WO2007081000A1 - 変形式分注チップ、変形式分注装置および変形式分注処理方法 - Google Patents

変形式分注チップ、変形式分注装置および変形式分注処理方法 Download PDF

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WO2007081000A1
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deformation
tip
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Hideji Tajima
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Universal Bio Research Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a deformable dispensing tip, a deformable dispensing apparatus, and a deformable dispensing processing method.
  • the cylinder, plunger, and other mechanisms used in the dispensing device are high-precision machined parts such as syringes.
  • the volume change in the cylinder is basically the volume in the dispensing tip. It was integral to the change, and it was necessary to transmit so that there was no looseness in the joint between the plunger and the drive device of the plunger.
  • these suction / discharge mechanisms and dispensing tips are fitted so that there is no leakage of gas or liquid. For this reason, there was a risk that high quality control would be required.
  • a cylinder having a capacity corresponding to the capacity of the dispensing tip is required to control the suction and discharge of the dispensing tip, a large-scale apparatus is needed to handle a large volume of liquid. Have a point.
  • a dropper that is surrounded by a wall surface of rubber or the like and can store liquid and gas therein and that deforms by manually pushing the wall surface to suck and discharge liquid is well known. It was. However, since this dropper is handled manually, one user can handle at most one dropper, and it was impossible to process simultaneously using many droppers. In addition, since the deformation of the dropper varies depending on the magnitude of the force, the direction of the force, and the place where the force is applied, it is not possible to perform quantitatively precise processing and repeat with high reproducibility in the manual dropper operation. It was difficult.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3115501
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 3739953
  • Patent Document 3 Japanese Patent No. 3630497
  • Patent Document 4 Japanese Patent No. 3682302
  • the first object of the present invention is to provide a variety of volumes (several liters of force of several tens of milliliters) with high accuracy despite a simple and compact structure. It is possible to provide a modified dispensing tip, a deformable dispensing device, and a modified dispensing method that can handle liquids up to about 5 liters) and that can perform efficient processing.
  • the second purpose is not to require accuracy for watertightness, airtightness, etc. in manufacturing and quality control, it can be provided at low cost, and the management burden is reduced, and cross-contamination is reliably prevented.
  • the present invention provides a deformable dispensing tip, a deformable dispensing device, and a deformable dispensing processing method.
  • a third object is to provide a deformable dispensing tip, a deformable dispensing device, and a modified dispensing method that can consistently automate various complicated processes.
  • the first invention provides a deformed wall surface that is capable of containing a liquid and a gas in an interior surrounded by the wall surface, and is capable of predetermined deformation without substantially changing the total inner surface area of the wall surface.
  • 1 or 2 or more deformable types having a housing part that is partly connected to the housing part and a mouth part that communicates with the housing part and through which the liquid that is sucked and discharged by the expansion and contraction of the inner wall due to deformation of the deformation wall
  • the dispensing tip and one or more of the deformable dispensing tips are supported so that the mouth does not fluctuate due to the deformation of the deformable wall, and the deformable wall of the deformable dispensing tip is simultaneously moved.
  • the “deformed wall surface” is a flexible wall surface that can be deformed, and the surface area of the deformed wall surface is not changed by the deformation. Therefore, even on the wall surface incorporating the deformed wall surface, the total surface area does not change due to the deformation.
  • the “part of the wall surface” for example, a wall surface portion excluding the vicinity of the mouth portion of all the wall surfaces of the accommodating portion, and a non-deformable wall surface that does not deform is provided between the wall surface portion and the mouth portion. .
  • the "predetermined deformation" of the deformation wall surface is preferably a deformation whose internal volume is substantially determined according to the degree of deformation to be applied. That is, it is preferable that the inner volume surrounded by the wall surface expands or contracts according to the degree of pushing or pulling the deformed wall surface along a certain deformation direction or removing the force, and the inner volume is uniformly determined. .
  • the deformed wall surface may be urged in an internal expansion direction or contraction direction due to the deformation.
  • When biased in the expansion direction it is contracted by applying a force against the expansion direction and deformed in the expansion direction by removing the force.
  • When it is biased in the contraction direction it expands by applying a force in the direction opposite to the contraction direction, and deforms in the contraction direction by removing the force.
  • Examples of the deformed wall surface include a wall surface on which bellows are formed, or a panel or the like that is formed of a planar member or a film member of an elastic body such as rubber, or has elastic force along the deformation direction.
  • Suction / discharge means suction or Z and discharge.
  • material of the deformable dispensing tip include polyethylene, polypropylene, polyester, polystyrene, polyvinyl, acrylic resin, elastic bodies such as rubber, other flexible materials, or these It is a combination.
  • the modified dispensing tip is preferably transparent or translucent.
  • the mounting position of the tip to the dispensing head or the supporting position such as the fixing position is the mouth portion. It is a non-deformation wall surface which does not deform
  • the mouth portion is preferably supported so as to face downward.
  • the size of the deformable dispensing tip is, for example, from the mouth part along the mounting opening or the axial length is several centimeters to several tens of centimeters, and the volume thereof is Depending on the length, for example, the force of several microliters is on the order of tens of milliliters.
  • the amount of suction and discharge is, for example, about several tens of milliliters depending on the volume.
  • the second invention further includes a container group having a plurality of containers capable of storing various solutions, and a head moving unit that moves the dispensing head relative to the container group.
  • the opening is a modified dispensing device that can be inserted into the container all at once. In this case, if the mouth is supported so as to face downward, the liquid can be smoothly sucked, discharged, and transferred.
  • the “solution” includes various reagents, specimens, chemical substances, or liquids containing magnetic substances.
  • the “container” includes a container in which a plurality of liquid storage portions are provided and each liquid storage portion is provided at a position corresponding to the mouth portion.
  • the dispensing head includes a chip support portion that can support the two or more deformable dispensing tips, and a deformation direction of a deformed wall surface of the deformable dispensing tips. It is a deformable dispensing device having a movable mechanism that deforms the deformed wall surface all at once using movable members that can move forward and backward all at once.
  • the movable member deforms the deformed wall surface by performing an advancing / retreating operation in a state where the movable member is in contact with, in contact with, separated from, or connected to the housing portion.
  • the deformable dispensing tip In order to support the deformable dispensing tip, the deformable dispensing tip is supported so as to prevent movement with respect to the force applied by the movable member in the expansion direction and the contraction direction in the interior thereof, It is preferable in terms of control that parts other than the deformed wall, especially the position of the mouth, do not move due to deformation. This is because in the case of a deformable dispensing tip, the deformed wall surface and the other portions are connected physically or continuously. For that purpose, it supports so that it may pinch
  • the dispensing head or the container group includes the container or the container.
  • This is a deformable dispensing device having magnetic means capable of applying or removing a magnetic field inside.
  • a suspension in which a large number of magnetic substances holding biological compounds such as proteins, peptides, amino acids, DNA, RNA, oligonucleotides, sugar chains are suspended is sucked into the deformable dispensing tip.
  • a magnetic field is applied to the inside of the chip so as to be adsorbed on the inner wall of the chip, thereby separating the magnetic substance and thus the biological compound.
  • the deformation of the deformable wall surface and the movement between Z or the dispensing head and the container group include the number or structure of the deformable dispensing tips, the liquid to be sucked and discharged, It is a modified dispensing apparatus having a control unit that controls the substance contained therein, the amount thereof, the accommodation position thereof, the temperature or the concentration thereof, the processing content, or an instruction.
  • Substances include various chemical substances including not only biological substances such as nucleic acids, proteins, sugar chains and amino acids but also metals.
  • “Liquid” includes solutions and suspensions.
  • the suspension includes, for example, a suspension of a magnetic substance that can bind various substances by reaction or that is bound by reaction.
  • a sixth invention is a deformable dispensing apparatus in which a predetermined reference position is set for deformation of the deformed wall surface, and deformation of the deformed wall surface is controlled based on the reference position.
  • the “predetermined reference position” is determined by the amount of liquid handled in the process, the capacity of the deformable dispensing tip to be used, the content of the process, the processing accuracy of the deformable dispensing tip, and the like.
  • the processing requires precision, or changes
  • the reference position is based on the position along the deformation direction of the movable member or deformed wall that has already undergone the specified deformation of the deformable dispensing tip. .
  • the internal volume of a preset deformable dispensing tip is VO, which corresponds to this state
  • predetermined maximum suction amount of liquid into the dispensing tip VI—VO force Predetermined maximum discharge amount VO—Relationship smaller than V2, ie, VI—VO ⁇ VO— It is preferable to set the reference position so that V2, that is, (V1 + V2) Z2 ⁇ V0.
  • the physical maximum deformation amount is not necessarily required. Since “the maximum suction amount can be discharged”, the “maximum discharge amount” needs to be equal to or larger than the “maximum suction amount”. Thereby, the processing can be performed without worrying about the remaining amount of liquid in the deformable dispensing tip.
  • the deformable dispensing tip is deformed. It is possible to control based on the position of the non-deformed state. In such a case, for example, the position where the movable member is not in contact with the deformable dispensing tip and along the deformation direction (for example, a position 1 mm away from the tip) is used as a reference. This is the case when taking the position.
  • a seventh invention is a deformable dispensing device in which the deformed wall surface is formed with a bellows.
  • the “belly bellows” is a planar member or a film-like member formed with waves or ridges having peaks and valleys formed along a direction that crosses a predetermined deformation direction substantially perpendicularly. What can be bent in the mountain and valley.
  • the shape of the wave or ridge is a straight line perpendicular to the deformation direction. Or a circular or closed curve (including a straight line) in a plane perpendicular to the deformation direction.
  • the bellows is formed, for example, so as to partition the entire wall surface of the housing portion into two across the deformation direction of the bellows. Accordingly, the deformation direction substantially coincides with the normal direction of each plane including the corrugated waveform or each mountain or valley of the ridge.
  • the mouth portion is provided at a lower end, and the storage portion is provided above the round portion.
  • the deformed wall surface that is deformable in the vertical direction is provided on a part of the wall surface surrounding the housing portion so as to partition the inner wall surface vertically, and the upper end of the housing portion and the movable member are in contact with each other. It is a modified dispensing device that can be connected.
  • a ninth invention is characterized in that the accommodating portion is in contact with or connectable to the movable member, has a deformable wall surface that can be deformed by the movable member, and can accommodate gas, and is connected to the deformable portion. It is a deformable dispensing device that has a non-deformable portion that is formed of a non-deformed wall surface and that has the mouth at the tip and can store liquid.
  • the dispensing head or the container group is a chip array holding unit that can removably hold two or more of the deformable dispensing tips arranged in a line or a plane at a predetermined interval. It is a deformation
  • the “planar shape” include a matrix shape, a circumferential shape, and a plurality of concentric shapes.
  • the “matrix” has an arrangement in the row direction and the column direction, and the directions do not necessarily have to be orthogonal to each other.
  • One-column or one-row arrays are also special cases of matrices.
  • the tip support portion of the dispensing head has a tip array in which two or more of the deformable dispensing tips are arranged in rows or planes at predetermined intervals and can be detachably held.
  • a deformable dispensing device that supports two or more of the deformable dispensing tips by attaching a holding part so that each of the deformable dispensing tips is deformable.
  • the deformable dispensing tip has the mouth portion and the storage portion, and the storage portion is in contact with the movable member and can be deformed by the movable member.
  • the tip array holding portion has a plate provided with two or more through-holes drilled at predetermined intervals in a row or plane, and each of the deformable dispensing tips is inserted into each of the through-holes. Hold In addition, the mouth of the deformable dispensing tip passes through the through hole and is below the plate, and the deformed portion of the accommodating portion is held so as to be above the plate.
  • the deformable dispensing tip has an internal detection region, and the dispensing head is provided with a light detection unit that detects an internal state through the internal detection region.
  • the light detection unit is also provided below the plate.
  • the “internal detection region” is formed so that the side surface is not a curved surface but a flat surface so that light can be easily irradiated and transmitted through the inside, thereby preventing light from being reflected back and forth. Further, it is possible to prevent the occurrence of bending of the chip.
  • the plane “internal state” includes the presence or absence of a liquid and the presence or absence of a liquid surface.
  • the “internal detection area” is an area formed on the modified dispensing tip so as to have higher light transmission than the surrounding area.
  • the tip array holding unit is provided with a deformed portion provided with two or more loosely holding portions for loosely inserting and holding the deformable dispensing tips for each of the deformable dispensing tips to be held. It is a type dispensing device.
  • the loose insertion portion include a cylinder, a plurality of bars, a net, and a tube formed so as to surround the deformable dispensing tip.
  • the magnetic force means has two or more magnets provided so as to be able to contact and separate all at once with respect to each storage portion of the one or more deformable dispensing tips. Note device.
  • the dispensing head has a chip support portion, and the chip support portion has a chip array that can be detachably held by arranging two or more modified dispensing tips in a matrix at predetermined intervals.
  • the magnetic force means can be arranged in the matrix form.
  • Each comb-tooth member is provided with the number of rows or the number of columns of magnets arranged at the predetermined intervals at positions corresponding to the respective deformable dispensing tips.
  • a deformed wall surface surrounded by a wall surface and capable of containing a liquid and a gas, and capable of predetermined deformation without substantially changing the total inner surface area of the wall surface.
  • a housing part that is part of the surface and a mouth part that communicates with the housing part and through which the liquid sucked and discharged by the expansion and contraction of the inner wall due to the deformation of the deformed wall surface can flow in and out;
  • the deformed wall surface provided at the lower end is formed on a part of the wall surface surrounding the accommodating portion so as to be deformable in the vertical direction, and the accommodating portion is provided above the round portion, and the deformed wall surface is A modified dispensing tip having a deformable portion capable of containing gas, and a non-deformed portion communicating with the deformable portion without the deformable wall surface and having the mouth portion at a tip and capable of storing liquid.
  • the accommodating portion is formed of, for example, the resin, and as the deformed wall surface, for example, the deformed portion provided with bellows is formed by blow molding, and the non-deformed portion is formed by injection molding. To do. Or all are formed by blow molding.
  • the “deformed wall surface” is as described in the first invention.
  • the non-deformable portion includes a thick tube communicating with the deformable portion, a thin tube having the mouth portion, and a transition portion formed between the thick tube and the thin tube. Dispensing tip.
  • the shape of the "transition portion” is, for example, a truncated cone shape, a funnel shape, or a step shape.
  • the thick tube and the thin tube are not necessarily limited to a cylindrical shape, and may be a prismatic shape, a polygonal shape, a conical shape, a pyramid shape, or a polygonal pyramid shape.
