JPWO2016002032A1 - 前処理装置 - Google Patents
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Abstract
前処理装置は試料ごとに用意された前処理キットを用い、前処理項目に対応して設けられた複数の処理ポートに前処理キットを設置して、所定の前処理項目を実行する。前処理キットを保持して搬送する搬送部や各処理ポートにおいて前処理項目を実行する処理部の動作を制御する制御部は、処理状況管理手段、ランダムアクセス手段及び前処理手段を備えている。ランダムアクセス手段は、前処理キットに収容されている試料に対して実行すべき前処理項目に対応する前処理ポートの空き状況を確認し、その前処理項目に対応する処理ポートとして空いている処理ポートがあるときはその前処理キットを該処理ポートに設置するように構成されている。前処理手段は、処理ポートに前処理キットが設置されたときにその前処理キット内の試料に対し対応する前処理項目を実行する。
Description
本発明は、例えば全血、血清、血漿、ろ紙血、尿などの生体由来試料に含まれる成分のうち、分析に不要な特定成分を除去して必要成分を試料として抽出する抽出処理などの前処理を自動的に実行する前処理装置に関するものである。
生体試料などの試料の定量分析などを実行する際、その生体試料から分析に不要な特定成分を除去して必要成分を試料として抽出する処理や、抽出された試料の濃縮や乾固をする乾固処理を行なう必要がある場合がある。かかる前処理を自動的に実行する前処理装置として、従来から種々のものが提案され、実施されている(例えば、特許文献1参照。)。
例えば特許文献1では、試料を通液させることによって特定成分を分離させる分離剤を保持した複数のカートリッジを共通の搬送機構で保持し、搬送機構によってそれらのカートリッジを所定位置に設けられた圧力負荷機構に順次配置し、圧力負荷機構においてカートリッジに圧力を負荷することで試料の抽出を行なうことが開示されている。この場合、カートリッジからの抽出液を受ける複数の抽出液受けを、カートリッジの下方でカートリッジとは別の搬送機構によってカートリッジとは相対的に移動させ、圧力負荷機構に順次配置していくことで、試料の抽出が連続的に行なわれる。
上記の方式では、圧力負荷機構において試料の抽出処理が行なわれている間はカートリッジや抽出液受けの搬送機構を動かすことができないので、スループットを向上させるには限界がある。これは、圧力負荷機構の数を増加させても同じである。
そこで、本発明は、複数の試料に対する前処理のスループットを向上させることを目的とするものである。
本発明にかかる前処理装置は、試料ごとに用意され試料を収容するための内部空間を有する前処理キットを保持する保持部を有し、その保持部を移動させて前処理キットを搬送する搬送機構と、前処理キットを保持部の軌道に沿う位置に配置する前処理キット設置部と、保持部の軌道に沿った複数の箇所に設けられた前処理キットを設置するための処理ポートであって、試料に対して実行すべき前処理項目に対応して設けられた処理ポートと、各処理ポートに設置された前処理キット内の試料に対し対応する前処理項目を実行する処理部と、搬送機構、前処理キット設置部及び処理部の動作を制御する制御部と、を備えている。制御部は、処理状況管理手段、ランダムアクセス手段及び前処理手段を備えている。処理状況管理手段は、各処理ポートにおいて実行されている前処理の実行状況及び各処理ポートの空き状況を管理する。ランダムアクセス手段は、前処理キットに収容されている試料に対して実行すべき前処理項目に対応する前処理ポートの空き状況を確認し、その前処理項目に対応する処理ポートとして空いている処理ポートがあるときはその前処理キットを該処理ポートに設置するように構成されている。前処理手段は、処理ポートに前処理キットが設置されたときにその前処理キット内の試料に対し対応する前処理項目を実行する。
本発明の前処理装置は、試料ごとに用意された前処理キットを用い、搬送機構の保持部の軌道に沿った複数の箇所に、試料に対して実行すべき前処理項目に対応して処理ポートが設けられており、前処理キットに収容されている試料に対して実行すべき前処理項目に対応する前処理ポートの空き状況を確認し、その前処理項目に対応する処理ポートとして空いている処理ポートがあるときはその前処理キットを該処理ポートに設置してその前処理項目を実行するように構成されているので、複数の試料の前処理をそれぞれ個別に同時並行的に実行することができる。これにより、前処理のスループットが向上する。
本発明の前処理装置において用いられる前処理キットは、試料を収容する内部空間を有し、その内部空間内に試料を通液させて試料中の特定成分を試料から分離させる分離剤又は分離膜、及び分離剤又は分離膜の下方に設けられ分離剤又は分離膜を通液した試料を抽出する抽出口を有する分離デバイスと、分離デバイスと着脱される回収容器であって、分離デバイスと装着されたときに分離デバイスの下部を収容して抽出口より抽出される試料を回収する内部空間を有する回収容器と、からなるものであることが好ましい。その場合、分離デバイスの下部が回収容器に収容された状態の前処理キットを設置するための処理ポートとしての複数の濾過ポートと、濾過ポートに設置された分離デバイス内の試料が分離剤又は分離膜を通じて抽出口から回収容器内へ抽出されるように、濾過ポートに設置された前処理キット内の試料に対して圧力を負荷する処理部としての圧力負荷部と、をさらに備えている。これにより、複数設けられた濾過ポートにおいて試料ごとに抽出を行なうことができ、試料抽出のスループットを向上させることができる。
また、特許文献1に開示された構成では、抽出液受けが常にカートリッジの下方に配置された状態であるため、抽出液受けに抽出された試料を採取することが容易でなく、抽出試料を採取するためにさらに複雑な機構が必要となる。これに対し、本発明にかかる前処理キットを分離デバイスと回収容器によって構成し、回収容器を分離デバイスに対して着脱可能とすることで、分離デバイスから回収容器に試料を抽出した後、回収容器を分離デバイスから離脱させて取り扱うことができるので、抽出した試料の回収が容易になる。
分離デバイスと回収容器のそれぞれは、外周面から周方向へ広がる鍔部を有し、搬送機構は、保持部が分離デバイス及び回収容器のそれぞれの鍔部と係合して分離デバイス及び回収容器のそれぞれを別々に保持して搬送し得るように構成されていることが好ましい。そうすれば、搬送機構の保持部が簡単な構成で分離デバイスと回収容器のそれぞれを別々に搬送することができる。
複数の濾過ポートが設けられている場合の好ましい実施の態様としては、濾過ポートに優先順位が設定されており、ランダムアクセス手段は、複数の濾過ポートに空きがあるときに、優先順位の高い濾過ポートから順に使用するように構成されている。これにより、複数の濾過ポートに空きがあるときにそれらのうちいずれの濾過ポートを使用すべきかの判断が容易になる。
試料溶液を収容した分離デバイスを設置するための処理ポートとしての撹拌ポートと、撹拌ポートに設置された分離デバイスを水平面内において周期的に運動させることにより該分離デバイス内の試料溶液を撹拌する処理部としての撹拌機構と、をさらに備えていることが好ましい。そうすれば、分離デバイス内の試料溶液の撹拌を自動的に行なうことができる。
