WO2020017408A1 - キャップ着脱装置、並びに、これを備えたサンプリング装置及び前処理装置 - Google Patents

キャップ着脱装置、並びに、これを備えたサンプリング装置及び前処理装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2020017408A1
WO2020017408A1 PCT/JP2019/027324 JP2019027324W WO2020017408A1 WO 2020017408 A1 WO2020017408 A1 WO 2020017408A1 JP 2019027324 W JP2019027324 W JP 2019027324W WO 2020017408 A1 WO2020017408 A1 WO 2020017408A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cap
attaching
shaft
detaching
container
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/027324
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
渡辺 勉
あかり 小田
誠久 蓮沼
Original Assignee
国立大学法人神戸大学
株式会社島津製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 国立大学法人神戸大学, 株式会社島津製作所 filed Critical 国立大学法人神戸大学
Priority to JP2020531263A priority Critical patent/JP7104923B2/ja
Priority to US17/259,619 priority patent/US20210292149A1/en
Publication of WO2020017408A1 publication Critical patent/WO2020017408A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67BAPPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B3/00Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/20Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/38Caps; Covers; Plugs; Pouring means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • C12M23/08Flask, bottle or test tube
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • 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
    • G01N35/04Details of the conveyor system
    • 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
    • G01N35/04Details of the conveyor system
    • G01N2035/0401Sample carriers, cuvettes or reaction vessels
    • G01N2035/0403Sample carriers with closing or sealing means
    • G01N2035/0405Sample carriers with closing or sealing means manipulating closing or opening means, e.g. stoppers, screw caps, lids or covers

