浅い物や深い物があり、高さの違いなどにより、直接把持して遠心分離機内のバケットへの搬入を上方からすることは、困難である。各種の検体容器(マイクロプレート)に対し、バケット内での位置精度を保つために、バケットの底部と検体容器の底部との寸法差は小さくする必要がある一方、逆に検体容器を把持するハンドリング機構の動作量が制限されるために、各種の検体容器を直接上方から把持搬入することは困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、検体容器(マイクロプレート)の厚みによらず、ハンドリング機構が検体容器を処理する必要がある。ハンドリング機構が検体容器を直接把持・支持せずに検体容器の搬入を精度良く実施する必要がある。更に、装置間での検体容器の授受が正しく行われたか否かを正常に判断する必要がある。
【0007】
これに対応するために、検体容器を直接把持するのではなく、搬送手段が支持し易い様に上部などにフックなどがついた保持容器に検体容器を搭載し、保持容器を支持して、遠心分離機内に搬入する方法を検討した。しかし、自動分注機側から保持容器に検体容器を直接搬送すると、自動遠心分離装置のハンドリング機構が保持容器に衝突し、正確な搬送が困難となる恐れがあった。
【0008】
一方、自動分注機との検体容器の授受に関して、検体容器が正しくセットされたかどうかの確認はシステムとして重要な点である。検体容器が検体容器授受部に水平方向に正しくセットされたかどうかは一個の反射型・透過型のどちらを用いても検出可能である。しかし、検体容器が保持容器授受部側に落下する形でセットされた場合、反射型センサーを用いた場合、反射信号の反射角が異なるので、検体容器なしと判断しアラームを発生することができる。しかし、一番最初から異常な状態で検体容器が存在する場合、検体容器なしとして、次の検体容器を置く動作をする可能性がある。透過型のセンサーを用いた場合、正常状態でも、落下状態でも信号が遮断状態となるので正しくセットされていると誤判断する可能性がある。
【0009】
本発明の目的は、検体容器のサイズに拘らず精度良く搬送できるようにすると共に検体容器の有無及びセット状態を正しく検出判別することを可能として操作性の優れた自動遠心分離装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は、容器ポートに検体容器を授受する検体容器授受部及び保持容器を授受する保持容器授受部を設け、検体容器授受部を保持容器授受部の上方に設けることにより達成される。
【0011】
又前記容器ポートの前記検体容器授受部に2段に設けられた透過型センサーを設置し、検体容器の有無及び検体容器のセット状態の正常又は異常を検出できるようにすることにより達成される。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は自動遠心分離装置1の斜視図、図10は自動遠心分離装置1の一部断面図である。
自動遠心分離装置1は、遠心分離機4、保持容器10、搬送手段5、ドア7、容器ポート8、冷凍機25、搬入/搬出口26を有した回転体室27などから構成され、操作/制御部6によって制御される。
【0013】
遠心分離機4は図示していないモータにより、図4に示すようなロータを回転することにより検体容器22内の被分離検体の分離を行う。
搬送手段5は保持容器10を容器ポート8と遠心分離機4内のバケット13との間で搬送する。また、搬送手段5はドア7の開閉、および遠心分離運転時におけるドア7の固定を行っている。冷凍機25は操作/制御部6からのON・OFF制御により遠心分離する検体の温度制御を行っている。
詳細は図示していないが、自動遠心分離装置1は自動分注機と通信回線で制御可能な様に接続されている。
【0014】
図2は容器ポート8を示す。容器ポート8は、自動分注機との検体容器22の受け渡し場所としての役割をもち、検体容器22がセットされる検体容器授受部2、保持容器10がセットされる保持容器授受部3、検体容器22のセットを検出する第1透過形センサー9、保持容器10のセットを検出する第2透過形センサー23から構成されている。なお検体容器授受部2は保持容器授受部3の上方に設けられている。
【0015】
図3は保持容器10を示す。保持容器10は検体容器22を搭載する役割を持ち、側面穴部11、溝部12を有したフック24および図6に示す底面凸部20が設けてある。側面穴部11は遠心分離運転によって回転体室27内に発生した風圧による曲げ応力を低減させるために設けてある。また、底面凸部20は、バケット13との接触面積を小さくすることにより、保持容器10搬出の際、バケット13に溜まった液体が原因で発生する表面張力を低減させる役割を持っている。フック24はフィンガ18が保持容器10を支持する部位である。
【0016】
