分配装置、及び分配方法
【課題】粒状物を分配先容器に自動的に分配できる分配装置を提供する。
【解決手段】上方が開口しており、液体と液体よりも密度の大きい粒状物とが入れられる容器１１と、流体を吸引及び吐出するノズル３１を有し、容器１１の底に存在する粒状物をノズル３１で吸引してノズル３１の先端で保持し、分配先容器に吐出する分注器１２と、分注器１２と容器１１及び分配先容器との相対的な位置関係を変化させる移動部１３と、容器１１の粒状物が分注器１２のノズル３１で吸引され、吸引された粒状物が分配先容器に吐出されるように分注器１２と移動部１３とを制御する制御部１４と、を備える。
【解決手段】上方が開口しており、液体と液体よりも密度の大きい粒状物とが入れられる容器１１と、流体を吸引及び吐出するノズル３１を有し、容器１１の底に存在する粒状物をノズル３１で吸引してノズル３１の先端で保持し、分配先容器に吐出する分注器１２と、分注器１２と容器１１及び分配先容器との相対的な位置関係を変化させる移動部１３と、容器１１の粒状物が分注器１２のノズル３１で吸引され、吸引された粒状物が分配先容器に吐出されるように分注器１２と移動部１３とを制御する制御部１４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒状物を分配する分配装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体を分注する分注装置について、種々の開発がなされてきている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３２２９０４号公報
【特許文献２】特開２００６−２５０８３２号公報
【特許文献３】特開２００８−２４６３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の分注装置は、液体を分注するものであって、固体物、特に粒状物を分配することはできなかった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、粒状物を分配することができる分配装置等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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明による分配装置は、上方が開口しており、液体と液体よりも密度の大きい粒状物とが入れられる容器と、流体を吸引及び吐出するノズルを有し、容器の底に存在する粒状物をノズルで吸引してノズルの先端で保持し、分配先容器に吐出する分注器と、分注器と、容器及び分配先容器との相対的な位置関係を変化させる移動部と、容器の粒状物が分注器のノズルで吸引され、吸引された粒状物が分配先容器に吐出されるように分注器と移動部とを制御する制御部と、を備えたものである。
【０００７】
このような構成により、粒状物を分配先容器に自動的に分配することができる。なお、分配前の粒状物は液体中に存在するため、その粒状物を分注器のノズルで吸引した際に、ノズルと粒状物との隙間が液体によって適切にシールされることになる。したがって、粒状物をノズルの先端で適切に保持することができることになる。また、例えば、ノズルの先端で粒状物を保持した後には、吸引をストップすることもできうる。
【０００８】
また、本発明による分配装置では、容器の内側の断面は、容器の底の近傍において底に向かうほど幅が狭くなる略Ｖ字型であってもよい。
このような構成により、粒状物が略Ｖ字型の底の方に集まることになる。その結果、その底の位置まで分注器のノズルの先端を挿入することによって、分注器が液体のみを吸引することがなくなり、粒状物を適切に吸引することができるようになる。
【０００９】
また、本発明による分配装置では、粒状物は種子であってもよい。
このような構成により、種子を分配することができるようになる。従来、種子を分配する作業は、手作業によって行われていたが、この分配装置によって、その作業を自動化することができる。また、容器において、種子を液体につけることによって、不良な種子（例えば、発芽しない種子）は浮かぶことになる。したがって、分注器が容器の底に存在する種子を吸引することによって、不良な種子を分配しないようにできる。さらに、微小な種子を空気中で分配する場合には、静電気によって、想定外の方向に飛んでしまったり、複数の種子がくっついてしまったりすることがあったが、種子を液体につけることによって、そのような静電気の影響も除去できる。
【００１０】
また、本発明による分配装置では、液体は、種子の培養液であってもよい。
分注器が粒状物である種子を分配先容器に吐出する際には、容器中の少量の液体も一緒に吐出することになる。したがって、このような構成により、種子と、その種子の培養液とを一緒に分配先容器に分配することができ、分配先容器において、種子の育成に好適な環境を整えることができるようになる。
【００１１】
また、本発明による分配装置では、粒状物は、ノズルで吸引された際に、ノズルとの間に隙間が生じないように表面が変形するものであってもよい。
このような構成により、粒状物をノズルの先端で適切に保持できるようになる。
【００１２】
また、本発明による分配装置では、粒状物は、ノズルで吸引された際に、ノズルとの間に隙間が生じない表面がなめらかなものであってもよい。
このような構成により、粒状物をノズルの先端で適切に保持できるようになる。
【００１３】
また、本発明による分配装置では、分注器は、ノズルと、ノズルに接続されたシリンジと、シリンジ内を移動するピストンと、ピストンをシリンジ内で移動させるピストン駆動部と、を備えてもよい。
このような機構によって、分注器は、粒状物を吸引したり、吐出したりすることができるようになる。
【００１４】
また、本発明による分配装置では、分注器は、複数のノズルを有し、複数のノズルのそれぞれによって粒状物を吸引し、吐出する多連分注器であってもよい。
このような構成により、粒状物を効率よく分配することができるようになる。
【００１５】
また、本発明による分配装置では、分配先容器は、マイクロプレートであってもよい。
【００１６】
また、本発明による分配方法は、流体を吸引及び吐出するノズルを有する分注器のノズルの先端が、上方が開口しており、液体と液体よりも密度の大きい粒状物とが入れられる容器の粒状物の位置となるように分注器と容器との相対的な位置関係を変化させる工程と、分注器が、容器の底に存在する粒状物をノズルで吸引してノズルの先端で保持する工程と、ノズルの先端で保持されている粒状物が分配先容器の上方の位置となるように分注器と分配先容器との相対的な位置関係を変化させる工程と、分注器が、ノズルの先端で保持されている粒状物を分配先容器に吐出する工程と、を備えたものである。
このような構成により、前述のように、粒状物を分配先容器に自動的に分配することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による分配装置等によれば、粒状物を分配することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１による分配装置の構成を示す図
【図２】同実施の形態における容器の一例を示す図
【図３】同実施の形態における容器の断面の一例を示す図
【図４】同実施の形態における分注器の構成を示す図
【図５】同実施の形態による分配装置の動作を示すフローチャート
【図６】同実施の形態による分配装置の動作について説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明による分配装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。
【００２０】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による分配装置１について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による分配装置１は、液中の粒状物を分配先容器に分配するものである。
【００２１】
図１は、本実施の形態による分配装置１の構成を示す模式図である。本実施の形態による分配装置１は、容器１１と、分注器１２と、移動部１３と、制御部１４と、供給スタッカ１５と、回収スタッカ１６とを備える。
【００２２】
