JPH10309199A - 検体の自動塗布方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の機械化された検体の培地への塗布方法
に比べ、より安価に、且つ確実に、さらには、如何なる
塗布パターンや各種検体にも対応できるようにする。 【解決手段】 検体をループ状に成形したナイロン、フ
ッ素樹脂等の合成樹脂繊維糸、軟銅線等の金属細線など
の弾性細線で、培養容器内の寒天等の培地に接触させ、
任意の塗布軌跡を得るよう培養容器を移動させて検体を
塗布する方法である。これによって、検体の塗布が加工
容易な弾性細線をループ状にしたものを連続的に塗布供
給するのでコンタミネーションがなく、塗布が定量、定
形的となり、常に均一性を保つことができ、装置自体の
製造価格も、操業費用も少なくて済む。使い捨ての白金
耳や綿棒などに比べて、樹脂細線は低価格であり、ラン
ニングコストを低減でき、さらには、分離用塗布および
薬剤感受性塗布の両方の塗布へ対応が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、尿、便、喀痰、分
泌物、血液などの固形物又は液状物の検体をシャーレ等
の培養容器内に収容された寒天のような培地への自動塗
布方法とそのための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、手作業で行われていた検体の培地
への塗布作業を、コンタミネーションを生じることなく
定量塗布を可能とする機械化、自動化の試みが、特開昭
６３−１６０５７６号公報、特開平２−７２８９８号公
報、特開平３−１７５９９６号公報、特公平４−６６５
５２号公報、特開平６−２９６４８１号公報などに多く
提案されている。

【０００３】検体の培地への塗布作業は、菌分離の目的
のため、検体を塗り延ばして塗布する菌分離用塗布と、
薬剤感受性試験のため、同一菌種の菌液を培地全体に塗
り広げ、培地全面に菌を育成させる感受性用塗布の２通
りがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
自動塗布装置は分離用塗布の装置であり、培養容器内の
培地上に回転運動を主体とする塗布パターンで塗布する
ものであり、また、塗布に際しての培地表面の状態に適
した強さで接触させるために、複雑な機構を必要とし、
さらには、固形物及び液状物に大別される各種検体の自
動塗布を同一の装置で行うことができず、ユーザーが通
常行っている塗布パターンが実現できない等の欠点があ
り、ユーザーの要求を充分に満たすことができていない
ものであった。

【０００５】本発明が解決しようとする課題は、より安
価に、且つ確実に、さらには、如何なる検体塗布パター
ンや各種検体にも対応し、しかも各種検体を定量的に塗
布できる機械化された検体の培地への塗布方法と装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、細線をループ
状に成形し、そのループ状先端を培養容器内の寒天等の
培地に接触移動させて所要の塗布軌跡を得るようにした
ことによって、定量の検体塗布と培地の凹凸への追従を
可能としたものである。このループ状に成形した弾力の
ある細線を使用し、必要に応じてその接触角を調整し、
さらには、培養容器をその回転も含めて平面内での移動
を可能にすることによってユーザーの望むパターンで自
動的に塗布することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】細線としては、ナイロン、フッ素
樹脂等の合成樹脂繊維糸、硬質ゴムや鋼線、軟銅線、ニ
クロム線等の金属細線等の弾性を有し、成形性の良い細
線を使用する。その直径は検体の塗布の関係から、約１
ｍｍ径のものを使用する。０．５ｍｍ以下では線材が培
地に食い込み、２．５ｍｍ以上では接触面積が大きすぎ
塗布困難となる。また、ループ状とは、Ｕ型、Ｏ型を含
むものである。さらに、ループの長径は培地との追従
性、検体の付着性から５ｍｍ〜３０ｍｍ未満が良好であ
る。

