JPH05322904A - 自動分注装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分注しつつ、あるいは分注直後、人手を介す
ることなくトレーのホール内の混合物の均一な混和を行
なう。 【構成】 供給スタッカー１からステージ４のトレー載
置部５のトレー載置プレート５３上に載置されたトレー
６は、相互に接近離反するように作動するクランプ爪５
４７、５４７により固定され、ダイリュータ３により分
注が行なわれる。トレー載置部５は、支柱５１１、プレ
ート５１２、ゴム製の支柱５２によりステージ４に支持
されているので、振動ユニット５５のモータ５１１によ
り偏心おもり５５２を回動させると、ゴム製の支柱５２
を支点にトレー載置部５は振動し、よってプレート６も
振動して、トレー６のホール内の混合物が攪拌される。
攪拌後、トレー６はクランプ爪５４７、５４７から解放
されて回収スタッカー２に回収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として薬液を利用し
た実験・検査等に使用される自動分注装置に関し、さら
に詳しくは供給から回収までの間に攪拌を行なうことの
できる自動分注装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】化学実験や臨床検査において、トレー
（マイクロプレート）の各ホールに試薬や酵素等の薬液
を自動的に分注するために、自動分注装置が使用されて
いる。一般的な自動分注装置においては、複数のホール
にサンプルその他の充填物を充填され、供給スタッカー
に積層されたトレーは、１枚ずつステージ上に供給され
て載置される。ステージは移動して、トレーをダイリュ
ータの下方へ配置し、さらにステージは段階的に移動を
繰り返しつつ一列づつ、あるいは全ホールに一度に、ダ
イリュータによりトレーの各ホールに対する薬液の分注
・希釈が行なわれる。分注作業が終了すると、ステージ
はトレーが回収スタッカーの下方に位置するように移動
し、トレーはステージから回収されて回収スタッカーに
積層される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のような過程によ
りサンプル等の充填物に薬液を混合して各ホール内の反
応の様子を観察するのだが、反応を完全に行なわせるた
めには、充填物と薬液とが均一に混和されることが要求
される場合がある。その場合、分注が済んで回収スタッ
カーに回収されたトレーを手動で別体のミキサーにセッ
トし、攪拌するようにしていた。しかしこの方法による
と分注してから均一に混和されるまでにタイムラグがあ
り、反応に影響を及ぼす可能性がある。また、各サンプ
ルに対し同一条件で反応させることが困難になり、実験
・検査の結果にバラツキが生じやすい。さらにまた、ミ
キサーにセットするのに人手を要するために、大量のサ
ンプルを自動的に一度に処理することができなくなるほ
か、トレーを運ぶ際にトレーをひっくり返したり、サン
プルをこぼしたりする可能性がある。充填物や薬液に
は、有毒物や細菌、ウイルス等人体に有害なものも少な
くない。

【０００４】よって本発明の目的は、人手を介すること
なく、分注しながら、あるいは分注直後に自動的に攪拌
を行なうことのできるような自動分注装置を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、供給スタッカーから供給されたトレーをス
テージ上に載置し、ステージ上に載置されたトレーに薬
液を分注した後、ステージ上からトレーを回収スタッカ
ーへ回収する自動分注装置において、トレーをステージ
上に固定する手段を設けるとともに、ステージのトレー
が固定される部分は、ステージに設けられた振動装置に
より振動させることができるように自動分注装置を構成
した。

【０００６】

【作用】本発明は上記の構成としたので、次のような作
用を奏する。

【０００７】本発明に係る自動分注装置によると、ステ
ージに設けられた振動装置によりステージのトレーが固
定される部分は振動させることができるので、トレーは
供給スタッカーからステージ上に固定手段により固定さ
れ、薬液を分注しながら、あるいは分注した後、振動装
置を作動させると、トレーがトレー固定手段とともに振
動して、充填物と薬液とが攪拌され、両者を均一に混和
させることができる。攪拌の後、トレーはトレー固定手
段から解放され、回収スタッカーに回収される。

