JPS62251650A - 自動ピペツト装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は一般に分析ストリップへの液体サンプルの供給
に関する。特に本発明は多数の流体サンプルを、バンド
電気泳動の分野に、そして薄層クロマトグラフィの分野
を含む他の分離技術に使用しうるセルロースアセテート
あるいはアガローズのストリップのごとき微孔性支持媒
体に与えるための自動ピペット装置に関する。ゾーン電
気泳動は電界中の荷電粒子を固体あるいは半固体媒体内
で移動させるものである。この技術は種々の血液蛋白の
分析のために医学研究所等で最も普通に用いられている
。

（従来の技術） 電気泳動技術では白液または他の流体サンプルが支持媒
体に与えられ、この媒体が電界内に入れられてサンプル
の成分の分離を行なう。電気泳動に用いられる支持媒体
はセルロースアセテート、寒天、アガローズ（ａｇａｒ
ｏｓｅ）およびアクリルアミドゲルを含む。実験室での
作業においては複数のサンプルを支持媒体に与えてそれ
らが同時に電界を受けるようにすることが望ましい。

これらサンプルはバンドピペットにより１時に１個づつ
次々に支持媒体にｊＩえることが出来るがバンドピペッ
トは、新しいサンプルを吸引してストリップに与える前
に、洗浄剤ですすぎモして余液を吸いとらなければなら
ない。

流体サンプルを同時にあるいは平行してストリップに与
えるためのアプリケータが設計されている。その例はテ
キサス州ビューモントのヘレナラボラトリーズ社の１９
８４〜１９８５年ジエネラルプロダク　カタログの第６
１頁に示されている。

そのよなアプリケータは８サンプル、１２サンブルある
いはそれ以−にのサンプルを微孔支持媒体に与えること
が出来、そして電気泳動技術をより簡＋４ｔにそしてよ
り再現性の高いものにするという利点を白″する。

°　　しかしながら本発明以前のアプリケータは本質的
には非自動アプリケータであり、支持媒体に液体を与え
る毎にアプリケータのチップの浄化を行なわねばならな
い。

自動分配システムも従来周知である。例えばバーモント
、バーリントンのバイオテックインストルーメンツ辻か
ら商標「ウェルウォッシャス（Ｗａｌｌ　Ｗａｓｈｅｒ
ｓ）　Ｊとして市販されているシステムは整合機構を有
し、これにより８本または１２本のバレルからなる列が
複数の洗浄ウェル列の一つの１−に配置される。このシ
ステムにおけるオートメーションは分配充填体積、吸引
回数、および洗浄サイクル数の選択を与える点である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これまでの技術では詭数の流体チャンバ
からそれに対応する複数のピペットを自動的に充填しそ
してそれら流体サンプルを支持媒体に正確に与えるため
の装置はつくられていない。

従来のシステムの他の欠点は新しいｌｕ数の流体サンプ
ルの新しい支持媒体への適用中、夫々のバレルの汚染を
防止するように各サイクルについてバレルを自動的に洗
浄する手段をａしていないということである。

従来装置の他の欠点は１μｇ程度の非常に微量のサンプ
ル液を支持媒体に自動的にｉＦ、確に与えるための手段
を何していないことである。

更に他の欠点は希釈液で１μｇ程度の微ｍのサンプル液
を自動的に正確に稀釈しそして微量の希釈されたサンプ
ルを支持媒体に正確に与える手段をａしていないことで
ある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の主目的は複数のサンプルチャンバウェル内のサ
ンプルを対応する複数のピペットに吸引を行なってそれ
らサンプルを電気泳動あるいは薄層クロマトグラフィに
使用される微孔支持媒体に正確に与えるための自動ピペ
ット装置を提供することである。

他の目的はサンプルを吸引してセルロースアセテートあ
るいはアガローズのような支持媒体にそれを分配するば
かりでなく、その前後に適当な洗浄液によりバレルのチ
ップを洗い流し、洗浄し、すすぎそして液体を吸いとる
ようになった自動ピペット装置を提供することである。

更に他の目的はピペットバレルとプランジャの積極的な
移動が非常に微量の液体サンプルを支持媒体にｉＦ確に
与えることが出来るように制御されるようになった自動
ピペット装置を提供することである。

他の目的は希釈液により微量のサンプル流体を自動的に
正確に希釈し、微量の希釈されたサンプルを支持媒体に
正確に与えるための自動ピペット装置を提供することで
ある。

（作　用） 本発明の自動ピペット装置は一般にベースと、このベー
ス上に配置されるサンプルプレートと、このサンプルプ
レー１・」、に垂直支持体により支持されるピペットフ
レームと、から成る。サンプルプレー１・は一列になっ
た液体サンプルチャンバとこの列から長手ｈ゛向におい
て離されている横方向アプリケーションスペースを何す
る。このスペースは微孔性支持媒体を受け入れるための
ものである。装着プレートがこのピペットフレームによ
り支持されている。

この装置はピペットフレームとサンプルプレートの長手
方向の相対動作を行なわせるための移動装置と、装着プ
レートとサンプルプレートの垂直方向相対運動を行なわ
せるための垂直移動装置を含んでいる。

複数のマイクロシリンジバレルが装着プレートに取りは
ずしうるように固定される。これらバレルはサンプルプ
レートの液体チャンバの間隔に対応する間隔をもって配
置される。１（数のマイクロプランジャが各バレル内で
可動となるように夫々設けである。プランジャ移動装（
位がバレル内でプランジャを垂直に動かすために設けで
ある。

信号装置はサンプルプレートに対するピペットフレーム
の相対的長手方向の配向を表わす長子方向信号と、サン
プルプレートに対する装着プレートの垂直方向の向きを
表わす装着プレート信号とバレルに対するプランジャの
向きを表わすプランジャ信号を発生する。

プログラムドディジタルコンピュータが設けられており
、これは上記信号に応じて、長子方向移動装置と垂直方
向移動装置とプランジャ移動装置とに一連の制御信号を
与えて、ｐ定量の液体をサンプルチャンバから夫々のピ
ペットバレルに吸引し、サンプルプレートの横方向アプ
リケーションスペース上に配置されたときそれを対応す
る微孔性支持媒体上のスペースまたはスポットに与える
ようになっている。

