JP7363564B2 - 前処理システム - Google Patents

Description

本発明は、前処理システムに関する。

試料について種々の分析を行う装置として分析装置が知られている。例えば、特許文献１には、複数の自動分析装置と検体輸送装置とを備えた自動分析システムが記載されている。各自動分析装置は、ベルトコンベアおよび採取分析部を含むとともに、ベルトコンベア上の検体ラックを採取分析部へ導入する検体導入機構を含む。

隣接する２つの自動分析装置において、前段側コンベアの終端側に後段側コンベアの始端がくるように配置される。検体輸送装置は、搬送機構を含み、前段側コンベアと後段側コンベアとの間に配置される。検体輸送装置の搬送機構は、前段側コンベアの終端で検体ラックを保持して後段側コンベアの始端まで搬送する。

特開２０１５－１４６０号公報

分析装置において試料の分析が行われる前に、試料の前処理が行われることがある。試料の分析と同様に、試料の前処理も自動的に行われることが望まれる。しかしながら、前処理は多数の工程を含むとともに、前処理の種類ごとに必要な工程が異なるため、所望の前処理を実行するシステムを実現することは容易ではない。

本発明の目的は、試料の前処理を自動的に実行することが可能な前処理システムを提供することである。

本発明の一態様は、クロマトグラフによる分析前の試料の前処理を実行する前処理システムであって、複数の前処理ユニットを備え、各前処理ユニットは、試料が封入される試料瓶を搬送するベルトコンベアと、前記ベルトコンベアの動作を制御する制御部とを含み、前記複数の前処理ユニットのうち少なくとも１つの前処理ユニットは、前記制御部による制御に基づいて特定の前処理を実行する処理部をさらに含み、各前処理ユニットの前記ベルトコンベアは、他の前処理ユニットのベルトコンベアと搬送方向に隣接するように配置可能でかつ隣接するベルトコンベアとの間で試料瓶を受け渡し可能に構成され、前記少なくとも１つの前処理ユニットの制御部は、前記ベルトコンベアの回転方向を第１の方向と、前記第１の方向とは逆の第２の方向とで切り替え可能であり、前記ベルトコンベアが前記第１の方向に回転するように当該ベルトコンベアの動作を制御することにより、試料瓶を前記第１の方向に搬送し、前記ベルトコンベアが前記第２の方向に回転するように当該ベルトコンベアの動作を制御することにより、試料瓶を前記第２の方向に搬送する、前処理システムに関する。
本発明の他態様は、クロマトグラフによる分析前の試料の前処理を実行する前処理システムであって、複数の前処理ユニットを備え、各前処理ユニットは、試料が封入される試料瓶を搬送するベルトコンベアと、前記ベルトコンベアの動作を制御する制御部とを含み、前記複数の前処理ユニットのうち少なくとも１つの前処理ユニットは、前記制御部による制御に基づいて特定の前処理を実行する処理部をさらに含み、各前処理ユニットの前記ベルトコンベアは、他の前処理ユニットのベルトコンベアと搬送方向に隣接するように配置可能でかつ隣接するベルトコンベアとの間で試料瓶を受け渡し可能に構成され、前記複数の前処理ユニットのうち少なくとも１つの前処理ユニットは、当該前処理ユニットと他の前処理ユニットとの間で試料瓶を受け渡し可能な第１のロボットアームをさらに含む、前処理システムに関する。

本発明によれば、試料の前処理を自動的に実行することができる。

本発明の一実施の形態に係る前処理システムを示す模式図である。 ベルトコンベアの構成を示す平面図である。 ベルトコンベアの斜視図である。 前処理ユニットの動作の一例を説明するための図である。 前処理ユニットの動作の一例を説明するための図である。 複数のラック間の距離調整の一例を示す図である。 複数のラック間の距離調整の他の例を示す図である。 前処理ユニットの動作の他の例を説明するための図である。 前処理システムの一例を示す模式図である。 第１の前処理ユニットの動作を説明するための図である。 第２の前処理ユニットの動作を説明するための図である。 第３の前処理ユニットの動作を説明するための図である。 第４の前処理ユニットの動作を説明するための図である。 第５の前処理ユニットの動作を説明するための図である。

（１）前処理システムの構成
以下、本発明の実施の形態に係る前処理システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る前処理システムを示す模式図である。図１に示すように、前処理システム３００は、複数（本例では５つ）の前処理ユニット１００を備え、分析装置における分析前の試料の前処理を実行する。複数の前処理ユニット１００は、試料の分析の内容に応じて配置（すなわち、前処理ユニット１００の設置の順番）を変更可能に構成される。

各前処理ユニット１００は、ベルトコンベア１０および制御部２０を含む。また、少なくとも１つの前処理ユニット１００は、処理部３０をさらに含む。ベルトコンベア１０は、試料を収容するための試料瓶を搬送する。制御部２０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）またはマイクロコンピュータを含み、ベルトコンベア１０および処理部３０の動作を制御する。

処理部３０は、試料瓶の収容物または試料瓶に対して特定の前処理を実行する。前処理は、試料瓶のキャップの着脱、試料瓶への試料の収容、試料への添加物の添加、試料瓶の振とう、試料瓶の内容物の遠心分離、試料瓶の内容物の抽出および分析用のバイアルへの試料の注入の少なくとも１つを含んでもよい。

図２は、ベルトコンベア１０の構成を示す平面図である。図３は、ベルトコンベア１０の斜視図である。図２および図３に示すように、ベルトコンベア１０は、レール部１１、一対のローラ部１２および一対のベルト１３を含む。レール部１１は、一方向に延びる。以下、レール部１１が延びる方向を搬送方向と呼ぶ。

