分注装置、分析装置および分注方法
【課題】煩雑な作業を必要とせず自動的かつ短時間に液体を容器に分注できること。
【解決手段】分析装置１における分注装置は、検体を受容するリザーバー４０Ａ〜４０Ｃと、外部に連通する排出口が底部に設けられ、リザーバー４０Ａ〜４０Ｃから所定の量の検体を計量して保持するノズル４３Ａ〜４３Ｃと、を有する分注プレート３１と、分注プレート３１のリザーバー４０Ａ〜４０Ｃに検体を仮分注する検体用第１分注部と、ノズル４３Ａ〜４３Ｃに保持された各検体を排出口から排出させ、各排出口の下部に設けられたキュベット１６ａに本分注する加圧機構３３と、を備える。
【解決手段】分析装置１における分注装置は、検体を受容するリザーバー４０Ａ〜４０Ｃと、外部に連通する排出口が底部に設けられ、リザーバー４０Ａ〜４０Ｃから所定の量の検体を計量して保持するノズル４３Ａ〜４３Ｃと、を有する分注プレート３１と、分注プレート３１のリザーバー４０Ａ〜４０Ｃに検体を仮分注する検体用第１分注部と、ノズル４３Ａ〜４３Ｃに保持された各検体を排出口から排出させ、各排出口の下部に設けられたキュベット１６ａに本分注する加圧機構３３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を容器に分注する分注装置および分析装置に関し、特に血液や尿等の検体を反応容器に分注して分析する分析装置に適用して好適な分注装置および分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液や尿等の検体を自動的かつ連続的に分析する分析装置において、液体である検体を複数の反応容器（キュベット）に分注する技術として、シリンジ型分注機によって検体容器内の検体を吸引し、各キュベット内に直接吐出することで分注を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、受容部に保持した液体のうち微量の液体を吐出し得るプレート状部材（以下、分注プレートと呼ぶ。）を用いて、液体を容器に分注する技術が開示されている（例えば、特許文献２〜４参照）。特許文献２に記載の分注プレートは、受容部の底部に排出口を有し、この受容部に保持した液体の上面が加圧されることで排出口から微量の液体を排出する。排出する液体の液量は、加圧する大きさと加圧時間とによって調節される。特許文献３，４に記載の分注プレートは、受容部から所定の微量の液体を計量して保持する計量部を有し、この計量部に保持された液体の上面が加圧されることで、底部に設けられた排出口から微量の液体を排出する。排出する液体の液量は、計量部の容積によって定められている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９１５２０号公報
【特許文献２】特表２０００−５００５６７号公報
【特許文献３】特表２００２−５０９０２３号公報
【特許文献４】独国特許発明第１０１０２１５２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術にかかる分注プレートは、予め受容部に液体を受容する必要があるため、分析装置における分注機として用いる場合、例えば分注を行うごとに脱着して受容部に液体を供給した後、再び分注装置に装着することが考えられるが、この場合、かかる煩雑な作業が必要であるばかりか、分析に費やす時間を増大させるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、煩雑な作業を必要とせず自動的かつ短時間に液体を容器に分注することができる分注装置、分析装置および分注方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる分注装置は、液体を受容する受容部と、外部に連通する排出口が底部に設けられ、前記受容部に保持された前記液体から所定量を計量して保持する計量部と、を有する分注プレートと、前記分注プレートの受容部に前記液体を仮分注する仮分注手段と、前記計量部において計量された前記液体を前記排出口から排出させ、該排出口の下部に設けられた容器に本分注する本分注手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２にかかる分注装置は、上記の発明において、前記本分注手段が行う本分注の分注精度は、前記仮分注手段が行う仮分注の分注精度よりも高いことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３にかかる分注装置は、上記の発明において、前記仮分注手段は、前記所定量以上、かつ前記受容部の容積以下の液量の前記液体を前記受容部に仮分注することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４にかかる分注装置は、上記の発明において、前記計量部は、前記受容部に接続された微細流路に生じる毛細管力によって前記受容部から流出された前記液体を計量して保持することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５にかかる分注装置は、上記の発明において、前記本分注手段は、前記計量部に保持された前記液体に圧力を加え、該液体を前記排出口から排出させることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６にかかる分注装置は、上記の発明において、前記本分注手段は、前記計量部に保持された前記液体の上部に密閉空間を形成し、該密閉空間に気体を導入して前記液体に圧力を加えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７にかかる分注装置は、上記の発明において、前記仮分注手段および前記本分注手段は、互いに場所および時点の少なくとも一方を異ならせて、それぞれ前記液体の仮分注および本分注を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８にかかる分注装置は、上記の発明において、前記仮分注手段が前記受容部に前記液体を仮分注する場合、前記分注プレートを前記容器上に移動するとともに、前記排出口を該容器の上部に配設する移動手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項９にかかる分注装置は、上記の発明において、前記移動手段は、前記分注プレートが円周部に取り付けられた円盤状部材を周方向に回動し、該分注プレートを前記容器上に移動することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１０にかかる分注装置は、上記の発明において、前記容器上に配設された前記分注プレートの上部に前記仮分注手段を移動する第１移動手段と、前記第１移動手段によって移動させられた前記仮分注手段が前記受容部に前記液体を仮分注した場合、前記本分注手段を水平移動して前記分注プレートの上部に配設する第２移動手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１１にかかる分注装置は、上記の発明において、前記受容部は、前記仮分注手段の移動軌跡の下に配置されることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１２にかかる分注装置は、上記の発明において、液体を受容する受容部と、外部に連通する排出口が底部に設けられ、前記受容部に保持された前記液体を計量して保持する計量部とを有する分注プレートと、前記分注プレートの受容部に該受容部の容積以下の液量の前記液体を仮分注する仮分注手段と、前記計量部に保持された、前記受容部に仮分注された液量より少ない液量の前記液体を前記排出口から排出させ、該排出口の下部に設けられた容器に本分注する本分注手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１３にかかる分析装置は、容器に分注された液体を分析する分析装置であって、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の分注装置を備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１４にかかる分注方法は、液体を受容する受容部と、外部に連通する排出口が底部に設けられ、前記受容部に保持された前記液体から所定量を計量して保持する計量部と、を有する分注プレートを備えた分注装置の分注方法において、前記分注プレートの受容部に前記液体を仮分注する仮分注ステップと、前記計量部に保持された前記液体を前記排出口から排出させ、該排出口の下部に設けられた容器に本分注する本分注ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる分注装置、分析装置および分注方法によれば、煩雑な作業を必要とせず自動的かつ短時間に液体を容器に分注することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる分注装置、分析装置および分注方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。
【００２３】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかる分注装置、分析装置および分注方法について説明する。図１は、本実施の形態１にかかる分析装置１の要部構成を示す模式図である。図１に示すように、分析装置１は、分析対象としての試料である検体および試薬を反応容器（キュベット）にそれぞれ分注し、分注したキュベット内で生じる反応を光学的に測定する測定機構１０と、測定機構１０を含む分析装置１全体の制御を行うとともに測定機構１０における測定結果の分析を行う制御分析機構２０とを備える。分析装置１は、これらの機構を連携させることによって複数の検体の生化学的、免疫学的あるいは遺伝学的な分析を自動的に行う。
【００２４】
測定機構１０は、大別して検体移送部１１、検体用第１分注部１２、検体用第２分注部１３、試薬テーブル１４、試薬分注部１５、反応テーブル１６、測光部１７および洗浄部１８を備える。また、制御分析機構２０は、制御部２１、入力部２２、出力部２３および記憶部２４を備える。測定機構１０および制御分析機構２０が備えるこれらの各部は、制御部２１に電気的に接続されている。
【００２５】
検体移送部１１は、血液や尿等、液体である検体を収容した複数の検体容器１１ａを保持し、図中の矢印方向に順次移送する複数の検体ラック１１ｂを備える。検体移送部１１上の所定位置に移送された検体容器１１ａ内の検体は、検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３によって、反応テーブル１６上に配列して搬送されるキュベット１６ａに分注される。
【００２６】
検体用第１分注部１２は、水平方向に旋回するアーム１２ａと、アーム１２ａの旋回する先端部に鉛直方向に取り付けられたピペット様のプローブ１２ｂとを備え、検体容器１１ａに収容された検体を、検体用第２分注部１３が備える複数の分注プレート３１上に形成された受容部に仮分注する。より具体的には、検体用第１分注部１２は、上述した検体移送部１１上の所定位置に移送された検体容器１１ａの中からプローブ１２ｂによって検体を吸引し、アーム１２ａを図中時計回りに旋回させ、分注プレート３１上に形成された複数の分注器の受容部に検体を吐出して仮分注を行う。図１では、分注プレート３１上の分注器４０Ａの受容部に仮分注する状態が示されている。
【００２７】
検体用第２分注部１３は、各々３つの分注器４０Ａ〜４０Ｃが形成された４つの分注プレート３１と、各分注プレート３１を円周部に保持する円盤状部材３２と、反応テーブル１６の所定位置上に配設される分注プレート３１の上部に設けられた加圧機構３３とを備える。分注器４０Ａ〜４０Ｃは、検体用第１分注部１２から受容した検体を所定の量ずつ排出可能な分注用容器であり、分注プレート３１は、各分注器４０Ａ〜４０Ｃを所定の関係に配置して有する板状の分注部材である。円盤状部材３２は、図示しない駆動機構によって周方向に回動され、円周部に取り付けられた各分注プレート３１を複数のキュベット１６ａ上に交換自在に配設する。加圧機構３３は、キュベット１６ａ上に配設された分注プレート３１の上面部に降下して装着され、分注器４０Ａ〜４０Ｃ内の検体を加圧して排出する。かかる構成によって検体用第２分注部１３は、分注プレート３１上の各受容部に仮分注された検体を、反応テーブル１６上の複数のキュベット１６ａに本分注する。なお、検体用第２分注部１３の機構および動作の詳細は、別途後述する。
【００２８】
