検体希釈分注機及び検体希釈方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、検体希釈分注機及び検体希釈方法に関し、特に血清などの検体を分注及び希釈するための検体希釈分注機及び検体希釈方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の臨床検査においては、検体分注、試薬分注及び希釈作業が一般的に個別、単独な作業として、検体を分注するための検体分注機、試薬を分注するための試薬分注機又は希釈液を分注するための希釈機を使用して、或いは手作業によって行われていた。そのために、作業効率が悪く、多数の検体を処理するために多くの時間を費やさなければならなかった。更には、各作業を別々の装置を使用して行うために、各作業工程間において、検体入りの試験管を試験管ラックごと各装置間で移動させなければならず、作業者に対しての危険度が高く、更に汚染等の問題も生じ得る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、同一の装置において検体分注作業、試薬分注作業及び検体の希釈作業などの複数の作業を安全且つ高精度に効率良く実施し得る検体希釈分注機及び検体希釈方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前述の目的は、複数のノズルを有すると共にステージ上で移動自在であり、検体、試薬又は希釈液を試験管から吸引及び分注すべく構成されたマルチノズルユニットと、ステージ上におけるマルチノズルユニットの位置を変更すべくマルチノズルユニットを移動させる移動手段と、ステージ上の同一位置において複数の作業を連続して実行すべく複数のノズルの夫々を選択的に作動させる作動手段と、所定の希釈分注条件に従って移動手段及び作動手段を制御する制御手段とを備えている検体希釈分注機であって、マルチノズルユニットが、鉛直軸の周りに回動自在であると共に複数のノズルを前述の鉛直軸の周りの同一円周上に支持しており、作動手段が、複数のノズルの一つを選択し、選択されたノズルが所定の試験管上に位置するようにマルチノズルユニットを前述の鉛直軸の周りに回動させ、且つ所定の試験管上に位置する選択されたノズルをほぼ鉛直方向に選択的に昇降させることを特徴とする検体希釈分注機によって達成される。
【０００５】更に、前述の目的は、複数のノズルを鉛直軸の周りの同一円周上に支持すると共に前述の鉛直軸の周りに回動自在であるマルチノズルユニットを備える検体希釈分注機を用いて検体を希釈する方法であって、マルチノズルユニットを所定の検体用試験管上に移動する段階と、マルチノズルユニットを前述の鉛直軸の周りに回動させて、検体分注用ノズルを所定の検体用試験管上に位置させる段階と、検体分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、検体用試験管から所定量の検体を吸引する段階と、検体分注用ノズルがサンプル用試験管上に位置するようにマルチノズルユニットを移動させる段階と、検体分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、所定量の検体を検体分注用ノズルからサンプル用試験管へ分注する段階と、マルチノズルユニットを前述の鉛直軸の周りに回動させて、希釈液分注用ノズルをサンプル用試験管上に位置させる段階と、希釈液分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、希釈液分注用ノズルからサンプル用試験管へ所定量の希釈液を分注して所定量の検体を希釈する段階と、マルチノズルユニットを前述の鉛直軸の周りに回動させて、検体分注用ノズルをサンプル用試験管上に位置させる段階と、検体分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、サンプル用試験管に希釈された検体が所定量だけ残るように希釈された検体を検体分注用ノズルによって吸引する段階と、マルチノズルユニットを前述の鉛直軸の周りに回動させて、希釈液分注用ノズルをサンプル用試験管上に位置させる段階と、希釈液分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、希釈液分注用ノズルからサンプル用試験管へ所定量の希釈液を分注してサンプル用試験管内の希釈された検体を更に希釈する段階とを備えている検体希釈方法によっても達成される。
【０００６】
【作用】本発明の検体希釈分注機によれば、移動手段が、検体、試薬又は希釈液を試験管から吸引及び分注すべく構成された、複数のノズルを有するマルチノズルユニットを、ステージ上の所定の位置に移動させ、作動手段が、複数のノズルの一つを選択し、選択されたノズルが所定の試験管上に位置するようにマルチノズルユニットを鉛直軸の周りに回動させ、且つ前述の所定の試験管上に位置する選択されたノズルをほぼ鉛直方向に選択的に昇降させる。このように、作動手段が、所定の希釈分注条件に従って複数のノズルの夫々を選択的に作動させることによって、該所定の位置において、即ちマルチノズルユニットをステージ上において前述の所定の試験管上の位置から移動させることなく、検体分注、希釈液分注及び試薬分注等の複数の作業を連続して実行することができる。その結果、検体の希釈分注作業を効率良く実施することができる。
【０００７】又、マルチノズルユニットを鉛直軸の周りに回動自在に構成すると共に複数のノズルをマルチノズルユニットの、前述の鉛直軸の周りの同一円周上に配置することによって、マルチノズルユニットをコンパクトに構成することが可能になり、更には、マルチノズルユニットを鉛直軸の周りに回動させることによって選択された、所望のノズルのみを選択的に昇降させるように構成することによって、非選択状態にある他のノズルが、ステージ上に配置されている各種試験管及びラック等と接触することにより破損されたり、又は該試験管を汚染することがなく、その結果、各種試験管をより密接して配置することが可能になる。
