JPH09281116A - 分注装置 - Google Patents
分注装置Info
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- JPH09281116A JPH09281116A JP9388296A JP9388296A JPH09281116A JP H09281116 A JPH09281116 A JP H09281116A JP 9388296 A JP9388296 A JP 9388296A JP 9388296 A JP9388296 A JP 9388296A JP H09281116 A JPH09281116 A JP H09281116A
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Abstract
位置決め機構やノズル駆動機構の大幅な改良なしにノズ
ル軸へのチップの装着性を向上できる分注装置を提供す
る。 【解決手段】ポンプ手段と連通したノズル軸を、ノズル
軸のチップ装着部がディスポーザブルチップと接触した
際に水平移動及び/又は概ねノズル軸線上の任意の点を
中心とする首振り移動が可能にノズル軸保持台に保持さ
せた分注装置により前記課題を解決する。
Description
ザブルチップ(使い捨てチップ、以下チップと略する)
を用いて分注する分注装置に関するものである。
体試料、例えば血清、血液、尿等の生体試料では、健常
人に由来する試料と疾病を有する者に由来する試料の間
で百万倍以上、特定物質の濃度が異なることがある。こ
のような物質を測定する場合、試料と直接接触する分注
装置が高濃度の特定物質を含む試料で汚染されると、後
に分注される他の、特に低濃度試料が汚染され、正確な
測定ができなくなるため、チップを使用することが一般
的である。
分を使い捨てとすることで、前記のような高濃度試料の
持ち越しを防ぎ、汚染の伝播を防止していのである。
ノズル軸の下端に押し当てられ装着され、使用される。
このノズル軸は、XZ方向駆動機構により、又は、XY
Z方向駆動機構により水平及び垂直方向に移動可能であ
り、例えば水平方向の移動によりノズル軸線上にチップ
を位置させた後、垂直方向の移動によりチップに向けて
下降し、チップを装着する。
に下降しても、チップ位置がずれており、ノズルの軸線
上にチップが位置していない場合には、チップ装着部が
チップに挿入されず装着できなかったり、装着が不完全
で分注操作中にチップが脱離する可能性がある。チップ
が脱離しないまでも、チップが傾いて装着されている場
合には、ノズル軸とチップの間に隙間が開き、隙間から
空気が漏れ、分注精度が悪くなる可能性がある。
着部を有するノズル軸を、規格化されたチップに対して
正しく位置決めし、下降させることで装着不良によるチ
ップの脱離や空気漏れを防いでいる。また、本出願人が
特願平5−275305号に開示したように、ノズル軸
を回転させながら下降させ、チップ装着の際にチップ開
口にノズル軸をねじり込むことで装着性を向上させ、チ
ップの脱離や空気の漏れを防ぐ技術も提案されている。
更には、ノズル軸の先端に弾性体Oリングを取付けるこ
とで装着性を向上させ、チップの脱離や空気漏れを防ぐ
技術も知られている。
装着性を向上し、チップの脱離や空気の漏れを防ぐに
は、ノズル軸とチップの相対的な位置決め機構を改良す
る必要があるのはもちろんであるが、ノズル軸をチップ
に装着させるための駆動機構をも改良する必要がある。
即ち、チップの装着性を向上させるにはノズル軸を大き
な力でチップに挿入するか、或いは回転させるながらチ
ップに挿入すること等必要である。
入するには大きな力を発生するモータやそれに耐えうる
XY駆動機構等が必要である。これを実現すると、反
面、装置の製造コストが上昇し、かつ、装置が大型化す
るという新たな課題を生じかねない。また、ノズル軸を
回転させつつチップに装着することは、単にノズル軸を
チップに挿入するのと比較して小さな力で済むものの、
ノズル軸を下降させる機構が複雑化し、コスト面での課
題を生じる。
反力がノズル軸保持部等の機構に加わり、歪みが生じる
ため、ノズル軸の剛性を上げなければノズル軸が歪んで
しまい、結局はチップの装着不良を生じることにつなが
る。
を上方向に向けた状態で配置されるが、その軸線とノズ
ルの軸線を一致させることは困難である。この結果、ノ
ズル軸を単に大きな力でチップへ挿入したとしてもチッ
プがノズル軸と異なる方向を向いていた場合、装着性を
向上させるのは困難である。
後、他の液体試料を分注する前に外され他のチップと交
換されるが、チップを大きな力で装着した場合、この力
に応じた力を加えないとチップを外すことができない。
そのため、上記のように駆動機構を改良した場合には、
更にチップを外すための機構をも改良することが必要と
