JP6018810B2 - 栓開閉装置および試料処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、試料容器の栓を開閉するための栓開閉装置および、当該栓開閉装置を備えた試料処理装置に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２００８−２７９１２８号公報（特許文献１）がある。この公報には、真空採血管を開栓ポジションで直立状態にクランプする採血管クランプ機構と、前記開栓ポジションに設けられ、前記真空採血管の栓体を咬持するチャック機構と、前記チャック機構に設けられ、前記真空採血管の栓体を咬持したとき、該栓体を含む前記真空採血管の開口部周辺を密封するとともに、この密封領域を前記真空採血管の内圧と略同圧に減圧する密封減圧手段と、前記チャック機構を栓咬持位置から上昇させ、前記真空採血管の栓体を開栓する昇降機構とを具備している。

また、特開平６−１８５３０号公報（特許文献２）には、円盤状で、中央部が空洞となった反応ディスクの中央部に、周縁部から気体を吸引する円筒状の吸引用ダクトが配置される。分析部周辺に発生する感染性エアロゾルは、エアロゾル吸引用ダクトにより、多方向（３６０度方向）から吸引され、プレフィルタ及びＨＥＰＡフィルタを通して除去された後に、外部に排出される。また、プレフィルタは、吸引用ダクトから簡単に取り出すことができ、容易に交換が可能となっている。したがって、簡単な構成で、操作者の二次感染が防止され、安全性を確保できる自動分析装置が記載されている。

また、特開平２−３１１６５号公報（特許文献３）には、各種サンプルの分注作業において、液体吐出時に生じる霧状気体を拡散前に吸引することにより、作業者の安全、適正な分注、装置の保護を図ることができる発明が記載されている。

特開２００８−２７９１２８号公報 特開平６−１８５３０号公報 特開平２−３１１６５号公報

特許文献１記載の開栓装置では、真空採血管を覆い部材で覆い、覆い部材と真空採血管との間の空間部を真空ポンプで真空吸引することにより減圧し、真空採血管の内部と略同圧にして真空採血管の栓体を取り外している。この開栓装置では、栓体が取り外された後は、覆い部材と真空採血管との間の空間部での空気の流れはないため、真空採血管からミスト状の血液が空間部に飛び出した場合には、血液は浮遊した状態で空間部に残ってしまい、覆い部材が開いたときに周辺に飛び散る可能性がある。なお、真空採血管から血液が飛び出す可能性のあるシチュエーションとしては、輸送途中や遠心分離工程などで真空採血管内に細かな血液のミストが発生していた場合や、栓体に血液が付着していた状態で取り外すことで飛散する場合などがある。

特許文献２記載の自動分析装置では、反応ディスク付近で発生したエアロゾルは反応ディスク中央部に吸引され反応ディスクの外周側に飛散するのを防いでいるが、多数の反応容器が配設されている反応ディスクの周方向、すなわち隣接する反応容器へのミスト飛散については特に考慮されていない。例えば、試料を反応容器に分注する際にミストが飛散した場合、隣の反応容器に混入する可能性に対しては、特に対策されていない。

特許文献３記載の自動分析装置では、気体吸引手段であるダクトをプローブが液体を吐出する近傍に設けることで、プローブ出口から発生した霧状気体を吸引できるようにしている。しかし一方向からの吸引だけでは、発生した霧の大きさや移動方向によっては隣のウエルに飛散する可能性がある。

本発明は、試料容器の開栓時に発生するミストが周囲に飛散しない様な栓開閉装置を提供するものである。あるいは本発明は、試料を容器に分注する際に発生するミストが別の容器に飛散しないような試料処理装置を提供するものである。

上記目的を達成するために本発明の栓開閉装置は以下の通りである。

すなわち、開口部を有し、内部に液体を収容する容器と、前記開口部に取り外し可能に装着された栓と、前記栓を前記容器開口部から取り外す開栓手段と、を備えた開栓装置において、前記開栓手段はさらに、前記容器と前記栓とを相対的に移動させる移動制御手段と、前記容器の開口部よりも高い位置から低い位置に向けて旋回した気流を発生させ、開栓時の液体ミストの移動を制御する旋回流生成手段を備えている。

本発明によれば、ミストの移動を制御することにより、密閉された容器内に浮遊しているミストが開栓処理時に周囲へ飛散・拡散するおそれがある場合でも、ミストの飛散・拡散を防止して、試料間コンタミネーションを防止することができる。

また、分注機構と試料容器との間で気流を制御し、容器から試料を分注する際に発生するミストが別の容器に飛散・拡散して試料間コンタミネーションを起こすことを防ぐことができる。

また、容器の近傍の空間に浮遊するようなミストであっても、効率的に取り除くことができる。

また、輸送途中や遠心分離工程、分注時、プローブによる液体吐出時等、上述の様々な工程でミストが発生した場合、そのミストが周囲に飛散・拡散することを防ぐことができる。

栓開閉装置の構成図である。 第一の実施例の栓開閉装置の詳細図である。 第一の実施例の開栓吐出機構の吐出部の詳細図である。 第一の実施例で形成される旋回流の詳細図である。 第一の実施例の栓開閉装置の動作説明図である。 第一の実施例の栓開閉装置の動作説明図である。 第二の実施例の栓開閉装置の詳細図である。 第二の実施例の栓開閉装置の動作説明図である。 第二の実施例の栓開閉装置の動作説明図である。 第二の実施例の栓開閉装置の動作説明図である。 試料処理装置の構成図の例である。 試料処理部の詳細図である。 試料処理部の動作説明図である。 試料処理部の動作説明図である。 試料処理部の動作説明図である。 試料処理部の動作説明図である。

