JP4376124B2

JP4376124B2 - Dispensing device

Info

Publication number: JP4376124B2
Application number: JP2004141067A
Authority: JP
Inventors: 博樹齋藤; 慎太郎藤間
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2024-05-11
Also published as: JP2005321342A

Description

本発明は、分注装置に関する。 The present invention relates to a dispensing device.

例えば試験管のような容器に入った液体試料を分注ポンプに接続されたノズルの先端開口から吸引および吐出して液体試料の仕分け、混合などを行う分注装置が知られている。このような分注装置では、吸引元の容器からノズル内に液体試料を吸引した後、吐出先の容器へノズルを移動する間に、ノズルの先端開口から液滴が垂れ落ちる場合がある。 For example, a dispensing apparatus that sorts and mixes a liquid sample by sucking and discharging a liquid sample contained in a container such as a test tube from a tip opening of a nozzle connected to a dispensing pump is known. In such a dispensing apparatus, after a liquid sample is sucked from the suction source container into the nozzle, the liquid droplet may drop from the tip opening of the nozzle while moving the nozzle to the discharge destination container.

この液垂れは、吸引元から吐出先にノズルが移動する間、ノズル先端が液面から離れた状態（空中にある状態）になっているとき、ノズル内の液体が蒸発することによりポンプ内圧力が上昇し、やがてポンプ内圧力があるピーク圧を超えるとノズルの先端開口より液体が押し出されて生じる現象である。 This liquid dripping occurs when the nozzle moves from the suction source to the discharge destination while the tip of the nozzle is away from the liquid surface (in the air). This is a phenomenon that occurs when the pressure inside the pump exceeds a certain peak pressure and the liquid is pushed out from the opening at the tip of the nozzle.

この液垂れが生じると、装置が汚れたり、液体が無駄になったり、さらには垂れ落ちた液滴が他の容器に混入してコンタミネーションを起こしたりするので、液垂れを防止する必要がある。 When this dripping occurs, the device becomes dirty, the liquid is wasted, and the dripped liquid drops enter other containers, causing contamination, so it is necessary to prevent dripping. .

吸引から吐出までの待機時間が１０秒以上になったり、装置が設置されている場所の環境が高温低湿の条件であったり、容量が大きくて太い形状のノズルを用いたりした場合、液垂れが発生し易くなる。また、複数の分注ポンプを備えた分注装置では、片方の分注ポンプでの処理が終わるまでもう片方の分注ポンプが吸引したまま待機することがあり、液垂れ発生の危険が高い。 If the waiting time from suction to discharge is 10 seconds or more, the environment where the device is installed is in a high temperature and low humidity condition, or a large-capacity and thick nozzle is used, liquid dripping will occur. It tends to occur. In addition, in a dispensing device having a plurality of dispensing pumps, the other dispensing pump may wait while the other dispensing pump sucks until the processing by one dispensing pump is completed, and there is a high risk of dripping.

このような液垂れの発生を防止するために、液体試料を吸引したノズルを吐出先の容器へ移動する途中で空中で分注ポンプに一定量の吸引（液垂れ防止吸引）を行わせることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、液垂れ防止吸引時の吸引量が多いと、ノズルの先端開口から空気が流入してノズル先端にエアギャップ（空気溜まり）を作るおそれがある。エアギャップができた場合、時間が経過するとエアギャップを介してノズルの先端開口に液溜まりが生じるので、液体試料の吐出動作を行ったときに泡を作ったり、液垂れが発生したときに液滴ではなく気泡がノズルの先端開口部から飛び出し、この気泡が弾けて試料が飛散してコンタミネーションを生じたりする等の不都合が生じる。 In order to prevent the occurrence of such dripping, it is possible to cause the dispensing pump to perform a certain amount of suction (spill prevention suction) in the air while moving the nozzle that sucked the liquid sample to the discharge destination container. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1). However, if the amount of suction during dripping prevention suction is large, air may flow from the nozzle tip opening and create an air gap (air reservoir) at the nozzle tip. If an air gap is formed, a liquid pool will form at the nozzle tip opening over the air gap over time, so bubbles are formed when a liquid sample is ejected, or liquid drops when liquid dripping occurs. Bubbles, not droplets, pop out from the opening at the tip of the nozzle, causing inconvenience such as the bubbles blowing and the sample scattering to cause contamination.

特開２００３−１９４８３５号公報JP 2003-194835 A

本発明の目的は、簡単な構成で、ノズル内に保持した液体試料が先端開口から液垂れするのを確実に防止することができ、かつ、液垂れ防止吸引を行った際にノズル先端にエアギャップを生成することも防止することができる分注装置を提供することにある。 The object of the present invention is to prevent the liquid sample held in the nozzle from dripping from the opening of the tip with a simple structure and to prevent air dripping at the tip of the nozzle when the dripping prevention suction is performed. An object of the present invention is to provide a dispensing device that can prevent the generation of a gap.

このような目的は、下記（１）および（２）の本発明により達成される。
（１）分注ポンプの作動により発生する圧力を圧力伝達ガスを介してノズルに伝達することにより、前記ノズルの先端開口から液体試料を吸引および吐出する分注装置であって、
前記分注ポンプの作動を制御する制御部と、
前記圧力伝達ガスの圧力を検出する圧力検出手段と、
前記ノズルの先端開口径データと、液体試料の表面張力値データとを記憶する記憶手段と、
前記ノズルの先端開口からの液垂れを防止するための前記分注ポンプの液垂れ防止吸引作動を行ったときに前記ノズルの先端開口から空気が流入するのを防止すべく該液垂れ防止吸引作動を停止するタイミングの判定に用いる前記圧力伝達ガスの圧力値を、前記先端開口径データおよび前記表面張力値データに基づいて算出する圧力値算出手段とを備え、
前記制御部は、前記ノズル内に液体試料を吸引した後、前記分注ポンプに前記液垂れ防止吸引作動の通算吸引量が予め設定された目標量に達するまで前記液垂れ防止吸引作動を間欠的に複数回行わせ、各回の液垂れ防止吸引作動をしているときに前記圧力検出手段により検出された圧力が前記圧力値算出手段により算出された圧力値まで低下した場合、当該液垂れ防止吸引作動を停止するように制御するものであり、
前記圧力値算出手段は、前記ノズルの先端開口径をｄ、前記液体試料の表面張力値をσとしたとき、４σ／ｄで表されるラプラス圧を利用して前記圧力値を算出することを特徴とする分注装置。 Such an object is achieved by the present inventions (1) and (2) below.
(1) A dispensing device that sucks and discharges a liquid sample from a tip opening of the nozzle by transmitting pressure generated by the operation of a dispensing pump to the nozzle via a pressure transmission gas,
A control unit for controlling the operation of the dispensing pump;
Pressure detecting means for detecting the pressure of the pressure transmission gas;
Storage means for storing tip opening diameter data of the nozzle and surface tension value data of the liquid sample;
The liquid dripping prevention suction operation in order to prevent air from flowing in from the nozzle tip opening when performing the liquid dripping prevention suction operation of the dispensing pump for preventing the liquid dripping from the nozzle tip opening. Pressure value calculating means for calculating the pressure value of the pressure transmission gas used for determining the timing to stop the pressure based on the tip opening diameter data and the surface tension value data,
Wherein, after the liquid sample has been aspirated into the nozzle during the fluid sagging suction operation until total suction amount of the liquid sagging suction operation to the dispensing pump reaches a preset target amount missing If the pressure detected by the pressure detecting means drops to the pressure value calculated by the pressure value calculating means when the liquid dripping prevention suction operation is performed each time, the liquid dripping prevention is performed. It controls to stop the suction operation ,
The pressure value calculating means calculates the pressure value by using a Laplace pressure represented by 4σ / d, where d is the tip opening diameter of the nozzle and σ is the surface tension value of the liquid sample. Dispensing device characterized.