撹拌ポートが複数設けられており、撹拌機構は各撹拌ポートごとに個別に設けられていることが好ましい。そうすれば、試料の撹拌を行なうべき場合に、撹拌ポートに空きがあればその撹拌ポートに分離デバイスが搬送され、各撹拌ポートにおいて試料の撹拌が独立して実行されるので、複数の試料の撹拌を同時並行的にかつ独立したタイミングで行なうことができ、試料の前処理のスループットが向上する。
分離デバイスから抽出された試料を収容した回収容器を設置するための転送ポート、及び転送ポートを該前処理装置の外部へ移動させるポート移動機構を有し、転送ポートに設置された回収容器を該前処理装置の外部に配置することにより、該前処理装置に隣接して設けられた試料注入装置が回収容器から試料を吸入することを可能にする試料転送部をさらに備えていることが好ましい。そうすれば、前処理の終了した試料を該前処理装置に隣接する試料注入装置によって自動的に採取することができるようになり、試料の前処理から分析までを自動化することができる。
濾過ポートに設置されている回収容器内に乾固ガスを個別に供給する乾固機構を処理部として備え、前処理手段は、濃縮又は乾固を必要とする試料の抽出処理の後、回収容器内の試料に乾固ガスを吹き付ける乾固処理を実行するように構成されていることが好ましい。そうすれば、回収容器への試料の抽出に引き続いて試料の乾固や濃縮を濾過ポートにおいて実行することができ、前処理の効率が向上する。
乾固機構の好ましい実施の態様は、各濾過ポートに対応して設けられ先端から乾固ガスを噴出する複数の乾固ガス供給ノズルを備え、前処理手段は、乾固処理として、乾固ガス供給ノズルを搬送機構によって対応する濾過ポートの回収容器の上面開口上に配置し、乾固ガス供給ノズルの先端から回収容器内の試料に対して乾固ガスを吹き付けるように構成されているものである。これにより、回収容器内の試料に乾固ガスを吹き付けるための乾固ガス供給ノズルを専用の機構を設けることなく搬送機構によって回収容器上に配置することができるため、装置構成の複雑化や大型化を防止することができる。
保持部の軌道に沿う位置に設けられ、未使用の分離デバイスを設置するための分注ポートと、試料を収容した複数の試料容器を保持し、試料容器を水平面内で移動させて所望の試料容器を所定のサンプリング位置に配置する試料設置部と、サンプリング位置に配置された試料容器から試料を吸入し、分注ポートに設置された分離デバイスに試料を分注するサンプリング部と、をさらに備えていることが好ましい。そうすれば、分析者が手作業で分離デバイスに試料を分注する必要がない。
上記サンプリング部の好ましい実施の態様は、試料の吸入と分注を行なうノズルをその先端が鉛直下方向を向くように先端側で保持し、水平面内において基端部を中心に回転することによって前記ノズルが円弧状の軌道を描くようにノズルを移動させるサンプリングアームにより構成されているものである。
試料に添加すべき試薬を収容した複数の試薬容器を保持し、試薬容器を水平面内で移動させて所望の試薬容器を所定の試薬採取位置に配置する試薬設置部と、試薬採取位置に配置された試薬容器から試薬を吸入し、分注ポートに設置された分離デバイスに試薬を分注する試薬添加部と、をさらに備えていることが好ましい。そうすれば、分離デバイスに試料を分注した分注ポートにおいて試料に対する試薬の添加も自動的に行なわれるので、前処理のスループットがさらに向上する。
上記試薬添加部の好ましい実施の態様は、試薬の吸入と分注を行なうノズルをその先端が鉛直下方向を向くように先端側で保持し、水平面内において基端部を中心に回転することによってノズルが円弧上の軌道を描くようにノズルを移動させる試薬アームにより構成されているものである。
搬送機構の好ましい実施の態様は、先端側に保持部を備え、水平面内において基端部を中心に回転することによって保持部が円弧状の軌道を描くように保持部を移動させる搬送アームにより構成されているものである。
前処理装置の一実施例について図1を用いて説明する。
この実施例の前処理装置1は、用意された分離デバイス50と回収容器54の組からなる前処理キットを試料ごとに一組用いて必要な前処理項目を実行する。前処理装置1には、各前処理項目を実行するための複数の処理ポートが設けられており、試料を収容した前処理キットをいずれかの処理ポートに設置することで、その前処理キットに収容された試料に対し各処理ポートに対応する前処理項目が実行されるようになっている。各処理ポートについては後述する。前処理項目とは、分析者が指定した分析項目を実行するために必要な前処理の項目である。
前処理キットをなす分離デバイス50及び回収容器54は、搬送機構をなす搬送アーム24によって搬送される。搬送アーム24は先端側に分離デバイス50及び回収容器54を保持するための保持部25を有し、保持部25が円弧状の軌道を描くようにその基端部を保持する鉛直軸29を回転中心として水平面内において回転する。分離デバイス50及び回収容器54の搬送先である各処理ポートやその他のポートは、すべて保持部25が描く円弧状の軌道に沿って設けられている。
試料を収容した試料容器6を設置するための試料設置部2が設けられ、その近傍に試料設置部2に設置された試料容器から試料を採取するためのサンプリング部であるサンプリングアーム20が設けられている。試料設置部2には複数の試料容器6を保持するサンプルラック4が円環状に設置される。試料設置部2はサンプルラック4をその周方向に移動させるように水平面内において回転し、試料設置部2の回転によって所望の試料容器6が所定のサンプリング位置に配置されるようになっている。サンプリング位置とは、サンプリングアーム20の先端のサンプリングノズル20aの軌道に沿った位置であって、サンプリングノズル20aにより試料を採取する位置である。
サンプリングアーム20は、基端部を鉛直軸22が貫通し、軸22を中心とする水平面内での回転動作及び軸22に沿った鉛直方向への上下動を行なう。サンプリングノズル20aはサンプリングアーム20の先端側でその先端が鉛直下方向を向くように保持されており、サンプリングアーム20によって水平面内における円弧状の軌道を描く移動と鉛直方向への上下動を行なう。
サンプリングノズル20aの軌道上で、かつ搬送アーム24の保持部25の軌道上の位置に分注ポート32が設けられている。分注ポート32は未使用の分離デバイス50に対してサンプリングノズル20aが試料を分注するためのポートである。未使用の分離デバイス50は搬送アーム24によって分注ポートに設置される。
試料設置部2の内側に、試薬容器10を設置するための試薬設置部8が設けられ、試薬設置部8に設置された試薬容器から試薬を採取するための試薬アーム26(試薬添加部)が設けられている。試薬アーム26は基端が搬送アーム24と共通の鉛直軸29によって支持されており、水平面内において回転するとともに上下動を行なうようになっている。試薬アーム26の先端部にその先端が鉛直下方向を向くようにして試薬添加ノズル26aが設けられており、試薬添加ノズル26aは搬送アーム24の保持部25と同一の円弧状の軌道を描く水平面内の移動と上下動を行なう。
試薬設置部8は試料設置部2とは独立して水平面内で回転する。試薬設置部8には複数の試薬容器10が円環状に配置され、試薬設置部8が回転することによって試薬容器10がその回転方向に搬送され、所望の試薬容器10が所定の試薬採取位置に配置されるようになっている。試薬採取位置とは、試薬アーム26の試薬添加ノズル26aの軌道に沿った位置であって、試薬添加ノズル26aにより試薬の採取を行なうための位置である。試薬添加ノズル26aは所定の試薬を吸入した後、分注ポート32に設置された分離デバイス50に対して吸入した試薬を分注することで、試料への試薬の添加を行なうものである。
