JP6032397B2 - 卓上分注装置 - Google Patents

Description

本発明は、マイクロプレートの所望のウェル（穴）に液状試料を分注する分注装置であって、作業テーブル上に設置可能な卓上サイズの卓上分注装置に関する。

病院内の検査部門や検査センターでは、検査対象者から採取した便や尿などから培養した菌を液体に溶かした菌液（液状試料）をマイクロプレートのウェルに分注し、分注後のマイクロプレートを使用して薬の感受性等を調べる検査を自動化して省力化を図ることが一般的に行われている。マイクロプレートのウェルは液状試料の収納部であり、１枚のマイクロプレートにおいて格子状に多数設けられている。

マイクロプレートの所望のウェルに液状試料を分注する卓上サイズの分注装置として、特許文献１には、ピペットを有するヘッド部を備え、分注に必要な部材（ピペットの先端に装着するピペットチップを保持するチップケース、液状試料を貯留する試験管を保持する試験管ラック、及びマイクロプレート）を点対称に一つのテーブルに載せ、前記ヘッド部と前記テーブルを相対的に直交する３軸方向に移動させて分注操作を行う分注装置が開示されている。

しかし、特許文献１の分注装置には、マイクロプレートの供給を自動で行う機能がなく、テーブル上のマイクロプレートへの分注操作が終了した後に、次のマイクロプレートへの分注操作を行うには、作業者がマイクロプレートの入れ替えを行わなければならなかった。分注操作は、複数枚のマイクロプレートに対して連続して行うのが一般的であるが、特許文献１の分注装置では、１枚のマイクロプレートへの分注操作が終わるたびに、作業者がマイクロプレートの入れ替えを行わなければならない。１枚のマイクロプレートへの分注操作に要する時間は速度設定の条件にもよるが、通常１〜２分程度であるので、作業者が分注装置から離れて他の作業を行う余裕はなく、結局のところ作業者は、全てのマイクロプレートへの分注操作が終わるまで、分注装置に掛かりきりにならざるを得なかった。

特開２００５−６１９５７号公報

本発明が解決しようとする課題は、複数枚のマイクロプレートに対して分注操作を連続して行うことができる卓上サイズの卓上分注装置を提供することにある。

本発明は、テーブルの上面側の分注位置でマイクロプレートの所望のウェルに液状試料を分注する卓上分注装置であって、前記テーブルの上面側に配置され、複数枚のマイクロプレートが上下方向に積層されて収納され、底部の切出口からマイクロプレートを１枚ずつ切り出すマイクロプレート供給部と、前記テーブルの上面側に配置され、底部の受入口から分注後のマイクロプレートを１枚ずつ受け入れて分注後のマイクロプレートを上下方向に積層して収納するマイクロプレート収納部と、上下方向に移動可能であると共に、前記マイクロプレート供給部の切出口の直下位置と前記マイクロプレート収納部の受入口の直下位置との間を水平方向に移動可能であり、上下方向に移動可能とするための駆動機構が前記テーブルの下面側に配置されたエレベータと、前記テーブルの上面側に配置され、前記マイクロプレート供給部の切出口の直下位置から前記分注位置まで水平方向に移動可能であると共に、前記分注位置から前記マイクロプレート収納部の受入口の直下位置まで水平方向に移動可能なシフタとを備え、前記エレベータが、前記マイクロプレート供給部の切出口の直下位置において上下方向に移動することにより、前記マイクロプレート供給部の切出口からマイクロプレートを受け取って前記シフタに移載し、前記マイクロプレート収納部の受入口の直下位置において上下方向に移動することにより、前記シフタから分注後のマイクロプレートを受け取って前記マイクロプレート収納部の受入口から前記マイクロプレート収納部に収納させ、前記エレベータは、水平方向に移動しないときは、前記マイクロプレート供給部の切出口及び前記マイクロプレート収納部の受入口のうち前記分注位置に近い方の直下位置又は当該直下位置より前記分注位置に近い初期位置に付勢手段によって位置決めされており、水平方向に移動するときは、前記シフタと係合し前記シフタの駆動力により移動することを特徴とするものである。

このように、マイクロプレートを１枚ずつ切り出すマイクロプレート供給部と、分注後のマイクロプレートを１枚ずつ受け入れて分注後のマイクロプレートを上下方向に積層して収納するマイクロプレート収納部とを備えることで、作業者がマイクロプレートの入れ替えを行うことなく、複数枚のマイクロプレートに対して分注操作を連続して行うことができるようになる。また、エレベータが、マイクロプレート供給部の切出口の直下位置とマイクロプレート収納部の受入口の直下位置との間を水平方向に移動可能であるので、マイクロプレート供給部からのマイクロプレートの切り出し及びマイクロプレート収納部への分注後のマイクロプレートの収納を１台のエレベータで行うことができ、省スペース化が可能となる。