容器１１では、分配装置１における分配の対象となる物である粒状物が保持される。また、その粒状物は、粒状物よりも密度の小さい液体中で保持されることになる。すなわち、容器１１は、液体と、液体よりも密度の大きい粒状物とが入れられるものである。その容器１１の上方（鉛直方向の上方）は開口している。その開口を介して、分注器１２のノズル３１が出し入れ可能になっている。粒状物は、例えば、ノズル３１で吸引された際に、ノズル３１との間に隙間が生じないように表面が変形するものであってもよい。具体的には、種子や細胞等であってもよい。種子は通常、表面に繊毛が存在する。したがって、種子が液体中に存在する場合には、その繊毛によって、まるで種子の表面が変形するかのようになる。その種子は、例えば、シロイヌナズナ等であってもよい。また、粒状物は、例えば、ノズル３１で吸引された際に、ノズル３１との間に隙間が生じない表面がなめらかなものであってもよい。具体的には、ベアリング等の微小な部品であってもよい。通常、分配対象である粒状物は、例えば、種子や細胞、ベアリング等のように微小なものである。なお、液体はどのようなものであってもよいが、粒状物が種子である場合には、種子の培養液であってもよい。種子の培養液とは、種子の成長に必要な栄養分等を含んだ液体のことである。また、粒状物が細胞である場合には、その液体は細胞の培養液や保存液であってもよい。また、粒状物が部品である場合には、その液体は部品の洗浄液等であってもよい。また、液体は水であってもよい。なお、その液体は、粒状物に対して悪影響を与えないものであることが好適である。また、ノズル３１で粒状物を吸引した際に、ノズル３１の先端と粒状物との隙間を、その液体によってシールすることができるようになる。
【００２３】
その容器１１の内側の断面は、容器１１の底の近傍において底に向かうほど幅が狭くなる略Ｖ字型であってもよい。このような形状を有することによって、粒状物が底の方に集まることになる。前述のように、粒状物は液体よりも密度が大きいためである。なお、分注器１２が１個のノズル３１を有するものである場合には、容器１１の内側の形状は、底の近傍において円錐や角錐等の形状であってもよい。一方、分注器１２が複数のノズル３１を有する多連のものである場合には、容器１１の内側の形状は、図２で示されるように、長さ方向に直交する断面が、略Ｖ字型であってもよい。その場合には、その容器１１に多連のノズル３１が挿入される際に、ノズル３１の並び方向が、図２の長さ方向になる。また、その容器１１の内側の断面は、容器１１の底の近傍において、開口から底に向かうほど幅が狭くなる略Ｖ字型であれば、図１や図２のものに限定されず、例えば、図３で示されるものであってもよい。前述のように、粒状物は容器１１中の液体よりも密度が大きいため、容器１１がこのような断面であることによって、粒状物は、容器の底（略Ｖ字型の頂点の付近）の方に集まることになる。したがって、ノズル３１を容器１１の底まで入れることによって、分注器１２は、適切に粒状物を吸引することができるようになる。
【００２４】
また、粒状物が種子である場合には、通常、不良な種子は沈まないで浮くことになる。したがって、分注器１２によって、容器１１の底から種子を吸引することによって、不良な種子を分配しないようにすることができる。ここで、不良な種子とは、例えば、発芽しない種子のことである。
【００２５】
分注器１２は、流体を吸引及び吐出するノズル３１を有する。そして、分注器１２は、容器１１の底に存在する粒状物をノズル３１で吸引してノズル３１の先端で保持し、分配先容器２に吐出する。この分注器１２は、液体を分注する公知の分注器と同様のものである。前述のように、分注器１２は、１個のノズル３１のみを有するものであってもよく、複数のノズル３１を有する多連のものであってもよい。なお、分配先容器２は、粒状物の分配先となりうる容器であれば、その種類を問わない。ただし、通常、粒状物を上方から分配先容器２に吐出するため、分配先容器２は、上方が開口しうるものが好適である。例えば、分配先容器２は、マイクロプレートであってもよく、試験管であってもよく、マイクロチューブであってもよく、遠沈管であってもよく、その他のシャーレ等の容器であってもよい。分配先容器２がマイクロプレートである場合に、そのマイクロプレートのウェルの数は問わない。例えば、２４ウェルであってもよく、９６ウェルであってもよく、３８４ウェルであってもよい。また、分配先容器２が試験管である場合には、例えば、ラックに立てられた複数の試験管であってもよい。本実施の形態では、分配先容器２が９６ウェルのマイクロプレートである場合について主に説明する。分注器１２が粒状物を分注先容器２に吐出する際に、その吐出する位置が決まっていてもよく、あるいは、決まっていなくてもよい。例えば、分注先容器２がシャーレである場合に、粒状物の吐出する位置は、シャーレの中央に決まっていてもよく、あるいは、シャーレ内である以外は決まっていなくてもよい。また、例えば、分注先容器２がマイクロプレートや試験管である場合に、粒状物を吐出する位置は、マイクロプレートにおける所望のウェルの位置や、試験管ラックにおける所望の試験管の位置に決まっていてもよい。さらに、そのウェルや試験管における位置（例えば、中心など）も決まっていてもよい。また、そのウェルの位置や試験管の位置は、分配ごとに少しずつずれていってもよい。そのようにすることで、マイクロプレートのすべてのウェルや、試験管ラックのすべての試験管に粒状物を分配することができるようになる。
【００２６】
図４は、分注器１２の構成の一例を示す模式図である。図４において、分注器１２は、ノズル３１と、パイプ３２と、シリンジ３３と、ピストン３４と、ピストン駆動部３５とを備える。
【００２７】
ノズル３１は、円筒状の部材であり、通常、その開口は円形である。その円形の開口は、例えば、ノズル３１の長さ方向に直角な面内に存在してもよい。ノズル３１は、例えば、金属製であってもよく、樹脂製であってもよい。そのノズル３１の開口の内径は、分配対象の粒状物の最も小さい径よりも小さいことが好適である。粒状物をノズル３１の内部に吸い込まないようにするためである。また、そのノズル３１の開口の内径は、ノズル３１で粒状物を吸引して保持し、分配先容器にまで移動させる際に、粒状物が落下しない程度に大きいことが好適である。したがって、ノズル３１の開口の内径は、例えば、粒状物の最も小さい径に、０．７〜０．９を掛けた程度のものであってもよい。
【００２８】
シリンジ３３は、ノズル３１に接続される。後述するピストン３４によってシリンジ３３内の容積が変化することによって、分注器１２は、吸引や吐出を行うことができる。シリンジ３３とノズル３１とは、直接接続されてもよく、図４で示されるように、パイプ３２を介して接続されてもよい。パイプ３２は、分注器１２が吸引を行う際に、パイプ３２の内径が小さくならない程度の強度を有することが好適である。適切な吸引を実現するためである。パイプ３２は、例えば、テフロン（登録商標）製であってもよく、その他の材質から構成されるものであってもよい。パイプ３２がテフロン（登録商標）製である場合には、パイプ３２に対して減菌のための処理をする場合にもパイプ３２が変質することがなく、好適である。
【００２９】
ピストン（プランジャ）３４は、シリンジ３３内を移動する。図４において、ピストン３４が図中、下方向に移動することによって、ノズル３１からの吐出が行われ、図中、上方向に移動することによって、ノズル３１による吸引が行われることになる。
【００３０】
ピストン駆動部３５は、ピストン３４をシリンジ３３内で移動させる。ピストン駆動部３５は、例えば、前述の特許文献２，３で示されるように、パルスモータによってピストン３４を駆動してもよく、ソレノイドによってピストン３４を駆動してもよく、あるいは、その他の方法によってピストン３４を駆動してもよい。
【００３１】
なお、図４で示されるように、ノズル３１、パイプ３２、シリンジ３３の内部には、容器１１に入っている液体と同じ液体が満ちている。したがって、シリンジ３３内に気体が入っている場合よりも的確に吸引を行うことができるようになる。また、分注器１２の各構成については、すでに公知であり、詳細な説明を省略する。
【００３２】
また、分注器１２は、前述のように、複数のノズル３１を有し、複数のノズル３１のそれぞれによって粒状物を吸引し、吐出する多連分注器であってもよい。分注器１２が多連の場合でも、ノズル３１ごとにシリンジ３３とピストン３４とが存在することが好適である。そのようにすることで、いずれかのノズル３１によって粒状物を適切に保持できなかった場合でも、他のノズル３１には影響が出ないようにすることができるからである。なお、分注器１２が多連の場合に、ピストン駆動部３５は、ノズル３１ごとに存在してもよく、あるいは、単一のピストン駆動部３５によって複数のピストン３４を駆動してもよい。後者の場合には、分注器１２の構成部品を少なくすることができ、分注器１２を小型化でき、コストを低減できるメリットがある。また、分注器１２が多連の場合には、その複数のノズル３１の先端は、すべて同じ高さにそろっていることが好適である。各ノズル３１によって、容器１１の底の粒状物を的確に吸引することができるようになるためである。本実施の形態では、分注器１２が８連の多連分注器である場合について主に説明する。なお、図４は、分注器１２の構成の一例であって、それ以外の構成であってもよいことは言うまでもない。
