分注装置
【課題】複数箇所の容器に検体や試薬を分注する場合であっても、効率良く検体や試薬を混合した液体を攪拌できる分注装置を提供する。
【解決手段】円筒形状の枠体１０３と、複数の超音波振動子１０５と、超音波伝達媒体が供給、排出可能に構成された略円筒形状のバッグ１０７とを有する超音波照射装置１０１を分注装置の作業領域に設け、マイクロプレートに所定量の液体を分注する前に、所望の液体を吸引したノズルチップ１９内の液体に向けて超音波を照射して液体を攪拌する。
【解決手段】円筒形状の枠体１０３と、複数の超音波振動子１０５と、超音波伝達媒体が供給、排出可能に構成された略円筒形状のバッグ１０７とを有する超音波照射装置１０１を分注装置の作業領域に設け、マイクロプレートに所定量の液体を分注する前に、所望の液体を吸引したノズルチップ１９内の液体に向けて超音波を照射して液体を攪拌する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を分注する分注装置に関し、ノズルチップに吸引した液体に超音波を照射してノズルチップ内で液体を攪拌して、液体の破砕、その他の反応を促進する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
臨床検査の分野や基礎研究の分野において、血清等の血液成分や尿等の検体の仕分け、および検体と試薬の混合を行う分注装置が広く用いられている。このような分注装置は、検体や試薬等の液体を吸引、吐出するノズルチップと、ノズルチップに液体を吸引、吐出するためにノズルチップの内圧を増減させる分注ポンプ等を有している。分注装置において、検体と試薬を混合した後にその液体を攪拌して反応を促進させることも一般的に行われている。
【０００３】
特許文献１には、液体を吸引、吐出するノズルチップによりウェル等の容器内に分注された液体を攪拌する攪拌ノズル装置が開示されている。この装置は、ノズルチップで液体を吸引、吐出することにより所望の液体を容器に分注した後に、ノズルチップの先端を容器内の液体に進入させ、ノズルチップが連結された（一体化している）ノズル本体に設けられた圧電素子を駆動してノズルチップを振動させて、その振動を液体に伝達することにより液体の攪拌を行うものである。
【０００４】
また、特許文献２には、ノズル本体に装着されたノズルチップに検体や試薬等の液体を吸引し、吸引した液体をノズルチップ内で攪拌する分注装置が開示されている。この装置は、ノズル本体に装着されたノズルチップの先端部にフィルタ部材を有する管状部材を設け、ノズルチップに吸引した検体と試薬との混合液をフィルタ部材に向けて吐出することにより目的物である粒子を捕捉するに際して、ノズルチップに吸引した混合液を一旦容器に吐出し、その混合液を再度ノズルチップに吸引することによりノズルチップ内で混合液を攪拌するものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１１３３００号公報
【特許文献２】特開２００３−２５４８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
臨床検査の分野や基礎研究の分野では、複数種類の検体や試薬が取り扱われるようになってきている。そのため、分注先であるマイクロプレート等に複数の凹部（ウェル）が設けられ、それら複数のウェルに対して臨床検査や基礎研究に必要な分量の検体や試薬が必要量だけ分注される。
【０００７】
特許文献１に開示の装置は、複数のウェルに検体や試薬を分注した後、各ウェルにおいてノズルチップを振動させることにより検体や試薬を混合した液体の攪拌を行うものであり、複数のウェルに検体や試薬を分注する前に検体や試薬を混合した液体を攪拌することについては示唆されていない。
【０００８】
また、複数種類の検体や試薬を取り扱う場合、異物の混入等のコンタミネーションを避けるため、取り扱う検体や試薬を変えるごとにノズルチップを交換するのが一般的である。
【０００９】
特許文献１に開示の装置では、ノズルチップ自体を振動させるため、ノズル本体に圧電素子が設けられている。また、ノズル本体は吸引チューブに固定されており、ノズルチップを交換することは考慮されていない。従って容器に液体を分注し液体の攪拌を行った後に別の検体や試薬を混合した液体を取り扱うことは想定していない。
【００１０】
特許文献２に開示の装置は、ノズルチップに吸引した液体を一旦容器に吐出した後に再度ノズルチップに液体を吸引することによりノズルチップ内で液体を攪拌するものであり、分注ポンプの駆動およびノズルチップ自体の動作を伴うことなく、ノズルチップに吸引した液体に超音波を照射する等の外的作用を与えて、直接的にノズルチップ内で液体を攪拌することについては示唆されていない。
【００１１】
本発明の目的は、複数箇所の容器に検体や試薬を分注する場合であっても、効率良く検体や試薬を混合した液体を攪拌できる分注装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の目的は、ノズルチップに吸引した液体に超音波を照射して、分注ポンプの駆動およびノズルチップ自体の動作を伴うことなく、ノズルチップ内の液体を攪拌することができる分注装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的は、下記（１）〜（５）の本発明により達成される。
（１） 液体を分注する分注装置において、
Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の３軸方向に移動可能に設けられた分注ヘッドと、
前記分注ヘッドに着脱可能に装着され、前記液体を吸引、吐出するノズルチップと、
前記分注ヘッドに接続され、前記ノズルチップに前記液体を吸引して吐出するための分注ポンプと、
前記分注装置の作業領域に載置された円筒形状の枠体と、
前記枠体の内周部に設けられ、超音波を発生する複数の超音波振動子と、
前記枠体の中空部における超音波発生領域に設けられ、超音波伝達媒体を供給、排出可能に構成された略円筒形状のバッグと、
超音波伝達媒体を貯留するタンクと、
前記タンクから前記バッグに超音波伝達媒体を供給し、前記バッグから超音波伝達媒体を排出するためのポンプと、
を具備し、
前記液体を吸引したノズルチップを前記バッグの中空部に挿入し、前記タンクから前記バッグに超音波伝達媒体を供給して前記バッグを前記ノズルチップと前記超音波振動子とに密着させ、前記ノズルチップ内の液体に向けて超音波を照射して当該液体を攪拌するよう構成されていることを特徴とする分注装置。
【００１４】
（２） 前記タンク内の超音波伝達媒体の温度を検出する第１温度センサと、前記第１温度センサの検出結果に基づいて前記タンク内の超音波伝達媒体の温度が予め設定された温度になるよう制御する温度制御手段とをさらに具備し、前記タンク内の超音波伝達媒体の温度を恒温に保つよう構成された上記（１）に記載の分注装置。
【００１５】
（３） 前記タンクと前記バッグとの間の供給管路および排出管路を開閉する制御弁と、前記バッグ内の超音波伝達媒体の温度を検出する第２温度センサとをさらに具備し、前記第２温度センサの検出結果に基づいて前記ポンプおよび前記制御弁を制御して、前記バッグから超音波伝達媒体を排出して前記バッグに前記タンク内の超音波伝達媒体を供給するよう構成された上記（１）または（２）に記載の分注装置。
