JPH06323964A - 液体試料の分注装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サイズの異なる分注チップにもフレキシブル
に対応でき、しかも長期間の使用によってもこれらの性
能が維持され得る汎用性の高い液体試料の分注装置分注
装置の提供。 【構成】 ヘッド部材１２、試料給排用管体１６（内
管）と流体給排用管体１７（外管）の先端開口部近傍が
一体化した構造の二重管１３、バルーン１４、分注チッ
プ１５から構成されている。柱状のヘッド部材１２は、
バルーン１４を避けた部分で二重管１３を支持してお
り、分注チップ１５よりも大きな径を有している。バル
ーン１４は流体給排用管体１７を介して試料給排用管体
１６の開口部外側周面にリング状に設けられている。分
注チップ１５にバルーン１４を収縮状態で挿入し、バル
ーン１４が分注チップ１５内に入る所定長さ挿入された
らバルーン１４内に流体給排手段より流体給排用管体１
７、二重管１３の外管を経由してバルーン操作流体を導
くと、バルーン１４は膨張して分注チップ１５の内壁に
接した後、気密に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体試料を分析装置専
用の二次試料容器に移送する液体試料の分注装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】排水、化学物質あるいは血液等の液体試
料を自動的に分析、検査する試験システムが開発されて
きている。このシステムは、特に多数の試料を迅速に分
析、検査する際に有効である。

【０００３】普通、自動分析装置は、その装置専用の試
料容器（以下、二次試料容器という）を持っており、液
体試料を自動分析装置にかけるときは事前にその二次試
料容器に小分けすることが必要である。前述の試験シス
テムには通常この小分けを行う装置（以下、分注装置と
いう）が組み込まれている。

【０００４】従来の分注装置としては、図４に示すよう
な装置が専ら使用されている。図４に基づき従来の分注
装置１を以下説明する。

【０００５】まず、液体試料は、注射器のシリンダ状を
した分注チップ４の下部の狭い開口（以下、試料給排口
という）から分注チップ４内の空気を試料給排用チュー
ブ５を経由して吸引することによって、分注チップ４内
に所望量導入される。液体試料を吸引、収容した分注チ
ップ４は液体試料を保持したまま二次試料容器に搬送さ
れた後、試料給排用チューブ５を経由して分注チップ４
内に空気を導入し、液体試料を二次試料容器内に排出す
る。こうして、液体試料は二次試料容器に小分けされ
る。

【０００６】円柱状突起３は、分注チップ４の上部開口
から挿入され、Ｏリング６を介して分注チップ４にその
内壁において気密に固定される。これによって、分注プ
ルーブ２と試料給排用チューブ５は一体的に気密に固定
される。また、円柱状突起３は、先細りのテーパー状に
加工された形状を有した弾性体で作られ、そのテーパー
を利用して単に分注チップ４の上部開口にいわゆる栓の
方式で気密に固定するＯリング６を用いないタイプのも
のもある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】分注チップを用いる分
注装置は、所望量の液体試料を確実にサンプリングし、
搬送して二次試料容器に移すことが必要であるので、分
注チップを気密にかつ固定することが不可欠である。

【０００８】しかしながら、従来の分注装置１は、Ｏリ
ングを用いるもの又はテーパーを利用するもののいずれ
にしても円柱状突起の弾性、あるいは更にＯリングの弾
性を利用しているので、次のような不都合があった。

【０００９】分注チップの挿着部に円柱状突起３を強制
的に捻り込ませるためにＯリング６が捻れ、あるいは円
柱状突起３が変形して気密性が損なわれて空気が漏れ込
んで円滑なサンプリングができず、搬送時には液体試料
が漏出する等の問題があり、さらに円柱状突起やＯリン
グの劣化によって前記問題は加速され、時には搬送時に
分注チップが脱落する。

【００１０】また、円柱状突起を捻り込む際に分注チッ
プの固定に要する力のコントロールが面倒であり、更に
小分け終了後分注チップを脱着する際には、前記の力が
邪魔をするので、何らかの固定手段で分注チップを固定
しておいて円柱状突起を引き上げないと脱着できないと
いった不便がある。

【００１１】また、円柱状突起あるいはＯリングの弾性
の範囲内でないと、気密に固定できないので、円柱状突
起、Ｏリングのサイズによって適用できる分注チップの
サイズ、特にはその挿着部の内径が限定されるという問
題を有している。