【００３３】
移動部１３は、分注器１２と、容器１１及び分配先容器２との相対的な位置関係を変化させる。分注器１２と容器１１との相対的な位置関係を変化させる際に、移動部１３は、分注器１２を移動させてもよく、容器１１を移動させてもよく、あるいは、両方であってもよい。同様に、分注器１２と分配先容器２との相対的な位置関係を変化させる際に、移動部１３は、分注器１２を移動させてもよく、分配先容器２を移動させてもよく、あるいは、両方であってもよい。本実施の形態では、移動部１３は、ＸＹＺ移動手段２１と、搬送ステージ２２とである場合について説明する。
【００３４】
ＸＹＺ移動手段２１は、分注器１２をＸＹＺの３軸方向に移動させる移動手段である。Ｘ軸方向は、図１の図中、左右の方向である。Ｙ軸方向は、図１の紙面に垂直な方向である。Ｚ軸方向は、図１の図中、上下の方向である。なお、図１、図６の図面中のＹ軸方向は、便宜的に斜めに表示したものであって、実際には、Ｘ軸、Ｚ軸の両方に垂直な方向（すなわち、紙面に垂直な方向）である。このＸＹＺ移動手段２１は、すでに公知であり、その詳細な説明を省略する。
【００３５】
搬送ステージ２２は、分配先容器２をＸ軸方向に搬送するものであり、例えば、ベルトコンベアであってもよく、レールに摺動可能に設けられた、分配先容器２の載置台と、その載置台を移動させる移動手段とを備えたものであってもよく、あるいは、その他の構成であってもよい。この搬送ステージ２２は、すでに公知であり、その詳細な説明を省略する。
【００３６】
制御部１４は、分注器１２と、移動部１３と、供給スタッカ１５と、回収スタッカ１６とを制御するものである。制御部１４は、容器１１の粒状物が分注器１２のノズル３１で吸引され、吸引された粒状物が分配先容器２に吐出されるように分注器１２と移動部１３とを制御する。具体的な制御については、図５のフローチャートを用いて後述する。
【００３７】
供給スタッカ１５は、粒状物が分配されていない分配先容器２を収容しているスタッカであり、その分配先容器２を搬送ステージ２２に供給する。なお、種子を分配する場合には、その分配先容器２に、例えば、寒天培地や培養土などがあらかじめ入っていてもよい。
回収スタッカ１６は、粒状物が分配された分配先容器２を収容しているスタッカであり、その分配先容器２を搬送ステージ２２から回収する。
なお、マイクロプレート等の分配先容器２を供給するスタッカや、回収するスタッカは、すでに公知であり（例えば、前述の特許文献１を参照されたい）、その詳細な説明を省略する。
【００３８】
次に、本実施の形態による分配装置１の動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。図５のフローチャートの各ステップの処理は、特に明記はしないが、制御部１４による制御によって実行される。
【００３９】
（ステップＳ１０１）供給スタッカ１５は、搬送ステージ２２にブランクの分配先容器２を供給する。
【００４０】
（ステップＳ１０２）搬送ステージ２２は、供給スタッカ１５から供給されたブランクの分配先容器２を分注器１２が粒状物の分配を行う位置に搬送する。
【００４１】
（ステップＳ１０３）ＸＹＺ移動手段２１は、分注器１２を容器１１の位置に移動させる。また、ＸＹＺ移動手段２１は、分注器１２のノズル３１の先端が、容器１１の底の位置になるように分注器１２を移動させる。
【００４２】
（ステップＳ１０４）分注器１２は、ノズル３１で粒状物を吸引し、ノズル３１の先端で粒状物を保持する。その吸引の際には、ピストン駆動部３５がピストン３４を駆動することによって、シリンジ３３内の液体の量を増やすようにすればよい。
【００４３】
（ステップＳ１０５）ＸＹＺ移動手段２１は、分注器１２を移動させ、ノズル３１の先端が分配先容器２の上方の決められた位置になるようにする。分配先容器２がマイクロプレートである場合には、ＸＹＺ移動手段２１は、まだ粒状物が入っていないウェル上にノズル３１の先端が位置するようにする。
【００４４】
（ステップＳ１０６）分注器１２は、粒状物を分配先容器２に吐出する。
【００４５】
（ステップＳ１０７）制御部１４は、分配先容器２への粒状物の分配がすべて終了したかどうか判断する。そして、終了した場合には、ステップＳ１０８に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０３に戻って、再度、粒状物の分配を行う。例えば、９６ウェルのマイクロプレートに８連の多連分注器２によって粒状物を分配する場合には、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６の処理が１２回繰り返されることになる。
【００４６】
（ステップＳ１０８）搬送ステージ２２は、粒状物の分配された分配先容器２を回収スタッカ１６の位置まで搬送する。
【００４７】
（ステップＳ１０９）回収スタッカ１６は、粒状物の分配された分配先容器２をスタッカ内に回収する。
【００４８】
（ステップＳ１１０）制御部１４は、あらかじめ決められた数の分配先容器２に対する粒状物の分配を行ったかどうか判断する。そして、粒状物を分配しなければならない次の分配先容器２が存在する場合には、ステップＳ１０１に戻り、そうでない場合には、粒状物を分配先容器２に分配する一連の処理は終了となる。
【００４９】
なお、図５のフローチャートのステップＳ１０５において、分注器１２を移動させると共に、分配先容器２も移動させてもよい。また、ステップＳ１０５において、ノズル３１の先端の位置は、ステップＳ１０３〜Ｓ１０７が繰り返されるごとにずれていってもよい。例えば、分配先容器２がマイクロプレートである場合に、ステップＳ１０３〜Ｓ１０７が繰り返されるごとに、１列ずつずれていってもよい。なお、このような分配（分注）に関する詳細な制御については、すでに従来の自動分注装置において公知であり、その詳細な説明を省略する。
【００５０】
次に、本実施の形態による分配装置１の具体的な動作について、図６を参照しながら説明する。この具体例では、８連の多連分注器２によって９６ウェルのマイクロプレートに種子を分配する場合について説明する。また、容器１１では、種子が培養液の中に入れられているものとする。
【００５１】
（１）まず、供給スタッカ１５は、マイクロプレート２を搬送ステージ２２に供給する（ステップＳ１０１）。なお、そのマイクロプレート２の各ウェルには、あらかじめ寒天培地が入れられているものとする。
【００５２】
（２）次に、搬送ステージ２２は、そのマイクロプレート２を多連分注器２が種子を分配する位置に搬送する（ステップＳ１０２）。
【００５３】
（３）その後、ＸＹＺ移動手段２１は、分注器１２をＺ軸の鉛直上方に移動させ、Ｘ軸方向（図６の図中、右の向き）に移動させることによって、ノズル３１が、容器１１の最も深い底の上方に位置するようにする。そして、ＸＹＺ移動手段２１は、ノズル３１の先端が容器１１の底付近になるように、分注器１２をＺ軸の鉛直下方に移動させる（ステップＳ１０３）。その結果、ノズル３１の先端は、種子の中に潜ることになる。なお、この際に、ノズル３１の先端が容器１１の底に付かないことが好適である。
【００５４】
（４）分注器１２のピストン駆動部３５は、ピストン３４をシリンジ３３の内部で移動させることによって、ノズル３１による吸引を行う。その結果、ノズル３１の先端付近の種子が吸引され、ノズル３１の開口をふさぐようになる。その後、ピストン駆動部３５は、ピストン３４の移動を停止し、そのピストン３４の位置を保持する（ステップＳ１０４）。
【００５５】
（５）ＸＹＺ移動手段２１は、分注器１２をＺ軸の鉛直上方に移動させ、Ｘ軸方向（図６の図中、左の向き）に移動させ、さらにＺ軸の鉛直下方に移動させることによって、ノズル３１が、マイクロプレート２の１列目のウェルの上方に位置するようにする（ステップＳ１０５）。
【００５６】
（６）分注器１２のピストン駆動部３５は、ピストン３４をシリンジ３３の内部で移動させることによって、ノズル３１の先端で保持されている種子をマイクロプレート２の各ウェルに吐出する（ステップＳ１０６）。その際に、少量の液体（種子の培養液）も一緒にウェルに入ることになる。
【００５７】
なお、その後、２列目から１２列目までのすべてのウェルに対して種子を分配する処理、すなわち、図６の（３）〜（６）の処理が繰り返して実行される（ステップＳ１０３〜Ｓ１０７）。
【００５８】
（７）マイクロプレート２のすべてのウェルへの種子の分配が終了すると、搬送ステージ２２は、種子の入ったマイクロプレート２を回収スタッカ１６の位置まで搬送する（ステップＳ１０８）。
【００５９】