Definitions

  • the present invention relates to a cap attaching / detaching device for attaching / detaching a cap formed with a screw portion to / from a container by rotating the cap, and a sampling device and a pretreatment device provided with the cap attaching / detaching device.
  • Microbial and plant cells are cultured in a culture solution in a culture tank, cells are collected from the culture solution, pre-treated, and then supplied to a liquid chromatograph mass spectrometer for metabolome analysis.
  • Techniques for performing analysis are known. In this type of technique, a sampling device for sampling a culture solution containing cells and a pretreatment device for performing pretreatment on cells contained in the sampled culture solution are used. The sampling of the culture solution is performed under aseptic conditions (for example, see Patent Document 1 below).
  • a cap is attached to the container from which the culture solution is sampled.
  • a cap is a screw type, and a screw thread formed on an outer peripheral surface of a container is screwed into a screw groove formed on an inner peripheral surface of the cap, and the cap is rotated and tightened. Thereby, the inside of the container can be sealed with a cap.
  • the above problem is not limited to the time of sampling for sampling the culture solution, but also occurs during the pretreatment of pretreating the cells contained in the sampled culture solution.
  • the above-described problem may occur not only in a container for accommodating a culture solution but also in an arbitrary container in which a cap rotates and is detachable.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a cap attaching / detaching device capable of securely attaching / detaching a cap with a simple configuration, and a sampling device and a pretreatment device provided with the same. Aim.
  • a cap attaching / detaching apparatus is a cap attaching / detaching apparatus for attaching / detaching a cap formed with a screw portion by rotating the cap with respect to a container, and includes a cap gripping section and a rotating mechanism.
  • the cap gripper grips the cap.
  • the rotation mechanism rotates the cap by attaching and detaching the cap to and from the container by rotating the cap holding portion.
  • the rotation mechanism has a shaft portion and a nut portion.
  • the shaft portion has a thread formed on an outer peripheral surface.
  • the nut portion has a thread groove screwed into the thread of the shaft portion formed on an inner peripheral surface, and holds the shaft portion rotatably in a fixed state.
  • the pitch of the thread is the same as the pitch of the thread formed on the cap.
  • the cap gripping portion can be moved in the axial direction while rotating through the shaft portion.
  • the rotation operation and the movement operation of the cap can be performed simultaneously with a simple configuration.
  • the pitch of the thread formed on the shaft is the same as the pitch of the thread formed on the cap, the rotation and movement of the cap can be appropriately performed with the rotation of the shaft. As a result, the cap can be securely attached and detached.
  • the cap holding portion may have a displacement portion and a shaft.
  • the displacement portion is displaceable between a state in which the cap is gripped and a state in which the cap is not gripped.
  • the shaft displaces the displacement portion by sliding along the axial direction.
  • the displacement portion of the cap grasping portion can be displaced, and the cap can be grasped by the displacement portion.
  • the cap can be gripped by a simple operation.
  • the shaft may be formed in a hollow shape. In this case, the shaft may be inserted into the shaft.
  • the cap attaching / detaching device may further include a moving mechanism.
  • the moving mechanism moves the container attached to the cap held by the cap holding unit by moving the rotation mechanism.
  • the sampling device is a sampling device for sampling a culture solution containing cells, wherein the culture is performed in the cap attaching / detaching device and the container in which the cap is removed by the cap attaching / detaching device.
  • a sampling mechanism for sampling the liquid is a sampling device for sampling a culture solution containing cells, wherein the culture is performed in the cap attaching / detaching device and the container in which the cap is removed by the cap attaching / detaching device.
  • the cap when the culture solution is sampled in the container by the sampling device, the cap can be reliably attached and detached with a simple configuration.
  • the pretreatment device is a pretreatment device for pretreating cells in a container, wherein the cap attachment / detachment device and the inside of the container from which the cap has been removed by the cap attachment / detachment device. And a reagent supply mechanism for supplying a reagent to the apparatus.
  • the cap when supplying the reagent into the container in the pretreatment device, the cap can be reliably attached and detached with a simple configuration.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an automatic preprocessing system including a sampling device and a preprocessing device to which a cap attaching / detaching device according to an embodiment of the present invention is applied. It is a perspective view of a cap attaching / detaching apparatus. It is a front view of a cap attaching / detaching apparatus. It is a bottom view of a cap attaching / detaching apparatus.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line AA of the cap attaching / detaching device of FIG. 4.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an automatic preprocessing system 10 including a sampling device 1 and a preprocessing device 2 to which a cap attaching / detaching device according to an embodiment of the present invention is applied. It is.
  • the automatic pre-processing system 10 is a device for automatically performing pre-processing on an analysis target.
  • the analyte is, for example, a cultured cell, and more specifically, a cell.
  • the automatic pre-processing system 10 includes a sampling device 1 and a pre-processing device 2. From the cells that have been pretreated by the automatic pretreatment system 10, metabolites of the cells are extracted and supplied to the liquid chromatograph mass spectrometer 3.
  • the liquid chromatograph / mass spectrometer 3 is merely an example of an analyzer for analyzing an analyte, and the analysis can be performed using another analyzer.
  • the sampling device 1 is a device for sampling a liquid from a container (culture container). For example, cells of microorganisms and plants are cultured in a culture solution in a container called a bioreactor, and a culture solution containing cells in the bioreactor is sampled by the sampling device 1.
  • the bioreactor is provided with, for example, a stirring member that is rotated using magnetic force, an oxygen concentration sensor for detecting the concentration of dissolved oxygen, and the like. Is adjusted, the cells are cultured in the sampling device 1.
  • the pretreatment device 2 performs pretreatment on cells contained in the culture solution sampled from inside the bioreactor.
  • a culture solution containing cells is accommodated in a test tube as a container (sampling container).
  • the pretreatment device 2 is provided with a centrifugal separation mechanism 4, a liquid removal mechanism 5, a reagent supply mechanism 6, a stirring mechanism 7, an extraction mechanism 8, and the like. These mechanisms are included in the culture solution in the test tube. Pretreatment is sequentially performed on the cells.
  • the centrifugal separation mechanism 4 performs centrifugation on a test tube containing a culture solution containing cells. Thereby, centrifugal force is applied to the culture solution in the test tube, and the culture solution is separated into cells (solid) and liquid other than cells. Then, the liquid other than the cells centrifuged in the test tube by the centrifugal separation mechanism 4 is removed by using the liquid removal mechanism 5 to collect the cells.
  • the reagent is supplied by the reagent supply mechanism 6 into the test tube after the liquid is removed by the liquid removal mechanism 5.
  • the reagent is mixed with the cells in the test tube, and a mixed solution is generated.
  • the mixed liquid generated by the reagent supply mechanism 6 is stirred by the stirring mechanism 7.
  • the reagent used in the present embodiment is a reagent for extracting metabolites in cells, and a suspension in which metabolites are extracted from cells by stirring a mixture of the cells and the reagent. A liquid is obtained. A part of the suspension thus obtained is extracted as an extract by the extraction mechanism 8 and supplied to the liquid chromatograph mass spectrometer 3.
