JPWO2017199432A1 - 前処理装置及びその前処理装置を備えた分析システム - Google Patents

前処理装置及びその前処理装置を備えた分析システム Download PDF

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Abstract

前処理装置は、前処理が行なわれる前の試料又は前処理済みの試料を収容する収容容器を搬送する搬送機構と、試料を収容した収容容器が前記搬送機構により設置されるポートを有し、前記ポートに設置された収容容器内の試料の前処理を行なうように構成された前処理部と、収容容器から前処理済みの試料を所定量だけ吸入し、空の収容容器にその試料と希釈液を供給して試料の希釈を行なうように構成された希釈部と、を備えている。

Description

本発明は、例えば全血、血清、血漿、ろ紙血、尿などの生体由来試料に含まれる成分のうち、分析に不要な特定成分を除去して必要成分を試料として抽出する抽出処理などの前処理を行なうための前処理容器、その前処理容器を用いて前処理を自動的に実行する前処理装置、及びその前処理装置を備えて試料の前処理から分析までの一連の処理を自動で行なう分析システムに関するものである。
生体試料などの試料の定量分析などを実行する際、その生体試料から分析に不要な特定成分を除去して必要成分を試料として抽出する処理や、抽出された試料の濃縮や乾固をする乾固処理を行なう必要がある場合がある。かかる前処理を自動的に実行する前処理装置として、従来から種々のものが提案され、実施されている（例えば、特許文献１参照。）。
例えば特許文献１では、試料を通過させることによって特定成分を分離させる分離剤を保持した複数のカートリッジを共通の搬送機構で保持し、搬送機構によってそれらのカートリッジを所定位置に設けられた圧力負荷機構に順次配置し、圧力負荷機構においてカートリッジに圧力を負荷することで試料の抽出を行なうことが開示されている。この場合、カートリッジからの抽出液を受ける複数の抽出液受けを、カートリッジの下方でカートリッジとは別の搬送機構によってカートリッジとは相対的に移動させ、圧力負荷機構に順次配置していくことで、試料の抽出が連続的に行なわれる。
しかし、上記の方式では、圧力負荷機構において試料の抽出処理が行なわれている間はカートリッジや抽出液受けの搬送機構を動かすことができず、前処理効率を向上させるには限界がある。そのため、本発明者らは、試料の濾過を行なうためのフィルタを有する分離デバイスと、その分離デバイスから抽出された試料を回収するための回収容器を１つの組として、濾過処理や撹拌処理等の処理がなされるポートにランダムアクセス的に搬送し、前処理効率を向上させることを提案している（特許文献２参照）。
特開２０１０−６０４７４号公報 ＷＯ２０１６／０１７０４２Ａ１
上記のような前処理装置では、その前処理装置に液体クロマトグラフなどの分析装置を隣接して配置し、前処理済みの試料を隣接する装置へ自動的に転送するように構成することができる。しかし、前処理済みの試料中における目的成分濃度が高い場合や分析条件等によっては、試料の希釈が必要となることがある。その場合、前処理済みの試料をそのまま隣接する分析装置へ転送することができない。
そこで、本発明は、前処理装置において試料の希釈を行なうことができるようにすることを目的とするものである。
本発明にかかる前処理装置は、前処理が行なわれる前の試料又は前処理済みの試料を収容する収容容器を搬送する搬送機構と、試料を収容した収容容器が前記搬送機構により設置されるポートを有し、前記ポートに設置された収容容器内の試料の前処理を行なうように構成された前処理部と、収容容器から前処理済みの試料を所定量だけ吸入し、空の収容容器にその試料と希釈液を供給して試料の希釈を行なうように構成された希釈部と、を備えたものである。
前記希釈部は、液の吸入と吐出を行なう第１プローブと第２プローブとを備え、前記第１プローブで収容容器から所定量の試料を吸入した後、前記第２プローブで該収容容器から残りのすべての試料を吸入するように構成されていることが好ましい。そうすれば、試料が収容されていた収容容器が空になるので、その収容容器の再利用を図ることができる。
前記希釈部は、前記第１プローブで希釈液を吸入してから該第１プローブで収容容器から前処理済みの試料を吸入するように構成されていることが好ましい。そうすれば、試料と希釈液を同時に所定の収容容器に吐出することができるので、試料の希釈に要する時間が短縮される。
上記の場合、前記希釈部は、前記第２プローブによってすべての試料を吸入した前記収容容器に前記第１プローブから試料を吐出するように構成されていることが好ましい。そうすれば、元々試料が収容されていた収容容器を希釈された試料を収容する容器として再利用することができる。これにより、新たな収容容器を使用する必要がなく、コストの増加を抑制することができるとともに、新たな収容容器を設置する動作を省略することができる。
なお、第２プローブで収容容器内の試料を吸入しただけでは、収容容器の内壁に試料が付着して残ってしまい、そのままでは収容容器の再利用ができない場合がある。そこで、前記希釈部は、前記第２プローブで前記収容容器内のすべての試料を吸入した後、該収容容器内への洗浄液の供給と吸入を行ない、その後、前記第１プローブから試料を吐出するように構成されていることが好ましい。そうすれば、元々試料が収容されていた収容容器内の試料の完全な除去を行なうことができる。
前記希釈部は、洗浄液を吐出する第３プローブをさらに備えていてもよい。
前記希釈部は、前記第１プローブで収容容器から所定量の試料を吸入した後、該収容容器に前記第２プローブと前記第３プローブを同時に挿入し、前記第２プローブで前記収容容器内のすべての試料を吸入した後、前記第３プローブから前記収容容器に洗浄液を供給し前記第２プローブでその洗浄液を吸入するように構成されていることが好ましい。そうすれば、収容容器からの試料の吸入、洗浄液の供給、及び洗浄液の吸入といった動作を迅速に行なうことができ、収容容器内の洗浄を高効率に行なうことができる。
前記第１プローブと前記第２プローブは、共通の駆動機構によって水平面内方向及び鉛直方向へ移動させられることが好ましい。そうすれば、各プローブを移動させるための個別の駆動機構が不要となり、コストの増大が抑制することができるとともに、装置全体の大きさを抑制することができる。
また、希釈に使用されなかった前処理済みの試料を、後の分析のために残しておきたい場合もある。そのような場合に対応するため、前処理済みの試料を収容した収容容器を保管しておく前処理済み試料ポートをさらに備え、前記希釈部によって所定量の試料が吸入された後の残存試料を収容した収容容器を、前記搬送機構によって前記前処理済み試料ポートへ搬送するように構成されていてもよい。
前処理済みの試料を収容した収容容器が前記搬送機構により設置され、設置された収容容器内の試料の希釈を前記希釈部によって行なうための希釈ポートを前記前処理部の前記ポートとは別に備えていてもよい。
前記希釈部によって希釈された試料を収容した収容容器が前記搬送機構により設置される転送ポートを有し、前記転送ポートを移動させることによって前記転送ポートに設置された収容容器を該前処理装置の外側へ転送するように構成された転送装置を備えている場合には、前記希釈ポートが前記転送ポートの近傍に設けられていることが好ましい。そうすれば、前処理済みの試料の希釈を転送装置の近傍で行なって迅速に転送することができる。
本発明にかかる分析システムは、本発明の前処理装置と、前処理装置と隣接して配置された液体クロマトグラフシステムであって、移動相の流れる分析流路、前処理装置の転送装置によって前処理装置の外側に配置された転送ポートに設置されている回収容器の試料を採取して分析流路に注入する試料注入装置、分析流路上に配置され試料注入装置により注入された試料を成分ごとに分離する分析カラム、及び分析カラムで分離された試料成分を検出する検出器を有する液体クロマトグラフシステムと、を備えたものである。