試薬テーブル１４は、全体が水平面内で円状に形成されており、図示しない駆動機構によって周方向に回動され、円周部に沿って保持した複数の試薬容器１４ａを回転移動する。試薬分注部１５は、検体用第１分注部１２と同様に、水平方向に旋回するアーム１５ａと、アーム１５ａの旋回する先端部に鉛直方向に取り付けられたピペット様のプローブ１５ｂとを用いて構成されており、試薬テーブル１４上の所定位置に移動された試薬容器１４ａ内の試薬をプローブ１５ｂによって吸引し、アーム１５ａを図中時計回りに旋回させ、反応テーブル１６上の所定位置に搬送されたキュベット１６ａに分注する。
【００２９】
反応テーブル１６は、全体が水平面内で円状に形成され、図示しない駆動機構によって周方向に回動され、円周部に沿って配列され複数のキュベット１６ａを周方向に回転搬送する。これによって、反応テーブル１６は、円周状の搬送経路１６ｂ上で複数のキュベット１６ａを搬送する。ここで、反応テーブル１６は、通常、所定の回転速度で連続的に図中時計回りに各キュベット１６ａを回転搬送するが、制御部２１からの指示に基づいて回転速度や回転方向を変更することもできる。なお、反応テーブル１６は、キュベット１６ｂの配列間隔等に応じて、ステップ的に搬送を行うようにしてもよい。
【００３０】
測光部１７は、発光部１７ａと、受光部１７ｂとを備え、発光部１７ａから発せられ、所定の測光位置に搬送されたキュベット１６ａ内の試料を透過した光を受光して、分光強度測定を行う。この測光部１７による測定結果は、制御部２１に出力され分析される。
【００３１】
洗浄部１８は、図示しないノズルによって、測光部１７による測定が終了したキュベット１６ａ内の検体を吸引して排出するとともに、洗剤や洗浄水等の洗浄液を注入および吸引することで洗浄を行う。
【００３２】
制御部２１は、ＣＰＵ等を用いて構成され、分析装置１の各部の処理および動作を制御するとともに、測光部１７から取得した測定結果に基づいて吸光度等を演算し、検体の成分分析等を行う。また、制御部２１は、検体の分析に必要な諸情報や分析動作の指示情報等を、キーボード、マウス等を用いて構成される入力部２２を介して外部から取得する。さらに、制御部２１は、検体の分析結果等を含む諸情報を、ディスプレイ、プリンタ、通信機構等を用いて構成される出力部２３に出力するとともに、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を用いて構成される記憶部２４に記録する。
【００３３】
以上のように構成された分析装置１では、列をなして順次搬送される複数のキュベット１６ａに対して、検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３が検体容器１１ａ中の検体を分注し、試薬分注部１５が試薬容器１４ａ中の試薬を分注した後、測光部１７が検体と試薬とを反応させた状態の試料の分光強度測定を行い、この測定結果を制御部２１が分析することで、検体の成分分析等が自動的に行われる。また、洗浄部１８が測光部１７による測定が終了した後に搬送されるキュベット１６ａを搬送させながら洗浄することで、一連の分析動作が連続して繰り返し行われる。なお、各々のキュベット１６ａへの試薬と検体の分注の順序、および同一のキュベット１６ａへ導入される試薬の数は、分析項目毎、あるいは使用する分析用試薬、あるいは分析プロトコル毎に異なってよい。
【００３４】
なお、分析装置１は、図１では試薬テーブル１４および試薬分注部１５の組を１セットだけ備えるものとしたが、分析項目等に応じて２セット以上備えることもできる。ここで、各試薬容器１４ａ内に収容される試薬は、分析項目等に応じて選択されるものであり、同一のものでも異なるものでもよい。また、分析装置１は、検体および試薬が分注された場合にキュベット１６ａ内を攪拌する図示しない攪拌機構を備えることもできる。
【００３５】
つづいて、本発明にかかる分注装置としての検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３について、より詳細に説明する。まず、図２および図３は、検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３の要部構成を示す図であって、図２は、平面図であり、図３は、斜視図である。
【００３６】
図２および図３に示すように、検体用第２分注部１３は、各々３つの分注器４０Ａ〜４０Ｃが形成された４つの分注プレート３１が、円盤状部材３２の円周部に中心角にして９０度毎の等間隔で取付けられている。各分注プレート３１は、貫通孔３５ａ，３５ｂを介して挿通される２つのビス３４によって円盤状部材３２の上面にネジ締結され、分注器４０Ａ〜４０Ｃを円盤状部材３２の周外に突設した状態で固定される。円盤状部材３２に対する各分注プレート３１の取付位置は、各ビス３４が螺合する雌ネジ部と、各分注プレート３１の所定の側面が押し当てられる位置決めピン３６とによって決定される。円盤状部材３２上に取り付けられた各分注プレート３１は、円盤状部材３２が図示しない駆動機構によって周方向に図中反時計回りに回動されることで回転搬送される。
【００３７】
ここで、分注器４０Ａ〜４０Ｃは、各々受容部としてのリザーバー４１Ａ〜４１Ｃと、計量部としてのノズル４３Ａ〜４３Ｃとを、微細流路４２Ａ〜４２Ｃによって連結した構造を有する。これらを代表して、図４−１および図４−２に、分注器４０Ａの斜視図および断面図を示す。図４−２は、図４−１におけるＸＸ断面を示す図である。
【００３８】
図４−１および図４−２に示すように、リザーバー４１Ａは、検体の受容口として上部が開口された円筒状の容器として形成されている。ノズル４３Ａは、リザーバー４１Ａに比して小さな口径で上部が開口された円筒状の容器部４３Ａａと、容器部４３Ａａの底部を排出口４３Ａｃにおいて外部に連通する一層小径の円筒状の排管部４３Ａｂとにより、所定の量の液体を計量して保持し得る容器として形成されている。微細流路４２Ａは、リザーバー４１Ａとノズル４３Ａとを上部開口の中心同士を結ぶ中心線上で連結する、微細な幅および深さを有したＵ字型、あるいは角型等の形状を持つ流路として形成されている。
【００３９】
かかる構造を有する分注器４０Ａは、液体である検体をリザーバー４１Ａに受容し、微細流路４２Ａに生じる毛細管力によってリザーバー４１Ａから流出される検体をノズル４３Ａで計量して保持する。そして、ノズル４３Ａの上部開口に圧力が加えられた場合、ノズル４３Ａに保持した所定量の検体を、排管部４３Ａｂを介して排出口４３Ａｃから外部に排出する。分注器４０Ｂ，４０Ｃは、分注器４０Ａと同様の構造を有しており、同様の作用によって所定量の検体を計量して排出することができる。
【００４０】
なお、分注器４０Ａ〜４０Ｃが分注し得る検体の量は、各々ノズル４３Ａ〜４３Ｃの容積によって決定されるが、各ノズル４３Ａ〜４３Ｃの上部開口および排出口における表面張力に依存した検体面の湾曲や、加圧して排出する排出動作中に微細流路４２Ａ〜４２Ｃから極微量に流入する検体などによって、わずかに容積に対して差異を生じる。
【００４１】
かかる分注器４０Ａ〜４０Ｃのリザーバー４１Ａ〜４１Ｃは、図２に示すように、分注プレート３１が円盤状部材３２の回転位置としてのポジションＰ１（図中、円盤状部材３２の上部位置）に配設された場合、検体用第１分注部１２におけるプローブ１２ｂの旋回経路下に配置される。また、ノズル４３Ａ〜４３Ｃは、分注プレート３１がポジションＰ２（図中、円盤状部材の左側位置）に配設された場合に、反応テーブル１６の搬送経路１６ｂ上で搬送される複数のキュベット１６ａの上部に配置される。
【００４２】
このような配置を実現するために、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃは、図５に示すように、ポジションＰ１においてプローブ１２ｂの旋回経路に沿った曲線となるカーブＣ１上に配列されている。同様に、ノズル４３Ａ〜４３Ｃは、ポジションＰ２においてキュベット１６ａの搬送経路１６ｂに沿った曲線となるカーブＣ２上に配列されている。ここで、カーブＣ１は、検体用第１分注部１２におけるアーム１２ａの長さに相当する半径Ｒ１を有した円弧であり、カーブＣ２は、円周状の搬送経路１６ｂと等しい半径Ｒ２を有した円弧である。
【００４３】
また、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃおよびノズル４３Ａ〜４３Ｃは、それぞれ図５中で上下方向に間隔Ｗで配列されている。この間隔Ｗは、ポジションＰ２で分注プレート３１の下部に搬送される複数のキュベット１６ａのこの方向の配列間隔に等しい。なお、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃの配列間隔は、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの配列間隔と必ずしも一致させる必要はなく、カーブＣ２上に配列するものであれば間隔Ｗより大きくても小さくてもよい。また、微細流路４２Ａ〜４２Ｃは、このように設けられたリザーバー４１Ａ〜４１Ｃとノズル４３Ａ〜４３Ｃとを各々連結するように設けられている。
【００４４】
一方、図２に示すように、ポジションＰ２に配設された分注プレート３１の上部には、本分注手段としての加圧機構３３が上下動自在に設けられている。加圧機構３３は、ノズル４３Ａ〜４３Ｃに検体が充填された分注プレート３１がポジションＰ２に配設された場合、この分注プレート３１の上面部に降下して装着される。図６−１および図６−２は、分注プレート３１に装着された状態の加圧機構３３を示す断面図である。図６−２は、図６−１におけるＹＹ断面を示す図である。
【００４５】
図６−１および図６−２に示すように、加圧機構３３は、図示しない気体供給源から加圧気体を導入する気体導入管３３ａと、導入された加圧気体を１ミリ秒〜数十ミリ秒の範囲で設定される期間の圧力パルスとして通過させるｏｎ−ｏｆｆバルブ３３ｂと、通過した圧力パルスを平面内で均一化する多孔質フィルタ３３ｃと、分注器４０Ａ〜４０Ｃに保持された検体の上部に密閉空間３３ｄを形成する密閉部材３３ｅと、を用いて構成された圧力パルス印加機構３３Ａ〜３３Ｃを、各々分注器４０Ａ〜４０Ｃに対応させて備える。
【００４６】
かかる加圧機構３３は、分注プレート３１の上面部に装着された場合、例えば圧力値が数十ｋＰａであり、圧力印加時間が１ミリ秒〜数十ミリ秒である圧力パルスを、分注器４０Ａ〜４０Ｃに保持された検体の上面に均一に印加し、ノズル４３Ａ〜４３Ｃに保持された検体を各々底部に設けられた排出口から排出させる。このとき、加圧機構３３は、圧力パルスの印加を分注器４０Ａ〜４０Ｃごとに同時または非同時に行うことができ、ノズル４３Ａ〜４３Ｃごとに同時または非同時に検体を排出させることができる。
【００４７】
なお、加圧機構３３は、圧力パルスの印加を分注器４０Ａ〜４０Ｃごとに非同時に行う必要がない場合には、例えば分注器４０Ａ〜４０Ｃの上部を一括して覆う密閉空間を形成する圧力パルス印加機構を１組だけ備えるようにしてもよい。
【００４８】
ここで、以上のように構成された検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３による検体の分注手順を、図７−１〜図７−６を参照して説明する。なお、図７−１〜図７−６では、分注器４０Ａ〜４０Ｃを代表して、分注器４０Ａのみ断面図を示している。
【００４９】
まず、検体用第１分注部１２は、図７−１に示すように、ポジションＰ１（図２参照）においてプローブ１２ｂから検体を吐出し、分注プレート３１のリザーバー４１Ａ〜４１Ｃに検体を仮分注する。このとき、検体用第１分注部１２は、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの容積以上、かつリザーバー４１Ａ〜４１Ｃの容積以下の液量の検体を、各リザーバー４１Ａ〜４１Ｃに仮分注する。この仮分注する検体の液量は、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃごとに定められた等量または非等量の液量であってもよく、仮分注を行うごとに異なる液量であってもよい。
【００５０】
仮分注によってリザーバー４１Ａ〜４１Ｃに受容された各検体の一部は、図７−２に示すように、微細流路４２Ａ〜４２Ｃに生じる毛細管力によって各々ノズル４３Ａ〜４３Ｃに移動し、これによってノズル４３Ａ〜４３Ｃは、図７−３に示すように、検体で満たされる。すなわち、この段階でノズル４３Ａ〜４３Ｃは、各々の容積に等しい所定量の検体を計量して保持することとなる。
【００５１】
