WO2016194084A1 - 注入方法及び注入装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an injection method and an injection device for injecting a liquid into a container having a seal member attached to an opening.
- a container that contains a liquid such as a sample may be used in a state where its opening is sealed by a sealing member such as a septum.
- a sealing member such as a septum.
- an injection apparatus that dispenses liquid by inserting a needle so as to penetrate a seal member and sucking or injecting liquid through the needle is known.
- a needle is inserted into a container containing a sample so as to penetrate the seal member, and the tip of the needle is immersed in the sample in the container.
- the needle is removed from the container. Then, the needle is moved to the injection position, and the sample is dispensed by discharging the sample from the needle at the injection position.
- the inside of the container is kept substantially sealed by the seal member coming into close contact with the outer peripheral surface of the needle when the needle is inserted into the container. For this reason, when the sample in the container is sucked into the needle in this state, the inside of the container becomes a negative pressure, and an accurate amount of the sample may not be sucked.
- Patent Document 1 proposes a configuration in which the shape of the needle is changed so that the pressure in the container does not become too low compared to the atmospheric pressure when the sample in the container is sucked with the needle. Has been.
- the dispensing destination of the liquid such as the sample sucked into the needle is in a container whose opening is sealed by the seal member, the sample is injected into the container through the needle. May be too high compared to atmospheric pressure.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an injection method and an injection device capable of preventing the pressure in the container from increasing when a liquid is injected into the container.
- the injection method according to the present invention includes a drilling step and an injection step.
- a through hole is formed in the seal member attached to the opening of the container.
- a needle is inserted into the container so as to penetrate the seal member, and a liquid is injected into the container through the needle, and then the needle is inserted from the container. Pull out.
- the through hole is formed in the seal member before the needle is inserted into the container having the seal member attached to the opening and the liquid is injected.
- the needle is inserted into and removed from the container to form a through-hole in the seal member, and then the needle is reinserted into the container. Liquid is injected into the inside. That is, a through hole can be formed in the seal member using a needle for injecting liquid into the container. Thereby, it is not necessary to separately provide a member for forming the through hole in the seal member, and the through hole can be formed in the seal member with a simple configuration.
- the operation of inserting and withdrawing the needle from and into the container may be repeated a plurality of times.
- the through-hole is formed in the seal member by repeating the operation of inserting and withdrawing the needle into and from the container a plurality of times. Therefore, when the needle penetrates the same position on the seal member a plurality of times, a larger through hole is formed. On the other hand, when the needle passes through different positions in the seal member a plurality of times, a plurality of through holes are formed. In any case, when the liquid is injected into the container, the air in the container can be easily released into the atmosphere from the through-hole formed in the seal member in advance. It is possible to effectively prevent the rise.
- the needle may be inserted into and removed from the container by moving the needle to a specific position in the horizontal direction and then moving the needle along the axis.
- the needle in the injection step, the needle may be moved along the axis while the needle is maintained at the specific position in the horizontal direction.
- the needle is inserted into and removed from the container at a specific position in the horizontal direction, so that the through hole is formed in the seal member, and then the needle is not moved in the horizontal direction. Liquid is injected into the container through the needle. Thereby, the operation for forming the through hole in the seal member is simplified, and the time until the liquid injection is completed can be shortened.
- the injection device includes a container holding unit, an injection mechanism, an injection control unit, and a perforation control unit.
- the container holding unit holds a container having a seal member attached to the opening.
- the injection mechanism has a needle and a moving mechanism for moving the needle, and injects a liquid into the container via the needle.
- the injection control unit moves the needle with the moving mechanism, thereby inserting the needle into the container so as to penetrate the seal member, and injecting liquid into the container through the needle Then, the needle is removed from the container.
- the perforation control unit forms a through hole in the seal member before the needle is inserted into the container by the injection control unit.
- the perforation control unit moves the needle with the moving mechanism to insert the needle into the container so as to penetrate the seal member, and then removes the needle from the container.
- a through hole may be formed in the seal member.
- the perforation control unit may repeat the operation of inserting and withdrawing the needle into and from the container a plurality of times.
- the perforation control unit may insert and remove the needle with respect to the container by moving the needle along an axis at a specific position in the horizontal direction.
- the injection control unit may move the needle along the axis while maintaining the needle at the specific position in the horizontal direction.
- the air in the container when the liquid is injected into the container, the air in the container can be released into the atmosphere from the through-hole formed in the sealing member in advance. Can be prevented.
- FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an injection device 1 according to an embodiment of the present invention.
- This injection device 1 is an autosampler device for automatically injecting a liquid sample into an analyzer such as a gas chromatograph or a liquid chromatograph, for example, in order to pre-process the sample, a reaction reagent is applied to the sample. It can be used as a liquid injection mechanism for mixing or injecting a solvent for dilution into a standard sample for preparing a calibration curve.
- the autosampler device can inject the liquid sample after the pretreatment into the analyzer.
- the injection device 1 performs an operation for dispensing the container 100, for example, during the execution of the pretreatment.
- the injection device 1 includes a container housing part 2, a container holding part 3, an injection mechanism 4, and the like.
- the container 100 is a bottomed cylindrical vial with one end closed.
- a seal member 120 is attached to the opening 110 formed at the other end of the container 100.