  • a pre-pack type reagent storage container in which a solution containing a reagent, a specimen or the like is previously stored and the opening is covered with a film is provided.
  • the solution contained in the container by piercing the film with the thin tube Can be sucked through a narrow tube.
  • the thick pipe, the deforming portion, and the transition portion are integrally formed, and the thin tube has a deformable dispensing tip in which an upper end portion is attached to a lower end portion of the transition portion. Is.
  • the capillary tube is attached using, for example, an adhesive, thermal welding, ultrasonic welding, or the like with its upper end fitted to the lower end of the transition portion. Therefore, the thin tube can be made of a soft material that forms the portion including the deformed portion, for example, a material harder than polyethylene, polyester, or the like, such as metal, polypropylene, or polystyrene.
  • a portion excluding the thin tube, that is, a portion where the thick tube, the deforming portion, and the transition portion are integrally formed can be formed by blow molding, and the thin tube can be formed by injection molding.
  • the nineteenth invention further includes a holder for loosely inserting and holding the accommodating portion therein, and the holder is provided with an upper opening provided on the upper side and a lower portion capable of exposing the mouth portion to the outside. It is a deformable dispensing tip having a side opening.
  • the holder can be contacted or connected to the movable member in a state where the deformable dispensing tip is loosely inserted into the holder, or through the upper opening or on the side surface thereof.
  • a slit may be provided so that the movable member is inserted into contact with or connected to the accommodating portion.
  • the lower opening is provided, for example, so that the narrow tube can protrude.
  • a twentieth aspect of the invention is a deformable dispensing tip in which the non-deformed portion is provided with an internal detection region sandwiched between parallel transparent flat plate side surfaces.
  • a deformed wall surface surrounded by a wall surface and capable of containing a liquid and a gas and capable of predetermined deformation without substantially changing the total inner surface area of the wall surface is provided as the wall.
  • Two or more deformable parts having a housing part in a part of the surface and a mouth part that communicates with the housing part and through which the liquid sucked and discharged by expansion and contraction of the inner part due to deformation of the deformed wall surface can flow in and out.
  • the internal state of the deformable dispensing tip is detected, and the presence or absence of liquid in the tip and the height of the liquid level are detected, and as instructed. It is preferable to detect whether or not processing has been done.
  • the supporting step includes a tip array holding portion that can detachably hold two or more of the deformable dispensing tips arranged in rows or planes at predetermined intervals.
  • This is a deformable dispensing method in which each deformable dispensing tip is mounted on the dispensing head in a deformable manner.
  • a predetermined reference position along the deformation direction in which the deformation wall surface is deformed is set, and the deformation wall surface is deformed based on the reference position. Dispensing method.
  • the example of the “predetermined reference position” has been described in the sixth invention.
  • the mouth portion is provided at a lower end, and the deformed wall surface is provided so as to be deformable in a vertical direction on a part of a wall surface surrounding the accommodating portion.
  • a deformable portion provided above the mouth and having the deformed wall surface and capable of containing gas; and the deformable portion communicating with the deformable portion without the deformable wall surface and having the mouth portion and storing liquid.
  • a deformable dispensing method comprising: a step of bringing a movable member into contact with or connecting to an upper end surface of the housing portion; and a step of lowering and Z or raising the movable member. It is a processing method.
  • the movable member is raised and lowered by deforming the deformed wall surface.
  • a predetermined reference position along the vertical direction is set, and a deformable dispensing process is performed based on the reference position. Is the method.
  • An example of the “predetermined reference position” has been described in the sixth invention.
  • the liquid is suspended in which a magnetic substance capable of binding a predetermined substance or combined with a predetermined substance is suspended, and a magnetic field is applied to the container of the container or the container group.
  • transformation type dispensing process method which has the process of making a magnetic body adsorb
  • the deformable dispensing device is referred to as a deformable integrated processing device.
  • the dispensing processing method can be rephrased as a modified accumulation processing method.
  • the liquid can be sucked and discharged by dynamically deforming the deformed wall surface. Therefore, the dispensing process can be performed without using a fluid dynamic system such as a pipe for flowing a complicated liquid or gas such as a cylinder, the scale of the apparatus can be made compact, and the structure can be simplified. Therefore, it can be manufactured inexpensively and easily. In addition, since a cylinder or the like is not used, a large volume of liquid can be handled despite its compactness.
  • the deformed wall surface is deformed without changing the total inner surface area of the wall surface, liquid processing such as suction and discharge is performed, so that fitting between members constituting the wall surface, It does not require sliding, etc., and it achieves complete water tightness and air tightness without requiring high machining accuracy, and reliably prevents cross contamination and ensures reliable dispensing processing. It can be carried out.
  • suction and discharge can be performed without using a cylinder, a large volume of liquid can be handled even though it is compact.
  • the deformable dispensing tip is supported so that the mouth portion does not fluctuate depending on the force applied to deform the deformed wall surface, and a plurality of deformable dispensing tips are deformed simultaneously under the same conditions. Therefore, accurate position control and highly reproducible suction / discharge control can be performed using a deformable dispensing tip. In addition, even if a deformable dispensing tip is used, a large number of processes can be performed in parallel, which is efficient, and even when a large number of containers are closely arranged, high reliability! Can be processed.
  • the dispensing process can be easily automated by previously storing necessary reagents and the like in the container.
  • the third invention by using only a mechanical mechanism that does not come into contact with the gas liquid to be processed that moves the movable member along the deformation direction, liquid processing such as suction, discharge, and transfer is performed. Therefore, since the portion that can come into contact with the liquid is almost limited to the closed space and the container in the chip, contamination can be reliably prevented.
  • a magnetic field is applied to and removed from the inside of the container or the container! /, So in the liquid in which the magnetic substance is suspended. Magnetic material inside By separating by adsorption, processes including separation processes can be consistently automated.
  • the deformation of the deformed wall surface and the movement of the Z or the dispensing head are controlled based on the structure of the deformable dispensing tip. Discharging can be performed reliably.
  • the deformation is controlled based on a reference position where at least one of expansion and contraction of the inside due to the wall surface deformation is possible. For example, when both internal expansion and contraction due to deformation are possible, both can be dealt with immediately and rapid and efficient processing can be performed. In this case, it is possible to perform precise control in which the deformation is typically fixed. In addition, by setting the reference position well, it is possible to prevent the liquid from remaining in the deformable dispensing chip due to the discharge of the liquid.
  • the bellows is formed as the deformed wall surface
  • the wall surface having a large deformation rate can be formed with a simple configuration.
  • it is difficult to break because it can be formed of a rigid member.
  • the locations and directions of bending due to deformation are fixed, and the regularity of deformation or the regularity due to deformation is high.
  • the deformation can be performed by contacting or connecting the movable member to the upper end of the accommodating portion, the structure is simple and easy to handle.
  • the deformation direction is provided in the vertical direction, the difference in the volume in the housing portion between the state in which the internal volume of the deformation wall surface is deformed to the maximum and the state in which the internal volume is deformed to the minimum is expressed as a diameter or horizontal Since the cross-sectional area can be increased without increasing the cross-sectional area, the work area can be formed compactly.
  • the gas is accommodated in the deforming portion having the deforming wall surface, and the introduced liquid is stored in the non-deforming portion having no deforming wall surface. Therefore, the introduced liquid is not affected by the deformation of the deformed wall surface, can prevent the liquid from adhering to the deformed wall surface and remains, and is highly reliable in the case of performing quantitative processing.
  • a plurality of the deformable dispensing tips arranged in the chip arrangement holding part are provided in the dispensing head or the container group as a unit and can be moved. Therefore, it is possible to quickly replace the deformable dispensing tip and improve the processing efficiency.
  • a plurality of deformable dispensing tips are mounted on the dispensing head in units of a chip array holding unit so as to handle the deformable dispensing tips. So! /, So many deformable dispensing tips can be handled easily at once.
  • the tip array holding portion is provided with a plurality of through holes in the plate and is held by inserting a deformable dispensing tip into the through hole. Format dispensing tips can be easily arranged.
  • the thirteenth invention by detecting the internal state of the deformable dispensing tip, the presence or absence of liquid and the liquid level are determined that suction and discharge are being performed exactly as instructed. By doing so, processing can be performed with high reliability.
  • each deformable dispensing tip by controlling the deformation of each deformable dispensing tip in a predetermined deformation direction by loosely inserting and holding each deformable dispensing tip, more precise control It can be performed.
  • magnets can be provided so as to be able to be brought into contact with and separated from each accommodating portion of the deformable dispensing tip at the same time, it is easy for each deformable dispensing tip.
  • the structure can easily apply magnetic fields all at once.
  • the mouth since the mouth is provided in a thin tube, it can be inserted into various containers to suck, transfer, and discharge liquid, and is handled appropriately for automation.
  • Cheap In addition, by forming the thin tube into a tapered or sharp shape with rigidity, even in the case of a prepacked container in which a solution such as a reagent is previously stored in a container and sealed with a film, the film is directly applied. It can penetrate and aspirate the solution of the reagent etc. inside, prevents contamination and has high reliability.
  • the fine rod is formed separately from the transition portion or the like, and is attached to the transition portion or the like to form the deformable dispensing tip. Therefore, since a thin tube can be formed using a hard material rather than a soft material used for the deformed portion, the soft tube of the material and the narrow tube generated from the shape that is thinner than other parts are produced during manufacturing. It is possible to provide a deformable dispensing tip that prevents the occurrence of bending and has little variation in shape. The process can be performed with high reliability.
  • the holder that loosely inserts and holds the accommodating portion therein, even if the deformed wall surface is provided, the deformed wall surface is held from the outside, so the deformed wall surface is deformed.
  • the deformation wall surface can be guided so as to be subjected to a predetermined fixed deformation, so that the processing can be performed with high reliability and high quantitativeness.
  • the processing can be performed in a state in which the housing portion is loosely inserted into the holder, and the thin tube is made more firmly. Since it can be supported, it is possible to suppress the variation of the position and the like by the deformation of the deformed wall surface and perform the processing with higher reliability.
  • FIG. 1 (a) conceptually shows a state in which the deformable dispensing tip 11 according to the first embodiment of the present invention is supported by the dispensing head 70 of the modified dispensing device 10 described later. Show.
  • the deformable dispensing tip 11 is surrounded by a substantially cylindrical wall surface and can accommodate liquid and gas inside, and has a bellows 12 as a deformable wall surface that can be deformed to a part of the wall surface, and is vertically arranged.
  • a substantially cylindrical vertically long accommodating portion (14, 15) having an axis along the axis, and a mouth portion (13) communicating with the accommodating portion (14, 15) and capable of flowing in and out of the liquid sucked and discharged by deformation of the bellows (12). Is provided at the lower end of the housing portion so as to surround the axis.
  • the bellows 12 is provided in a part of the wall surface of the housing portion (14, 15) so as to partition the wall surface into an upper part and a lower part, with the vertical direction as the deformation direction.
  • the corrugated 12 corrugations or ridges (9 in this example) and valleys (8 in this example) are vertically formed in the vertical direction, and the valleys or mountains are each horizontal plane including them.
  • the circumference is formed in the inside.
  • the accommodating portions (14, 15) have the bellows 12 and a deformable portion 14 that can accommodate gas, and the deformable portion 14 communicates with the deformable portion 14 and does not have the bellows 12 as the deformed wall surface, and the mouth portion at the tip. 13 and a non-deformable portion 15 capable of storing a liquid.
  • the upper bottom surface 12a of the upper end of the deformable portion 14 is a presser plate 20 corresponding to the movable member of a dispensing head 70 of a deformable dispensing device 10 to be described later on which the deformable dispensing tip 11 is supported.
  • the presser plate 20 moves up and down as the presser plate 20 moves up and down, and the bellows expands and contracts in the vertical direction.
  • a step is provided at the lower end of the lower portion 12b of the deformable portion 14, and is supported by the horizontal support plate 19 of the dispensing head 70 that supports the deformable dispensing tip 11 at the step portion.
  • a non-deformable portion 15 of the dispensing tip 11 passes through a hole provided in the horizontal support plate 19 and projects below the horizontal support plate 19.
  • the non-deformable portion 15 includes a substantially cylindrical thick tube 16 that communicates with the deformable portion 14 and is connected to the lower portion 12b on the upper side, and a substantially cylindrical thin tube 18 having the mouth portion 13 at the lower end. It has a funnel-shaped transition portion 17 connecting the thick tube 16 and the thin tube 18.
  • FIG. 1 (a) shows a state where the presser plate 20 is detached from the upper bottom surface 12a, and represents a natural state where no deformation is applied. That is, when the presser plate 20 is removed from the deformable dispensing tip 11, the bellows 12 itself is urged so that the bellows 12 extends until this state is reached.
  • FIG. 1 (b) to FIG. 1 (d) show a state where the presser plate 20 is lowered in this order while being in contact with the upper bottom surface 12a.
  • FIG. 1 (c) shows the position of the presser plate 20 as a movable member that is capable of both expansion and contraction due to deformation of the bellows 12.
  • FIG. 1 (b) shows a state in which the bellows 12 is stretched more than in the reference position, and this state (a state in which the bellows 12 is slightly contracted) for control is the state in which the liquid is most sucked, that is, Represents a predetermined maximum suction state.
  • FIG. 1 (d) shows a state where it is most lowered, that is, a state in which no further contraction is possible.
  • the deformable dispensing tip 11 is shown in FIG. 1 (b).
  • the reference position may be determined so that the state in which the presser plate 20 is completely extended to the position where it is detached from the upper bottom surface 12a is the most sucked liquid.
  • FIG. 2 shows an example of the cartridge container 21 according to the second embodiment suitable for the deformable dispensing tip 11.
  • FIG. 2 (a) is a side view showing a state in which the thin tube 18 of the deformable dispensing tip 11 is inserted into the liquid storage part 22 of the cartridge container 21, and
  • FIG. 2 (b) is the cartridge container 21 described above.
  • FIG. The cartridge container 21 is attached to the upper end force of the four liquid storage portions 22 around the four holes 28 provided in the upper plate 23, and the liquid storage portion 22 is located below the upper plate 23. Projecting downward from The upper plate 23 is horizontally placed on the upper side of the concave container support frame 24, and two transparent gauge side plates 25 are fitted on both side surfaces of the container support frame 24.
  • a scale 26 indicating the liquid level is shown at a position corresponding to each liquid storage portion 22.
