JP6735475B2 - ピペット装置及び液体処理システム - Google Patents

Description

本発明は、ピペット装置及び液体処理システムに関する。より詳しくはロボット装置に把持されるピペット装置等に関する。

液体を計量して分注等を行うための器具として、生物学、化学等の分野では、各種ピペットが用いられている。特に、手動又は電動で内部のプランジャーを動かして所定量の液体を吸引又は吐出するピペット装置は、液体の計量が簡便であるため液体の分注操作において好適に用いられている。

例えば、特許文献１には、「ピペットケースと、押ボタン操作により上下動するスライドシャフトと、該スライドシャフトの下方に配置されたプランジャーと、該プランジャーを上方へ付勢する少なくとも１つのばねと、該スライドシャフトに同軸的に嵌合され、前記ケース側の穴に対して少なくとも上下動可能に挿通された係合体と、前記スライドシャフトの軸心とは異なる軸心位置に設けられ、係合体に対して作動的に連結係合された電動モータとを具備したピペット装置」が開示されている。当該ピペット装置では、手動操作時には、押ボタンの操作により、スライドシャフト及びプランジャーが上下動して液体の吸入及び吐出を行い、又電動操作時には、モータの駆動により、係合体が駆動されて上下動し、これによりプランジャーが上下動して液体の吸入及び吐出を行うことにより、手動操作と電動操作の両方を切り替えて行うことができる。

特開２００２−１１３３７３号公報

ところで、上述した液体の分注作業も含め、液体の処理作業を行うロボット装置が開発されてきている。このようなロボット装置の中には、人が使う実験器具をアーム部分で操作することができるものもある。しかし、ロボット装置のアーム部は、物を挟むことや物を押す動作によってピペット装置を扱うことができても、ピペット装置に設けられた操作ボタンを的確な時に押すことは困難な場合があった。

そこで、本発明は、ロボット装置による液体の処理操作において、簡便に液体の吐出又は吸引を行うことができるピペット装置を提供することを主目的とする。

上記課題解決のため、本発明は、ロボット装置に把持されるピペット装置であって、液体の吸引及び／又は吐出を行う駆動部と、前記ロボット装置からの信号を受信する受信部と、前記駆動部を前記信号に応じて制御する制御部と、
を有するピペット装置を提供する。
前記ピペット装置は、前記液体と接触するチップを接続させるチップ接続部と、前記チップ接続部と接続した状態における前記チップの位置情報、及び前記駆動部の状態に関する情報を得る情報取得部と、前記チップの位置情報及び前記駆動部の状態に関する情報を前記ロボット装置へ送信する送信部と、を有していてもよい。
前記駆動部はプランジャーを備え、前記駆動部の状態に関する情報は前記プランジャーの位置情報を含んでいてもよい。
前記チップの位置情報は、前記ロボット装置によって前記チップが移動できる範囲内に存在する物のうち何れか一以上と前記チップとの距離に基づいていてもよい。
前記情報取得部は前記チップの内側へ加えられる圧力を検知する内圧センサーを備えることができ、また、前記情報取得部は前記チップ接続部の前記チップと接する面へ加えられる圧力を検知する圧力センサーを備えることもできる。
前記情報取得部は前記液体の状態に関する情報を取得し、前記送信部は前記液体に関する情報を前記ロボット装置へ送信するものとすることができる。
また、前記信号及び前記駆動部の状態に関する情報に基づき前記液体を前記チップに吸引する速度及び／又は前記チップに保持されていた前記液体を前記チップから吐出する速度が制御されていてもよい。
さらに、前記信号によって前記液体の吸引及び／又は吐出のタイミングが制御されていてもよい。
前記制御部は無線通信によって前記駆動部を制御するものとすることもできる。

本発明はまた、ロボット装置と該ロボット装置に把持されるピペット装置と、を備え、前記ピペット装置は、液体の吸引及び／又は吐出を行う駆動部と、
前記ロボット装置からの信号を受信する受信部と、前記駆動部を前記信号に応じて制御する制御部と、を有する液体処理システムを提供する。
前記ピペット装置は、前記液体と接触するチップを接続させるチップ接続部と、前記チップ接続部と接続した状態における前記チップの位置情報及び前記駆動部の状態に関する情報を得る情報取得部と、前記チップの位置情報及び前記駆動部の状態に関する情報を前記ロボット装置へ送信する送信部と、を有し、前記チップの位置情報及び前記駆動部の状態に関する情報に基づき前記ロボット装置の動作が制御されていてもよい。
また、前記ロボット装置は、アーム部を備え、該アーム部は複数の関節を有していてもよい。
更に、前記ロボット装置は、制御盤及びコンピューターを備えていてもよい。
前記コンピューターは、入力部、送信部、受信部、表示部、制御部及び記憶部からなる群から選択される部を含むことができる。

本発明により、ロボット装置による液体の処理操作において、簡便に液体の吐出又は吸引を行うことができるピペット装置等が提供される。

本発明の第１実施形態に係る液体処理システムの構成の概要を示す図である。 第１実施形態のロボット装置の構成例を示す模式図である。 第１実施形態のピペット装置の構成例を示す模式図である。 第１実施形態の液体処理システムによる液体処理方法の概要を示すフローチャートである。 液体処理システムにおけるチップの位置決め工程の概要を示すフローチャートである。 液体処理システムにおける液体の吸引工程の概要を示すフローチャートである。 液体処理システムにおける液体の吐出工程の概要を示すフローチャートである。 第１実施形態の変形実施形態に係る液体処理システムに備えられるピペット装置の構成例を示す模式図である。 第１実施形態の変形実施形態に係る液体処理システムによる液体処理方法の概要を示すフローチャートである。 液体処理システムにおけるチップ接続工程の概要を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る液体処理システムにおける液体の吸引工程の概要を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る液体処理システムの概要を示す図である。 第３実施形態のピペット装置の構成例を示す模式図である。 第３実施形態の液体処理システムによる液体処理方法の概要を示すフローチャートである。 第３実施形態の液体処理システムによる、液体の状態に関する情報の取得工程の概要を示すフローチャートである。 液体処理システムにおけるエラー処理方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の液体処理システムの構成の概要を示す図である。 本発明のピペット装置の構成例を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。

１．本発明の第１実施形態に係る液体処理システム
図１は、本発明の第１実施形態である液体処理システムの概要を示す図である。図１中符号Ｄ１で示す液体処理システムは、大別すると、ロボット装置１ａと、ロボット装置１ａに把持されるピペット装置２ａを備える。これらの液体処理システムＤ１の構成について、図１〜図３を参照しながら順に説明する。

＜ロボット装置＞
先ず、ロボット装置１ａについて説明する。本実施形態の液体処理システムＤ１に備えられるロボット装置１ａは、後述するピペット装置２ａによる液体の吸引又は吐出において、ピペット装置２ａを把持して、ピペット装置２ａを所望の位置へ移動させるための構成である。図２は、ロボット装置１ａの構成の一例を模式的に示す。図２に示すように、本実施形態のロボット装置１ａは、把持したピペット装置２ａを移動させるための構成として、アーム部１１を備えていてもよい。さらに、ロボット装置１ａは、アーム部１１を支持する胴体部１４を有していてもよい。なお、図２において、後述する受信部１２、送信部１３及び制御部１５の各構成は図示していない。

また、ピペット装置２ａを把持するための構成として、アーム部１１の端部には、例えば、爪部１１１を有していてもよい。さらに、アーム部１１は、複数の関節１１２ａ，１１２ｂを有することが好ましい。複数の関節１１２ａ，１１２ｂによって、アーム部１１に、より複雑な動作を行わせることが可能となる。なお、図２に示すロボット装置１ａは、関節１１２ａ，１１２ｂが２つ設けられたアーム部１１を有しているが、本実施形態に係るロボット装置１ａにおいて、アーム部１１に設けられる関節１１２ａ，１１２ｂの数は、複数であればその数は限定されず、ロボット装置１ａが行う動作等の複雑さに応じて、適宜設計することができる。

ロボット装置１ａが有するアーム部１１の数は１以上であれば良いが、ロボット装置１ａは、複数のアーム部１１を備えていることが好ましい。複数のアーム部１１を備える場合には、一のアーム部１１がピペット装置２ａを把持した状態においても、同時に他の器具の操作を行うことが可能となる。このため、例えば、ピペット装置２ａによって液体を吸引するときに、液体が収容されている容器を他のアーム部１１によって傾けることが可能となる。なお、ロボット装置１ａが有するアーム部１１が複数である場合、複数のアーム部１１の形状は各々異なっていてもよい。各々のアーム部１１は、そのアーム部１１が行う動作に応じて、適宜設計することができる。

