JPS62184356A - 自動生体処理装置 - Google Patents

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】 Ａ　産業上の利用分野 本発明は生体処理（例えば臨床検体検査、ＤＮＡ分析処
理又はこれらの前処理等）を！ニュビレータを用いて完
全自動的に行なう装置（以下自動生体処理装「Ｚ又（よ
単に本装置という）に関する。

Ｂ　発明の概要 本発明はマニュピレータを用いて自動的に生体処理を行
イエう装置において、マニュピレータのヘッドに少数の
デバイス（例えば精冨微吊ピペット等）を取っ付（）る
とともにマニュピレータの周囲に個々ので１体処理工程
用の複数のステーションを設り、所定のブＩＪグラムに
従ってデバイスをｌべ択し空間を極座標的に移動さばて
ス１−ジョンに対応させ、シーケンシャルに一連の生体
処１’ｌ！　Ｕ稈を自動的に実行するようにしたので、
極めて能率的にかつ精密に生体処理例えば臨床検体検査
を行なうことができる。

Ｃ従来の技術 従来生体処理（分析処理及び前処理を含む）は大部分手
作業に依っていた。又一部ンニーＬピレータが用いられ
ていたが、従来のマニュピレータはＸＹＺ座標に従って
空間位置制御されていた。

（〕　発明が解決しようどする問題点 しかしながら従来の生体処理工程又は装置には以下の問
題点があった。すなわち、 生体処理作業においては用いる検体の６１が著しく限ら
れかつ試へ５が高価である場合が多く、（攻３１１分注
笠必要どなるが手作業（・は精密なμ象オーダの液１１
１の制御が困難゛Ｃあった。

又ＸＹＺ座標に従って制御されたマニュピレータで（ま
、検体試薬、トレイ等の搬送はでさる【］れども、個々
の細かい分注作業等を行なえない場合が多く一環して完
全自動処理を行なうことがｅきなかった。

さらに一つの検体に対し°Ｃ同時に複数の検査を行なう
バッジ処理の自動化は不充分Ｃあった。

Ｅ　問題点を解決するための手段 本発明は竹記した従来技術の問題点を解決することを目
的どする。そのために精密微開処理、完全自０１処理、
バッジ処理可能な以下の構成を右づる自動生体処理装置
を得た。第１図は本装置の正面図である。１はマニュピ
レータの！ａ台であってリーボモータを内蔵する１、２
はマニュピレータの主軸であってサーボモータに接続さ
れ回転しかつ軸方向に上下摺動する。ご３はアームであ
って主軸２に対しＣ略直交して固定されている。アーム
３はサーボモータに上り回転するとともに軸方向に水平
摺動する。４はヘッドであってアーム３の先端に回動自
在に取っ付ＩＪられている。５はビペッ１へ、６はトレ
イ引出冶具、７は１〜レイ吸引治具であっていずれもヘ
ッド４に取り付けられ複数のデバイスを構成する。複数
のデバイスは生体処理の内容によって交換可能である。

８は検体送り機構。

９はトレイ供給装置、１０は定量分注処理ステーション
（以下ホームステージ１ンどもいう）。

１１は試薬貯蔵ステーション（以下試薬パレットともい
う）であっていずれもマニュピレータの周囲に配置され
複数のステーションを構成づる。各スジ−シー」ンは特
定のデバイスと協動して特定の生体処理工程〈その卑備
工程も含む）を行なう。

ステーションの種類は生体処理の内容に応じて適宜交換
可能である。

Ｆ　作用 ひきつづき第１図に従って本装置の作用及び動作を、況
明する。

１２はマニュピレータの制御部であって、所定のプログ
ラム（プログラムは生体処理の内容に応じて設定人力さ
れる）に従ってヘッド４を回転させ特定のデバイスを選
択し、かつ７ニユビレータの１軸２及びアーム３を協動
さｔ！選択されたステーションに極座標的制御に従って
デバイスを移動させる。さらにデバイス及びス′１−ジ
ョンを協動させ、特定の生体処理工程を実行する。これ
をシーケンシャルに進め−・連のＪ稈を実行し、完全自
動化を図る。生体処理工程の例としては例えば、ま＝Ｊ
’　トレイ供給装置９からトレイ吸引冶具７を用いてト
レイを持ち出し、ホームステーション１０に移動セット
する。　。

