JP2018146374A - 温調システム - Google Patents

Abstract

【課題】ピペットチップの先端を通じて反応容器に分注、撹拌、あるいは送液される試薬類などの液体が使用環境温度の影響を受けてピペットチップ内で温度が低下する事態を防止・抑制可能な温調システムを提供する。【解決手段】ピペットノズル５２に装着されたピペットチップ５１を加温するピペットチップ温調部７と、反応容器３を加温する反応容器温調部８とを備え、ピペットチップ温調部７として、所定の加温位置に位置付けられたピペットノズル５２のうちピペットチップ５１の先端部分を熱源７２から放出される温風によって集中的に加温するものを適用し、ピペットノズル５２を加温位置から降下させた場合に少なくともピペットチップ５１の先端が反応容器に到達可能に構成した。【選択図】図２

Description

本発明は、ピペットチップ及び反応容器を用いて適宜の分析処理を行う装置に適用される温調システムに関する。

ピペットチップ及び反応容器を用いて試料を分析する分析装置では、分析装置による検出結果の精度を向上させるとともに反応効率を安定化させる観点から、ピペットチップによって吸引・吐出・撹拌される試薬類や検体等の液体と反応容器の両方を所定温度（例えば３５〜３７℃）に制御することが要求されている。

例えば特許文献１には、抗体などの試料（検体）と反応させるための試薬や希釈液、洗浄液、あるいは緩衝液をそれぞれ個別に収容可能な複数の収容槽や、検体と適宜の液体（反応液）とを反応させる反応槽を有するカートリッジを、ヒートブロックで形成されたステージ上に保持し、ヒートブロックの温度および加熱時間を制御して、カートリッジ内の試薬類を目的温度（反応温度）に昇温する技術が開示されている。また、ヒートブロックによって反応槽も温調されることになる。

特許文献２には、内部にヒータとファンが配置され、上面にピペットチップ挿入孔が形成された箱状の加温装置に、ピペットチップを挿入した状態で加温し、ピペットチップ内にて液体を加温する方法が開示されている。具体的には、ピペットチップを挿入孔から加温装置内に挿入した状態でヒータ及びファンを稼動させて、加温された気体を加温装置内部で循環させる処理によって、加温装置内部の温度をほぼ一定に保ち、加温された気体を介してピペットチップが加温される。そして、加温されたピペットチップをピペットノズルの先端に装着してから、液体を吸引することで、液体がピペットチップを熱源として加温処理される態様が開示されている。また、同特許文献には、ピペットチップをピペットノズルの先端に装着して、液体を予め吸引した状態でピペットチップを挿入孔から加温装置内に挿入し、加温された気体およびピペットチップを介して、ピペットチップ内の液体が加温処理される態様も開示されている。

特許第４４３７２１５号公報 特開２００９−０５８２８８号公報

ところで、特許文献１記載の発明によれば、カートリッジの収容槽に収容されている液体（試薬類）を目標の温度まで昇温することができるものの、昇温された液体をピペットチップの先端からピペットチップ内に吸引した時点以降、液体はピペットチップの温度に影響を受ける。したがって、ピペットチップ自体の温度と、昇温されている液体との温度差が大きいほど、液体である試薬類の温度降下の程度が大きくなり、目標とする反応温度で試薬類と検体を反応させることが困難になり、分析精度が低下するおそれがある。

一方、特許文献２記載の発明によれば、箱状の加温装置内で加温された気体およびピペットチップを介して、ピペットチップ内の液体を加温処理することができるものの、反応容器を加温することはできないため、加温処理されたピペットチップ内の液体を反応容器内に注入した際に、注入された液体は、反応容器の温度に影響を受ける。したがって、反応容器の温度と、加温処理された液体との温度差が大きいほど、液体の温度降下の程度が大きくなり、目標の反応温度で試薬類と検体を反応させることが困難になり、分析精度が低下するおそれがある。

そこで、特許文献１記載の技術と、特許文献２記載の技術とを組み合わせて、収容槽が形成されているカートリッジを保持するステージとピペットチップの両方を加温する態様にすれば、上述の各文献記載の構成で生じるそれぞれの不具合を解消できるとも考えられる。

しかしながら、このような態様を想定した場合であっても、箱状の加温装置に挿入した状態で加温したピペットチップを加温装置から抜き出すと、その時点以降、ピペットチップの温度は使用環境温度の影響を受けて徐々に低下する。特に、引用文献２記載の構成であれば、同文献の第３図に示されているようにピペットチップを加温装置から抜き出す場合に、ピペットチップを上方へ移動させる必要があり、さらに、ピペットチップを、平面視において加温装置と重ならない位置まで水平移動させてから、反応容器に対して液体の分注処理が行える位置まで降下させる必要があるため、ピペットチップを加温装置から抜き出して直ぐに液体の分注処理を行うことができない。その結果、加温装置によって直接または間接的に加温処理されたピペットチップ内の液体（試料）の温度は、所定の反応容器に注入される時点までに低下してしまう。

また、上述の想定した態様であれば、箱状の加温装置内で加温された状態で加温装置から抜き出した１本のピペットチップで液体の分注処理や撹拌処理等を複数回行う場合、処理回数が多くなるほど、ピペットチップを加温装置内に戻さない限り、使用環境温度の影響を受けてピペットチップの温度が低下する程度も大きくなり、ピペットチップ内の液体もピペットチップの温度に影響されて、たとえステージを加温して反応容器の温度を目標の反応温度に設定したとしても、目標の反応温度で試薬類と検体を反応させることが困難になり、分析精度が低下するおそれがある。

なお、引用文献２には、ピペットノズルのうちピペットチップが装着される部分の内部にヒータを設け、このヒータによって加温する態様が開示されている。しかしながら、このような態様は、ヒータが内蔵された専用のピペットノズルを必要とし、分析現場で多用されている既知のピペットノズル（ヒータが内蔵されていない通常のピペットノズル）をそのまま使用することができないため、汎用性に欠ける。