図4は遠心分離機4内のロータを示す。ロータは回転体15、バケット13から構成されている。バケット13は、回転体15に固定されているピン16によりスイング可能に支持されており、図示していないモータにより駆動される。モータの駆動により回転体15は回転し、バケット13は遠心力によりピン16を中心に外周方向にスイングする。また、バケット13には貫通穴部14が設けてある。貫通穴部14は、冷凍機25の冷却による結露水や搬送時において検体容器22からこぼれて溜まったバケット13内の液体を遠心力によってバケット13から外に排出するために設けてある。
【0017】
図5は搬送手段5を示す。搬送手段5は図10に示す2個のモータ50、51の駆動により前後・上下方向に移動する。またモータ17の駆動により突起部19を有するフィンガ18が開閉し、保持容器10を支持、解放する。
保持容器10の搬出方法は、初めに搬送手段5が保持容器10のフック24と衝突しないようにフィンガ18を開いた状態で、遠心分離機4内および容器ポート8の保持容器10の掴み・放し位置に移動する。次にフィンガ18を閉じ上方向に移動し、フィンが18がフック24を支持して保持容器10を持ち上げる。この時フィンガ18の突起部19は、保持容器10の溝部12に収まる。また、保持容器10の搬入方法は、保持容器10の搬出方法の逆の手順で行われている。突起部19と溝部12の嵌合は、搬送手段5の前後方向移動に伴う慣性力による保持容器10の移動を抑えている。
【0018】
図7はドア7の断面図を示す。ドア7の底には凸部21を設けてある。凸部21はドア7閉鎖時において回転体室27の搬入/搬出口26に収まり、回転体室27に対してできるだけ凹部が小さく平滑となる形状となっている。これは、遠心分離運転時に回転体室27内で発生する空気の攪拌に伴う摩擦熱の発生を、低減させる為である。
【0019】
図8は検体容器22の斜視図である。
図9は高さ方向の長い検体容器22a、および、高さ方向の短い検体容器22bを搭載した保持容器10の搬送状態を示している。検体容器22の高さ方向の寸法の違いにかかわらず同じ条件で搬送が可能となっている(検体容器22はいろいろな種類があり、縦横の寸法はほぼ同じであるが、高さ方向の寸法は14mmから54mmと幅広い)。
【0020】
次に装置の具体的な動作例について説明する。
まず、保持容器10は運転前に予めバケット13に載置しておく。
図示していない自動分注機側(以下自動分注機側)より第1指令が発せられ、自動遠心分離装置1は、搬送手段5を移動させ、フィンガ18にてドア7をスライドさせて搬入/搬出口26を開放する。次に搬送手段5は、遠心分離機4内の保持容器10を保持容器授受部3に搬送した後、搬送手段5は自動分注機側の図示しない搬送手段と衝突しない位置に待機する。搬送後、第2透過型センサー23の信号により保持容器10のセットを確認し、自動分注機に対し指令完了を送信する。自動分注機側では、前記分注機側の搬送手段により検体容器22を検体容器授受部2にセットし、第2指令2を送信する。自動遠心分離装置1側では、第1透過型センサー9にて検体容器22のセットを確認する。正しくセットされていれば、搬送手段5を用いて保持容器10を遠心分離機4内のバケット13に搬送する。この時に、検体容器授受部2の検体容器22は保持容器10に搭載されるので検体容器22も同時に搬送される。搬送後、搬送手段5は、遠心分離機4およびドア7が干渉しない位置まで移動して第2指令の完了を送信する。当該第1指令、第2指令に伴う動作すなわち保持容器10の搬入を偶数回実施して、遠心分離機4内のバランスを保つ。
【0021】
自動分注機側から第3指令が発せられると、自動遠心分離装置1は搬送手段5を移動させ、フィンガ18にてドア7をスライドさせて搬入/搬出口26を閉鎖する。閉鎖後、搬送手段5はフィンガ18底面が、ドア7の上面中央部に接触する位置に移動しドア7を押さえる。ドア7押さえ動作は、遠心分離運転によって回転室27内に発生する風圧によるドア7の浮き上がり防止、および、回転体15駆動に伴う搬送手段5の振動防止の役割を果たしている。次に自動分注機から既に発せられた第3指令での運転条件(回転速度、遠心速度、設定温度)に従い、遠心分離運転を開始する。遠心分離運転が終了すると、自動遠心分離装置1は搬送手段5を移動し、フィンガ18にてドア7をスライドさせ、搬入/搬出口26を開放し、第3指令完了を送信する。
【0022】
自動分注機側から第4指令が発せられると、自動遠心分離装置1は、搬送手段5を用いて、遠心分離機4内のバケット13から保持容器10を保持容器授受部3に搬送する。途中、保持容器10に搭載されている検体容器22は、検体容器授受部2にセットされる。
その後、搬送手段5は自動分注機と干渉しない位置に待機し、自動分注機に対し第4指令完了を送信する。
自動分注機側では、前記搬送手段により検体容器22を検体容器授受部2から搬出し、第5指令を送信する。
【0023】