一対のローラ部１２は、搬送方向におけるレール部１１の両端に並列に配置される。一対のベルト１３は、レール部１１の両側部にそれぞれ配置され、一対のローラ部１２に架け渡される。各ベルト１３は、例えば滑りベルトであり、比較的低い摩擦係数を有する。

本実施の形態においては、複数の試料瓶１がラック３に保持された状態で、ベルトコンベア１０により搬送される。具体的には、４つの試料瓶１がラック３により保持される。試料瓶１は例えば遠沈管であり、各試料瓶１には、ねじ式のキャップ２が取り付けられる。この状態で、ラック３が、ベルトコンベア１０の一対のベルト１３上に載置される。一対のローラ部１２が回転することにより、ベルト１３上に載置されたラック３が搬送方向に搬送される。

ベルトコンベア１０の両側部には、搬送方向に延びるように一対のガイドレール１４がそれぞれ設けられる。一対のガイドレール１４は、ラック３がベルトコンベア１０から逸脱することを防止する。また、搬送方向に沿って間欠的に複数のセンサ部１５が設けられる。各センサ部１５は、ベルトコンベア１０により搬送されるラック３を所定の位置で検出する。本例では、各センサ部１５は、互いに対向するようにベルトコンベア１０の両側部にそれぞれ配置された投光部１５ａと受光部１５ｂとを含む。

レール部１１の上面の中央部には、搬送方向に沿って間欠的に複数の孔部１６が形成される。複数の孔部１６は、複数のセンサ部１５にそれぞれ対応する。各孔部１６からは、機械式のストッパ１７が上方に突出可能である。ストッパ１７は棒状部材であり、ベルトコンベア１０上の所定の位置でラック３の搬送を一時的に停止させるために用いられる。ストッパ１７の非突出時には、ストッパ１７の上端部は各ベルト１３の上面（搬送面）よりも下方に位置する。ストッパ１７の突出時には、ストッパ１７の上端部は各ベルト１３の搬送面よりも上方に位置する。

制御部２０は、図示しないアクチュエータを駆動することにより一対のローラ部１２を回転させる。制御部２０は、一対のローラ部１２の回転方向を切り替えることができる。以下、ローラ部１２の一方の回転方向を順方向と呼び、ローラ部１２の他方の回転方向を逆方向と呼ぶ。一対のローラ部１２が順回転するときにラック３が搬送される方向を下流方向と呼び、一対のローラ部１２が逆回転するときにラック３が搬送される方向を上流方向と呼ぶ。

また、制御部２０は、各センサ部１５からラック３の検出結果を取得する。さらに、制御部２０は、センサ部１５から取得された検出結果に基づいて、図示しないエアシリンダまたはステッピングモータ等のアクチュエータを制御することにより、当該センサ部１５に対応するストッパ１７の動作を制御する。詳細は後述する。

処理部３０は、ラック３に保持された各試料瓶１の収容物または各試料瓶１に対して前処理を実行する。ここで、処理部３０は、ラック３に保持された複数の試料瓶１の収容物または複数の試料瓶１に対して同時（並列的）に前処理を実行してもよい。あるいは、処理部３０は、２つ以上の前処理ユニット１００の処理部３０は、それぞれ異なるラック３に保持された試料瓶１の内容物または試料瓶１に対して同時（並列的）に前処理を実行してもよい。これらの場合、短時間で多数の試料に前処理を実行することができる。

（２）前処理ユニットの動作例
図４および図５は、前処理ユニット１００の動作の一例を説明するための図である。本例においては、図３に太い一点鎖線で示すように、各センサ部１５の投光部１５ａは、対応する受光部１５ｂに向かって光を出射する。投光部１５ａと受光部１５ｂとの間にラック３が位置しない場合には、受光部１５ｂは、対応する投光部１５ａにより出射される光を受光し、受光強度を示す受光信号を検出結果として制御部２０に与える。

一方、図４に示すように、ラック３が投光部１５ａと受光部１５ｂとの間に搬送された場合には、投光部１５ａにより出射される光はラック３により遮られる。そのため、受光部１５ｂは、対応する投光部１５ａにより出射される光を受光しない。この場合、制御部２０に受光信号が与えられない。これにより、制御部２０は、センサ部１５によりラック３が検出されたと判定する。

予め定められたセンサ部１５によりラック３が検出された場合には、図５に示すように、制御部２０は、当該センサ部１５に対応する孔部１６からストッパ１７を突出させる。突出したストッパ１７は、ラック３の端面に当接する。この場合、ベルトコンベア１０が停止することなくラック３の搬送が一時的に停止される。所定時間経過後、制御部２０は、突出させたストッパ１７を孔部１６内に再度引き込む。これにより、ラック３の搬送が再開される。

この構成によれば、ストッパ１７により停止されているラック３以外のラック３の搬送が継続される。そのため、ラック３を個別に停止させることができる。なお、本例では、複数の孔部１６のうち、一部の孔部１６は、対応するセンサ部１５の下流に配置される。これらの孔部１６に対応するストッパ１７は、下流方向に搬送されるラック３の搬送の停止に用いられる。一方、複数の孔部１６のうち、他の孔部１６は、対応するセンサ部１５の上流に配置される。これらの孔部１６に対応するストッパ１７は、上流方向に搬送されるラック３の搬送の停止に用いられる。

ストッパ１７の動作を制御することにより、ベルトコンベア１０により搬送される複数のラック３間の距離を調整することができる。図６は、複数のラック３間の距離調整の一例を示す図である。図６の例では、３つのラック３（以下、ラック３Ａ，３Ｂ，３Ｃと呼ぶ。）がこの順でベルトコンベア１０により下流方向に搬送される。ここで、ラック３Ａの搬送が所定の位置でストッパ１７により一時的に停止される。これにより、ラック３Ａとラック３Ｂとの間の距離を減少させることができる。

