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JP2007132855A - Liquid stirring method and liquid stirring device - Google Patents

Liquid stirring method and liquid stirring device Download PDF

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JP2007132855A
JP2007132855A JP2005327738A JP2005327738A JP2007132855A JP 2007132855 A JP2007132855 A JP 2007132855A JP 2005327738 A JP2005327738 A JP 2005327738A JP 2005327738 A JP2005327738 A JP 2005327738A JP 2007132855 A JP2007132855 A JP 2007132855A
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JP
Japan
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liquid
nozzle
container
pump
stirring
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Pending
Application number
JP2005327738A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Saito
博樹 齋藤
Chiyuuyou Shiyuu
中陽 周
Shintaro Fujima
慎太郎 藤間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Aloka Co Ltd filed Critical Aloka Co Ltd
Priority to JP2005327738A priority Critical patent/JP2007132855A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid stirring method which enables the execution of efficient and proper stirring, and a liquid stirring device. <P>SOLUTION: The nozzle 11 connected to a pump 15 is inserted in a liquid container 100 to suck a liquid 101 into the nozzle 11 in the vicinity of the bottom part of the container and the liquid 101 is discharged in the vicinity of the surface of the liquid 101 by raising the nozzle 11. This process is repeated plurality of times to stirr the liquid 101 composed of a plurality of components. The inner pressure of the pump at the time of the suction of the liquid 101 is measured and the process is repeated until the inner pressure becomes predetermined pressure. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の吸引元から成分の異なる液体が分注された容器内の液体を攪拌する方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for stirring liquids in a container in which liquids having different components are dispensed from a plurality of suction sources.

分注装置や分析装置において複数の吸引元から成分の異なる液体を1つの容器に分注する場合、そのままでは比重が大きい液体が容器の底部に沈殿し、比重が小さい液体(例えば蒸留水やバッファなど)と分離してしまう。そのため容器内の液体を攪拌する必要があり、その一般的な攪拌方法として先端に翼が付いたシャフトを容器内に挿入し、該シャフトを回転させる方法が知られている。例えば特許文献1に記載の装置では、吸引口に攪拌翼が取り付けられている。   When dispensing liquids of different components from a plurality of aspiration sources into a single container in a dispensing device or analyzer, a liquid with a high specific gravity precipitates at the bottom of the container as it is, and a liquid with a low specific gravity (for example, distilled water or buffer) Etc.). Therefore, it is necessary to agitate the liquid in the container. As a general agitation method, a method is known in which a shaft with a blade at the tip is inserted into the container and the shaft is rotated. For example, in the apparatus described in Patent Document 1, a stirring blade is attached to the suction port.

また、シャフトを用いない方法として、分注ポンプを利用する攪拌方法があり、例えば先端径が細いノズル(ディスポーザブルチップ)に容器内の液体を吸引させ、上部の大径部分に液体を導入する。そして、ノズルを通して元の容器に液体を吐き戻す動作を繰り返すことで容器内の液体に対流を生じさせ、攪拌を行うというものである。特許文献2に記載の装置では、ノズル上方に該ノズルよりも大きな内径を持つ主チャンバと副チャンバを設けている。   Further, as a method that does not use a shaft, there is a stirring method using a dispensing pump. For example, a liquid in a container is sucked into a nozzle (disposable tip) having a thin tip diameter, and the liquid is introduced into a large-diameter portion at the top. Then, by repeating the operation of discharging the liquid back to the original container through the nozzle, convection is generated in the liquid in the container, and stirring is performed. In the apparatus described in Patent Document 2, a main chamber and a sub chamber having an inner diameter larger than that of the nozzle are provided above the nozzle.

さらに、別の方法として、容器上方からチップ先端が液面にふれていない状態で液を吐出したり(空中吐出)、水平(XY軸)方向にノズルを移動させて容器の中心から吸引して容器の縁で吐出する方向がある。例えば特許文献3に記載の装置では、ノズル(ディスポーザブルチップ)を水平方向にずらすようにしている。   Furthermore, as another method, liquid is discharged from the top of the container with the tip of the tip not touching the liquid surface (air discharge), or the nozzle is moved in the horizontal (XY axis) direction and sucked from the center of the container. There is a discharge direction at the edge of the container. For example, in the apparatus described in Patent Document 3, the nozzle (disposable chip) is shifted in the horizontal direction.