本発明の実施形態を以下の実施例に基づいて説明する。なお、本発明は下記の実施例の形態に限定されるものではない。

本実施例では、円柱形状の容器本体から円柱形状の容器栓を開栓する栓開閉装置の第一の例を説明する。

図１に本発明の第一の実施例である栓開閉装置の詳細を、図２は栓開閉装置の構成図を示す。図１（ａ）は開栓吐出機構１０１と仕切り板１１３の上面図、（ｂ）は開栓吐出機構１０１と容器保持吸引機構１０７と仕切り板１１３のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は吐出部２０２をＢ−Ｂ線に沿って切断した円筒展開面を示す。また、図２（ａ）は栓開閉装置の上面図、（ｂ）は側面図である。

開栓吐出機構１０１は、開栓吐出機構開閉モータ１０２で開閉可能であり、開栓吐出機構上下モータ１０３で上下に移動可能である。吐出ファン１０４が動作中に開栓吐出機構吐出バルブ１０５を開くと、装置外の気体が吐出ダクト１０６から吸引される。吸引された装置外の気体は開栓吐出機構１０１から吐出される。

容器保持吸引機構１０７は、容器保持吸引機構開閉モータ１０８で開閉可能である。排気ファン１０９が動作中に容器保持吸引機構吸引バルブ１１０を開くと、気体が容器保持吸引機構１０７から吸引される。吸引された気体は排気フィルタ１１１を通って排気ダクト１１２から装置外へ排気される。

仕切り板１１３は開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７の周囲に備えられている。仕切り板１１３は、仕切り板開閉モータ１１４で開閉可能である。排気ファン１０９が動作中に仕切り板吸引バルブ１１５を開くと、気体が仕切り板１１３から吸引される。仕切り板１１３から吸引された気体は排気フィルタ１１１を通って排気ダクト１１２から装置外へ排気される。

開栓吐出機構１０１は、容器保持吸引機構１０７に上下に対向するように設けられていて、旋回流を吐出する吐出部２０２、および容器栓を保持する容器栓保持部２０３を備えている。吐出部２０２は羽根２０７を備え、その羽根２０７は旋回流を発生するための構造である。

容器保持吸引機構１０７は、吸引部２０１および容器本体保持部２１１を備えている。吸引部２０１は旋回流を吸引するための構造である。

仕切り板１１３は、仕切り板吸引部２１０を備えている。仕切り板吸引部２１０は旋回流を吸引するための構造である。本実施例では、吐出部２０２および容器栓保持部２０３および仕切り板１１３は二つ一組で機能する構造となっているが、二つに限定されるものではなく、例えば三つ一組等の様に複数個一組で機能する構造であってもよい。

図３は開栓吐出機構１０１の吐出部２０２の詳細で、図３（ａ）は吐出部２０２の上面図である。本実施例において開栓吐出機構１０１は、異なる径の筒を２等分した形状の部材が二重に配置された構成である。外径側の壁、すなわち吐出部外壁２０８と、内径側の壁、すなわち吐出部内壁２０９によって形成される空間から旋回流が吐出される。旋回流を生成するための構成として、羽根２０７が吐出部外壁２０８、および吐出部内壁２０９と接触するように設けられている。なお、上記仕切り板と同様に開栓吐出機構は本実施例では二つ一組となる構造で表現されているが、三つ以上を一組とする構成であっても良い。

図３（ｂ）は図３（ａ）の吐出部外壁における羽根と接触する面で切断して、その断面における一つの羽根２０７を示したものである。吐出部内壁２０９との接触箇所を点線で示している。この羽根２０７は、吐出部外壁２０８との接触面では角度θｏで、吐出部内壁２０９との接触面では角度θｉで折れ曲がっている。すなわち、容器栓の側面に巻き付く様な旋回流を発生させるために、角度θｏを角度θｉよりも大きくしている。羽根２０７は１か所で直線状に折れ曲がった構造をしているが、複数箇所であっても、曲線状に湾曲した構造であってもよい。

図４は開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７を動作して形成する旋回流を矢印で示した図である。

図には開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７の側面図を示しており、図２の吸引部２０１、吐出部２０２、容器栓保持部２０３、容器本体保持部２１１は省略している。旋回流２０４は、容器栓の側面２０６よりも高い位置から開栓吐出機構１０１により発生され、容器栓の側面２０６に巻き付く様に流れ、容器保持吸引機構１０７に吸引される。ここで容器栓の側面２０６は、容器本体が容器栓で封止されている時に容器本体と接触している容器栓の面を指す。

図５−１、図５−２に本発明の第一の実施例である栓開閉装置の動作を示す。

栓開閉装置には、開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７および仕切り板１１３および容器栓２０５および容器本体５０１の側面図を示しており、図２の吸引部２０１、吐出部２０２、容器栓保持部２０３、容器本体保持部２１１は省略している。

図５−１（ａ）は初期配置を示しており、開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７はそれぞれ開いた状態で、容器本体５０１が容器栓２０５で閉栓された状態でセットされている。

次に、図１に示す開栓吐出機構上下モータ１０３によって、開栓吐出機構１０１が容器栓２０５の高さまで下降して停止する（図５−１（ｂ））。

図１に示す開栓吐出機構開閉モータ１０２および容器保持吸引機構開閉モータ１０８が動作し、開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７が閉じ、容器栓２０５および容器本体５０１をそれぞれ保持する（図５−１（ｃ））。

図１に示す仕切り板開閉モータ１１４が動作し、開いた状態の仕切り板１１３が閉じて開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７の周囲に設置される（図５−１（ｄ））。