本例では、ラック３Ａとラック３Ｂとの間の距離が０まで減少されることにより、ラック３Ａとラック３Ｂとが接触する。この場合、処理部３０は、２つのラック３Ａ，３Ｂに保持された複数の試料瓶１の収容物または複数の試料瓶１に対して同時にかつ容易に前処理を実行することができる。

図７は、複数のラック３間の距離調整の他の例を示す図である。図７の例では、４つのラック３（以下、ラック３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと呼ぶ。）がこの順でベルトコンベア１０により下流方向に搬送される。ここで、各ラック３Ａ～３Ｄの搬送が所定の位置でストッパ１７により一時的に停止される。これにより、隣り合うラック３Ａ～３Ｄ間の距離を増加させることができる。本例では、ラック３Ａとラック３Ｂとの間の距離が増加されている。

図８は、前処理ユニット１００の動作の他の例を説明するための図である。図８の例では、２つの前処理ユニット１００が搬送方向に隣接して配置される。以下、上流に位置する前処理ユニット１００を前処理ユニット１００Ａと呼び、下流に位置する前処理ユニット１００を前処理ユニット１００Ｂと呼ぶ。前処理ユニット１００Ａのベルトコンベア１０と前処理ユニット１００Ｂのベルトコンベア１０とは、近接した状態でかつ同じ高さで搬送方向に並ぶ。隣接する２つの前処理ユニット１００Ａ，１００Ｂは、搬送装置を用いることなく直接的にラック３を互いに受け渡し可能である。

具体的には、前処理ユニット１００Ａから前処理ユニット１００Ｂへのラック３の受け渡し時に、前処理ユニット１００Ａの各ローラ部１２が順方向に回転される。また、前処理ユニット１００Ｂの各ローラ部１２が順方向にかつ前処理ユニット１００Ａの各ローラ部１２の回転速度と同じ回転速度で回転される。これにより、図８に太い矢印で示すように、前処理ユニット１００Ａのベルトコンベア１０により搬送されるラック３が前処理ユニット１００Ｂのベルトコンベア１０に受け渡される。

同様に、前処理ユニット１００Ｂから前処理ユニット１００Ａへのラック３の受け渡し時に、前処理ユニット１００Ｂの各ローラ部１２が逆方向に回転される。また、前処理ユニット１００Ａの各ローラ部１２が逆方向にかつ前処理ユニット１００Ｂの各ローラ部１２の回転速度と同じ回転速度で回転される。これにより、前処理ユニット１００Ｂのベルトコンベア１０により搬送されるラック３が前処理ユニット１００Ａのベルトコンベア１０に受け渡される。

なお、上記の例では、ラック３の受け渡し時の前処理ユニット１００Ａの各ローラ部１２の回転速度と前処理ユニット１００Ｂの各ローラ部１２の回転速度とが同じであるが、実施の形態はこれに限定されない。前処理ユニット１００Ａと前処理ユニット１００Ｂとの間でラック３を受け渡し可能である限り、前処理ユニット１００Ａの各ローラ部１２の回転速度と前処理ユニット１００Ｂの各ローラ部１２の回転速度とが同じではなく、わずかに異なっていてもよい。

（３）前処理システムの具体例
図９は、前処理システム３００の一例を示す模式図である。図９に示すように、前処理システム３００は、５つの前処理ユニット１００を備える。５つの前処理ユニット１００を区別する場合には、５つの前処理ユニット１００をそれぞれ前処理ユニット１００Ａ～１００Ｅと呼ぶ。上記のように、各前処理ユニット１００Ａ～１００Ｅは、ベルトコンベア１０および制御部２０を含む。

また、前処理ユニット１００Ａは、処理部３０として着脱部３０Ａ、収容部３０Ｂおよび振とう部３０Ｃを含むとともに、ロボットアーム４０をさらに含む。前処理ユニット１００Ｂは、処理部３０として着脱部３０Ａ、添加部３０Ｄおよび分離部３０Ｅを含むとともに、ロボットアーム５０をさらに含む。前処理ユニット１００Ｃは、処理部３０として着脱部３０Ａを含む。前処理ユニット１００Ｄは、処理部３０として抽出部３０Ｆおよび注入部３０Ｇを含むとともに、分注部６０をさらに含む。前処理ユニット１００Ｅは、処理部３０を含まない。

着脱部３０Ａは、図３のラック３に保持された各試料瓶１のキャップ２を回転させることにより各試料瓶１にキャップ２を着脱する。収容部３０Ｂは、分析対象の試料を計量し、計量された試料を各試料瓶１に収容する。振とう部３０Ｃは、ラック３を振とうすることにより各試料瓶１の内容物を撹拌する。添加部３０Ｄは、各試料瓶１に所定の溶媒または内部標準試薬等の添加物を添加する。

分離部３０Ｅは、ラック３に遠心力を加えることにより各試料瓶１の内容物を成分ごとに分離する。抽出部３０Ｆは、分注部６０に設けられたピペットを通して各試料瓶１から試料を含む内容物を抽出する。注入部３０Ｇは、分注部６０に設けられたピペットを通して試料瓶１の試料を含む内容物を分析用のバイアルに注入する。

ロボットアーム４０は、ベルトコンベア１０といずれかの処理部３０との間でラック３を搬送する。ロボットアーム５０は、複数の前処理ユニット１００の間でラック３を搬送する。また、本例では、ロボットアーム５０は、ロボットアーム４０と同様に、ベルトコンベア１０といずれかの処理部３０との間でラック３を搬送することも可能である。ロボットアーム４０，５０は、それぞれ第１および第２のロボットアームの例である。分注部６０は、ピペットを用いて試料の分注処理を行う。

