JP2557178B2 - Droplet detection method and dispensing device thereof - Google Patents
Droplet detection method and dispensing device thereofInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液滴の検出方法及びそ
の分注装置、特に自動分注装置において、分注時に発生
するノズル先端からの液滴の有無を検出する液滴の検出
方法及びその分注装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid drop detecting method and its dispensing device, and more particularly, to an automatic dispensing device for detecting the presence or absence of liquid droplets from a nozzle tip generated during dispensing. And its dispensing device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】試料の分注を行う分注装置が知られてお
り、例えば人体から採取した血液検体を複数の容器に分
配する装置として用いられている。2. Description of the Related Art A dispensing device for dispensing a sample is known, and is used, for example, as a device for distributing a blood sample collected from a human body into a plurality of containers.
【０００３】このような血液試料の吸引には、例えばデ
ィスポーザブル化されたチップを有するノズルチップに
よって行われる。図１０には、ノズル部３２の要部断面
図が示されており、ノズル部３２は、ノズルベース３５
とノズルチップを成すディスポーザブルチップ（以下、
チップという）３６とで構成されている。なお、このチ
ップ３６の上部開口には、ノズルベース３５の先端部が
加圧挿入され、このようにチップ３６の上部開口にノズ
ルベース３５の先端部が嵌合することによって、チップ
３６がノズルベース３５に確実に固定される。チップ３
６の下方先端には、小孔３６ａが形成され、この小孔３
６ａから血清等が吸引され、あるいは吐出されることに
なる。なお、チップ３６は透明又は半透明の素材によっ
て構成され、主に半透明の硬質プラスチック等で構成さ
れる。また、ノズルベース３５は金属等で構成される。The suction of such a blood sample is performed, for example, by a nozzle tip having a disposable tip. FIG. 10 shows a cross-sectional view of the main part of the nozzle part 32, and the nozzle part 32 includes a nozzle base 35.
Disposable tip (hereinafter,
36). The tip portion of the nozzle base 35 is press-inserted into the upper opening of the tip 36, and the tip portion of the nozzle base 35 is fitted into the upper opening of the tip 36 in this manner, so that the tip 36 is It is securely fixed to 35. Chip 3
A small hole 36a is formed at the lower tip of the small hole 6,
Serum or the like is sucked or discharged from 6a. The chip 36 is made of a transparent or semitransparent material, and is mainly made of semitransparent hard plastic or the like. The nozzle base 35 is made of metal or the like.
【０００４】ノズル部３２は一般に上記の構造を有して
いるので、分注のたびにチップ３６を取り替える際に、
チップ３６とノズルベース３５との嵌合に不具合が生じ
ると、ノズル先端に液滴が生成する。一方、ノズル部３
２と吸引ポンプとを結ぶ配管系でも液漏れによって、ノ
ズル先端に液滴が生成する。Since the nozzle portion 32 generally has the above-mentioned structure, when the tip 36 is replaced at each dispensing,
When there is a problem in fitting the tip 36 and the nozzle base 35, droplets are generated at the tip of the nozzle. On the other hand, the nozzle unit 3
Even in the piping system that connects 2 and the suction pump, liquid droplets are generated at the nozzle tip due to liquid leakage.
【０００５】そこで、従来の分注装置では、チップ３６
に試料を吸引した状態で一定時間放置し、その間継続し
て使用者がノズル部３２の先端に液滴が発生していない
かどうかを監視していた。Therefore, in the conventional dispensing apparatus, the tip 36
The sample was aspirated and left for a certain period of time, during which the user continuously monitored whether or not liquid droplets were generated at the tip of the nozzle portion 32.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
分注装置において上記液滴の発生を分注動作中に監視す
ることは、使用者にとって大きな負担であり、非効率的
であった。However, it has been a heavy burden and inefficiency for the user to monitor the generation of the droplets during the dispensing operation in the conventional dispensing device.
【０００７】そこで、現行では分注装置の使用前後で使
用者が液滴の発生の有無を監視し、液滴の発生がない場
合には、分注動作中に液漏れが生ぜず、必要量を吐出し
たとみなしていた。Therefore, at present, before and after the use of the dispensing device, the user monitors the presence or absence of liquid droplets, and if the liquid droplets do not occur, liquid leakage does not occur during the dispensing operation and the required amount is maintained. Was considered to have been discharged.
【０００８】しかしながら、上記の方法では、分注動作
中にのみ発生した液漏れによる液滴を見逃してしまうと
いう問題があった。例えば、分注するたびに取り替える
ディスポーザブルチップが不良の場合、又は分注動作中
ポンプ内のシリンジとピストンとの機密性が保てなくな
った場合、液漏れによる液滴を見逃してしまう。However, in the above method, there is a problem that the liquid drop caused by the liquid leakage that occurs only during the dispensing operation is missed. For example, if the disposable tip to be replaced each time dispensing is defective, or if the confidentiality between the syringe and the piston in the pump cannot be maintained during the dispensing operation, the liquid drop due to liquid leakage is missed.
【０００９】これによって、上述したようにノズル先端
に付着した液滴により、分注精度を著しく劣化させてし
まう。As a result, as described above, the droplets attached to the tip of the nozzle significantly deteriorate the dispensing accuracy.