特開2004−101271号公報JP 2004-101271 A 特許第3239203号公報Japanese Patent No. 3239203 特開2001−343310号公報JP 2001-343310 A

しかしながら、従来の装置もしくは方法において、分注用のポンプの他にシャフトを回転駆動するための機構や、シャフトを洗浄するための機構を追加しなければならない。
また、分注ポンプを利用する方法では液体が分注されている容器に対して、比較的大きな容積のチップ又はポンプが必要になり、その機構のサイズが大型化してしまう。また、容積が小さいチップ(例えば30〜40μl程度)にて多量の液体(例えば1000μl以上)を攪拌する場合、この方法は有効に使うことができない。
However, in the conventional apparatus or method, in addition to the pump for dispensing, a mechanism for rotating the shaft and a mechanism for cleaning the shaft must be added.
Further, in the method using a dispensing pump, a tip or pump having a relatively large volume is required for a container in which liquid is dispensed, and the size of the mechanism is increased. In addition, when a large amount of liquid (for example, 1000 μl or more) is agitated with a chip having a small volume (for example, about 30 to 40 μl), this method cannot be used effectively.

更に、空中吐出では吐出時に泡を発生させて、後工程に不都合が生じる場合がある。容器の縁で吐出する方法では、容器底の形状によっては攪拌効率が落ちる場合があり、またノズルを動かすと水平方向に液撥ねが起こり、隣の容器にコンタミネーションが発生する可能性がある。   Further, in the air discharge, bubbles are generated at the time of discharge, which may cause inconvenience in the subsequent process. In the method of discharging at the edge of the container, the stirring efficiency may be lowered depending on the shape of the container bottom, and when the nozzle is moved, liquid splashing may occur in the horizontal direction, and contamination may occur in the adjacent container.

本発明はかかる実情に鑑み、構成の簡素化を図りながら、効率よく適正に攪拌することができる液体攪拌方法及び装置を提供することを目的とする。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a liquid stirring method and apparatus capable of efficiently and appropriately stirring while simplifying the configuration.

本発明による液体攪拌方法は、ポンプに接続されたノズルを液体容器内に挿入し、該容器底部付近で前記ノズル内に液体を吸引し、前記ノズルを上昇させて液面付近で該液体を吐出し、以上の工程を複数回繰り返すことにより、複数成分からなる前記液体を攪拌することを特徴とする。   In the liquid stirring method according to the present invention, a nozzle connected to a pump is inserted into a liquid container, the liquid is sucked into the nozzle near the bottom of the container, the nozzle is raised, and the liquid is discharged near the liquid surface. And the liquid which consists of a several component is stirred by repeating the above process in multiple times, It is characterized by the above-mentioned.

また、本発明の液体攪拌方法において、前記液体の吸引時のポンプ内圧を測定し、この内圧が所定圧力になるまで前記工程を繰り返すことを特徴とする。   In the liquid agitation method of the present invention, the pump internal pressure during the suction of the liquid is measured, and the above steps are repeated until the internal pressure reaches a predetermined pressure.

また、本発明の液体攪拌方法において、前記ノズルを前記液体容器に挿入する際、該ノズルの先端の液面上下における前記ポンプの内圧変化により前記液体の液面を検出し、この液面付近に液体吐出位置を設定することを特徴とする。   Further, in the liquid stirring method of the present invention, when the nozzle is inserted into the liquid container, the liquid level of the liquid is detected by a change in the internal pressure of the pump above and below the liquid level at the tip of the nozzle, and the liquid level is near the liquid level. A liquid discharge position is set.

また、本発明の液体攪拌方法において、前記ノズルの先端が前記容器の容器底に接触する位置を接触式センサにより検出し、容器底部付近に液体吸引位置を設定することを特徴とする。   In the liquid agitation method of the present invention, a position where the tip of the nozzle contacts the container bottom of the container is detected by a contact sensor, and a liquid suction position is set near the container bottom.

また、本発明による液体攪拌装置は、ノズルを加減圧して液体を吸引・吐出させるポンプ機構と、前記ノズルを上下動させるノズル上下動機構とを備え、前記ノズル上下動機構により容器底部付近まで移動させた前記ノズル内に、前記ポンプ機構により液体を吸引させ、前記ノズルを上昇させて液面付近で該液体を吐出するようにしたことを特徴とする。   The liquid agitating device according to the present invention includes a pump mechanism that sucks and discharges liquid by pressurizing and depressurizing the nozzle, and a nozzle vertical movement mechanism that moves the nozzle up and down, and the nozzle vertical movement mechanism moves the vicinity of the bottom of the container. The liquid is sucked into the moved nozzle by the pump mechanism, and the nozzle is raised to discharge the liquid near the liquid surface.

また、本発明の液体攪拌装置において、前記ポンプ機構のポンプ内圧を測定する圧力センサを有することを特徴とする。   Moreover, the liquid stirring apparatus of the present invention includes a pressure sensor for measuring a pump internal pressure of the pump mechanism.

また、本発明の液体攪拌装置において、前記ノズル上下動機構に付帯し、前記ノズルの先端が前記容器の容器底に接触する位置を検出する接触式センサを有することを特徴とする。   In the liquid stirring apparatus of the present invention, the liquid stirring device includes a contact type sensor that is attached to the nozzle vertical movement mechanism and detects a position where the tip of the nozzle contacts the container bottom of the container.

