JP4118250B2 - ノズルチップ - Google Patents

Description

本発明は、分注装置のノズルチップ装着部に装着して使用されるノズルチップに関する。

異なる液体試料間でのコンタミネーションを防止するため、ノズル部分を着脱自在なノズルチップで構成した分注装置が広く用いられている。この分注装置は、分注ポンプにチューブ等を介して接続された中空のノズルチップ装着部を有しており、このノズルチップ装着部の下端部をノズルチップの上端開口部に嵌入させることによってノズルチップを固定した状態で分注を行う。そして、ノズルチップは、一つの液体試料の分注が終わると新たなものに交換される。

分注装置には、ノズルチップを交換するに際して使用済みのノズルチップを取り外すために利用されるチップリムーバーが設けられている。チップリムーバーは、ノズルチップ装着部が挿入可能な幅の切欠きが形成された板状部材で構成されている。ノズルチップを取り外す際には、分注装置のノズル移動機構の作動により、ノズルチップ装着部をチップリムーバーの切欠きに挿入させた後、ノズルチップ装着部をチップリムーバーに対し相対的に上昇させる。すると、チップリムーバーの切欠きの縁によってノズルチップの上端面が下方へ押圧され、ノズルチップがノズルチップ装着部から離脱する。

通常、分注装置では、精確な量の液体試料を分注するため、液体試料をノズルチップ内に吸引するときにはやや多目に吸引する。よって、吐出動作の終了した時点では余剰吸引された液体試料の残液がノズルチップの下端開口部付近に存在する。また、吐出後、ノズルチップの内壁にも残液が存在する場合がある。

従来、前述した動作によって使用済みのノズルチップを取り外す場合、ノズル装着部のノズルチップに対する相対的な上昇を高速に行うと、ノズルチップ内部の圧力低下が急激となり、ノズルチップの下端開口部に加わる大気圧と内部圧力との圧力差が急に拡大し、残液がノズル装着部側へ逆流して跳ね上がり、その液滴がノズルチップ装着部に付着してノズルチップ装着部が汚染されるという問題がある。また、ノズルチップがノズルチップ装着部から離脱する瞬間の衝撃で、同様な問題が発生する。

下記特許文献１には、ノズルチップを取り外すときのノズルチップ装着部内の圧力を監視し、圧力が低下し始めたらノズルチップ装着部の上昇速度を遅くすることによって、残液の跳ね上がりを防止する分注装置が開示されている。しかしながら、残液の跳ね上がりはノズルチップがノズルチップ装着部から離脱する一瞬の圧力低下とほぼ同時に発生する場合があるため、この方法で残液の跳ね上がりを確実に防止することは困難である。また、ノズルチップ取り外す時のノズルチップ装着部の上昇速度を遅くすることは、処理能力の低下につながる。

残液の跳ね上がりによるノズルチップ装着部の汚染を防止する他の方法として、ノズルチップを取り外しながら分注ポンプに吐出動作を行わせる方法が知られている。しかしながら、この方法を採用する場合には、液体試料の吸引・吐出以外にさらにノズルチップ取り外し時のエアー吐出のためのストロークを分注ポンプに確保しなければならないので、分注系の容積（デッドボリューム）が大きくなり、分注精度および応答速度に悪影響を及ぼす。また、ノズルチップ装着部に向かって飛散してくる液滴の速度は非常に速く、ノズルチップ装着部への液滴の付着を防止するためには分注ポンプを高速駆動してエアーを高速に吐出する必要がある。このため、分注するという本来の目的からすればオーバースペックな分注ポンプおよびポンプ駆動部が必要となり、分注装置の製造コストが増大する。

また、残液の跳ね上がりによるノズルチップ装着部の汚染を防止するさらに他の方法として、ノズルチップ内の上端寄りの部分に多孔質材料からなるフィルターを設置したノズルチップが利用されている。このフィルター付きノズルチップを用いれば、跳ね上がった残液はフィルターで遮断されるので、ノズルチップ装着部に付着することはない。