また、エレベータの初期位置を付勢手段で規定したうえで、シフタの駆動力によりエレベータを水平方向に移動させるようにすることで、エレベータを水平方向に移動させるための駆動機構（モータ）を設ける必要がないので、装置構成を簡単にできると共により一層の省スペース化が可能となる。

前記付勢手段としては、コイルばねを好適に使用できる。

本発明においては、前記シフタの水平方向の移動がＸ方向であり、分注用のピペットチップを装着するノズルを有する分注ヘッドが、前記Ｘ方向と直交するＹ方向に移動可能であり、前記分注ヘッドのノズルは、上下方向に移動可能であり、前記シフタのＸ方向の移動と前記分注ヘッドのＹ方向の移動の組合せにより、前記ピペットチップを前記マイクロプレートの所望のウェル上に位置決めするようにすることが好ましい。

このような構成とすることで、分注ヘッドの水平方向の移動をＹ方向のみとすることができるので、分注ヘッドの水平移動機構を簡単にでき、また１軸方向のみの移動であるので水平移動の動作の高速化が可能で確実性も向上する。

本発明においては、前記液状試料を収納する容器をセットする容器セット部及び前記ピペットチップをセットするチップセット部を有する円形状の回転ホルダを前記テーブルの上面側に更に備え、前記容器セット部は、前記回転ホルダの円周方向に沿って複数個設けられ、前記チップセット部は、前記回転ホルダの円周方向に沿って、前記容器セット部と前記回転ホルダの半径方向の位置が整合して対をなすように、前記容器セット部と同数個設けられ、前記回転ホルダの回転中心軸は、前記分注ヘッドのノズルのＹ方向の移動経路上にあり、前記回転ホルダの容器セット部及びチップセット部の対が、前記回転ホルダの回転により、順次、前記分注ヘッドのノズルのＹ方向の移動経路上に位置するようにすることが好ましい。

このような構成とすることで、分注ヘッドのノズルにピペットチップを装着し、そのピペットチップ内に容器内から液状試料を吸引する動作において、分注ヘッドの水平方向の移動はＹ方向（回転ホルダの半径方向）の一直線方向のみとすることができる。したがって、それぞれの容器セット部及びチップセット部の対において前記動作に要する時間が実質的に同じとなり、その後の分注操作も含めて、タクト（作業時間）のバラツキを抑えることができる。更に、前記動作において分注ヘッドのノズルは、一つの容器セット部及びチップセット部の対の上のみを通過し、他の容器セット部及びチップセット部の対の上は通過しないので、一つの容器内からピペットチップに吸引された液状試料が、他の容器内に混入してコンタミが生じることを防止できる。

本発明においては、前記分注位置における前記分注ヘッドのノズルのＹ方向の移動経路上に、前記ノズルから取り外されたピペットチップを前記テーブルの下方位置に廃棄するためのチップ廃棄口を有するチップ廃棄部を設けることができる。

本発明において、上下方向に移動可能とする駆動機構をテーブルの下面側に有するエレベータは分注位置までは移動せず、マイクロプレートはテーブルの上面側に配置されたシフタによって分注位置まで移動するので、分注位置におけるテーブルの下方位置は空きスペースとすることができる。そこで、分注ヘッドのノズルから取り外されたピペットチップをテーブルの下方位置に廃棄するためのチップ廃棄口を有するチップ廃棄部を分注位置に設けることで、テーブルの下方位置の空きスペースをピペットチップの廃棄スペースとすることができる。すなわち、ピペットチップの廃棄スペースをテーブルの上面側に設ける必要がないので、より一層の省スペース化が可能となる。

本発明において、前記チップ廃棄部は、前記ノズルの上下方向の移動により当該ノズルからピペットチップを取り外すチップ取外部を有することが好ましい。これにより、ノズルからピペットチップを容易に取り外すことができ、取り外されたピペットチップは、そのままチップ廃棄口からテーブルの下方位置に廃棄することができる。

本発明によれば、作業者がマイクロプレートの入れ替えを行うことなく、複数枚のマイクロプレートに対して分注操作を連続して行うことができる。したがって、作業者の負担を軽減できると共に、作業者は分注装置で複数枚のマイクロプレートに対して分注操作を行っている間、他の作業を行うことができるので作業効率が向上し、また作業者の多能工化を図ることもできる。

