JP4616363B2 - 創薬用マイクロチューブのキャップ - Google Patents

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Description

本発明は、創薬研究の分野において、創薬用試料を封入するために使用される創薬用マイクロチューブに関するものであり、さらに詳しくは、保管ラックに縦列収容されている複数の創薬用マイクロチューブの開口部分を一度にキャップで封鎖するために予め保管ラックと同ピッチの整列プレートにキャップを整列させるのに適した形状を有した創薬用マイクロチューブのキャップに関するものである。
創薬研究の分野においては、大量の創薬用試料を低温で保管したり分析したりする実験を高効率で行う必要がある。
そのため、創薬用試料を溶解した溶液をマイクロチューブと呼ばれる円筒状又は四角筒状の小型容器に封入し、このマイクロチューブをSBS(Society for Biomolecular Screening)規格に準拠した16行×24列の合計384個の格子状に区画された保管ラックに垂直に縦列収容し、保管や搬送を行っている(例えば、特許文献1参照)。
このようなSBS規格に準拠した384個の区画を有する保管ラックは、区画のピッチが4.5mmときわめて短いため、保管ラックに収容された創薬用マイクロチューブの開口部分の封鎖に着脱可能なキャップを用いた場合、機械によるキャップの装着は、きわめて困難であった。
そのため、人手によって、一本ずつキャップを装着することが余儀なくされており、保管ラックに収容された384本の創薬用マイクロチューブの開口部分の全てにキャップを装着するためには、かなりの手間と時間を要していた。
また、本発明者らは、保管ラックと同じピッチを有する整列プレートに創薬用マイクロチューブのキャップを予め整列させておき、この整列プレートを保管ラックの上に被せて、整列プレートに整列させたキャップを保管ラックに収容された創薬用マイクロチューブの開口部分に一斉に押し込み、キャップの弾性によってキャップを整列プレートを通過させて、保管ラックに収容された全ての創薬用マイクロチューブの開口部分を一度にキャップで封鎖するという新規な創薬用マイクロチューブのキャップ装着方法を考案し、このキャップ装着方法を効率よく実施するために、整列プレートにキャップを短時間で整列させるキャップ整列装置を開発した。
特許第2007−33061号公報(第6頁第25〜26段落、図1)
ところが、このキャップ整列装置を用いて創薬用マイクロチューブのキャップを整列プレートに整列させる際に従来のキャップを用いた場合、整列プレートに逆さまに嵌ったり、横向きに嵌ったりするキャップが存在し、そのような整列に失敗したキャップを個別に整列させ直す手間が発生していた。
また、保管ラックにキャップ付きの創薬用マイクロチューブを縦列収容した場合、隣接した創薬用マイクロチューブのキャップ間に隙間がほとんどないため、保管ラックから創薬用マイクロチューブを抜き取ることが困難であった。
さらに、従来のキャップは、創薬用マイクロチューブの開口部分との気密性が低く、創薬用マイクロチューブの開口部分の縁から創薬用マイクロチューブ内の創薬用試料がしみ出すという問題が懸念されていた。
また、従来のキャップは、把持部分が小さいため人手で掴むことが困難であった。
そこで、本発明が解決しようとする技術的課題、すなわち、本発明の目的は、創薬用キャップ整列装置を用いて整列プレートに整列させる際に短時間で正しい向きに整列させるとともに創薬用マイクロチューブの開口部分に対する高い気密嵌合性を発揮して、保管ラックから創薬用マイクロチューブを簡単に引き抜いたり、把持部分を人手でも掴むことが可能な創薬用マイクロチューブのキャップを提供することである。