（８）回収スタッカ１６は、マイクロプレート２を回収する。このようにして、１個のマイクロプレート２に対する種子の分配が終了する。
【００６０】
その後、所望の数のマイクロプレート２への種子の分配が終了するまで、図６の（１）〜（８）の処理が繰り返して実行されることになる（ステップＳ１０１〜Ｓ１１０）。
【００６１】
なお、シロイヌナズナの野生型の種子（直径は０．４〜０．５ｍｍ程度である）を９６ウェルのマイクロプレート（ＭＰ）に分配する実験をしたところ、次のような結果になった。
【００６２】
［実験結果］
ＭＰの枚数 種子数 分配成功数 成功率（％） 処理時間（分）
実験１ ２００枚 １９２００ １９１７１ ９９．８５ ４００
実験２ ７０枚 ６７２０ ６６７５ ９９．３３ １４０
【００６３】
通常、手作業で種子の分配を行った場合には、９０％の成功率で十分であるが、本実施の形態による分配装置１によって自動分配を行うことによって、さらに高い成功率で分配を行うことができた。また、手作業で種子の分配を行う場合には、熟練した作業者であっても、１個の種子を分配するのに５秒程度かかるため、９６ウェルのマイクロプレートに対する分配に、８分程度かかることになる。一方、本実施の形態による分配装置１を用いることによって、９６ウェルのマイクロプレートに２分で種子を分配することができ、種子の分配の高速化を実現することができると共に、成功率を著しく向上することができる。
【００６４】
以上のように、本実施の形態による分配装置１によれば、粒状物を分配先容器に自動的に分配することができる。また、乾燥したものを吸引する場合には、ノズル３１の先端と、分配対象物との隙間から空気が漏れることによって、ノズル３１の先端から分配対象物が落下する可能性があるため、分配対象物をノズル３１の先端で保持している際には、絶えず吸引するようにしなければならない（すなわち、ピストン３４に対して絶えず、シリンジ３３内の容量を増やす方向に力を掛けておかなくてはならない）。一方、本実施の形態による分配装置１のように、液体中の粒状物を吸引する場合には、ノズル３１の先端と、粒状物との隙間が液体によってシールされるため、粒状物をノズル３１の先端で保持している際には、吸引を継続しなくてもよい（すなわち、ピストン３４の位置を固定しておくだけでよく、ピストン３４に対して力を掛けておかなくてもよい）。その結果、柔らかい粒状物（例えば、細胞等）をノズル３１の先端で保持している場合に、その粒状物を壊さないようにすることができる。また、ノズル３１の先端と、粒状物との隙間が液体によってシールされるため、種子や細胞のように不定型なものでも、落下させることなく適切に分配できる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、容器１１の内側の断面が底付近で略Ｖ字型である場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、容器１１に多量の粒状物が入っている場合には、ノズル３１の先端で容易に粒状物を吸引できるため、容器１１の構造がそのようになっていなくてもよい。
【００６６】
また、本実施の形態では、ノズル３１の先端で粒状物を保持した後に、吸引をストップする場合について説明したが、そうでなくてもよい。ノズル３１の先端で粒状物を保持している間中、吸引を行うようにしてもよい。
【００６７】
また、種子や細胞等の粒状物を分配する際には、分配装置１の全体に対して減菌処理を行った後に、分配の処理を行うようにしてもよい。そのようにすることで、種子等を無菌的（減菌的）に育成することができうる。
【００６８】
また、本実施の形態では、分配装置１が供給スタッカ１５や回収スタッカ１６を有する場合について説明したが、そうでなくてもよい。分配装置１は、それらのスタッカを備えていなくてもよい。
【００６９】
また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。
【００７０】
また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が処理で用いるしきい値や数式等の情報等は、上記説明で明記していない場合であっても、図示しない記録媒体において、一時的に、あるいは長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、あるいは、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、あるいは、図示しない読み出し部が行ってもよい。
【００７１】
また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いるしきい値や各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していない場合であっても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。
【００７２】
また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素（例えば、制御部１４）については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。
【００７３】
また、そのプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、このプログラムは、プログラムプロダクトを構成するプログラムとして用いられてもよい。
【００７４】
また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
【００７５】
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上より、本発明による分配装置等によれば、粒状物を自動的に分配できるという効果が得られ、例えば、種子をマイクロプレートに分配する装置等として有用である。
【符号の説明】
【００７７】
１ 分配装置
２ 分配先容器
１１ 容器
１２ 分注器
１３ 移動部
１４ 制御部
１５ 供給スタッカ
１６ 回収スタッカ
２１ ＸＹＺ移動手段
２２ 搬送ステージ
３１ ノズル
３２ パイプ
３３ シリンジ
３４ ピストン
３５ ピストン駆動部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒状物を分配する分配装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体を分注する分注装置について、種々の開発がなされてきている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３２２９０４号公報
【特許文献２】特開２００６−２５０８３２号公報
【特許文献３】特開２００８−２４６３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の分注装置は、液体を分注するものであって、固体物、特に粒状物を分配することはできなかった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、粒状物を分配することができる分配装置等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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明による分配装置は、上方が開口しており、液体と液体よりも密度の大きい粒状物とが入れられる容器と、流体を吸引及び吐出するノズルを有し、容器の底に存在する粒状物をノズルで吸引してノズルの先端で保持し、分配先容器に吐出する分注器と、分注器と、容器及び分配先容器との相対的な位置関係を変化させる移動部と、容器の粒状物が分注器のノズルで吸引され、吸引された粒状物が分配先容器に吐出されるように分注器と移動部とを制御する制御部と、を備えたものである。
【０００７】
このような構成により、粒状物を分配先容器に自動的に分配することができる。なお、分配前の粒状物は液体中に存在するため、その粒状物を分注器のノズルで吸引した際に、ノズルと粒状物との隙間が液体によって適切にシールされることになる。したがって、粒状物をノズルの先端で適切に保持することができることになる。また、例えば、ノズルの先端で粒状物を保持した後には、吸引をストップすることもできうる。
【０００８】
また、本発明による分配装置では、容器の内側の断面は、容器の底の近傍において底に向かうほど幅が狭くなる略Ｖ字型であってもよい。
このような構成により、粒状物が略Ｖ字型の底の方に集まることになる。その結果、その底の位置まで分注器のノズルの先端を挿入することによって、分注器が液体のみを吸引することがなくなり、粒状物を適切に吸引することができるようになる。
