JP7376905B2 - 希釈装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施の形態の希釈装置を含む微生物検査システムで行う処理フローの概要を模式的に示すフロー図である。図1では、微生物検査の一例として、一般細菌数(一般性菌数と呼ぶ場合もある)を検査する際の処理フローを示している。微生物検査には、一般細菌数を検査する他、例えば、大腸菌群あるいは大腸菌、黄色ブドウ球菌、または乳酸菌など、特定の菌群または細菌の有無の検査、あるいはこれらの数を測定する検査が含まれる。本実施の形態では、図1に示す希釈工程について特に詳しく説明するが、希釈工程は、多くの微生物検査に含まれる工程である。したがって、以下で説明する希釈工程に係る技術は、一般細菌数の検査以外の種々の検査に適用可能である。
次に、図1に示す希釈工程の詳細、および希釈工程を行う希釈装置について説明する。図2は、図1に示す希釈工程をさらに細分化した詳細な工程を示すフロー図である。図3は、図1に示す希釈工程を自動で実施する希釈装置の外観を示す斜視図である。図4は、図3に示す希釈装置の架台上のレイアウトの一例を示す平面図である。以下で説明する各図には、X方向、Y方向、およびZ方向が必要に応じて記載されている。X方向、Y方向、およびZ方向のそれぞれは、互いに直交する。したがって、Z方向はX-Y平面に対する法線方向、X方向はY-Z平面に対する法線方向、Y方向はX-Z平面に対する法線方向になっている。
まず、図2に示すラック供給工程では、図5に示すラック21を図4に示す希釈装置の試験管ラック搬送機構部20に供給する。図5は、図2に示すラック供給工程で図4に示す試験管ラック搬送機構部に供給される試験管ラックを示す斜視図である。ラック(試験管ラック、パレットと呼ばれる場合がある)21は、行列状に配列された複数の開口部を備える。複数の試験管10は、ラック21に形成された複数の開口部のそれぞれに挿入され、ラック21に保持される。本実施の形態の例では、複数の試験管10は、8行×4列で整列する。各列の先頭行には、検体原液12が入った試験管10Aが配置される。各列の第2行目から第8行目に配置される試験管10B、10C、10D、10E、10F、10G、および10Hのそれぞれは、本工程の段階では、まだ空の試験管10である。
図2に示す処理前試験管搬送工程では、図5に示すラック21から、複数の被処理試験管を図4に示す処理部40に搬送する。被処理試験管とは、図2に示す希釈分注工程、検体液撹拌工程、および検体液分注工程が実施される対象となる試験管のことをいう。例えば、希釈工程を開始して、最初のサイクルでは、図5に示す複数の試験管10のうち、検体原液12が入った複数の試験管10Aと、空の複数の試験管10Bとが処理部40に搬送される。また例えば、第2回目のサイクルでは、10倍希釈検体が入った試験管10Bは、処理部40にそのまま維持され、新たに空の複数の試験管10Cが被処理試験管として処理部40に搬送される。第2回目のサイクルに入る前に、図2に示す処理後試験管搬送工程で、検体原液12の一部を吸引された後の複数の試験管10Aがラック21に戻される。このように、図2に示す希釈分注工程、検体液撹拌工程、および検体液分注工程の各工程が完了し、ラック21に戻された処理後の複数の試験管10は、被処理試験管に含まれない。また、第2回目のサイクルの時、複数の試験管10D~10Hのそれぞれは、処理前の試験管10ではある。ただし、これらの試験管10D~10Hのそれぞれは、第2回目のサイクルにおいて処理対象の試験管10には含まれないので、第2回目のサイクルにおいては被処理試験管には含まれない。
次に、図2に示す希釈液分注工程では、処理部40において、複数の被処理試験管のうち、複数の空の試験管10のそれぞれに希釈液を分注する。ただし、本実施の形態の場合、複数の試験管10のそれぞれは、開口部にキャップ11が取り付けられている。したがって、図9に示すように、希釈液を分注する前に、複数の試験管のうち、希釈液を分注する空の試験管10(図9の例では試験管10B)のキャップ11を試験管10から取り外す。キャップ11の脱着動作は、図6に示す試験管搬送機構部30により行われる。図9は、図8に示す処理部に保持された試験管に取り付けられたキャップを取り外す動作を模式的に示す側面図である。