図８の例と同様に、前処理ユニット１００Ｂは、前処理ユニット１００Ａと搬送方向に隣接するように前処理ユニット１００Ａの下流に配置される。前処理ユニット１００Ｃ～１００Ｅの各々は、前処理ユニット１００Ｂと並列に配置される。前処理ユニット１００Ａ，１００Ｂにおいては、ベルトコンベア１０の高さは等しい。一方、前処理ユニット１００Ｂ～１００Ｅにおいては、ベルトコンベア１０の高さが異なってもよい。

前処理システム３００においては、上流から下流に向かって位置Ｐ１～Ｐ７がこの順で定義される。位置Ｐ１～Ｐ７は、搬送方向における位置を意味する。以下、図９の前処理システム３００の動作について説明する。

（４）前処理システムの動作
（ａ）第１の前処理ユニット
図１０は、第１の前処理ユニット１００Ａの動作を説明するための図である。図１０に示すように、４つの試料瓶１が保持されたラック３が前処理ユニット１００Ａのベルトコンベア１０の上流端部に載置される。ベルトコンベア１０は、ラック３を下流方向の位置Ｐ１に搬送する。位置Ｐ１において、着脱部３０Ａは、ラック３に保持された各試料瓶１からキャップ２を取り外す。

次に、ベルトコンベア１０は、ラック３を下流方向の位置Ｐ２に搬送する。位置Ｐ２において、収容部３０Ｂは、分析対象の試料を計量し、計量された試料を各試料瓶１に収容する。分析対象の試料は、例えば食品を含む。その後、ベルトコンベア１０は、ベルト１３を逆回転させることによりラック３を上流方向の位置Ｐ１に搬送する。位置Ｐ１において、着脱部３０Ａは、ラック３に保持された各試料瓶１にキャップ２を取り付ける。

次に、ベルトコンベア１０は、ラック３を下流方向の位置Ｐ３に搬送する。位置Ｐ３において、ロボットアーム４０は、ベルトコンベア１０から振とう部３０Ｃにラック３を搬送する。振とう部３０Ｃは、ラック３を振とうする。これにより、試料瓶１内の試料が撹拌される。このように、ラック３がロボットアーム４０により振とう部３０Ｃに搬送されるので、振とう部３０Ｃがベルトコンベア１０上のラック３の搬送経路に配置されない場合でも、試料瓶１を振とうすることができる。その後、ロボットアーム４０は、振とう部３０Ｃからベルトコンベア１０にラック３を搬送する。

次に、ベルトコンベア１０は、ラック３を下流端部まで搬送する。これにより、図９の前処理ユニット１００Ｂのベルトコンベア１０の上流端部にラック３が受け渡される。また、後述するように、前処理ユニット１００Ｂにおいて各試料瓶１に添加物が添加された後のラック３が、前処理ユニット１００Ｂから前処理ユニット１００Ａのベルトコンベア１０の下流端部に受け渡される。

この場合、ベルトコンベア１０は、ラック３を上流方向の位置Ｐ３に搬送する。位置Ｐ３において、ロボットアーム４０は、ベルトコンベア１０から振とう部３０Ｃにラック３を搬送する。振とう部３０Ｃは、ラック３を振とうする。これにより、試料瓶１内の試料および添加物が撹拌される。次に、ロボットアーム４０は、振とう部３０Ｃからベルトコンベア１０にラック３を搬送する。その後、ベルトコンベア１０は、ラック３を下流端部まで搬送する。これにより、図９の前処理ユニット１００Ｂのベルトコンベア１０の上流端部にラック３が再度受け渡される。

（ｂ）第２の前処理ユニット
図１１は、第２の前処理ユニット１００Ｂの動作を説明するための図である。図１１に示すように、図１０の前処理ユニット１００Ａからのラック３が前処理ユニット１００Ｂのベルトコンベア１０の上流端部に載置される。ベルトコンベア１０は、ラック３を下流方向の位置Ｐ４に搬送する。位置Ｐ４において、着脱部３０Ａは、ラック３に保持された各試料瓶１からキャップ２を取り外す。

次に、ベルトコンベア１０は、ラック３を下流方向の位置Ｐ５に搬送する。位置Ｐ５において、添加部３０Ｄは、ラック３の各試料瓶１に添加物を添加する。その後、ベルトコンベア１０は、ラック３を上流方向の位置Ｐ４に搬送する。位置Ｐ４において、着脱部３０Ａは、ラック３に保持された各試料瓶１にキャップ２を取り付ける。

次に、ベルトコンベア１０は、ラック３を上流端部まで搬送する。これにより、図９の前処理ユニット１００Ａのベルトコンベア１０の下流端部にラック３が受け渡される。この場合、上記のように、前処理ユニット１００Ａにおいて試料瓶１内の試料および添加物が撹拌され、撹拌後のラック３が前処理ユニット１００Ａから前処理ユニット１００Ｂのベルトコンベア１０の上流端部にラック３に再度受け渡される。

次に、ベルトコンベア１０は、ラック３を下流方向の位置Ｐ６に搬送する。位置Ｐ６において、ロボットアーム５０は、前処理ユニット１００Ｂ～１００Ｅのベルトコンベア１０をまたぐように配置され、ベルトコンベア１０から分離部３０Ｅにラック３を搬送する。分離部３０Ｅは、ラック３に遠心力を加える。これにより、各試料瓶１の内容物が成分ごとに分離される。

なお、分離部３０Ｅにおいては、複数（例えば４つ）のラック３が同時に収容され、収容された複数のラック３に同時に遠心分離が行われる。ここで、前処理ユニット１００Ｂにおいて、図５～図７のストッパ１７を用いて複数のラック３間の距離を調整することにより、複数のラック３を適切なタイミングで分離部３０Ｅに収容することが容易になる。