まず、本請求項1に係る発明は、創薬用マイクロチューブの開口部分に挿入する挿入部分と前記創薬用マイクロチューブの開口部分から突出する把持部分とで構成されて、前記創薬用マイクロチューブを多数縦立収容した保管ラックと同ピッチの整列プレートに予め整列させるとともに前記保管ラック上に整列プレートを載せた状態で創薬用マイクロチューブの開口部分に向けて押し出すことにより該開口部分を封鎖する創薬用マイクロチューブのキャップであって、前記挿入部分が、先端に向けて細くなるテーパ部と前記把持部分との境界近傍に形成して創薬用マイクロチューブの開口部分の内壁と密着しないくびれ部とを備え、前記挿入部分の外周径よりも大きな外周径を備える把持部分が、該把持部分の上端縁に形成した鍔部と上面に形成したピッキング棒挿入用凹部とを備え、前記挿入部分と把持部分とで構成されるキャップ全長が、前記整列プレートのピッチよりも大きく、前記挿入部分と把持部分とで構成されるキャップ重心が、前記挿入部分側に存在していることにより、前述した課題を解決したものである。
そして、本請求項2に係る発明は、請求項1に係る創薬用マイクロチューブのキャップにおいて、前記キャップ全長が、前記整列プレートのピッチの2倍より小さいことにより、前述した課題をさらに解決したものである。
また、本請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に係る創薬用マイクロチューブのキャップにおいて、前記把持部分の長さが、前記挿入部分の長さよりも長いことにより、前述した課題をさらに解決したものである。
なお、本発明における「ピッキング棒」とは、鉄等で構成され、キャップの把持部分の上面に形成されたピッキング棒挿入用凹部に嵌合してキャップのピッキングを行うことができる棒状の治具の総称である。
本請求項1に係る発明によれば、創薬用マイクロチューブの開口部分に挿入する挿入部分と創薬用マイクロチューブの開口部分から突出する把持部分とで構成されて、創薬用マイクロチューブを多数縦立収容した保管ラックと同ピッチの整列プレートに予め整列させるとともに保管ラック上に整列プレートを載せた状態で創薬用マイクロチューブの開口部分に向けて押し出すことによりこの開口部分を封鎖する創薬用マイクロチューブのキャップであって、挿入部分が先端に向けて細くなるテーパ部を備え、挿入部分の外周径よりも大きな外周径を備える把持部分がこの把持部分の上端縁に形成した鍔部と上面に形成したピッキング棒挿入用凹部とを備え、挿入部分と把持部分とで構成されるキャップ全長が整列プレートのピッチよりも大きく、挿入部分と把持部分とで構成されるキャップ重心が挿入部分側に存在していることにより、創薬用マイクロチューブのキャップが、整列プレートの区画に正しい向きで入りやすい形状となるため、キャップ整列装置を用いてきわめて効率よく整列プレートにキャップを短時間で正しい向きに整列させることができる。
そして、把持部の上面にピッキング棒挿入用凹部が形成されていることにより、ピッキング棒挿入用凹部にピッキング棒を挿入するだけで保管ラックに収容された創薬用マイクロチューブを抜き取ることができるため、創薬用マイクロチューブの取扱性が格段に向上する。
さらに、創薬用マイクロチューブを保管ラックから抜き取ることを複雑なピッキング機構などを用いることなく簡単な装置構成で機械化することも可能になる。
また、挿入部分が、把持部分との境界近傍に形成して創薬用マイクロチューブの開口部分の内壁と密着しないくびれ部を備えていることにより、前記キャップの挿入部分の外周面と前記創薬用マイクロチューブの開口部分の内壁との間の気密嵌合面の面積が小さくなり、気密嵌合面に生じる接触面圧が大きくなるため、キャップと創薬用マイクロチューブの開口部分との気密嵌合性が向上する。
そして、本請求項2に係る発明は、請求項1に係る創薬用マイクロチューブのキャップにおいて、キャップ全長が整列プレートのピッチの2倍より小さいことにより、整列プレート上に横向きに存在するキャップが2つ以上の整列プレートの隔壁に跨って存在しないため、整列プレートにキャップを整列させる際の効率低下を防止できる。
また、本請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に係る創薬用マイクロチューブのキャップにおいて、把持部分の長さが挿入部分の長さよりも長いことにより、キャップの挿入部分に触れることなく、キャップの把持部分を人の指で把持できるようになるため、キャップの取扱性が向上すると共に、創薬用マイクロチューブ内の創薬用試料が汚染されることを防止することができる。
