JPH0894500A - 自動試料調製装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の試料であっても、相互の汚染等を防止
して、しかも効率よく調製できるようにする。 【構成】 複数本のノズル１１ａ、１１ｂ、１１ｃを保
持可能なノズルホルダ１２６、１２７を設け、モータ１
２２でノズルホルダ１２６、１２７を回転させることに
より、試料容器や注入ポート等に挿入するノズル１１
ａ、１１ｂ、１１ｃを切り換えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分析等のために予め液
体試料を調製する自動試料調製装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液体試料を定量分析する際は、予め定め
られた量の試料を分析装置に導入するか、或いは、導入
量を正確に秤量しておかなければならない。また、分析
装置に導入する試料は均一にしておかなければならない
ため、事前に十分な攪拌を行なう必要がある。その他、
希釈剤や添加剤の添加等、試料の分析の前には種々の調
製作業が必要であるため、これらを自動的に行なう自動
試料調製装置が近年発達している。

【０００３】液体クロマトグラフ装置に所定量の試料液
を供給する際の自動試料調製装置（オートサンプラ）の
動きを図７により説明する。本オートサンプラの入口
（IN）６２は液体クロマトグラフ装置のポンプ側に、出
口（OUT）６１はカラム側に接続しておく。なお、以下
の動作は全てマイコン等の制御装置（図示せず）により
自動的に行なわれる。

【０００４】最初に、水平移動機構によりノズル（針）
５５を洗浄ポート５１の上まで移動させ、垂直移動機構
によりノズル５５を降下させて先端を洗浄ポート５１に
挿入する。この状態でシリンジ５７により洗浄液５８を
吸入し、吸入した洗浄液を次にノズル５５の方へ吐出し
て、ノズル５５の先端までの流路を洗浄液で満たす。そ
して、垂直移動機構によりノズル５５を洗浄ポート５１
から引き上げ、シリンジ５７によりノズル５５の先端か
ら少量の空気を吸入する。

【０００５】次に、水平移動機構によりノズル５５を試
料容器５４の上まで移動させ、垂直移動機構によりノズ
ル５５を降下させて試料容器５４内に挿し込む。この状
態でシリンジ５７を作動させて所定量の試料液を吸入す
る。そして、垂直移動機構によりノズル５５を上昇させ
て先端を試料容器５４から出し、再び少量の空気を吸入
する。次に、ノズル５５を再び洗浄ポート５１まで移動
させ、先端を洗浄ポート５１の洗浄液内に浸漬して洗浄
液を吸入する。これにより、ノズル５５及びそれに接続
された配管内では、洗浄液の間に所定量の試料が２つの
空気層を介して挟まれた状態となっている。この空気層
は、試料液とその前後の洗浄液とが混合しないようにす
るための分離層として作用する。このようにして試料液
を吸入したノズル５５を垂直及び水平移動機構により注
入ポート５２へ移動させ、そこに挿入する。そして、シ
リンジ５７によりこの試料液を六方弁６０のループ内に
注入しておく。その後、所定のタイミングで六方弁６０
を回転させることにより、その試料液がIN−OUT間を流
れる移動相中に注入され、液体クロマトグラフが行なわ
れる。

【０００６】なお、誘導体化のために試料に試薬を加え
る必要がある場合は、ノズルを試薬容器５３に挿入し、
所定量の試薬を吸入した後、ノズルを試料容器５４に移
動させ、試料中に添加するという添加作業と、試料をノ
ズルに吸入して吐出するという操作を繰り返す攪拌作業
が上記に加わる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】複数の試料について分
析を行なおうとすると、上記のノズル移動動作を試料の
数だけ繰り返さねばならない。また、試料が異なる場合
には、汚染（コンタミネーション）を避けるために、試
料と試料の間にノズル及び配管内の洗浄作業が必要とな
る。上記液体クロマトグラフに用いたものは試料調製の
単なる一例であるが、いずれの調製作業を行なうにせ
よ、従来の自動試料調製装置において多種の試料を調製
するためには同一作業を繰り返す必要があり、長い時間
を必要としていた。

【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、複数の
試料を効率よく調製することのできる自動試料調製装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明は、所定の位置に置かれた容器にノズ
ルを浸漬し、容器内の液体を吸引又は吐出することによ
り試料の調製を行なう自動試料調製装置において、 a)複数本のノズルを保持可能なノズルホルダと、 b)ノズルホルダを回転させるホルダ回転機構と、 c)ノズルホルダと上記容器とを水平方向に相対的に移動
させる水平移動機構と、 d)ノズルホルダと上記容器とを垂直方向に相対的に移動
させる垂直移動機構と、を備えることを特徴としてい
る。