（２）前記先端開口径データおよび／または前記表面張力値データを入力する入力部を有する上記（１）に記載の分注装置。 (2) The dispensing device according to (1) , further including an input unit for inputting the tip opening diameter data and / or the surface tension value data.

本発明の分注装置によれば、液垂れ防止吸引作動を行うことにより、液垂れの発生を確実に防止することができる。大容量のノズルを用いて、高温低湿の環境下で分注を行うような液垂れの発生し易い条件下であっても、液垂れを確実に防止することができる。 According to the dispensing device of the present invention, the occurrence of dripping can be reliably prevented by performing the dripping prevention suction operation. Liquid dripping can be reliably prevented even under conditions where liquid dripping is likely to occur using high-capacity nozzles in a high-temperature, low-humidity environment.

また、液垂れ防止吸引を行ったときに、ノズル先端にエアギャップが生成するのを確実に防止することができる。よって、液体試料を吐出先の容器に吐出したときに泡を作ったりするようなことを確実に防止することができる。 In addition, it is possible to reliably prevent an air gap from being generated at the tip of the nozzle when the liquid dripping prevention suction is performed. Therefore, it is possible to reliably prevent bubbles from being generated when the liquid sample is discharged to the discharge destination container.

また、一つの圧力レベル（圧力値）との比較による判定のみでエアギャップ生成防止の制御が可能であるので、制御方法が簡単であり、制御系の構成を簡素化することができる。すなわち、エンコーダを用いて圧力伝達ガスの圧力を常に一定に保つように分注ポンプをフィードバック制御するような場合と異なって複雑な制御系を必要としないので、製造コストも低減できる。 In addition, since it is possible to control the air gap generation prevention only by the determination by comparison with one pressure level (pressure value), the control method is simple and the configuration of the control system can be simplified. That is, unlike the case where feedback control is performed on the dispensing pump so that the pressure of the pressure transmission gas is always kept constant by using the encoder, a complicated control system is not required, and thus the manufacturing cost can be reduced.

また、ノズルの先端開口径、液体試料の表面張力値に応じた制御を行うので、正確な制御が可能であるとともに、ノズルを他種のものに交換したり分注する液体試料が変わったりしてこれらの値が変更された場合であっても、上記効果を確実に発揮することができる。 In addition, since control is performed according to the nozzle tip opening diameter and the surface tension value of the liquid sample, accurate control is possible and the nozzle is replaced with another type or the liquid sample to be dispensed changes. Even if these values are changed, the above-described effects can be reliably exhibited.

以下、本発明の分注装置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。
図１は、本発明の分注装置の実施形態を示す断面図、図２は、図１に示す分注装置の電気的回路構成を示すブロック図、図３は、図１に示す分注装置が実施する分注方法を示すフローチャート、図４は、液垂れが生じるときの様子を順を追って示すノズルチップ先端部の縦断面図、図５は、エアギャップが生じるときの様子を順を追って示すノズルチップ先端部の縦断面図である。 Hereinafter, a dispensing device of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the dispensing device of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an electrical circuit configuration of the dispensing device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a dispensing device shown in FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the tip of the nozzle tip showing the state when dripping occurs in order, and FIG. 5 is the order when the air gap is generated. It is a longitudinal cross-sectional view of the nozzle tip front-end | tip shown.

図１に示すように、本発明の分注装置１は、分注ポンプ２と、液体試料２００を吸引および吐出するノズルチップ１０を装着するチップ装着部３と、分注ポンプ２とチップ装着部３とを接続する可撓性の管（チューブ）４と、分注ポンプ２を駆動するポンプ駆動部５と、チップ装着部３を移動させるノズル駆動部６と、圧力伝達ガスの圧力を検出する圧力センサ（圧力検出手段）７とを有している。 As shown in FIG. 1, the dispensing device 1 of the present invention includes a dispensing pump 2, a tip mounting portion 3 on which a nozzle tip 10 for sucking and discharging a liquid sample 200 is mounted, a dispensing pump 2 and a tip mounting portion. 3, a flexible tube (tube) 4 that connects to the pump 3, a pump drive unit 5 that drives the dispensing pump 2, a nozzle drive unit 6 that moves the tip mounting unit 3, and the pressure of the pressure transmission gas. And a pressure sensor (pressure detection means) 7.

分注ポンプ２は、ピストンポンプ（シリンジポンプ）であり、シリンダ２１と、該シリンダ２１内で摺動可能に設置されたピストン２２とを有している。シリンダ２１には、管４の一端が接続されている。 The dispensing pump 2 is a piston pump (syringe pump), and includes a cylinder 21 and a piston 22 slidably installed in the cylinder 21. One end of a tube 4 is connected to the cylinder 21.

ポンプ駆動部５は、ピストン２２に連結されたピストンロッド５１と、送りねじ（ボールねじ）５２と、この送りねじ５２を回転駆動するパルスモータ（ステッピングモータ）５３と、送りねじ５２に螺合する雌ねじ部を一端側に有し他端部がピストンロッド５１に連結された可動片５５とを有している。 The pump drive unit 5 is screwed into the feed screw 52, a piston rod 51 connected to the piston 22, a feed screw (ball screw) 52, a pulse motor (stepping motor) 53 that drives the feed screw 52 to rotate. A movable piece 55 having a female screw portion at one end and the other end coupled to the piston rod 51 is provided.

パルスモータ５３を駆動すると、送りねじ５２が回転し、可動片５５を介してピストンロッド５１が軸方向に移動することにより、ピストン２２がシリンダ２１内を摺動して、シリンダ２１とピストン２２とで囲まれたポンプ空間２３の容積が変化する。 When the pulse motor 53 is driven, the feed screw 52 rotates and the piston rod 51 moves in the axial direction via the movable piece 55, so that the piston 22 slides in the cylinder 21, and the cylinder 21 and the piston 22. The volume of the pump space 23 surrounded by is changed.

チップ装着部３は、管状の部材で、このチップ装着部３の上端部に管４の他端が嵌合され、下端部はノズルチップ１０の基端開口１０２に嵌合している。ノズルチップ１０の先端部は、液体の吸引および吐出を行う先端開口（小孔）１０１を備え、全体として先細形状（テーパー形状）となっている。 The tip mounting portion 3 is a tubular member, and the other end of the tube 4 is fitted to the upper end portion of the tip mounting portion 3, and the lower end portion is fitted to the proximal end opening 102 of the nozzle tip 10. The tip of the nozzle tip 10 is provided with a tip opening (small hole) 101 that sucks and discharges liquid, and has a tapered shape (tapered shape) as a whole.