本発明は、創薬用マイクロチューブの開口部分に挿入する挿入部分と創薬用マイクロチューブの開口部分から突出する把持部分とで構成されて、創薬用マイクロチューブを多数縦立収容した保管ラックと同ピッチの整列プレートに予め整列させるとともに保管ラック上に整列プレートを載せた状態で創薬用マイクロチューブの開口部分に向けて押し出すことによりこの開口部分を封鎖する創薬用マイクロチューブのキャップであって、挿入部分が先端に向けて細くなるテーパ部を備え、挿入部分の外周径よりも大きな外周径を備える把持部分がこの把持部分の上端縁に形成した鍔部と上面に形成したピッキング棒挿入用凹部とを備え、挿入部分と把持部分とで構成されるキャップ全長が整列プレートのピッチよりも大きく、挿入部分と把持部分とで構成されるキャップ重心が挿入部分側に存在して、創薬用キャップ整列装置を用いて整列プレートに整列させる際に短時間で正しい向きに整列させるとともに創薬用マイクロチューブの開口部分に対する高い気密嵌合性を発揮して、保管ラックから創薬用マイクロチューブを簡単に引き抜いたり、把持部分を人手でも掴むことが可能なものであれば、その具体的な実施の態様は、如何なるものであっても何ら構わない。
本発明の一実施例である創薬用マイクロチューブのキャップの構成について、図1乃至図4に基づいて説明する。
ここで、図1は、本実施例のキャップが用いられる創薬用マイクロチューブとそれを収容するSBS規格に準拠した16行×24列の格子状の384個の区画を有する保管ラックの斜視図であり、図2は、本実施例のキャップが装着された創薬用マイクロチューブの斜視図であり、図3は、本実施例の創薬用マイクロチューブのキャップの斜視図であり、図4は、図3に示した創薬用マイクロチューブのキャップの側面図である。
まず、本実施例である創薬用マイクロチューブMTのキャップ100を保管ラックRと同じピッチを有する整列プレートPに予め整列させておき、この整列プレートPを保管ラックRの上に被せて、整列プレートPに整列させたキャップ100を保管ラックRに収容された創薬用マイクロチューブMTの開口部分MT2に一斉に押し込み、キャップ100の弾性によって整列プレートPを通過させて、保管ラックRに収容された全ての創薬用マイクロチューブMTの開口部分MT2を一度にキャップ100で封鎖することが行われる創薬用マイクロチューブMTとそれを収容するSBS規格に準拠した16行×24列の格子状に区画された保管ラックRについて、図1及び図2に基づき説明する。
なお、創薬用マイクロチューブMTは、図2に示すように、その本体部分MT1が四角筒形状となっており底部に向けて細くなっているとともに外側面の角部に面取りが施されている。
そして、その開口部分MT2は、円柱形状でキャップ100が嵌合するような形状に成形されている。
このキャップ100は、弾性変形して整列プレートPの区画を通過する必要があるため、弾性力に優れたポリエチレンなどにより形成することが好ましい。
一方、保管ラックRは、ラックフレームの内側に格子状に区画された隔壁を有しており、この格子状の区画に前述した創薬用マイクロチューブMTの底部が嵌合する。
なお、創薬用マイクロチューブMT及び保管ラックRの形状は、互いに安定した状態で係合するものであれば、それらの形状は、特に限定されるものではない。
次に、本実施例の創薬用マイクロチューブMTのキャップ100について図3及び図4に基づいて説明する。
本実施例の創薬用マイクロチューブMTのキャップ100は、図4に示すように、創薬用マイクロチューブMTの開口部分MT2に挿入される挿入部分120と、この挿入部分120の外周径よりも大きな外周径を有し創薬用マイクロチューブMTの開口部分MT2から突出する把持部分110を有している。
そして、このような把持部分110と挿入部分120とを有するキャップ全長L1は、整列プレートPのピッチよりも大きく形成されている。
その結果、整列プレートPの1区画にキャップ100が横向きに嵌ってしまうことが防止される。
さらに、キャップ全長L1は、整列プレートPのピッチの2倍よりも小さく形成されている。