- the seal member 120 is a septum formed of an elastic body such as rubber, and the container 100 is sealed by being attached to the opening 110.
- a plurality of containers 100 can be stored in the container storage unit 2.
- Various types of containers 100 such as an empty container 101, a container 102 in which a liquid sample to be analyzed is enclosed, and a container 103 in which a standard sample is enclosed are appropriately accommodated in the container accommodation unit 2.
- the empty container 101 is, for example, a new container 100 in which a through hole has never been formed in the seal member 120.
- the container holding unit 3 holds the container 100. Specifically, the container 100 is held by the container holding unit 3 in such a posture that the container 100 extends in the vertical direction D1 and the seal member 120 is positioned on the upper side.
- the container 100 held by the container holding part 3 is conveyed by the conveying apparatus (not shown) from the container accommodating part 2, for example. In the example of FIG. 1, an empty container 101 is conveyed to and held by the container holding unit 3.
- the injection mechanism 4 includes a needle 41 and a moving mechanism 42.
- the needle 41 is an elongated tubular member, and is held by the moving mechanism 42 in such a posture that the axis L extends in the vertical direction D1.
- the lower end of the needle 41 is formed in a sharp shape.
- the moving mechanism 42 is configured to include, for example, a motor and a gear (both not shown), and can move the needle 41 in the vertical direction D1 and the horizontal direction D2.
- a suction position for sucking a liquid into the needle 41 is set in the injection device 1.
- the needle 41 moves to the suction position, and then the liquid is sucked into the needle 41.
- the needle 41 moves to the injection position, which is a specific position in the horizontal direction, and the needle 41 is inserted into the container 100 so as to penetrate the seal member 120. Then, the liquid is injected into the container 100.
- the liquid sucked by the needle 41 at the suction position a diluent can be exemplified.
- the liquid sucked into the needle 41 is not limited to the diluted liquid, and the liquid sample is transferred from the container 102 to the needle by moving the containers 102, 103, etc. accommodated in the container accommodating portion 2 to the aspirating position.
- the standard sample may be sucked into the needle 41 from the container 103.
- the liquid sample sealed in the container 102 may not be the sample itself but a liquid in which a highly volatile solvent is mixed with the sample.
- a standard sample diluted with the diluent can be generated.
- the standard sample diluted in this way is used as a calibration curve sample when preparing a calibration curve.
- the dilution liquid is a highly volatile liquid containing, for example, hexane and acetone.
- hexane and acetone are mixed at a volume ratio of 1: 1, for example.
- the diluting solution is not limited to such a liquid, and may be, for example, diethyl ether, pyridine, acetonitrile, or dichloromethane.
- the liquid sucked by the needle 41 is not limited to a highly volatile liquid, and may be a low volatile liquid.
- FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the control unit 5.
- the operation of the injection device 1 according to the present embodiment is controlled by a control unit 5 including, for example, a CPU (Central Processing Unit).
- the control unit 5 functions as an injection control unit 51, a perforation control unit 52, and the like when the CPU executes a program.
- the injection control unit 51 controls the operation of the pump 43 provided in the injection mechanism 4 in addition to the moving mechanism 42.
- the pump 43 communicates with the needle 41, and in the operation of sucking the liquid into the needle 41 (suction operation), the operation of injecting the liquid sucked into the needle 41 into the container 100 (injection operation), and the like. Driven by.
- the perforation controller 52 controls the operation of the moving mechanism 42 to form a through hole in the seal member 120 of the container 100 held by the container holder 3.
- the processing by the perforation control unit 52 is performed before the needle 41 is inserted into the container 100 by the injection control unit 51.
- FIGS. 3A to 3F are schematic views showing the flow of operation of the needle 41 at the time of dispensing.
- FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing by the control unit 5 at the time of dispensing.
- the operation during dispensing will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 3F and FIG.
- step S101 When dispensing a liquid to the container 100 held by the container holding unit 3, first, the needle 41 is moved to the suction position by the moving mechanism 42 (step S101). Then, by driving the pump 43 at the suction position, the liquid to be dispensed is sucked in advance into the needle 41 (step S102: suction step).
- step S103 the perforation control unit 52 moves the needle 41 along the axis L by the moving mechanism 42 to perform an operation for forming a through hole in the seal member 120 attached to the opening 110 of the container 100.
- step S104 drilling step
- the perforation control unit 52 moves the needle 41 downward along the axis L at the injection position. As a result, the needle 41 is inserted into the container 100 so as to penetrate the seal member 120. Thereafter, as shown in FIG. 3B, the perforation control unit 52 moves the needle 41 upward along the axis L.
- the needle 41 is removed from the container 100, and the through hole 121 is formed in the seal member 120.
- a series of drilling operations as shown in FIGS. 3A and 3B are repeated a plurality of times. That is, the perforation control unit 52 repeats the operation of inserting and withdrawing the needle 41 from the container 100 a plurality of times.
- step S105 injection step
- the injection control unit 51 moves the needle 41 along the axis L with the moving mechanism 42 while maintaining the needle 41 at the injection position in the horizontal direction, and drives the pump 43 to thereby move the inside of the container 100.
- An operation for injecting the liquid is performed (step S105: injection step). That is, after the drilling step, the injection step is performed without moving the needle 41 in the horizontal direction.
- the injection control unit 51 moves the needle 41 along the axis L downward.
