JPH11326340A - サンプル処理ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】サンプリング用ノズルと液体の吸引廃棄用のノ
ズルを別々に設けつつ、両者を移動する駆動系を簡略化
し得るサンプル処理ユニットを提供すること。 【解決手段】液体を吸引吐出するための１本以上のノズ
ルと、液体を吸引廃棄するための１本以上のノズルを同
一の移動手段上に搭載保持したサンプル処理ユニット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、生化学研究又は臨
床診断等の分野において用いられる自動処理装置に搭載
するサンプル処理ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】理化学又は臨床診断等の分野において
は、試料を自動処理するさまざまな装置が使用されてい
る。このような自動処理装置においては、試料や試薬等
を所定位置から所定量吸引し、反応を行う反応容器等の
中へ吐出するという処理（以下、サンプリングという）
や、反応容器等から反応後の廃液を吸引廃棄するという
処理を行うことが多い。両処理を同一のノズルで行う処
理装置もあるが、サンプリングでは吸引吐出量に正確さ
が求められるが後者では求められない等、両処理の性格
の相違から、通常は各々別個の液体吸引吐出用ノズル
（サンプリング用ノズル）と液体吸引廃棄用ノズルが用
いられる。またこのような自動処理装置は、単位時間当
たりの処理能力を向上させるために、複数の試料を同時
に処理できるように構成されている場合が多い。

【０００３】このため従来の自動処理装置では、液体の
サンプリング用ノズルと液体吸引廃棄用ノズルは各々別
個の移動アーム等に搭載され、別個に移動可能とされて
いるか、或いは同一の移動アーム等に搭載されるもの
の、両者を同時に搭載するのではなく、サンプリング用
ノズルを備えたアタッチメントと液体吸引廃棄用ノズル
を備えたユニットを交換可能なアタッチメントとして用
意し、自動処理の途中で交換して使用するようになって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】液体の吸引吐出と液体
の吸引廃棄を同一のノズルで行う場合には、ノズルに接
続されたダイリューターの容量に限りがあるため、液体
を吸引廃棄する場合に全量を吸引廃棄できず、廃棄すべ
き液体が反応容器に残存する可能性があるという課題が
ある。特に反応容器から液体を吸引廃棄した後の固相成
分について測定を行うような場合には、この残液がその
後の処理を阻害する等して処理精度の低下をもたらすと
いう課題がある。

【０００５】液体のサンプリング用ノズルと液体の吸引
廃棄用ノズルを別々の移動アーム等に搭載する場合は、
両者を独立に移動できるという利点はあるものの、移動
手段を２つ設けなければならず、コスト的に不利である
ばかりではなく、移動手段の制御が複雑となり、作業時
間の延長やエラー発生の原因となり得るという課題があ
る。

【０００６】同一の移動アーム等にユニット毎に交換可
能なアタッチメントとして交換して取り付ける場合は、
アタッチメントの取り付け部分らの液体がリークして液
だれが発生しやすく、液体吸引吐出量が処理ごとに変動
して処理精度の低下が生じたり、処理すべき複数の液体
間で汚染が生じ、処理結果が不正確となりやすい等、種
々の課題がある。更にはアタッチメント取り付け部分が
腐食等しやすく、機械的なトラブル発生の原因となると
いう課題もある。

【０００７】そこで本発明の目的は、サンプリング用ノ
ズルと液体の吸引廃棄用のノズルを別々に設けつつ、両
者を移動する駆動系を簡略化し得るサンプル処理ユニッ
トを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
になされた本発明は、液体を吸引吐出するための１本以
上のノズル（サンプリング用ノズル）と、液体を吸引廃
棄するための１本以上のノズルを同一の移動手段上に搭
載保持したサンプル処理ユニットである。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。本発明
は、移動アーム等の同一の移動手段上に、一定量の液体
を吸引吐出するためのサンプリング用ノズルと、液体吸
引廃棄用のノズルをそれぞれ１本以上（合計２本以上）
搭載することを特徴とする。そして、液体のサンプリン
グにはサンプリング用に搭載されたノズルを使用し、吸
引廃棄用ノズルは使用しない。逆に、液体吸引廃棄処理
はその目的専用に設けられたノズルを使用し、サンプリ
ング用ノズルは使用しない。

【００１０】本発明で使用する２種類のノズルは、いず
れもそのまま生体試料等のサンプル、試薬液、そしてこ
れらが混合された反応液等に接触され液体吸引等の処理
に供される、いわゆるパーマネントノズルであっても良
いし、その先端にディスポーザブルノズルチップを装着
してサンプル、試薬液、そしてこれらが混合された反応
液に接触され液体吸引等の処理に供される、いわゆるデ
ィスポーサブル方式であっても良いが、サンプリング用
と吸引廃棄用にそれぞれ異なる種類のノズルを用いるこ
ともできる。特にサンプリング用ノズルは、液体間の汚
染を防止するためディスポーザブル方式であることが好
ましい。また更には、パーマネントノズルを使用する
と、吸引されるべき液体の入った反応容器や液体を吐出
すべき反応容器の脇に使用しないノズルが干渉しないよ
うなクリアランスを設ける等の工夫が必要となる。従っ
て本発明では両ノズルとしてディスポーザブルノズルチ
ップを装着して使用するディスポーザブルタイプのノズ
ルを使用し、吸引されるべき液体の入った反応容器や液
体を吐出すべき反応容器に特段の工夫を加えることな
く、処理を行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施態様につい
て図面に基づき説明する。