ノズルチップは原則としては使い捨てにすべきものであり、使い捨てにする限りにおいては上記のフィルター付きノズルチップで問題ない。しかしながら、ユーザーによっては、ランニングコスト削減のため、使用済みのノズルチップを洗浄して再利用する場合がある。その場合、フィルターは、洗浄液を吸収してしまうので乾燥させるのが困難であるとともに、使用時に吸収した残液の跳ね上がりを完全に洗い流すのも困難であるので、洗浄して再利用することはできない。そのため、フィルター付きノズルチップを再利用する場合には、洗浄したノズルチップの本体に新しいフィルターを詰めなおす必要があり、多大な手間と時間を要する。

特開平１１−９４８４４号公報

本発明の目的は、取り外し時の残液の跳ね上がりによるノズルチップ装着部の汚染を確実に防止することができ、かつ、ノズルチップを遮断部も含めて洗浄して再利用することも可能なノズルチップを提供することにある。

このような目的は、下記（１）の本発明により達成される。
（１） 分注装置のノズルチップ装着部に対し着脱自在に固定可能な上端開口部と、液体を吸引・吐出する下端開口部とを有し、内径が下方に向かって漸減している管状のノズルチップ本体と、
前記ノズルチップ本体内に設けられ、前記ノズルチップ本体内で跳ね上がった液滴を遮断し、かつ、実質的に吸液性を有さない遮断部とを備え、
前記遮断部は、前記ノズルチップ本体の軸方向に見て前記ノズルチップ本体の内部空間の横断面のほぼ全体を覆うような形状をなしており、かつ、該遮断部を介してそれより上方の空間と下方の空間とが通気可能であるノズルチップであって、
前記遮断部は、縁部に形成された切欠きが少なくとも一つ形成された第１の板状部材と、
前記第１の板状部材に対し前記ノズルチップ本体の軸方向の下方に間隔をあけて設置され、縁部に形成された切欠きが少なくとも一つ形成され、前記第１の板状部材より外径が小さい第２の板状部材と、
前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とを連結する連結部とを有し、
前記第１の板状部材の切欠きと、前記第２の板状部材の切欠きとは、前記ノズルチップ本体の軸方向に見て、互いに重ならない位置にあり、
前記遮断部は、前記ノズルチップ本体と別部品で構成され、前記ノズルチップ本体内に圧入され、前記第１の板状部材および前記第２の板状部材の外径と前記ノズルチップ本体の内周面のテーパとの関係によって位置決めされるよう構成されていることを特徴とするノズルチップ。

本発明のノズルチップによれば、分注動作終了後にノズルチップをノズルチップ装着部から取り外す際、跳ね上がった残液の液滴がどの位置に飛散してきても遮断部で確実に遮断することができ、ノズルチップ装着部に液滴が付着して汚染されるのを確実に防止することができる。また、遮断部を介してそれより上方の空間と下方の空間とが通気可能になっているので、液体試料の吸引・吐出動作に影響を及ぼすことはない。

また、遮断部は、実質的に吸液性を有さないので、ノズルチップの洗浄および乾燥を行う場合、遮断部も含めて全体の洗浄および乾燥を確実に行うことができる。よって、本発明のノズルチップは、洗浄して再利用することも可能であるので、再利用を希望するユーザーのニーズにも応えることができる。

以下、本発明のノズルチップを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明のノズルチップの第１実施形態を示す縦断面図である。

図１に示すように、本発明のノズルチップ１Ａは、ノズルチップ本体２と、ノズルチップ本体２内に設けられた遮断部３とで構成されている。

ノズルチップ本体２は、管状の部材であり、その内外径は下方に向かって漸減している。ノズルチップ本体２は、その上端開口部２１内に分注装置（図示せず）のノズルチップ装着部９０が嵌入（圧入）することにより、固定される。また、ノズルチップ本体２は、上端面を下方に押圧することにより、離脱される。すなわち、ノズルチップ本体２は、ノズルチップ装着部９０に対し着脱自在である。