【０００８】

【実施例】以下図示の実施例について説明する。

【０００９】図１〜３は、それぞれ本発明に係る自動分
注装置の一実施例を示す正面図、平面図、側面図であ
り、内部構造を示すためにそれぞれハウジングを取り除
いて示してある。また説明のために一部部材は省略して
示す。

【００１０】各図において、自動分注装置は供給スタッ
カー１、回収スタッカー２、ダイリュータ３、ステージ
４、ステージ４に設けられたトレー載置部５から成る。
図４に示されるようなトレー６は、供給スタッカー１に
積層され、供給スタッカー１からステージ４のトレー載
置部５へ載置され、ステージ４が移動してダイリュータ
３により分注後、再びステージ４が移動してトレー載置
部５から回収スタッカー２へ積層される。この自動分注
装置は、酵素抗体法（ＥＬＩＳＡ）や凝集反応法等の臨
床検査、医学研究、その他生物化学実験等、医学、化学
の分野で広く利用できる。トレーには、Ｕ底トレー、Ｖ
底トレー、平底トレー等の種類があるがすべてに対応可
能である。

【００１１】供給スタッカー１及び回収スタッカー２
は、それぞれ上下端面及び一側面が開口しており、トレ
ー６が内部に積層される積層部１１、２１を有する。各
積層部１１、２１は２側面にそれぞれ３つ一組のフック
１１１、１１２、２１１、２１２が取り付けてあり、そ
れぞれステージ１２、２２の受け具１２１、１２２に係
合できるようになっている。２組づつのフックが用意さ
れているのは、それぞれの組のいずれかを受け具１２
１、１２２に係合させることにより、選択的にトレー６
を縦横両方向の姿勢で利用できるようにするためであ
る。

【００１２】ステージ１２、２２にはそれぞれスライド
ベアリング１２２、２２２が取り付けられており、各ス
ライドベアリング１２２、２２２にはガイドロッド１
３、２３がそれぞれスライド可能に挿通されている。ガ
イドロッド１３、２３はそれぞれ上下端においてベース
１４、２４に固着されている。各ステージ１２、２２に
は図示しないベルトが固定されており、ベース１４、２
４にそれぞれ取り付けられたモータ１５、２５によって
カムを駆動することにより、各ステージ１２、２２はガ
イドロッド１３、２３に沿って上昇・下降するようにな
っている。

【００１３】積層部１１、２１の下端の対向する側部の
外面には、それぞれ図５に示すようなトレー供給用爪１
６及びトレー回収用爪２６が取り付けられており、積層
部１１、２１を下降・上昇させてトレー載置部５に備え
られた部材と共働させることによりトレー載置部５との
間でトレーの供給・回収を行なう。この作用については
後述する。

【００１４】ダイリュータ３は水平方向に沿って１列に
並置されたノズル３１１を有するポンプ３１により薬液
の分注を行なう。分注する酵素、反応試薬等の薬液は、
ステージ４のトレー載置部５以外の部分に配置されてい
るリザーバー４１から吸い上げる。その他、ステージ４
にはノズル３１１の先端に嵌込まれるチップを収納した
チップラック４１ａが配置されている。薬液はノズル３
１１により、トレー６のホール６１の列単位で分注され
る。

【００１５】ポンプ３１はステージ３２に取り付けられ
ており、ステージ３２はボールネジ３２１を回動させる
ことにより上昇・下降してポンプ３１を上下させ、薬液
の吸い上げ及び分注を行なう。ボールネジ３２１はモー
タ３２２により回動する。またステージ３２にはポンプ
３１を作動させるためのボールネジ３２３、モータ３２
４が備えられている。

