JPH0449912B2 - - Google Patents
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- JPH0449912B2 JPH0449912B2 JP61157608A JP15760886A JPH0449912B2 JP H0449912 B2 JPH0449912 B2 JP H0449912B2 JP 61157608 A JP61157608 A JP 61157608A JP 15760886 A JP15760886 A JP 15760886A JP H0449912 B2 JPH0449912 B2 JP H0449912B2
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Description
(発明の利用分野)
本発明は微量な液を液溜めから取出して精度よ
く所定の容器内等に注入するための分注方法およ
び装置に関するものである。
(発明の背景)
一般に、免疫反応(IA)等の生化学分析用、
液体クロマトグラフイ用の装置の一部として、例
えばサンプル液を数μ〜数100μ程度の微少
量づつ分注するための分注装置が用いられてい
る。
従来のかかる分注装置の構成は、対象液を吸
引、吐出するためのノズル装置に対しノズルの内
空に接続したシリンダ装置を設け、シリンダ装置
のピストン往動によりノズル内空に対象液を吸込
みさせ、その後のピストン復動により吸込みした
液を吐出させる形式のものが普通である。しかし
かかる分注装置を前述したような微少量の液分注
に用いる場合には、有意な分注誤差が現われると
いう問題が知見された。
この分注誤差は、例えば、逆円錘筒状のノズル
の下端口径を0.3〜0.5mm程度、ノズル管厚を0.3〜
0.5mm程度のものとして、シリンダ装置のピスト
ン往復動により200μ程度の液を吸込み/吐出
する場合に、数μ程度のものとして現われるこ
とがあり、厳密な分注精度が求められるシステム
にあつては、その誤差分は必ずしも少ないとは言
えないし、また数μないし数10μの極微量分
注では、その誤差の影響は一層顕著となつてく
る。
(発明の目的)
本発明は、以上のような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的は、微量液の分注精度を飛
躍的に向上させた分注方法、並びにこの方法の実
施に好適に用いられる分注装置を提供するところ
にある。
また本発明の他の目的は、特に生化学分析のシ
ステムに好適に用いられる試料等の液分注方法並
びに装置を提供するところにある。
(発明の概要)
而して前記目的を実現するためになされた本発
明によりなる分注方法の特徴は、ノズル装置に吸
込みした液を、シリンダ装置及び圧力気体供給源
からの吐出圧付与によつてこのノズル装置から吐
出させる分注方法であつて、前記吐出圧付与によ
つて液を吐出させる分注操作の概ね全範囲に渡り
シリンダ装置の吐出ストロークを連続して行なう
と共に、該シリンダ装置の吐出ストロークの少な
くとも初期と終期において、圧力気体供給源から
の吐出圧付与を、微小時間の間前記シリンダ装置
の吐出圧に重畳させるようにしたところにある。
またかかる方法に好適に用いられる分注装置の
特徴は、液を吸込み/吐出するためのノズル装置
と、このノズル装置のノズル内空に接続されて液
吸込みのための負圧を付与しかつ液吐出のために
吐出圧を付与するシリンダ装置と、前記ノズル内
空から前記シリンダ装置に至る接続路の途中に分
岐接続されて液吐出のためにノズル内空に吐出圧
を付与する圧力気体供給源と、この圧力気体供給
源から前記分岐接続点に至る接続路の途中に介設
されて、少なくとも前記シリンダ装置のストロー
ク初期(駆動開始時)及び終期(駆動終了時)に
一時的に開路される弁装置とを備えた構成をなす
ところにある。
本発明においてかかる方法並びに装置採用した
理由は次のことによる。
すなわち、前述したような分注誤差の発生原因
を本発明者が検討したところによると、これは、
吸込み/吐出の対象液がノズルの下端部周囲にお
いて、ノズル外壁に回り込んで付着したり、ある
いはノズル内側面に付着して残つたりすることに
起因し、このような付着は、主としてノズルから
の液吐出の終期における吐出速度や液吐出初期の
吐出速度が、シリンダ装置からの正圧(吐出圧)
付与だけによつて吐出させる分注方法の場合、液
吐出中間期の吐出速度より低いことによると考え
られた。
特にこの問題は生体試料のようにノズル形成材
料との濡れ性がよい液の場合に顕著である他、微
量分注のために、シリンダ装置のピストンをパル
スモータを用いたネジ駆動方式のものとしたとき
に顕著となる。このことは例えば第6図a,b、
第7図a,bにより説明される。第6図aはシリ
ンダ装置をパルスモータで矩形駆動させた場合、
第7図aは同様パルスモータで台形駆動させた場
合を示しているが、これらにより与えられるノズ
ルからの液吐出速度は、シリンダ装置の駆動初期
における加速域や終期の減速域で、気体圧力の上
昇、下降が緩慢となることや、気体の圧縮性の影
響を受けて、液吐出の終期及び初期に液吐出の速
度が緩やかなカーブとなる特性を示すのである。