【０００８】以下の実施例によって、その実施の形態を
示すが、本発明はこの実施例に示す態様に限られるもの
ではないことは勿論である。

【０００９】

【実施例】図１は本発明を実施するための装置の全体構
造を上方から見た図を示し、図２は図１をＩＩ−ＩＩ線
から見た正面図であり、図３は同じくＩＩＩ−ＩＩＩ線
から見た図であるが、図２と図３においては、図１に示
す後述の移載装置などは省略している。

【００１０】図１において、寒天のような培地を収容し
た培養容器１（以下、シャーレと称す）は、供給ストッ
カーＡから塗布ステージＢに供給され、そこで検体スト
ッカーＣから検体を受けた検体塗布装置によってシャー
レ内の培地に検体を塗布したのち、シャーレは収納スト
ッカーＤに収納される構造になっている。個々の装置は
図示しない自動制御装置によって、連係して作動するよ
うプログラム化している。

【００１１】供給ストッカーＡは、図２に示すように、
下皿とこれを覆う上蓋からなるシャーレ１を複数個積み
重ねたシャーレ群を回転テーブル２上に環状に配置し、
エレベーター装置３によって順次押し上げてシャーレ１
を所定位置に上昇させる。所定位置に上昇したシャーレ
１は、その先端に把持機構４を有する反転移載機構５０
によって、シャーレ１を反転し、培地を形成した下皿を
下方側として待機位置Ｅまで移送する。待機位置Ｅのシ
ャーレ１を第２の移載機構５１にて塗布ステージＢへ移
載する。

【００１２】この塗布ステージＢにおいて、真空吸着装
置を備えた蓋開閉装置５４によってシャーレ１の上蓋を
下皿から分離し、塗布ステージＢ外へ移送する。下皿の
培地への塗布後、再度上蓋を被せる。

【００１３】ついで、第３の移載機構５２にて塗布ステ
ージＢのシャーレ１を第２の待機位置Ｆへ移載する。前
記第１の移載機構５０と同一の第４の移載機構５３によ
って、途中の印字部Ｇにてシャーレ１に印字を行い、そ
の後、シャーレ１を反転して収納ストッカーＤへ移載す
る。

【００１４】６は検体移送機構であって、検体ストッカ
ーＣに収納された固形物の検体を採取した栓と一体構造
の検体採取具を収容した容器を把持機構７によって栓開
閉位置Ｈまで搬送し、容器を開栓し、把持機構７に把持
した栓、即ち検体採取具を塗布ステージＢの待機位置ま
で移送する。

【００１５】図４は塗布ステージＢにおける構造の詳細
を示す図であり、図５はその側面を示す。同図に示すよ
うに、塗布ステージＢはシャーレ１の移動運動機構と塗
布具としてのループ状細線加工機構と塗布機構とからな
る。

【００１６】シャーレ１の移動運動機構は、回動用モー
タ８にベルト掛けされた水平回転自在な載置台９と、こ
の載置台９をＸ−Ｙ軸位置決めテーブル１０のＹ軸テー
ブル１０１とこれに接合したＸ軸テーブル１０２により
水平面移動できるようなっている。さらにこの載置台９
は、塗布位置と受入れ、払い出し位置との間を移送でき
ようになっている。１１はＸ軸テーブル１０２の駆動用
モーター、１２はＹ軸テーブル１０１の駆動用モーター
である。これらの機構の駆動形態を組み合せることによ
って、載置台９上のシャーレ１に任意の回転および水平
移動を組合せて、シャーレ１内の培地に任意の塗布パタ
ーンを形成するための運動を与えることができる。

【００１７】また、シャーレ１側を動かす機構にしたの
は、分離用の塗布は塗布を高速で行う必要があり、装置
への負荷を軽減し、且つ高速駆動を行っても、位置制御
を容易とするためである。さらに、必要であれば、把持
変位機構２０の駆動を組み合せることもできる。

【００１８】ループ状細線加工機構には、細線Ｌの供給
機構として、細線リール１３と、細線繰り出しのための
ロール１４と細線Ｌを垂直に誘導する誘導管１５と加熱
管１６と該誘導管１５の下方端部に固着したガイド１７
が設けられている。６０はロール１４の駆動用モータ
ー、６１はガイド１７の昇降装置である。

