JPH0149901B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体の量を測定して分取する装置に係
り、特に、液体サンプル測微分取装置に係る。

本発明による装置は、化学、生化学、分子生物
学、微生物学、選択的検査及び健康診断、並びに
臨床分析の分野に適用できると分つている。又、
本発明は、マイクロリツトル量の高純度物質の溶
液から多成分混合体を形成するような化学、調
剤、放射化学並びに微生物の分野にも効果的に適
用することができる。

新規で且つ非常に有望性のある化学的及び生化
学的な分析法が開発されて、近年医療や工業の分
野で調査の目的に次第に利用されるようになつて
来ているが、これらの分析法では、多数のサンプ
ル液体を非常に少量ずつ測定して単１の試験管へ
分取できる装置を設けることが必要とされる。こ
れらの方法には、生化学的な模型形成法や、遺伝
工学的な方法や、免疫学的な方法や、酵素学的な
方法や、生物発光的な方法や、運動学的な臨床分
析法が含まれる。これらの方法は、高純度溶液の
多成分混合体のサンプルを形成することを基礎と
している。このため、サンプル液体を非常に少量
ずつ測定して単１の試験管へ分取すると同時に試
験管内でこれらを混合する。更に、特定の分析目
的に基づいてサンプル溶液の各測定量を２つのサ
ンプルに対して変える一方、測定された量の溶液
を同時に分取及び混合するか、或いは１つ以上の
成分を時間的に制御しながら遅らせて分取し、混
合を行なう。後者のやり方は、分析の精度及び再
現性を改善するだけでなく、反応の性質に関する
付加的な情報を得ることもでき、被分析物質に関
する新たなデータを作り出す方法を構成する。

例えば、酵素学的な方法や、生物発光的な方法
や、生化学的な模型形成法や、遺伝工学的な方法
においては、分析反応の運動学的パラメータを決
定することにより、生分子の量だけでなく、分子
の機能特性や活性中心の特性も求めることができ
る。一方、上記した全ての分析法においては、試
験管に分取される各々の物質が、反応が生じるに
要する値より大きな濃度を有し、従つて、他のサ
ンプル成分を添加する際にはこの濃度を通常の値
まで下げることが当然必要となる。更に、全ての
サンプル成分を迅速に且つ同時に混合すること
は、大部分の分析反応が進んでしまうという決定
的な要因となることが分つている。これは、多種
の塩の濃度が高い場合には、分析を受ける多数の
生物学的に活性な分子がそれらの構造を回復不能
に変えられてしまうと共に機能的な活性さを失な
つてしまうという事実によつて明らかで、反応を
開始するには塩の濃度が低いことが重要である。

それ故、単１の試験管へ分取さるべき多数のサ
ンプル液体を測微する装置は、分析プログラムに
基づいて、各チヤンネルに分取される液体サンプ
ルの量及びタイミングを自動的に変えると共に、
高い再現性及び精度で分取を行なわねばならな
い。

液体サンプルをマイクロリツトル単位で測定し
て分取する時には、サンプル液体を送る管の端か
ら１滴よりも更に少ない量で液体を分断するよう
に構成することが重要である。この管の端からの
サンプル液体の分断が不完全であると、測定の精
度が数倍も悪くなる。それ故、高精度のサンプル
測定手段を設けると共に、上記条件に合致するよ
うな液体サンプル分取組立体を設けることも重要
である。

上記方法の利点は精度が高いことであるが、こ
れは分析に用いられる試薬の純度によつて大きく
左右される。例えば、生物発光的な方法では
10^-13グラムの物質を検出することができる。こ
れに対して、被分析サンプル中に、分析に用いら
れる溶液を含む無視できる程度（数十分の１パー
セント程度）の混合物があつても、上記方法の精
度は数桁も低下する。溶液の純度を維持するとい
うこの必要性は、測定されたサンプル及び最初の
サンプル液体の両方についても同じことがいえ、
これにより、サンプルを送る組立体の構造に付加
的な制約が課せられる。

上記したように、多成分反応には、物質濃度の
高い溶液が使用される。これは、多成分混合体を
形成する間に溶液を希釈することが必要であるだ
けでなく、反応性の高い混合物を得ることが必要
とされることによつて説明される。後者のことは
主として生分子の分析について言えることであ
る。それ故、サンプル液体を交換するためにパイ
プ及び測定容器を洗浄するのに用いられる洗浄流
体や水が添加されることによつてサンプル溶液が
希釈されることは通常は望ましくない。

高純度で且つコストの高い試薬を上記の方法に
用いる場合には、サンプル液体を測微する装置に
別の条件が課せられ、即ち、サンプル液体を測定
した後にサンプル液体をパイプ、注射器型装置及
び容器の内部に保持しておかねばならない。

ピストン―シリンダ式の注射器型装置を具備
し、この装置がブラケツトに固定され、そのピス
トンロツドが上方に延びて共通の駆動装置と共働
するような測微サンプリング装置が知られている
（1975年、３月５日付のソ連発明者証第463027号、
IPC G01N1／10、G01F11／06参照）。上記ブラ
ケツトは、サンプリングされる液体の量をプリセ
ツトする調整ネジも装着している。

上記注射器型装置のピストンをその最下位置に
置いた状態で、ブラケツトを手で下げ、サンプル
液体を収容した容器の中へ注射器型装置の針を入
れる。次いで駆動装置を持ち上げて、注射器型装
置の中へサンプル液体を吸い込ませ、その後ブラ
ケツトを持ち上げ、サンプル容器を、このように
してサンプリングした液体を入れる空の試験管に
取り替える。次いで再びブラケツトを下げ、駆動
装置を押すことによつて測定したサンプル液体を
試験管に入れる。

上記装置では充分な自動化がなされていないの
で、多数のサンプル液体を１つの試験管に分取す
る場合には効率が悪い。上記装置の別の欠点は液
体の測定精度が低いことである。というのは、注
射器型装置がそのピストンロツドが上に延びるよ
うに配置されているためにサンプル液体の吸い込
み中にその内部からの空気の除去が妨げられるか
らである。

各分取操作の後に注射器型装置の内部を洗浄す
ることによつて装置の効率が更に低下し、然も注
射器型装置の内部や壁やその針に洗浄流体が残留
するためにサンプリングされた液体が希釈される
ことになる。希釈を許容できない場合には、針を
洗浄しないようにするが、これではサンプルする
液体と測定済みのサンプルとの相互汚染を招く。