ノズルチップ装着部９０にチューブ等を介して接続された分注ポンプ（図示せず）が作動することにより、ノズルチップ本体２は、その下端開口部２２から液体試料を吸引・吐出することができる。ノズルチップ本体２の構成材料は、特に限定されないが、樹脂材料であるのが好ましい。

遮断部３は、分注動作終了後にノズルチップ１Ａをノズルチップ装着部９０から取り外す際に下端開口部２２付近に溜まった残液８０およびノズルチップ本体２の内壁に残留する液体８１がノズルチップ本体２内で跳ね上がった場合、その液滴を遮断してノズルチップ装着部９０に付着させないようにする機能を有している。

遮断部３は、ノズルチップ１Ａがノズルチップ装着部９０に装着された状態におけるノズルチップ装着部９０の下端９０１より低く、かつ、ノズルチップ本体２内の最大吸引時における液面１００より高い位置に設置されている。

図２は、図１に示すノズルチップ１Ａの上端側の部分を示す部分縦断面斜視図である。
図２に示すように、遮断部３は、第１の板３１と、第２の板３２と、第１の板３１と第２の板３２とを連結する連結部３３とで構成されている。

第１の板３１は、円形をなしているとともに、その中央部分には、通気可能な孔３１１が形成されている。この第１の板３１は、ノズルチップ本体２の内壁に対し固定されている。第１の板３１の外周部は、ノズルチップ本体２の内壁に対し隙間なく密着している。

第２の板３２は、第１の板３１に対しノズルチップ本体２の軸方向に間隔をあけて配置されている。第２の板３２は、２本の板状の支柱からなる連結部３３を介して第１の板３１に連結されることにより、支持されている。

第２の板３２は、円形をなしており、その外径は、第１の板３１の孔３１１より大きくなっている。また、第２の板３２は、第１の板３１と同軸的に配置されている。よって、ノズルチップ本体２の軸方向に見ると、第１の板３１の孔３１１を第２の板３２が覆うので、遮断部３は、ノズルチップ本体２の内部空間の横断面の全体を隙間なく覆うこととなる。これにより、ノズルチップ１Ａをノズルチップ装着部９０から取り外す際、跳ね上がった液滴を遮断部３で確実に遮断することができ、ノズルチップ装着部９０に液滴が付着して汚染されるのを確実に防止することができる。

また、第２の板３２の外径は、ノズルチップ本体２の内壁面との間に隙間３４が形成されるような大きさになっている。よって、遮断部３を介してそれより上方の空間と下方の空間とは、孔３１１および隙間３４を通って通気可能になっているので、液体試料の吸引・吐出動作に影響を及ぼすことはない。

このような遮断部３は、実質的に吸液性を有さない緻密質の材料（多孔質でない材料）で構成されている。これにより、ノズルチップ１Ａは、遮断部３も含めて全体の洗浄および乾燥を確実に行うことができる。よって、ノズルチップ１Ａは、洗浄して再利用することを希望するユーザーのニーズにも応えることができる。

遮断部３の構成材料としては、特に限定されず、各種金属材料、各種樹脂材料等を用いることができる。また、遮断部３は、ノズルチップ本体２と別部品で構成されていてもよく、また、ノズルチップ本体２と一体的に成形されていてもよい。

遮断部３をノズルチップ本体２と別部品で構成する場合、遮断部３をノズルチップ本体２に対して固定する方法は、例えば圧入、接着剤による接着など、いかなる方法でもよい。また、遮断部３は、ノズルチップ本体２から取り外し可能になっていてもよいが、洗浄時に外れるのを防止するため、遮断部３とノズルチップ本体２とが取り外しできないように固着されているのが好ましい。

なお、図示の構成では、第２の板３２が第１の板３１の下側にあるが、この構成に限らず、第２の板３２が第１の板３１の上側にあってもよい。

本実施形態では、遮断部３の設置個所におけるノズルチップ本体２の内径が下方に向かって漸減している。これにより、第１の板３１の外径とノズルチップ本体２の内周面のテーパとの関係によって遮断部３の設置位置を容易に位置決めすることができ、組立を容易に行うことができる。