- the needle 41 is inserted into the container 100 so as to penetrate the seal member 120.
- the needle 41 penetrates the seal member 120 at a position different from the through-hole 121 formed in the seal member 120 by the drilling operation due to the needle 41 being slender and easily bent.
- a plurality of through holes 121 are formed in the seal member 120.
- the tip position of the needle 41 inserted into the container 100 during the injection operation may be lower than the tip position of the needle 41 inserted into the container 100 during the drilling operation. That is, as long as the through hole 121 can be formed in the seal member 120 during the drilling operation, the insertion amount of the needle 41 into the container 100 may be smaller than that during the injection operation.
- the injection control unit 51 drives the pump 43 to inject the liquid into the container 100 through the needle 41.
- the liquid is injected into the container 100, the space in the container 100 is reduced by the amount of the injected liquid.
- an arrow A1 in FIG. Can escape into the atmosphere.
- the injection control unit 51 moves the needle 41 upward by the moving mechanism 42 to remove the needle 41 from the container 100.
- the movement of the needle 41 is temporarily stopped as shown in FIG. 3E (step S106). In this state, the tip of the needle 41 is not in the liquid in the container 100 but is located in the space in the container 100 (the space above the liquid).
- step S107 the air in the container 100 is sucked into the needle 41 as shown by the arrow A2 in FIG. 3E (step S107). Thereby, the air in the container 100 can be released not only from the through hole 121 but also from the needle 41.
- the injection control unit 51 moves the needle 41 upward again by the moving mechanism 42, whereby the needle 41 is completely removed from the container 100 (step S108).
- a through hole 122 is newly formed in the seal member 120 at a position different from the through hole 121 formed during the drilling operation.
- the needle 41 is inserted again into the container 100, and liquid is injected into the container 100 through the needle 41 as shown in FIG. 3D. That is, the through hole 121 can be formed in the seal member 120 using the needle 41 for injecting the liquid into the container 100. Thereby, it is not necessary to separately provide a member for forming the through hole 121 in the seal member 120, and the through hole 121 can be formed in the seal member 120 with a simple configuration.
- the operation of inserting and removing the needle 41 as shown in FIGS. 3A and 3B into and out of the container 100 is repeated a plurality of times, so that the through hole 121 is formed in the seal member 120. It is formed.
- the needle 41 penetrates different positions in the seal member 120 a plurality of times.
- a plurality of through holes 121 are formed. 3D, when the liquid is injected into the container 100, the air in the container 100 can be easily released into the atmosphere from the plurality of through holes 121 formed in advance in the seal member 120. Therefore, it is possible to effectively prevent the pressure in the container 100 from increasing.
- the needle 41 when the needle 41 is moved horizontally along the axis L after the needle 41 is moved horizontally to a position different from the injection position, it does not penetrate the seal member 120.
- the structure which forms the hole 121 may be sufficient.
- a configuration has been described in which a series of drilling operations as shown in FIGS. 3A and 3B are repeated a plurality of times.
- the configuration is not limited to such a configuration, and a configuration in which the punching operation is performed only once may be used.
- the present invention is not limited thereto, and the liquid may be sucked into the needle 41 at the suction position after the through hole 121 is formed in the seal member 120 using the needle 41.
- steps S106 and 107 in FIGS. 3E and 4 can be omitted.
- the configuration may be such that after the liquid is injected into the container 100 through the needle 41, the needle 41 is removed from the container 100 without stopping.
- the drilling operation may be performed using a member different from the needle 41 used for the injection operation.
- the liquid injection destination from the needle 41 is not limited to the empty container 101.
- the injection apparatus according to the present invention is not limited to a gas chromatograph or a liquid chromatograph autosampler, but can be applied to other analysis apparatuses such as a liquid injection mechanism of an automatic pretreatment apparatus.
