液体分取具および液体分取装置
【課題】簡易な構成で所望の量の液体を分取できる液体分取具および液体分取装置を提供すること。
【解決手段】液体１２中に埋没される部分に貫通孔１０１〜１０３を設け、貫通孔１０１〜１０３のうち少なくとも２つの貫通孔は、液体１２を分取可能な最小深さが異なる位置にそれぞれ配置される液体分取具１０と、液体分取具１０を昇降させ、液体１２に貫通孔１０１〜１０３を埋没させるモータ４、ボールネジ６、リード９と、液体分取具１０が液体１２に埋没する深さを可変するとともに貫通孔１０１〜１０３が保持する液体１２の量を可変に制御する制御部２とを備える。
【解決手段】液体１２中に埋没される部分に貫通孔１０１〜１０３を設け、貫通孔１０１〜１０３のうち少なくとも２つの貫通孔は、液体１２を分取可能な最小深さが異なる位置にそれぞれ配置される液体分取具１０と、液体分取具１０を昇降させ、液体１２に貫通孔１０１〜１０３を埋没させるモータ４、ボールネジ６、リード９と、液体分取具１０が液体１２に埋没する深さを可変するとともに貫通孔１０１〜１０３が保持する液体１２の量を可変に制御する制御部２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微少な所望量の液体を分取する液体分取具および液体分取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体に関する分析を行うため、ｎＬ〜μＬ単位の微量の液体を保持する液体分取具を備えた液体分取装置が知られている。この液体分取装置では、たとえば、微少かつ親水性を有する空間を備えた液体分取具を液体に浸漬させ、毛細管現象を利用してこの空間に液体を保持するようにしている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−６１３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般に液体分取装置が備える液体分取具は、液体を保持する容積が予め決められているため、分取量を可変できず、この分取量を可変しようとする場合、可変の都度、所望容量を保持する液体分取具に交換する必要があり、液体の分取に多大な時間と労力を要するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で、短時間にかつ労力を要せずに微少で可変の所望量の液体を分取できる液体分取具および液体分取装置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に、請求項１にかかる液体分取具は、液体に浸して前記液体の一部を保持する液体保持部を有する液体分取具であって、前記液体中に浸漬される部分に前記液体保持部を複数設け、少なくとも２つの前記液体保持部は、前記浸漬される部分の前記液体を分取可能な最小深さが異なる位置にそれぞれ配置されることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２にかかる液体分取具は、上記の発明において、前記液体保持部は、貫通孔であることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３にかかる液体分取具は、上記の発明において、前記液体保持部は、前記液体の液面に対して開口部を有するスリットであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４にかかる液体分取具は、上記の発明において、液体に浸して前記液体の一部を分取する液体保持部を有する液体分取具であって、前記液体保持部は、スリット状の溝であり、この溝の深さとこの溝の幅との比が１近傍であり、前記液体に浸漬される前記スリット状の溝の長さに比例した容量の前記液体を保持することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５にかかる液体分取具は、上記の発明において、液体に浸して前記液体の一部を分取する液体保持部を有する液体分取具であって、前記液体保持部は、前記液体の液面に対して開口部を有するスリットであり、前記スリットを形成する対向する壁面の一方または両方を前記スリットの幅方向に可動し、前記スリットが保持する前記液体の容量を可変することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６にかかる液体分取具は、上記の発明において、液体に浸して前記液体の一部を分取する液体保持部を有する液体分取具であって、前記液体保持部は、毛細管現象が生じない程度の間隔をあけて対向する壁面によって形成されるスリットまたは溝であり、前記スリットまたは溝の前記壁面の対向する位置に対向電極が前記スリットの長手方向に沿って複数配置され、前記対向電極に所定の値の電圧を印加して前記対向電極の部位を親水性にする位置を可変し、前記スリットが保持する前記液体の容量を可変することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７にかかる液体分取装置は、上記の発明において、請求項１〜３のいずれか一つに記載の液体分取具と、前記液体分取具を昇降させ、前記液体に前記液体保持部を浸漬させる昇降手段と、前記昇降手段の昇降を可変に制御し、前記液体分取具が前記液体に浸漬する深さを可変するとともに前記液体保持部が保持する前記液体の容量を可変に制御する分取量制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項８にかかる液体分取装置は、上記の発明において、分取する液体の液面に対して開口部を有するスリットを備え、前記スリットを形成する対向する壁面の一方または両方を前記スリットの幅方向に可動し、前記スリットが保持する前記液体の容量を可変する液体分取具と、前記液体分取具を昇降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させる昇降手段と、前記液体分取具が備えるスリットを形成する対向する前記壁面の間隔を可変し、前記スリットが形成する空間の容積を可変する容積可変手段と、前記昇降手段によって前記液体分取具を下降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させた後、前記容積可変手段によって前記スリットの空間の容積を可変し、前記液体保持部が保持する前記液体の容量を可変に制御する分取量制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項９にかかる液体分取装置は、上記の発明において、毛細管現象が生じない程度の間隔をあけて対向する壁面によって形成されるスリットまたは溝を有し、前記スリットまたは溝の前記壁面の対向する位置に対向電極が前記スリットの長手方向に沿って複数配置された液体分取具と、前記液体分取具を昇降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させる昇降手段と、前記対向電極に所定の値の電圧を印加する電圧印加手段と、前記昇降手段によって前記液体分取具を下降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させた後、前記電圧印加手段によって前記対向電極に所定の値の電圧を印加して前記対向電極の部位を親水性にする位置を可変し、前記液体保持部が保持する前記液体の容量を可変に制御する分取量制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる液体分取具および液体分取装置は、液体に浸漬される部分に液体保持部を複数設け、少なくとも２つの液体保持部を浸漬される部分の液体を分取可能な最小深さが異なる位置にそれぞれ配置するようにしているので、微少な所望量の液体を簡易に分取することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる液体分取具および液体分取装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１にかかる液体分取装置１の概要構成を示すブロック図である。図１に示すように、この液体分取装置１は、分取される液体１２を収容する容器１１と、液体１２に浸漬させて液体１２を保持して分取する液体分取具１０と、液体分取具１０を保持するリード９と、回転運動を昇降運動に変換し、リード９を昇降させるボールネジ６と、リード９の昇降運動をガイドするガイド７と、ガイド７およびモータ４を固定配置するモータ基部５と、モータ基部５を固定するアーム８と、モータ基部５に固定され、ボールネジ６を回動させるモータ４と、モータ４を駆動するモータ駆動部３と、モータ駆動部３を制御する制御部２とを有する。なお、液体分取具１０には、分取する液体１２を保持するための貫通孔１０１〜１０３を有する。