【００１２】本発明はこれらの問題を解決するものであ
り、本発明の目的は、サイズの異なる分注チップにもフ
レキシブルに対応でき、容易にかつ確実に気密な固定、
脱着をすることができ、しかも長期間の使用によっても
これらの性能が維持され得る汎用性の高い液体試料の分
注装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、液体
試料をその試料容器から対応する分析装置専用の二次試
料容器に注射器シリンダ状の分注チップを介して移送す
る液体試料の分注装置において、一方の開口部外側周面
に弾性を有する袋体でなるバルーンがリング状に設けら
れ、該バルーンが前記分注チップの大内径側開口より出
し入れされる試料給排用管体と、前記バルーンに連通
し、該バルーンを膨張・収縮するための流体をバルーン
内へ供給、又はバルーン内から排出する流体給排用管体
とを具備したことを特徴とする液体試料の分注装置であ
る。

【００１４】

【作用】本発明の液体試料の分注装置は、上記の構成と
したので、前記バルーンが収縮した状態で分注チップの
大内径側開口から試料給排用管体を挿入した後、流体給
排用管体で前記バルーン内に流体を供給して該バルーン
を膨張させ、分注チップをバルーンを介して試料給排用
管体に容易にかつ確実に気密な固定をすることができ、
さらに分注チップ搬送中、液体試料の流出や分注チップ
の脱落が防止され、さらに小分け終了後、前記バルーン
内の流体を流体給排用管体で排出してバルーンを収縮さ
せることによって。分注チップを容易に脱着することが
でき、さらにバルーンを用いているので様々なサイズの
分注チップに適用できる。

【００１５】以下、本発明の液体試料の分注装置を、図
面に例示した好ましい実施態様に基づいて詳細に説明す
るが、本発明はこれらの例によって限定されるものでは
ない。

【００１６】図１は、本発明の液体試料の分注装置の一
例を示すものであり、図中符号１１は分注装置、１４は
バルーン、１５は分注チップ、１６は試料給排用管体、
１７は流体給排用管体である。

【００１７】分注チップ１５は、図４における分注チッ
プ４と同様な注射器シリンダ状の筒体であり、下側小内
径の試料給排口より液体試料を吸引し、専用の二次試料
容器内に排出する（小分けする）ための仲介容器であ
る。前記試料給排口のサイズは、分注チップ１５内に液
体試料を収容した状態で搬送するとき、その開口から大
気圧と表面張力で液体試料が流出しない大きさであれば
よく、取り扱う液体試料に応じて選定すればよい。ま
た、材料としては試料に悪影響を与えない又は試料から
悪影響を与えられないものであればよく、通常試料容器
として用いられる石英、ガラス、プラスチック又は金属
などの公知のもののなかから選定して使用すればよい。

【００１８】試料給排用管体１６は、一方の開口部外側
周面にリング状にバルーン１４を装備しており、前記分
注チップ１５の大内径側開口から前記バルーン１４を挿
入し、該バルーン１４の膨張を利用して分注チップ１５
に気密に固定される。試料給排用管体１６のもう一方の
開口部は空気給排手段（図示せず、例えば図３のディス
ペンサ４２）に連結されている。試料給排用管体１６の
材料は、試料の蒸気によって劣化、脆化その他の化学変
化や物理変化の悪影響を受けず、また管体として撓みや
すい材料が好ましいので、分注する液体試料に応じて公
知の材料から適宜選定すればよく、テフロンチューブな
どが好適である。

【００１９】流体給排用管体１７は、一端がバルーン１
４につながっており、もう一端はバルーン１４を膨張・
収縮するための流体を給排する流体給排手段（図示せ
ず）につながっている。従って、前記の流体をバルーン
１４に出し入れすることによって生じるバルーン１４の
膨張、収縮を利用して分注チップ１５を試料給排用管体
１６にバルーン１４を介して気密に固定し、また脱着す
ることができる。流体給排用管体１７は、通常試料やそ
の蒸気に接するものではないので、その材料は、使用す
る流体に適した柔軟性を有する公知の材料から適宜選定
すればよい。