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Abstract
容器内に液体が注入されたときに容器内の圧力が上昇するのを防止することができる注入方法及び注入装置を提供する。開口部110にシール部材120が取り付けられた容器100内にニードル41が挿入されて液体が注入される前に、シール部材120に貫通孔を形成する。これにより、容器100内に液体が注入されたときに、シール部材120に予め形成された貫通孔から容器100内の空気を大気中に逃がすことができるため、容器100内の圧力が上昇するのを防止することができる。
Description
本発明は、開口部にシール部材が取り付けられた容器内に液体を注入するための注入方法及び注入装置に関するものである。
試料などの液体が収容される容器は、その開口部がセプタムなどのシール部材により密閉された状態で使用される場合がある。この種の容器を取り扱う装置として、シール部材を貫通するようにニードルを挿入し、当該ニードルを介して液体を吸引又は注入することにより、液体の分注を行う注入装置が知られている。
例えば下記特許文献1に開示された装置においては、試料が収容されている容器内に、シール部材を貫通するようにしてニードルが挿入され、当該ニードルの先端部が容器内の試料中に浸漬される。この状態で、ニードルの先端部から試料を吸引した後、ニードルが容器内から抜脱される。そして、ニードルは注入位置に移動され、当該注入位置においてニードルから試料が吐出されることにより、試料の分注が行われる。
容器の開口部がシール部材により密閉されている場合、容器内にニードルが挿入された状態では、ニードルの外周面にシール部材が密着することにより、容器内がほぼ密封状態のまま保たれる。そのため、この状態で容器内の試料をニードルに吸引した場合には、容器内が陰圧となり、正確な量の試料を吸引することができない場合がある。
そこで、下記特許文献1に開示された装置においては、ニードルの外周面に溝が形成された構成となっている。これにより、容器内にニードルが挿入された状態であっても、ニードルの外周面に形成された溝を介して容器内と大気とが連通するため、容器内が陰圧になるのを防止することができる。
上記のように、特許文献1では、容器内の試料をニードルで吸引する際に、容器内の圧力が大気圧と比べて低くなり過ぎないように、ニードルの形状に変更を加えた構成が提案されている。一方で、ニードルに吸引した試料などの液体の分注先が、シール部材により開口部が密閉された容器内である場合には、ニードルを介して容器内に試料を注入する際に、容器内の圧力が大気圧と比べて高くなりすぎる場合がある。
すなわち、シール部材を貫通するように容器内にニードルを挿入した状態で、ニードルを介して容器内に液体を注入した場合には、注入された液体の分だけ容器内の空間が減少するため、容器内の圧力が高くなる。さらに、液体の揮発性が高い場合には、容器内の圧力がより一層高くなる。そして、容器内の圧力が高くなると温度が上昇するため、液体の揮発がさらに助長され、容器内の加圧が進む場合がある。
上記のようにして容器内の圧力が上昇した場合には、その後に容器内からニードルを抜脱したときに、容器内に注入された液体が、ニードルの挿入時にシール部材に形成された貫通孔から飛び出すおそれがある。容器内に注入される液体の中には、人体に有害な成分を含むものもあるため、容器内から液体が飛び出すのは非常に危険である。また、容器内から液体が飛び出した場合には、ニードルから注入された液体の量と、容器内に残った液体の量とが一致しないため、正確な分析結果が得られない可能性もある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、容器内に液体が注入されたときに容器内の圧力が上昇するのを防止することができる注入方法及び注入装置を提供することを目的とする。
(1)本発明に係る注入方法は、穿孔ステップ及び注入ステップを備える。前記穿孔ステップでは、容器の開口部に取り付けられたシール部材に貫通孔を形成する。前記注入ステップでは、前記穿孔ステップの後に、前記シール部材を貫通するように前記容器内にニードルを挿入し、当該ニードルを介して前記容器内に液体を注入した後、前記容器内から当該ニードルを抜脱する。
このような構成によれば、開口部にシール部材が取り付けられた容器内にニードルが挿入されて液体が注入される前に、シール部材に貫通孔が形成される。これにより、容器内に液体が注入されたときに、シール部材に予め形成された貫通孔から容器内の空気を大気中に逃がすことができるため、容器内の圧力が上昇するのを防止することができる。したがって、液体の揮発性が高い場合であっても、液体の注入後に容器内からニードルを抜脱したときに、容器内に注入された液体が飛び出すのを防止することができる。
(2)前記穿孔ステップでは、前記シール部材を貫通するように前記容器内に前記ニードルを挿入した後、前記容器内から当該ニードルを抜脱することで、前記シール部材に貫通孔を形成してもよい。
このような構成によれば、容器内に対してニードルが挿入及び抜脱されることによりシール部材に貫通孔が形成された後、当該ニードルが容器内に再度挿入され、当該ニードルを介して容器内に液体が注入される。すなわち、容器内に液体を注入するためのニードルを用いて、シール部材に貫通孔を形成することができる。これにより、シール部材に貫通孔を形成するための部材を別途設ける必要がなく、簡単な構成でシール部材に貫通孔を形成することができる。
(3)前記穿孔ステップでは、前記ニードルを前記容器内に対して挿入及び抜脱する動作を複数回繰り返して行ってもよい。
このような構成によれば、ニードルを容器内に対して挿入及び抜脱する動作が複数回繰り返されることにより、シール部材に貫通孔が形成される。したがって、シール部材における同じ位置をニードルが複数回貫通した場合には、より大きな貫通孔が形成される。一方、シール部材における異なる位置をニードルが複数回貫通した場合には、複数の貫通孔が形成される。いずれの場合であっても、容器内に液体が注入されたときに、シール部材に予め形成された貫通孔から容器内の空気を大気中に逃がしやすくすることができるため、容器内の圧力が上昇するのを効果的に防止することができる。