なる。
に鑑みてなされたものであり、ノズル軸とチップの相対
的な位置決め機構やノズル駆動機構の大幅な改良なしに
ノズル軸へのチップの装着性を向上させるものである。
を装着するための中空のチップ装着部を有するノズル軸
と、前記中空部に気体を吐出しかつ前記中空部から気体
を吸引しうるように連通されたポンプ手段と、ノズル軸
を保持するノズル軸保持台と、ノズル軸保持台を垂直方
向に移動可能に保持する基台と、前記ノズル軸保持台を
垂直方向に移動させる駆動手段と、ノズル軸の軸線上に
前記ノズル軸に保持されるべきチップを位置させるべ
く、ノズル軸保持台及び/又はチップを水平方向に移送
する手段とを有する分注装置において、チップ装着部が
チップと接触した際、ノズル軸はノズル軸保持台に対し
て水平移動及び/又は概ねノズル軸線上の任意の点を中
心とする首振り移動が可能にノズル軸保持台に保持され
ていることを特徴とする分注装置である。以下に本発明
を詳細に説明する。
注装置である。チップは、例えば、ポリプロピレン、ポ
リスチレン、ポリエチレン、ABS等の樹脂材料で、通
常、コーン状(先端が細くなった円錐状)に射出成形さ
れている。太い方の開口にノズル軸のチップ保持部を挿
入することでこれを装着し、他方の細い開口から液体試
料を吸引・吐出する。
段に、前記ノズル装着部が挿入される開口が上を向いた
状態、更に詳しくはチップの軸線とノズル軸の軸線が一
致するよう、一次元的又は二次元的に配置され、ノズル
軸の軸線上に移送される。なおこの移送は、ラックを移
送することにより、及び/又は、後述のノズル軸保持部
を水平方向に移送する駆動装置からなる手段を用いてノ
ズル軸を移送することにより実現できる。この移送のた
めの手段には、通常使用されるパルスモータやDCサー
ボモータ等のモータを備えた駆動装置等を使用すること
ができる。ノズルをラックに一次元的に配置した様子を
図1aに、二次元的に配置した様子を図2aにそれぞれ
示すが、これらは一例であり、例えば二次元的な配置と
して円板上に配置することもできる。なお、ラックはプ
ラスチックや金属等で構成すれば良いが、市販されてい
るものを用いることもできる。
の中空のチップ装着部を有する。この端の形状は、装着
されるべきチップの開口部の内側の形状にすることが好
ましいが、チップを装着した際に気密性を保てれば良
く、厳密にチップ内側の形状と同一の形状にする必要は
ない。またチップ装着部は、全体として同一形状である
必要はなく、チップに挿入し易いように先端部先細りの
テーパー状とし、その根元部がチップとの気密性を保つ
ような形状としても良い。
を用いて、ノズル軸の他の部分と一体に構成することが
できる。しかし、例えば、他の部分とは別の部材で構成
し、チップへの挿入の際に発生する摩擦により磨耗した
場合に当該部分のみを交換可能としても良い。この場合
には、当然のことながら、他の部分とは異なる材料を使
用することもできる。また、例えば、ノズル軸と一体に
構成しておき、チップ装着部のみに耐磨耗性のコーティ
ングを施す等しても良い。
は中空構造を有する。即ち、ノズル軸は、単なる棒状部
材の一端に、中空部を有するチップ装着部を有するもの
であっても良い。当然のことながら、ノズル軸全体が中
空部を有するものでも良い。この中空部は、後に説明す
るポンプ手段と連通される。なおノズル軸は、前記した
チップ装着部を除き、形状等の特別の制限はないが、円
柱や六角柱等の多角柱状とすることが取扱いや製造コス
トの面で好ましい。
気体を吸引し得るように連通されたポンプ手段は、液体
試料を吸引・吐出するための手段である。具体的にはシ
リンジポンプやプランジャーポンプ等の通常のポンプを
使用することができるが、正確な量の液体試料を吸引・
吐出する場合には、制御の容易なパルスモーター駆動の
シリンジポンプ又はプランジャーポンプを使用すること
が特に好ましい。ポンプ手段は直接中空部に接続されて
いても良いが、ノズル軸回りの構成を簡潔にするため、
適当な配管で連通することもできる。
ズル軸を水平移動及び/又はノズル軸線上の任意の点を
中心とする首振り移動可能に保持する。このようにノズ
ル軸をノズル軸保持台に保持させることにより、垂直方
向への移動を制限しつつ、チップ装着部を水平及び球面
上を移動可能とする。本発明でノズル軸のノズル軸保持
台に対する垂直方向の移動を制限するのは、垂直方向へ
の移動が、ノズル軸下降によるチップ装着部のチップへ
の挿入力を逃がし、結果としてチップの装着性を悪化さ
せるのを防止するためである。しかしながら、チップ装
着に十分な挿入力が確保できるのであれば、垂直方向の
移動を許容することも可能である。
としてノズル軸の軸線がプラスマイナス5度前後傾斜で
きる移動であることが好ましい。またこの首振り移動
は、ノズル軸の軸線がチップの軸線に合わせて傾斜でき