次に、図2に示す検体液撹拌工程では、図4に示す処理部40において、希釈対象の検体液を含む液が入った複数の被処理試験管のそれぞれを振とうさせ、希釈対象の検体液を含む液を撹拌する。ただし、検体液を撹拌する工程は、図2に示す検体液分注工程において、検体液を吸引する直前に行うことが好ましい。検体液を撹拌した後、検体液を分注するまでの時間が短ければ、良好な撹拌状態の検体液を吸引することができる。この場合、吸引された検体液中に存在する細菌の分散状態を均質化できるので、サンプル毎の誤差を低減することができる。したがって、撹拌処理を行う前に、以下で説明するいくつかの前処理を行う。また、本実施の形態の場合、図2に示す各工程のうち、希釈工程を開始して、最初のサイクルと第2回目以降のサイクルとでは、前処理の内容が異なる。以下、検体液撹拌工程の前処理の内容について順に説明した後、撹拌処理の方法について説明する。図12は、図2に示す検体液撹拌工程において、検体液の入った試験管を振とう動作させる撹拌機構部の構造を示す側面図である。図12では、複数の収容部41の下方に配置された振とう駆動部76を示している。
次に、図2に示す検体液撹拌工程では、図4に示す処理部40において、検体液が入った複数の被処理試験管のそれぞれから検体液を吸引し、かつ、希釈液が分注された後の複数の被処理試験管のそれぞれに検体液を分注する。図14は、図4に示す検体液分注機構部60の斜視図である。なお、図14では、装置の見易さのため、4個のチップ取付け部66のうち、1個だけにチップ82が取り付けられている。ただし、検体液分注工程は、4個のチップ取付け部66のそれぞれにチップ82が取り付けられた状態で実施する。なお、本実施の形態では、4個のチップ82が取り付けられた状態での実施態様を説明するが、1個、2個または3個のチップ82を取り付けた状態で実施する場合もある。
キャップ11が取り付けられた複数の試験管10Aは、処理済の試験管10として、試験管搬送機構部30を介して図5に示すラック21の第1行目に搬送される。また、図2に示すように、第1回目のサイクルにおける処理後試験管搬送工程が終わった後、図5に示すラック21から、新たに複数の空の被処理試験管(例えば図5に示す試験管10C)を図4に示す処理部40に搬送する。以降、図2に示す処理前試験管搬送工程から処理後試験管搬送工程までの各工程を複数回繰り返す。図17に示すように、複数段階で希釈された希釈検体液14を含む複数種類の検体液15が収容されたラック21を得る。図17に示すラック21は、図2に示す処理前試験管搬送工程から処理後試験管搬送工程までの各工程を回繰り返した場合に得られる。図17は、図2に示すラック搬出工程で搬出する希釈処理室の外部に搬出されるラックの例を示す斜視図である。
図2に示すラック搬出工程では、例えば図17に示す処理済の試験管10が保持されたラック21を図4に示す希釈処理室2から外部に搬出する。外部に搬出されたラック21は、例えば、図1に示す検体液分注工程に供される。図4に示す例では、パスボックス8Aの反対側には、ラック21(図17参照)の搬出用のパスボックスが設けられていない。このため、例えば、複数の上部扉4Aのうちの一部を開放して手動で取り出す。上部扉4Aを開放する際には、上記したように、希釈工程を一次停止することが好ましい。
上記した希釈装置および希釈方法に関し、種々の変形例を適用することができる。以下では、代表的な変形例について説明する。図6に示すように、本実施の形態の試験管搬送機構部30の保持部31は、4本の試験管10(図5参照)を同時に保持することが可能な構造になっている。一方、図7に示すように、処理部40に保持される被処理試験管の本数は8本である。このため、図9を用いて説明したように、試験管10からキャップ11を取り外す作業を、試験管搬送機構部30を用いて行う場合、取り外されたキャップ11を把持部33tで保持した状態では、試験管搬送機構部30を他の用途(例えば、他の試験管10に取り付けられたキャップ11の取り外し、あるいは、他の試験管10の搬送など)に利用することができない。そこで、図4に示す希釈処理室2内において、試験管搬送機構部30の搬送部32Bが移動可能な位置に、キャップ11を保持するキャップ保持部が設けられていることが好ましい。
また、別の変形例として、上記した図2に示す検体液分注工程において、図14に示すポンプ部62による吸引および吐出の精度を計測し、計測結果に基づいて調整する始業前点検および校正処理を行ってもよい。この変形例の場合、例えば図4に示す処理部40と、チップラック搬送機構部80との間に、図18に示す計測機構部90が設けられる。図18は、吐出量計測機構部の構成例を模式的に示す説明図である。