  • a gauge identification number 27 for identifying the gauge side plate 25 can be attached to the corner of the gauge side plate 25. It should be noted that an area 27a to which a bar code representing the gauge recognition number 27 or a color for identification may be provided at a position above the gauge recognition number 27.
  • FIG. 3 shows a front view of the deformable dispensing apparatus 10 according to the present embodiment.
  • the modified dispensing device 10 supports six of the deformable dispensing tips 11 and deforms the bellows 12 of the deformable dispensing tip 11 to deform the liquid for the deformable dispensing tips 11.
  • a head moving part (44, 45, 46) for moving relative to the container group 31 is provided on the stage 30.
  • Reference numeral 30a denotes a support member that supports the stage 30.
  • the dispensing head 70 is a horizontal support plate having six support holes for supporting the deformable dispensing tip 11 as a tip supporting portion for supporting the six deformable dispensing tips 11.
  • 19 and a vertical support plate 19a are formed by bending one plate at a right angle so as to cover both side edges of the space sandwiched between the horizontal support plate 19 and the vertical support plate 19a.
  • Each is fitted with a right triangular member 19b (Fig. 4) to give rigidity to the structure.
  • the horizontal support plate 19 is attached to the lower end portions of the two guide shafts 37 on both sides thereof, and the upper end of the guide shaft 37 is attached to the tip fixing upper plate 38 of the dispensing head 70. ing.
  • a tubular member 36 is fitted to the guide shaft 37 so as to be movable up and down along the guide shaft 37, and the tubular member 36 maintains the holding plate 20 and the holding plate 20 horizontally. Connect on both sides so that
  • the pressing plate 20 is in contact with the top and bottom surfaces 12a of the six deformable dispensing tips 11, and a bar-like member 42 protruding upward is provided on the upper side.
  • the rod-like member 42 is provided so as to penetrate the through hole 43 provided in the chip fixing upper plate 38 and reach the upper side thereof.
  • the upper end of the rod-like member 42 is slidably in contact with a disc cam 41 attached eccentrically to the rotary disc 40. Due to the rotation of the rotating disc 40, the rod-like member 42 in contact with the disc cam 41 moves up and down, and the presser plate 20 moves up and down accordingly, deforming the bellows 12.
  • Reference numeral 39 denotes a motor for rotating the rotating disk 40.
  • the upward and downward movement of the presser plate 20 is performed by the cam mechanism (39, 40, 41, 42).
  • the dispensing head 70 has horizontal protrusions 33a on the lower side of both side plates of the frame 33, respectively.
  • the protrusion 33a is attached to the stage 30, and is movably engaged with the two rail members 46b so as to be sandwiched between a plurality of ball bearings arranged in two straight lines.
  • the frame 33 is attached to the belt 46 by an arm member 46a.
  • the belt 46 is provided so as to be able to travel along the direction of the rail member 46b by a roller 45 that is rotationally driven by a motor 44 provided on the stage 30.
  • the horizontal support plate 19, the vertical support plate 19 a, the tip fixing upper plate 38, and the deformable dispensing tip 11 is attached to the frame 33 so as to be movable up and down.
  • FIG. 4 is a side view of the deformable dispensing apparatus 10.
  • the deformable dispensing tip 11 On the upper side of the horizontal support plate 19 for fixing the deformable dispensing tip 11, the deformable dispensing tip 11 is attached so as to sandwich one peak at the lower end of the bellows 12 of the deformable dispensing tip 11.
  • a holding tool 57 to be supported, and a holding tool mounting rod 58 capable of adjusting the holding position for attaching the holding tool 57 to the chip fixing upper plate 38 are provided.
  • the mouth portion 13 is deformed by the deformation of the bellows 12 with respect to both the case where the deformable dispensing tip 11 is deformed downward and contracted and the case where the deformable dispensing tip 11 is expanded upward. Its position and shape do not change.
  • the vertical support plate 19a is attached to the vertical movement support plate 50, and the vertical movement support plate Four guide 'rollers 51 and 52 are rotatably attached to 50.
  • a motor 47 for moving the vertical movement support plate 50 up and down is provided on the upper side of the upper plate 49 of the frame 33.
  • a roller 48 that is rotationally driven by the motor 47 and a roller 54 provided on the lower plate 34 are provided, and a belt 56 is stretched around these rollers 48 and 54.
  • the vertical movement support plate 50 is attached to the belt 56 and moves up and down as the belt 56 travels.
  • the container group 31 includes a reagent storage container 32 that stores reagents, ten rows of balls 60 that can store various solutions, and two rows of chips that can store the modified dispensing tips 11.
  • the storage unit 61 is provided and fixed on the stage 30.
  • a permanent magnet 35 is provided so as to be able to contact and separate from the deformable dispensing tip 11.
  • Two rollers 63 are provided on the lower side of the support that supports the permanent magnet 35.
  • the rollers 63 are fitted in grooves formed in the lower plate 34 along the left-right direction, and move smoothly in the left-right direction. It is possible.
  • the permanent magnet 35 is driven by a stepping motor 55 whose motor shaft can move in the left-right direction in the figure.
  • FIG. 5 shows a plan view of the deformable dispensing apparatus 10.
  • the dispensing head 70 is movable on the stage 30 and above the container group 31 in the horizontal direction in the drawing along the rail member 46b.
  • FIG. 6 shows a rear view of the deformable dispensing apparatus 10.
  • the vertical movement support plate 50 is provided with a belt attachment 62 for attachment to the belt 56 at the center thereof. Further, on both sides thereof, the guide rollers 51 and 52 are rotatably provided, and guide the vertical movement of the vertical movement support plate 50 while engaging with the guide rail 53.
  • FIG. 7 shows a deformable dispensing apparatus 100 according to the fourth embodiment.
  • the same reference numerals as those used to describe the modified dispensing device 10 represent the same components, and the description thereof is omitted.
  • the dispensing head 170 of the deformable dispensing device 100 is a cam mechanism (39, 40, 41, 42) employed as a mechanism for deforming the deformable dispensing tip 11 according to the third embodiment. ) Is used instead of a link mechanism (64, 65, 66, 67, 68).
  • the holding plate 20 includes six The deformable dispensing tip 11 is in contact with the top and bottom surfaces 12a of each of the deformable dispensing tips 11 and protrudes upward on the upper side thereof, and a horizontal bar-shaped node 65 provided at the upper end thereof, and the node 65 is rotatable.
  • Two link rods 66 that have one end to be joined and supported by a fulcrum 66a provided on the support rod 66b, and the other end of the link rod 66 and its tip are rotatably joined and can move in the vertical direction. It has a translation shaft 68 and a stepping motor 67 that moves the translation shaft 68 in the vertical direction. As a result, the presser plate 20 is moved in the vertical direction.
  • FIG. 8 shows holders 71 and 72 according to the fifth and sixth embodiments, in which the deformable dispensing tip 11 can be loosely inserted.
  • the holder 71 according to the fifth embodiment shown in FIG. 8 (a) has an upper opening 73 provided on the upper side and a lower opening 74 for exposing the mouth 13 to the outside. .
  • the deformable dispensing tip 11 is inserted through the upper opening 73 and loosely inserted into the holder 71.
  • the holder 71 includes a thick frame portion 75 and a thin frame portion 76 provided below the thick frame portion 75, and the lower opening 74 is provided at the tip of the thin frame portion 76.
  • the thin frame portion 76 is fitted and supported so as to prevent the thin tube 18 of the deformable dispensing tip 11 from wobbling. In this case, deformation is performed by the insertion tool 77 attached to the presser plate 20 so as to be in contact with the upper bottom surface of the deformable dispensing tip 11 through the upper opening 73 of the holder 71.
  • a holder 72 according to the sixth embodiment shown in FIG. 8 (b) is provided for exposing an upper opening 78 provided on the upper side and the mouth 13 of the deformable dispensing tip 11 to the outside. It has a lower opening 79.
  • the deformable dispensing tip 11 is inserted through the upper opening 78 and is loosely inserted into the holder 72.
  • the holder 72 includes a thick frame portion 83 having a slit 80 formed in a side surface and a thin frame portion 81 provided on the lower side, and the lower opening 79 is formed at the tip of the thin frame portion 81. Is provided.
  • the narrow frame portion 81 is fitted and supported so as to prevent wobbling of the thin tube 18 of the deformable dispensing tip 11.
  • the insertion is performed by the insertion tool 82 attached to the presser plate 20 so as to be in contact with the upper bottom surface of the deformable dispensing tip 11 through the slit 80 provided on the side surface of the thick frame 83.
  • FIG. 9 (a) is an enlarged sectional view of the deformable dispensing tip 111
  • FIG. 9 (b) is a perspective view thereof.
  • the deformable dispensing tip 111 is surrounded by a substantially cylindrical wall surface and can accommodate liquid and gas inside, and has a bellows 112 as a deformable wall surface that can be deformed in a part of the wall surface, and vertically.
  • a substantially cylindrical vertically long accommodating portion (114, 115) having an axis along the axis and a mouth portion 113 communicating with the accommodating portion (114, 115) and capable of inflow and outflow of liquid sucked and discharged by deformation of the bellows 112 Is provided at the lower end of the housing portion so as to surround the axis.
  • the bellows 112 is provided in a part of the wall surface of the housing portion (114, 115) so as to partition the wall surface in the vertical direction and the vertical direction as the deformation direction.
  • the corrugations of the bellows 11 2 or the peaks (4 in this example) and valleys (5 in this example) and the valleys (5 in this example) are formed vertically in the up-down direction, A circumference is formed in the horizontal plane.
  • the accommodating portion (114, 115) has the deformed portion 114 having the bellows and capable of accommodating a gas, and the bellows 112 as the deformable wall surface communicating with the deformable portion 114 without the mouth portion 11 3. And a non-deformable portion 115 capable of storing a liquid.
  • the upper bottom surface 112a of the upper end of the deformable portion 114 is a presser plate 12 corresponding to the movable member of the dispensing head 270 of the deformable dispensing device 110 described later on which the deformable dispensing tip 111 is supported.
  • the presser plate 120 is moved up and down by the vertical movement, and the bellows 112 extends and contracts in the vertical direction.
  • the lower portion 112b of the deforming portion 114 is not deformed by the expansion and contraction of the bellows 112.
  • the non-deformed portion 115 includes a substantially cylindrical thick tube 116 that communicates with the deformable portion 114 and is connected to the lower portion 112b on the upper side, a substantially cylindrical thin tube 118 having the mouth portion 113 at the lower end, and It has a funnel-shaped transition portion 117 connecting the thick tube 116 and the narrow tube 118.
  • the transition portion 117 is inserted and fitted and held on the upper side of each through-hole 123 formed in a taper in a substantially tapered manner on a plate 122 of a rack 121 as a chip array holding portion described later. And has an inner detection region 117a sandwiched between parallel transparent flat plate side surfaces. Further, the lower end portion of the transition portion 117 is provided with a concave portion 117b which is fitted with the upper end portion of a separate thin tube 118 and attached by an adhesive, heat welding, ultrasonic welding or the like.
  • the transition portion 117 includes a force including a complicated form such as the internal detection region 117a.
  • the deformation portion 114, the thick tube 116, and the transition portion 117 can be integrally formed by blow molding.
  • the narrow tube 118 can be firmly formed by injection molding and can be joined to the transition portion by the concave portion 117b.
  • FIG. 10 shows the rack 121 according to the eighth embodiment as the tip array holding portion in which the deformable dispensing tips 111 are arranged in a matrix of 12 columns ⁇ 8 rows at predetermined intervals.
  • FIG. 3 is a side sectional view showing a state in which the rack support base 126 provided in the group is detachably mounted.
  • the rack 121 has a plate 122 in which through holes 123 are arranged in a matrix of 12 columns ⁇ 8 rows. Each through hole 123 is formed in a tapered shape so as to be fitted to the fitting portion 117c of the transition portion 117 of the deformable dispensing tip 111.
  • each through-hole 123 In the state of being held in each through-hole 123, the thin tube 118 of each deformable dispensing tip 111 and the internal detection region 117a are located below the plate 122, and the bellows 112 is above the plate 122. To position.
  • the rack support 126 is partitioned into a plurality of rooms in a matrix by partition walls 126a so that the narrow tubes 118 do not contact each other.
  • the upper surface force of the plate 122 is also directed upward so that each of the deformable dispensing tips 111 is loosely inserted at the four corners of each of the deformable dispensing tips 111.
  • Four rods 125 each having a height corresponding to the undeformed state of the type dispensing tip 111 are provided. These four rods 125 correspond to the loose insertion portion.
  • the deformable dispensing tip 111 is regulated so as to be maintained in the deformation direction and the vertical direction, thereby maintaining the regularity of the deformation.
  • mounting grooves 124 for mounting on a dispensing head 270 described later are provided on the upper side and the lower side.
  • FIG. 11 (a) is a plan view of the rack 121, and the through holes 123 are arranged in a matrix of 12 columns ⁇ 8 rows. They are arranged at predetermined intervals.
  • FIG. 11 (b) is a plan view of the rack 221, and through holes 223 are arranged in a matrix of 24 columns ⁇ 16 rows at a narrower interval different from the rack 121.
  • the four rods 225 are provided as the loose part.
  • FIG. 12 shows a modified dispensing device 110 according to the eighth embodiment in a state where the modified dispensing tip 111 is mounted.
  • the deformable dispensing device 110 supports the deformable dispensing tips 111 arranged in a matrix of 12 columns ⁇ 8 rows by mounting the rack 121, and deforms the bellows 112 to deform the deformable dispensing device.
  • the dispensing head 270 that sucks and discharges liquid to the chip 111, a container group 131 having a plurality of reagent storage containers 132 that can store various liquids, reagents, specimens, and the like, and the dispensing head 270 as the container group A head transition portion (not shown) that moves relative to 131 is provided.
  • the dispensing head 270 has the mounting grooves provided on the both edges of the rack 121 with racks 121 having the through holes 123 of 12 rows x 6 rows and holding the deformable dispensing tips 111.
  • Two mounting support members 119 that are fitted and mounted to each of 124 are provided.
  • the two mounting support members 119 correspond to the chip support portion, and the two mounting support members 119 are provided along the lower edge portion of the box-shaped frame 133. Therefore, the plate 122 of the rack 121 is provided so as to close the lower opening of the frame 133.
  • a partition plate 138 is provided in the frame 133 so as to partition in the horizontal direction.
  • the holding plate 120 as a movable member for deforming the bellows 112 on the upper and lower surfaces 112a of the deformable dispensing tips 111 is a support plate provided so as to penetrate the gap 120b provided in the partition plate 138.