ロボット装置１ａはまた、後述するピペット装置２ａからの信号を受信する受信部１２と、ピペット装置２ａへ信号を送信する送信部１３と、を有する（図１参照）。受信部１２及び送信部１３としては、例えば、通信用デバイスを用いることができる。

この他、ロボット装置１ａには、ロボット装置１ａ全体を制御するための制御部１５や、ユーザがロボット装置１ａの動作プログラム等を入力する入力部や、動作プログラムの内容を表示する表示部などが設けられていてもよい（図１において、入力部及び表示部は不図示）。

制御部１５については、ロボット装置１ａの構造や設置場所等に合わせて、公知の構成の中から適宜選択することができる。制御部１５は、例えば、マイコンやマイクロプロセッサ、シーケンサ（ＰＬＣ：プログラマブルロジックコントローラ）、又はリレー制御盤とすることもできる。また、ロボットコントローラや汎用コンピューターを制御部１５として用いることもできる。
このように、制御部１５は、１つの機器で構成されてもよいが、複数の機器で構成されてもよい。複数の機器の例としては、例えば、ロボットコントローラとシーケンサと汎用コンピューターとで構成されてもよい。この場合、複数の機器は、相互に連携して、あるいは独立して、ロボット装置１ａ自体とピペット装置２ａとの制御に必要な処理を行うことになる。ただし、これらの処理の複数の機器での分担等は特に限定されない。

入力部及び表示部についても、ロボット装置１ａの構造や設置場所等に合わせて、公知の構成の中から適宜選択することができる。入力部については、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ、レバー又は教示操作端末であるティーチングペンダントとすることもできる。表示部は、例えば、ディスプレー又はプリンターとすることもできる。

さらに、ロボット装置１ａには、動作プログラムやピペット装置２ａによる吸引量又は吐出量に関するデータを格納するために、記憶部１６が設けられていてもよい。記憶部１６には、公知の記憶媒体の中から、ロボット装置１ａの構造や設置場所等に合わせて適宜選択することができる。記憶媒体としては、例えば、磁気記憶媒体、光記憶媒体、光磁気記憶媒体等が挙げられる。また、これらの記憶媒体としては、例えば、ハードディスク（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ、ＳＳＤ（Solid State Drive）等が挙げられる。この他、ロボット装置１ａの動作プログラムや吸引量又は吐出量等の設定値等は、フレキシブルディスク（ＦＤ：Flexible Disk）などの磁気ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ：Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光ディスク、ＭＯ（Magneto-Optical disk）などの光磁気ディスク等に記憶されて、これらのディスクをドライブに装着して当該ドライブを制御部１５と接続することにより、制御部１５に読み込まれるように構成することもできる。
前記受信部、送信部、制御部、入力部、表示部及び記憶部は、１つの部又は複数の部を組み合わせて汎用コンピューターにその機能を行わせることができる。例えば、本発明は、図１７に示した構成をとることができる。ここで、ロボット装置１ａ、制御盤１ｂ、汎用コンピューター１ｄをまとめてロボット部１とする。該ロボット部は、ピペット装置と無線で接続してもよい。すなわち、ロボット１ｂ及びコンピューター１ｄは、ピペット装置２ａと無線によるネットワークを介して接続することができる。
また、前記制御盤１ｂは、ロボット装置１ａに組み込まれていてもよい。

＜ピペット装置＞
次に、ピペット装置２ａについて、図１及び図３を参照しながら説明する。図３は、本実施形態のピペット装置２ａの構成例を示す模式図である。ピペット装置２ａは、少なくとも、液体の吸引及び／又は吐出を行う駆動部２１と、ロボット装置１ａからの信号を受信する受信部２２と、駆動部２１を制御する制御部２３と、を有する。また、ケース２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、これらの構成や後述する情報取得部２６ａ等を収容するための筐体である。図３において、制御部２３はケース２４ａに収容されているが、制御部２３は、ケース２４ａ，２４ｂ，２４ｃの外に設けることもできる。また、ピペット装置２ａは、液体と接触するチップＴを接続させるチップ接続部２５ａと、チップ接続部２５ａと接続した状態におけるチップＴの位置情報及び駆動部２１の状態に関する情報を得る情報取得部２６ａと、チップＴの位置情報及び駆動部２１の状態に関する情報をロボット装置１ａへ送信する送信部２７と、を有していることが好ましい（図１参照）。この他、ピペット装置２ａには、ロボット装置１ａが爪部１１１等によってピペット装置２ａを把持するために、把持部２８１が設けられていてもよい（図３参照）。
なお、ピペット装置２ａは、例えば、０．１μｌから１ｍｌ程度の少量の液体の吸引及び／又は吐出を行うことを想定したものであるが、図１８のように、メスピペット用のピペット装置２ｄに適用してもよい。ピペット装置２ｄは、把持部２８１でロボット装置１ａに把持され、メスピペット３１１はケース２４ａと接続され、吸引ボタン２８３を押すことで液体が吸引され、吐出ボタン２８４を押すことで液体が吐出される。
以下、ピペット装置２ａの各構成について、詳細に説明する。

＜駆動部＞
駆動部２１は、ピペット装置２ａにおいて、容器等に収容されている液体の、チップＴ内への吸引と、チップＴ内からチップＴ外への吐出と、を行うための構成である。駆動部２１は、プランジャー２１１を備え、プランジャー２１１によりシリンダー内の空気を出し入れすることにより、後述するチップ接続部２５ａに接続したチップＴへ所定の量の液体を吸引、又はチップＴから所定の量の液体を吐出する。また、プランジャー２１１を移動させる動力源としては、ケース２４ａ，２４ｂ，２４ｃ内に搭載可能な動力源であればよく、その構成は限定されない。動力源としては、例えば、ステッピングモータが挙げられる。駆動部２１には、この他、モータ等の動力源からの動力をプランジャー２１１へ伝える伝達機構が備えられている。この他、駆動部２１の構成については、ピペット装置２ａの大きさや処理する液体の性質等に合わせて、公知の手動又は電動ピペット装置に備えられている構成から自由に設計することができる。

本発明において、液体とは液状のものであればよく、その成分は特に限定されない。液体としては、例えば、蒸留水、細胞培養液、生理食塩水、プライマーや抗体等の各種試薬が溶解した液体などが挙げられる。また、液体には、血液、血清、血漿、骨髄液、尿等の液状の生体試料も含まれる。この他、液体にはゲル状のものも含まれる。

＜受信部＞
ピペット装置２ａにおいて、受信部２２は、ロボット装置１ａからの信号を受信するためのインターフェースである。この信号は、例えば、ピペット装置２ａによる液体の吸引又は吐出のタイミングを制御する信号である。この他、ロボット装置１ａから送られる、チップＴへの液体の吸引量やチップＴからの吐出量、液体をチップＴに吸引する速度、チップＴに保持されていた液体をチップＴから吐出する速度に関するデータ等も受信することができる。

＜制御部＞
制御部２３は、上記受信部２２が受信した信号に応じて、駆動部２１の動作を制御して液体の吸引又は吐出を行うための構成である。この他、制御部２３は、ピペット装置２ａ全体を制御するための構成として用いることもできる。制御部２３については、公知の構成の中から適宜採用することができる。制御部２３としては、例えば、マイコンやマイクロプロセッサ、シーケンサ（ＰＬＣ：プログラマブルロジックコントローラ）等が挙げられる。また、制御部２３と、上述した受信部２２と後述する送信部２７は、例えば、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク及び通信デバイスなどを備える汎用のコンピューターによって構成することもできる。

制御部２３は、無線通信によって駆動部２１を制御することが好ましい。ケース２４ａ，２４ｂ，２４ｃの外に設けられている制御部２３と駆動部２１が無線通信を行うことで、制御部２３と駆動部２１との間をケーブル等で接続する必要がなくなる。このため、アーム部１１がピペット装置２ａの把持部２８１を把持して移動するときに、ケーブルによる移動距離の制限やケーブルがアーム部１１やアーム部１１周辺に設置されている物品に接触するおそれがなくなる。無線通信は、例えば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や、ＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢ）用の通信カード等を用いて行うことができる。また、ケース２４ａ，２４ｂ，２４ｃ内には、駆動部２１等の電源となるバッテリーが備えられていることが好ましい。電源がケース２４ａ，２４ｂ，２４ｃ内に収めされていることによって、電源と駆動部２１等を接続するケーブルが不要となり、ロボット装置１ａによるピペット装置２ａの操作性が向上する。なお、ケース２４ａ，２４ｂ，２４ｃ内にバッテリーが備えられている場合には、バッテリーの残量に関する情報についても、ピペット装置２ａからロボット装置１ａへ送信するように構成してもよい。