＜第２実施形態＞
図３は、本発明の第２実施形態のノズルチップの上端側の部分を示す部分縦断面斜視図である。以下、この図を参照して本発明のノズルチップの第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態のノズルチップ１Ｂは、遮断部の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。ノズルチップ１Ｂが備える遮断部４は、板状部材４１および４２で構成されている。板状部材４１、４２は、それぞれ、円板の縁部に９０°間隔で四つの半円形の切欠き４１１、４２１が形成された形状をなしている。

板状部材４１は、切欠き４１１以外の部分の外周部がノズルチップ本体２の内壁に隙間なく密着した状態で固定されている。

同様に、板状部材４２は、切欠き４２１以外の部分の外周部がノズルチップ本体２の内壁に隙間なく密着した状態で固定されている。板状部材４２は板状部材４１よりやや外径が小さくされている。よって、板状部材４２は、板状部材４１に対しノズルチップ本体２の軸方向下方に間隔をあけて設置されている。

板状部材４１の切欠き４１１と、板状部材４２の切欠き４２１とは、４５°の角度をずらして配置されている。よって、板状部材４１の切欠き４１１の位置は、ノズルチップ本体２の軸方向に見て板状部材４２の切欠き４２１と重ならない位置になっている。

このような構成により、遮断部４は、ノズルチップ本体２の軸方向に見てノズルチップ本体２の内部空間の横断面の全体を隙間なく覆うこととなるので、ノズルチップ１Ｂをノズルチップ装着部９０から取り外す際、跳ね上がった液滴を遮断部４で確実に遮断することができる。また、遮断部４を介してそれより上方の空間と下方の空間とは、切欠き４１１および４２１を通って通気可能になっているので、液体試料の吸引・吐出動作に影響を及ぼすことはない。

なお、遮断部４では、板状部材４１、４２とが図示しない連結部を介して連結されていてもよい。また、板状部材は、３枚以上設置してもよい。
また、切欠き４１１、４２１の数は、４つ以外であってもよい。また、切欠き４１１と切欠き４２１とは、重ならない位置であれば、ずらす角度は自由に設定してよい。

＜第３実施形態＞
図４は、本発明の第３実施形態のノズルチップの上端側の部分を示す部分縦断面斜視図である。以下、この図を参照して本発明のノズルチップの第３実施形態について説明するが、前記第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態のノズルチップ１Ｃは、遮断部の構成が異なること以外は前記第２実施形態と同様である。ノズルチップ１Ｃが備える遮断部５は、円形の板状部材５１および５２で構成されている。

板状部材５１、５２は、それぞれ、外周部がノズルチップ本体２の内壁に隙間なく密着した状態で固定されている。板状部材５２は板状部材５１よりやや外径が小さくされている。よって、板状部材５２は、板状部材５１に対しノズルチップ本体２の軸方向下方に間隔をあけて設置されている。

板状部材５１、５２には、それぞれ、中心から偏心した位置に、通気可能な孔５１１、５２１が形成されている。板状部材５１の孔５１１と板状部材５２の孔５２１とは、互いに反対側に偏心した位置に形成されているので、板状部材５１の孔５１１の位置は、ノズルチップ本体２の軸方向に見て板状部材５２の孔５２１と重ならない位置になっている。

このような構成により、遮断部５は、ノズルチップ本体２の軸方向に見てノズルチップ本体２の内部空間の横断面の全体を隙間なく覆うこととなるので、ノズルチップ１Ｃをノズルチップ装着部９０から取り外す際、跳ね上がった液滴を遮断部５で確実に遮断することができる。また、遮断部５を介してそれより上方の空間と下方の空間とは、孔５１１および５２１を通って通気可能になっているので、液体試料の吸引・吐出動作に影響を及ぼすことはない。
なお、遮断部５では、孔５１１および５２１は、重ならない位置であれば２つ以上設けてもよい。