【０００８】即ち、同一の装置において検体分注作業、試薬分注作業及び検体の希釈作業等の複数の作業を効率良く且つ高精度に実施し得ると共に、作業者の安全性及び検体の汚染等の問題を解消し得る、コンパクトな検体希釈分注機を提供することができる。
【０００９】好ましくは、複数のノズルは、検体を分注するための少なくとも一つの検体分注用ノズルと、希釈液を分注するための少なくとも一つの希釈液分注用ノズルと、試薬を分注するための少なくとも一つの試薬分注用ノズルとを備えており、マルチノズルユニットにより検体分注、希釈液分注及び試薬分注等の複数の作業をステージ上の同一位置において一括にて実施し得るように構成される。
【００１０】更に、本発明の検体希釈方法によっても、同様の効果が得られる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明する。
【００１２】図１は本発明の一実施例を示す平面図であり、図２はその主要部の正面図である。図において、符号１は検体希釈分注機本体であり、本体１上にはステージ２が設けられている。検体ラック３及びサンプルラック５が夫々ステージ２上に載置され、検体ラック３及びサンプルラック５には夫々検体用試験管４、サンプル用試験管６がセットされている。本体１の周囲には、ステージ２を取り囲むようにフレーム９が設けられており、本体１の前後にはロッド状のレール２２、２３が装着されている。キャリア７がレール２２、２３間においてステージ２上を左右方向（Ｘ軸方向）に摺動し得るように装着されており、両端がキャリア７に固定されたベルト１９がレール２２、２３に沿ってＸ軸方向に配設され、本体１に装着されたＸ軸用モータ１０によりキャリア７がＸ軸方向に駆動されるようになっている。
【００１３】キャリア７には、Ｙ，Ｚ，θ軸用モータ１１、Ｙ軸用クラッチ１２、Ｚ軸用クラッチ１３、θ軸用クラッチ１４が夫々装着されており、更に複数のノズルを有するマルチノズルユニット２１がリニアベアリング８を介して前後方向（Ｙ軸方向）に摺動自在に装着されている。
【００１４】図３はマルチノズルユニットの正面図であり、図４はその平面図である。本実施例においては３つのノズルを持つマルチノズルユニット２１を例に取って説明する。ノズルは夫々、検体分注用ノズル２８、希釈液分注用ノズル２９及び試薬分注用ノズル３０であるとする。図中には、ノズル２８が選択されている状態を示しており、ノズル２８の作動前と作動後の状態を同時に示している。マルチノズルユニット２１は、支持体５５をリニアベアリング８に固定することによってキャリア７に装着されている。
【００１５】支持体５５にはホルダ５１が長手軸に対して回動自在に装着されており、ホルダ５１にはベルト１８が巻回されたプーリー４３及びホルダ５１の長手軸方向上方に伸長するガイドレール５２が装着されている。ガイドレール５２と並行してノズル２８、２９、３０が装着されており、ノズル２９、３０は夫々、支持体５５の上部の設けられたノズル支持部５９が各ノズルの頂部４６に設けられた溝５７内に当接することにより、支持体５５によってガイドレール５２の長手軸の廻りに回転自在に支持されている。Ｚ軸方向作動可能位置にあるノズル２８については以下で説明する。
【００１６】更に、ガイドレール５２と並行してスクリュウ軸４４が設けられており、スクリュウ軸４４は支持体５５によって軸支されている。そして、このスクリュウ軸４４の下端にはプーリー４２が装着されており、プーリー４２にはベルト１７が巻回されている。更に、スクリュウ軸４４には雌ネジブロック４５が噛合しており、雌ネジブロック４５には、作動されるべきノズル２８を支持するための、ノズル２８の頂部４６に設けられた溝５７内に当接し得る突出部５６が設けられている。このように、θ方向におけるＺ軸方向作動可能位置にあるノズル２８は、雌ネジブロック４５の突出部５６によって支持されており、突出部５６及びノズル支持部５９が同一面内にあるときに、ノズル２８、２９、３０は、突出部５６及びノズル支持部５９が各ノズルの頂部４６の溝５７内に当接した状態でガイドレール５２の長手軸の廻りに回転し得る。
【００１７】ノズル２８、２９、３０は夫々、先端部がホルダ５１内に挿入された状態で支持され、先端部がホルダ５１内を貫通できるようになっており、各ノズルの先端部には、必要に応じてチップ５８が装着されるようになっている。更に、ノズル２８、２９、３０には夫々、その頂部４６側に可とう性チューブが連結されており、その用途に応じて、本体１に設けられたシリンジを介して吸引用ポンプユニット、希釈液ボトル、試薬ボトル等に接続されている。
【００１８】図５に本実施例における動力伝達系の構成図を示す。
【００１９】ステージ上におけるマルチノズルユニット２１の位置を移動させる移動手段の動作を以下に説明する。
【００２０】両端がキャリア７に固定されたベルト１９が、モータ１０により駆動されるプーリー３０と本体１の左側後方に軸支されたプーリー３１によりレール２２に沿ってＸ軸方向に張架されている。更にプーリー３２がプーリー３０と同軸に装着されており、プーリー３３、３４、３５が夫々本体１の左側後方、左側前方、右側前方に軸支されている。ベルト２０がプーリー３２、３３、３４及び３５によりステージ２を包囲するように張架されており、ベルト１９、２０によってキャリア７がモータ１０の駆動に応じてレール２２、２３上をＸ軸方向に移動し、マルチノズルユニット２１のＸ軸方向の駆動がなされる。
【００２１】また、ベルト１５がＹ，Ｚ，θ軸用モータ１１、Ｙ軸用クラッチ１２、Ｚ軸用クラッチ１３、θ軸用クラッチ１４とによって張架されており、ベルト１６が両端をリニアベアリング８に固定された状態でプーリー３６及びプーリー３９間に、ベルト１７がプーリー３７、４０及びマルチノズルユニット２１のスクリュウ軸４４に固定されたプーリー４２とによって、更にベルト１８がプーリー３８、４１及びマルチノズルユニット２１のホルダ５１に固着されたプーリー４３とによって夫々張架されている。モータ１１が駆動されると、その動力が夫々クラッチ１２、１３、１４及びプーリー３９、４０、４１を介してベルト１６、１７、１８に伝えられる。このベルト１６、１７、１８への動力の伝達は、夫々クラッチ１２及びブレーキ２４、クラッチ１３及びブレーキ２５、クラッチ１４及びブレーキ２６を夫々選択的に制御することによって行われる。
