JPH06341932A - Dispensing device - Google Patents
Dispensing deviceInfo
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- JPH06341932A JPH06341932A JP13328193A JP13328193A JPH06341932A JP H06341932 A JPH06341932 A JP H06341932A JP 13328193 A JP13328193 A JP 13328193A JP 13328193 A JP13328193 A JP 13328193A JP H06341932 A JPH06341932 A JP H06341932A
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- tip
- chip
- liquid sample
- amount
- immersion
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- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、分注装置、特に精度良
く分注動作を行う分注装置の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dispensing device, and more particularly to an improvement of a dispensing device for performing a dispensing operation with high accuracy.
【０００２】[0002]
【従来の技術】分注装置は、個々の操作を自動化するこ
とにより、検査能率を大幅に向上させる。例えば分注装
置は、労力の省力化のために、検体検査における自動分
析装置の前処理装置として使われている。2. Description of the Related Art Dispensing devices greatly improve inspection efficiency by automating individual operations. For example, a dispensing device is used as a pretreatment device for an automatic analyzer in a sample test in order to save labor.
【０００３】このような分注装置の分注部の基本的な構
成は例えば図７のブロック図に示されるようなものであ
り、シリンジポンプ１０と、このシリンジポンプ１０に
接続されている配管系１２と、この配管系１２の先端部
分に設置されているチップ１４とから構成されている。
ここで、シリンジポンプ１０をポンプとして用いるの
は、吸引吐出に使うためであり、このシリンジポンプ１
０はシリンダ１０ａとピストン１０ｂから構成されてい
る。そして、モータ等で構成される駆動系１６がピスト
ン１０ｂに連結されており、この駆動系１６によって前
記ピストン１０ｂが上下に移動させられることにより、
前記チップ１４内に貯留されている液体試料がチップ１
４の先端から滴下、もしくは吐出されるようになってい
る。The basic structure of the dispensing part of such a dispensing device is as shown in the block diagram of FIG. 7, for example, and the syringe pump 10 and the piping system connected to this syringe pump 10 are shown. 12 and a chip 14 installed at the tip of the piping system 12.
Here, the reason why the syringe pump 10 is used as a pump is to use it for suction and discharge.
0 is composed of a cylinder 10a and a piston 10b. A drive system 16 composed of a motor or the like is connected to the piston 10b, and the drive system 16 moves the piston 10b up and down,
The liquid sample stored in the chip 14 is the chip 1
4 is dropped or discharged from the tip.
【０００４】チップ１４からサンプルチューブ１７に分
注が行われる様子が図８に示されている。まず、サンプ
ルチューブ１７内にチップ１４の先端が挿入されるよう
にチップ１４が下降する（図８（ａ））。このようなノ
ズルダウンが行われ、チップ１４の先端がサンプルチュ
ーブ１７の底部近傍に到達した後、チップ１４の先端か
ら液体試料が吐出される（図８（ｂ））。チップ１４か
ら液体試料が吐出されるにつれてサンプルチューブ１７
内の液体試料の液面が上昇してくるが、この液面の上昇
に伴ってチップ１４も上昇し追従吐出が行われる（図８
（ｃ））。液面の上昇に伴ってチップ１４も上昇するの
は、チップ１４先端の濡れ量（チップ先端に付着する液
体の量）が一定になるようにするためである。サンプル
チューブ１７に所定量の液体試料が分注されると、ノズ
ルアップされて分注動作が終了する（図８（ｄ））。な
お、チップ１４内に貯留される液体試料は、チップ１４
の先端にかかる圧力を一定にするために、一定の高さｈ
に設定されている。FIG. 8 shows how dispensing is performed from the tip 14 to the sample tube 17. First, the tip 14 descends so that the tip of the tip 14 is inserted into the sample tube 17 (FIG. 8A). After such nozzle down is performed and the tip of the tip 14 reaches near the bottom of the sample tube 17, the liquid sample is ejected from the tip of the tip 14 (FIG. 8B). As the liquid sample is discharged from the tip 14, the sample tube 17
The liquid level of the liquid sample in the inside rises, and the tip 14 also rises as the liquid level rises, and follow-up ejection is performed (FIG. 8).