図１に示す開栓吐出機構吐出バルブ１０５および容器保持吸引機構吸引バルブ１１０を開き、開栓吐出機構１０１から旋回流２０４を吐出し、容器保持吸引機構１０７および仕切り板１１３で気体を吸引しながら（図５−２（ｅ）の矢印）、開栓吐出機構上下モータ１０３を動作して、開栓吐出機構１０１を上昇させ容器栓２０５を開く（図５−２（ｆ））。この時、吐出した気体を全て吸引するために、望ましくは吐出と吸引の開始と終了のタイミングを一致させる。更に望ましくは、吐出気体の量を吸引気体の量以下にする。また、気流はミストの飛散を防止する目的で発生させるため、ミスト発生前から気流を発生させておいても良い。そのため、気流吐出および吸引の開始を、栓本体保持のとき（図５−１（ｃ））または仕切り板を設置する（図５−１（ｄ））の前のタイミングで実施してもよい。

容器から試料を分注するのに十分な高さだけ栓を持ち上げたら、一旦、図１に示す開栓吐出機構吐出バルブ１０５および容器保持吸引機構吸引バルブ１１０および仕切り板吸引バルブ１１５を閉じ、開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７および仕切り板１１３からの吸引および吐出の動作を止めて気流を停止し、容器本体から液体の分注等の動作を行う（図示せず）。

その後、再び開栓吐出機構吐出バルブ１０５および容器保持吸引機構吸引バルブ１１０および仕切り板吸引バルブ１１５を開き、開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７および仕切り板１１３からの吸引および吐出の動作を開始し（図５−２（ｆ））、図１に示す開栓吐出機構上下モータ１０３を動作させることで開栓吐出機構１０１を下降させ、容器栓２０５で容器本体５０１を閉栓する（図５−２（ｇ））。

閉栓後に、開栓吐出機構１０１による気体の吐出および容器保持吸引機構１０７および仕切り板１１３による気体の吸引を終了する（図５−２（ｈ））。

開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７および仕切り板１１３が開いて、開栓吐出機構１０１が上昇して、初期状態に戻る。必要に応じて次の容器を同様に処理する（図５−１（ａ））。

開栓前に容器本体５０１と容器栓２０５の境界近傍が血清で濡れていると、開栓直後は容器本体５０１と容器栓２０５の間にリング状の液膜が存在し、容器栓２０５が上昇するに従い液膜が１か所で切れ、その直後に液膜は表面張力で凝集しようとする。液膜の凝集は短時間で完了し、凝集した液には運動量が蓄積され、慣性力でミストとして飛散する。本実施例によれば、このように生じたミストは、開栓吐出機構１０１と容器保持吸引機構１０７との間に形成された旋回流があるために、周囲に飛散することなく容器保持吸引機構１０７の吸引部２０１から吸引されるので、周囲の汚染や、他の容器内に混入することによるコンタミネーション発生が防止される。

旋回流にはコアンダ効果という、気体や液体のような流体が動いているところに、曲面を持った物体が接すると、流体はその表面に沿って流れる現象がある。身近な例としては、上下方向に流れる水にスプーンの凸面を触れさせた時に、水がスプーンに巻き付く様にして流れ出す現象がある。このコアンダ効果により旋回流は容器本体５０１および容器栓２０５に巻き付く様に流れるため、容器内から飛び出して飛散する飛散ミストだけでなく、容器栓２０５および容器本体５０１近傍に停滞して浮遊しており、徐々に周囲に移動するミストも旋回流により制御され、吸引部２０１から吸引される。そのため、あらゆるタイプのミストが周囲へ飛散・拡散することを防止できる。

さらに望ましくは、初めは容器本体５０１と容器栓２０５の間の空間に停滞して浮遊しているが、時間をかけて周囲に移動する浮遊性ミストに対しては、容器栓２０５を開栓動作（図５−２（ｆ））後、一旦下降させてもよい。容器栓の下から吸引部へ向かう旋回流２０４により、容器本体５０１と容器栓２０５の間に浮遊しているミストが押し出され、吸引部２０１から吸引される。これにより、積極的に排除しにくい浮遊性のミストであっても取り除くことができ、周囲への拡散を防止できる。

また、旋回流はコアンダ効果により容器栓２０５の段差の凹部に近づけることが容易である。そのため、凹部に停滞して浮遊しながら、徐々に周囲へ飛散するような浮遊性ミストがあった場合でも、容器栓２０５の段差の凹部へ旋回流が到達して浮遊性ミストを制御し、効率的に吸引部２０１から吸引することができる。

また、旋回流の吐出と吸引の開始と終了のタイミングを一致させても良い。

更に望ましくは、旋回流として吐出された気体の量を吸引された気体の量と同じもしくはこれよりも少なくすることで、吐出した気体を全て吸引部で吸引することができる。これによって、過剰な気体を周囲にまき散らさず、周囲へのミストの飛散を防止できる。

また、処理対象の容器と隣接した他の容器との間に仕切り板１１３を設置することで、そのミストが仕切り板１１３に衝突し、ミストが他の領域に飛散して汚染することを防止できる。また、仕切り板１１３に気体を吸引するための吸引手段を備えることによって、旋回流の遠心力で気流の外側に偏ったミストを仕切り板１１３から効率よく吸い込むことができる。

本実施例では、円柱形状の容器本体から円柱形状の容器栓を開栓する栓開閉装置の第二の例を説明する。本実施例では図１に示す構成に加え、第二吐出機構、第二吐出機構吐出バルブ、第二吐出機構上下モータを備えている（これらは図１に示していない）。