そこで本発明においては、ノズルからの液吐出
のために、圧力気体供給源からエア圧を付与する
操作を、ノズル装置による吐出ストロークの初期
及び終期の近傍でノズル装置による吐出圧に微小
時間の間重畳させる方式を採用することによつ
て、前記したようなノズル下端外面の付着による
液残存等を可及的に小ならしめるようにした。こ
れにより、特に、シリンダ装置の吐出ストローク
が開始された初期の加速域において、圧力気体供
給源からの吐出圧を重畳することで、ノズルから
出た液がノズルの外表面に回り込んで付着して残
ることを防止し、また液吐出の終期におけるシリ
ンダ装置の吐出ストロークの減速域において、同
様に圧力気体供給源からの吐出圧を重畳すること
で所謂しずくぎれを良好にすることができる。
第4図a〜cは比較例として分注操作の液吐出
の終期にのみ圧力気体供給源からのエア圧付与操
作を行なつた場合、第5図a〜cは本発明の実施
例として分注操作の液吐出の初期及び終期に前記
のエア圧付与操作を行なつた場合の液吐出速度を
説明した図であり、これらの図によつて、本発明
の場合には、分注初期及び分注終期の双方におい
て液吐出速度が高く得られることが分かる。
なお、ノズルへの液吸込みのためにはシリンダ
装置を用いることが好ましいが、この液吸込みの
ためのシリンダ装置をそのまま液吐出のシリンダ
装置として併用することができる。
液吐出の初期と終期の間においては、シリンダ
操作とエア圧付与操作の双方の操作を並行して行
なつてもよい。
本発明は特に、液吐出の概ね全範囲に渡つてシ
リンダ操作を連続して行ない、かつこのシリンダ
操作による液吐出の初期及び終期の双方におい
て、圧力気体供給源からのエア圧を、シリンダ装
置のストロークによるエア圧に重畳させることに
より、極めて高い分注精度の得られることが明ら
かとなつた。
本発明の好ましい実施態様は、液吐出初期にお
いて、弁装置の一時的開路をシリンダ操作の開始
と同時に短時間だけ行い、ノズル内部の液が吐出
される速度を急速に立ち上がらせる。続いてシリ
ンダ操作によつてノズル内部の液が吐出され、そ
の終期において弁装置を再び開いて液吐出のエア
圧を確保し、ノズル下端のしずく切れを良好に行
なうことで与えられる。
前期液吐出の終期におけるエア圧付与操作は、
通常0.2〜1sec好ましくは0.2〜0.5secであり、ま
た初期のエア圧付与操作は0.1〜0.2sec程度が好ま
しい。
本発明が適用されるノズル装置は、ノズル固定
式のもの、ノズルを上・下動等させる可動式のも
の、等適宜のものでよく、ノズル装置の構造に限
定されないが、一般的にはノズル下端に交換用の
ノズルチツプを装着して使用する場合のものが多
い。
ノズル装置のノズル内空に接続され、主に液吸
込みのために用いられるシリンダ装置は、ピスト
ンをパルスモータによるネジ駆動手段で移動させ
る機械式のもの、あるいは気体圧を用いて移動さ
せる空圧作動式のもの等いずれのものでもよく、
ピストンの初期位置からの往動により、シリンダ
に連通のノズル内空に負圧を作用させて液を所定
量吸込みし、液の吐出時あるいは吐出後に初期位
置に復動復帰させられる。
またノズル装置からの液吐出のためのエア圧付
与操作のために接続される圧力気体供給源、およ
びその接続径路途中の弁装置は、圧力エアを貯溜
するアキユームレータ、ポンプあるいは圧力ボン
ベ等と、常閉型の電磁弁とを組合せて構成される
のが一般的であるが、更に接続径路途中に弁装置
の一部として流量調整弁等を併設することも好ま
しい。電磁弁等の弁装置の開閉は、マニユアルス
イツチ、あるいは自動化した装置にあつては、分
注のための他の作動機器とのタイミングをとつた
シーケンス制御回路等を用いて行なわせるように
することができる。
液吐出のためのエアの圧付与操作は、ノズル下
端の内外表面における液付着を解消するために適
当する程度の圧力状態でエア圧を与えるものであ
り、一般的にはゲージ圧0.1〜5気圧程度、好ま
しくは0.1〜0.5気圧程度とすることがよい。エア
圧力が小さすぎると液付着の解消が十分でなく、
あまり大きいとノズル下端から吐出される液の飛
散の不具合を招くことがある。
エア圧付与のための弁装置の一時的開路は、ノ
ズル内部の液を吐出するのに十分な時間を若干上
回ればよく、これによりノズル内部の液が吐出さ
れる終期において液吐出のエア圧が確保され、ノ
ズル下端のしずく切れが良好に行なわれる。
また圧力気体供給源が必要時にのみ圧力を生ず
るものである場合には、弁装置はチエツク弁(一
方向弁)を用いてもよい。
(発明の実施例)
以下本発明の実施状態を図面に基づいて説明す
る。
第1図において、1は不図示の交換装置によつ
てノズルホルダ2に交換装着されるノズルチツプ
であり、ノズルホルダ2にはノズルチツプ1の内
部とエア管3を連通する流路が設けられている。
前記エア管3は、ノズルホルダ2への接続端と
は反対側の端部において分岐され、その分岐の一
方は、パルスモータ6によるネジ駆動型のシリン
ダ装置4のシリンダ気室5に連通され、分岐の他
方は、常閉型電磁弁7および流量調整弁8からな
る弁装置9を介して不図示のエア蓄圧器に連通さ
れている。なお電磁弁7は不図示の制御回路に接
続されていて、液吐出必要時に他の装置等とタイ
