JPS63106567A - ノズルチツプ自動交換機構をもつピペツト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は、多数の被検体（サンプル液）を自動的かつ連
続的に測定するための測定装置に用いられる微量液自動
注入用のピペット装置、詳しくは、ピペットのノズル下
端を、着脱交換可能なディスポーザブルノズルチップ（
以下単にノズルチップという）で構成し、注入するーサ
ンプル毎に該ノズルチップを交換できるようにした自動
交換機構をもったピペット装置に関するものである。

（発明の背景） 一般に、サンプル液中の微量物質を、免疫反応あるいは
化学的、その他の生化学的方法等により検出する場合に
は、目的とするサンプル液に適宜の試薬等を添加して、
該サンプル液に現れた変化を光学的手段等によって検知
、測定するが、このためには、サンプル液の定量、試薬
添加の一定量化等その操作には熟練した技量が求められ
る場合が多い。

しかし一般にかかる検査作業は単調で飽き易い作業であ
って、微量なサンプル液、試薬等を長時間に渡り精度高
く取扱うには難があること、また検査技師の個人差に基
づく誤差の可能性を可及的に低減することが望まれるこ
と、更には被検体数の増大に比べて熟練した検査技師の
絶対数が不足していること等々の問題から、従来より、
微量な物質を生化学的な手法を用いて検出、定量するた
めの自動化した装置については種々の研究、開発がされ
てきている。

ところでこのようなサンプル液中の微量成分を測定検出
するための装置にあっては、検出対象物がサンプル液中
で極めて微量な場合が通常であることから、装置の自動
化もこの点を十分に考慮した上で工夫され構成されねば
ならないし、また異なるサンプル液を一括処理するよう
なシステムにおいて、サンプル液間の検出対象物の濃度
比１：１０６近くになることがあるため（例えばαプロ
ティンの場合）、高精度で誤差の少ない測定を行なうた
めには、各サンプル同士がまざり合う虞れを可及的に小
ならしめることも求められる。

（発明の目的） 本発明はかかる観点に立ってなされたものであり、その
目的は、多数準備整列された反応セルに対し、複数のサ
ンプル液等を定量注入するのに好適に用いられるピペッ
ト装置を提供するところにある。

また本発明の他の目的は、複数のサンプル液毎に、使用
するノズルチップを自動的に交換することができる機構
をもフたピペット装置を提供するところにある。

（発明の概要） 而して、かかる目的のためになされた本発明よりなるピ
ペット装置の特徴は、略逆円錐形をなすノズルチップの
上端開口に外装嵌合可能な下端部を有し、かつ内部が液
吸引排出のためのエア給排装置に接続されたプランジャ
型の軸体と、この軸体を相対的な上下方向小ストローク
移動が可能に支持するスライダと、該スライダを上下方
向大ストローク移動が可能に支持する支持架台と、前記
スライダおよび支持架台を連動連結して該スライダを支
持架台に対し上下移動させる大ストローク用駆動手段と
、前記スライダおよび前記軸体を連動連結して該軸体を
スライダに対しノズルチップ嵌合のために上下動させる
小ストローク用駆動手段と、前記軸体の下端部に外装嵌
合されたノズルチップの上端面に、押下刃を作用可能に
設けられたノズルチップ取外し用のレバーと、該ノズル
チップ取外し用のレバーを駆動させるノズルチップ取り
外し用駆動手段とを備えた４ｊｌ成をなすところにある
。

本発明において前記の如く軸体に大ストロークと小スト
ロークの上下動（下動）を行なわせるようにしているの
は、軸体の下端部に嵌着されるノズルチップの加工公差
等を考慮して、該ノズルチップの破損を生ずることなく
確実な前記外装嵌合すなわち嵌着状態を得るためである
。

前記構成をなす本発明のピペット装置は、装置を固定的
に設けて、その下方に反応セルをもつ適宜のプレートを
容入、穆出させるようにして用いてもよいし、あるいは
列状に配置された反応セルに対してピペット装置を走査
８勤させるように用いてもよい。