  • FIG. 2 is a perspective view of the cap attaching / detaching device 20.
  • FIG. 3 is a front view of the cap attaching / detaching device 20.
  • FIG. 4 is a bottom view of the cap attaching / detaching device 20.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA of the cap attaching / detaching device 20 of FIG.
  • the cap 141 is attached to and detached from the test tube 14 in which the culture solution is stored in the sampling device 1 by the cap attaching and detaching device 20.
  • the cap 141 is a screw type, and a screw thread formed on the outer peripheral surface of the test tube 14 is screwed into a screw groove (thread portion) formed on the inner peripheral surface of the cap 141, and the cap 141 is attached. By rotating and tightening, the inside of the test tube 14 can be sealed.
  • the test tube 14 is set in the sampling device 1 with the cap 141 attached to the empty state.
  • a plurality of test tubes 14 can be set in the sampling device 1, and each test tube 14 is sequentially transported and used.
  • the cap 141 is removed from the test tube 14 by the cap attaching / detaching device 20, and after the culture solution is sampled in the test tube 14, the test tube 14 is sampled.
  • the cap 141 is attached again.
  • the cap attaching / detaching device 20 can be applied not only to the sampling device 1 but also to the pretreatment device 2. That is, when the test tube 14 containing the culture solution is transported from the sampling device 1 to the pretreatment device 2, even when the cap 141 is attached to or detached from the test tube 14, the cap attaching / detaching device 20 is used. Good. In this case, after centrifugation by the centrifugal separation mechanism 4, the cap 141 is removed from the test tube 14 by the cap attaching / detaching device 20, liquid other than cells is removed from the test tube 14 by the liquid removal mechanism 5, and reagent supply is performed. After the reagent is supplied into the test tube 14 by the mechanism 6, the cap 141 may be attached to the test tube 14 again by the cap attaching / detaching device 20.
  • the cap attaching / detaching device 20 includes a cap grip 21 for gripping the cap 141 and a rotation mechanism 22 for rotating the cap grip 21.
  • a cap grip 21 for gripping the cap 141
  • a rotation mechanism 22 for rotating the cap grip 21.
  • the cap grip 21 includes a pair of displacement parts 211 and a shaft 212 for displacing the pair of displacement parts 211.
  • the pair of displacement parts 211 are claw-shaped members arranged to face each other, and can be gripped by sandwiching the cap 141 between the pair of displacement parts 211.
  • the pair of displacement portions 211 are supported so as to be swingable about the support shaft 213.
  • the pair of displacement portions 211 can be displaced between a state in which the tip portions are close to each other and a state in which the tip portions are separated from each other by swinging about the support shaft 213.
  • the tip portions of the pair of displacement portions 211 are close to each other, and the cap 141 can be gripped by the tip portions. From this state, if the pair of displacement portions 211 swings about the support shaft 213 and their tip ends are separated from the outer diameter of the cap 141, the pair of displacement portions 211 do not grip the cap 141. Becomes
  • the test tube 14 to which the cap 141 is attached is held in a state where the axial direction thereof extends in the vertical direction. In this state, the test tube 14 cannot rotate around the axis. That is, by fixing the outer peripheral surface of the test tube 14, the test tube 14 is not rotated even when the cap 141 is rotated.
  • the outer peripheral surface of the test tube 14 may be fixed at the installation position where the test tube 14 is installed, or the cap attaching / detaching device 20 is provided with a fixing mechanism for fixing the outer peripheral surface of the test tube 14. Is also good.
  • the shaft 212 extends coaxially (up and down) with the test tube 14 held by the pair of displacement portions 211.
  • the shaft 212 is held so as to be slidable along the axial direction thereof.
  • the pair of displacement portions 211 can be displaced.
  • the shaft 212 can be slid by, for example, a driving source such as a cylinder 214 provided in the cap holding portion 21.
  • the rotation mechanism 22 includes a hollow shaft portion 221 and a nut portion 222 that rotatably holds the shaft portion 221.
  • the shaft portion 221 extends coaxially (up and down) with the shaft 212 of the cap holding portion 21, and the shaft 212 is inserted therein.
  • the inner diameter of the shaft 221 is larger than the outer diameter of the shaft 212. Therefore, even when the shaft portion 221 is rotated, no external force is applied to the shaft 212, so that the shaft 212 does not rotate.
  • a thread 223 is formed on the outer peripheral surface of the shaft portion 221.
  • a screw groove 224 that is screwed into the screw thread 223 of the shaft part 221 is formed on the inner peripheral surface of the nut part 222.
  • the nut portion 222 is fixed at a predetermined position in the cap attaching / detaching device 20, and the shaft portion 221 is screwed into the nut portion 222 so that the shaft portion 221 is fixed to the fixed nut portion 222. It is held rotatably. Therefore, when the shaft portion 221 is rotated, the shaft portion 221 moves in the axial direction (vertical direction) while rotating with respect to the fixed nut portion 222.
  • the motor 226 provided in the rotation mechanism 22 is connected to the shaft 221 via a plurality of gears 225. Accordingly, when the motor 226 is rotated, the shaft portion 221 is rotated through the plurality of gears 225, and accordingly, the pair of displacement portions 211 of the cap gripping portion 21 are moved in the axial direction while rotating. Can be.
  • the pitch of the thread 223 formed on the outer peripheral surface of the shaft portion 221 is the same as the pitch of the thread groove formed on the inner peripheral surface of the cap 141. Therefore, the amount of movement of the shaft portion 221 relative to the nut portion 222 per rotation is equal to the amount of movement of the cap 141 relative to the test tube 14 per rotation.
  • the cap holding portion 21 and the rotation mechanism 22 can be integrally moved by the movement mechanism 23.
  • the moving mechanism 23 includes, for example, a motor and a plurality of gears (both not shown), and is attached to the cap 141 held by the cap holding unit 21 by moving the rotating mechanism 22 in the vertical and horizontal directions.
  • the test tube 14 can be moved.
  • the pair of displacement portions 211 of the cap gripping portion 21 is displaced by sliding the shaft 212 along the axial direction (vertical direction), and the cap 141 is gripped by the displacement portion 211. can do.
  • the cap 141 can be gripped by a simple operation.
  • the shaft 212 that slides in the axial direction (up and down direction) is inserted into the hollow shaft portion 221. Therefore, it is possible to prevent the operation of the shaft 212 and the operation of the shaft portion 221 from interfering with each other.
  • the displacement unit that grips the cap 141 includes the pair of claw-shaped displacement units 211.
  • the configuration is not limited to such a configuration, and any other configuration may be used as long as the displacement unit provided in the cap gripping unit 21 can be displaced between a state in which the cap 141 is gripped and a state in which the cap 141 is not gripped. Is also good.
  • the cap gripping portion 21 is not limited to the configuration in which the cap 141 is gripped by the displacement portion, and any other configuration can be adopted as long as the cap 141 can be gripped.
  • the shaft portion 221 is not limited to the configuration arranged to extend in the vertical direction, but may be configured to extend in a direction intersecting the vertical direction.
  • the test tube 14 is also arranged so as to extend in a direction intersecting the vertical direction (coaxially with the shaft portion 221).
  • the cap 141 to be attached to and detached from the test tube 14 is not limited to a configuration in which a screw groove formed on the inner peripheral surface is screwed into a screw thread formed on the outer peripheral surface of the test tube 14.
  • a configuration may be employed in which a screw thread formed on the outer peripheral surface is screwed into a screw groove formed on the inner peripheral surface of the test tube 14.
  • the cap attaching / detaching device 20 is not limited to the sampling device 1 and the pre-processing device 2, and can be applied to any other devices. That is, the cap attaching / detaching device 20 is not limited to the test tube 14, and can be used when attaching / detaching the cap to / from any other container.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

