液体計量装置および遺伝子自動分析装置
【課題】１種類のノズルチップのみで液体計量装置を構成させるとき、プランジャと液との間にある空気が、微量な液を吸引・吐出する場合に影響を及ぼすことを防止した液体計量装置を提供する。
【解決手段】往復運動により液を吸引・吐出するプランジャ１と、プランジャ１にて吸引された液を収容するノズルチップ３と、ノズルチップ３を保持するノズル２を有する液体計量装置において、ノズルチップ３の中にノズルチップ３内の液の収容スペースを減らすべく所定の体積を有する部材５を設けることにより、プランジャ１と液との間にある空気の体積を減少させる。
【解決手段】往復運動により液を吸引・吐出するプランジャ１と、プランジャ１にて吸引された液を収容するノズルチップ３と、ノズルチップ３を保持するノズル２を有する液体計量装置において、ノズルチップ３の中にノズルチップ３内の液の収容スペースを減らすべく所定の体積を有する部材５を設けることにより、プランジャ１と液との間にある空気の体積を減少させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定の液量を計測しながら吸引・吐出する液体計量装置およびこれを備えた遺伝子自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一定の液量を計測しながら吸引・吐出する液体計量装置は、ノズル先端にノズルのチップを装着し、プランジャを一定量引くことにより一定の液量を吸引し、プランジャを一定量押すことで一定の液量を吐出する。しかし、この方式では、プランジャと液との間に空気が存在するため、微量な液を吸引・吐出する場合に空気の圧縮が精度に影響を及ぼす。
【０００３】
この問題を解決する１つの手段として、微量な液を吸引・吐出する場合は、その液量に対応した小容量のチップを使用する方法がある。チップ内の空気の量をあらかじめ小さくし、空気の圧縮の影響を軽減させることで、高精度の吸引・吐出を行うことができる。しかし、１台の液体計量装置で多量な液の吸引・吐出と微量な液の吸引・吐出を両方行う場合、２種類のノズルチップを使い分けることになり、構成が複雑になる。
【０００４】
また、この問題を解決する別の手段として、例えば特許文献１に記載されているように、チップ内部にプランジャを突出させて、空気を減らすという方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２５１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は次の３つの課題を有する。
（１）チップ内の空気体積を埋める物体がプランジャなので、プランジャとしての機能を阻害するような形状にすることはできない。例えば、チップ挿入のためのフィッティング部には強度確保のため一定の厚みが必要なので、チップの内壁寸前まで接近するような大径のプランジャは使用できず、空気層が大きく残ってしまう。また、通常はプランジャ先端がシリンジ内部まで戻るため、プランジャ先端のみを大きくすることができない。
（２）また、分注量の分解能を上げるにはプランジャは細くしなければいけない。必要な分解能に比して、吸引量が大きい場合には、松下特許方式では、空気体積は余計に埋まらない。もしくは、すごく長細い形状のチップとプランジャが必要になる。
（３）接液を防ぐ構造も寸法の限定もないので吸引液とプランジャとの接液が問題となりうる。吸引時の液の飛散，蒸発などによるプランジャやシリンジの汚染を避けることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、往復運動により液を吸引・吐出するプランジャと、該プランジャにて吸引された液を収容するノズルチップと、前記ノズルチップを保持するノズルを有する液体計量装置において、前記ノズルチップの中に前記ノズルチップ内の液の収容スペースを減らすべく所定の体積を有する部材を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の液体計量装置は、１種類のノズルチップで構成され、体積を有するものをチップ内に設けることにより、プランジャと液との間にある空気を減少させ、微量な液を高精度に吸引・吐出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における液体計量装置。
【図２】多量の液を吸引・吐出する場合の液体計量装置。
【図３】実施例２における液体計量装置。
【図４】実施例３における液体計量装置。
【図５】実施例４における液体計量装置。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の各実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明の実施例１における液体計量装置の概要について、図１を引用して説明する。実施例１の液体計量装置は、図１に示すように、プランジャ１，ノズル２，ノズルチップ３，第１のフィルタ４，第１の体積を有するもの５を有する。プランジャ１は往復運動をすることで、液体の吸引・吐出を行う。