本発明は、このような点に着目してなされたものであって、主たる目的は、ピペットチップによって吸排される試薬類や検体等の液体と反応容器とを反応に適した温度に加温することができ、ピペットチップの先端を通じた液体の分注処理を実施する時点までに、ピペットチップの先端を通じて吸排される試薬類などの液体の温度がピペットチップ内で低下する事態を防止して、ピペットチップの先端を通じて行う液体の分注処理、撹拌処理あるいは送液処理時に使用環境温度影響を受け難い温調システム（温調装置）を提供することにある。

すなわち本発明は、ピペットノズル及び反応容器を用いて試料を分析する分析装置に適用される温調システムに関するものである。そして、本発明に係る温調システムは、ピペットノズルに装着されて液体を吸引または排出するピペットチップを加温するピペットチップ温調部と、反応容器を加温する反応容器温調部とを備え、ピペットチップ温調部として、所定の加温位置に位置付けられた前記ピペットノズルのうち少なくともピペットチップの先端部分を熱源から放出される温風によって集中的に加温するものを適用し、ピペットノズルを加温位置から降下させることで、ピペットチップの先端が反応容器に到達可能に構成していることを特徴としている。

このような本発明に係る温調システムによれば、ピペットノズルを加温位置に位置付けた状態で、少なくともピペットチップの先端部分を熱源から放出される温風で集中的（集約的）に加温して、少なくともピペットチップの先端部分を目標とする温度付近まで加温することができる。したがって、本発明に係る温調システムでは、ピペットチップの先端から試薬類などの液体を吸引すると、加温されたピペットチップ内に吸引された試薬類などの液体も加温されることになる。また、本発明によれば、ピペットノズルを加温位置から降下させると、その時点以降、使用環境温度の影響を受けることになるが、再度ピペットノズルを加温位置に移動させることで、ピペットチップ及びピペットチップ内の液体を温風で加温することができる。

そして、本発明に係る温調システムによれば、ピペットノズルを加温位置から直下に降下させた状態で、反応容器に到達可能なピペットチップの先端から、ピペットチップ内で加温された試薬類などの液体を、反応容器温調部によって加温された反応容器に吐出することが可能であり、反応容器における反応効率の安定化を図ることができる。すなわち、本発明に係る温調システムであれば、ピペットチップによって反応容器に吐出する試薬類や検体等の液体と反応容器の両方を、目標とする反応温度に近い温度に保つことができ、分析装置による検出結果の精度を向上させるとともに反応効率を安定化させることができる。なお、本発明において、「ピペットチップの先端が反応容器に到達」とは、「ピペットチップの先端が反応容器の一部に到達」してればよく、「ピペットチップの先端が反応容器の底面に非接触で近接する位置に到達」している状態や、「反応容器に液体が収容されている場合に、ピペットチップの先端が反応容器内の液体の表面（液面）に接触する位置に到達」している状態、これらを包含する概念である。

また、本発明において、「所定の加温位置」は適宜選択・設定された位置であり、特に限定されない。「所定の加温位置」を原点位置に設定した場合には、ピペットノズルを原点位置に位置付けた状態で少なくともピペットチップの先端部分がピペットチップ温調部によって集中的（集約的）に加温される構成になりピペットノズルの加温位置を「原点位置」とは異なる専用の位置に設定した構成と比較して、ピペットチップをピペットチップ温調部で加温するために必要なピペットノズルの作動制御の単純化を図ることが可能である。

このように、本発明に係る温調システムを採用すれば、ピペットチップ温調部で加温したピペットノズルを加温位置から降下させた状態で、ピペットチップの先端を通じて反応容器に対して行う液体の分注処理、撹拌処理、あるいは送液処理を実施することにより、ピペットチップ温調部で加温されたピペットチップ内の液体の温度が、反応容器に注入される時点までに環境温度の影響を受けて大幅に低下してしまう事態を防止・抑制することができる。

したがって、本発明に係る分析装置の温調システムによれば、１本のピペットチップを用いてその先端を通じた液体の分注処理、撹拌処理、あるいは送液処理を行う回数が多くなっても、各処理が終わる毎にピペットノズルを加温位置に戻すことで、ピペットチップ及びピペットチップ内の液体を加温することができ、使用環境温度の影響を受けて低下したピペットチップ内の液体が分注、撹拌、あるいは送液される事態を回避することができ、反応容器を反応容器温調部で加温していることと相俟って、目標の反応温度で試薬類と検体を反応させることができ、分析精度が向上する。

さらにまた、本発明に係る温調システムは、加温機能を備えた専用のピペットノズルを用いることなく、分析現場で多用されている既知のピペットノズルをそのまま使用することができ、汎用性及び実用性においても優れている。

本発明では、所定の加温位置に位置付けられたピペットノズルのうち少なくともピペットチップの先端部分を集中的（集約的）に加温するピペットチップ温調部として、少なくともピペットチップの先端部分を収容可能な筐体の内部空間を熱源から放出される温風によって加温し、且つ筐体の一部にピペットチップの昇降移動を許容する開口部を有するものを適用することができる。この場合、ピペットノズルを加温位置に位置付けた状態で、少なくともピペットチップの先端部分がピペットチップ温調部の筐体内部に収容されることにより、筐体内の温風でピペットチップの先端部分を目標とする温度付近まで加温することができる。また、ピペットノズルを加温位置から降下させた場合に、少なくともピペットチップの先端が開口部を通じて筐体の外部に位置付けられるように構成すれば、反応容器に対するピペットチップのアクセスに支障を来すことがない。

上述の「開口部」は、ピペットチップの昇降移動を許容する条件を満たすものであれば、形状や寸法は特に限定されない。なお、「ピペットチップの昇降移動」は、ピペットノズルの昇降移動に伴うものである。筐体内の加温効率を高める開口部の一例として、ピペットチップが挿通可能（挿抜可能）な挿通孔を挙げることができる。