キャップ着脱装置20は、ネジ部が形成されたキャップ141を試験管14に対して回転させることにより着脱するための装置である。キャップ把持部21は、キャップ141を把持する。回転機構22は、キャップ把持部21を回転させることにより、キャップ141を回転させて試験管14に着脱する。回転機構22は、軸部221と、ナット部222とを有する。軸部221は、外周面にネジ山223が形成されている。ナット部222は、軸部221のネジ山223に螺合されるネジ溝224が内周面に形成され、固定された状態で軸部221を回転可能に保持する。ネジ山223のピッチは、キャップ141に形成されたネジ部のピッチと同一である。

Description

キャップ着脱装置、並びに、これを備えたサンプリング装置及び前処理装置
 本発明は、ネジ部が形成されたキャップを容器に対して回転させることにより着脱するためのキャップ着脱装置、並びに、これを備えたサンプリング装置及び前処理装置に関するものである。
 微生物や植物の細胞を培養槽内の培養液中で培養し、その培養液から細胞を回収して前処理を行った上で、液体クロマトグラフ質量分析装置に供給することにより、メタボローム解析などの分析を行う技術が知られている。この種の技術では、細胞を含む培養液をサンプリングするためのサンプリング装置と、サンプリングされた培養液に含まれる細胞に対して前処理を行うための前処理装置とが用いられている。培養液のサンプリングは、無菌状態にて行われる(例えば、下記特許文献1参照)。
 培養液がサンプリングされる容器には、キャップが取り付けられている。一般的に、キャップはネジ式のものであり、キャップの内周面に形成されたネジ溝に対して、容器の外周面に形成されたネジ山を螺合し、キャップを回転させて締め付けることによって、容器内をキャップで密閉することができる。
特開2012-200239号公報
 サンプリングを自動で行う場合、容器に対するキャップの着脱も自動で行う必要がある。この場合、キャップを回転させる動作(回転動作)と、容器及びキャップを互いに離間又は接近させるためにキャップを移動させる動作(移動動作)とを同時に行う必要がある。そのため、回転動作を行うための回転機構と、移動動作を行うための移動機構とを設けて、それらを同期するように駆動させるキャップ着脱装置を用いることが考えられる。
 しかしながら、回転機構と移動機構とで別々のモータを用いた場合には、キャップの回転に要するトルクが変動したときなどに、回転動作と移動動作とが同期しなくなり、キャップの着脱を確実に行うことができなくなるおそれがある。また、制御用及び駆動用の部品が多く、製造コストも高くなるといった問題がある。
 ギアなどを用いて回転機構と移動機構とを連結し、1つのモータで駆動させることも考えられる。しかし、この場合にも、ギアなどの駆動用の部品が多くなるため、構造が複雑になり、故障も生じやすくなる。
 上記のような問題は、培養液をサンプリングするサンプリング時に限らず、サンプリングされた培養液に含まれる細胞に対して前処理を行う前処理時などにも生じる問題である。また、上記のような問題は、培養液を収容するための容器だけでなく、キャップが回転して着脱される任意の容器において生じるおそれがある。
 本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でキャップの着脱を確実に行うことができるキャップ着脱装置、並びに、これを備えたサンプリング装置及び前処理装置を提供することを目的とする。
(1)本発明に係るキャップ着脱装置は、ネジ部が形成されたキャップを容器に対して回転させることにより着脱するためのキャップ着脱装置であって、キャップ把持部と、回転機構とを備える。前記キャップ把持部は、前記キャップを把持する。前記回転機構は、前記キャップ把持部を回転させることにより、前記キャップを回転させて前記容器に着脱する。
 前記回転機構は、軸部と、ナット部とを有する。前記軸部は、外周面にネジ山が形成されている。前記ナット部は、前記軸部の前記ネジ山に螺合されるネジ溝が内周面に形成され、固定された状態で前記軸部を回転可能に保持する。前記ネジ山のピッチは、前記キャップに形成された前記ネジ部のピッチと同一である。
 このような構成によれば、固定されたナット部に対して軸部を回転させることにより、軸部を介してキャップ把持部を回転させながら軸線方向に移動させることができる。これにより、簡単な構成でキャップの回転動作及び移動動作を同時に行うことができる。特に、軸部に形成されたネジ山のピッチが、キャップに形成されたネジ部のピッチと同一であることにより、軸部の回転に伴い、キャップの回転動作及び移動動作を適切に行うことができるため、キャップの着脱を確実に行うことができる。
(2)前記キャップ把持部は、変位部と、シャフトとを有していてもよい。前記変位部は、前記キャップを把持する状態と把持しない状態との間で変位可能である。前記シャフトは、軸線方向に沿ってスライドすることにより前記変位部を変位させる。
 このような構成によれば、シャフトを軸線方向に沿ってスライドさせることにより、キャップ把持部の変位部を変位させて、当該変位部でキャップを把持することができる。このように、シャフトをスライドさせる動作を変位部の変位に変換することにより、簡単な動作でキャップを把持することができる。
(3)前記軸部は、中空状に形成されていてもよい。この場合、前記シャフトは、前記軸部内に挿通されていてもよい。
 このような構成によれば、軸線方向にスライドするシャフトが、中空状の軸部内に挿通されているため、シャフトの動作と軸部の動作が互いに干渉するのを防止することができる。
(4)前記キャップ着脱装置は、移動機構をさらに備えていてもよい。前記移動機構は、前記回転機構を移動させることにより、前記キャップ把持部により把持された前記キャップに取り付けられている前記容器を移動させる。
 このような構成によれば、キャップ着脱装置を用いて、キャップを着脱することができるだけでなく、キャップが取り付けられた状態の容器を移動させることができる。したがって、容器を移動させるための装置を別途設ける必要がなく、構成がより簡単になる。
(5)本発明に係るサンプリング装置は、細胞を含む培養液をサンプリングするためのサンプリング装置であって、前記キャップ着脱装置と、前記キャップ着脱装置により前記キャップが取り外された前記容器内に前記培養液をサンプリングするサンプリング機構とを備える。
 このような構成によれば、サンプリング装置において容器内に培養液をサンプリングする際に、簡単な構成でキャップの着脱を確実に行うことができる。
(6)本発明に係る前処理装置は、容器内の細胞に対する前処理を行うための前処理装置であって、前記キャップ着脱装置と、前記キャップ着脱装置により前記キャップが取り外された前記容器内に試薬を供給する試薬供給機構とを備える。
