JP4252013B2 - 創薬用ｒｆｉｄタグ一括読み書き装置 - Google Patents

Description

本発明は、創薬研究や化学物質の分析等において、試料を多数の容器に封入し、必要なときに必要な容器を取り出して識別・管理するためのシステムに関する。

従来、創薬研究や化学物質の分析等においては、試料を溶解した溶液を封入したマイクロチューブと呼ばれる長尺状容器を保管ラックに複数本、並び立てて収容し、保管や搬送を行っている。そして、それぞれのマイクロチューブにどのような試料を封入したのか、且つ、それぞれの保管ラックに、どのようなマイクロチューブを収容しているのかを識別するために、マイクロチューブ及び保管用ラックの側面にバーコードを貼付し、それを一次元ラインセンサを備えたハンディタイプのコードリーダーを使って読み取り、その結果をコンピュータに取り込み、管理することが行われていた。

また、より多くのマイクロチューブを識別するために、バーコードに比べてより多くの情報をより小さな面積で表現できるデータマトリックスやＱＲコードと呼ばれる二次元コードをマイクロチューブの底面に貼付して、二次元エリアセンサを備えたコードリーダーで読み取ることも行われていた。

さらに、近年、記録内容の読み取りだけでなく書き込みもできる媒体としてＲＦＩＤタグが注目されており、これをマイクロチューブ等の側面に貼付して内容物の履歴までも管理するシステムも提案されている。（例えば、特許文献１参照）。

特表２００３−５３５３４８号公報

ところが、上述したＲＦＩＤタグを用いたシステムにおいては、保管ラックからマイクロチューブを一本ずつ抜き出してＲＦＩＤタグの内容を確認したり、書きかえたりする必要があるため膨大な時間を要し、大量のマイクロチューブを扱う創薬研究用としては不向きであった。また、マイクロチューブの蓋を開放した状態で操作する際には、内容物に不純物が混入したり、作業者が内容物に触れてしまうというような問題が指摘されていた。さらに、保管ラックからマイクロチューブを抜き出す際に、内容物を零してしまったり、振動によって内容物の結晶状態を変化させてしまうことが懸念されていた。

また、マイクロチューブを保管ラックから１本１本取り出すためのピッキング装置が必要となるだけでなく、マイクロチューブのピッキングを自動化するためには、マイクロチューブ１本１本について、各マイクロチューブと保管ラックとの収納場所との関係を把握し、管理する必要があり、きわめて作業性が悪かった。しかも、識別コードの読み取りの際に、保管ラックから１本１本マイクロチューブを出し入れするため、マイクロチューブの収納場所を間違えたり、マイクロチューブの損傷や遺失等のトラブル発生が懸念されていた。

さらに、近年、創薬研究の分野において、化合物を自在に組み合わせて、他種類の化合物群（ライブラリー）を効率的に合成するコンビナトリアル・ケミストリーと呼ばれる新しい技術が注目されており、その技術の実用化にあたっては、試料の履歴をも含めた精緻な管理を高速且つ正確に行うことが要求されており、読み書きが可能なＲＦＩＤタグを用いた識別・管理するためのシステムの開発が欠かせなくなっている。

そこで、本発明の目的は、容器を保管ラックに収納した状態のまま、アンテナヘッドで各容器の底面に貼付されたＲＦＩＤタグの記憶内容を一括して読み取り書き込むことを可能とするとともに、同一のアンテナヘッドで保管ラックの側面に貼付されたＲＦＩＤタグを読み取り書き込みし、各マイクロチューブを保管ラック上の収容場所と直接関連づけて管理することが可能な創薬用ＲＦＩＤ一括読み書き装置を提供することにある。

上記目的を解決するため、請求項１に係る創薬用ＲＦＩＤタグ一括読み書き装置は、創薬用試料を封入する複数の容器と、該容器を行列状に縦立収容する保管ラックと、該保管ラックを載置するラック載置板とを有しており、前記容器の底面に容器情報記憶用ＲＦＩＤタグが貼付され、前記保管ラックの側面にラック情報記憶用ＲＦＩＤタグが貼付され、前記容器情報記憶用ＲＦＩＤタグ及びラック情報記憶用ＲＦＩＤタグのデータを読み取り書き込みを行う複数のアンテナコイルが前記保管ラックの列方向のピッチに対応するピッチ間隔で配列されたアンテナヘッドが前記ラック載置板の裏面側に搭載されているとともに、前記アンテナコイルの送受信を１個ずつ制御するアンテナコイルコントローラと、前記アンテナヘッドを前記データの読み取り書き込みサイクルに同期させて前記保管ラックの行方向に移動させるアンテナヘッド駆動手段とを有し、前記容器情報記憶用ＲＦＩＤタグのデータとラック情報記憶用ＲＦＩＤタグのデータとを直接関連づけて管理を行うことことを特徴としている。