上方に延びるピストンロツドを有しそしてパイ
プを保持する多数の開口を有した注射器型装置を
具備した液体測微サンプリング装置も知られてい
る（1976年11月16日付の米国特許第3991616号、
分類B01L3／02参照）。各々のパイプは３つの区
分で構成され、これら３つの区分はポリアミド、
可塑化されたポリ塩化ビニル、及びステンレスス
チールで各々作られ、ポリアミド区分は注射器型
装置の開口にしつかりと固定される。可塑化され
たポリ塩化ビニルの区分は、ソレノイド制御式の
パイプ狭窄手段とあいまつて、各パイプの遮断ユ
ニツトを形成する。ステンレススチールの区分は
液体サンプルを収容した容器に沈められる。洗浄
流体用の容器が設けられ、測定された量のサンプ
ル液体を入れる試験管が更に設けられる。ピスト
ンロツドはこれに往復運動を与える段々式の駆動
装置に接続される。

ピストンの上方移動中には、サンプル液体又は
洗浄液体を送るように意図されたもの以外の全て
のパイプが閉ざされる。サンプル液体はこのパイ
プに沿つて注射器型装置の内部に流れ込む。ピス
トンの下方移動中にはサンプル液体を試験管へ分
取するように意図されたもの以外の全てのパイプ
が閉ざされる。最後に洗浄流体が送り込まれて注
射器型装置の内部が洗浄される。

上記装置の欠点は、ピストンロツドが上方に延
びるように配置されているために注射器型装置の
内部から空気を除去しにくいことであり、ピスト
ンロツドをこのように構成した場合には、装置を
作動する用意ができるまでに多くの時間が費され
ると共に、ガスを含む粘性液体を吸い込む間に気
泡が形成されてこれが注射器型装置の内部に残留
するために、相当の分析エラーを招く。

１つの注射器型装置を介してサンプル液体を
次々に送る場合には各々のサンプルを形成した後
に注射器型装置を洗浄することが必要となり、然
も注射器型装置の内部を完成にきれいにするため
には、注射器型装置を少なくとも10回は洗浄しな
ければならない。これについては、1978年の
Analytical Biochemistry第86巻、第１―20頁に
掲載されたChristian Stahly，John H.
Wharton，Hans Noll氏著の“Ａ Computer
Controlled Multichannel Micropipetter”とい
う論文に詳細に述べられている。

これは液体測微サンプリング装置の効率を制限
すると共に、相互汚洗の原因にもなる。というの
は、場合によつてはサンプリング装置を10回洗浄
するだけではサンプリング装置を完全にきれいに
するのに充分でないということが実験によつて分
つたからである。上記の操作では洗浄流体を含ま
ないサンプルを得ることができず、従つてサンプ
ルの成分の濃度が低下すると共にその反応性も悪
くなる。

又、多成分サンプルの全ての溶液を１つの注射
器型サンプリング装置で次々に分取する場合に
は、パイプ内のサンプル液体の量を考慮すると共
に、ピストンロツドを往復運動させる駆動装置の
連結に自由な遊びがあるために修正を行なう必要
性があることにより、操作者にとつては更に不便
なものとなる。

測定されるサンプル液体の個数と同数の注射器
型装置と、トレイに配置された試験管へ液体を分
取するパイプとを具備し、上記注射器型装置がス
タンドに固定され、このスタンドがサンプル量レ
ギユレータに運動学的に連結され、このレギユレ
ータは上記注射器型装置のシリンダに対してその
ピストンを往復運動させる駆動装置の形態であ
り、この駆動装置は制御ユニツトの１部を形成す
るサンプル量・タイミング設定器に電気的に接続
され、そしてこの制御ユニツトはサンプルを送る
パイプの端に往復運動を与える別の駆動手段に電
気的に接続されるような液体サンプリング装置が
更に知られている（フインランドのKone
Companyの“Sample Processor”という文献参
照）。

注射器型装置の出口はブラケツトに固定された
各々のプローブへパイプによつて接続され、上記
ブラケツトはこれに段々式の垂直及び水平運動を
与える駆動装置に連結される。各プローブの位置
は、サンプル液体の個数と同数の３列の試験管の
各試験管位置に対応するようになされる。ブラケ
ツトの下でその移動路に水平に配置されているの
は、試験管支持トレイと、測定されるサンプル液
体を収容した容器と、プローブを機械的に浄化す
る手段を有した洗浄流体の容器である。

この装置はマイクロコンピユータによつて制御
される。各ボタンを押すと、ブラケツトは洗浄流
体容器に向つて水平に移動されて最も下の位置に
下げられ、注射器型装置のピストンを何回も往復
運動させることにより注射器型装置、パイプ及び
プローブに洗浄流体が満たされる。

最も下の位置からピストンは予め選択された量
の第１サンプル液体に相当する距離だけ上方に移
動さる。これと共に、ブラケツトが上方に移動さ
れて第１サンプル液体に向つて水平方向に変位さ
れ、その後液体を含む容器へと下げられる。次い
でピストンはそれらの最も下の位置へと動かされ
て、サンプル液体を吸い込み、その後ブラケツト
が再び持ち上げられて第１列の試験管に向つて移
動され、そしてプローブを試験管へ挿入するよう
に下げられる。次いでピストンが上方に移動され
て試験管に第１サンプル液体を満たし、この際に
ブラケツトは持ち上げられ、洗浄流体容器に向つ
て移動されそして再び下げられる。ピストンの上
方移動により洗浄流体の１部がプローブから押し
出される。次いでブラケツトが持ち上げられ、こ
れに伴ないプローブが機械的なプローブ浄化手段
に通され、その後、用いられるサンプル液体の個
数に基づいて第２のサンプル液体等々に対して上
記サンプリング・分取サイクルが繰り返される。

然し乍ら、注射器型装置のピストンロツドを往
復運動させる駆動装置は注射器型装置へ吸い込ま
れる各サンプル液体の量を変えることができず、
従つて装置の適用範囲が実質的に制限される。

