JP2009109403A - 蓋開閉装置、試料検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】試料容器の蓋を開閉するときの蓋やその近傍に付着した試料容器内の試料が装置内へ飛散することを防止し、他の試料へのクロス・コンタミネーションや装置内の汚染を低減する。
【解決手段】蓋４１を開閉する操作部３０を有する蓋開閉ロッド２０と、蓋開閉ロッド２０を蓋４１に対して相対的に移動させる移動機構と、を備える。蓋開閉ロッド２０の操作部３０には、蓋４１の周囲に飛散する試料を遮断するための側壁３４及び側壁３５が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、試料容器に開閉可能に連結された蓋を開閉するための蓋開閉装置、この蓋開閉装置を備える試料検査装置に関する。

図１２に、特許文献１に開示されている容器の断面図を示す。図１２に示すように、栓体１２１は、頭部１２２及び密閉部１２３を有するゴム栓１２４と、このゴム栓１２４の外周部に固定され、減圧採血管本体１２５の上端部に嵌め込まれる硬質樹脂製のキャップ１２６とを備えて構成されている。また、キャップ１２６は、ゴム栓１２４の密閉部１２３よりも下方に突出している。このような構成の栓体１２１によれば、血液検査時に栓体１２１を減圧採血管本体１２５から取り外したときに、ゴム栓１２４に付着していた血液試料が検査者に付着することをキャップ１２６によって防ぎ、感染のおそれを低減することが可能にされている。

このような構成によれば、１回目に開栓した瞬間にはキャップ１２６によって、容器内の液体がキャップ１２６から外へ飛散することがほぼ食い止められる。しかしながら、一度開栓した後に再び栓体１２１によって栓をするときや、その閉栓した状態から再び栓体１２１を取り外すときに、容器とゴム栓１２４との境界部から液体がキャップ１２６に飛散する可能性がある。同様に、容器に何らかの衝撃が加わったときに、キャップ１２６に付着していた液体が容器の外部に滴り落ちたり、飛散したりする可能性は依然として残っている。

一方、検体を分析する分析装置や各種処理を行う処理装置等を含む試料検査装置においては、装置内の汚染は好ましくない。そして、このような試料検査装置が自動化されるほどその要求は大きくなる。また、試料検査装置には、複数の検体を同時に処理することによって処理速度の向上が図られたものも知られている。しかし、そのような装置は、複数の検体を同時に処理することで、装置稼動中にピペットを用いたときの溶液の飛沫やミスト等による装置内の汚染（コンタミネーション）や、検査試料やサンプル間での混入（クロス・コンタミネーション）が発生する恐れがある。したがって、複数の検体を同時に処理する試料検査装置では、コンタミネーションやクロス・コンタミネーションの発生を防止する必要がある。

ところが、容器の開口に貼られた封止フィルムのように、一度開栓してしまった後に再度閉じることが実質的に不可能な密閉方法を採用している場合には、開栓した以降は常に装置内の大気に曝された状態になってしまう。このため、封止フィルム等で容器の開口を封止する構成には、上述のクロス・コンタミネーションが発生するおそれがあった。また、上述した栓体１２１のように開閉可能に構成された場合であっても、キャップ１２６の内壁に付着した液体によって、装置内の汚染やクロス・コンタミネーションが発生するおそれがあった。
特開平０６−２６５５４１号公報

上述したように、試料検査装置で用いる試薬等の試料を収容する試料容器に関しては、試料容器を一度開栓するだけでなく、分析や処理のプロセス上、必要な回数だけ開閉可能な蓋付きの構成とし、かつクロス・コンタミネーションの発生を防止する要求があった。

