JP6680511B2 - 洗浄槽、および、それを備えた分注装置 - Google Patents

Description

本発明は、臨床検査センター、製薬会社、病院等で使用される洗浄槽およびそれを備えた分注装置に関する。

一般に製薬会社等で用いられる分注装置は、一度に多数の分注が行えるように、分注ヘッドに、縦・横にそれぞれ整列するように配置された多数のノズルを有することが多い。各ノズルには、ノズル先端に交換可能なチップが装着されている。

チップは、分注ヘッドの各ノズルと対応する数のチップとなっていて、縦・横に整列してチップケースにセットされ分注テーブルに設置される。近年、測定に用いられる検体量や検査試薬量は、ますます微量化され、測定時間も短縮、検査の合理化及び大量検体処理が要求されてきていることで、一枚のプレートで行う事の出来る処理数としてウエルを１６×２４の３８４ウエル(ウェルピッチ4.5mm)としたプレートが多く用いられるようになり、さらに、ウエルの数を増やした３２×４８の１５３６ウエル(ウェルピッチピッチ2.25mm)のプレートも使用されている。

分注ヘッドは、例えば、水平方向へのスライド移動と上下動とが可能となっている。従って、分注ノズル（分注ヘッドに装着されたノズル）の先端全部にチップを装着するには、分注ヘッドのスライド移動により分注ヘッドの各ノズルの先端とチップケースの各チップとが上下に対向し合う位置に位置決めした後、分注ヘッドを下降し、各ノズルの先端を各チップに挿入する。挿入完了後、再び上昇させることで各ノズルの先端全部にチップが装着される装置構成になっている（特許文献１参照）。

特開２０１２−２４７２０１号公報

ところで、このような分注装置では、分注装置に配列して装着された多数のチップを洗浄槽内の洗浄液に浸し、この洗浄液のチップ内への吸引、排出を繰り返すことで洗浄して再利用することがある。

しかし、使用した多数のチップを洗浄液に浸してこのように洗浄すると以下の問題点があった。なお、この問題点は、チップ使用時のプレートのウエル数が多いほど（すなわち３８４ウエルよりも１５３６ウエルのほうが）顕著となっている。

チップ内外に吸引した洗浄液には検体が混在している。従って、チップ内に吸引した洗浄液を洗浄槽に貯留している洗浄液内に排出すると、洗浄液全体に検体がコンタミネーションとして混在し、他のチップに付着することになるので、チップから洗浄液を排出する毎に洗浄槽内の洗浄液を未使用のものに入れ換える必要がある。よって、洗浄効率が悪く、洗浄作業に時間がかかる。

また、洗浄液からチップを引き上げたときにチップ下端に洗浄液が表面張力により残る。このため、タオルなどで洗浄液を拭き取る作業が必要になり、洗浄作業の作業時間が増える。

そこで、本発明は、多数のチップを短時間で効率的に洗浄することができる洗浄槽およびそれを備えた分注装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る洗浄槽は、下方へ延び出す多数のノズルを有する分注ヘッドを備えた分注装置に用いられる洗浄槽であって、洗浄液を貯留する貯留容器部と、前記貯留容器部の貯留空間を上側空間と下側空間とに区分けする区分け部材と、前記上側空間と前記貯留容器部の外部とに連通する上側空間流路と、前記下側空間と前記貯留容器部の外部とに連通する下側空間流路と、を備え、前記区分け部材には、前記上側空間と前記下側空間とに開口し、前記分注ヘッドの各ノズルの先端に装着された多数のチップがそれぞれ上下方向に挿通する多数の挿通孔が配列されていることを特徴とする。

また、本発明に係る分注装置は、請求項１に記載の洗浄槽を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、多数のチップを短時間で効率的に洗浄することができる洗浄槽およびそれを備えた分注装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る分注装置の全体斜視図である。 本発明の一実施形態に係る分注装置で、分注ヘッドの下面側にノズルが配列されていることを説明する斜視図である。 本発明の一実施形態で、分注テーブルにチップケースを装着したことを示す斜視図である。 本発明の一実施形態で、ヘッドフレームを示す斜視図である。 （ａ）は本発明の一実施形態に係る洗浄槽の斜視図、（ｂ）は本発明の一実施形態に係る洗浄槽の部分拡大断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明の一実施形態に係る洗浄槽の平面図、矢視Ａ−Ａの側面断面図、矢視Ｂ−Ｂの側面断面図、および、矢視Ｃ−Ｃの背面断面図である。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態（以下、本実施形態という）に係る分注装置１０は、本体支持フレーム１２と、本体支持フレーム１２に支えられたヘッドフレーム１４と、を有する。