ノズル駆動部６は、その詳細な図示は省略するが、チップ装着部３を三次元方向（互いに直交する水平なＸ軸方向およびＹ軸方向と、鉛直方向であるＺ軸方向との三方向）に移動させることができるように構成されている。このノズル駆動部６の作動により、チップ装着部３に装着されたノズルチップ１０は、試料容器と吐出先の容器との間を移動する。 Although the detailed illustration of the nozzle drive unit 6 is omitted, the chip mounting unit 3 is arranged in a three-dimensional direction (three directions of a horizontal X-axis direction and a Y-axis direction orthogonal to each other and a vertical Z-axis direction). It is comprised so that it can be moved to. By the operation of the nozzle driving unit 6, the nozzle chip 10 mounted on the chip mounting unit 3 moves between the sample container and the discharge destination container.

シリンダ２１付近の管４の途中には、管４内の空気（圧力伝達ガス）の圧力を検出する圧力センサ７が設置されている。この圧力センサ７の設置個所は、圧力伝達ガスの圧力を検出可能な位置であれば、図示の位置以外であってもよい。 In the middle of the pipe 4 in the vicinity of the cylinder 21, a pressure sensor 7 for detecting the pressure of air (pressure transmission gas) in the pipe 4 is installed. The position where the pressure sensor 7 is installed may be other than the illustrated position as long as it can detect the pressure of the pressure transmission gas.

このような分注装置１では、ポンプ空間２３およびノズルチップ１０のチップ内空間（ノズル内空間）１０３を含む連続した内部空間にある空気は、分注ポンプ２の作動により発生する圧力をノズルチップ１０に伝達する圧力伝達ガスとして機能する。すなわち、図示の構成では、ポンプ空間２３、管４内、圧力センサ７内、チップ装着部３の管路３１内およびチップ内空間１０３にある空気が圧力伝達ガスである。 In such a dispensing apparatus 1, the air in the continuous internal space including the pump space 23 and the tip inner space (nozzle inner space) 103 of the nozzle tip 10 generates pressure generated by the operation of the dispensing pump 2. 10 functions as a pressure transmitting gas to be transmitted to the That is, in the illustrated configuration, the air in the pump space 23, the pipe 4, the pressure sensor 7, the pipe 31 of the chip mounting portion 3, and the chip internal space 103 is the pressure transmission gas.

試料容器内の液体試料２００をノズルチップ１０内に吸入する際には、ポンプ駆動部５の駆動によりピストン２２を図１中で下方向に移動させることにより、分注ポンプ２が吸引作動し、この吸引作動により発生した圧力（負圧）が上記圧力伝達ガスを介してチップ内空間１０３に伝達して、試料容器内の液体試料２００を先端開口１０１からノズルチップ１０内に吸入することができる。 When the liquid sample 200 in the sample container is sucked into the nozzle chip 10, the dispensing pump 2 is aspirated by moving the piston 22 downward in FIG. The pressure (negative pressure) generated by this suction operation is transmitted to the chip inner space 103 via the pressure transmitting gas, and the liquid sample 200 in the sample container can be sucked into the nozzle tip 10 from the tip opening 101. .

逆に、ノズルチップ１０内の液体試料２００を吐出先の容器内へ吐出する際には、ピストン２２を図１中で上方向に移動させることにより圧力（正圧）が、上記圧力伝達ガスを介してチップ内空間１０３に伝達して、ノズルチップ１０内の液体試料２００を先端開口１０１から吐出先の容器内へ吐出することができる。 Conversely, when the liquid sample 200 in the nozzle tip 10 is discharged into the discharge destination container, the pressure (positive pressure) is moved by moving the piston 22 upward in FIG. The liquid sample 200 in the nozzle tip 10 can be discharged from the tip opening 101 into the discharge destination container.

このような分注装置１では、液体試料２００をノズルチップ１０内に吸引する前における圧力伝達ガスの体積を分注系のデッドボリュームと言う。なお、分注系のデッドボリュームは、液体試料２００をノズルチップ１０に吸引する前と吸引した後とでは、ほとんど変化しないと考えてよい。ノズルチップ１０に液体試料２００を吸入する際には、ポンプ空間２３の容積が増大したのとほぼ同じ分だけの液体試料２００がノズルチップ１０に吸入されて、ノズルチップ１０のチップ内空間１０３にある空気がその分だけ減少するからである。 In such a dispensing apparatus 1, the volume of the pressure transmission gas before the liquid sample 200 is sucked into the nozzle tip 10 is referred to as a dispensing system dead volume. In addition, it may be considered that the dead volume of the dispensing system hardly changes between before and after the liquid sample 200 is sucked into the nozzle tip 10. When the liquid sample 200 is sucked into the nozzle tip 10, the liquid sample 200 is sucked into the nozzle tip 10 by the amount that is almost the same as the volume of the pump space 23 is increased, and enters the intra-chip space 103 of the nozzle tip 10. This is because some air decreases by that amount.

図２に示すように、分注装置１は、分注ポンプ２およびノズル駆動部６の作動を制御する制御部（ＣＰＵ）８と、各種の分注条件等のデータを入力するキーボードまたはマウス等で構成された入力部９と、操作画面等を表示する表示部１１と、分注装置１の動作プログラムや動作条件のデータ等を記憶する記憶手段としてのメモリ１２と、エアギャップ検知部１７とを有している。 As shown in FIG. 2, the dispensing apparatus 1 includes a control unit (CPU) 8 that controls the operation of the dispensing pump 2 and the nozzle driving unit 6, and a keyboard or mouse that inputs data such as various dispensing conditions. A display unit 11 for displaying an operation screen and the like, a memory 12 as a storage unit for storing operation programs and operation condition data of the dispensing device 1, and an air gap detection unit 17 have.

制御部８は、ノズル駆動部６の作動を制御することにより、チップ装着部３に装着されたノズルチップ１０の移動および位置を制御し、さらにモータドライバ５４を介してパルスモータ５３の回転角度を制御することにより、分注ポンプ２の作動を制御する。これらの制御は、オープンループ制御でも、クローズドループ制御でもよい。 The control unit 8 controls the movement and position of the nozzle chip 10 mounted on the chip mounting unit 3 by controlling the operation of the nozzle driving unit 6, and further controls the rotation angle of the pulse motor 53 via the motor driver 54. By controlling, the operation of the dispensing pump 2 is controlled. These controls may be open loop control or closed loop control.

分注装置１の使用前には、オペレーター（操作者）は、入力部９を操作することにより、ノズルチップ１０の先端開口１０１の開口径（以下、記号ｄで示す）を表すデータと、液体試料２００の表面張力値（以下、記号σで示す）を表すデータとをそれぞれ入力する。これらの各データは、判定値設定メモリ１７４に記憶される。 Before using the dispensing device 1, the operator (operator) operates the input unit 9 to display data representing the opening diameter (hereinafter, indicated by the symbol d) of the tip opening 101 of the nozzle tip 10, and the liquid Data representing the surface tension value of the sample 200 (hereinafter referred to as symbol σ) is input. Each of these data is stored in the judgment value setting memory 174.