本発明の前処理装置では、収容容器から前処理済みの試料を所定量だけ吸入し、空の収容容器にその試料と希釈液を供給して試料の希釈を行なうように構成された希釈部を備えているので、前処理済みの試料の希釈を前処理装置内において自動的に行なうことができる。
本発明の分析システムでは、本発明の前処理装置と隣接して液体クロマトグラフシステムを設置し、液体クロマトグラフシステムの試料注入装置が、前処理装置に設けられた転送装置によって前処理装置の外側に配置された回収容器から試料を採取してその分析を行なうように構成されているので、試料の前処理から分析までの一連の処理をすべて自動で行なうことができる。
前処理装置の一実施例を示す平面図である。 前処理容器の分離デバイスの一例を示す断面図である。 前処理容器の回収容器の一例を示す断面図である。 分離デバイスに回収容器を装着した状態の前処理容器を示す断面図である。 分離デバイスの他の例を示す断面図である。 同実施例におけるプローブの流路構成の一例を示す概略構成流路図である。 濾過ポートを示す平面図である。 図４ＡのＸ−Ｘ断面を示す断面図である。 図４ＡのＹ−Ｙ断面を示す断面図である。 濾過ポートに前処理容器を設置した状態を示す断面構成図である。 負圧負荷機構の構成を示す概略流路構成図である。 攪拌部の構造を示す断面構成図である。 攪拌部の動作状態を示す断面構成図である。 同実施例の制御系統を示すブロック図である。 同実施例の前処理動作の一例を示すフローチャートである。 同実施例の希釈動作の一例を示すフローチャートである。 同実施例におけるプローブの流路構成の他の例を示す概略構成流路図である。 同実施例におけるプローブの流路構成のさらに他の例を示す概略構成流路図である。 同実施例におけるプローブの流路構成のさらに他の例を示す概略構成流路図である。 同実施例におけるプローブの流路構成のさらに他の例を示す概略構成流路図である。 分析システムの一実施例を概略的に示すブロック図である。 同実施例における液体クロマトグラフシステムの構成を示す流路構成図である。 前処理容器の分離デバイスの他の形態を示す正面図である。 同分離デバイスの断面図である。 前処理容器の回収容器の他の形態を示す正面図である。 同回収容器の断面図である。 前処理装置の他の実施例を示す平面図である。 同実施例の希釈動作の一例を示すフローチャートである。
前処理装置の一実施例について図１を用いて説明する。
この実施例の前処理装置１は、用意された分離デバイス５０と回収容器５４（収容容器）の組からなる前処理容器を試料ごとに一組用いて必要な前処理項目を実行する。前処理装置１には、各前処理項目を実行するための複数の処理ポートが設けられており、試料を収容した前処理容器をいずれかの処理ポートに設置することで、その前処理容器に収容された試料に対し各処理ポートに対応する前処理項目が実行されるようになっている。各処理ポートについては後述する。前処理項目とは、分析者が指定した分析項目を実行するために必要な前処理の項目である。
前処理容器をなす分離デバイス５０及び回収容器５４は、搬送機構をなす搬送アーム２４によって搬送される。搬送アーム２４は先端側に分離デバイス５０及び回収容器５４を保持するための保持部２５を有し、保持部２５が円弧状の軌道を描くようにその基端部を保持する鉛直軸２９を回転中心として水平面内において回転する。分離デバイス５０及び回収容器５４の搬送先である各処理ポートやその他のポートは、すべて保持部２５が描く円弧状の軌道に沿って設けられている。
試料を収容した試料容器６を設置するための試料設置部２が設けられ、その近傍に試料設置部２に設置された試料容器から試料を採取するためのサンプリング部であるサンプリングアーム２０が設けられている。試料設置部２には複数の試料容器６を保持するサンプルラック４が円環状に設置される。試料設置部２はサンプルラック４をその周方向に移動させるように水平面内において回転し、試料設置部２の回転によって所望の試料容器６が所定のサンプリング位置に配置されるようになっている。サンプリング位置とは、サンプリングアーム２０の先端のサンプリングノズル２０ａの軌道に沿った位置であって、サンプリングノズル２０ａにより試料を採取する位置である。
サンプリングアーム２０は、基端部を鉛直軸２２が貫通し、軸２２を中心とする水平面内での回転動作及び軸２２に沿った鉛直方向への上下動を行なう。サンプリングノズル２０ａはサンプリングアーム２０の先端側でその先端が鉛直下方向を向くように保持されており、サンプリングアーム２０によって水平面内における円弧状の軌道を描く移動と鉛直方向への上下動を行なう。
サンプリングノズル２０ａの軌道上で、かつ搬送アーム２４の保持部２５の軌道上の位置に分注ポート３２が設けられている。分注ポート３２は未使用の分離デバイス５０に対してサンプリングノズル２０ａが試料を分注するためのポートである。未使用の分離デバイス５０は搬送アーム２４によって分注ポート３２に設置される。
試料設置部２の内側に、試薬容器１０を設置するための試薬設置部８が設けられ、試薬設置部８に設置された試薬容器から試薬を採取するための試薬アーム２６（試薬添加部）が設けられている。試薬アーム２６は基端が搬送アーム２４と共通の鉛直軸２９によって支持されており、水平面内において回転するとともに上下動を行なうようになっている。試薬アーム２６の先端部に第１プローブ２７ａ、第２プローブ２７ｂ及び第３プローブ２７ｃが設けられている。これらのプローブ２７ａ、２７ｂ及び２７ｃは、その先端が鉛直下方向を向いた状態で設けられており、搬送アーム２４の保持部２５と同一の円弧状の軌道を描く水平面内の移動と上下動を行なう。第１プローブ２７ａ、第２プローブ２７ｂ及び第３プローブ２７ｃについては後述するが、第１プローブ２７ａの基端は液の吸入と吐出を行なうシリンジポンプ８８（図３参照。）に接続されており、その先端から試薬や試料、希釈液といった液の吸入と吐出を行なうものである。
試薬設置部８は試料設置部２とは独立して水平面内で回転する。試薬設置部８には複数の試薬容器１０が円環状に配置され、試薬設置部８が回転することによって試薬容器１０がその回転方向に搬送され、所望の試薬容器１０が所定の試薬採取位置に配置されるようになっている。試薬採取位置とは、試薬アーム２６の第１プローブ２７ａの軌道に沿った位置であって、第１プローブ２７ａにより試薬の採取を行なうための位置である。第１プローブ２７ａは所定の試薬を吸入した後、分注ポート３２に設置された分離デバイス５０に対して吸入した試薬を分注することで、試料への試薬の添加を行なう。また、試薬設置部８には、試料を希釈するための希釈液も設置されており、前処理済み試料の希釈が必要な場合には、第１プローブ２７ａがその希釈液を吸入して所定量の試料と混合することで、試料の希釈を行なうようになっている。
試料設置部２や試薬設置部８とは異なる位置に、前処理容器設置部１２が設けられている。前処理容器設置部１２は、未使用の分離デバイス５０と回収容器５４が重ねられた状態の複数組の前処理容器を円環状に設置するようになっている。前処理容器設置部１２は水平面内において回転して前処理容器を円周方向に移動させ、任意の一組の前処理容器を搬送アーム２４の保持部２５の軌道に沿った位置に配置する。搬送アーム２４は、保持部２５の軌道に沿った位置に配置された未使用の分離デバイス５０又は回収容器５４を保持することができる。
前処理容器設置部１２には、異なる分離性能をもつ分離剤が設けられた複数種類（例えば２種類）の分離デバイス５０を分析者が設置しておくことができる。これらの分離デバイス５０は試料の分析項目に応じて使い分けられ、分析者によって指定された分析項目に応じた分離デバイス５０がこの前処理容器設置部１２によって選択される。適当な分離デバイス５０の選択は、この前処理装置１の動作を制御している制御部が行なう。制御部については後述する。ここでの分析項目とは、この前処理装置１で前処理の施された試料を用いて引き続いて行なわれる分析の種類である。そのような分析を実行する分析装置としては、例えば液体クロマトグラフ（ＬＣ）や液体クロマトグラフ−質量分析計（ＬＣ／ＭＳ）などが挙げられる。