図６に本発明の第二の実施例である栓開閉装置の詳細を示す。（ａ）は開栓吐出機構１０１と仕切り板１１３と第二吐出機構６０１の上面図、（ｂ）は開栓吐出機構１０１と容器保持吸引機構１０７と仕切り板１１３と第二吐出機構６０１の下はＢ−Ｂ矢視における側面図、（ｃ）は容器保持吸引機構１０７と仕切り板１１３の下面図を示す。
第二吐出機構６０１は、気体を吐出する第二吐出部６０２を持つ。この第二吐出部６０２は、容器栓を貫通できるように先端が針状になっており、かつ、内部は気体を導入可能となるよう空洞である。

開栓動作の初期状態において、第二吐出部６０２は開栓吐出機構１０１の上方にセットされている。開栓吐出機構１０１による容器栓２０５の開栓後に、第二吐出機構６０２が、上方から容器栓２０５を突き抜けるように下降する。その後、第二吐出部６０２が気体を吐出して、容器栓２０５の下から容器保持吸引機構１０７の吸引部２０１へ向かう気流を作り出す。

図７−１〜図７−３に本発明の第二の実施例である栓開閉装置の動作を示す。図には開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７および仕切り板１１３および容器栓２０５および容器本体５０１および第二吐出機構６０１の側面図を示しており、図２の吸引部２０１、吐出部２０２、容器栓保持部２０３、容器本体保持部２１１、仕切り板吸引部２１０、図６の第二吐出機構吐出部６０２は省略してある。

図７−１（ａ）は初期状態を示しており、開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７はそれぞれ開いた状態で、容器本体５０１が容器栓２０５で封止された状態で、容器栓２０５の上に第二吐出機構６０１が静止した状態でセットされている。

開栓吐出機構１０１が容器栓２０５の高さまで下降して停止する（図７−１（ｂ））。

開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７が閉じ、容器栓２０５および容器本体５０１をそれぞれ保持する（図７−１（ｃ））。

開いた状態の仕切り板１１３が閉じて、開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７の周囲に設置される（図７−１（ｄ））。

開栓吐出機構１０１から旋回流２０４を吐出し、容器保持吸引機構１０７および仕切り板１１３で気体を吸引しながら（図７−２（ｅ）の矢印）、開栓吐出機構１０１を上昇させ容器栓２０５を開く（図７−２（ｆ））。

その後、第二吐出機構６０１は、容器栓２０５と容器本体５０１の間に第二吐出機構の吐出口が設置される位置まで、容器栓２０５を突き抜けて下降する（図７−２（ｇ））。

開栓吐出機構１０１から気体を吐出し容器保持吸引機構１０７および仕切り板１１３で気体を吸引しながら、第二吐出機構６０１からも気体を吐出する（図７−２（ｈ）の矢印）。この時、吐出した気体を全て吸引するために、望ましくは吐出気体の量を吸引気体の量以下にする。また、第二吐出機構６０１を、気体の吸引を行う第二吸引機構としてもよい。

一旦、開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７および仕切り板１１３および第二吐出機構６０１からの吸引および吐出の動作を止めて気流を停止する（図７−３（ｉ））。

その後第二吐出機構６０１を初期位置まで上昇させる（図７−３（ｊ））。

容器本体から液体の分注等の動作を行った後（図示せず）、再び開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７および仕切り板１１３からの吸引および吐出の動作を開始し（図７−３（ｋ））、開栓吐出機構１０１を下降させ、容器栓２０５で容器本体５０１を閉栓する。閉栓が終了したあと、開栓吐出機構１０１による気体の吐出および容器保持吸引機構１０７および仕切り板１１３による気体の吸引を終了する（図７−３（ｌ））。

その後、開栓吐出機構１０１および容器保持吸引機構１０７および仕切り板１１３が開いて、開栓吐出機構１０１が上昇して、初期位置に戻る。必要に応じて次の容器を処理する（図７−１（ａ））。

本実施例では、実施例１で述べた効果に加え、容器本体５０１と容器栓２０５の間の空間に停滞し、時間をかけて浮遊しながら徐々に周囲に拡散する浮遊性ミストであっても、容器本体５０１と容器栓２０５の間から第二吐出機構吐出部６０２が気体を吐出／吸引することで容器栓の下からミストを制御する気流を作り出し、その気流でミストが吸引部方向に押し出されて吸引部２０１から吸引することができる。これによって、浮遊性ミストが容器の周囲に拡散することを効率的に防止できる。

本実施例では、試料容器または分析容器を開栓して分析容器に分注するために、実施例１または実施例２に記載の栓開閉装置を備えた試料処理装置の例を説明する。

図８は、本実施例における試料処理装置の上面図である。試料容器８０１は試料容器投入部８０２に投入され、試料容器搬送部８０３で搬送され、試料処理部８０４を通過し、試料容器保管部８０５で保管される。

試料容器８０１の搬送方法としては、試料容器８０１を直接搬送する方式だけでなく、試料容器８０１を１本あるいは複数本ずつ搭載したラックやホルダごと搬送する方式であっても良い。また、図８に示すリニア方式（直線的に移動する方式）だけでなく、ディスク方式（回転動作により移動する方式）等でもよく、容器の搬送方法は本実施例に限定するものではない。

同様に、本実施例では、分析容器８０６は分析容器投入部８０７に投入され、分析容器搬送部８０８で搬送され、試料処理部８０４を通過し、分析容器保管部８０９で保管されるものであるが、ラックやホルダごとに搬送されていても良く、ディスク方式で搬送されていても良い。