【０００９】
また、本発明による分配装置では、粒状物は種子であってもよい。
このような構成により、種子を分配することができるようになる。従来、種子を分配する作業は、手作業によって行われていたが、この分配装置によって、その作業を自動化することができる。また、容器において、種子を液体につけることによって、不良な種子（例えば、発芽しない種子）は浮かぶことになる。したがって、分注器が容器の底に存在する種子を吸引することによって、不良な種子を分配しないようにできる。さらに、微小な種子を空気中で分配する場合には、静電気によって、想定外の方向に飛んでしまったり、複数の種子がくっついてしまったりすることがあったが、種子を液体につけることによって、そのような静電気の影響も除去できる。
【００１０】
また、本発明による分配装置では、液体は、種子の培養液であってもよい。
分注器が粒状物である種子を分配先容器に吐出する際には、容器中の少量の液体も一緒に吐出することになる。したがって、このような構成により、種子と、その種子の培養液とを一緒に分配先容器に分配することができ、分配先容器において、種子の育成に好適な環境を整えることができるようになる。
【００１１】
また、本発明による分配装置では、粒状物は、ノズルで吸引された際に、ノズルとの間に隙間が生じないように表面が変形するものであってもよい。
このような構成により、粒状物をノズルの先端で適切に保持できるようになる。
【００１２】
また、本発明による分配装置では、粒状物は、ノズルで吸引された際に、ノズルとの間に隙間が生じない表面がなめらかなものであってもよい。
このような構成により、粒状物をノズルの先端で適切に保持できるようになる。
【００１３】
また、本発明による分配装置では、分注器は、ノズルと、ノズルに接続されたシリンジと、シリンジ内を移動するピストンと、ピストンをシリンジ内で移動させるピストン駆動部と、を備えてもよい。
このような機構によって、分注器は、粒状物を吸引したり、吐出したりすることができるようになる。
【００１４】
また、本発明による分配装置では、分注器は、複数のノズルを有し、複数のノズルのそれぞれによって粒状物を吸引し、吐出する多連分注器であってもよい。
このような構成により、粒状物を効率よく分配することができるようになる。
【００１５】
また、本発明による分配装置では、分配先容器は、マイクロプレートであってもよい。
【００１６】
また、本発明による分配方法は、流体を吸引及び吐出するノズルを有する分注器のノズルの先端が、上方が開口しており、液体と液体よりも密度の大きい粒状物とが入れられる容器の粒状物の位置となるように分注器と容器との相対的な位置関係を変化させる工程と、分注器が、容器の底に存在する粒状物をノズルで吸引してノズルの先端で保持する工程と、ノズルの先端で保持されている粒状物が分配先容器の上方の位置となるように分注器と分配先容器との相対的な位置関係を変化させる工程と、分注器が、ノズルの先端で保持されている粒状物を分配先容器に吐出する工程と、を備えたものである。
このような構成により、前述のように、粒状物を分配先容器に自動的に分配することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による分配装置等によれば、粒状物を分配することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１による分配装置の構成を示す図
【図２】同実施の形態における容器の一例を示す図
【図３】同実施の形態における容器の断面の一例を示す図
【図４】同実施の形態における分注器の構成を示す図
【図５】同実施の形態による分配装置の動作を示すフローチャート
【図６】同実施の形態による分配装置の動作について説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明による分配装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。
【００２０】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による分配装置１について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による分配装置１は、液中の粒状物を分配先容器に分配するものである。
【００２１】
図１は、本実施の形態による分配装置１の構成を示す模式図である。本実施の形態による分配装置１は、容器１１と、分注器１２と、移動部１３と、制御部１４と、供給スタッカ１５と、回収スタッカ１６とを備える。
【００２２】
容器１１では、分配装置１における分配の対象となる物である粒状物が保持される。また、その粒状物は、粒状物よりも密度の小さい液体中で保持されることになる。すなわち、容器１１は、液体と、液体よりも密度の大きい粒状物とが入れられるものである。その容器１１の上方（鉛直方向の上方）は開口している。その開口を介して、分注器１２のノズル３１が出し入れ可能になっている。粒状物は、例えば、ノズル３１で吸引された際に、ノズル３１との間に隙間が生じないように表面が変形するものであってもよい。具体的には、種子や細胞等であってもよい。種子は通常、表面に繊毛が存在する。したがって、種子が液体中に存在する場合には、その繊毛によって、まるで種子の表面が変形するかのようになる。その種子は、例えば、シロイヌナズナ等であってもよい。また、粒状物は、例えば、ノズル３１で吸引された際に、ノズル３１との間に隙間が生じない表面がなめらかなものであってもよい。具体的には、ベアリング等の微小な部品であってもよい。通常、分配対象である粒状物は、例えば、種子や細胞、ベアリング等のように微小なものである。なお、液体はどのようなものであってもよいが、粒状物が種子である場合には、種子の培養液であってもよい。種子の培養液とは、種子の成長に必要な栄養分等を含んだ液体のことである。また、粒状物が細胞である場合には、その液体は細胞の培養液や保存液であってもよい。また、粒状物が部品である場合には、その液体は部品の洗浄液等であってもよい。また、液体は水であってもよい。なお、その液体は、粒状物に対して悪影響を与えないものであることが好適である。また、ノズル３１で粒状物を吸引した際に、ノズル３１の先端と粒状物との隙間を、その液体によってシールすることができるようになる。
【００２３】
その容器１１の内側の断面は、容器１１の底の近傍において底に向かうほど幅が狭くなる略Ｖ字型であってもよい。このような形状を有することによって、粒状物が底の方に集まることになる。前述のように、粒状物は液体よりも密度が大きいためである。なお、分注器１２が１個のノズル３１を有するものである場合には、容器１１の内側の形状は、底の近傍において円錐や角錐等の形状であってもよい。一方、分注器１２が複数のノズル３１を有する多連のものである場合には、容器１１の内側の形状は、図２で示されるように、長さ方向に直交する断面が、略Ｖ字型であってもよい。その場合には、その容器１１に多連のノズル３１が挿入される際に、ノズル３１の並び方向が、図２の長さ方向になる。また、その容器１１の内側の断面は、容器１１の底の近傍において、開口から底に向かうほど幅が狭くなる略Ｖ字型であれば、図１や図２のものに限定されず、例えば、図３で示されるものであってもよい。前述のように、粒状物は容器１１中の液体よりも密度が大きいため、容器１１がこのような断面であることによって、粒状物は、容器の底（略Ｖ字型の頂点の付近）の方に集まることになる。したがって、ノズル３１を容器１１の底まで入れることによって、分注器１２は、適切に粒状物を吸引することができるようになる。
【００２４】
また、粒状物が種子である場合には、通常、不良な種子は沈まないで浮くことになる。したがって、分注器１２によって、容器１１の底から種子を吸引することによって、不良な種子を分配しないようにすることができる。ここで、不良な種子とは、例えば、発芽しない種子のことである。
【００２５】
