JPS59192963A - ケミカルマニピユレ−タ - Google Patents

ケミカルマニピユレ−タ

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Publication number
JPS59192963A
JPS59192963A JP6671683A JP6671683A JPS59192963A JP S59192963 A JPS59192963 A JP S59192963A JP 6671683 A JP6671683 A JP 6671683A JP 6671683 A JP6671683 A JP 6671683A JP S59192963 A JPS59192963 A JP S59192963A
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JP
Japan
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container
reaction container
reagent
constant temperature
reaction
Prior art date
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Pending
Application number
JP6671683A
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English (en)
Inventor
Masahiro Yamamoto
昌宏 山本
Yasushi Tanaka
田中 裕史
Chihiro Watanabe
渡辺 千尋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Science & Tech Agency
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Science & Tech Agency
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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Priority to US06/600,280 priority patent/US4632808A/en
Publication of JPS59192963A publication Critical patent/JPS59192963A/ja
Priority to US06/873,891 priority patent/US4735776A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • GPHYSICS
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00465Separating and mixing arrangements
    • G01N2035/00495Centrifuges
    • GPHYSICS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はケミカルマニピュレータに関シ、特に、μX牟
位の液体の解析および分析工程を自動化するための新規
な改良に関するものである。
従来技術 従来用いられているこの種のケミカルマニピュレータに
おいては、榎雑な手順のほとんど全研究者の手作業で行
なっているため、人体に危険性のある薬品および放射性
物質を用いる場合には、種々の問題があると共に、分析
結果が個人差などによりばらついたり、時間もかかると
いう欠点があった。
発明の目的 本発明(rl、上記欠点を速やかに除去するための極め
て効果的な手段全提供するもので、反応容器を三次元に
移動する移動装置を設け、恒温装置および試薬供給装置
等に対し自動的に位置決めすると共に、制御装置に入力
された所定の手順に従って自動的に処理可能な装置を実
現すること金目的としたものである。
発明の構成 m下、図面と共に本発明の詳細な説明する。
第1図に本発明の好適々実施例を示し、1は本体フレー
ム、2,3i4フレーム1内に設けら′i1−;i温調
器および冷凍器、4a〜4diは温調器2および冷凍器
3により一定温度(、C制御される恒温装置) としての恒温槽でちり、そわぞれ冷凍器5からの冷媒も
しくはヒーターにより4a(、J−40℃、4bは20
℃、40は90℃、4(l(は4℃に保だれている。5
a〜5dけそれぞれ各恒温槽4a〜4dに対応して供給
さね、る液状媒体収納器であり、5aはエチルアルコー
ル、5b、5cidエチレングリコール、5di水をそ
:hぞれ収納している。
6はパケット7を三次元に移動するためのマニピュレー
タであり、パケット7をつるすためのアーム6a分有し
ている。パケット7は第2図のように箱形状を成してお
り、71はアーム6aの先端が挿入さね、る鍵穴形状の
穴、72は反応容器8が収納される円筒形状の穴、73
に後述する遠心分離器に挿入する際の係合用切欠部であ
る。マニピュレータ61はガイドレール9に沿ってX軸
方向(第1図(a)の左右方間)に移動自在−ごあり、
更にガイドレール9(は、その両端に設はられたス麩勤
ブロック10i介してガイドレール11((沿ってY軸
方向(;fl! 1図(a)の上下方向)に移動自在ト
なっており、マニピュレータ6、ガイドレール?、11
およびブロック10fd、容質8の移動装置を構成して
いる。又、アーム6aはz 物+ (第1図(b)の上
下)方向に伸縮自在かつ、このZ軸を中心に回転可能と
なっている。従って、第2図に示したパケットの穴71
にアーム6aを挿入後回転することによって、パケット
7を着脱自在につるすことができるようになっている。
12はパケット7を複数個収納可能なラック、13は装
置の11ぼ中央部に設けられた遠心分離器、14は遠心
分離器16に回転自在に収納り九だロータである。ロー
タ14は第3図に示すように構成されており、14aは
パケット7を収納する穴、14bは穴14aの内壁から
対向して突設された一対の保持ピンであり、この保持ピ
ン141)iパケットの9j欠部73に係合されること
により、パケット7を穴14a内にて揺動自在に保持す
るようになっている。15はロータ14の上部に位置す
るように遠心分離器13上に設けられたロータ位置検出
用センサ、16はロータ14の回転量全正確に位置決め
するための回転位置決め用モータ、17はパケット7を
収納し図示しない駆動部によりかくはん運動するミキサ
、18は複数のノズル18a(廃液用の吸引ノズルも含
む)を有する試薬供給装置であり、この供給装置18は
ノズル18aと共に昇降駆動ビーム19によりX軸方向
に、駆動される。20はビーム19を昇降駆動するモー
タである。21はパケット7内の反応容器8を乾燥する
ための乾燥装置であり、乾燥用ノズル21aを有してい
る。22は恒温槽ACf<必要に応じてX軸方向に昇降
駆動するためのビーム、23はビーム22を駆動するモ
ータであり、このモータ26vi前述のモータ20と共