特に、本発明に係る分析装置の温調システムでは、反応容器をピペットチップ温調部の近傍に配置することによって、ピペットチップ温調部から放出される温風に反応容器が晒されるように構成することができる。このような構成であれば、ピペットチップ温調部から放出される温風によって、反応容器周辺の雰囲気温度を当該温風の温度と同程度に保つことができる。その結果、ピペットノズルを加温位置から降下させた状態においても、ピペットチップは、温風で加温された雰囲気下に配置されることになり、使用環境温度の影響を受け難く、好適である。

本発明によれば、ピペットノズルを加温位置に位置付けることで、ピペットチップ及びピペットチップ内の液体をピペットチップ温調部で加温することができ、ピペットノズルを加温位置から降下させて、ピペットチップの先端を通じた液体の分注処理、撹拌処理、あるいは送液処理を行うことによって、これらの処理時にピペットチップ内の液体が環境温度影響を受けて低下する事態を防止するとともに、ピペットチップ内の液体を、反応容器温調部によって加温された反応容器に吐出することで、反応容器における反応効率の安定化を図ることが可能な分析装置の温調システム（温調装置）を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る温調システムを適用した分析装置の要部の構成を模式的に示す図。 同実施形態に係る温調システムとその周辺パーツの相対位置関係を示す図。 同実施形態におけるピペットチップ温調部の全体斜視図。 同実施形態のピペットチップ温調部における温風の流れを模式的に示す図。 同実施形態におけるピペットノズルを基準位置から所定距離降下させた状態の図２対応図。 同実施形態におけるピペット温調部の一変形例の図３対応図。 同変形例のピペットチップ温調部における温風の流れを模式的に示す図。 本発明におけるピペットチップ温調部の一例の図３対応図。 図７のピペットチップ温調部の図４対応図。 本発明におけるピペットチップ温調部の一例の図４対応図。 本発明におけるピペットチップ温調部の一例の図４対応図。 本発明におけるピペットチップ温調部の一例の図４対応図。 本発明におけるピペットチップ温調部の一例の図４対応図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態に係る温調システムＸは、例えば図１に示す分析装置１に適用されるものである。分析装置１は、試薬類や試料（検体）が収容された容器（以下、検査カートリッジ２）と、試薬類と検体とを反応させる反応容器３と、これら検査カートリッジ２内の試薬類や検体を吸引、吐出、あるいは撹拌するために使用されるピペットチップ５１とを用いて検体を分析する装置である。

本実施形態における検査カートリッジ２は、標識抗体や洗浄液など必要な試薬類が個別に収容槽２１にプリパッケージされた容器である。この検査カートリッジ２は、被検出物質を含む検体を所定の収容槽２１に予め分注した状態で分析装置１のステージ４（図２参照）に架設される。検体としては、例えば、血液や血清、血漿、尿、鼻孔液、唾液、***等が挙げられる。また、被検出物質としては、核酸（ＤＮＡやＲＮＡなど）、タンパク質（ポリペプチドやオリゴペプチドなど）、アミノ酸、糖質、脂質及びこれらの修飾分子等を挙げることができる。

図１に模式的に示す検査カートリッジ２及び反応容器３は、共通のステージ４に架設される。本実施形態では、反応容器３を検査カートリッジ２に搭載し、その状態で検査カートリッジ２をステージ４にセットしている。ステージ４は、図１及び図２に示すように、例えばスライドベース４１上に固定されている。ステージ駆動部（図示省略）によってスライドベース４１をリニアガイド部４２に沿って水平移動させると、ステージ４は検査カートリッジ２を保持した状態で水平移動する。

反応容器３は、液体を収容可能な収容部３１を有し、収容部３１の上方開口部から挿入したピペットチップ５１の先端５１１を通じて収容部３１に液体が注入されたり、除去されたりするものである。

反応容器３の収容部３１には、分析対象の物質を含む検体、および分析対象の物質と抗原抗体反応を起こす物質を含む試薬類（反応試薬）が分注される。そして、分注処理後、反応容器３内で生じた反応の結果として生じる凝集や発色、蛍光などの有無や程度に関する情報を、適宜の手段で取得し、取得したデータを用いて検体の成分の分析を行うことが可能である。

分析装置１は、図１に示すように、反応容器３の収容部３１に液の吸排を行う送液部５と、送液部５の作動を制御する制御部６とを少なくとも備えている。送液部５は、先端にピペットチップ５１が装着されるピペットノズル５２と、ピペットノズル５２に接続されたポンプ５３と、ピペットノズル５２を昇降移動させるノズル駆動部５４とを有する。なお、図１ではステージ４、送液部５及び制御部６以外に分析装置１が備える各部は省略している。

ポンプ５３は、シリンジ５３１と、シリンジ５３１内を往復動作可能なプランジャ５３２とを備え、駆動モータ（例えばステッピングモータ）を含む図示しないポンプ５３駆動部によってプランジャ５３２を往復運動させるものである。このようなプランジャポンプ５３を例えば配管５５を介してピペットノズル５２に接続した状態で、プランジャ５３２を往復運動させることによって、外部の液体をピペットチップ５１内に吸入させたり、ピペットチップ５１内の液体を外部に排出する処理を定量的に行うことができる。また、ピペットチップ５１の先端５１１を、反応容器３の収容部３１の底面に近接させた状態で、シリンジ５３１に対するプランジャ５３２の往復動作を繰り返すことで、収容部３１内の液体を攪拌し、液体の濃度の均一化や反応の促進等を図ることができる。ポンプ５３の駆動をステッピングモータで行うことにより、ピペットチップ５１の送液量や送液速度を管理することが可能であり、反応容器３の収容部３１内の残液量を管理することも可能になる。

ノズル駆動部５４は、例えば、ソレノイドアクチュエータやステッピングモータによってピペットノズル５２を軸方向（本実施形態では鉛直方向）に自在に移動させるものである。