【００１６】さらに、モータ３２２はステージ３３に取
り付けられており、ステージ３３は図３視左右方向に往
復動できるようになっている。すなわちステージ３３に
は直線ガイドベアリング３３１が設けられており、直線
ガイド３４にスライド可能に取り付けられている。直線
ガイド３４はベース３５に固定されている。ベース３５
の内部には従動プーリ３６と、従動プーリ３６及び駆動
プーリ３８に巻回されたベルト３７が備えられている。
駆動プーリ３８はモータ３９により駆動される。ステー
ジ３３はベルト３７に固定されており（図示していな
い）、モータ３９を作動させることによりステージ３３
は往復動する。これにより、ポンプ３１のノズル３１１
が各リザーバー４１から薬液を吸い上げ、またトレー６
に薬液を分注することのできる位置へ配置することがで
きる。

【００１７】ステージ４は、下面に直線ガイドベアリン
グ４２を備え、ベース４３に敷設された直線ガイド４４
に沿って往復動する。ストロークの両端には、それぞれ
従動プーリ４５、駆動プーリ４６が配置され、ベルト４
７が巻回されている。駆動プーリ４６はモータ４８によ
り駆動される。ステージ４はベルト４７に固定されてい
るので、モータ４８を回動させることによりステージ４
は往復動する。さらに、ステージ４の下面からはドック
４９が突出しており、２つの遮断型光電センサ４９１、
４９２の光軸を遮断することによりストロークの左右方
向の限定をしている。

【００１８】さらに、ステージ４にはトレー載置部５が
固定されている。トレー載置部５の構成を図５〜９に示
す。

【００１９】トレー載置部５は、ステージ４に設けられ
た略十字形の孔４１２を囲んで下方に突設された４本の
支柱５１１と、四隅近くで支柱５１１の下端に固定さ
れ、円形の孔を有する方形のプレート５１２とにより支
持されている。支柱５１１及びプレート５１２とは剛性
を有する金属製である。

【００２０】プレート５１２からは、プレート５１２の
円形の孔を囲んで、４本のゴム製の支柱５２が上方に突
設されている。このゴム製の支柱５２により、トレー載
置部５に載置されたトレー６をステージ４に対して振動
させることができるようにしている。

【００２１】支柱５２の上端は、トレー載置プレート５
３の下面に取り付けられて、トレー載置プレート５３を
支持している。トレー載置プレート５３はステージ４の
孔４１２から突出してステージ４の上方に位置してお
り、孔４１２に対応した略十字形もしくは四隅に方形の
切り欠きを有する方形の平板である。トレー載置プレー
ト５３の上面には４つの案内ピン５３１が備えられてお
り、トレー載置プレート５３上におけるトレー６の位置
決めを行なう。

【００２２】トレー載置プレート５３の下面には、４本
の支柱５３２が突設されており、支柱５３２はプレート
５３３を支持し、さらにプレート５３３の下面からは支
柱５３４が延びてプレート５３５を支持している。

【００２３】トレー載置プレート５３とプレート５３３
との間にはトレークランプユニット５４が、プレート５
３３の下方には振動ユニット５５が配置されている。

【００２４】トレークランプユニット５４は、プレート
５３３に取り付けられたロータリソレノイド５４１によ
りトレー載置プレート５３上に載置されたトレー６の固
定・解放を行なう。

【００２５】ロータリソレノイド５４１の出力軸にはロ
ータリプレート５４２が取り付けられており、ロータリ
プレート５４２の４つの腕部の先端には４つの押し出し
ローラ５４２ａが備えられている。各押し出しローラ５
４２ａにはそれぞれ開閉部材５４３が当接している。各
開閉部材５４３はトレー載置プレートの下面に設けられ
たガイドローラ５４４により案内されており、水平方向
に相互に近接離反して開閉するようにスライド可能であ
る。また、各開閉部材５４３の下面にはピン５４５が備
えられ、支柱５３２との間をスプリング５４６で接続す
ることにより、各開閉部材５４３は閉まる方向に付勢さ
れている。このような構成によればロータリプレート５
４２を図５視時計回り方向に回動させると各押し出しロ
ーラ５４２ａがそれぞれ開閉部材５４３を外側に押し出
すので、各開閉部材５４３は相互に離反して開く。ロー
タリプレート５４２を図５視反時計回り方向に回動させ
てもとの位置に戻すと、スプリング５４６の付勢によ
り、各開閉部材５４３は相互に近接して閉じる。