試料処理部８０４では、試料容器８０１内の試料が分注機１００１（図１０）により一つ以上の分析容器８０６に分注される。分注機１００１は分注機ガイド８１０に沿って分注機水平モータ８１１で移動し、分注機上下モータ８１２で上下に移動可能である。

分注チップ８１３は分注チップ保持部８１４に保持され、分注チップ保持部ガイド８１５に沿って分注チップ保持部水平モータ８１６で移動する。分注機１００１の駆動方式は、この方式に限定されず、軸を中心にして回転運動することにより、試料容器８０１から分析容器８０６に試料を分注するものであっても良い。

図９は試料処理部８０４の詳細図で、図９（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。

試料処理部８０４には、実施例１または実施例２の栓開閉装置が並列に二つ設置されている。本実施例では実施例１の栓開閉装置を二つ使用した例を示しているが、実施例２の栓開閉装置を二つ使用してもよい。または、実施例１の栓開閉装置と実施例２の栓開閉装置を一つずつ使用してもよい。また、これらの栓開閉装置を直列に配置していても良い。

第一開栓吐出機構９０１は、第一開栓吐出機構開閉モータ９０２で開閉可能であり、第一開栓吐出機構上下モータ９０３で上下に移動可能であり、吐出機構ガイド９０４に沿って第一開栓吐出機構水平モータ９０５で水平方向に移動可能である。

第二開栓吐出機構９０６は、第二開栓吐出機構開閉モータ９０７で開閉可能であり、第二開栓吐出機構上下モータ９０８で上下に移動可能であり、吐出機構ガイド９０４に沿って第二開栓吐出機構水平モータ９１０で水平方向に移動可能である。

分注吐出機構９１１は、吐出機構ガイド９０４に沿って分注吐出機構水平モータ９１３で水平方向に移動可能である。

試料容器保持吸引機構９１４は、試料容器保持吸引機構開閉モータ９１５で開閉可能である。

分析容器保持吸引機構９１８は、分析容器保持吸引機構開閉モータ９１９で開閉可能である。

第一仕切り板９３２は、第一開栓吐出機構９０１および試料容器保持吸引機構９１４の周囲に備えられている。この第一仕切り板９３２は、第一仕切り板開閉モータ９３３で開閉可能である。排気ファン１０９が動作中に第一仕切り板吸引バルブ９３４を開くと、気体が第一仕切り板９３２から吸引される。第一仕切り板９３２から吸引された気体は、排気フィルタ１１１を通って、排気ダクト１１２から装置外へ排出される。なお、第一仕切り板９３２は対象の試料容器から発生したミストが隣接した他の試料容器もしくは近傍に位置する分析容器に飛散・拡散してコンタミが生じるのを防ぐための部材である。そのため、少なくとも、対象の容器と、近傍にある他の容器との間には、仕切り板が位置できるように構成されていることが望ましい。

第二仕切り板９３５は、第二開栓吐出機構９０６および分析容器保持吸引機構９１８の周囲に備えられている。第二仕切り板９３５は、第二仕切り板開閉モータ９３６で開閉可能である。排気ファン１０９が動作中に第二仕切り板吸引バルブ９３７を開くと、気体が第二仕切り板９３５から吸引される。第二仕切り板９３５から吸引された気体は、排気フィルタ１１１を通って、排気ダクト１１２から装置外へ排出される。なお、第二仕切り板９３５は、対象の分析容器から発生したミストが隣接した他の分析容器もしくは近傍に位置する試料容器に飛散・拡散してコンタミが生じるのを防ぐための部材である。そのため、少なくとも、対象の容器と、近傍にある他の容器との間には仕切り板が位置できるように構成されていることが望ましい。

図１０−１〜図１０−４に本発明の第三の実施例である試料処理部８０４の動作を示す。各図は試料処理部８０４の側面図を示しており、各吐出機構、吸引機構のバルブ、モータ、空気配管、ガイド等は省略してある。本実施例では第一仕切り板９３２、第二仕切り板９３５が動作しない場合を示しているが、どちらか一方または両方を動作させてもよい。また、本実施例では試料容器本体１００２および分析容器１００４の両方が初期位置で閉栓されているが、どちらか一方または両方が開栓されていてもよい。

まず、試料容器内に保持されている試料を吸引する工程を説明する。

図１０−１（ａ）は初期状態を示しており、第一開栓吐出機構９０１および試料容器保持吸引機構９１４、第二開栓吐出機構９０６および分析容器保持吸引機構９１８は、それぞれ開いた状態である。試料容器本体１００２は試料容器栓１００３で閉栓され、分析容器１００４は分析容器栓１００５で閉栓されている。分注チップ廃棄吸引機構９２２の上には分注吐出機構９１１が位置し、分注チップ廃棄吸引機構９２２の下には分注チップ廃棄容器９２９が設けられている。分注機１００１は分注チップ廃棄吸引機構９２２の横に待機しており、その下に分注チップ８１３がある。

図９に示す第一開栓吐出機構上下モータ９０３によって、第一開栓吐出機構９０１が下降し、試料容器栓１００３の高さで停止する（図１０−１（ｂ））。

図９に示す第一開栓吐出機構開閉モータ９０２および試料容器保持吸引機構開閉モータ９１５が動作し、第一開栓吐出機構９０１および試料容器保持吸引機構９１４が閉じ、試料容器栓１００３および試料容器本体１００２をそれぞれ保持する（図１０−１（ｃ））。