【００１６】
（４） 前記ノズルチップに液体を吸引したときの前記ノズルチップ内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて前記ノズルチップ内の圧力が予め設定された圧力になるよう制御する圧力制御手段とをさらに具備し、前記ノズルチップから液だれが生じないよう構成された上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の分注装置。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、検体や試薬等の液体をウェル等の容器に分注する前に、ノズルチップ内に吸引した検体や試薬等の液体に向けて超音波を照射し、ノズルチップ内で液体を攪拌するようにしたので、各ウェルにおける攪拌が不要となり攪拌工程が少なくて済み、効率良く検体や試薬等の液体の反応を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の分注装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の分注装置の全体斜視図、図２は、本発明の分注装置の第１実施形態における主要部の構成ブロック図、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図であり、ノズルチップに超音波を照射前の超音波照射装置の要部断面図、図４は、図２におけるＡ−Ａ断面図であり、ノズルチップに超音波を照射中の超音波照射装置の要部断面図、図５は、本発明の分注装置における一連の分注動作を行う工程を示した説明図、図６は、本発明の分注装置の第２実施形態における主要部の構成ブロック図である。
【００１９】
まず、図１〜図５に基づいて、本発明の第１実施形態の分注装置を説明する。図１に示すように、本発明の分注装置１は、基台となるベッド３と、ベッド３後部に立設されたコラム５と、コラム５前面の両端部に一端が取り付けられ、他端の下方がベッド３上面から立ち上がった支持部材７で支持された一対のアーム部材９と、一対のアーム部材９に取り付けられた案内レール９ａに沿ってＹ軸方向へ移動可能に設けられたＹ軸アーム１１と、Ｙ軸アーム１１に取り付けられた案内レール１１ａに沿ってＸ軸方向へ移動可能に設けられたクイル１３と、クイル１３に設けられた案内レール１３ａに沿ってＺ軸方向へ移動可能に設けられた分注ヘッド１５とを有して構成されている。クイル１３、Ｙ軸アーム１１、分注ヘッド１５のＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動は、図２に示すようにＸ軸モータＭｘ、Ｙ軸モータＭｙ、Ｚ軸モータＭｚとボールねじ機構やベルトプーリ機構等（図示せず）からなる各軸方向移動手段により行われ、ＣＰＵやプログラムメモリ等を備えた制御部５００からの移動指令に基づいて行われる。
【００２０】
分注ヘッド１５は、その下方にノズル１７を有しており、所望の液体を吸引、吐出するノズルチップ１９がノズル１７先端部に着脱可能に装着される。ノズルチップ１９は、合成樹脂材料等で形成され、その先端部が先細り形状になっている。また、コラム５前面には、ピストン型ポンプやシリンジ型ポンプ等でなる分注ポンプ２１（図２におけるＰ１）が設けられている。分注ポンプ２１と分注ヘッド１５のノズル１７は配管２３で接続され、分注ポンプ２１の駆動によりノズル１７およびノズルチップ１９内の圧力を増減させ、ノズルチップ１９に所望の液体を吸引して吐出できるよう構成されている。配管２３は可撓性材料で形成されており、その長さはノズルチップ１９が分注動作全範囲内で移動しても分注ポンプ２１と分注ヘッド１５のノズル１７との接続関係を維持できる長さとなっている。分注ポンプ２１の駆動は、制御部５００からの駆動指令に基づいて行われる。
【００２１】
ベッド３前部の上面にはテーブル２５が載置されている。テーブル２５上面の左方には、検体や試薬が収容された複数の試験管２７を立設状態で保持して収納可能な試験管ラック２９が取り付けられ、テーブル２５中央部には試験管２７に収容された検体や試薬とは別の検体や試薬が収容された複数の試験管３１を立設状態で保持して収納可能な試験管ラック３３が取り付けられ、テーブル２５上面の右方には分注先である複数のウェル３５ａが設けられたマイクロプレート３５が取り付けられている。また、ベッド３上面におけるテーブル２５左部の後方には、分注ヘッド１５に装着されるノズルチップ１９を立設状態で保持して複数個収納可能なノズルチップラック３７が取り付けられ、ベッド３上面におけるテーブル２５右部の後方には、ノズルチップ取外装置（図示せず）により分注ヘッド１５から取り外された使用済みのノズルチップ１９を収容、廃棄するノズルチップボックス３９が取り付けられている。
【００２２】
また、本発明の分注装置１は、所望の試験管２７および３１に収容された検体や試薬等の液体をノズルチップ１９に吸引した状態で、ノズルチップ１９に向けて超音波を照射してノズルチップ１９内で液体を攪拌して反応を促進させた後に、マイクロプレート３５の所望のウェル３５ａに検体や試薬等の液体を吐出して分注することを特徴としている。
【００２３】
ノズルチップ１９に吸引された液体に超音波を照射してノズルチップ１９内で液体を攪拌する構成について、図１〜図５に基づいて説明する。本発明の分注装置１は、テーブル２５上面に取り付けられたマイクロプレート３５の後方に超音波照射装置１０１が設けられている（図１参照）。超音波照射装置１０１は、テーブル２５上面に載置された円筒形状の枠体１０３と、枠体１０３の内周部に設けられ、超音波を発生する４つの超音波振動子１０５と（図２参照）、軟質樹脂（例えば、ポリ塩化ビニル）等の柔軟な材料で形成され、枠体１０３の中空部における超音波発生領域に設けられ、水等の流動性を有する超音波伝達媒体（以下、「媒体」と言う）が供給、排出可能に構成された略円筒形状のバッグ１０７と、ベッド３右側部に設けられ媒体を収容（貯留）するタンク１０９とを有している。枠体１０３の概略寸法は、例えば、直径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍ、タンク１０９の概略寸法は、例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍである。
【００２４】
超音波振動子１０５の駆動は、超音波送信回路２０１からの送信信号２０３により行われ、超音波振動子１０５の駆動タイミング、駆動電圧、駆動時間等は、制御部５００からの指令に基づいて制御される。４つの超音波振動子１０５を必要に応じて個別的に制御してもよい。
【００２５】
図２〜図４に示すように、枠体１０３外周面の上方およびこれと対向する側の下方には孔１０３ａ、１０３ｂがそれぞれ設けられ、枠体１０３の内周部にバッグ１０７を配置したときに、バッグ１０７に接続された継手１０７ａおよび１０７ｂが枠体１０３外周面より外側に突出するようになっている。超音波振動子１０５は、バッグ１０７に接続された継手１０７ａおよび１０７ｂに接触しないよう枠体１０３の内周部に設けられている。ここで、継手１０７ａの内径は、継手１０７ｂの内径より大きいことが望ましい。
【００２６】