次いで試薬パレット１１からピペット５を用いて試薬を
定ｈ１吸引しかつトレイに吐出Ｊる。ざらに検体送り機
構８より送られた来た検体をピペッ１−５）を吸引しか
つｌ・レイに吐出する。こ机（・試薬と検体の定量混合
が行なわれた。

０　実施例 以下図面に基いて本装置の好適な実施例を訂細に説明す
る。なお本実施例では臨床検体検査のうりの血Ｗ１検査
（例えば酵素免疫検査、［ＩＡ検査）に用いられる場合
を説明しているがこれに限られず血液血球凝固検査、・
膜検査、臨床検査、細菌検査、病理検査、輸血検査等の
他の臨床検体検査。

ＤＮＡ分析、これらのＯｒ１処理着いずれの生体処理に
ついても単に、デバイス、ステーシコン及びブ【］グラ
ムを交換することにＪ：り凡用的に使用できるものであ
る。

第２図は本装置を血清検査に用いた場合のヘッド部１［
面図で必要なデバイスを示５１は検体（本例の場合セラ
ムＳＦＲＵＭ）を採取、定量分注りるためのマイクロピ
ペット、５２及び５３は試薬（本例の場合バッファ　Ｂ
　Ｕ　Ｆ　Ｆ　Ｅ　Ｒ，未感作血球、感作血球）を採取
定量分注するンルチピペットである。いずれもトレイの
列数に対応する複数のピペットの束からなり、用途に応
じてカセツタプルである。ンルチピペット５２は一定量
吸入同量一括吐出タイブでありンルチピペット５３は一
定最吸入分割吐出タイブである。５４は検体の人ってい
る試験管の液面を検出づる液面セン１すＣ゛あり検体用
マイクロピペット５１の近傍に配：ｌ′？されている。

６は１〜レイ引出冶貝で後述する。７はトレイ吸引冶具
′Ｃ後述づる。３本の脚を右し先端に吸盤を有する。こ
れら複数の一１バイスがプログラムに応じ（ヘッド４を
回転させることにより＾収択される。

第３図（Ａ）は本装置を血清検査用に用いた場合の平面
図である。特にマニｌビレータ周辺に配置されたステー
ションを説明する。８は検体送り機構で検体の入った試
験管８１を順次ホームステーション１０（後述）に送る
。９はトレイ供給装「１スデーシ」ンで検体検査を実行
するための容器である１−レイ（第６図（Ａ＞参照後述
）を貯えかつ供給する。トレイは１検休に最低１つ必要
Ｃある。１０はホームステーションであり、ここに検体
、試薬及びトレイが集まり主要な作業（例えば定量分注
）が行なわれる。１１１はバッフアバレフ１〜′Ｃバツ
フアを貯蔵してＪ３＜、、１１２は未感作血球パレット
である。１１３は感作自球パレッ１−である。１１４は
ピペットを洗う洗か槽である。

１１５はピペット先端部を拭くためのガーゼである。１
３はトレイに分注された検体及び試薬を混合１°るため
の撹拌器であってトレイを載置し平面方向に機械振動ザ
る。１４は検査結果を測定する光学測定器であってｌ−
レイ取入れＩ」を有する。

なお本実施例とは関係ないが第３図（Ｂ）に本装置を前
処理に用いた場合のステ−ションのレイアウトを説明し
ておく。１５は染色ステーション。

１６は洗浄ステーション、１７は屹燥ステーション、１
８は封入ステーションである。

さて次に以上に説明した＋Ｉｎ清検査装置の動伯を第４
図に示寸フ１−１−ヂャート及び関連図面を引用しなが
ら説明り°る。なお制御回路１２に人力された本装置を
コンピュータ制御Ｊるためのブ【コグラムは第４図のフ
ローチｐ　−１−に従って作成される。

従って本願においては制御回路の説明は第４図７１’ｊ
−’Ｊ−ｊ／　−１−の説明をもって替える１、なＪ３
　！４ｊ座標マニュピレータ自体の基本的制御について
は狛開１！　５８　１８２７０７号公報に間車されでい
る。

第４図フロ・−チャートにおいて、まず■検体搬送が行
なわれる。第５図に検体送り機構の斜視図が示されてい
るのでこれに基づいて説明する。なＪ３以下フローチセ
ートに示す番号のＬ程順に従って説明する。