 このような構成によれば、前処理装置において容器内に試薬を供給する際に、簡単な構成でキャップの着脱を確実に行うことができる。
 本発明によれば、固定されたナット部に対して軸部を回転させるだけの簡単な構成で、キャップの回転動作及び移動動作を適切に行うことができるため、キャップの着脱を確実に行うことができる。
本発明の一実施形態に係るキャップ着脱装置が適用されるサンプリング装置及び前処理装置を備えた自動前処理システムの概略構成を示したブロック図である。 キャップ着脱装置の斜視図である。 キャップ着脱装置の正面図である。 キャップ着脱装置の底面図である。 図4のキャップ着脱装置のA-A断面図である。
1.自動前処理システムの概略構成
 図1は、本発明の一実施形態に係るキャップ着脱装置が適用されるサンプリング装置1及び前処理装置2を備えた自動前処理システム10の概略構成を示したブロック図である。この自動前処理システム10は、分析対象物に対する前処理を自動で行うための装置である。本実施形態において、分析対象物は、例えば培養された細胞であり、より具体的には菌体である。
 自動前処理システム10には、サンプリング装置1及び前処理装置2が備えられている。自動前処理システム10により前処理が行われた後の細胞からは、その細胞の代謝産物が抽出されて、液体クロマトグラフ質量分析装置3に供給される。液体クロマトグラフ質量分析装置3は、分析対象物を分析するための分析装置の一例に過ぎず、他の分析装置を用いて分析を行うことも可能である。
 サンプリング装置1は、容器(培養容器)から液体をサンプリングするための装置である。例えば、微生物や植物の細胞は、バイオリアクタと呼ばれる容器内において培養液中で培養され、バイオリアクタ内の細胞を含む培養液がサンプリング装置1によりサンプリングされる。バイオリアクタ内には、例えば磁力を用いて回転される攪拌部材や、溶存酸素の濃度を検知するための酸素濃度センサなどが設けられており、バイオリアクタ内において培養液を攪拌しながら溶存酸素濃度を調整することにより、サンプリング装置1内において細胞が培養される。
 前処理装置2は、バイオリアクタ内からサンプリングされた培養液に含まれる細胞に対して前処理を行う。サンプリング装置1では、細胞を含む培養液が、容器(サンプリング容器)としての試験管に収容される。前処理装置2には、遠心分離機構4、液体除去機構5、試薬供給機構6、攪拌機構7及び抽出機構8などが備えられており、これらの各機構により、試験管内の培養液に含まれる細胞に対して前処理が順次行われる。
 遠心分離機構4は、細胞を含む培養液が収容された試験管に対して遠心分離を行う。これにより、試験管内の培養液に遠心力が付与され、細胞(固体)と細胞以外の液体とに分離される。そして、遠心分離機構4により試験管内で遠心分離された細胞以外の液体が、液体除去機構5を用いて除去されることにより、細胞が回収される。
 液体除去機構5により液体が除去された後の試験管内には、試薬供給機構6により試薬が供給される。これにより、試験管内の細胞に試薬が混合され、混合液が生成される。そして、試薬供給機構6により生成された混合液が、攪拌機構7により攪拌される。
 本実施形態において使用される試薬は、細胞中の代謝産物を抽出するための試薬であり、細胞に試薬が混合された混合液を攪拌することにより、細胞中から代謝産物が抽出された懸濁液が得られる。このようにして得られた懸濁液の一部が、抽出液として抽出機構8により抽出され、液体クロマトグラフ質量分析装置3に供給される。
2.キャップ着脱装置の具体的構成
 図2は、キャップ着脱装置20の斜視図である。図3は、キャップ着脱装置20の正面図である。図4は、キャップ着脱装置20の底面図である。図5は、図4のキャップ着脱装置20のA-A断面図である。
 本実施形態では、サンプリング装置1において培養液が収容される試験管14に対して、キャップ着脱装置20によりキャップ141が着脱される。キャップ141はネジ式のものであり、キャップ141の内周面に形成されたネジ溝(ネジ部)に対して、試験管14の外周面に形成されたネジ山を螺合し、キャップ141を回転させて締め付けることにより、試験管14内を密閉することができる。
 試験管14は、内部が空の状態でキャップ141が取り付けられ、サンプリング装置1にセットされる。サンプリング装置1には、複数の試験管14をセットすることができるようになっており、各試験管14が順次搬送されて使用される。サンプリング装置1において各試験管14に培養液をサンプリングする際には、キャップ着脱装置20により試験管14からキャップ141が取り外され、その試験管14内に培養液がサンプリングされた後、試験管14にキャップ141が再度取り付けられる。
 キャップ着脱装置20は、サンプリング装置1だけでなく、前処理装置2に適用することも可能である。すなわち、培養液が収容された試験管14がサンプリング装置1から前処理装置2に搬送された場合、その試験管14に対してキャップ141を着脱する際に、キャップ着脱装置20が用いられてもよい。この場合、遠心分離機構4による遠心分離後に、キャップ着脱装置20により試験管14からキャップ141が取り外され、その試験管14内から細胞以外の液体が液体除去機構5により除去されるとともに、試薬供給機構6により試験管14内に試薬が供給された後、キャップ着脱装置20により試験管14にキャップ141が再度取り付けられてもよい。
 キャップ着脱装置20は、キャップ141を把持するキャップ把持部21と、キャップ把持部21を回転させる回転機構22とを備えている。キャップ把持部21によりキャップ141を把持した状態で、回転機構22によりキャップ把持部21を回転させれば、キャップ141を回転させて試験管14に着脱することができる。
 キャップ把持部21は、1対の変位部211と、これらの1対の変位部211を変位させるためのシャフト212とを備えている。1対の変位部211は、互いに対向して配置された爪状の部材であり、1対の変位部211の間にキャップ141を挟んで把持することができる。
 1対の変位部211は、支軸213を中心にして、それぞれ揺動可能に支持されている。1対の変位部211は、支軸213を中心に揺動することにより、先端部が互いに接近した状態と、先端部が互いに離間した状態との間で変位することができる。キャップ141を把持するときには、1対の変位部211の先端部が接近した状態となり、それらの先端部でキャップ141を把持することができる。この状態から、1対の変位部211が支軸213を中心に揺動し、それらの先端部がキャップ141の外径よりも離間すれば、1対の変位部211がキャップ141を把持しない状態となる。