一方、蓋付き容器を、自動化された試料検査装置に採用した場合には、試料容器の蓋を開閉するための蓋開閉機構を装置内に設けることが必要になる。そのような蓋開閉機構によって試料容器の蓋を開閉する場合、図１３に示すように、各容器１３１間に、試料の飛散を抑える遮断壁１３２が設けられる構成によって、検体間のクロス・コンタミネーションをある程度は防ぐことができる。しかしながら、この構成は、遮断壁１３２が占める高さの分だけ容器１３１自体の高さが高くなってしまい、装置内のスペース効率が低下してしまう。また、この構成は、容器１３１の高さ方向に延ばされた遮断壁１３２によってクロス・コンタミネーションが抑えられるものの、容器１３１の開口側を覆うような天井部分が無い。このため、この構成では、容器１３１の開口から上方に飛散する試料を遮断することができず、依然としてクロス・コンタミネーションの可能性が残っている。

また、図１２に示した栓体１２１のキャップ１２６の内壁には、溶液の飛沫等を吸収する吸収体等が設けられることで、複数回蓋を開閉する場合の液体の飛散を防止することができる。しかしながら、消耗品である容器の全てに対して、吸収体を設ける等のような構成を採ることは、製造コストの増加を招いてしまう不都合がある。

そこで、本発明は、試料容器内の試料が装置内へ飛散することを防止し、他の試料へのクロス・コンタミネーションや装置内汚染を抑えることができる蓋開閉装置、試料検査装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係る蓋開閉装置は、試料が収納される試料容器に開閉可能に連結された蓋を開閉操作するための蓋開閉装置であって、蓋を開閉する操作部を有する蓋開閉部材と、蓋開閉部材を蓋に対して相対的に移動させる移動手段と、を備える。そして、蓋開閉部材の操作部には、蓋の周囲に飛散する試料を遮断するための遮断部が設けられている。

なお、本発明における蓋開閉装置とは、蓋を開ける機能のみを備える装置、蓋を閉じる機能のみを備える装置、その両方の機能を備える装置という３つの概念を全て包括しており、蓋を開く機能と、蓋を閉じる機能の両方を備える開閉装置を限定して指すものではない。

本発明によれば、蓋を開閉するときの蓋やその近傍に付着した試料容器内の試料が装置内へ飛散することを防止でき、他の試料へのクロス・コンタミネーションや装置内の汚染を低減することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

第１の実施形態の蓋開閉装置が組み込まれた遺伝子検査装置（ＤＮＡ検査装置）について詳細に説明する。図１は、本実施形態の蓋開閉装置が組み込まれたＤＮＡ検査装置を示す平面図である。図２は、実施形態の蓋開閉装置が組み込まれたＤＮＡ検査装置を示す図であって、（ａ）が図１中Ａ方向から示す透視側面図、（ｂ）が図１におけるＢ―Ｂ断面図である。なお、図２には、蓋開閉装置及びこの蓋開閉装置に関連する部位のみを示している。

図１に示すように、本実施形態のＤＮＡ検査装置は、抽出ユニット２と、増幅ユニット３と、ハイブリダイゼーションユニット４と、検出手段としての検出ユニット５と、を備えて構成されている。

図１に示すように、抽出ユニット２は、シリカコーティングされた磁性ビーズを使用し、シリカコーティングにＤＮＡのみを吸着することで、試料（サンプル）からＤＮＡだけを取り出している。増幅ユニット３は、抽出ユニット２によって抽出されたＤＮＡを９４℃で一本鎖にし、５０℃〜７０℃でＤＮＡポリメラーゼと合成することを繰り返し、サンプルＤＮＡを「２」の２０〜３０乗倍に増加させる。ハイブリダイゼーションユニット４は、増幅ユニット３によって増やしたサンプルＤＮＡに対して、溶液塩濃度と温度を制御し、また不要なＤＮＡは解離させ、基板上プローブと一本鎖を対合させている。検出ユニット５は、ハイブリダイゼーションユニット４によってハイブリダイゼーションさせたサンプル基板にレーザー光を照射してスポットを励起し、センサで検出することで、励起した蛍光スポットを光学的に検出する。

また、本実施形態のＤＮＡ検査装置は、抽出ユニット用のピペッター６、試薬入り容器（試料容器）、ピペットチップ、反応槽等の器具９を備えている。抽出ユニット用のピペッター６は、これら器具９の間を矢印Ｃ方向に移動することで、液体のハンドリングを行う。