(C)). The reason why the tip 14 also rises as the liquid level rises is that the amount of wetting at the tip of the tip 14 (the amount of liquid adhering to the tip of the tip) is constant. When a predetermined amount of the liquid sample is dispensed into the sample tube 17, the nozzle is raised and the dispensing operation ends (FIG. 8 (d)). The liquid sample stored in the chip 14 is
To keep the pressure on the tip of the
Is set to.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ここで、分注装置で
は、分析等の測定精度を良好に保つためには、サンプル
分注と試薬分注ともに設定された量が正確にサンプルチ
ューブに滴下される必要がある。Here, in the pipetting apparatus, in order to maintain good measurement accuracy in analysis and the like, the set amounts of both the sample pipetting and the reagent pipetting are accurately dropped into the sample tube. Need to
【０００６】しかしながら、分注装置は、液体を分注す
る際に、まず液体を吸引チップに吸引するので、チップ
の外側に液体が付着する。この付着する液体は、分注精
度に大きな影響を与える。この影響を最少限にするため
には、チップの外側に付着する液体の量を一定にする必
要がある。そして、チップの外側に付着する液体量を一
定にするためには、吸引時のチップの浸漬量を一定にす
る必要がある。そして、吸引時のチップの浸漬量を一定
にするためには、液面検出の検出感度を一定にする必要
があるが、現状では検出感度はチップの位置により異な
ってしまい、一定ではない。However, when the liquid is dispensed, the dispensing device first sucks the liquid into the suction tip, so that the liquid adheres to the outside of the tip. The liquid that adheres greatly affects the dispensing accuracy. In order to minimize this effect, it is necessary to keep the amount of liquid adhering to the outside of the chip constant. Then, in order to make the amount of liquid adhering to the outside of the chip constant, it is necessary to make the immersion amount of the chip constant during suction. Then, in order to make the dipping amount of the chip constant at the time of suction, it is necessary to make the detection sensitivity of the liquid level detection constant, but at present, the detection sensitivity is not constant because it varies depending on the position of the chip.
【０００７】本発明は、以上のような課題に鑑みなされ
たものであり、その目的は、液面検出の検出感度を一定
にしてチップの浸漬量を一定にすることにより分注精度
を向上させることにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to improve the dispensing accuracy by making the detection sensitivity of the liquid level detection constant and the dipping amount of the chip constant. Especially.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明に係る液体分注装置においては、ピ
ストンとシリンダとから成るシリンジポンプと、このシ
リンジポンプの液体試料の供給・吸入口に接続されてい
る配管系と、この配管系の先端部に設置され液体試料の
滴下を行うチップと、前記シリンジポンプのピストンを
移動させる駆動系と、を有し、前記チップ先端から液体
試料を滴下することにより分注動作を行う分注装置であ
って、前記チップを上下方向に移動させるチップ移動手
段と、前記チップに気体を供給する気体供給手段と、前
記チップ内部の圧力を検出する圧力検出手段と、前記チ
ップ内部の圧力の変化に応じて前記チップ移動手段及び
前記駆動系の動作を制御する制御手段であって、前記チ
ップの先端が液体試料内に位置している状態で該チップ
先端から気体が放出された時の該チップ内部の圧力か
ら、該チップの該液体試料への浸漬量を算出する演算部
を含む前記制御手段と、を含む分注装置において、前記
気体供給手段から供給される気体を先端から放出するチ
ップを下方へ移動させる工程と、前記チップ内部の圧力
が上昇したときに前記チップの下方への移動を停止させ
る工程と、前記チップが停止した状態で検出される該チ
ップ内部の圧力から、前記チップの液体試料への浸漬量
を算出する工程と、算出された浸漬量を取り込み、この
浸漬量に基づいてチップの移動を制御する工程と、を含
み、チップの液体試料への浸漬量を取り込んで前記駆動
系の動作を制御して、チップの液体試料への浸漬量に基
づいてチップの移動を制御することにより、チップの浸
漬量を一定に保つことを特徴とする。In order to solve the above problems, in a liquid dispensing apparatus according to the present invention, a syringe pump including a piston and a cylinder, and a liquid sample supply / supply device of the syringe pump are provided. A pipe system connected to the suction port, a chip installed at the tip of the pipe system for dropping a liquid sample, and a drive system for moving the piston of the syringe pump are provided. A dispensing device for performing a dispensing operation by dropping a sample, comprising a tip moving means for moving the tip in a vertical direction, a gas supply means for supplying a gas to the tip, and a pressure inside the tip. And a control means for controlling the operations of the tip moving means and the drive system according to a change in pressure inside the tip, the tip of the tip being a liquid. The control unit including a calculation unit that calculates the amount of immersion of the tip in the liquid sample from the pressure inside the tip when gas is released from the tip of the tip while being located inside the sample. In a dispensing apparatus including, a step of moving a tip that discharges a gas supplied from the gas supply means from a tip, and a step of stopping the downward movement of the tip when the pressure inside the tip rises. And a step of calculating the immersion amount of the chip in the liquid sample from the pressure inside the chip detected in a state in which the chip is stopped, and taking in the calculated immersion amount, based on the immersion amount of the chip Controlling the movement of the chip based on the immersion amount of the chip in the liquid sample by taking in the immersion amount of the chip in the liquid sample and controlling the operation of the drive system. Ri, characterized in that to keep the immersion amount of chips to be constant.