【００１８】
図２は、液体分取具１０の外観を示す斜視図である。図２に示すように、この液体分取具１０は、先端がテーパ状に形成された板部材であり、この先端近傍に、この板部材の長手方向に沿った貫通孔１０１〜１０３が配置される。液体分取具１０の先端がテーパ状に形成されているため、液体１２からこの液体分主具１０を上昇させた際、液切れを良くし、この液体分取具１０に余分かつ不安定な量の液体１２が付着することを防止している。また、貫通孔１０１〜１０３は同一形状であり、この貫通孔１０１〜１０３によって形成される空間の容積Ｌ0は等しく、親水性を有する。なお、貫通孔１０１〜１０３の形状は同一でなくてもよく、これによって形成される空間の容積も同じでなくてもよい。ただし、形成される各空間の容積は既知であることが必要である。
【００１９】
つぎに、この液体分取装置１による分取動作について説明する。図３は、液体分取具１０によって液体１２を分取する動作を示す模式図である。制御部２に、液体１２の分取量２Ｌ0が入力されると、図３の左に示すように、制御部２は、モータ駆動部３を介してモータ４を回転させ、貫通孔１０２，１０３が液体１２に浸漬するまで液体分取具１０を下降させる。貫通孔１０２，１０３が液体１２に浸漬すると、貫通孔１０２，１０３の孔径は極めて小さいため、毛細管現象によって、この貫通孔１０２，１０３内に液体１２が満たされる。その後、制御部２は、モータ駆動部３を介してモータ４を回転させ、図３の右に示すように、液体分取具１０を上昇させ、容積２Ｌ0の液体１２を分取する。
【００２０】
また、たとえば、制御部２に液体１２の分取量Ｌ0が入力された場合、制御部２は、貫通孔１０３のみを液体１２中に浸漬させて所望の分取量Ｌ0の液体１２を分取する。同様に、制御部２に液体１２の分取量３Ｌ0が入力された場合、制御部２は、貫通孔１０１〜１０３を液体１２中に浸漬させることによって、所望の分取量３Ｌ0の液体１２を分取する。すなわち、長手方向に配置された貫通孔１０１〜１０３は、液体分取具１０が下降するにしたがって貫通孔１０３から順次、液体１２に浸されるが、この際の液体分取具１０の先端までの深さである最小深さを制御することによって、液体１２を保持する貫通孔１０１〜１０３の数を決定することができ、これによって液体１２を保持する貫通孔数に対応した分取量を得ることができる。
【００２１】
この実施の形態１では、制御部２が貫通孔１０１〜１０３を有する液体分取具１０の降下による液体分取具１０の液体１２に浸される深さを制御することによって、所望量の液体１２を分取することができる。なお、この実施の形態１では、液体分取具１０は、３つの貫通孔１０１〜１０３を有していたが、所望の分取量に対応して貫通孔の数、形状、容積を可変するようにしてもよい。ただし、これら貫通孔の数、形状、容積は、既知であることが必要である。さらに、液体分取具１０は、板部材であったが、円柱部材等の他の形状の部材であってもよい。
【００２２】
つぎに、この発明の実施の形態１の変形例について説明する。上述した実施の形態１では、液体分取具１０が貫通孔１０１〜１０３を備えていたが、この変形例による液体分取具は、液体の液面からの高さが異なる開口部を有したスリットを備えている。
【００２３】
図４は、この実施の形態１の変形例にかかる液体分取具１３の概要を示す断面図である。図４に示すように、この液体分取具１３は、その先端近傍に、スリット１３１〜１３３を有する。各スリット１３１〜１３３の幅および長さは同一であり、各スリット１３１〜１３３が形成する空間の容量Ｌ1も同一である。ただし、液体分取具１３の最先端位置に対する各スリット１３１〜１３３の先端開口部の位置がそれぞれ異なっている。なお、各スリット１３１〜１３３の幅は、毛細管現象が生じる程度の幅である。
【００２４】
図５は、この液体分取具１３の分取動作を示す模式図である。図５の左に示すように、容量２Ｌ1を分取する場合、スリット１３３の先端開口部が液体１２の液面に浸漬するまで液体分取具１３を下降させる。スリット１３２，１３３の先端開口部が液体１２に浸漬すると、毛細管現象によってスリット１３２，１３３内には、液体１２が満ちる。その後、図５の右に示すように、この液体分取具１３を上昇させると、スリット１３２，１３３は、それぞれ容量Ｌ1の液体１２を保持し、液体分取具１３は、容量２Ｌ1の液体１２を分取できる。また、容量Ｌ1を分取する場合は、スリット１３２の先端開口部のみを液体１２に浸漬させて分取すればよい。さらに、容量３Ｌ1を分取する場合は、スリット１３１の先端開口部まで液体１２に浸漬させて分取すればよい。このように、液体分取具１３が液体１２に浸される深さを調整することのみで、所望量の液体１２を分取することができる。
【００２５】
この変形例では、液体分取具１３が、最先端位置からの高さが異なる先端開口部をもつスリット１３１〜１３３を有し、液体分取具１３の下降させる深さを制御することによって、所望量の液体１２を分取することができる。なお、この変形例では、液体分取具１３が３つのスリッ１３１〜１３３を有していたが、所望の分取量に応じてスリットの数、幅、長さ、スリット内の空間の容量を可変するようにしてもよい。ただし、各スリットの数、幅、長さ、スリット内の空間の容量は既知であることが必要である。
【００２６】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１および変形例では、液体分取具が複数の貫通孔あるいは複数のスリットを有し、これらの貫通孔あるいはスリットに液体を浸漬させ、段階的に所望の容量の液体を分取していたが、この実施の形態２では、液体分取具がスリット状の溝を有し、このスリットを液体に浸漬させ、連続的な値の所望量の液体を分取できるようにしている。
【００２７】
図６は、この実施の形態２にかかる液体分取具の外観を示す斜視図である。また、図７は、図６に示した液体分取具の正面図であり、図８は、図６に示した液体分取具の側面図である。図６〜図８に示すように、液体分取具１４は、先端近傍に、液体分取具１４の長手方向の軸に沿って形成されるスリット状溝１４１を有する。
【００２８】
ここで、スリット状溝１４１の幅を「ａ」とし、深さを「ｂ」とし、液体分取具１４の厚さを「ｃ」とすると、幅ａと深さｂとの比であるアスペクト比（ａ／ｂ）の値は、１近傍でに設定される。また、このスリット状溝１４１が形成する溝空間の容量は、Ｌ3である。
【００２９】
図９は、この液体分取具１４を用いた分取動作を示す模式図である。図９の左に示すように、たとえば、容量（１／２）Ｌ3の液体１２を分取する場合、液体分取具１４を下降させ、スリット状溝１４１の長さの半分を液体１２に浸漬させる。アスペクト比（ａ／ｂ）が１近傍である場合、毛細管現象は生ぜず、スリット状溝１４１が浸漬した部分にのみ液体１２が満たされる。その後、図９の右に示すように、この液体分取具１４を上昇させると、スリット状溝１４１は、満たされた容量（１／２）Ｌ3の液体１２を表面張力によって保持し、液体分取具１４は、容量（１／２）Ｌ3の液体１２を分取することができる。また、たとえば、容量（１／３）Ｌ3の液体１２を分取する場合、スリット状溝１４１の長さの１／３を液体１２に浸漬させることによって分取することができる。このようにして、連続的な微少の所望量の液体１２を分取することができる。
【００３０】
図１０は、このスリット状溝１４１のアスペクト比（ａ／ｂ）が１を大きく超えた場合の分取動作を示す模式図である。図１０の左に示すように、アスペクト比（ａ／ｂ）が１を大きく超えると、スリット状溝１４１に毛細管現象が生じ、液体１２にスリット状溝１４１を浸漬させた場合、浸漬した長さに無関係に、スリット状溝１４１全体に液体１２が満たされる。この結果、図１０の右に示すように、この液体分取具１４を上昇させると、スリット状溝１４１全体に液体１２が保持され、容積Ｌ3の液体１２を常に分取することになる。
【００３１】
一方、図１１は、このスリット状溝１４１のアスペクト比（ａ／ｂ）が１に比して大きく下まわる場合の分取動作を示す模式図である。図１１の左に示すように、スリット状溝１４１を液体１２に浸漬させた場合、浸漬した部分には、液体１２が満たされるが、図１１の右に示すように、液体分取具１４を上昇させると、スリット状溝１４１に満たされた液体１２の重力が液体１２の表面張力を超えてしまい、このスリット状溝１４１には、液体１２を保持することができず、分取できない。したがって、所望量の液体１２を分取するには、アスペクト比（ａ／ｂ）の値を１近傍に設定することが好ましい。
【００３２】