【００１９】加熱管１６は細線Ｌを滅菌するために１０
０〜１２０℃に誘導管１５を介して加熱するためのもの
である。１８は細線Ｌを切断する切断機構であって、細
線Ｌは加工機構１９とこれに連係する把持変位機構２０
に把持されてループ状に加工された後、細線Ｌを切断す
る。さらに、ループ状の細線Ｌは把持変位機構２０によ
って培地まで変位させる。

【００２０】繰り出された細線Ｌを切断する切断機構１
８には、図５の側面図に見られるように水平な基体６２
上に水平配置した駆動装置６３の先端部に設けた案内摺
動体の摺動体２２に固着した台座２１上に、駆動装置６
４の前進端側に支持枠６５を設け、これにカッター支軸
６６を垂直方向に軸支し、その後進端側に漸次狭幅とな
るカッター開閉部材６７の駆動装置６４を設けている。
カッターの開閉部材６７を前進させると、カッター柄部
６８の後端がカッター開閉部材６７に摺接しながらカッ
ター刃部６９を閉じる。カッター刃部６９を開くために
カッター柄部６８間にスプリング（図示せず。）を装着
している。

【００２１】なお、前記支持枠６５には加熱装置を組み
込むことでカッター刃部６９の滅菌を行うようにする。

【００２２】細線加工機構１９は、図４に見られるよう
に、水平設置した昇降自在な台座７０上に設けたＸ−Ｙ
軸位置決めテーブル２３のＸ軸テーブル７１の前端部に
成形ヘッド２４を有する。この成形へッド２４の形状を
変えることにより、塗布時の細線の形状を変更できる。
本実施例では図５、図６に見られるように直径方向の開
放溝形としているが、回動用モータ７２の軸に適当間隔
の平行な軸を斜め下方に設け、夫々の軸間に細線Ｌを通
すことで成形することもできる。

【００２３】そして、この細線加工機構１９には、回動
用モータ７２の出力軸の突出口部を形成し台座７０に垂
直配置された固定板２５と、揺動自在に軸支された挾持
用シリンダ２６によって、前記固定板２５の後方から当
接、離間する可動板２７とからなる挾持手段が設けられ
ている。

【００２４】この成形された細線Ｌの把持変位機構２０
は、昇降自在な台座２８上に前記細線加工機構１９に対
して直交方向に進退可能に水平設置した一軸位置決めテ
ーブル８０に設けたチャック装置２９が直交方向に変位
可能に設けられている。この把持変位機構２０と細線加
工機構１９との配置において、Ｏ型のループ状細線を得
ることができる。

【００２５】Ｕ型のループ状細線を得る時は、細線加工
機構１９のＸ軸テーブル７１の進退方向の対して並行方
向に進退可能に水平設置した一軸位置決めテーブル８０
に設けたチャック装置２９が直交方向に変位可能に設け
るか、把持変位機構２０の台座２８を水平回転可能とす
ることで、Ｕ型、Ｏ型いずれのループ状細線を得ること
もできる。

【００２６】図６は細線加工機構１９による細線Ｌの加
工状態を示す図である。同図（ａ）に示すように、リー
ル１３からロール１４によって上方から繰り出され、加
工位置の成形ヘッド２４の直上に下降位置している誘導
管１６を経て成形ヘッド部２４を通過した後、一旦繰り
出しを停止する。次いで同図（ｂ）に示すように、成形
ヘッド部２４を所要長さ通過した細線Ｌの長さの略半部
程度まで下降させながら若干水平方向へ移動させる。そ
の後、同図（ｃ）に示すように、成形ヘッド部２４を１
８０°回転させて細線ＬをＵ字状とする。次いで、狭持
用シリンダ２６を駆動して可動板２７と固定板２５とに
より、Ｕ字状となった細線Ｌを狭持する。この状態から
同図（ｄ）に示すように、ガイド１７を上昇させたの
ち、同図（ｅ）に示すように、細線Ｌの先端部とこれに
隣接する細線Ｌのループ面と直交する面からチャック装
置２９の把持部で把持し、細線をループ状とした後、前
記狭持用シリンダ２６を逆駆動して狭持状態を解除し、
成形ヘッド２４を待機位置へ後退させ、ついで細線Ｌが
掴まれたままの状態でチャック装置２９の把持部上方で
細線は切断機構１８によって切断される。