＜チップ接続部＞
チップ接続部２５ａは、液体を吸引又は吐出する際に液体と接触するチップＴを接続するための構成である。また、チップ接続部２５ａにおいて、チップＴは着脱可能に接続している。チップ接続部２５ａは、チップＴを接続できれば、その構成は特に限定されず、その形状は、採用するチップＴに合わせて適宜設計できる。例えば、管状に形成されたチップ接続部２５ａの外径をチップＴの内径より小さくすることにより、チップ接続部２５ａをチップＴへ嵌め込んで、チップＴをチップ接続部２５ａに装着することもできる。

なお、チップ接続部２５ａへ接続されるチップＴには、合成樹脂等により形成されている公知のピペットチップを採用することができる。また、チップＴについては、ディスポーザブルユーズ（使い捨て）とすることにより、組成等の異なる複数種類の液体の処理を１台のピペット装置２ａで行う場合であっても、これらの液体が互いに汚染されることが防止される。

＜情報取得部＞
情報取得部２６ａは、少なくとも、上記チップ接続部２５ａと接触した状態における「チップＴの位置情報」と、「駆動部２１の状態に関する情報」を得るための構成である。本実施形態に係る液体処理システムＤ１では、これら２種類の情報がピペット装置２ａの送信部２７からロボット装置１ａへ送信されることにより、これら２種類の情報に基づきロボット装置１ａの動作が制御されることが好ましい。即ち、ピペット装置２ａから送信される情報によって、ロボット装置１ａがフィードバック制御されることが好ましい。

チップＴの位置情報とは、例えば、ロボット装置１ａがピペット装置２ａの把持部２８１を把持した状態における、チップＴの先端の位置に関する情報であり、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸等の座標軸などで表わすこともできる。駆動部２１の状態に関する情報とは、駆動部２１の状態を表わす情報であれば何れの情報であってもよいが、例えば、プランジャーの位置情報や、プランジャーの加速度の情報などが挙げられる。また、上述した駆動部２１がステッピングモータを有する場合には、ステッピングモータのパルス数やステッピングモータを備えるアクチュエータの回転数等も、駆動部２１の状態に関する情報とすることができる。情報取得部２６ａが取得する駆動部２１の状態に関する情報には、後述する理由により、少なくともプランジャー２１１の位置情報を含むことが好ましい。プランジャー２１１の位置情報とは、例えば、プランジャー２１１を収容するシリンダーに対する、プランジャー２１１の位置の情報とすることもできる。

情報取得部２６ａは、少なくとも上記の２種類の情報を取得できるように構成されていればよく、その構成は特に限定されない。例えば、情報取得部２６ａは、これらの情報を取得するためにセンサーを備えていることが好ましい。情報取得部２６ａに備えられるセンサーには、公知のセンサーの中から、ピペット装置２ａの大きさや取り扱う液体の種類等に応じて、適切なものを採用できる。また、情報取得部２６ａに検出対象又は検出方法の異なるセンサーを複数採用することもできる。情報取得部２６ａに複数のセンサーが設けられている場合には、取得する情報に応じて、利用するセンサーを切り替えることもできる。また、１種類の情報を取得するために、複数のセンサーを同時に用いてもよい。

情報取得部２６ａは、例えば、センサーが検知した圧力等の値などをそのまま情報として送信部２７へ送ることもできる。また、情報取得部２６ａは、センサーが検知した値等が予め定められた基準値を超えているか否か判定し、その判定結果を情報とすることもできる。

駆動部２１の状態に関する情報を得るためのセンサーとしては、例えば、画像センサー、距離センサー、加速度センサー等が挙げられる。距離センサーとしては、例えば、光電レーザーを利用するセンサー、超音波を利用するセンサー、静電気量を利用するセンサー等の各センサーが挙げられる。また、上記センサーのうち、複数のセンサーが情報取得部２６ａに設けられていてもよい。

チップＴの位置情報を得るためのセンサーとしては、例えば、圧力センサー、画像センサー、距離センサー等が挙げられる。距離センサーとしては、例えば、光電レーザーを利用するセンサー、超音波を利用するセンサー、静電気量を利用するセンサー等の各センサーが挙げられる。また、上記センサーのうち、複数のセンサーが情報取得部２６ａに設けられていてもよい。

情報取得部２６ａが取得するチップＴの位置情報とは、ロボット装置によってチップ接続部２５ａに接続されたチップＴが移動できる範囲内に存在する物のうち何れか一以上とチップＴとの距離に基づくものとすることもできる。チップＴが移動できる範囲内に存在する物とは、例えば、ロボット装置１ａの周辺の床や作業台等に載置されている物であり、具体的には、例えば、実験器具や実験装置等が挙げられる。また、液体を収容した容器や液体を分注するチューブやバイアルも、これらの物に含まれる。

本実施形態のロボット装置では、ピペット装置２ａはロボット装置１ａのアーム部１１に固定されていないため、ピペット装置２ａを把持していないときには、他の実験機器を操作することも可能である。このような場合、他の実験機器もアーム部１１周辺に置かれていることとなる。また、複数の実験機器等を精度高く所定の位置に配置することは、ユーザにとって負担が大きい。本実施形態の液体処理システムＤ１では、チップＴの位置情報をロボット装置１ａに送信してロボット装置１ａの動作を制御することにより、例えば、他の実験機器が予め設定した位置に配置されていなかった場合であっても、チップＴと他の実験機器等との接触を防止できる。また、チップＴが他の実験機器等に接触したことを情報としてロボット装置１ａへ送信することにより、接触後のチップＴが容器内の液体と接触して液体が汚染されることを防止するようにロボット装置１ａを設定しておくこともできる。

また、情報取得部２６ａは、例えば、チップＴの内側へ加えられる圧力を検知する内圧センサーを備えていることが好ましい。内圧センサーによって、液体が収容された容器内で、圧力の変化に基づき、チップＴの位置情報を取得することができる。この場合、チップＴの位置情報は、例えば、容器内の液体の液面とチップＴの先端との距離に基づく情報とすることもできる。また、内圧センサーによってチップＴの内圧をモニターすることで、液体の吸引時等において、チップ接続部２５ａへのチップＴの接続状態が適切であるか否かを検出することができる。さらに、内圧センサーによって、後述する液体の状態に関する情報をも取得することができる。

＜送信部＞
ピペット装置２ａにおいて、送信部２７は、ロボット装置へデータを送信するためのインターフェースである。このデータには、情報取得部２６ａが取得した、チップ接続部２５ａと接触した状態におけるチップＴの位置情報と駆動部２１の状態に関する情報とを含む。例えば、ロボット装置１ａにおいては、これらの情報に基づき、制御部１５がアーム部１１等の動作を制御することができる。

２．第１実施形態に係る液体処理システムによる液体の処理
本実施形態の液体処理システムＤ１の動作について説明する。即ち、液体処理システムＤ１による液体の処理方法について説明する。図４は、液体処理システムＤ１による液体の処理についての全体動作の概要を示すフローチャートである。図４に示すように、液体の処理方法では、チップの位置決め工程Ｓ１１、液体の吸引工程Ｓ１２、チップの位置決め工程Ｓ１３、液体の吐出工程Ｓ１４の各工程を有する。なお、本実施形態の液体処理システムＤ１は、所定量の液体を吸引して吐出することにより、液体の分注操作に好適に用いられ得るが、例えば、液体の吸引と吐出とを繰り返して液体を撹拌する操作や、容器に収容された液体から特定の層のみを吸引して、容器から取り除く操作などに用いることも可能である。従って、本実施形態の液体処理システムＤ１の用途は、液体の分注に限定されるものではない。

図５は、液体処理システムＤ１におけるチップの位置決め工程Ｓ１１の概要を示すフローチャートである。図５を参照しながら、チップＴの位置決め工程Ｓ１１について詳細に説明する。

液体処理システムＤ１では、先ず、ロボット装置１ａはピペット装置２ａと接続したチップＴの位置決めを開始する信号を送信する（図５、Ｓ１１１１）。ピペット装置２ａでは、信号を受信すると情報取得部２６ａを起動させ（図５、Ｓ１１２１）、起動したことをロボット装置１ａへ送信する。ロボット装置１ａが信号を受信すると、チップの位置決めを開始して、予め設定されている所定の位置（設定座標軸）へチップＴが移動するようにピペット装置２ａを移動させる（図５、Ｓ１１１２）。設定座標軸については、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各座標軸を記憶部１６等に保存しておくことができる。