この実施の形態２では、液体分取具１４に、アスペクト比（ａ／ｂ）の値が１近傍のスリット状溝１４１を形成することによって、連続的に可変な所望の容量の液体１２の分取ができる。また、液体分取具１４の厚さｃがスリット状溝１４１の深さｂ未満である場合、つまり、スリット状溝１４１が貫通したスリットである場合、アスペクト比（ａ／ｃ）が１近傍となるように設定してもよい。さらに、この実施の形態２では、液体分取具１４は、１つのスリット状溝１４１を設けるようにしていたが、所望の分取量に応じて２以上のスリット状溝を設けるようにしてもよい。
【００３３】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。実施の形態１，２では、所望の分取量に応じて液体分取具を液体に浸漬させる深さを可変していたが、この実施の形態３では、所望の分取量に応じて液体を保持するスリットの幅を連続的に可変するようにしている。
【００３４】
図１２は、この実施の形態３にかかる液体分取装置１００の概要構成を示すブロック図である。図１２に示すように、この液体分取装置１００は、液体分取具１０に替えて、固定部１９および可動部１８を設け、この固定部１９と可動部１８とによって幅が可変となるスリットを形成するようにしている。このスリットの幅を可変にするために、モータ軸２０を介して可動部１８を移動させるスリット可動モータ１７、このスリット可動モータ１７を駆動するスリット駆動部１６、およびスリット駆動部１６の駆動制御をさらに行う制御部１５を有する。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００３５】
固定部１９、可動部１８、およびスリット可動モータ１７は、リード９に保持される。可動部１８は、スリット可動モータ１７の駆動によって、リード９の水平面に沿って移動し、この可動部１８の移動によって、固定部１９と可動部１８との間に形成されるスリットの幅が変化する。
【００３６】
図１３は、可動部１８および固定部１９近傍の詳細構成を示す断面図である。図１３に示すように、可動部１８と固定部１９とによって形成されるスリット面の上部と、このスリット面を除く可動部１８および固定部１９の表面とに、撥水コート２１がコーティングされる。また、可動部１８と固定部１９とによって形成されるスリット面の下部には、親水コート２２がコーティングされている。このスリット面の上部にコーティングされた親水コート２２を設けることによって、可動部１８と固定部１９との間のスリット幅が狭い状態で液体１２に浸漬した場合に毛細管現象が生じても、液体１２は、親水コート２２がコーティングされた部分のみに保持される。
【００３７】
つぎに、固定部１９および可動部１８を用いた分取動作について説明する。図１４は、固定部１９と可動部１８とによる分取動作を示す模式図である。図１４の左に示すように、毛細管現象が生じる程度に固定部１９と可動部１８とによって形成されるスリットの幅を保ちつつ、固定部１９および可動部１８とを下降させて液体１２に浸漬させると、液体１２は、親水コート２２がコーティングされた部位まで上昇する。その後、図１４の中央に示すように、可動部１８を移動させて、固定部１９との間に形成されるスリット幅を広げ、スリット幅と親水コート２２面とによって形成される空間が所望の分取容量となるようにする。固定部１９および可動部１８が浸漬された状態で、可動部１８が移動しても、固定部１９と可動部１８との間に形成されたスリットには毛細管力が生じ、液体１２は、親水コート２２の部位まで保持される。その後、図１３の右に示すように、固定部１９と可動部１８とを上昇させると、液体１２は、固定部１９と可動部１８との間に形成されたスリットの親水コート２２面によって保持され、所望容量の液体１２が分取される。すなわち、固定部１９と可動部１８とを液体１２に浸漬させ、一旦、液体１２を固定部１９と可動部１８との間のスリット幅を保持させた後、このスリット幅を可変させることによって、所望容量の液体１２を分取するようにしている。
【００３８】
なお、この実施の形態３では、可動部１８を移動させるようにしていたが、固定部１９側も移動させるようにしてもよい。
【００３９】
この実施の形態３では、固定部１９と可動部１８とを液体１２に浸漬し、その後、可動部１８を移動させ、固定部１９と可動部１８と間に形成されるスリット空間を可変して、連続的な所望容量の液体１２を分取するようようにしている。
【００４０】
つぎに、この実施の形態３の変形例について説明する。この実施の形態３の変形例では、さらにガイドを設け、可動部１８の移動をスムースに行うようにしている。
【００４１】
図１５は、この発明の実施の形態３の変形例にかかる液体分取具の構成を示す断面図である。図１５に示すように、ガイド１８Ａは、可動部１８の外縁形状に沿った内部形状を有し、可動部１８の外縁を覆うようにしている。可動部１８が移動する場合、このガイド１８Ａとともに移動するため、可動部１８の水平方向が保たれ、かつ可動部１８の移動がスムーズになることから、可動部１８先端側のブレを少なくすることができる。この結果、精度の高い分取を行うことができる。なお、この変形例では、ガイド１８Ａが可動部１８側に取付けられていたが、固定部１９も可動できるようにした場合、同様のガイドを設けるようにするとよい。
【００４２】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。実施の形態１〜３では、受動的な毛細管現象を利用して所望量の液体を保持するようにしていたが、この実施の形態４では、エレクトロウェッティング法による親水性表面の形成によって能動的に所望量の液体を保持するようにしている。
【００４３】
図１６は、この実施の形態４にかかる液体分取装置の概要構成を示すブロック図である。図１６に示すように、この液体分取装置２００は、実施の形態１で示した液体分取装置１の液体分取具１０に替えて液体分取具２６を設け、この液体分取具２６の親水性表面を形成する電極に電圧を印加する電極電源部２５と、制御部２３のもとにこの電極電源部２５の駆動を制御するスイッチ駆動部２４とをさらに設けている。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００４４】
図１７は、図１６に示した液体分取具２６の詳細構成を示す斜視図であり、図１８は、液体分取具２６の正面図であり、図１９は、液体分取具２６の側面図である。図１７〜図１９において、液体分取具２６は、スリット状で断面が矩形の貫通孔２７を有し、貫通孔２７の長手（長辺）方向の一方の側壁面に対向電極２６１ａ〜２６４ａを設けるとともに、他方の側壁面に対向電極２６１ｂ〜２６４ｂを設け、対向電極２６１ａ〜２６４ａと対向電極２６１ｂ〜２６４ｂとは、それぞれ対向配置される。また、電極２６１ａ〜２６５ａと電極２６１ｂ〜２６５ｂとは、それぞれ同一の面形状である。貫通孔２７の幅は、毛細管現象が発生しない程度に広く形成される。
【００４５】
一方、図２０に示すように、電極電源部２５は、４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４と４つの直流電源２５１〜２５４とを有する。対向電極２６１ａ〜２６４ａとスイッチＳＷ１〜ＳＷ４とはそれぞれ配線２６５ａ〜２６８ａによって接続され、対向電極２６１ｂ〜２６４ｂと直流電源２５１〜２５４とはそれぞれ配線２６５ｂ〜２６８ｂによって接続される。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４と直流電源２５１〜２５４とがそれぞれ接続されることによって、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４とがオン状態となったときに、それぞれ直流電源２５１〜２５４からそれぞれ対向電極２６１ｂ〜２６４ｂ，２６１ａ〜２６４ａ間に電圧が印加され、対向電極２６１ｂ〜２６４ｂ，２６１ａ〜２６４ａの対の表面電荷が増大する。各対向電極２６１ｂ〜２６４ｂ，２６１ａ〜２６４ａ間の表面電荷が増大すると、各対向電極２６１ｂ〜２６４ｂ，２６１ａ〜２６４ａの対電極は親水性を増し、毛細管現象によって液体１２を吸引する。したがって、制御部２３によるスリット制御部２４の駆動制御によって、対向電極２６１ｂ〜２６４ｂ，２６１ａ〜２６４ａ間の選択的なスイッチングを行って、液体１２を吸引する長さを規定することができ、精度の高い分注を行うことができる。なお、対向電極２６１ｂ〜２６４ｂ，２６１ａ〜２６４ａは、液体１２注に侵入しないため、貫通孔２７の各側壁面の表面に設けてもよい。
【００４６】