【０００９】[0009]
【作用】以上のようにして構成された本発明に係る液体
分注装置においては、前記気体供給手段から供給される
気体を先端から放出するチップが下方へ移動するが、こ
のチップの先端が液面に接触したときには、該チップ内
部の圧力が上昇する。そして、この圧力上昇は、水圧の
ために、液面下へのチップの浸漬量に伴って増加する。
従って、チップ内部の圧力の変化を測定することによ
り、チップの浸漬量が算出される。そして、算出された
表面張力の算出値が取り込まれて前記駆動系の動作が制
御されることにより、浸漬量に応じて分注動作が制御さ
れる。この制御は、チップの浸漬量が一定となるように
行われる。チップの浸漬量が一定となるように制御され
るとチップ先端の濡れ量（チップ先端に付着する液体の
量）が一定となり、チップ先端の濡れ量のばらつきによ
る測定誤差の発生を抑制することができる。In the liquid dispensing apparatus according to the present invention constructed as described above, the tip for discharging the gas supplied from the gas supply means from the tip moves downward, but the tip of the tip is the liquid. When the surface is touched, the pressure inside the chip rises. Then, this pressure increase increases with the amount of immersion of the chip below the liquid surface due to the water pressure.
Therefore, the immersion amount of the tip is calculated by measuring the change in the pressure inside the tip. Then, the calculated value of the calculated surface tension is taken in and the operation of the drive system is controlled, whereby the dispensing operation is controlled according to the immersion amount. This control is performed so that the immersion amount of the chip becomes constant. When the dipping amount of the chip is controlled to be constant, the wetting amount of the tip (the amount of liquid adhering to the tip) becomes constant, and the occurrence of measurement error due to the variation of the wetting amount of the tip can be suppressed. it can.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について説明す
る。The preferred embodiments of the present invention will be described below.
【００１１】本実施例に係る分注装置の特徴は、以下の
とおりである。The features of the dispensing apparatus according to the present embodiment are as follows.
【００１２】（１）検体分注装置において検体等の液体
を精度良く分注するため、吸引チップと液体の濡れをで
きる限り一定にした。(1) In order to accurately dispense a liquid such as a sample in the sample dispensing apparatus, the suction tip and the liquid are kept as wet as possible.
【００１３】（２）シリンジポンプのピストンの位置に
より検出レベルを変化させ、液面の検出深さを一定にし
た。(2) The detection level was changed according to the position of the piston of the syringe pump to make the detection depth of the liquid surface constant.
【００１４】（３）シリンジポンプのピストンの位置に
よりポンプの駆動速度を変化させ、液面の検出深さを一
定にした。(3) The driving speed of the pump was changed according to the position of the piston of the syringe pump to make the detection depth of the liquid surface constant.
【００１５】（４）シリンジポンプのピストンの位置に
よりチップの下降速度を変化させ、液面の検出深さを一
定にした。(4) The descending speed of the tip was changed according to the position of the piston of the syringe pump to make the detection depth of the liquid surface constant.
【００１６】すなわち、チップの内圧の変化を追跡する
ことにより液面を検出する圧力式液面検出方法を採用し
ている分注装置では、通常は圧力発生源がシリンジポン
プである。このため、吸引あるいは吐出の動作開始時と
終了時では、シリンジポンプ内でのピストンの位置が変
化する。よって、チップの内圧の変化はピストンの位置
の関数となり、液面と接触したときのピストンの位置に
よって圧力変化の勾配が変化することとなる。このとき
に、圧力変化の勾配が変化したにもかかわらず、検出レ
ベルが一定であるとすると、必然的に、検出されたチッ
プの浸漬量が変化してしまうこととなる。このチップの
浸漬量を一定にするためには、検出のレベルをピストン
の位置（チップの位置）に追従させてレベルを変えてや
ればよい。 以下、具体的に説明する。That is, in the dispensing apparatus which employs the pressure type liquid level detecting method for detecting the liquid level by tracing the change in the internal pressure of the chip, the pressure generating source is usually a syringe pump. Therefore, the position of the piston in the syringe pump changes at the start and end of the suction or discharge operation. Therefore, the change in the internal pressure of the tip becomes a function of the position of the piston, and the gradient of the pressure change changes depending on the position of the piston when it contacts the liquid surface. At this time, if the detection level is constant despite the change in the gradient of the pressure change, the immersion amount of the detected chip will inevitably change. In order to make the dipping amount of the tip constant, the detection level may be changed according to the piston position (tip position). The details will be described below.
【００１７】図１は、本発明に係る液体分注装置の構成
を示すブロック図であり、図２は本発明の好適な一実施
例に係る液体分注装置の構成を示す図である。なお、従
来例と同一の構成要素には同一符号を付しその説明を省
略する。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a liquid dispensing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a liquid dispensing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. The same components as those of the conventional example are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００１８】図１において、本発明に係る液体分注装置
は、チップ１４（図示せず）を上下方向に移動させるチ
ップ移動手段Ａと、前記チップ１４に気体を供給する気
体供給手段Ｂと、チップ１４内部の圧力を検出する圧力
検出手段Ｃと、これらを制御する制御部Ｄと、制御部Ｄ
に設置されチップ１４の浸漬量の算出を行う演算部Ｅと
を有している。In FIG. 1, the liquid dispensing apparatus according to the present invention comprises a tip moving means A for vertically moving a tip 14 (not shown), and a gas supply means B for supplying a gas to the tip 14. Pressure detection means C for detecting the pressure inside the chip 14, a control section D for controlling these, and a control section D
And a calculation unit E for calculating the immersion amount of the chip 14 installed in the.