ミングを合わせて一時的に一定時間開路されるよ
うになつている。
次ぎにその作動について述べる。
まずノズルチツプ1をノズルホルダ2に装着
し、その下端を所定のサンプル容器内のサンプル
中に一定深さ浸潰させる。この状態でシリンダ装
置4のピストンを往動(図では下動)させ、ノズ
ルチツプ1内部にサンプルを吸込みする。サンプ
ルの吸込み量は、シリンダ装置4のピストン往動
の量を管理することによつて十分精度良く定める
ことができる。本実施例において、第一に希釈水
をノズルチツプ1内に吸込み、第2にサンプルを
吸込むことによつて、サンプルの希釈分注に対応
することも可能である。
次ぎに、シリンダ装置のピストンを固定したま
ま、ノズルチツプをサンプル容器からの上動抜出
しさせ、所定のサンプル分注容器の上方に接近対
向させる。
この状態で、例えば、シリンダ装置のピストン
を復動させると同時に電磁弁7を一時的に開路状
態に切換え、蓄圧器よりノズルチツプ1内に流量
調整弁8で定められる圧力エアを一時的に作用さ
せることによつて、内部液をサンプル分注容器に
吐出させる。吐出終了時に、再び電磁弁7を一時
的に開路状態に切換え、ノズル下端のしずく切れ
を良好ならしめる。かくのごとき操作によつて1
回の分注操作が終了する。以後この操作を繰返せ
ばよい。
以上の第1図に示した装置を用いてノズルチツ
プ1からの液吐出の操作を下記条件に従つて次の
手順により行ない分注精度(CV値)の結果を第
1表に示した。
比較例1…シリンダ操作のみによる液吐出
比較例2…シリンダ操作→終期のエア圧付与操作
を連続する液吐出(第4図に従つて操作)
実施例…シリンダ操作開始と、これと同時の一時
的エア圧付与操作→シリンダ操作→終期のエア
圧付与操作を連続する液吐出(第5図に従つて
操作)
ノズルチツプの下端口径 0.3mm
〃 の肉厚 0.3〜0.5mm
試 料 8%BSA in Saline
分注量(試料吸込み/吐出量) (第1表参照)
(試料+希釈液) 200μ
吐出操作
シリンダ操作 200μ/2sec
エア圧(ゲージ圧) 0.1気圧
エア圧付与時間
比較例2(終期のみ) ……0.5sec
実施例初期 ……0.1sec
終期 ……0.5sec
流量調整 10ml/10sec
(Field of Application of the Invention) The present invention relates to a dispensing method and apparatus for taking out a small amount of liquid from a liquid reservoir and injecting it into a predetermined container or the like with high accuracy. (Background of the invention) Generally, for biochemical analysis such as immune reaction (IA),
As a part of a liquid chromatography device, for example, a dispensing device for dispensing a sample liquid in minute amounts of several microns to several hundred microns is used. The configuration of such a conventional dispensing device is that a cylinder device connected to the inner space of the nozzle is provided to a nozzle device for aspirating and discharging the target liquid, and the target liquid is sucked into the inner space of the nozzle by the forward movement of the piston of the cylinder device. It is common that the piston is moved back and forth, and the sucked liquid is then discharged. However, when such a dispensing device is used for dispensing a very small amount of liquid as described above, it has been found that a significant dispensing error occurs. This dispensing error is, for example, approximately 0.3 to 0.5 mm for the lower end diameter of the inverted conical nozzle and 0.3 to 0.5 mm for the nozzle tube thickness.