その理由は、キャップ全長L1が整列プレートPのピッチの2倍以上であると、整列プレートP上に横向きに存在するキャップ100は、常に2つ以上の整列プレートPの隔壁に跨り安定した状態で存在するため、整列プレートPを振動させたとしてもキャップ100が整列プレートPの区画に刺さり難く、キャップ整列装置を用いて整列プレートPにキャップ100を整列させる際の効率が低下するからである。
また、キャップ100の把持部分110の上端縁には、鍔部130が形成されている。
その結果、整列プレートPの1区画にキャップ100が逆さまに嵌ってしまうことが防止される。
この鍔部130は、次工程、すなわち、整列プレートPを保管ラックR上に載せて保管ラックRに縦列収容されている創薬用マイクロチューブMTの開口部分MT2を封鎖するとき、整列プレートPの区画を円滑に通り抜ける必要があるため、薄く変形しやすい形状にしている。
そして、キャップ100の挿入部分120には、先端に向けて細くなるテーパ122が形成されている。
その結果、キャップ100を整列プレートPに整列させる際に、整列プレートPの区画に嵌り易いと共に、整列プレートPを保管ラックR上に載せて、創薬用マイクロチューブMTの開口部分MT2をキャップ100で封鎖するときに、創薬用マイクロチューブMTの開口部分MT2とキャップ100とが嵌合し易い。
また、キャップ100のキャップ重心が、キャップ100の挿入部分120側に存在するように形成されている。
その結果、整列プレートP上にキャップ100を載せて、整列プレートPを振動させた場合、キャップ100の挿入部分120が整列プレートPの区画に嵌り易い。
さらに、キャップ100の把持部分110の上面には、ピッキング棒を挿入するための開口面を円形形状にしたピッキング棒挿入用凹部112が形成されている。
このピッキング棒挿入用凹部112の内周径D2よりも若干大きな直径を有する鉄製のピッキング棒(図示はされていない)をピッキング棒挿入用凹部112に刺すことによって、ピッキング棒は、キャップ100の弾性に抗してピッキング棒挿入用凹部112に緊合する。
そのため、ピッキング棒を保管ラックRに縦列収容されている創薬用マイクロチューブMTのキャップ100のピッキング棒挿入用凹部112に刺して引き上げることによって、保管ラックRから創薬用マイクロチューブMTを引き抜くことができる。
したがって、図1に示したように、隣接する創薬用マイクロチューブMTのキャップ100との間に、ほとんど隙間がない場合であっても確実に所望の創薬用マイクロチューブMTを引き抜くことができると共に、ピッキング棒をロボットアームなどのアクチュエータに取り付けることによって、SBS規格に準拠した384個の区画を有する保管ラックRに縦列収容された創薬用マイクロチューブMTのピッキングを自動化することができ、その効果は甚大である。
なお、本実施例においては、ピッキング棒挿入用凹部112とピッキング棒との緊合状態を確実にするため、ピッキング棒挿入用凹部112の深さL2は、ピッキング棒挿入用凹部112の内周径D2と同等としている。
さらに、ピッキング棒がピッキング棒挿入用凹部112に嵌り易いように、ピッキング棒挿入用凹部112の開口内周縁にテーパ部114を設けている。
また、キャップ100の挿入部分120と把持部分110との境界に段差が形成されていると共に、挿入部分120の境界近傍に、創薬用マイクロチューブMTの開口部分MT2の内壁と密着しないくびれ部126が形成されている。
このくびれ部126を設けたことにより、キャップ100の挿入部分120の外周面と創薬用マイクロチューブMTの開口部分MT2の内壁との間に形成される気密嵌合面124の面積が小さくなり、気密嵌合面124に生じる接触面圧が大きくなるため、キャップ100と創薬用マイクロチューブMTの開口部分MT2との気密性が向上する。
さらに、本実施例においては、気密嵌合面124をくびれ部126側からテーパ122側に向けて、1°のテーパで拡幅させており、テーパ122と気密嵌合面124の境界部付近に接触面圧を集中させることにより、気密嵌合性を一層向上させている。
また、キャップ100の把持部分110の長さL3は、挿入部分120の長さL4よりも長くなるように形成されている。
そのため、キャップ100の把持部分110を人の指で把持できるようになるため、キャップ100の取扱性が向上する。