【００２２】マルチノズルユニット２１をＹ軸方向に駆動する際には、クラッチ１２、１３、１４を全てつないだ状態に維持し、更にブレーキ２４、２５、２６を解除することによって、モータ１１の動力をベルト１６、１７、１８に同時に伝達する。この時、ベルト１６、１７、１８の夫々の走行速度が等しくなるように調整される。その結果マルチノズルユニット２１は回転することなくＹ軸方向に移動される。
【００２３】このようにしてマルチノズルユニット２１は、モータ１０、１１の回転を制御することによりステージ２上を移動自在に駆動され、所定の検体用試験管４若しくはサンプル用試験管６上に移動される。
【００２４】次に、所定の検体用試験管４若しくはサンプル用試験管６上においてマルチノズルユニット２１を作動させる作動手段の動作を説明する。
【００２５】モータ１１を駆動し、同時にクラッチ１４をつなぎ、更にブレーキ２６を解除することによってベルト１８に動力を伝達し、ベルト１８を所定の方向に走行させる。これによりベルト１８が巻回されているプーリー４３が回転し、マルチノズルユニット２１のホルダ５１が回転駆動される。このホルダ５１の回転と同期して、各ノズルはガイドレール５２の廻りをθ方向に回転する。このようにして、所望のノズルが所定の位置に位置するようにモータ１１の駆動量を制御し、ノズルの選択を行う。
【００２６】続いて、このようにして選択されたノズル２８をＺ軸方向に駆動する。ノズル２８をＺ軸方向に駆動する際には、同様にモータ１１を駆動し、同時にクラッチ１３をつなぎ、更にブレーキ２５を解除することによってベルト１７に動力を伝達し、ベルト１７を所定の方向に走行させる。これによりベルト１７が巻回されているプーリー４２が回転し、マルチノズルユニット２１のスクリュウ軸４４が回転駆動される。この回転により、スクリュウ軸４４に噛合された雌ネジブロック４５が鉛直方向（Ｚ軸方向）を下方に移動する。選択されたノズル２８は、その頂部４６において雌ネジブロック４５によって支持されており、雌ネジブロック４５の移動に応じてノズル２８が下方に移動する。このようにして、検体用試験管４若しくはサンプル用試験管６内に選択されたノズル２８の先端が挿入されるような所定の位置にノズル２８が位置するように、モータ１１の駆動量を制御し、ノズル２８を下降させる。ノズル２８を上昇させる場合は、モータ１１の回転方向を逆転させることによって同様に行われる。
【００２７】このように、モータ１１の回転を制御することによりノズルの選択及びノズルのＺ軸駆動がなされる。
【００２８】なお、本実施例中のプーリー及びベルトは、必要に応じて夫々歯付きプーリー及び歯付きベルトを使用することが望ましく、更に本実施例の検体希釈分注機は、検体希釈分注作業中に検体を所定の温度に維持するための検体保冷機構を備えており、ステージを所定の温度に維持することができる。また、本実施例の検体希釈分注機には、ディスポーザブルチップがセットされたチップラック及びチップリムーバが装備されており、一連の検体希釈動作の終了後に使用済みのディスポーザブルチップを除去し、新しいディスポーザブルチップを装着した上で次の作業を行うように設定されている。又、洗浄タイプのチップの場合は、一連の検体希釈動作の終了後に使用済みのチップを洗浄槽中で洗浄した上で次の作業を行うように設定される。更に、移動手段及び作動手段を含む本実施例の検体希釈分注機の全動作は、パソコン等の制御手段によって、予め入力されたプログラムに応じて自動的に制御される。
【００２９】次に本発明の検体希釈分注機を使用した検体の希釈分注作業の手順を説明する。
【００３０】まず最初に、検体ラック３に検体入りの検体用試験管４をセットして、検体ラック３をステージ２上の所定の位置に配置する。続いて検体の希釈分注を行うが、これ以降の動作は、パソコン等の制御手段によって、予め入力されたプログラムに応じて自動的に行われる。
【００３１】希釈倍率２００倍の場合を例に取って説明する。移動手段によってマルチノズルユニット２１を所定の検体用試験管４上に移動し、続いて作動手段により、検体分注用ノズル２８を選択して検体用試験管４から２０μｌの検体を吸引する。続いて、検体分注用ノズル２８がサンプル用試験管６上に位置するように、移動手段によりマルチノズルユニット２１を移動させ、作動手段によりマルチノズルユニット２１を作動させて検体用試験管４から吸引した２０μｌの検体を検体分注用ノズル２８からサンプル用試験管６へ分注する。更にマルチノズルユニットを作動させて希釈液分注用ノズル２９を選択し、サンプル用試験管６へ３８０μｌの希釈液を分注して検体を希釈する。この段階で２０倍の希釈がなされたことになる。
【００３２】更に、作動手段によりマルチノズルユニット２１を作動させて検体分注用ノズル２８を選択し、サンプル用試験管６中に、２０倍に希釈された検体が１００μｌだけ残るように、希釈された検体を検体分注用ノズル２８によって３００μｌ吸引する。続いて作動手段によりマルチノズルユニット２１を作動させて希釈液分注用ノズル２９を選択して、希釈液分注用ノズル２９からサンプル用試験管６へ９００μｌの希釈液を分注してサンプル用試験管６内の検体を更に希釈する。この結果、２０倍に希釈された検体が、更に１０倍に希釈されたことになり、最終的に２００倍に希釈された検体が得られる。
【００３３】上記実施例として２回希釈の例を示したが、同様の作業を繰り返すことにより、更に希釈された検体を効率よく得ることができる。更に、上記実施例として本発明の検体希釈分注機を使用した検体の希釈方法について説明したが、本発明によれば検体の希釈作業に限らず、用途に応じた様々な作業を実施し得る。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の検体希釈分注機によれば、複数のノズルを有するマルチノズルユニットがステージ上を移動自在であり、制御手段が、ステージ上でマルチノズルユニットを移動させる移動手段及びステージ上の同一位置において複数の作業を実行すべく複数のノズルの夫々を選択的に作動させる作動手段を所定の希釈分注条件に従って制御することによって、ステージ上の同一位置において検体の分注及び希釈などの作業をステージ上を移動することなく連続的に行うことができる。そのため、検体の希釈分注作業を効率良く実施することができると共に従来のように作業中に試験管ラックを移動させる必要がないために、作業者の安全性及び分注精度の向上が見込める。