チップＴが設定位置へ移動される間、情報取得部２６ａは、継続的にチップＴの位置情報をロボット装置１ａへ送信してもよい。この場合、チップＴの位置情報は、ロボット装置１ａによってチップＴが移動できる範囲内に存在する物のうち何れか一以上とチップＴとの距離に基づくものとすることができる。これらの物品については、上述した通りである。また、工程Ｓ１１１２において、チップＴと物品との接触を回避するために、情報取得部２６ａは、距離センサー又は画像センサーを有していることが好ましい。

ロボット装置１ａにおいて予め設定されている座標軸へのチップＴの移動が完了すると、ロボット装置１ａは、チップＴの位置情報の取得の開始をピペット装置２ａへ送信する（図５、Ｓ１１１３）。信号を受信したピペット装置２ａでは、情報取得部２６ａによってチップＴの位置情報を取得し、その情報をロボット装置１ａへ送信する（図５、Ｓ１１２２）。

この時、工程Ｓ１１１２において、情報取得部２６ａがチップＴの位置情報を取得し、ロボット装置１ａへ送信している場合には、情報取得部２６ａは、工程Ｓ１１１３の初めにチップＴの位置情報の内容を切り替えることもできる。具体的には、チップＴの位置情報を、チップＴが移動できる範囲内に存在する物との距離に基づくものから、容器に収容された液体の液面や、容器の底面との距離に基づくものへ切り替えることができる。また、例えば、情報取得部２６ａが複数種類のセンサーを有している場合、工程Ｓ１１１２と工程Ｓ１１１３の各々で送信される信号に応じて、使用するセンサーを切り替えることもできる。例えば、工程Ｓ１１１３の信号を受信したピペット装置２ａの情報取得部２６ａは、使用するセンサーを画像センサーから距離センサーへ切り替えることもできる。

チップＴの位置情報については、ロボット装置１ａにおいて、予め定められた基準を満たすか否か判定され（図５、Ｓ１１１４）、基準を満たす場合には、チップの位置情報の取得を終了する信号をピペット装置２ａへ送信し（図５、Ｓ１１１６）、ピペット装置２ａは、チップの位置情報の取得を終了して（図５、Ｓ１１２３）、チップＴの位置決め動作は完了する。

一方、基準に満たない場合には、ロボット装置１ａは、チップＴの位置について補正する（図５、Ｓ１１１５）。具体例としては、情報取得部２６ａに備えられている距離センサーによって測定されるチップＴの先端と容器内の液面との距離が基準より長ければ、その距離が基準を満たすようにアーム部１１を駆動させて、チップＴの位置を下方へ移動させる。また、上記距離が基準値よりも短ければ、その距離が基準を満たすように、チップＴの位置を上方へ移動させる。

液体処理システムＤ１では、チップＴの位置情報の取得開始信号の送信（Ｓ１１１３）、チップＴの位置情報の取得（Ｓ１１２２）、基準との比較（Ｓ１１１４）、チップＴ位置の補正（Ｓ１１１５）の各工程を繰り返すことにより、次の工程である液体の吸引（図４、Ｓ１２）において、最適な位置にチップＴを位置付けることができる。

図６は、液体処理システムＤ１における液体の吸引工程Ｓ１２の概要を示すフローチャートである。図６を参照しながら、液体の吸引工程Ｓ１２について詳細に説明する。

液体処理システムＤ１では、先ず、ロボット装置１ａは、ピペット装置２ａへ液体の吸引を開始する信号を送信する（図６、Ｓ１２１１）。本工程Ｓ１２１１で送信される信号と共に、液体の吸引量に関する情報がロボット装置１ａからピペット装置２ａへ送信されることが好ましい。加えて、液体の吸引速度に関する情報についても、ロボット装置１ａからピペット装置２ａへ送信されることが好ましい。ピペット装置２ａでは、信号を受信すると情報取得部２６ａを起動させて（図６、Ｓ１２２１）、駆動部２１の状態に関する情報をロボット装置１ａへ送信する（図６、Ｓ１２２２）。また、ピペット装置２ａでは、信号に応じて液体の吸引を行うため、駆動部２１において、プランジャー２１１の移動を開始する（図６、Ｓ１２２３）。

駆動部２１の状態に関する情報を取得したロボット装置１ａでは、アーム部１１の駆動を開始する（図６、Ｓ１２１２）。このピペット装置２ａからの情報の取得は、ピペット装置２ａからの吸引完了信号（図６、Ｓ１２２６）を受信するまで継続される。例えば、ロボット装置１ａは、駆動部２１に関する情報として、プランジャー２１１の位置情報をピペット装置２ａから受信する。この情報に基づき、ロボット装置１ａでは、アーム部１１を駆動させ、ピペット装置２ａを把持していない他のアーム部１１によって、液体の吸引速度に合わせて、液体が収容されている容器を傾けることもできる。また、チップＴへの液体の吸引速度に合わせて、チップＴの位置を下方へ移動させることもできる。このように、液体処理システムＤ１では、ロボット装置１ａとピペット装置２ａとを同期させて、液体の吸引工程Ｓ１２を行うことができる。

一方、ピペット装置２ａでは、駆動部２１の状態に関する情報に基づき、制御部２３は、例えば、プランジャー２１１の位置が設定された値に達するまで（図６、Ｓ１２２４）、プランジャー２１１の移動を継続する。設定値は、例えば、液体の吸引量に相当するプランジャー２１１の移動量等に対応する値とすることができる。ロボット装置１ａからの吸引開始の信号と同様に、設定値がロボット装置１ａからピペット装置２ａ側へ送信されることにより、ピペット装置２ａにおいて、液体の吸引量を決めることができる。

プランジャー２１１の移動量が設定値に達すると、ピペット装置２ａでは、プランジャー２１１の移動を終了する（図６、Ｓ１２２５）。その後、ピペット装置２ａからロボット装置１ａへ液体の吸引完了の信号が送信され（図６、Ｓ１２２６）、信号を受信したロボット装置１ａでは、アーム部１１の駆動が終了して（図６、Ｓ１２１３）、液体処理システムＤ１による液体の吸引動作は完了する。

液体を吸引した後、液体処理システムＤ１では、所望の容器等へ液体を吐出するために、再びチップＴの位置決め工程Ｓ１３を行う。チップＴの位置決め動作については、上述した液体の吸引工程Ｓ１２の前の工程であるチップＴの位置決め工程Ｓ１１と同様である。このため、チップの位置決め工程Ｓ１３については、説明を省略する。

図７は、液体処理システムＤ１による液体の吐出工程Ｓ１４の概要を示すフローチャートである。図７を参照しながら、液体の吐出工程Ｓ１４について詳細に説明する。

液体処理システムＤ１では、先ず、ロボット装置１ａは、ピペット装置２ａへ吐出を開始する信号を送信する（図７、Ｓ１４１１）。本工程Ｓ１４１１で送信される信号と共に、液体の吐出量に関する情報がロボット装置１ａからピペット装置２ａへ送信されることが好ましい。加えて、液体の吐出速度に関する情報についても、ロボット装置１ａからピペット装置２ａへ送信されることが好ましい。ピペット装置２ａでは、信号を受信すると情報取得部２６ａを起動させて（図７、Ｓ１４２１）、駆動部２１の状態に関する情報をロボット装置１ａへ送信する（図７、Ｓ１４２２）。また、ピペット装置２ａでは、信号に応じて液体の吐出を行うため、駆動部２１において、プランジャー２１１の移動を開始する（図７、Ｓ１４２３）。

駆動部２１の状態に関する情報を取得したロボット装置１ａでは、アーム部１１の駆動を開始する（図７、Ｓ１４１２）。このピペット装置２ａからの情報の取得は、ピペット装置２ａからの吐出完了信号（図７、Ｓ１４２６）を受信するまで継続される。例えば、ロボット装置１ａは、駆動部２１に関する情報として、プランジャー２１１の位置情報をピペット装置２ａから受信する。この情報に基づき、ロボット装置１ａでは、アーム部１１を駆動させ、ピペット装置２ａを把持していない他のアーム部１１によって、液体の吐出速度に合わせて、液体が収容される容器を動かすこともできる。また、チップＴからの液体の吐出速度に合わせて、チップＴの位置を上方へ移動させることもできる。このように、液体処理システムＤ１では、ロボット装置１ａとピペット装置２ａとを同期させて、液体の吐出工程Ｓ１４を行うことができる。