その後、分注プレート３１は、円盤状部材３２によって回転搬送されポジションＰ２（図２参照）に配設され、上面部に加圧機構３３が装着される。加圧機構３３は、図７−４および図７−５に時系列的に示すように、分注器４０Ａ〜４０Ｃに保持された各検体の上面に圧力パルスを印加して均一に加圧し、ノズル４３Ａ〜４３Ｃに保持された各検体を、各々底部の排出口から吐出して排出させ、各排出口の下部に設けられたキュベット１６ａに本分注する。この本分注の分注精度は、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃへの仮分注の分注精度よりも高い。なお、図７−４および図７−５では、加圧機構３３自体とキュベット１６ａとの図示を省略している。
【００５２】
この加圧機構３３による排出動作では、微細流路４２Ａ〜４２Ｃが狭隘なため、この各流路内にある検体の流動抵抗は、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃおよびノズル４３Ａ〜４３Ｃ内にある検体の流動抵抗よりも大きく、微細流路４２Ａ〜４２Ｃ内にある検体は、上面に圧力パルスが印加されてもほとんど流動しない。このため、ノズル４３Ａ〜４３Ｃに保持された所定量の検体のみが外部に排出され、キュベット１６ａに分注される。
【００５３】
加圧機構３３からの圧力パルスの印加が終了し、検体の上面にかかる圧力が大気圧にもどると、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃに残された各検体の一部は、微細流路４２Ａ〜４２Ｃに生じる毛細管力によって各々ノズル４３Ａ〜４３Ｃに移動する。これによって、ノズル４３Ａ〜４３Ｃは、図７−６に示すように再び検体で満たされ、微量の検体を排出可能な状態となる。つまり、検体用第２分注部１３では、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃに検体が受容されている間、毛細管力による検体の移動と、加圧機構３３からの圧力パルスの印加とを繰り返すことで、所定量の検体の排出と分注とを繰り返し行うことができる。
【００５４】
以上のようにしてキュベット１６ａに対する本分注が行われた後、分注プレート３１は、図２に示すように、円盤状部材３２の回転位置としてのポジションＰ３（図中、円盤状部材３２の下部位置）およびポジションＰ４（図中、円盤状部材３２の右側位置）に順次回転搬送される。ポジションＰ３，Ｐ４では、図示しない洗浄機構によって、分注器４０Ａ〜４０Ｃ内に残された検体の廃棄、分注器４０Ａ〜４０Ｃの洗浄および乾燥等が行われる。洗浄等が行われた分注プレート３１は、再びポジションＰ１に配設され、分注処理に供される。このようにして検体用第２分注部１３では、円盤状部材３２に取り付けられた各分注プレート３１は、連続して繰り返し分注処理に利用される。なお、ポジションＰ３，Ｐ４では、図示しない交換機構によって、分注プレート３１を交換するようにしてもよい。
【００５５】
以上説明した一連の分注手順では、検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３は、ポジションＰ１における仮分注と、ポジションＰ２における本分注とを同時に行うことができる。つまり、検体用第１分注部１２は、加圧機構３３がポジションＰ２において本分注を行う期間にポジションＰ１に配設された分注プレート３１のリザーバー４１Ａ〜４１Ｃに対し、検体を仮分注することができる。また、これと同時に、図示しない洗浄機構等は、ポジションＰ３，Ｐ４に搬送された分注プレート３１の洗浄、乾燥、交換等を行うことができる。このようにして、検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３では、検体の分注にかかる処理全体を効率化して処理時間を短縮化することができる。
【００５６】
つぎに、列をなして搬送される複数のキュベット１６ａに対する分注動作について、図８−１および図８−２を参照して説明する。図８−１および図８−２は、分注プレート３１の下部に搬送された複数のキュベット１６ａに同時に検体を分注する場合の分注動作を示す断面図である。なお、図８−１および図８−２では、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの容積は互いに等しいものとして示している。また、複数のキュベット１６ａにおける個々のキュベットには、識別可能なように各々異なる符号１６ａ−１〜１６ａ−６を付して示している。
【００５７】
分注プレート３１では、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの排出口の配列間隔が、搬送経路１６ｂ上に配列された複数のキュベット１６ａの配列間隔である搬送間隔距離に等しく設定されている。このため、図８−１に示すように、分注プレート３１の下部に搬送されたキュベット１６ａ−１〜１６ａ−３は、各々ノズル４３Ａ〜４３Ｃの排出口の直下に所定期間だけ同時に配置される。この状態で、加圧機構３３は、ノズル４３Ａ〜４３Ｃ内の各検体に同時に圧力パルスを印加して排出させ、この各検体を異なるキュベット１６ａ−１〜１６ａ−３に同時に分注することができる。
【００５８】
その後、キュベット１６ａ−１〜１６ａ−３が分注プレート３１の下部から搬出され、キュベット１６ａ−３に続くキュベット１６ａ−４〜１６ａ−６が、図８−２に示すように、各ノズル４３Ａ〜４３Ｃの直下に搬送された場合、加圧機構３３は、再びノズル４３Ａ〜４３Ｃ内の各検体に同時に圧力パルスを印加して排出させ、各検体を各々キュベット１６ａ−４〜１６ａ−６に同時に分注することができる。
【００５９】
このようにして、検体用第２分注部１３では、各ノズル４３Ａ〜４３Ｃに保持された検体を同時に排出させることで、分注プレート３１の下部に搬送される３つのキュベット１６ａ対して、ノズル４３Ａ〜４３Ｃごとに異なるキュベット１６ａに同時に検体を分注することができる。これによって、例えばシリンジ型分注機のようにキュベットごとに検体の分注を行う場合に比して高速に、複数のキュベットに対する分注を行うことができる。
【００６０】
なお、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの容積は、互いに異なるものとしてもよい。この場合、連続する３つのキュベット１６ａに異なる液量の検体を同時に分注させることができる。また、例えば２つ置きに並ぶキュベット１６ａを１つの組とし、これによって組み分けされる３組のキュベット１６ａを各々ノズル４３Ａ〜４３Ｃに対応付け、この３つの組ごとにノズル４３Ａ〜４３Ｃの容積に応じた液量の検体を分注することができる。
【００６１】
さらに、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの排出口の配列間隔は、複数のキュベット１６ａの搬送間隔距離の整数倍としてもよい。このように配列間隔を設定した場合にも、分注プレート３１の下部に搬送された複数のキュベット１６ａのうち３つは、各々ノズル４３Ａ〜４３Ｃの排出口の直下に所定期間だけ同時に配置される。このため、加圧機構３３は、この３つのキュベット１６ａに対してノズル４３Ａ〜４３Ｃ内の各検体を同時に排出させ、分注することができる。
【００６２】
また、検体用第２分注部１３による分注動作は、上述した分注動作に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上述した分注動作では、各ノズル４３Ａ〜４３Ｃから複数のキュベット１６ａに同時に検体を分注するものとして説明したが、キュベット１６ａごとに異なるタイミングで検体を分注することもできる。この場合、検体用第２分注部１３では、ノズル４３Ａ〜４３Ｃのうち２以上のノズルに保持された各検体を順次排出させ、この各液体を同一のキュベット１６ａに分注することで、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの各容積を適宜合計して算出される液量の検体を分注することができる。
【００６３】
さらに、検体用第２分注部１３では、複数のキュベット１６ａごとに個別にノズル４３Ａ〜４３Ｃを対応付けて順次排出させることで、キュベット１６ａごとに指定される液量の検体を各キュベット１６ａに分注することができる。ここで、キュベット１６ａごとに対応付けられるノズル数は、単数でも複数でもよい。また、キュベット１６ａごとに指定可能な液量は、適宜対応付けしたノズル４３Ａ〜４３Ｃの容積を合計して算出される液量である。
【００６４】
また、上述した分注動作では、各ノズル４３Ａ〜４３Ｃがキュベット１６ａごとに１回ずつ分注を行うものとして説明したが、１つのキュベット１６ａに対して連続して複数回の分注を行うこともできる。これによって、キュベット１６ａごとに一層多彩な液量を指定して検体の分注を行うことができる。
【００６５】
さらに、上述した分注動作では、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの排出口の配列間隔が、複数のキュベット１６ａの搬送間隔距離と等しいか整数倍であるものとして説明したが、これに限定されない。例えば、各ノズル４３Ａ〜４３Ｃの排出口の直下にキュベット１６ａが搬送されたこと検知し得る機構を備え、この機構によってノズル４３Ａ〜４３Ｃごとに対応付けられたキュベット１６ａが搬送されたことを検知した場合に、対応するノズルから検体を排出し、分注することもできる。これによって、検体用第２分注部１３は、任意に設定した配列間隔および搬送間隔距離のもとで分注動作を行うことができ、間欠的に配列して搬送されるキュベット１６ａに対する分注動作を行うこともできる。
【００６６】
また、上述した分注動作では、分注プレート３１が３つのノズル４３Ａ〜４３Ｃを有するものとして説明したが、検体用第２分注部１３は、分注プレート３１に替えて、例えば図９に示すように、１つのノズル４３Ａを有する分注プレート１３１を用いて分注を行うようにしてもよい。さらに、検体用第２分注部１３は、２つまたは４つ以上のノズルを有する分注プレートを用いて分注を行うようにすることもできる。この場合、分注プレート上の各ノズルの排出口をカーブＣ２上に配列することが好ましい。
【００６７】
以上説明したように、この実施の形態１にかかる分析装置１では、検体を受容するリザーバーと、外部に連通する排出口が底部に設けられ、リザーバーに保持された検体から所定量を計量して保持するノズルと、を有する分注プレートと、分注プレートのリザーバーに検体を仮分注する仮分注手段としての検体用第１分注部１２と、各ノズルにおいて計量された検体を各排出口から排出させ、各排出口の下部に設けられたキュベット１６ａに本分注する本分注手段としての検体用第２分注部１３と、を備えているため、煩雑な作業を必要とせず自動的かつ短時間に検体をキュベット１６ａに分注することができるとともに、このように分注された所定量の検体に対して、成分分析等の分析を行うことができる。
【００６８】
また、分析装置１では、検体用第１分注部１２は、所定量以上、かつリザーバーの容積以下の液量の検体をリザーバーに仮分注した後で、より分注精度の高い本分注をするようにしているため、所定量の検体をより簡易な機構で、高精度の分注を行うことができる。
【００６９】
（実施の形態２）
つぎに本発明の実施の形態２にかかる分析装置および分注装置について説明する。図１０は、本実施の形態２にかかる分析装置が備える仮分注手段としての検体用第１分注部２１２と、本分注手段としての検体用第２分注部２１３との要部構成を示す斜視図である。本実施の形態２にかかる分析装置は、分析装置１をもとに検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３に替えて、検体用第１分注部２１２および検体用第２分注部２１３を備える。
【００７０】
また、検体用第２分注部２１３は、検体用第２分注部１３が回転搬送可能に備えた分注プレート３１に替えて、図示しない保持機構によって固定配置された分注プレート２３１を備えるとともに、検体用第２分注部１３が上下動可能に備えた加圧機構３３に替えて、水平移動可能な加圧機構２３３を備える。ここで、分注プレート２３１は、ポジションＰ２において搬送経路１６ｂ上の複数のキュベット１６ａの上部に固定配置されている。なお、図１０において、実施の形態１と同一の構成部分には同一符号を付して示している。
【００７１】
検体用第１分注部２１２は、検体用第１分注部１２と同様に構成されており、プローブ１２ｂによって検体容器１１ａから取得した検体を、分注プレート３１のリザーバー４１Ａ〜４１Ｃに仮分注する。ただし、検体用第１分注部２１２では、アーム１２ａおよびプローブ１２ｂは、図示しない移動手段によって、検体容器１１ａと分注プレート２３１との間で仮分注手段の移動軌跡としてのカーブＣ３に沿って水平旋回可能に構成されている。