自動遠心分離装置1は、搬送手段5を用いて、保持容器10を保持容器授受部3から遠心分離機4内のバケット13に搬送し、第5指令完了を送信する。
当該第4,5指令を偶数回実施し自動遠心分離装置1側の全ての検体容器22を搬出する。
【0024】
検体容器22が正しくセットされたかどうかの検出判断に関して以下説明する。検体容器授受部2には2段に構成された第1透過型センサー9が設けられている。上段の第1透過型センサー9は検体容器22が正常位置にある場合の検体容器22の側面部に光が発せられる位置にあり、検体容器22の有無を検出することができる。下段の第1透過型センサー9は検体容器22が正常位置にある場合に正常位置から下方に光が発せられ、検体容器22が正常位置にある場合には透過するようになっている。しかし、検体容器22が振動又は自動分注機側の異常動作で正常にセットされず、保持容器授受部3側に落下状態となった場合、下段の第1透過センサー9の光が遮断される。
【0025】
従って、上段の第1透過型センサー9が遮断、下側の第1透過型センサー9が透過で正常、上段の第1透過型センサー9に関係なく、下段の第1透過センサー9が遮断のときは異常、上下段の第1透過型センサー9が共に透過のときは検体容器22が無いと判断でき、上下2段の第1透過型センサー9の検出信号で、検体容器22の有無の確認と、正常位置にセットされたかどうか確認でき、異常時に対して、的確にアラームを発することができる。
【0026】
上記実施形態によれば、容器ポート8の保持容器授受部3に保持容器10をセットすれ ば検体容器22は保持容器授受部3の上方にある検体容器授受部2に自動的にセットされるので、自動分注機側での検体容器22の搬出が容易になる。又自動分注機側で検体容器22を検体容器授受部2にセットすれば、遠心分離機側では保持容器10を搬入すれば検体容器22も同時に搬入されるようになるので、高さ寸法の異なる検体容器22の搬入及び搬出が確実かつ容易に行われるようになる。
【0027】
又検体容器22の有無及びセット状態の正常・異常を2段に設けられた第1透過型センサー9により検出されるので、次段の遠心分離運転や分注作業をスムーズに行うことが可能となり、結果として操作性の良い自動遠心分離装置を提供できるようになる。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、検体容器の寸法に関係なく検体容器を確実に搬送できるようになると共に検体容器の有無及び検体容器のセット状態の異常を確実に検出できるようになるので、遠心分離運転及び分注作業を支障なく行うことが可能となり、結果として、操作性の良い自動遠心分離装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明自動遠心分離装置の一実施形態を示す斜視図。
【図2】検体容器と検体保持容器とのセット部である容器ポート8の一実施形態を示す斜視図。
【図3】保持容器の一実施形態を示す斜視図。
【図4】遠心分離機のロータ部の一例を示す斜視図。
【図5】搬送手段の一例を示す斜視図。
【図6】保持容器の側面図。
【図7】ドアの断面図。
【図8】検体容器の一例を示す斜視図。
【図9】検体容器を搭載した保持容器の状態を示す側面図。
【図10】本発明自動遠心分離装置の一実施形態を示す横断面図。
【符号の説明】
図において、1は自動遠心分離装置、2は検体容器授受部、3は保持容器授受部、4は遠心分離機、5は搬送手段、6は操作/制御部、7はドア、8は容器ポート、9は第1透過型センサー、10は保持容器、11は保持容器側面穴部、12は保持容器フック溝部、13はバケット、14はバケット貫通穴部、15は回転体、16はピン、17はモータ、18はフィンガ、19はフィンガ突起部、20は保持容器底面凸部、21はドア凸部、22は検体容器、22aは厚い検体容器、22bは薄い検体容器、23は第2透過型センサー、24は保持容器フック部、25は冷凍機、26は回転体室の搬入/搬出口、27は回転体室である。50、51はモータ。 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the field of medicine, agriculture, pharmacy, science, etc., the present invention uses a so-called microplate to centrifuge separation of useful substances such as cells and nucleic acids, and easily handles and centrifuges regardless of the thickness of the microplate. The present invention relates to an automatic centrifuge that enables the above.