また、本発明では、マイクロプレート供給部からのマイクロプレートの切り出し及びマイクロプレート収納部への分注後のマイクロプレートの収納を１台のエレベータで行うことができるので、省スペース化が可能で、卓上サイズの分注装置を実現できる。

本発明の一実施例による卓上分注装置の全体構成を示す正面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 図１のＢ−Ｂ矢視図である。 マイクロプレート供給部の底部の構成を示す。 マイクロプレートを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は上下方向に複数枚積層した状態の正面図である。 マイクロプレート収納部の底部の構成を示す。 エレベータが水平方向に移動するときのシフタとの係合状態を示す。 分注ヘッドの構成を示す正面図である 回転ホルダの構成を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。 本発明の一実施例による卓上分注装置の動作の流れを示すフロー図である。 マイクロプレートを切り出す動作の流れを示す概念図である。

以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の一実施例による卓上分注装置の全体構成を示す正面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は図１のＢ−Ｂ矢視図である。本実施例の卓上分注装置は、液状試料として、尿・便を培地に塗布し培養後に発生したコロニーから釣菌した微生物を専用液に混釈した液をマイクロプレートに分注するものである。ただし、本発明の卓上分注装置は別の液状試料を分注することもでき、液状試料は前記の微生物混尺液に限定されるものではない。

本実施例の卓上分注装置は、そのサイズが横（Ｘ方向の寸法）：６８０ｍｍ×縦（Ｙ方向の寸法）：６００ｍｍ×高さ（Ｚ方向の寸法）：８００ｍｍであり、一般的な作業台のサイズ横：９００ｍｍ×縦：６００ｍｍに収まる卓上サイズである。

本実施例の卓上分注装置は、装置のベースとなるテーブル１０の上面側に、マイクロプレート供給部２０、マイクロプレート収納部３０、シフタ４０、分注ヘッド５０、及び回転ホルダ６０を備え、テーブル１０の下面側にエレベータ７０を備える。なお、図１において、分注ヘッド５０はその一部のみを示し、回転ホルダ６０は省略している。

以下、各部の構成を説明する。
図４は、マイクロプレート供給部２０の底部の構成を示す。マイクロプレート供給部２０は、複数枚（実施例では最大２０枚）のマイクロプレート１が上下方向に積層されて収納され、底部の切出口２１からマイクロプレートが１枚ずつ切り出される。

マイクロプレート１は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、その上面に、格子状に設けられた複数個（実施例では９６個）のウェル１ａを有する。マイクロプレート１は底面にフランジ１ｂを有し、このフランジ１ｂは、図５（ｃ）に示すように、片側でΔｄだけ突出している。本実施例で使用するマイクロプレート１は市販のもので、そのサイズは、横：１０５ｍｍ×縦：１３６ｍｍ×高さ：１４．８ｍｍで、前記Δｄは１．９２ｍｍである。

図４に戻って、マイクロプレート供給部２０は、その底部の切出口２１からマイクロプレートを１枚ずつ切り出すために、切出口２１の位置に開閉可能なゲート部２２を有する。ゲート部２２を開閉する機構は周知であり、例えば、ＤＣソレノイド、引っ張りばね及びリンク機構を組み合わせることで、ゲート部２２を開閉することができる。

図４はゲート部２２が閉じた初期状態を示し、このときゲート部２２はマイクロプレート１のフランジ１ｂの突出部分（図５（ｃ）のΔｄ部分）にのみ係合し、マイクロプレート１の積層体を下方から支持している。この状態から、ゲート部２２を開閉することにより、マイクロプレート供給部２０の底部の切出口２１からマイクロプレート１を１枚ずつ切り出すが、その手順は後述する。

図６は、マイクロプレート収納部３０の底部の構成を示す。マイクロプレート収納部３０は底部の受入口３１から分注後のマイクロプレート１を１枚ずつ受け入れて分注後のマイクロプレート１を上下方向に積層し、本実施例では最大で２０枚収納する。マイクロプレート収納部３０の受入口３１の両端には、支持爪３２が設けられている。支持爪３２は、定常状態である水平姿勢（図６の状態）から下方には回転不能で上方にのみ回転可能となるように設けられている。したがって、図６の定常状態では支持爪３２が分注後のマイクロプレート１の積層体を下方から支持する。一方、受入口３１から分注後のマイクロプレート１を受け入れるときは、後述するエレベータが受入口３１の直下位置において分注後のマイクロプレート１を上昇させる。そうすると、分注後のマイクロプレート１が支持爪３２に突き当たり、支持爪３２が上方に逃げるように回転し、分注後のマイクロプレートが受入口３１を通過する。分注後のマイクロプレートが受入口３１を通過したら、支持爪３２は自重により図６の定常状態に戻り、分注後のマイクロプレート１の積層体を下方から支持する。