本発明の一実施例のベースはその上に長子方向に配置さ
れたトラックを有する。このトラック上にキャリジが長
手方向に可動に配置されてキャリジ上に可動配置された
サンプルプレートを支持している。キャリジプレートは
横一列の液体サンプルチャンバとこの列から長子方向に
おいて離された横方向アプリケーションスペースを有す
る。このスペースは電気泳動または薄層クロマトグラフ
ィに用いられるセルロースアセテ−１・、あるいはアガ
ローズのストリップのような微孔性支持媒体を受け入れ
るためものである。

ピペット組立体はキャリジとサンプルプレートの１−で
ベーストに垂直に装着される。このピペット組立体は互
いに横方向において隔てられそしてベースに固定される
垂直の装着ポストをＨする。

この装着プレート組立体はこれらポストにより滑動的に
案内されそしてサンプルプレートに対し横方向に配置さ
れている。

装着プレート組立体はこれらポストのまわりに配置され
た滑動ガイドを有する装着プレートを含んでいる。１ｋ
ｆｉのマイクロシリンジバレルがピペットバー上に一列
に、それらの頭部がそこに固定されて設けである。マイ
クロシリンジバレルはプレート１−の液体チャンバの間
隔に対応する間隔をもって配置されている。これらバレ
ルは中空であり、夫々下端チップを有する。

プランジャバーはこのチップバーの上に垂直に可動に配
置されそして複数のマイクロプランジャがそこに固定さ
れている。夫々のマイクロプランジャはマイクロシリン
ジの対応するバレル内に可動に配置される。装着プレー
トにより支持されるプランジャアクチュエータプレート
は装着プレートに対し垂直に可動である。アクチュエー
タブレ、−トはプランジャバーに取りはずしうるように
固定されている。

移動および信号装置が装着プレート組立体の下でキャリ
ジを長子方向に前後に動かすと共にキャリジの位置を表
わすキャリジ位置信号を発生するために設けられている
。他の移動および信号装置がプランジャバーを装着プレ
ートに対して上下に動かすと共にプランジャバーの位置
を表わすプランジャバー位置信号を発生するために設け
である。

プログラムドマイクロコンピュータはキャリジ位置信号
、装着プレート位置信号およびプランジャバー位置信号
に応じて、キャリジ用の移動装置、装着プレート用移動
装置およびプランジャバー用移動装置に対し一連の制御
信号を発生してサンプルチャンバから第１の予定量の液
体を夫々のピペットバレルに吸引しそしてそれらを、支
持媒体がサンプルプレートの横方向アプリケーションス
ペース上に配置されたときそれの対応するスペースに１
８えるようにする。

サンプルプレートは洗浄ウェルとウェストウェルを含み
、これらは互いにそしてサンプルチャンバから長子方向
において隔てられている。プログラムドコンピュータは
サンプルチャンバからの液体の吸引前に移動装置に一連
の制御信号を与えて洗浄ウェルから第２の予定量のすす
ぎ液を夫々のピペットバレルに引き込みそしてそれをウ
ェストウェルに放出させるようになっている。

本装置では更にサンプルプレートは更に長手方向吸いと
りスペースを有し、これがサンプルチャンバ列、洗浄ウ
ェル、ウェストウェルおよび横方向アプリケーションス
ペースから長手ｈ°向において離されたとき横方向の吸
いとり紙のストリップを与える。ブラログラムドコンピ
ュータは更に、洗浄液がウェストウェルに放出された後
に移動装置に一連の制御信号を与えて吸いとり紙のスト
リップによりバレルの下端チップの濡れを吸いとらせる
。

好適にはサンプルプレートは持ち上がった部分と下部を
含み、液体サンプルチャンバ列と洗浄ウェルとウェスト
ウェルがこの持ち上がった部分の上に配置されそして横
方向アプリケーションスペースと吸いとりスペースが下
部に配置される。

サンプルプレートはサンプルチャンバから長手方向に離
したところに一列の希釈ウェルを含むことが出来る。プ
ログラムドコンピュータはマイクロシリンジバレルに吸
引したサンプルを希釈液により希釈しそして支持媒体の
スポットに混合され、希釈されたサンプル液を与える前
に希釈ウェルの夫々においてサンプルと希釈液を混合す
るように本装置を自動的に制御するための希釈信号によ
り作動されるプログラムを含む。

（実施例） 第１図は本発明の自動ピペット装置１０の斜視図である
。この装置はベース１２を有し、その上にサンプルプレ
ート１６が可動的に支持される。

このサンプルプレートはバンド電気泳動の分野あるいは
薄層クロマトグラフィの分野を含む他の分離技術におい
て用いられるセルロースアセテートあるいはアガローズ
のストリップのような微孔性支持媒体２０を固定するた
めのスペース２１を存する。カバー１４が設けられ、そ
の背後にピペットヘッド１８がある。

第２図は本発明の一実施例の内のベースとカバーを除い
た主たる機構要素の概略図である。ピペット組立体７０
に対するサンプルプレート１６の関係の説明の便宜上、
第２図には装着装置を示していない。移動装置は機能的
にのみ示してあり、その実質の機構的なコ細は後述する
。

図示のサンプルプレート１６は一列となったサンプルチ
ャンバ２４並びに洗浄ウェル２６、すすぎウェルまたは
ウェストウェル２８および長手方向スペース２１を含み
、このスペース２１の上に微孔性支持媒体２０が取りは
ずしうるように固定される。サンプルチャンバ２４、す
すぎウェル２８および洗浄ウェル２６はサンプルプレー
トの持ち上がった部分２２上に設けられる。必要であれ
ば夫々のサンプルチャンバ２４にプラスチックのキャッ
プを設けてもよい。すすぎウェル２８とサンプルチャン
バ２４の間の吸いとりスペース３２はサンプルアプリケ
ーションスペース２１とほぼ同一のレベル４９に設けら
れ、スペース２１の上に支持媒体２０が固定される。

第２図に示すようにサンプルプレートの種々の領域は長
手方向に区分されており、しかもサンプルチャンバ２４
間の横方向のスペースは支持媒体２０１−のアプリケー
ションスポット１９に対応しており、これはピペット組
３′１．体７０のバレル９２がサンプルチャンバ２４に
対応する列として配置されていることを示している。こ
れらチャンバからの液体は自動ピペット装置により吸引
されて支持媒体２０のスポット１９上に同じ列として与
えられる。