【００１０】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、分注時にノズル先端に生成す
る液滴の有無を検出する液滴の検出方法及びその分注装
置を提供することである。The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object thereof is to provide a droplet detecting method and a dispensing apparatus for detecting the presence or absence of droplets generated at the tip of a nozzle during dispensing. It is to be.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、透明性を有するノズルによ
る試料の吸引後に、少なくともノズル先端直下近傍の液
滴発生位置に所定の光ビームを透過させ、第１透過光量
を求める第１工程と、前記ノズルを移動させるノズル移
動工程と、前記ノズル移動工程後の試料吐出前におい
て、少なくともノズル先端直下近傍の液滴発生位置に前
記所定の光ビームを透過させ、第２透過光量を求める第
２工程と、前記第１透過光量及び前記第２透過光量の差
に基づいて、ノズル先端の液滴の有無を検出する液滴検
出工程と、を有することを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides a nozzle having transparency.
Liquid at least immediately below the tip of the nozzle after suctioning the sample.
A predetermined light beam is transmitted to the drop generation position, and the first transmitted light amount
The first step of obtaining the
Before the sample discharge after the moving step and the nozzle moving step.
Position at least just below the nozzle tip.
Note that a predetermined light beam is transmitted and the second transmitted light amount is obtained.
Difference between two steps, the first transmitted light amount and the second transmitted light amount
Drop detection to detect the presence or absence of drops at the nozzle tip based on
And a discharge step .
【００１２】また、請求項２記載の発明は、透明性を有
するノズルによる試料の吸引後に、少なくともノズル内
の試料液面の直下近傍の液滴検出位置に所定の光ビーム
を透過させ、第１透過光量を求める第１工程と、前記ノ
ズルを移動させるノズル移動工程と、前記ノズル移動工
程後の試料吐出前において、少なくとも前記液滴検出位
置に前記所定の光ビームを透過させ、第２透過光量を求
める第２工程と、前記第１透過光量及び前記第２透過光
量の差に基づいて、ノズル先端の液滴の有無を検出する
液滴検出工程と、を有することを特徴とする。The invention according to claim 2 has transparency.
After sucking the sample with the nozzle,
Predetermined light beam at the droplet detection position near the sample liquid surface
The first step of obtaining the first transmitted light amount by transmitting
Nozzle moving process for moving the nozzle and the nozzle moving process
At least the droplet detection position before the sample is ejected later.
The predetermined light beam, and obtain the second transmitted light amount.
Second step of adjusting, the first transmitted light amount and the second transmitted light
Detects the presence or absence of droplets at the nozzle tip based on the difference in volume
And a droplet detecting step .
【００１３】請求項３記載の発明は、液滴の検出方法で
あって、発光体から発生した近赤外光をビーム状とし
て、受光体において近赤外光の透過光量レベルを監視し
ながら、ノズルの先端がこのビーム状の近赤外光に接す
るように試料入りノズルを吐出用容器に移動させ、ノズ
ル先端に発生した液滴と近赤外光とが交差したことによ
り、液滴発生を検出することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a droplet detecting method, wherein near-infrared light generated from a light-emitting body is formed into a beam shape, and the light-receiving level of the near-infrared light is monitored, The sample-containing nozzle was moved to the ejection container so that the tip of the nozzle was in contact with this beam-shaped near-infrared light. It is characterized by detecting.
【００１４】請求項４記載の発明は、液滴の検出分注装
置であって、発光体から発生した近赤外光をビーム状と
する光学系と、試料を吸引又は吐出するノズルと、前記
ノズルの先端を前記ビーム状の近赤外光と接するように
移動させるノズル移動手段と、前記ノズルを通過した前
記近赤外光を検出する光検出手段と、前記光検出手段の
出力側に設けられ、ノズルの先端がこのビーム状の近赤
外光に接するように試料入りノズルを吐出用容器に移動
させる際に常時近赤外光の透過光量レベルを監視し、透
過光量レベルが急激に変化したことにより、液滴が発生
したことを検出する液滴検出回路と、を有することを特
徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a liquid drop detecting and dispensing device, which comprises an optical system for beaming near-infrared light generated from a light emitter, a nozzle for sucking or ejecting a sample, and Nozzle moving means for moving the tip of the nozzle so as to come into contact with the beam-like near infrared light, light detecting means for detecting the near infrared light that has passed through the nozzle, and an output side of the light detecting means. The transmitted light amount level of the near infrared light is constantly monitored when the nozzle containing the sample is moved to the ejection container so that the tip of the nozzle is in contact with this beam-shaped near infrared light, and the transmitted light amount level changes rapidly. By doing so, a droplet detection circuit that detects that a droplet has been generated is provided.
【００１５】[0015]
【作用】上記請求項１記載の構成によれば、ノズル移動
の前後において、同一のノズル直下近傍の液滴発生位置
に光ビームが照射され、ノズル移動の前後における第１
透過光量と第２透過光量の差に基づいて、液滴の発生が
検出される。すなわち、ノズル移動中にノズル先端に液
滴が現れれば第１透過光量と第２透過光量に差が生じる
ので、その場合に液滴発生を判定する。 According to the structure of the first aspect, the nozzle movement
Before and after, the droplet generation position near the same nozzle
To the first beam before and after the nozzle is moved.
Based on the difference between the amount of transmitted light and the amount of second transmitted light, the generation of droplets
To be detected. That is, while the nozzle is moving,
If a drop appears, there will be a difference between the first transmitted light amount and the second transmitted light amount.
Therefore, in that case, the generation of droplets is determined.