【００７２】
分注プレート２３１は、分注プレート３１が備えた分注器４０Ａ〜４０Ｃに替えて、この分注器４０Ａ〜４０Ｃと同様の構造を有する分注器４０Ｄ〜４０Ｆを備える。分注器４０Ｄ〜４０Ｆは、分注器４０Ａ〜４０Ｃと同様に、リザーバー４１Ｄ〜４１Ｆに受容した検体を、各々ノズル４３Ｄ〜４３Ｆで計量して保持する。各ノズル４３Ｄ〜４３Ｆの底部に設けられた排出口はカーブＣ２上に配列されており、搬送経路１６ｂ上で搬送される複数のキュベット１６ａの上部に配置されている。また、リザーバー４０Ｄ〜４０Ｆは、カーブＣ３に沿って配列されており、アーム１２ａの旋回動作中に順次プローブ１２ｂから検体の分注を受ける。
【００７３】
加圧機構２３３は、加圧機構３３が備えた圧力パルス印加機構３３Ａ〜３３Ｃと同様の構成および機能を有する圧力パルス印加機構２３３Ａ〜２３３Ｃを備える。ただし、圧力パルス印加機構２３３Ａ〜２３３Ｃでは、気体導入管およびｏｎ−ｏｆｆバルブを水平方向に配管して構成されている。かかる加圧機構２３３は、検体用第１分注部２１２がリザーバー４１Ｄ〜４１Ｆに対して仮分注を行った場合、図示しない移動手段によって、図１０中の矢印方向に水平移動させられ、分注プレート２３１の上部に配設される。そして、分注器４０Ｄ〜４０Ｆごとに圧力パルスを印加し、ノズル４３Ｄ〜４３Ｆに保持した各検体を、これらのノズルごとに同時または非同時に排出させ、複数のキュベット１６ａに検体を分注する。その後、加圧機構２３３は、分注プレート２３１の上部から水平移動して元の位置に搬出され、検体用第１分注部２１２による仮分注が可能な状態で待機する。
【００７４】
このようにして、検体用第１分注部２１２および検体用第２分注部２１３では、搬送経路１６ｂ上で搬送される複数のキュベット１６ａの上部に分注プレート２３１を固定配置したまま、プローブ１２ｂと加圧機構２３３とを順次分注プレート２３１上に移動することで、検体の仮分注および本分注を行うことができる。また、検体用第２分注部２１３による本分注では、検体用第２分注部１３と同様に、分注プレート２３１が有する各ノズル４３Ｄ〜４３Ｆから、この各ノズル４３Ｄ〜４３Ｆの直下に搬送された複数のキュベット１６ａに対して同時または非同時に、キュベット１６ａごとに指定される液量の検体を分注することができる。
【００７５】
ここまで、本発明を実施する最良の形態を実施の形態１および２として説明したが、本発明は、この実施の形態１および２に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば種々の変形が可能である。例えば、上述した実施の形態１および２では、本発明にかかる分注装置を、検体の分注にのみ用いるものとして説明したが、試薬の分注にも適用することができる。これによって、微量の試薬の分注が可能となるばかりか、キュベットごとに指定される液量の試薬を複数のキュベットに対して高速に分注することができ、分析装置における分析処理を高速化することが可能となる。
【００７６】
また、上述した実施の形態１および２では、キュベットの搬送経路が円周状であるものとしたが、楕円形、多角形等の周囲に沿って搬送されるものでもよい。さらに、分注プレートの下部において搬送経路が円弧状であるものとしたが、分注プレート上の各ノズルの排出口を搬送経路に沿って配列することとすれば、搬送経路は任意形状でよく、曲線状でも直線状でもよい。これによって、分析装置におけるキュベットの搬送経路の自由度を高めることができる。
【００７７】
また、上述した実施の形態１では、検体用第２分注部１３は、各々４つの分注プレート３１，１３１を備えるものとしたが、４つに限定されず、５つ以上備えてもよい。あるいは、２つまたは３つの分注プレートのみを、ポジションＰ１，Ｐ２に同時に配設可能なように備えてもよい。また、検体用第２分注部１３は、同一構造の複数の分注プレートを備えるものとしたが、異なる分注器を有した複数の分注プレートを備えることもできる。さらに、検体用第２分注部１３は、複数の分注プレートを回転搬送してポジションＰ１〜Ｐ４に配設するものとしたが、回転搬送に限定されることはなく、例えば２次元的に平面搬送するステージや３次元的な搬送が可能な搬送アーム等を用いて搬送を行うようにしてもよい。
【００７８】
さらに、上述した実施の形態１および２では、分注プレート３１，１３１，２３１は、リザーバー、微細流路およびノズルが一体に形成された分注器を有するものとしたが、一体形成に限定されず、例えば微細流路およびノズルに対してリザーバーを分離可能な分注器を有するものとしてもよい。この場合、検体用第２分注部１３は、ノズルおよび微細流路をポジションＰ１，Ｐ２に固定し、リザーバーのみポジションＰ１，Ｐ２間で搬送を行うようにしてもよい。
【００７９】
また、上述した実施の形態１および２では、分注プレート３１，１３１，２３１は、分注器ごとにリザーバー、微細流路およびノズルを有するものとしたが、例えば１つのリザーバーに複数の微細流路およびノズルを接続した構造としてもよい。この場合、仮分注すべきリザーバー数が削減されるため、仮分注に要する時間を短縮することができ、分注処理を高速化することができる。
【００８０】
さらに、上述した実施の形態１および２では、分注プレート３１，１３１，２３１は、リザーバー、微細流路およびノズルから構成される分注器を備えるものとしたが、例えば底部に排出口を有するリザーバー、もしくは容積と上部開口とを拡大したノズルを分注器として備えるようにしてもよい。この場合、加圧機構は、圧力パルスの圧力値および圧力印加時間等によって検体の排出量および分注量を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる分析装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示した検体用第２分注部を拡大して示す平面図である。
【図３】図１に示した検体用第２分注部を拡大して示す斜視図である。
【図４−１】分注プレートに形成された分注器の構造を示す斜視図である。
【図４−２】分注プレートに形成された分注器の構造を示す断面図である。
【図５】分注プレート上の分注器の配置を説明する図である。
【図６−１】加圧機構の構成を示す縦断面図である。
【図６−２】加圧機構の構成を示す横断面図である。
【図７−１】分注プレートによる分注手順を説明する図である。
【図７−２】分注プレートによる分注手順を説明する図である。
【図７−３】分注プレートによる分注手順を説明する図である。
【図７−４】分注プレートによる分注手順を説明する図である。
【図７−５】分注プレートによる分注手順を説明する図である。
【図７−６】分注プレートによる分注手順を説明する図である。
【図８−１】分注プレートから複数のキュベットに同時に分注する分注動作を説明する図である。
【図８−２】分注プレートから複数のキュベットに同時に分注する分注動作を説明する図である。
【図９】分注プレートの変形例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２にかかる分析装置が備える検体用第２分注部の要部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 分析装置
１０ 測定機構
１１ 検体移送部
１１ａ 検体容器
１１ｂ 検体ラック
１２，２１２ 検体用第１分注部
１２ａ アーム
１２ｂ プローブ
１３，２１３ 検体用第２分注部
１４ 試薬テーブル
１４ａ 試薬容器
１４ｂ プローブ
１５ 試薬分注部
１５ａ アーム
１５ｂ プローブ
１６ 反応テーブル
１６ａ キュベット
１６ｂ，１６ｃ 搬送経路
１７ 測光部
１７ａ 発光部
１７ｂ 受光部
１８ 洗浄部
２０ 制御分析機構
２１ 制御部
２２ 入力部
２３ 出力部
２４ 記憶部
３１，１３１，２３１ 分注プレート
３２ 円盤状部材
３３，２３３ 加圧機構
３３Ａ〜３３Ｃ，２３３Ａ〜２３３Ｃ 圧力パルス印加機構
３３ａ 気体導入管
３３ｂ ｏｎ−ｏｆｆバルブ
３３ｃ 多孔質フィルタ
３３ｄ 密閉空間
３３ｅ 密閉部材
３４ ビス
３５ａ，３５ｂ 貫通孔
３６ ピン
４０Ａ〜４０Ｆ 分注器
４１Ａ〜４１Ｆ リザーバー
４２Ａ〜４２Ｃ 微細流路
４３Ａ〜４３Ｆ ノズル
４３Ａａ 容器部
４３Ａｂ 排管部
４３Ａｃ 排出口
Ｃ１〜Ｃ３ カーブ
Ｐ１〜Ｐ４ ポジション
Ｒ１〜Ｒ２ 半径
Ｗ 間隔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を容器に分注する分注装置および分析装置に関し、特に血液や尿等の検体を反応容器に分注して分析する分析装置に適用して好適な分注装置および分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液や尿等の検体を自動的かつ連続的に分析する分析装置において、液体である検体を複数の反応容器（キュベット）に分注する技術として、シリンジ型分注機によって検体容器内の検体を吸引し、各キュベット内に直接吐出することで分注を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、受容部に保持した液体のうち微量の液体を吐出し得るプレート状部材（以下、分注プレートと呼ぶ。）を用いて、液体を容器に分注する技術が開示されている（例えば、特許文献２〜４参照）。特許文献２に記載の分注プレートは、受容部の底部に排出口を有し、この受容部に保持した液体の上面が加圧されることで排出口から微量の液体を排出する。排出する液体の液量は、加圧する大きさと加圧時間とによって調節される。特許文献３，４に記載の分注プレートは、受容部から所定の微量の液体を計量して保持する計量部を有し、この計量部に保持された液体の上面が加圧されることで、底部に設けられた排出口から微量の液体を排出する。排出する液体の液量は、計量部の容積によって定められている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９１５２０号公報
【特許文献２】特表２０００−５００５６７号公報
【特許文献３】特表２００２−５０９０２３号公報
【特許文献４】独国特許発明第１０１０２１５２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術にかかる分注プレートは、予め受容部に液体を受容する必要があるため、分析装置における分注機として用いる場合、例えば分注を行うごとに脱着して受容部に液体を供給した後、再び分注装置に装着することが考えられるが、この場合、かかる煩雑な作業が必要であるばかりか、分析に費やす時間を増大させるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、煩雑な作業を必要とせず自動的かつ短時間に液体を容器に分注することができる分注装置、分析装置および分注方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる分注装置は、液体を受容する受容部と、外部に連通する排出口が底部に設けられ、前記受容部に保持された前記液体から所定量を計量して保持する計量部と、を有する分注プレートと、前記分注プレートの受容部に前記液体を仮分注する仮分注手段と、前記計量部において計量された前記液体を前記排出口から排出させ、該排出口の下部に設けられた容器に本分注する本分注手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２にかかる分注装置は、上記の発明において、前記本分注手段が行う本分注の分注精度は、前記仮分注手段が行う仮分注の分注精度よりも高いことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３にかかる分注装置は、上記の発明において、前記仮分注手段は、前記所定量以上、かつ前記受容部の容積以下の液量の前記液体を前記受容部に仮分注することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４にかかる分注装置は、上記の発明において、前記計量部は、前記受容部に接続された微細流路に生じる毛細管力によって前記受容部から流出された前記液体を計量して保持することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５にかかる分注装置は、上記の発明において、前記本分注手段は、前記計量部に保持された前記液体に圧力を加え、該液体を前記排出口から排出させることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