バッグ１０７に接続された継手１０７ａとタンク１０９との間は、ポンプＰ２を介して配管１１１で接続されている。また、バッグ１０７に接続された継手１０７ｂとタンク１０９との間は、配管１１５で接続されている。ポンプＰ２は、タンク１０９からバッグ１０７に媒体を供給し、バッグ１０７から媒体を排出するためのものであり、そのポンプＰ２の駆動は、制御部５００からの指令に基づいて行われる。
【００２７】
また、本発明の分注装置１には、タンク１０９に収容された媒体の温度を制御する温度制御装置３０１が設けられている。タンク１０９と温度制御装置３０１との間を媒体が循環できるようポンプＰ３を介して配管３０３が設けられている。温度制御装置３０１は、インバータ冷凍器等の冷却器およびヒータ等の加熱器を備えており、冷却器内に張り巡らされ冷媒が循環する配管の近傍に所望の媒体を通過させて熱交換を行うことにより、その媒体の温度を下げ、または加熱器の近傍に所望の媒体を通過させて熱交換を行うことにより、その媒体の温度を上げる構成となっている。タンク１０９内には、タンク１０９に収容された媒体の温度を検出する温度センサ（第１温度センサ）３０７が設けられている。よって、温度センサ３０７の検出結果に基づいて、すなわち制御部５００で、温度センサ３０７によるタンク１０９内の媒体の検出温度と記憶部３０９に記憶された設定温度を比較してその結果が異なる場合、ポンプＰ３を駆動することによりタンク１０９に収容された媒体をタンク１０９と温度制御装置３０１との間で循環させ、タンク１０９内の媒体の温度が記憶部３０９に記憶された設定温度になるよう（恒温を保つよう）制御することができる。ポンプＰ３および温度制御装置３０１の駆動は、制御部５００からの指令に基づき行われる。タンク１０９内の媒体は、例えば、４〜８０℃の間で温度制御可能となっている。
【００２８】
分注ポンプＰ１から分注ヘッド１５のノズル１７に装着されたノズルチップ１９に流体を供給するための配管４０１の途中に圧力センサ（圧力検出手段）４０３が設けられている。圧力センサ４０３は、分注ポンプＰ１とノズルチップ１９との間の流体供給管路内（ノズルチップ１９内）の圧力を検出する。制御部５００は、ノズルチップ１９に検体や試薬等の液体を吸引したときの圧力センサ４０３の検出圧力に基づいて分注ポンプＰ１を駆動させ、ノズルチップ１９に吸引した検体や試薬等の液体に向けて超音波を照射し、その際の熱膨張による液だれを防止するよう分注ポンプＰ１の駆動を制御する。
【００２９】
次に、図１に基づいて、本発明の第１実施形態の分注装置における一連の分注動作を行う工程を説明する。まず、分注ヘッド１５をノズルチップラック３７に収納された所望のノズルチップ１９の上方に移動させ、分注ヘッド１５をＺ軸方向へ下降させることによりノズル１７に所望のノズルチップ１９を装着する。
【００３０】
次に、図５（ａ）に示すように、ノズルチップ１９を試験管ラック２９に収納された所望の試験管２７の上方に移動させる。そして、ノズルチップ１９をＺ軸方向へ下降させながら、分注ポンプ２１を駆動して試験管２７に収容された検体や試薬等の液体Ａを所定量吸引する。
【００３１】
次に、図５（ｂ）に示すように、液体Ａを吸引したノズルチップ１９を試験管ラック３３に収納され、検体や試薬等の液体Ｂが収容された所望の試験管３１の上方に移動させる。そして、ノズルチップ１９をＺ軸方向へ下降させながら、分注ポンプ２１を駆動して試験管３１に収容された検体や試薬等の液体Ｂを所定量吸引する。
【００３２】
次に、液体Ａおよび液体Ｂを吸引したノズルチップ１９をテーブル２５の後方に設けられた超音波照射装置１０１のバッグ１０７の中空部の上方に移動させ、ノズルチップ１９をＺ軸方向へ下降させて、ノズルチップ１９をその長手方向中央部付近までバッグ１０７の中空部に挿入する（図５（ｃ）参照）。
【００３３】
そして、ポンプＰ２を駆動させてタック１０９からバッグ１０７に媒体を供給してタンク１０９−バッグ１０７間で媒体を循環させ、バッグ１０７をノズルチップ１９と超音波振動子１０５とに密着させる。
【００３４】
次に、所望のタイミングで超音波送信回路２０１を制御して超音波振動子１０５を駆動させ、ノズルチップ１９内の液体Ａおよび液体Ｂに向けて超音波を照射することにより、当該液体Ａ、Ｂを攪拌する。ノズルチップ１９内の液体に向けて照射される超音波の周波数、エネルギー、照射時間等の照射条件は、液体の種類、性質等に応じて適宜設定される。超音波の周波数としては、１０００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ程度であるのが好ましい。
【００３５】
ノズルチップ１９内の液体Ａおよび液体Ｂに向けて、所望の条件で超音波を照射した後、ポンプＰ２を停止させてタンク１０９−バッグ１０７間の媒体の循環を停止して、バッグ１０７とノズルチップ１９および超音波振動子１０５との密着を開放する。
【００３６】
次に、図５（ｄ）に示すように、超音波により攪拌された液体Ｃを吸引したノズルチップ１９をマイクロプレート３５の所望のウェル３５ａ上方に移動させる。そして、分注ポンプ２１を駆動して各ウェル３５ａに検体や試薬等の液体Ｃをそれぞれ所定量吐出して分注する。
【００３７】
各ウェル３５ａへの分注作業が終了したら、使用済みのノズルチップ１９をテーブル２５後方のノズルチップボックス３９上方に移動させ、ノズルチップ取外装置（図示せず）により使用済みのノズルチップ１９を取り外してノズルチップボックス３９に廃棄する。
【００３８】
以上説明したように、この分注装置１によれば、検体や試薬等の液体を各ウェル３５ａに分注する前に、ノズルチップ１９内に吸引した検体や試薬等の液体に向けて超音波を照射し、ノズルチップ１９内で液体を攪拌するようにしたので、各ウェル３５ａにおける攪拌が不要となり攪拌工程が少なくて済み、効率良く検体や試薬等の液体の反応を促進することができる。
【００３９】
また、ノズルチップ１９がノズル１７に着脱可能に装着されるようになっているので、複数箇所のウェル３５ａに検体や試薬等の液体を分注する場合、異物の混入等のコンタミネーションを防止することができ、効率良く検体や試薬等の液体を混合した液体を攪拌することができる。
【００４０】
次に、図６に基づいて本発明の第２実施形態の分注装置を説明する。この場合、第１実施形態と同じ構成については説明を省略し、第１実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
【００４１】
図６に示すように、バッグ１０７に接続された継手１０７ａとタンク１０９との間は、ポンプＰ２および電磁制御弁（制御弁）１１３を介して配管１１１で接続されている。この配管１１１は、バッグ１０７への媒体の供給用の管路を構成する。バッグ１０７に接続された継手１０７ｂとタンク１０９との間は、ポンプＰ４および電磁制御弁（制御弁）１１７を介して配管１１５で接続されている。この配管１１５は、バッグからの媒体の排出用の管路を構成する。配管１１１内の流路は、電磁制御弁１１３の駆動（開閉）により開閉され、配管１１５内の流路は、電磁制御弁１１７の駆動（開閉）により開閉される。ポンプＰ２、Ｐ４の駆動および電磁制御弁１１３、１１７の開閉制御は、制御部５００からの指令に基づいて行われる。
【００４２】