[0002]
[Prior art]
For automatic biochemical analysis of blood, the container loaded with the sample is loaded into a centrifugal bucket and the bucket is suspended in order to save labor for sample processing, quick response of test results, and prevention of infection by contact processing with the sample. rotating the rotor to lower and after completing the centrifugation step, automatic centrifuge process before unloading the container from the bucket have been developed.
[0003]
In the biochemical field, the shape of the sample container is constant in combination with an analytical instrument, and is shown in FIGS. 1 and 2 of JP-A-10-277435 and FIG. 7 of JP-A-11-276933. As described above, the container is positioned by a method in which the container on which the sample is mounted is moved on the line and stopped at a specific position, and the sample is a tube containing blood, and the container is disclosed in JP-A-11 As shown in FIG. 3 of -276933, there was a certain length in the vertical direction, and the upper part was gripped and directly carried into the bucket in the centrifuge.
[0004]
On the other hand, in order to separate and extract genetic materials such as DNA, there is an operation of repeating a chemical reaction process by injecting various reagents and a centrifugal separation process. It is necessary to connect to the machine. In addition, a specimen container called a microplate is used for separating the genetic material, and after setting the specimen container at a specific location from the automatic dispenser side, as shown in FIG. 1 of JP-A-2000-176317, an automatic centrifugal separator side of the handling mechanism, loading of the direct specimen container, performs back out of the sample container after centrifugation operation.
[0005]
In many cases, genetic material separation / extraction work is at the research level, and there are few cases where a single company is configured as a whole system, and it is inevitable to connect with automatic dispensing machines of each company. Also, there are well things (hole put sample) shallow and deep ones of the sample container to be used (microplate), due to differences in height, the loading into a bucket of a centrifuge from above gripped directly That is difficult. In order to maintain the positional accuracy in the bucket for various sample containers (microplates), it is necessary to reduce the dimensional difference between the bottom of the bucket and the bottom of the sample container. Since the operation amount of the mechanism is limited, it is difficult to grip and carry various sample containers directly from above.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the handling mechanism needs to process the sample container regardless of the thickness of the sample container (microplate). It is necessary to carry in the sample container with high accuracy without directly handling and supporting the sample container by the handling mechanism. Furthermore, it is necessary to normally determine whether or not the specimen container has been correctly exchanged between the apparatuses.
[0007]
To address this, rather than gripping the specimen container directly mounted specimen container holding container like are attached like the hook top as easy transport means is supported by supporting the holding vessel, centrifuged The method of carrying in the separator was examined. However, when the sample container is directly transported from the automatic dispenser side to the holding container, the handling mechanism of the automatic centrifuge device may collide with the holding container, which may make accurate transport difficult.