【００１６】上記請求項２記載の構成によれば、ノズル
移動前において、ノズル内の試料液面の直下近傍の液滴
検出位置に光ビームが照射されて第１透過光量が求めら
れ、ノズル移動後において、ノズル移動前と同一の液滴
検出位置に光ビームが照射されて第２透過光量が求めら
れ、第１透過光量と第２透過光量との差に基づいて液滴
の有無が判断される。すなわち、液滴が発生すると、液
面が下降するのでその下降により液面が横切る液滴検出
位置に光ビームを透過させて液滴の有無を検出するもの
である。上記の構成では、ノズル先端直下近傍に発生す
る液滴に対して直接的に光ビームを透過させるものであ
るが、この構成では、液滴の発生に起因する液面の変動
を利用して間接的に液滴の有無を判定するものである。 According to the structure of claim 2, the nozzle
Before moving, droplets in the vicinity of directly below the sample surface in the nozzle
When the light beam is irradiated to the detection position and the first transmitted light amount is obtained
After moving the nozzle, the same droplet as before moving the nozzle
The light beam is emitted to the detection position and the second transmitted light amount is obtained.
Droplets based on the difference between the first transmitted light amount and the second transmitted light amount.
The presence or absence of is determined. That is, when a droplet is generated, the liquid
Since the surface is descending, the liquid surface is crossed by the descending liquid drop detection
Detecting the presence or absence of droplets by transmitting a light beam to a position
It is. With the above configuration, it occurs near the tip of the nozzle.
To directly transmit a light beam to a droplet
However, with this configuration, fluctuations in the liquid surface due to the generation of droplets
Is used to indirectly determine the presence or absence of droplets.
【００１７】請求項３記載の構成によれば、ノズルの先
端がこのビーム状の近赤外光に接するように試料入りノ
ズルを吐出用容器に移動させるので、ノズル先端に発生
した液滴と近赤外光とが交差したことにより、液滴を検
出することができる。According to the third aspect of the invention, since the nozzle containing the sample is moved to the ejection container so that the tip of the nozzle is in contact with the beam-like near infrared light, it is close to the droplet generated at the tip of the nozzle. Since the infrared light intersects, the droplet can be detected.
【００１８】また、請求項４記載の構成によれば、ノズ
ルの先端をビーム状の近赤外光と接するように移動させ
るノズル移動手段と、ノズルを通過した前記近赤外光を
検出する光検出手段とを有するので、液滴検出回路は、
常時近赤外光の透過光量レベルを監視し、ノズル先端に
発生した液滴と近赤外光とが交差したことによる透過光
量レベルの急激な変化により、液滴が発生したことを検
出することができる。According to a fourth aspect of the present invention, the nozzle moving means for moving the tip of the nozzle so as to contact the beam-shaped near infrared light, and the light for detecting the near infrared light that has passed through the nozzle. Since it has a detection means, the droplet detection circuit,
Always monitor the transmitted light amount level of near-infrared light, and detect that a droplet has been generated by the rapid change in transmitted light amount level due to the intersection of the droplet generated at the nozzle tip and the near-infrared light. You can
【００１９】[0019]
【実施例】以下に、本発明の好適な実施例を図面に基づ
いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２０】図１には、本発明に係る液滴の検出方法を
適用した自動分注装置３０の外観が示されており、図１
はその斜視図である。なお、この自動分注装置３０は、
本実施例において、採取された全血を遠心分離して血清
成分と血球成分とに分け、そのうちの血清成分のみを分
注するものである。FIG. 1 shows the external appearance of an automatic dispensing device 30 to which the droplet detecting method according to the present invention is applied.
Is a perspective view thereof. In addition, this automatic dispensing device 30
In this example, the collected whole blood is centrifuged to separate it into a serum component and a blood cell component, and only the serum component is dispensed.
【００２１】図中ほぼ中央に図示される血液試料の吸引
を行うノズル部３２は、ＸＹＺロボット３４によって保
持されており、ノズル部３２は、三次元的に自在に移動
可能とされている。A nozzle portion 32 for sucking a blood sample, which is shown in the center of the drawing, is held by an XYZ robot 34, and the nozzle portion 32 can be freely moved three-dimensionally.
【００２２】図１において、前記ＸＹＺロボット３４
は、Ｘ駆動部３４ｘと、Ｙ駆動部３４ｙと、Ｚ駆動部３
４ｚとで構成され、Ｚ駆動部３４ｚにはノズル部３２を
備えたエレベータ部３８が昇降自在に連結されている。
このエレベータ部３８はジャミングセンサ等の機能をな
すリミットスイッチ４０を有し、このリミットスイッチ
４０は、ノズル部３２に加えられる上方への一定以上の
外的作用力を検出する。In FIG. 1, the XYZ robot 34 is used.
X drive unit 34x, Y drive unit 34y, and Z drive unit 3
4z, and an elevator section 38 having a nozzle section 32 is connected to the Z drive section 34z so as to be vertically movable.
The elevator section 38 has a limit switch 40 that functions as a jamming sensor or the like, and this limit switch 40 detects an upward external action force applied to the nozzle section 32.
【００２３】ノズル部３２には、エアホース４４の一端
が接続され、エアホース４４の他端は吸引・吐出ポンプ
の作用を成すシリンダ４６に接続されている。One end of an air hose 44 is connected to the nozzle portion 32, and the other end of the air hose 44 is connected to a cylinder 46 which functions as a suction / discharge pump.
【００２４】シリンダ４６とノズル部３２との間には、
エアホース４４内の内圧を測定するための圧力センサ５
４が接続されている。なお、リミットスイッチ４０から
の信号は信号ケーブル５６を介して装置本体に送られて
いる。Between the cylinder 46 and the nozzle portion 32,
Pressure sensor 5 for measuring the internal pressure in the air hose 44
4 are connected. The signal from the limit switch 40 is sent to the apparatus main body via the signal cable 56.