また、バッグ１０７に接続された継手１０７ｂの内部には、バッグ１０７内に供給された媒体の温度を検出する温度センサ（第２温度センサ）３０５が設けられている。温度センサ３０５の検出結果に基づいて、すなわち制御部５００で、温度センサ３０５によるバッグ１０７内の媒体の検出温度と記憶部３０９に記憶された設定温度とを比較してその結果が異なる場合、電磁制御弁１１７を開放した後にポンプＰ４を駆動することにより、バッグ１０７から媒体をタンク１０９に排出し、そのタイミングと同時に電磁制御弁１１３を開放した後にポンプＰ２を駆動することにより、タンク１０９からバッグ１０７に媒体を供給する。
【００４３】
次に、本発明の第２実施形態の分注装置における一連の分注動作を行う工程を説明する。第１実施形態を同じ分注動作については説明を省略し、第１実施形態と異なる分注動作についてのみ説明する。
【００４４】
まず、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ノズルチップ１９に液体Ａおよび液体Ｂを所定量吸引する。その後、液体Ａおよび液体Ｂを吸引したノズルチップ１９を長手方向中央部付近までバッグ１０７の中空部に挿入する（図５（ｃ）参照）。そして、電磁制御弁１１３を開放するとともに電磁制御弁１１７を閉じ、ポンプＰ２を駆動させてタンク１０９からバッグ１０７に媒体を供給して、バッグ１０７をノズルチップ１９と超音波振動子１０５とに密着させ、電磁制御弁１１３を閉じる。所望の条件で超音波を照射した後、電磁制御弁１１７を開放し、ポンプＰ４を駆動させてバッグ１０７から媒体を排出して、バッグ１０７とノズルチップ１９および超音波振動子１０５との密着を開放する。このようにすれば、第１実施形態と比較して、バッグ１０７とノズルチップ１９および超音波振動子１０５との密着度を高めることができる。
【００４５】
また、図５（ａ）〜（ｄ）の工程を繰り返すうちに、超音波の照射エネルギーにより、バッグ１０７内の媒体の温度が上昇してしまい、ノズルチップ１９内の液体が意図しない反応をしてしまうことが考えられる。このような場合は、ノズルチップ１９がバッグ１０７の中空部に挿入されていない状態で、電磁制御弁１１３を開放するとともに電磁制御弁１１７を開放し、ポンプＰ２を駆動させてバッグ１０７にタンク１０９から媒体を供給するとともにポンプＰ４を駆動させてバッグ１０７から媒体を排出するようにして、タンク１０９−配管１１１−バッグ１０７−配管１１５間で媒体を循環させる。そして、温度センサ３０５により予め設定された温度が検出されたら、電磁制御弁１１３を閉じるとともに電磁制御弁１１７を閉じ、バッグ１０７に媒体を充満させてバッグ１０７をノズルチップ１９と超音波振動子１０５とに密着させる。このようにすれば、温度制御装置３０１により常時恒温に保たれたタンク１０９内の媒体を所定タイミングでバッグ１０７に供給してバッグ１０７内の媒体も常時恒温状態に保つことができ、バッグ１０７内の媒体の温度変化によるノズルチップ１９内の液体の意図しない反応を防止することができる。
【００４６】
また、第２実施形態の分注装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４７】
以上、本発明の分注装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
【００４８】
また、本発明を液体Ａおよび液体Ｂの２種類の液体を攪拌する際に適用した場合について説明したが、本発明は、３種類以上の液体を攪拌する際にも適用可能である。例えば、細胞が含まれた試薬としての液体Ａ、マイクロバブル（微小な気泡）が含まれた液体Ｂ、遺伝子が含まれた試薬としての液体Ｃを用意しておき、ノズルチップに液体Ａ、液体Ｂ、液体Ｃを吸引した後に超音波を照射することにより、液体が攪拌され、ノズルチップ内でマイクロバブルが破砕され、細胞に遺伝子を効率良く導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の分注装置の実施形態を示す全体斜視図である。
【図２】本発明の分注装置の第１実施形態における主要部の構成ブロック図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図であり、ノズルチップに超音波を照射前の超音波照射装置の要部断面図である。
【図４】図２におけるＡ−Ａ断面図であり、ノズルチップに超音波を照射中の超音波照射装置の要部断面図である。
【図５】本発明の分注装置における一連の分注動作を行う工程を示した説明図である。
【図６】本発明の分注装置の第２実施形態における主要部の構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 分注装置
１５ 分注ヘッド
１７ ノズル
１９ ノズルチップ
２１ 分注ポンプ
２７、３１ 試験管
３５ マイクロプレート
３５ａ ウェル
１０１ 超音波照射装置
１０３ 枠体
１０５ 超音波振動子
１０７ バッグ
１０７ａ、１０７ｂ 継手
１０９ タンク
１１１、１１５ 配管
１１３、１１７ 電磁制御弁
２０１ 超音波送信回路
３０１ 温度制御装置
３０３ 配管
３０５、３０７ 温度センサ
３０９ 記憶部
４０３ 圧力センサ
５００ 制御部
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を分注する分注装置に関し、ノズルチップに吸引した液体に超音波を照射してノズルチップ内で液体を攪拌して、液体の破砕、その他の反応を促進する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
臨床検査の分野や基礎研究の分野において、血清等の血液成分や尿等の検体の仕分け、および検体と試薬の混合を行う分注装置が広く用いられている。このような分注装置は、検体や試薬等の液体を吸引、吐出するノズルチップと、ノズルチップに液体を吸引、吐出するためにノズルチップの内圧を増減させる分注ポンプ等を有している。分注装置において、検体と試薬を混合した後にその液体を攪拌して反応を促進させることも一般的に行われている。
【０００３】
特許文献１には、液体を吸引、吐出するノズルチップによりウェル等の容器内に分注された液体を攪拌する攪拌ノズル装置が開示されている。この装置は、ノズルチップで液体を吸引、吐出することにより所望の液体を容器に分注した後に、ノズルチップの先端を容器内の液体に進入させ、ノズルチップが連結された（一体化している）ノズル本体に設けられた圧電素子を駆動してノズルチップを振動させて、その振動を液体に伝達することにより液体の攪拌を行うものである。
【０００４】
また、特許文献２には、ノズル本体に装着されたノズルチップに検体や試薬等の液体を吸引し、吸引した液体をノズルチップ内で攪拌する分注装置が開示されている。この装置は、ノズル本体に装着されたノズルチップの先端部にフィルタ部材を有する管状部材を設け、ノズルチップに吸引した検体と試薬との混合液をフィルタ部材に向けて吐出することにより目的物である粒子を捕捉するに際して、ノズルチップに吸引した混合液を一旦容器に吐出し、その混合液を再度ノズルチップに吸引することによりノズルチップ内で混合液を攪拌するものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１１３３００号公報
【特許文献２】特開２００３−２５４８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
臨床検査の分野や基礎研究の分野では、複数種類の検体や試薬が取り扱われるようになってきている。そのため、分注先であるマイクロプレート等に複数の凹部（ウェル）が設けられ、それら複数のウェルに対して臨床検査や基礎研究に必要な分量の検体や試薬が必要量だけ分注される。