When a liquid of about 200μ is sucked in and discharged by the reciprocating movement of the piston of a cylinder device, it may appear as a diameter of about several micrometers, and in systems that require strict dispensing accuracy. , the error cannot necessarily be said to be small, and the influence of the error becomes even more significant when dispensing an extremely small amount of several microns to several tens of microns. (Object of the Invention) The present invention was made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a dispensing method that dramatically improves the precision of dispensing a small amount of liquid, and to provide a method for implementing this method. An object of the present invention is to provide a dispensing device that can be suitably used. Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for dispensing liquid such as a sample, which is particularly suitable for use in a biochemical analysis system. (Summary of the Invention) A feature of the dispensing method according to the present invention, which has been made to achieve the above object, is that the liquid sucked into the nozzle device is applied with discharge pressure from a cylinder device and a pressure gas supply source. This is a dispensing method in which the liquid is discharged from the nozzle device by applying the discharge pressure, and the dispensing stroke of the cylinder device is continuously performed over almost the entire range of the dispensing operation in which the liquid is discharged by applying the discharge pressure. At least at the beginning and end of the discharge stroke, the discharge pressure applied from the pressure gas supply source is superimposed on the discharge pressure of the cylinder device for a short period of time. The dispensing device suitably used in such a method is characterized by a nozzle device for sucking in and discharging the liquid, and a device connected to the nozzle interior of the nozzle device to apply negative pressure for sucking the liquid and A cylinder device that applies discharge pressure for discharging, and a pressure gas supply source that is branched and connected in the middle of a connection path from the interior of the nozzle to the cylinder device and applies discharge pressure to the interior of the nozzle for liquid discharge. A connection path is provided between the pressure gas supply source and the branch connection point, and is temporarily opened at least at the beginning (at the start of driving) and at the end (at the end of driving) of the stroke of the cylinder device. The valve device is configured to include a valve device. The reason for adopting such a method and apparatus in the present invention is as follows. That is, according to the present inventor's investigation of the cause of the dispensing error as described above, this is due to the following:
This is due to the fact that the liquid to be sucked/discharged wraps around the lower end of the nozzle and adheres to the outer wall of the nozzle, or it adheres to and remains on the inner surface of the nozzle. The discharge speed at the end of liquid discharge and the discharge speed at the beginning of liquid discharge are determined by the positive pressure (discharge pressure) from the cylinder device.
This is thought to be due to the fact that in the case of a dispensing method in which liquid is discharged only by application, the discharge speed is lower than that in the middle stage of liquid discharge. This problem is particularly noticeable when the liquid has good wettability with the nozzle forming material, such as biological samples, and when the piston of the cylinder device is driven by a screw using a pulse motor for microdispensing. It becomes noticeable when This can be seen, for example, in Figure 6 a, b.
This will be explained with reference to FIGS. 7a and 7b. Figure 6a shows the case where the cylinder device is driven in a rectangular manner by a pulse motor.