【００２５】分注台５８に載置された試験管ラック６０
には、遠心分離処理が行われた後の血液試料を入れた複
数の検体入り試験管６２が起立保持されている。すなわ
ち、この検体入り試験管６２には、血清成分と血球成分
とが上下に分離されている血液試料が入れられている。
また、分注台５８上には、血液試料の一成分が移し変え
られる吐出用試験管６６が分注台５８に載置された試験
管ラック６０に起立保持されている。Test tube rack 60 mounted on the dispensing table 58
A plurality of sample-containing test tubes 62 containing a blood sample after being subjected to a centrifugal separation process are erected and held in the tube. That is, the sample-containing test tube 62 contains a blood sample in which a serum component and a blood cell component are vertically separated.
Further, on the dispensing table 58, a discharge test tube 66 to which one component of the blood sample is transferred is erected and held by a test tube rack 60 mounted on the dispensing table 58.
【００２６】本実施例の自動分注装置３０は、ノズルチ
ップがディスポーザブル、すなわち使い捨て型であるた
め、順次新しいチップに交換され、使用済みチップを廃
棄するために、チップ廃棄トレイ７４が設けられてい
る。In the automatic dispensing apparatus 30 of the present embodiment, since the nozzle tip is disposable, that is, a disposable type, it is sequentially replaced with a new tip, and a tip discard tray 74 is provided to discard the used tip. There is.
【００２７】以上の構造において、Ｚ駆動部３４ｚによ
りノズル部３２を吐出用試験管６６に移動させる際に、
液漏れが発生するとすれば、エアホース４４の損傷、シ
リンダ４６の気密性劣化、ノズル部３２の気密性劣化等
が挙げられる。In the above structure, when the nozzle portion 32 is moved to the ejection test tube 66 by the Z drive portion 34z,
If the liquid leakage occurs, the air hose 44 may be damaged, the airtightness of the cylinder 46 may be deteriorated, the airtightness of the nozzle portion 32 may be deteriorated, and the like.
【００２８】一方、ノズル部３２のチップ３６の両側面
には、発光部７０と受光部７２が設けられている。発光
部７０は、図２に示すように、近赤外光発光ダイオード
１４と、この近赤外光発光ダイオード１４から射出され
た近赤外光（例えば、波長８９０ｎｍ）を平行光ビーム
に変換するレンズ１６と、チップ３６の軸方向であって
ある大きさに平行光ビームを絞る円柱レンズ１８を有す
る。また、図３に示すように、チップ３６の軸に垂直な
方向の光ビーム幅（例えば、６ｍｍ）を有し、チップ３
６の位置公差で決まる幅より大きくなっている。また、
光ビームの厚みは、例えば円柱レンズ１８付近で０．７
ｍｍ、チップ３６が下降するときに交差するところで
０．５ｍｍである。On the other hand, a light emitting portion 70 and a light receiving portion 72 are provided on both side surfaces of the tip 36 of the nozzle portion 32. As shown in FIG. 2, the light emitting unit 70 converts the near-infrared light emitting diode 14 and the near-infrared light (eg, wavelength 890 nm) emitted from the near-infrared light emitting diode 14 into a parallel light beam. It has a lens 16 and a cylindrical lens 18 that focuses a parallel light beam to a certain size in the axial direction of the chip 36. Moreover, as shown in FIG. 3, the chip 36 has a light beam width (for example, 6 mm) in a direction perpendicular to the axis of the chip 36.
It is larger than the width determined by the position tolerances of 6. Also,
The thickness of the light beam is, for example, 0.7 near the cylindrical lens 18.
mm, 0.5 mm where the tip 36 intersects when descending.
【００２９】また、受光部７２は、チップ３６の通過光
及びチップ３６と交差しない光を通し、かつ他の照明光
等の可視領域の光を通さない光学フィルタ２２と、この
光学フィルタ２２を通過した光を検出する光検出器２４
とから成る。なお、発光部７０及び受光部７２は、チッ
プ３６と同時に共に動いてもよいし、固定されていても
よい。Further, the light receiving section 72 passes through the optical filter 22 and the optical filter 22 which transmits the light passing through the chip 36 and the light not intersecting with the chip 36 and the light in the visible region such as other illumination light. Photodetector 24 for detecting emitted light
It consists of and. The light emitting unit 70 and the light receiving unit 72 may move together with the chip 36 or may be fixed.
【００３０】次に、液滴の検出方法及びその分注装置に
ついての第１実施例を以下に説明する。Next, a first embodiment of the droplet detecting method and the dispensing apparatus thereof will be described below.
【００３１】図２には、分注装置の光検出による液滴の
検出方法を実施する第１実施例の装置の概略的な構成が
ブロック図で示されている。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the device of the first embodiment for carrying out the method of detecting a droplet by the photodetection of the dispensing device.
【００３２】チップ３６の移動時における透過光は、前
述した受光部７２の光検出器２４に収集され、その光信
号は、切換スイッチ２８によって接点Ａ又はＢを介し
て、第１の透過光量レベルメモリ（以下、第１のレベル
メモリという）８０又は第２の透過光量レベルメモリ
（以下、第２のレベルメモリという）８２に記憶され
る。このとき、第１のレベルメモリ８０及び第２のレベ
ルメモリ８２は、光ビーム２０が照射されたチップ３６
の位置の情報も同時に記憶する。なお、位置情報の検出
については後述する。The transmitted light when the chip 36 is moved is collected by the photodetector 24 of the above-mentioned light receiving portion 72, and its optical signal is transmitted through the contact A or B by the changeover switch 28 to the first transmitted light amount level. It is stored in a memory (hereinafter, referred to as a first level memory) 80 or a second transmitted light amount level memory (hereinafter, referred to as a second level memory) 82. At this time, the first level memory 80 and the second level memory 82 have the chip 36 irradiated with the light beam 20.
Information on the position of is also stored at the same time. The detection of the position information will be described later.