図２に示すように、ヘッドフレーム１４には分注ヘッド１６が水平方向に挿入されて着脱自在に支えられている。この分注ヘッド１６には、下面側に突き出たノズル１８が、縦、横に整列して配設されている。このノズル１８の中央には、空気の吸引や排出を行うための吸排口が開口している。また、各ノズル１８にはそれぞれチップＴ（図３参照）が着脱自在に取り付けられ得る。なお、チップＴとしては、プラスチック製の材質のチップを用いることができる。

また、分注装置１０は、チップケース２６を設置する分注テーブル２８を備えている。チップケース２６には、各ノズル１８の先端と嵌合し合う多数のチップＴが縦・横に整列して配置されている。このチップケース２６では、隣り合うチップＴの縦・横の間隔は、隣り合うノズル１８の縦・横の間隔に合わせて設定されている。

そして、分注装置１０は、チップＴを洗浄するための洗浄槽３０（図５、図６参照）を備えている。洗浄槽３０は、洗浄液を貯留する貯留容器部３２と、貯留容器部３２の貯留空間を上側空間ＳＵと下側空間ＳＬとに区分けする区分け部材３４とを有する。

区分け部材３４には、上側空間ＳＵと下側空間ＳＬとに開口し、分注ヘッド１６の各ノズル１８の先端に装着された多数のチップＴそれぞれ上下方向に挿通する多数の挿通孔Ｈが配列されている。

本実施形態では、挿通孔Ｈの上端側の開口縁ＨＭには面取り部ＨＣが形成されている（図５（ｂ）参照）。なお、挿通孔Ｈの下端側の開口縁でも面取り部が形成されていてもよい。

また洗浄槽３０は、上側空間ＳＵと貯留容器部３２の側壁の外部空間とに連通する上側空間流路Ｆ１と、下側空間ＳＬと貯留容器部３２の側壁側の外部空間とに連通する下側空間流路Ｆ２と、を有する。

本実施形態では、上側空間流路Ｆ１の流出口側に、上側空間ＳＵに流入する洗浄液の波立ちを抑えるための傾斜板部３８を洗浄槽３０が有する。

また本実施形態では、洗浄槽３０が外部の配管（洗浄液の供給や排出のための配管）に接続可能なように、洗浄槽側壁側にジョイント部材４２、４４が取り付けられている。ジョイント部材４２は上側空間流路Ｆ１の延長上に位置し、ジョイント部材４４は下側空間流路Ｆ２の延長上に位置している。

また、洗浄槽３０は、貯留容器部３２の貯留上限（つまり洗浄液の満タン）を検出するための電極部材４６（図５参照）を有する。電極部材４６は、摘み部材４８によって着脱自在となるように取り付けられており、摘み部材４８を緩めると、その下の電極部材４６が圧入されているブロックごと外すことができる構成になっている。

（作用、効果）
以下、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態では、未使用（あるいは洗浄済）のチップＴをチップケース２６に配列し、このチップケース２６を分注テーブル２８に載せておく。

そして、本体支持フレーム１２を移動させることでヘッドフレーム１４を移動させて、分注ヘッド１６をチップケース２６の真上に位置させる。

そして、ヘッドフレーム昇降機構により本体支持フレーム１２を下降させることでヘッドフレーム１４を下降させる。この結果、分注ヘッド１６の各ノズル１８の先端が各チップＴに嵌合したチップ装着状態になる。

そして、本体支持フレーム１２を上昇させることで、各ノズル１８にチップＴが装着された状態で、チップ下端がチップケース上面よりも上方位置になるまでチップＴを上方に移動させる。

その後、分注テーブル２８に載せておいた、吸引する検体を配列してあるチップケース真上にまで本体支持フレーム１２を移動させる。そして、本体支持フレーム１２を下降させることでヘッドフレーム１４を下降させる。この結果、分注ヘッド１６の各チップＴの先端がそれぞれ各検体にまで到達し、チップ内への検体の吸引が可能になる。