全てのピストンロツドが共通の駆動装置によつ
て駆動されるので、分取のタイミングを変えるこ
とができず、全ての液体サンプル成分を同時に分
取し同時に混合することが必要である運動学的な
分析にこの装置を用いることが妨げられる。これ
と同じ理由で、塩濃度が高いことによる作用は許
容できないが低濃度のサンプル成分の反応に塩が
必要とされるような機能的に活性な生分子の多数
の分析にもこの装置を使用できない。別の欠点と
しては、２液体のサンプルへ次々に分取を行なう
間のインターバルを１つの分取サイクル（この装
置では10秒以上である）より小さくできないの
で、サンプルを構成する成分を次々に添加するこ
とを必要とするような分析にもこの装置を使用で
きない。

更に、往復運動中には駆動装置とピストンとの
間の可動連結部に或る自由な遊びがあり、これは
サンプリングの精度を悪くする。この自由な遊び
は注射器型装置のピストンを動かす駆動装置の構
造上の構成によつて決定され、取り出されるサン
プル液体の量によつては作動サイクルが制限され
る。

サンプリングされる液体の量は非常にわずかで
あるから、液体の小滴が試験管へ落ちないことが
あり、このためプローブの端は既に測定され分取
された液体中に直接入れられる。これにより、液
体の１部がプローブの端によつて運び去られるこ
とがあり、このようにして引き出される液体の量
は30ないし40マイクロリツトルに達し、これは実
際には液体１滴の量に等しい。これは大部分の上
記分析には受け容れられない。なぜならば、測定
された全てのサンプル液体を含む最終的なサンプ
ルの量がこれと同程度になることがあるからであ
る。それ故、上記の装置は精度が低く、多数の分
析に使用できない。

洗浄流体及びプローブ浄化手段を設けても、サ
ンプル液体と、測定されたサンプルとが相互汚染
を受け勝ちである。更に、このような相互汚染を
生じさせるのは洗浄流体及びプローブ浄化手段で
ある。各作動サイクルに伴ない、測定されたサン
プル液体の少なくとも若干が、プローブによつ
て、測定されたサンプルの混合体を含む試験管か
ら、洗浄流体へと選ばれる。その結果、高濃度溶
液を測定する時にはわずか数サイクル後に洗浄流
体中のサンプル物質の濃度が数十分の１パーセン
トに達することがある。更に、各サンプル液体分
取サイクル後に、測定されているサンプル液体の
少量がプローブによつて洗浄流体に添加され、こ
れもサンプル液体中に希釈された物質の徐々の累
積を招く。更に、機械的なプローブ浄化手段はプ
ローブの表面積全体の浄化を与えることができ
ず、これにより洗浄流体が、ここに存在する全て
の物質と共に、測定されたサンプルへと移される
ことになる。更に、プローブ浄化組立体はこれに
対してプローブを正確に揃えることを必要とす
る。

各測定サイクル中に、洗浄流体で濡れたプロー
ブ及びパイプの内部に、測定さるべきサンプル液
体を満たすと、サンプル液体が希釈され、サンプ
ル液体の測定精度が下がると共にその後の分析に
エラーが生じる。又、サンプル液体成分が希釈さ
れると、反応速度も下がり、行なうべき運動学的
分析が妨げられる。

プローブの外面及び内面並びにサンプル液体を
送るパイプの内部を何回も洗浄すると、測定され
ているサンプルのロスを招き、これは純度の高い
物質を分析する時には非常に望ましからぬことで
ある。これに対して、サンプル液体測定手段、そ
の駆動装置、及び往復運動液体分取プローブは
各々の注射器型装置によつて色々なサンプル液体
を順次に測定することが必要とされ、これには各
サンプル測定サイクル中に各パイプを洗浄するこ
とが必要とされるので、洗浄操作が義務付けられ
る。又、プローブの浄化が不完全であることによ
り洗浄流体がサンプル液体に入り込みやすい。そ
れ故、一連の分析を行なつた後は、容器内の残り
のサンプル液体がそれ以上使用するのに適当でな
くなり、これも又サンプル液体のロスとなる。

本発明の目的は、測定される各々のサンプル液
体の量及びその分取タイミングを変えられると共
に測定精度を改善するようなサンプル液体測微装
置を提供することである。

本発明の別の目的は、測定されるサンプル液体
のロスをなくすことである。

本発明の更に別の目的は、サンプル測定中にサ
ンプル測定手段及びサンプルを送るパイプを洗浄
する必要性をなくすことである。

本発明の更に別の目的は、測定されたサンプル
液体の試験管内での混合を改善することである。

これらの目的は、測定されて分取されるべきサ
ンプル液体の個数と同数の注射器型サンプリング
装置と、試験管トレイに固定された適当な試験管
へサンプル液体を送るパイプを具備し、上記注射
器型サンプリング装置はスタンドに配置され、こ
のスタンドはサンプル量のレギユレータに運動学
的に連結されており、このレギユレータは上記注
射器型サンプリング装置のピストン及びシリンダ
を相対的に往復変位させる駆動装置の形態であり
そして制御ユニツトの１部を形成するサンプル
量・タイミン設定器に電気的に接続され、上記制
御ユニツトの出力はサンプル液体分取パイプの端
を往復運動させる駆動装置に接続され、各々の上
記注射器型サンプリング装置には、プログラムに
基づいた液体サンプル測定を行なうように上記サ
ンプリング装置のピストンロツドをロツクする手
段が設けられており、このロツク手段は上記サン
プル量・タイミング設定器の対応出力に電気的に
接続され、そして更に、サンプル液体を試験管へ
プログラムに基づいて分取するようにサンプル液
体分取パイプの端を保持するホルダと、上記制御
ユニツトの出力に電気的に接続され上記試験管ト
レイを段々に回転させる駆動装置とを具備する液
体サンプル測微分取装置によつて達成される。

好ましくは、上記注射器型サンプリング装置の
ピストンロツドをロツクする上記手段の各々に
は、ソレノイドと、厚みの変化するプレートの形
態のアームとが設けられ、アームの１端はラグに
しつかりと固定され、その他端は上記サンプル
量・タイミング設定器の対応出力に電気的に接続
された上記ソレノイドのコアと共働し、上記プレ
ート及びラグは上記ピストンのピストンロツドに
ロツク係合する相補的グループを有し、これら相
補的グループの直径は上記ピストンロツドの断面
寸法より本質的に小さい。