図１に戻って、エレベータ７０は、昇降駆動源（上下方向に移動可能とするための駆動機構）である電動シリンダ７１によって上下方向に移動可能で、マイクロプレートを下方から支持可能なプレート支持部７２を有する。また、エレベータ７０は、レール７３に沿って水平方向（Ｘ方向）に移動可能に設けられており、前述したマイクロプレート供給部２０の切出口２１の直下位置とマイクロプレート収納部３０の受入口３１の直下位置との間を移動可能である。

エレベータ７０は、水平方向（Ｘ方向）に移動するための独自の駆動源は備えておらず、水平方向に移動しないときは、その初期位置として、マイクロプレート供給部２０の切出口２１及びマイクロプレート収納部３０の受入口３１のうち分注位置（図１においてシフタ４０がある位置）に近いマイクロプレート収納部３０の受入口３１の直下位置に付勢手段であるコイルばね７４によって位置決めされている。具体的には、コイルばね７４の一端が装置本体に固定され、コイルばね７４の他端がエレベータ７０に固定されており、コイルばね７４の自然長の位置が初期位置となる。

エレベータ７０は、前述のとおり水平方向（Ｘ方向）に移動するための独自の駆動源は備えていないので、水平方向（Ｘ方向）、具体的にはマイクロプレート収納部３０の受入口３１の直下位置（初期位置）からマイクロプレート供給部３０の切出口３１の直下位置に移動するときは、後述するシフタ４０と係合しシフタ４０の駆動力により、コイルばね７４の付勢力に抗して移動する。

図７は、エレベータ７０が水平方向に移動するときのシフタ４０との係合状態を示す。シフタ４０の詳細は後述するが、シフタ４０はその下面に係合凸部４１を有し、エレベータ７０は係合凸部４１に係合可能な係合突起７５を有する。したがって、シフタ４０が図７の左側にある分注位置から右側に向けて移動してくると、シフタ４０の係合凸部４１にエレベータ７０の係合突起７５が係合し、エレベータ７０はシフタ４０に押されながら移動する。シフタ４０が図７において左側に移動するときは、シフタ４０の係合凸部４１とエレベータ７０の係合突起７５との係合は実質的に解除され、エレベータ７０はコイルばね７４の復元力により、初期位置に戻る。

なお、本発明において付勢手段は、コイルばねに限定されない。例えば、エレベータの水平方向の移動をガイドするレールに傾斜を設け、その傾斜によりエレベータが初期位置に付勢されて位置決めされるようにしてもよい。ただし、各装置構成の単純化、確実性等の点から、付勢手段としてはコイルばねが適している。

また、本実施例では、エレベータ７０の初期位置をマイクロプレート収納部３０の受入口３１の直下位置としたが、その直下位置よりも分注位置に近い位置を初期位置としてもよい。この場合も、エレベータ７０は、シフタ４０と係合することで、その初期位置からマイクロプレート収納部３０の受入口３１の直下位置又はマイクロプレート供給部２０の切出口２１の直下位置まで水平方向に移動できる。また、本実施例では、マイクロプレート収納部３０を分注位置の近くに配置したが、マイクロプレート供給部２０を分注位置の近くに配置することもでき、この場合、エレベータ７０の初期位置は、マイクロプレート供給部２０の切出口２１の直下位置又は当該直下位置より分注位置に近い位置とする。

ちなみに、本発明は、エレベータ７０を水平方向（Ｘ方向）に移動させるための独自の駆動源を設けることは排除しないが、省スペース化の点からは、本実施例のようにシフタ４０の駆動力でエレベータ７０を水平方向（Ｘ方向）に移動させるようにすることが好ましい。

次にシフタ４０の構成を説明する。図１及び図２に示すように、シフタ４０は平面視でコ字状の形状を有し、その上面にマイクロプレートを取り囲むようにして保持し位置決めするための保持ピン４２が合計で８本立ち上げられて設けられている。シフタ４０の基端側はレール４３に沿って移動可能に取り付けられると共に、タイミングベルト４４に固定されている。タイミングベルト４４はシフタ駆動用モータ４５の駆動軸に連結されており、シフタ駆動用モータ４５の駆動により、Ｘ方向にエンドレスで移動する。これにより、シフタ４０がレール４３にガイドされながらＸ方向に移動する。その移動範囲は、図１においてシフタ４０がある分注位置からマイクロプレート供給部２０の切出口２１の直下位置までの範囲である。