に基鈑24を介してフレーム1に固定されている。25
は試薬供給用ノズル18aおよび乾燥用ノズル21aに
対応して設けられた複数の分注ポンプであり、それぞれ
屈曲自在のパイプ26を介して試薬もしくはエアを各ノ
ズルに供給(吸引ノズルに対してはエア吸引)している
。27は各恒温槽4a〜4dおよびノズル18aの内の
吸引ノズルからの廃液を分収するための廃液部、28は
以上述べたマニピュレータ6、恒温槽2分注ポンプ25
等をすべて制御するためのマイクロコンピュータからな
る制御装置である。
作   用 次に動作について説明する。まず、所定のサンプル(D
NA試料など)を複数(本実施例の場合4種類まで)用
意し、それぞれ反応容器8に入れてパケット7に収納す
る。反応容器8には第2図のように鍔部8aが形成され
ているので、パケット7の穴72のふちで位置決めされ
る。同時に、他の試別の容器8を他のパケット7にそれ
ぞれ収納し、このように準備完了したパケット7をラッ
ク12に複数個配置しておく。次に制御装置28に所定
のンーケンスデータ等に図示しないキーボードを介して
入力すると、後は完全自動で所定の試料処理を完了する
ことになる。即ち、マニピュレータ6が前述のように三
次元m@L、て、ラック12内のパケット7をつるし、
各装置の収納部等に位置決めしながら移動する。試薬供
給装儂18にて試薬供給する際には、ノズル182Lが
7帖方向(第1図(a)の上下方向)に傾いているため
、第4図に示すように各反応容器8の内壁面に対して鋭
角θをもって接触および離脱する。即ち、第4図(a)
の状態から、モータ20によりビーム19が下降して第
4図(b)の状態になると、モータ20に対して固定位
置Cに設けられたピン19bがビーム19に設けら′i
″1.た傾斜長大19aを摺動するので、矢印方向にス
ライド可能に設けられ瓦ビーム19はノズルi86の傾
き方向と平行に駆動することになる。従って、ノズル1
8aからの試薬供給量がμ℃年単位微少射であっても、
反応容器8の内壁面にくっついて供給することができる
。又、このとき4℃の室温(装置内は4℃に保たれてい
る)恒温槽4d内にパケット7と共に反応容器8が収納
され、しかも試薬供#i装懺18に近接して配置されて
いるので、試楽供給時の反応熱は吸収できる。尚、ノズ
ル18aを1頃斜昇降する構成は、ビーム19をノズル
18aと平行に傾斜させてそのままビーム金軸方向に駆
動しても良い。
反応容器7を遠心分離器16に収納する場合は、ロータ
14がセンサ15および1回転位酒決め用モータ16に
よυ9υ0単位の回転位置で停止しているので、所定の
位置にマニピュレータ6によりパケット7オ移動すれば
、穴14aに収納することができる。4ケ所の穴1aa
にそれぞれパケット7が収XI’Jさね、ロータ14が
図示しないモータにより回転すると、パケット7は一対
の切欠部73と保持ピン14bとの係合部全中心に回動
して適宜バランス金とり、遠心力に対し安定する姿勢に
なる。
遠心分離器13が停止すると、マニビュ1/−タロが再
びパケット7と共に反応容器8を移動し、制御装置28
からの手順18号に従ってミキサ17もしくに恒温槽4
a、4b、4c等の適宜所定の収納位置−\配置させる
反応容器8の乾慄時には、まずノズル18a内の吸収ノ
ズルでうわずみ液ケ排除し、次にパケット7を乾燥装置
21の下方に配置ブ°るが、このとき90℃の恒温槽4
Q(l−ビーム22全介して上昇させ、ノズル2iaに
近接させて配置するようにすれば、より迅速に乾燥させ
ることができる。
以」二の処理動作は、複数のバクソトZ内のそれぞれ複
数の反応容器8に対し、時系列的に行なわれるので、第
1図の図面では省略しているが、各恒温槽4a〜4Cは
、遠心分離器のロータ14に設けられた穴14aと同等
の数(4個)だけバク゛ット7の収納部を有しているこ
とが望ましくハ。又、自動稼動のためにも、ラック12
のパケット収納部も8個以上有れば、2ザイクルの処理
ができるので有効である。
又、図示しがいが、センサ15の位置に対応するロータ
14の上面には、例えば反射部材%を固層しておき、セ
ンサ15が光検出するようにずねば、前記反射部材位置
がロータ14の回転の原点として検出できる。その後、
パルスモータ僧からなる位置決め用モータ16により、
適宜造ローク14金回転して所定の位置に穴14aが停
止することができるようになっている。
温調器2tま、装置内の室1品を常に4℃に保つと共に
、冷凍器6からの冷媒全弁して冷−やされる恒温槽4a
および図示しないヒータにより温められる恒温@4b、
40内の液状媒体(エチルアルコ−ルアエチレングリコ
ール)温度をそれぞれ所定の温度に制御している。更に
、この温調器2は制御装置28に入力されたデータに従
って制御されている。
発明の効果 以上述べた通り本発明によれば、少なくとも1個以上の
反応容器を収納可能な遠心分離器および恒温装置と、前
記反応容器に対応して設けられた試薬供給装置および乾
燥装置と、前記反応容器をそれぞれの装置対応位置罠移
動可能な移動装置と、前記装置群を手順も含めて制御す
る制御装置とをfaえたので、人体に危険もなく、又、
実験結果のバラツキもなく、自動的に複雑かつ長時間に
およぶDNA試料分析等の処理を行なうケミカルマニピ
ュレータを提供することができる。
又、試薬供給装置に近接して・同温装置(室温用)、 
    全配設したので・試薬供給時0反応熱全吸収す
ることがでへ、反応容器内の試料を損なうこともない。
父、乾燥装置に近妾して恒温装置(高温用)を配設した
ので、反応容器を短時間に乾燥することができる。
更に、試薬供給時にσ、ノズルの供給端部が反応容器の
内壁面に対して鋭角となるように接触および離脱する構
成としたので、μU年単位微少量の試薬の供給も可能で
あり、このケミカルマニピュレータの効果(は多大なも
のがある。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図(a)(仁装官全
体の平面透視図、第1図(b)(は側面透視図、第2図
はパケットの斜視図、′fA3図(1遠心分離器のロー
タの斜視図、第4図(a)、(b)は試薬供給装置の昇
降動作を示す説明図である。 2・・・・・・温調器 3・・・・・・冷凍器 4a〜4d・・・恒温槽(恒温装置) 5a〜5d・・・液状媒体収納器 6・・・・・・マニピュレータ 6a・・・アーム 7・・・・・・パケット 71.72・・・穴 73・・・切欠部 8・・・・・反応容器 9・・・・・X軸ガイドレール 10・・・・駆動ブロック 11・・・・・Y軸ガイトレール 12・・・・・・ラック 16・・・・・・遠、L・分離器 14・・・・・・ロータ 14a・・・穴 14b・・・保持ビン 15・・・・・・センサ 16・・・・・・位置決め用モータ 17・・・・・・ミキサー 18・・・・・・試薬供給装置 18a・・ノズル 19.22・・・昇降用ビーム 2026・・・モータ 21・・・・・乾燥装置 21a・・・ノズル 25・・・・・・分注ポンプ 26・・・・・・パイプ 27・・・・・・廃液部 以上 出願人 株式会社 第二精工舎 代理人 弁理士 最上  務 第1図(d) 第1I211(b) 第2図 β 詐3図 第4図(α) 2 第4図(シ) /R