  • the support plate 120 a is supported by the drive member 143.
  • the drive member 143 is slidably guided by two guide shafts 137 at both side portions thereof, and is connected to a nut portion screwed with the ball screw 141 at the center thereof, and the nut by rotation of the ball screw 141 It moves up and down in conjunction with the up and down movement of the part.
  • Reference numeral 139 denotes a motor that rotationally drives the ball screw 141
  • reference numeral 140 denotes a shaft thereof.
  • the magnetic force means 135 for applying a magnetic force to the accommodating portion 115 of the deformable dispensing tip 111 is provided below the rack 121 of the dispensing head 270. It has been.
  • the magnetic force means 135 are arranged in a matrix (here, 12 columns ⁇ 8 rows).
  • the deformable dispensing tip 111 is provided so as to be relatively movable in the row direction, and extends in the row direction and corresponds to the predetermined interval except for two at the both ends (number of columns—one).
  • (11 in this example) is a total of (several rows + 1) comb-tooth members 135a provided in a width that can be inserted between the rows, and support connected to one end of the comb-tooth member 135a.
  • the comb teeth member 135a has a plurality of rows (in this example) arranged at the predetermined intervals at positions corresponding to the deformable dispensing tips 111. Eight magnets are provided.
  • the dispensing head 270 transmits a beam below the rack 121 and above the magnetic force means 135 through the internal detection region 117a of each deformable dispensing tip 111.
  • a light detection unit 150 for detecting the internal state is provided. As shown in FIG. 13, the light detector 150 is provided so as to be relatively movable in the row direction of the deformable dispensing tip 111 arranged in a matrix (here, 12 columns ⁇ 8 rows). Except for two lines extending in the row direction and corresponding to the predetermined interval, (number of columns 1) (11 in this example) has a width that can be inserted between the columns.
  • Comb members that have a total of (several rows + 1) (13 in this example) comb teeth 151 and are formed in a comb shape as a whole and are adjacent in the vicinity of the tips of the comb teeth 151
  • a pair of light emitting part and light receiving part 152 are provided so as to face each other so that the inner detection region 117a is sandwiched between the opposing surfaces of 151.
  • the light detection unit 150 detects the inside of the deformable dispensing tip 111 for 12 columns at a time while sequentially moving along the row direction. At this time, the light detection unit 150 may be movable along a rail provided along the row direction on the upper plane of the magnetic force means 135.
  • the deformation is mainly performed by the bellows.
  • the deformation can be realized by using a deformed wall surface having a shape other than the bellows or an elastic body such as rubber as the material of the deformed wall surface. be able to.
  • the shape of the modified dispensing tip is not limited to that described above, and may be one having a step at the transition part or one having a step other than the transition part.
  • the chip array holding unit is not limited to the above-described array, for example, 4, 6, 8, 12, 96, 384, etc. may be arranged in a single row or a matrix, or in other shapes. is there. Furthermore, a small tube made of stainless steel or the like having a smaller diameter may be fitted into the mouth of the thin tube of the deformable dispensing tip to increase the dispensing accuracy.
  • the deformable dispensing tip, the deformable dispensing device, and the deformable dispensing processing method according to the present invention include fields requiring processing of various solutions, such as industrial fields, foods, agricultural products, marine products processing, etc. In the fields of agriculture, pharmaceuticals, sanitation, insurance, immunity, disease, genetics, etc., and chemistry or biology.
  • the present invention is particularly effective when a series of processes are successively performed in a predetermined order using a large number of reagents and substances.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a modified dispensing tip and its operation according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a container suitable for a deformable dispensing tip according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view of a deformable dispensing device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a side view of a deformable dispensing device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view of a deformable dispensing device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a rear view of a deformable dispensing device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a front view of a deformable dispensing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing holders according to fifth and sixth embodiments of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing a modified dispensing tip according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a rack on which modified dispensing tips according to an eighth embodiment of the present invention are arranged.
  • FIG. 11 is a plan view showing a rack according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a modified dispensing device according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view of a deformable dispensing device according to an eighth embodiment of the present invention. Explanation of symbols

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Abstract

簡単な構造であるにも拘らず高精度な分注処理を行うことができる変形式分注チップ、変形式分注装置および変形式分注処理方法を提供することを目的とし、壁面で囲まれた内部に液体および気体を収容可能であってその壁面の一部に、変形可能な変形壁面を有する収容部および該収容部と連通し該変形壁面の変形による前記内部の膨張および収縮により吸引吐出される液体が流入流出可能な口部を有する２以上の変形式分注チップと、１または２以上の該変形式分注チップを支持し、該変形式分注チップの変形壁面を変形させることによって、該変形式分注チップに対する液体の吸引吐出を行う分注ヘッドを有するように構成する。

Description

明 細 書
変形式分注チップ、変形式分注装置および変形式分注処理方法 技術分野
[0001] 本発明は、変形式分注チップ、変形式分注装置および変形式分注処理方法に関 するものである。
背景技術
[0002] 従来、本願出願人により出願され特許となった分注装置があった。該分注装置は、 分注チップを装着用開口部においてノズルの下端部と嵌合装着し、該ノズルと連通 するシリンダ内のプランジャを摺動させることによって、前記分注チップ内にその下端 を通って液体を吸引または吐出させることによって行っていた (特許文献 1ないし特 許文献 4)。
[0003] しかし、前記分注装置で用いられるシリンダ、プランジャ等の機構は、注射器のよう な高精度の加工部品であり、特に、シリンダ内の容積変化は、基本的に分注チップ 内の容積変化と一体であり、プランジャと、そのプランジャの駆動装置との接合部に 緩みがないように伝達する必要があった。また、それらの吸引吐出機構と、分注チッ プ等を、気体や液体の漏れがないように嵌合させているものである。そのため、高度 の品質管理が必要となるおそれがあった。また、分注チップの吸引吐出を制御する には、分注チップの容量に相当する容量をもつシリンダが必要であるため、大きな体 積の液体を扱うには、装置規模が大きくなると 、う問題点を有して 、た。
[0004] 一方、従来、ゴム等の壁面で囲まれ内部に液体及び気体を収容可能であって、そ の壁面を手動で押すことで変形して液体の吸引吐出を行うスポイトが良く知られてい た。し力し、このスポイトは、手動で扱うものなので 1人のユーザはせいぜい 1本のスポ イトを扱うことしかできず、多数のスポイトを用いて、同時に処理を行うことができなか つた。また、スポイトの変形は、力の大きさ、力の方向、力を加える場所によって異な るので、手動によるスポイト操作では、量的に精密な処理およびその再現性の高い繰 り返しを行うことは困難であった。
[0005] この改善策として、分注チップを用いずに、容器から容器に直接移送するやり方が あるが、装置構造が簡略化されるものの、人手が必要であり、また、容器と容器との接 触によるコンタミネーシヨンのおそれがあり、信頼性が高くないおそれがあるという問 題点を有していた。
特許文献 1 :特許第 3115501号公報
特許文献 2：特許第 3739953号公報
特許文献 3：特許第 3630497号公報
