JP4224488B2 - 検体分取分注用ノズル装置 - Google Patents

Description

この発明は、血液等の検体を収容した試験管等の検体容器から栓体を分取し、別の検体容器に分注する検体分取分注用ノズル装置に関する。

血液等の検体の分取分注装置として、試料給排用配管の先端部にヘッド部材を設け、このヘッド部材のノズル部に流体給排用配管と接続されるバルーンを設け、流体給排用配管を介して給排される流体によってバルーンを膨張・収縮できるようにしたものが知られている（特許文献１参照。）。
これは、分注チップの基端部に設けられた筒部に、前記バルーンを含むノズル部を挿入した状態で、流体給排用配管を介して流体をバルーンに供給すると、バルーンが膨張して分注チップの筒部の内周面に密着する。また、流体給排用配管を介してバルーン内の流体を排出すると、バルーンが収縮して分注チップの筒部の内周面から離間するようになっている。従って、バルーンを膨張・収縮することによって、ノズル部と分注チップを着脱することができる。

また、ノズル本体の先端部外周部に、円環状の弾性バッグを取付け、この弾性バッグの中空部に流体を供給・排気可能にした検体分取分注用ノズル装置が知られている（特許文献２参照。）。
これは、ノズル本体に設けられた弾性バッグを含むノズル本体を分注チップの基端部に設けられた筒部に挿入した状態で、流体給排用配管を介して流体を弾性バッグに供給すると、弾性バッグが膨張して分注チップの筒部の内周面に密着する。また、流体給排用配管を介して弾性バッグ内の流体を排出すると、弾性バッグが収縮して分注チップの筒部の内周面から離間するようになっている。従って、弾性バッグを膨張・収縮することによって、ノズル部と分注チップを着脱することができる。
特開平６−３２３９６４号公報 特開平９−１２７１３０号公報

しかしながら、特許文献１，２は、いずれもバルーンに流体を給排してバルーンを膨張・収縮することによって、バルーンを分注チップの筒部の内周面に押付けたり、離間させてノズル部と分注チップを着脱するようにしたものである。従って、バルーンに流体を給排するための装置が必要となり、装置が複雑になる。さらに、バルーンに流体を給排してバルーンを膨張・収縮するためにバルーンを肉薄に形成する必要がある一方で、バルーンは分注チップの筒部の内周面と繰り返し摺擦するため、摩耗によってバルーンが損傷しやすく、バルーンを頻繁に交換するなどのメンテナンスが必要がある。
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、装置の構成の簡素化を図るとともに、耐久性があり、メンテナンスを削減できる検体分取分注用ノズル装置を提供することにある。

この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、検体を分取分注する分取分注管の先端部にノズル部を有するノズル本体と、前記ノズル本体が軸方向に移動自在に貫通する貫通孔を有し、前記ノズル本体の軸方向から圧縮されたとき前記ノズル本体の外周面より拡径方向に弾性変形可能な中実球状のシリコンボールと、前記シリコンボールを含む前記ノズル本体が内部に挿入される筒部を有する分取分注チップと、前記ノズル本体に設けられ前記分取分注チップの装着時には、前記シリコンボールを含むノズル本体を前記分取分注チップの筒部内に挿入した状態で、前記シリコンボールを圧縮して拡径方向に弾性変形させ前記分取分注チップの筒部の内周面に気密に圧接可能であり、前記分取分注チップの取り外し時には、前記シリコンボールに対する圧縮力を解除して該シリコンボールを縮径させ前記分取分注チップの筒部の内周面から離間させるボール圧縮機構とからなり、前記シリコンボールは、前記ノズル本体の軸方向に離間して少なくとも一対配置され、前記ボール相互間には前記ノズル本体に軸方向に移動自在に可動フランジ部を有する移動筒体が嵌合され、前記シリコンボールを挟んで前記可動フランジ部と反対側の前記ノズル本体には固定フランジ部が設けられ、前記ノズル本体を軸方向に移動することにより、前記固定フランジ部と可動フランジ部との間が接近して前記シリコンボールが同時に圧縮されて前記分取分注チップの筒部の内周面に気密に圧接可能であることを特徴とする検体分取分注用ノズル装置にある。

