JPH1068735A

JPH1068735A - 分注器

Info

Publication number: JPH1068735A
Application number: JP24412396A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Hoshino; 英明星野; Masayoshi Ishikawa; 正義石川; Masatoshi Mishina; 正俊三品; Morisaku Saitou; 森作斎藤
Original assignee: ARAKAWA JUSHI KORUKU KOGYOSHO KK; Nissui Pharmacetuical Co Ltd
Current assignee: ARAKAWA JUSHI KORUKU KOGYOSHO KK; Nissui Pharmacetuical Co Ltd
Priority date: 1996-08-27
Filing date: 1996-08-27
Publication date: 1998-03-10

Abstract

(57)【要約】【課題】サンプリング場所が水平であることを必要と
せず、しかも正確な量をサンプリングして分注すること
ができる分注器を提供すること、及びコストの低い材料
で製造することができる分注器を提供する。【解決手段】本発明の分注器は、内部空間を有し、下
部は液体の吸引及び排出ができる開口３を有し、上部は
水を通さないがガスを透過させることのできる疎水フィ
ルタ４により塞がれている分注針２を複数個有する分注
針モジュール１と、該分注針モジュール１に取り付けら
れ、且つ該分注針２の疎水フィルタ４とにより空間を形
成したカバー５と、前記カバー５に取り付けられ、前記
カバー５内の空間の圧力を減圧又は加圧に調整すること
ができる圧力調整装置とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】多数のピペット（分注針）を
有する分注器で液体試料を一定量採取し、次いで複数の
容器に同時に所定量を分注するための分注器に関する。
特に、微生物、免疫等に関連する物質の測定、診断に有
用な分注器に関する。

【０００２】

【従来の技術】９６個のウエルを有するマイクロタイタ
ープレート等の各ウエルからなる容器に一度に簡易に一
定量注入することのできる分注器は、ＥＩＡ、細菌検査
等において、大量処理できることから有用なものであ
る。このような分注器として、例えば、従来、ＵＳＰ
５，３４８，６０６、特開昭６３−１５９７６５号公報
のものが知られている。

【０００３】前記従来の分注器においては、液体の吸引
及び分注のために多数の分注針を有し、該分注針の内部
空間は分注器の上部空間において互いに連通しており、
該上部空間を負圧或いは加圧することにより、液体の吸
引及び分注が行われるようになっている。該分注器の使
用方法としては、分注器の多数の分注針を液体の入って
いるトレイに浸し、負圧により分注針内の円錐形の空間
部に液体を吸引して、一定量の液体を保持し、次いで、
マイクロタイター等の分注すべき多数のウエルに前記分
注器を移動し、或いは分注すべき多数の容器を分注器に
移動し、分注器の分注針内部に保持されていた液体を加
圧により注入していた。特に、前記各公報に記載の技術
は、複数の空間を有する分注針の各々の空間内に正確に
液体サンプルを保持することを目的とし、そのために、
該公報によれば、分注器の上部空間を負圧にすることに
より分注針内に液体サンプルを過充填状態にして凸形状
のメニスカスを形成し、次いで、キャビティ内に保持さ
れる液体サンプル量を均等にコントロールしている。

【０００４】このような分注器においては、分注器の各
分注針が水平になるようにセットしてトレイの液体を吸
引すれば、Ｕ字管の原理によりどの分注針内にも一定量
の液体が保持され、次いで一定量の液体を分注できる効
果を有し、分注針内に吸引される液体の量の調整は、分
注針内の圧力をピストン等により負圧に調整して、吸引
される液体が一定量になるように調整していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液体の
分注作業を行うにあたって、正確に水平な場所を求める
ことは制約があり困難を伴うため、少しでも作業場所が
水平でないと、分注針内に吸引される液体の量にバラツ
キが生じ、正確な量を分注することができないという問
題があった。また、該公報記載のサンプリングは負圧に
よる液体サンプルの吸引によるために、吸引された液体
サンプルが分注器内に加充填されると、分注器の上部空
間内を汚染する恐れがあり、一度、サンプリングに使用
した分注器を別の液体サンプルのサンプリングに適用す
るには汚染の問題があった。