Figure 7a shows the case of trapezoidal drive using a pulse motor. Due to the slow rise and fall and the influence of the compressibility of the gas, the speed of liquid discharge shows a gentle curve at the end and beginning of liquid discharge. Therefore, in the present invention, in order to discharge liquid from the nozzle, the operation of applying air pressure from a pressure gas supply source is performed for a short period of time to increase the discharge pressure by the nozzle device near the beginning and end of the discharge stroke by the nozzle device. By adopting the overlapping method, it is possible to minimize the amount of liquid remaining due to adhesion on the outer surface of the lower end of the nozzle as described above. This allows the liquid discharged from the nozzle to wrap around and adhere to the outer surface of the nozzle by superimposing the discharge pressure from the pressure gas supply source, especially in the initial acceleration region when the discharge stroke of the cylinder device starts. In addition, by similarly superimposing the discharge pressure from the pressure gas supply source in the deceleration region of the discharge stroke of the cylinder device at the end of liquid discharge, so-called tearing can be improved. Figures 4a to 4c are comparative examples in which air pressure is applied from a pressurized gas source only at the end of liquid dispensing during the dispensing operation, and Figures 5a to 5c are examples of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating the liquid discharge speed when the air pressure application operation is performed at the initial and final stages of liquid dispensing in the dispensing operation, and these diagrams show that in the case of the present invention, It can be seen that a high liquid ejection rate can be obtained in both the final stages of dispensing. Although it is preferable to use a cylinder device to suck liquid into the nozzle, this cylinder device for sucking liquid can also be used as it is as a cylinder device for discharging liquid. Between the initial stage and the final stage of liquid discharge, both the cylinder operation and the air pressure applying operation may be performed in parallel. In particular, the present invention continuously operates the cylinder over almost the entire range of liquid discharge, and applies air pressure from the pressure gas supply source to the cylinder device at both the initial and final stages of liquid discharge due to the cylinder operation. It has become clear that extremely high dispensing accuracy can be obtained by superimposing the air pressure on the stroke. In a preferred embodiment of the present invention, at the beginning of liquid discharge, the valve device is temporarily opened for a short time at the same time as the cylinder operation is started, and the speed at which the liquid inside the nozzle is discharged is rapidly increased. Subsequently, the liquid inside the nozzle is discharged by operating the cylinder, and at the end of the discharge, the valve device is opened again to ensure air pressure for liquid discharge, and the droplets at the lower end of the nozzle are properly cut off. The air pressure application operation at the end of the first stage liquid discharge is as follows:
It is usually 0.2 to 1 sec, preferably 0.2 to 0.5 sec, and the initial air pressure application operation is preferably about 0.1 to 0.2 sec. The nozzle device to which the present invention is applied may be any suitable device, such as a fixed nozzle type, a movable type that moves the nozzle up or down, etc., and is not limited to the structure of the nozzle device, but generally the nozzle In many cases, a replacement nozzle tip is attached to the bottom end. The cylinder device connected to the nozzle interior of the nozzle device and used mainly for sucking liquid is a mechanical type in which the piston is moved by a screw drive means using a pulse motor, or a pneumatic type in which the piston is moved using gas pressure. Any type of formula is fine,
By moving the piston forward from the initial position, negative pressure is applied to the interior of the nozzle communicating with the cylinder to suck in a predetermined amount of liquid, and the piston is returned to the initial position when or after the liquid is discharged. In addition, the pressure gas supply source connected to provide air pressure for discharging liquid from the nozzle device, and the valve device in the middle of the connection path may be an accumulator, pump, pressure cylinder, etc. that stores pressure air. Although it is generally constructed by combining a normally closed electromagnetic valve, it is also preferable to additionally provide a flow rate regulating valve or the like as part of the valve device in the middle of the connection path. Opening and closing of valve devices such as solenoid valves should be performed using a manual switch or, in the case of automated devices, a sequence control circuit that synchronizes with other operating devices for dispensing. Can be done. The operation of applying air pressure for liquid discharge is to apply air pressure at an appropriate level to eliminate liquid adhesion on the inner and outer surfaces of the lower end of the nozzle, and generally the gauge pressure is 0.1 to 5 atm. The pressure is preferably about 0.1 to 0.5 atm. If the air pressure is too low, liquid adhesion will not be resolved sufficiently.