【００３３】第１のレベルメモリ８０と第２のレベルメ
モリ８２からのレベル出力ａ、ｂは、減算器８６によっ
てチップ３６の同位置において減算される。そして、減
算器８６から透過光量レベルの差が出力されると、液滴
検出回路８８において、「液滴発生」の信号をモニタ９
０に出力する。そして、モニタ９０において液漏れを知
らせるメッセージが表示され警告が行われる。本実施例
では、モニタ９０で警告を行っているが、アラーム音を
発してもよい。The level outputs a and b from the first level memory 80 and the second level memory 82 are subtracted by the subtractor 86 at the same position of the chip 36. When the difference in the transmitted light amount level is output from the subtractor 86, the droplet detection circuit 88 monitors the signal of “droplet generation” 9
Output to 0. Then, a message indicating the liquid leakage is displayed on the monitor 90 to give a warning. In this embodiment, the monitor 90 gives a warning, but an alarm sound may be emitted.
【００３４】チップ３６の位置の検出方法は、例えば、
Ｚ駆動部３４ｚによって一定速度でチップ３６を下降及
び上昇させる場合、移動速度と移動時間より光ビーム２
０が照射されているチップ３６の位置が検出される。一
方、可変速で移動される場合、チップ３６の位置情報
は、例えばエンコーダを利用して検出される。The method of detecting the position of the chip 36 is, for example,
When the tip 36 is lowered and raised at a constant speed by the Z driving unit 34z, the light beam 2 is moved according to the moving speed and moving time.
The position of the chip 36 irradiated with 0 is detected. On the other hand, when moving at a variable speed, the position information of the chip 36 is detected by using, for example, an encoder.
【００３５】図４には、チップ３６内を透過した光量の
変化を説明する図が示されている。ここで、チップ３６
は、半透明の硬質プラスチックから成る。FIG. 4 is a diagram for explaining changes in the amount of light transmitted through the chip 36. Where the tip 36
Is made of translucent hard plastic.
【００３６】まず、図４（ａ）には、検体１２のない場
合のチップ３６の透過光量の変化が示されている。ま
た、図４（ｂ）には、検体１２入りの場合のチップ３６
の透過光量の変化が示されている。First, FIG. 4A shows a change in the amount of transmitted light of the chip 36 when the sample 12 is not present. Further, FIG. 4B shows a chip 36 when the sample 12 is contained.
The change in the amount of transmitted light is shown.
【００３７】図４（ａ）及び（ｂ）に示されるように、
検体１２のない場合、光量Ｉ0 の照射光はチップ３６の
外側面及び内側面で散乱光が発生するので、通過後の光
の光量Ｉ1 となる。一方、検体１２入りの場合、検体１
２で濡れているチップ３６の内側面では散乱光が発生し
ないので、光量Ｉ0 の照射光はチップ３６の外側面での
み散乱光を発生し、通過後の光の光量Ｉ2 となる。図４
より、検体１２が入っていると、透過性が高いことが分
かる。これにより、光の透過性によって、チップ３６の
ある位置における検体１２の有無を検出することができ
る。As shown in FIGS. 4A and 4B,
When there is no specimen 12, the irradiation light of the light amount I 0 is the light amount I 1 of the light after passing because scattered light is generated on the outer surface and the inner surface of the chip 36. On the other hand, if sample 12 is included, sample 1
No scattered light is generated on the inner surface of the chip 36 that is wet with 2. Therefore, the irradiation light of the light quantity I 0 is generated only on the outer surface of the chip 36 and becomes the light quantity I 2 of the light after passing. FIG.
From this, it can be seen that the permeability is high when the sample 12 is contained. Thereby, the presence or absence of the sample 12 at a position where the chip 36 is present can be detected by the light transmittance.
【００３８】次に、液滴発生の場合の分注工程とその場
合の液滴検出について説明する。Next, the dispensing process in the case of droplet generation and the droplet detection in that case will be described.
【００３９】図５には、液滴発生の場合の分注工程が示
されている。FIG. 5 shows the dispensing process in the case of droplet generation.
【００４０】ステップ１００（なお、図において「ステ
ップ」を「Ｓ」と略す）では、検体入り試験管６２より
検体１２を吸引し、その後チップ３６を上昇させる。In step 100 (note that "step" is abbreviated as "S" in the figure), the sample 12 is sucked from the test tube 62 containing the sample, and then the tip 36 is raised.
【００４１】ステップ１０１では、チップ３６を検体入
り試験管６２から吐出用試験管６６に移動させる。その
際、チップ３６の先端から検体１２の一部が液滴となっ
て付着する。なお、破線で示した位置が正常分注時の必
要吸引料の液面である。In step 101, the tip 36 is moved from the sample-containing test tube 62 to the discharge test tube 66. At that time, a part of the specimen 12 is attached as droplets from the tip of the tip 36. The position indicated by the broken line is the liquid surface of the necessary suction material at the time of normal dispensing.
【００４２】ステップ１０２では、チップ３６を吐出用
試験管６６の上方に移動完了させる。At step 102, the movement of the tip 36 above the ejection test tube 66 is completed.
【００４３】ステップ１０３では、チップ３６を下降さ
せ、必要量の検体１２を吐出用試験管６６に吐出する。In step 103, the tip 36 is lowered and the required amount of the specimen 12 is discharged to the discharge test tube 66.
【００４４】通常、必要吐出量は２５〜５００μｌであ
るが、例えば２５μｌの場合に液滴が５〜１０μｌとす
ると、分注精度は著しく劣化してしまう。Usually, the required discharge amount is 25 to 500 μl, but if the droplet size is 5 to 10 μl in the case of 25 μl, the dispensing accuracy will be significantly deteriorated.