このようなピペットノズル５２、ポンプ５３及びノズル駆動部５４を備えた送液部５によって、反応容器３の収容部３１内に検体を排出して注入したり、収容部３１内から液体を吸引して除去することができる。本実施形態では、図２に示すように、送液部５を構成する各部をユニット化し、サンプラユニット５Ｕとして取り扱えるように構成している。なお、図２ではポンプ５３等を省略している。

そして、本実施形態に係る温調システムＸは、図１及び図２に示すように、ピペットチップ５１を加温するピペットチップ温調部７と、反応容器３を加温する反応容器温調部８とを備えている。

反応容器温調部８は、ステージ４を加温するステージ温調用ヒータ８１を用いて構成している。ステージ温調用ヒータ８１によってステージ４を加温することにより、ステージ４上に配置されている反応容器３を加温することができる。本実施形態では、ステージ温調用ヒータ８１によって加温されるステージ４の温度を適宜のセンサで検知可能に構成している。

ピペットチップ温調部７は、所定の加温位置に位置付けられたピペットノズル５２のうち少なくともピペットチップ５１の先端部分を熱源７２から放出される温風によって集中的（集約的）に加温するものである。本実施形態にかかるピペットチップ温調部７は、図１〜図３に示すように、少なくともピペットチップ５１の先端部分を収容可能な筐体７１と、筐体７１の内部に配置した熱源７２と、熱源７２から放出される温風を所定方向に送るファン７３とを備え、筐体７１の内部空間を熱源７２から放出される温風によって加温するものである。筐体７１は、箱状をなし、内部空間を外部から仕切る外壁のうち上壁７１１及び下壁７１２に、ピペットチップ５１の昇降移動を許容する開口部を形成している。本実施形態のピペットチップ温調部７では、開口部として、ピペットチップ５１が挿通可能な挿通孔（上側挿通孔７１３、下側挿通孔７１４）を適用している。本実施形態では、筐体７１を、上方が大きく開口した有底の筐体本体７１５と、筐体本体７１５の上方開口部を閉鎖する位置に配置した天板７１６とを用いて構成している。筐体７１の上側挿通孔７１３は、天板７１６に形成した丸孔であり、筐体７１の下側挿通孔７１４は、筐体本体７１５の底部に形成した丸孔である。これら上側挿通孔７１３及び下側挿通孔７１４は鉛直方向（ピペットノズル５２の昇降移動方向）に対向する位置関係にある。

そして、ピペットチップ温調部７は、上側挿通孔７１３及び下側挿通孔７１４を通じて筐体７１の内部空間に挿入されたピペットチップ５１に対して、熱源７２から放出される温風を当てることで、ピペットチップ５１を加温することができる。なお、筐体７１の内部には、筐体７１内の温度を検知可能なセンサ７１７（例えばサーミスタ）や放熱フィン７１８を配置している（図３参照）。温度ヒューズを搭載した放熱フィン７１８は、安全装置として機能する。また、ファン７３は、筐体７１の内部空間に配置することもできるが、本実施形態では、ファン７３を筐体７１の外部であって、且つ筐体７１の外壁（図示例では側壁）に形成したファン用開口部７１９に臨む位置に固定し、熱源７２から放出される温風をファン７３によって所定方向に送ることができるように設定している。筐体７１の内部に配置する部品を最小限に留めることで、筐体７１の内部空間の狭小化を図り、温風によって筐体７１の内部空間を予め設定されている所定の目標温度に昇温・保温する処理を効率良く行うことができる。

ピペットチップ温調部７は、筐体７１にブラケット７４を固定した状態でユニット化されている。そして、ブラケット７４をサンプラユニット５Ｕに取り付けることで、ピペットチップ温調部７をサンプラユニット５Ｕに固定することができる（図２参照）。

本実施形態では、反応容器３の近傍にピペットチップ温調部７を配置している。具体的には、図４に示すように、ピペットチップ温調部７の下端（筐体７１の底）から反応容器３の上面までの離間距離（同図において「Ｌ」で示す距離）を、例えば５ｍｍ程度に設定している。

このようなレイアウトを採用したことによって、図４に示すように、反応容器３が、筐体７１の挿通孔（特に下側挿通孔７１４）を通じて筐体７１の内部から外部に放出される温風に晒されることになる。同図では、ピペットチップ温調部７の熱源７２から発生する温風の流れを相対的に太い矢印で模式的に示している。

制御部６は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置及び出力装置等を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成され、送液部５、ピペットチップ温調部７、反応容器温調部８を含む分析装置１の各部の作動を所定のプログラムに従って制御するものである。制御部６は、ピペットチップ温調部７を構成する筐体７１内の温度をセンサ７１７から取得するピペットチップ温度取得部６１と、反応容器２の温度を図示しないセンサから取得する反応容器温度取得部６２とを備えている。本実施形態では、ステージ４の温度を取得することで反応容器２の温度を間接的に取得するように構成している。

本実施形態に係る分析装置１の温調システムＸは、分析装置１による被検出物質の検出処理の実行中、制御部６による反応容器温調部８及びピペットチップ温調部７の温調制御を実行する。制御部６は、適宜のタイミングでピペットチップ温度取得部６１、反応容器温度取得部６２による温度取得処理を行い、取得した温度に基づいて、ピペットチップ温調部７によるピペットチップ温調温度と、反応容器温調部８による反応容器温調目標温度（ステージ温調目標温度）を、予め設定されているピペットチップ温調目標温度、反応容器温調目標温度（ステージ温調目標温度）に近付けるように温調制御する。ピペットチップ温調温度と反応容器温調目標温度（ステージ温調目標温度）は、同じであってもよいが、異ならせてもよい。例えば、反応容器温調目標温度（ステージ温調目標温度）を、試薬の反応温度に応じて設定したり、ピペットチップ温調目標温度を、所定温度の液体をピペットチップが吸排する時、温度が下がらない効果を期待でき、且つ、試薬への悪影響やピペットチップ自身の熱変形を回避可能な温度に設定することができる。