【００１２】
ノズルチップ３はノズル２に保持され、吸引された液体はノズルチップ３の中に一時的に収納される。ノズルチップ３はコンタミネーション防止のための第１のフィルタ４と、第１の体積を有するもの５で構成される。第１のフィルタ４は多孔質でできており、空気を通す。第１の体積を有するもの５は例えば多孔質であり、円錐形状で、中心に穴を設けることで空気の通り道を設ける。第１の体積を有するもの５がその体積分だけ空気の量を減少させることで、高精度の吸引・吐出を行うことができる。
【００１３】
多量な液を吸引・吐出する場合の液体計量装置を図２に示す。多量な液を吸引・吐出する場合の液体計量装置は、図２に示すように、プランジャ１，ノズル２，ノズルチップ３，第２のフィルタ６を有する。プランジャ１は往復運動をすることで、液体の吸引・吐出を行う。ノズルチップ３はノズル２に保持され、吸引された液体はノズルチップ３の中に一時的に収納される。ノズルチップ３はコンタミネーション防止のための第２のフィルタ６で構成される。ノズルチップ３を共通化することにより、１種類のノズルチップのみで、液体計量装置を構成させることができる。
【実施例２】
【００１４】
本発明の実施例２における液体計量装置の概要について、図３を引用して説明する。実施例２の液体計量装置は、図３に示すように、プランジャ１，ノズル２，ノズルチップ３，第３のフィルタ７，第２の体積を有するもの８を有する。プランジャ１は往復運動をすることで、液体の吸引・吐出を行う。ノズルチップ３はノズル２に保持され、吸引された液体はノズルチップ３の中に一時的に収納される。ノズルチップ３はコンタミネーション防止のための第３のフィルタ７と、第２の体積を有するもの８で構成される。
【００１５】
第３のフィルタ７は多孔質でできており、空気を通す。第２の体積を有するもの８は円錐形状で、中心に穴を設けることで空気の通り道を設ける。実施例１と異なる点は、フィルタと体積を有するものの位置関係である。第２の体積を有するもの８がその体積分だけ空気の量を減少させることで、高精度の吸引・吐出を行うことができる。
【実施例３】
【００１６】
本発明の実施例３における液体計量装置の概要について、図４を引用して説明する。実施例３の液体計量装置は、図４に示すように、プランジャ１，ノズル２，ノズルチップ３，第４のフィルタ９を有する。プランジャ１は往復運動をすることで、液体の吸引・吐出を行う。ノズルチップ３はノズル２に保持され、吸引された液体はノズルチップ３の中に一時的に収納される。ノズルチップ３はコンタミネーション防止のための第４のフィルタ９で構成される。第４のフィルタ９は多孔質でできており、通常よりもサイズの大きいものを用い、空気の量を減らす。しかし、ただ大きくするだけだと抵抗が大きくなり、精度に影響を及ぼしてしまうので、通常よりもフィルタのポアサイズを大きくし抵抗を軽減することで改善する。
【実施例４】
【００１７】
本発明の実施例４における液体計量装置の概要について、図５を引用して説明する。実施例４の液体計量装置は、図５に示すように、プランジャ１，ノズル２，ノズルチップ３，第３の体積を有するもの１０を有する。プランジャ１は往復運動をすることで、液体の吸引・吐出を行う。ノズルチップ３はノズル２に保持され、吸引された液体はノズルチップ３の中に一時的に収納される。ノズルチップ３は第３の体積を有するもの１０で構成される。第３の体積を有するもの１０は円錐形状で、中心に穴を設けることで空気の通り道を設ける。実施例１と異なる点は、コンタミネーション防止用のフィルタがないことである。第３の体積を有するもの１０がその体積分だけ空気の量を減少させることで、高精度の吸引・吐出を行うことができる。
【００１８】
本発明によれば、上述の特許文献１に比べて次のような効果を奏する。
【００１９】
本発明では、体積を有するものの形状自由度が高いので、このフィッティング部にかかるチップ内壁までの部分体積を埋めることができ、体積低減効果が大きい。よって分注精度もより向上する。特に円の中心側とそのまわりのドーナツ形状部分では、ドーナツ形状部分の面積が半径が大きいため比較的大きくなることからこの効果は大きいといえる。
【００２０】
また、本発明はフィルタを挿入したり、あるいはフィルタだけでは不十分な場合には体積を有するものをいれたりするので、吸引時の液の飛散，蒸発などによるプランジャやシリンジの汚染を避けることができる。特に遺伝子などの分子生物学分野向けでは必須の機能である。
【００２１】
なお、本発明は次のように表現することもできる。
【００２２】
本発明は、往復運動するプランジャと、液を保持するノズルチップと、前記ノズルチップを保持するノズルを有する液体計量装置において、前記ノズルチップの中に体積を有するものを設けることにより、プランジャと液との間にある空気の体積を減少させることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、往復運動するプランジャと、液を保持するノズルチップと、前記ノズルチップを保持するノズルを有する液体計量装置において、前記体積を有するものが円錐形状で中心に穴が開いたものを特徴とする。