前処理容器をなす分離デバイス５０及び回収容器５４について、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ及び図２Ｄを用いて説明する。
分離デバイス５０は、図２Ａに示されているように、試料や試薬を収容する内部空間５０ａを有する円筒状の容器である。内部空間５０ａの底部に分離層５２が設けられている。分離層５２とは、試料を通過させて特定成分と物理的又は化学的に反応することで、試料中の特定成分を選択的に分離させる機能を有する分離剤又は分離膜である。分離層５２をなす分離剤としては、例えばイオン交換樹脂、シリカゲル、セルロース、活性炭などを用いることができる。分離膜としてはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）膜、ナイロン膜、ポリプロピレン膜、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）膜、アクリル共重合体膜、混合セルロース膜、ニトロセルロース膜、ポリエーテルスルホン膜、イオン交換膜、グラスファイバー膜などを用いることができる。
また、試料中の蛋白質を濾過によって取り除くための除蛋白フィルタ（分離膜）として、ＰＴＦＥ、アクリル共重合体膜などを用いることができる。この場合、除蛋白フィルタの目詰まりを防止するために、図２Ｄに示されているように、除蛋白フィルタ５２ａの上側にプレフィルタ５２ｂを設けてもよい。かかるプレフィルタ５２ｂとしては、ナイロン膜、ポリプロピレン膜、グラスファイバー膜などを用いることができる。プレフィルタ５２ｂは試料中から粒径の比較的大きな不溶物質や異物を取り除くためのものであり、これによって除蛋白フィルタ５２ａが粒径の比較的大きな不溶物質や異物によって目詰まりすることを防止することができる。
分離デバイス５０の上面に試料や試薬を注入するための開口５０ｂが設けられ、下面に分離剤５２を通過した液を抽出するための抽出口５０ｄが設けられている。外周面の上部に、後述する搬送アーム２４の保持部２５を係合させるために周方向へ突出した鍔部５０ｃが設けられている。
鍔部５０ｃの下方に、周方向へ突起し、そこから下方へ一定距離だけ延びて外周面の周囲を取り囲むスカート部５１が設けられている。後述するが、スカート部５１は、処理部２８の濾過ポート３０に回収容器５４とともに収容されたときに、濾過ポート３０の縁に密接することによってスカート部５１の内側の空間を密閉空間にするためのものである。
回収容器５４は、図２Ｂ及び図２Ｃに示されているように、分離デバイス５０の下部を収容し、分離デバイス５０の抽出口５０ｄから抽出された抽出液を回収する円筒状の容器である。上面に分離デバイス５０の下部を挿入させる開口５０ｂを有し、内部に分離デバイス５０のスカート部５１よりも下側の部分を収容する空間５４ａを有する。外周面の上部に、分離デバイス５０と同様に、搬送アーム２４の保持部２５を係合させるために周方向へ突出した鍔部５４ｃが設けられている。鍔部５４ｃは分離デバイス５０の鍔部５０ｃと同一の形状及び外径を有するものである。搬送アーム２４の保持部２５は、分離デバイス５０の鍔部５０ｃと回収容器５４の鍔部５４ｃを同様に保持することができる。
回収容器５４の上部は、分離デバイス５０に装着されたときにスカート部５１の内側に入り込む。分離デバイス５０の外径と回収容器５４の内径は、回収容器５４の内部空間５４ａに分離デバイス５０が収容されたときに、分離デバイス５０の外周面と回収容器５４の内周面との間に僅かな隙間が生じるように設計されている。前処理容器設置部１２には、分離デバイス５０と回収容器５４が、分離デバイス５０の下部が回収容器５４に収容された状態（図２Ｃの状態）で設置される。
ここで、プローブ２７ａ、２７ｂ及び２７ｃに接続された流路の構成について図３を用いて説明する。
第１プローブ２７ａの基端は３方バルブ８７を介してシリンジポンプ８８に接続されており、第１プローブ２７ａの先端から液の吸入と吐出を行なうことができるようになっている。第２プローブ２７ｂの基端はペリスタポンプ８９に接続され、第２プローブ２７ｂの先端から液の吸入を行なうことができるようになっている。第３プローブ２７ｃの基端は３方バルブ８７を介してシリンジポンプ８８に接続されている。シリンジポンプ８８のシリンダには洗浄液を供給するポンプ９１が電磁弁９０を介して接続されている。これにより、第１プローブ２７ａと第３プローブ２７ｃの先端から、洗浄液を吐出することもできるようになっている。
第２プローブ２７ｂと第３プローブ２７ｃは互いに近接して設けられ、第１プローブ２７ａはそれらのプローブ２７ｂ及び２７ｃとは離間して設けられている。これにより、後述する希釈動作の際、試薬プローブ２６の下降位置をずらすことによって、第１プローブ２７ａを他のプローブ２７ｂ及び２７ｃとは別に単独で回収容器５４内に挿入した状態と、第２プローブ２７ｂと第３プローブ２７ｃの２本のプローブを同一の回収容器５４内に同時に挿入した状態にすることができる。
図３に示された構成及び後述する制御部８４の希釈手段により、前処理済みの試料の希釈を行なうための希釈部が実現される。なお、希釈部を実現するための構成は図３の構成を含むものに限られず、後述する図１０から図１３の変形例を含むものであってもよい。
図１に戻って説明を続ける。前処理容器を収容して特定の前処理項目を実行するための前処理部のポートとして、濾過ポート３０、撹拌ポート３６ａ、分離デバイス５０用の温調ポート３８及び回収容器５４用の温調ポート４０が設けられている。濾過ポート３０は前処理容器設置部１２の内側の２ヶ所の位置に設けられている。撹拌ポート３６ａは、前処理容器設置部１２の近傍に設けられた撹拌部３６に３つ設けられている。温調ポート３８、４０は円弧上に並んで配置されている。温調ポート４０に隣接して希釈ポート４１が設けられている。
濾過ポート３０には負圧負荷機構５５（図４Ａ及び図４Ｂ参照。）が接続されており、濾過ポート３０に設置された前処理容器に対して負圧を付加するように構成されている。濾過ポート３０及び負圧負荷機構５５は前処理として試料の濾過を行なう前処理部を構成する。撹拌部３６も前処理部をなすものである。撹拌部３６は、各撹拌ポート３６ａを個別に水平面内で周期的に動作させる機構を有し、各撹拌ポート３６ａに配置された分離デバイス５０内の試料溶液を撹拌するものである。温調ポート３８及び４０も前処理部をなすものであって、例えばヒータとペルチェ素子により温度制御された熱伝導性のブロックに設けられ、分離デバイス５０又は回収容器５４を収容して分離デバイス５０又は回収容器５４の温度を一定温度に調節するものである。
濾過ポート３０について図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ及び図４Ｄを用いて説明する。
濾過ポート３０は前処理容器を収容する凹部からなる。濾過ポート３０には、図４Ｄに示されているように、まず回収容器５４が収容され、回収容器５４の内部空間５４ａに分離デバイス５０の下部が収容される。
濾過ポート３０内に、回収容器５４を挟み込むように互いに対向する２方向から回収容器５４を均等に押圧して回収容器５４を中央部に保持する回収容器保持部材３１が設けられている（図４Ｂ及び図４Ｄ参照。）。回収容器保持部材３１は上方が開口したＵ字型の金属部材であって、上方へ伸びた２本の腕が濾過ポート３０の内径方向へ弾性的に変位するように構成された２本の板バネを構成している。回収容器保持部材３１の２本の板バネ部分は、上端部と下端部の間の部分の互いの間隔が最も狭くなるように内側へ凹んだ湾曲形状又は屈曲形状になっている。２本の板バネ部分の間の間隔は、上端部や下端部では回収容器５４の外径よりも広く、最も狭い部分では回収容器５４の外径よりも狭くなっている。かかる回収容器保持部材３１の形状により、濾過ポート３０内に回収容器５４が差し込まれると、回収容器５４が下降するにしたがって回収容器保持部材３１の２本の板バネ部分が開き、その弾性力によって回収容器５４を濾過ポート３０の中央部に保持する。回収容器保持部材３１は、濾過ポート３０内に固定されており、回収容器５４が取り出される際に回収容器５４とともに浮き上がらないようになっている。