分注器１２は、流体を吸引及び吐出するノズル３１を有する。そして、分注器１２は、容器１１の底に存在する粒状物をノズル３１で吸引してノズル３１の先端で保持し、分配先容器２に吐出する。この分注器１２は、液体を分注する公知の分注器と同様のものである。前述のように、分注器１２は、１個のノズル３１のみを有するものであってもよく、複数のノズル３１を有する多連のものであってもよい。なお、分配先容器２は、粒状物の分配先となりうる容器であれば、その種類を問わない。ただし、通常、粒状物を上方から分配先容器２に吐出するため、分配先容器２は、上方が開口しうるものが好適である。例えば、分配先容器２は、マイクロプレートであってもよく、試験管であってもよく、マイクロチューブであってもよく、遠沈管であってもよく、その他のシャーレ等の容器であってもよい。分配先容器２がマイクロプレートである場合に、そのマイクロプレートのウェルの数は問わない。例えば、２４ウェルであってもよく、９６ウェルであってもよく、３８４ウェルであってもよい。また、分配先容器２が試験管である場合には、例えば、ラックに立てられた複数の試験管であってもよい。本実施の形態では、分配先容器２が９６ウェルのマイクロプレートである場合について主に説明する。分注器１２が粒状物を分注先容器２に吐出する際に、その吐出する位置が決まっていてもよく、あるいは、決まっていなくてもよい。例えば、分注先容器２がシャーレである場合に、粒状物の吐出する位置は、シャーレの中央に決まっていてもよく、あるいは、シャーレ内である以外は決まっていなくてもよい。また、例えば、分注先容器２がマイクロプレートや試験管である場合に、粒状物を吐出する位置は、マイクロプレートにおける所望のウェルの位置や、試験管ラックにおける所望の試験管の位置に決まっていてもよい。さらに、そのウェルや試験管における位置（例えば、中心など）も決まっていてもよい。また、そのウェルの位置や試験管の位置は、分配ごとに少しずつずれていってもよい。そのようにすることで、マイクロプレートのすべてのウェルや、試験管ラックのすべての試験管に粒状物を分配することができるようになる。
【００２６】
図４は、分注器１２の構成の一例を示す模式図である。図４において、分注器１２は、ノズル３１と、パイプ３２と、シリンジ３３と、ピストン３４と、ピストン駆動部３５とを備える。
【００２７】
ノズル３１は、円筒状の部材であり、通常、その開口は円形である。その円形の開口は、例えば、ノズル３１の長さ方向に直角な面内に存在してもよい。ノズル３１は、例えば、金属製であってもよく、樹脂製であってもよい。そのノズル３１の開口の内径は、分配対象の粒状物の最も小さい径よりも小さいことが好適である。粒状物をノズル３１の内部に吸い込まないようにするためである。また、そのノズル３１の開口の内径は、ノズル３１で粒状物を吸引して保持し、分配先容器にまで移動させる際に、粒状物が落下しない程度に大きいことが好適である。したがって、ノズル３１の開口の内径は、例えば、粒状物の最も小さい径に、０．７〜０．９を掛けた程度のものであってもよい。
【００２８】
シリンジ３３は、ノズル３１に接続される。後述するピストン３４によってシリンジ３３内の容積が変化することによって、分注器１２は、吸引や吐出を行うことができる。シリンジ３３とノズル３１とは、直接接続されてもよく、図４で示されるように、パイプ３２を介して接続されてもよい。パイプ３２は、分注器１２が吸引を行う際に、パイプ３２の内径が小さくならない程度の強度を有することが好適である。適切な吸引を実現するためである。パイプ３２は、例えば、テフロン（登録商標）製であってもよく、その他の材質から構成されるものであってもよい。パイプ３２がテフロン（登録商標）製である場合には、パイプ３２に対して減菌のための処理をする場合にもパイプ３２が変質することがなく、好適である。
【００２９】
ピストン（プランジャ）３４は、シリンジ３３内を移動する。図４において、ピストン３４が図中、下方向に移動することによって、ノズル３１からの吐出が行われ、図中、上方向に移動することによって、ノズル３１による吸引が行われることになる。
【００３０】
ピストン駆動部３５は、ピストン３４をシリンジ３３内で移動させる。ピストン駆動部３５は、例えば、前述の特許文献２，３で示されるように、パルスモータによってピストン３４を駆動してもよく、ソレノイドによってピストン３４を駆動してもよく、あるいは、その他の方法によってピストン３４を駆動してもよい。
【００３１】
なお、図４で示されるように、ノズル３１、パイプ３２、シリンジ３３の内部には、容器１１に入っている液体と同じ液体が満ちている。したがって、シリンジ３３内に気体が入っている場合よりも的確に吸引を行うことができるようになる。また、分注器１２の各構成については、すでに公知であり、詳細な説明を省略する。
【００３２】
また、分注器１２は、前述のように、複数のノズル３１を有し、複数のノズル３１のそれぞれによって粒状物を吸引し、吐出する多連分注器であってもよい。分注器１２が多連の場合でも、ノズル３１ごとにシリンジ３３とピストン３４とが存在することが好適である。そのようにすることで、いずれかのノズル３１によって粒状物を適切に保持できなかった場合でも、他のノズル３１には影響が出ないようにすることができるからである。なお、分注器１２が多連の場合に、ピストン駆動部３５は、ノズル３１ごとに存在してもよく、あるいは、単一のピストン駆動部３５によって複数のピストン３４を駆動してもよい。後者の場合には、分注器１２の構成部品を少なくすることができ、分注器１２を小型化でき、コストを低減できるメリットがある。また、分注器１２が多連の場合には、その複数のノズル３１の先端は、すべて同じ高さにそろっていることが好適である。各ノズル３１によって、容器１１の底の粒状物を的確に吸引することができるようになるためである。本実施の形態では、分注器１２が８連の多連分注器である場合について主に説明する。なお、図４は、分注器１２の構成の一例であって、それ以外の構成であってもよいことは言うまでもない。
【００３３】
移動部１３は、分注器１２と、容器１１及び分配先容器２との相対的な位置関係を変化させる。分注器１２と容器１１との相対的な位置関係を変化させる際に、移動部１３は、分注器１２を移動させてもよく、容器１１を移動させてもよく、あるいは、両方であってもよい。同様に、分注器１２と分配先容器２との相対的な位置関係を変化させる際に、移動部１３は、分注器１２を移動させてもよく、分配先容器２を移動させてもよく、あるいは、両方であってもよい。本実施の形態では、移動部１３は、ＸＹＺ移動手段２１と、搬送ステージ２２とである場合について説明する。
【００３４】
ＸＹＺ移動手段２１は、分注器１２をＸＹＺの３軸方向に移動させる移動手段である。Ｘ軸方向は、図１の図中、左右の方向である。Ｙ軸方向は、図１の紙面に垂直な方向である。Ｚ軸方向は、図１の図中、上下の方向である。なお、図１、図６の図面中のＹ軸方向は、便宜的に斜めに表示したものであって、実際には、Ｘ軸、Ｚ軸の両方に垂直な方向（すなわち、紙面に垂直な方向）である。このＸＹＺ移動手段２１は、すでに公知であり、その詳細な説明を省略する。
【００３５】
搬送ステージ２２は、分配先容器２をＸ軸方向に搬送するものであり、例えば、ベルトコンベアであってもよく、レールに摺動可能に設けられた、分配先容器２の載置台と、その載置台を移動させる移動手段とを備えたものであってもよく、あるいは、その他の構成であってもよい。この搬送ステージ２２は、すでに公知であり、その詳細な説明を省略する。
【００３６】
制御部１４は、分注器１２と、移動部１３と、供給スタッカ１５と、回収スタッカ１６とを制御するものである。制御部１４は、容器１１の粒状物が分注器１２のノズル３１で吸引され、吸引された粒状物が分配先容器２に吐出されるように分注器１２と移動部１３とを制御する。具体的な制御については、図５のフローチャートを用いて後述する。
【００３７】
供給スタッカ１５は、粒状物が分配されていない分配先容器２を収容しているスタッカであり、その分配先容器２を搬送ステージ２２に供給する。なお、種子を分配する場合には、その分配先容器２に、例えば、寒天培地や培養土などがあらかじめ入っていてもよい。
回収スタッカ１６は、粒状物が分配された分配先容器２を収容しているスタッカであり、その分配先容器２を搬送ステージ２２から回収する。
なお、マイクロプレート等の分配先容器２を供給するスタッカや、回収するスタッカは、すでに公知であり（例えば、前述の特許文献１を参照されたい）、その詳細な説明を省略する。
【００３８】
次に、本実施の形態による分配装置１の動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。図５のフローチャートの各ステップの処理は、特に明記はしないが、制御部１４による制御によって実行される。
【００３９】
（ステップＳ１０１）供給スタッカ１５は、搬送ステージ２２にブランクの分配先容器２を供給する。
【００４０】
（ステップＳ１０２）搬送ステージ２２は、供給スタッカ１５から供給されたブランクの分配先容器２を分注器１２が粒状物の分配を行う位置に搬送する。
【００４１】
（ステップＳ１０３）ＸＹＺ移動手段２１は、分注器１２を容器１１の位置に移動させる。また、ＸＹＺ移動手段２１は、分注器１２のノズル３１の先端が、容器１１の底の位置になるように分注器１２を移動させる。
【００４２】
（ステップＳ１０４）分注器１２は、ノズル３１で粒状物を吸引し、ノズル３１の先端で粒状物を保持する。その吸引の際には、ピストン駆動部３５がピストン３４を駆動することによって、シリンジ３３内の液体の量を増やすようにすればよい。