【０００７】
特許文献１に開示の装置は、複数のウェルに検体や試薬を分注した後、各ウェルにおいてノズルチップを振動させることにより検体や試薬を混合した液体の攪拌を行うものであり、複数のウェルに検体や試薬を分注する前に検体や試薬を混合した液体を攪拌することについては示唆されていない。
【０００８】
また、複数種類の検体や試薬を取り扱う場合、異物の混入等のコンタミネーションを避けるため、取り扱う検体や試薬を変えるごとにノズルチップを交換するのが一般的である。
【０００９】
特許文献１に開示の装置では、ノズルチップ自体を振動させるため、ノズル本体に圧電素子が設けられている。また、ノズル本体は吸引チューブに固定されており、ノズルチップを交換することは考慮されていない。従って容器に液体を分注し液体の攪拌を行った後に別の検体や試薬を混合した液体を取り扱うことは想定していない。
【００１０】
特許文献２に開示の装置は、ノズルチップに吸引した液体を一旦容器に吐出した後に再度ノズルチップに液体を吸引することによりノズルチップ内で液体を攪拌するものであり、分注ポンプの駆動およびノズルチップ自体の動作を伴うことなく、ノズルチップに吸引した液体に超音波を照射する等の外的作用を与えて、直接的にノズルチップ内で液体を攪拌することについては示唆されていない。
【００１１】
本発明の目的は、複数箇所の容器に検体や試薬を分注する場合であっても、効率良く検体や試薬を混合した液体を攪拌できる分注装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の目的は、ノズルチップに吸引した液体に超音波を照射して、分注ポンプの駆動およびノズルチップ自体の動作を伴うことなく、ノズルチップ内の液体を攪拌することができる分注装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的は、下記（１）〜（５）の本発明により達成される。
（１） 液体を分注する分注装置において、
Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の３軸方向に移動可能に設けられた分注ヘッドと、
前記分注ヘッドに着脱可能に装着され、前記液体を吸引、吐出するノズルチップと、
前記分注ヘッドに接続され、前記ノズルチップに前記液体を吸引して吐出するための分注ポンプと、
前記分注装置の作業領域に載置された円筒形状の枠体と、
前記枠体の内周部に設けられ、超音波を発生する複数の超音波振動子と、
前記枠体の中空部における超音波発生領域に設けられ、超音波伝達媒体を供給、排出可能に構成された略円筒形状のバッグと、
超音波伝達媒体を貯留するタンクと、
前記タンクから前記バッグに超音波伝達媒体を供給し、前記バッグから超音波伝達媒体を排出するためのポンプと、
を具備し、
前記液体を吸引したノズルチップを前記バッグの中空部に挿入し、前記タンクから前記バッグに超音波伝達媒体を供給して前記バッグを前記ノズルチップと前記超音波振動子とに密着させ、前記ノズルチップ内の液体に向けて超音波を照射して当該液体を攪拌するよう構成されていることを特徴とする分注装置。
【００１４】
（２） 前記タンク内の超音波伝達媒体の温度を検出する第１温度センサと、前記第１温度センサの検出結果に基づいて前記タンク内の超音波伝達媒体の温度が予め設定された温度になるよう制御する温度制御手段とをさらに具備し、前記タンク内の超音波伝達媒体の温度を恒温に保つよう構成された上記（１）に記載の分注装置。
【００１５】
（３） 前記タンクと前記バッグとの間の供給管路および排出管路を開閉する制御弁と、前記バッグ内の超音波伝達媒体の温度を検出する第２温度センサとをさらに具備し、前記第２温度センサの検出結果に基づいて前記ポンプおよび前記制御弁を制御して、前記バッグから超音波伝達媒体を排出して前記バッグに前記タンク内の超音波伝達媒体を供給するよう構成された上記（１）または（２）に記載の分注装置。
【００１６】
（４） 前記ノズルチップに液体を吸引したときの前記ノズルチップ内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて前記ノズルチップ内の圧力が予め設定された圧力になるよう制御する圧力制御手段とをさらに具備し、前記ノズルチップから液だれが生じないよう構成された上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の分注装置。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、検体や試薬等の液体をウェル等の容器に分注する前に、ノズルチップ内に吸引した検体や試薬等の液体に向けて超音波を照射し、ノズルチップ内で液体を攪拌するようにしたので、各ウェルにおける攪拌が不要となり攪拌工程が少なくて済み、効率良く検体や試薬等の液体の反応を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の分注装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の分注装置の全体斜視図、図２は、本発明の分注装置の第１実施形態における主要部の構成ブロック図、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図であり、ノズルチップに超音波を照射前の超音波照射装置の要部断面図、図４は、図２におけるＡ−Ａ断面図であり、ノズルチップに超音波を照射中の超音波照射装置の要部断面図、図５は、本発明の分注装置における一連の分注動作を行う工程を示した説明図、図６は、本発明の分注装置の第２実施形態における主要部の構成ブロック図である。
【００１９】
まず、図１〜図５に基づいて、本発明の第１実施形態の分注装置を説明する。図１に示すように、本発明の分注装置１は、基台となるベッド３と、ベッド３後部に立設されたコラム５と、コラム５前面の両端部に一端が取り付けられ、他端の下方がベッド３上面から立ち上がった支持部材７で支持された一対のアーム部材９と、一対のアーム部材９に取り付けられた案内レール９ａに沿ってＹ軸方向へ移動可能に設けられたＹ軸アーム１１と、Ｙ軸アーム１１に取り付けられた案内レール１１ａに沿ってＸ軸方向へ移動可能に設けられたクイル１３と、クイル１３に設けられた案内レール１３ａに沿ってＺ軸方向へ移動可能に設けられた分注ヘッド１５とを有して構成されている。クイル１３、Ｙ軸アーム１１、分注ヘッド１５のＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動は、図２に示すようにＸ軸モータＭｘ、Ｙ軸モータＭｙ、Ｚ軸モータＭｚとボールねじ機構やベルトプーリ機構等（図示せず）からなる各軸方向移動手段により行われ、ＣＰＵやプログラムメモリ等を備えた制御部５００からの移動指令に基づいて行われる。
【００２０】