If it is too large, the liquid discharged from the lower end of the nozzle may scatter. The temporary opening of the valve device for applying air pressure only needs to be slightly longer than the time sufficient to discharge the liquid inside the nozzle, so that the air pressure for liquid discharge is increased at the final stage when the liquid inside the nozzle is discharged. This ensures that the droplets at the bottom end of the nozzle are well cut. Further, if the pressure gas supply source generates pressure only when necessary, the valve device may be a check valve (one-way valve). (Embodiments of the Invention) Hereinafter, the implementation state of the present invention will be described based on the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a nozzle chip that is replaced and attached to a nozzle holder 2 by an unillustrated exchange device, and the nozzle holder 2 is provided with a flow path that communicates the inside of the nozzle chip 1 with an air pipe 3. . The air pipe 3 is branched at the end opposite to the end connected to the nozzle holder 2, and one of the branches is communicated with a cylinder air chamber 5 of a screw-driven cylinder device 4 driven by a pulse motor 6. The other branch is connected to an air pressure accumulator (not shown) via a valve device 9 consisting of a normally closed electromagnetic valve 7 and a flow rate regulating valve 8. The solenoid valve 7 is connected to a control circuit (not shown), and is temporarily opened for a certain period of time in synchronization with other devices when liquid discharge is required. Next, we will discuss its operation. First, the nozzle tip 1 is attached to the nozzle holder 2, and its lower end is immersed to a certain depth into a sample in a predetermined sample container. In this state, the piston of the cylinder device 4 is moved forward (downward in the figure) to suck the sample into the interior of the nozzle tip 1. The amount of sample sucked can be determined with sufficient accuracy by controlling the amount of piston reciprocation of the cylinder device 4. In this embodiment, it is also possible to handle diluted sample dispensing by first sucking dilution water into the nozzle tip 1 and second sucking the sample. Next, while the piston of the cylinder device is kept fixed, the nozzle tip is pulled out of the sample container in an upward motion, and is brought close to and facing above a predetermined sample dispensing container. In this state, for example, when the piston of the cylinder device is moved back, the solenoid valve 7 is temporarily switched to the open state, and the pressure air determined by the flow rate adjustment valve 8 is temporarily applied from the pressure accumulator into the nozzle tip 1. By this, the internal liquid is discharged into the sample dispensing container. At the end of the discharge, the electromagnetic valve 7 is temporarily switched to the open state again to make the dripping at the lower end of the nozzle good. By such operations, 1
The first dispensing operation is completed. You can repeat this operation from now on. Using the apparatus shown in FIG. 1, the liquid was discharged from the nozzle tip 1 according to the following procedure under the conditions described below, and the results of the dispensing accuracy (CV value) are shown in Table 1. Comparative example 1...Liquid discharge by cylinder operation only Comparative example 2...Liquid discharge by continuous cylinder operation → final air pressure application operation (operated according to Fig. 4) Example...Cylinder operation start and simultaneous temporary operation Liquid discharge by sequentially applying air pressure → cylinder operation → final air pressure application operation (operate according to Fig. 5) Lower end diameter of nozzle tip 0.3 mm Wall thickness 0.3 to 0.5 mm Sample 8% BSA in Saline Dispensing amount (sample intake/discharge amount) (See Table 1) (Sample + diluent) 200μ Discharge operation cylinder operation 200μ/2sec Air pressure (gauge pressure) 0.1 atm Air pressure application time comparison example 2 (final stage only)... …0.5sec Initial stage of example …0.1sec Final stage…0.5sec Flow rate adjustment 10ml/10sec
【表】
以上の結果より、本発明によつて行なわれた実
施例の分注精度は、比較例1、2に比べてその
CV値がいずれも1以下であり、しかもバラツキ
の程度が比較例に比べて大幅に小さくなつてお
り、有意な差をもつて向上していることが分か
る。したがつて、分注精度が測定結果に影響する
分析システムへの利用においての効果は極めて大
である。
また本実施例では、吐出初期における加圧によ
りノズル内部が最初から一定以上の速度で吐出さ
れるので液がノズル外面にまわり込むことがな
い。特に粘度の高い溶液の場合はノズル内面にお
ける溶液の流れがおそいためシリンダによる加圧
だけではゆつくりおし出すことになるため前記の
影響が大きいが、本発明方法によれば容易に解消
できる。更に、吐出終期における加圧によりノズ
ル下端に付着した溶液を急激にはき出し、溶液を
残存させないという効果もある。
なお本発明は第1図に示した実施態様のものに
限定されることなく種々の変更した態様により実
施することが可能である。
例えば第2図に示す例では、圧力気体供給源と
して、蛇腹式エアポンプ10を用い、また弁装置
の替りにチエツク弁11を用いたものであり、他
の構成は第1図に示した例と同様である。
本例の場合には、シリンダ装置等を用いて機械
的にあるいはエアポンプ8を圧縮することによつ
て、圧力エアが発生し、これがチエツク弁11を
介してノズルチツプ内部に伝えられることにな
り、気体供給源および弁装置が安価であるという
利点が得られる。なおチエツク弁はシリンダ装置
との関係において、液吸込み時には開路しない程
度のセツト圧を有するものであることがよい。
第3図によつて示される例は、圧力気体供給源
として、コンプレツサ(図示せず)およびレギユ
レータ12を用い、電磁弁7′が通常は大気に開
放される形式となつている他は、第1図に示した
例と同様のものである。本例では圧力気体供給源
からの圧力エアが通常は電磁弁7′を通して大気
に放出されるため、圧力エアがシリンダ装置側ヘ
リークすることがないという効果がある。
本例の場合には、この分注装置を含む分析測定
装置において、他の機器等の動力源としてコンプ
レツサの発生エア圧を使用することと共用でき、
全体としての設計自由度の増大、装置の共通化と
いう大きな利点が得られる。
(発明の効果)
以上述べたように、本発明によれば、上記実施
例、比較例で実験的に確認されるように微量な液
の分注において、ノズル下端での液付着による分
注誤差の影響が大幅に低減され、厳密な分注精度
が求められる各種分析、測定等の装置用として高
い分注精度(CV値が小さい)が得られ、その効
果は大なるものがある。
また液吸込み用のシリンダ装置を、吐出用とし
ても使用するものでは、ピストン復動時のストロ
ークを気体の圧縮性を考慮してピストン往動時の
ストロークより大きくとる必要から、ピストン往
動時(吸込み時)の無効ストロークが生じ、高精
度化のために細径長尺化するエアシリンダ装置の
一層の長尺化、吸込み量管理、吐出速度の調整等
の難を招くのに対し、本発明装置ではかかる難点
がなく、小型で高精度な分注を実現する上での効
果は極めて大である。[Table] From the above results, the dispensing accuracy of the example performed according to the present invention is lower than that of comparative examples 1 and 2.