[0008]
On the other hand, regarding exchange of the sample container with the automatic dispenser, it is important as a system to check whether the sample container is set correctly. Whether the sample container is correctly set in the horizontal direction in the sample container transfer unit can be detected by using either a single reflection type or transmission type. However, when the sample container is set to fall to the holding container delivery / reception unit side, when a reflective sensor is used, the reflection angle of the reflected signal is different, so it can be determined that there is no sample container and an alarm can be generated. . However, when the sample container exists in an abnormal state from the very beginning, there is a possibility that the next sample container is placed without the sample container. When a transmissive sensor is used, there is a possibility that it is erroneously determined that the signal is set correctly because the signal is cut off in both a normal state and a falling state.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an automatic centrifuge having excellent operability so that it can be accurately conveyed regardless of the size of a sample container and can accurately detect and determine the presence / absence and set state of a sample container. It is.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The above-described object is achieved by providing the container port with a sample container exchanging unit for exchanging the sample container and a holding container exchanging unit for exchanging the holding container, and providing the sample container exchanging unit above the holding container exchanging unit.
[0011]
In addition, this is achieved by installing a two-stage transmission type sensor in the sample container delivery section of the container port so that the presence or absence of the sample container and the normal or abnormal state of the sample container can be detected.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of the automatic
The
[0013]
The centrifuge 4 separates the sample to be separated in the
The transport means 5 transports the
Although not shown in detail, the
[0014]
Figure 2 shows the
[0015]
3 shows the
[0016]
Figure 4 shows the rotor in the centrifuge 4. The rotor includes a
[0017]
Figure 5 shows the conveyance means 5. The conveying means 5 moves in the front-rear and up-down directions by driving the two motors 50 and 51 shown in FIG. Further, the
The holding
[0018]
FIG. 7 shows a sectional view of the
[0019]
FIG. 8 is a perspective view of the
Figure 9 is a height person direction long sample container 22a and shows a conveying state of the holding
[0020]
Next, a specific operation example of the apparatus will be described.
First, the holding
Are automatic dispenser side (hereinafter automatic dispenser side) than the first directive not shown is issued,
[0021]
When automatic dispenser side or al third directive is issued, the automatic
[0022]
When the fourth command automatic dispenser side or we is issued, the
Thereafter, the conveying
On the automatic dispenser side, the
[0023]
The
Performed an even number of times the fourth and fifth commands unloading the whole hand of the
[0024]
And regarding the one of the detection determining whether the
[0025]
Therefore, blocking the first transmission sensor -9 of the upper, normally in the first transmission sensor -9 lower the transmission, regardless of the first transmission sensor -9 of the upper, lower first transmission sensor -9 There is the case of blocking abnormal, when the first transmission sensor -9 both transmission of the upper and lower can be determined that there is no
[0026]
According to the above embodiment, if the holding
[0027]
In addition, since the presence / absence of the
[0028]
【The invention's effect】
According to the present invention, the specimen container can be reliably transported regardless of the dimensions of the specimen container, and the presence or absence of the specimen container and the abnormality in the set state of the specimen container can be reliably detected. Dispensing work can be performed without hindrance, and as a result, an automatic centrifuge with good operability can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an automatic centrifuge of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of a
FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of a holding container.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a rotor portion of a centrifuge.
FIG. 5 is a perspective view illustrating an example of a conveying unit.
FIG. 6 is a side view of a holding container.
FIG. 7 is a sectional view of a door.
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a sample container.
FIG. 9 is a side view showing a state of a holding container on which a sample container is mounted.
FIG. 10 is a cross- sectional view showing an embodiment of the automatic centrifuge of the present invention.
[Explanation of symbols]
In the figure, 1 is an automatic centrifuge, 2 is a specimen container exchanging section, 3 is a holding container exchanging section, 4 is a centrifuge, 5 is a transport means, 6 is an operation / control section, 7 is a door, and 8 is a container port. first transmission sensor over 9, the holding
Claims (2)
容器ポートに前記検体容器を授受する検体容器授受部と、前記保持容器を授受する保持容器授受部を設け、検体容器授受部を保持容器授受部の上方に設けたことを特徴とする自動遠心分離装置。Conveying a centrifuge, and the sample container of matches to be centrifuged test body to be separated by the centrifugal separator, a holding vessel that holds a specimen container, the specimen container through the holding container to container port in automatic centrifugal separator having a conveying means,
An automatic centrifuge characterized in that a sample container exchanging unit for exchanging the sample container in a container port and a holding container exchanging unit for exchanging the holding container are provided , and the sample container exchanging unit is provided above the holding container exchanging unit. Equipment .
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