分注ヘッド１５は、その下方にノズル１７を有しており、所望の液体を吸引、吐出するノズルチップ１９がノズル１７先端部に着脱可能に装着される。ノズルチップ１９は、合成樹脂材料等で形成され、その先端部が先細り形状になっている。また、コラム５前面には、ピストン型ポンプやシリンジ型ポンプ等でなる分注ポンプ２１（図２におけるＰ１）が設けられている。分注ポンプ２１と分注ヘッド１５のノズル１７は配管２３で接続され、分注ポンプ２１の駆動によりノズル１７およびノズルチップ１９内の圧力を増減させ、ノズルチップ１９に所望の液体を吸引して吐出できるよう構成されている。配管２３は可撓性材料で形成されており、その長さはノズルチップ１９が分注動作全範囲内で移動しても分注ポンプ２１と分注ヘッド１５のノズル１７との接続関係を維持できる長さとなっている。分注ポンプ２１の駆動は、制御部５００からの駆動指令に基づいて行われる。
【００２１】
ベッド３前部の上面にはテーブル２５が載置されている。テーブル２５上面の左方には、検体や試薬が収容された複数の試験管２７を立設状態で保持して収納可能な試験管ラック２９が取り付けられ、テーブル２５中央部には試験管２７に収容された検体や試薬とは別の検体や試薬が収容された複数の試験管３１を立設状態で保持して収納可能な試験管ラック３３が取り付けられ、テーブル２５上面の右方には分注先である複数のウェル３５ａが設けられたマイクロプレート３５が取り付けられている。また、ベッド３上面におけるテーブル２５左部の後方には、分注ヘッド１５に装着されるノズルチップ１９を立設状態で保持して複数個収納可能なノズルチップラック３７が取り付けられ、ベッド３上面におけるテーブル２５右部の後方には、ノズルチップ取外装置（図示せず）により分注ヘッド１５から取り外された使用済みのノズルチップ１９を収容、廃棄するノズルチップボックス３９が取り付けられている。
【００２２】
また、本発明の分注装置１は、所望の試験管２７および３１に収容された検体や試薬等の液体をノズルチップ１９に吸引した状態で、ノズルチップ１９に向けて超音波を照射してノズルチップ１９内で液体を攪拌して反応を促進させた後に、マイクロプレート３５の所望のウェル３５ａに検体や試薬等の液体を吐出して分注することを特徴としている。
【００２３】
ノズルチップ１９に吸引された液体に超音波を照射してノズルチップ１９内で液体を攪拌する構成について、図１〜図５に基づいて説明する。本発明の分注装置１は、テーブル２５上面に取り付けられたマイクロプレート３５の後方に超音波照射装置１０１が設けられている（図１参照）。超音波照射装置１０１は、テーブル２５上面に載置された円筒形状の枠体１０３と、枠体１０３の内周部に設けられ、超音波を発生する４つの超音波振動子１０５と（図２参照）、軟質樹脂（例えば、ポリ塩化ビニル）等の柔軟な材料で形成され、枠体１０３の中空部における超音波発生領域に設けられ、水等の流動性を有する超音波伝達媒体（以下、「媒体」と言う）が供給、排出可能に構成された略円筒形状のバッグ１０７と、ベッド３右側部に設けられ媒体を収容（貯留）するタンク１０９とを有している。枠体１０３の概略寸法は、例えば、直径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍ、タンク１０９の概略寸法は、例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍである。
【００２４】
超音波振動子１０５の駆動は、超音波送信回路２０１からの送信信号２０３により行われ、超音波振動子１０５の駆動タイミング、駆動電圧、駆動時間等は、制御部５００からの指令に基づいて制御される。４つの超音波振動子１０５を必要に応じて個別的に制御してもよい。
【００２５】
図２〜図４に示すように、枠体１０３外周面の上方およびこれと対向する側の下方には孔１０３ａ、１０３ｂがそれぞれ設けられ、枠体１０３の内周部にバッグ１０７を配置したときに、バッグ１０７に接続された継手１０７ａおよび１０７ｂが枠体１０３外周面より外側に突出するようになっている。超音波振動子１０５は、バッグ１０７に接続された継手１０７ａおよび１０７ｂに接触しないよう枠体１０３の内周部に設けられている。ここで、継手１０７ａの内径は、継手１０７ｂの内径より大きいことが望ましい。
【００２６】
バッグ１０７に接続された継手１０７ａとタンク１０９との間は、ポンプＰ２を介して配管１１１で接続されている。また、バッグ１０７に接続された継手１０７ｂとタンク１０９との間は、配管１１５で接続されている。ポンプＰ２は、タンク１０９からバッグ１０７に媒体を供給し、バッグ１０７から媒体を排出するためのものであり、そのポンプＰ２の駆動は、制御部５００からの指令に基づいて行われる。
【００２７】
また、本発明の分注装置１には、タンク１０９に収容された媒体の温度を制御する温度制御装置３０１が設けられている。タンク１０９と温度制御装置３０１との間を媒体が循環できるようポンプＰ３を介して配管３０３が設けられている。温度制御装置３０１は、インバータ冷凍器等の冷却器およびヒータ等の加熱器を備えており、冷却器内に張り巡らされ冷媒が循環する配管の近傍に所望の媒体を通過させて熱交換を行うことにより、その媒体の温度を下げ、または加熱器の近傍に所望の媒体を通過させて熱交換を行うことにより、その媒体の温度を上げる構成となっている。タンク１０９内には、タンク１０９に収容された媒体の温度を検出する温度センサ（第１温度センサ）３０７が設けられている。よって、温度センサ３０７の検出結果に基づいて、すなわち制御部５００で、温度センサ３０７によるタンク１０９内の媒体の検出温度と記憶部３０９に記憶された設定温度を比較してその結果が異なる場合、ポンプＰ３を駆動することによりタンク１０９に収容された媒体をタンク１０９と温度制御装置３０１との間で循環させ、タンク１０９内の媒体の温度が記憶部３０９に記憶された設定温度になるよう（恒温を保つよう）制御することができる。ポンプＰ３および温度制御装置３０１の駆動は、制御部５００からの指令に基づき行われる。タンク１０９内の媒体は、例えば、４〜８０℃の間で温度制御可能となっている。
【００２８】
分注ポンプＰ１から分注ヘッド１５のノズル１７に装着されたノズルチップ１９に流体を供給するための配管４０１の途中に圧力センサ（圧力検出手段）４０３が設けられている。圧力センサ４０３は、分注ポンプＰ１とノズルチップ１９との間の流体供給管路内（ノズルチップ１９内）の圧力を検出する。制御部５００は、ノズルチップ１９に検体や試薬等の液体を吸引したときの圧力センサ４０３の検出圧力に基づいて分注ポンプＰ１を駆動させ、ノズルチップ１９に吸引した検体や試薬等の液体に向けて超音波を照射し、その際の熱膨張による液だれを防止するよう分注ポンプＰ１の駆動を制御する。
【００２９】
次に、図１に基づいて、本発明の第１実施形態の分注装置における一連の分注動作を行う工程を説明する。まず、分注ヘッド１５をノズルチップラック３７に収納された所望のノズルチップ１９の上方に移動させ、分注ヘッド１５をＺ軸方向へ下降させることによりノズル１７に所望のノズルチップ１９を装着する。
【００３０】
次に、図５（ａ）に示すように、ノズルチップ１９を試験管ラック２９に収納された所望の試験管２７の上方に移動させる。そして、ノズルチップ１９をＺ軸方向へ下降させながら、分注ポンプ２１を駆動して試験管２７に収容された検体や試薬等の液体Ａを所定量吸引する。
【００３１】
次に、図５（ｂ）に示すように、液体Ａを吸引したノズルチップ１９を試験管ラック３３に収納され、検体や試薬等の液体Ｂが収容された所望の試験管３１の上方に移動させる。そして、ノズルチップ１９をＺ軸方向へ下降させながら、分注ポンプ２１を駆動して試験管３１に収容された検体や試薬等の液体Ｂを所定量吸引する。