■　検体搬送（第５図参照） ガイドレール８２に載せられた検体血清の入れられた試
験９８１はホームステーション１０の位鱈で止められ順
に並べられ検査を持つ。

■　トレイ搬送（第６図（Δ）、（Ｂ）及び（Ｃ）参照
） まず第６図（△）に従って１−レイを説明Ｊる。

トレイ９１は縦に５列並べられた四部９２よりなる。な
お列数は通常８列が用いられる。各列の先頭四部に共通
の検体を取り各列毎に異なった試ン六を用いて血清反応
を調べる。従って１回のバッジ処理で同時に複数の検査
項目が調べられる９、よって１人の患者についてただ一
度の検査サイクルで全結果が（ｑられる。又病気の種類
によつＣ不必要な検査項目については対応する列をブラ
ンクにすることかでき便利である。なａ３縦に７段凹部
を設ｉＪたのは段階希釈（後述）を行なうためである。

段数はこれに限られない、１ 第６図（Ｂ）において、まずトレイ引出治具６を選択し
、トレイ供給装置９のホルダー９３に斜めに重ねて収め
られているトレイ９１のうらＱ下段のものを取り出寸。

これはトレイ引出治具６を前後に動かし金具９４でトレ
イ９１を引っかけて引き出ヴ。三回引き出し操作をして
トレイ９１に１１）からないときは、制御装青はトレイ
が無いものと判断する。又トレイ９１を斜めに重ねであ
るのは引き出す時、トレイ９１同志が引っ掛らないよう
にするためである。

次に第６図（Ｃ）において、ｌ−レイ吸引冶具７が選ば
れ、三本の脚の先端に設けられた吸盤で引き出されたト
レイを吸引保持し、ついでトレイをホームステーション
に移動セットする。

■　バッフ？採取（第７図参照） まず第７図にパレットステーションにおける試薬配置を
示す。１１１はバッフ？の入っているバッファパレット
である。１１２は未感作血球の入っているパレット（・
ある。パレッｈ　１１２の内部は仕切りによって区画さ
れ各々に検査項目に応じた異なった未感作血球が入れら
れている。必要に応じて取捨選択される。１１３は感作
血球が入れられたパレットであり同様仕切りがあり異な
った感作血球が入れられている。なお１１４はピペット
洗浄Ｍ１ぐあり１１５はピペット先端を拭くためのガー
じである。

さてマニュピレータのヘッド回転によりマルチピペット
５３を選択しパレットステーションに移動させマルチピ
ペット５３をバッファパレット１１１に浸漬し、バッフ
ァを吸引づる（以下この操作を採取という）のである。

■　バッファ定Ｑ分注（第８図（Ａ）及び（Ｂ）参照） さてバッファを吸引したマルチピペット５３はホームス
テーションに移動する。くしてホームステーションにあ
らかじめセットされていたトレイ９１の凹部９２に一定
量づつ順にバッファを吐出する（以下この操作を分注と
いう）。

ところぐ分注づる際精密吐出を行なうため第８図（Ｂ）
に示すピペット動作を行なう。なおマルチピペットの中
の一木のピペットとトレイの１つの四部とは正確に対応
しており第８図（Ｂ）では−・本のピペットと−・つの
四部の組み合わ１１示してある（以下同様である）。ま
ずピペット５３をトレイ凹部９２の中央肩部に挿入し、
一定ｆＡバッファ１１１を１１出した後、ヘッドを前進
さＶピペット５３を凹部９２の壁部に接触ざＵながら引
き上げる。ぞして最后にピペット５３のスプリングバッ
クを利用しつつ、ピペット５３を凹部９２の壁部から離
す。このようにするごとによって、ピペット・５３の先
端についた滴までも吐出づることができる。

■　バッフｊノ戻し バラ２フ分注の後ピペット内に残ったバッファはバラフ
ンパレットに戻される。イ１効利用を図るためである。

■　検体採取（第５図再び参照） ざてヘッドの回転によりマイクロピペット５１が選ばれ
る。マイクロピペット５１はホームステーシコンにおい
て、液面センサにより液面をセンスしつつ検体試験管８
１の中に挿入され検体を−・定量採取する。