また、本実施形態のＤＮＡ検査装置は、増幅ユニット用のピペッター７、試薬入り容器、ピペットチップ、反応槽等の器具１０を備えている。増幅ユニット用のピペッター７は、これら器具１０と、抽出ユニット２と、ハイブリダイゼーションユニット４との間を矢印Ｃ方向に移動することで、液体のハンドリングを行う。なお、器具１０の載置部は、矢印Ｄ方向に移動可能に構成されており、ユーザーが器具１０を載置部にセットした後に、所定の位置に移動する。

また、本実施形態のＤＮＡ検査装置は、ハイブリダイゼーションユニット用のピペッター８、試薬入り容器、ピペットチップ等の器具１１、サンプル基板が内蔵されたカセット１２を備えている。ハイブリダイゼーションユニット用のピペッター８は、これらの器具１１の間を矢印Ｃ方向に移動することで、液体のハンドリングを行う。なお、器具１１及びカセット１２の載置部は、矢印Ｄ方向に対して移動可能に設けられており、ユーザーが器具１１及びカセット１２を載置部にセットした後、所定の位置に移動される。

また、カセット１２は、ハイブリダイゼーション後に、搬送ハンド１３によって検出ユニット５に移送され、検出ユニット５によって検出が行われる。検出が行われた後、カセット１２は、ＤＮＡ検査装置外に移送されて廃棄される。

なお、器具９、１０、１１の試薬入り容器や反応槽は、液漏れ、飛散、蒸発、核酸飛散、核酸混入、異物混入等を防ぐために、必要に応じて蓋付きの容器が用いられている。器具９、１０、１１における、試料が収納される蓋付きの試料容器４０は、開口を開閉可能に連結された蓋４１を有している。また、器具９、１０、１１における複数の試料容器４０は、隣接して配置されている。

本実施形態のＤＮＡ検査装置は、図１に示すように、上述した各器具９、１０、１１に含まれる試料容器４０の蓋４１を開閉操作するための蓋開閉装置１を備えている。この蓋開閉装置１は、図１及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、試料容器４０の蓋４１を開閉する複数の蓋開閉部材としての蓋開閉ロッド２０と、これら各蓋開閉ロッド２０を蓋４１に対して相対的に移動させる移動手段としての移動機構２９とを備えている。

なお、図２（ｂ）に示したように、本実施形態の蓋開閉装置１は、６つの蓋開閉ロッド２０を備える６連の構成を採っているが、少なくとも１つの蓋開閉ロッド２０を備えていれば、本発明に本質的な差異はない。さらに、本実施形態の蓋開閉装置１は、蓋開閉ロッド２０によって、試料容器４０の開口に対して蓋４１を開ける機能と、蓋４１を閉じる機能とを併せ持っている。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、蓋開閉ロッド２０は、移動機構２９を介して、互いに直交する２軸方向である矢印Ｑ方向及び矢印Ｈ方向に移動可能に支持されている。この移動機構２９は、モーター２２、タイミングベルト２３、プーリー２４を有する第１移動機構２９ａと、スライダー２５、スライダーレール２６を有する第２移動機構２９ｂとを備えている。スライダー２５は、基台２１を支持しており、リードスクリュー２７に螺合されるナット部を有し、モーター２８からの駆動力によって矢印Ｈ方向に移動される。

図３は、蓋開閉ロッド２０を示す詳細図である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、蓋開閉ロッド２０の下端には、蓋４１を開閉操作するための断面略Ｌ字状の操作部３０が形成されている。蓋開閉ロッド２０は、蓋４１を開けるときに、操作部３０が蓋４１に当接される（図５(ｂ)、（ｃ）参照）。