好ましくは、上記パイプ端ホルダは基部を備
え、該基部は中央穴と、測定されて分取されるサ
ンプル液体の個数と同数のスロツトとを有し、こ
れらスロツトは測定されるサンプル液体を送るパ
イプの１部を受け入れてこれをしつかりと固定
し、上記基部はサンプル液体分取パイプの端を往
復運動させる駆動装置のブラケツトにしつかりと
固定され、更に、上記パイプ端ホルダは、上記基
部の中央穴内にスライド可能に固定された加圧空
気供給パイプと、この加圧空気供給パイプの端に
固定された円錐スリーブとを備え、この円錐スリ
ーブはサンプル液体分取パイプの端をゆるく嵌着
する周囲開口を有し、これら開口と上記スリーブ
の軸との間の半径方向距離は上記基部の軸とスロ
ツトとの間の半径方向距離よりも本質的に大き
く、そして更に上記パイプ端ホルダは、上記加圧
空気パイプがしつかりと固定される穴を有したス
トツパ即ち休止体として働くアーチ状プレートを
備えており、上記サンプル液体分取パイプの端か
らのサンプル液体の小滴の分断を容易にするよう
に上記加圧空気パイプの端はその軸から或る角度
に配置されている。

好ましくは、少なくとも１つの上記液体分取パ
イプの或る区分の内部容積はそれに対応する注射
器型サンプリング装置の最大排出量に等しくさ
れ、この排出量は上記注射器型サンプリング装置
のピストンのピストンロツドのストローク長さに
比例する。

好ましくは、上記液体サンプル量・タイミング
設定器は、回転駆動装置と、この駆動装置のシヤ
フトに固定され、プログラムパンチカードを支持
するドラムと、設定パルストランスジユーサと、
上記ドラムに対して軸方向に動くようにガイドに
取り付けられた基準パルストランスジユーサと、
設定パルスカウンタと、上記設定パルストランス
ジユーサ及び基準パルストランスジユーサの出力
を上記設定パルスカウンタに順次に接続するスイ
ツチユニツトと、上記設定パルスカウンタに各々
接続された入力を有する比較回路と、上記注射器
型サンプリング装置のシリンダに対してそのピス
トンを往復運動させる駆動装置によつてなされた
回転をカウントする回転カウンタとを備え、この
回転カウンタの出力は上記比較器の対応入力に接
続され、その出力は上記注射器型サンプリング装
置のピストンロツドをロツクする各手段のソレノ
イドに接続され、そして更に、上記液体サンプル
量・タイミング設定器は、上記比較回路の入力に
出力が接続された時間計と、この時間計の入力へ
出力が接続された液体サンプル測定・分取用の時
間設定器とを備えており、上記制御ユニツトは上
記装置の上記駆動装置及び上記サンプル量レギユ
レータの作動を同期させる回路と、ロツク手段位
置設定回路と、ピストンロツドのロツク手段の位
置を監視するピツクアツプとを備えており、この
ピツクアツプは上記ロツク手段に配置されて、上
記ロツク手段位置設定回路の対応入力に電気的に
接続され、上記ロツク手段位置設定回路の出力は
上記装置の駆動装置の作動を同期させる上記回路
の入力に接続される。

ここに提案する装置は、液体サンプル量・タイ
ミング設定器の対応出力に電気的接続された注射
器型サンプリング装置のピストンロツドを固定す
る手段を設けたことにより、同時に測定されてい
る各々のサンプル液体の量及びその分取タイミン
グを変えることができる。又、この装置は、サン
プルを送るパイプの端を保持するホルダを用いる
ことにより、測定された量の種々のサンプル液体
を単１の試験管へ同時に分取することもできる。
サンプル分取パイプの端からサンプル液体の小滴
を分断する加圧空気噴射を用い、これにより、試
験管内に保持されている測定及び分取されたサン
プル液体中にこれらパイプ端を浸漬する必要性を
なくすことにより、サンプル液体の相互汚染が防
止される。更に、この装置の構造により、各々の
液体サンプルの測定操作後にサンプリング装置及
びパイプを洗浄することが不要にされる。加圧空
気噴射は試験管内のサンプルを構成する液体の混
合を容易にする。

第１図を参照すれば、本発明による液体サンプ
ル測微分取装置は、測定されるサンプル液体の個
数と同数の注射器型サンプリング装置１と、液体
を試験管へ送るパイプ又は穴２とを具備してい
る。注射器型サンプリング装置１はスタンド３に
接着され、このスタンド３は突出したフランジを
有する円筒で形態であり、上記フランジ間には注
射器型サンプリング装置１のシリンダ４が固定さ
れる。スタンド３はサンプル量レギユレータ６の
シヤフト即ちポスト５に装着され、このレギユレ
ータ６は注射器型サンプリング装置のピストン及
びシリンダを相対的に往復変位させる駆動装置の
形態である。シヤフト即ちポスト５は７において
ネジが切られており、これはスタンド３に設けら
れた雌ネジとあいまつてスタンド３を変位させる
ようにする。スタンド３は、これが回転するのを
防止するように意図されたガイドバー８に沿つて
移動する。

シリンダ４の内部にはピストンロツド１０を有
するピストン９がある。又、この装置は、プログ
ラムに従つてサンプルを測定するようにピストン
ロツドをロツクする手段１１も具備している。こ
のロツク手段１１は、測定されるサンプル液体の
量及びこれを試験管へ分取するタイミングを設定
する手段１２の適当な出力に電気的に接続され、
この手段１２は制御ユニツト１３の１部を構成す
る。ロツク手段１１はプラツトホーム１４に固定
され、このプラツトホーム１４はガイドバー８及
びサンプル量レギユレータ６にしつかりと連結さ
れる。ピストンロツド１０が自由に動けるように
プラツトホーム１４には開口１５が設けられてい
る。

更に、この装置は、サンプル液体を送ると共に
これをプログラムに従つて試験管へ分取する管の
端部を保持するホルダ１６も具備しており、この
ホルダはパイプ２により対応３方弁１７及びパイ
プ１８を経て注射器型サンプリング装置１の出力
１９に接続される。

制御ユニツト１３の出力２０は試験管トレイ２
７に段々式の回転運動を与える駆動装置２１に接
続され、そして制御ユニツトの出力２２はサンプ
ル液体を分取する管の端を往復運動させる駆動装
置２３へ接続される。