本発明によれば、ディスポーザブルチップを用いて攪拌を行うので、ノズル等の洗浄機構が不要であり、構成の簡素化を図ることができる。また、容量の小さいチップで大きな容量の液体を攪拌可能となる。
装置動作上、XY方向に駆動しないので動作が単純化され、処理速度が向上する。更に横方向への液撥ねがなくなり、コンタミネーションを有効に防止することができる。
According to the present invention, since stirring is performed using a disposable tip, a cleaning mechanism such as a nozzle is unnecessary, and the configuration can be simplified. In addition, a large volume of liquid can be stirred with a small volume chip.
Since the apparatus is not driven in the X and Y directions, the operation is simplified and the processing speed is improved. Furthermore, there is no liquid splashing in the lateral direction, and contamination can be effectively prevented.

また、攪拌回数の最適化ができるため、攪拌回数が不足して攪拌が不十分となったり、多過ぎて処理時間が無駄になる等の問題が生じない。
ポンプ内圧の圧力波形を測定することで、攪拌し難い成分でも攪拌回数を多く設定すればよく、これにより液体の成分が異なる場合でも有効に対応することができる。
更に、攪拌効率が容器形状(V型底、U型底等)に影響されることがない。また、大きな対流を形成する必要がないので、液体内に泡等が発生する心配がない。
In addition, since the number of stirrings can be optimized, problems such as insufficient stirring and insufficient stirring, and excessive processing time is wasted.
By measuring the pressure waveform of the internal pressure of the pump, it is only necessary to set a large number of times of stirring even for components that are difficult to stir, so that even when the components of the liquid are different, it is possible to cope effectively.
Furthermore, the stirring efficiency is not affected by the container shape (V-shaped bottom, U-shaped bottom, etc.). Moreover, since it is not necessary to form a large convection, there is no concern that bubbles or the like are generated in the liquid.

以下、図面に基づき、本発明における好適な実施の形態を説明する。
図1は、この実施形態における本発明装置の装置構成を示すブロック図である。この実施形態において、複数の吸引元から成分の異なる液体が分注された容器内の液体を攪拌する機能を備えた分注装置10とし、この例では分注に際して、分注ノズルとしてディスポーザブルチップ11を使用する。ディスポーザブルチップ11は、チップフィッティング12に装着され、基本的には分注毎にチップフィッティング12から取り外される。このためチップフィッティング12からディスポーザブルチップ11を取り外すためのチップリムーバ(図示せず)が配置されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a device configuration of the device of the present invention in this embodiment. In this embodiment, the dispensing device 10 has a function of stirring the liquid in a container in which liquids having different components are dispensed from a plurality of suction sources. In this example, the disposable tip 11 is used as a dispensing nozzle when dispensing. Is used. The disposable tip 11 is attached to the tip fitting 12 and is basically removed from the tip fitting 12 for each dispensing. For this reason, a chip remover (not shown) for removing the disposable chip 11 from the chip fitting 12 is arranged.

図1に示されるようにチップフィッティング12にはディスポーザブルチップ11が取り付けられ、このチップフィッティング12を介してディスポーザブルチップ11を所望位置に位置決めし、且つ搬送することができる。そのためチップフィッティング12をワークエリア上で自在に移動させるための搬送機構を有する。この搬送機構は、例えばX,Y,Z3軸座標系で移動可能であり、X,Y軸方向に搬送ガイドするX−Y軸駆動機構と、Z軸方向(上下方向)に上下動させるZ軸駆動機構(ノズル上下動機構)とを持つ。これらの駆動機構は装置の制御部13の指令によりX,Y,Z軸制御部14を介して駆動制御され、協働してチップフィッティング12、従ってディスポーザブルチップ11を適正かつ円滑に搬送することができるように構成される。   As shown in FIG. 1, a disposable chip 11 is attached to the chip fitting 12, and the disposable chip 11 can be positioned at a desired position and conveyed via the chip fitting 12. Therefore, it has a transport mechanism for moving the tip fitting 12 freely on the work area. This transport mechanism is movable in, for example, an X, Y, and Z-axis coordinate system, and includes an XY axis drive mechanism that guides transport in the X and Y axis directions, and a Z axis that moves up and down in the Z axis direction (vertical direction). It has a drive mechanism (nozzle vertical movement mechanism) These drive mechanisms are driven and controlled via the X, Y, and Z axis control units 14 according to commands from the control unit 13 of the apparatus, and can cooperate to transport the chip fitting 12 and thus the disposable chip 11 appropriately and smoothly. Configured to be able to.