試料設置部2や試薬設置部8とは異なる位置に、前処理キット設置部12が設けられている。前処理キット設置部12は、未使用の分離デバイス50と回収容器54が重ねられた状態の複数組の前処理キットを円環状に設置するようになっている。前処理キット設置部12は水平面内において回転して前処理キットを円周方向に移動させ、任意の一組の前処理キットを搬送アーム24の保持部25の軌道に沿った位置に配置する。搬送アーム24は、保持部25の軌道に沿った位置に配置された未使用の分離デバイス50又は回収容器54を保持することができる。
前処理キット設置部12には、異なる分離性能をもつ分離剤が設けられた複数種類(例えば2種類)の分離デバイス50を分析者が設置しておくことができる。これらの分離デバイス50は試料の分析項目に応じて使い分けられ、分析者によって指定された分析項目に応じた分離デバイス50がこの前処理キット設置部12によって選択される。適当な分離デバイス50の選択は、この前処理装置1の動作を制御している制御部が行なう。制御部については後述する。ここでの分析項目とは、この前処理装置1で前処理の施された試料を用いて引き続いて行なわれる分析の種類である。そのような分析を実行する分析装置としては、例えば液体クロマトグラフ(LC)や液体クロマトグラフ−質量分析計(LC/MS)などが挙げられる。
前処理キットをなす分離デバイス50及び回収容器54について、図2A、図2B及び図2Cを用いて説明する。
分離デバイス50は、図2Aに示されているように、試料や試薬を収容する内部空間50aを有する円筒状の容器である。内部空間50aの底部に分離剤52が設けられている。分離剤52とは、試料を通液させて特定成分と物理的又は化学的に反応することで、試料中の特定成分を選択的に分離させる機能を有するものである。分離剤52としては、例えばイオン交換樹脂、シリカゲル、セルロース、活性炭などを用いることができる。なお、分離剤52に代えて同様の特性を有する分離膜を用いることもできる。分離膜としてはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)膜、ナイロン膜、ポリプロピレン膜、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)膜、アクリル共重合体膜、混合セルロース膜、ニトロセルロース膜、ポリエーテルスルホン膜、イオン交換膜、グラスファイバー膜などを用いることができる。
分離デバイス50の上面に試料や試薬を注入するための開口50bが設けられ、下面に分離剤52を通液した液を抽出するための抽出口50dが設けられている。外周面の上部に、後述する搬送アーム24の保持部25を係合させるために周方向へ突出した鍔部50cが設けられている。
鍔部50cの下方に、周方向へ突起し、そこから下方へ一定距離だけ延びて外周面の周囲を取り囲むスカート部51が設けられている。後述するが、スカート部51は、処理部28の濾過ポート30に回収容器54とともに収容されたときに、濾過ポート30の縁に密接することによってスカート部51の内側の空間を密閉空間にするためのものである。
回収容器54は、図2B及び図2Cに示されているように、分離デバイス50の下部を収容し、分離デバイス50の抽出口50dから抽出された抽出液を回収する円筒状の容器である。上面に分離デバイス50の下部を挿入させる開口50bを有し、内部に分離デバイス50のスカート部51よりも下側の部分を収容する空間54aを有する。外周面の上部に、分離デバイス50と同様に、搬送アーム24の保持部25を係合させるために周方向へ突出した鍔部54cが設けられている。
回収容器54の上部は、分離デバイス50に装着されたときにスカート部51の内側に入り込む。分離デバイス50の外径と回収容器54の内径は、回収容器54の内部空間54aに分離デバイス50が収容されたときに、分離デバイス50の外周面と回収容器54の内周面との間に僅かな隙間が生じるように設計されている。前処理キット設置部12には、分離デバイス50と回収容器54が、分離デバイス50の下部が回収容器54に収容された状態(図2Cの状態)で設置される。
次に、搬送アーム24の保持部25の構造について図3を用いて説明する。
保持部25は、分離デバイス50の鍔部50cや回収容器54の鍔部54cを保持する2本の指部46を備えている。指部46は搬送アーム24の先端部において搬送アーム24に対して略垂直な方向でかつ水平方向へ突起している。2本の指部46は互いに間隔をもって設けられており、互いがコイルバネ47によって連結されている。2本の指部46は自在に水平方向に開閉することができ、互いの間に挟んだ分離デバイス50及び回収容器54の鍔部50c又は54cをコイルバネ47の弾性力によって保持することができる。両指部46の内側側面に、鍔部50c又は54cの側縁部をスライド可能に保持する溝46aが設けられている。
両指部46の内側側面は、両指部46の間の間隔が、先端部で分離デバイス50及び回収容器54の胴体部分の外径よりも小さく、先端部と基端部の間の位置(保持位置という。)で分離デバイス50及び回収容器54の胴体部分の外径と同程度又はそれよりも大きくなるように、湾曲した形状となっている。また、両指部46の先端部の内側側面は、指部46を分離デバイス50又は回収容器54に押し付けたときにこの先端部が分離デバイス50又は回収容器54の形状に沿って摺動するように、滑らかに湾曲した形状になっている。かかる形状により、搬送アーム24を反時計回り(左回り)に回転させながら指部46を分離デバイス50又は回収容器54に押し付けるだけで、指部46が分離デバイス50又は回収容器54の胴体部分の周面に沿って自動的に開き、分離デバイス50又は回収容器54が指部46の先端部と基端部の間の保持位置にきたときに指部46がコイルバネ47の弾性力によって自動的に閉じ、分離デバイス50又は回収容器54を安定的に保持することができる。
保持した分離デバイス50又は回収容器54をいずれかのポートに設置する際は、保持した分離デバイス50又は回収容器54の下部を設置先のポートに収容した状態で搬送アーム24を時計回り(右回り)に回転させるだけである。分離デバイス50又は回収容器54をポートに収容した状態で搬送アーム24を時計回りに回転させると、両指部46の内側の湾曲した側面形状により指部46が分離デバイス50又は回収容器54の胴体部分の周面に沿って自動的に開き、分離デバイス50又は回収容器54の保持が解除される。
保持部25がかかる構造をとるため、分離デバイス50又は回収容器54の搬送動作は、以下のようにして行なう。
まず、搬送対象の分離デバイス50又は回収容器54の鍔部50c又は54cの側方に指部46を配置し、鍔部50c又は54cを両指部46の内側側面の溝46aに沿ってスライドさせるように搬送アーム24を反時計回りへ回転させる。これにより、保持部25が分離デバイス50又は回収容器54の鍔部50c又は54cを安定的に保持する。その後、搬送アーム24を移動させて搬送先のポートに分離デバイス50又は回収容器54を設置する。
搬送先のポートに分離デバイス50又は回収容器54を設置した後、搬送アーム24を時計回りへ回転させることにより分離デバイス50又は回収容器54の保持を解除する。これにより、分離デバイス50又は回収容器54の搬送が完了し、搬送先のポートに分離デバイス50又は回収容器54が設置される。