ピペット組立体７０の装着プレート８０が洗浄、すすぎ
、吸いとり、サンプリングおよびアプリケーション動作
のすべてにおいて共通の下向き位置にドがるだけでよい
ようにサンプルプレート１６の隆起部２２内にサンプル
チャンバ２４、ウェストウェルすなわちすすぎウェル２
８および洗浄ウェル２６を設けである。しかしながら、
特に装着プレート８０を制御するために移動および信号
装置に対し装着プレートを異なったレベルとする場合の
ように他の構成をとることも出来ることは明らかである
。装着プレート８０の制御についてのそのような移動お
よび信号装置の詳細を次に述べる。

第２図においてサンプルプレート１６がラック３６に係
合するピニオン５８を回動させるモータ４０によりピペ
ット組立体７０の下で前後に動かされる。モータ４０の
軸が回転すると、ラック３６により支持されているサン
プルプレート１６がピペット組立体７０の下で前後に動
く。

第２図のピペット組立体７０にもどると、装着プレート
８０はラック１２２に係合するピニオン１２０を白°す
るモータ１１６により上下に移動する。このように全体
としての装着プレート８０と、これに固定されるバレル
バー８８に付ｅするマイクロシリンジバレル９２はモー
タ１１６の回転により上下する。同様に、プランジャバ
ー９０およびアクチュエータプレート８４に装置された
プランジャ９４はモータ１２６およびラック３２に係合
するそのピニオン１３０の回転により装着プレート８０
に対して上下に動かされる。この図ではモータ１２６、
ピニオン１３０およびラック１３２は装着プレート８０
の前側部に示しであるが、以降の図に示す実際の装置で
は装着プレート８０の後側でそのスロットを通って設け
である。

それ故第２図はマイクロシリンジバレル９２の下でのサ
ンプルプレート１６の移動に関する限り基本要素のすべ
てを示しておりそして装着プレート８０とマイクロシリ
ンジバレル９２の上下移動装置と、プランジャ９４とプ
ランジャバー９０とアクチュエータプレート８４の装着
プレート８０に対する上下動を例示している。

第２Ａ図はアプリケーションプレートユニット１６Ａと
流体プレートユニット１６Ｂを含むサンプルプレー１・
を示している。サンプルプレートユニッｌ−１６Ａは支
持媒体２０′を取りはずしうるように固定するものであ
り、流体プレート１６上１−１６　Ｂは一列のサンプル
チャンバ２４′、すすぎウェル２８′、洗浄ウェル２６
′および吸いとりスペース３２′を含んでいる。

この実施例の動作は、サンプルプレート１６Ａ。

１６Ｂに対してピペット組立体７０′を長手方向に移動
させるために移動および信号装置が設けられている点を
除き第２図の実施例と同じである。

このような移動および信号装置の詳細は以降の説明から
明らかである。

第２Ｂ図は他のサンプルプレート１６′を示すものであ
り、これはサンプルチャンバ２４の列、すすぎウェル２
８、洗浄ウェル２６および吸いとりスペース３２に加え
て、希釈ウェル２５の列を有する。サンプル流体の自動
希釈については第２Ｂ図に関し後に説明する。

第３図は第１図の線３−３における断面であって、トラ
ック３４の一部を除いたものである。トラック３４は第
５図にも示すトラック支持体４８により支持される。ピ
ペット組立体７０はベース１２の側部に固定された、第
５図にも示すベース装着ブロック７８により垂直に支持
される。ピペット組立体７０は前部プレート７３と後部
プレート８６を有する。この組立体の複数のバレル９２
の１個が１−の位置として示されている。

キャリジ４６は、第６図に詳細に示すように、トラック
３４上に滑動しうるように配置されている。ラック３６
はキャリジ４６に固定されて、ラック３６と係合するピ
ニオン３８を宵するキャリジモータ４０によりベース１
２に対して可動となっている。

キャリジ４６の左縁には切欠きが設けである。

これら切欠きはトリップスイッチと協働してキャリジの
長手方向の位置を示す信号を与える。第３図には洗浄切
欠き５０、すすぎ切欠き５２、吸いとり切欠き５４、サ
ンプルチャンバ切欠き５６、希釈チャンバ切欠き５７（
第２Ｂ図のサンプルプレート１６′を用いるとき）およ
びアプリケーション切欠き５８が示されている。

、第４図はキャリジ４６とプレート１６の断面を示して
おり、プレート１６の隆起部２２上の洗浄ウェル２６、
すすぎウェル２８およびサンプルチャンバ２４の内の１
個を示している。吸いとりスペース３２と横方向アブリ
ケーンヨンスペース２１もプレート１６上に示しである
。吸いとり紙３０はスペース３２内に置かれ、セルロー
スアセテートあるいはアガローズのような微孔支持媒体
２０がスペース２１に固定される。

第５図は第１図の線５−５における平面図である。キャ
リジ４６はトラック３４により支持されて、第６図にも
示すようにモータ４０、ピニオン３８およびラック３６
によって前後に可動となっている。サンプルプレート１
６はキャリジ４６の谷部あるいＵ字形断面構造４７内に
配置される。

キャリジ４６の側部の位置信号化切欠きはトラック３４
に固定されるトリップスイッチ６０と６２に関連して動
作する。ばね偏倚されたローラ６１と６３は夫々キャリ
ジ４６の長手方向縁部に対して押しつけられそしてキャ
リジ４６がそれらを通過するときこれら切欠きに係合す
る。例えば、キャリジ４６の左側の切欠きは洗浄切欠き
５０゜すすぎ切欠き５２、吸いとり切欠き５４、サンプ
ルチャンバ切欠き５６およびアプリケーション切欠き５
８を含む。これら切欠きは洗浄ウェル２６、すすぎウェ
ル２８、吸いとり紙３０、サンプルチャンバ２４および
アプリケーションスポット１９がピペットバレル９２の
すぐ下になったときのそれらの長手方向の位置に対応す
る。