次に分注ヘッド５０の構成を説明する。図８は、分注ヘッド５０の構成を示す正面図である。分注ヘッド５０は、分注用のピペットチップを装着するノズル５１を有する。ノズル５１は分注ヘッド５０の本体に対して上下方向（Ｚ方向）に移動可能に設けられている。具体的には、ノズル５１はタイミングベルト５２に固定されており、タイミングベルト５２はノズル駆動用モータ５３の駆動軸に連結されている。タイミングベルト５２は、ノズル駆動用モータ５３の駆動により、Ｚ方向にエンドレスで移動する。これにより、ノズル５１がＺ方向に移動する。

ノズル５１には、それに装着されたピペットチップに液状試料を吸引・吐出するためのディスペンサ機構５４が接続されている。ディスペンサ機構５４は、ボールねじとモータを使用した自動注射機構により構成できる。

また、分注ヘッド５０は、その本体側にノズル５１の先端にピペットチップが正常に装着されているか否かを検知するためのセンサ５５が設けられている。センサ５５としては、汎用の光学式反射センサを使用できる。

分注ヘッド５０は、図１及び図３に示すレール５６に沿って水平方向（Ｙ方向）に移動可能に設けられている。具体的には、分注ヘッド５０はレール５６に沿って移動可能に取り付けられると共に、タイミングベルト５７に固定されている。タイミングベルト５７は分注ヘッド駆動用モータ５８の駆動軸に連結されており、分注ヘッド駆動用モータ５８の駆動により、Ｙ方向にエンドレスで移動する。これにより、分注ヘッド５０がレール５６にガイドされながらＹ方向に移動する。

次に回転ホルダ６０の構成を説明する。図９は回転ホルダ６０の構成を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。

回転ホルダ６０は平面視で円形をなし、液状試料を収納する容器６１をセットする容器セット部６２及び分注用のピペットチップ６３をセットするチップセット部６４を有する。この回転ホルダ６０（容器セット部６２及びチップセット部６４）は、テーブル１０（図１等参照）の上面側に配置される。

容器セット部６２は、回転ホルダ６０の円周方向に沿って複数個（実施例では２０個）設けられ、チップセット部６４は、回転ホルダ６０の円周方向に沿って、容器セット部６２と回転ホルダ６０の半径方向の位置が整合して対をなすように、容器セット部６２と同数個設けられている。

回転ホルダ６０は、回転中心軸６５周りに回転可能である。回転ホルダ６０を回転させるための回転駆動機構は、図１及び図２に示されている。なお、図１において回転ホルダは省略している。

回転ホルダ６０の回転中心軸６５に円盤６６が固定され、円盤６６と回転ホルダ駆動用モータ６７の駆動軸との間にタイミングベルト６８が架け渡されている。したがって、回転ホルダ駆動用モータ６７を駆動させることにより、回転ホルダ６０は回転中心軸６５周りに回転する。

この回転ホルダ６０の回転中心軸６５は、図３に示すように、前述した分注ヘッド５０のノズル５１のＹ方向の移動経路上にある。そして、回転ホルダ６０の容器セット部６２及びチップセット部６４の対が、回転ホルダ６０の回転により、順次、分注ヘッド５０のノズル５１のＹ方向の移動経路上に位置するようにしている。

本実施例の卓上分注装置は、図２及び図３に示すように、分注操作後に分注ヘッド５０のノズル５１から取り外されたピペットチップをテーブル１０の下方位置に廃棄するためのチップ廃棄口８１を有するチップ廃棄部８０を備える。チップ廃棄口８１はテーブル１０を切り欠いて設けられ、分注位置における分注ヘッド５０のノズル５１のＹ方向の移動経路上に位置する。