るように、ノズル軸の下端近傍を中心とする移動である
ことが好ましい。首振り移動の中心は、後述する弾性体
のノズル軸への取り付け位置近傍に位置するが、前記ノ
ズル軸下端近傍を中心とする首振り移動は、ノズル軸へ
の弾性体取り付け位置を中心とする首振り移動とノズル
軸の水平移動を合成した動きにより得られる。
イナス10mm前後が好ましいが、この値はノズル軸の
首振り運動の範囲や自然に生じるノズル軸のたわみ等を
勘案して適宜変更すれば良い。なお、ノズル軸が曲がり
やすい柔軟な材料で作られている場合にはノズル軸の首
振りのための機構は省略することも可能であるが、固い
材料の場合は首振り機構を装備させることが特に好まし
い。
持させるには、非等方的な剛性を有する弾性体を使用す
ることが例示できる。ここで、非等方的な剛性とは、特
に、水平方向に対しては弾性を示すが、垂直方向に対し
ては剛性を有することを意味する(ノズル軸への取り付
け位置近傍を中心とした首振り移動に対しては、小さな
弾性で十分である)。弾性体は、直接ノズル軸に固定し
ても良いが、ノズル軸を他の部材に取り付けた上で当該
部材に固定しても良い。
えば、面が水平方向に向いた板バネ、垂直方向に向いた
線バネ、ゴム、スポンジ或いは柔らかいプラスチックス
に金属、硬質プラスチックス、植物繊維等で作られた薄
板、繊維、糸又はワイヤ等を埋めこんだ複合材料を例示
することができる。例えばゴムには、ビル等の耐震構造
に使用される、垂直方向については剛性を、水平方向に
ついては弾性を有するものがある。均一な弾性体であっ
ても、その間に剛性を有する繊維や薄板を一層以上、水
平に挟むことで、垂直方向の力に対して剛性を示す本発
明の弾性体として使用することができる。このような弾
性体では垂直方向に伸長力が加わると接合部がはがれる
原因になるため、圧縮力が加わるように用いると良い。
即ち、ノズル軸をチップに押し込んで装着し、またチッ
プを外す時には互いに逆向きの力が働くので、複数ヵ所
に弾性体を用いて予め予圧しておき、逆向きの力が働い
たときにも引っ張り力が働かないようにすることが例示
できる。
基台に保持される。前述の通り、ノズル軸を水平方向に
も移動可能に基台に保持しても良い。この場合、当該水
平方向への移動をもってチップをノズル軸の軸線上に移
送する手段とすることもできる。ノズル軸を垂直方向に
移動させる駆動手段には、例えばパルスモータ、DCサ
ーボモーターあるいは通常のDCモーターなどのモータ
ーの他、エアシリンダなどを用いた直線運動機構等、通
常の移動手段を用いることができる。
は、チップとノズル軸の相対的位置を変化させること
で、ノズル軸が下降した際にチップ装着部が概ねチップ
の開口部に到達するようにできるものであれば良い。従
って、ノズル軸を水平方向に移動する構成としても良い
し、ラックに配置されたチップを水平方向に移動させる
ものでも良い。
は、例えばノズル軸をノズル軸保持台に水平方向に回転
可能に取り付けられたアームに取り付けた分注装置をも
提供するものである。この場合、チップの装着時以外に
は所定の中立位置にアームを位置させるようにすると装
置の制御等が容易である。
移動は、ノズル軸の軸線とチップの軸線が平行であるも
ののずれている場合に有効である。従って、ノズル軸と
チップの位置決めが完全ではなくとも、チップの装着性
を向上できる。
向の移動との合成によるノズル軸の下端近傍を中心とす
る首振り移動は、ノズル軸とチップの軸線の不一致、即
ちチップが傾いた状態でラックに配置されている場合等
に対し、特に効果的である。しかも、ノズル軸をチップ
に挿入する時、ノズル軸を保持する機構に生じる歪みを
吸収するためにも効果的である。
ル軸の位置及び向きがずれていても、ノズル軸の先端、
即ちチップ装着部がチップの開口に入リさえすれば、ノ
ズル軸がチップに合わせて移動することで装着性を向上
させることが可能である。その結果、本発明によれば、
大きな力でノズル軸をチップに挿入しなくとも装着率を
向上することが可能であるから、XZ機構やXYZ機構
等のノズル軸駆動機構に過剰な強度を持たせる必要がな
い。また、チップ装着の強さのばらつきが小さくなるた
め、チップを取り外す際に要する力もほとんど同一であ
り、チップ取り外し機構をも簡略化することができる。
本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例に
限定されるものではない。
して面が水平方向に向いた板バネを用いた本発明の分注
装置を示すものである。図中、21はノズル軸を、22
はノズル軸保持台を、23は弾性体である板バネを示
す。板バネは、ノズル軸の水平方向の移動を可能にする
ため、本図に示したように、平面状ではなく、少なくと
も1ヵ所で折り曲げたり、二枚以上の板ばねを角度をつ
けて(じぐざくに)接合する等、たわみが生じ得るよう