測定及び分取さるべきサンプル液体は容器２４
内に収容される。この容器２４はパイプ２５によ
り３方弁１７に連通している。

測定された液体サンプルは試験管トレイ２７に
支持された試験管２６へ分取され、試験管トレイ
２７は段々式の駆動装置２１によつて回転され
る。

ロツク手段１１及び注射器型サンプリング装置
１（第２図）はプラツトホーム１４に対して対称
的に位置される。

注射器型サンプリング装置１のピストンロツド
をロツクするロツク手段１１はソレノイド２８
と、厚みの変化する弾性プレートの形態のアーム
２９とを備え、アームの１端はネジ３１によつて
ラグ３０に固定され、そしてアームの他端はソレ
ノイド２８のコア３２と共働する。ソレノイド２
８（第１図）はサンプル量・タイミング設定器１
２の適当な出力に電気的に接続される。弾性プレ
ート２９及びラグ３０（第２図）はピストンロツ
ド１０（第１図）を各々受け入れる相補的グルー
プ３３及び３４を有し、これら２つのグループの
直径はピストンロツド１０の断面直径よりも若干
小さい。

パイプ端ホルダ１６（第３ａ図、第３ｂ図及び
第４図）は基部３５を備え、この基部３５は中央
穴３６と、サンプリングされる液体の個数と同数
のスロツト３７とを有している。スロツト３７に
は、分取される液体を送るパイプ２が受け入れら
れてしつかりと固定される。基部３５はパイプ２
の端部を往復運動させる駆動装置２３（第１図）
のブラケツト３８にしつかりと固定される。基部
３５の中央穴３６内には加圧空気パイプ３９が可
動に固定され、このパイプの端には開口４１を有
する円錐スリーブ４０が支持されてしつかりと固
定され、この開口４１内にはパイプ２の端がゆる
く嵌着される。スリーブ４０の軸と半径方向開口
４１との間の距離は基部３５の軸とスロツト３７
との間の距離よりも本質的に大きい。

加圧空気パイプ３９には、休止体即ちストツパ
として働く曲つた即ちアーチ状のプレート４２が
しつかりと固定され、このプレートはパイプ３９
を受け入れる穴４３を有し、そしてプレート４２
（第３ａ図及び第３ｂ図）は90゜曲げられるのが便
利である。パイプ２の端からサンプル液体の小滴
を分断させて試験管２６内へと落下させるよう
に、加圧空気パイプ３９の端４４はその軸に対し
て曲げられている。スロツト３７は基部３５にお
いて対称的に配置される。

分取さるべき液体サンプルを送るパイプ２の区
分４５はコイルの形態を有し、その内部容積はそ
れに対応する注射器型サンプリング装置１の排出
量に本質的に等しい。

サンプル量・タイミング設定器１２は、ベース
プレート４６に固定された回転駆動装置４７（第
６図）を備え、この駆動装置４７は円筒即ちドラ
ム４９がしつかりと固定されたシヤフト４８を有
している。ドラム４９はサンプルプログラムパン
チカード５０を受け入れる。ベースプレート４６
には、設定パルストランジユーサ５１と、駆動手
段５２を有するネジ切りされたシヤフト５３とが
取り付けられている。このシヤフト５３にネジ係
合されるのは基準パルストランジユーサ５４であ
り、これはガイド５５に沿つて変位することがで
きる。設定器１２は、注射器型サンプリング装置
１の個数と同数の設定パルスカウンタ５６を更に
備え、これらカウンタ５６はトランスジユーサ５
４から受けたサンプル量基準パルスによつて制御
される。又、設定器１２は、これも又注射器型サ
ンプリング装置１の個数と同数の設定パルスカウ
ンタ５７を備え、これらカウンタ５７はサンプル
時間基準パルスによつて制御される。更に、設定
パルストランスジユーサ５１及び基準パルストラ
ンスジユーサ５４の出力を設定パルスカウンタへ
次々に接続するスイツチユニツト５８と、比較回
路５９とが設けられている。

設定パルストランスジユーサ５１はスイツチユ
ニツト５８の入力６０に接続され、該スイツチユ
ニツトの別の入力６１は基準パルストランスジユ
ーサ５４に接続される。スイツチユニツト５８の
出力６２は、基準パルストランスジユーサ５４を
段々に変位するようにシヤフト５３に回転を与え
る駆動手段５２の入力へ接続される。スイツチユ
ニツト５８の出力６３は設定パルスカウンタ５６
の入力に接続され、そして該カウンタの出力は比
較回路５９の入力６４に接続される。回路５９の
別の入力６５は、注射器型サンプリング装置１の
シリンダに対してピストンを往復変位させる駆動
装置の回転カウンタ６６の出力に接続される。設
定器１２（第１図）の入力でもある回転カウンタ
６６の入力６７はサンプル量レギユレータ６の出
力に接続される。

スイツチユニツ５８の出力６８（第６図）は設
定パルスカウンタ５７の入力に接続され、該カウ
ンタの出力は次いで比較回路５９の入力６９に接
続される。回路５９の別の入力７０は時間計７１
の出力に接続され、該時間計の入力７２はサンプ
ル時間設定器７３に接続される。

比較回路５９の出力７４はロツク手段１１のソ
レノイド２９に接続され、ロツク手段１１はロツ
ク手段位置ピツクアツプ７５を支持し、その出力
はロツク手段位置設定回路７７の入力７６に接続
される。

制御ユニツト１３（第１図）はサンプル量レギ
ユレータ６並びに駆動装置２１及び２３の作動を
同期させる回路７８を備えており、この回路７８
の入力はロツク手段位置設定回路７７の出力７９
に接続される。回路７８の出力８０は、シヤフト
５３を回転させる駆動装置５２の付勢及び消勢の
同期をとるように設定器１２の入力に接続され、
そして回路７８の出力８１は、注射器型サンプリ
ング装置のピストン及びシリンダを相対的に往復
変位させる駆動装置の付勢及び消勢の同期をとる
ようにレギユレータ６の入力に接続される。これ
と同時に、同期回路７８の出力は制御ユニツト１
３の出力２０及び２２として働くように意図され
る。同期回路７８の出力８２は設定器１２の入力
８３に接続される。