チップ廃棄部８０は、チップ廃棄口８１に加えチップ取外部８２を有する。チップ取外部８２は、チップ廃棄口８１に連続して２箇所に設けられ、分注位置における分注ヘッド５０のノズル５１のＹ方向の移動経路上に位置する。チップ取外部８２は、分注ヘッド５０のノズル５１の上下方向の移動により当該ノズルからピペットチップを取り外す。すなわち、チップ取外部８２の開口の大きさはノズル５１の外形より大きく、ノズル５１に装着されるピペットチップの基端部の外形より小さく形成されている。また、チップ廃棄口８１の開口の大きさは前記ピペットチップの基端部の外形より大きい。したがって、ピペットチップを装着したノズル５１をチップ廃棄口８１から下方に挿入し、その後、Ｙ方向に移動させてノズル５１をチップ取外部８２内に位置させ、その位置でノズル５１を上方に移動させることにより、ノズル５１からピペットチップから外れる。外れたピペットチップは、そのまま下方に落下し、廃棄される。すなわち、本実施例の場合、チップ取外部８２はチップ廃棄口８１の一部である。

以上の構成を有する本実施例の卓上分注装置の動作を以下に説明する。図１０は、その動作の流れを示すフロー図である。図１０及び図１〜９を参照しつつ、その動作を説明する。

動作開始の指令があると、分注ヘッド５０がＹ方向に移動し、分注ヘッド５０のノズル５１を回転ホルダ６０のチップセット部６４の直上に移動させる。その位置でノズル５１を下方に移動させ、ノズル５１の先端に、チップセット部６４にセットされているピペットチップ６３を装着する。次いで、分注ヘッド５０を上方に移動させ、ピペットチップ６３をチップセット部６４から完全に取り出す。この状態で、ノズル５１にピペットチップ６３が正常に装着されているか否かをセンサ５５で検知し確認する。

ノズル５１にピペットチップ６３が正常に装着されていることが確認されたら、分注ヘッド５０がＹ方向に移動し、ノズル５１に装着されたピペットチップ６３を回転ホルダ６０の容器セット部６２の直上に移動させる。その位置でノズル５１を下方に移動させ、ピペットチップ６３の先端を、容器セット部６２にセットされている容器６１内の液状試料（検体）に浸漬する。そして、ディスペンサ機構５４により、ピペットチップ６３内に所定量の検体を吸引する。

それと同時に、マイクロプレート供給部２０の底部の切出口２１から１枚のマイクロプレートを切り出す動作を開始する。図１１は、マイクロプレートを切り出す動作の流れを示す概念図である。図１１において各部の構成は簡略化して示している。

まず、図１１（ａ）に示すように、マイクロプレート供給部２０の切出口２１の直下位置にエレベータ７０を移動させる。先に図７で説明したように、エレベータ７０の水平方向（Ｘ方向）の移動は、エレベータ７０をシフタ４０と係合させシフタ４０の駆動力により行う。

次いで、図１１（ｂ）に示すように、エレベータ７０のプレート支持部７２を上方に移動させ、プレート支持部７２によってマイクロプレート供給部２０内の最下段のマイクロプレート１を下方から支持する。この状態で、図１１（ｃ）に示すように、ゲート部２２を開き、マイクロプレート１の積層体をプレート支持部７２のみで支持する。

次いで、図１１（ｄ）に示すように、プレート支持部７２を下方に移動させ、ゲート部２２を閉じる。このときのプレート支持部７２の下方への移動量は、ケート部２２が、最下段のマイクロプレート１のフランジ１ｂ（図５参照）とその一段上のマイクロプレート１のフランジ１ｂとの間に位置するように設定する。

先に図４で説明したように、ゲート部２２は、閉じた状態では、マイクロプレート１のフランジ１ｂの突出部分にのみ係合するように設計されている。したがって、図１１（ｄ）の状態から、プレート支持部７２を下方に移動させると、図１１（ｅ）に示すように、マイクロプレート供給部２０内に収納されていた最下段のマイクロプレートがプレート支持部７２に支持された状態で切り出され、残りのマイクロプレート１はゲート部２２によって支持される。

次いで、図１１（ｆ）に示すように、プレート支持部７２を更に下方に移動させ、マイクロプレート１をプレート支持部７２からシフタ４０に移載する。ここで、シフタ４０は図２に示したように平面視でコ字状の形状を有し、プレート支持部７２は、シフタ４０のコ字内の空間を上下方向に移動可能な形状を有する。したがって、プレート支持部７２は、シフタ４０を通過して上下方向に移動できる。

図１０のフローに戻って、マイクロプレート１を受け取ったシフタ４０は、分注位置（図１においてシフタ４０がある位置）までＸ方向に移動する。そして、その分注位置においてシフタ４０のＸ方向の移動と分注ヘッド５０のＹ方向の移動の組合せ及びディスペンサ機構５４の自動注射機構により、分注ヘッド５０のノズル５１に装着されたピペットチップをマイクロプレート１の所望のウェル上に位置決めし、順次、分注を行う。