 1対の変位部211によりキャップ141が把持された状態で、当該キャップ141が取り付けられている試験管14は、その軸線方向が上下方向に延びる状態で保持される。この状態において、試験管14は、軸線を中心に回転できない状態となっている。すなわち、試験管14の外周面が固定されることにより、キャップ141を回転させた場合であっても、試験管14が回転しないようになっている。具体的には、試験管14が設置される設置位置において試験管14の外周面を固定してもよいし、試験管14の外周面を固定する固定機構がキャップ着脱装置20に備えられていてもよい。
 シャフト212は、1対の変位部211により把持される試験管14と同軸上(上下方向)に延びている。シャフト212は、その軸線方向に沿ってスライド可能に保持されており、このシャフト212をスライドさせることにより1対の変位部211を変位させることができる。具体的には、シャフト212を下方にスライドさせることにより、1対の変位部211の先端部が離間し、シャフト212を上方にスライドさせることにより、1対の変位部211の先端部が接近する。シャフト212は、例えばキャップ把持部21に備えられたシリンダ214などの駆動源によりスライドさせることができる。
 回転機構22は、中空状の軸部221と、軸部221を回転可能に保持するナット部222とを備えている。軸部221を回転させれば、キャップ把持部21の1対の変位部211を回転させることができる。軸部221は、キャップ把持部21のシャフト212と同軸上(上下方向)に延びており、内部にシャフト212が挿通されている。軸部221の内径は、シャフト212の外径よりも大きい。したがって、軸部221を回転させた場合であっても、シャフト212には外力が加わらず、シャフト212は回転しないようになっている。
 軸部221の外周面には、ネジ山223が形成されている。また、ナット部222の内周面には、軸部221のネジ山223に螺合されるネジ溝224が形成されている。ナット部222は、キャップ着脱装置20において所定の位置に固定されており、このナット部222に軸部221が螺合されることにより、軸部221は固定された状態のナット部222に対して回転可能に保持されている。したがって、軸部221を回転させたときには、固定された状態のナット部222に対して、軸部221が回転しながら軸線方向(上下方向)に移動するようになっている。
 軸部221には、複数のギア225を介して、回転機構22に備えられたモータ226が連結されている。これにより、モータ226を回転させれば、複数のギア225を介して軸部221を回転させ、それに伴って、キャップ把持部21の1対の変位部211を回転させながら軸線方向に移動させることができる。
 本実施形態では、軸部221の外周面に形成されたネジ山223のピッチが、キャップ141の内周面に形成されたネジ溝のピッチと同一となっている。したがって、軸部221の1回転当たりのナット部222に対する移動量と、キャップ141の1回転当たりの試験管14に対する移動量は同一である。
 図4に概念的に示すように、キャップ把持部21及び回転機構22は、移動機構23により一体的に移動させることができるようになっている。移動機構23は、例えばモータ及び複数のギア(いずれも図示せず)を備えており、回転機構22を上下方向及び水平方向に移動させることにより、キャップ把持部21により把持されたキャップ141に取り付けられている試験管14を移動させることができる。
3.作用効果
(1)本実施形態では、固定されたナット部222に対して軸部221を回転させることにより、軸部221を介してキャップ把持部21を回転させながら軸線方向(上下方向)に移動させることができる。これにより、簡単な構成でキャップ141の回転動作及び移動動作を同時に行うことができる。特に、軸部221に形成されたネジ山223のピッチが、キャップ141に形成されたネジ部のピッチと同一であることにより、軸部221の回転に伴い、キャップ141の回転動作及び移動動作を適切に行うことができるため、キャップ141の着脱を確実に行うことができる。
(2)本実施形態では、シャフト212を軸線方向(上下方向)に沿ってスライドさせることにより、キャップ把持部21の1対の変位部211を変位させて、当該変位部211でキャップ141を把持することができる。このように、シャフト212をスライドさせる動作を1対の変位部211の変位に変換することにより、簡単な動作でキャップ141を把持することができる。
(3)本実施形態では、軸線方向(上下方向)にスライドするシャフト212が、中空状の軸部221内に挿通された構成となっている。そのため、シャフト212の動作と軸部221の動作が互いに干渉するのを防止することができる。
(4)本実施形態では、移動機構23で回転機構22を移動させることにより、キャップ着脱装置20を用いて、キャップ141を着脱することができるだけでなく、キャップ141が取り付けられた状態の試験管14を移動させることができる。したがって、試験管14を移動させるための装置を別途設ける必要がなく、構成がより簡単になる。
4.変形例
 以上の実施形態では、キャップ141を把持する変位部が、爪状の1対の変位部211により構成される場合について説明した。しかし、このような構成に限らず、キャップ把持部21に備えられた変位部は、キャップ141を把持する状態と把持しない状態との間で変位可能であれば、他の任意の構成であってもよい。また、キャップ把持部21は、変位部によりキャップ141を把持するような構成に限らず、キャップ141を把持することができるような構成であれば、他の任意の構成を採用することができる。
 軸部221は、上下方向に延びるように配置された構成に限らず、上下方向に対して交差する方向に延びるように配置された構成であってもよい。この場合、試験管14も上下方向に対して交差する方向(軸部221と同軸上)に延びるように配置されることとなる。
 試験管14に着脱されるキャップ141は、その内周面に形成されたネジ溝が、試験管14の外周面に形成されたネジ山に螺合されるような構成に限らず、キャップ141の外周面に形成されたネジ山が、試験管14の内周面に形成されたネジ溝に螺合されるような構成であってもよい。
 なお、本発明に係るキャップ着脱装置20は、サンプリング装置1や前処理装置2に限らず、他の任意の装置に適用することができる。すなわち、キャップ着脱装置20は、試験管14に限らず、他の任意の容器に対してキャップを着脱する際に使用することができる。
1   サンプリング装置
2   前処理装置
3   液体クロマトグラフ質量分析装置
4   遠心分離機構
5   液体除去機構
6   試薬供給機構
7   攪拌機構
8   抽出機構
10  自動前処理システム
14  試験管
20  キャップ着脱装置
21  キャップ把持部
22  回転機構
23  移動機構
141 キャップ
211 変位部
212 シャフト
213 支軸
214 シリンダ
221 軸部
222 ナット部
223 ネジ山
224 ネジ溝
225 ギア
226 モータ