図1に戻って説明を続ける。前処理キットを収容して特定の前処理項目を実行するための処理ポートとして、濾過ポート30、撹拌ポート36a、分離デバイス50用の温調ポート38及び回収容器54用の温調ポート40が設けられている。濾過ポート30は前処理キット設置部12の内側の2ヶ所の位置に設けられている。撹拌ポート36aは、前処理キット設置部12の近傍に設けられた撹拌部36に3つ設けられている。温調ポート38及び40はそれぞれ4つずつ円弧上に並んで配置されている。
濾過ポート30には圧力負荷部としての負圧負荷機構55(図4A及び図4B参照。)が接続されており、濾過ポート30に設置された前処理キットに対して負圧を付加するように構成されている。撹拌部36は各撹拌ポート36aを個別に水平面内で周期的に動作させる機構を有し、各撹拌ポート36aに配置された分離デバイス50内の試料溶液を撹拌するものである。温調ポート38及び40は、例えばヒータとペルチェ素子により温度制御された熱伝導性のブロックに設けられ、分離デバイス50又は回収容器54を収容して分離デバイス50又は回収容器54の温度を一定温度に調節するものである。
濾過ポート30について図4A及び図4Bを用いて説明する。
濾過ポート30は、回収容器54に分離デバイス50の下部が収容された状態の分離デバイス50及び回収容器54を収容する凹部によって構成されている。濾過ポート30の縁に弾力性を有するリング状の封止部材60が設けられている。封止部材60の材質は、例えばシリコーンゴムやEPDM(エチレン-プロピレン-ジエンゴム)などの弾性材料である。図4Bに示されているように、濾過ポート30に回収容器54に分離デバイス50の下部が収容された状態の分離デバイス50及び回収容器54が収容されたときに、分離デバイス50のスカート部51の下端が封止部材60に当接し、スカート部50の内側側面と濾過ポート30の内側側面によって囲まれた空間が密閉される。
濾過ポート30の内側側面は流路56を介して負圧負荷機構55と接続されている。負圧負荷機構55の具体的な構成については後述するが、負圧負荷機構55は真空ポンプによって濾過ポート30側に負圧を負荷するものである。
濾過ポート30に分離デバイス50及び回収容器54が収容された状態で負圧負荷機構55によってその濾過ポート30に負圧を負荷することで、スカート部50の内側側面と濾過ポート30の内側側面によって囲まれた空間が減圧状態となる。この減圧状態の空間には回収容器54の内部空間54aが通じている。分離デバイス50の上面は大気開放されているため、分離デバイス50の内部空間50aと回収容器54の内部空間54aとの間に分離剤52を介して圧力差が生じ、分離デバイス50の内部空間50aに収容されている試料溶液のうち分離剤52を通過することができる成分のみがその圧力差によって回収容器54の内部空間54a側へ抽出される。
負圧負荷機構55の一例を図5に示す。
2つの濾過ポート30は共通の真空タンク66に接続されている。各濾過ポート30と真空タンク66の間を接続するそれぞれの流路57は、圧力センサ62及び3方バルブ64を備えている。圧力センサ62により濾過ポート30の圧力が検知される。3方バルブ64は、濾過ポート30と真空タンク62の間を接続した状態、流路57のうち濾過ポート30側を大気開放した状態(図の状態)、又は流路57のうち濾過ポート30側の端部を密閉した状態のいずれかの状態にすることができる。
真空タンク66には、圧力センサ68が接続されているとともに、3方バルブ70を介して真空ポンプ58が接続されており、必要に応じて真空タンク66に真空ポンプ58を接続し、真空タンク66内の圧力を調節することができる。
いずれかの濾過ポート30において試料の抽出処理を実行する際は、その濾過ポート30と真空タンク66の間を接続し、その濾過ポート30の圧力を検知する圧力センサ62の値が所定値になるように調節した後、流路57のうち濾過ポート30側の端部を密閉した状態にする。これにより、濾過ポート30内が密閉系となり、濾過ポート30内の減圧状態が維持され、試料の抽出が行なわれる。
次に、攪拌部36の構造について図6A及び図6Bを用いて説明する。図6A及び図6Bは撹拌部36の一つの撹拌ポート36aについて示している。
攪拌部36の撹拌ポート36aは分離デバイス50を収容する容器である。撹拌ポート36aはその下方に設けられた撹拌機構によって駆動される。
撹拌ポート36aを駆動する撹拌機構について説明する。撹拌ポート36aの下方に回転体76が配置され、回転体76の上面の中心からずれた位置に鉛直向きに配置された駆動軸74が取り付けられている。駆動軸74の上端は撹拌ポート36aの下面に設けられた支持穴72に挿入されている。回転体76はモータ80によって回転させられる回転軸78に支持されており、モータ80の駆動により回転体76が回転し、それに伴なって駆動軸74が水平面内で旋回するようになっている。
モータ80に支持フレーム82が取り付けられている。支持フレーム82はモータ80側から鉛直上向きに延びた側壁を有し、その側壁の上端に例えばコイルバネなどの弾性部材83の一端が取り付けられている。弾性部材83の他端は撹拌ポート36aの上部外面に取り付けられており、撹拌ポート36aの上部を弾性的に保持している。弾性部材83は撹拌ポート36aの周囲の均等な複数箇所(例えば4箇所)に設けられている。
撹拌ポート36aに試料と試薬を収容した分離デバイス50を収容してモータ80を駆動すると、図6Bに示されているように、駆動軸74が水平面内で旋回することにより、回収容器72の下端部がそれに伴なって旋回する。これにより、撹拌ポート36aに収容された分離デバイス50内が攪拌され、試料と試薬が混合される。
図1に戻って、この前処理装置1は回収容器54に抽出された試料をこの前処理装置1に隣接配置された試料注入装置(例えば、オートサンプラなど)側へ転送するための試料転送部42を、筐体側縁部に備えている。試料転送部42はラックピニオン機構を有する駆動機構により水平面内で一方向(図1の矢印の方向)へ移動する移動部44を備えている。移動部44の上面に、抽出試料を収容する回収容器54を設置するための転送ポート43が設けられている。
試料注入装置側への試料の転送を行なっていないときは、転送ポート43が搬送アーム24の保持部25の軌道に沿う位置(図の実践で示されている位置)に配置され、この位置において、搬送アーム24による転送ポート43への回収容器54の設置や転送ポート43からの回収容器54の回収が行われる。
試料注入装置側への試料の転送を行なう際は、抽出試料を収容した回収容器54が転送ポート43に設置された後、移動部44がこの前処理装置1の外側方向へ移動し、転送ポート43が隣接する試料注入装置側の位置(図の破線で示されている位置)に配置される。この位置において、試料注入装置に設けられたサンプリング用のノズルが回収容器54内の試料を吸入する。試料注入装置による試料吸入が終了すると、移動部44は元の位置(図の実践で示されている位置)に戻り、搬送アーム24によって回収容器54が回収される。使用済みの回収容器54は、搬送アーム24によって廃棄ポート34に搬送されて廃棄される。
この前処理装置1は、分注ポート32の近傍で搬送アーム24の保持部25の軌道に沿う位置に、使用済みの分離デバイス50及び回収容器54を廃棄するための廃棄ポート34を備えている。また、サンプリングノズル20aの軌道に沿う位置に、サンプリングノズル20aの洗浄を行なうための洗浄ポート45を備えている。図示は省略されているが、試薬ノズル26aの軌道に沿う位置に、試薬ノズル26aの洗浄を行なうための洗浄ポートが設けられている。