また、図1においてチップフィッティング12にはポンプ15が接続され、このポンプ15によってディスポーザブルチップ11に対する吸引及び吐出が行われる。ポンプ15は制御部13の指令によりポンプ駆動部16を介して駆動制御され、その出力である吸引及び吐出圧力は圧力センサ17により検出されるようになっている。圧力センサ17により検出された圧力値は、増幅回路18によって増幅される。コンパレータ回路19はその圧力値を、メモリ20に記憶されたデータをDAC21により変換したものと比較し、コンパレータ回路19の比較結果が判定部22により判定される。   Further, in FIG. 1, a pump 15 is connected to the chip fitting 12, and suction and discharge with respect to the disposable chip 11 are performed by this pump 15. The pump 15 is driven and controlled via a pump drive unit 16 according to a command from the control unit 13, and suction and discharge pressures as outputs thereof are detected by a pressure sensor 17. The pressure value detected by the pressure sensor 17 is amplified by the amplifier circuit 18. The comparator circuit 19 compares the pressure value with the data stored in the memory 20 converted by the DAC 21, and the comparison result of the comparator circuit 19 is determined by the determination unit 22.

また、この例では変位式の接触型ジャミングセンサ23を有し、その出力は増幅回路24を経てジャミング検出部25に送出される。この場合、チップフィッティング12にはジャミングバネ(図示せず)が取り付けられており、このジャミングバネの変位量を測定することによりディスポーザブルチップ11の先端が対象物に接触したかどうかを判断することができる。なお、変位式ジャミングセンサ23は0.1〜0.2mm程度の変位量を検出することが可能である。   Further, in this example, the displacement type contact type jamming sensor 23 is provided, and the output thereof is sent to the jamming detection unit 25 through the amplifier circuit 24. In this case, a jamming spring (not shown) is attached to the chip fitting 12, and it is possible to determine whether or not the tip of the disposable chip 11 has contacted the object by measuring the amount of displacement of the jamming spring. it can. The displacement jamming sensor 23 can detect a displacement amount of about 0.1 to 0.2 mm.

本発明装置においてまた、各種データ等の入力部26や各種情報等の表示部27が付帯しており、更に装置動作上使用するデータ等を記憶するメモリ28を内蔵している。   The apparatus according to the present invention also includes an input unit 26 for various data and a display unit 27 for various information, and further includes a memory 28 for storing data used for the operation of the device.

上記構成において、次に本発明装置の作動例を図2、図3及び図4のフローチャートを参照しながら説明する。先ず、ステップS1において、チップフィッティング12にディスポーザブルチップ11を装着する。ここで、分注装置10の所定位置には、複数の吸引元から成分の異なる液体が分注された容器100がセットされており、この容器100内には液体101が分注されている(図2)。次に、ステップS2において、X−Y軸駆動機構によってチップフィッティング12、従ってディスポーザブルチップ11が容器100の上方まで移動され、位置決め保持される。   Next, an example of operation of the apparatus of the present invention in the above configuration will be described with reference to the flowcharts of FIGS. First, in step S1, the disposable chip 11 is mounted on the chip fitting 12. Here, a container 100 in which liquids having different components are dispensed from a plurality of suction sources is set at a predetermined position of the dispensing apparatus 10, and the liquid 101 is dispensed into the container 100 ( Figure 2). Next, in step S2, the tip fitting 12 and thus the disposable tip 11 are moved to the upper side of the container 100 by the XY axis drive mechanism, and are positioned and held.

次に、ステップS3において、容器100内の液体101の液面検出が行なわれる。この場合、Z軸駆動機構によりチップフィッティング12を介してディスポーザブルチップ11を下降させるが、このときポンプ15を作動させてディスポーザブルチップ11内に適度な微少圧力を付与にしておく。この間、圧力センサ17はポンプ15の内圧(吐出圧力)を検出している。ディスポーザブルチップ11の先端(下端)が液体101の液面101aに接触すると、圧力センサ17の検出圧力値が上がり、これによりディスポーザブルチップ11の先端がその液面101aに達したと判断される。   Next, in step S3, the liquid level of the liquid 101 in the container 100 is detected. In this case, the disposable chip 11 is lowered by the Z-axis drive mechanism via the chip fitting 12. At this time, the pump 15 is operated to apply an appropriate minute pressure to the disposable chip 11. During this time, the pressure sensor 17 detects the internal pressure (discharge pressure) of the pump 15. When the tip (lower end) of the disposable chip 11 comes into contact with the liquid surface 101a of the liquid 101, the detected pressure value of the pressure sensor 17 increases, and it is determined that the tip of the disposable chip 11 has reached the liquid surface 101a.