６にかかる分注装置は、上記の発明において、前記本分注手段は、前記計量部に保持された前記液体の上部に密閉空間を形成し、該密閉空間に気体を導入して前記液体に圧力を加えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７にかかる分注装置は、上記の発明において、前記仮分注手段および前記本分注手段は、互いに場所および時点の少なくとも一方を異ならせて、それぞれ前記液体の仮分注および本分注を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８にかかる分注装置は、上記の発明において、前記仮分注手段が前記受容部に前記液体を仮分注する場合、前記分注プレートを前記容器上に移動するとともに、前記排出口を該容器の上部に配設する移動手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項９にかかる分注装置は、上記の発明において、前記移動手段は、前記分注プレートが円周部に取り付けられた円盤状部材を周方向に回動し、該分注プレートを前記容器上に移動することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１０にかかる分注装置は、上記の発明において、前記容器上に配設された前記分注プレートの上部に前記仮分注手段を移動する第１移動手段と、前記第１移動手段によって移動させられた前記仮分注手段が前記受容部に前記液体を仮分注した場合、前記本分注手段を水平移動して前記分注プレートの上部に配設する第２移動手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１１にかかる分注装置は、上記の発明において、前記受容部は、前記仮分注手段の移動軌跡の下に配置されることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１２にかかる分注装置は、上記の発明において、液体を受容する受容部と、外部に連通する排出口が底部に設けられ、前記受容部に保持された前記液体を計量して保持する計量部とを有する分注プレートと、前記分注プレートの受容部に該受容部の容積以下の液量の前記液体を仮分注する仮分注手段と、前記計量部に保持された、前記受容部に仮分注された液量より少ない液量の前記液体を前記排出口から排出させ、該排出口の下部に設けられた容器に本分注する本分注手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１３にかかる分析装置は、容器に分注された液体を分析する分析装置であって、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の分注装置を備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１４にかかる分注方法は、液体を受容する受容部と、外部に連通する排出口が底部に設けられ、前記受容部に保持された前記液体から所定量を計量して保持する計量部と、を有する分注プレートを備えた分注装置の分注方法において、前記分注プレートの受容部に前記液体を仮分注する仮分注ステップと、前記計量部に保持された前記液体を前記排出口から排出させ、該排出口の下部に設けられた容器に本分注する本分注ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる分注装置、分析装置および分注方法によれば、煩雑な作業を必要とせず自動的かつ短時間に液体を容器に分注することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる分注装置、分析装置および分注方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。
【００２３】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかる分注装置、分析装置および分注方法について説明する。図１は、本実施の形態１にかかる分析装置１の要部構成を示す模式図である。図１に示すように、分析装置１は、分析対象としての試料である検体および試薬を反応容器（キュベット）にそれぞれ分注し、分注したキュベット内で生じる反応を光学的に測定する測定機構１０と、測定機構１０を含む分析装置１全体の制御を行うとともに測定機構１０における測定結果の分析を行う制御分析機構２０とを備える。分析装置１は、これらの機構を連携させることによって複数の検体の生化学的、免疫学的あるいは遺伝学的な分析を自動的に行う。
【００２４】
測定機構１０は、大別して検体移送部１１、検体用第１分注部１２、検体用第２分注部１３、試薬テーブル１４、試薬分注部１５、反応テーブル１６、測光部１７および洗浄部１８を備える。また、制御分析機構２０は、制御部２１、入力部２２、出力部２３および記憶部２４を備える。測定機構１０および制御分析機構２０が備えるこれらの各部は、制御部２１に電気的に接続されている。
【００２５】
検体移送部１１は、血液や尿等、液体である検体を収容した複数の検体容器１１ａを保持し、図中の矢印方向に順次移送する複数の検体ラック１１ｂを備える。検体移送部１１上の所定位置に移送された検体容器１１ａ内の検体は、検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３によって、反応テーブル１６上に配列して搬送されるキュベット１６ａに分注される。
【００２６】
検体用第１分注部１２は、水平方向に旋回するアーム１２ａと、アーム１２ａの旋回する先端部に鉛直方向に取り付けられたピペット様のプローブ１２ｂとを備え、検体容器１１ａに収容された検体を、検体用第２分注部１３が備える複数の分注プレート３１上に形成された受容部に仮分注する。より具体的には、検体用第１分注部１２は、上述した検体移送部１１上の所定位置に移送された検体容器１１ａの中からプローブ１２ｂによって検体を吸引し、アーム１２ａを図中時計回りに旋回させ、分注プレート３１上に形成された複数の分注器の受容部に検体を吐出して仮分注を行う。図１では、分注プレート３１上の分注器４０Ａの受容部に仮分注する状態が示されている。
【００２７】
検体用第２分注部１３は、各々３つの分注器４０Ａ〜４０Ｃが形成された４つの分注プレート３１と、各分注プレート３１を円周部に保持する円盤状部材３２と、反応テーブル１６の所定位置上に配設される分注プレート３１の上部に設けられた加圧機構３３とを備える。分注器４０Ａ〜４０Ｃは、検体用第１分注部１２から受容した検体を所定の量ずつ排出可能な分注用容器であり、分注プレート３１は、各分注器４０Ａ〜４０Ｃを所定の関係に配置して有する板状の分注部材である。円盤状部材３２は、図示しない駆動機構によって周方向に回動され、円周部に取り付けられた各分注プレート３１を複数のキュベット１６ａ上に交換自在に配設する。加圧機構３３は、キュベット１６ａ上に配設された分注プレート３１の上面部に降下して装着され、分注器４０Ａ〜４０Ｃ内の検体を加圧して排出する。かかる構成によって検体用第２分注部１３は、分注プレート３１上の各受容部に仮分注された検体を、反応テーブル１６上の複数のキュベット１６ａに本分注する。なお、検体用第２分注部１３の機構および動作の詳細は、別途後述する。
【００２８】
試薬テーブル１４は、全体が水平面内で円状に形成されており、図示しない駆動機構によって周方向に回動され、円周部に沿って保持した複数の試薬容器１４ａを回転移動する。試薬分注部１５は、検体用第１分注部１２と同様に、水平方向に旋回するアーム１５ａと、アーム１５ａの旋回する先端部に鉛直方向に取り付けられたピペット様のプローブ１５ｂとを用いて構成されており、試薬テーブル１４上の所定位置に移動された試薬容器１４ａ内の試薬をプローブ１５ｂによって吸引し、アーム１５ａを図中時計回りに旋回させ、反応テーブル１６上の所定位置に搬送されたキュベット１６ａに分注する。
【００２９】
反応テーブル１６は、全体が水平面内で円状に形成され、図示しない駆動機構によって周方向に回動され、円周部に沿って配列され複数のキュベット１６ａを周方向に回転搬送する。これによって、反応テーブル１６は、円周状の搬送経路１６ｂ上で複数のキュベット１６ａを搬送する。ここで、反応テーブル１６は、通常、所定の回転速度で連続的に図中時計回りに各キュベット１６ａを回転搬送するが、制御部２１からの指示に基づいて回転速度や回転方向を変更することもできる。なお、反応テーブル１６は、キュベット１６ｂの配列間隔等に応じて、ステップ的に搬送を行うようにしてもよい。
【００３０】
測光部１７は、発光部１７ａと、受光部１７ｂとを備え、発光部１７ａから発せられ、所定の測光位置に搬送されたキュベット１６ａ内の試料を透過した光を受光して、分光強度測定を行う。この測光部１７による測定結果は、制御部２１に出力され分析される。
【００３１】
洗浄部１８は、図示しないノズルによって、測光部１７による測定が終了したキュベット１６ａ内の検体を吸引して排出するとともに、洗剤や洗浄水等の洗浄液を注入および吸引することで洗浄を行う。
【００３２】
制御部２１は、ＣＰＵ等を用いて構成され、分析装置１の各部の処理および動作を制御するとともに、測光部１７から取得した測定結果に基づいて吸光度等を演算し、検体の成分分析等を行う。また、制御部２１は、検体の分析に必要な諸情報や分析動作の指示情報等を、キーボード、マウス等を用いて構成される入力部２２を介して外部から取得する。さらに、制御部２１は、検体の分析結果等を含む諸情報を、ディスプレイ、プリンタ、通信機構等を用いて構成される出力部２３に出力するとともに、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を用いて構成される記憶部２４に記録する。
【００３３】
以上のように構成された分析装置１では、列をなして順次搬送される複数のキュベット１６ａに対して、検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３が検体容器１１ａ中の検体を分注し、試薬分注部１５が試薬容器１４ａ中の試薬を分注した後、測光部１７が検体と試薬とを反応させた状態の試料の分光強度測定を行い、この測定結果を制御部２１が分析することで、検体の成分分析等が自動的に行われる。また、洗浄部１８が測光部１７による測定が終了した後に搬送されるキュベット１６ａを搬送させながら洗浄することで、一連の分析動作が連続して繰り返し行われる。なお、各々のキュベット１６ａへの試薬と検体の分注の順序、および同一のキュベット１６ａへ導入される試薬の数は、分析項目毎、あるいは使用する分析用試薬、あるいは分析プロトコル毎に異なってよい。
【００３４】
なお、分析装置１は、図１では試薬テーブル１４および試薬分注部１５の組を１セットだけ備えるものとしたが、分析項目等に応じて２セット以上備えることもできる。ここで、各試薬容器１４ａ内に収容される試薬は、分析項目等に応じて選択されるものであり、同一のものでも異なるものでもよい。また、分析装置１は、検体および試薬が分注された場合にキュベット１６ａ内を攪拌する図示しない攪拌機構を備えることもできる。
【００３５】
つづいて、本発明にかかる分注装置としての検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３について、より詳細に説明する。まず、図２および図３は、検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３の要部構成を示す図であって、図２は、平面図であり、図３は、斜視図である。
【００３６】
図２および図３に示すように、検体用第２分注部１３は、各々３つの分注器４０Ａ〜４０Ｃが形成された４つの分注プレート３１が、円盤状部材３２の円周部に中心角にして９０度毎の等間隔で取付けられている。各分注プレート３１は、貫通孔３５ａ，３５ｂを介して挿通される２つのビス３４によって円盤状部材３２の上面にネジ締結され、分注器４０Ａ〜４０Ｃを円盤状部材３２の周外に突設した状態で固定される。円盤状部材３２に対する各分注プレート３１の取付位置は、各ビス３４が螺合する雌ネジ部と、各分注プレート３１の所定の側面が押し当てられる位置決めピン３６とによって決定される。円盤状部材３２上に取り付けられた各分注プレート３１は、円盤状部材３２が図示しない駆動機構によって周方向に図中反時計回りに回動されることで回転搬送される。
【００３７】
ここで、分注器４０Ａ〜４０Ｃは、各々受容部としてのリザーバー４１Ａ〜４１Ｃと、計量部としてのノズル４３Ａ〜４３Ｃとを、微細流路４２Ａ〜４２Ｃによって連結した構造を有する。これらを代表して、図４−１および図４−２に、分注器４０Ａの斜視図および断面図を示す。図４−２は、図４−１におけるＸＸ断面を示す図である。