一方、ピペット装置２ａでは、駆動部２１の状態に関する情報に基づき、制御部２３は、例えば、プランジャー２１１の位置が設定された値に達するまで（図７、Ｓ１４２４）、プランジャー２１１の移動を継続する。設定値とは、例えば液体の吐出量に相当するプランジャー２１１の移動量等に対応する値とすることができる。ロボット装置１ａからの吐出開始の信号と同様に、設定値がロボット装置１ａからピペット装置２ａ側へ送信されることにより、ピペット装置２ａにおいて、液体の吐出量を決めることができる。

プランジャー２１１の移動量が設定値に達すると、ピペット装置２ａでは、プランジャー２１１の移動を終了する（図７、Ｓ１４２５）。その後、ピペット装置２ａからロボット装置１ａへ液体の吐出完了の信号が送信され（図７、Ｓ１４２６）、信号を受信したロボット装置１ａでは、アーム部１１の駆動が終了して（図６、Ｓ１４１３）、液体処理システムＤ１による液体の吐出動作は完了する。

上述した液体の吐出工程Ｓ１４では、液体を１回吐出する場合を説明したが、例えば、液体の吐出動作は、複数の容器へ液体を連続して分注するように設定されていてもよい。この場合にも、ロボット装置１ａからの液体の吐出開始の信号をピペット装置２ａが受信することにより、ピペット装置２ａにおける液体の分注が開始される。さらに、液体を１回吐出する動作と液体の連続分注動作を切替えるための信号がロボット装置１ａからピペット装置２ａへ送信されてもよい。

本実施形態の液体処理システムＤ１では、上述したように、液体の吸引の開始及び／又は吐出の開始の信号がロボット装置１ａからピペット装置２ａへ送られる。この結果、ピペット装置２の制御部２３は、信号に応じて液体の吸引及び／又は吐出を開始することができる。即ち、ロボット装置１ａから送信される信号によって液体の吸引及び／又は吐出のタイミングが制御される。このため、本実施形態の液体処理システムＤ１では、ロボット装置１ａのアーム部１１や爪部１１１が、液体の吸引及び／又は吐出のために、プランジャー２１１を駆動させるためのボタンやレバーなどを操作する必要がない。従って、アーム部１１に複雑な動作を設定しなくても、ロボット装置１ａが把持するピペット装置２ａによって、簡便に液体の吸引及び／又は吐出を行うことができる。また、複雑な動作が不要となることにより、アーム部１１の爪部１１１等の構成を単純化することもできる。

本実施形態の液体処理システムＤ１において、液体の吸引量及び吐出量の設定値がロボット装置１ａからピペット装置２ａに送信される場合には、公知の手動又は電動ピペットのように、液量の設定を、ピペット側を操作して入力する必要が不要となる。このため、アーム部１１が、ピペットへ設定値を入力するための複雑な動作を行う必要がなくなり、液体処理システムＤ１の動作プログラムをより単純化できる。

さらに、液体処理システムＤ１において、液体の吸引速度及び吐出速度の設定値がロボット装置１ａからピペット装置２ａに送信される場合には、公知の手動ピペットを用いる場合と異なり、爪部１１１等よって、ピペットに設けられたボタン等を所定の速度で押し下げる動作や、前記ボタンを押し下げた状態から所定の速度で元の位置に戻す動作を行う必要がない。このため、アーム部１１が複雑な動作を行う必要がなくなり、液体処理システムＤ１の動作プログラムをより単純化できる。

本実施形態の液体処理システムＤ１では、チップＴの位置情報を取得する情報取得部２６ａを有することにより、ロボット装置１ａによるチップＴの位置決めの精度が高まる。このため、例えば、検体ごとに液量が異なる場合であっても、予め定められたチップの位置と実際の液面との誤差を補正することで、所望の液量を確実に吸引することができる。また、例えば、ユーザが容器等を設置する位置についても予め定められた位置と実際の位置との誤差について、許容範囲が広がる。

さらに、本実施形態の液体処理システムＤ１では、情報取得部２６ａは、駆動部２１の状態に関する情報を取得することにより、液体の吸引及び／又は吐出の際、液体の流速等に合わせてアーム部１１を駆動させることができる。このため、例えば、人の手によって行われるピペット操作において、液面とピペットチップ先端との間の適切な距離を保ちながら液体を吸引又は吐出する動作等を、複雑なプログラムを作成することなく、ロボット装置１ａに行わせることができる。

３．第１実施形態の変形実施形態に係る液体処理システム
第１実施形態の変形実施形態に係る液体処理システムＤ１１について、図８にピペット装置２ｂの構成を示す。ピペット装置２ｂは、情報取得部２６ｂに設けられた外圧センサー２６１以外の構成は第１実施形態に係る液体処理システムＤ１のピペット装置２ａと同一であるため、同一の構成についての説明は省略する。また、ロボット装置についても第１実施形態のロボット装置１ａと同一の構成であるため、説明は省略する。

図８に示すように、情報取得部２６ｂは、少なくとも、チップ接続部２５ａのチップＴと接する面へ加えられる圧力を検知する圧センサーを備える。本実施形態及び後述する実施形態では、当該圧力センサーは、チップ接続部２５ａの外面においてチップＴと接触するため、これを便宜的に外圧センサー２６１と称する。外圧センサー２６１によって、後述するチップ接続部２５ａへのチップＴの接続をより確実に行うことができる。外圧センサーとしては、例えば、ロードセル等を採用することができる。

特に、情報取得部２６ｂは、外圧センサー２６１に加えて上述した内圧センサーを備えていることが好ましい。内圧センサーと外圧センサー２６１の両方が情報取得部２６ｂに備えられることにより、チップＴをより適切にチップ接続部２５ａへ接続することができる。

４．第１実施形態の変形実施形態に係る液体処理システムによる液体の処理
図９は、第１実施形態の変形実施形態に係る液体処理システムＤ１１の動作の概要を示すフローチャートである。図９に示すように、本実施形態では、チップの位置決め工程Ｓ１１の前に、チップ接続工程Ｓ１０を有する。チップ接続工程Ｓ１０は、ピペット装置２ｂのチップ接続部２５ａへチップＴを接続する工程である。チップＴは上述したように、例えば、ディスポーザブルユーズのものを用いることもできる。以下、チップ接続工程Ｓ１０について、図１０を参照しながら説明する。なお、チップの位置決め工程Ｓ１１から液体の吐出工程Ｓ１４までは、上述した各工程と同一であるため、ここでは説明を省略する。

チップ接続工程Ｓ１０においては、先ず、ロボット装置１ａがピペット装置２ｂへチップＴの接続を開始する信号を送信する（図１０、Ｓ１０１１）。ピペット装置２ｂでは、信号を受信すると情報取得部２６ｂを起動させる（図１０、Ｓ１０２１）。また、ロボット装置１ａは、把持しているピペット装置２ｂを、チップ接続部２５ａが予め定められた位置（設定位置）へ位置付けられるように移動させる（図１０、Ｓ１０１２）。

ピペット装置２ｂの移動が完了すると、ロボット装置１ａは、チップＴの位置情報の取得を開始する信号を送信する（図１０、Ｓ１０１３）。この信号を受けて、ピペット装置２ｂは、チップＴの位置情報をロボット装置１ａへ送信する（図１０、Ｓ１０２２）。ここで述べるチップＴの位置情報とは、チップ接続部２５ａに接続している状態におけるチップＴの位置情報ではなく、例えば、チップケース等に収容された状態にあるチップＴの位置情報である。また、工程Ｓ１０２２において、情報取得部２６ｂが用いるセンサーは、距離センサー又は画像センサーが好ましい。距離センサー又は画像センサーによって、チップＴに対するピペット接続部２５ａの距離を測定することができる。

チップＴの位置情報を取得したロボット装置１ａでは、位置情報が基準を満たすか否か判定する（図１０、Ｓ１０１４）。基準を満たしている場合、ロボット装置１ａは、把持しているピペット装置２ｂを押し下げる動作を開始する（図１０、Ｓ１０１５）。

前記位置情報が基準を満たしていない場合、ロボット装置１ａは、アーム部１１を駆動させることにより、対応できるか否か判定する（図１０、Ｓ１０１８）。この判定についても、基準を設けて、基準を満たすか否かによって判定することができる。対応可能と判定された場合、ロボット装置１ａはアーム部１１を駆動させて（図１０、Ｓ１０１９）、再び、チップＴの位置情報の取得の開始信号をピペット装置２ｂへ送信して、チップＴの位置情報が基準を満たすまで、工程Ｓ１０１３と工程Ｓ１０１４とを繰り返す。なお、工程Ｓ１０１８において、アーム部１１の駆動では対応できないと判定された場合には、ロボット装置１ａは、チップ接続工程Ｓ１０を終了する。