【００２４】
更に本発明は、往復運動するプランジャと、液を保持するノズルチップと、前記ノズルチップを保持するノズルを有する液体計量装置において、前記体積を有するものが多孔質で空気が通過できることを特徴とする。
【符号の説明】
【００２５】
１ プランジャ
２ ノズル
３ ノズルチップ
４ 第１のフィルタ
５ 第１の体積を有するもの
６ 第２のフィルタ
７ 第３のフィルタ
８ 第２の体積を有するもの
９ 第４のフィルタ
１０ 第３の体積を有するもの
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定の液量を計測しながら吸引・吐出する液体計量装置およびこれを備えた遺伝子自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一定の液量を計測しながら吸引・吐出する液体計量装置は、ノズル先端にノズルのチップを装着し、プランジャを一定量引くことにより一定の液量を吸引し、プランジャを一定量押すことで一定の液量を吐出する。しかし、この方式では、プランジャと液との間に空気が存在するため、微量な液を吸引・吐出する場合に空気の圧縮が精度に影響を及ぼす。
【０００３】
この問題を解決する１つの手段として、微量な液を吸引・吐出する場合は、その液量に対応した小容量のチップを使用する方法がある。チップ内の空気の量をあらかじめ小さくし、空気の圧縮の影響を軽減させることで、高精度の吸引・吐出を行うことができる。しかし、１台の液体計量装置で多量な液の吸引・吐出と微量な液の吸引・吐出を両方行う場合、２種類のノズルチップを使い分けることになり、構成が複雑になる。
【０００４】
また、この問題を解決する別の手段として、例えば特許文献１に記載されているように、チップ内部にプランジャを突出させて、空気を減らすという方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２５１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は次の３つの課題を有する。
（１）チップ内の空気体積を埋める物体がプランジャなので、プランジャとしての機能を阻害するような形状にすることはできない。例えば、チップ挿入のためのフィッティング部には強度確保のため一定の厚みが必要なので、チップの内壁寸前まで接近するような大径のプランジャは使用できず、空気層が大きく残ってしまう。また、通常はプランジャ先端がシリンジ内部まで戻るため、プランジャ先端のみを大きくすることができない。
（２）また、分注量の分解能を上げるにはプランジャは細くしなければいけない。必要な分解能に比して、吸引量が大きい場合には、松下特許方式では、空気体積は余計に埋まらない。もしくは、すごく長細い形状のチップとプランジャが必要になる。
（３）接液を防ぐ構造も寸法の限定もないので吸引液とプランジャとの接液が問題となりうる。吸引時の液の飛散，蒸発などによるプランジャやシリンジの汚染を避けることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、往復運動により液を吸引・吐出するプランジャと、該プランジャにて吸引された液を収容するノズルチップと、前記ノズルチップを保持するノズルを有する液体計量装置において、前記ノズルチップの中に前記ノズルチップ内の液の収容スペースを減らすべく所定の体積を有する部材を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の液体計量装置は、１種類のノズルチップで構成され、体積を有するものをチップ内に設けることにより、プランジャと液との間にある空気を減少させ、微量な液を高精度に吸引・吐出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における液体計量装置。
【図２】多量の液を吸引・吐出する場合の液体計量装置。
【図３】実施例２における液体計量装置。
【図４】実施例３における液体計量装置。
【図５】実施例４における液体計量装置。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の各実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明の実施例１における液体計量装置の概要について、図１を引用して説明する。実施例１の液体計量装置は、図１に示すように、プランジャ１，ノズル２，ノズルチップ３，第１のフィルタ４，第１の体積を有するもの５を有する。プランジャ１は往復運動をすることで、液体の吸引・吐出を行う。
【００１２】