■　検体送り 検体採取の終わった検体試験管８１は先に送られ、次の
試ａ管が次の検査サイクルを持つ。

■　検体定量分注 検体を採取したマイクロピペット５１は、そのままホー
ムステーシコンにおいて、バッファの分注されているト
レイ９１の凹部９２のうち最前段に並んでいるものに−
・定ｆｔｉづつ分注される。

■　マイクロピペット洗浄（第９図（Ａ）。

（１３）参照） 検体で汚染したマイク［１ピペツト洗浄は次の◎屁合が
行なわれる間を利用して洗浄される。ピベッ１〜の洗浄
は共通に以下のように行なわれる。

第９図（Ａ）において使用箔のピペット５はパレットス
テーションにある洗浄パレット１１４の中に浸漬され吸
引吐出を繰り返しピペット５内部を洗浄する。洗浄の終
った後ヘッドを高速で左右に回転させ遠心力でピペット
５回りの付着滴を撮り切る。ざらに第９図（Ｂ）に示−
Ｊ’　Ｊ、うにピペット５はガーＵ１１５の部分に運ば
れ、ピペットの先端及び側部を、ピペット５を前後に移
ＩＪＪさせながらガーピ１１５で拭くのである。なお熱
風乾燥ステーションを加えでも良い。

■　混合（第３図（Δ）＠照 さてバッフ７及び検体が分注されたトレイはホームステ
ーシコンから撹拌器ステーション１３に運ばれ、振動混
合される。トレイの搬送はヘッドに装着されたトレイ吸
引冶具を用いＣ行なう（以下同様である）。なお撹拌は
治具にトレイを装着したままで行なう方式も考えられる
。又必要に応じて遠心分離ステーションを設ける場合ら
あろう。

■　段階希釈（第１０図（△）、（Ｂ）参照）ざでＵ合
の終ったトレイはホームステージフンに戻されたマルチ
ピペット５２を用いて段階希釈が行なわれる。第１０図
（Ａ）において、左部のトレイ凹部９２はトレイ最前段
にあるものを示し、検体及びバッフ７７の混合体が入っ
ている。そしτピペット５回によりこの混合体を一定昂
吸引し、次段にあるγｔｈ１のバッファのみ入れられた
凹部９２（図申央）に吐出する１、これにより１／２ｆ
ｌ釈が行なわれた。ざらにこの操作を繰り返りことによ
り１／４．１／８・・・希釈が行なわれるのである。

なお第１０図（Ｂ）に示１ように段階希釈の各スデップ
においでピペット５２を利用しＩこ撹拌が行なわれる。

すなわち前段からの混合体を吸引したピペット５２は本
設の四部９２（同左端）に運ばれ液面上部から吐出され
る。次いでピペット５２は液面下に挿入され本設のｉＩ
２合体を吸引Ｊる。

そして再び液面上に昇げられ同じ凹部で混合体を吐出Ｊ
る。このピペットの上下、吐出吸引を同一・の凹部内で
繰り返し撹拌を行なうのである。

■　ピペット洗浄 段階希釈を終了したピペット５２は第９図（△）（［３
）に承りように洗浄される。

■　未感作血球採取、定聞分注 洗浄の終了したビペッ］・５２はパレットステーション
に運ばれ数々の未感作血球がト分番ノされ入れられ（゛
いるパレット１１２に挿入され、未感作血球が採取され
る。パレット１１２の区分は仕切りは、マルチピペット
５２のピペット配列間隔に対応している。

次いでマルチピペット５２はホームステーションの運ば
れ、特定の段のトレイ凹部に分注される。

バックグランドを知るためである。

■　ピペット洗浄 未感作血球の採取分注を終了したピペット５２は洗浄さ
れる。

■　感作血球採取、定量分注 次にマルチピペット５３が選ばれたパレットステーショ
ンに運ばれ感作血球バレンｈ　１１３に挿入されこれを
採取づる。バレンｌ−１１３もパレット１１２と同様複
数の区画に仕切られており各々異なった感作血球が貯え
られている。