本実施形態の温調システムＸは、図２及び図４に示すように、ピペットノズル５２を所定の加温位置に位置付けた状態で、少なくともピペットチップ５１の先端部分が筐体７１の内部に収容されるように構成されている。具体的には、ピペットノズル５２を加温位置に位置付けた状態では、ピペットチップ５１の先端５１１が筐体７１の下側挿通孔７１４内に位置付けられ、ピペットチップ５１のうち先端から所定寸法分までの領域（先端部分）が筐体７１の内部に配置されるように設定している。本実施形態では、ピペットノズル５２の原点位置を「加温位置」に設定している。したがって、ピペットノズル５２を原点位置で待機させることによって、筐体７１の内部でピペットチップ５１の先端部分を加温することができる。

また、本実施形態では、ピペットノズル５２を加温位置に位置付けた状態で、ピペットチップ５１の先端５１１と下側挿通孔７１４の間には所定の隙間が形成され、ピペットチップ５１と上側挿通孔７１３の間にも所定の隙間が形成され、ピペットチップ５１が筐体７１に接触しないように設定している。このようなピペットチップ５１と挿通孔（上側挿通孔７１３、下側挿通孔７１４）との隙間から、筐体７１内の温風が筐体７１の外部に噴き出し、筐体７１の周辺温度を、筐体７１の内部温度と同程度に保つことができる（図４参照）。

そして、ピペットチップ５１内に検査カートリッジ２の液体を吸入する際には、制御部６によってノズル駆動部５４を駆動させてピペットノズル５２を加温位置から降下させる。この時点までに、制御部６によってステージ駆動部（図示省略）を駆動させて、吸入対象の液体が収容されている収容槽２１がピペットノズル５２の直下となる位置にステージ４を移動させておく。ピペットノズル５２を加温位置から所定距離降下させて停止させた状態で、制御部６によってポンプ５３を駆動させてピペットノズル５２の先端、つまりピペットチップ５１の先端５１１から吸入対象の液体を吸引する。ここで、ステージ４は、反応容器温調部８であるステージ温調用ヒータ８１で加温されるため、ステージ４上において検査カートリッジ２内に収容されている吸入対象の液体も加温される。

ピペットチップ５１内に吸入された液体は、ピペットチップ５１の先端部分で保持される。この状態で、制御部６によってノズル駆動部５４を駆動させてピペットノズル５２を加温位置に戻す。ピペットノズル５２を加温位置から降下させた時点から加温位置に戻すまでの間、ピペットチップ５１の先端部分は、ピペットチップ温調部７の筐体７１から抜け出した状態であるため、筐体７１の外部周辺温度に影響されて温度低下する。

しかしながら、本実施形態に係る温調システムＸは、ピペットチップ５１と挿通孔（上側挿通孔７１３、下側挿通孔７１４）との隙間から筐体７１の外部に噴き出す筐体７１内の温風によって、筐体７１の周辺温度を筐体７１の内部温度と同程度に保つことで、ピペットノズル５２を加温位置から降下させた時点から加温位置に戻すまでの間にピペットチップ５１の先端部分が温度低下する程度を低減することができる。

そして、ピペットノズル５２を加温位置に戻すと、ピペットチップ５１の先端部分が筐体７１内に配置され、ピペットチップ温調部７によって加温され、ピペットチップ５１内の液体も加温される。特に、ピペットノズル５２を加温位置に戻した状態で、ピペットチップ５１内に保持された液体の表面（液面）がピペットチップ温調部７の筐体７１の上壁７１１（上側挿通孔７１３）よりも低位であれば、ピペットチップ５１内の液体の全量が筐体７１内の加温空間に存在することになり、液体を効率良く加温することができる。

本実施形態では、ピペットノズル５２を加温位置に戻すと同時に、またはピペットノズル５２を加温位置に戻した後に、制御部６によってステージ駆動部を駆動させて、ピペットチップ５１内に保持している液体の吐出先、具体的には検査カートリッジ２の槽２１または反応容器３の収容部３１がピペットノズル５２の直下となる位置にステージ４を移動させる。そして、図５に示すように、ピペットノズル５２を加温位置から所定距離降下させて停止させた状態で、制御部６によってポンプ５３を駆動させてピペットノズル５２の先端、つまりピペットチップ５１の先端５１１からピペットチップ５１内の液体を吐出先に向かって吐出する。吐出時の液体の温度（吐出液温度）は、ピペットチップ温調部７の設定目標温度に近い温度である。これは、液体吐出処理の直前までピペットチップ温調部７の筐体７１内でピペットチップ５１及び液体が加温されていたことや、ピペットチップ５１の先端部分が筐体７１から抜け出した状態でもピペットチップ５１の余熱でピペットチップ５１内の液体が加温されていること、さらには、ピペットチップ５１と挿通孔（上側挿通孔７１３、下側挿通孔７１４）との隙間から筐体７１の外部に噴き出す温風によって筐体７１の周辺温度が筐体７１内部と近い温度に保たれていること、これらの条件を全てまたは１つでも満たすことで、吐出液温度を目標とする反応に適した温度（反応目標温度）付近にコントロールしていることを意味する。

本実施形態に係る温調システムＸは、反応容器温調部８であるステージ温調用ヒータ８１でステージ４を加温しているため、ステージ４上において検査カートリッジ２の各槽２１及び反応容器３の収容部３１も加温されている。

したがって、ピペットチップ温調部７によって温調されたピペットチップ５１内の液体を、反応容器温調部８（ステージ温調用ヒータ８１）によって温調された反応容器３の収容部３１に向かって吐出した場合には、分析装置１の使用環境温度が１０℃〜３０℃であっても、反応容器３の収容部３１における反応を、使用環境温度の影響を受けずに行うことができ、安定した反応結果を得ることができる。