【００１９】図２において、本実施例に係る液体分注装
置は、チップ移動手段Ａに相当するチップ駆動系２３
と、気体供給手段Ｂである気体供給装置２５と、圧力検
出手段Ｃである圧力センサ２７と、制御部Ｄに相当する
制御回路２９を有している。演算部Ｅは、この制御回路
２９内に組み込まれている。そして、制御回路２９は、
圧力センサ２７からの信号をもとにして所定の演算を行
い、これに基づいてチップ駆動系２３及びシリンジポン
プ駆動系２１を制御する。なお、圧力センサ２７からの
微小な信号を拾うためにアンプ３１が設置されている。In FIG. 2, the liquid dispensing apparatus according to this embodiment has a chip drive system 23 corresponding to the chip moving means A.
And a gas supply device 25 which is a gas supply unit B, a pressure sensor 27 which is a pressure detection unit C, and a control circuit 29 corresponding to the control unit D. The arithmetic unit E is incorporated in the control circuit 29. Then, the control circuit 29
Predetermined calculation is performed based on the signal from the pressure sensor 27, and the tip drive system 23 and the syringe pump drive system 21 are controlled based on this. An amplifier 31 is installed to pick up a minute signal from the pressure sensor 27.
【００２０】図３は、チップ１４の先端部１４ｂが液面
下で気泡を生成するときの状態を説明した図である。こ
の図３に示されているように、チップ先端部１４ｂにお
ける気泡生成においては、３つの段階がある。すなわ
ち、第１の段階である図３（ａ）では気泡の曲率半径は
非常に大きく、表面を横切っての圧力差は小さくなる。
気泡が大きくなりＲが減少すると、気泡の中の圧力が大
きくなり、気泡がその半径Ｒ＝ｒ（チップ先端部１４ｂ
の内径の１／２）の半球になるまで圧力は増大する（図
３（ｂ））。そして、この点を過ぎると、気泡が増大す
るにつれＲが再びｒより大きくなり、圧力は落ち、空気
が泡の中に急に入ってくる。そして、気泡は不安定にな
り、チップ先端部１４ｂから離れるようになる。ここ
で、図３（ｂ）は、最小半径の時を示すものであり、こ
の時が最大気泡圧を示すようになる。そして、この最大
気泡圧の測定値から表面張力Γの値が求められることに
なる。なお、このときの圧力は、（１）式に示されるよ
うなものとなる。FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the tip portion 14b of the tip 14 generates bubbles below the liquid surface. As shown in FIG. 3, there are three stages in bubble generation in the tip end portion 14b. That is, in FIG. 3A which is the first stage, the radius of curvature of the bubble is very large, and the pressure difference across the surface is small.
When the bubble becomes large and R decreases, the pressure inside the bubble becomes large, and the bubble has a radius R = r (tip 14b of the tip).
The pressure increases until it becomes a hemisphere whose inner diameter is 1/2) (Fig. 3 (b)). Then, after this point, R becomes larger than r again as the number of bubbles increases, the pressure drops, and air suddenly enters the bubbles. Then, the bubbles become unstable and come away from the tip end portion 14b. Here, FIG. 3B shows the case of the minimum radius, and the maximum bubble pressure is shown at this time. Then, the value of the surface tension Γ is obtained from the measured value of the maximum bubble pressure. The pressure at this time is as shown in the equation (1).
【００２１】ΔＰ＝２Γ／ｒ …（１） 従来から行われている液面検出の方法では、図７のよう
な配管系においてシリンジポンプ１０を駆動させチップ
先端より空気を吐出させる。次に、シリンジポンプ１０
の全ストローク内でチップ１４を下方に移動させる。こ
の途中で液面と接触すると、配管内の圧力はピストン１
０ｂの移動速度に依存して一定値まで上昇する。このと
き、この圧力を監視して、一定値に達した時にチップ１
４の移動を止め、ここを液面として検出する（図４）。ΔP = 2Γ / r (1) In the conventional liquid level detection method, the syringe pump 10 is driven in the piping system as shown in FIG. 7 to discharge air from the tip of the tip. Next, the syringe pump 10
The tip 14 is moved downward within the entire stroke of. If it comes into contact with the liquid surface during this process, the pressure in the pipe will increase
It rises to a certain value depending on the moving speed of 0b. At this time, this pressure is monitored, and when a certain value is reached, the tip 1
The movement of No. 4 is stopped, and this is detected as the liquid level (FIG. 4).