前記構成における各駆動手段には、比較的ストロークが
少なくかつ停止位置の精度が求められるという装置の性
格に適当する適宜の種類のものが利用されるが、一般的
には、エアシリンダ装置、パルスモータ、ネジ駆動装置
、カム機構等々のものが好ましく用いられる。特にスラ
イダに対して軸体を上下動させる小ストローク用駆動手
段には、該軸体に嵌着されるノズルチップの突上げ破損
を防止するという目的から、該嵌着時の軸体の下動力を
一定レベルに保つのが容易なエアシリンダ装置が好まし
く使用されるが、この他−窓以上の突上げ力が作用する
場合にバネをたわませるようにした緩衝装置を組合せ使
用するようにしたものでもよい。

軸体に嵌着されて交換使用されるノズルチップは通常の
ものを使用すればよいが、吸引、排出するサンプル液の
量に応じて軸体にはサンプル液が接触しない程度の十分
な内容量（通常、数μ℃〜数ｍ℃程度）をもつものであ
ることが必要とされるのは言うまでもない。

本発明は、主に生化学反応の分析装置用として好ましく
適用され、特に例えば酵素等を標識として用いる免疫反
応の測定を行なう装置に好適に用いられるが、これらに
限定されることなく、多数のサンプル液を、連続的な分
析測定のために分注することが必要な種々の分析装置用
のものとして適用可能なものである。

（発明の実施例） 以下本発明を、図面に示すように、反応セル内部にビー
ズを填加したテストカップを用いて測定を行なう酵素免
疫測定装置を例にして説明する。

前記におけるテストカップとは、上方開放のカップ型容
器本体内に複数個のビーズを填加し、その上面開口をシ
ール箔で密封した構造からなりていて、前記ビーズには
予め特定の抗体（又は抗原）を固定することで所望する
検査項目に対する反応セルを提供で診るように予め準備
されたものをいう。またこのビーズは、これに磁性体を
含有させることで、外部の変動する磁界作用により反応
セル内の液に対する攪拌を行なわせるように用いること
も有効である。

第１図において、１は、前記したテストカップ８の複数
個を整列担持しているテストプレート７を、図の矢印方
向に移送させるための搬送路を示し、この搬送路の上方
に対向されて、前記９送方向の上流から下流に向って順
次に、シールブレーカ２．サンプル液分注装置３゜Ｂ／
Ｆ分離装置４．基質分注装置５ならびに測光装置６が配
置されている。

前記の各装置、すなわちシールブレーカ２゜サンプル液
分注装置３．Ｂ／Ｆ分離装置４．基質分注装置５ならび
に測光装置６は、初めにテストカップのシール箔を破開
し、これにより上面が開放されたテストカップの反応セ
ルに対してサンプル液を所定量注入し、反応後、Ｂ／Ｆ
分離を行ない、更に前記抗原抗体反応複合体に標識され
ている酵素の活性作用を受けて光学的に検知可能な変化
を生ずる基質の反応セル内への注入、および該基質に生
じた変化を検出測定するための各装置である。

前記テストプレート７は、前記テストカップ８の複数を
第２図に示す如く一定の位置姿勢で整列担持できるよう
に、不図示の多数の孔を有するよう設けられていて、前
記搬送路１上を不図示の送り機構の作動によフて順次第
１図の矢印方向に所定のタイミングで間欠的に移送され
るようになっている。

第２図は、本例のピペット装置が用いるノズルチップ９
の準備状態、および一つのノズルチップに対し一つのサ
ンプル液を対応させた準備状態、更にこれらと反応セル
の位置関係を一例的に示した図であり、いま該第２図の
ａ−ｂ方向に横列されたテストカップの一列を、同一サ
ンプルに対する複数の検査項目を対象としたグループと
すると、該第２図の右側端に位置するノズルチップおよ
びこれに隣接するサンプル液充填カップ１０が、前記グ
ループに対して使用されるノズルチップとサンプル液を
示すことになる。

１１はノズルチップ台であり、前記ノズルチップ９およ
びサンプル液充填カップ１０を図示の状態で支持するよ
うに、ノズルチップ嵌挿支持孔１１ａとサンプル液充填
カップ嵌挿支持孔ｔｔｂとが設けられている。