図９に示す第一開栓吐出機構吐出バルブ９３０および試料容器保持吸引機構吸引バルブ９２５を開き、第一開栓吐出機構９０１の吐出部から旋回流を吐出し、試料容器保持吸引機構９１４の吸引部で旋回流を吸引しながら（図１０−２（ｄ）の矢印）、第一開栓吐出機構上下モータ９０３を動作して、第一開栓吐出機構９０１を上昇させ試料容器栓１００３を開く。この時、吐出した気体は全て吸引するために、望ましくは吐出と吸引の開始と終了のタイミングを一致させる。更に望ましくは、吐出気体の量を吸引気体の量以下にする。もしくは、ミストが発生する可能性のある開栓動作の開始前から気流を発生させておいても良い。

そのため、気流吐出および吸引の開始（図１０−２（ｄ））を、試料栓本体保持（図１０−１（ｃ））の前のタイミングで実施してもよい。同時に分注機上下モータ８１２（図８）を動作させることで分注機１００１を下降させ、分注機１００１に分注チップ８１３を装着する（図１０−１（ｄ））。

次に一旦、図９に示す第一開栓吐出機構吐出バルブ９３０および試料容器保持吸引機構吸引バルブ９２５を閉じ、第一開栓吐出機構９０１と試料容器保持吸引機構９１４との間の気流を停止する（図示せず）。

図９に示す第一開栓吐出機構水平モータ９０５および分注吐出機構水平モータ９１３を動作させることで、第一開栓吐出機構９０１および分注吐出機構９１１を吐出機構ガイド９０４に沿って移動させ、分注吐出機構９１１を試料容器保持吸引機構９１４の真上、すなわち開栓された試料容器本体１００２の真上で停止させる。図９に示す分注吐出機構吐出バルブ９２６と試料容器保持吸引機構吸引バルブ９２５を開き、分注吐出機構９１１から試料容器保持吸引機構９１４への旋回流を発生させながら（図１０−２（ｅ）の矢印）、分注機１００１を試料容器本体１００２に挿入し試料を吸引する（図１０−２（ｅ））。

試料の吸引が完了したら、分注機１００１を上昇させ、気流を一旦停止する（図示せず）。図９に示す第一開栓吐出機構水平モータ９０５および分注吐出機構水平モータ９１３を動作させることで、第一開栓吐出機構９０１および分注吐出機構９１１を吐出機構ガイド９０４に沿って移動させ、分注吐出機構９１１を分注チップ廃棄吸引機構９２２の真上へ、第一開栓吐出機構９０１を試料容器保持吸引機構９１４の真上へ移動させる。図９に示す第一開栓吐出機構吐出バルブ９３０および試料容器保持吸引機構吸引バルブ９２５を開き、第一開栓吐出機構９０１で気体を吐出し試料容器保持吸引機構９１４で空気を吸引しながら、第一開栓吐出機構上下モータ９０３を動作させることで第一開栓吐出機構９０１を下降させ、試料容器栓１００３で試料容器本体１００２を閉栓する（図１０−２（ｆ））。

図９に示す第一開栓吐出機構開閉モータ９０２および試料容器保持吸引機構開閉モータ９１５を動作させることで、第一開栓吐出機構９０１および試料容器保持吸引機構９１４を開き、図９に示す第一開栓吐出機構上下モータ９０３を動作させて第一開栓吐出機構９０１を上昇させる（図１０−３（ｇ））。試料容器栓１００３で閉栓された試料容器本体１００２は、図９に示す試料容器搬送部８０３により試料容器保管部８０５へ搬送される（図示せず）。

次に、吸引した試料を分析容器１００４に分注する工程を説明する。

図９に示す第二開栓吐出機構上下モータ９０８を動作させて第二開栓吐出機構９０６を下降させ（図示せず）、第二開栓吐出機構開閉モータ９０７および分析容器保持吸引機構開閉モータ９１９を動作させて第二開栓吐出機構９０６および分析容器保持吸引機構９１８を閉じ、分析容器１００４および分析容器栓１００５をそれぞれ保持する（図示せず）。図９に示す第二開栓吐出機構上下モータ９０８を動作させて、第二開栓吐出機構９０６を上昇させ分析容器栓１００５を開栓する（図１０−３（ｈ））。

図９に示す第二開栓吐出機構水平モータ９１０および分注吐出機構水平モータ９１３を動作させることで、第二開栓吐出機構９０６および分注吐出機構９１１を吐出機構ガイド９０４に沿って移動させ、分注吐出機構９１１を分析容器保持吸引機構９１８の真上、すなわち開栓された分析容器１００４の真上で停止させる。図９に示す分注吐出機構吐出バルブ９２６と分析容器保持吸引機構吸引バルブ９２７を開き、分注吐出機構９１１から分析容器保持吸引機構９１８への旋回流を発生させながら（図１０−３（ｉ）の矢印）、分注機１００１を分析容器１００４に挿入し試料を吐出する（図１０−３（ｉ））。

試料の吐出が完了したら、分注機１００１を上昇させ、気流を一旦停止する（図示せず）。図９に示す第二開栓吐出機構水平モータ９１０および分注吐出機構水平モータ９１３を動作させることで、第二開栓吐出機構９０６および分注吐出機構９１１を吐出機構ガイド９０４に沿って移動させ、分注吐出機構９１１を分注チップ廃棄吸引機構９２２の真上へ、第二開栓吐出機構９０６を分析容器保持吸引機構９１８の真上へ移動させる。