【００２２】検出する方法として、圧力センサ２７を用
いて圧力を電気信号に変換し、この信号をコンパレータ
等で設定レベルと比較して検出を行う方法、あるいは出
てきた信号をＡ／Ｄ変換してマイコンで設定レベルと比
較する方法などがある。As a detection method, the pressure sensor 27 is used to convert the pressure into an electric signal, and this signal is compared with a set level by a comparator or the like for detection, or the output signal is A / D converted. There is a method to compare with the set level with a microcomputer.
【００２３】本実施例では、配管系及び液面を検出する
までの方法は従来の方法と同じであるが、検出レベルを
変えることにより液面を検出するまでの時間を変化させ
てチップの浸漬量を制御する。液面検出感度を液面を検
出するまでの時間と定義し、検出時間を式で表すと以下
のようになる。In this embodiment, the pipe system and the method for detecting the liquid surface are the same as the conventional method, but the time until the liquid surface is detected is changed by changing the detection level to dip the chip. Control the amount. The liquid surface detection sensitivity is defined as the time until the liquid surface is detected, and the detection time is expressed as follows.
【００２４】ΔＴを応答遅れ、Ｔ´d1を検出レベルまで
圧力変化するまでに要する時間とすると、図５に示され
るとおり、液面に接触してから圧力が変化すると考えら
れるため、検出時間Ｔd1は以下の式で表される。Assuming that ΔT is the response delay and T ′ d1 is the time required to change the pressure to the detection level, it is considered that the pressure changes after contact with the liquid surface as shown in FIG. d1 is represented by the following formula.
【００２５】Ｔd1＝ΔＴ＋Ｔ´d ここで、Ｔ´d H ＝Ｐdi（Ｖ0 −Ｓｖｔ0 ）／Ｐ0 Ｓｖ Ｓはシリンジ断面積、ｖはポンプスピード、Ｖ0 は配管
系の初期体積、ｔ0 はポンプが動き出してから液面に接
触するまでの時間である。T d1 = ΔT + T ′ d where T ′ d H = P di (V 0 −Svt 0 ) / P 0 Sv S is the syringe cross-sectional area, v is the pump speed, V 0 is the initial volume of the piping system, t 0 is the time from when the pump starts moving until it comes into contact with the liquid surface.
【００２６】よって Ｔd1＝（Ｐdi（Ｖ0 −Ｓｖｔ0 ）／Ｐ0 Ｓｖ）＋ｋΔＰ …（３） ｋ：ΔＴ＝ｋΔＰ と表される。Therefore, T d1 = (P di (V 0 −Svt 0 ) / P 0 Sv) + kΔP (3) k: ΔT = kΔP
【００２７】この結果から以下のことがいえる。From this result, the following can be said.
【００２８】 １式の第２項が第１項に比して十分小
さければ系全体の体積Ｖ0 が大きくなると、それに比例
して検出時間が長くなる。If the second term in the equation 1 is sufficiently smaller than the first term, the detection time becomes longer in proportion to the increase in the volume V 0 of the entire system.
【００２９】 ポンプスピードが早くなれば、検出時
間は短くなる。The faster the pump speed, the shorter the detection time.
【００３０】 ポンプが動き出したときと、止まる直
前では、止まる直前の方が検出時間が短くなる。When the pump starts moving and immediately before it stops, the detection time becomes shorter immediately before it stops.
【００３１】・液面検出とチップの浸漬量 ポンプのストロークをＬとし、Ｚ軸の下降量をＺとする
と、チップの浸漬量Ｚinは次の式で表される。Liquid Level Detection and Tip Immersion Amount When the pump stroke is L and the Z-axis descending amount is Z, the tip immersion amount Z in is expressed by the following equation.
【００３２】 Ｚin＝Ｔd1Ｚｖ／Ｌ ＝Ｚｖ（（Ｐd1´（Ｖ0 −Ｓｖｔ0 ）／Ｐ0 Ｓｖ）＋ｋΔＰ）／Ｌ…（４） ここでＺ軸の下降スピードをｖz とすると ｖz ≧Ｚｖ／Ｌ…（５） である必要がある。Z in = T d1 Zv / L = Zv ((P d1 ′ (V 0 −Svt 0 ) / P 0 Sv) + kΔP) / L (4) Here, when the descending speed of the Z axis is v z It is necessary that v z ≧ Zv / L (5).
【００３３】Ｐd1´を２式以下の値とし、かつ（５）式
を満足するＺ軸の下降スピード範囲で（４）式よりチッ
プの浸漬量を求めることができる。The dipping amount of the chip can be obtained from the equation (4) within the range of the descending speed of the Z-axis which satisfies the equation (5) with P d1 ′ being a value of the equation 2 or less.