ここで、液体分取具２６を用いた具体的な分取動作について説明する。まず、貫通孔２７内の容積がＬ4であるとする。制御部２３は、液体１２の分取量として（１／２）Ｌ4が入力されると、スイッチ駆動部２４を介してスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオン状態にし、液体分取具２６を下降させて液体１２に浸漬させる。ここで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態になっているため、対向電極２６４ａ，２６４ｂ間と対向電極２６３ａ，２６３ｂ間とに電圧が印加され、対向電極２６３ａ，２６３ｂ間の部位までが親水性になり、液体１２がこの対向電極２６３ａ，２６３ｂの部位まで吸い上げられる。貫通孔２７は、毛細管現象を生じないが、親水性を有する部分のみ、毛細管現象が生じ、対向電極２６３ａ，２６３ｂの部位まで、液体１２が保持される。この結果、（１／２）Ｌ4の液体１２を分取することができる。
【００４７】
なお、この実施の形態４では、貫通孔２７内を４つの対向電極によって分割し、４段階の分取量を精度良く分取していたが、これに限らず、さらに対向電極対の数を増減させてもよい。特に、対向電極数を増やすことによってさらに精度の高い分取を行うことができる。また、各対向電極の形状は、矩形に限らず、任意の形状であってもよく、対向電極の面積なども同様に任意の形状としてもよい。さらに、上述した実施の形態４では、矩形の貫通孔２７としたが、これに替えて、スリット状溝１４１と同様な溝としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる液体分取装置の概要構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１にかかる液体分取具の外観を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１にかかる液体分取具による分取動作を示す模式図である。
【図４】この発明の実施の形態１の変形例にかかる液体分取具を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１の変形例にかかる液体分取具による分取動作を示す模式図である。
【図６】この発明の実施の形態２にかかる液体分取具の外観を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態２にかかる液体分取具の正面図である。
【図８】この発明の実施の形態２にかかる液体分取具の側面図である。
【図９】この発明の実施の形態２にかかる液体分取具による分取動作を示す模式図である。
【図１０】このアスペクト比が１を超えるスリット状溝を有する液体分取具による分取動作を示す模式図である。
【図１１】このアスペクト比が１未満のスリット状溝を有する液体分取具による分取動作を示す模式図である。
【図１２】この発明の実施の形態３にかかる液体分取装置の概要構成を示すブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態３にかかる液体分取具の詳細を示す断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態３にかかる液体分取具による分取動作を示す模式図である。
【図１５】この発明の実施の形態３の変形例にかかる液体分取具の詳細を示す断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態４にかかる液体分取装置の概要構成を示すブロック図である。
【図１７】この発明の実施の形態４にかかる液体分取具の外観を示す斜視図である。
【図１８】この発明の実施の形態４にかかる液体分取具の正面図である。
【図１９】この発明の実施の形態４にかかる液体分取具の側面図である。
【図２０】この発明の実施の形態４にかかる電極電源部の概要構成を示すブロック図である。
【図２１】この発明の実施の形態４にかかる液体分取具による分取動作を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１，１００，２００ 液体分取装置
２，１５，２３ 制御部
３ モータ駆動部
４ モータ
５ モータ基部
６ ボールネジ
７，１８Ａ ガイド
８ アーム
９ リード
１０，１３，１４，２６ 液体分取具
１１ 容器
１２ 液体
１６ スリット駆動部
１７ スリット可動モータ
１８ 可動スリット
１９ 固定スリット
２０ モータ軸
２１ 撥水コート
２２ 親水コート
２４ スイッチ駆動部
２５ 電極電源部
２７，１０１〜１０３ 貫通孔
１３１〜１３３ スリット
１４１ スリット状溝
２５１〜２５４ 直流電源
２６１ａ〜２６４ａ，２６１ｂ〜２６４ｂ 対向電極
２６５ａ〜２６８ａ，２６５ｂ〜２６８ｂ 配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微少な所望量の液体を分取する液体分取具および液体分取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体に関する分析を行うため、ｎＬ〜μＬ単位の微量の液体を保持する液体分取具を備えた液体分取装置が知られている。この液体分取装置では、たとえば、微少かつ親水性を有する空間を備えた液体分取具を液体に浸漬させ、毛細管現象を利用してこの空間に液体を保持するようにしている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−６１３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般に液体分取装置が備える液体分取具は、液体を保持する容積が予め決められているため、分取量を可変できず、この分取量を可変しようとする場合、可変の都度、所望容量を保持する液体分取具に交換する必要があり、液体の分取に多大な時間と労力を要するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で、短時間にかつ労力を要せずに微少で可変の所望量の液体を分取できる液体分取具および液体分取装置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に、請求項１にかかる液体分取具は、液体に浸して前記液体の一部を保持する液体保持部を有する液体分取具であって、前記液体中に浸漬される部分に前記液体保持部を複数設け、少なくとも２つの前記液体保持部は、前記浸漬される部分の前記液体を分取可能な最小深さが異なる位置にそれぞれ配置されることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２にかかる液体分取具は、上記の発明において、前記液体保持部は、貫通孔であることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３にかかる液体分取具は、上記の発明において、前記液体保持部は、前記液体の液面に対して開口部を有するスリットであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４にかかる液体分取具は、上記の発明において、液体に浸して前記液体の一部を分取する液体保持部を有する液体分取具であって、前記液体保持部は、スリット状の溝であり、この溝の深さとこの溝の幅との比が１近傍であり、前記液体に浸漬される前記スリット状の溝の長さに比例した容量の前記液体を保持することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５にかかる液体分取具は、上記の発明において、液体に浸して前記液体の一部を分取する液体保持部を有する液体分取具であって、前記液体保持部は、前記液体の液面に対して開口部を有するスリットであり、前記スリットを形成する対向する壁面の一方または両方を前記スリットの幅方向に可動し、前記スリットが保持する前記液体の容量を可変することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６にかかる液体分取具は、上記の発明において、液体に浸して前記液体の一部を分取する液体保持部を有する液体分取具であって、前記液体保持部は、毛細管現象が生じない程度の間隔をあけて対向する壁面によって形成されるスリットまたは溝であり、前記スリットまたは溝の前記壁面の対向する位置に対向電極が前記スリットの長手方向に沿って複数配置され、前記対向電極に所定の値の電圧を印加して前記対向電極の部位を親水性にする位置を可変し、前記スリットが保持する前記液体の容量を可変することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７にかかる液体分取装置は、上記の発明において、請求項１〜３のいずれか一つに記載の液体分取具と、前記液体分取具を昇降させ、前記液体に前記液体保持部を浸漬させる昇降手段と、前記昇降手段の昇降を可変に制御し、前記液体分取具が前記液体に浸漬する深さを可変するとともに前記液体保持部が保持する前記液体の容量を可変に制御する分取量制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項８にかかる液体分取装置は、上記の発明において、分取する液体の液面に対して開口部を有するスリットを備え、前記スリットを形成する対向する壁面の一方または両方を前記スリットの幅方向に可動し、前記スリットが保持する前記液体の容量を可変する液体分取具と、前記液体分取具を昇降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させる昇降手段と、前記液体分取具が備えるスリットを形成する対向する前記壁面の間隔を可変し、前記スリットが形成する空間の容積を可変する容積可変手段と、前記昇降手段によって前記液体分取具を下降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させた後、前記容積可変手段によって前記スリットの空間の容積を可変し、前記液体保持部が保持する前記液体の容量を可変に制御する分取量制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項９にかかる液体分取装置は、上記の発明において、毛細管現象が生じない程度の間隔をあけて対向する壁面によって形成されるスリットまたは溝を有し、前記スリットまたは溝の前記壁面の対向する位置に対向電極が前記スリットの長手方向に沿って複数配置された液体分取具と、前記液体分取具を昇降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させる昇降手段と、前記対向電極に所定の値の電圧を印加する電圧印加手段と、前記昇降手段によって前記液体分取具を下降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させた後、前記電圧印加手段によって前記対向電極に所定の値の電圧を印加して前記対向電極の部位を親水性にする位置を可変し、前記液体保持部が保持する前記液体の容量を可変に制御する分取量制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる液体分取具および液体分取装置は、液体に浸漬される部分に液体保持部を複数設け、少なくとも２つの液体保持部を浸漬される部分の液体を分取可能な最小深さが異なる位置にそれぞれ配置するようにしているので、微少な所望量の液体を簡易に分取することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる液体分取具および液体分取装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１にかかる液体分取装置１の概要構成を示すブロック図である。図１に示すように、この液体分取装置１は、分取される液体１２を収容する容器１１と、液体１２に浸漬させて液体１２を保持して分取する液体分取具１０と、液体分取具１０を保持するリード９と、回転運動を昇降運動に変換し、リード９を昇降させるボールネジ６と、リード９の昇降運動をガイドするガイド７と、ガイド７およびモータ４を固定配置するモータ基部５と、モータ基部５を固定するアーム８と、モータ基部５に固定され、ボールネジ６を回動させるモータ４と、モータ４を駆動するモータ駆動部３と、モータ駆動部３を制御する制御部２とを有する。なお、液体分取具１０には、分取する液体１２を保持するための貫通孔１０１〜１０３を有する。
【００１８】
図２は、液体分取具１０の外観を示す斜視図である。図２に示すように、この液体分取具１０は、先端がテーパ状に形成された板部材であり、この先端近傍に、この板部材の長手方向に沿った貫通孔１０１〜１０３が配置される。液体分取具１０の先端がテーパ状に形成されているため、液体１２からこの液体分主具１０を上昇させた際、液切れを良くし、この液体分取具１０に余分かつ不安定な量の液体１２が付着することを防止している。また、貫通孔１０１〜１０３は同一形状であり、この貫通孔１０１〜１０３によって形成される空間の容積Ｌ0は等しく、親水性を有する。なお、貫通孔１０１〜１０３の形状は同一でなくてもよく、これによって形成される空間の容積も同じでなくてもよい。ただし、形成される各空間の容積は既知であることが必要である。
【００１９】
つぎに、この液体分取装置１による分取動作について説明する。図３は、液体分取具１０によって液体１２を分取する動作を示す模式図である。制御部２に、液体１２の分取量２Ｌ0が入力されると、図３の左に示すように、制御部２は、モータ駆動部３を介してモータ４を回転させ、貫通孔１０２，１０３が液体１２に浸漬するまで液体分取具１０を下降させる。貫通孔１０２，１０３が液体１２に浸漬すると、貫通孔１０２，１０３の孔径は極めて小さいため、毛細管現象によって、この貫通孔１０２，１０３内に液体１２が満たされる。その後、制御部２は、モータ駆動部３を介してモータ４を回転させ、図３の右に示すように、液体分取具１０を上昇させ、容積２Ｌ0の液体１２を分取する。
【００２０】
また、たとえば、制御部２に液体１２の分取量Ｌ0が入力された場合、制御部２は、貫通孔１０３のみを液体１２中に浸漬させて所望の分取量Ｌ0の液体１２を分取する。同様に、制御部２に液体１２の分取量３Ｌ0が入力された場合、制御部２は、貫通孔１０１〜１０３を液体１２中に浸漬させることによって、所望の分取量３Ｌ0の液体１２を分取する。すなわち、長手方向に配置された貫通孔１０１〜１０３は、液体分取具１０が下降するにしたがって貫通孔１０３から順次、液体１２に浸されるが、この際の液体分取具１０の先端までの深さである最小深さを制御することによって、液体１２を保持する貫通孔１０１〜１０３の数を決定することができ、これによって液体１２を保持する貫通孔数に対応した分取量を得ることができる。
【００２１】
この実施の形態１では、制御部２が貫通孔１０１〜１０３を有する液体分取具１０の降下による液体分取具１０の液体１２に浸される深さを制御することによって、所望量の液体１２を分取することができる。なお、この実施の形態１では、液体分取具１０は、３つの貫通孔１０１〜１０３を有していたが、所望の分取量に対応して貫通孔の数、形状、容積を可変するようにしてもよい。ただし、これら貫通孔の数、形状、容積は、既知であることが必要である。さらに、液体分取具１０は、板部材であったが、円柱部材等の他の形状の部材であってもよい。
【００２２】
つぎに、この発明の実施の形態１の変形例について説明する。上述した実施の形態１では、液体分取具１０が貫通孔１０１〜１０３を備えていたが、この変形例による液体分取具は、液体の液面からの高さが異なる開口部を有したスリットを備えている。
【００２３】
図４は、この実施の形態１の変形例にかかる液体分取具１３の概要を示す断面図である。図４に示すように、この液体分取具１３は、その先端近傍に、スリット１３１〜１３３を有する。各スリット１３１〜１３３の幅および長さは同一であり、各スリット１３１〜１３３が形成する空間の容量Ｌ1も同一である。ただし、液体分取具１３の最先端位置に対する各スリット１３１〜１３３の先端開口部の位置がそれぞれ異なっている。なお、各スリット１３１〜１３３の幅は、毛細管現象が生じる程度の幅である。
【００２４】
図５は、この液体分取具１３の分取動作を示す模式図である。図５の左に示すように、容量２Ｌ1を分取する場合、スリット１３３の先端開口部が液体１２の液面に浸漬するまで液体分取具１３を下降させる。スリット１３２，１３３の先端開口部が液体１２に浸漬すると、毛細管現象によってスリット１３２，１３３内には、液体１２が満ちる。その後、図５の右に示すように、この液体分取具１３を上昇させると、スリット１３２，１３３は、それぞれ容量Ｌ1の液体１２を保持し、液体分取具１３は、容量２Ｌ1の液体１２を分取できる。また、容量Ｌ1を分取する場合は、スリット１３２の先端開口部のみを液体１２に浸漬させて分取すればよい。さらに、容量３Ｌ1を分取する場合は、スリット１３１の先端開口部まで液体１２に浸漬させて分取すればよい。このように、液体分取具１３が液体１２に浸される深さを調整することのみで、所望量の液体１２を分取することができる。
【００２５】
この変形例では、液体分取具１３が、最先端位置からの高さが異なる先端開口部をもつスリット１３１〜１３３を有し、液体分取具１３の下降させる深さを制御することによって、所望量の液体１２を分取することができる。なお、この変形例では、液体分取具１３が３つのスリッ１３１〜１３３を有していたが、所望の分取量に応じてスリットの数、幅、長さ、スリット内の空間の容量を可変するようにしてもよい。ただし、各スリットの数、幅、長さ、スリット内の空間の容量は既知であることが必要である。