その後、ロボットアーム５０は、分離部３０Ｅから図９の前処理ユニット１００Ｃにラック３を搬送する。また、後述するように、ロボットアーム５０は、前処理ユニット１００Ｃから図９の前処理ユニット１００Ｅにラック３を搬送する。このように、前処理ユニット１００Ｃ，１００Ｅのベルトコンベア１０が前処理ユニット１００Ｂのベルトコンベア１０と搬送方向に隣接して配置されない場合でも、ロボットアーム５０によりこれらのベルトコンベア１０の間で試料瓶１を搬送することができる。

（ｃ）第３の前処理ユニット
図１２は、第３の前処理ユニット１００Ｃの動作を説明するための図である。図１２に示すように、図１１の前処理ユニット１００Ｂからのラック３が図１１のロボットアーム５０により前処理ユニット１００Ｃのベルトコンベア１０の位置Ｐ６に載置される。ベルトコンベア１０は、ラック３を上流端部に搬送する。上流端部において、着脱部３０Ａは、ラック３に保持された各試料瓶１からキャップ２を取り外す。

次に、ベルトコンベア１０は、ラック３を下流方向の位置Ｐ７に搬送する。位置Ｐ７は、ベルトコンベア１０の下流端部であってもよい。位置Ｐ７において、ラック３の搬送が所定時間停止される。後述するように、この時点で、ラック３の各試料瓶１の内容物の抽出が行われる。その後、ベルトコンベア１０は、ラック３を上流端部に搬送する。上流端部において、着脱部３０Ａは、ラック３に保持された各試料瓶１にキャップ２を取り付ける。

次に、ベルトコンベア１０は、ラック３を下流方向の位置Ｐ６に搬送する。この時点で、上記のように、図１１の前処理ユニット１００Ｂのロボットアーム５０が、ラック３を前処理ユニット１００Ｅに搬送する。

（ｄ）第４の前処理ユニット
図１３は、第４の前処理ユニット１００Ｄの動作を説明するための図である。図１３に示すように、複数のバイアル４が保持されたラック５が前処理ユニット１００Ｄのベルトコンベア１０の上流端部に載置される。ベルトコンベア１０は、ラック５を下流方向の位置Ｐ７に搬送する。

位置Ｐ７において、分注部６０は、前処理ユニット１００Ｃ、１００Ｅのベルトコンベア１０をまたぐように配置される。分注部６０は、前処理ユニット１００Ｄの位置Ｐ７から図１２の前処理ユニット１００Ｃの位置Ｐ７に移動し、ベルトコンベア１０上で停止しているラック３のいずれかの試料瓶１にピペット６１の先端を挿入する。次に、前処理ユニット１００Ｃの位置Ｐ７において、抽出部３０Ｆは、ピペット６１を通して試料瓶１から試料を含む内容物を抽出する。その後、分注部６０は、前処理ユニット１００Ｄの位置Ｐ７に戻る。

次に、前処理ユニット１００Ｄの位置Ｐ７において、注入部３０Ｇは、ピペット６１を通して試料瓶１の試料を含む内容物をラック５のいずれかのバイアル４に注入する。所定数のバイアル４に内容物が注入されるまで、上記の分注部６０、抽出部３０Ｆおよび注入部３０Ｇの動作が繰り返される。

分注部６０に複数のピペット６１が設けられる場合には、複数のピペット６１により複数の試料瓶１から同時に内容物が抽出されてもよく、複数のピペット６１により複数のバイアル４に同時に内容物が注入されてもよい。また、前処理ユニット１００Ｅによる前処理が行われている間に、前処理ユニット１００Ａ，１００Ｂによる前処理が同時に行われてもよい。

所定数のバイアル４に内容物が注入された後、ベルトコンベア１０は、ラック５を下流端部に搬送する。前処理ユニット１００Ｄの下流端部において、ラック５は、図示しない分析装置に受け渡される。分析装置は、前処理ユニット１００Ｄから受け渡されたラック５の各バイアル４の内容物について所定の分析を行う。分析は、例えば試料である食品中の残留農薬の定量を含む。分析装置は、例えば液体クロマトグラフ、ガスクロマトグラフ、液体クロマトグラフィ質量分析装置（ＬＣ／ＭＳ）またはガスクロマトグラフィ質量分析装置（ＧＣ／ＭＳ）であってもよいし、他の分析装置であってもよい。

（ｅ）第５の前処理ユニット
図１４は、第５の前処理ユニット１００Ｅの動作を説明するための図である。図１４に示すように、図１２の前処理ユニット１００Ｃからのラック３が図１１のロボットアーム５０により前処理ユニット１００Ｅのベルトコンベア１０の位置Ｐ６に載置される。位置Ｐ６は、ベルトコンベア１０の上流端部であってもよい。ベルトコンベア１０は、ラック３を下流端部に搬送する。前処理ユニット１００Ｅの下流端部において、ラック３は、図示しない廃棄装置に受け渡される。廃棄装置は、前処理ユニット１００Ｅから受け渡されたラック３の各試料瓶１の内容物を廃棄する。

（５）効果
本実施の形態に係る前処理システム３００においては、各前処理ユニット１００内で、複数の試料瓶１を保持するラック３がベルトコンベア１０により搬送される。少なくとも１つの前処理ユニット１００内で、試料瓶１に封入された分析前の試料に特定の前処理が処理部３０により実行される。各前処理ユニット１００のベルトコンベア１０または処理部３０の動作が、当該前処理ユニット１００の制御部２０により制御される。