請求項２は、請求項１の前記シリコンボールは、前記ノズル本体に対して軸方向に移動可能な貫通孔を有する弾性変形可能な中実球状で、前記固定フランジ部と可動フランジ部との間に介在され、前記ノズル本体の軸方向の移動に伴って前記固定フランジ部と可動フランジ部が接近して圧縮されたとき、外周面が固定フランジ部及び可動フランジ部の外径より拡径し、圧縮が解除されたとき、外周面が固定フランジ部及び可動フランジ部の外径より縮径することを特徴とする。

請求項３は、請求項１または２の前記ボール圧縮機構は、流体シリンダと、この流体シリンダによって上下方向に移動するプランジャと、このプランジャと連結されて上下方向に移動するとともに、下端部にノズル部を有するノズル本体とからなり、前記流体シリンダによる前記ノズル本体の上下動によって前記固定フランジ部と可動フランジ部との間に介在された前記シリコンボールを圧縮または圧縮解放させることを特徴とする。

この発明によれば、弾性変形自在なボールを弾性変形させてノズル本体と分注チップとを着脱可能とすることにより、装置の簡素化を図ることができ、また耐久性があり、メンテナンスを削減できるという効果がある。しかも、ノズル本体の軸方向に離間した少なくとも一対のボールが同時に圧縮されて分取分注チップの筒部の内周面に気密に圧接するため、分取分注チップを垂直に確実に保持することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図３は第１の実施形態を示し、図１は検体分取分注用ノズル装置を示し、（ａ）はボールに対する圧縮力を解除した状態の縦断側面図、（ｂ）はボールを圧縮した状態の縦断側面図、図２は図１のＡ部を拡大した縦断側面図、図３はノズル本体に対して分取分注チップを装着した状態の縦断側面図である。

血液等の検体を分取分注する検体分取分注用ノズル装置は、図３に示すように、昇降移動機構１０によって鉛直方向に昇降自在に支持されたノズル機構部１１と、ラック等に鉛直方向に支持された分取分注チップ１３とから構成されている。まず、ノズル機構部１１について説明すると、昇降移動機構１０に支持された支持部材１４には鉛直方向に移動自在な分取分注管１５が設けられている。分取分注管１５の基端部１５ａは配管等を介して血液等の検体を分取・分注するための吸引・吐出装置（図示しない）に接続されている。分取分注管１５の先端部にはノズル本体１２が設けられている。

図１及び図２に示すように、支持部材１４にはボール圧縮機構を構成する流体シリンダとしてのエアシリンダ２０が鉛直方向に設けられている。エアシリンダ２０のシリンダ部２１には前記分取分注管１５に対して固定されたピストン２２が内挿されている。シリンダ部２１の上部室と下部室にはエア給排管２３ａ、２３ｂが接続され、エア給排管２３ａ、２３ｂを介して給排されるエアによってピストン２２が上下動するようになっている。ピストン２２には前記分取分注管１５と直結されたパイプからなるプランジャ２４が連結され、このプランジャ２４は支持部材１４に設けられたガイド部材２５を貫通して下方に突出している。

プランジャ２４の下端部には連結枠体２４ａが固定され、この連結枠体２４ａには分取分注管１５の基端部１５ａが連結固定されている。従って、連結枠体２４ａ及び分取分注管１５はエアシリンダ２０によって上下動するようになっている。連結枠体２４ａから下方に突出する分取分注管１５は支持部材１４に固定されたガイドパイプ２４ｂの内部に上下動自在に挿通され、分取分注管１５の下端部にはノズル本体１２が設けられている。すなわち、分取分注管１５の先端部にはねじ部２６が設けられ、このねじ部２６には先端にノズル孔２７を有するノズル部２８が固定されている。ノズル部２８のノズル孔２７は分取分注管１５の通路２９を介して血液等の検体を分取・分注するための吸引・吐出装置（図示しない）に連通している。

また、ガイドパイプ２４ｂの下端部には分取分注管１５が軸方向に移動自在な貫通孔３０ａを有する断面が円弧状のストッパとしての固定フランジ部３０が設けられている。さらに、固定フランジ部３０より下方には分取分注管１５が軸方向に移動自在な貫通孔３１ａを有する円筒状の移動筒体３１が設けられている。この移動筒体３１の上下両端部には可動フランジ部３２，３３が一体に形成されている。移動筒体３１の上部の可動フランジ部３２は固定フランジ部３０に離間対向し、下部の可動フランジ部３３は前記ノズル部２８と一体の固定フランジ部３４に離間対向している。