分注が完了したら、分注後のマイクロプレートを支持しているシフタ４０をマイクロプレート収納部３０の受入口３１の直下位置までＸ方向に移動させる。このマイクロプレート収納部３０の受入口３１の直下位置は、前述のとおりエレベータ７０の初期位置であるので、エレベータ７０もこの位置にある。この状態で、エレベータ７０のプレート支持部７２を上方に移動させると、シフタ４０に支持されていた分注後のマイクロプレート１はプレート支持部７２によって受け取られ、プレート支持部７２と共に上方に移動する。そして、分注後のマイクロプレート１はプレート支持部７２によって支持された状態で、図６に示す支持爪３２に突き当たり、支持爪３２が上方に逃げるように回転し、分注後のマイクロプレートが受入口３１を通過する。分注後のマイクロプレートが受入口３１を通過したら、支持爪３２は自重により図６の定常状態に戻り、分注後のマイクロプレート１の積層体を下方から支持する。これによって分注後のマイクロプレート１がプレート収納部３０に収納される。

この分注後のマイクロプレート１をプレート収納部３０に収納する動作と並行して、分注位置からシフタ４０が退避したら、先に説明した要領で、ノズル５１の上下方向の移動により、チップ取外部８２でピペットチップをノズル５１から取り外し、廃棄する。チップ取外部８２は、図２に示したように２箇所にあるので、一連の分注作業においては、２箇所のチップ取外部８２を交互に使用するなどして、チップ取外部８２を均等に使用することが好ましい。これにより、廃棄スペースの省スペース化が可能となり、装置全体の省スペース化に繋がる。

以上の動作を２０検体の分注が完了するまで継続し、２０枚のマイクロプレート１への分注操作を行う。このとき、回転ホルダ６０は１検体の分注が完了するたびに回転し、次の容器セット部６２及びチップセット部６４の対が、分注ヘッド５０のノズル５１のＹ方向の移動経路上に位置するようにする。

このように、本実施例の卓上分注装置では、２０枚のマイクロプレートへの分注作業を、人手を介さずに連続して実施することができる。したがって、作業者はその間、装置から離れて別の作業を行うことができる。具体的には、１枚のマイクロプレートへの分注操作に要する時間は通常１〜２分程度であるため、トータルで２０〜４０分間、作業者は装置から離れることができる。一方、前記特許文献１の分注装置では、テーブル上のマイクロプレートへの分注操作が終了するたびに、作業者がマイクロプレートの入れ替えを行わなければならないため、装置から離れるほどの時間はとれない。

また、特に医療分野で使用する分注装置では、２以上の検体（液状試料）がコンタミすることは厳禁である。前記特許文献１の分注装置では、液状試料を入れた試験管を格子状に配置し、分注ヘッドとテーブルを相対的に直交する３軸方向に動作させて分注操作を行っていた。このような構成であると、コンタミを起こさないために、分注ヘッドは他の液状試料（試験管）の上空外を通過させなければいけない。それゆえに、分注位置まで必ずしも最短距離を通過することができないのでタクトにバラツキが発生していた。また分注ヘッドは直角移動を行うため、分注位置までの途中経路で必ず停止をしなければならない。更にその都度で加減速を行うため、ピペットチップ内の液状試料が加減速によりピペットチップ外に飛出すおそれがあり、分注ヘッドの高速移動が困難であった。

本発明の卓上分注装置では、分注ヘッドは一直線方向（Ｙ方向）にしか移動しない。したがって、分注ヘッドの高速移動が可能となる。そして円形の回転ホルダを使用することで、その円形ホルダにおけるそれぞれの容器セット部及びチップセット部の対において分注ヘッドの移動時間が実質的に同じとなり、その後の分注操作も含めて、タクトのバラツキを抑えることができる。また、分注ヘッドの分注位置までの移動を直線の最短経路で行うことができるので、タクトの短縮も実現できる。更に、分注ヘッドのノズルは、一つの容器セット部及びチップセット部の対の上のみを通過し、他の容器セット部及びチップセット部の対の上は通過しないので、コンタミが生じることも防止できる。