キトリジ４６が後退して洗浄ウェル２６がバレル９２の
すぐ下となると、ローラ６１は洗浄切欠き５０に入り、
トリップスイッチ６０をトリップして電子モジュール２
００（第３．１６図）に関連したマイクロプロセサに洗
浄ウェルがバレル９２のドとなったことを知らせる信号
を出す。トリップスイッチ６０はローラ６１が切欠き５
２゜５４．５６．５８に入ったときにもトリップされて
バレル９２の下の他のウェル、チャンバおよびスポット
の位置を示す信号を出す。

キャリジ４６の右側には切欠き５９があり、この内にロ
ーラ６３が入っている。サンプルプレートトリップスイ
ッチ６２はこれによりトリップされてキャリジが最先位
置にあることを示す。トリップスイッチ６５はキャリジ
４６の後縁に装着される。スイッチ６５はプレート１６
の後縁がその１１Ｌ置となりそれと係合するときに閉じ
て、プレート１６がキャリジ４６上の適正位置となった
ことを示す信号を発生する。ストッパ６４はキャリジ４
６が最も後の位置となったときバレル９２の下にスポッ
ト１９が長子ノｊ向において正確に位置ぎめさせるため
の手段である。

同じく第５図にはスタートボタン２１４が示してあり、
これによりプログラムドコンピュータに、後述する自動
ピペット装置用の事象の自動シーケンスのスタートのイ
ンストラクションが与えられる。ランプ２１２は電源が
オンになったことを自動ピペット装置１０のユーザーに
可視表示するためものである。

第６図は第５図の線６−６における断面であってキャリ
ジをトラック３４に対して動かす手段を示している。ト
ラック３４は支持体４８によりベース１２上に支持され
る。キャリジ４６はその両側にスロット１４９を有し、
それによりトラック３４上で滑動する。

上記のようにプレート１６はキャリジ４６の谷部４７内
に配置される。キャリジ移動用モータ４０はベース１２
に固定されそして軸支持体４４により支持される軸４２
を有する。軸４２に固定されたビニオン３８はキャリジ
４６に装着されたラック３６と係合する歯を有する。モ
ータ４０が電子モジュール２００（第１６図）内のマイ
クロプロセサにより制御されていずれかの方向に回転す
ると、キャリジ４６が前または後方向に動く。

第７図は第３図の線７−７から後方より見たピペット組
立体７０を示す。装着ブロック７６はねじ７９によりベ
ース装着ブロック７８に固定される。装着ブロック７６
は第７．１０．１３図に示しそして第８．１１．１４図
に平面で示すように垂直装着ボスト７２を支持する。前
部プレート７３と後部プレート８６はねじによりブロッ
ク７６に固定される。

装着プレート８０はボスト７２のまわりに垂直方向に滑
動出来るように支持される。保持軸受７４はボスト７２
とブロック７５の間にスライド係合を与える。プレート
８０はねじ８１によりブロック７５の延長部に固定され
る。第７．１３図から、プレート８０は第７図の１−位
置から第１３図の下位置へブロック７５へのその装着お
よびボスト７２］二でのそれらのスライド係合により動
くことが出来ることがわかる。

バレルバー８８はねじ８９によりプレート８０に固定さ
れる。バレルバー８８に装着されているのは次数のピペ
ットバレル９２であってそれらの頭部１９３は後述する
ようにバレルバー８８内に固定されている。図示のよう
にバレルロックバ−９１がバレル９２のド部を固定して
バレルに対し安定性を与えている。案内チップ９７は装
着プレート８０のド縁の一ドに伸びるｎ■副調整ねじ９
５を含み、これらはプレート１６のド面４９と関連して
その而４９に配置された支持媒体２０と吸いとり紙３０
に対してバレル９２の下端チップ９３を正確に垂直に位
置ぎめする。そのような調整により、プランジャ９４が
バレル９２内で下向きに駆動されるときチップ９３の先
端に形成する液滴が支持媒体または吸いとり紙に接触し
あるいは僅かにそれに移されうるようにする。バレル９
２のチップ９３上の液滴はそれが小さい（１μｇ程度）
ことおよびバレルチップの表面張力とによりそのまま保
持される。これら°チップが支持媒体２０または吸いと
り紙３０の上面かられずかな距離のところとされると、
これら液滴はバレルに付むしたままとしていた表面張力
から解放されて吸いとり紙または支持媒体に正確に移さ
れる。

アクチュエータガイド１８３は装着プレート８０に固定
されており、そして溝を有し、この溝内にアクチュエー
タプレート８４がそう人されてプレート８０に対し上下
に滑動する。アクチュエータプレート８４はプランジャ
バー９０の入る溝を有する。マイクロシリンジバレル９
２のプランジャ９４はプランジャバー９０に固定されて
バレル９２内へと伸びている。第７図に示すように、プ
ランジャ９４はバレル９２に対し最１−限の位置にある
。アクチュエータプレート８４は装着プレート８０に対
して下向きに動くようになっており、そのような作用に
よってプランジャバー９０がバレルバー８８に対して下
降してプランジャ９４をバレル９２内で下降させてその
バレル内の流体をそのチップ９３を通して排出させてチ
ップに液滴を形成させる。

ベース１２に対する装着プレート８０の位置およびプレ
ート８０に対するアクチュエータプレート８４およびそ
のプランジャ９４の位置を示す信号が発生される。プレ
ート８０に装むされるトリップスイッチ１０６はブロッ
ク７６に装着される上側ストッパ１１５と関連してプレ
ート８０がその最ド位置となったとき上側装着プレート
位置信号を発生する。プレート８０の右側に示すように
同様にして上側トリップスイッチ１０５がプレート８０
に装着されて上側ストッパ１１４と接触してトリップさ
れる。トリップスイッチ１０５はトリップされると、プ
レート８０が１−の位置にあることを示す信号を電子モ
ジュール２００（第３図）のマイクロプロセサに与える
。

トリップスイッチ１０８は左側アクチュエータ１８３に
装着されてアプリケーション位置カム１００と、洗浄カ
ム１０２に関連動作する。スイッチ１０８はアクチュエ
ータプレート８４がプレート８０に対し上昇するときア
プリケーションカム１００によりトリップされそして、
アクチェエータプレート８４が更に上昇すると洗浄カム
１０２によりトリップされる。下降カム１０４はアクチ
ュエータプレート８４がその最大ド降を行なってプラン
ジャ９４がバレル９２内となると右側アクチュエータガ
イド１８３に装着されたトリップスイッチ１１０をトリ
ップする。