なお、入力部９から上記各データそのものを入力するのではなく、それらに関連する情報を入力することによりその関連情報と関係付けて記憶されていた上記各データが呼び出されて判定値設定メモリ１７４に記憶されるようにしてもよい。例えば、使用するノズルチップ１０の種類（例えば５００μｌチップ、１０００μｌチップ、２０００μｌチップのようなチップの容量）を入力することにより、そのノズルチップ１０に対応した先端開口径データｄが呼び出されて判定値設定メモリ１７４に記憶されるようにしてもよい。また、分注する液体試料２００の種類（例えば、血液、血清、試薬等）を入力することにより、その種類に対応する表面張力値σが呼び出されて判定値設定メモリ１７４に記憶されるようにしてもよい。 In addition, instead of inputting the data itself from the input unit 9, the data stored in relation to the related information is called up by inputting information related to the data, and the determination value setting memory 174 is set. May be stored. For example, by inputting the type of nozzle tip 10 to be used (for example, a chip capacity such as 500 μl chip, 1000 μl chip, or 2000 μl chip), the tip opening diameter data d corresponding to the nozzle chip 10 is called and the determination value is obtained. It may be stored in the setting memory 174. Further, by inputting the type of liquid sample 200 to be dispensed (for example, blood, serum, reagent, etc.), the surface tension value σ corresponding to the type is called and stored in the determination value setting memory 174. May be.

ここで、分注装置一般における液垂れの問題について説明する。一般に、分注装置では、ノズルチップ１０内に液体試料２００を吸入した後、すぐに吐出先の容器へノズルチップ１０を移動させて液体試料２００を吐出する場合には問題ないが、分注処理の手順・方法等によっては、ノズルチップ１０内に液体試料２００を吸入した後にノズルチップ１０を空中で待機させることがある。この待機時間が長く（例えば数十秒以上）続くと、ノズルチップ１０の先端開口１０１から液滴が垂れ落ちることがあった。 Here, the problem of dripping in the dispensing apparatus in general will be described. Generally, in the dispensing device, there is no problem when the liquid sample 200 is discharged into the discharge destination container immediately after the liquid sample 200 is sucked into the nozzle tip 10, but the dispensing process is not problematic. Depending on the procedure, method, and the like, the nozzle tip 10 may stand by in the air after the liquid sample 200 is sucked into the nozzle tip 10. If this waiting time continues for a long time (for example, several tens of seconds or more), droplets may hang down from the tip opening 101 of the nozzle tip 10.

本発明者らの知見によれば、この液垂れが生じる原因は、ノズルチップ１０内の液面２０５（図１参照）からチップ内空間１０３への蒸発によって圧力伝達ガスの圧力が増加する結果、先端開口１０１から液体試料２００が押し出されるためである。以下、図４を参照しつつ、より詳しく説明する。 According to the knowledge of the present inventors, the cause of this liquid dripping is that the pressure of the pressure transmission gas increases due to evaporation from the liquid surface 205 (see FIG. 1) in the nozzle tip 10 to the chip internal space 103. This is because the liquid sample 200 is pushed out from the tip opening 101. Hereinafter, it will be described in more detail with reference to FIG.

ノズルチップ１０内に液体試料２００を吸引して先端開口１０１が試料容器内の液面から離れた直後における圧力伝達ガスの圧力Ｐ_１は、大気圧から水頭圧分だけ低下した値となるので、Ｐ_１＝Ｐ_０−ρｇｈとなる。ただし、Ｐ_０は大気圧、ρは液体試料２００の密度、ｇは重力加速度、ｈはノズルチップ１０内の液体試料２００の高さである。 Since the front end opening 101 and the liquid aspirated sample 200 into the nozzle tip 10 the pressure P ₁ of the pressure transfer gas in immediately after leaving the liquid surface in the sample container is a value decreased by water head pressure from the atmospheric pressure, P ₁ = P ₀ −ρgh. Here, P ₀ is the atmospheric pressure, ρ is the density of the liquid sample 200, g is the gravitational acceleration, and h is the height of the liquid sample 200 in the nozzle tip 10.

その後、先端開口１０１が空中にある状態でノズルチップ１０内の液面２０５からの蒸発により圧力伝達ガスの圧力が上昇すると、先端開口１０１における液体試料２００の液面２０１が図４（ａ）→（ｂ）→（ｃ）のように押し出されていき、ついには図４（ｄ）のように液滴２０２として垂れ落ちる。 Thereafter, when the pressure of the pressure transmission gas rises due to evaporation from the liquid surface 205 in the nozzle tip 10 with the tip opening 101 in the air, the liquid level 201 of the liquid sample 200 in the tip opening 101 is changed to FIG. It is pushed out as shown in (b) → (c), and finally drops as a droplet 202 as shown in FIG.

図４（ａ）〜（ｃ）のような状態では、液面２０１の曲率半径をｒとすると、液面２０１に作用する表面張力によって、ラプラス圧２σ／ｒが発生する。すなわち、圧力伝達ガスの圧力が吸引直後のＰ_１からΔＰだけ増大したとすると、この圧力の増分ΔＰがラプラス圧２σ／ｒと釣り合う（ΔＰ＝２σ／ｒ）ようにして、液面２０１が押し出されていく。 4A to 4C, if the curvature radius of the liquid surface 201 is r, the Laplace pressure 2σ / r is generated by the surface tension acting on the liquid surface 201. That is, when the pressure in the pressure transfer gas increased from P ₁ immediately after suction by [Delta] P, increment [Delta] P of the pressure so as to balance with Laplace pressure 2σ / r (ΔP = 2σ / r), is pushed out the liquid level 201 It will be.

ラプラス圧２σ／ｒは、液面２０１の曲率半径ｒが小さいほど大きくなるが、液面２０１の曲率半径ｒが最も小さくなるのは、図４（ｂ）に示すように、液面２０１が先端開口１０１から半球状に突出する状態であり、このときの液面２０１の曲率半径ｒは、ｄ／２になる。よって、図４（ｂ）に示す状態のとき、ラプラス圧２σ／ｒは、最大値２σ／（ｄ／２）＝４σ／ｄをとる。 The Laplace pressure 2σ / r increases as the radius of curvature r of the liquid surface 201 decreases. However, the radius of curvature r of the liquid surface 201 becomes the smallest as shown in FIG. In this state, the liquid surface 201 projects in a hemispherical shape from the opening 101, and the curvature radius r of the liquid surface 201 is d / 2. Therefore, in the state shown in FIG. 4B, the Laplace pressure 2σ / r takes the maximum value 2σ / (d / 2) = 4σ / d.

よって、理論上は、圧力伝達ガスの圧力の、吸引直後の圧力Ｐ_１からの増分ΔＰがラプラス圧の最大値４σ／ｄを超えると、図４（ｂ）の状態を超えて図４（ｃ）→（ｄ）となって液垂れが発生する。逆に、圧力伝達ガスの圧力の、吸引直後の圧力Ｐ_１からの増分ΔＰがラプラス圧の最大値４σ／ｄを超えなければ、図４（ｂ）の状態を超えて液面２０１が押し出されることはなく、液垂れは発生しない。 Thus, theoretically, the pressure in the pressure transfer gas, the increment ΔP from pressure P ₁ immediately after the suction exceeds the maximum value 4 [sigma] / d of Laplace pressure, 4 beyond the state of FIG. 4 (b) (c ) → (d) and dripping occurs. Conversely, the pressure of the pressure transfer gas, if increment ΔP from pressure P ₁ immediately after the suction does not exceed the maximum value 4 [sigma] / d of Laplace pressure, liquid level 201 is pushed out beyond the state of FIG. 4 (b) No dripping occurs.