【００１０】

【作用】水平移動機構により洗浄ポートや注入ポート等
の上にノズルホルダを配置した後は、ホルダ回転機構に
よりそれらのポートの真上に置くノズルを切り換え、垂
直移動機構によりノズルを上下させることにより、複数
の試料についても短時間で洗浄や注入等を行なうことが
できる。また、試料容器からの試料液の吸入について
も、自動試料調製装置では複数の試料容器は一般に集合
して配置されているため、水平移動機構による移動距離
は小さく、複数の試料も短時間で各ノズルに吸入してお
くことができる。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例である自動試料調製装置を
図１〜図６により説明する。本実施例の自動試料調製装
置は図５に示すように、ノズルホルダ部１２、垂直移動
機構部１４、水平移動機構部１６、及び、試料部１８に
大別される。垂直移動機構部１４はノズルホルダ部１２
を上下に移動させるための機構であり、水平移動機構部
１６は垂直移動機構部１４を水平に移動させるための機
構である。図６に示すように、試料部１８には洗浄液容
器１８１、試料容器１８２、試薬容器１８３等が一列に
配置され、水平移動機構部１６は垂直移動機構部１４及
びノズルホルダ部１２をこれらの容器の配列に沿って移
動させる。

【００１２】図１（ｂ）に示すように、ノズルホルダ部
１２には３本のノズル１１ａ、１１ｂ、１１ｃが着脱可
能に保持されている。なお、本実施例では３本とした
が、２本或いは４本以上であっても構わない。３本のノ
ズル１１ａ、１１ｂ、１１ｃは上下の円盤状のノズルホ
ルダ１２６、１２７により固定され、各ノズル１１ａ、
１１ｂ、１１ｃの上端は配管１３３（テフロン（デュポ
ン社商標）製のチューブが好ましい）によりシリンジに
接続される。図２（ａ）に示すようにシリンジ２０は各
ノズル１１ａ、１１ｂ、１１ｃ毎に用意してもよいし、
図２（ｂ）に示すようにシリンジ２０は１本のみとし、
ロータリー弁２１等の切替弁により各ノズル１１ａ、１
１ｂ、１１ｃの吸引・吐出を切り換えるようにしてもよ
い。図２（ｂ）において、２２はシリンジ駆動モータ、
２３は弁切替モータである。

【００１３】図１（ｂ）に示すように、上下のノズルホ
ルダ１２６、１２７はベアリング１２８、１２９により
ベース板１２１に回転可能に保持され、上下のノズルホ
ルダ１２６、１２７の間には従動ギヤ１２５が設けられ
る。従動ギヤ１２５は駆動ギヤ１２４と噛合しており、
駆動ギヤ１２４は変速器１２３付のホルダ回転モータ１
２２により駆動される。

【００１４】ベース板１２１及び上ノズルホルダ１２６
には、ノズルホルダ１２６、１２７の回転位置の原点を
検出するための原点センサ１３０、１３１が固定されて
いる。すなわち、上ノズルホルダ１２６に固定された金
属板１３１がベース板１２１に固定された原点センサ１
３０の上下磁極間に入った位置（図１（ａ））がノズル
ホルダ１２６、１２７の回転の原点とされる。なお、磁
気センサではなく、光学センサを用いてもよい。このノ
ズルホルダ１２６、１２７の回転位置の原点の検出は、
本自動試料調製装置の電源が投入された直後の初期化処
理の中で行なわれる。なお、ベース板１２１にはモータ
１２２や原点センサ１３０を覆うカバー１３２が固定さ
れる。

【００１５】このノズルホルダ部１２を昇降させる垂直
移動機構部１４は図４及び図５に示すように、ノズルホ
ルダ部１２に固定された昇降板１４１及び昇降板１４１
を昇降させる昇降モータ１４４等から成る。昇降モータ
１４４は垂直固定板１４７に固定され、垂直固定板１４
７は水平移動台１４８に固定される。ホルダ回転モータ
１２２と同様、昇降モータ１４４にも変速器１４５が設
けられ、減速されたモータ１２２の回転がピニオンギヤ
１４３に伝達される。昇降板１４１にはピニオンギヤ１
４３に噛合するラック１４２が垂直に固定され、その横
にはラック１４２に平行に垂直レール１４９が昇降板１
４１に固定されている。一方、垂直固定板１４７には垂
直レール１４９に対応するレールガイド１４６が固定さ
れている。従って、昇降モータ１４４を回転させること
によりピニオンギヤ１４３が回転し、これに噛合するラ
ック１４２により昇降板１４１が上下方向に移動する。
なお、上記ノズルホルダ部１２と同様、垂直移動機構部
１４においても昇降板１４１の原点位置を検出するため
の原点検出センサ３５（図３）が設けられている。