【００４５】そこで、本発明の場合には、以下に示すよ
うにチップ３６と交差する近赤外光の透過光量レベル
と、チップ３６の位置との関係を監視することにより、
液滴の発生を検出し、分注精度の劣化を未然に防止す
る。Therefore, in the case of the present invention, by monitoring the relationship between the position of the chip 36 and the transmitted light amount level of near-infrared light intersecting with the chip 36 as shown below,
Detects the generation of liquid droplets and prevents deterioration of dispensing accuracy.
【００４６】図６には、分注工程における透過光量レベ
ルとチップ３６の位置との関係がグラフによって示され
ている。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the level of transmitted light and the position of the tip 36 in the dispensing process.
【００４７】図６（ａ）には、吸引・上昇時のグラフ
（すなわち、ステップ１０１）、図６（ｂ）には、下降
・吐出のグラフ（すなわち、ステップ１０３）、図６
（ｃ）には、吸引から吐出直前までの折り返しグラフが
それぞれ示されている。FIG. 6A shows a graph during suction / ascent (that is, step 101), and FIG. 6B shows a graph when descending / discharging (that is, step 103).
In (c), folded graphs from suction to immediately before discharge are shown.
【００４８】吸引と吐出前との透過光量レベルをチップ
３６の同位置で減算器８６により減算した結果が図６
（ｃ）に示すグラフである。FIG. 6 shows the result of subtraction of the transmitted light amount levels before suction and before discharge by the subtractor 86 at the same position on the chip 36.
It is a graph shown in (c).
【００４９】図より明らかなように、液滴発生時は、チ
ップ３６先端部（先端直下近傍の液滴発生位置）と、チ
ップ３６の上部（ノズル移動前の液面直下近傍の液滴検
出位置）とで透過光量レベルの差が生じる。まず、チッ
プ３６先端部での透過光量レベルの差は、液滴によるも
のである。すなわち、吸引後はほぼ近赤外光が透過する
のに対して、吐出前は発生した液滴が近赤外光を散乱し
若干遮光するので、グラフに示すような差が生じる。As is clear from the figure, when a droplet is generated, the tip of the tip 36 (the droplet generation position near the tip) and the upper portion of the tip 36 (the droplet detection near the liquid surface immediately before the nozzle is moved ).
There is a difference in the amount of transmitted light at the exit position) . First, the difference in the amount of transmitted light at the tip of the tip 36 is due to the liquid droplets. That is, after suction, almost the near-infrared light is transmitted, whereas before ejection, the generated droplets scatter the near-infrared light and shield it slightly, so that the difference shown in the graph occurs.
【００５０】一方、チップ３６の上部での透過光量レベ
ルの差は、液滴発生による検体１２の液面低下に起因す
る。On the other hand, the difference in the amount of transmitted light at the upper portion of the chip 36 is caused by the drop in the liquid level of the sample 12 due to the generation of droplets.
【００５１】以上のように、上記２つのポイントで透過
光量レベルの差を監視することにより、液滴発生を検出
することができ、使用者は液滴発生を認識することがで
きる。なお、上記実施例では、ノズル全体に沿って近赤
外光を照射したが、それは便宜上のものであって、少な
くとも上記２つのポイントのうちの一方に対して近赤外
光を照射すれば、液滴を検出できる。 As described above, by monitoring the difference in the amount of transmitted light at the above two points , the droplet generation can be detected, and the user can recognize the droplet generation. It should be noted that in the above embodiment, near red along the entire nozzle
It was exposed to outside light, but it was for convenience and
Near infrared for at least one of the above two points
The droplets can be detected by irradiating with light.
【００５２】次に、液滴の検出方法及びその分注装置の
第２実施例について説明する。Next, a second embodiment of the droplet detecting method and the dispensing apparatus thereof will be described.
【００５３】図７には、分注装置の光検出による液滴の
検出方法を実施する第２実施例の装置の概略的な構成が
ブロック図で示されている。FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of the device of the second embodiment for carrying out the liquid droplet detection method by the photodetection of the dispensing device.
【００５４】チップ３６の先端が光ビーム２０に接する
ようにチップ３６を移動させ、その移動時における透過
光は、上述した受光部７２の光検出器２４に収集され、
その光信号は、液滴検出回路２６に入力される。液滴検
出回路２６は、常時チップ３６の移動時の透過光量レベ
ルを監視し、監視中に急激に透過光量レベルが変化した
ことを検知すると、「液滴発生」の信号をモニタ２８に
出力する。そして、モニタ２８において液滴発生を知ら
せるメッセージが表示され警告が行われる。なお、先の
実施例と同様に、モニタ２８で警告を行ってもよいが、
アラーム音を発してもよい。The tip 36 is moved so that the tip of the tip 36 is in contact with the light beam 20, and the transmitted light at the time of movement is collected by the photodetector 24 of the light receiving section 72,
The optical signal is input to the droplet detection circuit 26. The liquid drop detection circuit 26 constantly monitors the transmitted light amount level when the chip 36 is moving, and when it detects that the transmitted light amount level suddenly changes during the monitoring, it outputs a signal of “droplet generation” to the monitor 28. . Then, a message is displayed on the monitor 28 to inform the generation of the droplet, and a warning is given. Note that, as in the previous embodiment, a warning may be issued by the monitor 28,
You may sound an alarm.
【００５５】図８には、本実施例の自動分注装置３０の
ノズル部３２と発光部７０及び受光部７２の部分拡大図
が示されている。また、図９には、液滴検出器２６にお
いて「液滴発生」と判定するときの透過光量レベルと時
間との関係のグラフが示されている。FIG. 8 shows a partially enlarged view of the nozzle portion 32, the light emitting portion 70 and the light receiving portion 72 of the automatic dispensing device 30 of this embodiment. Further, FIG. 9 shows a graph of the relationship between the transmitted light amount level and time when the droplet detector 26 determines that “droplet generation” has occurred.