第９図は第７図の線９−９における断面であって共に−
１の位置にある装着プレート８０とアクチェエータプレ
ート８４を示している。装着プレートモータ１１６はピ
ニオン１２０と、後部プレート８６および本装置のベー
スに固定されたラック１．２２とによりプレート８０を
上の位置に駆動している。

第１０図においてピペット組立体７０はプレート８０が
ドの位置にあり、プランジャバー９０とプランジャ９４
がバレルバー８８に対して上の位置にあるものとして示
しである。バレル９２は例えば洗浄ウェル２６から５μ
ｇの流体を吸引するために洗浄ウェル内のドの位置にあ
る。

第１１図は第１０図の線１１−１１におけるピペット組
立体の平面図であって装着プレート８０をベースに対し
てＬ下に動かすための駆動機構を示している。装着プレ
ートアクチュエータモータ１１６はねじ１１７によりプ
レート８０に固定されている。モータ１１６の出力軸に
は歯車１１９が固定しである。歯車１１９は、軸１２４
により右のビニオン１２０Ｒに機械的に結合した左のビ
ニオン１２０Ｌに係合する。この軸は軸装着装置１１８
によりプレート８０に装着される。ラック】２２は後部
プレート８６に固定されそしてビニオン１２０Ｌと１２
ＯＲに係合する歯を有する。

モータ１１６がマイクロプロセサの制御の下でいずれか
の方向に回転すると、プレート８０はこのラック−ビニ
オン機構によりベースと後部プレート８６に対し上ドに
動く。プレート８０が下の位置となったピペット組立体
７０の正面図（第１０図）はこれらラック１２２を示し
ている。この正面図はプレート８０が最ド位置としてガ
イドチップ９７のストッパねじり５がプレート１６の而
４９よりわずかに１−となってチップ９３がそのプレー
トの頂縁４９よりわずかに１−になり、チップに形成す
る液滴が而４つと接してサンプル流体を支持媒体または
吸いとり紙に与え°るようになったところを示している
。

第１２図は第１０図の［１２−１２における断面であっ
て、プレート８０がベースとプレート１６の隆起部２２
に対し下向きに動かされるようにモータ〕］６がそのビ
ニオン１２０を回転させた状態を示している。このよう
にバレル９２はサンプルプレートの隆起部２２のウェル
内に下げられる。洗浄ウェル２６は例としてピペットの
バレル９２がプレート８０により下げられそして洗浄ウ
ェルからの流体がアクチュエータプレート８４により上
向きに引かれたプランジャ９４によってバレル９２に吸
引された状態を示している。第１Ｌ１２図から、プレー
ト８０はビニオン１２０を回転させて固定ラック１２２
上で上下に動かすモータ１１６により隆起部２２に対し
上下に動かされることがわかる。

第１３図において、ピペット装置７０の状態はアクチュ
エータプレート８４が下向きに動き、プランジャ９４が
バレル９２にもどされてバレル内に吸引された流体を積
極的にアプリケータスペース、吸いとり紙またはすすぎ
ウェルに移すようになっている。トリップスイッチ１０
８は、アクチュエータプレート８４の上向き動作がまず
アプリケーションカム１００により、次いでプレート８
０に対するアクチュエータプレート８４の位置を信号化
する手段を与える洗浄カム１０２によりトリップされる
ような状態にもどされている。

第１４図は第１３図の線１４−１４における平面図であ
ってアクチュエータプレートを装着プレート８０に対し
て上下させる駆動機構を示している。プランジャバーア
クチュエータプレートモータ１２６はねじ１２７により
プレート８０に固定される。モータ１２６はビニオン１
３０Ｒに係合する歯！ｔｆ１２８をその出力軸に有して
いる。ビニオン１３０Ｒは、軸１２４（第１１図）を支
持する軸装着装置１１８によって支持された軸１３４に
よってビニオン１３０Ｌと係合する。アクチュエータプ
レート８４は、ビニオン１３０Ｌと１３ＯＲに係合する
ように装着プレートのスロット１３６を通って伸びるそ
の後側に固定されたアクチュエータプレートラック１３
２を有する。モータ１２６が時計ｈ゛向あるいは反時計
方向に回転すると、アクチュエータプレート８４はプレ
ート８０に対し上下に動（。第１３図はプレート８０の
スロット１３６を示し、このスロットを通じてラック１
３２が伸びる。

第１４図は更にバレル９２の頭部１９３を７−レルバー
８８に取りはずしうるように固定する手段を示している
。バー８８はその前面に沿ってスロット１４０を有する
受入れバー１３８からなる。

バレル頭部１９３はそこにそう人されそして、バレルを
垂直に保持する固定バー１３９により固定される。固定
バー１３９はねじ１４１により受入れ／＜−１３８に固
定される。バレルロックバー９１はバレルバー８８と同
様な構造を有する。バレルバー８８はバレル９２を疲労
または破損時に容易に交換しうるようにする手段を与え
る。

第１５図は第１３図の線１５−１５における断面図であ
って下の位置にある装着プレート８０を示している。ア
クチュエータプレート８４は下降されており、ブランシ
トバー９０がバレルバー８８に隣接するようになってい
る。第１５図はプレート８０のスロットを通って伸びる
アクチュエ−タブレートラック１３２と、モータ１２６
により回転したビニオン１３０とのその係合を示してい
る。バレル９２はこのとき例えばすすぎウェル２８内に
ある。プランジャ９４はプランジャバー９０を最下位置
に動かすプレート８４により下に押されている。勿論プ
レートの隆起部２２は第１２図と第１５図の間のピペッ
ト組立体に対して長手方向に動いている。

第１６図はキャリジ装着プレートとプランジャアクチュ
エータバーを自動ピペット動作を行なうように制御する
手段を概略的に示している。点線で囲んだボックス２０
０は好適には日立製作所のマイクロサーキットＨＤ６８
ＰＯＩＶＯ７であるマイクロコンピュータ集積回路装置
を表わしている。この回路は中央処理ユニット２０１Ａ
、読取専用メモリ２０１Ｂ、ランダムアクセスメモリ２
０１Ｃ，タイマー２０１Ｄ、出力インタフェース回路２
０１Ｅおよび入力インタフェース回路２０１Ｆからなる
。ＲＯＭ２０１Ｂはソフトウェアを記憶しており、これ
により全自動動作が制御されるのであり、それについて
は次に述べる。