【００４３】
（ステップＳ１０５）ＸＹＺ移動手段２１は、分注器１２を移動させ、ノズル３１の先端が分配先容器２の上方の決められた位置になるようにする。分配先容器２がマイクロプレートである場合には、ＸＹＺ移動手段２１は、まだ粒状物が入っていないウェル上にノズル３１の先端が位置するようにする。
【００４４】
（ステップＳ１０６）分注器１２は、粒状物を分配先容器２に吐出する。
【００４５】
（ステップＳ１０７）制御部１４は、分配先容器２への粒状物の分配がすべて終了したかどうか判断する。そして、終了した場合には、ステップＳ１０８に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０３に戻って、再度、粒状物の分配を行う。例えば、９６ウェルのマイクロプレートに８連の多連分注器２によって粒状物を分配する場合には、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６の処理が１２回繰り返されることになる。
【００４６】
（ステップＳ１０８）搬送ステージ２２は、粒状物の分配された分配先容器２を回収スタッカ１６の位置まで搬送する。
【００４７】
（ステップＳ１０９）回収スタッカ１６は、粒状物の分配された分配先容器２をスタッカ内に回収する。
【００４８】
（ステップＳ１１０）制御部１４は、あらかじめ決められた数の分配先容器２に対する粒状物の分配を行ったかどうか判断する。そして、粒状物を分配しなければならない次の分配先容器２が存在する場合には、ステップＳ１０１に戻り、そうでない場合には、粒状物を分配先容器２に分配する一連の処理は終了となる。
【００４９】
なお、図５のフローチャートのステップＳ１０５において、分注器１２を移動させると共に、分配先容器２も移動させてもよい。また、ステップＳ１０５において、ノズル３１の先端の位置は、ステップＳ１０３〜Ｓ１０７が繰り返されるごとにずれていってもよい。例えば、分配先容器２がマイクロプレートである場合に、ステップＳ１０３〜Ｓ１０７が繰り返されるごとに、１列ずつずれていってもよい。なお、このような分配（分注）に関する詳細な制御については、すでに従来の自動分注装置において公知であり、その詳細な説明を省略する。
【００５０】
次に、本実施の形態による分配装置１の具体的な動作について、図６を参照しながら説明する。この具体例では、８連の多連分注器２によって９６ウェルのマイクロプレートに種子を分配する場合について説明する。また、容器１１では、種子が培養液の中に入れられているものとする。
【００５１】
（１）まず、供給スタッカ１５は、マイクロプレート２を搬送ステージ２２に供給する（ステップＳ１０１）。なお、そのマイクロプレート２の各ウェルには、あらかじめ寒天培地が入れられているものとする。
【００５２】
（２）次に、搬送ステージ２２は、そのマイクロプレート２を多連分注器２が種子を分配する位置に搬送する（ステップＳ１０２）。
【００５３】
（３）その後、ＸＹＺ移動手段２１は、分注器１２をＺ軸の鉛直上方に移動させ、Ｘ軸方向（図６の図中、右の向き）に移動させることによって、ノズル３１が、容器１１の最も深い底の上方に位置するようにする。そして、ＸＹＺ移動手段２１は、ノズル３１の先端が容器１１の底付近になるように、分注器１２をＺ軸の鉛直下方に移動させる（ステップＳ１０３）。その結果、ノズル３１の先端は、種子の中に潜ることになる。なお、この際に、ノズル３１の先端が容器１１の底に付かないことが好適である。
【００５４】
（４）分注器１２のピストン駆動部３５は、ピストン３４をシリンジ３３の内部で移動させることによって、ノズル３１による吸引を行う。その結果、ノズル３１の先端付近の種子が吸引され、ノズル３１の開口をふさぐようになる。その後、ピストン駆動部３５は、ピストン３４の移動を停止し、そのピストン３４の位置を保持する（ステップＳ１０４）。
【００５５】
（５）ＸＹＺ移動手段２１は、分注器１２をＺ軸の鉛直上方に移動させ、Ｘ軸方向（図６の図中、左の向き）に移動させ、さらにＺ軸の鉛直下方に移動させることによって、ノズル３１が、マイクロプレート２の１列目のウェルの上方に位置するようにする（ステップＳ１０５）。
【００５６】
（６）分注器１２のピストン駆動部３５は、ピストン３４をシリンジ３３の内部で移動させることによって、ノズル３１の先端で保持されている種子をマイクロプレート２の各ウェルに吐出する（ステップＳ１０６）。その際に、少量の液体（種子の培養液）も一緒にウェルに入ることになる。
【００５７】
なお、その後、２列目から１２列目までのすべてのウェルに対して種子を分配する処理、すなわち、図６の（３）〜（６）の処理が繰り返して実行される（ステップＳ１０３〜Ｓ１０７）。
【００５８】
（７）マイクロプレート２のすべてのウェルへの種子の分配が終了すると、搬送ステージ２２は、種子の入ったマイクロプレート２を回収スタッカ１６の位置まで搬送する（ステップＳ１０８）。
【００５９】
（８）回収スタッカ１６は、マイクロプレート２を回収する。このようにして、１個のマイクロプレート２に対する種子の分配が終了する。
【００６０】
その後、所望の数のマイクロプレート２への種子の分配が終了するまで、図６の（１）〜（８）の処理が繰り返して実行されることになる（ステップＳ１０１〜Ｓ１１０）。
【００６１】
なお、シロイヌナズナの野生型の種子（直径は０．４〜０．５ｍｍ程度である）を９６ウェルのマイクロプレート（ＭＰ）に分配する実験をしたところ、次のような結果になった。
【００６２】
［実験結果］
ＭＰの枚数 種子数 分配成功数 成功率（％） 処理時間（分）
実験１ ２００枚 １９２００ １９１７１ ９９．８５ ４００
実験２ ７０枚 ６７２０ ６６７５ ９９．３３ １４０
【００６３】
通常、手作業で種子の分配を行った場合には、９０％の成功率で十分であるが、本実施の形態による分配装置１によって自動分配を行うことによって、さらに高い成功率で分配を行うことができた。また、手作業で種子の分配を行う場合には、熟練した作業者であっても、１個の種子を分配するのに５秒程度かかるため、９６ウェルのマイクロプレートに対する分配に、８分程度かかることになる。一方、本実施の形態による分配装置１を用いることによって、９６ウェルのマイクロプレートに２分で種子を分配することができ、種子の分配の高速化を実現することができると共に、成功率を著しく向上することができる。
【００６４】
以上のように、本実施の形態による分配装置１によれば、粒状物を分配先容器に自動的に分配することができる。また、乾燥したものを吸引する場合には、ノズル３１の先端と、分配対象物との隙間から空気が漏れることによって、ノズル３１の先端から分配対象物が落下する可能性があるため、分配対象物をノズル３１の先端で保持している際には、絶えず吸引するようにしなければならない（すなわち、ピストン３４に対して絶えず、シリンジ３３内の容量を増やす方向に力を掛けておかなくてはならない）。一方、本実施の形態による分配装置１のように、液体中の粒状物を吸引する場合には、ノズル３１の先端と、粒状物との隙間が液体によってシールされるため、粒状物をノズル３１の先端で保持している際には、吸引を継続しなくてもよい（すなわち、ピストン３４の位置を固定しておくだけでよく、ピストン３４に対して力を掛けておかなくてもよい）。その結果、柔らかい粒状物（例えば、細胞等）をノズル３１の先端で保持している場合に、その粒状物を壊さないようにすることができる。また、ノズル３１の先端と、粒状物との隙間が液体によってシールされるため、種子や細胞のように不定型なものでも、落下させることなく適切に分配できる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、容器１１の内側の断面が底付近で略Ｖ字型である場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、容器１１に多量の粒状物が入っている場合には、ノズル３１の先端で容易に粒状物を吸引できるため、容器１１の構造がそのようになっていなくてもよい。
【００６６】
また、本実施の形態では、ノズル３１の先端で粒状物を保持した後に、吸引をストップする場合について説明したが、そうでなくてもよい。ノズル３１の先端で粒状物を保持している間中、吸引を行うようにしてもよい。
【００６７】
また、種子や細胞等の粒状物を分配する際には、分配装置１の全体に対して減菌処理を行った後に、分配の処理を行うようにしてもよい。そのようにすることで、種子等を無菌的（減菌的）に育成することができうる。
【００６８】
また、本実施の形態では、分配装置１が供給スタッカ１５や回収スタッカ１６を有する場合について説明したが、そうでなくてもよい。分配装置１は、それらのスタッカを備えていなくてもよい。