第７図を参照すれば、パンチカード５０は液体
Ａ、Ｂ及びＣがサンプリングされるサンプルに相
当する列１_A，１_B及び１_Cで構成され、一方、行
及びはサンプリングのプリセツトモードに相
当する。行及びの各々は、サンプリングさる
べき液体の測定量を設定すると共にサンプリング
のタイミングをとるように意図された２つのコー
ド化行ａ及びｂに分割される。

このようにして形成された各部分は次いで１，
２，３，４，５，６，７，８，９及び０で示され
た10個の副列に分割され、そして３つの副行は最
大量のサンプル又は最大遅れ時間のサンプリング
に相当する。副列と副行との交点はコードマーク
を配置するネツトワークを形成する。ここに述べ
る実施例では、各副行は10進数表示方式に相当す
る。又、パンチカード５０はコードマークを有す
る行84も備えている。

本発明による液体サンプル測微分取装置は次の
ように作動する。

パンチカード５０（第７図）において、測定さ
るべきサンプルの量に相当する部分にコード化マ
ーク即ち参照マークを付し、その後パンチカード
５０を設定器１２（第１図）のドラム４９に固定
する。

第１図に最も良く示された弁１７の位置におい
ては、量が測定されるサンプル液体が容器２４か
ら注射器型サンプリング装置１へと送り込まれ
る。このため、ソレノイド２８を作動してそのコ
ア３２によりアーム２９（第２図）をラグ３０に
押しつけることによつてサンプリング装置１のピ
ストンロツドをロツクする。管１８と２５とが連
通する位置では、サンプル液体が注射器型サンプ
リング装置１へ同時に送り込まれる。次いで弁１
７は、パイプ２と１８とが連通する位置に切換ら
れ、この時にはパイプ２にサンプル液体が満たさ
れる。

装置の作動を開始する際には、ドラム４９の駆
動装置４７も付勢され、そして作動中付勢された
まゝとなる。パンチカードが固定されたドラム４
９が回転すると、トランスジユーサ５１は設定コ
ードマーク８４から受けた光パルスを電気パルス
に変換し、一方トランスジユーサ５４も同様に基
準コードマークからの光パルスを変換する。

サンプリングされた液体の同時分取は次のよう
にして行なわれる。

トランスジユーサ５１及び５４によつて発生さ
れた電気パルスはスイツチユニツト５８の入力６
０及び６１へ各々送られ、スイツチユニツト５８
は測定されるサンプルの量を設定するように意図
された行ａのマークから受けた基準パルスのトラ
ンジユーサと設定パルストランスジユーサ５１と
を、スイツチユニツト５８の出力６３からカウン
タ５６の入力へ次々に切換える。これに伴ない、
各カウンタ５６は、各サンプルの分取サイクルの
開始を決定する第１分取モード中に、分取される
サンプルＡ，Ｂ及びＣの各測定量の値をデジタル
の10進数で蓄積する。

同期回路７８の出力からの信号は制御ユニツト
１３の出力２２へ送られ、パイプ端ホルダ１６の
駆動装置２３を作動し、ホルダ１６は試験管２６
内へと下降し、パイプ２の端が試験管２６内に入
れられる。

プレート４２（第３ｂ図）が試験管２６の縁に
のせられると、パイプ３９及び円錐スリーブ４０
の下降移動は停止されるが、基部３５の下降移動
は続けられる。基部３５の下部が円錐スリーブ４
０に向つて動くことにより、パイプ２の端は試験
管２６の壁に接触することになる。

基部３５がその最も下の位置に達すると、同期
回路７８の出力８２から設定器１２の入力８３へ
そして更にその出力７４へと信号が送られてソレ
ノイド２８を作動させる。これによりピストンロ
ツド１０がロツク係合される。この時ピツクアツ
プ７５はこれに応答して、ロツク手段１１の位置
を監視する回路７７の入力７６へ信号を送る。回
路７７の出力７９は同期回路７８の入力へ信号を
送り、その出力８１は注射器型サンプリング装置
１のピストンロツドを相対的に往復変位させる駆
動装置を作動する信号を送る。

シヤフト即ちポスト５を回転すると、スタンド
３がガイドバー８に沿つて下方に動かされ、それ
により、測定されたサンプル液体がサンプリング
装置１のシリンダから管１８へ押し出され、弁１
７及びパイプ又はホース２を経て試験管２６の壁
に送られ、この時にはサンプル量レギユレータ６
にパルスが現われ始め、これらパルスは、注射器
型サンプリング装置１の駆動装置によつてなされ
た回転の数をカウントするカウンタ６６の入力６
７へ入力される。

比較回路５９の入力６４，６５へ与えられる信
号が一致した時に、その出力７４に信号が発生さ
れて、それに対応するソレノイド２８を消勢し、
これによりロツク手段１１はそれに対応する注射
器型サンプリング装置１のピストンロツドを解除
する。この時には、ロツク手段１１のアーム２９
が該プレートの弾力性によつてコア３２を初めの
位置へ動かすように働き、それによりロツド１０
が解除される。従つて、測定サンプル液体の供給
が停止され、これにより試験管２６へ送られるサ
ンプル液体の量が決定される。全ての注射器型サ
ンプリング装置によるサンプル液体の測定は同様
に行なわれる。

全てのサンプル液体Ａ，Ｂ及びＣの測定量が注
射器型サンプリング装置１によつて取り出された
後に、ロツク手段の位置を監視する回路７７の出
力７９に、全てのロツク手段１１の初期位置に相
当する信号が発生される。この信号はサンプリン
グ装置の駆動装置を消勢すると共にコンプレツサ
（図示せず）を作動するように働く。パイプ３９
の端４４（第３図）から出る加圧空気噴射によ
り、パイプ２の端からサンプル液体の小滴が分断
される。これと同時に、空気噴射は試験管２６内
のサンプル液体をかきまぜる。サンプリング及び
分取プロセスの終了は、パイプ２の端からサンプ
ル液体の最後の小滴がこのように分断されること
によつて決定され、このようにして、測定された
サンプル液体が試験管に得られる。

或る所定時間の後に、コンプレツサが停止さ
れ、そして制御ユニツト１３の出力２２は往復運
動駆動装置２３を作動する信号を送る。次いでホ
ルダ１６が持ち上げられ、パイプ２の端が試験管
２６内からその初めの最も上の位置へと引つ込め
られる。この引つ込め作動の始めには、円錐スリ
ーブ４０はその位置に留まろうとするが、基部３
５は上方に移動する。これにより、パイプ２の端
は試験管２６の壁との接触から外れて、最初の位
置をとる。