Claims (6)

  1.  ネジ部が形成されたキャップを容器に対して回転させることにより着脱するためのキャップ着脱装置であって、
     前記キャップを把持するキャップ把持部と、
     前記キャップ把持部を回転させることにより、前記キャップを回転させて前記容器に着脱する回転機構とを備え、
     前記回転機構は、
     外周面にネジ山が形成された軸部と、
     前記軸部の前記ネジ山に螺合されるネジ溝が内周面に形成され、固定された状態で前記軸部を回転可能に保持するナット部とを有し、
     前記ネジ山のピッチが、前記キャップに形成された前記ネジ部のピッチと同一であることを特徴とするキャップ着脱装置。
  2.  前記キャップ把持部は、
     前記キャップを把持する状態と把持しない状態との間で変位可能な変位部と、
     軸線方向に沿ってスライドすることにより前記変位部を変位させるシャフトとを有することを特徴とする請求項1に記載のキャップ着脱装置。
  3.  前記軸部は、中空状に形成されており、
     前記シャフトは、前記軸部内に挿通されていることを特徴とする請求項2に記載のキャップ着脱装置。
  4.  前記回転機構を移動させることにより、前記キャップ把持部により把持された前記キャップに取り付けられている前記容器を移動させるための移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のキャップ着脱装置。
  5.  細胞を含む培養液をサンプリングするためのサンプリング装置であって、
     請求項1に記載のキャップ着脱装置を備え、
     前記キャップ着脱装置により前記キャップが取り外された前記容器内に前記培養液をサンプリングすることを特徴とするサンプリング装置。
  6.  容器内の細胞に対する前処理を行うための前処理装置であって、
     請求項1に記載のキャップ着脱装置と、
     前記キャップ着脱装置により前記キャップが取り外された前記容器内に試薬を供給する試薬供給機構とを備えることを特徴とする前処理装置。
PCT/JP2019/027324 2018-07-17 2019-07-10 キャップ着脱装置、並びに、これを備えたサンプリング装置及び前処理装置 WO2020017408A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020531263A JP7104923B2 (ja) 2018-07-17 2019-07-10 キャップ着脱装置、並びに、これを備えたサンプリング装置及び前処理装置
US17/259,619 US20210292149A1 (en) 2018-07-17 2019-07-10 Cap attaching/detaching device, and sampling device and pre-processing device provided with same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018134171 2018-07-17
JP2018-134171 2018-07-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020017408A1 true WO2020017408A1 (ja) 2020-01-23