It can be seen that the CV values are all less than 1, and the degree of variation is significantly smaller than that of the comparative example, indicating a significant improvement. Therefore, it is extremely effective when used in analysis systems where dispensing accuracy affects measurement results. Furthermore, in this embodiment, the pressure applied at the beginning of discharge causes the inside of the nozzle to be discharged at a speed higher than a certain level from the beginning, so that the liquid does not go around the outer surface of the nozzle. In particular, in the case of a highly viscous solution, the flow of the solution on the inner surface of the nozzle is slow and the pressure applied by the cylinder alone will cause the solution to be forced out slowly, so the above-mentioned influence is significant, but this can be easily overcome by the method of the present invention. Furthermore, there is an effect that the solution adhering to the lower end of the nozzle is rapidly expelled by applying pressure at the final stage of ejection, so that no solution remains. Note that the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG. 1, but can be implemented in various modified embodiments. For example, in the example shown in FIG. 2, a bellows type air pump 10 is used as the pressure gas supply source, and a check valve 11 is used instead of the valve device, and the other configuration is the same as the example shown in FIG. 1. The same is true. In the case of this example, pressurized air is generated mechanically using a cylinder device or the like or by compressing the air pump 8, and this is transmitted to the inside of the nozzle tip via the check valve 11. The advantage is that the supply source and valve equipment are inexpensive. In relation to the cylinder device, the check valve preferably has a set pressure that does not open during liquid suction. The example shown in FIG. 3 uses a compressor (not shown) and a regulator 12 as the pressure gas supply source, except that the solenoid valve 7' is normally open to the atmosphere. This is similar to the example shown in FIG. In this example, the pressure air from the pressure gas supply source is normally released to the atmosphere through the solenoid valve 7', so there is an effect that the pressure air does not leak to the cylinder device side. In the case of this example, the air pressure generated by the compressor can also be used as a power source for other equipment in the analysis and measurement device including this dispensing device.
This provides major advantages such as an increase in the degree of freedom in overall design and the use of common equipment. (Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, dispensing errors due to liquid adhesion at the lower end of the nozzle occur when dispensing a small amount of liquid, as experimentally confirmed in the above Examples and Comparative Examples. The effects of this are greatly reduced, and high dispensing accuracy (small CV value) can be obtained for various analysis and measurement devices that require strict dispensing accuracy, and the effect is significant. In addition, in the case where the cylinder device for sucking liquid is also used for discharging liquid, the stroke during the backward movement of the piston must be larger than the stroke during the forward movement of the piston in consideration of the compressibility of the gas. The present invention solves the problem of an invalid stroke (during suction), which leads to further elongation of air cylinder devices that are made smaller in diameter and longer in order to achieve higher precision, and difficulties in managing suction amount and adjusting discharge speed. The device does not have such difficulties and is extremely effective in achieving compact and highly accurate dispensing.
図面第1ないし第3図はいずれも本発明の実施
態様の構成概要例を示す図である。第4図は比較
例2のノズルからの液の吐出速度を説明するため
の図、第5図は本発明方法による液の吐出速度を
説明するための図、第6図、第7図はシリンダ操
作のみによる液吐出の速度を説明する図である。
1:ノズルチツプ、2:ノズルホルダ、3:エ
ア管、4:シリンダ装置、6:パルスモータ、
7:電磁弁、8:流量調整弁、9:弁装置、1
0:エアポンプ、11:チエツク弁、12:レギ
ユレータ。
1 to 3 are diagrams each showing an example of a general configuration of an embodiment of the present invention. Figure 4 is a diagram for explaining the liquid discharge speed from the nozzle of Comparative Example 2, Figure 5 is a diagram for explaining the liquid discharge rate by the method of the present invention, and Figures 6 and 7 are for the cylinder. FIG. 6 is a diagram illustrating the speed of liquid discharge based only on operation. 1: Nozzle chip, 2: Nozzle holder, 3: Air pipe, 4: Cylinder device, 6: Pulse motor,
7: Solenoid valve, 8: Flow rate adjustment valve, 9: Valve device, 1
0: Air pump, 11: Check valve, 12: Regulator.