次に、本実施例のキャップ100を整列させる整列プレートPと、キャップ100が整列プレートPに整列する時のキャップ100の状態変化と、整列プレートPにキャップ100を整列させるときに使用するキャップ整列装置の一例とを、図5乃至図8に基づいて説明する。
ここで、図5は、本実施例のキャップの整列を行うための整列プレートPを6つのキャップ100と共に示した斜視図であり、図6は、図5のVI−VI線で切断して矢印方向から見たときの断面図であり、図7は、図6のVII部を拡大した拡大断面図であり、図8は、整列プレートPにキャップ100を整列させるときに使用するキャップ整列装置の一例を示した斜視図である。
本実施例のキャップ100は、保管ラックRと同ピッチの図5に示すような整列プレートPによって、整列させられる。
整列プレートPにキャップ100を整列させるためには、例えば、図8に示すようなキャップ整列装置500が使用される。
このキャップ整列装置500は、上部開口した振動ボックス510を装置最上部に有している。
この振動ボックス510には、整列プレートPを収容する所定の深さを有する整列プレート装着部512と未整列のキャップ100が滞留するキャップ滞留部514とが併置されている。
そして、キャップ滞留部514と連通する溝部516が、整列プレート装着部512の両側に整列プレート装着部512とキャップ滞留部514の段差を解消するテーパ518を有する形状に形成されている。
この振動ボックス510は、上部開口面を除いて2面が円弧状に形成された円弧カバー520によって覆われており、この円弧カバー520の円弧の中心を軸として、整列プレート装着部512とキャップ滞留部514とを交互に上下させる揺動機構を装置内に有している。
さらに、振動ボックス510の整列プレート装着部512側の床面裏に整列プレートPに振動を与える振動機構を備えている。
そして、整列プレート装着部512に整列プレートPを装着し、多量のキャップ100を振動ボックス510内に入れてキャップ整列装置500を起動すると、振動ボックス510が揺動し、キャップ100が整列プレートP上にばらまかれると共に、整列プレートPに与えられた振動によって、キャップ100が、挿入部分を下にして整列プレートPの区画に嵌る。
そして、整列プレートPの全ての区画にキャップ100が嵌った段階で、整列プレート装着部512側が上になるような状態でキャップ整列装置500を停止させて、整列プレートPを取り外す。
次に、整列プレートPの一区画に1つのキャップ100が嵌るまでのキャップ100の動きの一例について図7に基づいて説明する。
図7には、整列プレートP上に6つのキャップ100が存在する状態が示されているが、この6つのキャップ100は、個別のキャップ100を示しているのではなく、整列プレートP上に逆さまに存在するキャップ100aが、整列プレートPの1つの区画上で向きを変えながら最終的に正しい向き、すなわちキャップ100gのように整列プレートPの1つの区画に嵌るまでの様子を便宜上、整列プレートP上に存在する6つのキャップ100として示している。
まず、整列プレートPの1つの区画上にキャップ100aのように、ちょうど逆さまに存在したとする。
この場合、本発明のキャップ100は、キャップ100の把持部分110の上端縁が、整列プレートPのピッチよりも大きな外周径の鍔部130を有しているので、逆さまのまま整列プレートPの区画に嵌ることがない。
そして、整列プレートPに与えられた振動により、キャップ100bのようにキャップ100の把持部分110の一部が、整列プレートPの区画に嵌る。
この時、本発明のキャップ100は、キャップ全長L1が、整列プレートPのピッチよりも大きいので、横向きに整列プレートPの区画に嵌ることがない。
さらに、本発明のキャップ100は、キャップ重心が挿入部分120側にあるので、整列プレートPに与えられた振動により、キャップ100cのように、整列プレートPの隔壁上に載るようになっている。
そして、本発明のキャップ100は、前述のように、キャップ重心が挿入部分120側にあるとともに、挿入部分120が先端に向けて細くなるテーパ122を有しているので、整列プレートPに与えられた振動により、キャップ100d、キャップ100eのように向きを変え、最終的にキャップ100gのように挿入部分120が下を向いた適正な状態で整列プレートPの区画に嵌る。