また、いずれかの前処理ユニット１００のベルトコンベア１０を他の前処理ユニット１００のベルトコンベア１０と搬送方向に隣接して配置することにより、これらのベルトコンベア１０の間で試料瓶１を受け渡すことができる。したがって、複数の前処理ユニット１００を適切に配置することにより、試料の前処理を自動的に実行することができる。これにより、スループットを向上させることができる。また、省人化を行うことができる。

さらに、複数の前処理ユニット１００は、試料の分析の内容に応じて配置を変更可能である。そのため、所望の分析に対応する前処理を容易に実行することができる。

（６）他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態において、４つの試料瓶１がラック３に保持された状態でベルトコンベア１０により搬送されるが、実施の形態はこれに限定されない。例えば、他の数（例えば６つ）の試料瓶１がラック３に保持された状態でベルトコンベア１０により搬送されてもよい。

あるいは、試料瓶１は、ラック３に保持されることなくベルトコンベア１０により搬送されてもよい。試料瓶１がラック３に保持されない場合においても、前処理ユニット１００の処理部３０は、複数の試料瓶１の収容物または複数の試料瓶１に対して同時（並列的）に前処理を実行してもよい。

（ｂ）上記実施の形態において、前処理ユニット１００はストッパ１７を含むが、実施の形態はこれに限定されない。ベルトコンベア１０を停止させることなくラック３の搬送を停止させる必要がないときは、前処理ユニット１００はストッパ１７を含まなくてもよい。あるいは、ロボットアーム４０またはロボットアーム５０を用いて任意のラック３の搬送を停止させることが可能である場合にも、前処理ユニット１００はストッパ１７を含まなくてもよい。

（ｃ）上記実施の形態において、センサ部１５は投光部１５ａおよび受光部１５ｂを含む光電センサであるが、実施の形態はこれに限定されない。センサ部１５は、他の方式のセンサであってもよい。例えば、センサ部１５は、ラック３との物理的接触によりラック３の有無を検出する接触センサであってもよいし、撮像によりラック３の有無を検出するカメラであってもよい。また、前処理ユニット１００は、ストッパ１７を含まない場合には、センサ部１５を含まなくてもよい。

（ｄ）上記実施の形態において、前処理ユニット１００Ａと前処理ユニット１００Ｂとは、ベルトコンベア１０同士が搬送方向に隣接するように配置されるが、実施の形態はこれに限定されない。前処理ユニット１００Ａ，１００Ｂの一方が、前処理ユニット１００Ａ，１００Ｂの他方にラック３を搬送可能なロボットアーム５０を含む場合には、前処理ユニット１００Ａと前処理ユニット１００Ｂとは、ベルトコンベア１０同士が搬送方向に隣接するように配置されなくてもよい。

（７）態様
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）一態様に係る前処理システムは、
クロマトグラフによる分析前の試料の前処理を実行する前処理システムであって、
複数の前処理ユニットを備え、
各前処理ユニットは、
試料が封入された試料瓶を搬送するベルトコンベアと、
前記ベルトコンベアの動作を制御する制御部とを含み、
前記複数の前処理ユニットのうち少なくとも１つの前処理ユニットは、前記制御部による制御に基づいて特定の前処理を実行する処理部をさらに含み、
各前処理ユニットの前記ベルトコンベアは、他の前処理ユニットのベルトコンベアと搬送方向に隣接するように配置可能でかつ隣接するベルトコンベアとの間で試料瓶を受け渡し可能に構成されてもよい。

この前処理システムにおいては、各前処理ユニット内で、試料瓶がベルトコンベアにより搬送される。少なくとも１つの前処理ユニット内で、試料瓶に封入された分析前の試料に特定の前処理が処理部により実行される。各前処理ユニットのベルトコンベアまたは処理部の動作が、当該前処理ユニットの制御部により制御される。

また、いずれかの前処理ユニットのベルトコンベアを他の前処理ユニットのベルトコンベアと搬送方向に隣接して配置することにより、これらのベルトコンベアの間で試料瓶を受け渡すことができる。したがって、複数の前処理ユニットを適切に配置することにより、試料の前処理を自動的に実行することができる。

（第２項）第１項に記載の前処理システムは、
前処理が実行された試料をクロマトグラフ用のバイアルに分注し、分注された試料を前記クロマトグラフに受け渡してもよい。

この場合、前処理が実行された試料についてクロマトグラフにより所定の分析を行うことができる。

（第３項）第１項または第２項に記載の前処理システムにおいて、
前記複数の前処理ユニットは、第１および第２の前処理ユニットを含み、
前記第１の前処理ユニットと前記第２の前処理ユニットとは、ベルトコンベア同士が前記搬送方向に隣接するように配置されてもよい。

この場合、第１の前処理ユニットと第２の前処理ユニットとの間で試料瓶を直接的に受け渡すことができる。

（第４項）第３項に記載の前処理システムにおいて、
前記第１および第２の前処理ユニットの制御部は、試料瓶の受け渡し時に、当該第１および第２の前処理ユニットのベルトコンベアが同一の方向に回転するようにベルトコンベアの動作を制御してもよい。

この場合、第１の前処理ユニットのベルトコンベアと第２の前処理ユニットのベルトコンベアとの間で試料瓶を容易に受け渡すことができる。

（第５項）第１項～第４項のいずれか一項に記載の前処理システムにおいて、
前記少なくとも１つの前処理ユニットの制御部は、前記ベルトコンベアが第１の方向に回転するように当該ベルトコンベアの動作を制御することにより、試料瓶を前記第１の方向に搬送し、前記ベルトコンベアが前記第１の方向とは逆の第２の方向に回転するように当該ベルトコンベアの動作を制御することにより、試料瓶を前記第２の方向に搬送してもよい。