従って、固定フランジ部３０と可動フランジ部３２との間及び固定フランジ部３４と可動フランジ部３３との間には間隙部が設けられ、これら間隙部には弾性変形可能なボールとしてのシリコンボール３５、３５が介在されている。これらシリコンボール３５、３５は分取分注管１５が軸方向に移動自在な貫通孔３５ａを有する中実真球状で、上下方向から圧縮されたとき、可動フランジ部３２，３３及び固定フランジ部３４の外径より外側に拡径するように弾性変形し、圧縮力が解除されると、可動フランジ部３２，３３及び固定フランジ部３４の外径より縮径するようになっている。

前記ラック等に鉛直方向に支持された分取分注チップ１３は、図３に示すように、透明プラスチック、透明ガラス等の円筒体で、先端部には先細部３６が、基端部には筒部３７が設けられている。筒部３７の内径は可動フランジ部３２，３３、固定フランジ部３４の外径及びシリコンボール３５、３５の外径より大径で、ノズル部２８を含む可動フランジ部３２，３３、固定フランジ部３４の外径及びシリコンボール３５、３５が挿入できるようになっている。

次に、検体分取分注用ノズル装置の作用について説明する。
図１（ａ）に示すように、エアシリンダ２０のピストン２２が中立状態においては、プランジャ２４及び分取分注管１５が下方に突出した状態にあり、固定フランジ部３０と可動フランジ部３２との間及び固定フランジ部３４と可動フランジ部３３との間のシリコンボール３５、３５には圧力が加わっていないため真球状にある。この状態で、昇降移動機構１０によってノズル機構部１１の全体が移動し、ノズル本体１２が分取分注チップ１３の上部に位置決めされると、ノズル機構部１１の全体が下降する。
そして、ノズル本体１２が分取分注チップ１３の筒部３７の内部に挿入され、ノズル部２８を含む可動フランジ部３２，３３、固定フランジ部３４の外径及びシリコンボール３５、３５が筒部３７に挿入される。次に、エア給排管２３ｂからシリンダ部２１の下部室にエアが送気されると、エア給排管２３ａから排気され、ピストン２２がシリンダ部２１内で上昇する。従って、ピストン２２と一体のプランジャ２４が上昇する。
プランジャ２４の上昇に伴ってプランジャ２４の先端部に設けられた連結枠体２４ａを介して分取分注管１５が上昇するため、ノズル部２８も上昇する。このため、固定フランジ部３０と固定フランジ部３４との間隔が狭まり、固定フランジ部３０と可動フランジ部３２とが接近し、固定フランジ部３４と可動フランジ部３３とが接近する。従って、図１（ｂ）に示すように、固定フランジ部３０と可動フランジ部３２との間に介在されたシリコンボール３５と固定フランジ部３４と可動フランジ部３３との間に介在されたシリコンボール３５とが圧縮され、シリコンボール３５，３５は可動フランジ部３２，３３及び固定フランジ部３４より拡径方向に弾性変形する。
シリコンボール３５，３５が拡径方向に弾性変形すると、図３に示すように、シリコンボール３５，３５が分取分注チップ１３の筒部３７の内周面に密着し、ノズル本体１２と分取分注チップ１３とが気密状態に接続される。この状態で、昇降移動機構１０によってノズル本体１２と分取分注チップ１３とが一体的に移動し、分取分注チップ１３を試験管（図示しない）に挿入した後、吸引・吐出装置によって吸引すると、分取分注管１５を介して分取分注チップ１３が負圧となり、試験管内の血清を分取分注チップ１３に分取することができる。
昇降移動機構１０が再び移動してノズル本体１２と分取分注チップ１３とが一体的に上昇すると、分取分注チップ１３が試験管から脱出し、分取した血清を収容したノズル本体１２と分取分注チップ１３を別の試験管等に位置決めすることができる。そして、吸引・吐出装置によって吐出すると、分取分注管１５を介して分取分注チップ１３が正圧となり、分取分注チップ１３内の血清を試験管等に分注することができる。
このようにして、分取分注が終了すると、エア給排管２３ａからシリンダ部２１の上部室にエアが送気され、エア給排管２３ｂから排気され、ピストン２２がシリンダ部２１内で下降する。従って、ピストン２２と一体のプランジャ２４が下降する。
プランジャ２４の下降に伴って分取分注管１５の先端部に設けられたノズル部２８が下降するため、固定フランジ部３０と固定フランジ部３４との間隔が拡がり、固定フランジ部３０と可動フランジ部３２とが離反し、固定フランジ部３４と可動フランジ部３３とが離反する。従って、固定フランジ部３０と可動フランジ部３２との間に介在されたシリコンボール３５と固定フランジ部３４と可動フランジ部３３との間に介在されたシリコンボール３５の圧縮力が解除され、シリコンボール３５，３５は可動フランジ部３２，３３及び固定フランジ部３４より縮径する。
シリコンボール３５，３５が縮径すると、シリコンボール３５，３５が分取分注チップ１３の筒部３７の内周面から離間し、ノズル本体１２と分取分注チップ１３との接続状態に解除され、分取分注チップ１３はノズル本体１２から分離される。
前記実施形態によれば、分取分注管を流体シリンダと直結し、流体シリンダによってプランジャを昇降させてシリコンボールを圧縮及び圧縮解除しるようにしたが、流体シリンダに限定されるものではなく、モータによって駆動するラック・ピニオン機構やソレノイド等のアクチュエータを用いてもよい。
また、２個のシリコンボールを圧縮して分取分注チップの筒部の内周面に密着するようにしたが、シリコンボールの数は限定されるものではない。
なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合わせてもよい。