【００３２】
次に、液体Ａおよび液体Ｂを吸引したノズルチップ１９をテーブル２５の後方に設けられた超音波照射装置１０１のバッグ１０７の中空部の上方に移動させ、ノズルチップ１９をＺ軸方向へ下降させて、ノズルチップ１９をその長手方向中央部付近までバッグ１０７の中空部に挿入する（図５（ｃ）参照）。
【００３３】
そして、ポンプＰ２を駆動させてタック１０９からバッグ１０７に媒体を供給してタンク１０９−バッグ１０７間で媒体を循環させ、バッグ１０７をノズルチップ１９と超音波振動子１０５とに密着させる。
【００３４】
次に、所望のタイミングで超音波送信回路２０１を制御して超音波振動子１０５を駆動させ、ノズルチップ１９内の液体Ａおよび液体Ｂに向けて超音波を照射することにより、当該液体Ａ、Ｂを攪拌する。ノズルチップ１９内の液体に向けて照射される超音波の周波数、エネルギー、照射時間等の照射条件は、液体の種類、性質等に応じて適宜設定される。超音波の周波数としては、１０００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ程度であるのが好ましい。
【００３５】
ノズルチップ１９内の液体Ａおよび液体Ｂに向けて、所望の条件で超音波を照射した後、ポンプＰ２を停止させてタンク１０９−バッグ１０７間の媒体の循環を停止して、バッグ１０７とノズルチップ１９および超音波振動子１０５との密着を開放する。
【００３６】
次に、図５（ｄ）に示すように、超音波により攪拌された液体Ｃを吸引したノズルチップ１９をマイクロプレート３５の所望のウェル３５ａ上方に移動させる。そして、分注ポンプ２１を駆動して各ウェル３５ａに検体や試薬等の液体Ｃをそれぞれ所定量吐出して分注する。
【００３７】
各ウェル３５ａへの分注作業が終了したら、使用済みのノズルチップ１９をテーブル２５後方のノズルチップボックス３９上方に移動させ、ノズルチップ取外装置（図示せず）により使用済みのノズルチップ１９を取り外してノズルチップボックス３９に廃棄する。
【００３８】
以上説明したように、この分注装置１によれば、検体や試薬等の液体を各ウェル３５ａに分注する前に、ノズルチップ１９内に吸引した検体や試薬等の液体に向けて超音波を照射し、ノズルチップ１９内で液体を攪拌するようにしたので、各ウェル３５ａにおける攪拌が不要となり攪拌工程が少なくて済み、効率良く検体や試薬等の液体の反応を促進することができる。
【００３９】
また、ノズルチップ１９がノズル１７に着脱可能に装着されるようになっているので、複数箇所のウェル３５ａに検体や試薬等の液体を分注する場合、異物の混入等のコンタミネーションを防止することができ、効率良く検体や試薬等の液体を混合した液体を攪拌することができる。
【００４０】
次に、図６に基づいて本発明の第２実施形態の分注装置を説明する。この場合、第１実施形態と同じ構成については説明を省略し、第１実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
【００４１】
図６に示すように、バッグ１０７に接続された継手１０７ａとタンク１０９との間は、ポンプＰ２および電磁制御弁（制御弁）１１３を介して配管１１１で接続されている。この配管１１１は、バッグ１０７への媒体の供給用の管路を構成する。バッグ１０７に接続された継手１０７ｂとタンク１０９との間は、ポンプＰ４および電磁制御弁（制御弁）１１７を介して配管１１５で接続されている。この配管１１５は、バッグからの媒体の排出用の管路を構成する。配管１１１内の流路は、電磁制御弁１１３の駆動（開閉）により開閉され、配管１１５内の流路は、電磁制御弁１１７の駆動（開閉）により開閉される。ポンプＰ２、Ｐ４の駆動および電磁制御弁１１３、１１７の開閉制御は、制御部５００からの指令に基づいて行われる。
【００４２】
また、バッグ１０７に接続された継手１０７ｂの内部には、バッグ１０７内に供給された媒体の温度を検出する温度センサ（第２温度センサ）３０５が設けられている。温度センサ３０５の検出結果に基づいて、すなわち制御部５００で、温度センサ３０５によるバッグ１０７内の媒体の検出温度と記憶部３０９に記憶された設定温度とを比較してその結果が異なる場合、電磁制御弁１１７を開放した後にポンプＰ４を駆動することにより、バッグ１０７から媒体をタンク１０９に排出し、そのタイミングと同時に電磁制御弁１１３を開放した後にポンプＰ２を駆動することにより、タンク１０９からバッグ１０７に媒体を供給する。
【００４３】
次に、本発明の第２実施形態の分注装置における一連の分注動作を行う工程を説明する。第１実施形態を同じ分注動作については説明を省略し、第１実施形態と異なる分注動作についてのみ説明する。
【００４４】
まず、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ノズルチップ１９に液体Ａおよび液体Ｂを所定量吸引する。その後、液体Ａおよび液体Ｂを吸引したノズルチップ１９を長手方向中央部付近までバッグ１０７の中空部に挿入する（図５（ｃ）参照）。そして、電磁制御弁１１３を開放するとともに電磁制御弁１１７を閉じ、ポンプＰ２を駆動させてタンク１０９からバッグ１０７に媒体を供給して、バッグ１０７をノズルチップ１９と超音波振動子１０５とに密着させ、電磁制御弁１１３を閉じる。所望の条件で超音波を照射した後、電磁制御弁１１７を開放し、ポンプＰ４を駆動させてバッグ１０７から媒体を排出して、バッグ１０７とノズルチップ１９および超音波振動子１０５との密着を開放する。このようにすれば、第１実施形態と比較して、バッグ１０７とノズルチップ１９および超音波振動子１０５との密着度を高めることができる。
【００４５】
また、図５（ａ）〜（ｄ）の工程を繰り返すうちに、超音波の照射エネルギーにより、バッグ１０７内の媒体の温度が上昇してしまい、ノズルチップ１９内の液体が意図しない反応をしてしまうことが考えられる。このような場合は、ノズルチップ１９がバッグ１０７の中空部に挿入されていない状態で、電磁制御弁１１３を開放するとともに電磁制御弁１１７を開放し、ポンプＰ２を駆動させてバッグ１０７にタンク１０９から媒体を供給するとともにポンプＰ４を駆動させてバッグ１０７から媒体を排出するようにして、タンク１０９−配管１１１−バッグ１０７−配管１１５間で媒体を循環させる。そして、温度センサ３０５により予め設定された温度が検出されたら、電磁制御弁１１３を閉じるとともに電磁制御弁１１７を閉じ、バッグ１０７に媒体を充満させてバッグ１０７をノズルチップ１９と超音波振動子１０５とに密着させる。このようにすれば、温度制御装置３０１により常時恒温に保たれたタンク１０９内の媒体を所定タイミングでバッグ１０７に供給してバッグ１０７内の媒体も常時恒温状態に保つことができ、バッグ１０７内の媒体の温度変化によるノズルチップ１９内の液体の意図しない反応を防止することができる。
【００４６】
また、第２実施形態の分注装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４７】
以上、本発明の分注装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
【００４８】