【００２６】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１および変形例では、液体分取具が複数の貫通孔あるいは複数のスリットを有し、これらの貫通孔あるいはスリットに液体を浸漬させ、段階的に所望の容量の液体を分取していたが、この実施の形態２では、液体分取具がスリット状の溝を有し、このスリットを液体に浸漬させ、連続的な値の所望量の液体を分取できるようにしている。
【００２７】
図６は、この実施の形態２にかかる液体分取具の外観を示す斜視図である。また、図７は、図６に示した液体分取具の正面図であり、図８は、図６に示した液体分取具の側面図である。図６〜図８に示すように、液体分取具１４は、先端近傍に、液体分取具１４の長手方向の軸に沿って形成されるスリット状溝１４１を有する。
【００２８】
ここで、スリット状溝１４１の幅を「ａ」とし、深さを「ｂ」とし、液体分取具１４の厚さを「ｃ」とすると、幅ａと深さｂとの比であるアスペクト比（ａ／ｂ）の値は、１近傍でに設定される。また、このスリット状溝１４１が形成する溝空間の容量は、Ｌ3である。
【００２９】
図９は、この液体分取具１４を用いた分取動作を示す模式図である。図９の左に示すように、たとえば、容量（１／２）Ｌ3の液体１２を分取する場合、液体分取具１４を下降させ、スリット状溝１４１の長さの半分を液体１２に浸漬させる。アスペクト比（ａ／ｂ）が１近傍である場合、毛細管現象は生ぜず、スリット状溝１４１が浸漬した部分にのみ液体１２が満たされる。その後、図９の右に示すように、この液体分取具１４を上昇させると、スリット状溝１４１は、満たされた容量（１／２）Ｌ3の液体１２を表面張力によって保持し、液体分取具１４は、容量（１／２）Ｌ3の液体１２を分取することができる。また、たとえば、容量（１／３）Ｌ3の液体１２を分取する場合、スリット状溝１４１の長さの１／３を液体１２に浸漬させることによって分取することができる。このようにして、連続的な微少の所望量の液体１２を分取することができる。
【００３０】
図１０は、このスリット状溝１４１のアスペクト比（ａ／ｂ）が１を大きく超えた場合の分取動作を示す模式図である。図１０の左に示すように、アスペクト比（ａ／ｂ）が１を大きく超えると、スリット状溝１４１に毛細管現象が生じ、液体１２にスリット状溝１４１を浸漬させた場合、浸漬した長さに無関係に、スリット状溝１４１全体に液体１２が満たされる。この結果、図１０の右に示すように、この液体分取具１４を上昇させると、スリット状溝１４１全体に液体１２が保持され、容積Ｌ3の液体１２を常に分取することになる。
【００３１】
一方、図１１は、このスリット状溝１４１のアスペクト比（ａ／ｂ）が１に比して大きく下まわる場合の分取動作を示す模式図である。図１１の左に示すように、スリット状溝１４１を液体１２に浸漬させた場合、浸漬した部分には、液体１２が満たされるが、図１１の右に示すように、液体分取具１４を上昇させると、スリット状溝１４１に満たされた液体１２の重力が液体１２の表面張力を超えてしまい、このスリット状溝１４１には、液体１２を保持することができず、分取できない。したがって、所望量の液体１２を分取するには、アスペクト比（ａ／ｂ）の値を１近傍に設定することが好ましい。
【００３２】
この実施の形態２では、液体分取具１４に、アスペクト比（ａ／ｂ）の値が１近傍のスリット状溝１４１を形成することによって、連続的に可変な所望の容量の液体１２の分取ができる。また、液体分取具１４の厚さｃがスリット状溝１４１の深さｂ未満である場合、つまり、スリット状溝１４１が貫通したスリットである場合、アスペクト比（ａ／ｃ）が１近傍となるように設定してもよい。さらに、この実施の形態２では、液体分取具１４は、１つのスリット状溝１４１を設けるようにしていたが、所望の分取量に応じて２以上のスリット状溝を設けるようにしてもよい。
【００３３】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。実施の形態１，２では、所望の分取量に応じて液体分取具を液体に浸漬させる深さを可変していたが、この実施の形態３では、所望の分取量に応じて液体を保持するスリットの幅を連続的に可変するようにしている。
【００３４】
図１２は、この実施の形態３にかかる液体分取装置１００の概要構成を示すブロック図である。図１２に示すように、この液体分取装置１００は、液体分取具１０に替えて、固定部１９および可動部１８を設け、この固定部１９と可動部１８とによって幅が可変となるスリットを形成するようにしている。このスリットの幅を可変にするために、モータ軸２０を介して可動部１８を移動させるスリット可動モータ１７、このスリット可動モータ１７を駆動するスリット駆動部１６、およびスリット駆動部１６の駆動制御をさらに行う制御部１５を有する。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００３５】
固定部１９、可動部１８、およびスリット可動モータ１７は、リード９に保持される。可動部１８は、スリット可動モータ１７の駆動によって、リード９の水平面に沿って移動し、この可動部１８の移動によって、固定部１９と可動部１８との間に形成されるスリットの幅が変化する。
【００３６】
図１３は、可動部１８および固定部１９近傍の詳細構成を示す断面図である。図１３に示すように、可動部１８と固定部１９とによって形成されるスリット面の上部と、このスリット面を除く可動部１８および固定部１９の表面とに、撥水コート２１がコーティングされる。また、可動部１８と固定部１９とによって形成されるスリット面の下部には、親水コート２２がコーティングされている。このスリット面の上部にコーティングされた親水コート２２を設けることによって、可動部１８と固定部１９との間のスリット幅が狭い状態で液体１２に浸漬した場合に毛細管現象が生じても、液体１２は、親水コート２２がコーティングされた部分のみに保持される。
【００３７】
つぎに、固定部１９および可動部１８を用いた分取動作について説明する。図１４は、固定部１９と可動部１８とによる分取動作を示す模式図である。図１４の左に示すように、毛細管現象が生じる程度に固定部１９と可動部１８とによって形成されるスリットの幅を保ちつつ、固定部１９および可動部１８とを下降させて液体１２に浸漬させると、液体１２は、親水コート２２がコーティングされた部位まで上昇する。その後、図１４の中央に示すように、可動部１８を移動させて、固定部１９との間に形成されるスリット幅を広げ、スリット幅と親水コート２２面とによって形成される空間が所望の分取容量となるようにする。固定部１９および可動部１８が浸漬された状態で、可動部１８が移動しても、固定部１９と可動部１８との間に形成されたスリットには毛細管力が生じ、液体１２は、親水コート２２の部位まで保持される。その後、図１３の右に示すように、固定部１９と可動部１８とを上昇させると、液体１２は、固定部１９と可動部１８との間に形成されたスリットの親水コート２２面によって保持され、所望容量の液体１２が分取される。すなわち、固定部１９と可動部１８とを液体１２に浸漬させ、一旦、液体１２を固定部１９と可動部１８との間のスリット幅を保持させた後、このスリット幅を可変させることによって、所望容量の液体１２を分取するようにしている。
【００３８】
なお、この実施の形態３では、可動部１８を移動させるようにしていたが、固定部１９側も移動させるようにしてもよい。
【００３９】
この実施の形態３では、固定部１９と可動部１８とを液体１２に浸漬し、その後、可動部１８を移動させ、固定部１９と可動部１８と間に形成されるスリット空間を可変して、連続的な所望容量の液体１２を分取するようようにしている。
【００４０】
つぎに、この実施の形態３の変形例について説明する。この実施の形態３の変形例では、さらにガイドを設け、可動部１８の移動をスムースに行うようにしている。
【００４１】
図１５は、この発明の実施の形態３の変形例にかかる液体分取具の構成を示す断面図である。図１５に示すように、ガイド１８Ａは、可動部１８の外縁形状に沿った内部形状を有し、可動部１８の外縁を覆うようにしている。可動部１８が移動する場合、このガイド１８Ａとともに移動するため、可動部１８の水平方向が保たれ、かつ可動部１８の移動がスムーズになることから、可動部１８先端側のブレを少なくすることができる。この結果、精度の高い分取を行うことができる。なお、この変形例では、ガイド１８Ａが可動部１８側に取付けられていたが、固定部１９も可動できるようにした場合、同様のガイドを設けるようにするとよい。