この場合、少なくとも１つの前処理ユニットのベルトコンベアは、互いに逆の第１の方向および第２の方向のいずれにも試料瓶を搬送することができる。

（第６項）第５項に記載の前処理システムにおいて、
前記少なくとも１つの前処理ユニットは、前記試料瓶にキャップを着脱する着脱部を有し、
当該前処理ユニットの制御部は、前記試料瓶から前記キャップを取り外すように前記着脱部を制御した後、前記試料瓶を前記第１の方向に搬送するよう前記ベルトコンベアを制御し、続いて、前記処理部に前処理を実行させた後、前記試料瓶を前記第２の方向に搬送するよう前記ベルトコンベアを制御し、続いて、前記試料瓶に前記キャップを取り付けるように前記着脱部を制御してもよい。

この構成によれば、試料瓶にキャップが取り付けられている場合でも、前処理を容易に実行することができる。

（第７項）第１項～第６項のいずれか一項に記載の前処理システムにおいて、
各前処理ユニットの前記ベルトコンベアは、複数の試料瓶を保持するラックを搬送し、
前記少なくとも１つの前処理ユニットの前記処理部は、前記ラックに保持された複数の試料瓶の試料に同時に前処理を実行してもよい。

この場合、短時間で多数の試料に前処理を実行することができる。

（第８項）第１項～第７項のいずれか一項に記載の前処理システムにおいて、
各前処理ユニットは、前記ベルトコンベア上の試料瓶を所定の位置で一時的に停止させるための機械式のストッパをさらに含んでもよい。

この場合、ベルトコンベアを停止させることなく試料瓶の搬送を停止させることができる。

（第９項）第８項に記載の前処理システムにおいて、
前記ベルトコンベアは、並列に配置された第１および第２のベルトを含み、
前記ストッパは、前記第１のベルトと前記第２のベルトとの間に設けられかつ前記第１および第２のベルトの搬送面よりも下方の位置から上方の位置へ突出可能に構成されてもよい。

この場合、簡単な構成でストッパにより試料瓶の搬送を停止させることができる。

（第１０項）第８項または第９項に記載の前処理システムにおいて、
各前処理ユニットの前記ベルトコンベアは、前記ストッパにより停止されている試料瓶以外の試料瓶を搬送可能に構成されてもよい。

この場合、試料瓶を個別に停止させることができる。

（第１１項）第１０項に記載の前処理システムにおいて、
各前処理ユニットの前記制御部は、前記ベルトコンベアにより搬送される複数の試料瓶間の距離が増加または減少するように前記ストッパの動作を制御してもよい。

この場合、試料瓶間の距離を適切に調整することができる。

（第１２項）第８項～第１１項のいずれか一項に記載の前処理システムにおいて、
各前処理ユニットは、前記ベルトコンベア上の試料瓶が前記所定の位置に到達したか否かを検出するセンサ部をさらに含み、
前記制御部は、前記センサ部による検出結果に基づいて前記ストッパの動作を制御してもよい。

この場合、ストッパの動作を容易に制御することができる。

（第１３項）第１項～第１２項のいずれか一項に記載の前処理システムにおいて、
前記少なくとも１つの前処理ユニットは、前記ベルトコンベアと前記処理部との間で試料瓶を搬送する第１のロボットアームをさらに含んでもよい。

この構成によれば、処理部がベルトコンベア上の試料瓶の搬送経路に配置されない場合でも、処理部により前処理を実行することができる。

（第１４項）第１項～第１３項のいずれか一項に記載の前処理システムにおいて、
前記複数の前処理ユニットのうち少なくとも１つの前処理ユニットは、当該前処理ユニットと他の前処理ユニットとの間で試料瓶を受け渡し可能な第２のロボットアームをさらに含んでもよい。

この構成によれば、いずれかの前処理ユニットのベルトコンベアが他の前処理ユニットのベルトコンベアと搬送方向に隣接して配置されない場合でも、第２のロボットアームによりこれらのベルトコンベアの間で試料瓶を搬送することができる。

（第１５項）第１項～第１４項のいずれか一項に記載の前処理システムにおいて、
前記処理部は、試料瓶への試料の収容、試料への添加物の添加、試料瓶の振とう、試料瓶の内容物の遠心分離、試料瓶の内容物の抽出および分析用バイアルへの試料の注入の少なくとも１つを実行してもよい。

この場合、前処理システムにおいて、試料瓶への試料の収容、試料への添加物の添加、試料瓶の振とう、試料瓶の内容物の遠心分離、試料瓶の内容物の抽出および分析用バイアルへの試料の注入の少なくとも１つを前処理として実行することができる。

（第１６項）第１項～第１５項のいずれか一項に記載の前処理システムにおいて、
前記処理部は、２つ以上の前処理ユニットに設けられ、
前記２つ以上の前処理ユニットの前記処理部は、同時に前処理を実行可能に構成されてもよい。

この場合、短時間で多数の試料に前処理を実行することができる。

１…試料瓶，２…キャップ，３，３Ａ～３Ｄ，５…ラック，４…バイアル，１０…ベルトコンベア，１１…レール部，１２…ローラ部，１３…ベルト，１４…ガイドレール，１５…センサ部，１５ａ…投光素子，１５ｂ…受光素子，１６…孔部，１７…ストッパ，２０…制御部，３０…処理部，３０Ａ…着脱部，３０Ｂ…収容部，３０Ｃ…振とう部，３０Ｄ…添加部，３０Ｅ…分離部，３０Ｆ…抽出部，３０Ｇ…注入部，４０，５０…ロボットアーム，６０…分注部，６１…ピペット，１００，１００Ａ～１００Ｅ…前処理ユニット，３００…前処理システム，Ｐ１～Ｐ７…位置

Claims (15)