ホルダ１６がその最も上の位置に達すると、同
期回路７８の出力２０から試験管トレイの段々式
駆動装置２１の入力に信号が与えられ、トレイ２
７が回転されて、その次のきれいな空の試験管が
ホルダ１６の真下に動かされ、これはサンプル液
体の第２の測微モードに相当する。その後、トラ
ンスジユーサ５４の段々式移動を行なう段々式駆
動装置５２の付勢信号が同期回路７８の出力８０
から設定器１２の入力へと送られる。トランスジ
ユーサ５４は、サンプル液体の第２の測微モード
を行なうように参照マークの行８４に相当する位
置をとるよう動かされる。次いで、分取さるべき
第２の液体サンプルに対して上記のサイクルが再
開される。

測定サンプル液体の供給タイミングの変更は次
のようにして行なわれる。

液体サンプル測定サイクルの始めに、トランス
ジユーサ５１及び５４によつて発生された電気パ
ルスが、スイツチユニツト５８を経てその出力６
８からカウンタ５７の入力に次々に送られる。
各々のカウンタ５７には、各サンプル液体の測定
の開始に対する遅れ時間がデジタルで蓄積され
る。

基部３５がその最も下の位置をとつた時には、
ピストンロツド１０をロツクするソレノイド２８
を作動する信号は、サンプリングのプログラムに
基づいて遅れ時間がゼロの注射器型サンプリング
装置１のロツク手段１１のソレノイド２８のみに
送られる。その他の注射器型サンプリング装置１
のピストンロツドをロツクする瞬間（これは対応
サンプル液体の測定供給の開始を示す）はカウン
タ５７及び７１の読みが一致することによつて決
定され、これらカウンタからの対応信号は比較回
路５９の入力６９及び７０によつ各々受け取られ
る。従つて、比較回路５９の出力７４はピストン
ロツド１０の位置をロツクする対応ソレノイド２
８の作動信号を受け取る。その他の作動工程はサ
ンプル液体の同時供給の場合と同様である。

第５図に示されたパイプ２の変形態様において
は、サンプルの測定が次のように行なわれる。

パイプ２の端はホルダ１６から分離されてサン
プル液体容器２４内に沈められ、この液体が弁１
７までパイプ２に満たされる。この時弁１７はパ
イプ２及び１８を連通する位置にある。次いで弁
１７は最初の位置をとるように回わされ、その
後、注射器型サンプリング装置の内部及びパイプ
１８の内部にはピストン９の多数の往復運動によ
り洗浄流体容器（図示せず）からの洗浄流体が満
たされる。これに続いて、弁１７はパイプ２及び
１８を連通する位置に切換られ、パイプ２からサ
ンプル液体を分取即ち押し出すようにする。