工程Ｓ１０１４において、チップＴの位置情報が基準を満たし、ピペット装置２ｂの押し下げが開始された後、ピペット装置２ｂでは、情報取得部２６ｂによって、チップ装着部２５ａのチップＴと接する面へ加えられる圧力に関する情報を取得し、ロボット装置１ａへ送信する（図１０、Ｓ１０２３）。また、圧力に関する情報とは具体的な圧力値であってもよく、圧力値を予め定められた規則等に基づき変換した値でもよく、外圧センサー２６１が検知した圧力値に基づく情報であれば、いずれであってもよい。

ロボット装置１ａでは、ピペット装置２ｂから送信された圧力に関する情報が基準を満たすか否か判定する（図１０、Ｓ１０１６）。基準を満たしている場合には、ロボット装置１ａは、チップ接続完了の信号をピペット装置２ｂへ送信して（図１０、Ｓ１０１７）、チップの接続工程Ｓ１０が完了する。

一方、工程Ｓ１０１６において、圧力に関する情報が基準を満たさなかった場合には、ロボット装置１ａは、再びピペットの押し下げを継続して、基準を満たすまで、工程Ｓ１０１５と工程Ｓ１０１６とを繰り返す。

本実施形態に係る液体処理システムＤ１１では、情報取得部２６ｂに外圧センサー２６１を備えることにより、チップ接続部２５ａのチップＴと接する面へ加えられる圧力の変化に基づき、チップ接続部２５ａとチップＴとの接続状態を確認できる。このため、液体の吸引や吐出の過程でチップＴがチップ接続部２５ａから外れてしまい、液体を汚染することなどを防止することができる。

また、情報取得部２６ｂに距離センサー又は画像センサーが備えられている場合には、チップＴの接続において予め設定されている位置の情報と、ピペット装置２ｂから送信されるチップＴの位置情報の両方に基づいて、アーム部１１を駆動させることができる。このため、予め設定されている位置の情報のみでチップＴを接続する場合に比べて、より確度高くチップＴをチップ接続部２５ａへ接続することができる。本実施形態に係る液体処理システムＤ１１の他の効果は、上述した第１実施形態に係る液体処理システムＤ１と同様である。

なお、チップＴをチップ接続部２５ａから外す場合については、チップＴの廃棄用容器等に対するチップＴの位置決めを、図５に示すチップ位置決め工程Ｓ１１に従い行うこともできるが、廃棄用容器の開口部が十分な大きさを有していれば、アーム部１１によって予めチップＴの廃棄の位置として設定されている地点までピペット装置２ｂを移動させて、精緻な位置決めを行うことなく、チップＴを取り外してもよい。また、チップＴの取り外しについては、ピペット装置２ｂに、チップ取り外し用のエジェクターボタン２８２を設け、アーム部１１に設けられた爪部１１１等で、エジェクターボタン２８２を押して、チップＴをチップ接続部２５ａから外してもよい。

５．本発明の第２実施形態に係る液体処理システム
本発明の第２実施形態に係る液体処理システムＤ２の動作について、図１１を参照して説明する。なお、液体処理システムＤ２の構成は、第１実施形態に係る液体処理システムＤ１と同一であるため、各構成の説明は省略する。

図１１は、第２実施形態に係る液体処理システムＤ２における液体の吸引動作の概要を示すフローチャートである。液体処理システムＤ２では、ロボット装置１ａからの信号及び駆動部２１の状態に関する情報に基づき液体をチップＴに吸引する速度及び／又はチップＴに保持されていた液体をチップＴから吐出する速度が制御される。

液体処理システムＤ２では、先ず、ロボット装置１ａは、ピペット装置２ａへ吸引を開始する信号を送信する（図１１、Ｓ２２１１）。また、液体の吸引量と吸引速度の設定値についても、併せてピペット装置２ａへ送信される。ピペット装置２ａでは、信号を受信すると情報取得部２６ａを起動させて（図１１、Ｓ２２２１）、駆動部２１の状態に関する情報をロボット装置１ａへ送信する（図１１、Ｓ２２２２）。また、ピペット装置２ａでは、信号に応じて液体の吸引を行うために、駆動部２１において、プランジャー２１１の移動を開始する（図１１、Ｓ２２２３）。

駆動部２１の状態に関する情報を取得したロボット装置１ａでは、アーム部１１の駆動を開始する（図１１、Ｓ２２１２）。このアーム部１１の駆動に関しては、図６に示す液体の吸引工程のうち工程Ｓ１２１２と同様である。

一方、ピペット装置２ａでは、駆動部２１の状態に関する情報に基づき、制御部２３は、例えば、プランジャー２１１の位置が設定された値に達する（図１１、Ｓ２２２５）までプランジャー２１１の移動を継続する。また、本実施形態に係る液体処理システムＤ２では、情報取得部２６ａが取得する駆動部２１の状態に関する情報に基づき、制御部２３は液体の吸引速度が設定値に一致しているか否か判定し（図１１、Ｓ２２２４）、一致していない場合には、駆動部２１の駆動を制御して、予め定められた液体の吸引速度となるように、吸引速度の再調整を行う（図１１、Ｓ２２２６）。

プランジャー２１１の移動量が設定値に達すると、ピペット装置２ａでは、プランジャー２１１の移動を終了する（図１１、Ｓ２２２７）。その後、ピペット装置２ａからロボット装置１ａへ液体の吸引完了の信号が送信され（図１１、Ｓ２２２８）、アーム部１１の駆動が終了して（図１１、Ｓ２２１３）、液体処理システムＤ２による液体の吸引動作は完了する。

液体の吐出についても、上述した吸引と同様に、ロボット装置１ａから液体の吐出量と吐出速度の設定値がピペット装置２ａへ送信される。また、情報取得部２６ａが、駆動部２１の状態に関する情報を取得することにより、設定値と一致していない場合には、制御部２３が駆動部２１を制御して吐出速度の設定値に一致させることもできる。

本実施形態に係る液体処理システムＤ２では、上述したように、駆動部２１の状態に関する情報を情報取得部２６ａが取得することにより、液体の吸引速度及び吐出速度について、フィードバック制御を行うことができる。このため、より確実に、予め設定された流速で液体を吸引して吐出することができる。本実施形態に係る液体処理システムＤ２の他の効果は、上述した第１実施形態に係る液体処理システムＤ１と同様である。

６．本発明の第３実施形態に係る液体処理システム
図１２に、本発明の第３実施形態に係る液体処理システムＤ３の構成の概要を示す。液体処理システムＤ３に備えられたロボット装置１ｃの構成において、解析部１７以外の構成は、第１実施形態に係る液体処理システムＤ１に備えられるロボット装置１ａと同一であるため、同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。

図１２に示す解析部１７は、後述する液体の状態に関する情報を解析するための構成である。解析部１７には、例えば、ＣＰＵやメモリ等を備える汎用コンピューターを採用することもでき、また、制御部１５に汎用コンピューターを採用している場合には、制御部１５と解析部１７とを一台の汎用コンピューターで構成してもよい。

図１３にピペット装置２ｃの構成例を示す。図１３に示す各構成のうち、第１実施形態に係る液体処理システムＤ１に備えられているピペット装置２ａと同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。

液体処理システムＤ３において、ピペット装置２ｃに備えられた情報取得部２６ｃは、液体に関する情報を取得することができる。図１３に示すように、情報取得部２６ｃは、上述した情報に加えて、液体の状態に関する情報を取得するためのセンサーを備えていることが好ましい。当該センサーについては、液体の状態に関する情報を取得できれば、その構成については公知のセンサーの中から適宜採用することができる。例えば、圧力センサー、温度センサー、ｐＨセンサー、光センサー、吸光度センサー、濁度センサー、画像センサー、距離センサー等が挙げられる。また、センサーは一種類であってもよく、複数種類を組み合わせて用いることもできる。

液体の状態に関する情報とは、例えば、液体における気泡の有無、液体における異物の混入、液体の粘度、液体の濁度、液体の温度、液体のｐＨ、液体の吸光度、液体の蛍光強度等である。また、液体が例えば、細胞培養液であれば、液体の状態に関する情報に、培養液中の細胞数を含めることもできる。情報取得部２６ｃは、このような液体の状態に関する情報のうち、１項目のみの取得を行ってもよく、複数の項目の取得を行ってもよい。