特許文献 4：特許第 3682302号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] そこで、以上の問題点を解決する為に、本発明の第 1の目的は、簡単でコンパクト な構造であるにも拘らず高精度で、種々の体積 (数 リットル程度力も数 10ミリリット ル程度まで)の液体を取り扱うことができ、かつ、効率的な処理を行うことができる変 形式分注チップ、変形式分注装置および変形式分注処理方法を提供することである 。第 2の目的は、製造や品質管理に水密性、気密性等のための精度を要求されず、 安価に提供でき、また管理負担を軽減することとともに、クロスコンタミネーシヨンを確 実に防止することができる変形式分注チップ、変形式分注装置および変形式分注処 理方法を提供することである。第 3の目的は、種々の複雑な処理を一貫して自動化 することができる変形式分注チップ、変形式分注装置および変形式分注処理方法を 提供することである。
課題を解決するための手段
[0007] 第 1の発明は、壁面で囲まれた内部に液体および気体を収容可能であって、その 壁面の全内表面積を実質的に変えることなく所定の変形が可能な変形壁面を前記 壁面の一部に有する収容部および該収容部と連通し該変形壁面の変形による前記 内部の膨張および収縮によって吸引吐出される液体が流入流出可能な口部を有す る 1または 2以上の変形式分注チップと、 1または 2以上の該変形式分注チップを前 記変形壁面の変形によって前記口部が変動しな 、ように支持し、該変形式分注チッ プの前記変形壁面を一斉に変形させることによって、該変形式分注チップに対する 液体の吸引吐出を一斉に行う分注ヘッドとを有する変形式分注装置である。 [0008] ここで、「変形壁面」とは、その変形が可能な可撓性のある壁面であって、その変形 によって、その変形壁面の表面積が変わらない壁面である。したがって、該変形壁面 を組み込んだ壁面においても、その変形によって全表面積は変わらない。「壁面の 一部」としては、例えば、前記収容部の全壁面のうち口部近傍を除く壁面部分であつ て、該壁面部分と口部との間には、変形しない非変形壁面が設けられる。
[0009] また、変形壁面の「所定の変形」は、加える変形の程度に応じて実質的に内部容積 が定まる変形が好ましい。すなわち、ある変形方向に沿って変形壁面を押しもしくは 引き、または力を除去するその各程度に応じて、壁面で囲まれた内部が膨張または 収縮して内部の容積が一律に定まることが好ま 、。
[0010] 前記変形壁面は、その変形による内部の膨張方向または収縮方向に付勢されてい ても良い。膨張方向に付勢されている場合には、その膨張方向に逆らって力を加え ることで収縮し、力を除去することで膨張方向へ変形することになる。収縮方向に付 勢されている場合には、収縮方向に逆らう方向に力を加えることで膨張し、力を除去 することで収縮方向へ変形することになる。変形壁面としては、例えば、蛇腹 (ベロー ズ)が形成された壁面、またはゴム等の弾性体の面状部材もしくは膜状部材等で形 成され、または変形方向に沿った弾性力をもつパネ等を内蔵する壁面等の、可撓性 のある面状部材もしくは膜状部材で形成された壁面である。
[ooii] なお、「吸引吐出」とは、吸引または Zおよび吐出を意味する。前記変形式分注チ ップの材料は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポ リビニール、アクリル等の榭脂、ゴム等の弾性体、その他の可撓性の材料、またはこ れらの組合せである。変形式分注チップは透明または半透明であることが好ま 、。
[0012] 「前記変形式分注チップを前記変形壁面の変形によって前記口部が変動しな!、よ うに支持し」は、前記変形式分注チップを、前記変形壁面の変形によって口部の位 置および形状が実質上変動しな 、ように分注ヘッドに取り付けることである。これは、 シリンダ方式の分注チップのように吸引吐出の際に摺動するプランジャと口部とが部 材として独立して形成されているのではなぐこの変形式分注チップでは、吸引吐出 の際に変形する変形壁面と口部とが部材として連続している力もである。例えば、該 チップの該分注ヘッドへの取付位置または固定位置等の支持位置は、前記口部と 前記変形壁面との間に設けた変形壁面以外の変形しない非変形壁面である。前記 口部は下方に向くように支持するのが好ましい。
[0013] 前記変形式分注チップの大きさは、例えば、その口部から装着用開口部に沿った または軸方向の長さが数センチメートルから 10数センチメートルで、その容積は、そ の長さに応じて、例えば、数マイクロリットル力も数 10ミリリットル程度である。吸引吐 出量は、その容積に応じて、例えば、数マイクロリットル力も数 10ミリリットル程度であ る。
[0014] 第 2の発明は、種々の溶液を収容可能な複数の容器を有する容器群と、該分注へ ッドを容器群に対して相対的に移動させるヘッド移動部とをさらに有するとともに、前 記口部は前記容器に対して一斉に挿入可能である変形式分注装置である。この場 合、前記口部が下方に向くように支持すると液体の吸引、吐出、移送を円滑に行うこ とができる。「溶液」には、各種試薬、検体、化学物質、または磁性体を含有する液体 を含む。「容器」には、複数の液収容部が設けられて、各液収容部が前記口部に対 応する位置に設けられたものも含む。
[0015] 第 3の発明は、前記分注ヘッドは、前記 2以上の変形式分注チップを支持可能なチ ップ支持部と、前記変形式分注チップの変形壁面の変形方向に沿って一斉に進退 動作可能な可動部材を用いて前記変形壁面を一斉に変形させる可動機構とを有す る変形式分注装置である。
[0016] 前記可動部材は、前記収容部に対し接触、接触かつ離脱または接続した状態で進 退動作を行うことで前記変形壁面を変形させる。変形式分注チップを支持するには、 その内部の膨張方向および収縮方向の 2方向に対する可動部材によって加えられる 力に対して移動を阻止するように支持して、前記変形式分注チップの前記変形壁面 以外の部分、特に、口部の位置が変形によって動かないようにするのが制御上好ま しい。変形式分注チップの場合には、前記変形壁面とそれ以外の部分とがー体的ま たは連続的につながっているからである。そのためには、前記変形可能方向に沿つ て挟むように支持する。例えば、変形可能方向が上下方向である場合には、前記変 形式分注チップまたはその一部を上下力 挟むように支持するのが好ま 、。
[0017] 第 4の発明は、前記分注ヘッドまたは前記容器群には、前記収容部または容器の 内部に磁場を及ぼしまたは除去することが可能な磁力手段を有する変形式分注装 置である。これによつて、例えば、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、 DNA、 RNA、オリ ゴヌクレオチド、糖鎖等の生体化合物を保持した磁性体が多数懸濁する懸濁液を該 変形式分注チップ内に吸引または吐出する際に、若しくは貯留の際に磁場を内部に 及ぼして該チップの内壁に吸着させて磁性体を、従って、前記生体化合物を分離す ることがでさる。
[0018] 第 5の発明は、前記変形壁面の変形、および Zまたは、前記分注ヘッドと容器群と の間の移動を、前記変形式分注チップの個数もしくは構造、吸引吐出すべき液体、 そこに含まれる物質、その量、その収容位置、その温度もしくはその濃度、処理内容 、または指示に基づいて制御する制御部を有する変形式分注装置である。物質には 、核酸、タンパク質、糖鎖、アミノ酸等の生体物質のみならず、金属等をも含む種々 の化学物質を含む。また、「液体」には、溶液および懸濁液を含む。前記懸濁液には 、例えば、種々の物質を反応により結合可能なまたは反応によって結合した磁性体 の懸濁液を含む。
[0019] 第 6の発明は、前記変形壁面の変形について所定基準位置を設定し、該基準位置 を基準にして、前記変形壁面の変形の制御が行われる変形式分注装置である。
[0020] ここで、「所定基準位置」は、処理で扱う液体量、使用する変形式分注チップの容 量、処理の内容、または変形式分注チップの加工精度等によって定める。
例えば、処理で扱う液体量が微小量（例えば、数 リットル力も数 100 リットルの オーダの場合)であったり、使用する変形式分注チップの容量が小さい場合、処理に 精度を要する場合、または変形式分注チップの加工精度が高くない場合には、基準 位置としては、既に変形式分注チップを所定の変形を加えた状態の可動部材または 変形壁面の変形方向に沿った位置を基準にする。これによつて、精度の高い制御を 行うことが可能である。この場合には、例えば、予め定めた最大の変形量による前記 分注チップ内への液体の予め定めた最大吸引量の全てを吐出することができるよう に設定するのが好ましい。これによつて、変形式分注チップからの液体の吐出による 前記変形式分注チップ内への液体の残留を防止することができる。
[0021] 例えば、予め設定された変形式分注チップの内部の容積を VOとし、該状態に相当 する可動部材または変形壁面の位置を基準として、変形式分注チップの変形による 予め定めた最大の内部容積 VI、変形式分注チップの変形による予め定めた最小の 内部容積 V2とした場合に (V1〉V0〉V2)、前記分注チップ内への液体の予め定めた 最大吸引量 VI— VO力 予め定めた最大吐出量 VO— V2よりも小さい関係、すなわ ち、 VI— VO≤VO— V2、すなわち、（V1 +V2) Z2≤V0の関係となるように基準位 置を設定するのが好ましい。
[0022] ここで、「予め定めた最大の変形量」であるので、必ずしも物理的に最大の変形量 でなくてもよい。「最大吸引量の全てを吐出することができる」のであるから、「最大吐 出量」は「最大吸引量」と同一かそれよりも大きい量をもつ必要がある。これによつて、 前記変形式分注チップ内への液体の残量を気にせずに処理を行うことができる。
[0023] 一方、扱う液体の量が大きい場合 (たとえば、数ミリリットルのオーダの場合)処理に 余り精度を要しな 、等の場合には、変形式分注チップの変形がされて 、な 、非変形 状態の位置を基準にして制御することが可能である。そのような場合としては、例え ば、未だ可動部材が変形式分注チップに接触していない状態で、かつその変形方 向に沿った位置 (例えば、前記チップから 1ミリメートル離れた位置）を基準位置に取 るような場合である。
[0024] 第 7の発明は、前記変形壁面は、蛇腹が形成されている変形式分注装置である。
[0025] ここで、「蛇腹」とは、所定の変形方向を略垂直に横切る方向に沿って形成された 山および谷を有する波または襞が形成された面状部材または膜状部材であって該 山および谷で折り曲がり可能なものをいう。前記変形方向を軸とする筒状に囲む壁面 に、蛇腹が形成された前記面状部材または膜状部材を用いる場合には、前記波また は襞の形状としては、前記変形方向に垂直な直線状または該変形方向に垂直な平 面内に含有される円周状または閉曲線状（曲線には直線も含む）の山および谷から なる。
[0026] 前記蛇腹は、例えば、前記収容部の全壁面を、蛇腹の変形方向を横切って 2つに 仕切るように形成される。したがって、前記変形方向は、蛇腹の波形または襞の各山 または各谷が含まれる各平面の各法線方向に略一致する。
[0027] 第 8の発明は、前記口部は下端に設けられ、前記収容部は該ロ部の上方に設けら れ、該収容部を囲む壁面の一部に、その内壁面を上下に仕切るようにして上下方向 に変形可能な前記変形壁面を設け、前記収容部の上端と前記可動部材とが接触ま たは接続可能である変形式分注装置である。
[0028] 第 9の発明は、前記収容部は、前記可動部材と接触または接続可能であって可動 部材によって変形可能な変形壁面を有し気体を収容可能な変形部と、該変形部と連 通し変形がされな ヽ非変形壁面で形成され先端に前記口部を有し液体を貯留可能 な非変形部を有する変形式分注装置である。
[0029] 第 10の発明は、前記分注ヘッドまたは容器群は、 2以上の前記変形式分注チップ を一列状または平面状に所定間隔に配列して着脱自在に保持可能なチップ配列保 持部を有する変形式分注装置である。「平面状」には、例えば、行列状、円周状、複 数同心円状等がある。
[0030] 「行列状」とは、行方向と列方向の配列を持ち該方向同士は必ずしも直交する必要 はない。なお、 1列または 1行の配列も行列の特別な場合である。「所定間隔」として は、前記容器群中に設けられた容器の液収容部に対応する間隔をもたせるようにす る。取り扱う溶液の個数、種類や量に応じて種々のピッチ、個数を持つものを用意す ることがでさる。
[0031] 第 11の発明は、前記分注ヘッドのチップ支持部は、 2以上の前記変形式分注チッ プを列状または平面状に所定間隔に配列して着脱自在に保持可能なチップ配列保 持部を、前記各変形式分注チップが変形可能に装着することで 2以上の前記変形式 分注チップを支持する変形式分注装置である。変形可能であるためには、例えば、 前記分注ヘッドの前記可動部材によって前記変形式分注チップの変形部を変形可 能となるような位置に装着する必要がある。
[0032] 第 12の発明は、前記変形式分注チップは前記口部および前記収容部を有し、該 収容部は、前記可動部材と接触可能であって可動部材によって変形可能な変形壁 面を有し気体を収容可能な変形部と、該変形部と連通し変形がされな 、非変形壁面 で形成され先端に前記口部を有し液体を貯留可能な非変形部を有し、前記チップ配 列保持部には、列状または平面状に所定間隔で穿設された 2以上の貫通孔が設け られたプレートを有し、前記各変形式分注チップは前記各貫通孔に挿入して保持さ れるとともに、前記変形式分注チップの前記口部は前記貫通孔を貫通して前記プレ ートの下方にあり、前記収容部の内前記変形部は、前記プレートの上方にくるように 保持される変形式分注装置である。
[0033] 第 13の発明は、前記変形式分注チップは、内部検出領域を有し、前記分注ヘッド には前記内部検出領域を通して内部の状態を検出する光検出部を設けた変形式分 注装置である。したがって、前記変形式分注チップの前記内部検出領域が、前記プ レートの下方に来る場合には、前記光検出部も前記プレートの下方にくるように設け られることになる。ここで、「内部検出領域」は、内部への光の照射および透過を容易 に行なうことができるように、側面が曲面ではなく平面となるように形成して、光の乱反 射を防止し、またはチップの曲がり等の発生を防止することができる。例えば、平面「 内部の状態」には、液体の有無、液面の有無を含む。ここで、「内部検出領域」は、変 形式分注チップにぉ 、て周辺よりも光の透過性が高くなるように形成した領域である
[0034] 第 14の発明は、前記チップ配列保持部は、保持される各変形式分注チップごとに 、該変形式分注チップを緩挿して保持する 2以上の緩揷部を設けた変形式分注装置 である。緩挿部としては、例えば、前記変形式分注チップを包囲するように形成され た筒、複数本の棒、網、管がある。
[0035] 第 15の発明は、前記磁力手段は、 1または 2以上の前記変形式分注チップの各収 容部に対して一斉に接離可能に設けた 2以上の磁石を有する変形式分注装置であ る。
[0036] 例えば、前記分注ヘッドがチップ支持部を有し、該チップ支持部が 2以上の前記変 形式分注チップを行列状に所定間隔に配列して着脱自在に保持可能なチップ配列 保持部を、前記各変形式分注チップが変形可能に装着することで 2以上の前記変形 式分注チップを支持する場合には、前記磁力手段は、前記行列状に配列可能な変 形式分注チップの行方向または列方向に相対的に移動可能に設けられ、前記行方 向または前記列方向に沿って伸びかつ前記所定間隔に対応して各々前記列間また は行間に挿入可能な幅に設けられた少なくとも (前記列数個 1)本または (前記行 数個 1)本の櫛歯部材と、該櫛歯部材の一端で連結した支持部材とを有し、前記 各櫛歯部材には、前記各変形式分注チップに対応する位置に前記所定間隔で配列 された前記行数個または列数個の磁石が設けられたものである。前記変形式分注チ ップに磁場を及ぼす場合には、前記全磁石が各変形式分注チップの全てに最短の 距離にくるように移動させ、磁場を除去する場合には、該全磁石を変形式分注チップ が配列されたチップ配列保持部から完全に撤退するか、または、前記各磁石が変形 式分注チップの所定間隔の中間の位置にくるように移動させるようにしても良 、。
[0037] 第 16の発明は、壁面で囲まれ内部に液体および気体を収容可能であって、その壁 面の全内表面積を実質的に変えることなく所定の変形が可能な変形壁面を前記壁 面の一部に有する収容部および該収容部と連通し前記変形壁面の変形による前記 内部の膨張および収縮によって吸引吐出される液体が流入流出可能な口部を有す るとともに、前記口部は下端に設けられ、前記変形壁面は、該収容部を囲む壁面の 一部に上下方向に変形可能となるように形成され、前記収容部は、該ロ部の上方に 設けられ、前記変形壁面を有し気体を収容可能な変形部と、該変形部と連通し前記 変形壁面を有せず先端に前記口部を有して液体を貯留可能な非変形部を有する変 形式分注チップである。