(4)前記穿孔ステップでは、前記ニードルを水平方向における特定位置まで移動させた後、当該ニードルを軸線に沿って移動させることにより前記容器内に対して挿入及び抜脱してもよい。この場合、前記注入ステップでは、前記ニードルを水平方向における前記特定位置に維持したまま、当該ニードルを軸線に沿って移動させてもよい。
このような構成によれば、ニードルを水平方向における特定位置で容器内に対して挿入及び抜脱することにより、シール部材に貫通孔が形成された後、ニードルを水平方向に移動させることなく、当該ニードルを介して容器内に液体が注入される。これにより、シール部材に貫通孔を形成するための動作が簡略化され、液体の注入が完了するまでの時間を短縮することができる。
水平方向における上記特定位置で、ニードルを容器内に対して挿入及び抜脱する動作を複数回繰り返した場合、ニードルの位置精度が高ければ、シール部材における同じ位置をニードルが複数回貫通することによって、より大きな貫通孔が形成される。一方、ニードルの位置精度にばらつきがある場合には、シール部材における異なる位置をニードルが複数回貫通することによって、複数の貫通孔が形成される。
(5)本発明に係る注入装置は、容器保持部、注入機構、注入制御部及び穿孔制御部を備える。前記容器保持部は、開口部にシール部材が取り付けられた容器を保持する。前記注入機構は、ニードル及び当該ニードルを移動させる移動機構を有し、前記ニードルを介して前記容器内に液体を注入する。前記注入制御部は、前記ニードルを前記移動機構で移動させることにより、前記シール部材を貫通するように前記容器内に当該ニードルを挿入し、当該ニードルを介して前記容器内に液体を注入した後、前記容器内から当該ニードルを抜脱する。前記穿孔制御部は、前記注入制御部により前記容器内に前記ニードルが挿入される前に、前記シール部材に貫通孔を形成する。
(6)前記穿孔制御部は、前記ニードルを前記移動機構で移動させることにより、前記シール部材を貫通するように前記容器内に当該ニードルを挿入した後、前記容器内から当該ニードルを抜脱することで、前記シール部材に貫通孔を形成してもよい。
(7)前記穿孔制御部は、前記ニードルを前記容器内に対して挿入及び抜脱する動作を複数回繰り返してもよい。
(8)前記穿孔制御部は、前記ニードルを水平方向における特定位置で軸線に沿って移動させることにより、当該ニードルを前記容器内に対して挿入及び抜脱してもよい。この場合、前記注入制御部は、前記ニードルを水平方向における前記特定位置に維持したまま、当該ニードルを軸線に沿って移動させてもよい。
本発明によれば、容器内に液体が注入されたときに、シール部材に予め形成された貫通孔から容器内の空気を大気中に逃がすことができるため、容器内の圧力が上昇するのを防止することができる。
1.注入装置の構成
図1は、本発明の一実施形態に係る注入装置1の構成例を示した概略図である。この注入装置1は、例えばガスクロマトグラフ又は液体クロマトグラフなどの分析装置に液体試料を自動で注入するためのオートサンプラ装置において、試料に対して前処理を行うために、試料に対して反応試薬を混合したり、検量線作成用の標準試料に希釈用の溶媒を注入するための液体注入機構として採用することができる。オートサンプラ装置は、前処理後の液体試料を分析装置に注入することができる。当該注入装置1は、例えば前処理の実行中に、容器100に対して分注のための動作を行う。当該注入装置1には、容器収容部2、容器保持部3及び注入機構4などが備えられている。
図1は、本発明の一実施形態に係る注入装置1の構成例を示した概略図である。この注入装置1は、例えばガスクロマトグラフ又は液体クロマトグラフなどの分析装置に液体試料を自動で注入するためのオートサンプラ装置において、試料に対して前処理を行うために、試料に対して反応試薬を混合したり、検量線作成用の標準試料に希釈用の溶媒を注入するための液体注入機構として採用することができる。オートサンプラ装置は、前処理後の液体試料を分析装置に注入することができる。当該注入装置1は、例えば前処理の実行中に、容器100に対して分注のための動作を行う。当該注入装置1には、容器収容部2、容器保持部3及び注入機構4などが備えられている。
容器100は、一端部が閉塞された有底円筒状のバイアルである。容器100の他端部に形成された開口部110には、シール部材120が取り付けられている。シール部材120は、ゴムなどの弾性体により形成されたセプタムであり、開口部110に取り付けられることにより容器100内が密閉される。
容器収容部2には、複数の容器100を収容しておくことができる。この容器収容部2には、例えば空の容器101、分析対象となる液体試料が封入された容器102、及び、標準試料が封入された容器103など、各種の容器100が適宜収容される。空の容器101は、例えばシール部材120に一度も貫通孔が形成されたことがない新品の容器100である。
容器保持部3は、容器100を保持する。具体的には、容器100が上下方向D1に延び、かつ、シール部材120が上側に位置するような姿勢で、容器100が容器保持部3に保持される。容器保持部3に保持される容器100は、例えば容器収容部2から搬送装置(図示せず)によって搬送される。図1の例では、空の容器101が容器保持部3に搬送されて保持されている。
注入機構4は、ニードル41及び移動機構42を備えている。ニードル41は、細長い管状の部材であり、軸線Lが上下方向D1に延びるような姿勢で移動機構42により保持されている。ニードル41の下端部は尖った形状に形成されている。移動機構42は、例えばモータ及びギア(いずれも図示せず)などを含む構成であり、ニードル41を上下方向D1及び水平方向D2に移動させることができる。
図1のように、容器保持部3に保持された容器100の上方までニードル41を水平移動させた後、ニードル41を下方に移動させれば、容器100に取り付けられているシール部材120をニードル41が貫通する。これにより、ニードル41の先端部を容器100内に挿入することができる。