にして使用する。板ばねの厚さ、長さ、形状は適宜選定
することができるが、本例では、0.5mm厚のリン青
銅の板を180°の円弧状に二度曲げて作製した。なお
本例では、ノズル軸は直接板バネと結合されておらず、
ノズル軸保持具24を介して取り付けられている。
にたわむことでノズル軸は水平方向に移動可能であり、
更には保持具を中心とした首振り移動が可能である。一
方、垂直方向に関しては、板バネは弾性を示さず、剛性
を示す。
して垂直方向に向いた線バネを用いた本発明の分注装置
を示すものである。図中、31、32、34は図1と同
様であり、33は弾性体である線バネを示す。本例で
も、線バネが水平方向にたわむことでノズル軸は水平方
向に移動可能であり、更には保持具を中心とした首振り
運動も可能である。一方、垂直方向に関しては、線バネ
は弾性を示さず、剛性を示す。
平方向に回転可能に取り付けられたアームに取り付けら
れた本発明の分注装置を示すものである。本図では、ノ
ズル軸41は、ノズル軸保持台42に水平方向に回転可
能に取り付けられたアーム46に、該アームへの取り付
け点を中心に水平方向に回転可能に取り付けられてい
る。ノズル軸は、直接的にはノズル軸保持具44に取り
付けられている。本図の装置においては、アーム46は
ノズル軸保持台42に回転軸47により一点で連結され
ており、水平方向に回転可能である。またノズル軸保持
具44もまた、アーム46に回転軸48により一点で連
結されており、回転軸48を中心として水平方向に回転
可能である。回転軸47及び48による連結点には、ア
ーム46及びノズル軸保持具44の水平方向の回転を円
滑にする目的でボールベアリング49が埋設されてい
る。更に、アーム46とノズル軸保持具44は、ノズル
軸保持具44が不用意に回転しないよう、ボールプラン
ジャの球45がノズル軸保持部に開けられた穴にはまる
ことで垂直方向に力が加わっていない時は予め定めた基
準位置に位置するように構成されている。
性体を用いた本発明の分注装置を示すものである。図5
aはその外観を、図5bはその断面を示す。ゴム510
の間には、薄い金属板511を複数層、挟んであり、こ
れにより、特に、ノズル軸51がチップに挿入される際
に生じる垂直方向の力に対しては剛性を示す反面、ノズ
ル軸は水平方向に移動可能である。なお、52はノズル
軸保持台を、54はノズル軸保持具を、512はノズル
軸のチップ装着部の中空部を示し、本例では中空部はノ
ズル軸の他端513にまで延び、当該他端で不図示のポ
ンプと配管514を介して連通されている。
性体を用いた本発明の分注装置の別の例を示すものであ
る。ノズル軸に働く上方向への及び下方向への力(チッ
プを外す時に働く力)に耐性を示すように、ノズル軸保
持台62を上下から弾性体で挟み、締め付けてある。従
って、チップを外す時に過大な力が加わっても、張り合
わせたゴムがはがれることがない。
の分注装置を示すものである。本例のゴム自体の垂直方
向の力に対する耐性を増すため、垂直方向にワイヤ71
5を複数本、埋設してある。なおワイヤに代えて、垂直
方向に剛性を有する部材を使用しても良い。
る。図8aはその外観を、図8bは断面を、図8cは上
面を示す。本図に示した例では、ノズル軸81をノズル
軸保持台82をフランジ820と平板817で挟むこと
によって保持している。第一のバネ816は、ノズル軸
のチップ装着部のフランジ820とノズル軸に垂直方向
に移動可能に取り付けられた平板817の間に係合さ
れ、ノズル軸に上方向の力を作用させてこれを一定の位
置に保っている。
1とノズル軸保持台82の間には間隙があり、ノズル軸
は水平方向へ移動可能である。このような構成の分注装
置では、ノズル軸が水平方向に移動する際、ノズル軸保
持台と前記平板の間に摩擦力が生じるため、これらが互
いに容易に滑るように、平坦に加工された部材を用い、
更には少なくとも一方をテフロンやポリアセタールで裏
打ちするか、あるいは両者の間にテフロンやポリアセタ
ールの薄板を挟むことが好ましい。図中、818で示し
た部分がテフロンの板である。同様に、ノズル軸保持台
82の下部とノズル軸のフランジ部分820にも、同様
の理由によりテフロン製の板818を挿入することが好
ましい。なおノズル軸のフランジ部分は、ノズル軸保持
台に対する掛止であって、第一のバネがノズル軸に加え
る上方向の力及びチップ装着時の上向きの力を受けとめ
るものである。なお、本図の例では、ノズル軸の、ノズ
ル軸下端を中心とする首振り移動を容易とするため、フ
ランジ820とノズル軸保持台82の接触面及び平板8
17とノズル軸保持台82の接触面を、ノズル軸下端を
中心とする球面にしてある。
図である。
面が水平方向に向いた板バネを用いた本発明の分注装置
を示すものである。
垂直方向に向いた線バネを用いた本発明の分注装置を示