そこで、本発明の分注装置１は、ノズルチップ１０内に液体試料２００を吸引してノズルチップ１０を上昇させた後、分注ポンプ２を吸引作動（液垂れ防止吸引作動）させて、圧力伝達ガスの圧力を低下させることにより、上記のような液垂れが発生するのを防止する。 Therefore, the dispensing device 1 of the present invention sucks the liquid sample 200 into the nozzle tip 10 and raises the nozzle tip 10, and then causes the dispensing pump 2 to perform a suction operation (a liquid dripping prevention suction operation), thereby By reducing the pressure of the transmission gas, the occurrence of dripping as described above is prevented.

液垂れ防止吸引作動を行った場合、分注ポンプ２の吸引量ｖが多過ぎると、先端開口１０１から空気が流入して、ノズルチップ１０の先端部にエアギャップ（空気溜まり）３００が生成してしまう。エアギャップ検知部１７は、液垂れ防止吸引作動を行ったときに、このエアギャップ３００が発生する危険性を検知するものである。 When the liquid dripping prevention suction operation is performed, if the suction amount v of the dispensing pump 2 is too large, air flows from the tip opening 101 and an air gap (air reservoir) 300 is generated at the tip of the nozzle tip 10. End up. The air gap detector 17 detects the risk of the air gap 300 occurring when the liquid dripping prevention suction operation is performed.

ここで、図５を参照して、液垂れ防止吸引時にエアギャップ３００が生成される場合について説明する。液垂れ防止吸引の吸引量ｖが多いと、図５（ａ）→（ｂ）→（ｃ）のように、先端開口１０１の液面２０３がノズルチップ１０内へ引っ込んでいき、先端開口１０１から空気が流入してなるエアギャップ３００が生成してしまう。 Here, with reference to FIG. 5, the case where the air gap 300 is produced | generated at the time of liquid dripping prevention suction is demonstrated. When the suction amount v of the liquid dripping prevention suction is large, the liquid level 203 of the tip opening 101 is retracted into the nozzle tip 10 as shown in FIGS. 5 (a) → (b) → (c), and from the tip opening 101. An air gap 300 formed by the inflow of air is generated.

このエアギャップ３００が生成すると、数秒後には図５（ｄ）に示すようにエアギャップ３００を介して先端開口１０１付近に液体試料２００の液溜まり２０４も生成する。このような状態になると、吐出先の容器に液体試料２００を吐出したときに泡を作ってしまったり、吐出量に誤差を生じたりするという不都合を生じる。また、図５（ｄ）の状態から液垂れが発生すると、気泡が先端開口１０１から弾けて飛散し、コンタミネーションが生じたりすることもある。これらの不都合を防止するため、液垂れ防止吸引作動は、エアギャップ３００を生成しないように行う必要がある。 When the air gap 300 is generated, a liquid pool 204 of the liquid sample 200 is also generated in the vicinity of the tip opening 101 via the air gap 300 as shown in FIG. In such a state, there arises a disadvantage that bubbles are generated when the liquid sample 200 is discharged to the discharge destination container, or an error is generated in the discharge amount. In addition, when liquid dripping occurs from the state of FIG. 5D, bubbles may bounce off the tip opening 101 and scatter, resulting in contamination. In order to prevent these disadvantages, it is necessary to perform the dripping prevention suction operation so that the air gap 300 is not generated.

図５に示すようなエアギャップ３００が生成される過程では、液面２０３に作用する表面張力により図４の場合と逆向きのラプラス圧２σ／ｒが生じ、このラプラス圧は、図５（ｂ）のように液面２０３の曲率半径ｒがｄ／２となったときに最大値４σ／ｄをとる。 In the process of generating the air gap 300 as shown in FIG. 5, a Laplace pressure 2σ / r opposite to the case of FIG. 4 is generated by the surface tension acting on the liquid surface 203. This Laplace pressure is shown in FIG. ), The maximum value 4σ / d is obtained when the curvature radius r of the liquid surface 203 becomes d / 2.

よって、理論上は、液垂れ防止吸引作動をしたときの圧力伝達ガスの圧力Ｐが、液体試料２００の吸引直後の圧力Ｐ_１と比べて４σ／ｄ以上低下すると、図５（ｂ）の状態を超えて図５（ｃ）→（ｄ）へと至り、エアギャップ３００が生成されてしまう。これに対し、液垂れ防止吸引作動をしたときの圧力伝達ガスの圧力Ｐの、液体試料２００の吸引直後の圧力Ｐ_１に対する低下幅が４σ／ｄより小さければ、図５（ｂ）の状態を超えることはなく、エアギャップ３００は生成しない。 Therefore, in theory, when the pressure P of the pressure transmission gas when the liquid dripping prevention suction operation is performed decreases by 4σ / d or more as compared with the pressure P ₁ immediately after the suction of the liquid sample 200, the state of FIG. 5 (c) → (d) and the air gap 300 is generated. In contrast, the pressure P of the pressure transfer gas when the dripping preventing suction operation, if the decline with respect to the pressure P ₁ immediately after the suction of the liquid sample 200 is less than 4 [sigma] / d, a state of FIG. 5 (b) It does not exceed and the air gap 300 is not generated.

エアギャップ検知部１７は、上述のような理論に基づいて、液垂れ防止吸引作動を行った際の圧力伝達ガスの圧力が、エアギャップ３００が発生しそうな低さに低下したことを検知することにより、エアギャップ３００生成の危険性を検知するものである。そして、本発明の分注装置１は、エアギャップ３００生成の危険性が検知された場合、液垂れ防止吸引作動をしている分注ポンプ２を停止することにより、エアギャップ３００の発生を防止する。 Based on the above-described theory, the air gap detection unit 17 detects that the pressure of the pressure transmission gas when performing the dripping prevention suction operation has decreased to a level at which the air gap 300 is likely to be generated. Thus, the risk of air gap 300 generation is detected. And when the danger of air gap 300 production | generation is detected, the dispensing apparatus 1 of this invention prevents generation | occurrence | production of the air gap 300 by stopping the dispensing pump 2 which is carrying out the dripping prevention suction operation. To do.

図２に示すように、エアギャップ検知部１７は、電流電圧変換回路１７１と、ＡＤＣ（アナログ／デジタルコンバータ）１７２と、圧力値算出手段としての判定値演算部１７３と、記憶手段としての判定値設定メモリ１７４と、ＤＡＣ（デジタル／アナログコンバータ）１７５と、コンパレータ１７６と、判定部１７７とを有している。 As shown in FIG. 2, the air gap detection unit 17 includes a current-voltage conversion circuit 171, an ADC (analog / digital converter) 172, a determination value calculation unit 173 as pressure value calculation means, and a determination value as storage means. A setting memory 174, a DAC (digital / analog converter) 175, a comparator 176, and a determination unit 177 are included.

以下、図３のフローチャートに基づいて、分注装置１が行う分注作動について説明する。
液体試料２００をノズルチップ１０内に吸引する前に、エアギャップ検知部１７の判定値演算部１７３は、分注ポンプ２の液垂れ防止吸引作動を停止タイミングを判定するための圧力低下幅ΔＰ_Ｌを算出する。液垂れ防止吸引作動をしている最中に、圧力伝達ガスの圧力Ｐが、液体試料２００の吸引直後の圧力Ｐ_１から、このΔＰ_Ｌだけ低下した場合、液垂れ防止吸引作動を停止する。 Hereinafter, based on the flowchart of FIG. 3, the dispensing operation performed by the dispensing apparatus 1 will be described.
Before the liquid sample 200 is sucked into the nozzle tip 10, the determination value calculation unit 173 of the air gap detection unit 17 determines the pressure drop width ΔP _L for determining the stop timing of the liquid dripping prevention suction operation of the dispensing pump 2. Is calculated. During the liquid dripping prevention suction operation, when the pressure P of the pressure transmission gas decreases by this ΔP _L from the pressure P ₁ immediately after the liquid sample 200 is sucked, the liquid dripping prevention suction operation is stopped.