【００３４】ここで、ΔＴ＝ｋΔＰがほぼ０に等しいと
仮定すると、 Ｚin＝Ｚｖ（Ｐd1´（Ｖ0 −Ｓｖｔ0 ））／Ｐ0 Ｓｖ／
Ｌ よって、Ｐd1´（Ｖ0 −Ｓｖｔ0 ）／Ｌ＝Ｃｏｎｓｔを
満足するよう設定レベルＰd1´を変化させれば浸漬量は
一定になる。Assuming that ΔT = kΔP is substantially equal to 0, Z in = Zv (P d1 ′ (V 0 −Svt 0 )) / P 0 Sv /
Therefore, if the set level P d1 ′ is changed so as to satisfy P d1 ′ (V 0 −Svt 0 ) / L = Const, the immersion amount becomes constant.
【００３５】実施例として、図１に示すような配管系と
制御系において、圧力センサ２７からの信号を制御系に
送り、その制御系においてマイコン等でシリンジポンプ
１０の動作を監視しつつ、設定レベルを上式に従い変化
させる。As an example, in a piping system and a control system as shown in FIG. 1, a signal from the pressure sensor 27 is sent to the control system, and the control system monitors the operation of the syringe pump 10 by a microcomputer or the like while setting. Change the level according to the above formula.
【００３６】このとき、シリンジポンプ１０の動作の監
視方法は種々あるが、例えば、シリンジポンプ１０のモ
ータ２１の動作時間、又はシリンジポンプ１０の動作の
パルス数等で行うことができる。結局、上式の中のｔ0
を求めることができ、この値を用いてマイコンで計算さ
せるか、もしくは先にデータ表をもたせておきその表か
ら設定レベルを決定するようにすればよい。At this time, there are various methods for monitoring the operation of the syringe pump 10. For example, the operation time of the motor 21 of the syringe pump 10 or the pulse number of the operation of the syringe pump 10 can be used. After all, t 0 in the above equation
Can be calculated, and the value can be calculated by a microcomputer, or a data table can be prepared in advance and the setting level can be determined from the table.
【００３７】液面の検出は、先に述べたようにアナログ
的もしくはデジタル的に行う。なお、その他の方法とし
て、ピストン１０ｂの動作位置（チップの位置）に依存
してピストン１０ｂの駆動速度を除々に変化させてチッ
プ１４の浸漬量を一定にする方式などが考えられる。ま
た、チップ１４の下降速度を変化させてチップ１４の浸
漬量を一定にする方式も考えられる。The liquid level is detected in an analog or digital manner as described above. As another method, there may be a method of gradually changing the driving speed of the piston 10b depending on the operating position of the piston 10b (the position of the tip) to make the immersion amount of the tip 14 constant. Further, a method of changing the descending speed of the tip 14 to make the immersion amount of the tip 14 constant can be considered.
【００３８】まとめると、本実施例に係る分注装置は、
図６（ａ）に示されるように、圧力センサ２７の信号か
ら液面を判定し、この判定された液面に基づいてモータ
駆動パルスを発生させる。そして、このモータ駆動パル
スをカウントすることによりピストンの位置が判定さ
れ、ピストンの位置に基づいて検出レベルの設定が行わ
れる。そして、この検出レベルに変更してから液面の判
定が行われる。このようなクローズドループを組むこと
により、下降速度とピストン速度が一定で、容積が少な
くなるに従って検出レベルが上がるようになる。In summary, the dispensing device according to this embodiment is
As shown in FIG. 6A, the liquid level is determined from the signal of the pressure sensor 27, and a motor drive pulse is generated based on the determined liquid level. Then, the position of the piston is determined by counting this motor drive pulse, and the detection level is set based on the position of the piston. Then, the liquid level is determined after changing to this detection level. By forming such a closed loop, the lowering speed and the piston speed are constant, and the detection level increases as the volume decreases.
【００３９】また、図６（ｂ）に示されるように、常に
一定の検出レベルで液面を判定し、これに基づいて判定
されたピストンの位置に応じてＺ下降速度を調整するよ
うにすることにより、検出レベルとピストン速度が一定
で、容積が少なくなるに従って検出レベルが上がるよう
になる。Further, as shown in FIG. 6B, the liquid level is always determined at a constant detection level, and the Z descending speed is adjusted according to the position of the piston determined based on this determination. As a result, the detection level and the piston speed are constant, and the detection level increases as the volume decreases.
【００４０】更に、図６（ｃ）に示されるように、一定
の検出レベルで判定された液面と、予め設定されたピス
トン速度に応じてモータ駆動パルスを調整することによ
り、検出レベルとＺ速度が一定で、徐々に遅く制御が行
われるようになる。Further, as shown in FIG. 6 (c), by adjusting the motor drive pulse in accordance with the liquid level determined by a constant detection level and the preset piston speed, the detection level and Z The speed is constant, and the control becomes gradually slower.
