JP2593856B2 - 所定量の試料を調製するための液体レベルセンサー - Google Patents
所定量の試料を調製するための液体レベルセンサーInfo
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- G—PHYSICS
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動装置のための補助装置、特に液体レベル
センサーに関する。さらに詳しくは、本発明は、所定量
の試料を調製するために自動ステーションにおける補助
装置として適切な液体レベルセンサーに関する。
センサーに関する。さらに詳しくは、本発明は、所定量
の試料を調製するために自動ステーションにおける補助
装置として適切な液体レベルセンサーに関する。
所定量の試料を調製するために自動ステーションにお
ける補助装置として使用するために適切な新規液体レベ
ルセンサーは、導電性の液体を含むＵ−パイプ、Ｕ−パ
イプのブランチの一端に備えた抵抗センサーを含んでな
り、該Ｕ−パイプの他のブランチは該自動ステーション
の液体吸引又は計量分配システムの端と作用可能に連結
され、該システムはオリフィスを有するチップを有して
おり、該チップのオリフィスから液面に吹きつけられる
空気により該チップと液面の接触に応じて該システム内
に微少圧力差異を生じ、該微少圧力差異が両ブランチの
液体レベルの変化及び結果的には該抵抗センサーの適切
な活性化（又は非活性化）をもたらす。
ける補助装置として使用するために適切な新規液体レベ
ルセンサーは、導電性の液体を含むＵ−パイプ、Ｕ−パ
イプのブランチの一端に備えた抵抗センサーを含んでな
り、該Ｕ−パイプの他のブランチは該自動ステーション
の液体吸引又は計量分配システムの端と作用可能に連結
され、該システムはオリフィスを有するチップを有して
おり、該チップのオリフィスから液面に吹きつけられる
空気により該チップと液面の接触に応じて該システム内
に微少圧力差異を生じ、該微少圧力差異が両ブランチの
液体レベルの変化及び結果的には該抵抗センサーの適切
な活性化（又は非活性化）をもたらす。
非常に低濃度で血液中に存在する物質、たとえばホル
モン、医薬物質、タンパク質、等の診断目的のための測
定は、非常に高い感度によって特徴づけられている免疫
アッセイ法（RIA,EIA、等）の使用によって現在可能で
ある。１本の試験管内でいくつかの物質（たとえば、未
知の抗原、マークされた抗原、特異抗体）のインキュベ
ーションを要する所定量の試料の調製は、いくつかの段
階において行なわれる。
モン、医薬物質、タンパク質、等の診断目的のための測
定は、非常に高い感度によって特徴づけられている免疫
アッセイ法（RIA,EIA、等）の使用によって現在可能で
ある。１本の試験管内でいくつかの物質（たとえば、未
知の抗原、マークされた抗原、特異抗体）のインキュベ
ーションを要する所定量の試料の調製は、いくつかの段
階において行なわれる。
１つの段階は、試薬を含む液体のいくつかの容器又は
試験管からの吸引及び次に、反応が起るべき試験管中へ
のこれらの液体の計量分配である。これらの操作は一般
的に、計量分配ピペットを用いて作業者によって手動的
に行なわれる。所定量の試料の調製のすべての段階に関
するオートメーション方法の範囲内で、最近、所定量の
試料液体の計量分配のためのコンピューター化されたス
テーションが開発されて来た。
試験管からの吸引及び次に、反応が起るべき試験管中へ
のこれらの液体の計量分配である。これらの操作は一般
的に、計量分配ピペットを用いて作業者によって手動的
に行なわれる。所定量の試料の調製のすべての段階に関
するオートメーション方法の範囲内で、最近、所定量の
試料液体の計量分配のためのコンピューター化されたス
テーションが開発されて来た。
典型的な自動ステーション（第１図）は、試料トレー
を担持する操作面上に定量分配プローブのX,Y,Zを配置
するためのプロッター；該プローブに連結された、液体
を吸引及び分配するためのポンプ手段の操作を制御する