また、本発明を液体Ａおよび液体Ｂの２種類の液体を攪拌する際に適用した場合について説明したが、本発明は、３種類以上の液体を攪拌する際にも適用可能である。例えば、細胞が含まれた試薬としての液体Ａ、マイクロバブル（微小な気泡）が含まれた液体Ｂ、遺伝子が含まれた試薬としての液体Ｃを用意しておき、ノズルチップに液体Ａ、液体Ｂ、液体Ｃを吸引した後に超音波を照射することにより、液体が攪拌され、ノズルチップ内でマイクロバブルが破砕され、細胞に遺伝子を効率良く導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の分注装置の実施形態を示す全体斜視図である。
【図２】本発明の分注装置の第１実施形態における主要部の構成ブロック図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図であり、ノズルチップに超音波を照射前の超音波照射装置の要部断面図である。
【図４】図２におけるＡ−Ａ断面図であり、ノズルチップに超音波を照射中の超音波照射装置の要部断面図である。
【図５】本発明の分注装置における一連の分注動作を行う工程を示した説明図である。
【図６】本発明の分注装置の第２実施形態における主要部の構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 分注装置
１５ 分注ヘッド
１７ ノズル
１９ ノズルチップ
２１ 分注ポンプ
２７、３１ 試験管
３５ マイクロプレート
３５ａ ウェル
１０１ 超音波照射装置
１０３ 枠体
１０５ 超音波振動子
１０７ バッグ
１０７ａ、１０７ｂ 継手
１０９ タンク
１１１、１１５ 配管
１１３、１１７ 電磁制御弁
２０１ 超音波送信回路
３０１ 温度制御装置
３０３ 配管
３０５、３０７ 温度センサ
３０９ 記憶部
４０３ 圧力センサ
５００ 制御部
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を分注する分注装置において、
Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の３軸方向に移動可能に設けられた分注ヘッドと、
前記分注ヘッドに着脱可能に装着され、前記液体を吸引、吐出するノズルチップと、
前記分注ヘッドに接続され、前記ノズルチップに前記液体を吸引して吐出するための分注ポンプと、
前記分注装置の作業領域に載置された円筒形状の枠体と、
前記枠体の内周部に設けられ、超音波を発生する複数の超音波振動子と、
前記枠体の中空部における超音波発生領域に設けられ、超音波伝達媒体を供給、排出可能に構成された略円筒形状のバッグと、
超音波伝達媒体を貯留するタンクと、
前記タンクから前記バッグに超音波伝達媒体を供給し、前記バッグから超音波伝達媒体を排出するためのポンプと、
を具備し、
前記液体を吸引したノズルチップを前記バッグの中空部に挿入し、前記タンクから前記バッグに超音波伝達媒体を供給して前記バッグを前記ノズルチップと前記超音波振動子とに密着させ、前記ノズルチップ内の液体に向けて超音波を照射して当該液体を攪拌するよう構成されていることを特徴とする分注装置。
【請求項２】
前記タンク内の超音波伝達媒体の温度を検出する第１温度センサと、前記第１温度センサの検出結果に基づいて前記タンク内の超音波伝達媒体の温度が予め設定された温度になるよう制御する温度制御手段とをさらに具備し、前記タンク内の超音波伝達媒体の温度を恒温に保つよう構成された請求項１に記載の分注装置。
【請求項３】
前記タンクと前記バッグとの間の供給管路および排出管路を開閉する制御弁と、前記バッグ内の超音波伝達媒体の温度を検出する第２温度センサとをさらに具備し、前記第２温度センサの検出結果に基づいて前記ポンプおよび前記制御弁を制御して、前記バッグから超音波伝達媒体を排出して前記バッグに前記タンク内の超音波伝達媒体を供給するよう構成された請求項１または２に記載の分注装置。
【請求項４】
前記ノズルチップに液体を吸引したときの前記ノズルチップ内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて前記ノズルチップ内の圧力が予め設定された圧力になるよう制御する圧力制御手段とをさらに具備し、前記ノズルチップから液だれが生じないよう構成された請求項１ないし３のいずれかに記載の分注装置。
【請求項１】
液体を分注する分注装置において、
Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の３軸方向に移動可能に設けられた分注ヘッドと、
前記分注ヘッドに着脱可能に装着され、前記液体を吸引、吐出するノズルチップと、
前記分注ヘッドに接続され、前記ノズルチップに前記液体を吸引して吐出するための分注ポンプと、
前記分注装置の作業領域に載置された円筒形状の枠体と、
前記枠体の内周部に設けられ、超音波を発生する複数の超音波振動子と、
前記枠体の中空部における超音波発生領域に設けられ、超音波伝達媒体を供給、排出可能に構成された略円筒形状のバッグと、
超音波伝達媒体を貯留するタンクと、
前記タンクから前記バッグに超音波伝達媒体を供給し、前記バッグから超音波伝達媒体を排出するためのポンプと、
を具備し、
前記液体を吸引したノズルチップを前記バッグの中空部に挿入し、前記タンクから前記バッグに超音波伝達媒体を供給して前記バッグを前記ノズルチップと前記超音波振動子とに密着させ、前記ノズルチップ内の液体に向けて超音波を照射して当該液体を攪拌するよう構成されていることを特徴とする分注装置。
【請求項２】
前記タンク内の超音波伝達媒体の温度を検出する第１温度センサと、前記第１温度センサの検出結果に基づいて前記タンク内の超音波伝達媒体の温度が予め設定された温度になるよう制御する温度制御手段とをさらに具備し、前記タンク内の超音波伝達媒体の温度を恒温に保つよう構成された請求項１に記載の分注装置。
【請求項３】
前記タンクと前記バッグとの間の供給管路および排出管路を開閉する制御弁と、前記バッグ内の超音波伝達媒体の温度を検出する第２温度センサとをさらに具備し、前記第２温度センサの検出結果に基づいて前記ポンプおよび前記制御弁を制御して、前記バッグから超音波伝達媒体を排出して前記バッグに前記タンク内の超音波伝達媒体を供給するよう構成された請求項１または２に記載の分注装置。
【請求項４】
前記ノズルチップに液体を吸引したときの前記ノズルチップ内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて前記ノズルチップ内の圧力が予め設定された圧力になるよう制御する圧力制御手段とをさらに具備し、前記ノズルチップから液だれが生じないよう構成された請求項１ないし３のいずれかに記載の分注装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２４２８０６（Ｐ２００６−２４２８０６Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６０２５６（Ｐ２００５−６０２５６）
【出願日】平成１７年３月４日（２００５．３．４）
【出願人】（３９００２９７９１）アロカ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月４日（２００５．３．４）
【出願人】（３９００２９７９１）アロカ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
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