【００４１】ところで、分注には、検体をサンプル管に
それぞれ分注するサンプル分注と、サンプル管に分注さ
れているサンプルに所定量の試薬をそれぞれ分注する試
薬分注があるが、本実施例に係る液体分注装置はチップ
の浸漬量に応じて分注動作を行うために、サンプル分注
及び試薬分注のいずれの場合でも、精度良く分注動作を
行うことができる。また、液体試料に界面活性剤が混合
されているような場合でも、同様の理由で、精度良く分
注動作を行うことができる。By the way, as the dispensing, there are a sample dispensing for dispensing a sample into a sample tube and a reagent dispensing for dispensing a predetermined amount of reagent into a sample dispensed in a sample tube. Since the liquid dispensing apparatus according to the present embodiment performs the dispensing operation according to the immersion amount of the chip, the dispensing operation can be performed accurately in both the sample dispensing and the reagent dispensing. Further, even when the liquid sample is mixed with the surfactant, the dispensing operation can be accurately performed for the same reason.
【００４２】また、本実施例に係る液体分注装置におい
ては、従来からの気体を供給してその圧力変化を測定す
ることにより液面の検出を行う、通常の液面検出器で圧
力変化を測定する方法を応用することによりチップの浸
漬量に応じて分注動作を行うので、従来からの液面検出
機構に単純な改良を加えることにより容易に構成するこ
とが可能である。Further, in the liquid dispensing apparatus according to the present embodiment, the conventional liquid level detector is used to detect the liquid level by supplying a conventional gas and measuring the pressure change. Since the dispensing operation is performed according to the immersion amount of the tip by applying the measuring method, it can be easily configured by adding a simple improvement to the conventional liquid level detection mechanism.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上のようにして、本発明に係る液体分
注装置においては、チップの浸漬量に応じて分注動作を
行うので、使用される液体試料の種類やチップの種類に
よる分注量のばらつきを防止することが可能となる。As described above, in the liquid dispensing apparatus according to the present invention, since the dispensing operation is performed according to the immersion amount of the tip, the dispensing operation depends on the type of liquid sample used and the type of tip. It is possible to prevent variation in quantity.
【図１】本発明に係る液体分注装置の構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a liquid dispensing apparatus according to the present invention.
【図２】本実施例に係る液体分注装置の構成を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a liquid dispensing apparatus according to the present embodiment.
【図３】液体試料の表面張力を測定するときの様子を説
明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining how the surface tension of a liquid sample is measured.
【図４】設定レベルの変化を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a change in set level.
【図５】検出時間を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a detection time.
【図６】本実施例に係る液体分注装置の制御の態様を説
明するブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a control mode of the liquid dispensing apparatus according to the present embodiment.
【図７】従来の分注装置の基本的な構成を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram showing a basic configuration of a conventional dispensing device.
【図８】従来の分注装置の基本的な動作を示す図であ
る。FIG. 8 is a diagram showing a basic operation of a conventional dispensing device.
１０ シリンジポンプ １０ａ シリンダ １０ｂ ピストン １２ 配管系 １４ チップ １４ｂ チップ先端部 １６，２１ シリンジポンプ駆動系 ２３ チップ駆動系 ２５ 気体供給装置 ２７ 圧力センサ ２９ 制御回路 ３１ アンプ ３３ 液面 10 Syringe Pump 10a Cylinder 10b Piston 12 Piping System 14 Tip 14b Tip Tip 16,21 Syringe Pump Drive System 23 Tip Drive System 25 Gas Supply Device 27 Pressure Sensor 29 Control Circuit 31 Amplifier 33 Liquid Level
Claims (2)
ポンプと、このシリンジポンプの液体試料の供給・吸入
口に接続されている配管系と、この配管系の先端部に設
置され液体試料の滴下を行うチップと、前記シリンジポ
ンプのピストンを移動させる駆動系と、を有し、前記チ
ップ先端から液体試料を滴下することにより分注動作を
行う分注装置において、 前記チップを上下方向に移動させるチップ移動手段と、 前記チップに気体を供給する気体供給手段と、 前記チップ内部の圧力を検出する圧力検出手段と前記チ
ップ内部の圧力の変化に応じて前記チップ移動手段及び
前記駆動系の動作を制御する制御手段と、 を含み、 前記制御手段は、前記チップの先端が液体試料内に位置
している状態で該チップ先端から気体が放出された時の
該チップ内部の圧力から、該チップの該液体試料への浸
漬量を算出する演算部を含み、 前記チップ先端が液体試料に浸漬している状態で該チッ
プの該液体試料への浸漬量を算出し、この算出された浸
漬量を取り込んで、チップの浸漬量が一定になるよう前
記駆動系の動作を制御することを特徴とする分注装置。1. A syringe pump composed of a piston and a cylinder, a piping system connected to a liquid sample supply / suction port of the syringe pump, and a liquid sample placed at the tip of the piping system to drop the liquid sample. In a dispensing device that has a tip and a drive system that moves a piston of the syringe pump, and performs a dispensing operation by dropping a liquid sample from the tip end of the tip, a tip movement that moves the tip in a vertical direction. Means, gas supply means for supplying gas to the chip, pressure detection means for detecting the pressure inside the chip, and operation of the chip moving means and the drive system according to changes in the pressure inside the chip. Control means, wherein the control means is configured to control the tip when the tip of the tip is positioned in the liquid sample and gas is released from the tip of the tip. From the internal pressure of the tip, a calculation unit for calculating the amount of immersion of the chip in the liquid sample is included, and the amount of immersion of the chip in the liquid sample is calculated while the tip of the chip is immersed in the liquid sample. A dispenser, which takes in the calculated immersion amount and controls the operation of the drive system so that the immersion amount of the tip becomes constant.