【０００６】そこで本発明は、サンプリング場所が水平
であることを必要とせず、しかも正確な量をサンプリン
グして分注することができる分注器を提供すること、及
びコストの低い材料で製造することができる分注器を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記した問題点を解決す
るために本発明の分注器は、内部空間を有し、下部は液
体の吸引及び排出ができる開口を有し、上部は水を通さ
ないがガスを透過させることのできる疎水フィルタによ
り塞がれている分注針を複数個有する分注針モジュール
と、該分注針モジュールに取り付けられ、且つ該分注針
の疎水フィルタとにより空間を形成したカバーと、前記
カバーに取り付けられ、前記カバー内の空間の圧力を減
圧又は加圧に調整することができる圧力調整装置とから
なることを特徴とする。

【０００８】前記疎水フィルタはポリエチレン製或いは
滅菌紙とすることにより、コストを安くすることができ
る。特に、疎水フィルタの材質がポリエチレン製である
場合、熱融着、接着剤による貼付が容易で素材の伸縮も
小さい。そのため、工業生産時の作業性に優れ、生産ロ
スが少ない等の著しい利点がある。このようなポリエチ
レンの性質は、疎水性樹脂として知られているテフロ
ン、塩化ビニル、ポリビニリデン等には見られない優れ
た性質である。

【０００９】前記圧力調整装置は、ピストンの移動に伴
うガスの押出しにより加圧し、ピストンの移動に伴うガ
スの吸引により減圧する方式が好適に使用できる。ま
た、圧力調整装置は、前記カバーに着脱可能に取り付け
られるので、分注針モジュール及びカバーを洗浄するこ
とが容易である。

【００１０】本発明の分注器における前記圧力調整装置
の具体的な特徴は、同一シリンダ内に押圧ボタンに連結
している第一ピストンと、該第一ピストンとは分割され
ている第二ピストンとを有し、両ピストンは、それぞれ
のピストンに賦勢されているバネが弛緩しているときは
離れており、押圧ボタンの押圧により第一ピストンが第
二ピストンを押して第二ピストンのピストン軸がストッ
パにより係止される第一段階が形成され、前記第一段階
の状態で前記押圧を解除したときは前記第一ピストンが
バネの弛緩により第二ピストンから離れ、このときにシ
リンダ内に広がる空間により減圧状態が生成される第二
段階が形成され、前記第二段階の状態で前記ストッパを
解除することにより前記第二ピストンのバネが弛緩して
第二ピストンが第一ピストンに近づくことによりシリン
ダ内の空間が狭まって圧力状態が生成される第三段階が
形成される構成となっていることを特徴とする。

【００１１】本発明の分注器は持ち運び自由で、手動式
であるので、使用に便利である。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の分注器の構成部
材の一つである分注針モジュール１の前面断面図であ
り、図２は、その側面断面図、図３は、その上面図を示
す。図４は、分注針モジュール１の一部を拡大した断面
図である。図１〜図４において、分注針モジュール１に
は等間隔に多数のほぼ円錐形の内部空間を有する分注針
２が形成されている。分注針２の下部先端は液体の吸引
及び排出ができる開口３を有し、分注針２の上部は水を
通さないがガスを透過させることのできる疎水フィルタ
４により塞がれている。疎水フィルタ４は、ポリエチレ
ン製の連通気孔を有するシート或いは滅菌紙であり、該
連通気孔の孔径は、０．４５μｍ以下とすることによ
り、水を通さないがガスを透過させることのできる性質
となる。各分注針２は疎水フィルタ４を介して負圧をか
けられることにより、液体を内部空間に保持し、また負
圧を解除又は加圧されることにより保持していた液体を
注出することができる。

【００１３】図５は、本発明の分注器の構成部材の一つ
であるカバー５の前面断面図であり、図６は、その側面
断面図、図７は、その上面図を示す。カバー５は分注針
モジュールの上面に取り付けられ、疎水フィルタとによ
り空間を形成することができ、分注針モジュールとカバ
ー５との固着部位は、各部材の周縁部において行われ
る。カバー５の適宜な位置に、好ましくは中央に、カバ
ー５内に形成される空間を減圧又は加圧するためのガス
の移動口となるノズル６が形成されている。該ノズル６
は外側に突起状となっていてもよく、また内側に窪んだ
構造となっていてもよい。カバー５の適宜の位置に、カ
バー５の補強のためのリブ７を設けることが望ましい。

【００１４】図８は、分注針モジュール１とカバー５が
互いの周縁部で固着されて形成された分注ヘッド８を示
す。それらの固着には、熱融着、接着剤による接着等の
適宜の固着手段が採用できる。