次に、前処理装置1の制御系統について図7を用いて説明する。以下の説明おいて「ポート」とは、分離デバイス50又は回収容器54が設置される濾過ポート30、分注ポート32、撹拌ポート36a、温調ポート38,40及び転送ポート43のうちのいずれかのポートを意味する。
前処理装置1に設けられている試料設置部2、試薬設置部8、前処理キット設置部12、サンプリングアーム20、搬送アーム24、試薬アーム26、攪拌部36、試料転送部42、及び負圧負荷機構55の動作は、制御部84により制御される。制御部84は、前処理装置1内に設けられたコンピュータ及びそのコンピュータによって実行されるソフトウェアによって実現される。制御部84には、例えばパーソナルコンピュータ(PC)や専用のコンピュータによって実現される演算処理装置86が接続されており、分析者は演算処理装置86を介してこの前処理装置1を管理する。演算処理装置86には、前処理装置1で前処理が施された試料の分析を行なう液体クロマトグラフなどの分析装置(図示は省略。)やその分析装置への試料の注入を行なう試料注入装置90が接続されており、それらの装置が前処理装置1の動作と連動するようになっている。
制御部84は、前処理手段84a、処理状況管理手段84b及びランダムアクセス手段84cを備えている。これらの各手段は、制御部84をなすコンピュータがソフトウェアを実行することによって得られる機能である。既述のように、試料設置部2には複数の試料容器が設置されており、それらの試料容器に収容されている試料が分離デバイス50に順次分注され、その試料に対して実行されるべき前処理項目に対応したポートに搬送される。
ランダムアクセス手段84cは、各試料に対して次に行なうべき処理項目を確認し、その処理項目に対応したポートの空き状況を確認し、空きがあればその試料を収容した分離デバイス50又は回収容器54をそのポートへ搬送するように構成されている。また、その処理項目に対応するポートに空きがない場合には、そのポートが空き次第、対象の分離デバイス50又は回収容器54をそのポートへ搬送する。ランダムアクセス手段84cは、各ポートにおける処理の状況を確認し、そのポートでの処理が終了した分離デバイス50を次の処理を行なうためのポートに搬送するように搬送アーム24を制御するように構成されている。
処理状況管理手段84bは、各ポートの空き状況や各ポートでの処理状況を管理するように構成されている。各ポートの空き状況は、どのポートに分離デバイス50又は回収容器54を設置したかを記憶しておくことにより管理することができる。また、各ポートに分離デバイス50又は回収容器54が設置されているか否かを検知するセンサを設け、そのセンサからの信号に基づいて各ポートの空き状況を管理してもよい。各ポートにおける処理状況は、そのポートに分離デバイス50又は回収容器54が設置されてからそのポートで実行される処理に要する時間が経過したか否かにより管理することができる。転送ポート43における処理(試料注入装置90による試料吸入)の状況については、試料注入装置90側から試料吸入が終了した旨の信号を受けたか否かにより管理してもよい。
各ポートに分離デバイス50又は回収容器54が設置されたときに、そのポートにおける所定の処理を実行するように構成されている。
ここで、濾過ポート30は2つ、撹拌ポート36aは3つ、温調ポート38,40はそれぞれ4つずつ設けられているが、これらの同じ処理を実行するために設けられたポート間には優先順位が設定されており、ランダムアクセス手段84cは優先順位の高いポートから順に使用するように構成されている。例えば、試料の濾過を実行する際に2つの濾過ポート30のいずれも空いている場合には、優先順位の高い濾過ポート30に回収容器54を設置し、その回収容器54上に分離デバイス50を設置する。
図1とともに図8のフローチャートを用いて、この実施例の1つの試料についての前処理動作の一例について説明する。図8のフローチャートは1つの試料についての前処理の流れのみを示しており、この前処理の動作は他の試料の前処理動作とは同時並行的にかつ独立して実行される。「前処理を同時並行的にかつ独立して実行する」とは、ある試料について濾過ポート30や撹拌ポート36aなどのポートで濾過処理や撹拌処理を行なっている間も、搬送アーム24が別の試料を収容した分離デバイス50又は回収容器54を他のポートに搬送し、その試料の処理を独立して実行することをいう。
まず、試料に対して分析者が予め指定した分析項目を確認し(ステップS1)、その分析項目を実行するために必要な前処理項目を割り出す。分注ポート32が空いているか否かを確認し、分注ポート32が空いていれば、搬送アーム24がその試料を収容するための未使用の分離デバイス50を前処理キット設置部12から取り出して分注ポート32に設置する(ステップS2,S3)。前処理キット設置部12には分離デバイス50と回収容器54とは重ねられた状態(図2Cの状態。)で設置されているが、搬送アーム24は上側の分離デバイス50のみを保持部25で保持して分注部32へ搬送する。
サンプリングノズル20aによって試料をその分離デバイス50に分注する(ステップS4)。試料を分離デバイス50に分注したサンプリングノズル20aはその後洗浄ポート45において洗浄を行ない、次の試料の分注に備える。分離デバイス50に分注された試料に対して実行すべき前処理に応じた試薬を試薬分注ノズル26aによって試薬容器10から採取し、分注ポート32の分離デバイス50に分注する(ステップS5)。なお、分離デバイス50への試薬の分注を試料の分注の前に実行してもよい。また、試薬を分注するための試薬分注用ポートを分注ポート32とは別の位置に設けておき、搬送アーム24によってその試薬分注用ポートに分離デバイス50を設置し、その位置において試薬の分注を行なってもよい。
分離デバイス50に試料と試薬を分注した後、撹拌ポート36aの空き状況を確認する(ステップS6)。撹拌ポート36aに空きがあれば、搬送アーム24によって分注ポート32の分離デバイス50を空いている撹拌ポート36aに設置して撹拌を行なう(ステップS7)。この攪拌処理は予め設定された一定時間行なわれ、これによって分離デバイス50内の試料と試薬が混合される。この撹拌処理中に、濾過ポート30の空き状況を確認し(ステップS8)、濾過ポート30に空きがある場合は搬送アーム24によって回収容器54を濾過ポート30に設置する(ステップS9)。濾過ポート30に設置する回収容器54は、撹拌ポート36aにおいて撹拌中の分離デバイス50と対をなす回収容器54であり、前処理キット設置部12において撹拌中の分離デバイス50と重ねられて設置されていた回収容器54である。なお、この攪拌処理中に、搬送アーム24は別の試料の分離デバイス50や回収容器54の搬送を行なうこともできる。
攪拌部36における攪拌処理が終了すると、搬送アーム24は、分離デバイス50を濾過ポート30の回収容器54上に設置し、図4Bに示された状態にする(ステップS10)。分離デバイス50及び回収容器54を収容した濾過ポート30に対し、負圧負荷機構55によって所定の負圧を負荷する。濾過ポート30に負圧が負荷された状態で一定時間維持されることにより、分離デバイス50の試料が濾過され回収容器54に試料が抽出される(ステップS11)。この濾過処理中にも、搬送アーム24は他の分離デバイス50や回収容器54の搬送を行なうことができる。