なお、前述した説明においては、整列プレートPの1つの区画上にキャップ100aのように、ちょうど逆さまに存在している状態から最終的にキャップ100gのように挿入部分120が下を向いた適正な状態で整列プレートPの区画に嵌るまでのキャップ100の状態変化を説明したが、本発明のキャップ100によれば、キャップ整列装置500の起動時に整列プレートP上にどのような状態で存在していても、短時間ですべての区画にキャップ100が適正な状態で嵌る。
本発明の創薬用マイクロチューブのキャップによれば、16行×24列の保管ラックに縦列収容されている創薬用マイクロチューブの開口部分を整列プレートを用いて、一度に封鎖することを実現するものであって、創薬研究の高効率化、キャップの繰り返し利用による省資源化などに寄与し、その産業上の利用可能性はきわめて高い。
創薬用マイクロチューブと16行×24列の保管ラックの斜視図。 本発明のキャップが装着された創薬用マイクロチューブの斜視図。 本発明の創薬用マイクロチューブのキャップの斜視図。 図3に示した創薬用マイクロチューブのキャップの斜視図。 本発明のキャップの整列を行うための整列プレートの斜視図。 図5のVI−VI線で切断して矢印方向から見た時の断面図。 図6のVII部を拡大した拡大断面図。 本発明のキャップを整列プレートに整列させるときに使用するキャップ整列装置の一例を示した斜視図。
100 ・・・ 創薬用マイクロチューブのキャップ
110 ・・・ キャップの把持部分
112 ・・・ キャップのピッキング棒挿入用凹部
114 ・・・ キャップのテーパ部
120 ・・・ キャップの挿入部分
122 ・・・ キャップのテーパ部
124 ・・・ キャップの気密嵌合面
126 ・・・ キャップのくびれ部
130 ・・・ キャップの鍔部
500 ・・・ キャップ整列装置
510 ・・・ 振動ボックス
512 ・・・ 整列プレート装着部
514 ・・・ キャップ滞留部
516 ・・・ 溝部
518 ・・・ テーパ
520 ・・・ 円弧カバー
L1 ・・・ キャップ全長
L2 ・・・ キャップのピッキング棒挿入用凹部の深さ
L3 ・・・ キャップの把持部分の長さ
L4 ・・・ キャップの挿入部分の長さ
D1 ・・・ キャップの鍔部の外周径
D2 ・・・ キャップのピッキング棒挿入用凹部の内周径
MT ・・・ 創薬用マイクロチューブ
MT1 ・・・ 創薬用マイクロチューブの本体部分
MT2 ・・・ 創薬用マイクロチューブの開口部分
R ・・・ 保管ラック

Claims (3)

  1. 創薬用マイクロチューブの開口部分に挿入する挿入部分と前記創薬用マイクロチューブの開口部分から突出する把持部分とで構成されて、前記創薬用マイクロチューブを多数縦立収容した保管ラックと同ピッチの整列プレートに予め整列させるとともに前記保管ラック上に整列プレートを載せた状態で創薬用マイクロチューブの開口部分に向けて押し出すことにより該開口部分を封鎖する創薬用マイクロチューブのキャップであって、
    前記挿入部分が、先端に向けて細くなるテーパ部と前記把持部分との境界近傍に形成して創薬用マイクロチューブの開口部分の内壁と密着しないくびれ部とを備え、
    前記挿入部分の外周径よりも大きな外周径を備える把持部分が、該把持部分の上端縁に形成した鍔部と上面に形成したピッキング棒挿入用凹部とを備え、
    前記挿入部分と把持部分とで構成されるキャップ全長が、前記整列プレートのピッチよりも大きく、
    前記挿入部分と把持部分とで構成されるキャップ重心が、前記挿入部分側に存在していることを特徴とする創薬用マイクロチューブのキャップ。
  2. 前記キャップ全長が、前記整列プレートのピッチの2倍より小さいことを特徴とする請求項1記載の創薬用マイクロチューブのキャップ。
  3. 前記把持部分の長さが、前記挿入部分の長さよりも長いことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の創薬用マイクロチューブのキャップ。
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