【００６９】
また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。
【００７０】
また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が処理で用いるしきい値や数式等の情報等は、上記説明で明記していない場合であっても、図示しない記録媒体において、一時的に、あるいは長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、あるいは、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、あるいは、図示しない読み出し部が行ってもよい。
【００７１】
また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いるしきい値や各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していない場合であっても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。
【００７２】
また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素（例えば、制御部１４）については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。
【００７３】
また、そのプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、このプログラムは、プログラムプロダクトを構成するプログラムとして用いられてもよい。
【００７４】
また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
【００７５】
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上より、本発明による分配装置等によれば、粒状物を自動的に分配できるという効果が得られ、例えば、種子をマイクロプレートに分配する装置等として有用である。
【符号の説明】
【００７７】
１ 分配装置
２ 分配先容器
１１ 容器
１２ 分注器
１３ 移動部
１４ 制御部
１５ 供給スタッカ
１６ 回収スタッカ
２１ ＸＹＺ移動手段
２２ 搬送ステージ
３１ ノズル
３２ パイプ
３３ シリンジ
３４ ピストン
３５ ピストン駆動部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方が開口しており、液体と当該液体よりも密度の大きい粒状物とが入れられる容器と、
流体を吸引及び吐出するノズルを有し、前記容器の底に存在する粒状物を前記ノズルで吸引して当該ノズルの先端で保持し、分配先容器に吐出する分注器と、
前記分注器と、前記容器及び前記分配先容器との相対的な位置関係を変化させる移動部と、
前記容器の粒状物が前記分注器のノズルで吸引され、当該吸引された粒状物が前記分配先容器に吐出されるように前記分注器と前記移動部とを制御する制御部と、を備えた分配装置。
【請求項２】
前記容器の内側の断面は、当該容器の底の近傍において底に向かうほど幅が狭くなる略Ｖ字型である、請求項１記載の分配装置。
【請求項３】
前記粒状物は種子である、請求項１または請求項２記載の分配装置。
【請求項４】
前記液体は、種子の培養液である、請求項３記載の分配装置。
【請求項５】
前記粒状物は、前記ノズルで吸引された際に、当該ノズルとの間に隙間が生じないように表面が変形するものである、請求項１または請求項２記載の分配装置。
【請求項６】
前記粒状物は、前記ノズルで吸引された際に、当該ノズルとの間に隙間が生じない表面がなめらかなものである、請求項１または請求項２記載の分配装置。
【請求項７】
前記分注器は、
ノズルと、
当該ノズルに接続されたシリンジと、
前記シリンジ内を移動するピストンと、
前記ピストンを前記シリンジ内で移動させるピストン駆動部と、を備える、請求項１から請求項６のいずれか記載の分配装置。
【請求項８】
前記分注器は、複数のノズルを有し、当該複数のノズルのそれぞれによって粒状物を吸引し、吐出する多連分注器である、請求項１から請求項７のいずれか記載の分配装置。
【請求項９】
前記分配先容器は、マイクロプレートである、請求項１から請求項８のいずれか記載の分配装置。
【請求項１０】
流体を吸引及び吐出するノズルを有する分注器のノズルの先端が、上方が開口しており、液体と当該液体よりも密度の大きい粒状物とが入れられる容器の粒状物の位置となるように前記分注器と前記容器との相対的な位置関係を変化させる工程と、
前記分注器が、前記容器の底に存在する粒状物を前記ノズルで吸引して当該ノズルの先端で保持する工程と、
前記ノズルの先端で保持されている粒状物が分配先容器の上方の位置となるように前記分注器と前記分配先容器との相対的な位置関係を変化させる工程と、
前記分注器が、前記ノズルの先端で保持されている粒状物を前記分配先容器に吐出する工程と、を備えた分配方法。
【請求項１】
上方が開口しており、液体と当該液体よりも密度の大きい粒状物とが入れられる容器と、
流体を吸引及び吐出するノズルを有し、前記容器の底に存在する粒状物を前記ノズルで吸引して当該ノズルの先端で保持し、分配先容器に吐出する分注器と、
前記分注器と、前記容器及び前記分配先容器との相対的な位置関係を変化させる移動部と、
前記容器の粒状物が前記分注器のノズルで吸引され、当該吸引された粒状物が前記分配先容器に吐出されるように前記分注器と前記移動部とを制御する制御部と、を備えた分配装置。
【請求項２】
前記容器の内側の断面は、当該容器の底の近傍において底に向かうほど幅が狭くなる略Ｖ字型である、請求項１記載の分配装置。
【請求項３】
前記粒状物は種子である、請求項１または請求項２記載の分配装置。
【請求項４】
前記液体は、種子の培養液である、請求項３記載の分配装置。
【請求項５】
前記粒状物は、前記ノズルで吸引された際に、当該ノズルとの間に隙間が生じないように表面が変形するものである、請求項１または請求項２記載の分配装置。
【請求項６】
前記粒状物は、前記ノズルで吸引された際に、当該ノズルとの間に隙間が生じない表面がなめらかなものである、請求項１または請求項２記載の分配装置。
【請求項７】
前記分注器は、
ノズルと、
当該ノズルに接続されたシリンジと、
前記シリンジ内を移動するピストンと、
前記ピストンを前記シリンジ内で移動させるピストン駆動部と、を備える、請求項１から請求項６のいずれか記載の分配装置。
【請求項８】
前記分注器は、複数のノズルを有し、当該複数のノズルのそれぞれによって粒状物を吸引し、吐出する多連分注器である、請求項１から請求項７のいずれか記載の分配装置。
【請求項９】
前記分配先容器は、マイクロプレートである、請求項１から請求項８のいずれか記載の分配装置。
【請求項１０】
流体を吸引及び吐出するノズルを有する分注器のノズルの先端が、上方が開口しており、液体と当該液体よりも密度の大きい粒状物とが入れられる容器の粒状物の位置となるように前記分注器と前記容器との相対的な位置関係を変化させる工程と、
前記分注器が、前記容器の底に存在する粒状物を前記ノズルで吸引して当該ノズルの先端で保持する工程と、
前記ノズルの先端で保持されている粒状物が分配先容器の上方の位置となるように前記分注器と前記分配先容器との相対的な位置関係を変化させる工程と、
前記分注器が、前記ノズルの先端で保持されている粒状物を前記分配先容器に吐出する工程と、を備えた分配方法。
【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２０１１−２２４４５４（Ｐ２０１１−２２４４５４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９５９８５（Ｐ２０１０−９５９８５）
【出願日】平成２２年４月１９日（２０１０．４．１９）
【出願人】（５９１２７２０４４）中立電機株式会社 (5)
【出願人】（３９００２１６６９）椿本興業株式会社 (20)
【出願人】（０００１１３５７３）マイクロニクス株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１９日（２０１０．４．１９）
【出願人】（５９１２７２０４４）中立電機株式会社 (5)
【出願人】（３９００２１６６９）椿本興業株式会社 (20)
【出願人】（０００１１３５７３）マイクロニクス株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
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