第１６図はキャリジモータ４０．装着ブレートモータ１
１６およびアクチュエータプレートモータ１２６を示し
ており、これらすべてはスブラーグコーポレーションの
回路ＵＤＮ−２９５２Ｂのようなモータ駆動回路２０２
，２０３，２０４を介してコンピュータにより制御され
る。これらの駆動回路はモータの速度と同転方向を制御
する。

同じくこれらモータに関連して電子的モータ遮断回路２
０５，２０６．２０７が設けられており、これらはコン
ピュータ２００からの移動信号の受け入れによりモータ
の回転を急速に停止させるためのものである。そのよう
な遮断回路は好適には２Ｎ６０７５トライアック回路で
ある。

位置検出回路２０８は第５図のトリップスイッチ６０と
６２を備えた回路であってピペット組立体に対するキャ
リジ４６とサンプルプレート１６の位置を示すものであ
る。

位置検出回路２０９はベースに対する装着プレート８０
の」１下の移動限界を示す下側トリップスイッチ１０６
と上側トリップスイッチ１０５に関連する回路を示す。

位置検出回路２１０はプレート８０に対するアクチュエ
ータプレート８４の相対位置を示すトリップスイッチ１
０８と１１０に関連する回路である。これら位置検出回
路の夫々に関連した信号は導線束２１５により電子モジ
ュール２００の人力インタフェース回路２０１Ｆに与え
られる。

アラーム回路２１１は例えば松下電産の音響装置ＥＡＦ
１４ＲＯ６ｃのような装置用のものである。そのような
回路は作動されると装置の誤動作あるいは機械の動作準
備完了を知らせる音響を発する。

インジケータ回路２１２は装置の電源がオンになったこ
とをユーザーに知らせるための第５図に示すようなラン
プを示す。インターロック凹路２１３はキャリジにサン
プルプレートがあるかないかを示すサンプルプレートイ
ンターロックトリップスイッチ６５を備えた回路を表わ
す。コマンド回路２１４は自動ピペット動作をスタート
あるいは停止１−させるための押しボタンスイッチであ
る。

動作を述べると、ＣＰＵ２０１ＡはＲＯＭ２０１Ｂ上記
憶されたプログラムから動作シーケンス命令を受ける。

ＣＰＵ２０１　Ａは次に位置検出回路２０８，２０９，
２１０から導線２１５を介して情報を受ける入力インタ
フェース２０１Ｆの２進コード化データを読取りそして
復号化することより本装置の動作機構に関する位置情報
を受ける。

マイクロプロセサＣＰＵ２０１Ａは次に第５図の押しボ
タン２１４でもよいコマンド回路２１４に接続した人力
インタフェース２ＵＩＦにある２進コード化データを読
取り復号化することによりプロセスをスタートまたはス
トップする人力コマンドを受ける。

第１７図はプログラム制御によるＣＰＯ２０１人の動作
のフローチャー１・である。ＣＰＵ２０１Ａはインター
ロック回路２１３からの信号を受ける人力インタフェー
ス２０１Ｆにある２進コード化データを読取り復号化す
ることによりプロセスをスタートさせるためのコマンド
の有効性を決定する。この動作によりプレート１６が確
実に完全にキャリジにそう人される。

ＣＰＵ２０１Ａによりモータ４０，１１６または１２６
が、モータ駆動回路２０２，２０３゜２０４に接続する
出力インタフェース回路２０１Ｅに適正な２進コード化
データを書込むことにより所定の方向に回路する。次に
ＣＰＵ２０１Ａにより、モータ駆動回路２０２，２０３
．２０４に接続した駆動を不能とするための出力インタ
フェース回路２０１Ｅに適正な２進コード化データを書
込みそして次に電子的ブレーキを与えるモータ遮断回路
２０’５，２０６．２０７に接続する出力インタフェー
ス２０１Ｅに適正な２進コード化データを書込むこによ
り、所定の位置に達したとき機構の動作が停止する。

ＣＰＵ２０１Ａは次にアラームを発生するためのアラ−
ムロ路２１１に接続した出力インタフェース回路２０１
Ｅに適正な２進コード化データを書込むことにより、ピ
ペット装置が動作準備を完ｒしていること、あるいはプ
レートが完成されていること、あるいは故障が生じたこ
とを知らせる。

第１６図のタイマー２０１Ｄは位置ぎめ機構の電気的あ
るいは機械的な故障を決定するためにＣＰＵ２０１Ａに
より使用される。これは任意のモータを駆動するための
コマンド中、経過時間をａｌｌ定することにより行なわ
れる。予定時間内に一つの事柄が完了しないならばこの
駆動コマンドは停止されて、アラーム回路２１１に接続
した出力インタフェースに適正な２進コード化データを
書込むマイクロプロセサＣＰＵ２０１Ａにより作動され
る。タイマー２０１Ｄはまたアラームのくり返し同期を
決定するためにも用いられ、それによりＣＰＵ２０１Ａ
が故障の内容をコード化しオペレータに連絡しうるよう
になる。

第１７図に示すように、本発明の自動ピペット装置が動
作してしまうと、広範囲の異なった応用が達成出来る。

第１７図に示す動作シーケンスはまず洗浄ウェルから蒸
留水のような洗浄液を５μｇピペットのバレルに吸引す
ることから始めると好適である。次に、バレル内の水を
すすぎウェルに分配する。次に第５図に示すようにアプ
リケータのチップを吸いとり紙のパッドに下降させて乾
燥させる。

次いでバレルを、そのプランジャを下の位置として、−
１−の位置に動かし、キャリジを後退させ、モしてバレ
ルをサンプルチャンバ２４に下降させる。それによりプ
ランジャを１−昇させて例えばテストされる患者の血液
のような少量のサンプル液を引かせる。血液サンプルの
希釈が不要であればこれらサンプルをセルロースアセテ
ートあるいはアガローズのストリップに正確に与える。

バレルを再び上昇させる。そして洗浄ウェルがバレルの
下になるまでキャリジを前進させ、蒸留水がバレルに再
び吸上げられてすすぎウェルに分配されるように装着プ
レートをド降させる。