い範囲で種々変更可能である。例えば、図2に示す例では、希釈液分注工程、検体液撹拌工程、および検体液分注工程のそれぞれを、図4に示す希釈装置内で実施する実施例を取り上げて説明した。ただし、変形例として、既に希釈液が分注された状態の試験管(すなわち、検体を含まない希釈液が入った前記複数の試験管)を希釈装置に供給し、希釈装置内では検体液撹拌工程と検体液分注工程とを繰り返し行う場合がある。この場合、図4に示す各種の機構部のうち、希釈液分注機構部50は省略できる。また例えば、図5に示す例では、複数の試験管10のそれぞれは、キャップ11が取り付けられた状態で希釈装置に供給される。ただし、変形例として、キャップ11を取り付けない状態で図2に示す各工程を実施する場合がある。この場合、図9等を用いて説明したキャップ11の取り外しおよび取り付けなどの各工程を省略することができる。また、この場合、図4に示す希釈処理室2内には、高いレベルでのクリーンな環境が要求される。
(a)複数の空の試験管および検体液が入った複数の試験管を含む、複数の試験管が行列状に配置された試験管ラックを試験管ラック搬送機構部に供給する工程と、
(b)前記試験管ラックから、希釈対象の検体液が入った第1の複数の被処理試験管および空の第2の複数の被処理試験管を処理部に搬送する工程と、
(c)前記処理部において、前記第2の複数の被処理試験管のそれぞれに希釈液を分注する工程と、
(d)前記(c)工程の後、前記処理部において、前記第1の複数の被処理試験管のそれぞれを振とうさせ、前記検体液を撹拌する工程と、
(e)前記(d)工程の後、前記処理部において、前記第1の複数の被処理試験管のそれぞれから前記検体液を吸引し、かつ、前記第2の複数の被処理試験管のそれぞれに前記検体液を分注する工程と、
(f)前記(e)工程の後、前記検体液が吸引された後の前記第1の複数の被処理試験管を前記試験管ラックに搬送する工程と、
(g)前記(f)工程の後、前記試験管ラックから、新たに空の第3の複数の被処理試験管を前記処理部に搬送する工程と、
を含む、希釈方法。
(a)希釈液が入った複数の試験管および検体液が入った複数の試験管を含む、複数の試験管が行列状に配置された試験管ラックを試験管ラック搬送機構部に供給する工程と、
(b)前記試験管ラックから、希釈対象の検体液が入った第4の複数の被処理試験管および希釈液が入った第5の複数の被処理試験管を処理部に搬送する工程と、
(c)前記処理部において、前記第4の複数の被処理試験管のそれぞれを振とうさせ、前記検体液を撹拌する工程と、
(d)前記(c)工程の後、前記処理部において、前記第4の複数の被処理試験管のそれぞれから前記検体液を吸引し、かつ、前記前記第5の複数の被処理試験管のそれぞれに前記検体液を分注する工程と、
(e)前記(d)工程の後、前記検体液が吸引された後の前記第4の複数の被処理試験管を前記試験管ラックに搬送する工程と、
(f)前記(e)工程の後、前記試験管ラックから、新たに希釈液が入った第6の複数の被処理試験管を前記処理部に搬送する工程と、
を含む、希釈方法。
3 収容室
4A 上部扉
4B 側壁
5 ファンフィルタユニット
6A 下部扉
6B 側壁
7 架台
8A,8B パスボックス
8B パスボックス
8d 扉
8p 間仕切り
10,10A,10B,10C,10D,10E,10F,10G,10H 試験管
10c,41c,77c 中心
11 キャップ
11d,33d,42d,55d,71d,82d 矢印
12 検体原液(検体液)
13 希釈液
14 希釈検体液
15 検体液
16 液体
20 試験管ラック搬送機構部
21 ラック(試験管ラック)
30 試験管搬送機構部
31 保持部
32,32A,32B 搬送部
33 ピン
33t 把持部
34 開閉駆動部
40 処理部
41,41A,41B 収容部
42 押さえ部
50 希釈液分注機構部
51 希釈液用ノズル部
52 ポンプ部
53 希釈液吐出ノズル
54 タンク
55A,55B 搬送部
56 ポンプ
57 センサ
60 検体液分注機構部
61 センサ
62 ポンプ部
63 ポンプ搬送部
64 ガイドレール
65 モータ
66 チップ取付け部
67 排気動作を行うポンプ
70 撹拌機構部
71 支持部
71B 基材
71H 開口部
72 ローラ
73 シャフト
74 エアシリンダ
75 ガイドレール
76 振とう駆動部
76D シャフト
77 偏心回転板
80 チップラック搬送機構部
80A,80B パスボックス
81 チップラック