【００１５】図９は、試料液を分注針モジュール１に供
給するための試料液トレイ９を示す上面図であり、分注
針モジュールの各分注針の先端に対応した位置と対応す
る窪み１０を有し、該窪み１０に、試料液を充填するこ
とができるように構成されている。図１０は、試料液ト
レイ９の前面断面図である。試料液トレイ９に設ける窪
み１０は、同一の試料液が充填されるように全て通じて
いてもよく、また、２均等区分（例えば、ＢＰ用）、３
均等区分（例えばＩＤ用）、不均等区分（例えば、コン
ボ用）等の任意の位置に仕切りを設けて、それぞれの区
分に種類の異なる試料液を充填して、それらの試料液が
混ざらないようにしてもよい。

【００１６】本発明の分注器の分注針モジュール１及び
カバー５からなる分注ヘッド８、或いは試料液トレイ９
の製造に用いることのできる材料には、プラスチック、
ガラス、セラミックス、金属等の任意の材料が使用で
き、繰り返し使用に適する剛性の材料が好ましい。

【００１７】図１１は、ピストン２１によって、分注ヘ
ッド８内に形成される空間を減圧又は加圧するための圧
力調整装置２０であり、最も基本的な形式を示す。該圧
力調整装置２０を用いて、分注ヘッド８内に減圧状態又
は加圧状態を形成する際には、該圧力調整装置２０の先
端のガス出入口２６は、分注ヘッド８のノズル６に直接
又は間接的に係合される。図１１の圧力調整装置２０に
おける矢印Ａで示す箇所は開始位置を示し、ストッパ２
４によってピストン２１が係止されており、バネ２２が
圧縮され弾性エネルギーが蓄えられた状態である。該ピ
ストン２１とシリンダ２５とはＯ−リング２０１により
慴動可能に気密に保たれている。図１１の圧力調整装置
２０によって、減圧動作を行うときはストッパ２４の解
除を行なって、バネ２２の弛緩により、ピストン２１が
矢印Ｂで示す位置まで後退してシリンダ２５内が負圧と
なる。したがって、シリンダ２５に設けられたガス出入
口２６を介して、カバー５内の空間が減圧となり、試料
液トレイ９中の試料液中に浸漬されている分注ヘッド８
の各分注針２内に試料液が充填保持される。また、加圧
操作を行うときは溶液分注ボタン２３を押すことによ
り、ピストン２１が矢印Ｃまで前進し、シリンダ２５内
が加圧状態となり、したがって、分注針２内に保持され
ていた試料液が放出される。

【００１８】図１２，図１３，図１４は、前記図１１の
ものとは別の態様の圧力調整装置３０である。該圧力調
整装置３０を用いて、分注ヘッド８内の空間の減圧状態
又は加圧状態を形成する際には、該圧力調整装置３０の
先端のガス出入口３６は、分注ヘッド８のノズル６に直
接又は間接的に係合される。図１２は、ストッパ３４が
外れているときの圧力調整装置３０の状態を示し、加圧
操作が完了している状態である。このとき第一ピストン
３１１に負荷されるバネ３２１及び第二ピストン３１２
に負荷されるバネ３２２は最大に弛緩しており、第一ピ
ストン３１１のＯ−リング３０１、第二ピストン３１２
及びシリンダ３５の間で形成される空間は最小となり加
圧状態が形成されるので、第二ピストン３１２及びピス
トン軸３９を貫通するガス通路３８を通じ、ガス出入口
３６及びカバー５のノズル６を介して、カバー５内の空
間が加圧状態となる。この加圧状態への移行により、各
分注針２内に保持されていた試料液は放出される。