ここで、本発明では後述するようにディスポーザブルチップ11を容器100内に挿入し、容器100の底部付近でディスポーザブルチップ11内に液体101を吸引し、ディスポーザブルチップ11を上昇させて液面101a付近で液体101を吐出する。液体吐出位置は、上記のように検出した液面101aに基づき設定される。即ち、図2(a)に示すように好適にはディスポーザブルチップ11の先端が液面101aから離れないように、液面101a付近に液体吐出位置Aを設定する。好ましくは液面101aからの距離として、A=0.5〜1.0mm程度とし、この数値データはメモリ28に記憶される(ステップS4)。   Here, in the present invention, as will be described later, the disposable chip 11 is inserted into the container 100, the liquid 101 is sucked into the disposable chip 11 near the bottom of the container 100, and the disposable chip 11 is raised to near the liquid surface 101 a. The liquid 101 is discharged. The liquid discharge position is set based on the liquid level 101a detected as described above. That is, as shown in FIG. 2A, the liquid discharge position A is preferably set in the vicinity of the liquid surface 101a so that the tip of the disposable chip 11 is not separated from the liquid surface 101a. Preferably, the distance from the liquid surface 101a is about A = 0.5 to 1.0 mm, and this numerical data is stored in the memory 28 (step S4).

次に、ステップS5において、Z軸駆動機構によりディスポーザブルチップ11を更に下降させ、ジャミングセンサ23によってディスポーザブルチップ11が容器100の底に接触したかどうかを検出する(ステップS6)。即ち、ディスポーザブルチップ11の下降中にその先端が容器100の底に接触すると、ジャミングセンサ信号がONし、このONしたタイミングでZ軸駆動機構を停止させる(ステップS7)。ステップS8において、この停止位置からディスポーザブルチップ11を僅かに上昇させ、液体吸引位置Bを設定する。ディスポーザブルチップ11先端の容器100の底からの距離としては、図2(b)に示すようにB=0.5〜1.0mm程度とし、この数値データはメモリ28に記憶される。なお、液体吐出位置A及び液体吸引位置B間の距離をhとする。   Next, in step S5, the disposable chip 11 is further lowered by the Z-axis drive mechanism, and it is detected by the jamming sensor 23 whether or not the disposable chip 11 has contacted the bottom of the container 100 (step S6). That is, when the tip of the disposable chip 11 comes into contact with the bottom of the container 100, the jamming sensor signal is turned on, and the Z-axis drive mechanism is stopped at the time when the tip is turned on (step S7). In step S8, the disposable tip 11 is slightly raised from this stop position, and the liquid suction position B is set. The distance from the bottom of the container 100 at the tip of the disposable chip 11 is about B = 0.5 to 1.0 mm as shown in FIG. 2 (b), and this numerical data is stored in the memory 28. Note that the distance between the liquid discharge position A and the liquid suction position B is h.

ステップS9において、液体吸引位置Bでディスポーザブルチップ11内へ液体101を吸引するが、このとき圧力センサ17によりポンプ15の吸引圧力を検出する。通常、容器100の底部には粘度の高いあるいは比重の大きい液体が溜まっており、この状態で高速で吸引すると粘性圧損のためにポンプ15の内圧が急激に低下する。この場合、図5に示されるように吸引開始から内圧が低下し(負圧としては大きくなる)、この間にディスポーザブルチップ11内に所定量の液体101が吸引される。   In step S 9, the liquid 101 is sucked into the disposable chip 11 at the liquid suction position B. At this time, the pressure sensor 17 detects the suction pressure of the pump 15. Usually, a liquid having a high viscosity or a large specific gravity is accumulated at the bottom of the container 100, and when sucked at a high speed in this state, the internal pressure of the pump 15 rapidly decreases due to a viscous pressure loss. In this case, as shown in FIG. 5, the internal pressure decreases from the start of suction (the negative pressure increases), and a predetermined amount of the liquid 101 is sucked into the disposable chip 11 during this time.

容器100の底部に粘度等の高い液体成分が存在する場合には、吸引時のポンプ内圧の最小値は小さくなり(負圧としての最大値は大きくなる)、高粘度の液体成分が少なくなるに従ってポンプ内圧の最小値は次第に大きくなる(負圧としては小さくなる)。そこで、吸引時のポンプ内圧の最小値を検出し(ステップS10)、ステップS11において所定の閾値Pthと比較して小さい場合(例えば図5の最小圧力値P1)には、Z軸駆動機構によってディスポーザブルチップ11を液体吐出位置Aまで高速で上昇させる(ステップS12)。 When a liquid component such as a viscosity is present at the bottom of the container 100, the minimum value of the pump internal pressure during suction decreases (the maximum value as a negative pressure increases), and as the liquid component with high viscosity decreases The minimum value of the pump internal pressure gradually increases (decreases as negative pressure). Therefore, detecting the minimum value of the pressure inside the pump during the suction (step S10), and the smaller compared to the predetermined threshold value P th (e.g. minimum pressure value P 1 in FIG. 5) at step S11, Z-axis driving mechanism Thus, the disposable chip 11 is raised to the liquid ejection position A at a high speed (step S12).