【００２６】各開閉部材５４３の外側には、それぞれ２
つづつのクランプ爪５４７及び爪解除ローラ５４８が取
り付けられており、これらによってトレー６はトレー載
置プレート５３上に固定され、解放されるとともに、供
給スタッカー１、回収スタッカー２との間でトレーの受
け渡しを行なうことができる。

【００２７】図１０（ａ）（ｂ）に供給スタッカー１の
トレー供給用爪１６及び回収スタッカー２のトレー回収
用爪２６の形状を示す。

【００２８】トレー供給用爪１６は板バネ１６１と、板
バネ１６１の下端に備えられた爪部１６２とから成り、
同様にトレー回収用爪２６は板バネ２６２と、爪部２６
２とから成る。

【００２９】図１１（ａ）〜（ｆ）に供給スタッカー１
からトレー載置部５への自動トレー供給過程を示す。図
では一方の側の部材の作用のみを示すが、トレー供給用
爪１６等の部材は両側から係止し、クランプする。まず
供給スタッカー１の積層部１１に積層されたトレー６が
トレー載置部５のトレー載置プレート５３の直下に位置
するようにステージ４が移動し、停止する（ａ）。トレ
ー６は、トレー供給用爪１６の爪部１６２により、フラ
ンジ６２において支持されて積層されている。

【００３０】次にロータリソレノイド５４１が作動して
開閉部材５４３が開く方向にスライドする（ｂ）。

【００３１】積層部１１が下降すると、爪部１６２は爪
解除ローラ５４８に当接し、積層部１１が下降するにつ
れて板バネ１６１の弾力に抗して外側に開くので、爪部
１６２の上部のフランジ６２への係止が解除され、トレ
ー６ａ，６ｂは積層部１１に対して相対的に下降し、ト
レー６ａはトレー載置プレート５３上に載置される
（ｃ）。

【００３２】次に積層部１１は上昇を始めると、板バネ
１６１の作用により爪部１６２はもとの姿勢に復帰する
が、トレー６ａは積層部１１に対して相対的に下降して
いるので、爪部１６２の上部はトレー６ａのフランジ６
２には係合せずに、その直上のトレー６ｂのフランジ６
２に係合する。

【００３３】さらに積層部１１はトレー６ａを残して上
昇し（ｄ）、ロータリソレノイド５４１を逆回転させて
スプリング５４６の作用により開閉部材５４３を閉め、
クランプ爪５４７によりトレー６ａのフランジ６２をク
ランプしてトレー載置プレート５３上にトレー６ａを固
定する。

【００３４】図１２（ａ）〜（ｆ）にトレー載置部５か
ら回収スタッカー２へのトレー６の回収の過程を示す。
図１１と同様、一方の側の部材のみで説明する。

【００３５】回収スタッカー２の積層部２１とトレー載
置プレート５３に載せられたトレー６とが上下方向に一
致するように、ステージ４を移動させ（ａ）、積層部２
１を下降させるとともに、開閉部材５４３を開いてクラ
ンプ爪５４７とトレー６のフランジ６２とのクランプを
解除してトレー６を解放する（ｂ）。

【００３６】さらに積層部２１が下降していくと、トレ
ー回収用爪２６２の斜めの内側面がトレー６のフランジ
６２に当接し、下降に伴なって板バネ２６１の作用によ
り外側に開く（ｃ）。さらに下降するとトレー回収用爪
２６２はフランジ６２に係合する（ｄ）。トレー回収用
爪２６２は図１０（ｂ）に示すように中央部分に切り欠
きを有しているので、爪解除ローラ５４８には当接しな
い。この状態で積層部２１は上昇し（ｅ）、開閉部材５
４３が元の位置に戻って回収が終了する（ｆ）。