【００３８】
図４−１および図４−２に示すように、リザーバー４１Ａは、検体の受容口として上部が開口された円筒状の容器として形成されている。ノズル４３Ａは、リザーバー４１Ａに比して小さな口径で上部が開口された円筒状の容器部４３Ａａと、容器部４３Ａａの底部を排出口４３Ａｃにおいて外部に連通する一層小径の円筒状の排管部４３Ａｂとにより、所定の量の液体を計量して保持し得る容器として形成されている。微細流路４２Ａは、リザーバー４１Ａとノズル４３Ａとを上部開口の中心同士を結ぶ中心線上で連結する、微細な幅および深さを有したＵ字型、あるいは角型等の形状を持つ流路として形成されている。
【００３９】
かかる構造を有する分注器４０Ａは、液体である検体をリザーバー４１Ａに受容し、微細流路４２Ａに生じる毛細管力によってリザーバー４１Ａから流出される検体をノズル４３Ａで計量して保持する。そして、ノズル４３Ａの上部開口に圧力が加えられた場合、ノズル４３Ａに保持した所定量の検体を、排管部４３Ａｂを介して排出口４３Ａｃから外部に排出する。分注器４０Ｂ，４０Ｃは、分注器４０Ａと同様の構造を有しており、同様の作用によって所定量の検体を計量して排出することができる。
【００４０】
なお、分注器４０Ａ〜４０Ｃが分注し得る検体の量は、各々ノズル４３Ａ〜４３Ｃの容積によって決定されるが、各ノズル４３Ａ〜４３Ｃの上部開口および排出口における表面張力に依存した検体面の湾曲や、加圧して排出する排出動作中に微細流路４２Ａ〜４２Ｃから極微量に流入する検体などによって、わずかに容積に対して差異を生じる。
【００４１】
かかる分注器４０Ａ〜４０Ｃのリザーバー４１Ａ〜４１Ｃは、図２に示すように、分注プレート３１が円盤状部材３２の回転位置としてのポジションＰ１（図中、円盤状部材３２の上部位置）に配設された場合、検体用第１分注部１２におけるプローブ１２ｂの旋回経路下に配置される。また、ノズル４３Ａ〜４３Ｃは、分注プレート３１がポジションＰ２（図中、円盤状部材の左側位置）に配設された場合に、反応テーブル１６の搬送経路１６ｂ上で搬送される複数のキュベット１６ａの上部に配置される。
【００４２】
このような配置を実現するために、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃは、図５に示すように、ポジションＰ１においてプローブ１２ｂの旋回経路に沿った曲線となるカーブＣ１上に配列されている。同様に、ノズル４３Ａ〜４３Ｃは、ポジションＰ２においてキュベット１６ａの搬送経路１６ｂに沿った曲線となるカーブＣ２上に配列されている。ここで、カーブＣ１は、検体用第１分注部１２におけるアーム１２ａの長さに相当する半径Ｒ１を有した円弧であり、カーブＣ２は、円周状の搬送経路１６ｂと等しい半径Ｒ２を有した円弧である。
【００４３】
また、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃおよびノズル４３Ａ〜４３Ｃは、それぞれ図５中で上下方向に間隔Ｗで配列されている。この間隔Ｗは、ポジションＰ２で分注プレート３１の下部に搬送される複数のキュベット１６ａのこの方向の配列間隔に等しい。なお、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃの配列間隔は、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの配列間隔と必ずしも一致させる必要はなく、カーブＣ２上に配列するものであれば間隔Ｗより大きくても小さくてもよい。また、微細流路４２Ａ〜４２Ｃは、このように設けられたリザーバー４１Ａ〜４１Ｃとノズル４３Ａ〜４３Ｃとを各々連結するように設けられている。
【００４４】
一方、図２に示すように、ポジションＰ２に配設された分注プレート３１の上部には、本分注手段としての加圧機構３３が上下動自在に設けられている。加圧機構３３は、ノズル４３Ａ〜４３Ｃに検体が充填された分注プレート３１がポジションＰ２に配設された場合、この分注プレート３１の上面部に降下して装着される。図６−１および図６−２は、分注プレート３１に装着された状態の加圧機構３３を示す断面図である。図６−２は、図６−１におけるＹＹ断面を示す図である。
【００４５】
図６−１および図６−２に示すように、加圧機構３３は、図示しない気体供給源から加圧気体を導入する気体導入管３３ａと、導入された加圧気体を１ミリ秒〜数十ミリ秒の範囲で設定される期間の圧力パルスとして通過させるｏｎ−ｏｆｆバルブ３３ｂと、通過した圧力パルスを平面内で均一化する多孔質フィルタ３３ｃと、分注器４０Ａ〜４０Ｃに保持された検体の上部に密閉空間３３ｄを形成する密閉部材３３ｅと、を用いて構成された圧力パルス印加機構３３Ａ〜３３Ｃを、各々分注器４０Ａ〜４０Ｃに対応させて備える。
【００４６】
かかる加圧機構３３は、分注プレート３１の上面部に装着された場合、例えば圧力値が数十ｋＰａであり、圧力印加時間が１ミリ秒〜数十ミリ秒である圧力パルスを、分注器４０Ａ〜４０Ｃに保持された検体の上面に均一に印加し、ノズル４３Ａ〜４３Ｃに保持された検体を各々底部に設けられた排出口から排出させる。このとき、加圧機構３３は、圧力パルスの印加を分注器４０Ａ〜４０Ｃごとに同時または非同時に行うことができ、ノズル４３Ａ〜４３Ｃごとに同時または非同時に検体を排出させることができる。
【００４７】
なお、加圧機構３３は、圧力パルスの印加を分注器４０Ａ〜４０Ｃごとに非同時に行う必要がない場合には、例えば分注器４０Ａ〜４０Ｃの上部を一括して覆う密閉空間を形成する圧力パルス印加機構を１組だけ備えるようにしてもよい。
【００４８】
ここで、以上のように構成された検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３による検体の分注手順を、図７−１〜図７−６を参照して説明する。なお、図７−１〜図７−６では、分注器４０Ａ〜４０Ｃを代表して、分注器４０Ａのみ断面図を示している。
【００４９】
まず、検体用第１分注部１２は、図７−１に示すように、ポジションＰ１（図２参照）においてプローブ１２ｂから検体を吐出し、分注プレート３１のリザーバー４１Ａ〜４１Ｃに検体を仮分注する。このとき、検体用第１分注部１２は、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの容積以上、かつリザーバー４１Ａ〜４１Ｃの容積以下の液量の検体を、各リザーバー４１Ａ〜４１Ｃに仮分注する。この仮分注する検体の液量は、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃごとに定められた等量または非等量の液量であってもよく、仮分注を行うごとに異なる液量であってもよい。
【００５０】
仮分注によってリザーバー４１Ａ〜４１Ｃに受容された各検体の一部は、図７−２に示すように、微細流路４２Ａ〜４２Ｃに生じる毛細管力によって各々ノズル４３Ａ〜４３Ｃに移動し、これによってノズル４３Ａ〜４３Ｃは、図７−３に示すように、検体で満たされる。すなわち、この段階でノズル４３Ａ〜４３Ｃは、各々の容積に等しい所定量の検体を計量して保持することとなる。
【００５１】
その後、分注プレート３１は、円盤状部材３２によって回転搬送されポジションＰ２（図２参照）に配設され、上面部に加圧機構３３が装着される。加圧機構３３は、図７−４および図７−５に時系列的に示すように、分注器４０Ａ〜４０Ｃに保持された各検体の上面に圧力パルスを印加して均一に加圧し、ノズル４３Ａ〜４３Ｃに保持された各検体を、各々底部の排出口から吐出して排出させ、各排出口の下部に設けられたキュベット１６ａに本分注する。この本分注の分注精度は、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃへの仮分注の分注精度よりも高い。なお、図７−４および図７−５では、加圧機構３３自体とキュベット１６ａとの図示を省略している。
【００５２】
この加圧機構３３による排出動作では、微細流路４２Ａ〜４２Ｃが狭隘なため、この各流路内にある検体の流動抵抗は、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃおよびノズル４３Ａ〜４３Ｃ内にある検体の流動抵抗よりも大きく、微細流路４２Ａ〜４２Ｃ内にある検体は、上面に圧力パルスが印加されてもほとんど流動しない。このため、ノズル４３Ａ〜４３Ｃに保持された所定量の検体のみが外部に排出され、キュベット１６ａに分注される。
【００５３】
加圧機構３３からの圧力パルスの印加が終了し、検体の上面にかかる圧力が大気圧にもどると、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃに残された各検体の一部は、微細流路４２Ａ〜４２Ｃに生じる毛細管力によって各々ノズル４３Ａ〜４３Ｃに移動する。これによって、ノズル４３Ａ〜４３Ｃは、図７−６に示すように再び検体で満たされ、微量の検体を排出可能な状態となる。つまり、検体用第２分注部１３では、リザーバー４１Ａ〜４１Ｃに検体が受容されている間、毛細管力による検体の移動と、加圧機構３３からの圧力パルスの印加とを繰り返すことで、所定量の検体の排出と分注とを繰り返し行うことができる。
【００５４】
以上のようにしてキュベット１６ａに対する本分注が行われた後、分注プレート３１は、図２に示すように、円盤状部材３２の回転位置としてのポジションＰ３（図中、円盤状部材３２の下部位置）およびポジションＰ４（図中、円盤状部材３２の右側位置）に順次回転搬送される。ポジションＰ３，Ｐ４では、図示しない洗浄機構によって、分注器４０Ａ〜４０Ｃ内に残された検体の廃棄、分注器４０Ａ〜４０Ｃの洗浄および乾燥等が行われる。洗浄等が行われた分注プレート３１は、再びポジションＰ１に配設され、分注処理に供される。このようにして検体用第２分注部１３では、円盤状部材３２に取り付けられた各分注プレート３１は、連続して繰り返し分注処理に利用される。なお、ポジションＰ３，Ｐ４では、図示しない交換機構によって、分注プレート３１を交換するようにしてもよい。
【００５５】
以上説明した一連の分注手順では、検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３は、ポジションＰ１における仮分注と、ポジションＰ２における本分注とを同時に行うことができる。つまり、検体用第１分注部１２は、加圧機構３３がポジションＰ２において本分注を行う期間にポジションＰ１に配設された分注プレート３１のリザーバー４１Ａ〜４１Ｃに対し、検体を仮分注することができる。また、これと同時に、図示しない洗浄機構等は、ポジションＰ３，Ｐ４に搬送された分注プレート３１の洗浄、乾燥、交換等を行うことができる。このようにして、検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３では、検体の分注にかかる処理全体を効率化して処理時間を短縮化することができる。
【００５６】
つぎに、列をなして搬送される複数のキュベット１６ａに対する分注動作について、図８−１および図８−２を参照して説明する。図８−１および図８−２は、分注プレート３１の下部に搬送された複数のキュベット１６ａに同時に検体を分注する場合の分注動作を示す断面図である。なお、図８−１および図８−２では、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの容積は互いに等しいものとして示している。また、複数のキュベット１６ａにおける個々のキュベットには、識別可能なように各々異なる符号１６ａ−１〜１６ａ−６を付して示している。
【００５７】
分注プレート３１では、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの排出口の配列間隔が、搬送経路１６ｂ上に配列された複数のキュベット１６ａの配列間隔である搬送間隔距離に等しく設定されている。このため、図８−１に示すように、分注プレート３１の下部に搬送されたキュベット１６ａ−１〜１６ａ−３は、各々ノズル４３Ａ〜４３Ｃの排出口の直下に所定期間だけ同時に配置される。この状態で、加圧機構３３は、ノズル４３Ａ〜４３Ｃ内の各検体に同時に圧力パルスを印加して排出させ、この各検体を異なるキュベット１６ａ−１〜１６ａ−３に同時に分注することができる。
【００５８】
その後、キュベット１６ａ−１〜１６ａ−３が分注プレート３１の下部から搬出され、キュベット１６ａ−３に続くキュベット１６ａ−４〜１６ａ−６が、図８−２に示すように、各ノズル４３Ａ〜４３Ｃの直下に搬送された場合、加圧機構３３は、再びノズル４３Ａ〜４３Ｃ内の各検体に同時に圧力パルスを印加して排出させ、各検体を各々キュベット１６ａ−４〜１６ａ−６に同時に分注することができる。