１ マイクロプレート
１ａ ウェル
１ｂ フランジ
１０ テーブル
２０ マイクロプレート供給部
２１ 切出口
２２ ゲート部
３０ マイクロプレート収納部
３１ 受入口
３２ 支持爪
４０ シフタ
４１ 係合凸部
４２ 保持ピン
４３ レール
４４ タイミングベルト
４５ シフタ駆動用モータ
５０ 分注ヘッド
５１ ノズル
５２ タイミングベルト
５３ ノズル駆動用モータ
５４ ディスペンサ機構
５５ センサ
５６ レール
５７ タイミングベルト
５８ 分注ヘッド駆動用モータ
６０ 回転ホルダ
６１ 容器
６２ 容器セット部
６３ ピペットチップ
６４ チップセット部
６５ 回転中心軸
６６ 円盤
６７ 回転ホルダ駆動用モータ
６８ タイミングベルト
７０ エレベータ
７１ 電動シリンダ
７２ プレート支持部
７３ レール
７４ コイルばね
７５ 係合突起
８０ チップ廃棄部
８１ チップ廃棄口
８２ チップ取外部

Claims (6)

1. テーブルの上面側の分注位置でマイクロプレートの所望のウェルに液状試料を分注する卓上分注装置であって、
   前記テーブルの上面側に配置され、複数枚のマイクロプレートが上下方向に積層されて収納され、底部の切出口からマイクロプレートを１枚ずつ切り出すマイクロプレート供給部と、
   前記テーブルの上面側に配置され、底部の受入口から分注後のマイクロプレートを１枚ずつ受け入れて分注後のマイクロプレートを上下方向に積層して収納するマイクロプレート収納部と、
   上下方向に移動可能であると共に、前記マイクロプレート供給部の切出口の直下位置と前記マイクロプレート収納部の受入口の直下位置との間を水平方向に移動可能であり、上下方向に移動可能とするための駆動機構が前記テーブルの下面側に配置されたエレベータと、
   前記テーブルの上面側に配置され、前記マイクロプレート供給部の切出口の直下位置から前記分注位置まで水平方向に移動可能であると共に、前記分注位置から前記マイクロプレート収納部の受入口の直下位置まで水平方向に移動可能なシフタとを備え、
   前記エレベータが、前記マイクロプレート供給部の切出口の直下位置において上下方向に移動することにより、前記マイクロプレート供給部の切出口からマイクロプレートを受け取って前記シフタに移載し、前記マイクロプレート収納部の受入口の直下位置において上下方向に移動することにより、前記シフタから分注後のマイクロプレートを受け取って前記マイクロプレート収納部の受入口から前記マイクロプレート収納部に収納させ、
   前記エレベータは、水平方向に移動しないときは、前記マイクロプレート供給部の切出口及び前記マイクロプレート収納部の受入口のうち前記分注位置に近い方の直下位置又は当該直下位置より前記分注位置に近い初期位置に付勢手段によって位置決めされており、水平方向に移動するときは、前記シフタと係合し前記シフタの駆動力により移動する卓上分注装置。
2. 前記付勢手段がコイルばねである請求項１に記載の卓上分注装置。
3. 前記シフタの水平方向の移動がＸ方向であり、
   分注用のピペットチップを装着するノズルを有する分注ヘッドが、前記Ｘ方向と直交するＹ方向に移動可能であり、
   前記分注ヘッドのノズルは、上下方向に移動可能であり、
   前記シフタのＸ方向の移動と前記分注ヘッドのＹ方向の移動の組合せにより、前記ピペットチップを前記マイクロプレートの所望のウェル上に位置決めする請求項１又は２に記載の卓上分注装置。
4. 前記液状試料を収納する容器をセットする容器セット部及び前記ピペットチップをセットするチップセット部を有する円形状の回転ホルダを前記テーブルの上面側に更に備え、
   前記容器セット部は、前記回転ホルダの円周方向に沿って複数個設けられ、
   前記チップセット部は、前記回転ホルダの円周方向に沿って、前記容器セット部と前記回転ホルダの半径方向の位置が整合して対をなすように、前記容器セット部と同数個設けられ、
   前記回転ホルダの回転中心軸は、前記分注ヘッドのノズルのＹ方向の移動経路上にあり、前記回転ホルダの容器セット部及びチップセット部の対が、前記回転ホルダの回転により、順次、前記分注ヘッドのノズルのＹ方向の移動経路上に位置するようにした請求項３に記載の卓上分注装置。
5. 前記分注位置における前記分注ヘッドのノズルのＹ方向の移動経路上に、前記ノズルから取り外されたピペットチップを前記テーブルの下方位置に廃棄するためのチップ廃棄口を有するチップ廃棄部を設けた請求項３又は４に記載の卓上分注装置。
6. 前記チップ廃棄部が、前記ノズルの上下方向の移動により当該ノズルからピペットチップを取り外すチップ取外部を有する請求項５に記載の卓上分注装置。

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