このように、本実施形態に係る温調システムＸによれば、ピペットノズル５２を加温位置に位置付けた状態で、少なくともピペットチップ５１の先端部分を熱源７２から放出される温風で集中的（集約的）に加温して、少なくともピペットチップの先端部分を目標とする温度付近まで加温することができる。具体的には、ピペットノズル５２を加温位置に位置付けた状態で、少なくともピペットチップ５１の先端部分がピペットチップ温調部７の筐体７１内部に収容されることにより、筐体７１内の温風でピペットチップ５１を目標とする温度付近まで加温することができる。そして、本実施形態に係る温調システムＸでは、ピペットノズル５２を加温位置から直下に降下させた場合に、少なくともピペットチップ５１の先端部分が挿通孔（下側挿通孔７１４）を通じて筐体７１の外部に位置付けられるように構成しているため、ピペットノズル５２を加温位置から降下させた状態で、ピペットチップ５１の先端５１１から試薬類などの液体を吸引すると、加温されたピペットチップ５１内に吸引された試薬類などの液体も加温されることになる。また、ピペットチップ５１内に液体を吸入して保持した状態で、ピペットノズル５２を加温位置に位置付けることで、ピペットチップ５１を再び加温することができ、ピペットチップ５１内の液体も加温される。

このような本実施形態に係る温調システムＸによれば、ピペットノズル５２を加温位置から降下させることで、ピペットチップ５１の先端が反応容器３に到達可能に構成し、挿通孔（下側挿通孔７１４）を通じて筐体７１の外部に位置付けられるピペットチップ５１の先端５１１から、ピペットチップ５１内で加温された試薬類などの液体を、反応容器温調部８によって加温された反応容器３に吐出することで、反応容器３における反応効率の安定化を図ることができる。すなわち、本実施形態発明に係る温調システムＸは、ピペットチップ５１によって吸排される試薬類や検体等の液体と反応容器３の両方を、目標とする反応温度に近い温度に保つことが可能であり、目標の反応温度で試薬類と検体を反応させることができ、分析装置１による検出結果の精度を向上させるとともに反応効率を安定化させることができる。

したがって、本実施形態に係る分析装置１の温調システムＸによれば、反応容器３が搭載された１個の検査カートリッジ２に対して１本のピペットチップ５１を使い回して検査を行う場合に、ピペットチップ５１の先端５１１を通じた液体吸排処理、撹拌処理を行う回数が多くなっても、液体吸排処理、撹拌処理が終わる毎にピペットノズル５２を加温位置に戻すことで、ピペットチップ５１及びピペットチップ５１内の液体を加温することができ、ピペットチップ５１内の液体が使用環境温度の影響を受けて低下した状態で吸排処理、撹拌処理に供される事態を回避することができる。

さらにまた、本実施形態に係る温調システムＸは、加温機能が付与された専用のピペットノズルを用いることなく、分析現場で多用されている既知のピペットノズル５２をそのまま使用することができ、汎用性及び実用性においても優れている。

加えて、本実施形態に係る温調システムＸは、加温位置を「ピペットノズル５２の原点位置」に設定しているため、ピペットノズル５２を原点位置に位置付けた状態で少なくともピペットチップ５１の先端部分がピペットチップ温調部７の筐体７１内部に収容される構成になり、ピペットチップ５１の先端部分が筐体７１内部に収容されるピペットノズル５２の位置を「原点位置」とは異なる専用の位置に設定した構成と比較して、ピペットチップ５１をピペットチップ温調部７によって加温するために必要なピペットノズル５２の作動制御の単純化を図ることが可能である。

特に、本実施形態に係る分析装置１の温調システムＸでは、反応容器３をピペットチップ温調部７の近傍に配置しているため、筐体７１の挿通孔７１３，７１４を通じて筐体７１の外部に噴き出す温風で反応容器３周辺の雰囲気温度を筐体７１内の温度と同程度に保つことができる。その結果、ピペットノズル５２を加温位置から降下させた状態においても、ピペットチップ５１は、温風で加温された雰囲気下に配置されることになり、使用環境温度の影響を受け難くなる。また、本実施形態では、ピペットチップ５１の昇降移動を許容する条件を満たすように筐体７１に形成される開口部として、ピペットチップ５１が挿通可能（挿抜可能）な挿通孔７１３，７１４を適用しているため、筐体７１内の加温効率が高く、加温に要するエネルギー消費量を低減することができる。

以上のように、本実施形態に係る温調システムＸを分析装置に適用することで、試薬と試料を反応させてから試料の分析を行う場合に、分析毎の反応温度を一定化することができ、分析精度を向上させることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、少なくともピペットチップの先端部分を収容可能な筐体の内部空間を熱源から放出される温風によって加温するピペットチップ温調部を備えた温調システムにおいて、筐体の内部空間、特にピペットチップの周囲における温度ムラを抑制すべく、熱源から放出される温風を、ピペットチップの周囲に満遍無く行き渡らせる温風調整手段を筐体内に設けることもできる。

特に、図６及び図７に示すように、熱源７２から放出される温風がピペットチップ５１よりも優先して当たる遮風板７５を筐体７１内部に設け、温風が遮風板７５を回り込んでピペットチップ５１に到達するように構成したピペットピペットチップ温調部７であれば、熱源７２から放出される温風がピペットチップ５１にダイレクトに当たるように構成されたピペットチップ温調部と比較して、温風の流れがピペットチップ５１に向かう直線上に集中することがなく、筐体７１の内部空間、特にピペットチップ５１の周囲における温度ムラの発生を効果的に抑制することができる。図６は本変形例のピペットピペットチップ温調部７を図３に対応して示す図であり、図７は図６のピペットチップ温調部７の平面図である。図６及び図７では、遮風板７２を相対的に太い線で示し且つ所定のパターンを付している。また、図７では、ピペットチップ５１を模式的に示すとともに、上壁７１１（天板７１６）を想像線（二点鎖線）で示している。