本発明者らの知見によれば、このΔＰ_Ｌは、前述した理論通りに、４σ／ｄとしておけばエアギャップ３００の発生を防止することができる。よって、判定値演算部１７３は、判定値設定メモリ１７４に記憶されたノズルチップ１０の先端開口径ｄと、液体試料２００の表面張力値σとを用いて、Ｐ_ｍａｘ＝４σ／ｄ×９０〜１００％としてピーク値Ｐ_ｍａｘを算出し、設定する（ステップＳ００１）。次に、ΔＰ_Ｌ＝Ｐ_ｍａｘ×８０〜９０％として、圧力低下幅ΔＰ_Ｌを算出し、設定する（ステップＳ００２）。 According to the knowledge of the present inventors, if this ΔP _L is set to 4σ / d as described above, the generation of the air gap 300 can be prevented. Therefore, the determination value calculation unit 173 uses the tip opening diameter d of the nozzle tip 10 and the surface tension value σ of the liquid sample 200 stored in the determination value setting memory 174, and P _max = 4σ / d × 90˜ The peak value P _max is calculated and set as 100% (step S001). Next, the pressure drop width ΔP _L is calculated and set as ΔP _L = P _max × 80 to 90% (step S002).

次いで、制御部８は、液垂れ防止吸引作動における分注ポンプ２の目標吸引量ｖを設定する（ステップＳ００３）。この目標吸引量ｖは、液体試料２００の吸引後から吐出までに必要とされる待機時間（例えば１分間）の間、液垂れが発生するのを防止可能な量となるように設定される。この目標吸引量ｖは、言うまでもなく、液垂れを防止する時間が長くなればなるほど多く必要である。また、目標吸引量ｖは、ノズルチップ１０の太さ（横断面積）や環境の温度・湿度によっても異なり、ノズルチップ１０が太いものほど目標吸引量ｖが多く必要であり、高温・低湿の環境ほど目標吸引量ｖが多く必要である。 Next, the control unit 8 sets a target suction amount v of the dispensing pump 2 in the dripping prevention suction operation (step S003). The target suction amount v is set so as to prevent the occurrence of dripping during a standby time (for example, 1 minute) required from the suction of the liquid sample 200 to the discharge. Needless to say, this target suction amount v is required as the time for preventing dripping increases. The target suction amount v also varies depending on the thickness (cross-sectional area) of the nozzle tip 10 and the temperature / humidity of the environment. The thicker the nozzle tip 10, the larger the target suction amount v is required. The larger the target suction amount v is, the more necessary.

次いで、制御部８は、ノズル駆動部６を作動させてノズルチップ１０を試料容器へ移動させ下降させた後、分注ポンプ２を吸引作動させてノズルチップ１０内に液体試料２００を吸引する（ステップＳ００４）。液体試料２００を吸引したら、ノズル駆動部６を作動させて、ノズルチップ１０を上昇させた後、吐出先の容器への移動を開始する（ステップＳ００５）。 Next, the control unit 8 operates the nozzle driving unit 6 to move the nozzle tip 10 to the sample container and lowers it, and then operates the dispensing pump 2 to perform the suction operation to suck the liquid sample 200 into the nozzle tip 10 ( Step S004). When the liquid sample 200 is sucked, the nozzle driving unit 6 is operated to raise the nozzle tip 10 and then start moving to the discharge destination container (step S005).

次いで、エアギャップ検知部１７は、次のようにして、液垂れ防止吸引作動の停止タイミングを判定するための基準圧（圧力値）の設定を行う（ステップＳ００６）。ノズルチップ１０が上昇して先端開口１０１が試料容器内の液面から離れた直後に圧力センサ７から出力された電流信号は、電流電圧変換回路１７１により電圧信号に変換された後、ＡＤＣ１７２でデジタル信号に変換された後、判定値演算部１７３に入力される。この信号は、液体試料２００の吸引直後の圧力伝達ガスの圧力Ｐ_１を表すものである。判定値演算部１７３は、この圧力値Ｐ_１から、ステップＳ００１で算出した圧力低下幅ΔＰ_Ｌを減算することにより、液垂れ防止吸引作動を停止すべき圧力伝達ガスの圧力値Ｐ_Ｌを算出する（Ｐ_Ｌ＝Ｐ_１−ΔＰ_Ｌ）。圧力値Ｐ_Ｌを表すデジタル信号は、ＤＡＣ１７５によりアナログ信号（電圧信号）に変換された後、コンパレータ１７６に入力される。 Next, the air gap detection unit 17 sets a reference pressure (pressure value) for determining the stop timing of the dripping prevention suction operation as follows (step S006). The current signal output from the pressure sensor 7 immediately after the nozzle tip 10 is lifted and the tip opening 101 is separated from the liquid level in the sample container is converted into a voltage signal by the current-voltage conversion circuit 171 and then digitalized by the ADC 172. After being converted to a signal, it is input to the judgment value calculation unit 173. This signal is representative of the pressure P ₁ of the pressure transfer gas immediately after the suction of the liquid sample 200. Judgment value calculating unit 173 from the pressure values P _1, by subtracting the pressure drop width [Delta] P _L calculated in step S001, calculates the pressure value P _L of the pressure transfer gas to stop dripping preventing suction operation (P _L = P ₁ −ΔP _L ). Digital signal representative of the pressure value _{P L} is converted to an analog signal (voltage signal) by DAC175, is input to the comparator 176.

次いで、制御部８は、分注ポンプ２に液垂れ防止吸引作動を開始させる（ステップＳ００７）。 Next, the control unit 8 causes the dispensing pump 2 to start a dripping prevention suction operation (step S007).

液垂れ防止吸引作動を行っている間、エアギャップ検知部１７は、圧力伝達ガスの圧力Ｐを監視することにより、エアギャップ発生のおそれがあるかどうかを以下のようにして検知する。圧力センサ７からは、圧力伝達ガスの圧力Ｐを表す電流信号がリアルタイムに出力され、このリアルタイムの圧力Ｐを表す電流信号は、電流電圧変換回路１７１により電圧信号に変換された後、コンパレータ１７６に入力される。 While performing the dripping prevention suction operation, the air gap detection unit 17 detects whether there is a possibility of the occurrence of the air gap by monitoring the pressure P of the pressure transmission gas as follows. From the pressure sensor 7, a current signal representing the pressure P of the pressure transmission gas is output in real time. The current signal representing the real time pressure P is converted into a voltage signal by the current-voltage conversion circuit 171, and is then sent to the comparator 176. Entered.

コンパレータ１７６では、圧力伝達ガスのリアルタイムの圧力Ｐと、ステップＳ００５で算出した圧力値Ｐ_Ｌとの二つの入力信号の電圧の高低を比較することにより、圧力伝達ガスの圧力Ｐが圧力値Ｐ_Ｌまで低下したか否かを検出し、その比較結果としてＨｉｇｈレベル信号またはＬｏｗレベル信号を判定部１７７へ出力する。 In the comparator 176, and the pressure P of the real-time pressure transfer gas, by comparing the level of the voltage of the two input signals of the pressure values P _L calculated in step S005, the pressure the pressure P of the pressure transmitting gas values P _L It is detected whether or not the signal level has decreased to a high level signal or a low level signal as a comparison result.