【００１２】図１は、本発明のサンプル処理ユニットに
おける、サンプリング用ノズル２と液体吸引廃棄用ノズ
ル１を搭載した移動手段のアームヘッドを示すためのも
のである。

【００１３】ノズルの本数は特に制限されないが、サン
プリング用ノズルと液体吸引廃棄用ノズルは通常同数と
することが好ましく、また、いずれかのノズル或いは両
方のノズルとしてディスポーザブル方式のものを使用す
る場合はノズルにチップを供給するチップラックに搭載
されるチップの配置、即ちチップの行数と、本発明の処
理ユニットを用いて液体を吸引吐出等しようとする反応
容器の配置、即ち反応容器の行数を勘案して適宜決定す
ることが好ましい。またノズル間のピッチについても、
チップラックに搭載されるチップの配置、即ちピッチ
と、反応容器の配置、即ち反応容器のピッチを勘案して
適宜決定することが好ましい。

【００１４】本例では、両ノズルに直接ディスポーザブ
ルチップを供給するために縦横９ミリメートルピッチ、
縦８行×横１２列にチップを載置する市販のチップラッ
クを使用し、かつ、縦横９ｍｍピッチ、縦８行×横１２
列に反応液を保持するためのウェル（窪み）が配置され
たマルチウェルプレートを使用する例として、サンプリ
ング用ノズル２と液体吸引廃棄用ノズル１をそれぞれチ
ップラックの縦の行数と同数（８本）、９ｍｍピッチで
配置してある。また両ノズルの離間距離も９ｍｍであ
る。

【００１５】図１中（ａ）は、ノズルの配置を上方から
の透視図として示した図であり、（ｂ）は正面図で、両
ノズルがそれぞれ１列に、合計２列に並んでいることが
わかる。本例では、サンプリング用及び液体吸引廃棄用
ノズルとしていずれも同一形状のディスポーザブルチッ
プを使用する方式としたことから、両者の形状を同一に
でき、しかもアームヘッド３から下側（反応容器等に対
向する側）に突出する長さも同一としている。両ノズル
のうちの一方をパーマネントノズルにしたり、或いは異
なる寸法・形状のディスポーザブルチップを配置する場
合、アームヘッドを下降等したときにノズル（ディスポ
ーザブルチップ）先端が反応容器等の内部に侵入し到達
する距離と、ノズルチップを載置して処理ユニットに対
して供給するチップラックの形状・寸法を勘案し、各ノ
ズルが反応容器やチップラックと干渉しないように寸法
・形状を決定することが重要である。

【００１６】サンプリング用ノズルは、不図示のシリン
ジやポンプ等に接続されており、ここで発生した圧力に
より所定量の液体を吸引し吐出する。一方液体吸引廃棄
用ノズルは、不図示のポンプ等にいわゆるトラップボト
ルを介して接続され、ポンプ等により発生された負圧に
より液体を吸引しトラップボトルに廃棄する。なお本例
は一例であり、両ノズルに接続されるサンプリング又は
液体吸引廃棄用の他の手段はこれに限定されない。

【００１７】ノズルが搭載されている移動手段のアーム
ヘッド３は、モーターやスライドガイド等の不図示の移
動手段によりＸ方向（水平左右方向）・Ｙ方向（水平前
後方向）・Ｚ方向（鉛直上下方向）に移動可能な状態で
自動処理装置等に搭載される。移動手段は通常の構成を
使用することが可能であり、特に制限はない。特に両ノ
ズルをＺ方向、即ち鉛直上下方向にのみ移動すれば良い
場合には、移動手段として簡便な手段を採用することが
できる。例えば反応容器等、液体をサンプリングしたり
廃棄されるべき液体を保持する容器をＸ・Ｙ方向、即ち
水平面上で前後・左右に自由に移動する手段を有する自
動処理装置に本発明の処理ユニットを搭載する場合等で
ある。

【００１８】図２及び３は、図１に示したに処理ユニッ
トを用いて液体のサンプリングを行う際の作業を示す図
である。図２（ｂ）の向かって右側のサンプリング用ノ
ズル２を用いる場合は、チップラック（ａ）に載置され
たノズルチップを左側から順次装着、使用する。図２で
は左端第１列目の８個のチップが既に装着、使用され、
廃棄されて存在しない場合を示しているが、続いて
（ａ）のドットを付して示した左から第２列目の８本の
ノズルチップを装着しようとしている状態を示してい
る。