82 チップ
90 計測機構部
91A,91B 容器
92A,92B 計量機(天秤)
COM1,COM2 コンピュータ
DA1 希釈装置
P1,P2 中心間距離
RA1 軸
Claims (8)
- 行列状に配列された複数の試験管を保持することが可能な試験管ラックを搬送する機構を備えた試験管ラック搬送機構部と、
複数の被処理試験管のそれぞれの一部分を収容する複数の収容部を備える処理部と、
試験管を保持可能な保持部、および前記保持部を搬送する搬送部を備え、前記複数の被処理試験管を前記試験管ラックから前記処理部の複数の収納部に搬送する試験管搬送機構部と、
前記処理部において、前記複数の収納部に収容された前記複数の被処理試験管のうち、希釈対象の検体液が入った前記複数の被処理試験管のそれぞれから前記検体液を吸引し、かつ、前記複数の収容部に収容された前記複数の被処理試験管のうち、検体を含まない希釈液が入った前記複数の被処理試験管のそれぞれに前記検体液を分注する機構を備えた検体液分注機構部と、
前記処理部において、前記検体液が入った前記複数の被処理試験管のそれぞれを前記複数の収容部に収容された状態で振とうさせ、前記検体液を撹拌する機構を備えた撹拌機構部と、
を有し、
前記撹拌機構部は、
前記複数の収容部のそれぞれが振とう動作を行うように駆動する振とう駆動部と、
前記複数の収容部の上方に位置し、前記振とう動作の実施中に前記複数の収容部のそれぞれに収容された試験管の一部分を支持する支持部と、
を備え、
前記支持部は、昇降動作が可能な状態で、前記複数の収容部の上方に取り付けられ、
前記試験管搬送機構部は、前記支持部が第1位置に下降した状態で前記複数の収容部に前記被処理試験管をそれぞれ配置し、
前記複数の収容部のそれぞれは、前記支持部が前記第1位置より上方の第2位置まで上昇した状態で前記振とう動作を行う、希釈装置。 - 請求項1に記載の希釈装置において、
前記処理部において、前記複数の収納部に収容された前記複数の被処理試験管のうち、複数の空の試験管のそれぞれに希釈液を分注する機構を備えた希釈液分注機構部、
をさらに有する、希釈装置。 - 請求項2に記載の希釈装置において、
前記複数の試験管のそれぞれは、開口部がキャップで覆われた状態で前記試験管ラックに保持され、
前記キャップは、前記複数の試験管のそれぞれが、前記処理部の前記複数の収容部に配置されている時、前記試験管搬送機構部により脱着され、
前記キャップを前記複数の試験管のそれぞれから脱着する動作は、前記支持部が前記第2位置より下方に下降した状態で実施される、希釈装置。 - 請求項3に記載の希釈装置において、
前記処理部は、
前記キャップを前記複数の試験管のそれぞれから脱着する際に、前記複数の試験管のそれぞれの一部分を抑えることで、前記複数の試験管のそれぞれを前記収容部内に保持する押さえ部を備える、希釈装置。 - 請求項1において、
前記複数の収容部のそれぞれに収容された複数の被処理試験管のうち、互いに隣り合う被処理試験管の中心間距離は、前記試験管ラックに収容される前記複数の試験管の中心間距離と同じである、希釈装置。 - 請求項1に記載の希釈装置において、
前記撹拌機構部の前記複数の収容部は、
第1方向に沿って配列される複数の第1収容部と、
前記第1方向に沿って配列され、かつ、前記第1方向と交差する第2方向において、前記複数の第1収容部のそれぞれと隣り合う複数の第2収容部と、
を含み、
前記複数の第1収容部および前記複数の第2収容部のいずれか一方に、前記検体を含まない希釈液が入った被処理試験管が配置される場合、前記複数の第1収容部および前記複数の第2収容部の他方には、前記検体液を含む液が入った前記複数の被処理試験管が配置される、希釈装置。 - 請求項1に記載の希釈装置において、
前記検体液分注機構部は、前記処理部に保持された前記複数の被処理試験管に入った前記検体液のそれぞれの液面を検知する複数の液面検知センサと、
前記検体液の吸引、および前記検体液の分注を行う複数のポンプ部と、
前記複数のポンプ部を昇降動作させるポンプ搬送部と、
を有し、
前記ポンプ搬送部は、前記複数のポンプ部のそれぞれに、互いに独立して昇降動作可能な状態で接続される、希釈装置。 - 請求項7に記載の希釈装置において、
前記検体液分注機構部の前記ポンプ部による液体の吸引量および前記液体の吐出量の少なくとも一方を計測する計測機構部、を更に有する、希釈装置。
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