なお、本発明における容器は、化合物等の試料を溶媒液に溶解したものを保管するマイクロチューブと呼ばれる小型円筒状容器や、粉末状の試料を収納するバイアル瓶と呼ばれる容器や試験管等、用途に応じて適宜選択することができる。ここで、「ＲＦＩＤタグ」とは、一般に数バイト〜数キロバイトのデータを記録できるＩＣメモリと通信回路からなるＣＭＯＳチップと超小型アンテナを内蔵しており、アンテナコイルを介して読み書きされる際に無線を通じてＲＦＩＤタグ内に電流を誘起させて通信を行っている。そのため接点がなく、表面の結露や汚れ等の影響を受けることなく情報の読み書きが可能であるという性質を有している。また、ＲＦＩＤタグは、無線でデータのやりとりを行うため、必ずしもアンテナとＲＦＩＤタグを対向させなくてもデータのやりとりが可能である。そのため、容器へのＲＦＩＤタグの貼付は、底面が最も好ましいが、側面であっても構わない。

また、本発明において「一括読み書き」とは、複数のＲＦＩＤタグを主走査（ヘッド上のアンテナを切り替え、読み書きをする動作）と副走査（ヘッドを駆動し、位置を移動させ読み書きをする動作）を組み合わせて実現する読み書き動作を意味しており、保管ラック中に収容した特定の容器に対して読み書きを行う場合も含んでいる。

請求項１に係る創薬用ＲＦＩＤタグ一括読み書き装置は、創薬用試料を封入する複数の容器と、容器を行列状に縦立収容する保管ラックと、保管ラックを載置するラック載置板とを有しており、容器の底面に容器情報記憶用ＲＦＩＤタグが貼付され、保管ラックの側面にラック情報記憶用ＲＦＩＤタグが貼付され、容器情報記憶用ＲＦＩＤタグ及びラック情報記憶用ＲＦＩＤタグのデータを読み取り書き込みを行う複数のアンテナコイルが保管ラックの列方向のピッチに対応するピッチ間隔で配列されたアンテナヘッドがラック載置板の裏面側に搭載されているとともに、アンテナコイルの送受信を１個ずつ制御するアンテナコイルコントローラと、アンテナヘッドをデータの読み取り書き込みサイクルに同期させて保管ラックの行方向に移動させるアンテナヘッド駆動手段とを有し、容器情報記憶用ＲＦＩＤタグのデータとラック情報記憶用ＲＦＩＤタグのデータとを直接関連づけて管理を行うことことによって、保管ラックに収容された容器の一列分を一括して読み込み可能であると共に、アンテナヘッド駆動手段によって順次次の列の読み込みが行われ、作業時間の短縮化、安全性の向上、試料の高品質化等が図られる。また、容器を冷凍保管するような場合であっても、容器表面の結露に影響されることなく、データの読み取り書き込みを行うことが可能である。

さらに、容器情報記憶用ＲＦＩＤタグのデータとラック情報記憶用ＲＦＩＤタグのデータとを関連づけて管理を行うため、データ管理の容易化、大量の容器の適切な管理を行うことが可能になる。

本発明の実施の形態の一例について図１乃至図２に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施例である創薬用ＲＦＩＤタグ一括読み書き装置の構成を示した概念図である。図２は、本発明の創薬用ＲＦＩＤタグ一括読み書き装置の主要部の構成を示した斜視図である。

図１（ａ）及び図２において、符号３０で示した部材は、アンテナコイル３２が保管ラックの列方法のピッチに対応するピッチ間隔で配列されたアンテナヘッドであり、図１（ｂ）にその拡大図を示している。マイクロチューブ５０の底面には、ＲＦＩＤタグ４０が貼付されており、保管ラック２０に並び立てて収容されている。そして保管ラック２０は、ラック載置板１０の上に置かれる。また、アンテナヘッド３０は、ボールネジ６０にナットで係合しており、ボールネジの回転により、前進あるいは後退する。ボールネジ６０の一端には、モータ７０の回転軸が接合されている。そして、ドライバ８０とモータコントローラボード９０により、モータ７０の回転が制御される。すなわち、ボールネジ６０とモータ７０、ドライバ８０、モータコントローラボード９０により、アンテナヘッド駆動手段を構成している。モータは回転角度を制御可能なパルスモータを用いることが望ましく、モータの回転数とボールネジのピッチにより、アンテナヘッド３０の進退を正確に制御することが可能となっている。

一方、アンテナヘッドを構成する複数のアンテナコイルの入出力線は、アンテナコイルコントローラ９５に接続されており、これによって、どのアンテナコイルを送受信可能状態にするかを制御している。