【００２７】なお、ガイド１７と成形ヘッド１９との間
隔を充分に取れるか、細線ＬをＵ字状とするときにその
先端部がガイド１７に当接しない時は、成形ヘッド２４
を水平方向へ移動させる必要のないことは当然である。

【００２８】検体の塗布具としてループ状に成形された
塗布用細線を把持した把持変位機構２０により、ループ
状の塗布具９０を前記待機位置にある検体採取具９１の
長軸方向と略直交状態で当接する位置まで移動させて、
当接後、前記把持機構７に設けた回動装置９２により、
検体採取具９１を回転させて、一定量の検体を塗布具で
あるループ状細線に付着させる。

【００２９】塗布具への付着完了後、検体採取具９１は
前記と逆の移送により、閉栓され、検体ストッカーＣ内
に戻される。

【００３０】この位置でチャック装置２９に把持された
塗布具９０を培地に接触付着する位置まで回動させて、
シャーレ１内の寒天等の培地Ｍの塗布開始点に塗布具９
０のループ面が所要角度で当接するようチャック装置２
９を再度回動および回動面と直交方向に移動するととも
に下降させた後、載置台９を面移動および回転させるこ
とで、塗布具９０に付着させた検体をシャーレ１内の培
地に塗布する。

【００３１】塗布終了後、チャック装置２９を上昇させ
るとともに図示しない細線廃棄位置まで移動させて、チ
ャック装置２９の把持部を開放して使用済細線を図示し
ていない廃棄パレットに投棄する。

【００３２】さらに、図１にもどって、検体の塗布を終
了したシャーレ１は、蓋開閉装置５４によって、先にシ
ャーレ１の本体から外した上蓋を載置し、先に述べた供
給ストッカーＡと同様の構造を有する収納ストッカーＤ
に移載するとともにその中途の印字部Ｇにおいて印字を
行い、一連の検体塗布処理を終了する。

【００３３】液状物の検体の場合は、検体ストッカーＣ
内に収納された調整済の菌液容器に把持機構７に並設さ
れた分注機に接続した昇降自在な吸引管の先端部の脱着
自在なチップを容器に差し込み、必要量の菌液を吸引す
る。

【００３４】ついで、塗布ステージＢに待機中のシャー
レ１内の培地の分注位置上まで移送し、チップから吐出
させて該培地上に分注後、塗布装置により塗り拡げられ
る。チップの脱着は、吸引管とチップとの外径差を利用
し、着装時は吸引管の押込み、離脱時はチップの上端面
を部材に引っ掛けた状態で引き抜くことができる。な
お、使用後のチップはその都度廃棄する。

【００３５】前記では把持機構７に分注機を並設したも
のであるが、専用のＸ−Ｙ−Ｚ軸搬送機構を用いても良
い。

【００３６】なお、感受性用の塗布の要領は、液状物の
検体の塗布方法と同様であるが、シャーレ内の半径線上
に沿って菌液を分注機により、分注した後、把持角度を
浅くしてループ状細線の接触面積を大きくした状態で培
地に接触させて、シャーレを回転させつつ分注部をなぞ
る方向に移動させることで全面に均一に塗布する。本発
明に係るループ状細線は、この場合でも、その弾力性と
曲線面で構成されているため方向性がなく、いかなる方
向からの塗布であっても一様に塗布することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。