ステップS13において、液体吐出位置Aで図2(a)のようにディスポーザブルチップ11内の液体101が、高速で吐出される。容器100の液体吸引位置Bで吸引された粘度の高い、あるいは比重の大きい液体101が、液面101a付近で吐出されるため、容器100上部の液面101a寄りに溜まっている液体(粘度の低い、あるいは比重が小さい蒸留水やバッファなどの液体)と混ざり合い、液体101の攪拌が進行することで容器100の底部に溜まる液体の粘度等が低下する。再び、Z軸駆動機構によりディスポーザブルチップ11を下降させ(ステップS14)、上記と同様に吸引時のポンプ内圧の最小値を検出する。この工程はポンプ内圧の最小値(ピーク圧)が閾値Pthを上回るまで継続して行われ、上回った時点(例えば図5の最小圧力値P2)で実質的に攪拌終了と判断する(ステップS11)。 In step S13, the liquid 101 in the disposable chip 11 is discharged at a high speed at the liquid discharge position A as shown in FIG. Since the liquid 101 having a high viscosity or a large specific gravity sucked at the liquid suction position B of the container 100 is ejected in the vicinity of the liquid surface 101a, the liquid collected near the liquid surface 101a in the upper part of the container 100 (low viscosity) Or a liquid such as distilled water or a buffer having a small specific gravity), and the viscosity of the liquid collected at the bottom of the container 100 is lowered by agitation of the liquid 101. Again, the disposable tip 11 is lowered by the Z-axis drive mechanism (step S14), and the minimum value of the pump internal pressure during suction is detected in the same manner as described above. This process is continued until the minimum value (peak pressure) of the pump internal pressure exceeds the threshold value P th, and when it exceeds (for example, the minimum pressure value P 2 in FIG. 5), it is determined that the agitation is substantially completed (step). S11).

なお、攪拌をより確実に行うために、ポンプ内圧の最小値が閾値Pthを上回った以降においても、図5の時間T1で示すように数回程度、液体101の吸引及び吐出を繰り返すのが効果である。 In order to perform stirring more reliably, the suction and discharge of the liquid 101 are repeated several times as shown by time T 1 in FIG. 5 even after the minimum value of the pump internal pressure exceeds the threshold value P th . Is the effect.

ここで、上記の攪拌動作における具体的なパラメータを次に示す。この場合、処理時間を短縮し、攪拌効率を上げるためにはZ軸駆動機構やポンプ15の動作速度をできるだけ速くするのが好ましい。一方、ポンプ15の吸引及び吐出動作にディスポーザブルチップ11内の液体101が追従しない程、ポンプ15の動作速度を高くすると却って攪拌効率が低下してしまうので、この点に留意しなければならない。   Here, specific parameters in the above-described stirring operation are shown below. In this case, in order to shorten the processing time and increase the stirring efficiency, it is preferable to increase the operating speed of the Z-axis drive mechanism and the pump 15 as much as possible. On the other hand, it should be noted that the stirring efficiency is lowered when the operation speed of the pump 15 is increased so that the liquid 101 in the disposable chip 11 does not follow the suction and discharge operations of the pump 15.

攪拌動作パラメータ
吸引・吐出速度(最高速)・・約200μl/sec
吸引・吐出量・・・・・・・・約30μl(ディスポーザブルチップ最大容量)
Z軸上昇・下降距離・・・・・h=45mm
Z軸上昇・下降速度・・・・・約160mm/sec
攪拌液量(最大)・・・・・・1600μl(1.5ml容器使用時)
攪拌回数・・・・・・・・・・60回
Stirring operation parameters Suction / discharge speed (highest speed) ... 200μl / sec
Suction / discharge volume: approx. 30μl (Disposable chip maximum capacity)
Z-axis ascent / descent distance h = 45mm
Z-axis ascending / descending speed: approx. 160 mm / sec
Stirring liquid volume (maximum) ······· 1600μl (when 1.5ml container is used)
Number of stirrings: 60 times