【００３５】更に、本発明の検体希釈方法によっても、同様の効果が得られる。
【００３６】即ち、本発明により、同一の装置において検体分注作業、試薬分注作業及び検体の希釈作業などの複数の作業を安全且つ高精度に効率良く実施し得る検体希釈分注機及び検体希釈方法を提供することができる。
【００３７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施例の主要部の正面図である。
【図３】マルチノズルユニットの正面図である。
【図４】マルチノズルユニットの平面図である。
【図５】本発明の動力伝達系の構成図である。
【符号の説明】
１ 本体
２ ステージ
３ 検体ラック
４ 検体用試験管
５ サンプルラック
６ サンプル用試験管
７ キャリア
８ リニアベアリング
１０ Ｘ軸用モータ
１１ Ｙ，Ｚ，θ軸用モータ
１２ Ｙ軸用クラッチ
１３ Ｚ軸用クラッチ
１４ θ軸用クラッチ
２１ マルチノズルユニット
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、検体希釈分注機及び検体希釈方法に関し、特に血清などの検体を分注及び希釈するための検体希釈分注機及び検体希釈方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の臨床検査においては、検体分注、試薬分注及び希釈作業が一般的に個別、単独な作業として、検体を分注するための検体分注機、試薬を分注するための試薬分注機又は希釈液を分注するための希釈機を使用して、或いは手作業によって行われていた。そのために、作業効率が悪く、多数の検体を処理するために多くの時間を費やさなければならなかった。更には、各作業を別々の装置を使用して行うために、各作業工程間において、検体入りの試験管を試験管ラックごと各装置間で移動させなければならず、作業者に対しての危険度が高く、更に汚染等の問題も生じ得る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、同一の装置において検体分注作業、試薬分注作業及び検体の希釈作業などの複数の作業を安全且つ高精度に効率良く実施し得る検体希釈分注機及び検体希釈方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前述の目的は、複数のノズルを有すると共にステージ上で移動自在であり、検体、試薬又は希釈液を試験管から吸引及び分注すべく構成されたマルチノズルユニットと、ステージ上におけるマルチノズルユニットの位置を変更すべくマルチノズルユニットを移動させる移動手段と、ステージ上の同一位置において複数の作業を連続して実行すべく複数のノズルの夫々を選択的に作動させる作動手段と、所定の希釈分注条件に従って移動手段及び作動手段を制御する制御手段とを備えている検体希釈分注機であって、マルチノズルユニットが、鉛直軸の周りに回動自在であると共に複数のノズルを前述の鉛直軸の周りの同一円周上に支持しており、作動手段が、複数のノズルの一つを選択し、選択されたノズルが所定の試験管上に位置するようにマルチノズルユニットを前述の鉛直軸の周りに回動させ、且つ所定の試験管上に位置する選択されたノズルをほぼ鉛直方向に選択的に昇降させることを特徴とする検体希釈分注機によって達成される。
【０００５】更に、前述の目的は、複数のノズルを鉛直軸の周りの同一円周上に支持すると共に前述の鉛直軸の周りに回動自在であるマルチノズルユニットを備える検体希釈分注機を用いて検体を希釈する方法であって、マルチノズルユニットを所定の検体用試験管上に移動する段階と、マルチノズルユニットを前述の鉛直軸の周りに回動させて、検体分注用ノズルを所定の検体用試験管上に位置させる段階と、検体分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、検体用試験管から所定量の検体を吸引する段階と、検体分注用ノズルがサンプル用試験管上に位置するようにマルチノズルユニットを移動させる段階と、検体分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、所定量の検体を検体分注用ノズルからサンプル用試験管へ分注する段階と、マルチノズルユニットを前述の鉛直軸の周りに回動させて、希釈液分注用ノズルをサンプル用試験管上に位置させる段階と、希釈液分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、希釈液分注用ノズルからサンプル用試験管へ所定量の希釈液を分注して所定量の検体を希釈する段階と、マルチノズルユニットを前述の鉛直軸の周りに回動させて、検体分注用ノズルをサンプル用試験管上に位置させる段階と、検体分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、サンプル用試験管に希釈された検体が所定量だけ残るように希釈された検体を検体分注用ノズルによって吸引する段階と、マルチノズルユニットを前述の鉛直軸の周りに回動させて、希釈液分注用ノズルをサンプル用試験管上に位置させる段階と、希釈液分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、希釈液分注用ノズルからサンプル用試験管へ所定量の希釈液を分注してサンプル用試験管内の希釈された検体を更に希釈する段階とを備えている検体希釈方法によっても達成される。
【０００６】