第３図および第４図は、本例のピペット装置を示したも
のであり、支持架台１２の前面にはスライダ（摺動台）
１３が上下動可能に組付けられ、その側面の下動力伝達
ビン１３ａが前記支持架台に徂付けられている揺動腕１
４のカム溝１４ｂに往訪可能に係合することで、該揺動
腕１４の一定角度範囲の振力にて上下動を生ずるように
設けられている。１４ａは揺動腕１４の揺動中心軸であ
る。そしてこの揺動腕１４は、不図示のパルスモータ等
からの駆動力の伝達によって図示実線で示した下限界位
置から図示想像線で示した下限界位置の間で揺動し、前
記スライダ１３の上下動を行なわせるようになっている
。なお該スライダ１３の上部には、後記する軸体１５を
下動させるための第１のエアシリンダ装置１８が固着さ
れている。

１５は軸体支持ブラケット、１６は軸体であり、これら
は一体化されてしζて、その軸体支持ブラケット１６が
前記スライダ１３の前面との間で上下方向に滑カ可能な
係合部分をもっことで、該上下方向に小ストロークの相
対移動が行なえるようになっている。１３ｂはこの係合
部分を構成するためにスライダから突設されたガイドビ
ン、１５ｂは同じくこの係合部分を構成するために軸体
支持ブラケット１５に形成された上下方向に長いガイド
長孔である。なお１５ａは、軸体支持ブラケット１５の
上端部として形成されたエアシリンダ装置１８のピスト
ンロッド１８ａとの連結部である。

前記した軸体１６は、軸体支持ブラケット１５と一体化
されていることにより、スライダ１３の上下動（大スト
ローク）および前記第１のエアシリンダ装置１８による
上下動（小ストローク）の作用により、２段の上下方向
の移動が行なわれるようになっている。

１７はエアパイプであり、軸体１６に対してこれを上下
方向に貫通するように組付けられ、その上端は不図示の
エア給排装置に接続されていると共に、下端は、軸体１
６の下端部に嵌着されるノズルチップ９の内部に臨むよ
うになっている。

以上の構成によって、エアパイプ１７をもつ軸体１６は
、まずスライダ１３の大ストロークにより、下方に準備
配置されたノズルチップに対してその下端部を接近させ
、次いで第１の工、アシリンーダ装置１８による小スト
ロークによって、ノズルチップ９の破損を生ずることな
く前記下端部の確実な嵌着を行なうことが可能となるの
である。

次ぎに、使用されたノズルチップ９の取り外し機構につ
いて説明すると、本例のこの機構は、前記軸体１６の下
端部周囲に遊嵌されたノズルチップ取り外し用レバー１
９と、軸体１６内に内蔵されて常時はこのノズルチップ
取り外し用レバー１９と一体のスリーブ１９ａを上方側
に偏倚させておくホールドスプリング２０と、前記ノズ
ルチップ取り外し用レバー１９に対して下動力を作用し
、前記嵌着状態のノズルチップの上端に該レバー１９を
係合させて、軸体１６の下端部から該ノズルチップを取
り外しさせる第２のエアシリンダ装置２１とからなって
いる。なお１９ｂはノズルチップ取り外し用レバー１９
の上下動を案内するガイドバーである。

なお以上の各駆動装置を動作させるタイミング、すなわ
ちノズルチップの嵌着、次いで一連のサンプル液の吸引
排出（分注）を行なった後のノズルチップの取り外し、
更に次ぎのノズルチップの嵌若、取り外しのタイミング
は、所定の電子制御装置、−ａ２的にはマイクロコンピ
ュータを用いて行なうことができる。

第５図は本発明装置の他の実施例を示すものである。

第５図の例においては、フレーム３０に設けられた一対
のガイドロット３１．３２によフて、支持架台１２が該
ガイドロッド軸方向に移動可能に支持され、不図示の移
動装置によりサンプル吸込み１分注の各位置に８勅され
るようになっている。