濾過ポート３０の上面開口部の縁に弾力性を有するリング状の封止部材６０が設けられている。封止部材６０は濾過ポート３０の上面開口部の縁の周囲に設けられた窪みに嵌め込まれている。封止部材６０の材質は、例えばシリコーンゴムやＥＰＤＭ（エチレン-プロピレン-ジエンゴム）などの弾性材料である。濾過ポート３０に回収容器５４及び分離デバイス５０が設置されると、分離デバイス５０のスカート部５１の下端が封止部材６０に当接し、スカート部５０の内側側面と濾過ポート３０の内側側面によって囲まれた空間が密閉される。
濾過ポート３０の底面には、減圧用の流路５６が通じている（図４Ａ及び図４Ｃ参照。）。流路５６には負圧負荷機構５５の流路５７が接続されている。負圧負荷機構５５の具体的な構成については後述するが、負圧負荷機構５５は真空ポンプによって濾過ポート３０側に負圧を負荷するものである。
濾過ポート３０に分離デバイス５０及び回収容器５４が収容された状態で負圧負荷機構５５によってその濾過ポート３０内を減圧することで、スカート部５０の内側側面と濾過ポート３０の内側側面によって囲まれた空間が負圧になる。負圧になった空間には回収容器５４の内部空間５４ａが通じている。分離デバイス５０の上面は大気開放されているため、分離デバイス５０の内部空間５０ａと回収容器５４の内部空間５４ａとの間に分離剤５２を介して圧力差が生じ、分離デバイス５０の内部空間５０ａに収容されている試料溶液のうち分離剤５２を通過することができる成分のみがその圧力差によって回収容器５４の内部空間５４ａ側へ抽出される。
負圧負荷機構５５の一例を図５に示す。
２つの濾過ポート３０は共通の真空タンク６６に接続されている。各濾過ポート３０と真空タンク６６の間を接続するそれぞれの流路５７は、圧力センサ６２及び３方バルブ６４を備えている。圧力センサ６２により濾過ポート３０の圧力が検知される。３方バルブ６４は、濾過ポート３０と真空タンク６２の間を接続した状態、流路５７のうち濾過ポート３０側を大気開放した状態（図の状態）、又は流路５７のうち濾過ポート３０側の端部を密閉した状態のいずれかの状態にすることができる。
真空タンク６６には、圧力センサ６８が接続されているとともに、３方バルブ７０を介して真空ポンプ５８が接続されており、必要に応じて真空タンク６６に真空ポンプ５８を接続し、真空タンク６６内の圧力を調節することができる。
いずれかの濾過ポート３０において試料の抽出処理を実行する際は、その濾過ポート３０と真空タンク６６の間を接続し、その濾過ポート３０の圧力を検知する圧力センサ６２の値が所定値になるように調節した後、流路５７のうち濾過ポート３０側の端部を密閉した状態にする。これにより、濾過ポート３０内が密閉系となり、濾過ポート３０内の減圧状態が維持され、試料の抽出が行なわれる。
次に、攪拌部３６の構造について図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。図６Ａ及び図６Ｂは撹拌部３６の一つの撹拌ポート３６ａについて示している。
攪拌部３６の撹拌ポート３６ａは分離デバイス５０を収容する容器である。撹拌ポート３６ａはその下方に設けられた撹拌機構によって駆動される。
撹拌ポート３６ａを駆動する撹拌機構について説明する。撹拌ポート３６ａの下方に回転体７６が配置され、回転体７６の上面の中心からずれた位置に鉛直向きに配置された駆動軸７４が取り付けられている。駆動軸７４の上端は撹拌ポート３６ａの下面に設けられた支持穴７２に挿入されている。回転体７６はモータ８０によって回転させられる回転軸７８に支持されており、モータ８０の駆動により回転体７６が回転し、それに伴なって駆動軸７４が水平面内で旋回するようになっている。
モータ８０に支持フレーム８２が取り付けられている。支持フレーム８２はモータ８０側から鉛直上向きに延びた側壁を有し、その側壁の上端に例えばコイルバネなどの弾性部材８３の一端が取り付けられている。弾性部材８３の他端は撹拌ポート３６ａの上部外面に取り付けられており、撹拌ポート３６ａの上部を弾性的に保持している。弾性部材８３は撹拌ポート３６ａの周囲の均等な複数箇所（例えば４箇所）に設けられている。
撹拌ポート３６ａに試料と試薬を収容した分離デバイス５０を収容してモータ８０を駆動すると、図６Ｂに示されているように、駆動軸７４が水平面内で旋回することにより、回収容器７２の下端部がそれに伴なって旋回する。これにより、撹拌ポート３６ａに収容された分離デバイス５０内が攪拌され、試料と試薬が混合される。
図１に戻って、この前処理装置１は回収容器５４に抽出された試料をこの前処理装置１に隣接配置された試料注入装置（例えば、オートサンプラなど）側へ転送するための試料転送装置４２を、筐体側縁部に備えている。試料転送装置４２はラックピニオン機構を有する駆動機構により水平面内で一方向（図１の矢印の方向）へ移動する移動部４４を備えている。移動部４４の上面に、抽出試料を収容する回収容器５４を設置するための転送ポート４３が設けられている。
試料注入装置側への試料の転送を行なっていないときは、転送ポート４３が搬送アーム２４の保持部２５の軌道に沿う位置（図の実践で示されている位置）に配置され、この位置において、搬送アーム２４による転送ポート４３への回収容器５４の設置や転送ポート４３からの回収容器５４の回収が行われる。
試料注入装置側への試料の転送を行なう際は、抽出試料を収容した回収容器５４が転送ポート４３に設置された後、移動部４４がこの前処理装置１の外側方向へ移動し、転送ポート４３が隣接する試料注入装置側の位置（図の破線で示されている位置）に配置される。この位置において、試料注入装置に設けられたサンプリング用のノズルが回収容器５４内の試料を吸入する。試料注入装置による試料吸入が終了すると、移動部４４は元の位置（図の実践で示されている位置）に戻り、搬送アーム２４によって回収容器５４が回収される。使用済みの回収容器５４は、搬送アーム２４によって廃棄ポート３４に搬送されて廃棄される。
この前処理装置１は、分注ポート３２の近傍で搬送アーム２４の保持部２５の軌道に沿う位置に、使用済みの分離デバイス５０及び回収容器５４を廃棄するための廃棄ポート３４を備えている。また、サンプリングノズル２０ａの軌道に沿う位置に、サンプリングノズル２０ａの洗浄を行なうための洗浄ポート４５を備えている。図示は省略されているが、第１プローブ２７ａの軌道に沿う位置に、第１プローブ２７ａの洗浄を行なうための洗浄ポートが設けられている。
次に、前処理装置１の制御系統について図７を用いて説明する。以下の説明おいて「ポート」とは、分離デバイス５０又は回収容器５４が設置される濾過ポート３０、分注ポート３２、撹拌ポート３６ａ、温調ポート３８，４０及び転送ポート４３のうちのいずれかのポートを意味する。
前処理装置１に設けられている試料設置部２、試薬設置部８、前処理容器設置部１２、サンプリングアーム２０、搬送アーム２４、試薬アーム２６、攪拌部３６、試料転送装置４２、負圧負荷機構５５、ポンプ８８，８９，９１（図３参照。）、切替バルブ８７，９０（図３参照。）の動作は、制御部８４により制御される。制御部８４は、前処理装置１内に設けられたコンピュータ及びそのコンピュータによって実行されるソフトウェアによって実現される。制御部８４には、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）や専用のコンピュータによって実現される演算処理装置８６が接続されており、分析者は演算処理装置８６を介してこの前処理装置１を管理する。演算処理装置８６には、前処理装置１に隣接して配置され、前処理装置１で前処理が施された試料の分析を行なう液体クロマトグラフシステム（以下、ＬＣシステム）２００（図１３及び図１４参照。）が電気的に接続されており、そのＬＣシステム２００に設けられている試料注入装置２０２が前処理装置１の動作と連動するようになっている。図７ではＬＣシステム２００のうち試料注入装置２０２のみを図示している。