コンピューターから成る。
を担持する操作面上に定量分配プローブのX,Y,Zを配置
するためのプロッター；該プローブに連結された、液体
を吸引及び分配するためのポンプ手段の操作を制御する
コンピューターから成る。
ポンプ手段は、普通プロッターのプローブに柔軟なチ
ューブによって連結されている１又は複数の注入器（sy
ringe）によって構成される。吸引及び分配操作は、注
入器のピストンを上下に動かすことによって行なわれ
る。プロッターのプローブは、普通Ｚ−軸と呼ばれ、そ
して固定された針を持たないが、しかし時々、適切なト
レーから取られ、そして汚染を避けるために、おのおの
の分配操作の後、自動的に交換されるチップを使用す
る。普通、ステーションの操作の間、チップは、分配さ
れるべき液体の十分に決定された量を、同じ試験管（又
は容器）から数回、採取する。従って、試験管中の液体
量が抜取りの数に従って減少することを考慮すると、そ
のシステムは、おのおのの吸引の前に、必要な量と比べ
て、利用できる液体の量を知る必要がある。すなわち、
抜取りの前に、試験管内にある液体の体積を知る必要が
ある。しかしながら、液体の外面の形状が分かっている
ので、１つのパラメーター：試験管中の液体レベルのみ
を知ることで十分である。この情報を知るために、試験
管中にＺ−軸を下げている間、Ｚ−軸のチップが液体の
自由表面に接触するやいなやその動きを急速に防止し、
そして、基準量（Ｚ−ホーム）に関して、該チップによ
って達するレベルをコンピューターにシグナルで送るこ
とができるシステムを製造する必要があった。このシス
テムは、試験管中に含まれる液体のレベル及び従って体
積をコンピューターで知ることを可能にする。液体の量
が要求を十分に満たす場合、液体の自由表面に関して、
コンピューターがチップを抜取られるべき液体の体積に
対応する深さの点まで下げることができ、従って、必要
以上に該チップを下げるのを避けることができる。
ューブによって連結されている１又は複数の注入器（sy
ringe）によって構成される。吸引及び分配操作は、注
入器のピストンを上下に動かすことによって行なわれ
る。プロッターのプローブは、普通Ｚ−軸と呼ばれ、そ
して固定された針を持たないが、しかし時々、適切なト
レーから取られ、そして汚染を避けるために、おのおの
の分配操作の後、自動的に交換されるチップを使用す
る。普通、ステーションの操作の間、チップは、分配さ
れるべき液体の十分に決定された量を、同じ試験管（又
は容器）から数回、採取する。従って、試験管中の液体
量が抜取りの数に従って減少することを考慮すると、そ
のシステムは、おのおのの吸引の前に、必要な量と比べ
て、利用できる液体の量を知る必要がある。すなわち、
抜取りの前に、試験管内にある液体の体積を知る必要が
ある。しかしながら、液体の外面の形状が分かっている
ので、１つのパラメーター：試験管中の液体レベルのみ
を知ることで十分である。この情報を知るために、試験
管中にＺ−軸を下げている間、Ｚ−軸のチップが液体の
自由表面に接触するやいなやその動きを急速に防止し、
そして、基準量（Ｚ−ホーム）に関して、該チップによ
って達するレベルをコンピューターにシグナルで送るこ
とができるシステムを製造する必要があった。このシス
テムは、試験管中に含まれる液体のレベル及び従って体
積をコンピューターで知ることを可能にする。液体の量
が要求を十分に満たす場合、液体の自由表面に関して、
コンピューターがチップを抜取られるべき液体の体積に
対応する深さの点まで下げることができ、従って、必要
以上に該チップを下げるのを避けることができる。
次に、抜取られるべき合計体積に達するまで、チップ
を少し浸没することによって、少量の体積の液体を交互
に吸引することにより操作をより一層、改良することが
できるであろう。この場合、チップの小部分のみが液体
中に浸没維持される。液体レベルを検出するためにより
一般的に使用されるセンサーは、容量タイプ及び抵抗タ
イプである。容量センサーは、それらが浸没される媒体
中に変化が存在する場合、誘電率の差異、及び従って静