判定部１７７は、コンパレータ１７６から入力された信号に基づき、圧力伝達ガスの圧力Ｐが圧力値Ｐ_Ｌを下回ったか否かを判断し、その判断結果を制御部８に入力する（ステップＳ００８）。 Determination unit 177 based on the input signal from the comparator 176, the pressure P of the pressure transmitting gas is determined whether falls below the pressure value P _L, and inputs the determination result to the control unit 8 (step S008).

圧力伝達ガスの圧力Ｐが圧力値Ｐ_Ｌを下回った場合には、エアギャップ３００が発生するおそれがあるので、制御部８は、分注ポンプ２の液垂れ防止吸引作動を停止させる（ステップＳ００９）。これにより、エアギャップ３００の生成を確実に防止することができる。分注ポンプ２の液垂れ防止吸引作動を停止した場合には、制御部８は、それまでの液垂れ防止吸引量をステップＳ００２で設定した目標吸引量ｖから減算することにより、未吸引量ｖ_１を算出し、メモリ１２に記憶する（ステップＳ０１０）。 When the pressure P of the pressure transmitting gas drops below the pressure value P _L, since there is a possibility that the air gap 300 is generated, the control unit 8 stops the dripping preventing suction operation of the dispensing pump 2 (step S009 ). Thereby, the production | generation of the air gap 300 can be prevented reliably. When the liquid dripping prevention suction operation of the dispensing pump 2 is stopped, the control unit 8 subtracts the liquid dripping prevention suction amount so far from the target suction amount v set in step S002, whereby the unsuction amount v ₁ is calculated and stored in the memory 12 (step S010).

次いで、制御部８は、未吸引量ｖ_１がｖ_１＞０であるか否かを判断することにより、液垂れ防止吸引作動が完了したか否か（目標吸引量ｖを吸引し終えたか否か）を判断する（ステップＳ０１１）。 Next, the control unit 8 determines whether or not the non-suction amount v ₁ is v ₁ > 0, thereby determining whether or not the dripping prevention suction operation is completed (whether or not the target suction amount v has been sucked). Is determined (step S011).

液垂れ防止吸引作動が完了していない場合には、そのままであると液体試料２００の吐出動作までの間に液垂れが発生するおそれがあるので、前回の液垂れ防止吸引作動をしたときから所定時間τ（τは例えば１０秒程度）が経過するのを待って（ステップＳ０１２）、再度液垂れ防止吸引作動を開始する（ステップＳ０１３）。 If the liquid dripping prevention suction operation is not completed, the liquid dripping may occur before the liquid sample 200 is discharged if it remains as it is. Waiting for the elapse of time τ (for example, about 10 seconds) (step S012), the dripping prevention suction operation is started again (step S013).

この２回目の液垂れ防止吸引作動の開始後は、ステップＳ００８以下の判断を繰り返す。すなわち、２回目の液垂れ防止吸引作動において圧力伝達ガスの圧力Ｐが圧力値Ｐ_Ｌを下回った場合には、分注ポンプ２の液垂れ防止吸引作動を停止し（ステップＳ００９）、エアギャップ３００の生成を防止する。また、制御部８は、それまでの通算（ここでは１回目および２回目の合計）の液垂れ防止吸引量をステップＳ００３で設定した目標吸引量ｖから減算することにより、未吸引量ｖ_１を算出し、メモリ１２に記憶する。以下、同様にして、分注装置１は、液垂れ防止吸引作動の通算吸引量が目標吸引量ｖに達するまで液垂れ防止吸引作動を間欠的に複数回行う。これにより、エアギャップ３００生成防止のために液垂れ防止吸引を一旦停止した場合であっても、その後に液垂れが発生するのを確実に防止することができる。 After the start of the second dripping prevention suction operation, the determinations after step S008 are repeated. That is, when the pressure P of the second hydraulic pressure transfer gas in sagging suction operation falls below the pressure value P _L stops dripping preventing suction operation of the dispensing pump 2 (step S009), the air gap 300 Prevents the generation of The control unit 8 subtracts the dripping preventing suction amount from the target suction amount v set in step S003 (1 time and second total in this case) Until total of the non-suction amount v ₁ Calculate and store in the memory 12. Hereinafter, similarly, the dispensing apparatus 1 intermittently performs the dripping prevention suction operation a plurality of times until the total suction amount of the dripping prevention suction operation reaches the target suction amount v. Accordingly, even when the liquid dripping prevention suction is temporarily stopped to prevent the generation of the air gap 300, it is possible to reliably prevent the liquid dripping from occurring thereafter.

ステップＳ００８で圧力伝達ガスの圧力Ｐが圧力値Ｐ_Ｌを下回っていない場合には、エアギャップ３００の発生のおそれはないので、制御部８は液垂れ防止吸引作動を続行する。次いで、制御部８は、液垂れ防止吸引作動が完了したか否か、すなわち、それまでの液垂れ防止吸引量が目標吸引量ｖに達したか否かを判断し（ステップＳ０１４）、目標吸引量ｖに達していない場合にはステップＳ００８以下の判断を繰り返す。
ステップＳ０１４で、それまでの液垂れ防止吸引量が目標吸引量ｖに達したと判断した場合には、分注ポンプ２の液垂れ防止吸引作動を停止させて液垂れ防止吸引作動を終了し（ステップＳ０１５）、ノズルチップｌ０が吐出先の容器へ移動完了するのを待機する（ステップＳ０１６）。 When the pressure P of the pressure transfer gas is not below the pressure value P _L at step S008, does not contact it in the generation of the air gap 300, the control unit 8 continues the dripping preventing suction operation. Next, the control unit 8 determines whether or not the dripping prevention suction operation has been completed, that is, whether or not the previous dripping prevention suction amount has reached the target suction amount v (step S014), and the target suction. If the amount v has not been reached, the determinations in step S008 and subsequent steps are repeated.
If it is determined in step S014 that the previous dripping prevention suction amount has reached the target suction amount v, the dripping prevention suction operation of the dispensing pump 2 is stopped and the dripping prevention suction operation is terminated ( In step S015), the process waits for the nozzle tip l0 to finish moving to the discharge destination container (step S016).

ステップＳ０１６でノズルチップｌ０の吐出先の容器への移動が完了した場合や、ステップＳ０１２において所定時間τが経過する前にノズルチップｌ０の吐出先の容器への移動が完了した場合（ステップＳ０１７）には、制御部８は、液体試料２００の吐出量を、液垂れ防止吸引した分を補正して設定し直した後（ステップＳ０１８）、ノズルチップ１０内の液体試料２００を吐出先の容器内へ吐出する（ステップＳ０１９）。このとき、エアギャップ３００が生成されていないので、吐出先の容器内に泡ができるのを確実に防止することができる。 When the movement of the nozzle tip l0 to the discharge destination container is completed in step S016, or the movement of the nozzle chip l0 to the discharge destination container is completed before the predetermined time τ has elapsed in step S012 (step S017). After that, the control unit 8 corrects and sets the discharge amount of the liquid sample 200 by correcting the amount that has been sucked and prevented from dripping (step S018), and then places the liquid sample 200 in the nozzle tip 10 in the discharge destination container. (Step S019). At this time, since the air gap 300 is not generated, it is possible to reliably prevent bubbles from forming in the discharge destination container.