【００５６】図８に示すように、チップ３６の先端に液
滴が発生すると、この液滴と発光部７０から照射され受
光部７２に至る光ビーム２０の面と交差する。この交差
時点で、図７に示す遮光のピークが現れる。通常、チッ
プ３６の先端は光ビーム２０と接するように移動させる
ので、透過光量はほぼ初期値のままで推移する。従っ
て、この遮光ピークは、液滴が光ビーム２０と交差し、
その液滴の球面が光を散乱し、液滴を透過する光量が減
少することによって生じる。この遮光ピークを検出する
ことによって、液漏れ検出回路２６は「液滴発生」と判
定し、モニタ２８等に警告を発する。これにより、使用
者は分注動作中に液漏れが発生したことを認識すること
ができる。As shown in FIG. 8, when a droplet is generated at the tip of the tip 36, the droplet intersects the surface of the light beam 20 which is emitted from the light emitting section 70 and reaches the light receiving section 72. At this crossing point, the light-shielding peak shown in FIG. 7 appears. Normally, the tip of the tip 36 is moved so as to be in contact with the light beam 20, so that the amount of transmitted light remains almost the initial value. Therefore, this shading peak is due to the droplet crossing the light beam 20,
This is caused by the spherical surface of the droplet scattering the light and reducing the amount of light transmitted through the droplet. By detecting this light-shielding peak, the liquid leak detection circuit 26 determines that "droplet has been generated" and issues a warning to the monitor 28 and the like. This allows the user to recognize that the liquid leakage has occurred during the dispensing operation.
【００５７】[0057]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ノズル移動の前後において、同一のノズル直下近傍の液
滴発生位置に光ビームが照射され、第１透過光量と第２
透過光量の差に基づいて、液滴の発生を検出するので、
液滴自体に光ビームを透過させてそれを検出でき、ノズ
ル移動に際してノズル内の試料の液量に変動が生じたか
否かを判断できる。 As described above, according to the present invention,
Before and after moving the nozzle, liquid near the same nozzle
The light beam is irradiated to the droplet generation position, and the first transmitted light amount and the second
Since the generation of droplets is detected based on the difference in the amount of transmitted light,
The light beam can be transmitted through the droplet itself and detected,
The amount of the sample liquid in the nozzle fluctuated when moving
You can judge whether or not.
【００５８】また、本発明によれば、ノズル移動の前後
において、液面の変動に関わる同一の液滴検出位置に光
ビームが透過され、第１透過光量と第２透過光量の差に
基づいて、液滴の発生を検出するので、液滴の発生を間
接的に検出でき、ノズル移動に際してノズル内の試料の
液量に変動が生じたか否かを判断できる。Further , according to the present invention , before and after the movement of the nozzle.
At the same droplet detection position related to the fluctuation of the liquid surface,
The beam is transmitted, and the difference between the first and second transmitted light amounts
Based on this, the generation of droplets is detected.
It can be detected directly and the sample inside the nozzle
It is possible to determine whether or not the liquid amount has changed .
【００５９】また、ノズルの先端がこのビーム状の近赤
外光に接するように吸引した試料入りノズルを吐出用容
器に移動させるので、ノズル先端に発生した液滴と近赤
外光とが交差したことにより、液滴を検出することがで
きる。Further, since the sample-containing nozzle sucked so that the tip of the nozzle comes into contact with the beam-like near infrared light is moved to the ejection container, the droplet generated at the tip of the nozzle intersects with the near infrared light. By doing so, the droplet can be detected.
【００６０】従って、使用者は液滴検出の警告により、
ノズル内フィッテングの不具合又は配管系の漏れを把握
することができ、更に先端位置誤認による分注誤差を未
然に防止できる。Therefore, the user is informed by the warning of the droplet detection that
It is possible to detect a malfunction of the fitting in the nozzle or a leak of the piping system, and it is possible to prevent a dispensing error due to a misrecognition of the tip position.
【図１】本発明に係る液滴検出方法を適用した分注装置
の実施例を示す外観図である。FIG. 1 is an external view showing an embodiment of a dispensing device to which a droplet detection method according to the present invention is applied.
【図２】図１に示した分注装置の光検出による液滴検出
方法を実施する第１実施例の装置の概略的な構成がブロ
ック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a device of a first embodiment for carrying out the liquid droplet detection method by photodetection of the dispensing device shown in FIG.
【図３】図１に示した分注装置の光検出による液滴検出
方法を実施する装置の一部平面図である。FIG. 3 is a partial plan view of an apparatus for carrying out the liquid droplet detection method by photodetection of the dispensing apparatus shown in FIG.
【図４】チップ３６内を透過した光量の変化を説明する
説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a change in the amount of light transmitted through the chip.
【図５】液滴発生の場合の分注工程の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a dispensing process when droplets are generated.
【図６】分注工程における透過光量レベルとチップ３６
の位置との関係を説明する図である。FIG. 6 shows the amount of transmitted light and the tip 36 in the dispensing process.
It is a figure explaining the relationship with the position of.
【図７】図１に示した分注装置の光検出による液滴検出
方法を実施する第２実施例の装置の概略的な構成を示す
ブロック図である。7 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus of a second embodiment for carrying out the liquid droplet detection method by photodetection of the dispensing apparatus shown in FIG.
【図８】自動分注装置３０のノズル部３２と発光部７０
及び受光部７２の部分拡大図である。FIG. 8 is a nozzle portion 32 and a light emitting portion 70 of the automatic dispensing device 30.