【００５９】
このようにして、検体用第２分注部１３では、各ノズル４３Ａ〜４３Ｃに保持された検体を同時に排出させることで、分注プレート３１の下部に搬送される３つのキュベット１６ａ対して、ノズル４３Ａ〜４３Ｃごとに異なるキュベット１６ａに同時に検体を分注することができる。これによって、例えばシリンジ型分注機のようにキュベットごとに検体の分注を行う場合に比して高速に、複数のキュベットに対する分注を行うことができる。
【００６０】
なお、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの容積は、互いに異なるものとしてもよい。この場合、連続する３つのキュベット１６ａに異なる液量の検体を同時に分注させることができる。また、例えば２つ置きに並ぶキュベット１６ａを１つの組とし、これによって組み分けされる３組のキュベット１６ａを各々ノズル４３Ａ〜４３Ｃに対応付け、この３つの組ごとにノズル４３Ａ〜４３Ｃの容積に応じた液量の検体を分注することができる。
【００６１】
さらに、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの排出口の配列間隔は、複数のキュベット１６ａの搬送間隔距離の整数倍としてもよい。このように配列間隔を設定した場合にも、分注プレート３１の下部に搬送された複数のキュベット１６ａのうち３つは、各々ノズル４３Ａ〜４３Ｃの排出口の直下に所定期間だけ同時に配置される。このため、加圧機構３３は、この３つのキュベット１６ａに対してノズル４３Ａ〜４３Ｃ内の各検体を同時に排出させ、分注することができる。
【００６２】
また、検体用第２分注部１３による分注動作は、上述した分注動作に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上述した分注動作では、各ノズル４３Ａ〜４３Ｃから複数のキュベット１６ａに同時に検体を分注するものとして説明したが、キュベット１６ａごとに異なるタイミングで検体を分注することもできる。この場合、検体用第２分注部１３では、ノズル４３Ａ〜４３Ｃのうち２以上のノズルに保持された各検体を順次排出させ、この各液体を同一のキュベット１６ａに分注することで、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの各容積を適宜合計して算出される液量の検体を分注することができる。
【００６３】
さらに、検体用第２分注部１３では、複数のキュベット１６ａごとに個別にノズル４３Ａ〜４３Ｃを対応付けて順次排出させることで、キュベット１６ａごとに指定される液量の検体を各キュベット１６ａに分注することができる。ここで、キュベット１６ａごとに対応付けられるノズル数は、単数でも複数でもよい。また、キュベット１６ａごとに指定可能な液量は、適宜対応付けしたノズル４３Ａ〜４３Ｃの容積を合計して算出される液量である。
【００６４】
また、上述した分注動作では、各ノズル４３Ａ〜４３Ｃがキュベット１６ａごとに１回ずつ分注を行うものとして説明したが、１つのキュベット１６ａに対して連続して複数回の分注を行うこともできる。これによって、キュベット１６ａごとに一層多彩な液量を指定して検体の分注を行うことができる。
【００６５】
さらに、上述した分注動作では、ノズル４３Ａ〜４３Ｃの排出口の配列間隔が、複数のキュベット１６ａの搬送間隔距離と等しいか整数倍であるものとして説明したが、これに限定されない。例えば、各ノズル４３Ａ〜４３Ｃの排出口の直下にキュベット１６ａが搬送されたこと検知し得る機構を備え、この機構によってノズル４３Ａ〜４３Ｃごとに対応付けられたキュベット１６ａが搬送されたことを検知した場合に、対応するノズルから検体を排出し、分注することもできる。これによって、検体用第２分注部１３は、任意に設定した配列間隔および搬送間隔距離のもとで分注動作を行うことができ、間欠的に配列して搬送されるキュベット１６ａに対する分注動作を行うこともできる。
【００６６】
また、上述した分注動作では、分注プレート３１が３つのノズル４３Ａ〜４３Ｃを有するものとして説明したが、検体用第２分注部１３は、分注プレート３１に替えて、例えば図９に示すように、１つのノズル４３Ａを有する分注プレート１３１を用いて分注を行うようにしてもよい。さらに、検体用第２分注部１３は、２つまたは４つ以上のノズルを有する分注プレートを用いて分注を行うようにすることもできる。この場合、分注プレート上の各ノズルの排出口をカーブＣ２上に配列することが好ましい。
【００６７】
以上説明したように、この実施の形態１にかかる分析装置１では、検体を受容するリザーバーと、外部に連通する排出口が底部に設けられ、リザーバーに保持された検体から所定量を計量して保持するノズルと、を有する分注プレートと、分注プレートのリザーバーに検体を仮分注する仮分注手段としての検体用第１分注部１２と、各ノズルにおいて計量された検体を各排出口から排出させ、各排出口の下部に設けられたキュベット１６ａに本分注する本分注手段としての検体用第２分注部１３と、を備えているため、煩雑な作業を必要とせず自動的かつ短時間に検体をキュベット１６ａに分注することができるとともに、このように分注された所定量の検体に対して、成分分析等の分析を行うことができる。
【００６８】
また、分析装置１では、検体用第１分注部１２は、所定量以上、かつリザーバーの容積以下の液量の検体をリザーバーに仮分注した後で、より分注精度の高い本分注をするようにしているため、所定量の検体をより簡易な機構で、高精度の分注を行うことができる。
【００６９】
（実施の形態２）
つぎに本発明の実施の形態２にかかる分析装置および分注装置について説明する。図１０は、本実施の形態２にかかる分析装置が備える仮分注手段としての検体用第１分注部２１２と、本分注手段としての検体用第２分注部２１３との要部構成を示す斜視図である。本実施の形態２にかかる分析装置は、分析装置１をもとに検体用第１分注部１２および検体用第２分注部１３に替えて、検体用第１分注部２１２および検体用第２分注部２１３を備える。
【００７０】
また、検体用第２分注部２１３は、検体用第２分注部１３が回転搬送可能に備えた分注プレート３１に替えて、図示しない保持機構によって固定配置された分注プレート２３１を備えるとともに、検体用第２分注部１３が上下動可能に備えた加圧機構３３に替えて、水平移動可能な加圧機構２３３を備える。ここで、分注プレート２３１は、ポジションＰ２において搬送経路１６ｂ上の複数のキュベット１６ａの上部に固定配置されている。なお、図１０において、実施の形態１と同一の構成部分には同一符号を付して示している。
【００７１】
検体用第１分注部２１２は、検体用第１分注部１２と同様に構成されており、プローブ１２ｂによって検体容器１１ａから取得した検体を、分注プレート３１のリザーバー４１Ａ〜４１Ｃに仮分注する。ただし、検体用第１分注部２１２では、アーム１２ａおよびプローブ１２ｂは、図示しない移動手段によって、検体容器１１ａと分注プレート２３１との間で仮分注手段の移動軌跡としてのカーブＣ３に沿って水平旋回可能に構成されている。
【００７２】
分注プレート２３１は、分注プレート３１が備えた分注器４０Ａ〜４０Ｃに替えて、この分注器４０Ａ〜４０Ｃと同様の構造を有する分注器４０Ｄ〜４０Ｆを備える。分注器４０Ｄ〜４０Ｆは、分注器４０Ａ〜４０Ｃと同様に、リザーバー４１Ｄ〜４１Ｆに受容した検体を、各々ノズル４３Ｄ〜４３Ｆで計量して保持する。各ノズル４３Ｄ〜４３Ｆの底部に設けられた排出口はカーブＣ２上に配列されており、搬送経路１６ｂ上で搬送される複数のキュベット１６ａの上部に配置されている。また、リザーバー４０Ｄ〜４０Ｆは、カーブＣ３に沿って配列されており、アーム１２ａの旋回動作中に順次プローブ１２ｂから検体の分注を受ける。
【００７３】
加圧機構２３３は、加圧機構３３が備えた圧力パルス印加機構３３Ａ〜３３Ｃと同様の構成および機能を有する圧力パルス印加機構２３３Ａ〜２３３Ｃを備える。ただし、圧力パルス印加機構２３３Ａ〜２３３Ｃでは、気体導入管およびｏｎ−ｏｆｆバルブを水平方向に配管して構成されている。かかる加圧機構２３３は、検体用第１分注部２１２がリザーバー４１Ｄ〜４１Ｆに対して仮分注を行った場合、図示しない移動手段によって、図１０中の矢印方向に水平移動させられ、分注プレート２３１の上部に配設される。そして、分注器４０Ｄ〜４０Ｆごとに圧力パルスを印加し、ノズル４３Ｄ〜４３Ｆに保持した各検体を、これらのノズルごとに同時または非同時に排出させ、複数のキュベット１６ａに検体を分注する。その後、加圧機構２３３は、分注プレート２３１の上部から水平移動して元の位置に搬出され、検体用第１分注部２１２による仮分注が可能な状態で待機する。
【００７４】
このようにして、検体用第１分注部２１２および検体用第２分注部２１３では、搬送経路１６ｂ上で搬送される複数のキュベット１６ａの上部に分注プレート２３１を固定配置したまま、プローブ１２ｂと加圧機構２３３とを順次分注プレート２３１上に移動することで、検体の仮分注および本分注を行うことができる。また、検体用第２分注部２１３による本分注では、検体用第２分注部１３と同様に、分注プレート２３１が有する各ノズル４３Ｄ〜４３Ｆから、この各ノズル４３Ｄ〜４３Ｆの直下に搬送された複数のキュベット１６ａに対して同時または非同時に、キュベット１６ａごとに指定される液量の検体を分注することができる。
【００７５】
ここまで、本発明を実施する最良の形態を実施の形態１および２として説明したが、本発明は、この実施の形態１および２に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば種々の変形が可能である。例えば、上述した実施の形態１および２では、本発明にかかる分注装置を、検体の分注にのみ用いるものとして説明したが、試薬の分注にも適用することができる。これによって、微量の試薬の分注が可能となるばかりか、キュベットごとに指定される液量の試薬を複数のキュベットに対して高速に分注することができ、分析装置における分析処理を高速化することが可能となる。
【００７６】
また、上述した実施の形態１および２では、キュベットの搬送経路が円周状であるものとしたが、楕円形、多角形等の周囲に沿って搬送されるものでもよい。さらに、分注プレートの下部において搬送経路が円弧状であるものとしたが、分注プレート上の各ノズルの排出口を搬送経路に沿って配列することとすれば、搬送経路は任意形状でよく、曲線状でも直線状でもよい。これによって、分析装置におけるキュベットの搬送経路の自由度を高めることができる。
【００７７】
また、上述した実施の形態１では、検体用第２分注部１３は、各々４つの分注プレート３１，１３１を備えるものとしたが、４つに限定されず、５つ以上備えてもよい。あるいは、２つまたは３つの分注プレートのみを、ポジションＰ１，Ｐ２に同時に配設可能なように備えてもよい。また、検体用第２分注部１３は、同一構造の複数の分注プレートを備えるものとしたが、異なる分注器を有した複数の分注プレートを備えることもできる。さらに、検体用第２分注部１３は、複数の分注プレートを回転搬送してポジションＰ１〜Ｐ４に配設するものとしたが、回転搬送に限定されることはなく、例えば２次元的に平面搬送するステージや３次元的な搬送が可能な搬送アーム等を用いて搬送を行うようにしてもよい。
【００７８】
さらに、上述した実施の形態１および２では、分注プレート３１，１３１，２３１は、リザーバー、微細流路およびノズルが一体に形成された分注器を有するものとしたが、一体形成に限定されず、例えば微細流路およびノズルに対してリザーバーを分離可能な分注器を有するものとしてもよい。この場合、検体用第２分注部１３は、ノズルおよび微細流路をポジションＰ１，Ｐ２に固定し、リザーバーのみポジションＰ１，Ｐ２間で搬送を行うようにしてもよい。
【００７９】
また、上述した実施の形態１および２では、分注プレート３１，１３１，２３１は、分注器ごとにリザーバー、微細流路およびノズルを有するものとしたが、例えば１つのリザーバーに複数の微細流路およびノズルを接続した構造としてもよい。この場合、仮分注すべきリザーバー数が削減されるため、仮分注に要する時間を短縮することができ、分注処理を高速化することができる。
【００８０】
さらに、上述した実施の形態１および２では、分注プレート３１，１３１，２３１は、リザーバー、微細流路およびノズルから構成される分注器を備えるものとしたが、例えば底部に排出口を有するリザーバー、もしくは容積と上部開口とを拡大したノズルを分注器として備えるようにしてもよい。この場合、加圧機構は、圧力パルスの圧力値および圧力印加時間等によって検体の排出量および分注量を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる分析装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示した検体用第２分注部を拡大して示す平面図である。