制御部８４は、前処理手段８４ａ、処理状況管理手段８４ｂ、ランダムアクセス手段８４ｃ及び希釈手段８４ｄを備えている。これらの各手段は、制御部８４をなすコンピュータがソフトウェアを実行することによって得られる機能である。既述のように、試料設置部２には複数の試料容器が設置されており、それらの試料容器に収容されている試料が分離デバイス５０に順次分注され、その試料に対して実行されるべき前処理項目に対応したポートに搬送される。
ランダムアクセス手段８４ｃは、各試料に対して次に行なうべき処理項目を確認し、その処理項目に対応したポートの空き状況を確認し、空きがあればその試料を収容した分離デバイス５０又は回収容器５４をそのポートへ搬送するように構成されている。また、その処理項目に対応するポートに空きがない場合には、そのポートが空き次第、対象の分離デバイス５０又は回収容器５４をそのポートへ搬送する。ランダムアクセス手段８４ｃは、各ポートにおける処理の状況を確認し、そのポートでの処理が終了した分離デバイス５０を次の処理を行なうためのポートに搬送するように搬送アーム２４を制御するように構成されている。
処理状況管理手段８４ｂは、各ポートの空き状況や各ポートでの処理状況を管理するように構成されている。各ポートの空き状況は、どのポートに分離デバイス５０又は回収容器５４を設置したかを記憶しておくことにより管理することができる。また、各ポートに分離デバイス５０又は回収容器５４が設置されているか否かを検知するセンサを設け、そのセンサからの信号に基づいて各ポートの空き状況を管理してもよい。各ポートにおける処理状況は、そのポートに分離デバイス５０又は回収容器５４が設置されてからそのポートで実行される処理に要する時間が経過したか否かにより管理することができる。転送ポート４３における処理（試料注入装置２０２による試料吸入）の状況については、試料注入装置２０２側から試料吸入が終了した旨の信号を受けたか否かにより管理してもよい。
各ポートに分離デバイス５０又は回収容器５４が設置されたときに、そのポートにおける所定の処理を実行するように構成されている。
ここで、濾過ポート３０、撹拌ポート３６ａ、温調ポート３８，４０はそれぞれ複数設けられているが、これらの同じ処理を実行するために設けられたポート間には優先順位が設定されており、ランダムアクセス手段８４ｃは優先順位の高いポートから順に使用するように構成されている。例えば、試料の濾過を実行する際に２つの濾過ポート３０のいずれも空いている場合には、優先順位の高い濾過ポート３０に回収容器５４を設置し、その回収容器５４上に分離デバイス５０を設置する。
希釈手段８４ｄは、前処理済みの試料について希釈が必要な場合には、希釈ポート４１にその回収容器５４を設置して所定の希釈動作を行なうように、搬送アーム２４、試薬アーム２６、ポンプ８８，８９，９１及び切替バルブ８７，９０の動作を制御するように構成されている。
図１とともに図８のフローチャートを用いて、この実施例の１つの試料についての前処理動作の一例について説明する。図８のフローチャートは１つの試料についての前処理の流れのみを示しており、この前処理の動作は他の試料の前処理動作とは同時並行的にかつ独立して実行される。「前処理を同時並行的にかつ独立して実行する」とは、ある試料について濾過ポート３０や撹拌ポート３６ａなどのポートで濾過処理や撹拌処理を行なっている間も、搬送アーム２４が別の試料を収容した分離デバイス５０又は回収容器５４を他のポートに搬送し、その試料の処理を独立して実行することをいう。
まず、試料に対して分析者が予め指定した分析項目を確認し（ステップＳ１）、その分析項目を実行するために必要な前処理項目を割り出す。分注ポート３２が空いているか否かを確認し、分注ポート３２が空いていれば、搬送アーム２４がその試料を収容するための未使用の分離デバイス５０を前処理容器設置部１２から取り出して分注ポート３２に設置する（ステップＳ２，Ｓ３）。前処理容器設置部１２には分離デバイス５０と回収容器５４とは重ねられた状態（図２Ｃの状態。）で設置されているが、搬送アーム２４は上側の分離デバイス５０のみを保持部２５で保持して分注部３２へ搬送する。
サンプリングノズル２０ａによって試料をその分離デバイス５０に分注する（ステップＳ４）。試料を分離デバイス５０に分注したサンプリングノズル２０ａはその後洗浄ポート４５において洗浄を行ない、次の試料の分注に備える。分離デバイス５０に分注された試料に対して実行すべき前処理に応じた試薬を試薬分注ノズル２６ａによって試薬容器１０から採取し、分注ポート３２の分離デバイス５０に分注する（ステップＳ５）。なお、分離デバイス５０への試薬の分注を試料の分注の前に実行してもよい。また、試薬を分注するための試薬分注用ポートを分注ポート３２とは別の位置に設けておき、搬送アーム２４によってその試薬分注用ポートに分離デバイス５０を設置し、その位置において試薬の分注を行なってもよい。
分離デバイス５０に試料と試薬を分注した後、撹拌ポート３６ａの空き状況を確認する（ステップＳ６）。撹拌ポート３６ａに空きがあれば、搬送アーム２４によって分注ポート３２の分離デバイス５０を空いている撹拌ポート３６ａに設置して撹拌を行なう（ステップＳ７）。この攪拌処理は予め設定された一定時間行なわれ、これによって分離デバイス５０内の試料と試薬が混合される。この撹拌処理中に、濾過ポート３０の空き状況を確認し（ステップＳ８）、濾過ポート３０に空きがある場合は搬送アーム２４によって回収容器５４を濾過ポート３０に設置する（ステップＳ９）。濾過ポート３０に設置する回収容器５４は、撹拌ポート３６ａにおいて撹拌中の分離デバイス５０と対をなす回収容器５４であり、前処理容器設置部１２において撹拌中の分離デバイス５０と重ねられて設置されていた回収容器５４である。なお、この攪拌処理中に、搬送アーム２４は別の試料の分離デバイス５０や回収容器５４の搬送を行なうこともできる。
攪拌部３６における攪拌処理が終了すると、搬送アーム２４は、分離デバイス５０を濾過ポート３０へ搬送し、濾過ポート３０に設置された回収容器５４内に分離デバイス５０の下部が収容されるように、分離デバイス５０を回収容器５４上に設置する（図４Ｂの状態、ステップＳ１０）。このとき、分離デバイス５０を下方（濾過ポート３０側）へ押圧し、分離デバイス５０のスカート部５１の下端が濾過ポート３０の周囲に設けられた封止部材６０の上面の高さよりも僅かに（例えば、０．１ｍｍ程度）低い高さまで下降させる。これにより、分離デバイス５０のスカート部５１の下端が封止部材６０を押し潰し、スカート部５１の下端と封止部材６０との間の気密性が向上する。搬送アーム２４は、下記の濾過処理が開始されて濾過ポート３０内が負圧になるまで、分離デバイス５０を下方へ押圧した状態を維持する。
分離デバイス５０を濾過ポート３０の回収容器５４上に設置して濾過ポート３０内を気密にした状態で、濾過処理を開始する。濾過処理は、分離デバイス５０及び回収容器５４を収容した濾過ポート３０内を負圧にするように、負圧負荷機構５５によって濾過ポート３０内を減圧する。濾過ポート３０内が負圧にされた状態で一定時間維持されることにより、分離デバイス５０の試料が濾過され回収容器５４に試料が抽出される（ステップＳ１１）。
濾過処理が開始された後、その濾過ポート３０内の圧力が負圧になったことを圧力センサ６２（図５参照。）によって検知すると、搬送アーム２４は分離デバイス５０の下方への押圧及び分離デバイス５０の保持を解除する。分離デバイス５０の保持を解除した搬送アーム２４は、他の分離デバイス５０や回収容器５４の搬送を行なうことができる。搬送アーム２４による分離デバイス５０の下方への押圧及び分離デバイス５０の保持の解除は、必ずしも圧力センサ６２の検出信号に基づいて行われる必要はなく、濾過処理が開始された後、所定時間の経過後に行なわれるようになっていてもよい。