【００１９】分注ヘッド８の各分注針２を試料液の充填
されている試料トレイ９中の試料液中に浸漬して、分注
針２内の空間に試料液を一定量吸い込むためには、該圧
力調整装置３０で減圧操作を行う。あらかじめ図１３に
示すように、溶液分注ボタン３３を押すことによって、
第一ピストン３１１の先端が第二ピストン３１２を押し
つけ、ピストン軸３９に設けられたストッパ孔３７にス
トッパ３４が嵌合する。このとき溶液分注ボタン３３は
押された状態であるので、第一ピストン３１１のバネ３
２１は圧縮され、且つ第二ピストン３１２のバネ３２２
も圧縮される。次いで、溶液分注ボタン３３の押圧を止
めると、図１４に示されるように、第一ピストン３１１
のバネ３２１が弛緩して第一ピストン３１１が上昇する
が、ピストン軸３９がストッパ３７により係止されたま
まであるので、第二ピストン３１２のバネ３２２は圧縮
された状態が続いている。このとき、第一ピストン３１
１のＯ−リング３０１及び第二ピストン３１２のＯ−リ
ング３０２とシリンダ３５に形成された空間は広がり減
圧状態となるので、第二ピストン３１２及びピストン軸
３９を貫通するガス通路３８を通じ、ガス出入口３６を
介して、カバー５内の空間が減圧状態となる。次いで、
ガス出入口３６をカバー５のノズル６に直接又は間接的
に係合し、溶液分注ボタン３３を押し下げたまま試料液
トレイ９の中の試料液中に分注ヘッド８を浸漬後、溶液
分注ボタン３３の押圧を最初の状態まで戻す。これによ
り、第一ピストン３１１のＯ−リング３０１及び第二ピ
ストン３１２及びシリンダ３５の間で形成される空間は
減圧され、その結果第二ピストン３１２及びピストン軸
３９を貫通するガス通路３８を通じガス出入口３６及び
カバー５のノズル６を介して、カバー５内の空間が減圧
状態となる。この減圧状態により、各分注針２内に試料
液が充填保持される。

【００２０】次いで、加圧操作を行うときはストッパ３
４を解除し、図１２に示された状態に戻すことにより、
前記したように第一ピストン３１１のＯ−リング３０１
及び第二ピストン３１２のＯ−リング３０２とシリンダ
３５に形成された空間は最小となり、加圧状態となる。
図１４中のの両矢印線で示される範囲は吸引ストロー
クを示し、の両矢印線で示される範囲は吐出ストロー
クを示す。

【００２１】本発明の分注器においては、分注ヘッド８
を減圧にして、各分注針２内に試料液を吸い込んでも、
分注針２の上部は疎水フィルタ４で閉じられているの
で、試料液が分注ヘッド８の空間内に浸入することがな
い。したがって、試料液トレイ９が厳密に水平に置かれ
ていなくても、試料液トレイ９中に充填されている試料
液中に各分注針２が充填されている限り、分注ヘッド８
を減圧にするだけで、分注針２内に吸引される試料液
は、分注針２上部の疎水フィルタ４で規制されるため、
分注針２内には常に一定量の試料液が吸引保持されるこ
とになる。また、試料液が分注ヘッド８のカバー５内を
汚染することもない。

【００２２】〔実験例〕分注作業における試料液トレイ
の傾きについて次の実験を行った。図１５は、角度が調
整できる傾斜台１０１上に滅菌水を充填した試料液トレ
イ９を載置したものであり、該試料液トレイ９中の滅菌
水を、本発明の分注器及び比較のためのリノックスシス
テム（デイド社：MicroScan システム）専用の分注器を
使用して滅菌水を各分注針に吸引保持し、次いで、同じ
傾斜台１０１上に載置したそれぞれ専用のマイクロプレ
ートへ分注した。分注された２つのシステムのマイクロ
プレートの総重量を測定し、その後１ウエルずつウエル
内の滅菌水を吸引除去し、その重量測定を繰り返し各ウ
エルの分注量を算出した。その結果を次の表１に示す。
表の値はウエル当たりの平均分注量（単位：マイクロリ
ットル）を示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１によれば、本発明の分注器では傾斜台
の傾きが何ら分注量に影響を及ぼさないのに対し、比較
のシステム（リノックスシステム）ではわずか１度の傾
きでも最右列（１２列目：一番高い位置の列）で極端に
分注量が少なくなっている。またさらに約２度まで傾け
ると比較のシステムでは総てのウエルで著しく分注量が
減少することが確認できた。このとき、分注ヘッドには
分注されなかった滅菌水が残っていた。以上の実験によ
り、本発明の分注器は試料液トレイのわずかな傾きに影
響されることなく常に一定の分注精度を有する点で優れ
ていることが分かる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の分注器は、サンプリング場所が
水平に保たれていなくても正確な量をサンプリングして
分注することができ、しかも、分注針の上部は疎水フィ
ルタで閉じられているので、分注ヘッドのカバー内を試
料液が汚染することがない。また、疎水フィルタはポリ
エチレンとすることができるので、本発明の分注器はコ
ストが低いものとなり、しかも熱融着性、接着剤の貼付
性に優れ、素材の伸縮も小さいので、工業生産時の作業
性が向上し、生産ロスが低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分注器の構成部材の一つである分注針
モジュールの前面断面図である。