なお、この前処理動作には組み込まれていないが、分離デバイス50内の試料の撹拌後に分離デバイス50内の試料を一定の時間一定温度下に置いておくという温度処理が組み込まれる場合もある。その場合、撹拌処理の終了後、温調ポート40の空き状況を確認し、空きがあれば分離デバイス50を空いている温調ポート38に設置する。そして、一定時間が経過した後で温調ポート38の分離デバイス50を濾過ポート30の回収容器54上に設置する。
試料の濾過処理が終了した後、3方バルブ64(図5参照。)を切り替えて濾過ポート30内を大気圧にし、使用済みの分離デバイス50を搬送アーム24の保持部25で濾過ポート30から取り出して廃棄ポート34に廃棄する(ステップS12)。
その後、転送ポート43の空き状況を確認し、転送ポート43が空いていれば、搬送アーム24によって濾過ポート30の回収容器54を転送部42へ搬送して転送ポート43に設置する。転送ポート43に回収容器54が設置されると、移動部44が隣接配置された試料注入装置90(図7参照。)側の位置(図1の破線で示された位置)へ移動することで、回収容器54が試料吸入装置90側へ転送される(ステップS14)。試料注入装置90側では、転送部42によって転送されてきた回収容器54内に対してサンプリング用ノズルによる試料の吸入が行われる(ステップS15)。移動部44は試料注入装置90における試料吸入が終了するまで試料注入装置90側の位置で停止しており、試料吸入が終了した旨の信号を試料吸入装置90から受け取ると元の位置(図1の実線で示された位置)に戻る。
試料の転送が終了した後、搬送アーム24によって使用済みの回収容器54を転送ポート43から回収し、その回収容器54を廃棄ポート34へ廃棄する。
なお、試料の濾過処理が終了した後、回収容器54に抽出された試料を一定の時間一定温度下に置いておくという温度処理が行われる場合がある。その場合は、温調ポート40の空き状況を確認し、空きがあれば回収容器54を空いている温調ポート40に設置する。そして、一定時間が経過した後で温調ポート40の回収容器54を転送ポート43に設置し、試料の転送を行なう。
前処理装置の他の実施例について図9を用いて説明する。なお、図9において図1と共通する構成には同一の符号を付しており、以下の説明においてそれらの構成についての説明は省略する。
この前処理装置100は、前処理キット設置部として、分離デバイス供給部112と回収容器供給部116を備えている。
分離デバイス供給部112は、搬送アーム24の保持部25の軌道に沿い、かつサンプリングアーム20のサンプリングノズル20aの軌道に沿う位置に設けられた分離デバイス設置ポート113に分離デバイス50を自動的に設置する。分離デバイス供給部112は、未使用の分離デバイス50を複数保持しておく分離デバイス保持部114を備えている。分離デバイス保持部114は分離デバイス設置ポート113よりも高い位置に配置されており、分離デバイス保持部114と分離デバイス設置ポート113との間に、分離デバイス保持部114から分離デバイス設置ポート113に向かって下降するように傾斜したスロープ115が設けられている。分離デバイス保持部114が保持している1つの分離デバイス50の保持を解除すると、放された分離デバイス50が重力によってスロープ115をスライドし、分離デバイス設置ポート113に設置される。
回収容器供給部116は、搬送アーム24の保持部25の軌道に沿う位置に設けられた回収容器設置ポート117に回収容器54を自動的に設置する。回収容器供給部116は、未使用の回収容器54を複数保持しておく回収容器保持部118を備えている。回収容器保持部118は回収容器設置ポート117よりも高い位置に配置されており、回収容器保持部118と回収容器設置ポート117との間に、回収容器保持部118から回収容器設置ポート117に向かって下降するように傾斜したスロープ119が設けられている。回収容器保持部118が保持している1つの回収容器54の1つの保持を解除すると、放された回収容器54が重力によってスロープ119をスライドし、回収容器設置ポート117に設置される。
この実施例では、搬送アーム24の保持部25の軌道に沿う複数の位置に濾過ポート30を備え、さらに各濾過ポート30のそれぞれの近傍で搬送アーム24の保持部25の軌道に沿う位置に、乾固ガス供給ノズル132が配置されている。乾固ガス供給ノズル132は、濾過ポート30において回収容器54に抽出された試料に乾固用ガスである窒素ガスを吹き付けることにより試料の乾固を行なう乾固機構131の一部をなすものである。各乾固ガス供給ノズル132には、乾固ガス供給流路134を通じて窒素供給部140からの窒素ガスが必要に応じて供給されるようになっている。窒素供給部140からの窒素ガスの供給量はバルブ136によって制御される。
乾固ガス供給ノズル132の一例について図10A及び図10Bを用いて説明する。
各濾過ポート30の近傍にノズル設置ポート133が設けられている。ノズル設置ポート133は、乾固機構131の乾固ガス供給ノズル132の先端部を挿入する穴133aとその縁に設けられた窪み133bからなる。乾固ガス供給ノズル132は、先端側に窪み133bに嵌め込まれる形状の先端側胴体部132dを備え、その先端側胴体部132dが窪み133bに嵌め込まれることで、ノズル設置ポート133においてノズル先端が鉛直下方向を向いた状態で設置される。
乾固ガス供給ノズル132は乾固ガス供給流路134をなすチューブが装着された配管132aの基端側に、搬送アーム24の保持部25の指部46(図3参照。)と係合する第1鍔部132cを備え、その鍔部132cよりもノズル先端側に基端側胴体部132b、さらにノズル先端側に第2鍔部132eを備えている。搬送アーム24の保持部25は指部26で第1鍔部132cを保持してこの乾固ガス供給ノズル132を搬送する。
回収容器54内の試料の乾固を行なう際は、図10Bに示されているように、搬送アーム24によって乾固ガス供給ノズル132を回収容器54の上面開口部に設置し、回収容器54内の試料に対して鉛直向きに窒素ガスを吹き付ける。乾固ガス供給ノズル132を回収容器54の上面開口部に設置すると、乾固ガス供給ノズル132の第2鍔部132eが回収容器54の開口部の縁に当接するので、乾固ガス供給ノズル132の基端側胴体部132b及び第1鍔部132cが回収容器54よりも上方に露出した状態で維持される。これにより、乾固処理が終了した後、搬送アーム24の保持部25が乾固ガス供給ノズル132を保持してノズル設置ポート133に戻すことができる。
乾固ガス供給ノズル132は、分離デバイス50から抽出された試料に対して窒素ガスを吹き付けることで、試料の濃縮又は乾固(以下、ともに乾固処理という。)を行なうためのものである。乾固処理が行なわれる際は、図10Bに示されているように、乾固ガス供給ノズル132の鍔部132eが回収容器54の上面の縁に当接するように、搬送アーム24によって乾固ガス供給ノズル132が回収容器54上まで搬送される。これにより、搬送アーム24が乾固ガス供給ノズル132を保持しなくても乾固ガス供給ノズル132の先端が鉛直下向きになった状態で維持される。この状態で試料の乾固処理が行なわれ、この処理中に搬送アーム24が他の処理を実行することができる。
図11にこの実施例の制御系統を示す。
制御部150は、試料設置部2、試薬設置部8、前処理キット設置部12、サンプリングアーム20、搬送アーム24、試薬アーム26、攪拌部36、試料転送部42、負圧負荷機構55のほか、分離デバイス供給部112、回収容器供給部116及び乾固機構131の動作を制御する。制御部150は、前処理装置100内に設けられたコンピュータ及びそのコンピュータによって実行されるソフトウェアによって実現される。制御部150には、例えばパーソナルコンピュータ(PC)や専用のコンピュータによって実現される演算処理装置152が接続されており、分析者は演算処理装置152を介してこの前処理装置100を管理する。演算処理装置152には試料注入装置90が接続されている。