【００３７】振動ユニット５５は、プレート５３５に取
り付けられたモータ５５１と、モータ５５１の駆動軸に
取り付けられ、プレート５３５の穴から下方に突き出た
偏心おもり５５２とから成る。

【００３８】トレー載置部５が供給スタッカー１からト
レー６を受取り、トレー載置プレート５３上にトレー６
を固定した状態で振動ユニット５５のモータ５５１を作
動させると、偏心おもり５５２が回動する。

【００３９】前述のようにトレー載置部５は、ステージ
４から下方に突設された支柱５１１、プレート５１２、
ゴム製の支柱５２により支持されているので、偏心重り
５５２の回動により、ゴム製の支柱５２の部分を支点に
トレー載置プレート５３が振動し、固定されているトレ
ー６も振動する。この振動により、トレー６のホール６
１に入れられている充填物及び薬液の混合物は、分注を
行ないながら、あるいは分注後時間を置くことなく自動
的に攪拌されて、均一に混和させることができる。

【００４０】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨の範囲内において適宜変形実施可能であることは
言うまでもない。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明に係る自動分注装置
によれば、分注が済んだトレーを別体のミキサーにセッ
トしたり、攪拌棒で攪拌したりすることなく、混合後直
ちに自動的に攪拌し、均一に混合物を混和させることが
できる。

【００４２】よって混合から均一に混和するまでに長い
時間が経過することがないので、この時間が反応に影響
することはなく、同一条件での実験・検査を実現するこ
とができる。また、分注から攪拌までに人手を介さない
ので、省力化を図れるとともに、少ない人手で大量のサ
ンプルを自動的に短時間で処理することができる。さら
にまた、実験・検査の対象となる薬液・細菌等が人の皮
膚に付着したり吸い込んだりすることにより生じ得る人
体への影響の可能性を最小限にし、もしくは防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る自動分注装置の一実施例
を示す正面図であり、説明のためにハウジング及び一部
部材を省略して示してある。

【図２】図２は、図１の実施例の平面図であり、図１と
同様ハウジング及び一部部材を省略してある。

【図３】図３は、図１の実施例の側面図であり、図１と
同様ハウジング及び一部部材を省略してある。

【図４】図４は、図１に示した実施例に置いて使用され
るトレーの一例を示す斜視図である。

【図５】図５は、図１に示した実施例のトレー載置部を
示す拡大平面図である。

【図６】図６は、図５の部分の正面図である。

【図７】図７は、図５の部分の一部切り欠き正面図であ
る。

【図８】図８は、図５の部分の斜視図である。

【図９】図９は、図５の部分の分解図である。

【図１０】図１０（ａ）（ｂ）はそれぞれ、図１の実施
例の供給スタッカーのトレー供給用爪、回収スタッカー
のトレー回収用爪を示す拡大斜視図である。

【図１１】図１１（ａ）〜（ｆ）は、供給スタッカーか
らトレー載置部へのトレーの供給の過程を説明する図で
ある。

【図１２】図１２（ａ）〜（ｆ）は、トレー載置部から
回収スタッカーへのトレーの回収の過程を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１ 供給スタッカー ２ 回収スタッカー ３ ダイリュータ ４ ステージ ５ トレー載置部 ５１１ 支柱 ５１２ プレート ５２ 支柱 ５３ トレー載置プレート ５４７ クランプ爪 ５５ 振動ユニット ５５１ モータ ５５２ 偏心おもり ６ トレー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給スタッカーから供給されたトレーを
   ステージ上に載置し、ステージ上に載置されたトレーに
   薬液を分注した後、ステージ上からトレーを回収スタッ
   カーへ回収する自動分注装置において、トレーをステー
   ジ上に固定する手段を設けるとともに、ステージのトレ
   ーが固定される部分は、ステージに設けられた振動装置
   により振動させることができることを特徴とする自動分
   注装置。