この発明の第１の実施形態の検体分取分注用ノズル装置を示し、（ａ）はボールに対する圧縮力を解除した状態の縦断側面図、（ｂ）はボールを圧縮した状態の縦断側面図。 同実施形態を示し、図１のＡ部を拡大した縦断側面図。 同実施形態を示し、ノズル本体に対して分取分注チップを装着した状態の縦断側面図。

符号の説明

１１…ノズル機構部、１２…ノズル本体、１３…分取分注チップ、１５…分取分注管、２０…エアシリンダ、２８…ノズル部、３０，３２，３３，３４…フランジ部、３５…シリコンボール

Claims (3)

1. 検体を分取分注する分取分注管の先端部にノズル部を有するノズル本体と、
   前記ノズル本体が軸方向に移動自在に貫通する貫通孔を有し、前記ノズル本体の軸方向から圧縮されたとき前記ノズル本体の外周面より拡径方向に弾性変形可能な中実球状のシリコンボールと、
   前記シリコンボールを含む前記ノズル本体が内部に挿入される筒部を有する分取分注チップと、
   前記ノズル本体に設けられ前記分取分注チップの装着時には、前記シリコンボールを含むノズル本体を前記分取分注チップの筒部内に挿入した状態で、前記シリコンボールを圧縮して拡径方向に弾性変形させ前記分取分注チップの筒部の内周面に気密に圧接可能であり、前記分取分注チップの取り外し時には、前記シリコンボールに対する圧縮力を解除して該シリコンボールを縮径させ前記分取分注チップの筒部の内周面から離間させるボール圧縮機構とからなり、
   前記シリコンボールは、前記ノズル本体の軸方向に離間して少なくとも一対配置され、前記シリコンボール相互間には前記ノズル本体に軸方向に移動自在に可動フランジ部を有する移動筒体が嵌合され、前記シリコンボールを挟んで前記可動フランジ部と反対側の前記ノズル本体には固定フランジ部が設けられ、
   前記ノズル本体を軸方向に移動することにより、前記固定フランジ部と可動フランジ部との間が接近して前記シリコンボールが同時に圧縮されて前記分取分注チップの筒部の内周面に気密に圧接可能であることを特徴とする検体分取分注用ノズル装置。
2. 前記シリコンボールは、前記ノズル本体に対して軸方向に移動可能な貫通孔を有する弾性変形可能な中実球状で、前記固定フランジ部と可動フランジ部との間に介在され、前記ノズル本体の軸方向の移動に伴って前記固定フランジ部と可動フランジ部が接近して圧縮されたとき、外周面が固定フランジ部及び可動フランジ部の外径より拡径し、圧縮が解除されたとき、外周面が固定フランジ部及び可動フランジ部の外径より縮径することを特徴とする請求項１記載の検体分取分注用ノズル装置。
3. 前記ボール圧縮機構は、流体シリンダと、この流体シリンダによって上下方向に移動するプランジャと、このプランジャと連結されて上下方向に移動するとともに、下端部にノズル部を有するノズル本体とからなり、前記流体シリンダによる前記ノズル本体の上下動によって前記固定フランジ部と可動フランジ部との間に介在された前記シリコンボールを圧縮または圧縮解放させることを特徴とする請求項１または２記載の検体分取分注用ノズル装置。

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