ノズルチップ３はノズル２に保持され、吸引された液体はノズルチップ３の中に一時的に収納される。ノズルチップ３はコンタミネーション防止のための第１のフィルタ４と、第１の体積を有するもの５で構成される。第１のフィルタ４は多孔質でできており、空気を通す。第１の体積を有するもの５は例えば多孔質であり、円錐形状で、中心に穴を設けることで空気の通り道を設ける。第１の体積を有するもの５がその体積分だけ空気の量を減少させることで、高精度の吸引・吐出を行うことができる。
【００１３】
多量な液を吸引・吐出する場合の液体計量装置を図２に示す。多量な液を吸引・吐出する場合の液体計量装置は、図２に示すように、プランジャ１，ノズル２，ノズルチップ３，第２のフィルタ６を有する。プランジャ１は往復運動をすることで、液体の吸引・吐出を行う。ノズルチップ３はノズル２に保持され、吸引された液体はノズルチップ３の中に一時的に収納される。ノズルチップ３はコンタミネーション防止のための第２のフィルタ６で構成される。ノズルチップ３を共通化することにより、１種類のノズルチップのみで、液体計量装置を構成させることができる。
【実施例２】
【００１４】
本発明の実施例２における液体計量装置の概要について、図３を引用して説明する。実施例２の液体計量装置は、図３に示すように、プランジャ１，ノズル２，ノズルチップ３，第３のフィルタ７，第２の体積を有するもの８を有する。プランジャ１は往復運動をすることで、液体の吸引・吐出を行う。ノズルチップ３はノズル２に保持され、吸引された液体はノズルチップ３の中に一時的に収納される。ノズルチップ３はコンタミネーション防止のための第３のフィルタ７と、第２の体積を有するもの８で構成される。
【００１５】
第３のフィルタ７は多孔質でできており、空気を通す。第２の体積を有するもの８は円錐形状で、中心に穴を設けることで空気の通り道を設ける。実施例１と異なる点は、フィルタと体積を有するものの位置関係である。第２の体積を有するもの８がその体積分だけ空気の量を減少させることで、高精度の吸引・吐出を行うことができる。
【実施例３】
【００１６】
本発明の実施例３における液体計量装置の概要について、図４を引用して説明する。実施例３の液体計量装置は、図４に示すように、プランジャ１，ノズル２，ノズルチップ３，第４のフィルタ９を有する。プランジャ１は往復運動をすることで、液体の吸引・吐出を行う。ノズルチップ３はノズル２に保持され、吸引された液体はノズルチップ３の中に一時的に収納される。ノズルチップ３はコンタミネーション防止のための第４のフィルタ９で構成される。第４のフィルタ９は多孔質でできており、通常よりもサイズの大きいものを用い、空気の量を減らす。しかし、ただ大きくするだけだと抵抗が大きくなり、精度に影響を及ぼしてしまうので、通常よりもフィルタのポアサイズを大きくし抵抗を軽減することで改善する。
【実施例４】
【００１７】
本発明の実施例４における液体計量装置の概要について、図５を引用して説明する。実施例４の液体計量装置は、図５に示すように、プランジャ１，ノズル２，ノズルチップ３，第３の体積を有するもの１０を有する。プランジャ１は往復運動をすることで、液体の吸引・吐出を行う。ノズルチップ３はノズル２に保持され、吸引された液体はノズルチップ３の中に一時的に収納される。ノズルチップ３は第３の体積を有するもの１０で構成される。第３の体積を有するもの１０は円錐形状で、中心に穴を設けることで空気の通り道を設ける。実施例１と異なる点は、コンタミネーション防止用のフィルタがないことである。第３の体積を有するもの１０がその体積分だけ空気の量を減少させることで、高精度の吸引・吐出を行うことができる。
【００１８】
本発明によれば、上述の特許文献１に比べて次のような効果を奏する。
【００１９】
本発明では、体積を有するものの形状自由度が高いので、このフィッティング部にかかるチップ内壁までの部分体積を埋めることができ、体積低減効果が大きい。よって分注精度もより向上する。特に円の中心側とそのまわりのドーナツ形状部分では、ドーナツ形状部分の面積が半径が大きいため比較的大きくなることからこの効果は大きいといえる。
【００２０】
また、本発明はフィルタを挿入したり、あるいはフィルタだけでは不十分な場合には体積を有するものをいれたりするので、吸引時の液の飛散，蒸発などによるプランジャやシリンジの汚染を避けることができる。特に遺伝子などの分子生物学分野向けでは必須の機能である。
【００２１】
なお、本発明は次のように表現することもできる。
【００２２】
本発明は、往復運動するプランジャと、液を保持するノズルチップと、前記ノズルチップを保持するノズルを有する液体計量装置において、前記ノズルチップの中に体積を有するものを設けることにより、プランジャと液との間にある空気の体積を減少させることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、往復運動するプランジャと、液を保持するノズルチップと、前記ノズルチップを保持するノズルを有する液体計量装置において、前記体積を有するものが円錐形状で中心に穴が開いたものを特徴とする。