[0038] ここで、前記収容部は、例えば、前記樹脂で形成し、変形壁面として、例えば、蛇腹 を設けた該変形部はブロー成型で形成し、前記非変形部はインジヱクシヨン成型によ つて形成する。または全てブロー成型で形成する。「変形壁面」については第 1の発 明で説明した通りである。
[0039] 第 17の発明は、前記非変形部は前記変形部と連通する太管、前記口部を有する 細管および前記太管と前記細管との間に形成された移行部とを有する変形式分注 チップである。
[0040] ここで、前記「移行部」の形状は、例えば、円錐台状、漏斗状、または段差状に形成 される。また、太管および細管は、必ずしも円筒状に限られず、角柱状、多角形状、 また、円錐状、角錐状、多角錐状であっても良い。
[0041] また、前記細管の先端を先細りまたは鋭利に形成することによって、試薬、検体等 を含有した溶液を予め収容してその開口部をフィルムで被覆したプレパック式の試薬 等収容容器に対して、前記細管でフィルムを突き刺すことで容器内に収容した溶液 を細管を通して吸弓 Iすることができる。
[0042] 第 18の発明は、前記太管、前記変形部、および前記移行部は一体として形成され 、前記細管は、その上端部が前記移行部の下端部に取り付けられた変形式分注チッ プである。
[0043] ここで、前記細管は、例えば、その上端部が前記移行部の下端部と嵌合させて、接 着剤、熱溶着、超音波溶着等を用いて取り付けられる。したがって、前記細管は、前 記変形部を含む部分を形成する軟らかい素材、例えば、ポリエチレン、ポリエステル 等よりも硬い素材、例えば、金属、ポリプロピレン、ポリスチレン等を用いることができ る。前記細管を除く部分、すなわち、前記太管、前記変形部、および前記移行部が 一体として形成された部分をブロー成型で形成し、前記細管をインジェクション成型 によって形成することができる。
[0044] 第 19の発明は、前記収容部を内部に緩挿して保持するホルダをさらに有し、該ホ ルダは、その上側に設けた上側開口部、前記口部を外に露出可能な下側開口部を 有する変形式分注チップである。
[0045] また、該ホルダは、該ホルダ内に前記変形式分注チップを緩挿した状態で前記可 動部材と接触または接続可能とするように、前記上側開口部を通じて、またはその側 面にスリットを設けて前記可動部材が挿入して前記収容部と接触または接続するよう にしても良い。
ここで、前記下側開口部は、例えば、該細管を突出可能に設けられているのが好ま しい。
[0046] 第 20の発明は、前記非変形部には、平行な透明平板状側面で挟まれた内部検出 領域を設けた変形式分注チップである。
[0047] 第 21の発明は、壁面で囲まれ内部に液体および気体を収容可能であって、その壁 面の全内表面積を実質的に変えることなく所定の変形が可能な変形壁面を前記壁 面の一部に有する収容部および該収容部と連通し該変形壁面の変形による前記内 部の膨張および収縮により吸引吐出される液体が流入流出可能な口部を有する 2以 上の変形式分注チップを、前記変形壁面の変形によって前記口部が変動しないよう に分注ヘッドに支持させる支持工程と、該分注ヘッドを移動する移動工程と、前記口 部を容器内に挿入して前記変形壁面を一斉に変形させる変形工程とを有する変形 式分注処理方法である。
[0048] ここで、前記変形工程にお!、ては、前記変形式分注チップの内部状態を検出して 、チップ内の液体の有無や、液面の高さを検出して指示通りの処理がなされているか 否かを検出するのが好まし 、。
[0049] 第 22の発明は、前記支持工程は、 2以上の前記変形式分注チップを列状または平 面状に所定間隔に配列して着脱自在に保持可能なチップ配列保持部を、前記各変 形式分注チップが変形可能に分注ヘッドに装着することで行う変形式分注処理方法 である。
[0050] 第 23の発明は、前記変形工程は、前記変形壁面の変形を行う前記変形方向に沿 つた所定基準位置を設定し、該基準位置を基準にして前記変形壁面の変形を行う 変形式分注処理方法である。なお、「所定基準位置」の例としては、第 6の発明で説 明した。
[0051] 第 24の発明は、前記口部は下端に設けられ、前記変形壁面は、前記収容部を囲 む壁面の一部に上下方向に変形可能となるように設けられ、前記収容部は、前記口 部の上方に設けられ、前記変形壁面を有し気体を収容可能な変形部と、該変形部と 連通し前記変形壁面を有せず前記口部を有して液体を貯留可能な非変形部とを有 し、前記変形工程は、前記収容部の上端面に可動部材を接触しまたは接続させるェ 程と、前記可動部材を下降させおよび Zまたは上昇させる工程を有する変形式分注 処理方法である。
[0052] 第 25の発明は、前記可動部材の上昇および下降は、前記変形壁面の変形を行う 上下方向に沿った所定基準位置を設定し、該基準位置を基準にして行う変形式分 注処理方法である。なお、「所定基準位置」の例としては、第 6の発明で説明した。
[0053] 第 26の発明は、前記液体には、所定物質を結合可能または所定物質と結合した 磁性体が懸濁し、前記収容部または前記容器群の容器内に対して磁場を及ぼすこと によって前記磁性体を前記収容部または容器の内壁に吸着させて分離する工程を 有する変形式分注処理方法である。なお、変形式分注チップが 2以上の場合を特に 強調するために、変形式分注装置を変形式集積処理装置と言い換え、その変形式 分注処理方法を変形式集積処理方法と言い換えることができる。
発明の効果
[0054] 第 1の発明、第 16の発明または第 21の発明によれば、変形壁面を力学的に変形さ せることで、液体を吸引しかつ吐出することができる。したがって、シリンダ等の複雑 な液体または気体を流す管路等の流体力学系を用いずに、分注処理を可能とし、装 置の規模をコンパクトィ匕し、かつ構造を簡単ィ匕する。したがって、安価かつ容易に製 造することができる。また、シリンダ等を用いないので、コンパクトであるにもかかわら ず大きな体積の液体をも取り扱うことができる。
[0055] また、前記壁面の全内表面積を変えることなく変形壁面を変形させることで、吸引、 吐出等の液体の処理を行うようにしているので、該壁面を構成する部材間の嵌合、摺 動等を必要とせず、そのための高い加工精度を要求されることなぐ完全な水密性お よび気密性を得て、クロスコンタミネーシヨンを確実に防止し、信頼性の高い分注処 理を行うことができる。また、シリンダを用いずに吸引吐出を行うことができるので、コ ンパクトであるにもかかわらず大きな体積の液体を取り扱うことができる。
[0056] さらに変形式分注チップを、その口部が変形壁面の変形の為に加える力によって は変動しないように支持し、また、複数の変形式分注チップを一斉に同一の条件で 変形することが可能なので、変形式分注チップを用いても正確な位置制御や再現性 の高い吸引吐出制御を行うことができる。また、変形式分注チップを用いても、多数 の処理を並行して行うことができて効率的であり、多数の容器を密接して配列した場 合であっても、信頼性の高!、処理を行うことができる。
[0057] 第 2の発明によれば、予め必要な試薬等を容器に収容しておくことで、分注処理の 自動化を容易に行うことができる。
[0058] 第 3の発明によれば、可動部材を変形方向に沿って移動させる処理対象の気体液 体と接触しない力学的な機構のみを用いることで、吸引、吐出、移送等の液体の処 理を可能にするので、液体と接触可能な部分がチップ内の閉空間と容器のみにほぼ 限られるので、コンタミネーシヨンを確実に防止することができる。
[0059] 第 4の発明または第 26の発明によれば、前記収容部または容器の内部に磁場を及 ぼしまた除去するようにして!/、るので、磁性体の懸濁する液体中の磁性体を内部に 吸着させることで分離を行うことで、分離処理を含む処理を一貫して自動化すること ができる。
[0060] 第 5の発明によれば、変形壁面の変形、および Zまたは、前記分注ヘッドの移動を 、前記変形式分注チップの構造等に基づいて制御を行なうようにしているので、吸引 吐出を確実に行なうことができる。
[0061] 第 6の発明、第 23の発明または第 25の発明によれば、壁面変形によるその内部の 膨張および収縮の少なくとも一方が可能な基準位置に基づいて変形の制御が行な われるので、例えば、変形による内部の膨張および収縮の双方が可能である場合に は、どちらにも直ちに対応することができて迅速で効率的な処理を行うことができる。 この場合には、変形が定型的な場合が多ぐ精密な制御を行なうことができる。また、 前記基準位置をうまく設定することによって、液体の吐出による前記変形式分注チッ プ内の液体の残留を防止することができる。
[0062] 第 7の発明によれば、前記変形壁面として蛇腹を形成して!/ヽるので、簡単な構成で 、大きな変形率をもつ壁面を形成することができる。また、剛性のある部材で形成す ることができるので壊れにくい。さらに、変形により折り曲がる箇所および方向が定ま つており、変形の規則性、または変形による定型性が高い。
[0063] 第 8の発明または第 24の発明によれば、収容部の上端にぉ 、て可動部材を接触ま たは接続させることで変形を行なうことができるので、構造が簡単で扱いやすい。また 、上下方向に変形方向を設けているので、前記変形壁面の内部容積を最大に変形 した状態と内部容積を最小に変形した状態との間で、収容部内の容積の差異を、径 または水平断面積を大きくすることなく大きくとることができるので作業領域をコンパク トに形成することができる。
[0064] 第 9の発明によれば、気体については変形壁面を有する変形部に収容し、導入し た液体は変形壁面を有しない非変形部に貯留するようにしている。したがって、導入 した液体は、変形壁面の変形の影響を受けず、液体が変形壁面に付着して残留す る事態を防止することができ、定量の処理行う場合等において信頼性が高い。
[0065] 第 10の発明によれば、複数の前記変形式分注チップをチップ配列保持部に配列 したものを単位として分注ヘッドまたは容器群に設けておきかつ移動可能とすること によって、迅速に変形式分注チップの取替えや処理の効率ィ匕を図ることができる。
[0066] 第 11の発明または第 22の発明によれば、複数の変形式分注チップを、チップ配列 保持部を単位として、前記分注ヘッドに装着することで変形式分注チップを取り扱う ようにして!/、るので、多数の変形式分注チップを一括して容易に取り扱うことができる
[0067] 第 12の発明によれば、前記チップ配列保持部として、プレートに複数の貫通孔を 設け、該貫通孔に変形式分注チップを挿入することで保持するようにしているので、 変形式分注チップを容易に配列することができる。
[0068] 第 13の発明によれば、変形式分注チップの内部の状態を検出することで、吸引、 吐出が正確に指示通り行なわれていることを 液体の有無、液の水位を把握すること によって行 、、信頼性の高 、処理を行うことができる。
[0069] 第 14の発明によれば、前記各変形式分注チップを緩挿して保持することによって、 各変形式分注チップの変形を定められた変形方向に規制することによってより精密 な制御を行うことができる。
[0070] 第 15の発明によれば、前記変形式分注チップの各収容部に対して一斉に接離可 能に磁石を設けることができるので、各変形式分注チップに対して簡単な構造で容 易に磁場を一斉に印加することができる
[0071] 第 17の発明によれば、前記口部は、細管に設けられているので、種々の容器に挿 入して液体の吸引、移送、吐出を行うことができ、自動化に適して取り扱いやすい。ま た、細管を剛性をもたせた先細りまたは鋭利な形状に形成することで、予め容器内に 試薬等の溶液を収容してフィルムで封入したプレパックの容器の場合であっても、直 接フィルムを貫通して内部の試薬等の溶液を吸引することができ、コンタミネーシヨン を防止し、信頼性が高い。
[0072] 第 18の発明によれば、細菅を、移行部等と別体に形成して、該移行部等に取り付 けて前記変形式分注チップを形成するようにしている。したがって、変形部に用いる ような柔らかな素材ではなく硬い素材を用いて、細管を形成することができるので、製 造の際に、素材の軟らかさおよび他の部分よりも細い形状から生ずる細管の曲がりの 発生を防止し、形状のばらつきが小さい変形式分注チップを提供することができ、信 頼性の高 、処理を行うことができる。
[0073] 第 19の発明によれば、内部に収容部を緩挿して保持するホルダを設けることで、変 形壁面が設けられていても、変形壁面を外部から保持するので、変形壁面を変形さ せる際に変形壁面が予め定めた定型的な変形が行われるようにガイドすることができ るので、定量性にぉ 、て信頼性の高 、処理を行うことができる。
[0074] 第 20の発明によれば、細管をホルダ力 突出するように設けているので、ホルダに 前記収容部を緩挿した状態で処理を行うことができ、また、細管をより一層堅固に支 持することができるので、変形壁面の変形によって位置等の変動を抑制し、一層信 頼性の高 、処理を行うことができる。
発明を実施するための最良の形態
[0075] 続いて、図面に基づいて、本発明の実施の形態に係る変形式分注チップおよび該 変形式分注チップを用いた変形式分注装置にっ 、て説明する。
[0076] 図 1 (a)は、本発明の第 1の実施の形態に係る変形式分注チップ 11を後述する変 形式分注装置 10の分注ヘッド 70に支持させた状態を概念的に示す。該変形式分注 チップ 11には、略円筒状の壁面で囲まれ内部に液体および気体を収容可能であつ てその壁面の一部に変形可能な変形壁面としての蛇腹 12を有し上下方向に沿った 軸線を有する略円筒状の縦長の収容部（14, 15)および該収容部（14, 15)と連通 し、該蛇腹 12の変形によって吸引吐出される液体が流入流出可能な口部 13が前記 収容部の下端に軸線を囲むように設けられて 、る。
[0077] 前記蛇腹 12は、前記収容部（14, 15)の壁面の一部に該壁面を上と下に仕切るよ うにかつ上下方向を前記変形方向として変形可能に設けられている。該蛇腹 12の波 形または襞の各山（この例では 9個）および各谷 (この例では 8個）は、前記上下方向 に垂直に形成され、該谷または山は、それらを含む各水平面内で円周を形成してい る。該収容部（14, 15)は、前記蛇腹 12を有し気体を収容可能な変形部 14と、該変 形部 14と連通し該変形壁面としての蛇腹 12を有せず先端に前記口部 13を有して液 体を貯留可能な非変形部 15とを有している。
[0078] 該変形部 14の上端の上底面 12aは、該変形式分注チップ 11が支持される後述す る変形式分注装置 10の分注ヘッド 70の前記可動部材に相当する押え板 20と接触 可能に設けられ、該押え板 20の上下運動により、上下動し、前記蛇腹が上下方向に 伸長しかつ収縮する。また、該変形部 14の下部 12bの下端には段差が設けられ、該 段差部分で該変形式分注チップ 11を支持する前記分注ヘッド 70の水平支持プレー ト 19によって支えられ、該変形式分注チップ 11の非変形部 15が該水平支持プレー ト 19に設けられた孔を貫通して該水平支持プレート 19の下方に突出している。
[0079] 前記非変形部 15は、前記変形部 14と連通し前記下部 12bと上側でつながる略円 筒状の太管 16と、前記口部 13を下端に有する略円筒状の細管 18と、該太管 16と該 細管 18との間を結ぶ漏斗状の移行部 17とを有して 、る。
[0080] 図 1 (a)は、前記押え板 20が前記上底面 12aから離脱した状態を示すものであり、 変形を加えない自然状態を表している。すなわち、該変形式分注チップ 11から押え 板 20を除去すると、この状態になるまで前記蛇腹 12が伸長するように蛇腹 12自体が 付勢されて 、ることを表して 、る。
[0081] 図 1 (b)から図 1 (d)は、該押え板 20を前記上底面 12aに接触させた状態でこの順 でより低く下降させた状態を示すものである。例えば、図 1 (c)は、蛇腹 12の変形によ る、その内部の膨張および収縮の双方が可能な状態にある可動部材としての押え板 20の位置を示し、例えば、この位置を前記所定基準位置として、該状態を基準として 制御が行われる。すると、図 1 (b)は、前記基準位置におけるよりも蛇腹 12が伸長さ れた状態を示し、制御上この状態 (前記蛇腹 12を少し収縮した状態）が液体を最も 吸引した状態、すなわち、予め定めた最大吸引状態を表す。