【００３８】（１）弾性があり全て曲面で構成されたル
ープ状の細線を塗布具に用いることにより、あらゆる培
地形状、塗布パターンに対応可能である。また、便など
の固形物検体に関しては細線と接触させることにより、
また、液状物検体に関しては、培地上に菌液を分注する
ことにより塗布が可能となる。

【００３９】（２）細線を連続的に供給成形し、塗布後
廃棄するためコンタミネーションもなく操業費用も安価
である。

【００４０】（３）塗布は定量・定形となり常に均一性
を保つことができ分離用塗布及び感受性用塗布の両方に
対応可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を実施するための装置の全体構造を示
す平面図である。

【図２】 図１に示す全体構造をＩＩ−ＩＩ線から見た
正面図である。

【図３】 図１に示す全体構造をＩＩＩ−ＩＩＩ線から
見た側面図である。

【図４】 細線をループ状に加工する機構の詳細を示
す。

【図５】 図４に示す細線をループ状に加工する機構の
側面図である。

【図６】 細線をループ状に加工する過程を示す。

【符号の説明】

Ａ 供給ストッカー Ｂ 塗布ステージ Ｃ
検体ストッカー Ｄ 収納ストッカー Ｅ 待機位置 Ｆ 第２
の待機位置 Ｇ 印字部 Ｈ 栓開閉位置 Ｌ 細
線 Ｍ 細線 １ 培養容器 ２ 回転テーブル ３ エレベ
ーター装置 ４ 把持機構 ６ 検体移送機構 ７ 把持機
構 ８ 回動用モータ ９ 載置台 １０ 位置決
めテーブル １１ Ｘ軸テーブルの駆動用モーター １２ Ｙ軸テーブルの駆動用モーター １３ リール １４ ロール １５ 誘導管 １６ 加熱管 １７ ガイド １８ 切断
機構 １９ 加工機構 ２０ 把持変位機構 ２１ 台座 ２２ 摺動
体 ２３ 位置決めテーブル ２４ 成形ヘッド
２５ 固定板 ２６ 挾持用シリンダ ２７ 可動板 ２８
昇降自在な台座 ２９ チャック装置 ５０ 反転移載機構 ５１ 第２の移載機構 ５２ 第３の移載機構 ５３ 第４の移載機構（反転
移載機構） ５４ 蓋開閉装置 ６０ ロールの駆動用モーター ６１ ガイドの昇
降装置 ６２ 水平な基体 ６３ 駆動装置 ６４ 駆
動装置 ６５ 支持枠 ６６ カッター支軸 ６７ カ
ッター開閉部材 ６８ カッター柄部 ６９ カッター刃部 ７０ 台座 ７１ Ｘ軸テーブル ７２ 回動
用モータ ８０ テーブル ９０ ループ状の塗布具 ９１ 検体採取具
９２ 回動装置 １０１ Ｙ軸テーブル １０２ Ｘ軸テーブル

フロントページの続き (72)発明者 井上 悟 北九州市小倉南区横代葉山19−14 (72)発明者 馬場 辰二郎 北九州市八幡西区大字野面1508−５

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端をループ状に成形した細線を検体の
   塗布具とし、この塗布具を培地上に接触させることを特
   徴とする検体の自動塗布方法。
2. 【請求項２】 細線を検体毎にループ状に成形すること
   を特徴とする請求項１に記載の検体の自動塗布方法。
3. 【請求項３】 培地を回転および面移動させることを特
   徴とする請求項１に記載の検体の自動塗布方法。
4. 【請求項４】 細線繰り出し機構と、繰り出された細線
   をループ状に加工する加工機構と、細線を切断する切断
   機構と、前記加工機構と連係して切断前のループ状細線
   を把持し、切断後、培地まで移送するとともに、任意角
   度に変位させる把持変位機構と、検体を培地上に任意の
   パターンで塗布する塗布機構を有することを特徴とする
   検体の自動塗布装置。