図９に示す第二開栓吐出機構吐出バルブ９３１および分析容器保持吸引機構吸引バルブ９２７を開き、第二開栓吐出機構９０６で旋回流を吐出し分析容器保持吸引機構９１８で気体を吸引しながら、第二開栓吐出機構上下モータ９０８を動作させることで第二開栓吐出機構９０６を下降させ、分析容器栓１００５で分析容器１００４を閉栓する。同時に、図９に示す分注吐出機構吐出バルブ９２６および分注チップ廃棄吸引機構吸引バルブ９２８を開き、分注吐出機構９１１で空気を吐出し分注チップ廃棄吸引機構９２２で空気を吸引しながら、分注機１００１は分注チップ８１３を分注チップ廃棄容器９２９へ廃棄する（図１０−４（ｊ））。

全ての気流を停止し、図９に示す第二開栓吐出機構開閉モータ９０７および分析容器保持吸引機構開閉モータ９１９を動作させることで第二開栓吐出機構９０６および分析容器保持吸引機構９１８を開き、第二開栓吐出機構９０６を上昇させる（図示せず）。分析容器１００４は分析容器搬送部８０８により分析容器保管部８０９へ搬送される。次に、分注機１００１は上昇して初期位置に戻る。第二開栓吐出機構９０６および分注吐出機構９１１も初期位置に戻り、必要に応じて同様の工程により次の試料容器を処理する（図１０−１（ａ））。

本実施例には以下の効果がある。

気流制御は本実施例で述べたタイミングだけでなく、任意のタイミングで実施してよい。例えば図１０−２（ｆ）に示すように、分注機１００１が分注チップ廃棄吸引機構９２２の真上にあるタイミングで、分注吐出機構９１１から分注チップ廃棄吸引機構９２２へ気流制御をすれば、制御された気流が分注チップ廃棄吸引機構の吸引部から吸引されるため、分注機１００１および分注チップ８１３内に吸引されている試料からミストが発生したとしても、周囲に飛散・拡散することはない。

また本実施例では、試料容器本体１００２の開栓時（図１０−２（ｄ））および閉栓時（図１０−２（ｆ））、試料容器本体１００２からの試料吸引時（図１０−２（ｅ））、分析容器１００４への試料吐出時（図１０−３（ｉ））、分析容器１００４の閉栓時および分注機１００１の分注チップ廃棄容器９２９への分注チップ８１３の廃棄時（図１０−４（ｊ））に気流制御を実施している。そうすることで、様々なタイミングで試料のミストが発生しても、吐出機構と吸引機構との間に形成された旋回流により周囲に飛散・拡散することを防止でき、容器保持吸引機構の吸引部から吸引されるので、ミストによる汚染やコンタミの心配はない。

またコアンダ効果により、旋回流は試料容器本体１００２および試料容器栓１００３および分注機１００１に巻き付く様に流れるため、周囲へ飛散する飛散ミストだけでなく、初めは試料容器本体１００２および試料容器栓１００３および分注機１００１近傍に停滞しており、時間をかけて浮遊しながら周囲に拡散する様な浮遊性ミストも旋回流により制御され、吸引部から吸引される。

また、浮遊性ミストへの対策としては、開栓動作後に、試料容器栓１００３または分析容器栓１００５を再度下降させる動作を行うようにしても良い。この動作により、容器栓１００３または分析容器栓１００５の下の気体が栓により押し出され、吸引部へ向かう気流が生成される。この気流により、試料容器本体１００２と試料容器栓１００３または分析容器１００４と分析容器栓１００５の間に浮遊している浮遊性ミストが吸引部方向に押し出されて吸引部から吸引される。

また、旋回流はコアンダ効果により試料容器栓１００３の段差の凹部に近づけることが容易で、試料容器栓１００３の段差の凹部に浮遊性ミストがあった場合でも、ミストを制御し、吸引部から吸引することができる。

また、ミスト制御の気流吐出と気流吸引の開始と終了のタイミングを一致させても良い。

更に望ましくは、ミスト制御のために吐出される気体の量を、吸引される気体の量よりも少なくしても良い。これによって、周囲へ気体をまき散らさず、周囲へのミストの飛散を防止できる。

なお、上記いくつかの実施例では、試料容器の開栓時におけるミスト制御について説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。例えば、試薬容器の栓開閉装置や試薬容器の栓開閉装置を備えた試料処理装置にあっては、試薬の開閉時に同様のミストが発生する可能性がある。このような場合においては、試薬の開栓・閉栓時に上記の如き制御を行うことによって、周囲の汚染を防ぐとともに、試薬間コンタミネーションの発生を抑止することができる。