サンプル液の希釈が必要な場合にはＴＸ２８図のサンプ
ルプレートを第２図のものに換え、第１７図のフローチ
ャートに示すコンピュータのプログラムを希釈ルーチン
に分岐させる。サンプルを希釈するための好適なルーチ
ンは洗浄ウェルから４μｇの液を更に吸引することであ
る。これにより夫々のバレルは４μｇの希釈液（例えば
水）と１μｇの血液（または他の液体）サンプルを含む
ことになる。次に夫々のバレル内の全部で５μｇの液体
が第２Ｂ図のプレートの希釈列内の希釈チャンバに加え
られる。このプロセスはサンプルと希釈液（水）の混合
を行なうため所要回数だけくり返してもよい。最後に希
釈された血液サンプル１μｇが前述のように夫々のバレ
ルに吸引される。

このルーチンは次に前述のように１μｇの希釈されたサ
ンプルを支持媒体に与えることに進む。

上記の希釈ルーチンは好ましいが、血液サンプルと希釈
液の良好な混合を行なうために他のルーチンを用いても
よい。例えば夫々のバレル内の第１の予定量のサンプル
を希釈ウェルに与える。次に予定量の洗浄液を希釈ウェ
ルに与える。洗浄液とサンプルを希釈ウェルでの混合（
例えば前述の混合技術による）後に少量の液体サンプル
をこの希釈ウェルから吸引して支持媒体に与える。