【００４２】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。実施の形態１〜３では、受動的な毛細管現象を利用して所望量の液体を保持するようにしていたが、この実施の形態４では、エレクトロウェッティング法による親水性表面の形成によって能動的に所望量の液体を保持するようにしている。
【００４３】
図１６は、この実施の形態４にかかる液体分取装置の概要構成を示すブロック図である。図１６に示すように、この液体分取装置２００は、実施の形態１で示した液体分取装置１の液体分取具１０に替えて液体分取具２６を設け、この液体分取具２６の親水性表面を形成する電極に電圧を印加する電極電源部２５と、制御部２３のもとにこの電極電源部２５の駆動を制御するスイッチ駆動部２４とをさらに設けている。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００４４】
図１７は、図１６に示した液体分取具２６の詳細構成を示す斜視図であり、図１８は、液体分取具２６の正面図であり、図１９は、液体分取具２６の側面図である。図１７〜図１９において、液体分取具２６は、スリット状で断面が矩形の貫通孔２７を有し、貫通孔２７の長手（長辺）方向の一方の側壁面に対向電極２６１ａ〜２６４ａを設けるとともに、他方の側壁面に対向電極２６１ｂ〜２６４ｂを設け、対向電極２６１ａ〜２６４ａと対向電極２６１ｂ〜２６４ｂとは、それぞれ対向配置される。また、電極２６１ａ〜２６５ａと電極２６１ｂ〜２６５ｂとは、それぞれ同一の面形状である。貫通孔２７の幅は、毛細管現象が発生しない程度に広く形成される。
【００４５】
一方、図２０に示すように、電極電源部２５は、４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４と４つの直流電源２５１〜２５４とを有する。対向電極２６１ａ〜２６４ａとスイッチＳＷ１〜ＳＷ４とはそれぞれ配線２６５ａ〜２６８ａによって接続され、対向電極２６１ｂ〜２６４ｂと直流電源２５１〜２５４とはそれぞれ配線２６５ｂ〜２６８ｂによって接続される。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４と直流電源２５１〜２５４とがそれぞれ接続されることによって、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４とがオン状態となったときに、それぞれ直流電源２５１〜２５４からそれぞれ対向電極２６１ｂ〜２６４ｂ，２６１ａ〜２６４ａ間に電圧が印加され、対向電極２６１ｂ〜２６４ｂ，２６１ａ〜２６４ａの対の表面電荷が増大する。各対向電極２６１ｂ〜２６４ｂ，２６１ａ〜２６４ａ間の表面電荷が増大すると、各対向電極２６１ｂ〜２６４ｂ，２６１ａ〜２６４ａの対電極は親水性を増し、毛細管現象によって液体１２を吸引する。したがって、制御部２３によるスリット制御部２４の駆動制御によって、対向電極２６１ｂ〜２６４ｂ，２６１ａ〜２６４ａ間の選択的なスイッチングを行って、液体１２を吸引する長さを規定することができ、精度の高い分注を行うことができる。なお、対向電極２６１ｂ〜２６４ｂ，２６１ａ〜２６４ａは、液体１２注に侵入しないため、貫通孔２７の各側壁面の表面に設けてもよい。
【００４６】
ここで、液体分取具２６を用いた具体的な分取動作について説明する。まず、貫通孔２７内の容積がＬ4であるとする。制御部２３は、液体１２の分取量として（１／２）Ｌ4が入力されると、スイッチ駆動部２４を介してスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオン状態にし、液体分取具２６を下降させて液体１２に浸漬させる。ここで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態になっているため、対向電極２６４ａ，２６４ｂ間と対向電極２６３ａ，２６３ｂ間とに電圧が印加され、対向電極２６３ａ，２６３ｂ間の部位までが親水性になり、液体１２がこの対向電極２６３ａ，２６３ｂの部位まで吸い上げられる。貫通孔２７は、毛細管現象を生じないが、親水性を有する部分のみ、毛細管現象が生じ、対向電極２６３ａ，２６３ｂの部位まで、液体１２が保持される。この結果、（１／２）Ｌ4の液体１２を分取することができる。
【００４７】
なお、この実施の形態４では、貫通孔２７内を４つの対向電極によって分割し、４段階の分取量を精度良く分取していたが、これに限らず、さらに対向電極対の数を増減させてもよい。特に、対向電極数を増やすことによってさらに精度の高い分取を行うことができる。また、各対向電極の形状は、矩形に限らず、任意の形状であってもよく、対向電極の面積なども同様に任意の形状としてもよい。さらに、上述した実施の形態４では、矩形の貫通孔２７としたが、これに替えて、スリット状溝１４１と同様な溝としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる液体分取装置の概要構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１にかかる液体分取具の外観を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１にかかる液体分取具による分取動作を示す模式図である。
【図４】この発明の実施の形態１の変形例にかかる液体分取具を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１の変形例にかかる液体分取具による分取動作を示す模式図である。
【図６】この発明の実施の形態２にかかる液体分取具の外観を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態２にかかる液体分取具の正面図である。
【図８】この発明の実施の形態２にかかる液体分取具の側面図である。
【図９】この発明の実施の形態２にかかる液体分取具による分取動作を示す模式図である。
【図１０】このアスペクト比が１を超えるスリット状溝を有する液体分取具による分取動作を示す模式図である。
【図１１】このアスペクト比が１未満のスリット状溝を有する液体分取具による分取動作を示す模式図である。
【図１２】この発明の実施の形態３にかかる液体分取装置の概要構成を示すブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態３にかかる液体分取具の詳細を示す断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態３にかかる液体分取具による分取動作を示す模式図である。
【図１５】この発明の実施の形態３の変形例にかかる液体分取具の詳細を示す断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態４にかかる液体分取装置の概要構成を示すブロック図である。
【図１７】この発明の実施の形態４にかかる液体分取具の外観を示す斜視図である。
【図１８】この発明の実施の形態４にかかる液体分取具の正面図である。
【図１９】この発明の実施の形態４にかかる液体分取具の側面図である。
【図２０】この発明の実施の形態４にかかる電極電源部の概要構成を示すブロック図である。
【図２１】この発明の実施の形態４にかかる液体分取具による分取動作を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１，１００，２００ 液体分取装置
２，１５，２３ 制御部
３ モータ駆動部
４ モータ
５ モータ基部
６ ボールネジ
７，１８Ａ ガイド
８ アーム
９ リード
１０，１３，１４，２６ 液体分取具
１１ 容器
１２ 液体
１６ スリット駆動部
１７ スリット可動モータ
１８ 可動スリット
１９ 固定スリット
２０ モータ軸
２１ 撥水コート
２２ 親水コート
２４ スイッチ駆動部
２５ 電極電源部
２７，１０１〜１０３ 貫通孔
１３１〜１３３ スリット
１４１ スリット状溝
２５１〜２５４ 直流電源
２６１ａ〜２６４ａ，２６１ｂ〜２６４ｂ 対向電極
２６５ａ〜２６８ａ，２６５ｂ〜２６８ｂ 配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体に浸して前記液体の一部を保持する液体保持部を有する液体分取具であって、
前記液体中に浸漬される部分に前記液体保持部を複数設け、少なくとも２つの前記液体保持部は、前記浸漬される部分の前記液体を分取可能な最小深さが異なる位置にそれぞれ配置されることを特徴とする液体分取具。