3 is a partially enlarged view of a light receiving portion 72. FIG.
【図９】液漏れ検出器２６において「液漏れ発生」と判
定するときの透過光量レベルと時間との関係のグラフで
ある。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the amount of transmitted light and time when the liquid leakage detector 26 determines that “liquid leakage has occurred”.
【図１０】ノズル部３２の要部断面図を示す断面図であ
る。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a cross-sectional view of a main part of a nozzle part 32.
１２ 検体 １４ 近赤外光発光ダイオード １６ レンズ １８ 円柱レンズ ２０ 光ビーム ２２ 光学フィルタ ２４ 光検出器 ２６、８８ 液滴検出回路 ２８、９０ モニタ ３６ ディスポーザブルチップ 12 Specimen 14 Near-Infrared Light Emitting Diode 16 Lens 18 Cylindrical Lens 20 Light Beam 22 Optical Filter 24 Photodetector 26, 88 Droplet Detection Circuit 28, 90 Monitor 36 Disposable Chip
Claims (4)
後に、少なくともノズル先端直下近傍の液滴発生位置に
所定の光ビームを透過させ、第１透過光量を求める第１
工程と、 前記ノズルを移動させるノズル移動工程と、 前記ノズル移動工程後の試料吐出前において、少なくと
もノズル先端直下近傍の液滴発生位置に前記所定の光ビ
ームを透過させ、第２透過光量を求める第２工程と、 前記第１透過光量及び前記第２透過光量の差に基づい
て、ノズル先端の液滴の有無を検出する液滴検出工程
と、 を有する ことを特徴とする液滴の検出方法。1. A sample suction using a transparent nozzle.
After that, at least at the droplet generation position near the tip of the nozzle.
A first light beam that transmits a predetermined light beam to obtain a first transmitted light amount
A step, a nozzle moving step of moving the nozzle, and a sample discharging step after the nozzle moving step.
The above-mentioned predetermined optical beam at the droplet generation position immediately below the nozzle tip.
By transmitting over beam, based on the difference between a second step of obtaining a second transmitted light quantity, the first transmitted light quantity and the second transmitted light quantity
Drop detection process to detect the presence or absence of drops at the nozzle tip
Detection method of droplets and having a, the.
後に、少なくともノズル内の試料液面の直下近傍の液滴
検出位置に所定の光ビームを透過させ、第１透過光量を
求める第１工程と、 前記ノズルを移動させるノズル移動工程と、 前記ノズル移動工程後の試料吐出前において、少なくと
も前記液滴検出位置に前記所定の光ビームを透過させ、
第２透過光量を求める第２工程と、 前記第１透過光量及び前記第２透過光量の差に基づい
て、ノズル先端の液滴の有無を検出する液滴検出工程
と、 を有する ことを特徴とする液滴の検出方法。2. A sample suction using a transparent nozzle.
After that, at least the liquid droplets near the sample liquid level in the nozzle
Transmit a specified light beam to the detection position,
At least the first step to be sought, the nozzle moving step of moving the nozzle , and before the sample discharge after the nozzle moving step.
Also transmits the predetermined light beam to the droplet detection position,
Based on the second step of obtaining the second transmitted light amount and the difference between the first transmitted light amount and the second transmitted light amount
Drop detection process to detect the presence or absence of drops at the nozzle tip
Detection method of droplets and having a, the.
として、受光体において近赤外光の透過光量レベルを監
視しながら、ノズルの先端がこのビーム状の近赤外光に
接するように試料入りノズルを吐出容器に移動させ、ノ
ズル先端に発生した液滴と近赤外光とが交差したことに
より、液滴発生を検出することを特徴とする液滴の検出
方法。3. The near-infrared light generated from the light-emitting body is shaped into a beam, and the tip of the nozzle is brought into contact with this beam-shaped near-infrared light while monitoring the level of transmitted light of the near-infrared light in the light-receiving body. A method of detecting a droplet, characterized in that the droplet generation is detected by moving the sample-containing nozzle to a discharge container and intersecting the droplet generated at the nozzle tip with the near infrared light.
とする光学系と、 試料を吸引又は吐出するノズルと、 前記ノズルの先端を前記ビーム状の近赤外光と接するよ
うに移動させるノズル移動手段と、前 記近赤外光を検出する光検出手段と、 前記光検出手段の出力側に設けられ、ノズルの先端がこ
のビーム状の近赤外光に接するように試料入りのノズル
を吐出容器に移動させる際に常時近赤外光の透過光量レ
ベルを監視し、透過光量レベルが急激に変化したことに
より、液滴が発生したことを検出する液滴検出回路と、 を有することを特徴とする液滴の検出分注装置。4. An optical system in which near-infrared light generated from a light-emitting body is formed into a beam, a nozzle for sucking or ejecting a sample, and a tip of the nozzle is moved so as to come into contact with the beam-like near-infrared light. a nozzle moving means for, prior to SL and the light detecting means for detecting near-infrared light, provided on the output side of said light detecting means, the nozzle tip of the sample containing in contact with the beam-shaped near-infrared light A droplet detection circuit that constantly monitors the transmitted light amount level of near-infrared light when moving the nozzle to the discharge container and detects that a droplet has been generated due to a sudden change in the transmitted light amount level. A liquid drop detection and dispensing device characterized by the above.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP5178700A JP2557178B2 (en) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | Droplet detection method and dispensing device thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735759A JPH0735759A (en) | 1995-02-07 |
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Family
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2557178B2 (en) |
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|---|---|---|---|---|
| JPH05174353A (en) * | 1991-12-19 | 1993-07-13 | Sony Corp | Magnetic recording medium |
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1993
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