モータコントローラボード９０及びアンテナコイルコントローラ９５は、ともにパソコン８５に接続されており、作業者によるパソコンの操作ボードからの入力に従い、特定のマイクロチューブのＲＦＩＤタグの読み書きや特定の列を一括して読み書きを行うことができるようになっている。

さらに保管ラック２０に収容されている全てのマイクロチューブのＲＦＩＤタグの読み書きを行う場合には、一列目のデータの読み書きを行った後、アンテナヘッド３０を二列目に移動させるようにモータコントローラボード９０からドライバ８０に指示が出される。そして、二列目のデータの読み書きが終わると、アンテナヘッド３０を三列目に移動させる。この繰り返し動作により、保管ラック２０に収容されている全てのマイクロチューブのＲＦＩＤタグの読み書きが終了する。この一連の作業は、全てパソコンに組み込まれた制御プログラムによって行われる。読み取ったＲＦＩＤタグの情報は、パソコンのメモリに記憶され、前回読み取ったＲＦＩＤタグの情報と比較して、違いがあれば、その情報についてのみ、パソコンのメモリに記憶された情報の書き換えを行う等のデータ処理が施される。さらに、封入した試料に対して何らかの処理を施したマイクロチューブが保管ラック内に存在する場合、その処理内容について、当該マイクロチューブのＲＦＩＤタグに書き込み、各マイクロチューブの履歴管理を行うことも可能である。このようにデータの書き換えが必要なマイクロチューブを選択して直接データの書き換えを行うことにより、書き込みに要する時間を短縮することが可能である。

また、本実施例においては、保管ラック２０の側壁に識別用の識別コードとして、バーコードが貼付されており、ラックリーダ３５によって、保管ラック２０の識別コードが読み込まれる。そのため、各マイクロチューブのＲＦＩＤタグの内容とそのマイクロチューブが収容されている保管ラックとを関係づけて管理することが可能になる。すなわち、どの保管ラックのどの位置にどのようなマイクロチューブが収容されているかパソコンの画面上で確認することができる。さらに、保管ラック単位毎に読み取り書き込み禁止区域を設定したり、予め保管ラック内で使用する読み取り箇所を設定しておき、読み取り時間を必要最小限にしたり、あるいは、内容（データ）を読み取り後、追加・変更・削除などパソコンで操作し、変化があった箇所のチューブ内容のみ書き込むことにより書き込み時間を必要最小限にする等、高度なデータ管理が実現できる。

保管ラック２０に貼付する識別コードとして、ＲＦＩＤタグを用いた場合、ラックリーダを別途設ける必要がなく、アンテナヘッド３０を保管ラック２０の側壁を臨む位置まで移動させた後に、アンテナヘッド３０を構成するアンテナコイル３２の中の一つを用いて保管ラック２０に貼付したＲＦＩＤタグへの読み書きすることができる。

本発明の創薬用ＲＦＩＤタグ一括読み書き装置の構成を示した概念図である。 本発明の創薬用ＲＦＩＤタグ一括読み書き装置の主要部を示した斜視図である。

符号の説明

１０ ・・・ ラック載置板
２０ ・・・ 保管ラック
３０ ・・・ アンテナヘッド
３２ ・・・ アンテナコイル
４０ ・・・ ＲＦＩＤタグ
５０ ・・・ マイクロチューブ
６０ ・・・ ボールネジ
７０ ・・・ モータ
８０ ・・・ ドライバ
９０ ・・・ モータコントローラボード
９５ ・・・ アンテナコイルコントローラ

Claims (1)

1. 創薬用試料を封入する複数の容器と、該容器を行列状に縦立収容する保管ラックと、該保管ラックを載置するラック載置板とを有する創薬用ＲＦＩＤタグ一括読み書き装置において、
   前記容器の底面に容器情報記憶用ＲＦＩＤタグが貼付され、
   前記保管ラックの側面にラック情報記憶用ＲＦＩＤタグが貼付され、
   前記容器情報記憶用ＲＦＩＤタグ及びラック情報記憶用ＲＦＩＤタグのデータを読み取り書き込みを行う複数のアンテナコイルが前記保管ラックの列方向のピッチに対応するピッチ間隔で配列されたアンテナヘッドが前記ラック載置板の裏面側に搭載されているとともに、
   前記アンテナコイルの送受信を１個ずつ制御するアンテナコイルコントローラと、
   前記アンテナヘッドを前記データの読み取り書き込みサイクルに同期させて前記保管ラックの行方向に移動させるアンテナヘッド駆動手段とを有し、
   前記容器情報記憶用ＲＦＩＤタグのデータとラック情報記憶用ＲＦＩＤタグのデータとを直接関連づけて管理を行うことを特徴とする創薬用ＲＦＩＤタグ一括読み書き装置。

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