３３は一端がパルスモータ３４に連結された回転軸であ
り、この回転軸３３に回転不能に固着されている揺動腕
（カム）１４のカム溝１４ｂが、スライダ１３の突起１
３　ａと長溝係合することで回転により該スライダ１３
を上下方向移動可能としている。１５は軸体１６の支持
ブラケットであり、前記スライダ１３の前面部に形成し
た前面に対して凹の溝１３ｃの内部に入り込んで上下方
向に滑動可能に支持されると共に、該スライダ１３の頂
部に固着されたエアシリンダ装置１８によりこのスライ
ダに対し小ストロークの相対的な上下動作が与え−られ
るように設けられている。１５へそして本例では更に、
この支持ブラケット１５の下部にノズルチップ取り外し
用レバー３７を軸３６を中心として揺動可能に組付け、
これを通常勤させ、ノズルチップの取り外しを行なわせ
るようにしている。３８は前記ノズルチップ取り外し用
レバー３７に形成した軸体遊嵌穴であり、該穴３８の周
縁下面がノズルチップ９の上端面に係合することで該ノ
ズルチップ９の取り外しを行なうようになっている。

他の構成は前記実施例と実質的に同じである。

（発明の効果） 以上の構成をなす本発明よりなるピペット装置によれば
、多数４！備整列された反応セルに対し、ノズルチップ
の自動的な交換を行ないながらサンプル液注入ができる
ため、サンプル相互のまざり合いを生ずることなく、複
数のサンプル液を所定の反応セルに定量注入することが
でき、したがってサンプル毎の測定誤差を生ずる虞れが
大幅に低減されるという効果がある。

また本発明のとベット装置によれば、複数のサンプル液
毎に、使用するノズルチップを自動交換する機溝をもつ
ため、分析測定を自動化して行なう装置を好適に構成す
ることができるという効果が得られ、その有用性は極め
て大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本発明よりなるノズル装置を組込んだ酵素
免疫測定装置の構成概要−例を示した図、第２図はテス
トカップを担持したテストプレートとピペット装置等と
の関係を示した斜視図、第３図はピペット装置の正面図
、第４図はピペット装置の側面図である。第５図は本発
明の他の実施例を示す装置の斜視図である。 に搬送路　　　　　　２：シールブレーカ３：サンプル
液分注装置 ４　：　Ｂ／Ｆ分離装置　５：基質分注装置６：測光装
置　　　　７：テストプレート８・テストカップ　　９
：ノズルチツブ１０：サンプル液充填カップ １１、ノズルチップ台 １１ａ：ノズルチップ嵌挿支持孔 １１ｂ：サンプル液充填カップ嵌挿支持孔１２：支持架
台 １３ニスライダ　　　１３ａ：下動力伝達ピン１３ｂ；
ガイドピン　　１３Ｃ：溝 １４：揺動腕　　　　１４ａ：揺動中心軸１４ｂ：カム
溝 １５：軸体支持ブラケット １５ａ：エアシリンダ連結部 １５ｂ＝ガイド長孔　　　　　　　−・・・１　６　　
：　申出　体 １７：エアパイプ １８：第１のエアシリンダ装置 １９；ノズルチップ取り外し用レバー １９ａ；スリーブ　　　　１９ｂガイドバー２０二ホー
ルドスプリング ２１：第２の（ノズルチップ取り外し用）エアシリンダ
装置 ３０：フレーム ３１．３２ニガイドロツド ３３；回転＠　　　　３４：バルスモータ３５：板バネ
　　　　３６：軸 ３７：ノズル取り外し用レバー ３８：遊嵌穴 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 略逆円錐形をなすノズルチップの上端開口に外装嵌合可
   能な下端部を有し、かつ内部が液吸引排出のためのエア
   給排装置に接続されたプランジャ型の軸体と、この軸体
   を相対的な上下方向小ストローク移動が可能に支持する
   スライダと、該スライダを上下方向大ストローク移動が
   可能に支持する支持架台と、前記スライダおよび支持架
   台を連動連結して該スライダを支持架台に対し上下移動
   させる大ストローク用駆動手段と、前記スライダおよび
   前記軸体を連動連結して該軸体をスライダに対しノズル
   チップ嵌合のために上下動させる小ストローク用駆動手
   段と、前記軸体の下端部に外装嵌合されたノズルチップ
   の上端面に、押下刃を作用可能に設けられたノズルチッ
   プ取外し用のレバーと、該ノズルチップ取外し用のレバ
   ーを駆動させるノズルチップ取り外し用駆動手段とを備
   えたことを特徴とするノズルチップ自動交換機構をもつ
   ピペット装置