図１３は、情報取得部２６ｃの一例として、チップ接続部２５ｃのチップＴと接する面へ加えられる圧力を検知するための圧力センサー（外圧センサー２６１）、チップＴの内側へ加えられる圧力を検知するための内圧センサー２６２、画像センサー２６３及び距離センサー２６４の４種類のセンサーが設けられた構成を示す。なお、各センサーの配置は、図１３に示す配置に限定されるものではなく、ピペット装置２ｃの大きさや取り扱う液体の性質、ロボット装置１ｃの爪部１１１の形状等に応じて、適宜設計することができる。

また、液体の状態に関する情報を取得するためのセンサーは、上述したチップＴの位置情報や駆動部２１の状態に関する情報を取得するためのセンサーと併用されていてもよい。センサーが併用される場合、ロボット装置１ｃは、動作に応じて、センサーの検出する対象などを切り替える信号をピペット装置２ｃに送るように設定されていてもよい。

また、ピペット装置２ｃでは、チップ接続部２５ｃのうち少なくともチップＴと接触する部分Ｅは、導電性を有する材料で構成されている。導電性を有する材料としては、例えば、金、白金、窒化チタン等の金属やカーボンなどが挙げられる。また、チップ接続部２５ｃに接続されるチップＴについても、後述する液体の状態に関する情報を取得するために、導電性を有するチップＴを用いることが好ましい。また、使用するチップＴの種類を変えることにより、後述する液体の状態に関する情報のうち、取得する情報を変えることもできる。導電性を有するチップＴとしては、例えば、カーボン製チップが挙げられる。これらのチップＴを用いることにより、液体の状態に関する情報を、液体の吸引工程や液体の吐出工程において、液体の吸引や吐出と併せて取得することもできる。

７．第３実施形態に係る液体処理システムによる液体の処理
図１４は、液体処理システムＤ３による液体の処理方法の概要を示すフローチャートである。図１４に示すように、液体の処理方法は、チップ接続工程Ｓ３１、チップの位置決め工程Ｓ３２、液体の吸引工程Ｓ３３、液体の状態に関する情報の取得工程Ｓ３４、チップの位置決め工程Ｓ３５、液体の吐出工程Ｓ３６の各工程を有する。これらの工程のうち、液体の状態に関する情報の取得工程Ｓ３４以外については、第１実施形態の液体処理システムＤ１における液体処理工程の同一名称の工程と同様である。そのため、これらの工程の説明は省略する。なお、液体の状態に関する情報の取得工程Ｓ３４は、後述する液体の状態に関する情報取得が可能であれば、液体の処理方法において、図１４に示す順序に限定されるものではない。例えば、液体の吸引工程Ｓ３３の前に液体の状態に関する情報の取得工程Ｓ３４を行ってもよい。

図１５は、液体の状態に関する情報の取得工程Ｓ３４の概要を示すフローチャートである。本工程Ｓ３４では、ロボット装置１ｃは、液体の状態に関する情報の取得開始の信号をピペット装置２ｃへ送信する（図１５、Ｓ３４１１）。ピペット装置２ｃにおいて制御部２３は、情報取得部２６ｃを起動させる（図１５、Ｓ３４２１）。ピペット装置２ｃは、液体の状態に関する情報を取得して、送信部２７は、液体の状態に関する情報をロボット装置１ｃへ送信する（図１５、Ｓ３４２２）。

情報取得部２６ｃに備えられているセンサーのうち、例えば、内圧センサー２６２によって、チップＴ内の圧力変化を検知することができる。例えば、液体に気泡が含まれている場合、チップＴ内の圧力は、気泡が存在しない場合と比べて変化するため、内圧の変化を検知することにより、液体における気泡の有無についての情報を取得することができる。また、粘度の高い液体を吸引する場合や吐出する場合にも、チップＴ内の圧力の変化が粘度の低い液体と比べて異なる。このため、チップＴの内圧の変化を検知することにより、液体の粘度についての情報を取得することもできる。また、画像センサー２６３によって、液体の濁度や液体の吸光度、液体の蛍光強度、液体における異物の混入の有無を検出することもできる。

さらに、液体処理システムＤ３では、チップ接続部２５ｃの少なくとも一部を、導電性を有する材料で構成し、チップＴに導電性を有するものを採用することにより、チップＴが電極として機能することで、液体の温度、ｐＨ等を測定することもできる。液体に関する情報については、上述したセンサーが検出した値自体を情報としてロボット装置１ｃへ送信することもできるが、情報取得部２６ｃにおいて検出値等を気泡の有無や異物の有無など、別の情報に変換した上で、ロボット装置１ｃへ送信することもできる。

情報を受信したロボット装置１ｃでは、解析部１７によって、液体の状態に関する情報が解析される（図１５、Ｓ３４１２）。解析部１７は、液体の状態に関する情報のうち、例えば濁度等一つの項目の情報のみを解析することもでき、また、濁度と温度等、複数の項目の情報を組み合わせて解析することもできる。解析部１７が行う解析には公知の解析手法を用いることができる。また、解析部１７による解析に用いられるプログラムは、記憶部１６に格納されていてもよい。

解析部１７における解析が終了すると、ロボット装置１ｃは、解析完了信号をピペット装置２ｃへ送信して（図１５、Ｓ３４１３）、ピペット装置２ｃの制御部２３は、情報取得部２６ｃを停止させる（図１５、Ｓ３４２３）。

液体処理システムＤ３では、解析結果は、例えば、記憶部１６等に保存しておき、ユーザが適切な時に解析結果を利用することもできる。また、液体処理システムＤ３による液体の処理において、複数の工程の中に液体の状態に関する情報の取得工程Ｓ３４を複数回組み込むことにより、液体の状態をモニターして、各解析結果を履歴として保存することもできる。

さらに、液体処理システムＤ３では、ロボット装置１ｃの制御部１５が実行するプログラムについて、解析結果に合わせてロボット装置１ｃの動作を変更するように設定しておくこともできる。例えば、解析の結果、液体が基準を超えて気泡を含むと判定された場合には、チップＴ内に吸引された液体を廃棄して、再度、液体の吸引工程Ｓ３３を行うように設定できる。また、例えば、取り扱う複数の液体試料のうち、いずれかの試料に異物が検知された場合には、液体の状態に関する情報の取得工程Ｓ３４の次の工程以降、その試料を液体処理の対象から除外するように液体処理システムＤ３の動作を変更する。

また、液体処理システムＤ３では、上述した１種類又は複数種類のセンサーを用いて取得される、液体の状態に関する情報を利用することにより、液体処理システムによる液体の処理の際に生じた異常を検知して、ロボット装置１ｃにエラー処理の動作を実行させることもできる。図１６は、液体処理システムＤ３におけるエラー処理方法の一例を示すフローチャートである。図１６を参照しながら、エラー処理方法について説明する。

図１６に示すように、先ず、ピペット装置２ｃにおいて異常値を検知すると（図１６、Ｓ４２０１）、ピペット装置２ｃは、エラー信号を送信する（図１６、Ｓ４２０２）。また、このエラー信号と共に、異常値に関する情報がロボット装置１ｃへ送信される（図１６、Ｓ４２０３）。異常値に関する情報とは、例えば、異常値が検出された項目とその値、さらに異常値が検出された時点のピペット装置２ｃの状態等である。具体的には、例えば、液体の温度、濁度、ｐＨ、粘度等、上述した各種センサーによって測定される項目とその値等である。また、この異常値の検知には、上述した各種センサーが検出する値などを予め定められた基準と比較することにより行うことができる。ロボット装置１ｃへ送信された異常値に関する情報は、例えば、記憶部１６に保存することもできる。また、ロボット装置１ｃにおいては、図１６に例示されるエラー処理動作に関するログが記憶部１６等に保存されてもよい。

エラー信号を受信したロボット装置１ｃでは、制御部１５がエラー処理の動作を開始する（図１６、Ｓ４１０１）。制御部１５は、受信した異常値に関する情報について判定を開始する（図１６、Ｓ４１０２）。判定においては、先ず、エラーの重篤度が判定される（図１６、Ｓ４１０３）。例えば、気泡の混入が基準内であれば、エラーは軽微と判定する。一方、気泡の混入が基準を満さなれければ、エラーは重篤と判定する。エラーが重篤と判定された場合には、ロボット装置１ｃは、ユーザへ異常の通知処理を行い（図１６、Ｓ４１１３）、ロボット装置１ｃは待機状態となる（図１６、Ｓ４１１４）。