制御部150は、前処理手段150a、処理状況管理手段150b、ランダムアクセス手段150c及び容器供給手段150dを備えている。これらの各手段は、制御部150をなすコンピュータがソフトウェアを実行することによって得られる機能である。前処理手段150a、処理状況管理手段150b及びランダムアクセス手段150cは、図7における前処理手段84a、処理状況管理手段84b及びランダムアクセス手段84cと同一の機能である。容器供給手段150dは、適当なタイミングで、分離デバイス50が分離デバイス設置ポート113に設置され、回収容器54が回収容器設置ポート117に設置されるように、分離デバイス供給部112及び回収容器供給部116を制御するように構成されている。
図9とともに図12のフローチャートを用いて、この実施例の1つの試料についての前処理動作の一例について説明する。図12のフローチャートは、図8のフローチャートと同様に、1つの試料についての前処理の流れのみを示しており、この前処理の動作は他の試料の前処理動作と同時並行的にかつ独立して実行される。
まず、試料に対して分析者が予め指定した分析項目を確認し(ステップS101)、その分析項目を実行するために必要な前処理項目を割り出す。分離デバイス供給部112によって分離デバイス設置ポート113に未使用の分離デバイス50を設置し、サンプリングノズル20aによって試料をその分離デバイス50に分注する(ステップS102)。試料を分離デバイス50に分注したサンプリングノズル20aはその後洗浄ポート45において洗浄を行ない、次の試料の分注に備える。分離デバイス50に分注された試料に対して実行すべき前処理に応じた試薬を試薬分注ノズル26aによって試薬容器10から採取し、分離デバイス設置ポート113の分離デバイス50に分注する(ステップS103)。
なお、分離デバイス50への試薬の分注を試料の分注の前に実行してもよい。また、試薬を分注するための試薬分注用ポートを別の位置に設けておき、搬送アーム24によってその試薬分注用ポートに分離デバイス50を設置し、その位置において試薬の分注を行なってもよい。
分離デバイス50に試料と試薬を分注した後、撹拌ポート36aの空き状況を確認する(ステップS104)。撹拌ポート36aに空きがあれば、搬送アーム24によって分離デバイス設置ポート113の分離デバイス50を空いている撹拌ポート36aに設置して撹拌を行なう(ステップS105)。この攪拌処理は予め設定された一定時間行なわれ、これによって分離デバイス50内の試料と試薬が混合される。この撹拌処理中に、濾過ポート30の空き状況を確認し(ステップS106)、濾過ポート30に空きがある場合は搬送アーム24によって回収容器設置ポート117に設置された未使用の回収容器54を濾過ポート30へ搬送して設置する(ステップS107)。この攪拌処理中に、搬送アーム24は別の試料の分離デバイス50や回収容器54の搬送を行なうこともできる。
攪拌部36における攪拌処理が終了すると、搬送アーム24は、分離デバイス50を濾過ポート30の回収容器54上に設置する(ステップS108)。分離デバイス50及び回収容器54を収容した濾過ポート30に対し、負圧負荷機構55によって所定の負圧を負荷する。濾過ポート30に負圧が負荷された状態で一定時間維持されることにより、分離デバイス50の試料が濾過され回収容器54に試料が抽出される(ステップS109)。この濾過処理中にも、搬送アーム24は他の分離デバイス50や回収容器54の搬送を行なうことができる。
試料の濾過処理が終了した後、3方バルブ64(図5参照。)を切り替えて濾過ポート30内を大気圧にし、使用済みの分離デバイス50を搬送アーム24の保持部25で濾過ポート30から取り出して廃棄ポート34に廃棄する(ステップS110)。その後、回収容器54に抽出された試料の乾固を行なう場合には、乾固ガス供給ノズル132を回収容器54の上面開口部に設置して乾固を実行する(ステップS111,S112)。この乾固処理中にも、搬送アーム24は他の試料の分離デバイス50や回収容器54の搬送を行なうことができる。
試料の乾固を行なわない場合には試料の濾過処理が終了した後、試料の乾固を行なう場合は試料の乾固が終了した後、転送ポート43の空き状況を確認し、転送ポート43が空いていれば、搬送アーム24によって濾過ポート30の回収容器54を転送部42へ搬送して転送ポート43に設置する。その後の試料転送動作及び回収容器54の廃棄動作は図8のフローチャートを用いて説明した前処理動作と同じである。
以上において説明した実施例は本発明の好ましい態様の一例にすぎず、濾過ポート30や撹拌ポート36a、温調ポート38,40、転送ポート43などのポートの位置や個数を必要に応じて適宜変更することができる。
1,100 前処理装置
2 試料設置部
4 サンプルラック
6 試料容器
8 試薬設置部
10 試薬容器
12 前処理キット設置部
20 サンプリングアーム
20a サンプリングノズル
22、29 軸
24 搬送アーム
25 保持部
26 試薬アーム
26a 試薬アーム
30 濾過ポート
32 分注ポート
34 廃棄ポート
36 撹拌部
36a 撹拌ポート
38 分離デバイス用温調ポート
40 回収容器用温調ポート
42 転送部
43 転送ポート
44 移動部
45 洗浄ポート
50 分離デバイス
50a 分離デバイスの内部空間
50b 分離デバイスの開口
50c 分離デバイスの鍔部
50d 抽出口
51 スカート部
52 分離剤
54 回収容器
54a 回収容器の内部空間
54b 回収容器の開口
54c 回収容器の鍔部
55 圧力負荷機構
56 孔
57 配管
58 真空ポンプ
60 封止部材
62,68 圧力センサ
64,70 3方バルブ
72 支持穴
73 撹拌ポート上端部
74 駆動軸
76 回転体
78 回転軸
80 モータ
82 支持フレーム
83 弾性部材
84,150 制御部
84a,150a 前処理手段
84b,150b 処理状況管理手段
84c,150c ランダムアクセス手段
86,152 演算処理装置
90 試料注入装置
112 分離デバイス供給部
113 分離デバイス設置ポート
114 分離デバイス保持部
115,119 スロープ
116 回収容器供給部
118 回収容器保持部
131 乾固機構
132 乾固ガス供給ノズル
133 ノズル設置ポート
134 ノズル供給用の配管
136 乾固ガス流量制御用のバルブ
140 窒素供給部
2 試料設置部
4 サンプルラック
6 試料容器
8 試薬設置部
10 試薬容器
12 前処理キット設置部
20 サンプリングアーム
20a サンプリングノズル
22、29 軸
24 搬送アーム
25 保持部
26 試薬アーム
26a 試薬アーム
30 濾過ポート
32 分注ポート
34 廃棄ポート
36 撹拌部
36a 撹拌ポート
38 分離デバイス用温調ポート
40 回収容器用温調ポート
42 転送部
43 転送ポート
44 移動部
45 洗浄ポート
50 分離デバイス
50a 分離デバイスの内部空間
50b 分離デバイスの開口
50c 分離デバイスの鍔部
50d 抽出口
51 スカート部
52 分離剤
54 回収容器