【請求項２】
前記液体保持部は、貫通孔であることを特徴とする請求項１に記載の液体分取具。
【請求項３】
前記液体保持部は、前記液体の液面に対して開口部を有するスリットであることを特徴とする請求項１に記載の液体分取具。
【請求項４】
液体に浸して前記液体の一部を分取する液体保持部を有する液体分取具であって、
前記液体保持部は、スリット状の溝であり、この溝の深さとこの溝の幅との比が１近傍であり、前記液体に浸漬される前記スリット状の溝の長さに比例した容量の前記液体を保持することを特徴とする液体分取具。
【請求項５】
液体に浸して前記液体の一部を分取する液体保持部を有する液体分取具であって、
前記液体保持部は、前記液体の液面に対して開口部を有するスリットであり、前記スリットを形成する対向する壁面の一方または両方を前記スリットの幅方向に可動し、前記スリットが保持する前記液体の容量を可変することを特徴とする液体分取具。
【請求項６】
液体に浸して前記液体の一部を分取する液体保持部を有する液体分取具であって、
前記液体保持部は、毛細管現象が生じない程度の間隔をあけて対向する壁面によって形成されるスリットまたは溝であり、前記スリットまたは溝の前記壁面の対向する位置に対向電極が前記スリットの長手方向に沿って複数配置され、前記対向電極に所定の値の電圧を印加して前記対向電極の部位を親水性にする位置を可変し、前記スリットまたは溝が保持する前記液体の容量を可変することを特徴とする液体分取具。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の液体分取具と、
前記液体分取具を昇降させ、前記液体に前記液体保持部を浸漬させる昇降手段と、
前記昇降手段の昇降を可変に制御し、前記液体分取具が前記液体に浸漬する深さを可変するとともに前記液体保持部が保持する前記液体の容量を可変に制御する分取量制御手段と、
を備えたことを特徴とする液体分取装置。
【請求項８】
分取する液体の液面に対して開口部を有するスリットを備え、前記スリットを形成する対向する壁面の一方または両方を前記スリットの幅方向に可動し、前記スリットが保持する前記液体の容量を可変する液体分取具と、
前記液体分取具を昇降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させる昇降手段と、
前記液体分取具が備えるスリットを形成する対向する前記壁面の間隔を可変し、前記スリットが形成する空間の容積を可変する容積可変手段と、
前記昇降手段によって前記液体分取具を下降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させた後、前記容積可変手段によって前記スリットの空間の容積を可変し、前記液体保持部が保持する前記液体の容量を可変に制御する分取量制御手段と、
を備えたことを特徴とする液体分取装置。
【請求項９】
毛細管現象が生じない程度の間隔をあけて対向する壁面によって形成されるスリットまたは溝を有し、前記スリットまたは溝の前記壁面の対向する位置に対向電極が前記スリットの長手方向に沿って複数配置された液体分取具と、
前記液体分取具を昇降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させる昇降手段と、
前記対向電極に所定の値の電圧を印加する電圧印加手段と、
前記昇降手段によって前記液体分取具を下降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させた後、前記電圧印加手段によって前記対向電極に所定の値の電圧を印加して前記対向電極の部位を親水性にする位置を可変し、前記液体保持部が保持する前記液体の容量を可変に制御する分取量制御手段と、
を備えたことを特徴とする液体分取装置。
【請求項１】
液体に浸して前記液体の一部を保持する液体保持部を有する液体分取具であって、
前記液体中に浸漬される部分に前記液体保持部を複数設け、少なくとも２つの前記液体保持部は、前記浸漬される部分の前記液体を分取可能な最小深さが異なる位置にそれぞれ配置されることを特徴とする液体分取具。
【請求項２】
前記液体保持部は、貫通孔であることを特徴とする請求項１に記載の液体分取具。
【請求項３】
前記液体保持部は、前記液体の液面に対して開口部を有するスリットであることを特徴とする請求項１に記載の液体分取具。
【請求項４】
液体に浸して前記液体の一部を分取する液体保持部を有する液体分取具であって、
前記液体保持部は、スリット状の溝であり、この溝の深さとこの溝の幅との比が１近傍であり、前記液体に浸漬される前記スリット状の溝の長さに比例した容量の前記液体を保持することを特徴とする液体分取具。
【請求項５】
液体に浸して前記液体の一部を分取する液体保持部を有する液体分取具であって、
前記液体保持部は、前記液体の液面に対して開口部を有するスリットであり、前記スリットを形成する対向する壁面の一方または両方を前記スリットの幅方向に可動し、前記スリットが保持する前記液体の容量を可変することを特徴とする液体分取具。
【請求項６】
液体に浸して前記液体の一部を分取する液体保持部を有する液体分取具であって、
前記液体保持部は、毛細管現象が生じない程度の間隔をあけて対向する壁面によって形成されるスリットまたは溝であり、前記スリットまたは溝の前記壁面の対向する位置に対向電極が前記スリットの長手方向に沿って複数配置され、前記対向電極に所定の値の電圧を印加して前記対向電極の部位を親水性にする位置を可変し、前記スリットまたは溝が保持する前記液体の容量を可変することを特徴とする液体分取具。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の液体分取具と、
前記液体分取具を昇降させ、前記液体に前記液体保持部を浸漬させる昇降手段と、
前記昇降手段の昇降を可変に制御し、前記液体分取具が前記液体に浸漬する深さを可変するとともに前記液体保持部が保持する前記液体の容量を可変に制御する分取量制御手段と、
を備えたことを特徴とする液体分取装置。
【請求項８】
分取する液体の液面に対して開口部を有するスリットを備え、前記スリットを形成する対向する壁面の一方または両方を前記スリットの幅方向に可動し、前記スリットが保持する前記液体の容量を可変する液体分取具と、
前記液体分取具を昇降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させる昇降手段と、
前記液体分取具が備えるスリットを形成する対向する前記壁面の間隔を可変し、前記スリットが形成する空間の容積を可変する容積可変手段と、
前記昇降手段によって前記液体分取具を下降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させた後、前記容積可変手段によって前記スリットの空間の容積を可変し、前記液体保持部が保持する前記液体の容量を可変に制御する分取量制御手段と、
を備えたことを特徴とする液体分取装置。
【請求項９】
毛細管現象が生じない程度の間隔をあけて対向する壁面によって形成されるスリットまたは溝を有し、前記スリットまたは溝の前記壁面の対向する位置に対向電極が前記スリットの長手方向に沿って複数配置された液体分取具と、
前記液体分取具を昇降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させる昇降手段と、
前記対向電極に所定の値の電圧を印加する電圧印加手段と、
前記昇降手段によって前記液体分取具を下降させ、前記液体に前記スリットを浸漬させた後、前記電圧印加手段によって前記対向電極に所定の値の電圧を印加して前記対向電極の部位を親水性にする位置を可変し、前記液体保持部が保持する前記液体の容量を可変に制御する分取量制御手段と、
を備えたことを特徴とする液体分取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００７−２７８９３７（Ｐ２００７−２７８９３７Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０７５９２（Ｐ２００６−１０７５９２）
【出願日】平成１８年４月１０日（２００６．４．１０）
【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１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１０日（２００６．４．１０）
【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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