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 け)少なくとも1個以上の反応容器を収納可能な遠心分
    離器および恒温装置と、前記反応容器と乾燥するための
    乾燥装置と、前記反応容器に試薬を供給するための試薬
    供給装置と、前記反応容器全三次元に移動し前記遠心分
    離器、直温装置、乾徐装置、および試薬供給装置に対し
    位置決めしながら搬送するための移動装置と、前記遠心
    分離器。 恒温装置、乾燥装置、試薬供給装置および移動装置旨全
    制御するための制御装置とからなるケミカルマニピュレ
    ータ。 (2)前記試薬供給装置に近接して前記恒温装置を配設
    し、前記反応容器に試薬を供給し次ときの反応熱全前記
    恒温装置により吸収する構、成としたことケ特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のケミカルマニピュレータ。 (3)前記乾燥装置に近接して前記恒温装置を配設し、
    前記反応容器を加熱しながら乾燥する構成としたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のケミカルマニピ
    ュレータ。 (4)前記試薬供給装置のノズルの供給端部が、前記反
    に58器の内壁面に対し鋭角となるように接触および離
    脱する構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載のケミカルマニピュレータ。
JP6671683A 1983-04-15 1983-04-15 ケミカルマニピユレ−タ Pending JPS59192963A (ja)

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DE8484302450T DE3473512D1 (en) 1983-04-15 1984-04-10 Chemical manipulator
EP84302450A EP0122772B1 (en) 1983-04-15 1984-04-10 Chemical manipulator
US06/600,280 US4632808A (en) 1983-04-15 1984-04-13 Chemical manipulator
US06/873,891 US4735776A (en) 1983-04-15 1986-06-13 Chemical manipulator

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