【図３】図１に示した検体用第２分注部を拡大して示す斜視図である。
【図４−１】分注プレートに形成された分注器の構造を示す斜視図である。
【図４−２】分注プレートに形成された分注器の構造を示す断面図である。
【図５】分注プレート上の分注器の配置を説明する図である。
【図６−１】加圧機構の構成を示す縦断面図である。
【図６−２】加圧機構の構成を示す横断面図である。
【図７−１】分注プレートによる分注手順を説明する図である。
【図７−２】分注プレートによる分注手順を説明する図である。
【図７−３】分注プレートによる分注手順を説明する図である。
【図７−４】分注プレートによる分注手順を説明する図である。
【図７−５】分注プレートによる分注手順を説明する図である。
【図７−６】分注プレートによる分注手順を説明する図である。
【図８−１】分注プレートから複数のキュベットに同時に分注する分注動作を説明する図である。
【図８−２】分注プレートから複数のキュベットに同時に分注する分注動作を説明する図である。
【図９】分注プレートの変形例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２にかかる分析装置が備える検体用第２分注部の要部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 分析装置
１０ 測定機構
１１ 検体移送部
１１ａ 検体容器
１１ｂ 検体ラック
１２，２１２ 検体用第１分注部
１２ａ アーム
１２ｂ プローブ
１３，２１３ 検体用第２分注部
１４ 試薬テーブル
１４ａ 試薬容器
１４ｂ プローブ
１５ 試薬分注部
１５ａ アーム
１５ｂ プローブ
１６ 反応テーブル
１６ａ キュベット
１６ｂ，１６ｃ 搬送経路
１７ 測光部
１７ａ 発光部
１７ｂ 受光部
１８ 洗浄部
２０ 制御分析機構
２１ 制御部
２２ 入力部
２３ 出力部
２４ 記憶部
３１，１３１，２３１ 分注プレート
３２ 円盤状部材
３３，２３３ 加圧機構
３３Ａ〜３３Ｃ，２３３Ａ〜２３３Ｃ 圧力パルス印加機構
３３ａ 気体導入管
３３ｂ ｏｎ−ｏｆｆバルブ
３３ｃ 多孔質フィルタ
３３ｄ 密閉空間
３３ｅ 密閉部材
３４ ビス
３５ａ，３５ｂ 貫通孔
３６ ピン
４０Ａ〜４０Ｆ 分注器
４１Ａ〜４１Ｆ リザーバー
４２Ａ〜４２Ｃ 微細流路
４３Ａ〜４３Ｆ ノズル
４３Ａａ 容器部
４３Ａｂ 排管部
４３Ａｃ 排出口
Ｃ１〜Ｃ３ カーブ
Ｐ１〜Ｐ４ ポジション
Ｒ１〜Ｒ２ 半径
Ｗ 間隔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を受容する受容部と、外部に連通する排出口が底部に設けられ、前記受容部に保持された前記液体から所定量を計量して保持する計量部と、を有する分注プレートと、
前記分注プレートの受容部に前記液体を仮分注する仮分注手段と、
前記計量部において計量された前記液体を前記排出口から排出させ、該排出口の下部に設けられた容器に本分注する本分注手段と、
を備えたことを特徴とする分注装置。
【請求項２】
前記本分注手段が行う本分注の分注精度は、前記仮分注手段が行う仮分注の分注精度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
【請求項３】
前記仮分注手段は、前記所定量以上、かつ前記受容部の容積以下の液量の前記液体を前記受容部に仮分注することを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
【請求項４】
前記計量部は、前記受容部に接続された微細流路に生じる毛細管力によって前記受容部から流出された前記液体を計量して保持することを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
【請求項５】
前記本分注手段は、前記計量部に保持された前記液体に圧力を加え、該液体を前記排出口から排出させることを特徴とする請求項２に記載の分注装置。
【請求項６】
前記本分注手段は、前記計量部に保持された前記液体の上部に密閉空間を形成し、該密閉空間に気体を導入して前記液体に圧力を加えることを特徴とする請求項５に記載の分注装置。
【請求項７】
前記仮分注手段および前記本分注手段は、互いに場所および時点の少なくとも一方を異ならせて、それぞれ前記液体の仮分注および本分注を行うことを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
【請求項８】
前記仮分注手段が前記受容部に前記液体を仮分注する場合、前記分注プレートを前記容器上に移動するとともに、前記排出口を該容器の上部に配設する移動手段をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の分注装置。
【請求項９】
前記移動手段は、前記分注プレートが円周部に取り付けられた円盤状部材を周方向に回動し、該分注プレートを前記容器上に移動することを特徴とする請求項８に記載の分注装置。
【請求項１０】
前記容器上に配設された前記分注プレートの上部に前記仮分注手段を移動する第１移動手段と、
前記第１移動手段によって移動させられた前記仮分注手段が前記受容部に前記液体を仮分注した場合、前記本分注手段を水平移動して前記分注プレートの上部に配設する第２移動手段と
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の分注装置。
【請求項１１】
前記受容部は、前記仮分注手段の移動軌跡の下に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の分注装置。
【請求項１２】
液体を受容する受容部と、外部に連通する排出口が底部に設けられ、前記受容部に保持された前記液体を計量して保持する計量部とを有する分注プレートと、
前記分注プレートの受容部に該受容部の容積以下の液量の前記液体を仮分注する仮分注手段と、
前記計量部に保持された、前記受容部に仮分注された液量より少ない液量の前記液体を前記排出口から排出させ、該排出口の下部に設けられた容器に本分注する本分注手段と、
を備えたことを特徴とする分注装置。
【請求項１３】
容器に分注された液体を分析する分析装置であって、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の分注装置を備えたことを特徴とする分析装置。
【請求項１４】
液体を受容する受容部と、外部に連通する排出口が底部に設けられ、前記受容部に保持された前記液体から所定量を計量して保持する計量部と、を有する分注プレートを備えた分注装置の分注方法において、
前記分注プレートの受容部に前記液体を仮分注する仮分注ステップと、
前記計量部に保持された前記液体を前記排出口から排出させ、該排出口の下部に設けられた容器に本分注する本分注ステップと、
を含むことを特徴とする分注方法。
【請求項１】
液体を受容する受容部と、外部に連通する排出口が底部に設けられ、前記受容部に保持された前記液体から所定量を計量して保持する計量部と、を有する分注プレートと、
前記分注プレートの受容部に前記液体を仮分注する仮分注手段と、
前記計量部において計量された前記液体を前記排出口から排出させ、該排出口の下部に設けられた容器に本分注する本分注手段と、
を備えたことを特徴とする分注装置。
【請求項２】
前記本分注手段が行う本分注の分注精度は、前記仮分注手段が行う仮分注の分注精度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
【請求項３】
前記仮分注手段は、前記所定量以上、かつ前記受容部の容積以下の液量の前記液体を前記受容部に仮分注することを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
【請求項４】
前記計量部は、前記受容部に接続された微細流路に生じる毛細管力によって前記受容部から流出された前記液体を計量して保持することを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
【請求項５】
前記本分注手段は、前記計量部に保持された前記液体に圧力を加え、該液体を前記排出口から排出させることを特徴とする請求項２に記載の分注装置。
【請求項６】
前記本分注手段は、前記計量部に保持された前記液体の上部に密閉空間を形成し、該密閉空間に気体を導入して前記液体に圧力を加えることを特徴とする請求項５に記載の分注装置。
【請求項７】
前記仮分注手段および前記本分注手段は、互いに場所および時点の少なくとも一方を異ならせて、それぞれ前記液体の仮分注および本分注を行うことを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
【請求項８】
前記仮分注手段が前記受容部に前記液体を仮分注する場合、前記分注プレートを前記容器上に移動するとともに、前記排出口を該容器の上部に配設する移動手段をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の分注装置。
【請求項９】
前記移動手段は、前記分注プレートが円周部に取り付けられた円盤状部材を周方向に回動し、該分注プレートを前記容器上に移動することを特徴とする請求項８に記載の分注装置。
【請求項１０】
前記容器上に配設された前記分注プレートの上部に前記仮分注手段を移動する第１移動手段と、
前記第１移動手段によって移動させられた前記仮分注手段が前記受容部に前記液体を仮分注した場合、前記本分注手段を水平移動して前記分注プレートの上部に配設する第２移動手段と
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の分注装置。
【請求項１１】
前記受容部は、前記仮分注手段の移動軌跡の下に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の分注装置。
【請求項１２】
液体を受容する受容部と、外部に連通する排出口が底部に設けられ、前記受容部に保持された前記液体を計量して保持する計量部とを有する分注プレートと、
前記分注プレートの受容部に該受容部の容積以下の液量の前記液体を仮分注する仮分注手段と、
前記計量部に保持された、前記受容部に仮分注された液量より少ない液量の前記液体を前記排出口から排出させ、該排出口の下部に設けられた容器に本分注する本分注手段と、
を備えたことを特徴とする分注装置。
【請求項１３】
容器に分注された液体を分析する分析装置であって、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の分注装置を備えたことを特徴とする分析装置。
【請求項１４】
液体を受容する受容部と、外部に連通する排出口が底部に設けられ、前記受容部に保持された前記液体から所定量を計量して保持する計量部と、を有する分注プレートを備えた分注装置の分注方法において、
前記分注プレートの受容部に前記液体を仮分注する仮分注ステップと、
前記計量部に保持された前記液体を前記排出口から排出させ、該排出口の下部に設けられた容器に本分注する本分注ステップと、
を含むことを特徴とする分注方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４−１】
【図４−２】
【図５】
【図６−１】
【図６−２】
【図７−１】
【図７−２】
【図７−３】
【図７−４】
【図７−５】
【図７−６】
【図８−１】
【図８−２】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４−１】
【図４−２】
【図５】
【図６−１】
【図６−２】
【図７−１】
【図７−２】
【図７−３】
【図７−４】
【図７−５】
【図７−６】
【図８−１】
【図８−２】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１７０９７２（Ｐ２００７−１７０９７２Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６８６５４（Ｐ２００５−３６８６５４）
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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