Claims (1)
及び圧力気体供給源からの吐出圧付与によつてこ
のノズル装置から吐出させる分注方法であつて、
吐出圧付与によつて液を吐出させる分注操作の概
ね全範囲に渡り前記シリンダ装置の吐出ストロー
クを連続して行なわせると共に、該シリンダ装置
の吐出ストロークの少なくとも初期と終期におい
て、前記圧力気体供給源からの吐出圧を前記シリ
ンダ装置の吐出圧に重畳させることを特徴とする
微量液の分注方法。 2 液を吸込み/吐出するためのノズル装置と、
このノズル装置のノズル内空に接続されて液吸込
みのための負圧を付与しかつ液吐出のために吐出
圧を付与するシリンダ装置と、前記ノズル内空か
ら前記シリンダ装置に至る接続路の途中に分岐接
続されて液吐出のためにノズル内空に吐出圧を付
与する圧力気体供給源と、この圧力気体供給源か
ら前記分岐接続点に至る接続路の途中に介設され
て、少なくとも前記シリンダ装置のストローク初
期及び終期に微小時間の間開路される弁装置とを
備えたことを特徴とする微量液の分注装置。 3 ノズル装置が、取り変え可能なデイスポーザ
ブルチツプが組付けされるものであることを特徴
とする特許請求の範囲第2項記載の微量液の分注
装置。[Scope of Claims] 1. A dispensing method in which liquid sucked into a nozzle device is discharged from the nozzle device by applying discharge pressure from a cylinder device and a pressure gas supply source, comprising:
The discharge stroke of the cylinder device is continuously performed over approximately the entire range of the dispensing operation in which liquid is discharged by applying discharge pressure, and the pressurized gas is supplied at least at the beginning and end of the discharge stroke of the cylinder device. A method for dispensing a small amount of liquid, characterized in that the discharge pressure from the source is superimposed on the discharge pressure of the cylinder device. 2. A nozzle device for sucking/discharging liquid;
A cylinder device that is connected to the nozzle interior of this nozzle device and applies negative pressure for sucking liquid and applies discharge pressure for discharging the liquid, and a connecting path from the nozzle interior to the cylinder device. a pressure gas supply source that is branch-connected to apply discharge pressure to the interior of the nozzle for liquid discharge; 1. A micro-liquid dispensing device comprising: a valve device that is opened for a short period of time at the beginning and end of a stroke of the device. 3. The micro-liquid dispensing device according to claim 2, wherein the nozzle device is assembled with a replaceable disposable tip.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA000520333A CA1323004C (en) | 1985-10-15 | 1986-10-10 | Process for injecting a minute volume of a solution and an apparatus therefor |
| AU63819/86A AU593288B2 (en) | 1985-10-15 | 1986-10-10 | Process and apparatus for injecting a minute volume of a solution and an apparatus therefor |
| EP86114225A EP0219102B1 (en) | 1985-10-15 | 1986-10-14 | Process for injecting a minute volume of a solution and an apparatus therefor |
| DE8686114225T DE3684863D1 (en) | 1985-10-15 | 1986-10-14 | METHOD AND DEVICE FOR INJECTING A SMALL QUANTITY OF SOLUTION. |
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Publications (2)
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15760886A Granted JPS62182665A (en) | 1985-10-15 | 1986-07-04 | Method and apparatus for distributing minute amount of liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62182665A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002018800A (en) * | 2000-04-28 | 2002-01-22 | Eppendorf Ag | Gas cushion type distribution microsystem |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10393201T5 (en) * | 2002-09-11 | 2005-09-01 | Waters Investments Ltd., Milford | High pressure fluid sampling device and method |
| US8758702B2 (en) | 2005-05-06 | 2014-06-24 | Instrumentation Laboratory Company | Telescoping closed-tube sampling assembly |
| JP5646196B2 (en) | 2010-03-30 | 2014-12-24 | 武蔵エンジニアリング株式会社 | Discharge device, liquid dispensing device, and liquid dispensing method |
| EP2899528B2 (en) | 2014-01-24 | 2023-05-17 | Krüss GmbH | Contact angle measurement apparatus |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5646183U (en) * | 1979-09-18 | 1981-04-24 |
-
1986
- 1986-07-04 JP JP15760886A patent/JPS62182665A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002018800A (en) * | 2000-04-28 | 2002-01-22 | Eppendorf Ag | Gas cushion type distribution microsystem |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62182665A (en) | 1987-08-11 |
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