[0082] また、図 1 (d)は、最も下降した状態、すなわち、それ以上の収縮が不可能な状態 であって、この状態で、前記変形式分注チップ 11が前記図 1 (b)の状態で吸引した 全液体が吐出されるようにする。なお、完全に前記押え板 20が、前記上底面 12aか ら離脱した位置に伸長された状態が液体を最も吸引した状態するように、基準位置を 決定するようにしても良い。
[0083] 図 2は、該変形式分注チップ 11に適した第 2の実施の形態に係るカートリッジ容器 21の一例を示すものである。図 2 (a)は、前記変形式分注チップ 11の細管 18を該カ ートリッジ容器 21の液収容部 22に挿入した状態を示す側面図であり、図 2 (b)は前 記カートリッジ容器 21の分解斜視図である。 [0084] 該カートリッジ容器 21は、 4つの液収容部 22の上端力 上板 23に設けられた 4個の 孔 28の周囲に取り付けられて、該液収容部 22が該上板 23の下側から下方向に突 出している。該上板 23は、凹状の容器支持枠 24の上側に水平に載置され、該容器 支持枠 24の両側面には、 2枚の透明なゲージ用側板 25が嵌められる。ゲージ用側 板 25には、各液収容部 22に対応した位置に、その液面レベルを示す目盛り 26が示 される。また、そのゲージ用側板 25の隅には、該該ゲージ用側板 25を識別するため のゲージ認識番号 27を付すことができる。なお、該ゲージ認識番号 27の上方の位 置には、該ゲージ認識番号 27を表すバーコード、または識別用色彩を付する領域 2 7aを設けるようにしても良 、。
[0085] 続いて、図 3から図 6に基づいて、第 3の実施の形態に係る変形式分注装置 10を説 明する。
[0086] 図 3は、本実施の形態に係る変形式分注装置 10の正面図を示すものである。該変 形式分注装置 10は、 6本の前記変形式分注チップ 11が支持され、該変形式分注チ ップ 11の前記蛇腹 12を変形させることによって該変形式分注チップ 11に対する液 体の吸引吐出を行う分注ヘッド 70と、種々の液体、試薬、検体等を収容可能な複数 (この例では 6本)の試薬収容容器 32を有する容器群 31と、前記分注ヘッド 70を前 記容器群 31に対して移動させるヘッド移動部 (44, 45, 46)とを、ステージ 30上に設 けたものである。なお符号 30aは、前記ステージ 30を支持する支持部材である。
[0087] 前記分注ヘッド 70は、 6連の前記変形式分注チップ 11を支持するチップ支持部と して、該変形式分注チップ 11を支持する 6個の支持孔をもつ水平支持プレート 19お よび垂直支持プレート 19aを有する。該水平支持プレート 19および垂直支持プレー ト 19aは 1枚のプレートを直角に折り曲げて形成され、前記水平支持プレート 19およ び前記垂直支持プレート 19aとに挟まれた空間の両側端を覆うように各々直角三角 形状部材 19b (図 4)を取り付けてその構造に剛性を与えている。該水平支持プレー ト 19は、その両側部分において、 2本のガイドシャフト 37の下端部が取り付けられ、 該ガイドシャフト 37の上端は、該分注ヘッド 70のチップ固定用上板 38に取り付けら れている。該ガイドシャフト 37には、管状部材 36が該ガイドシャフト 37に沿って上下 動可能に嵌合し、該管状部材 36は、前記押え板 20と、該押え板 20を水平に維持す るようにその両側で連結して 、る。
[0088] 該押え板 20は、 6本の前記変形式分注チップ 11の上底面 12aと各々接触しており 、その上側で上方に突出する棒状部材 42が設けられている。該棒状部材 42は、前 記チップ固定用上板 38に設けた貫通孔 43を突き抜けてその上側に達するように設 けられている。該棒状部材 42の上端は、回転円板 40に偏心して取り付けられた円板 カム 41と摺動可能に接している。該回転円板 40の回転により、前記円板カム 41に接 した前記棒状部材 42が上下方向に移動し、それに伴って前記押え板 20が上下方 向に移動して、前記蛇腹 12を変形させる。なお、符号 39は前記回転円板 40を回転 させる為のモータである。このように、本実施の形態においては、前記押え板 20の上 下方向の移動は、カム機構（39, 40, 41, 42)によって行なわれている。
[0089] 該分注ヘッド 70は、枠体 33の両側面板の下側に水平の突条 33aを各々有して 、 る。該突条 33aは、前記ステージ 30に取り付けられ、 2段に直線状に配列された多数 のボールベアリングによって挟まれるようにして 2本のレール部材 46bと移動可能に 係合している。前記枠体 33は、アーム部材 46aによってベルト 46に取り付けられてい る。該ベルト 46は、前記ステージ 30上に設けられたモータ 44によって回転駆動され るローラ 45によって前記レール部材 46bの方向に沿って走行可能に設けられている 。前記水平支持プレート 19、垂直支持プレート 19a、チップ固定用上板 38、したがつ て、前記変形式分注チップ 11は、前記枠体 33に対して上下動可能に取り付けられ ている。
[0090] 図 4は、前記変形式分注装置 10の側面図である。前記変形式分注チップ 11を固 定する水平支持プレート 19の上側において、前記変形式分注チップ 11の蛇腹 12の 下端にある 1つの山を上下力 挟むようにして、該変形式分注チップ 11を支持する 挟持用具 57と、該挟持用具 57を前記チップ固定用上板 38に取り付ける挟持位置調 整可能な挟持用具取付棒 58を有している。これによつて、該変形式分注チップ 11を 下方向に変形を加えて収縮させる場合および上方向に膨張させる場合の双方の変 形に対して、前記口部 13は前記蛇腹 12の変形によってその位置および形状が変動 しない。
[0091] 前記垂直支持プレート 19aは、上下動支持板 50に取り付けられ、該上下動支持板 50には、 4個のガイド'ローラ 51, 52が回転可能に取り付けられている。前記枠体 33 の上板 49の上側には、該上下動支持板 50を上下動させるためのモータ 47が設けら れている。該モータ 47によって回転駆動されるローラ 48、および、下板 34に設けら れたローラ 54とを有し、これらのローラ 48, 54にはベルト 56が掛け渡されている。前 記上下動支持板 50は該ベルト 56に取り付けられ、該ベルト 56の走行に応じて上下 動する。
[0092] 前記容器群 31には、試薬を収容した試薬収容容器 32と、各種溶液を収容可能な 10列のゥ ル 60、および、前記変形式分注チップ 11を収容可能な 2列のチップ収 容部 61を有し、前記ステージ 30上に固定して設けられている。
[0093] 前記磁力手段としては、永久磁石 35が、前記変形式分注チップ 11に対して接離 可能に設けられている。該永久磁石 35を支える支持具の下側には、 2個のローラ 63 が設けられ、前記下板 34に設けた、左右方向に沿って空けた溝に嵌合され左右方 向に円滑に移動可能としている。該永久磁石 35は、モータ軸が図上左右方向に移 動可能なステッピングモータ 55によって駆動される。
[0094] 図 5は、前記変形式分注装置 10の平面図を示すものである。前記分注ヘッド 70は 、ステージ 30上を、前記容器群 31の上方を前記レール部材 46bに沿って図上左右 方向に移動可能である。
[0095] 図 6は、前記変形式分注装置 10の背面図を示すものである。前記上下動支持板 5 0は、その中央において、ベルト 56に取り付けるためのベルト取付具 62が設けられて いる。また、その両側において、各々前記ガイド'ローラ 51、 52が回転可能に設けら れ、ガイドレール 53と係合しながら、該上下動支持板 50の上下動を案内している。
[0096] 続いて、図 7に、第 4の実施の形態に係る変形式分注装置 100を示す。前述した変 形式分注装置 10を説明する符号と同一の符号は同一のものを表すのでその説明を 省略する。
[0097] 該変形式分注装置 100の分注ヘッド 170は、前記第 3の実施の形態に係る変形式 分注チップ 11の変形を行う機構として採用したカム機構（39, 40, 41, 42)の代わり に、リンク機構（64, 65, 66, 67, 68)を採用したものである。
[0098] 第 4の実施の形態に係る変形式分注装置 100にあっては、前記押え板 20は、 6本 の前記変形式分注チップ 11の上底面 12aと各々接触しており、その上側で上方に 突出する棒状部材 64とその上端に設けられた横棒状の節 65と、該節 65と回転可能 に接合する一端を持ち、支持棒 66bに設けられた支点 66aで支えられた 2本のリンク 棒 66と、該リンク棒 66の他端とその先端が回転可能に接合した上下方向に運動可 能な並進軸 68と、該並進軸 68を上下方向に動かすステッピングモータ 67とを有する 。これによつて、前記押え板 20を上下方向に動かす。
[0099] 図 8は、前記変形式分注チップ 11を内部に緩挿可能な第 5および第 6の実施例に 係るホルダ 71, 72を示す。
[0100] 図 8 (a)に示す第 5の実施の形態に係るホルダ 71は、その上側に設けた上側開口 部 73、前記口部 13を外に露出させるための下側開口部 74を有する。上側開口部 7 3を通して前記変形式分注チップ 11を挿入して該ホルダ 71の内部に緩挿させる。該 ホルダ 71は、太枠部 75とその下側に設けられた細枠部 76とからなり、前記下側開口 部 74は該細枠部 76の先端に設けられている。該細枠部 76は、前記変形式分注チッ プ 11の前記細管 18のぐらつきを防止するように嵌合して支持する。この場合には、 前記ホルダ 71の前記上側開口部 73を通して前記変形式分注チップ 11の上底面と 接触可能となるような押え板 20に取り付けられた挿入具 77によって変形を行なう。
[0101] 図 8 (b)に示す第 6の実施の形態に係るホルダ 72は、その上側に設けた上側開口 部 78、前記変形式分注チップ 11の口部 13を外に露出させるための下側開口部 79 を有する。上側開口部 78を通して前記変形式分注チップ 11を挿入して該ホルダ 72 の内部に緩挿させる。該ホルダ 72は、側面にスリット 80が穿設された太枠部 83とそ の下側に設けられた細枠部 81とからなり、前記下側開口部 79は該細枠部 81の先端 に設けられている。該細枠部 81は、前記変形式分注チップ 11の前記細管 18のぐら つきを防止するように嵌合して支持する。この場合には、前記太枠部 83の側面に設 けた前記スリット 80を通して前記変形式分注チップ 11の上底面と接触可能となるよう な押え板 20に取り付けられた挿入具 82によって変形を行なう。
[0102] これらのホルダ 71, 72を用いることによって、口部 13の変動を防止することができ るとともに、前記変形式分注チップ 11の形態の必要時以外の変形を防止して固定化 する。また、前記変形式分注チップ 11の変形が前記ホルダ 71, 72によって軸方向 に沿うように案内されるので、変形を円滑化するとともに、該変形式分注チップに加え る変形に規則性をもたせ加える変形の程度に応じた内部容積を正確に得ることがで きる。
[0103] 続いて、図 9に基づいて、第 7の実施の形態に係る変形式分注チップ 111を示す。
図 9 (a)は、該変形式分注チップ 111の拡大断面図であり、図 9 (b)は、その斜視図 である。該変形式分注チップ 111は、略円筒状の壁面で囲まれ内部に液体および気 体を収容可能であってその壁面の一部に変形可能な変形壁面としての蛇腹 112を 有し上下方向に沿った軸線を有する略円筒状の縦長の収容部（114, 115)および 収容部（114, 115)と連通し、該蛇腹 112の変形によって吸引吐出される液体が流 入流出可能な口部 113が前記収容部の下端に前記軸線を囲むように設けられて 、 る。
[0104] 前記蛇腹 112は、前記収容部（114, 115)の壁面の一部に該壁面を上下に仕切 るようにかつ上下方向を前記変形方向として変形可能に設けられている。該蛇腹 11 2の波形または襞の各山（この例では 4個）および各谷 (この例では 5個）は、前記上 下方向に垂直に形成され、該谷または山は、それらを含む各水平面内で円周を形成 している。該収容部（114, 115)は、前記蛇腹を有し気体を収容可能な変形部 114 と、該変形部 114と連通し該変形壁面としての蛇腹 112を有せず先端に前記口部 11 3を有して液体を貯留可能な非変形部 115とを有して 、る。
[0105] 該変形部 114の上端の上底面 112aは、該変形式分注チップ 111が支持される後 述する変形式分注装置 110の分注ヘッド 270の前記可動部材に相当する押え板 12 0と接触可能に設けられ、該押え板 120の上下運動により、上下動し、前記蛇腹 112 が上下方向に伸長しかつ収縮する。なお、前記変形部 114の下部 112bは、前記蛇 腹 112の伸長および収縮によっては変形しな 、。
[0106] 前記非変形部 115は、前記変形部 114と連通し前記下部 112bと上側でつながる 略円筒状の太管 116と、前記口部 113を下端に有する略円筒状の細管 118と、該太 管 116と該細管 118との間を結ぶ漏斗状の移行部 117とを有して 、る。
[0107] 該移行部 117は、その上側には、後述するチップ配列保持部としてのラック 121の プレート 122に略先細りに穿設された各貫通孔 123に挿入されて嵌合して保持され る嵌合部 117cを有し、その下側には、平行な透明平板状側面で挟まれた内部検出 領域 117aを有する。さらに、該移行部 117の下端部には、別体に設けた細管 118の 上端部を嵌合して、接着剤、熱溶着、超音波溶着等により取り付ける凹状部 117bが 設けられている。
[0108] 前記移行部 117には、前記内部検出領域 117aのような複雑な形態を含む力 前 記変形部 114および前記太管 116および移行部 117は、ブロー成型によって一体 に形成することができる。また、前記細管 118は、インジェクション成型で堅固に形成 して前記凹状部 117bで前記移行部と接合することができる。前記内部検出領域 11 7aを設けることで、該透明平板状側面の法線方向にビームを照射して透過した光を 測定することで細管内の状態を検知することができる。
[0109] 図 10には、前記変形式分注チップ 111を所定間隔で 12列 X 8行の行列状に配列 した前記チップ配列保持部としての第 8の実施の形態に係るラック 121を前記容器群 に設けたラック支持台 126に着脱自在に載置した状態を示す側面断面図を示すもの である。該ラック 121は、貫通孔 123が 12列 X 8行の行列状に配列されたプレート 12 2を有する。前記各貫通孔 123は、前記変形式分注チップ 111の前記移行部 117の 嵌合部 117cと嵌合するように先細りの形状に穿設されて!/、る。前記各貫通孔 123に 保持された状態では、各変形式分注チップ 111の細管 118、および前記内部検出 領域 117aは、前記プレート 122の下方に位置し、前記蛇腹 112は前記プレート 122 の上方に位置する。なお、前記ラック支持台 126内は、前記細管 118が相互に接触 しな 、ように、相互に隔壁 126aによって行列状に複数の部屋に仕切られて 、る。
[0110] また、前記各変形式分注チップ 111ごとに周囲の四隅において、該各変形式分注 チップ 111が緩挿されるように、前記プレート 122の表面上側力も上方向に向力つて 前記変形式分注チップ 111の非変形状態に相当する高さの 4本の棒 125が各々設 けられている。この 4本の棒 125は前記緩挿部に相当する。これによつて前記変形式 分注チップ 111の変形方向、上下方向に維持されるように規制し、変形の定型性を 維持する。なお、前記プレート 122の両縁部に沿って、後述する分注ヘッド 270に装 着するための装着用溝 124が上側および下側に設けられている。