【００１６】ノズルホルダ部１２及び垂直移動機構部１
４を水平方向に移動させる水平移動機構部１６は図２及
び図６に示すように、試料部１８の横に配置された置台
１６１の上に配置される。置台１６１の上には、試料部
１８の各容器置き場の並びに平行に水平レール１６２が
配置され、垂直移動機構部１４の上記水平移動台１４８
はこの水平レール１６２上を移動するようになってい
る。水平レール１６２の両端には駆動プーリ１６４及び
従動プーリ１６６が設けられ、両プーリ１６４、１６６
間には、水平レール１６２に平行にタイミングベルト
（歯付ベルト）１６５が掛け渡されている。水平移動台
１４８はこのタイミングベルト１６５に固定されてい
る。置台１６１の一方の端部には水平移動モータ１６３
が固定され、駆動プーリ１６４は水平移動モータ１６３
の回転軸に直結されている。従って、モータ１６３を回
転させることにより駆動プーリが回転し、タイミングベ
ルト１６５が水平移動台１４８を水平方向に移動させ
る。なお、図示していないが、従動プーリ１６６にも水
平方向位置の原点検出センサ３６（図３）が設けられて
いる。

【００１７】図３に示すように、本実施例の自動試料調
製装置にはマイコンを備えた制御部３０が設けられてお
り、各モータドライバ３１、３２、３３、３４を介して
上記各部のモータ１２２、１４４、１６３、２２、２３
を駆動し、又、各原点センサ１３０、３５、３６からの
信号を受ける。

【００１８】以上の機構により、本実施例の自動試料調
製装置において複数の試料の調製を行なう場合は、それ
ら複数の試料を入れた容器を試料部１８に並べておき、
ノズルホルダ１２６、１２７を回転させて試料毎に異な
るノズル１１ａ、１１ｂ、１１ｃを使用して吸入、吐出
等を行なうことができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明に係る自動試料調製装置では水平
移動機構によりノズルホルダを試料容器や洗浄ポート等
の上に配置した後は、ホルダ回転機構によりそれらの真
上に置くノズルを切り換え、垂直移動機構によりノズル
を上下させることにより、複数の試料についても短時間
で洗浄や注入等を行なうことができる。また、試料容器
からの試料液の吸入についても、自動試料調製装置では
複数の試料容器は一般に集合して配置されているため、
水平移動機構による移動距離は小さく、複数の試料も短
時間で各ノズルに吸入しておくことができる。これらに
より、本発明に係る自動試料調製装置では複数の試料を
短時間に効率よく調製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例である自動試料調製装置の
ノズルホルダ部の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）。

【図２】 実施例の自動試料調製装置のシリンジ部の２
例の構成図。

【図３】 実施例の自動試料調製装置の制御系の構成
図。

【図４】 実施例の自動試料調製装置の正面図。

【図５】 実施例の自動試料調製装置の側面図。

【図６】 実施例の自動試料調製装置の平面図。

【図７】 従来の自動試料調製装置におけるノズルの動
きを示す説明図。

【符号の説明】 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ…ノズル １２…ノズルホルダ部 １２１…ベース板 １２２…ホルダ回転モータ １２４…駆動ギヤ １２５…従動ギヤ １２６、１２７…ノズルホルダ １２８、１２９…ベアリング １３０、１３１…原点センサ １３３…ノズル配管 １４…垂直移動機構部 １４２…ラック １４３…ピニオンギヤ １４４…昇降モータ １４８…水平移動台 １６…水平移動機構部 １６２…水平レール １６３…水平移動モータ １６４、１６６…プーリ １６５…タイミングベルト １８…試料部 ２０…シリンジ ２１…ロータリー弁 ２２…シリンジモータ ２３…弁切替モータ ３０…制御部 ３１〜３４…モータドライバ ３５、３６…原点検出センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の位置に置かれた容器にノズルを浸
   漬し、容器内の液体を吸引又は吐出することにより試料
   の調製を行なう自動試料調製装置において、 a)複数本のノズルを保持可能なノズルホルダと、 b)ノズルホルダを回転させるホルダ回転機構と、 c)ノズルホルダと上記容器とを水平方向に相対的に移動
   させる水平移動機構と、 d)ノズルホルダと上記容器とを垂直方向に相対的に移動
   させる垂直移動機構と、を備えることを特徴とする自動
   試料調製装置。