【作用】本発明の検体希釈分注機によれば、移動手段が、検体、試薬又は希釈液を試験管から吸引及び分注すべく構成された、複数のノズルを有するマルチノズルユニットを、ステージ上の所定の位置に移動させ、作動手段が、複数のノズルの一つを選択し、選択されたノズルが所定の試験管上に位置するようにマルチノズルユニットを鉛直軸の周りに回動させ、且つ前述の所定の試験管上に位置する選択されたノズルをほぼ鉛直方向に選択的に昇降させる。このように、作動手段が、所定の希釈分注条件に従って複数のノズルの夫々を選択的に作動させることによって、該所定の位置において、即ちマルチノズルユニットをステージ上において前述の所定の試験管上の位置から移動させることなく、検体分注、希釈液分注及び試薬分注等の複数の作業を連続して実行することができる。その結果、検体の希釈分注作業を効率良く実施することができる。
【０００７】又、マルチノズルユニットを鉛直軸の周りに回動自在に構成すると共に複数のノズルをマルチノズルユニットの、前述の鉛直軸の周りの同一円周上に配置することによって、マルチノズルユニットをコンパクトに構成することが可能になり、更には、マルチノズルユニットを鉛直軸の周りに回動させることによって選択された、所望のノズルのみを選択的に昇降させるように構成することによって、非選択状態にある他のノズルが、ステージ上に配置されている各種試験管及びラック等と接触することにより破損されたり、又は該試験管を汚染することがなく、その結果、各種試験管をより密接して配置することが可能になる。
【０００８】即ち、同一の装置において検体分注作業、試薬分注作業及び検体の希釈作業等の複数の作業を効率良く且つ高精度に実施し得ると共に、作業者の安全性及び検体の汚染等の問題を解消し得る、コンパクトな検体希釈分注機を提供することができる。
【０００９】好ましくは、複数のノズルは、検体を分注するための少なくとも一つの検体分注用ノズルと、希釈液を分注するための少なくとも一つの希釈液分注用ノズルと、試薬を分注するための少なくとも一つの試薬分注用ノズルとを備えており、マルチノズルユニットにより検体分注、希釈液分注及び試薬分注等の複数の作業をステージ上の同一位置において一括にて実施し得るように構成される。
【００１０】更に、本発明の検体希釈方法によっても、同様の効果が得られる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明する。
【００１２】図１は本発明の一実施例を示す平面図であり、図２はその主要部の正面図である。図において、符号１は検体希釈分注機本体であり、本体１上にはステージ２が設けられている。検体ラック３及びサンプルラック５が夫々ステージ２上に載置され、検体ラック３及びサンプルラック５には夫々検体用試験管４、サンプル用試験管６がセットされている。本体１の周囲には、ステージ２を取り囲むようにフレーム９が設けられており、本体１の前後にはロッド状のレール２２、２３が装着されている。キャリア７がレール２２、２３間においてステージ２上を左右方向（Ｘ軸方向）に摺動し得るように装着されており、両端がキャリア７に固定されたベルト１９がレール２２、２３に沿ってＸ軸方向に配設され、本体１に装着されたＸ軸用モータ１０によりキャリア７がＸ軸方向に駆動されるようになっている。
【００１３】キャリア７には、Ｙ，Ｚ，θ軸用モータ１１、Ｙ軸用クラッチ１２、Ｚ軸用クラッチ１３、θ軸用クラッチ１４が夫々装着されており、更に複数のノズルを有するマルチノズルユニット２１がリニアベアリング８を介して前後方向（Ｙ軸方向）に摺動自在に装着されている。
【００１４】図３はマルチノズルユニットの正面図であり、図４はその平面図である。本実施例においては３つのノズルを持つマルチノズルユニット２１を例に取って説明する。ノズルは夫々、検体分注用ノズル２８、希釈液分注用ノズル２９及び試薬分注用ノズル３０であるとする。図中には、ノズル２８が選択されている状態を示しており、ノズル２８の作動前と作動後の状態を同時に示している。マルチノズルユニット２１は、支持体５５をリニアベアリング８に固定することによってキャリア７に装着されている。
【００１５】支持体５５にはホルダ５１が長手軸に対して回動自在に装着されており、ホルダ５１にはベルト１８が巻回されたプーリー４３及びホルダ５１の長手軸方向上方に伸長するガイドレール５２が装着されている。ガイドレール５２と並行してノズル２８、２９、３０が装着されており、ノズル２９、３０は夫々、支持体５５の上部の設けられたノズル支持部５９が各ノズルの頂部４６に設けられた溝５７内に当接することにより、支持体５５によってガイドレール５２の長手軸の廻りに回転自在に支持されている。Ｚ軸方向作動可能位置にあるノズル２８については以下で説明する。
【００１６】更に、ガイドレール５２と並行してスクリュウ軸４４が設けられており、スクリュウ軸４４は支持体５５によって軸支されている。そして、このスクリュウ軸４４の下端にはプーリー４２が装着されており、プーリー４２にはベルト１７が巻回されている。更に、スクリュウ軸４４には雌ネジブロック４５が噛合しており、雌ネジブロック４５には、作動されるべきノズル２８を支持するための、ノズル２８の頂部４６に設けられた溝５７内に当接し得る突出部５６が設けられている。このように、θ方向におけるＺ軸方向作動可能位置にあるノズル２８は、雌ネジブロック４５の突出部５６によって支持されており、突出部５６及びノズル支持部５９が同一面内にあるときに、ノズル２８、２９、３０は、突出部５６及びノズル支持部５９が各ノズルの頂部４６の溝５７内に当接した状態でガイドレール５２の長手軸の廻りに回転し得る。
【００１７】ノズル２８、２９、３０は夫々、先端部がホルダ５１内に挿入された状態で支持され、先端部がホルダ５１内を貫通できるようになっており、各ノズルの先端部には、必要に応じてチップ５８が装着されるようになっている。更に、ノズル２８、２９、３０には夫々、その頂部４６側に可とう性チューブが連結されており、その用途に応じて、本体１に設けられたシリンジを介して吸引用ポンプユニット、希釈液ボトル、試薬ボトル等に接続されている。
【００１８】図５に本実施例における動力伝達系の構成図を示す。
【００１９】ステージ上におけるマルチノズルユニット２１の位置を移動させる移動手段の動作を以下に説明する。