すものである。
向に回転可能に取り付けられたアームに取り付けられて
いる本発明の分注装置を示すものである。
を用いた本発明の分注装置を示すものである。
を用いた本発明の分注装置を示すものである。
注装置を示すものである。
分注装置を示す図である。
保持台 23、33 弾性体 24、34、44、54 ノズル軸保持具 45 ボールプランジャの球 46 アーム 47、48 回転軸 49 ボールベアリング 510、610 弾性体 511、611 金属板 512 ノズル軸中空部 513 ノズル軸の一端 514 配管 715 ワイヤ 816 バネ 817 平板 818 テフロン板 819 バネ 820 フランジ
Claims (6)
- 【請求項1】一端にディスポーザブルチップを装着する
ための中空のチップ装着部を有するノズル軸と、前記中
空部に気体を吐出しかつ前記中空部から気体を吸引しう
るように連通されたポンプ手段と、ノズル軸を保持する
ノズル軸保持台と、ノズル軸保持台を垂直方向に移動可
能に保持する基台と、前記ノズル軸保持台を垂直方向に
移動させる駆動手段と、ノズル軸の軸線上に前記ノズル
軸に保持されるべきディスポーザブルチップを位置させ
るべく、ノズル軸保持台及び/又はディスポーザブルチ
ップを水平方向に移送する手段とを有する分注装置にお
いて、チップ装着部がディスポーザブルチップと接触し
た際、ノズル軸はノズル軸保持台に対して水平移動及び
/又は概ねノズル軸線上の任意の点を中心とする首振り
移動が可能にノズル軸保持台に保持されていることを特
徴とする分注装置。 - 【請求項2】ノズル軸が、非等方的な剛性を有する弾性
体を介してノズル軸保持台に保持されていることを特徴
とする請求項1の分注装置。 - 【請求項3】非等方的な剛性を有する弾性体が、面が水
平方向に向いた板バネであることを特徴とする請求項2
の分注装置。 - 【請求項4】非等方的な剛性を有する弾性体が、垂直方
向に向いた線バネであることを特徴とする請求項2の分
注装置。 - 【請求項5】非等方的な剛性を有する弾性体が、ゴム部
材であることを特徴とする請求項2の装置。 - 【請求項6】ノズル軸が、ノズル軸保持台に水平方向に
回転可能に取り付けられたアームに固定的又は首振り移
動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項1
の分注装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9388296A JP3637677B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 分注装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9388296A JP3637677B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 分注装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09281116A true JPH09281116A (ja) | 1997-10-31 |
| JP3637677B2 JP3637677B2 (ja) | 2005-04-13 |
Family
ID=14094854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9388296A Expired - Fee Related JP3637677B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 分注装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3637677B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116859215A (zh) * | 2021-11-09 | 2023-10-10 | 苏州联讯仪器股份有限公司 | 光通讯用芯片测试设备 |
-
1996
- 1996-04-16 JP JP9388296A patent/JP3637677B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116859215A (zh) * | 2021-11-09 | 2023-10-10 | 苏州联讯仪器股份有限公司 | 光通讯用芯片测试设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3637677B2 (ja) | 2005-04-13 |
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