攪拌終了の場合、ディスポーザブルチップ11の外側に液滴を残さないために、ステップS15において図5の時間T2で示すように液体吐出位置Aまで低速上昇(スローアップ)し、ステップS16において、ディスポーザブルチップ11内の液体101を吐出する。その後、ステップS17において、ディスポーザブルチップ11内の液体101を吐出仕切るまでタイムラグ(図5の時間T3)を設け、低速上昇して液面101aから離脱させ(ステップS18)、ステップS19においてZ軸原点まで高速上昇する。そして、ステップS20において、ディスポーザブルチップ11をX−Y軸駆動機構によりチップリムーバまで移動して、チップフィッティング12からディスポーザブルチップ11を取り外し(ステップS21)、攪拌動作を終了する。 For completion of stirring, in order not to leave a drop on the outside of the disposable tip 11, the slow rise in step S15 to the liquid discharge position A as shown at time T 2 of the FIG. 5 (slow-up), at step S16, disposable The liquid 101 in the chip 11 is discharged. Thereafter, in step S17, a time lag (time T 3 in FIG. 5) is provided until the liquid 101 in the disposable chip 11 is partitioned, and the liquid 101 rises at a low speed and is separated from the liquid surface 101a (step S18). Ascend up fast. In step S20, the disposable tip 11 is moved to the tip remover by the XY axis drive mechanism, the disposable tip 11 is removed from the tip fitting 12 (step S21), and the stirring operation is finished.

上述したように本発明では容器100の下部に溜まった粘度の高い、あるいは比重の大きい液体101を、容器100の上部へ「移動」することで容器100内の液体101が万遍なく攪拌され、液体101全体を均一にすることができる。ちなみに、特許文献1あるいは特許文献3等に記載されている技術では、容器内で対流を起こすことで液体を攪拌するようにしている。この場合、十分な対流を起こすためには相当の高速且つ大量の対流が必要になる上、容器の上部と下部の密度差が大きい場合や容器が細長い場合には対流の効果は制限されざるを得ない。これに対して本発明ではかかる対流による攪拌方法に付随する欠点を有効に補うことができる。   As described above, in the present invention, the liquid 101 stored in the lower part of the container 100 or having a high specific gravity is “moved” to the upper part of the container 100 so that the liquid 101 in the container 100 is uniformly stirred. The entire liquid 101 can be made uniform. Incidentally, in the technique described in Patent Document 1 or Patent Document 3 or the like, the liquid is stirred by causing convection in the container. In this case, in order to generate sufficient convection, a considerably high speed and a large amount of convection are required, and if the density difference between the upper and lower parts of the container is large or the container is elongated, the effect of convection must be limited. I don't get it. In contrast, the present invention can effectively compensate for the disadvantages associated with the convection stirring method.

以上説明したように十分な攪拌が行われたかどうかを圧力波形で判定するが、これを更に確実にする方法を以下に説明する。先ず、1回の吸引毎にピーク圧を測定し、前回の吸引時のピーク圧との差分を算出し、その値が一定値以下となったとき攪拌完了と判断することもできる。
また、前述したステップS4とステップS5の間に攪拌の吸引・吐出動作を追加してもよい。この場合、液体吐出位置Aで攪拌前の粘度が低い、あるいは比重の小さいバッファ等の粘性圧損を調べ、これを基準にしてピーク圧として記憶する。攪拌中、液体吸引位置Bにおける攪拌吸引のピークを測定して、このピーク圧が基準のピーク圧にある程度近づいた時点で攪拌完了とすることもできる。
As described above, whether or not sufficient agitation has been performed is determined by a pressure waveform. A method for further ensuring this will be described below. First, the peak pressure is measured for each suction, the difference from the peak pressure at the previous suction is calculated, and it can be determined that the agitation is completed when the value falls below a certain value.
Further, a suction / discharge operation of stirring may be added between step S4 and step S5 described above. In this case, the viscous pressure loss of a buffer or the like having a low viscosity before stirring or a low specific gravity at the liquid discharge position A is examined, and stored as a peak pressure based on this. During stirring, the peak of stirring suction at the liquid suction position B is measured, and stirring can be completed when this peak pressure approaches a reference peak pressure to some extent.

また、ステップS16とステップS17の間に攪拌の吸引・吐出動作を追加してもよい。この場合、液体吐出位置Aにおける攪拌吸引時のピーク圧を再び閾値(この場合、閾値はPth−ρghとなる)と比較することにより十分な攪拌が行われたか否かを判断する。液体吸引位置Bにおける吸引時のピーク圧と比較して、液体吐出位置Aにおける吸引時のピーク圧が小さいと、液体の粘度が不均一であり、攪拌が不十分になるので攪拌をやり直すことになる。 Further, a suction / discharge operation of stirring may be added between step S16 and step S17. In this case, it is determined whether or not sufficient agitation has been performed by comparing the peak pressure at the time of agitation and suction at the liquid discharge position A with a threshold value again (in this case, the threshold value becomes P th −ρgh). If the peak pressure at the time of suction at the liquid discharge position A is smaller than the peak pressure at the time of suction at the liquid suction position B, the viscosity of the liquid is non-uniform and the stirring becomes insufficient. Become.