エラーを軽微と判定した場合、ロボット装置１ｃは、異常が発生した時のピペット装置２ｃの状態について判定する（図１６、Ｓ４１０４）。判定の結果、異常発生時が液体の処理時でなければ、ロボット装置１ｃは、ピペット装置２ｃを液体廃棄場所まで移動させる（図１６、Ｓ４１０６）。一方、異常が発生した時のピペット装置２ｃが液体の処理中であれば、ロボット装置１ｃは、扱う液体が希少なものであるか否かを判定する（図１６、Ｓ４１０５）。液体が希少なものであるか否かなどの情報は、例えば、記憶部１６などに保存されていてもよい。扱う液体を希少なものと判定すれば、ロボット装置１ｃは、ユーザへ異常の通知処理を行い（図１６、Ｓ４１１３）、ロボット装置１ｃは待機状態となる（図１６、Ｓ４１１４）。液体が、希少なものではないと判定されれば、ロボット装置１ｃは、ピペット装置２ｃを液体廃棄場所まで移動させる（図１６、Ｓ４１０６）。

ロボット装置１ｃは、ピペット装置２ｃを液体廃棄場所まで移動させると、ピペット装置２ｃにおいて、吐出と吸引を繰り返してチップＴ内の液体を排出させる「パージ」を実行させるために、信号を送信する（図１６、Ｓ４１０７）。ピペット装置２ｃは、ロボット装置１ｃから信号を受信すると駆動部２１を駆動させてパージを行う（図１６、Ｓ４２０４）。パージを行った後、ピペット装置２ｃは、パージが完了しているか否か判定する（図１６、Ｓ４２０５）。パージが完了しているか否かは、情報取得部２６ｃに備えられた各種センサーが検知する値等に基づいて判定することができる。

ピペット装置２ｃにおいて、制御部２３が、パージが完了していると判定した場合には、ピペット装置２ｃは、ロボット装置１ｃへパージ完了の信号を送信する（図１６、Ｓ４２０６）。一方、パージが完了していないと判定した場合には、ピペット装置２ｃは、ロボット装置１ｃへパージ異常の信号を送信して（図１６、Ｓ４２０７）、ピペット装置２ｃは待機状態となる（図１６、Ｓ４２０８）。

ロボット装置１ｃは、ピペット装置２ｃから送信される信号が、パージ完了信号とパージ異常信号の何れであるかによって、動作を変更する（図１６、Ｓ４１０８）。ロボット装置１ｃは、パージ異常信号を受信した場合には、ユーザへ異常の通知処理を行い（図１６、Ｓ４１１３）、ロボット装置１ｃは待機状態となる（図１６、Ｓ４１１４）。ロボット装置１ｃは、パージ完了信号を受信した場合には、チップ接続部２５ｃに接続しているチップＴの取り外し動作を行い（図１６、Ｓ４１０９）、ピペット装置２ｃを液体の処理動作の開始時の位置に戻す（図１６、Ｓ４１１０）。

ロボット装置１ｃは、液体の処理の動作の再開が可能であるか否か判定する（図１６、Ｓ４１１１）。その結果、再開が可能と判定すれば、ロボット装置１ｃは、液体の処理の動作を再開する（図１６、Ｓ４１１２）。一方、再開は不可能と判定すれば、ロボット装置１ｃは、ユーザへ異常の通知処理を行い（図１６、Ｓ４１１３）、ロボット装置１ｃは待機状態となる（図１６、Ｓ４１１４）。

上述したエラー方法では、液体の状態に関して異常を検出した場合を例に説明しているが、ピペット装置２ｃは、情報取得部２６ｃによって、例えば、プランジャー２１１の位置のずれや、駆動部２１の動作異常等を検知した場合に、エラー信号をロボット装置１ｃへ送信してもよい。また、ピペット装置２ｃは、情報取得部２６ｃにおいて取得した駆動部２１における異常動作の回数をロボット装置１ｃへエラーの情報として送信してもよい。液体処理システムＤ３においては、これらのエラー信号やエラーの情報に応じて、エラー処理動作を行うようにロボット装置１ｃ及びピペット装置２ｃの動作を、予めプログラムしておくこともできる。

上述した本発明の第３実施形態に係る液体処理システムＤ３では、情報取得部２６ｃに複数種類のセンサーを備えることにより、液体の状態に関する情報を取得することができる。また、液体の状態に関する情報を利用することで、ロボット装置１ｃは、ピペット装置２ｃと協働して液体の処理動作の際に生じたエラーの処理を行うこともできる。このようなエラー処理は、複雑な動作を行うロボット装置１ｃを用いた液体の処理においては、試料等の液体の処理の精度を上げるために有用である。本実施形態に係る液体処理システムＤ３の他の効果は、上述した第１実施形態に係る液体処理システムＤ１と同様である。

本技術によれば、ピペット装置に指示を与えると直ちに、少量の液体であっても、高精度なピペット操作を、大量に高速で行うことができる。また、無線を利用することにより、ピペット操作を人から隔離した場所で行うことができるので、過酷な環境下でのピペット操作や、危険な検体の取り扱いが可能となる。ピペット操作を無人化することもできる。

本技術は、容器の移動・開閉や、検体・培養液等の撹拌などの、研究室で行われる様々な操作を行うことに応用できる。また、従来から研究室にある様々な装置も、本技術を適用することにより活用することができる。

Ｄ１，Ｄ１１，Ｄ２，Ｄ３：液体処理システム
Ｔ：チップ
１：ロボット部
１ａ，１ｃ：ロボット装置
１ｂ：制御盤
１ｄ：汎用コンピューター
１１：アーム部
１１１：爪部
１１２ａ，１１２ｂ：関節
１２：（ロボット装置）受信部
１３：（ロボット装置）送信部
１４：胴体部
１５：（ロボット装置）制御部
１６：記憶部
１７：解析部
１８：入力部
１９：表示部
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ：ピペット装置
２１：駆動部
２１１：プランジャー
２２：（ピペット装置）受信部
２３：（ピペット装置）制御部
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ：ケース
２５ａ，２５ｃ：チップ接続部
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ：情報取得部
２６１：外圧センサー
２６２：内圧センサー
２６３：画像センサー
２６４：距離センサー
２７：（ピペット装置）送信部
２８１：把持部
２８２：エジェクターボタン
２８３：吸引ボタン
２８４：吐出ボタン
３１１：メスピペット

Claims (11)

1. ロボット装置と該ロボット装置に把持されるピペット装置と、を備え、
   前記ピペット装置は、
   液体の吸引及び／又は吐出を行う駆動部と、
   前記ロボット装置からの信号を受信する受信部と、
   前記駆動部を前記信号に応じて制御する制御部と、
   前記液体と接触するチップを接続させるチップ接続部と、
   前記チップ内の液体の粘度に関する情報を取得するための、前記チップの内側へ加えられる圧力を検知する内圧センサーを備え、前記チップ接続部と接続した状態における前記チップの位置情報及び前記駆動部の状態に関する情報を得るための情報取得部と、
   前記液体の状態に関する情報を前記ロボット装置へ送信する送信部と、
   を有し、
   前記ロボット装置は、前記ピペット装置及び液体が収容されている容器を別々に把持するための複数のアーム部を備え、
   前記チップの位置情報、並びに、前記駆動部の状態から得られた液体の吸引速度及び／又は吐出速度に基づいて、液体が収容されている容器を把持したアームが動く、
   液体処理システム。
2. 前記駆動部はプランジャーを備え、
   前記駆動部の状態に関する情報は前記プランジャーの位置情報を含む
   請求項１に記載の液体処理システム。
3. 前記チップの位置情報は、前記ロボット装置によって前記チップが移動できる範囲内に存在する物のうち何れか一以上と前記チップとの距離に基づく
   請求項１又は２に記載の液体処理システム。
4. 前記信号及び前記駆動部の状態に関する情報に基づき前記液体を前記チップに吸引する速度及び／又は前記チップに保持されていた前記液体を前記チップから吐出する速度が制御される
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体処理システム。
5. 前記情報取得部は前記チップ接続部の前記チップと接する面へ加えられる圧力を検知する圧力センサーを備える
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体処理システム。
6. 前記信号によって前記液体の吸引及び／又は吐出のタイミングが制御される
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体処理システム。
7. 前記制御部は無線通信によって前記駆動部を制御する
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体処理システム。
8. 前記チップの位置情報及び前記駆動部の状態に関する情報に基づき前記ロボット装置の動作が制御される
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体処理システム。
9. 前記アーム部は複数の関節を有する
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体処理システム。
10. 前記ロボット装置は、制御盤及びコンピューターを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体処理システム。
11. 前記コンピューターは、入力部、送信部、受信部、表示部、制御部及び記憶部からなる群から選択される部を含む、請求項１０に記載の液体処理システム。
    

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