【００２０】バルーン１４は、試料給排用管体１６の先
端部外側周面にリング状に固定リング１８，１９でしめ
つけ固定されて設けられた袋体である。バルーン１４の
固定方法は、このリングに限定されるものではなく、例
えば接着やリムへのタイヤの固定方法など公知の適当
な、確実な方法で行えばよい。さらに、固定リング１９
の位置を固定リング１８の位置と重ね合わせ、いわゆる
浮子輪のような袋体を固定リング１８で略その位置に固
定してもよい。バルーン１４を形成する材料は、試料の
蒸気によって劣化、脆化その他の化学変化、物理変化の
悪影響を受けず、さらに伸縮して気密性を保てるゴム状
の材料が好ましく、分注する液体試料に応じて公知の材
料から適宜選定することができる。また、バルーン１４
の膨張、収縮操作を行う流体としては、液体、気体とも
に使用でき、例えば、水、作動油、空気、窒素、不活性
ガスなどが挙げられ、応答性は液体の方が速いが圧力の
制御範囲は気体の方が広いので扱う試料や前記材料等に
配慮して適したものを選定すればよい。

【００２１】図２は、本発明の液体試料の分注装置のさ
らに好ましい実施態様を例示したものである。符号は図
１に準じて付してあるが、１２はヘッド部材、１３は試
料給排用管体１６と流体給排用管体１７の一端を一体化
した構造の二重管である。

【００２２】柱状のヘッド部材１２は、バルーン１４を
避けた部分で二重管１３を支持しており、分注チップ１
５よりも大きな径を有している。ヘッド部材１２は、そ
の下端が分注チップ１５の上端に当接することによっ
て、バルーン１４の部位のみが分注チップ１５に挿入さ
れ、試料給排用管体１６（又は二重管１３）が過度に挿
入されることを防止し、さらに分注チップ１５を搬送す
る際に搬送手段（図示せず）が容易に掴むことができる
部位となるので、分注装置取り扱い上の利便性を向上す
る。さらに二重管を用いない図１のような分注装置にヘ
ッド部材１２を設けることもできる。この場合には、バ
ルーン１４につながる柔軟な試料給排用管体１６と流体
給排用管体１７はヘッド部材１２でしっかりと固定され
るので、前記の機能に加えて、分注装置の取り扱い易さ
はより一層向上する。また、ヘッド部材１２の構造及び
材料は、特に限定されず、前記の３機能、すなわち過度
の挿入を防止し、搬送手段の把握対象の部位となり及び
バルーン１４と柔軟な両管体１６、１７の配置の固定が
できる構造及び材料であればどのようなものでもよく、
ゴム、プラスチック、金属、あるいはそれらを組み合わ
せたものでもよい。

【００２３】二重管１３は、試料給排用管体１６と流体
給排用管体１７の先端開口部近傍が一体化したもので、
内管は試料給排用管体１６に、外管は流体給排用管体１
７に相当する。従って、バルーン１４は流体給排用管体
１７を介して試料給排用管体１６の開口部外側周面にリ
ング状に設けられている。図２のような二重管１３の構
造にすることによって、バルーン１４と流体給排用管体
１７の結合部が格段に強化される。なお、該結合部は、
単に二重管１３の最外壁を、固定リング１８及び１９の
間の適宜な位置において穿孔すれば形成される。バルー
ン１４本体袋部に穿孔して流体給排用管体１７との結合
部を設ける必要がないので、バルーン１４全体に均等な
膨張力のみが作用し、より安定性が増加する。

【００２４】なお、本例の分注装置は、図２に示すよう
に、二重管１３の外管である流体給排用管体１７を太く
作成した構造としたが、このような構造に限定されるも
のではなく、例えば図５に示す分注装置３１のように、
細い二重管構造のチューブであって、図２の分注装置の
試料給排用管体１６に相当する試料給排用チューブ３４
と、同じく流体給排用管体１７に相当する流体給排用チ
ューブ３５とを備えた二重チューブ３２を有し、さらに
この二重チューブ３２の外周を覆うとともに本例におけ
るバルーン１４を装備する部分を備えた外装部材３３か
らなる構成としてもよい。