【００２０】両端がキャリア７に固定されたベルト１９が、モータ１０により駆動されるプーリー３０と本体１の左側後方に軸支されたプーリー３１によりレール２２に沿ってＸ軸方向に張架されている。更にプーリー３２がプーリー３０と同軸に装着されており、プーリー３３、３４、３５が夫々本体１の左側後方、左側前方、右側前方に軸支されている。ベルト２０がプーリー３２、３３、３４及び３５によりステージ２を包囲するように張架されており、ベルト１９、２０によってキャリア７がモータ１０の駆動に応じてレール２２、２３上をＸ軸方向に移動し、マルチノズルユニット２１のＸ軸方向の駆動がなされる。
【００２１】また、ベルト１５がＹ，Ｚ，θ軸用モータ１１、Ｙ軸用クラッチ１２、Ｚ軸用クラッチ１３、θ軸用クラッチ１４とによって張架されており、ベルト１６が両端をリニアベアリング８に固定された状態でプーリー３６及びプーリー３９間に、ベルト１７がプーリー３７、４０及びマルチノズルユニット２１のスクリュウ軸４４に固定されたプーリー４２とによって、更にベルト１８がプーリー３８、４１及びマルチノズルユニット２１のホルダ５１に固着されたプーリー４３とによって夫々張架されている。モータ１１が駆動されると、その動力が夫々クラッチ１２、１３、１４及びプーリー３９、４０、４１を介してベルト１６、１７、１８に伝えられる。このベルト１６、１７、１８への動力の伝達は、夫々クラッチ１２及びブレーキ２４、クラッチ１３及びブレーキ２５、クラッチ１４及びブレーキ２６を夫々選択的に制御することによって行われる。
【００２２】マルチノズルユニット２１をＹ軸方向に駆動する際には、クラッチ１２、１３、１４を全てつないだ状態に維持し、更にブレーキ２４、２５、２６を解除することによって、モータ１１の動力をベルト１６、１７、１８に同時に伝達する。この時、ベルト１６、１７、１８の夫々の走行速度が等しくなるように調整される。その結果マルチノズルユニット２１は回転することなくＹ軸方向に移動される。
【００２３】このようにしてマルチノズルユニット２１は、モータ１０、１１の回転を制御することによりステージ２上を移動自在に駆動され、所定の検体用試験管４若しくはサンプル用試験管６上に移動される。
【００２４】次に、所定の検体用試験管４若しくはサンプル用試験管６上においてマルチノズルユニット２１を作動させる作動手段の動作を説明する。
【００２５】モータ１１を駆動し、同時にクラッチ１４をつなぎ、更にブレーキ２６を解除することによってベルト１８に動力を伝達し、ベルト１８を所定の方向に走行させる。これによりベルト１８が巻回されているプーリー４３が回転し、マルチノズルユニット２１のホルダ５１が回転駆動される。このホルダ５１の回転と同期して、各ノズルはガイドレール５２の廻りをθ方向に回転する。このようにして、所望のノズルが所定の位置に位置するようにモータ１１の駆動量を制御し、ノズルの選択を行う。
【００２６】続いて、このようにして選択されたノズル２８をＺ軸方向に駆動する。ノズル２８をＺ軸方向に駆動する際には、同様にモータ１１を駆動し、同時にクラッチ１３をつなぎ、更にブレーキ２５を解除することによってベルト１７に動力を伝達し、ベルト１７を所定の方向に走行させる。これによりベルト１７が巻回されているプーリー４２が回転し、マルチノズルユニット２１のスクリュウ軸４４が回転駆動される。この回転により、スクリュウ軸４４に噛合された雌ネジブロック４５が鉛直方向（Ｚ軸方向）を下方に移動する。選択されたノズル２８は、その頂部４６において雌ネジブロック４５によって支持されており、雌ネジブロック４５の移動に応じてノズル２８が下方に移動する。このようにして、検体用試験管４若しくはサンプル用試験管６内に選択されたノズル２８の先端が挿入されるような所定の位置にノズル２８が位置するように、モータ１１の駆動量を制御し、ノズル２８を下降させる。ノズル２８を上昇させる場合は、モータ１１の回転方向を逆転させることによって同様に行われる。
【００２７】このように、モータ１１の回転を制御することによりノズルの選択及びノズルのＺ軸駆動がなされる。
【００２８】なお、本実施例中のプーリー及びベルトは、必要に応じて夫々歯付きプーリー及び歯付きベルトを使用することが望ましく、更に本実施例の検体希釈分注機は、検体希釈分注作業中に検体を所定の温度に維持するための検体保冷機構を備えており、ステージを所定の温度に維持することができる。また、本実施例の検体希釈分注機には、ディスポーザブルチップがセットされたチップラック及びチップリムーバが装備されており、一連の検体希釈動作の終了後に使用済みのディスポーザブルチップを除去し、新しいディスポーザブルチップを装着した上で次の作業を行うように設定されている。又、洗浄タイプのチップの場合は、一連の検体希釈動作の終了後に使用済みのチップを洗浄槽中で洗浄した上で次の作業を行うように設定される。更に、移動手段及び作動手段を含む本実施例の検体希釈分注機の全動作は、パソコン等の制御手段によって、予め入力されたプログラムに応じて自動的に制御される。
【００２９】次に本発明の検体希釈分注機を使用した検体の希釈分注作業の手順を説明する。
【００３０】まず最初に、検体ラック３に検体入りの検体用試験管４をセットして、検体ラック３をステージ２上の所定の位置に配置する。続いて検体の希釈分注を行うが、これ以降の動作は、パソコン等の制御手段によって、予め入力されたプログラムに応じて自動的に行われる。
【００３１】希釈倍率２００倍の場合を例に取って説明する。移動手段によってマルチノズルユニット２１を所定の検体用試験管４上に移動し、続いて作動手段により、検体分注用ノズル２８を選択して検体用試験管４から２０μｌの検体を吸引する。続いて、検体分注用ノズル２８がサンプル用試験管６上に位置するように、移動手段によりマルチノズルユニット２１を移動させ、作動手段によりマルチノズルユニット２１を作動させて検体用試験管４から吸引した２０μｌの検体を検体分注用ノズル２８からサンプル用試験管６へ分注する。更にマルチノズルユニットを作動させて希釈液分注用ノズル２９を選択し、サンプル用試験管６へ３８０μｌの希釈液を分注して検体を希釈する。この段階で２０倍の希釈がなされたことになる。