また、この操作部３０には、試料容器４０の開口を開閉操作するときに、蓋４１の周囲に飛散する試料を遮断するための遮断部としての側壁３４及び側壁３５が、蓋４１を包囲するように形成されている。また、操作部３０には、試料容器４０の開口に対向する天面３６が形成されている。すなわち、操作部３０には、側壁３４及び側壁３５、天面３６が、蓋４１の試料容器４０との連結側を除いて、蓋４１の天面と側面を包囲するように形成されている。したがって、これら側壁３４及び側壁３５、天面３６によって、操作部３０が蓋４１を開閉操作するときに、試料の飛散が防止されている。

また、必要に応じて、蓋開閉ロッド２０の外周面３３を蓋４１に当接させることで、この外周面３３によって蓋４１の回動を補助する場合もある。また、図７及び図８に示すように、蓋開閉ロッド２０は、操作部３０の外周面３１、底面３２によって蓋４１を押し込むことで、蓋４１を閉じる。

以下、蓋開閉装置１の蓋開閉ロッド２０によって蓋４１を開けるときの動作を、動作順にそれぞれ示す図５（ａ）〜（ｄ）及び図６（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。

図５（ａ）に示すように、蓋開閉ロッド２０を矢印Ｉ方向から蓋４１に近づけることによって、樹脂製の試料容器４０（器具９、１０、１１のうちの蓋付き容器）の蓋４１の下方に、操作部３０を入り込ませる。続いて、図５（ｂ）に示すように、蓋開閉ロッド２０を矢印Ｋ方向に上昇させることで、操作部３０によって蓋４１の当接部４２を矢印Ｋ方向に持ち上げる。このように、蓋開閉ロッド２０の操作部３０によって蓋４１の当接部４２が移動されることで、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示すように、蓋４１は、ヒンジ部４３を回動中心として矢印Ｊ方向に回動を開始する。このとき、蓋４１は、回動されるのに伴って、試料容器４０の開口を密閉した状態で圧入されていた圧入部４４が、試料容器４０の開口から離れ始める。

なお、蓋４１は、ヒンジ部４３の回動中心付近の部分が、樹脂材によって厚さが数１００μｍ程度の薄肉状に形成されており、塑性変形しながらも所定の耐久回数は破断しないように、試料容器４０に一体に連結されて形成されている。なお、このような構成に限定されるものではなく、試料容器と蓋とを別体で形成し、試料容器に蓋が回動可能に組み付けられて構成されてもよい。

また、蓋４１に矢印Ｊ方向への付勢力を持たせるために、ヒンジ部４３の形状を最適化したり、試料容器と蓋とが別体に構成された場合には、ねじりコイルバネ等の付勢部材が組み込まれる構成が採られてもよい。本実施形態において、蓋４１は、容器の開口から離れて開く方向である矢印Ｊ方向への付勢力を有しており、矢印Ｊ方向に開いた所定の位置においてその位置を保つように形成されている。

さらに、蓋開閉ロッド２０を矢印Ｋ方向に持ち上げたとき、蓋４１は、試料容器４０の開口から離間し、試料容器４０から離れた所定の位置で停止する。仮に、蓋４１が停止した位置がピペッターによる分注動作の妨げになる場合には、試料容器４０の開口から蓋４１を更に離間させるために、蓋開閉ロッド２０によって、図６（ａ）〜（ｄ）に示す動作を行う。すなわち、図５（ｄ）に示した状態から、図６（ａ）に示すように、蓋開閉ロッド２０を矢印Ｉ’方向に一旦移動させることで、蓋４１から離れさせる。蓋開閉ロッド２０を矢印Ｉ’方向に移動させた後、図６（ｂ）に示すように、蓋開閉ロッド２０を矢印Ｋ’方向に下降させることで、外周面３３を蓋４１の当接部４２に突き当てることができる位置に移動させる。

次に、図６（ｃ）に示すように、蓋開閉ロッド２０を矢印Ｉ方向に移動させることによって、蓋４１を更に矢印Ｊ方向に回動させる。その後、蓋４１と蓋開閉ロッド２０との接触状態がなくなっても、蓋４１は、ヒンジ部４３の塑性変形に伴う保持力によって、図６（ｄ）に示すように、試料容器４０の開口に対するピペッターの動作を妨げない位置に退避されたままの状態が保持される。なお、このとき、蓋４１の当接部４２は、圧入部４４の位置よりも蓋開閉ロッド２０側の位置、つまり試料容器４０の開口側に向かって突出されているので、圧入部４４に付着した内溶液が蓋開閉ロッド２０に付着することを防いでいる。また、試料容器４０は、蓋開閉ロッド２０による蓋開閉動作によって浮きが生じないように、不図示の押さえ部材によって装置に固定されている。