図1には図示していないが、注入装置1には、ニードル41内に液体を吸引する吸引位置が設定されている。分注を行う際には、まず、上記吸引位置にニードル41が移動した上で、ニードル41内に液体が吸引される。そして、図1に示すように、水平方向における特定位置である注入位置までニードル41が移動し、シール部材120を貫通するように容器100内にニードル41が挿入された後、当該ニードル41を介して容器100内に液体が注入される。
吸引位置においてニードル41に吸引される液体としては、希釈液を例示することができる。ただし、ニードル41に吸引される液体は希釈液に限られるものではなく、容器収容部2に収容されている容器102,103などが吸引位置に移動されることにより、容器102から液体試料がニードル41に吸引されたり、容器103から標準試料がニードル41内に吸引されたりしてもよい。容器102に封入された液体試料は、試料そのものではなく、揮発性の高い溶媒が試料に混合された液体であってもよい。
ニードル41に希釈液を吸引して空の容器101に分注するとともに、容器103内の標準試料を当該容器101に分注すれば、希釈液により希釈された標準試料を生成することができる。このようにして希釈された標準試料は、検量線を作成する際に検量線試料として使用される。
上記希釈液は、例えばヘキサン及びアセトンを含む揮発性の高い液体である。当該希釈液において、ヘキサン及びアセトンは、例えば1:1の体積比で混合されている。ただし、希釈液は、このような液体からなるものに限らず、例えばジエチルエーテル、ピリジン、アセトニトリル又はジクロロメタンなどであってもよい。また、ニードル41に吸引される液体は、揮発性の高い液体に限らず、揮発性の低い液体であってもよい。
2.制御部の構成
図2は、制御部5の構成例を示したブロック図である。本実施形態に係る注入装置1の動作は、例えばCPU(Central Processing Unit)を含む制御部5により制御される。制御部5は、CPUがプログラムを実行することにより、注入制御部51及び穿孔制御部52などとして機能する。
図2は、制御部5の構成例を示したブロック図である。本実施形態に係る注入装置1の動作は、例えばCPU(Central Processing Unit)を含む制御部5により制御される。制御部5は、CPUがプログラムを実行することにより、注入制御部51及び穿孔制御部52などとして機能する。
注入制御部51は、移動機構42の他、注入機構4に備えられたポンプ43の動作を制御する。ポンプ43は、ニードル41に連通しており、ニードル41に液体を吸引する動作(吸引動作)の際や、ニードル41に吸引された液体を容器100内に注入する動作(注入動作)の際などに駆動される。
穿孔制御部52は、移動機構42の動作を制御することにより、容器保持部3に保持された容器100のシール部材120に貫通孔を形成する。この穿孔制御部52による処理は、注入制御部51により容器100内にニードル41が挿入される前に行われる。
3.分注時の動作
図3A~図3Fは、分注時におけるニードル41の動作の流れを示した概略図である。図4は、分注時における制御部5による処理の流れを示したフローチャートである。以下では、図3A~図3F及び図4を参照して、分注時の動作について詳細に説明する。
図3A~図3Fは、分注時におけるニードル41の動作の流れを示した概略図である。図4は、分注時における制御部5による処理の流れを示したフローチャートである。以下では、図3A~図3F及び図4を参照して、分注時の動作について詳細に説明する。
容器保持部3に保持された容器100に対して液体を分注する際には、まず、移動機構42によりニードル41が吸引位置まで移動される(ステップS101)。そして、吸引位置においてポンプ43が駆動されることにより、分注対象となる液体がニードル41内に予め吸引される(ステップS102:吸引ステップ)。
その後、ニードル41を移動機構42で水平方向に移動させることにより、ニードル41を図1に示すような注入位置まで移動させる(ステップS103)。この状態で、穿孔制御部52が、ニードル41を移動機構42で軸線Lに沿って移動させることにより、容器100の開口部110に取り付けられたシール部材120に貫通孔を形成するための動作が行われる(ステップS104:穿孔ステップ)。
具体的には、図3Aに示すように、穿孔制御部52が、注入位置においてニードル41を軸線Lに沿って下方向に移動させる。これにより、シール部材120を貫通するように容器100内にニードル41が挿入される。その後、図3Bに示すように、穿孔制御部52が、ニードル41を軸線Lに沿って上方に移動させる。
これにより、容器100内からニードル41が抜脱され、シール部材120に貫通孔121が形成される。図3A及び図3Bに示すような一連の穿孔動作は、複数回繰り返し行われる。すなわち、穿孔制御部52は、ニードル41を容器100内に対して挿入及び抜脱する動作を複数回繰り返す。
次に、注入制御部51が、ニードル41を水平方向において注入位置に維持したまま、当該ニードル41を移動機構42で軸線Lに沿って移動させるとともに、ポンプ43を駆動することにより、容器100内に液体を注入するための動作が行われる(ステップS105:注入ステップ)。すなわち、穿孔ステップの後に、ニードル41が水平方向に移動されることなく、そのまま注入ステップが行われるようになっている。
具体的には、図3Cに示すように、注入制御部51が、ニードル41を軸線Lに沿って下方向に移動させる。これにより、シール部材120を貫通するように容器100内にニードル41が挿入される。このとき、ニードル41が細長い形状で撓みやすいことなどに起因して、ニードル41は、穿孔動作によりシール部材120に形成された貫通孔121とは異なる位置においてシール部材120を貫通する。同様の理由により、上述のように穿孔動作を複数回繰り返し行った場合には、シール部材120に複数の貫通孔121が形成されることとなる。
この注入動作時に容器100内に挿入されるニードル41の先端位置は、穿孔動作時に容器100内に挿入されるニードル41の先端位置よりも下方であってもよい。すなわち、穿孔動作時には、シール部材120に貫通孔121を形成することさえできれば、容器100内に対するニードル41の挿入量が注入動作時よりも少なくてもよい。