54a 回収容器の内部空間
54b 回収容器の開口
54c 回収容器の鍔部
55 圧力負荷機構
56 孔
57 配管
58 真空ポンプ
60 封止部材
62,68 圧力センサ
64,70 3方バルブ
72 支持穴
73 撹拌ポート上端部
74 駆動軸
76 回転体
78 回転軸
80 モータ
82 支持フレーム
83 弾性部材
84,150 制御部
84a,150a 前処理手段
84b,150b 処理状況管理手段
84c,150c ランダムアクセス手段
86,152 演算処理装置
90 試料注入装置
112 分離デバイス供給部
113 分離デバイス設置ポート
114 分離デバイス保持部
115,119 スロープ
116 回収容器供給部
118 回収容器保持部
131 乾固機構
132 乾固ガス供給ノズル
133 ノズル設置ポート
134 ノズル供給用の配管
136 乾固ガス流量制御用のバルブ
140 窒素供給部
Claims (14)
- 試料ごとに用意され試料を収容するための内部空間を有する前処理キットを保持する保持部を有し、その保持部を移動させて前記前処理キットを搬送する搬送機構と、
前記前処理キットを前記保持部の軌道に沿う位置に配置する前処理キット設置部と、
前記保持部の軌道に沿った複数の箇所に設けられた前記前処理キットを設置するための処理ポートであって、試料に対して実行すべき前処理項目に対応して設けられた処理ポートと、
前記各処理ポートに設置された前記前処理キット内の試料に対し対応する前処理項目を実行する処理部と、
前記搬送機構、前記前処理キット設置部及び前記処理部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記各処理ポートにおいて実行されている前処理の実行状況及び前記各処理ポートの空き状況を管理する処理状況管理手段と、前記前処理キットに収容されている試料に対して実行すべき前処理項目に対応する前記処理ポートの空き状況を確認し、その前処理項目に対応する前記処理ポートとして空いている前記処理ポートがあるときはその前処理キットを該処理ポートに設置するように構成されたランダムアクセス手段と、前記前処理ポートに前記前処理キットが設置されたときにその前処理キット内の試料に対し対応する前処理項目を実行する前処理手段と、を備えている前処理装置。 - 前記前処理キットは、試料を収容する内部空間を有しその内部空間内に試料を通液させて試料中の特定成分を試料から分離させる分離剤又は分離膜、及び前記分離剤又は分離膜の下方に設けられ前記分離剤又は分離膜を通液した試料を抽出する抽出口を有する分離デバイスと、前記分離デバイスと着脱される回収容器であって、前記分離デバイスと装着されたときに前記分離デバイスの下部を収容して前記抽出口より抽出される試料を回収する内部空間を有する回収容器と、からなり、
前記分離デバイスの下部が前記回収容器に収容された状態の前記前処理キットを設置するための前記処理ポートとしての複数の濾過ポートと、
前記濾過ポートに設置された前記分離デバイス内の試料が前記分離剤又は分離膜を通じて前記抽出口から前記回収容器内へ抽出されるように、前記濾過ポートに設置された前記前処理キット内の試料に対して圧力を負荷する前記処理部としての圧力負荷部と、をさらに備えている請求項1に記載の前処理装置。 - 前記分離デバイスと前記回収容器のそれぞれは、外周面から周方向へ広がる鍔部を有し、
前記搬送機構は、前記保持部が前記分離デバイス及び前記回収容器のそれぞれの前記鍔部と係合して前記分離デバイス及び前記回収容器のそれぞれを別々に保持して搬送し得るように構成されている請求項2に記載の前処理装置。 - 前記濾過ポートに優先順位が設定されており、
前記ランダムアクセス手段は、複数の前記濾過ポートに空きがあるときに、優先順位の高い前記濾過ポートから順に使用するように構成されている請求項2又は3に記載の前処理装置。 - 試料溶液を収容した前記分離デバイスを設置するための前記処理ポートとしての撹拌ポートと、
前記撹拌ポートに設置された前記分離デバイスを水平面内において周期的に運動させることにより該分離デバイス内の試料溶液を撹拌する前記処理部としての撹拌機構と、をさらに備えている請求項2から4のいずれか一項に記載の前処理装置。 - 前記撹拌ポートが複数設けられており、前記撹拌機構は前記各撹拌ポートごとに個別に設けられている請求項5に記載の前処理装置。
- 前記分離デバイスから抽出された試料を収容した前記回収容器を設置するための転送ポート、及び前記転送ポートを該前処理装置の外部へ移動させるポート移動機構を有し、前記転送ポートに設置された前記回収容器を該前処理装置の外部に配置することにより、該前処理装置に隣接して設けられた試料注入装置が前記回収容器から試料を吸入することを可能にする試料転送部をさらに備えている請求項2から6のいずれか一項に記載の前処理装置。
- 前記濾過ポートに設置されている前記回収容器内に乾固ガスを個別に供給する乾固機構を前記処理部として備え、
前記前処理手段は、濃縮又は乾固を必要とする試料の抽出処理の後、前記回収容器内の試料に乾固ガスを吹き付ける乾固処理を実行するように構成されている請求項2から7のいずれか一項に記載の前処理装置。 - 前記乾固機構は、前記各濾過ポートに対応して設けられ先端から乾固ガスを噴出する複数の乾固ガス供給ノズルを備え、
前記前処理手段は、前記乾固処理として、前記乾固ガス供給ノズルを前記搬送機構によって対応する前記濾過ポートの前記回収容器の上面開口上に配置し、前記乾固ガス供給ノズルの先端から前記回収容器内の試料に対して乾固ガスを吹き付けるように構成されている請求項8に記載の前処理装置。 - 前記保持部の軌道に沿う位置に設けられ、未使用の前記分離デバイスを設置するための分注ポートと、
試料を収容した複数の試料容器を保持し、試料容器を水平面内で移動させて所望の試料容器を所定のサンプリング位置に配置する試料設置部と、
前記サンプリング位置に配置された試料容器から試料を吸入し、前記分注ポートに設置された前記分離デバイスに試料を分注するサンプリング部と、をさらに備えている請求項1から9のいずれか一項に記載の前処理装置。 - 前記サンプリング部は、試料の吸入と分注を行なうノズルをその先端が鉛直下方向を向くように先端側で保持し、水平面内において基端部を中心に回転することによって前記ノズルが円弧状の軌道を描くように前記ノズルを移動させるサンプリングアームにより構成されている請求項10に記載の前処理装置。
- 試料に添加すべき試薬を収容した複数の試薬容器を保持し、試薬容器を水平面内で移動させて所望の試薬容器を所定の試薬採取位置に配置する試薬設置部と、
前記試薬採取位置に配置された試薬容器から試薬を吸入し、前記分注ポートに設置された前記分離デバイスに試薬を分注する試薬添加部と、をさらに備えている請求項10又は11に記載の前処理装置。 - 前記試薬添加部は、試薬の吸入と分注を行なうノズルをその先端が鉛直下方向を向くように先端側で保持し、水平面内において基端部を中心に回転することによって前記ノズルが円弧上の軌道を描くように前記ノズルを移動させる試薬アームにより構成されている請求項12に記載の前処理装置。
- 前記搬送機構は、先端側に前記保持部を備え、水平面内において基端部を中心に回転することによって前記保持部が円弧状の軌道を描くように前記保持部を移動させる搬送アームにより構成されている請求項1から13のいずれか一項に記載の前処理装置。
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