【００１９】（ｂ）の斜線を付して示した８本のサンプ
リング用ノズル２を、（ｃ）のように目的のノズルチッ
プ列（左端から第２列目のチップ）の上方まで移動する
か、或いはチップラックをノズル下方まで移動し、この
状態でノズルを下降するかチップラックを上昇させて目
的列のノズルチップをサンプリング用ノズル２に装着す
る。このとき、液体吸引廃棄用ノズルは、図２（ｃ）に
示すように、第１回目のノズルチップ装着で空になった
位置に来るので、チップラックやそこに載置されたノズ
ルチップと干渉を起こすことは無い。本例では、液体吸
引排出用ノズルとサンプリング用ノズルがアームヘッド
３からノズルラック側に突出する長さは同一だからであ
る。

【００２０】図２（ｄ）は、上述のようにしてチップを
装着した後のノズルチップの様子を示す図であり、左か
ら第２列まで空となっている。

【００２１】図３は、（ｂ）の向かって左側の液体吸引
廃棄用ノズル１を用いて液体の吸引廃棄を行う場合の作
業を示す図である。この場合は上記のサンプリング作業
の場合とは逆に、チップラックの向かって右端からノズ
ルチップを順次装着していくことになる。図３では右端
第１列目の８個のチップが既に装着、使用され、廃棄さ
れて存在しない場合を示しているが、続いて（ａ）にド
ットを付して示した右から第２列目の８本のノズルチッ
プを装着しようとしている状態を示している。（ｂ）の
網線を付して示した８本の液体吸引廃棄用ノズル１を、
（ｃ）のように目的のノズルチップ列の上方まで前述の
ように移動し、目的列のノズルチップを液体吸引廃棄用
ノズル１に装着する。このとき、サンプリング用ノズル
は、図２（ｃ）に示すように、第１回目のノズルチップ
装着で空になった位置に来るので、チップラックやそこ
に載置されたノズルチップと干渉を起こすことは無い。
本例では、サンプリング用ノズルと液体吸引排出用ノズ
ルがアームヘッド３からノズルラック側に突出する長さ
は同一だからである。

【００２２】図３（ｄ）は、上述のようにしてチップを
装着した後のノズルチップの様子を示す図であり、右か
ら第２列まで空となっている。

【００２３】上述の例において、サンプリング作業及び
液体吸引廃棄作業は、不図示のマイクロチップ等に作業
手順を記憶させておき、該チップの指示で不図示の移動
手段を制御して作業毎にチップラックの左側又は右側の
いずれの側からチップを取得するかを決定し、更には作
業回数を記憶させておいたり、或いはチップラック上の
チップの存否を検出するセンサー等を配置しておき、各
端から任意の列目のチップを装着するかを自動的に決定
して行うこともできる。

【００２４】本発明の処理ユニットにおいては、上述の
例とは異なり、サンプリング用及び／又は液体吸引排気
用ノズルを２列以上にすることも可能である。この場
合、移動手段のアームヘッド上に両ノズルを混在させる
のではなく、両者を分けて各ノズル別に列に配置すれ
ば、上述の例と同様の作業を行うことが可能である。

【００２５】

【発明の効果】本発明により、自動処理装置等の一の移
動手段上に設置されたユニットを用いて液体のサンプリ
ング及び吸引廃棄を行うことが可能となる。本発明では
サンプリング用ノズルとそれに接続されるサンプリング
手段が液体吸引廃棄用ノズルとそれに続く液体吸引廃棄
手段とは独立しているため、特に液体を吸引廃棄する場
合にダイリューターの容量が原因で液体を全量廃棄でき
ないという課題を解決できる。

【００２６】本発明では液体のサンプリング及び吸引廃
棄のための移動手段は一つであるが、従来の装置のよう
にサンプリング用ユニットと液体吸引廃棄用ユニットを
交換可能なアタッチメントとして準備しておき、作業に
応じて交換する必要はない。従って、アタッチメント取
り付け部分での液体のリークは発生せず、また取り付け
部分の腐食が発生しやすいという課題も解決できる。

【００２７】従来の装置の中で、サンプリング用ノズル
と液体吸引廃棄用ノズルを別個の移動手段上に搭載する
ものと比較すると、移動手段が少ないためにコストを低
減し、かつ、移動手段の制御を容易にできるため、作業
時間の短縮化やエラー発生を抑えられるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の処理ユニットのうち、移動手
段のアームヘッド上に搭載されたサンプリング用ノズル
及び液体吸引廃棄用ノズル部分を示す図であり、（ａ）
はノズルの配置を上方からの透視図として示す図、
（ｂ）はアームヘッドを正面から観察した図をそれぞれ
示す。

【図２】図２は、図１に記載した処理ユニットに搭載さ
れたサンプリング用ノズルにチップラック上に載置され
たノズルチップを装着する様子を示すである。

【図３】図３は、図１に記載した処理ユニットに搭載さ
れた液体吸引廃棄用ノズルにチップラック上に載置され
たノズルチップを装着する様子を示すである。

【符号の説明】

１ 液体吸引廃棄用ノズル、２ サンプリング用ノズ
ル、３ 移動手段のアームヘッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体を吸引吐出するための１本以上のノズ
   ルと、液体を吸引廃棄するための１本以上のノズルを同
   一の移動手段上に搭載保持したサンプル処理ユニット。