【００２４】
更に本発明は、往復運動するプランジャと、液を保持するノズルチップと、前記ノズルチップを保持するノズルを有する液体計量装置において、前記体積を有するものが多孔質で空気が通過できることを特徴とする。
【符号の説明】
【００２５】
１ プランジャ
２ ノズル
３ ノズルチップ
４ 第１のフィルタ
５ 第１の体積を有するもの
６ 第２のフィルタ
７ 第３のフィルタ
８ 第２の体積を有するもの
９ 第４のフィルタ
１０ 第３の体積を有するもの
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復運動により液を吸引・吐出するプランジャと、該プランジャにて吸引された液を収容するノズルチップと、前記ノズルチップを保持するノズルを有する液体計量装置において、
前記ノズルチップの中に前記ノズルチップ内の液の収容スペースを減らすべく所定の体積を有する部材を設けたことを特徴とする液体計量装置。
【請求項２】
請求項１であって、
前記所定の体積を有する部材は、円錐形状であり、中心に穴を有するものであることを特徴とする液体計量装置。
【請求項３】
請求項１であって、
前記所定の体積を有する部材は、多孔質で形成されていることを特徴とする液体計量装置。
【請求項４】
請求項１であって、
前記ノズルチップ内には前記所定の体積を有する部材の前記プランジャ側にコンタミネーション防止用のフィルタが設けられていることを特徴とする液体計量装置。
【請求項５】
請求項１であって、
前記ノズルチップ内には前記所定の体積を有する部材の前記プランジャ側とは反対側にコンタミネーション防止用のフィルタが設けられていることを特徴とする液体計量装置。
【請求項６】
請求項１であって、
前記ノズルチップは取り外し可能であり、
より多くの液を吸引・吐出する際にはコンタミネーション防止用のフィルタのみが設けられた別のノズルチップに取り替え可能であることを特徴とする液体計量装置。
【請求項７】
請求項１であって、
ノズルチップの一部はコンタミネーション防止用のフィルタで形成されていることを特徴とする液体計量装置。
【請求項８】
往復運動により液を吸引・吐出するプランジャと、該プランジャにて吸引された液を収容するノズルチップと、前記ノズルチップを保持するノズルを有する液体計量装置を用いた遺伝子自動分析装置において、
前記ノズルチップの中に前記ノズルチップ内の液の収容スペースを減らすべく所定の体積を有する部材を設けたことを特徴とする遺伝子自動分析装置。
【請求項１】
往復運動により液を吸引・吐出するプランジャと、該プランジャにて吸引された液を収容するノズルチップと、前記ノズルチップを保持するノズルを有する液体計量装置において、
前記ノズルチップの中に前記ノズルチップ内の液の収容スペースを減らすべく所定の体積を有する部材を設けたことを特徴とする液体計量装置。
【請求項２】
請求項１であって、
前記所定の体積を有する部材は、円錐形状であり、中心に穴を有するものであることを特徴とする液体計量装置。
【請求項３】
請求項１であって、
前記所定の体積を有する部材は、多孔質で形成されていることを特徴とする液体計量装置。
【請求項４】
請求項１であって、
前記ノズルチップ内には前記所定の体積を有する部材の前記プランジャ側にコンタミネーション防止用のフィルタが設けられていることを特徴とする液体計量装置。
【請求項５】
請求項１であって、
前記ノズルチップ内には前記所定の体積を有する部材の前記プランジャ側とは反対側にコンタミネーション防止用のフィルタが設けられていることを特徴とする液体計量装置。
【請求項６】
請求項１であって、
前記ノズルチップは取り外し可能であり、
より多くの液を吸引・吐出する際にはコンタミネーション防止用のフィルタのみが設けられた別のノズルチップに取り替え可能であることを特徴とする液体計量装置。
【請求項７】
請求項１であって、
ノズルチップの一部はコンタミネーション防止用のフィルタで形成されていることを特徴とする液体計量装置。
【請求項８】
往復運動により液を吸引・吐出するプランジャと、該プランジャにて吸引された液を収容するノズルチップと、前記ノズルチップを保持するノズルを有する液体計量装置を用いた遺伝子自動分析装置において、
前記ノズルチップの中に前記ノズルチップ内の液の収容スペースを減らすべく所定の体積を有する部材を設けたことを特徴とする遺伝子自動分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１７５６８（Ｐ２０１１−１７５６８Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６１３８１（Ｐ２００９−１６１３８１）
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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