[0111] 図 11 (a)は、前記ラック 121の平面図であり、 12列 X 8行の行列状に貫通孔 123が 所定間隔で配列されている。図 11 (b)は、ラック 221の平面図であり、ラック 121とは 異なるより狭い間隔で、 24列 X 16行の行列状に貫通孔 223が配列され、各貫通孔 2 23には、各々、前記緩揷部としての 4本の棒 225が設けられている。
[0112] 図 12は、前記変形式分注チップ 111を装着した状態の第 8の実施の形態に係る変 形式分注装置 110を示すものである。
該変形式分注装置 110は、前記ラック 121を装着することで 12列 X 8行の行列状 の前記変形式分注チップ 111を支持し、前記蛇腹 112を変形させることによって該 変形式分注チップ 111に対する液体の吸引吐出を行う前記分注ヘッド 270と、種々 の液体、試薬、検体等を収容可能な複数の試薬収容容器 132を有する容器群 131 と、前記分注ヘッド 270を前記容器群 131に対して移動させるヘッド移行部（図示せ ず)とを、設けたものである。
[0113] 前記分注ヘッド 270は、 12列 X 6行の前記貫通孔 123をもち前記変形式分注チッ プ 111を保持したラック 121を該ラック 121の両縁部に設けた前記装着用溝 124と各 々に嵌合して装着する 2本の装着用支持部材 119を設けている。 2本の該装着用支 持部材 119は、前記チップ支持部に相当し、 2本該装着用支持部材 119は、ボックス 状の枠体 133の下縁部に沿って設けられている。したがって、前記ラック 121のプレ ート 122は、該枠体 133の下側の開口部を塞ぐように設けられていることになる。
[0114] 前記枠体 133内には、水平方向に仕切るように仕切り板 138を設けている。各変形 式分注チップ 111の上底面 112aにお 、て前記蛇腹 112を変形させる可動部材とし ての前記押え板 120は、前記仕切り板 138に設けた隙間 120bを貫くように設けた支 持板 120aの下端に設けられ、該支持板 120aは、駆動部材 143に支持されている。 該駆動部材 143は、その両側部分において、 2本のガイドシャフト 137に摺動可能に 案内され、その中央においてボール螺子 141と螺合するナット部に連結し、該ボール 螺子 141の回転による該ナット部の上下動に連動して上下動する。なお、符号 139 は、該ボール螺子 141を回転駆動するモータであり、符合 140はその軸である。
[0115] さらに、図 13に示すように、前記分注ヘッド 270の前記ラック 121の下方には、前記 変形式分注チップ 111の前記収容部 115に磁力を及ぼすための前記磁力手段 135 が設けられている。該磁力手段 135は、行列状 (ここでは、 12列 X 8行）に配列された 前記変形式分注チップ 111の行方向に相対的に移動可能に設けられ、前記行方向 に伸びかつ前記所定間隔に対応して両端にある 2本を除 、た (列数個— 1)本 (この 例では 11本）は、前記列間に挿入可能な幅に設けられた全部で (列数個 + 1)本の 櫛歯部材 135aと、該櫛歯部材 135aとその一端で連結した支持部材 135cとを有し 全体として櫛状に形成され、該櫛歯部材 135aには、前記各変形式分注チップ 111 に対応する位置に前記所定間隔で配列された前記行数個（この例では 8個）の磁石 が設けられたものである。
[0116] さらに、前記分注ヘッド 270には、前記ラック 121の下方であって、前記磁力手段 1 35の上方には、前記各変形式分注チップ 111の前記内部検出領域 117aを通して ビームを透過させて、内部状態を検出する光検出部 150が設けられている。図 13〖こ 示すように、該光検出部 150は、行列状 (ここでは、 12列 X 8行）に配列された前記 変形式分注チップ 111の行方向に相対的に移動可能に設けられ、前記行方向に伸 びかつ前記所定間隔に対応して両端にある 2本を除 、た (列数個 1)本 (この例で は 11本）は、前記列間に挿入可能な幅に設けられ全部で (列数個 + 1)本 (この例で は 13本)の櫛歯部材 151を有し全体として櫛状に形成され、該櫛歯部材 151の先端 近傍で隣接する櫛歯部材 151の対向する面側に前記内部検出領域 117aを挟むよう に 1対の発光部および受光部 152が各々相対するように設けられたものである。該光 検出部 150は、前記行方向に沿って順次移動しながら、一度に 12列分の変形式分 注チップ 111について内部の検出を行うことになる。その際、該光検出部 150は前記 磁力手段 135の上側の平面に行方向に沿って設けたレールに沿って移動可能とす るようにしても良い。
[0117] 以上説明した各実施の形態は、本発明をより良く理解するために具体的に説明し たものであって、別形態を制限するものではない。したがって、発明の主旨を変更し ない範囲で変更可能である。例えば、前記実施の形態では、主として蛇腹によって 変形を行なったが、例えば、蛇腹以外の形状をもつ変形壁面や、ゴム等の弾性体を その変形壁面の素材に使用することによつても実現することができる。また、前記変 形式分注チップの形状も前述したものに限られず、移行部に段差をもつものや、移 行部以外に段差をもつものであっても良い。 [0118] また、前記チップ配列保持部は、前述した配列に限定されるものではなぐ例えば、 4, 6, 8, 12, 96, 384本等を一列状または行列状、その他の形状の配列がある。 さらに、前記変形式分注チップの細管の口部にはさらに、ステンレス製等のより径が 小さ 、短管を嵌合させて、その分注精度を高めるようにしても良 、。
産業上の利用可能性
[0119] 本発明に係る変形式分注チップ、変形式分注装置および変形式分注処理方法は 、種々の溶液の処理が要求される分野、例えば、工業分野、食品、農産、水産加工 等の農業分野、製薬分野、衛生、保険、免疫、疾病、遺伝等を扱う医療分野、化学 若しくは生物学等の分野等、あらゆる分野に関係するものである。本発明は、特に、 多数の試薬や物質を用 、た一連の処理を所定の順序に連続的に処理を実行する 場合に有効である。
図面の簡単な説明
[0120] [図 1]本発明の第 1の実施の形態に係る変形式分注チップおよびその動作を示す説 明図である。
[図 2]本発明の第 2の実施の形態に係る変形式分注チップに適した容器を示す図で ある。
[図 3]本発明の第 3の実施の形態に係る変形式分注装置の正面図である。
[図 4]本発明の第 3の実施の形態に係る変形式分注装置の側面図である。
[図 5]本発明の第 3の実施の形態に係る変形式分注装置の平面図である。
[図 6]本発明の第 3の実施の形態に係る変形式分注装置の背面図である。
[図 7]本発明の第 4の実施の形態に係る変形式分注装置の正面図である。
[図 8]本発明の第 5および第 6の実施の形態に係るホルダを示す図である。
[図 9]本発明の第 7の実施の形態に係る変形式分注チップを示す図である。
[図 10]本発明の第 8の実施の形態に係る変形式分注チップが配列されたラックを示 す断面図である。
[図 11]本発明の第 8の実施の形態に係るラックを示す平面図である。
[図 12]本発明の第 8の実施の形態に係る変形式分注装置を示す断面図である。
[図 13]本発明の第 8の実施の形態に係る変形式分注装置の分解斜視図である。 符号の説明
10, 100, 110 変形式分注装置 11, 111 変形式分注チップ 12, 112 蛇腹
70, 170, 270 分注ヘッド

Claims

請求の範囲
[1] 壁面で囲まれた内部に液体および気体を収容可能であって、その壁面の全内表 面積を実質的に変えることなく所定の変形が可能な変形壁面を前記壁面の一部に 有する収容部および該収容部と連通し該変形壁面の変形による前記内部の膨張お よび収縮によって吸引吐出される液体が流入流出可能な口部を有する 1または 2以 上の変形式分注チップと、
1または 2以上の該変形式分注チップを前記変形壁面の変形によって前記口部が 変動しな!、ように支持し、該変形式分注チップの前記変形壁面を一斉に変形させる ことによって、該変形式分注チップに対する液体の吸引吐出を一斉に行う分注ヘッド と、
を有する変形式分注装置。
[2] 種々の溶液を収容可能な複数の容器を有する容器群と、該分注ヘッドを容器群に 対して相対的に移動させるヘッド移動部とをさらに有するとともに、前記口部は前記 容器に対して一斉に挿入可能である請求の範囲第 1項に記載の変形式分注装置。
[3] 前記分注ヘッドは、前記 1または 2以上の変形式分注チップを支持可能なチップ支 持部と、前記変形式分注チップの変形壁面の所定変形方向に沿って一斉に進退動 作可能な可動部材を用いて前記変形壁面を一斉に変形させる可動機構とを有する 請求の範囲第 1項または請求の範囲第 2項のいずれかに記載の変形式分注装置。
[4] 前記分注ヘッドまたは前記容器群には、前記収容部または容器の内部に磁場を及 ぼしまたは除去することが可能な磁力手段を有する請求の範囲第 1項ないし請求の 範囲第 3項の 、ずれかに記載の変形式分注装置。
[5] 前記変形壁面の変形、および Zまたは、前記分注ヘッドと容器群との間の移動を、 前記変形式分注チップの個数もしくは構造、吸引吐出すべき液体、そこに含まれる 物質、その量、その収容位置、その温度、もしくはその濃度、処理内容、または指示 に基づ!/、て制御する制御部を有する請求の範囲第 1項な 、し請求の範囲第 4項の 、 ずれかに記載の変形式分注装置。
[6] 前記変形壁面の変形につ!、て所定基準位置を設定し、該基準位置を基準にして、 前記変形壁面の変形の制御が行われる請求の範囲第 1項ないし請求の範囲第 5項 の!、ずれかに記載の変形式分注装置。
[7] 前記変形壁面には、蛇腹が形成されている請求の範囲第 1項ないし請求の範囲第 6項の 、ずれかに記載の変形式分注装置。
[8] 前記口部は下端に設けられ、前記収容部は該ロ部の上方に設けられ、該収容部を 囲む壁面の一部に、その内壁面を上下に仕切るようにして上下方向に変形可能な前 記変形壁面を設け、前記収容部の上端と前記可動部材とが接触または接続可能で ある請求の範囲第 1項な 、し請求の範囲第 7項の 、ずれかに記載の変形式分注装 置。
[9] 前記収容部は、前記可動部材と接触または接続可能であって可動部材によって変 形可能な変形壁面を有し気体を収容可能な変形部と、該変形部と連通し変形がされ な ヽ非変形壁面で形成され先端に前記口部を有し液体を貯留可能な非変形部を有 する請求の範囲第 1項な 、し請求の範囲第 8項の 、ずれかに記載の変形式分注装 置。
[10] 前記分注ヘッドまたは容器群は、 2以上の前記変形式分注チップを一列状または 平面状に所定間隔に配列して着脱自在に保持可能なチップ配列保持部を有する請 求の範囲第 1項な 、し請求の範囲第 9項の 、ずれかに記載の変形式分注装置。
[11] 前記分注ヘッドのチップ支持部は、 2以上の前記変形式分注チップを列状または 平面状に所定間隔に配列して着脱自在に保持可能なチップ配列保持部を、前記各 変形式分注チップが変形可能に装着することで 2以上の前記変形式分注チップを支 持する請求の範囲第 3項な 、し請求の範囲第 10項の 、ずれかに記載の変形式分注 装置。
[12] 前記変形式分注チップは前記口部および前記収容部を有し、該収容部は、前記 可動部材によって変形可能な変形壁面を有し気体を収容可能な変形部と、該変形 部と連通し変形がされな ヽ非変形壁面で形成され先端に前記口部を有し液体を貯 留可能な非変形部を有し、前記チップ配列保持部には、列状または平面状に所定 間隔で穿設された 2以上の貫通孔が設けられたプレートを有し、前記各変形式分注 チップは前記各貫通孔に挿入して保持されるとともに、前記変形式分注チップの前 記口部は前記貫通孔を貫通して前記プレートの下方にあり、前記収容部の内前記変 形部は、前記プレートの上方にくるように保持される請求の範囲第 9項または請求の 範囲第 11項のいずれかに記載の変形式分注装置。
[13] 前記変形式分注チップは、内部検出領域を有し、前記分注ヘッドには前記内部検 出領域を通して内部の状態を検出する光検出部を設けた請求の範囲第 1項ないし 請求の範囲第 12項のいずれかに記載の変形式分注装置。
[14] 前記チップ配列保持部は、保持される各変形式分注チップごとに、該変形式分注 チップを緩挿して保持する 2以上の緩揷部を設けた請求の範囲第 10項ないし請求 の範囲第 13項に記載の変形式分注装置。
[15] 前記分注ヘッドに設けた磁力手段は、 1または 2以上の前記変形式分注チップの 各収容部に対して一斉に接離可能に設けた 2以上の磁石を有する請求の範囲第 4 項に記載の変形式分注装置。
[16] 壁面で囲まれた内部に液体および気体を収容可能であって、その壁面の全内表 面積を実質的に変えることなく所定の変形が可能な変形壁面を前記壁面の一部に 有する収容部および該収容部と連通し前記変形壁面の変形による前記内部の膨張 および収縮によって吸引吐出される液体が流入流出可能な口部を有するとともに、 前記口部は下端に設けられ、前記変形壁面は、該収容部を囲む壁面の一部に上 下方向に変形可能となるように形成され、前記収容部は、該ロ部の上方に設けられ、 前記変形壁面を有し気体を収容可能な変形部と、該変形部と連通し前記変形壁面 を有せず先端に前記口部を有して液体を貯留可能な非変形部を有する変形式分注 チップ。
[17] 前記非変形部は前記変形部と連通する太管、前記口部を有する細管および前記 太管と前記細管との間に形成された移行部とを有する請求の範囲第 16項に記載の 変形式分注チップ。
[18] 前記太管、前記変形部、および前記移行部は一体として形成され、前記細管はそ の上端部が前記移行部の下端部に取り付けられた請求の範囲第 17項に記載の変 形式分注チップ。
[19] 前記収容部を内部に緩挿して保持するホルダをさらに有し、該ホルダは、その上側 に設けた上側開口部、前記口部が外に露出可能な下側開口部を有する請求の範囲 第 16項な 、し請求の範囲第 18項の 、ずれかに記載の変形式分注チップ。
[20] 前記非変形部には、平行な透明平面状側面で挟まれた内部検出領域を設けた請 求の範囲第 16項に記載の変形式分注チップ。
[21] 壁面で囲まれた内部に液体および気体を収容可能であって、その壁面の全内表 面積を実質的に変えることなく所定の変形が可能な変形壁面を前記壁面の一部に 有する収容部および該収容部と連通し該変形壁面の変形による前記内部の膨張お よび収縮により吸引吐出される液体が流入流出可能な口部を有する 2以上の変形式 分注チップを、前記変形壁面の変形によって前記口部が変動しな 、ように分注へッ ドに支持させる支持工程と、
該分注ヘッドを移動する移動工程と、
前記口部を容器群内の容器内に挿入して前記変形壁面を一斉に変形させる変形 工程とを有する変形式分注処理方法。
[22] 前記支持工程は、 2以上の前記変形式分注チップを列状または平面状に所定間 隔に配列して着脱自在に保持可能なチップ配列保持部を、前記各変形式分注チッ プが変形可能に分注ヘッドに装着することで行う請求の範囲第 21項に記載の変形 式分注処理方法。
[23] 前記変形工程は、前記変形壁面の変形につ!、て所定基準位置を設定し、該基準 位置を基準にして前記変形壁面の変形を行う請求の範囲第 22項に記載の変形式 分注処理方法。
[24] 前記口部は下端に設けられ、前記変形壁面は、前記収容部を囲む壁面の一部に 上下方向に変形可能となるように設けられ、前記収容部は、前記口部の上方に設け られ、前記変形壁面を有し気体を収容可能な変形部と、該変形部と連通し前記変形 壁面を有せず前記口部を有して液体を貯留可能な非変形部とを有し、前記変形ェ 程は、前記収容部の上端面に可動部材を接触しまたは接続させる工程と、前記可動 部材を下降させおよび Zまたは上昇させる工程を有する請求の範囲第 22または請 求の範囲第 23項に記載の変形式分注処理方法。
[25] 前記可動部材の上昇および下降は、前記変形壁面の変形を行う上下方向に沿つ た所定基準位置を設定し、該基準位置を基準にして行う請求の範囲第 24項に記載 の変形式分注処理方法。
前記液体には、所定物質を結合可能または所定物質と結合した磁性体が懸濁し、 前記収容部または前記容器群の容器内に対して磁場を及ぼすことによって前記磁 性体を前記収容部または前記容器の内壁に吸着させて分離する工程を有する請求 の範囲第 21項な 、し請求の範囲第 25項の 、ずれかに記載の変形式分注処理方法
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