なお、この前処理動作には組み込まれていないが、分離デバイス５０内の試料の撹拌後に分離デバイス５０内の試料を一定の時間一定温度下に置いておくという温度処理が組み込まれる場合もある。その場合、撹拌処理の終了後、温調ポート４０の空き状況を確認し、空きがあれば分離デバイス５０を空いている温調ポート３８に設置する。そして、一定時間が経過した後で温調ポート３８の分離デバイス５０を濾過ポート３０の回収容器５４上に設置する。
試料の濾過処理が終了した後（ステップＳ１２）、３方バルブ６４（図５参照。）を切り替えて濾過ポート３０内を大気圧にし、使用済みの分離デバイス５０を搬送アーム２４の保持部２５で濾過ポート３０から取り出して廃棄ポート３４に廃棄する（ステップＳ１３）。
その後、その試料の希釈を行なうように設定されている場合には（ステップＳ１４）、希釈ポート４１の空き状況を確認し、空いている場合には搬送アーム２４によって回収容器５４を希釈ポート４１に設置して所定の希釈動作を実行する（ステップＳ１５）。希釈動作については後述する。
試料の希釈が終了した後、転送ポート４３の空き状況を確認し、転送ポート４３が空いていれば、搬送アーム２４によって希釈された試料を収容した回収容器５４を転送ポート４３に設置する。転送ポート４３に回収容器５４が設置されると、移動部４４が隣接配置されたＬＣシステム２００（図１４及び図１５参照。）に設けられている試料注入装置２０２側の位置（図１の破線で示された位置）へ移動することで、回収容器５４が試料吸入装置９０側へ転送される。
試料注入装置２０２側では、転送装置４２によって転送されてきた回収容器５４内に対してサンプリング用ノズルによる試料の吸入が行われる。移動部４４は試料注入装置２０２における試料吸入が終了するまでＬＣシステム２００側の位置で停止し、試料吸入が終了した旨の信号をＬＣシステム２００側から受け取ると元の位置（図１の実線で示された位置）に戻る。
試料の転送が終了した後、搬送アーム２４によって使用済みの回収容器５４を転送ポート４３から回収し、その回収容器５４を廃棄ポート３４へ廃棄する（ステップＳ１７）。
なお、試料の濾過処理が終了した後、回収容器５４に抽出された試料を一定の時間一定温度下に置いておくという温度処理が行われる場合がある。その場合は、温調ポート４０の空き状況を確認し、空きがあれば回収容器５４を空いている温調ポート４０に設置する。そして、一定時間が経過した後で温調ポート４０の回収容器５４を転送ポート４３に設置し、試料の転送を行なう。
次に、前処理済み試料の希釈動作の一例について図１、図３とともに図９のフローチャートを用いて説明する。
前処理済み試料を収容した回収容器５４が希釈ポート４１に設置される前又は後において、まず第１プローブ２７ａの先端から試薬設置部８に設置された希釈液容器から希釈液を所定量だけ吸入する（ステップＳ１０１）。続いて、第１プローブ２７ａのみを希釈ポート４１に設置された回収容器５４内に挿入し、試料を所定量だけ吸入する（ステップＳ１０２）。希釈液と試料の吸入量は予め設定された希釈率によって決定される。吸入された希釈液と試料は、第１プローブ２７ａ内及び第１プローブ２７ａに接続された配管内において混合される。
次に、試薬プローブ２６の位置をずらして第２プローブ２７ｂ及び第３プローブ２７ｃを同時に回収容器５４内に挿入し、その回収容器５４に残ったすべての試料を第２プローブ２７ｂの先端から吸入し、ドレインへ排出する（ステップＳ１０３）。ここで、回収容器５４の洗浄を行なう場合には（ステップＳ１０４）、第３プローブ２７ｃから洗浄液を供給し（ステップＳ１０５）、第２プローブ２７ｂによってその洗浄液を吸入する（ステップＳ１０６）。この洗浄動作は複数回繰り返してもよい。
空になった回収容器５４に第１プローブ２７ａから希釈液と試料の混合液（希釈された試料）を吐出する（ステップＳ１０７）。すなわち、この実施例では、元々試料を収容していた回収容器５４を空にしてそこに希釈された試料を収容することにより、回収容器５４を再利用する。希釈された試料の撹拌を行なう場合には（ステップＳ１０８）、その回収容器５４を撹拌ポート３６ａに設置して撹拌を行なう（ステップＳ１０９）。
なお、上記動作では、第１プローブ２７ａによる試料吸入の前に第１プローブ２７ａによる希釈液の吸入を行ない、第１プローブ２７ａによる試料吸入を行なったときに、第１プローブ２７ａ内や第１プローブ２７ａに通じる流路内において試料と希釈液の混合がなされるようになっている。ただし、本発明はかかる態様に限定されるものではなく、第１プローブ２７ａによる試料吸入の前に希釈液の吸入を行なわず、空の回収容器５４にプローブ２７ａから試料の吐出を行なった後で、第１プローブ２７ａによる希釈液の吸入と回収容器５４への希釈液の吐出を行なってもよい。
上記の洗浄動作を行なうための構成として、図３の構成に代えて、図１０から図１３に示されるような構成であってもよい。
図１０の構成例では、第３プローブ２７ｃが、シリンジポンプ８８ではなく、洗浄液を供給するペリスタポンプ９２に接続されている。そのため、第１プローブ２７ａとシリンジポンプ８８とを接続する流路上に３方バルブが存在しない。
図１１の構成例では、図３の第２プローブ２７ｂと第３プローブ２７ｃの役割を兼ね備えたプローブ２７ｄが試薬アーム２６に設けられている。プローブ２７ｄの基端には、Ｔ字継手９４を介して、液をドレインへ排出するペリスタポンプ８９と洗浄液を供給するペリスタポンプ９２が接続されている。プローブ２７ｄの先端から試料や洗浄液を吸入する際はペリスタポンプ８９が動作し、ペリスタポンプ９２は停止する。プローブ２７ｄの先端から洗浄液を吐出する際はペリスタポンプ９２が動作し、ペリスタポンプ８９は停止する。
図１２の構成例は、図１０の構成例における第２プローブ２７ｂと第３プローブ２７ｃを試薬アーム２６とは別の駆動機構９６に保持させ、第１プローブ２７ａとは独立して移動させるように構成したものである。駆動機構９６は試薬アーム２６と同様に鉛直軸２９によって軸支されたアームであってもよいし、別途設けられた駆動系によって水平面内方向と鉛直方向へ移動するものであってもよい。
図１３の構成例は、図１１の構成例におけるプローブ２７ｄを試薬アーム２６とは別の駆動機構９６に保持させ、第１プローブ２７ａとは独立して移動させるように構成したものである。この場合も、駆動機構９６は試薬アーム２６と同様に鉛直軸２９によって軸支されたアームであってもよいし、別途設けられた駆動系によって水平面内方向と鉛直方向へ移動するものであってもよい。
なお、上記希釈動作では、回収容器５４を再利用するようになっているが、別途新たな回収容器５４を用意し、そこに希釈された試料を収容するように構成されていてもよい。その一例として、図１８に示されているように、少なくとも２つの希釈ポート４１ａ，４１ｂを設ける例が挙げられる。そのような実施例では、第１プローブ２７ａによって所定量の試料が吸入された後は、回収容器５４内の残存試料を吸入する必要もないし、回収容器５４内の洗浄を行なう必要もない。したがって、第２プローブ２７ｂ及び第３プローブ２７ｃは不要であり、図１８の実施例では、試薬アーム２６の先端にプローブ２７ａのみが設けられている。
図１８の構成での洗浄動作の一例について図１９のフローチャートを用いて説明すると、まず、第１プローブ２７ａで所定量の希釈液を吸入した後（ステップＳ２０１）、一方の希釈ポート４１ａ又は４１ｂに設置された回収容器５４から、前処理済み試料を所定量だけ吸入する（ステップＳ２０２）。このとき、他方の希釈ポート４１ｂ又は４１ａには搬送アーム２４によって空の回収容器５４が設置されている。所定量の希釈液と試料を吸入した第１プローブ２７ａは、他方の希釈ポート４１ｂ又は４１ａに設置された空の回収容器５４に挿入され、希釈された試料をその回収容器５４に吐出する（ステップＳ２０３）。
希釈前の残存試料を収容した回収容器５４は、例えば前処理容器設置部１２など、所定の保管場所に設置されて保管される。なお、回収容器５４を所定の保管場所に設置する動作は、第１プローブ２７ａから希釈された試料を吐出する動作の前、同時、後のいずれのタイミングで行なわれてもよい。