図６及び図７に示すピペットチップ温調部７では、熱源７２と開口部７１３，７１４の中心とを結ぶ仮想直線上に遮風板７５を配置し、開口部７１３，７１４の中心部に位置付けられるピペットチップ５１に到達する温風は、遮風板７５を回り込んで流れる温風となるように構成している。遮風板７５の好適な例としては、図６及び図７に示すように、開口部７１４の開口径と同一又はほぼ同一寸法の内径を有する平面視部分円弧状（半円弧状）のプレート材を挙げることができる。遮風板７５は、筐体７１内部の高さ寸法よりもわずかに小さい高さ寸法を有するものがよい。遮風板７５は、ピペットチップ５１の周囲において、ピペットチップ５１のうち熱源７２に臨む領域を熱源７２側から被覆する姿勢で配置されている。

このような遮風板７５を用いた温風調整手段により、熱源７２から直線的にピペットチップ５１に向かう温風が、ピペットチップ５１に当たるよりも先に遮風板７５に当たり、遮風板７５にガイドされて、遮風板７５を周り込む流れになり、ピペットチップ５１の周囲に温風を満遍無く行き渡らせることができ、筐体７１の内部空間、特にピペットチップの周囲における温度ムラを低減することが可能である。そして、このような構成を採用することで、熱源７２から放出された温風が直線的にピペットチップ５１に向かってダイレクトに当たる構成と比較して、放熱板７１８（放熱フィン）やセンサ（温度制御用サーミスタ７１７）の位置関係による温度個体差が生じ難く、ピペットチップ温調部７の温度制御の安定化を図ることが可能である。なお、センサ７１７は、熱源７１、遮風板７５、ピペットチップ５１の順で辿る温風の流れに対して、遮風板７５を周り込んでピペットチップ５１に向かう温風の温度を計測可能な位置、つまり、熱源７１と遮風板７５の間ではなく、遮風板７５とピペットチップ５１の間に配置することが好ましい（図７参照）。

遮風板は、熱源からピペットチップに向かう温風がピペットチップよりも先に当たるという条件、及び当たった温風をピペットチップの周囲に満遍無く流通させる（分散させる）という条件を満たすものであればよく、形状や数は特に限定されず、数適変更・選択することができる。

また、熱源から放出される温風の流れがピペットチップの周囲に満遍無く行き渡るように温風の流れを方向付けるファンを用いて温風調整手段を構成することもできる。また、温風調整手段の有無を問わず、ピペットチップに対して多方向から温風が当たるように、熱源を複数箇所に配置したピペットチップ温調部としてもよい。なお、加温に要するエネルギー消費量の低減化及び構造の簡素化という点では、単一の熱源を用いることが好ましい。

また、ピペットチップ温調部の熱源としては、赤外線ヒータ、タングステンランプ、面状ヒータ、あるいはニクロム線シーズヒータ等を適用することができる。

また、反応容器温調部は、少なくとも反応容器を温調可能なものであればよく、試薬類が収容された検査カートリッジに収容された試薬類を加温する機能がないものであってもよい。一例として、検査カートリッジの設置領域と反応容器の設置領域が明確に区別できる場合に、反応容器の設置領域のみを加温する反応容器温調部を挙げることができる。

ピペットチップ温調部として、筐体の高さ位置を調整可能に構成したものを適用してもよい。この場合、ピペットノズルを加温位置に位置付けた状態でのピペットチップの高さ位置や、反応容器あるいは検査カートリッジの高さ位置に応じて、筐体の高さ位置を調整することができる。

また、筐体の内部空間のサイズを、ピペットチップのサイズや温調効率を考慮して変更しても構わない。

上述の実施形態では、ピペットノズルを高さ方向にのみ移動（昇降移動）可能に構成する一方、ステージを水平方向に移動可能に構成した態様を例示したが、移動不能なステージに対して、ピペットノズルを加温位置から水平方向にも移動可能に構成することもできる。この場合、ピペットチップ温調部をピペットノズルと同期して加温位置から水平移動可能に設定すれば、ピペットノズルの水平移動時にピペットチップがピペットチップ温調部に接触する事態を回避することができる。このような変形例を採用した場合であっても、「ピペットノズルを加温位置に位置付けた状態では、少なくともピペットチップの先端部分が筐体内部に収容され、ピペットノズルを加温位置から降下させた場合に、少なくともピペットチップの先端部分が挿通孔を通じて筐体の外部に位置付けられる」という条件は満たされる。また、この変形例は、「ピペットノズルを加温位置に位置付けた状態、及びピペットノズルを加温位置から水平移動させた状態では、少なくともピペットチップの先端部分が筐体内部に収容され、ピペットノズルを加温位置から降下させた場合、及びピペットノズルを加温位置から水平移動させた位置から降下させた場合に、少なくともピペットチップの先端部分が挿通孔を通じて筐体の外部に位置付けられる」構成になる。

また、ピペットチップ温調部の変形例として、単一のパーツで構成した筐体を適用した態様や、複数本のピペットチップを同時または時間差で加温可能に構成した態様を挙げることができる。

本発明におけるピペットチップ温調部は、所定の加温位置に位置付けられたピペットノズルのうち少なくともピペットチップの先端部分を集中的（集約的）に加温するものであればよく、図８以降の各図に示すようなピペットチップ温調部を適用することが可能である。

例えば、筐体に形成され且つピペットチップの昇降移動を許容する開口部として、高さ方向のみならず、前方、後方または側方の少なくとも一方向に開口した形状のものを適用することができる。図８及び図９に示すピペットチップ温調部７は、高さ方向及び側方に開口した開口部７１３Ａを筐体７１に形成したものである。図８及び図９において、上述のピペットチップ温調部７に対応する部分やパーツには同じ符号を付している。