【００２５】次に、分注操作について図２及び図３に基
づいて説明する。

【００２６】搬送手段（図示せず）で、ヘッド部材１２
を掴み、チップ保管庫４１の中の所定の分注チップ１５
にバルーン１４を挿入する。この時、バルーン１４は収
縮状態である。バルーン１４が分注チップ１５内に入る
所定長さ挿入されたら（又は、ヘッド部材１２の下面が
分注チップ１５の上側開口部に当接したら）、バルーン
１４内に流体給排手段より流体給排用管体１７、二重管
１３の外管を経由してバルーン操作流体を導く。バルー
ン１４は膨張して分注チップ１５の内壁に接した後、気
密に固定される。搬送手段によってヘッド部材１２を引
き上げると、分注チップ１５も一緒にチップ保管庫４１
から引き上げられる。分注チップ１５は、液体試料の収
容された試料容器に搬送され、その試料給排口を液体試
料の中に挿入される。次いで、ディスペンサ４２を操作
し、分注チップ１５内の気体を試料給排用管体１６を経
由して吸い取り、液体試料を分注チップ１５内に吸入す
る。所定量の液体試料を分注チップ１５内に吸入した
ら、ディスペンサ４２の吸引を止め、搬送手段によって
分析装置専用の二次試料容器に搬送し、ディスペンサ４
２より気体を分注チップ１５内に送り液体試料を二次試
料容器に排出する。一回の操作で所定量の液体試料が得
られない場合には、液体試料の前記吸入から排出までの
操作を繰り返す。二次試料容器に所定量の液体試料が確
保されたら、分注チップ１５を廃棄チップ受け４３上に
搬送した後、バルーン１４内の空気を流体給排手段によ
り吸引すると、分注チップ１５は使用済みのものとして
廃棄チップ受け４３に落下、収容される。

【００２７】以上の操作で、一回の分注操作が終了する
が、続けて次の液体試料の、あるいは次の分析装置用二
次試料容器への分注を順次行う。

【００２８】本発明の液体試料の分注装置は、分析装置
にかける液体試料が多数ある場合、あるいは液体試料を
多数の分析装置にかける場合、あるいは多数の液体試料
を多数の分析装置にかける場合等、それぞれの場合に応
じて、何れにせよ多数の二次試料容器への小分けが必要
な場合に有用である。また、本発明の液体試料の分注装
置は、搬送手段としてのいわゆる公知のロボット、バル
ーンの膨張、収縮用流体の給排手段及び液体試料を分注
チップに吸入又は分注チップから排出するディスペンサ
などの制御を予めプログラムしておけば容易に自動化す
ることができる。したがって、本発明の液体試料の分注
装置を複数の自動分析装置と組み合わせて用いれば、複
数の液体試料について複数の試験分析を全自動で行うこ
とができる自動試験分析システムを、しかも信頼性の高
いシステムを構築することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような構成とし
たので、サイズの異なる分注チップにもフレキシブルに
対応でき、容易にかつ確実に気密な固定、脱着をする事
ができ、しかも長期間の使用によってもこれらの性能が
維持され得るという格別な効果を有する汎用性の高い液
体試料の分注装置であり、多数の試料を自動的に順次多
数の分析装置にかけて処理する自動分析システム用の液
体試料の分注装置として特に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の液体試料の分注装置の好ましい実施
態様の一例を示す図である。

【図２】 本発明の液体試料の分注装置の好ましい実施
態様の他の例を示す図である。

【図３】 本発明に係る図２の例の液体試料の分注装置
を用いた場合の分注操作を説明するための図である。

【図４】 従来の分注装置を示す図である。

【図５】 本発明に係る図２の例の液体試料の分注装置
の変形例を示す図である。

【符号の説明】

１１，３１…分注装置 １２…ヘッド部材 １３…二重管 １４…バルーン １５…分注チップ １６…試料給排用管体 １７…流体給排用管体 ３２…二重チューブ ３３…外装部材 ３４…試料給排用チューブ ３５…流体給排用チューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 紀彦 千葉県四街道市さちが丘１−４−３ (72)発明者 日下 浩隆 千葉県茂原市早野2421

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体試料をその試料容器から対応する分
   析装置専用の二次試料容器に注射器シリンダ状の分注チ
   ップを介して移送する液体試料の分注装置において、 一方の開口部外側周面に弾性を有する袋体でなるバルー
   ンがリング状に設けられ、該バルーンが前記分注チップ
   の大内径側開口より出し入れされる試料給排用管体と、 前記バルーンに連通し、該バルーンを膨張・収縮するた
   めの流体をバルーン内へ供給、又はバルーン内から排出
   する流体給排用管体とを具備したことを特徴とする液体
   試料の分注装置。