1. クロマトグラフによる分析前の試料の前処理を実行する前処理システムであって、
   複数の前処理ユニットを備え、
   各前処理ユニットは、
   試料が封入される試料瓶を搬送するベルトコンベアと、
   前記ベルトコンベアの動作を制御する制御部とを含み、
   前記複数の前処理ユニットのうち少なくとも１つの前処理ユニットは、前記制御部による制御に基づいて特定の前処理を実行する処理部をさらに含み、
   各前処理ユニットの前記ベルトコンベアは、他の前処理ユニットのベルトコンベアと搬送方向に隣接するように配置可能でかつ隣接するベルトコンベアとの間で試料瓶を受け渡し可能に構成され、
   前記少なくとも１つの前処理ユニットの制御部は、前記ベルトコンベアの回転方向を第１の方向と、前記第１の方向とは逆の第２の方向とで切り替え可能であり、前記ベルトコンベアが前記第１の方向に回転するように当該ベルトコンベアの動作を制御することにより、試料瓶を前記第１の方向に搬送し、前記ベルトコンベアが前記第２の方向に回転するように当該ベルトコンベアの動作を制御することにより、試料瓶を前記第２の方向に搬送する、前処理システム。
2. 前記少なくとも１つの前処理ユニットは、前記試料瓶にキャップを着脱する着脱部を有し、
   当該前処理ユニットの制御部は、前記試料瓶から前記キャップを取り外すように前記着脱部を制御した後、前記試料瓶を前記第１の方向に搬送するよう前記ベルトコンベアを制御し、続いて、前記処理部に前処理を実行させた後、前記試料瓶を前記第２の方向に搬送するよう前記ベルトコンベアを制御し、続いて、前記試料瓶に前記キャップを取り付けるように前記着脱部を制御する、請求項１記載の前処理システム。
3. クロマトグラフによる分析前の試料の前処理を実行する前処理システムであって、
   複数の前処理ユニットを備え、
   各前処理ユニットは、
   試料が封入される試料瓶を搬送するベルトコンベアと、
   前記ベルトコンベアの動作を制御する制御部とを含み、
   前記複数の前処理ユニットのうち少なくとも１つの前処理ユニットは、前記制御部による制御に基づいて特定の前処理を実行する処理部をさらに含み、
   各前処理ユニットの前記ベルトコンベアは、他の前処理ユニットのベルトコンベアと搬送方向に隣接するように配置可能でかつ隣接するベルトコンベアとの間で試料瓶を受け渡し可能に構成され、
   前記複数の前処理ユニットのうち少なくとも１つの前処理ユニットは、当該前処理ユニットと他の前処理ユニットとの間で試料瓶を受け渡し可能な第１のロボットアームをさらに含む、前処理システム。
4. 前処理が実行された試料または前処理が実行される試料をクロマトグラフ用のバイアルに分注し、分注された試料を前記クロマトグラフに受け渡す、請求項１～３のいずれか一項に記載の前処理システム。
5. 前記複数の前処理ユニットは、第１および第２の前処理ユニットを含み、
   前記第１の前処理ユニットと前記第２の前処理ユニットとは、ベルトコンベア同士が前記搬送方向に隣接するように配置される、請求項１～４のいずれか一項に記載の前処理システム。
6. 前記第１および第の２前処理ユニットの制御部は、試料瓶の受け渡し時に、当該第１および第２の前処理ユニットのベルトコンベアが同一の方向に回転するようにベルトコンベアの動作を制御する、請求項５記載の前処理システム。
7. 各前処理ユニットの前記ベルトコンベアは、複数の試料瓶を保持するラックを搬送し、
   前記少なくとも１つの前処理ユニットの前記処理部は、前記ラックに保持された複数の試料瓶の試料に同時に前処理を実行する、請求項１～６のいずれか一項に記載の前処理システム。
8. 各前処理ユニットは、前記ベルトコンベア上の試料瓶を所定の位置で一時的に停止させるための機械式のストッパをさらに含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の前処理システム。
9. 前記ベルトコンベアは、並列に配置された第１および第２のベルトを含み、
   前記ストッパは、前記第１のベルトと前記第２のベルトとの間に設けられかつ前記第１および第２のベルトの搬送面よりも下方の位置から上方の位置へ突出可能に構成された、請求項８記載の前処理システム。
10. 各前処理ユニットの前記ベルトコンベアは、前記ストッパにより停止されている試料瓶以外の試料瓶を搬送可能に構成される、請求項８または９記載の前処理システム。
11. 各前処理ユニットの前記制御部は、前記ベルトコンベアにより搬送される複数の試料瓶間の距離が増加または減少するように前記ストッパの動作を制御する、請求項１０記載の前処理システム。
12. 各前処理ユニットは、前記ベルトコンベア上の試料瓶が前記所定の位置に到達したか否かを検出するセンサ部をさらに含み、
    前記制御部は、前記センサ部による検出結果に基づいて前記ストッパの動作を制御する、請求項８～１１のいずれか一項に記載の前処理システム。
13. 前記少なくとも１つの前処理ユニットは、前記ベルトコンベアと前記処理部との間で試料瓶を搬送する第２のロボットアームをさらに含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載の前処理システム。
14. 前記処理部は、試料瓶への試料の収容、試料への添加物の添加、試料瓶の振とう、試料瓶の内容物の遠心分離、試料瓶の内容物の抽出および分析用バイアルへの試料の注入の少なくとも１つを実行する、請求項１～１３のいずれか一項に記載の前処理システム。
15. 前記処理部は、２つ以上の前処理ユニットに設けられ、
    前記２つ以上の前処理ユニットの前記処理部は、同時に前処理を実行可能に構成される、請求項１～１４のいずれか一項に記載の前処理システム。

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