また、ピペットチップ温調部として、内部空間が高さ方向に開口した筒状の筐体を備えたものであってもよい。その一例を図１０に示す。同図に示すピペットチップ温調部７は、加温位置に位置付けたピペットノズルのうち少なくともピペットチップ５１の先端部分を筒状の筐体７１内に収容し、図示しない熱源から放出される温風によって少なくともピペットチップ５１の先端部分を集中的に加温することが可能である。図１０に示す構成であれば、ピペットチップ温調部７の近傍に配置した反応容器３は、筐体７１の高さ方向に開口した開口部７１３Ｂを通じて筐体７１の内部から外部に放出される温風に晒されることになる。

また、ピペットチップ温調部として、所定の加温位置に位置付けられたピペットノズルのうち少なくともピペットチップの先端部分の近傍に配置される筐体を備え、筐体内から筐体外に放出される温風によって、少なくともピペットチップの先端部分を集中的に加温するものを適用してもよい。

図１１に示すピペットチップ温調部７は、所定の加温位置に位置付けられたピペットノズルのうち少なくともピペットチップ５１の先端部分の近傍、具体的には、ピペットチップ５１の先端部分の側方に配置される筐体７１を備え、筐体７１内に設けた図示しない熱源から放出される温風によって、少なくともピペットチップ５１の先端部分をピンポイントで加温するものである。

また、図１２に示すピペットチップ温調部７は、所定の加温位置に位置付けられたピペットノズルのうち少なくともピペットチップ５１の先端部分の側方及び反応容器３（図示例ではステージ４）の側方に配置される筐体７１を備え、筐体７１内に設けた図示しない熱源から放出される温風によって、少なくともピペットチップ５１の先端部分及び反応容器３（図示例ではステージ４）を集中的に加温するものである。なお、図１２に示すピペットチップ温調部７は、図９に示すピペットチップ温調部７の筐体７１よりも高さ寸法が大きい筐体７１を備えたものである。

また、図１３に示すピペットチップ温調部７は、所定の加温位置に位置付けられたピペットノズルのうち少なくともピペットチップ５１の先端部分の斜め上方に配置される筐体７１を備え、筐体７１内に設けた図示しない熱源から放出される温風を、少なくともピペットチップ５１の先端部分の斜め上方から吹き付けて、ピペットチップ５１の先端部分を集中的に加温するものである。

また、図示しないものの、ピペットチップ温調部として、所定の加温位置に位置付けられたピペットノズルのうち少なくともピペットチップの先端部分の斜め下方に配置される筐体を備え、筐体内に設けた図示しない熱源から放出される温風を、少なくともピペットチップの先端部分を斜め下方から吹き付けて加温するものを適用してもよい。

上述した何れのピペット温調部も、筐体内に設けた熱源から放出される温風の流れを、筐体の外面に固定したファン（図中の符号７３）によってピペットチップの先端部分に向かうように設定した構成である。本発明では、ファンを筐体内に設けたピペットチップ温調部を採用することもできる。また、筐体内に設けた熱源から放出される温風が、ファンに依らずともピペットチップの先端部分に向かう流れになる場合には、ファンを省くことができる。

さらにまた、ピペットチップ温調部として、筐体を備えず、熱源から放出される温風が少なくともピペットチップの先端部分に当たるように構成されたものを適用してもよい。この場合、ファンによって温風を少なくともピペットチップの先端部分に吹き付けるようにしてもよいし、ファンに依ることなく、温風の雰囲気下に少なくともピペットチップの先端部分を晒すことで、少なくともピペットチップの先端部分を加温する構成であってもよい。

また、ピペットチップ温調部が、ピペットノズルの先端部分を、熱源から放出される温風によって複数方向（例えば、水平方向と斜め方向）から集中的に加温するものであっても構わない。上述のとおり、ピペットチップ温調部の熱源は１つであってもよいし、複数であってもよい。

本発明では、ピペットノズルの「所定の加温位置」をピペットノズルの原点位置以外の任意の位置に設定することも可能である。

本発明における反応容器は、液体流路を有するものであってもよいし、共通の基板上にウェルをマトリックス状に複数配置したマイクロプレートであってもよい。これらの場合、ピペットチップを通じた液体吸排処理や撹拌処理は、液体流路またはウェルで行われる。

本発明に係る温調システムを、分析装置以外の適宜の装置、例えば分注装置等に適用することも可能である。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…分析装置
３…反応容器
５１…ピペットチップ
５２…ピペットノズル
７…ピペットチップ温調部
７１…筐体
７１３，７１４…開口部（上側挿通孔，下側挿通孔）
７１３Ａ、７１３Ｂ…開口部
７２…熱源
８…反応容器温調部
Ｘ…温調システム

Claims (4)

1. ピペットノズル及び反応容器を用いて試料を分析する装置に適用される温調システムであって、
   前記ピペットノズルに装着されて液体を吸引または排出するピペットチップを加温するピペットチップ温調部と、
   前記反応容器を加温する反応容器温調部とを備え、
   前記ピペットチップ温調部は、所定の加温位置に位置付けられた前記ピペットノズルのうち少なくとも前記ピペットチップの先端部分を熱源から放出される温風によって集中的に加温するものであり、
   前記ピペットノズルを前記加温位置から降下させることで、前記ピペットチップの先端が前記反応容器に到達可能に構成していることを特徴とする温調システム。
2. 前記ピペットチップ温調部は、少なくとも前記ピペットチップの先端部分を収容可能な筐体の内部空間を前記熱源から放出される温風によって加温し、且つ前記筐体の一部に前記ピペットチップの昇降移動を許容する開口部を有するものであり、
   前記ピペットノズルを所定の加温位置に位置付けた状態で、少なくとも前記ピペットチップの先端部分が前記筐体内部に収容され、前記ピペットノズルを前記加温位置から降下させた場合に、少なくとも前記ピペットチップの先端が前記開口部を通じて前記筐体の外部に位置付けられるように構成している請求項１に記載の温調システム。
3. 前記開口部は、前記ピペットチップが挿通可能な挿通孔である請求項２に記載の温調システム。
4. 前記ピペットチップ温調部の近傍に配置した前記反応容器が、前記温風に晒されるように構成している請求項１乃至３の何れかに記載の温調システム。

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