なお、図１のように、希釈ポートが１つだけ設けられている場合でも、回収容器５４を再利用せず、新たな回収容器５４に希釈された試料を収容することができる。その場合の動作の一例を以下に説明する。
まず、第１プローブ２７ａで所定量の希釈液を吸入した後、希釈ポート４１に設置された回収容器５４から、前処理済み試料を所定量だけ吸入する。その後、搬送アーム２４によって希釈ポート４１の回収容器５４を、例えば前処理容器設置部１２など、所定の設置場所へ搬送し、続けて、搬送アーム２４によって新たな空の回収容器５４を希釈ポート４１に設置する。その後、所定量の希釈液と試料を吸入した第１プローブ２７ａが希釈ポート４１に設置された空の回収容器５４に挿入され、希釈された試料をその回収容器５４に吐出する。
次に、図２Ａ−図２Ｄに示されている分離デバイス５０及び回収容器５４に代えて使用することができる分離デバイス５５０と回収容器５５４について、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１７Ａ及び図１７Ｂを用いて説明する。以下の説明では、分離デバイス５５０及び回収容器５５４が分離デバイス５０及び回収容器５４と異なっている点について説明する。
図１６Ａ及び図１６Ｂに示された分離デイバス５５０は、スカート部５５１の付け根部分よりも下側の部分（デバイス下部）の内径及び外径がその上側の部分より小さくなっている。このデバイス下部が回収容器５５４内の空間５５４ａに収容される。これにより、分離デバイス５５０の鍔部５５０ｃが設けられている部分の外径と、回収容器５５４の鍔部５５４ｃが設けられている部分の外径とを同じにすることができる。そうすることで、分離デバイス５５０の鍔部５５０ｃと回収容器５５４の鍔部５５４ｃの形状及び寸法を完全に一致させることができ、搬送アーム２４の保持部２５が分離デバイス５５０と回収容器５５４を同様に保持することができる。
分離デイバス５５０の外周面の鍔部５５０ｃとスカート部５５１の付け根部分との間に、鍔部５５０ｃと同様に周方向へ鍔状に突起した突起部５５０ｅが設けられている。突起部５５０ｅは、この分離デバイス５５０が撹拌ポート３６ａに設置されたときに、撹拌ポート３６ａの内壁面の上端部分に相当する位置に設けられている。突起部５５０ｅは、スカート部５５１と同じ外径を有しており、撹拌動作が実行されたときに撹拌ポート３６ａの内壁面の上端部と当接し、撹拌ポート３６ａ内における分離デバイス５５０の振動を防止する。
図１７Ａ及び図１７Ｂに示された回収容器５５４は、上部開口５５４ｂの縁の複数の箇所（例えば３か所）に切欠き５５４ｄが設けられている。この切欠き５５４ｄは、分離デバイス５５０と回収容器５５４が一体化されてこの回収容器５５４の上部が分離デバイス５５０のスカート部５５１の内側に入り込んだときに、スカート部５５１の付け根部分の内側壁面と回収容器５５４の上端部との間に、空気を流通させる開口を形成する。濾過ポート３０における濾過処理は、一体化された分離デバイス５５０及び回収容器５５４が濾過ポート３０に設置された状態で濾過ポート３０内の空気を吸入し、回収容器５５４内の圧力を負圧にすることでなされる。このとき、回収容器５５４内の空気が切欠き５５４ｄによって形成された開口を通過することで、回収容器５５４内の減圧が効率よくなされる。
次に、前処理装置１を備えた分析システムの一実施例について図１４を用いて説明する。
上記実施例において説明した前処理装置１に隣接してＬＣシステム２００が配置され、さらにそのＬＣシステム２００に隣接して質量分析計（ＭＳ）が配置されている。前処理装置１、ＬＣシステム２００及びＭＳ３００は、共通のシステム管理装置４００によってその動作管理がなされる。システム管理装置４００は、前処理装置１、ＬＣシステム２００及びＭＳ３００の制御や管理を行なうためのソフトウェアを備えた専用のコンピュータ又は汎用のＰＣであり、図７における演算処理装置１００の機能も含むものである。
ＬＣシステム２００は、前処理装置１において前処理がなされた試料を採取して液体クロマトグラフの分析流路に注入する試料注入装置２０２を備えている。既述のように、前処理装置１は、前処理のなされた試料が収容されている回収容器５４（又は５５４）をＬＣシステム２００側へ転送する転送装置４２を備えており、試料注入装置２０２は転送装置４２によりＬＣシステム２００側に転送されてきた回収容器５４（又は５５４）から試料を採取するようになっている。転送装置４２の移動部４４がＬＣシステム２００側へ移動すると、移動部４４の転送ポート４３に設置された回収容器５４（又は５５４）が試料注入装置２０２内の所定の位置に配置されるようになっている。
前処理装置１において前処理のなされた試料を収容した回収容器５４（又は５５４）が転送装置４２の転送ポート４３に設置され、移動部４４がＬＣシステム２００側へ移動して回収容器５４（又は５５４）が試料注入装置２０２の所定の位置に配置されると、その旨の信号がシステム管理装置４００を介して試料注入装置２０２側に伝えられ、試料注入装置２０２がその回収容器５４（又は５５４）から試料を採取する動作を開始する。試料注入装置２０２による試料採取動作が終了するまで、転送装置４２は回収容器５４（又は５５４）を試料注入装置２０２内の所定の位置に保持する。試料注入装置２０２による試料採取動作が終了すると、その旨の信号がシステム管理装置４００を介して前処理装置１側へ伝えられ、転送装置４２は移動部４４を前処理装置１側へ移動させて回収容器５４（又は５５４）を前処理装置１内の所定の位置に戻す。前処理装置１側に戻された回収容器５４（又は５５４）は搬送アーム２４によって廃棄ポート３４へ搬送されて廃棄される。
この実施例におけるＬＣシステム２００について図１５を用いて説明する。
ＬＣシステム２００は、試料注入装置２０２のほか、送液装置２０４、カラムオーブン２０６及び検出器２０８を備えている。送液装置２０４は、例えば２種類の溶媒を送液ポンプによってミキサへ送液し、ミキサで混合された溶液を移動相として送液する装置である。カラムオーブン２０６は試料を成分ごとに分離する分析カラム２０７を備えている。検出器２０８は分析カラム２０７で分離された試料成分を検出する、例えば紫外線吸光検出器などの検出器である。
送液装置２０４は上流側分析流路２１８の上流端に位置し、上流側分析流路２１８を通じて移動相を送液する。分析カラム２０７と検出器２０８は下流側分析流路２２０上に設けられている。上流側分析流路２１８と下流側分析流路２２０はともに試料注入装置２０２に設けられた２ポジションバルブ２１０のポートに接続され、２ポジションバルブ２１０を介して互いに接続されている。
試料注入装置２０２の２ポジションバルブ２１０は６つのポートを備えている。２ポジションバルブ２１０の各ポートには、上流側分析流路２１８、下流側分析流路２２０のほか、試料導入流路２１２、ドレイン流路２１４、サンプルループ２１６の一端及び他端が接続されている。２ポジションバルブ２１０の切替えにより、（１）試料導入流路２１２、サンプルループ２１６及びドレイン流路２１４が直列に接続され、上流側分析流路２１８のすぐ下流に下流側分析流路２２０が接続された状態（図１４に示されている状態）、又は（２）上流側分析流路２１８、サンプルループ２１６及び下流側分析流路２２０が直列に接続された状態、のいずれか一方の状態に切り替えられるように構成されている。試料導入流路２１２はインジェクションポート２１３に通じている。
試料注入装置２０２は、先端から液の注入と吐出を行なうことができるニードル２２２と、そのニードル２２２とは流路を介して接続されたシリンジポンプ２２６を備えている。ニードル２２２は、図示されていない駆動機構によって水平方向と鉛直方向に移動するようになっていて、転送装置４２によってＬＣシステム２００側へ転送されてきた回収容器５４（又は５５４）から試料を採取し、インジェクションポート２１３からその試料を注入することができる。シリンジポンプ２２６は、流路切替バルブ２３０の切替えによって、洗浄液を貯留した洗浄液容器２２８とも接続されるようになっている。洗浄液を吸入したシリンジポンプ２２８をニードル２２２と接続し、ニードル２２２をインジェクションポート２１３に接続した状態でシリンジポンプ２２６から洗浄液を送液することで、サンプルループ２２４やニードル２２２、試料導入流路２１２の内面洗浄を行なうことができる。