このような分取中には、サンプル液体と洗浄即
ち推進流体との間に気泡が存在し、サンプル液体
及び推進流体の混合を防止する。注射器型サンプ
リング装置１のシリンダからこの推進流体を押し
出す際には、これがパイプ１８に沿つて弁１７を
経てそして更にパイプ２に沿つて流される。この
ようにして生じた力即ち圧力はパイプ２内のサン
プル液体に作用する。パイプ２から試験管へ押し
やられるサンプル液体の量は注射器型サンプリン
グ装置１から押し出される推進流体の量に相当す
る。又、サンプル液体の測定量は注射器型サンプ
リング装置のピストンロツドのストローク長さに
比例する。パイプ２の以上の構成により、液体サ
ンプルのロスは完全に排除される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液体サンプル測微分取装
置の概略図及びその制御ユニツトのブロツク図、
第２図は２つのロツク手段のみを１例として示す
第１図の―線に沿つた断面図（中心線の右
側）であると共に、第１図の矢印Ｐに沿つてみた
図（中心線の左側）、第３ａ図及び第３ｂ図はサ
ンプル液体を送るパイプの端のホルダ及び加圧空
気パイプを示す図、第４図は第３図の―線に
沿つた断面図、第５図は注射器型サンプリング装
置から３方弁を経て試験管へと流れるサンプル液
体の流路を示す図、第６図は本発明によるサンプ
ル量・タイミング設定器のブロツク図、そして第
７図はサンプル液体を送るプログラムを有した本
発明のパンチカードを示した図である。 １…注射器型サンプリング装置、２…サンプル
液体を試験管へ送るパイプ、３…スタンド、６…
サンプル量のレギユレータ、９…ピストン、１０
…ピストンロツド、１１…ピストンロツドのロツ
ク手段、１２…サンプル量設定器、１３…制御ユ
ニツト、１６…パイプ端ホルダ、１７…３方弁、
１８…パイプ、１９…注射器型サンプリング装置
の出口、２０…制御ユニツトの出力、２１…試験
管トレイを段々式に回転する駆動装置、２２…制
御ユニツトの出力、２３…サンプル液体分取パイ
プの端を往復運動させる駆動装置、２８…ソレノ
イド、２９…アーム、３０…ラグ、３２…ソレノ
イドのコア、３３，３４…相補的なグループ、３
５…基部、３６…基部の中央穴、３７…基部のス
ロツト、３８…ブラケツト、３９…加圧空気パイ
プ、４０…円錐スリーブ、４２…アーチ状プレー
ト、４３…アーチ状プレートの穴、４４…加圧空
気パイプの端、４５…サンプル液体分取パイプの
区分、４７…回転駆動装置、４８…回転駆動装置
のシヤフト、４９…ドラム、５０…プログラムパ
ンチカード、５１…設定パルストランスジユー
サ、５４…基準パルストランスジユーサ、５５…
ガイド、５６…液体サンプルの分取量に対し基準
パルスによつて制御される設定パルスカウンタ、
５７…液体サンプルの分取タイミングに対し基準
パルスによつて制御される設定パルスカウンタ、
５８…スイツチユニツト、５９…比較回路、６
０，６１…スイツチユニツトの入力、６２，６３
…スイツチユニツトの出力、６４，６５…比較回
路の入力、６６…回転カウンタ、６９，７０…比
較回路の入力、７１…時間計、７２…時間計の入
力、７３…液体サンプル測定用の時間設定器、７
４…比較回路の出力、７５…ロツク手段位置ピツ
クアツプ、７６…ロツク手段位置設定回路の入
力、７７…ロツク手段位置設定回路、７８…同期
回路、７９…ロツク手段位置監視回路の出力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 測定され分取されるべきサンプル液体の個数
   と同数の注射器型サンプリング装置１と、試験管
   トレイに固定された適当な試験管ヘサンプル液体
   を送るパイプ２とを具備し、上記注射器型サンプ
   リング装置１はスタンド３に配置され、このスタ
   ンドはサンプル量レギユレータ６に運動学的に連
   結されており、このレギユレータは上記注射器型
   サンプリング装置１のピストン及びシリンダを相
   対的に往復変位させる駆動装置の形態でありそし
   て制御ユニツト１３の１部を形成するサンプル
   量・タイミング設定器１２に電気的に接続され、
   上記制御ユニツトの出力２２はサンプル液体分取
   パイプの端を往復運動させる駆動装置２３に接続
   されているような液体サンプル測微分取装置にお
   いて、各々の上記注射器型サンプリング装置１に
   は、プログラムに基づいた液体サンプル測定を行
   なうように上記サンプリング装置のピストンロツ
   ドをロツクする手段１１が設けられており、この
   ロツク手段１１は上記サンプル量・タイミング設
   定器１２の対応出力７４に電気的に接続され、そ
   して更に、サンプル液体を試験管ヘプログラムに
   基づいて分取するようにサンプル液体分取パイプ
   の端を保持するホルダ１６と、上記制御ユニツト
   １３の出力２０に電気的に接続され上記試験管ト
   レイを段々に回転させる駆動装置２１とを具備し
   たことを特徴とする液体サンプル測微分取装置。 ２ 上記注射器型サンプリング装置１のピストン
   ロツドをロツクする上記手段１１各々には、ソレ
   ノイド２８と、プレートの形態のアーム２９とが
   設けられ、アームの１端はラグ３０にしつかりと
   固定され、その他端は上記サンプル量・タイミン
   グ設定器１２の対応出力７４に電気的に接続され
   た上記ソレノイド２８のコア３２と共働し、上記
   プレート及びラグ３０は上記ピストン９のピスト
   ンロツド１０にロツク係合する相補的グループ３
   ３及び３４を有し、これら相補的グループ３３及
   び３４の直径は上記ピストン９のピストンロツド
   １０の断面寸法より本質的に小さい特許請求の範
   囲第１項に記載の装置。 ３ 上記パイプ端ホルダ１６は基部３５を備え、
   該基部は中央穴３６と、測定されて分取されるサ
   ンプル液体の個数と同数のスロツト３７とを有
   し、これらスロツト３７は測定されるサンプル液
   体を送るパイプ２の１部を受け入れてこれをしつ
   かりと固定し、上記基部３５はサンプル液体分取
   パイプ２の端を往復運動させる駆動装置２３のブ
   ラケツト３８にしつかりと固定され、更に上記パ
   イプ端ホルダ１６は、上記基部３５の中央穴３６
   内にスライド可能に固定された加圧空気供給パイ
   プ３９と、この加圧空気供給パイプ３９の端に固
   定された円錐スリーブ４０とを備え、この円錐ス
   リーブはサンプル液体分取パイプ２の端をゆるく
   嵌着する周囲開口４１を有し、これら開口４１と
   上記スリーブ４０の軸との間の半径方向距離は上
   記基部３５の軸とスロツト３７との間の半径方向
   距離よりも本質的に大きく、そして更に上記パイ
   プ端ホルダは、上記加圧空気パイプ３９がしつか
   りと固定される穴４３を有したストツパ即ち休止
   体として働くアーチ状プレート４２を備えてお
   り、上記サンプル液体分取パイプ２の端からのサ
   ンプル液体の小滴の分断を容易にするように上記
   パイプ３９の端４４はその軸から或る角度に配置
   されている特許請求の範囲第１項又は第２項に記
   載の装置。 ４ 少なくとも１つの上記液体分取パイプ２の区
   分４５の内部容積はそれに対応する注射器型サン
   プリング装置１の最大排出量に等しくされ、この
   排出量はピストン９のピストンロツド１０のスト
   ローク長さに比例する特許請求の範囲第１項、第
   ２項又は第３項に記載の装置。 ５ 上記液体サンプル量・タイミング設定器１２
   は、回転駆動装置４７と、この駆動装置４７のシ
   ヤフト４８に固定され、プログラムパンチカード
   ５０を支持するドラム４９と、設定パルストラン
   スジユーサ５１と、上記ドラム４９に対して軸方
   向に動くようにガイド５５に取り付けられた基準
   パルストランスジユーサ５４と、設定パルスカウ
   ンタ５６及び５７と、上記設定パルストランスジ
   ユーサ５１及び基準パルストランスジユーサ５４
   の出力を上記設定パルスカウンタ５６及び５７に
   順次に接続するスイツチユニツト５８と、上記設
   定パルスカウンタ５６及び５７に各々接続された
   入力６４及び６９を有する比較回路５９と、上記
   注射器型サンプリング装置１のシリンダに対して
   ピストンを往復運動させる駆動装置によつてなさ
   れた回転をカウントする回転カウンタ６６とを備
   え、この回転カウンタ６６の出力は上記比較器５
   ９の対応入力６５に接続され、その出力７４は上
   記注射器型サンプリング装置１のピストンロツド
   をロツクする各手段１１のソレノイド２８に接続
   され、そして更に、上記液体サンプル量・タイミ
   ング設定器１２は、上記比較回路５９の入力７０
   に出力が接続された時間計７１と、この時間計７
   １の入力７２へ出力が接続された液体サンプル測
   定・分取用の時間設定器７３とを備えており、上
   記制御ユニツト１３は上記装置の上記駆動装置及
   び上記サンプル量レギユレータの作動を同期させ
   る回路７８と、ロツク手段位置設定回路７７と、
   ピストンロツドのロツク手段の位置を監視するピ
   ツクアツプ７５とを備えており、このピツクアツ
   プ７５はロツク手段１１に配置されて、上記ロツ
   ク手段位置設定回路７７の対応入力７６に電気的
   に接続され、上記ロツク手段位置設定回路の出力
   ７９は上記装置の駆動装置の作動を同期させる上
   記回路７８の入力に接続される特許請求の範囲第
   ２項又は第３項に記載の装置。