次に、蓋開閉装置１の蓋開閉ロッド２０によって蓋４１を閉めるときの動作を、動作順にそれぞれ示す図７（ａ）〜（ｃ）及び図８（ａ），（ｂ）を参照して説明する。

まず、図７（ａ）に示すように、試料容器４０の開口に対して開いた蓋４１に向かって、蓋開閉ロッド２０を矢印Ｌ方向に移動させることで、蓋４１に近づけて、外周面３１を蓋４１の天面に突き当てる。

続いて、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、蓋開閉ロッド２０を更に矢印Ｌ方向に移動させることで、外周面３１によって蓋４１を矢印Ｍ方向に回動させる。引き続き、図８（ａ）に示すように、蓋開閉ロッド２０を矢印Ｎ方向に下降させることで、蓋開閉ロッド２０の底面３２によって、蓋４１を更に矢印Ｍ方向に回動させる。そして、蓋開閉ロッド２０の底面３２によって蓋４１を矢印Ｎ方向に押し込むことで、蓋４１の圧入部４４を試料容器４０の開口に圧入する。蓋４１は、ヒンジ部４３による付勢力によって、矢印Ｐ方向に開く付勢力が働いているが、この付勢力が、圧入部４４を開口から引き抜くのに要する力よりも小さい。このため、図８（ｂ）に示すように、蓋開閉ロッド２０の操作部３０を蓋４１から離した後も、蓋４１は試料容器４０を密閉した状態を保持している。

以上の蓋開閉ロッド２０の動作によって蓋４１の開閉を行うが、蓋４１を開くときに、蓋４１と試料容器４０との接触部分、及びその付近には内溶液が付着している場合がある。このような場合には、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す動作時に、蓋４１を開くときに生じる衝撃によって内溶液が飛散する可能性がある。本実施形態によれば、図３（ａ）に示すように、蓋開閉ロッド２０の操作部３０に、側壁３４及び側壁３５が蓋４１を包囲するように設けられたことで、側壁３４及び側壁３５によって液体が矢印Ｓ１、Ｓ２方向及びＳ４、Ｓ５方向に飛散することが遮断される。また、矢印Ｓ３方向への飛散は、蓋４１自体によって遮断される。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、蓋開閉ロッド２０の操作部３には、飛散試料落下防止手段としての複数の溝５０が、水平方向に沿って側壁３４、３５に亘って形成された構成を示している。この蓋開閉ロッド２０によれば、各溝５０で発生する毛細管力によって、飛散した液体を吸引して保持し、装置内を汚染することを防いでいる。

また、図９（ａ），（ｂ）に示すように、蓋開閉ロッド２０の操作部３０の側壁３５に、吸収体５１を配置する構成が採られてもよく、蓋４１の周囲への試料の飛散を防止することができる。また、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、操作部３０の下端には、庇状に水平方向に延ばされた突出壁５２が設けられる構成が採られてもよいことは勿論であり、この突出壁５２によって、蓋４１の周囲への液体の飛散を防止することができる。

また、蓋開閉ロッド２０は、上述した構成のような、蓋４１に直接接触させる構成に限らず、例えば電磁力によって開閉操作するように構成されてもよい。例えば図１１（ａ），（ｂ）に示すように、蓋４１には、着磁板６０が設けられ、蓋開閉ロッド２０には、蓋開き用の電磁石６１及び蓋閉じ用の電磁石６２がそれぞれ配置され、それらを適宜通電することで、蓋４１を開閉させるように構成されてもよい。