そして、各チップＴへそれぞれの検体を吸引し、ヘッドフレーム１４を上昇させ、更に水平方向へ移動させ、各検体を所定位置で吐出させる等により各チップＴの使用が終了した後、本体支持フレーム１２を移動して、所容量の洗浄液を予め貯留しておいた洗浄槽３０の真上にまで分注ヘッド１６を移動、すなわち各チップＴを移動させる。そして、以下に説明するチップ内側洗浄工程およびチップ外側洗浄工程を行う。

チップ内側洗浄工程では、まず、各チップＴ内をノズル１８から空気吸引しながら本体支持フレーム１２を下降（すなわちヘッドフレーム１４を下降）させる。この結果、洗浄液に到達した各チップＴの先端部ＴＰから洗浄液がチップ内に吸水されつつ、各チップＴの下降が続き、各チップＴが先端部ＴＰから洗浄槽３０の各挿通孔Ｈに挿通していく（チップ内側洗浄工程におけるチップ内の洗浄液吸引工程）。

そして、各チップＴの先端部ＴＰが下側空間ＳＬにまで到達しない所定高さ位置でヘッドフレーム１４の下降を停止させる。そして、各ノズル１８から空気を送り出してチップＴから洗浄液を吐出しつつ、下側空間流路Ｆ２から吸引することで、チップＴ内の洗浄液も含めて洗浄槽３０内の洗浄液を吸い出して排出する（チップ内側洗浄工程における洗浄液排出工程）。この結果、チップ内側が洗浄される。

その後、チップ外側洗浄工程を行う。このチップ外側洗浄工程では、上側空間流路Ｆ１に未使用の洗浄液を供給しながら下側空間流路Ｆ２から使用済の洗浄液を吸引する。そして、下側空間流路Ｆ２から洗浄槽３０内の洗浄液を吸い出して排出する（チップ外側洗浄工程における洗浄液排出工程）。この結果、チップ外側が洗浄される。

以上説明したように、本実施形態の洗浄槽３０では、上下方向に貫通する多数の挿通孔Ｈが形成された区分け部材３４によって、貯留空間を上側空間ＳＵと下側空間ＳＬとに区分けしている。そして、上側空間ＳＵに連通する上側空間流路Ｆ１から洗浄液を供給し、下側空間ＳＬに連通する下側空間流路Ｆ２から洗浄液を吸引して排出することができる。従って、洗浄液の排出速度が従来に比べて大幅に速いので、洗浄にかかる時間を大幅に短縮することができる。

ここで、各チップＴがそれぞれの挿通孔Ｈに挿通している状態で下側空間流路Ｆ２から洗浄液を吸引すると、各チップＴ内の洗浄液を吐出していても下側空間ＳＬの洗浄液が上側空間の洗浄液に混入する量は極めて少ない。

また、上側空間流路Ｆ１の流出口側に、上側空間ＳＵに流入する洗浄液の波立ちを抑えるための傾斜板部３８を洗浄槽３０が有する。従って、上側空間ＳＵでは、洗浄液の波立ちによるコンタミネーション増大などの不具合が大きく解消される。

また、挿通孔Ｈの上端側の開口縁ＨＭには面取り部ＨＣが形成されている。これにより、チップＴを挿通孔Ｈに挿入する際、チップＴに曲がりが生じていてもチップＴの先端部ＴＰが挿通孔Ｈに案内され易い。

また、本実施形態では、洗浄槽３０は、貯留容器部３２の貯留上限を検出するための電極部材４６を有する。これにより、簡単な付加部品によって、貯留上限を超えて貯留されることを確実に回避することが可能である。

また、本実施形態では、チップ内側洗浄工程およびチップ外側洗浄工程とも、洗浄液排出工程では下側空間流路Ｆ２から洗浄液を吸引して排出する。従って、洗浄液排出後にチップＴの先端部ＴＰ（チップ下端部）に残留する洗浄液量は、チップＴを引き上げる従来例に比べて大幅に低減し、しかも、先端部ＴＰに付着している洗浄液をタオル等で拭き取る従来の作業が不要になる。

また、チップ内への洗浄液吸引工程では、空気吸引しながらチップＴの先端部ＴＰを洗浄液に到達させて洗浄液を吸引するので、先端部ＴＰに付着している検体が洗浄液に拡散する度合いは従来に比べて大幅に小さくなる。