その後、図3Dに示すように、注入制御部51がポンプ43を駆動することにより、ニードル41を介して容器100内に液体が注入される。この例では、約2mlの容積を有する容器100内に、その容積の約1/4にあたる約500μlの希釈液が注入されている。容器100内に液体が注入されたときには、注入された液体の分だけ容器100内の空間が減少することとなるが、図3Dに矢印A1で示すように、容器100内の空気を貫通孔121から大気中に逃がすことができる。
その後、注入制御部51は、ニードル41を移動機構42で上方向に移動させることにより、容器100内からニードル41を抜脱する。このとき、本実施形態では、ニードル41の先端部が容器100内から完全に抜脱される前に、図3Eに示すように、ニードル41の移動が一旦停止される(ステップS106)。この状態では、ニードル41の先端部が容器100内の液体中にはなく、容器100内の空間(液体の上方の空間)に位置している。
そして、この状態でポンプ43が駆動されることにより、図3Eに矢印A2で示すように、容器100内の空気がニードル41内に吸引される(ステップS107)。これにより、容器100内の空気を、貫通孔121だけでなくニードル41からも逃がすことができる。
その後、図3Fに示すように、注入制御部51が、ニードル41を移動機構42で上方向に再度移動させることにより、容器100内からニードル41が完全に抜脱される(ステップS108)。このとき、シール部材120には、穿孔動作時に形成された貫通孔121とは異なる位置に、貫通孔122が新たに形成されることとなる。
4.作用効果
(1)本実施形態では、開口部110にシール部材120が取り付けられた容器100内にニードル41が挿入されて液体が注入される前に、図3A及び図3Bに示すように、シール部材120に貫通孔121が形成される。これにより、図3Dに示すように容器100内に液体が注入されたときに、シール部材120に予め形成された貫通孔121から容器100内の空気を大気中に逃がすことができるため、容器100内の圧力が上昇するのを防止することができる。したがって、液体の揮発性が高い場合であっても、図3Fに示すように液体の注入後に容器100内からニードル41を抜脱したときに、容器100内に注入された液体が飛び出すのを防止することができる。
(1)本実施形態では、開口部110にシール部材120が取り付けられた容器100内にニードル41が挿入されて液体が注入される前に、図3A及び図3Bに示すように、シール部材120に貫通孔121が形成される。これにより、図3Dに示すように容器100内に液体が注入されたときに、シール部材120に予め形成された貫通孔121から容器100内の空気を大気中に逃がすことができるため、容器100内の圧力が上昇するのを防止することができる。したがって、液体の揮発性が高い場合であっても、図3Fに示すように液体の注入後に容器100内からニードル41を抜脱したときに、容器100内に注入された液体が飛び出すのを防止することができる。
(2)特に、本実施形態では、図3A及び図3Bに示すように、容器100内に対してニードル41が挿入及び抜脱されることによりシール部材120に貫通孔121が形成された後、図3Cに示すようにニードル41が容器100内に再度挿入され、図3Dに示すようにニードル41を介して容器100内に液体が注入される。すなわち、容器100内に液体を注入するためのニードル41を用いて、シール部材120に貫通孔121を形成することができる。これにより、シール部材120に貫通孔121を形成するための部材を別途設ける必要がなく、簡単な構成でシール部材120に貫通孔121を形成することができる。
(3)また、本実施形態では、図3A及び図3Bに示すようなニードル41を容器100内に対して挿入及び抜脱する動作が複数回繰り返されることにより、シール部材120に貫通孔121が形成される。本実施形態のように、ニードル41が細長い形状で撓みやすいことなどに起因して、ニードル41の位置精度にばらつきがある場合には、シール部材120における異なる位置をニードル41が複数回貫通することによって、複数の貫通孔121が形成される。これにより、図3Dに示すように容器100内に液体が注入されたときに、シール部材120に予め形成された複数の貫通孔121から容器100内の空気を大気中に逃がしやすくすることができるため、容器100内の圧力が上昇するのを効果的に防止することができる。
(4)また、本実施形態では、ニードル41を水平方向における特定位置(注入位置)で容器100内に対して挿入及び抜脱することにより、シール部材120に貫通孔121が形成された後、ニードル41を水平方向に移動させることなく、当該ニードル41を介して容器100内に液体が注入される。これにより、シール部材120に貫通孔121を形成するための動作が簡略化され、液体の注入が完了するまでの時間を短縮することができる。
5.変形例
上記実施形態と同様に、水平方向における特定位置(注入位置)で、ニードル41を容器100内に対して挿入及び抜脱する動作を複数回繰り返した場合であっても、ニードル41の位置精度が高ければ、シール部材120における同じ位置をニードル41が複数回貫通することになる。このような場合であっても、穿孔動作が複数回繰り返し行われるため、より大きな貫通孔121が形成される。したがって、容器100内に液体が注入されたときに、シール部材120に予め形成された貫通孔121から容器100内の空気を大気中に逃がしやすくすることができるため、容器100内の圧力が上昇するのを効果的に防止することができる。
上記実施形態と同様に、水平方向における特定位置(注入位置)で、ニードル41を容器100内に対して挿入及び抜脱する動作を複数回繰り返した場合であっても、ニードル41の位置精度が高ければ、シール部材120における同じ位置をニードル41が複数回貫通することになる。このような場合であっても、穿孔動作が複数回繰り返し行われるため、より大きな貫通孔121が形成される。したがって、容器100内に液体が注入されたときに、シール部材120に予め形成された貫通孔121から容器100内の空気を大気中に逃がしやすくすることができるため、容器100内の圧力が上昇するのを効果的に防止することができる。