＜第４実施形態＞
図５は、本発明の第４実施形態のノズルチップの上端側の部分を示す部分縦断面斜視図である。以下、この図を参照して本発明のノズルチップの第４実施形態について説明するが、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態のノズルチップ１Ｄは、遮断部の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。ノズルチップ１Ｄが備える遮断部６は、ほぼ円柱状の部材で構成されており、この遮断部６の外周面はノズルチップ本体２の内壁に隙間なく密着した状態で固定されている。

遮断部６の内部には、ノズルチップ本体２の軸方向に対し傾斜した方向に沿って通気流路６１が形成されている。通気流路６１は、遮断部６の上端面６２および下端面６３にそれぞれ開口している。通気流路６１の上端開口６１１と下端開口６１２とは、互いに反対側に偏心した位置に形成されているので、上端開口６１１と下端開口６１２とは、ノズルチップ本体２の軸方向に見て重ならない位置にある。

このような構成により、遮断部６は、ノズルチップ本体２の軸方向に見てノズルチップ本体２の内部空間の横断面の全体を隙間なく覆うこととなるので、ノズルチップ１Ｄをノズルチップ装着部９０から取り外す際、跳ね上がった液滴を遮断部６で確実に遮断することができる。また、遮断部６を介してそれより上方の空間と下方の空間とは、通気流路６１を通って通気可能になっているので、液体試料の吸引・吐出動作に影響を及ぼすことはない。

以上、本発明のノズルチップを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。

特に、遮断部の形状・構造は、前述した各実施形態のものに限らず、同様の効果が得られるものであれば、いかなる形状・構造でもよい。

本発明のノズルチップの第１実施形態を示す縦断面図である。 図１に示すノズルチップの上端側の部分を示す部分縦断面斜視図である。 本発明の第２実施形態のノズルチップの上端側の部分を示す部分縦断面斜視図である。 本発明の第３実施形態のノズルチップの上端側の部分を示す部分縦断面斜視図である。 本発明の第４実施形態のノズルチップの上端側の部分を示す部分縦断面斜視図である。

符号の説明

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ ノズルチップ
２ ノズルチップ本体
２１ 上端開口部
２２ 下端開口部
３ 遮断部
３１ 第１の板
３１１ 孔
３２ 第２の板
３３ 連結部
３４ 隙間
４ 遮断部
４１、４２ 板状部材
４１１、４２１ 切欠き
５ 遮断部
５１、５２ 板状部材
５１１、５２１ 孔
６ 遮断部
６１ 通気流路
６１１ 上端開口
６１２ 下端開口
６２ 上端面
６３ 下端面
８０ 残液
８１ 液体
９０ ノズルチップ装着部
９０１ 下端
１００ 液面

Claims (1)

1. 分注装置のノズルチップ装着部に対し着脱自在に固定可能な上端開口部と、液体を吸引・吐出する下端開口部とを有し、内径が下方に向かって漸減している管状のノズルチップ本体と、
   前記ノズルチップ本体内に設けられ、前記ノズルチップ本体内で跳ね上がった液滴を遮断し、かつ、実質的に吸液性を有さない遮断部とを備え、
   前記遮断部は、前記ノズルチップ本体の軸方向に見て前記ノズルチップ本体の内部空間の横断面のほぼ全体を覆うような形状をなしており、かつ、該遮断部を介してそれより上方の空間と下方の空間とが通気可能であるノズルチップであって、
   前記遮断部は、縁部に形成された切欠きが少なくとも一つ形成された第１の板状部材と、
   前記第１の板状部材に対し前記ノズルチップ本体の軸方向の下方に間隔をあけて設置され、縁部に形成された切欠きが少なくとも一つ形成され、前記第１の板状部材より外径が小さい第２の板状部材と、
   前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とを連結する連結部とを有し、
   前記第１の板状部材の切欠きと、前記第２の板状部材の切欠きとは、前記ノズルチップ本体の軸方向に見て、互いに重ならない位置にあり、
   前記遮断部は、前記ノズルチップ本体と別部品で構成され、前記ノズルチップ本体内に圧入され、前記第１の板状部材および前記第２の板状部材の外径と前記ノズルチップ本体の内周面のテーパとの関係によって位置決めされるよう構成されていることを特徴とするノズルチップ。

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