なお、このようなチップ内側洗浄工程とチップ外側洗浄工程とを複数のサイクル（例えば２〜３回のサイクル）で実施することが好ましい。これにより、洗浄度をより高くすることができる。２回目以降では、チップ内側洗浄工程を行う際にチップＴを洗浄槽３０内から上昇させずに洗浄液を満たしてもよく、これにより、作業時間の更なる短縮化を図ることができる。

また、予め洗浄液を洗浄槽３０に貯留するにあたり、区分け部材３４の挿通孔Ｈの上端を超えない高さ（すなわち上側空間ＳＵにまで洗浄液が溢れない高さ）にまで洗浄液を貯留して、各挿通孔ＨにチップＴを上方から挿入しつつ洗浄液を各チップ内に吸引してもよい。これにより、各挿通孔で、挿通孔内の洗浄液が隣接する挿通孔に流入することが更に大きく低減するので、他のチップの検体によるコンタミネーションが混入してチップに付着することを、更に確実に防止することができる。その際、洗浄液を各チップ内に吸引しつつ洗浄液を上側空間流路Ｆ１から供給してもよく、これにより、洗浄液の量不足が生じることを十分に防止することができる。

また、本実施形態では、上側空間流路Ｆ１が１本である例で説明したが、上側空間流路Ｆ１を複数本にしてもよい。これにより、上側空間ＳＵで洗浄液をより均一に流入させることができる。また、上側空間流路Ｆ１の上側空間ＳＵへの流入口を複数にしても同様の効果を得ることが可能である。

以上、実施形態を説明したが、これらの実施形態は本発明の技術的思想を具体化するための例示であって、構成部品の材質、形状、構造、配置等を上記実施形態に特定するものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

１０ 分注装置
１６ 分注ヘッド
１８ ノズル
３０ 洗浄槽
３２ 貯留容器部
３４ 区分け部材
３８ 傾斜板部
４６ 電極部材
Ｆ１ 上側空間流路
Ｆ２ 下側空間流路
Ｈ 挿通孔
ＨＣ 面取り部
ＨＭ 開口縁
ＳＵ 上側空間
ＳＬ 下側空間
Ｔ チップ
ＴＰ 先端部

Claims (5)

1. 下方へ延び出す多数のノズルを有する分注ヘッドを備えた分注装置に用いられる洗浄槽であって、
   洗浄液を貯留する貯留容器部と、
   前記貯留容器部の貯留空間を上側空間と下側空間とに区分けする区分け部材と、
   前記上側空間と前記貯留容器部の外部とに連通する上側空間流路と、
   前記下側空間と前記貯留容器部の外部とに連通する下側空間流路と、
   を備え、
   前記区分け部材には、前記上側空間と前記下側空間とに開口し、前記分注ヘッドの各ノズルの先端に装着された多数のチップがそれぞれ上下方向に挿通する多数の挿通孔が配列されており、
   前記上側空間流路の流出口側に、前記上側空間に流入する洗浄液の波立ちを抑えるための傾斜板部を有することを特徴とする洗浄槽。
2. 下方へ延び出す多数のノズルを有する分注ヘッドを備えた分注装置に用いられる洗浄槽であって、
   洗浄液を貯留する貯留容器部と、
   前記貯留容器部の貯留空間を上側空間と下側空間とに区分けする区分け部材と、
   前記上側空間と前記貯留容器部の外部とに連通する上側空間流路と、
   前記下側空間と前記貯留容器部の外部とに連通する下側空間流路と、
   を備え、
   前記区分け部材には、前記上側空間と前記下側空間とに開口し、前記分注ヘッドの各ノズルの先端に装着された多数のチップがそれぞれ上下方向に挿通する多数の挿通孔が配列されており、
   前記挿通孔の上端側の開口縁には面取り部が形成されていることを特徴とする洗浄槽。
3. 前記上側空間流路の流出口側に、前記上側空間に流入する洗浄液の波立ちを抑えるための傾斜板部を有することを特徴とする請求項２に記載の洗浄槽。
4. 前記貯留容器部の貯留上限を検出する検出手段を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の洗浄槽。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の洗浄槽を備えたことを特徴とする分注装置。

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