なお、本実施形態では、蓋４１を閉じるときに試料容器４０の開口からの飛散する可能性がある飛散液体を遮断するための遮断壁が設けられる構成が採られていないが、そのような遮断壁が蓋開閉ロッド２０の操作部３０に設けられてもよいことは勿論である。

以上のように、本実施形態の蓋開閉装置１によれば、蓋４１を開閉操作する蓋開閉ロッド２０の操作部３０に、側壁３４、３５、天面３６が形成されたことで、蓋４１を開閉するときの蓋４１やその近傍に付着した試料容器４０内の試料（液体）が装置内へ飛散することを防止でき、他の検体へのクロス・コンタミネーションや装置内の汚染を低減することができる。

なお、上述した実施形態の蓋開閉装置では、移動機構２９によって蓋開閉ロッド２０が移動される構成が採られたが、固定された蓋開閉ロッドに対して蓋側が移動される構成にされてもよい。また、蓋開閉装置は、蓋開閉ロッド側が第１移動機構によって移動されるとともに、蓋側が第２移動機構によって移動される構成が採られてもよい。

また、本発明に係る試料検査装置は、上述したＤＮＡ検査装置に限定されるものではなく、各種の試料を分析する分析装置や、試料に処理する処理装置に適用されて好適である。

本実施形態の蓋開閉装置が組み込まれたＤＮＡ検査装置を示す平面図である。 本実施形態の蓋開閉装置を示す全体図である。 蓋開閉ロッドを示す図である。 複数の溝を有する蓋開閉ロッドを示す図である。 蓋開閉ロッドによって蓋を開ける動作を説明するための図である。 蓋開閉ロッドによって蓋を開ける動作を説明するための図である。 蓋開閉ロッドによって蓋を閉じる動作を説明するための図である。 蓋開閉ロッドによって蓋を閉じる動作を説明するための図である。 吸収体が設けられた蓋開閉ロッドを示す図である。 庇状の突出部が設けられた蓋開閉ロッドを示す図である。 電磁石を備える蓋開閉ロッド、及び着磁板を備える容器を示す図である。 従来の容器内液体飛散防止構造を説明するための断面図である。 従来の容器内液体飛散防止構造を説明するための斜視図である。

符号の説明

１ 蓋開閉装置
２０ 蓋開閉ロッド
２９ 移動機構
３０ 操作部
３４、３５ 側壁
４０ 試料容器
４１ 蓋
４３ ヒンジ部

Claims (10)

1. 試料が収納される試料容器に開閉可能に連結された蓋を開閉操作するための蓋開閉装置であって、
   前記蓋を開閉する操作部を有する蓋開閉部材と、
   前記蓋開閉部材を前記蓋に対して相対的に移動させる移動手段と、を備え、
   前記蓋開閉部材の前記操作部には、前記蓋の周囲に飛散する試料を遮断するための遮断部が設けられている、ことを特徴とする蓋開閉装置。
2. 隣接して配置された複数の前記試料容器に対して前記各蓋を同時に開閉操作する複数の前記蓋開閉部材を備える、請求項１に記載の蓋開閉装置。
3. 前記遮断部は、前記蓋の前記試料容器との連結側を除いて、前記蓋の天面と側面を包囲するように形成されている、請求項１又は２に記載の蓋開閉装置。
4. 前記遮断部には、前記蓋側の面に、飛散試料落下防止手段が設けられている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の蓋開閉装置。
5. 前記飛散試料落下防止手段は、毛細管力を発生する溝を有する、請求項４に記載の蓋開閉装置。
6. 複数の前記溝が水平方向に沿って設けられている、請求項５に記載の蓋開閉装置。
7. 前記飛散試料落下防止手段は、吸収体を有する、請求項４に記載の蓋開閉装置。
8. 前記飛散試料落下防止手段は、庇状に水平方向に延ばされた突出壁を有する、請求項４に記載の蓋開閉装置。
9. 前記移動手段は、前記蓋開閉部材を互いに直交する２軸方向に移動可能に支持する、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の蓋開閉装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の前記蓋開閉装置と、試料を検査する検査手段とを備える試料検査装置。

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