【図２】本発明の分注器の構成部材の一つである分注針
モジュールの側面断面図である。

【図３】本発明の分注器の構成部材の一つである分注針
モジュールの上面図である。

【図４】本発明の分注器の構成部材の一つである分注針
モジュールの一部を拡大した断面図である。

【図５】本発明の分注器の構成部材の一つであるカバー
の前面断面図である。

【図６】本発明の分注器の構成部材の一つであるカバー
の側面断面図である。

【図７】本発明の分注器の構成部材の一つであるカバー
の上面図である。

【図８】本発明の分注器における分注針モジュールとカ
バーが互いの周縁部で固着されてなる分注ヘッドを示
す。

【図９】本発明で使用される試料液を充填することがで
きる試料液トレイの上面図である。

【図１０】本発明で使用される試料液を充填することが
できる試料液トレイの前面断面図である。

【図１１】分注ヘッド内にピストンにより形成される空
間を減圧又は加圧するための圧力調整装置である。

【図１２】本発明の分注器に使用される圧力調整装置の
ストッパが外れているときの状態を示し、加圧操作が完
了している状態である。

【図１３】本発明の分注器に使用される圧力調整装置の
溶液分注ボタンを押した状態を示す。

【図１４】本発明の分注器に使用される圧力調整装置の
溶液分注ボタンの押圧を止めて、減圧操作を行った状態
を示す。

【図１５】分注操作の傾斜に及ぼす影響を調べるため
の、角度が調整できる傾斜台上に試料液を充填した試料
液トレイを載置した状況を示す。

【符号の説明】

１分注針モジュール２分注針３開口４疎水フィルタ５カバー６ノズル７リブ８分注ヘッド９試料液トレイ１０窪み２０，３０圧力調整装置２１ピストン２２バネ２３，３３溶液分注ボタン２４，３４ストッパ２５，３５シリンダ２６，３６ガス出入口３７ストッパ孔３８ガス通路３９ピストン軸１０１傾斜台２０１，３０１，３０２Ｏ−リング３１１第一ピストン３１２第二ピストン３２１，３２２バネ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三品正俊茨城県結城市北南茂呂1075−２日水製薬株式会社研究本部内 (72)発明者斎藤森作東京都荒川区荒川５丁目39番２号株式会社荒川樹脂コルク工業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部空間を有し、下部は液体の吸引及び
排出ができる開口を有し、上部は水を通さないがガスを
透過させることのできる疎水フィルタにより塞がれてい
る分注針を複数個有する分注針モジュールと、該分注針モジュールに取り付けられ、且つ該分注針の疎
水フィルタとにより空間を形成したカバーと、前記カバーに取り付けられ、前記カバー内の空間の圧力
を減圧又は加圧に調整することができる圧力調整装置、
とからなる分注器。
【請求項２】前記疎水フィルタはポリエチレン製であ
る請求項１記載の分注器。
【請求項３】前記疎水フィルタは滅菌紙である請求項
１記載の分注器。
【請求項４】前記圧力調整装置は、前記カバーに着脱
可能に取り付けられている請求項１記載の分注器。
【請求項５】前記圧力調整装置は、ピストンの移動に
伴うガスの押出しにより加圧し、ピストンの移動に伴う
ガスの吸引により減圧する請求項１又は４記載の分注
器。
【請求項６】前記圧力調整装置は、同一シリンダ内に
押圧ボタンに連結している第一ピストンと、該第一ピス
トンとは分割されている第二ピストンとを有し、両ピス
トンは、それぞれのピストンに賦勢されているバネが弛
緩しているときは離れており、押圧ボタンの押圧により第一ピストンが第二ピストンを
押して第二ピストンのピストン軸がストッパにより係止
される第一段階が形成され、前記第一段階の状態で前
記押圧を解除したときは前記第一ピストンがバネの弛緩
により第二ピストンから離れ、このときにシリンダ内に
広がる空間により減圧状態が生成される第二段階が形成
され、前記第二段階の状態で前記ストッパを解除することによ
り前記第二ピストンのバネが弛緩して第二ピストンが第
一ピストンに近づくことによりシリンダ内の空間が狭ま
って圧力状態が生成される第三段階が形成される構成と
なっていることを特徴とする請求項１、４又は５記載の
分注器。
【請求項７】前記分注器は持ち運び自由で、手動式で
あることを特徴とする請求項１記載の分注器。