感作血球を採取したマルチピペット５３はホームステー
ションに移動し、１〜レイ四部に分注される。ここで血
清反応が生じるかどうかを見るのである。

［相］　とベット洗浄 感作血球採取分注の終了したマルチピペット５３は■の
混合が行なわれる問に洗浄される。

■　混合 感作血球分注の終了したトレイはホームステーシコンか
ら撹拌器ステーションに運ばれ撹拌混合処理が行なわれ
る。

［相］　結果判定（第３図（Ａ）参照）混合の終了した
トレイは測定器ステーション１４に運ばれ光学的な自動
測定が行なわれ結末判定がなされる。測定特性は個々の
検査の内容に応じて変化するが例えば、紫外線吸収強度
＋　１］視光吸収強度、赤外線強度、比色、比濁、形態
比較簀がある。

１１　　発明の詳細 な説明したように本発明によれば、従来手作業に一部分
子　ｂ依らなければイ１らなかった生体処理作業を、極
呼標制御マニュピレータ、複数のｊ。

バイス、投数のステーションを結合させた自動生体処理
装置で実１１することができた。その結末４１体処叩を
一環して完全自動無人て゛行／＝えるという効果がある
。又微小ディスペンシング制御が可能のため精密かつ安
価な生体処ｐｌが可能で・あるという効果がある。さら
に複数の検査項目を同時に実行づるバッジ処理が可能な
ので検査時間が短縮されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動生体処理装置の正面図、第２図はヘッド部
正面図、第３図（Ａ）は自動生体処理装置（検体検査用
）の平面図、第３図（Ｂ）は自動１体処理装胃（前処理
用）の平面図、第１図は検体検査フ１」−チャート、第
５図は検体送り機構の斜視図、第６図（Δ）はトレイの
断面図及び平面図、第６図（Ｂ）及び（Ｃ）はトレイ供
給装置の斜視図、第７図ｔ、１試桑配置図、第８図（△
）は分注斜視図、第８図（［３）はピペット滴切りの説
明図、第９図（△）はピペット洗浄斜視図、第９図（１
３）はピベツ１〜拭取り説明図、第１０図（△）は段階
希釈説明図及び第１０図（１３）はピペットによる混合
撹拌説明図である。 １・・・基台 ２・・・マニュピレータ主軸 ３・・・マニュピレータアーム ４・・・ンニュピレータヘッド ５・・・ビベツｌ−デバイス ６・・・トレイ引出デバイス ７・・・トレイ吸引デバイス ８・・・検体送りステーション ９・・・トレイ供給ステーション １０・・・ホームステーション １１・・・パレットステーション １２・・・制御部 （他１名） ６４図 才灸株送、り濱１才員の糾年Ｅ図 嶌　５　図 トレイの断面図　平面図 塀５　　Ｇ　　図　（Ａン トレイイ共殆１１置ｇ＋硯図 第６図（Ｃ） ビヤットジ九シ争斜図 第９図（Ａ） 動作悦咀邑

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転しかつ軸方向に摺動する主軸と該主軸に略直
   交して支持されかつ軸方向に摺動するアームと該アーム
   の先端に回動自在に取り付けられたヘッドよりなるマニ
   ュピレータと、該ヘッドに取り付けられた複数のデバイ
   スと、該マニュピレータの周囲に配置された生体処理作
   業工程用の複数のステーションと、所定のプログラムに
   従ってデバイスを選択しかつ極座標的に空間移動及び駆
   動させてステーションと対応させ一連の前処理又は分析
   処理を実行する制御部よりなる自動生体処理装置。
2. （２）制御部は臨床検体検査処理を実行するプログラム
   を有する特許請求の範囲第１項記載の自動生体処理装置
   。
3. （３）臨床検体検査は血清検査である特許請求の範囲第
   ２項記載の自動生体処理装置。
4. （４）複数のデバイスは検体又は試薬を分注するための
   精密自動吐出吸引ピペットを含む特許請求の範囲第２項
   記載の自動生体処理装置。
5. （５）複数のデバイスはトレイの吸引保持移動を行なう
   トレイ吸引治具を含む特許請求の範囲第２項記載の自動
   生体処理装置。
6. （６）複数のステーションは、検体送り機構、トレイ供
   給装置、定量分注処理ステーション、試薬貯蔵ステーシ
   ョンを含む特許請求の範囲第２項記載の自動生体処理装
   置。
7. （７）トレイ供給装置に保管されるトレイは、同時に複
   数の検査を行なうため縦横複数の列に配置された凹部を
   有する特許請求の範囲第６項記載の自動生体処理装置。