以上説明したように、分注装置１では、液垂れ防止吸引作動を行うことにより、液垂れの発生を確実に防止することができる。よって、断面積が大きい（太い）大容量のノズルチップを用いる場合や、高温低湿の環境下で分注を行うような液垂れの発生し易い条件下であっても、液垂れを確実に防止することができる。 As described above, in the dispensing device 1, the occurrence of dripping can be reliably prevented by performing the dripping prevention suction operation. Therefore, even when using a large-capacity (thick) large-capacity nozzle tip or under conditions where dripping is likely to occur when dispensing in a high-temperature, low-humidity environment, dripping is reliably prevented. can do.

また、液垂れ防止のためのデッドボリュームを増加させる必要はないので、ノズルチップ詰まり等のエラー検出を行う場合の感度低下や、分注量の誤差が増大することもない。 In addition, since it is not necessary to increase the dead volume for preventing dripping, there is no decrease in sensitivity when an error such as nozzle tip clogging is detected, and an error in the dispensing amount does not increase.

また、本発明では、液垂れ防止吸引を行ったときに、ノズルチップ先端にエアギャップが生成するのを確実に防止することができるので、液体試料を吐出先の容器に吐出したときに泡を作ったりするようなことを確実に防止することができる。 Further, in the present invention, it is possible to reliably prevent an air gap from being generated at the tip of the nozzle tip when the liquid dripping prevention suction is performed, so bubbles are not generated when the liquid sample is discharged to the discharge destination container. It can be surely prevented from making.

また、一つの圧力レベル（圧力値）との比較による判定のみでエアギャップ生成防止の制御が可能であるので、制御方法が簡単であり、制御系の構成を簡素化することができる。 In addition, since it is possible to control the air gap generation prevention only by the determination by comparison with one pressure level (pressure value), the control method is simple and the configuration of the control system can be simplified.

これに対し、本発明と異なり、エンコーダを用いて圧力伝達ガスの圧力を常に一定に保つように分注ポンプをフィードバック制御するような場合には、複雑な制御系を必要とし、装置が複雑化し、製造コストも増大する。 On the other hand, unlike the present invention, when the dispensing pump is feedback controlled so that the pressure of the pressure transmission gas is always kept constant using an encoder, a complicated control system is required and the apparatus becomes complicated. The manufacturing cost also increases.

また、本発明では、ノズルチップの先端開口径、液体試料の表面張力値に応じた制御を行うので、正確な制御が可能であるとともに、ノズルチップを他種のものに交換したり分注する液体試料が変わったりしてこれらの値が変更された場合であっても、これらの値を入力し直すことにより、上記効果を確実に発揮することができる。 Further, in the present invention, since control is performed according to the tip opening diameter of the nozzle tip and the surface tension value of the liquid sample, accurate control is possible and the nozzle tip is replaced or dispensed with another type. Even when these values are changed due to a change in the liquid sample, the above effects can be reliably exhibited by re-entering these values.

以上、本発明の分注装置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く、分注装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。 As mentioned above, although the dispensing apparatus of this invention was demonstrated about embodiment of illustration, this invention is not limited to this, Each part which comprises a dispensing apparatus is arbitrary structures which can exhibit the same function. Can be substituted. Moreover, arbitrary components may be added.

本発明の分注装置の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows embodiment of the dispensing apparatus of this invention. 図１に示す分注装置の電気的回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical circuit structure of the dispensing apparatus shown in FIG. 図１に示す分注装置が実施する分注方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the dispensing method which the dispensing apparatus shown in FIG. 1 implements. 液垂れが生じるときの様子を順を追って示すノズルチップ先端部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the nozzle tip front-end | tip part which shows a mode when liquid dripping arises later on. エアギャップが生じるときの様子を順を追って示すノズルチップ先端部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the tip part of the nozzle tip showing the state when the air gap is generated in order.

Explanation of symbols

１分注装置
１１表示部
１２メモリ
１７エアギャップ検知部
１７１電流電圧変換回路
１７２ＡＤＣ
１７３判定値演算部
１７４判定値設定メモリ
１７５ＤＡＣ
１７６コンパレータ
１７７判定部
２分注ポンプ
２１シリンダ
２２ピストン
２３ポンプ空間
３チップ装着部
３１管路
４管
５ポンプ駆動部
５１ピストンロッド
５２送りねじ
５３パルスモータ
５４モータドライバ
５５可動片
６ノズル駆動部
７圧力センサ
８制御部
９入力部
１０ノズルチップ
１０１先端開口
１０２基端開口
１０３チップ内空間
２００液体試料
２０１液面
２０２液滴
２０３液面
２０４液溜まり
２０５液面
３００エアギャップ
Ｓ００１〜Ｓ０１９ステップ 1 Dispensing device 11 Display unit 12 Memory 17 Air gap detection unit 171 Current-voltage conversion circuit 172 ADC
173 Judgment value calculation unit 174 Judgment value setting memory 175 DAC
176 Comparator 177 Judging part 2 Dispensing pump 21 Cylinder 22 Piston 23 Pump space 3 Tip mounting part 31 Pipe line 4 Pipe 5 Pump drive part 51 Piston rod 52 Feed screw 53 Pulse motor 54 Motor driver 55 Movable piece 6 Nozzle drive part 7 Pressure Sensor 8 Control unit 9 Input unit 10 Nozzle tip 101 Front end opening 102 Base end opening 103 Chip inner space 200 Liquid sample 201 Liquid surface 202 Liquid droplet 203 Liquid surface 204 Liquid reservoir 205 Liquid surface 300 Air gap S001 to S019 Step

Claims

A dispensing device that sucks and discharges a liquid sample from the tip opening of the nozzle by transmitting the pressure generated by the operation of the dispensing pump to the nozzle through a pressure transmission gas,
A control unit for controlling the operation of the dispensing pump;
Pressure detecting means for detecting the pressure of the pressure transmission gas;
Storage means for storing tip opening diameter data of the nozzle and surface tension value data of the liquid sample;
The liquid dripping prevention suction operation in order to prevent air from flowing in from the nozzle tip opening when performing the liquid dripping prevention suction operation of the dispensing pump for preventing the liquid dripping from the nozzle tip opening. Pressure value calculating means for calculating the pressure value of the pressure transmission gas used for determining the timing to stop the pressure based on the tip opening diameter data and the surface tension value data,
Wherein, after the liquid sample has been aspirated into the nozzle during the fluid sagging suction operation until total suction amount of the liquid sagging suction operation to the dispensing pump reaches a preset target amount missing If the pressure detected by the pressure detecting means drops to the pressure value calculated by the pressure value calculating means when the liquid dripping prevention suction operation is performed each time, the liquid dripping prevention is performed. It controls to stop the suction operation ,
The pressure value calculating means calculates the pressure value by using a Laplace pressure represented by 4σ / d, where d is the tip opening diameter of the nozzle and σ is the surface tension value of the liquid sample. Dispensing device characterized.

The dispensing apparatus according to claim 1 , further comprising an input unit that inputs the tip opening diameter data and / or the surface tension value data.