また、上記いくつかの実施例では、容器の栓の開栓動作と閉栓動作の両方を実施する装置において説明したが、開栓と閉栓は個別の機構で実施するようにしても良い。

１０１ 開栓吐出機構
１０２ 開栓吐出機構開閉モータ
１０３ 開栓吐出機構上下モータ
１０４ 吐出ファン
１０５ 開栓吐出機構吐出バルブ
１０６ 吐出ダクト
１０７ 容器保持吸引機構
１０８ 容器保持吸引機構開閉モータ
１０９ 排気ファン
１１０ 容器保持吸引機構吸引バルブ
１１１ 排気フィルタ
１１２ 排気ダクト
１１３ 仕切り板
１１４ 仕切り板開閉モータ
１１５ 仕切り板吸引バルブ
２０１ 吸引部
２０２ 吐出部
２０３ 容器栓保持部
２０４ 旋回流
２０５ 容器栓
２０６ 容器栓の側面
２０７ 羽根
２０８ 吐出部外壁
２０９ 吐出部内壁
２１０ 仕切り板吸引部
２１１ 容器本体保持部
５０１ 容器本体
５０２ 容器栓の下から吸引部へ向かう気流
６０１ 第二吐出機構
８０１ 試料容器
８０２ 試料容器投入部
８０３ 試料容器搬送部
８０４ 試料処理部
８０５ 試料容器保管部
８０６ 分析容器
８０７ 分析容器投入部
８０８ 分析容器搬送部
８０９ 分析容器保管部
８１０ 分注機ガイド
８１１ 分注機水平モータ
８１２ 分注機上下モータ
８１３ 分注チップ
８１４ 分注チップ保持部
８１５ 分注チップ保持部ガイド
８１６ 分注チップ保持部水平モータ
９０１ 第一開栓吐出機構
９０２ 第一開栓吐出機構開閉モータ
９０３ 第一開栓吐出機構上下モータ
９０４ 吐出機構ガイド
９０５ 第一開栓吐出機構水平モータ
９０６ 第二開栓吐出機構
９０７ 第二開栓吐出機構開閉モータ
９０８ 第二開栓吐出機構上下モータ
９１０ 第二開栓吐出機構水平モータ
９１１ 分注吐出機構
９１３ 分注吐出機構水平モータ
９１４ 試料容器保持吸引機構
９１５ 試料容器保持吸引機構開閉モータ
９１８ 分析容器保持吸引機構
９１９ 分析容器保持吸引機構開閉モータ
９２２ 分注チップ廃棄吸引機構
９２５ 試料容器保持吸引機構吸引バルブ
９２６ 分注吐出機構吐出バルブ
９２７ 分析容器保持吸引機構吸引バルブ
９２８ 分注チップ廃棄吸引機構吸引バルブ
９２９ 分注チップ廃棄容器
９３０ 第一開栓吐出機構吐出バルブ
９３１ 第二開栓吐出機構吐出バルブ
９３２ 第一仕切り板
９３３ 第一仕切り板開閉モータ
９３４ 第一仕切り板吸引バルブ
９３５ 第二仕切り板
９３６ 第二仕切り板開閉モータ
９３７ 第二仕切り板吸引バルブ
１００１ 分注機
１００２ 試料容器本体
１００３ 試料容器栓
１００４ 分析容器
１００５ 分析容器栓

Claims (12)

1. 開口部を有し、内部に液体を収容する容器と、
   前記開口部に取り外し可能に装着され外形が円柱形の栓と、
   前記栓を前記容器開口部から取り外す開栓手段と、を備えた開栓装置において、
   前記開栓手段はさらに、
   前記容器と前記栓とを相対的に移動させる移動制御手段と、
   前記容器の開口部よりも高い位置から低い位置に向けて前記栓に巻き付くように旋回した気流を発生させ、開栓時の液体ミストの移動を制御する旋回流生成手段を備えた開栓装置。
2. 請求項１記載の開栓装置において、
   前記旋回流生成手段は、前記開口部よりも高い位置に設けられ下方に向けて旋回した気流を吐出する旋回流吐出機構と、
   前記吐出機構によって吐出された旋回流を吸引する吸引機構を備える開栓装置。
3. 請求項２記載の開栓装置において、
   前記旋回流吐出機構は、
   異なる径の筒を分割した形状の部材が二重に配置された形状を有し、外形側の壁と内径側の壁の間に気流を通す吐出部と、
   前記内径側の壁と前記外径側の壁に固定された複数の羽根と、を有し、
   前記羽根は直線状に折れ曲がっており、前記外径側の壁に取り付けられる部分の折れ曲がり角度（θｏ）が、前記内径側の壁に取り付けられる部分の折れ曲がり角度（θｉ）よりも大きくなるよう、ねじれた形状を有している、開栓装置。
4. 請求項２記載の開栓装置において、
   前記旋回流生成手段の周囲に設けられた仕切り板を備える開栓装置。
5. 請求項４記載の開栓装置において、
   前記吸引機構は前記仕切り板に一体に設けられた開栓装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の開栓装置において、
   直流気体を吐出する直流気体吐出機構を備え、
   当該直流気体吐出機構によって前記栓と前記容器開口部の間に浮遊する浮遊性の液体ミストの移動を制御する開栓機構。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の開栓装置において、
   開栓時に取り外した栓を再度前記容器に装着するための閉栓動作を行い、
   前記旋回流生成手段により閉栓時の液体ミストの移動を制御する開栓装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の開栓装置を少なくとも一つ備えたことを特徴とする試料処理装置。
9. 開口部を有し内部に液体を収容する容器に対して、外形が円柱形の栓を脱着する方法において、
   前記容器の開口部よりも高い位置から低い位置に向けて前記栓の周囲に巻き付くように旋回した気流を発生させ、前記容器内に収容された液体により生じた液体ミストの移動を制御する旋回流を生成する旋回流ミスト制御工程を有する方法。
10. 請求項９記載の方法において、
    前記容器の開口部から前記栓を取り外す開栓工程、もしくは、前記栓を前記容器の開口部に装着する閉栓工程の少なくともいずれかにおいて、前記旋回流ミスト制御工程を実行する方法。
11. 請求項９記載の方法において、
    前記容器内に収容された液体を吸引もしくは吐出するプローブを有し、
    前記容器内から液体を吸引する工程、もしくは、前記容器内に液体を吐出する工程の少なくともいずれかにおいて、前記旋回流ミスト制御工程を実行する方法。
12. 請求項９記載の方法において、
    前記旋回流ミスト制御工程において、前記旋回流は容器の開口部よりも高い位置から旋回した気流を吐出し、容器の開口部よりも低い位置で気流を吸引することで生成され、
    旋回流生成のための気流の吐出量よりも吸引量の方が少なくないよう制御した方法。