更に、攪拌中(ステップS9〜ステップS14)液体吐出位置Aと液体吸引位置Bの間の任意のZ軸方向位置で、攪拌の吸引・吐出動作を行ってもよい。これにより攪拌中に任意の高さで粘性圧損を調べることができ、高さ方向で攪拌の様子を把握することができるようになる。   Further, the stirring suction / discharge operation may be performed at any Z-axis direction position between the liquid discharge position A and the liquid suction position B during the stirring (steps S9 to S14). This makes it possible to check the viscous pressure loss at an arbitrary height during stirring, and to grasp the state of stirring in the height direction.

以上、本発明を種々の実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば、上記実施形態において説明した具体的数値等は、これらに限定されず必要に応じて適宜変更等が可能である。
As mentioned above, although this invention was demonstrated with various embodiment, this invention is not limited only to these embodiment, A change etc. are possible within the scope of the present invention.
For example, the specific numerical values and the like described in the above embodiment are not limited to these, and can be appropriately changed as necessary.

本発明の実施形態に係る分注装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the dispensing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態における液体吐出位置及び液体吸引位置の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the liquid discharge position and liquid suction position in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における作用を示す図である。It is a figure which shows the effect | action in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 分注装置
11 ディスポーザブルチップ
12 チップフィッティング
13 制御部
14 X,Y,Z軸制御部
15 ポンプ
17 圧力センサ
20 メモリ
23 ジャミングセンサ
25 ジャミング検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Dispensing apparatus 11 Disposable tip 12 Chip fitting 13 Control part 14 X, Y, Z-axis control part 15 Pump 17 Pressure sensor 20 Memory 23 Jamming sensor 25 Jamming detection part

Claims (7)

ポンプに接続されたノズルを液体容器内に挿入し、該容器底部付近で前記ノズル内に液体を吸引し、前記ノズルを上昇させて液面付近で該液体を吐出し、
以上の工程を複数回繰り返すことにより、複数成分からなる前記液体を攪拌することを特徴とする液体攪拌方法。
Insert a nozzle connected to the pump into the liquid container, suck the liquid into the nozzle near the bottom of the container, raise the nozzle to discharge the liquid near the liquid level,
A liquid stirring method, wherein the liquid composed of a plurality of components is stirred by repeating the above steps a plurality of times.
前記液体の吸引時のポンプ内圧を測定し、この内圧が所定圧力になるまで前記工程を繰り返すことを特徴とする請求項1に記載の液体攪拌方法。   2. The liquid agitation method according to claim 1, wherein an internal pressure of the pump at the time of sucking the liquid is measured, and the step is repeated until the internal pressure reaches a predetermined pressure. 前記ノズルを前記液体容器に挿入する際、該ノズルの先端の液面上下における前記ポンプの内圧変化により前記液体の液面を検出し、この液面付近に液体吐出位置を設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の液体攪拌方法。   When inserting the nozzle into the liquid container, the liquid level of the liquid is detected by a change in the internal pressure of the pump above and below the liquid level at the tip of the nozzle, and a liquid discharge position is set near the liquid level. The liquid stirring method according to claim 1 or 2. 前記ノズルの先端が前記容器の容器底に接触する位置を接触式センサにより検出し、容器底部付近に液体吸引位置を設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の液体攪拌方法。   The position where the tip of the nozzle contacts the container bottom of the container is detected by a contact sensor, and the liquid suction position is set in the vicinity of the container bottom part. Liquid stirring method. ノズルを加減圧して液体を吸引・吐出させるポンプ機構と、前記ノズルを上下動させるノズル上下動機構とを備え、
前記ノズル上下動機構により容器底部付近まで移動させた前記ノズル内に、前記ポンプ機構により液体を吸引させ、前記ノズルを上昇させて液面付近で該液体を吐出するようにしたことを特徴とする液体攪拌装置。
A pump mechanism that sucks and discharges liquid by increasing and reducing the pressure of the nozzle, and a nozzle vertical movement mechanism that moves the nozzle up and down,
A liquid is sucked by the pump mechanism into the nozzle moved to the vicinity of the container bottom by the nozzle vertical movement mechanism, and the liquid is discharged near the liquid surface by raising the nozzle. Liquid stirring device.
前記ポンプ機構のポンプ内圧を測定する圧力センサを有することを特徴とする請求項5に記載の液体攪拌装置。   The liquid stirring apparatus according to claim 5, further comprising a pressure sensor that measures a pump internal pressure of the pump mechanism. 前記ノズル上下動機構に付帯し、前記ノズルの先端が前記容器の容器底に接触する位置を検出する接触式センサを有することを特徴とする請求項5又は6に記載の液体攪拌装置。   The liquid stirring apparatus according to claim 5, further comprising a contact sensor attached to the nozzle vertical movement mechanism and configured to detect a position at which a tip of the nozzle contacts a container bottom of the container.
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