【００３２】更に、作動手段によりマルチノズルユニット２１を作動させて検体分注用ノズル２８を選択し、サンプル用試験管６中に、２０倍に希釈された検体が１００μｌだけ残るように、希釈された検体を検体分注用ノズル２８によって３００μｌ吸引する。続いて作動手段によりマルチノズルユニット２１を作動させて希釈液分注用ノズル２９を選択して、希釈液分注用ノズル２９からサンプル用試験管６へ９００μｌの希釈液を分注してサンプル用試験管６内の検体を更に希釈する。この結果、２０倍に希釈された検体が、更に１０倍に希釈されたことになり、最終的に２００倍に希釈された検体が得られる。
【００３３】上記実施例として２回希釈の例を示したが、同様の作業を繰り返すことにより、更に希釈された検体を効率よく得ることができる。更に、上記実施例として本発明の検体希釈分注機を使用した検体の希釈方法について説明したが、本発明によれば検体の希釈作業に限らず、用途に応じた様々な作業を実施し得る。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の検体希釈分注機によれば、複数のノズルを有するマルチノズルユニットがステージ上を移動自在であり、制御手段が、ステージ上でマルチノズルユニットを移動させる移動手段及びステージ上の同一位置において複数の作業を実行すべく複数のノズルの夫々を選択的に作動させる作動手段を所定の希釈分注条件に従って制御することによって、ステージ上の同一位置において検体の分注及び希釈などの作業をステージ上を移動することなく連続的に行うことができる。そのため、検体の希釈分注作業を効率良く実施することができると共に従来のように作業中に試験管ラックを移動させる必要がないために、作業者の安全性及び分注精度の向上が見込める。
【００３５】更に、本発明の検体希釈方法によっても、同様の効果が得られる。
【００３６】即ち、本発明により、同一の装置において検体分注作業、試薬分注作業及び検体の希釈作業などの複数の作業を安全且つ高精度に効率良く実施し得る検体希釈分注機及び検体希釈方法を提供することができる。
【００３７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施例の主要部の正面図である。
【図３】マルチノズルユニットの正面図である。
【図４】マルチノズルユニットの平面図である。
【図５】本発明の動力伝達系の構成図である。
【符号の説明】
１ 本体
２ ステージ
３ 検体ラック
４ 検体用試験管
５ サンプルラック
６ サンプル用試験管
７ キャリア
８ リニアベアリング
１０ Ｘ軸用モータ
１１ Ｙ，Ｚ，θ軸用モータ
１２ Ｙ軸用クラッチ
１３ Ｚ軸用クラッチ
１４ θ軸用クラッチ
２１ マルチノズルユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数のノズルを有すると共にステージ上で移動自在であり、検体、試薬又は希釈液を試験管から吸引及び分注すべく構成されたマルチノズルユニットと、前記ステージ上における前記マルチノズルユニットの位置を変更すべく前記マルチノズルユニットを移動させる移動手段と、前記ステージ上の同一位置において複数の作業を連続して実行すべく前記複数のノズルの夫々を選択的に作動させる作動手段と、所定の希釈分注条件に従って前記移動手段及び前記作動手段を制御する制御手段とを備えている検体希釈分注機であって、前記マルチノズルユニットが、鉛直軸の周りに回動自在であると共に前記複数のノズルを前記鉛直軸の周りの同一円周上に支持しており、前記作動手段が、前記複数のノズルの一つを選択し、当該選択されたノズルが所定の試験管上に位置するように前記マルチノズルユニットを前記鉛直軸の周りに回動させ、且つ当該所定の試験管上に位置する前記選択されたノズルをほぼ鉛直方向に選択的に昇降させることを特徴とする検体希釈分注機。
【請求項２】 前記複数のノズルが、検体を分注するための少なくとも一つの検体分注用ノズルと、希釈液を分注するための少なくとも一つの希釈液分注用ノズルと、試薬を分注するための少なくとも一つの試薬分注用ノズルとを含んでおり、前記マルチノズルユニットにより、検体分注、希釈液分注及び試薬分注等の複数の作業を前記ステージ上の同一位置において一括にて実施し得る請求項１に記載の検体希釈分注機。
【請求項３】 複数のノズルを鉛直軸の周りの同一円周上に支持すると共に当該鉛直軸の周りに回動自在であるマルチノズルユニットを備える検体希釈分注機を用いて検体を希釈する方法であって、前記マルチノズルユニットを所定の検体用試験管上に移動する段階と、前記マルチノズルユニットを前記鉛直軸の周りに回動させて、検体分注用ノズルを前記所定の検体用試験管上に位置させる段階と、前記検体分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、前記検体用試験管から所定量の検体を吸引する段階と、前記検体分注用ノズルがサンプル用試験管上に位置するように前記マルチノズルユニットを移動させる段階と、前記検体分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、前記所定量の検体を前記検体分注用ノズルから前記サンプル用試験管へ分注する段階と、前記マルチノズルユニットを前記鉛直軸の周りに回動させて、希釈液分注用ノズルを前記サンプル用試験管上に位置させる段階と、前記希釈液分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、前記希釈液分注用ノズルから前記サンプル用試験管へ所定量の希釈液を分注して前記所定量の検体を希釈する段階と、前記マルチノズルユニットを前記鉛直軸の周りに回動させて、前記検体分注用ノズルを前記サンプル用試験管上に位置させる段階と、前記検体分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、前記サンプル用試験管に前記希釈された検体が所定量だけ残るように前記希釈された検体を前記検体分注用ノズルによって吸引する段階と、前記マルチノズルユニットを前記鉛直軸の周りに回動させて、希釈液分注用ノズルを前記サンプル用試験管上に位置させる段階と、前記希釈液分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、前記希釈液分注用ノズルから前記サンプル用試験管へ所定量の希釈液を分注して前記サンプル用試験管内の前記希釈された検体を更に希釈する段階とを備えている検体希釈方法。