回収容器５４（又は５５４）から試料を採取する際は、ニードル２２の先端が回収容器５４（又は５５４）内に挿入され、シリンジポンプ２２６によって試料が吸入され、ニードル２２２とシリンジポンプ２２６との間に設けられたサンプルループ２２４に保持される。サンプルループ２２４に保持された試料はインジェクションポート２１３から注入される。試料がインジェクションポート２１３から注入される際、２ポジションバルブ２１０は、（１）試料導入流路２１２、サンプルループ２１６及びドレイン流路２１４を直列に接続した状態にされ、インジェクションポート２１３から注入された試料がサンプルループ２１６に保持される。その後、（２）上流側分析流路２１８、サンプルループ２１６及び下流側分析流路２２０が直列に接続された状態となるように、２ポジションバルブ２１０が切り替えられることで、送液装置２０４からの移動相により、サンプルループ２１６に保持された試料が分析カラム２０７に導かれ、分析カラム２０７において成分ごとに分離される。分析カラム２０７で分離された各成分は検出器２０８によって検出された後、さらにＭＳ３００に導入される。
検出器２０８やＭＳ３００で得られた信号はシステム管理装置４００（図１４参照。）に取り込まれ、分析カラム２０７で分離された各成分の定量や各成分の組成分析などの演算処理が、システム管理装置４００に組み込まれたソフトウェアとそのソフトウェアを実行するＣＰＵなどのハードウェアによってなされる。
１ 前処理装置
２ 試料設置部
４ サンプルラック
６ 試料容器
８ 試薬設置部
１０ 試薬容器
１２ 前処理容器設置部
２０ サンプリングアーム
２０ａ サンプリングノズル
２２、２９ 軸
２４ 搬送アーム
２５ 保持部
２６ 試薬アーム
２７ａ 第１プローブ
２７ｂ 第２プローブ
２７ｃ 第３プローブ
３０ 濾過ポート
３１ 回収容器保持部材
３２ 分注ポート
３４ 廃棄ポート
３６ 撹拌部
３６ａ 撹拌ポート
３８ 分離デバイス用温調ポート
４０ 回収容器用温調ポート
４１，４１ａ，４１ｂ 希釈ポート
４２ 転送装置
４３ 転送ポート
４４ 移動部
４５ 洗浄ポート
５０，５５０ 分離デバイス
５０ａ，５５０ａ 分離デバイスの内部空間
５０ｂ，５５０ｂ 分離デバイスの開口
５０ｃ，５５０ｃ 分離デバイスの鍔部
５０ｄ，５５０ｄ 抽出口
５５０ｅ 突起部
５１，５５１ スカート部
５２，５５２ 分離層
５２ａ 除蛋白フィルタ
５２ｂ プレフィルタ
５４，５５４ 回収容器
５４ａ，５５４ａ 回収容器の内部空間
５４ｂ，５５４ｂ 回収容器の開口
５４ｃ，５５４ｃ 回収容器の鍔部
５５４ｄ 切欠き
５５ 圧力負荷機構
５６ 孔
５７ 配管
５８ 真空ポンプ
６０ 封止部材
６２，６８ 圧力センサ
６４，７０ ３方バルブ
７２ 支持穴
７３ 撹拌ポート上端部
７４ 駆動軸
７６ 回転体
７８ 回転軸
８０ モータ
８２ 支持フレーム
８３ 弾性部材
８４，１５０ 制御部
８４ａ，１５０ａ 前処理手段
８４ｂ，１５０ｂ 処理状況管理手段
８４ｃ，１５０ｃ ランダムアクセス手段
８４ｄ 希釈手段
８７ ３方バルブ
８８ シリンジポンプ
８９，９２ ペリスタポンプ
９０ 電磁弁
９１ ポンプ
９６ 駆動機構
１００ 演算処理装置
２００ ＬＣシステム
２０２ 試料注入装置
２０４ 送液装置
２０６ カラムオーブン
２０７ 分析カラム
２０８ 検出器
２１０ ２ポジションバルブ
２１２ 試料導入流路
２１３ インジェクションポート
２１４ ドレイン流路
２１６，２２４ サンプルループ
２１８ 上流側分析流路
２２０ 下流側分析流路
２２２ ニードル
２２６ シリンジポンプ
２２８ 洗浄液容器
２３０ 切替バルブ
３００ ＭＳ
４００ システム管理装置

Claims (12)

  1. 前処理が行なわれる前の試料又は前処理済みの試料を収容する収容容器を搬送する搬送機構と、
    試料を収容した収容容器が前記搬送機構により設置されるポートを有し、前記ポートに設置された収容容器内の試料の前処理を行なうように構成された前処理部と、
    収容容器から前処理済みの試料を所定量だけ吸入し、空の収容容器にその試料と希釈液を供給して試料の希釈を行なうように構成された希釈部と、を備えた前処理装置。
  2. 前記希釈部は、液の吸入と吐出を行なう第１プローブと第２プローブとを備え、前記第１プローブで収容容器から所定量の試料を吸入した後、前記第２プローブで該収容容器から残りのすべての試料を吸入するように構成されている請求項１に記載の前処理装置。
  3. 前記希釈部は、前記第１プローブで希釈液を吸入してから該第１プローブで収容容器から前処理済みの試料を吸入するように構成されている請求項２に記載の前処理装置。
  4. 前記希釈部は、前記第２プローブによってすべての試料を吸入した前記収容容器に前記第１プローブから試料を吐出するように構成されている請求項２又は３に記載の前処理装置。
  5. 前記希釈部は、前記第２プローブで前記収容容器内のすべての試料を吸入した後、該収容容器内への洗浄液の供給と吸入を行ない、その後、前記第１プローブから試料を吐出するように構成されている請求項４に記載の前処理装置。
  6. 前記希釈部は、洗浄液を吐出する第３プローブをさらに備えている請求項５に記載の前処理装置。
  7. 前記希釈部は、前記第１プローブで収容容器から所定量の試料を吸入した後、該収容容器に前記第２プローブと前記第３プローブを同時に挿入し、前記第２プローブで前記収容容器内のすべての試料を吸入した後、前記第３プローブから前記収容容器に洗浄液を供給し前記第２プローブでその洗浄液を吸入するように構成されている請求項６に記載の前処理装置。
  8. 前記第１プローブと前記第２プローブは、共通の駆動機構によって水平面内方向及び鉛直方向へ移動させられる請求項２から７のいずれか一項に記載の前処理装置。
  9. 前処理済みの試料を収容した収容容器を保管しておく前処理済み試料ポートをさらに備え、
    前記希釈部によって所定量の試料が吸入された後の残存試料を収容した収容容器を、前記搬送機構によって前記前処理済み試料ポートへ搬送するように構成されている請求項１に記載の前処理装置。
  10. 前処理済みの試料を収容した収容容器が前記搬送機構により設置され、設置された収容容器内の試料の希釈を前記希釈部によって行なうための希釈ポートを前記前処理部の前記ポートとは別に備えている請求項１に記載の前処理装置。
  11. 前記希釈部によって希釈された試料を収容した収容容器が前記搬送機構により設置される転送ポートを有し、前記転送ポートを移動させることによって前記転送ポートに設置された収容容器を該前処理装置の外側へ転送するように構成された転送装置を備え、
    前記希釈ポートが前記転送ポートの近傍に設けられている請求項１０に記載の前処理装置。
  12. 請求項１から１１の前処理装置であって、前記希釈部によって希釈された試料を収容した収容容器が前記搬送機構により設置される転送ポートを有し、前記転送ポートを移動させることによって前記転送ポートに設置された収容容器を該前処理装置の外側へ転送するように構成された転送装置を備えた前処理装置と、
    前記前処理装置と隣接して配置された液体クロマトグラフシステムであって、移動相の流れる分析流路、前記転送装置によって前記前処理装置の外側に移動させられた収容容器の試料を採取して前記分析流路に注入する試料注入装置、前記分析流路上に配置され前記試料注入装置により注入された試料を成分ごとに分離する分析カラム、及び前記分析カラムで分離された試料成分を検出する検出器を有する液体クロマトグラフシステムと、を備えた分析システム。
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