ただし、水平方向における注入位置とは同じ位置ではなく、注入位置とは異なる位置にニードル41を水平移動させた上で、当該ニードル41を軸線Lに沿って移動させることにより、シール部材120に貫通孔121を形成するような構成であってもよい。
上記実施形態では、図3A及び図3Bに示すような一連の穿孔動作が、複数回繰り返し行われるような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、穿孔動作が1回だけ行われるような構成であってもよい。
また、上記実施形態では、吸引位置においてニードル41に液体を吸引した後に、当該ニードル41を用いてシール部材120に貫通孔121を形成するような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、ニードル41を用いてシール部材120に貫通孔121を形成した後、吸引位置において当該ニードル41に液体を吸引してもよい。
図3E及び図4のステップS106,107に示した動作は、省略することも可能である。すなわち、ニードル41を介して容器100内に液体を注入した後、ニードル41を一旦停止させることなく容器100内から抜脱するような構成であってもよい。
穿孔動作は、注入動作に用いられるニードル41とは異なる部材を用いて行われてもよい。また、ニードル41からの液体の注入先は、空の容器101に限られるものではない。本発明に係る注入装置は、ガスクロマトグラフ又は液体クロマトグラフのオートサンプラに限らず、自動前処理装置の液体注入機構など、他の分析装置としても適用することができる。
1 注入装置
2 容器収容部
3 容器保持部
4 注入機構
5 制御部
41 ニードル
42 移動機構
43 ポンプ
51 注入制御部
52 穿孔制御部
100~103 容器
110 開口部
120 シール部材
121 貫通孔
122 貫通孔
2 容器収容部
3 容器保持部
4 注入機構
5 制御部
41 ニードル
42 移動機構
43 ポンプ
51 注入制御部
52 穿孔制御部
100~103 容器
110 開口部
120 シール部材
121 貫通孔
122 貫通孔
Claims (8)
- 容器の開口部に取り付けられたシール部材に貫通孔を形成する穿孔ステップと、
前記穿孔ステップの後に、前記シール部材を貫通するように前記容器内にニードルを挿入し、当該ニードルを介して前記容器内に液体を注入した後、前記容器内から当該ニードルを抜脱する注入ステップとを備えることを特徴とする注入方法。 - 前記穿孔ステップでは、前記シール部材を貫通するように前記容器内に前記ニードルを挿入した後、前記容器内から当該ニードルを抜脱することで、前記シール部材に貫通孔を形成することを特徴とする請求項1に記載の注入方法。
- 前記穿孔ステップでは、前記ニードルを前記容器内に対して挿入及び抜脱する動作を複数回繰り返して行うことを特徴とする請求項2に記載の注入方法。
- 前記穿孔ステップでは、前記ニードルを水平方向における特定位置まで移動させた後、当該ニードルを軸線に沿って移動させることにより前記容器内に対して挿入及び抜脱し、
前記注入ステップでは、前記ニードルを水平方向における前記特定位置に維持したまま、当該ニードルを軸線に沿って移動させることを特徴とする請求項2又は3に記載の注入方法。 - 開口部にシール部材が取り付けられた容器を保持する容器保持部と、
ニードル及び当該ニードルを移動させる移動機構を有し、前記ニードルを介して前記容器内に液体を注入する注入機構と、
前記ニードルを前記移動機構で移動させることにより、前記シール部材を貫通するように前記容器内に当該ニードルを挿入し、当該ニードルを介して前記容器内に液体を注入した後、前記容器内から当該ニードルを抜脱する注入制御部と、
前記注入制御部により前記容器内に前記ニードルが挿入される前に、前記シール部材に貫通孔を形成する穿孔制御部とを備えたことを特徴とする注入装置。 - 前記穿孔制御部は、前記ニードルを前記移動機構で移動させることにより、前記シール部材を貫通するように前記容器内に当該ニードルを挿入した後、前記容器内から当該ニードルを抜脱することで、前記シール部材に貫通孔を形成することを特徴とする請求項5に記載の注入装置。
- 前記穿孔制御部は、前記ニードルを前記容器内に対して挿入及び抜脱する動作を複数回繰り返すことを特徴とする請求項6に記載の注入装置。
- 前記穿孔制御部は、前記ニードルを水平方向における特定位置で軸線に沿って移動させることにより、当該ニードルを前記容器内に対して挿入及び抜脱し、
前記注入制御部は、前記ニードルを水平方向における前記特定位置に維持したまま、当該ニードルを軸線に沿って移動させることを特徴とする請求項6又は7に記載の注入装置。
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2015/065671 WO2016194084A1 (ja) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | 注入方法及び注入装置 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016194084A1 true WO2016194084A1 (ja) | 2016-12-08 |
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ID=57441886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2015/065671 Ceased WO2016194084A1 (ja) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | 注入方法及び注入装置 |
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|---|---|
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