本明細にはピペット操作、浄化、吸いとり、希釈（オプ
ション）および他の機能を自動的に制御するようにＲＯ
Ｍ２０１　Ｂに＝２憶されるＨＤ６８ＰＯＩＶＯ７０立
アセンブリ言語で書立札センブリ言語タプログラムの原
典を付加する。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明は微量のサンプルの複数のピペッ
トバレルへの吸引そしてまたはその希釈、支持媒体への
正確な移転、移転後のバレルの洗浄等を完全に６動的に
行なうことの出来る自動ピペット装置を実現した。これ
により、夫々少量の多数のサンプルを効率よくテストす
ることがｉ′＋１能となり、医学上、産業１−の効果は
極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図の
主要部の構成要素の相対関係を示すための分解斜視図、
第２Ａ図は本発明の他の実施例を示す図、第２Ｂ図はサ
ンプルプレートの他の実施例を示す図、第３図は第１図
の線３−３における側面図、第４図はキャリジとサンプ
ルプレートの断面図、第５図は第１図の線５−５におけ
る・１シ面図、第６図は第５図の線６−６における断面
図、第７図は第３図の線７−７における正面図、第８図
はピペット組立体の平面図、第９図は第７図の線９−９
における断面図、第１０図は要素の位置が変化したとき
の第７図と同様の図、第１１図は第１０図の線１１−１
１における断面図、第１２図は第１０図の線１２−１２
における断面図、第１３図は要素の位置が更に変化した
ときの第７．１０図と同様の図、第１４図は第１３図の
線１４−１４における断面図、第１５図は第１３図の線
１５−１５における断面図、第１６図は本発明に用いら
れる制御回路を示す概略図、第１７図は第１６図におけ
る機能のフローチャートである。 １０・・・自動ピペット装置、１２・・・ベース、１４
・・・カバー、１６・・・サンプルプレート、１８・・
・ピペット頭部、１９・・・アプリケーションスポット
、２０・・・支持媒体、２２・・・隆起部、２４・・・
サンプルチャンバ、２６・・・洗浄ウェル、２８・・・
すすぎつエル、３０・・・吸いとり紙、３２・・・吸い
とりスペース、３４・・・トラック、３６，１２２・・
・う・ツク、３８゜１２０・・・ピニオン、４０．１１
６・・・モータ、７０・・・ピペット組立体、８０・・
・装着プレート、８８・・・バレルバー、８４・・・ア
クチュエータプレート、４６・・・キャリジ、９２・・
・ピペット／（レル、９４・・・プランジャ、９０・・
・ブランシャツ（−１２００・・・電子モジュール。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、２Ａ ＦＩＧ、　５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体と、この基体上に配置され、一列の夫々液体サ
   ンプルを受けるサンプルチャンバとこれらサンプルチャ
   ンバ列から長手方向において分離されて微孔性支持媒体
   を受けるようになった横方向アプリケーションスペース
   とを有するサンプルプレート装置と、上記基体から上記
   サンプルプレート装置の上での支持のための垂直支持装
   置を含むピペットフレームと、このピペットフレームと
   サンプルプレート装置の長手方向の相対運動を行なわせ
   るための長手方向移動装置と、このピペットフレームに
   より支持される装着プレートと、この装着プレートとサ
   ンプルプレート装置の垂直方向の相対運動を行なわせる
   ための垂直方向移動装置と、上記装着プレートに対し一
   列に固定されるヘッドを有しそして夫々下部チップを有
   する中空形となっており、上記プレート上のチャンバの
   間隔に対応して分離されている複数のマイクロシリンジ
   バレルと、これらバレルの１個づつに夫々配置される複
   数のマイクロプランジャと、これらプランジャを上記バ
   レル内で垂直方向に動かすためのプランジャ移動装置と
   、上記サンプルプレート装置に対する上記ピペットフレ
   ームの相対的な長手方向の向きを表わす長手方向信号を
   発生し、上記サンプルプレート装置に対する上記装着プ
   レートの垂直方向の向きを表わす装着プレート信号を発
   生すると共に上記バレルに対する上記プランジャの向き
   を表わすプランジャ信号を発生するための信号装置と、
   この長手方向信号と装着プレート信号とプランジャ信号
   に応答して上記長手方向移動装置と垂直方向移動装置と
   プランジャ移動装置への一連の制御信号を発生し上記サ
   ンプルチャンバから第１の予定の量の液体を上記夫々の
   ピペットバレルに吸引し、上記ピペットバレルの夫々内
   の上記液体サンプルを上記微孔支持媒体のわずか上に上
   記バレルの下端チップが位置しており且つ、上記サンプ
   ルプレートの上記横方向アプリケーションスペース上に
   配置されたとき、上記微孔支持媒体の対応するスペース
   に与えるためのプログラムドコンピュータ装置と、から
   成る自動ピペット装置。 ２、前記サンプルプレート装置は前記長手方向移動装置
   により前記ピペットフレームの長手方向の下に移される
   ごとくなった特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、前記ピペットフレームは前記長手方向移動装置によ
   り前記サンプルプレートの長手方向の上に移されるよう
   になった特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４、前記サンプルプレートは、洗浄液を含む洗浄ウェル
   と互いに長手方向に雌され且つ前記サンプルチャンバか
   ら離されたウェストウェルとを含み、前プログラムドコ
   ンピュータ装置は前記サンプルチャンバから液体を吸入
   する前に前記長手方向移動装置と前記垂直移動装置と前
   記プランジャ移動装置とに対し他の一連の制御信号を発
   生して上記洗浄ウェルから第２の予定量の洗浄液を夫々
   のピペットバレルに吸入してそれをウェストウェルに放
   出するようになった特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５、前記サンプルプレート装置は横方向の吸いとり紙ス
   トリップを与えるための長手方向吸いとりスペースを含
   み、この吸いとりスペースは前記サンプルチャンバ列と
   、前記洗浄ウェルと、前記ウェストウェルと、前記横方
   向アプリケーションスペースとから長手方向において離
   されており、前記プログラムドコンピュータ装置は前記
   長手方向移動装置と垂直移動装置とプランジャ移動装置
   とに対し、すすぎ液がウェストウェルに放出された後に
   、更に他の一連の制御信号を発生して上記吸いとり紙ス
   トリップ上の前記バレルのチップを吸い取るごとくなっ
   た特許請求の範囲第４項記載の装置。 ６、前記サンプルプレート装置は更に前記サンプルチャ
   ンバから長手方向において間隔をとられた希釈液を受け
   るための一列の液体希釈ウェルを含み、前記プログラム
   ドコンピュータ装置は前記長手方向移動装置、垂直移動
   装置およびプランジャ移動装置への他の一連制御信号を
   発生して上記希釈ウェルに夫々のバレル内の前記第１の
   予定量の液体サンプルを与え、上記希釈ウェルに夫々の
   バレルから第３の予定量の洗浄液を与え、これら希釈ウ
   ェル内の上記洗浄液と液体サンプルを混合しそして上記
   希釈ウェルから上記夫々のピペットバレルに希釈された
   液体サンプルを吸入するようにさせるごとくなった特許
   請求の範囲第４項記載の装置。 ７、前記サンプルプレート装置は更に、洗浄液を受ける
   洗浄ウェルと、夫々および前記サンプルチャンバから長
   手方向において離されているウェストウェルと、上記サ
   ンプルチャンバから長手方向において離されて希釈液を
   受けるようになった一列の液体希釈ウェルとを含んでお
   り、前記プログラムドコンピュータ装置は前記長手方向
   移動装置と垂直方向移動装置とプランジャ移動装置に対
   し前記液体サンプルの前記ピペットバレルへの液体サン
   プルの吸入後に他の一連の制御信号を発生し、上記洗浄
   ウェルから夫々のピペットバレルに第２の予定量の洗浄
   液を吸入してサンプル液と洗浄液の混合を夫々のバレル
   において行ない、このサンプル液／洗浄液を対応する希
   釈ウェルに放出して希釈された液体サンプルをつくり、
   そして上記希釈ウェルから夫々のピペットバレルに第３
   の予定量の希釈された液体サンプルを吸引するようにし
   た特許請求の範囲第１項記載の装置。 ８、個々の液体サンプルチャンバの横列とそれから長手
   方向において離された横方向アプリケーションスペース
   を含み、上記アプリケーションスペースに微孔支持媒体
   を受け入れるようになった自動ピペット装置に使用する
   ためのサンプルプレート。 ９、互いにそして前記サンプルチャンバから長手方向に
   おいて離された洗浄ウェルとウェストウェルを更に含む
   特許請求の範囲第８項記載のサンプルプレート。 １０、前記サンプルチャンバ列、前記洗浄ウェル、前記
   ウェストウェルおよび前記アプリケーションスペースか
   ら長手方向において離された横方向吸いとり紙ストリッ
   プを与えるための長手方向吸いとりスペースを含む、特
   許請求の範囲第９項記載のサンプルプレート。 １１、基体と、この基体上に静止して配置され、一列の
   夫々液体サンプルを受けるサンプルチャンバと、これら
   サンプルチャンバ列から長手方向において分離されて微
   孔性支持媒体を受けるようになった横方向アプリケーシ
   ョンスペースとを有するサンプルプレート装置と、上記
   基体から上記サンプルプレート装置の上での支持のため
   の垂直支持装置を含むピペットフレームと、このピペッ
   トフレームとサンプルプレート装置の長手方向の相対運
   動を行なわせるための長手方向移動装置と、このピペッ
   トフレームにより支持される装着プレートと、この装着
   プレートとサンプルプレート装置の垂直方向の相対運動
   を行なわれるための垂直方向移動装置と、上記装着プレ
   ートに対し一列に固定されるヘッドをイイし、そして夫
   々下部チップを有する中空形をなし、上記ブレート上の
   チャンバの間隔に対応して分離されている複数のマイク
   ロシリンジバレルと、これらバレルの１個づつに夫々配
   置される複数のマイクロプランジャと、これらプランジ
   ャを上記バレル内で垂直方向に動かすためのプランジャ
   移動装置と、上記サンプルプレート装置に対する上記ピ
   ペットフレームの相対的な長手方向の向きを表わす長手
   方向信号を発生し、上記サンプルプレートに対する上記
   装着プレートの垂直方向の向きを表わす装着プレート信
   号を発生すると共に上記バレルに対する上記プランジャ
   の向きを表わすプランジャ信号を発生するための信号装
   置と、上記長手方向信号と装着プレート信号とプランジ
   ャ信号に応答して上記長手方向移動装置と垂直方向移動
   装置とプランジャ移動装置への一連の制御信号を発生し
   、上記サンプルチャンバから第１の予定量の液体を上記
   夫々のピペットバレルに吸入し、上記ピペットバレルの
   夫々内の上記液体サンプルを上記サンプルプレートの上
   記横方向アプリケーションスペース上に配置されたとき
   上記微孔性支持媒体の対応するスペースに与えるための
   プログラムドコンピュータ装置と、から成る自動ピペッ
   ト装置。