【請求項１】 複数のノズルを有すると共にステージ上で移動自在であり、検体、試薬又は希釈液を試験管から吸引及び分注すべく構成されたマルチノズルユニットと、前記ステージ上における前記マルチノズルユニットの位置を変更すべく前記マルチノズルユニットを移動させる移動手段と、前記ステージ上の同一位置において複数の作業を連続して実行すべく前記複数のノズルの夫々を選択的に作動させる作動手段と、所定の希釈分注条件に従って前記移動手段及び前記作動手段を制御する制御手段とを備えている検体希釈分注機であって、前記マルチノズルユニットが、鉛直軸の周りに回動自在であると共に前記複数のノズルを前記鉛直軸の周りの同一円周上に支持しており、前記作動手段が、前記複数のノズルの一つを選択し、当該選択されたノズルが所定の試験管上に位置するように前記マルチノズルユニットを前記鉛直軸の周りに回動させ、且つ当該所定の試験管上に位置する前記選択されたノズルをほぼ鉛直方向に選択的に昇降させることを特徴とする検体希釈分注機。
【請求項２】 前記複数のノズルが、検体を分注するための少なくとも一つの検体分注用ノズルと、希釈液を分注するための少なくとも一つの希釈液分注用ノズルと、試薬を分注するための少なくとも一つの試薬分注用ノズルとを含んでおり、前記マルチノズルユニットにより、検体分注、希釈液分注及び試薬分注等の複数の作業を前記ステージ上の同一位置において一括にて実施し得る請求項１に記載の検体希釈分注機。
【請求項３】 複数のノズルを鉛直軸の周りの同一円周上に支持すると共に当該鉛直軸の周りに回動自在であるマルチノズルユニットを備える検体希釈分注機を用いて検体を希釈する方法であって、前記マルチノズルユニットを所定の検体用試験管上に移動する段階と、前記マルチノズルユニットを前記鉛直軸の周りに回動させて、検体分注用ノズルを前記所定の検体用試験管上に位置させる段階と、前記検体分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、前記検体用試験管から所定量の検体を吸引する段階と、前記検体分注用ノズルがサンプル用試験管上に位置するように前記マルチノズルユニットを移動させる段階と、前記検体分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、前記所定量の検体を前記検体分注用ノズルから前記サンプル用試験管へ分注する段階と、前記マルチノズルユニットを前記鉛直軸の周りに回動させて、希釈液分注用ノズルを前記サンプル用試験管上に位置させる段階と、前記希釈液分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、前記希釈液分注用ノズルから前記サンプル用試験管へ所定量の希釈液を分注して前記所定量の検体を希釈する段階と、前記マルチノズルユニットを前記鉛直軸の周りに回動させて、前記検体分注用ノズルを前記サンプル用試験管上に位置させる段階と、前記検体分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、前記サンプル用試験管に前記希釈された検体が所定量だけ残るように前記希釈された検体を前記検体分注用ノズルによって吸引する段階と、前記マルチノズルユニットを前記鉛直軸の周りに回動させて、希釈液分注用ノズルを前記サンプル用試験管上に位置させる段階と、前記希釈液分注用ノズルを鉛直方向に選択的に昇降させて、前記希釈液分注用ノズルから前記サンプル用試験管へ所定量の希釈液を分注して前記サンプル用試験管内の前記希釈された検体を更に希釈する段階とを備えている検体希釈方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【特許番号】第２５４９０５４号
【登録日】平成８年（１９９６）８月８日
【発行日】平成８年（１９９６）１０月３０日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−１６２２８４
【出願日】平成５年（１９９３）６月３０日
【公開番号】特開平７−６３７７１
【公開日】平成７年（１９９５）３月１０日
【出願人】（５９３１２６０８６）プレシジョン・システム・サイエンス株式会社 (1)
【参考文献】
【文献】特開昭６２−１８４３５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６４−５９１５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６１−９２８７４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実公昭５４−１４５４６（ＪＰ，Ｙ２）
【登録日】平成８年（１９９６）８月８日
【発行日】平成８年（１９９６）１０月３０日
【国際特許分類】
【出願日】平成５年（１９９３）６月３０日
【公開番号】特開平７−６３７７１
【公開日】平成７年（１９９５）３月１０日
【出願人】（５９３１２６０８６）プレシジョン・システム・サイエンス株式会社 (1)
【参考文献】
【文献】特開昭６２−１８４３５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６４−５９１５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６１−９２８７４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実公昭５４−１４５４６（ＪＰ，Ｙ２）
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