Family

ID=69163648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/027324 WO2020017408A1 (ja) 2018-07-17 2019-07-10 キャップ着脱装置、並びに、これを備えたサンプリング装置及び前処理装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20210292149A1 (ja)
JP (1) JP7104923B2 (ja)
WO (1) WO2020017408A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023083313A1 (zh) * 2021-11-13 2023-05-19 圣湘生物科技股份有限公司 开关盖装置及核酸提取仪

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6234275U (ja) * 1985-08-14 1987-02-28
JPH042485A (ja) * 1990-04-17 1992-01-07 Okuma Mach Works Ltd アクチュエータ
JP2003094374A (ja) * 2001-09-20 2003-04-03 Aloka Co Ltd ハンドリング装置
JP2012200239A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Nippon Koden Corp 細胞培養装置
JP2016064445A (ja) * 2007-05-22 2016-04-28 津田 勝 電動ロボットハンド
WO2017069151A1 (ja) * 2015-10-20 2017-04-27 ロート製薬株式会社 細胞処理装置
JP2018000020A (ja) * 2016-06-28 2018-01-11 株式会社デンソーウェーブ 細胞培養容器,自動細胞培養装置,液体収容器,ロボットハンド及びロボットシステム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3589103A (en) * 1968-06-22 1971-06-29 Luis B Calvillo Machines for unscrewing caps or stoppers from containers
US4171650A (en) * 1977-12-09 1979-10-23 John Cardinal Jar lid loosening device
PH24085A (en) * 1986-04-30 1990-03-05 Isabelita Hilaro Chen Bottle closure opener
DE19512905A1 (de) * 1995-04-06 1996-10-10 Boehringer Mannheim Gmbh Vorrichtung zum Herausziehen oder Abdrehen von Verschlüssen von Gefäßen
US6257091B1 (en) * 1998-07-14 2001-07-10 Bayer Corporation Automatic decapper
US6871566B2 (en) * 2001-09-20 2005-03-29 Aloka Co., Ltd. Cap opening system and method for opening cap
EP2886508B1 (de) * 2013-12-20 2016-04-13 CTC Analytics AG Betätigungsvorrichtung für Schraubdeckel
JP6850802B2 (ja) * 2016-08-03 2021-03-31 株式会社日立ハイテク 栓処理装置およびそれを備えた検体検査自動化システム
CN106495073B (zh) * 2016-12-15 2019-05-28 深圳市恒科通机器人有限公司 旋盖机及其旋盖装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6234275U (ja) * 1985-08-14 1987-02-28
JPH042485A (ja) * 1990-04-17 1992-01-07 Okuma Mach Works Ltd アクチュエータ
JP2003094374A (ja) * 2001-09-20 2003-04-03 Aloka Co Ltd ハンドリング装置
JP2016064445A (ja) * 2007-05-22 2016-04-28 津田 勝 電動ロボットハンド
JP2012200239A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Nippon Koden Corp 細胞培養装置
WO2017069151A1 (ja) * 2015-10-20 2017-04-27 ロート製薬株式会社 細胞処理装置
JP2018000020A (ja) * 2016-06-28 2018-01-11 株式会社デンソーウェーブ 細胞培養容器,自動細胞培養装置,液体収容器,ロボットハンド及びロボットシステム

Also Published As

Publication number Publication date
JP7104923B2 (ja) 2022-07-22
JPWO2020017408A1 (ja) 2021-08-02
US20210292149A1 (en) 2021-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101726618B (zh) 夹持设备及开盖机
US9878890B2 (en) Universal container capper/decapper
WO2020017408A1 (ja) キャップ着脱装置、並びに、これを備えたサンプリング装置及び前処理装置
EP3236267B1 (en) Decapper and apparatus
CN105203364A (zh) 海水中有机污染物富集装置及富集方法
US11607204B2 (en) Packaging and devices to access screw-top containers in automated systems
US11788935B2 (en) Sampling device
CN205527650U (zh) 一种采血管同步开盖装置
CN202182892U (zh) 自动加样设备左右旋机械手
CN109516426A (zh) 开关盖套件及具有开关盖功能的机器人
CN216322641U (zh) 一种食品检验离心机
CN209367770U (zh) 开关盖套件及具有开关盖功能的机器人
CN115575591A (zh) 化学需氧量的自动化检测系统和方法
CN209367771U (zh) 开关盖套件及具有开关盖功能的机器人
CN217076921U (zh) 一种试管开帽装置
CN206038392U (zh) 细胞离心机
CN211273640U (zh) 一种中空纤维膜微萃取器的高通量磁力搅拌系统
CN209599241U (zh) 用于开关盖的爪结构、开关盖套件以及机器人
CN113735037B (zh) 用于从样本管去除盖的密闭去盖装置及方法
CN217699241U (zh) 一种用于样本管的脱帽装置
US20210292698A1 (en) Stirring device and preprocessing device
CN220999665U (zh) 一种密闭管上样的提取检测装置
CN203706570U (zh) 一种手摇式离心沉淀器
CN204631055U (zh) 一种实验室用圆盘自动进样装置
CN213051093U (zh) 多通道自动分液承接装置和多通道自动分液系统

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19837308

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020531263

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19837308

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1