ポンプと、このシリンジポンプの液体試料の供給・吸入
口に接続されている配管系と、この配管系の先端部に設
置され液体試料の滴下を行うチップと、前記シリンジポ
ンプのピストンを移動させる駆動系と、を有し、前記チ
ップ先端から液体試料を滴下することにより分注動作を
行う分注装置であって、 前記チップを上下方向に移動させるチップ移動手段と、 前記チップに気体を供給する気体供給手段と、 前記チップ内部の圧力を検出する圧力検出手段と、 前記チップ内部の圧力の変化に応じて前記チップ移動手
段及び前記駆動系の動作を制御する制御手段であって、
前記チップの先端が液体試料内に位置している状態で該
チップ先端から気体が放出された時の該チップ内部の圧
力から、該チップの該液体試料への浸漬量を算出する演
算部を含む前記制御手段と、 を含む分注装置において、 前記気体供給手段から供給される気体を先端から放出す
るチップを下方へ移動させる工程と、 前記チップ内部の圧力が上昇したときに前記チップの下
方への移動を停止させる工程と、 前記チップが停止した状態で検出される該チップ内部の
圧力から、前記チップの液体試料への浸漬量を算出する
工程と、 算出された浸漬量を取り込み、この浸漬量に基づいてチ
ップの移動を制御する工程と、 を含み、 チップの液体試料への浸漬量を取り込んで前記駆動系の
動作を制御して、チップの液体試料への浸漬量に基づい
てチップの移動を制御することにより、チップの浸漬量
を一定に保つことを特徴とする分注装置の制御方法。2. A syringe pump consisting of a piston and a cylinder, a pipe system connected to the liquid sample supply / suction port of the syringe pump, and a liquid sample placed at the tip of the pipe system for dropping the liquid sample. A dispensing device that has a tip and a drive system that moves a piston of the syringe pump, and performs a dispensing operation by dropping a liquid sample from the tip of the tip, wherein the tip is moved in the vertical direction. Chip moving means, gas supplying means for supplying gas to the chip, pressure detecting means for detecting the pressure inside the chip, and operation of the chip moving means and the drive system according to changes in the pressure inside the chip. Control means for controlling
And a calculation unit for calculating the amount of immersion of the tip in the liquid sample from the pressure inside the tip when gas is released from the tip of the tip while the tip of the tip is located in the liquid sample. In the dispensing apparatus including the control means, a step of moving a tip that discharges a gas supplied from the gas supply means from a tip downward, and a step of moving the tip downward of the tip when the pressure inside the tip rises. Stopping the movement of the chip, the step of calculating the immersion amount in the liquid sample of the chip from the pressure inside the chip detected in the stopped state of the chip, and taking the calculated immersion amount, the immersion Controlling the movement of the chip based on the amount of the chip, and controlling the operation of the drive system by capturing the amount of immersion of the chip in the liquid sample to control the operation based on the amount of immersion of the chip in the liquid sample. A method for controlling a pipetting device, characterized in that the amount of dipping of chips is kept constant by controlling the movement of the cup.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5133281A JP2693356B2 (en) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | Dispensing device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JPH06341932A true JPH06341932A (en) | 1994-12-13 |
| JP2693356B2 JP2693356B2 (en) | 1997-12-24 |
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| JP5133281A Expired - Fee Related JP2693356B2 (en) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | Dispensing device |
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|---|---|
| JP (1) | JP2693356B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005103310A (en) * | 2004-10-25 | 2005-04-21 | Hillside Pharmacy:Kk | Device and method for squeezing paste out |
| JP2006284556A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Agilent Technol Inc | Solvent supply accompanied with correction of piston motion |
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|---|---|---|---|---|
| JP3669942B2 (en) * | 2001-06-14 | 2005-07-13 | アロカ株式会社 | Dispensing device |
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| JPH02196964A (en) * | 1989-01-25 | 1990-08-03 | Aloka Co Ltd | Detection of liquid level of automatic dispenser |
| JPH0560768A (en) * | 1991-09-04 | 1993-03-12 | Kyowa Medetsukusu Kk | Method and apparatus for sampling specimen in automatic analyzer |
-
1993
- 1993-06-03 JP JP5133281A patent/JP2693356B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2693356B2 (en) | 1997-12-24 |
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