電容量を検出する。抵抗センサーは、２つの電気接点を
短絡する、それらが浸没される液体の導電性を利用す
る。
を少し浸没することによって、少量の体積の液体を交互
に吸引することにより操作をより一層、改良することが
できるであろう。この場合、チップの小部分のみが液体
中に浸没維持される。液体レベルを検出するためにより
一般的に使用されるセンサーは、容量タイプ及び抵抗タ
イプである。容量センサーは、それらが浸没される媒体
中に変化が存在する場合、誘電率の差異、及び従って静
電容量を検出する。抵抗センサーは、２つの電気接点を
短絡する、それらが浸没される液体の導電性を利用す
る。
あいにく、問題のシステムのためにこれらのセンサー
の直接的な適用は、少なくとも次の理由のために不可能
であろう。
の直接的な適用は、少なくとも次の理由のために不可能
であろう。
１）所定量の試料を調製するために、吸引されるべき異
なった液体は、たとえば、すべての液体が良好な導電性
を有するとはかぎらないが、それらの間で異なる電気特
性を有する。従って、センサーによって得られるシグナ
ルは信頼性が少ない。
なった液体は、たとえば、すべての液体が良好な導電性
を有するとはかぎらないが、それらの間で異なる電気特
性を有する。従って、センサーによって得られるシグナ
ルは信頼性が少ない。
２）センサーは、すでに言及したように、必ずしも同じ
ではないが、しかし、おのおのの分配操作の後、自動的
に交換される、Ｚ−軸のチップに固定されるべきであ
る。従って、すべてのチップがセンサーを備えたもので
あることは、非実用的であり、そして非常に費用がかか
るであろう。
ではないが、しかし、おのおのの分配操作の後、自動的
に交換される、Ｚ−軸のチップに固定されるべきであ
る。従って、すべてのチップがセンサーを備えたもので
あることは、非実用的であり、そして非常に費用がかか
るであろう。
通常使用される圧力センサーの１つ、たとえば圧電抵
抗圧変換器でさえ、このシステムに直接的に適用できな
いであろう。事実、分配システムにおけるそのような装
置の使用は、第２及び第３図に示されるように、市場で
利用できる圧力センサーの不十分な感度により、満足す
る結果を与えることができない。
抗圧変換器でさえ、このシステムに直接的に適用できな
いであろう。事実、分配システムにおけるそのような装
置の使用は、第２及び第３図に示されるように、市場で
利用できる圧力センサーの不十分な感度により、満足す
る結果を与えることができない。
上記問題を、新レベルのセンサーを備えることによっ
て解決することができることが見出された。該新レベル
のセンサーは、導電性の液体を含むＵ−パイプ、Ｕ−パ
イプのブランチの一端に備えた抵抗センサーを含んでな
り、該Ｕ−パイプの他のブランチは該自動ステーション
の液体吸引又は計量分配システムの端と作用可能に連結
され、該システムはオリフィスを有するチップを有して
おり、該チップのオリフィスから液面に吹きつけられる
空気により該チップと液面の接触に応じて該システム内
に微少圧力差異を生じ、該微少圧力差異が両ブランチの
液体レベルの変化及び従って、該抵抗センサーの活性化
（又は非活性化）をもたらす。
て解決することができることが見出された。該新レベル
のセンサーは、導電性の液体を含むＵ−パイプ、Ｕ−パ
イプのブランチの一端に備えた抵抗センサーを含んでな
り、該Ｕ−パイプの他のブランチは該自動ステーション
の液体吸引又は計量分配システムの端と作用可能に連結
され、該システムはオリフィスを有するチップを有して
おり、該チップのオリフィスから液面に吹きつけられる
空気により該チップと液面の接触に応じて該システム内
に微少圧力差異を生じ、該微少圧力差異が両ブランチの
液体レベルの変化及び従って、該抵抗センサーの活性化
（又は非活性化）をもたらす。
本発明は、添付図面を参照して、次の詳細な記載を読
むことにより一層理解できるであろう。ここで、所定量
の試料を調製するための典型的な自動ステーションは、
試料トレーを含む使用面上で定量分配プローブを配置す
るためにプロッターの操作を制御するコンピューター、
及び液体の吸引及び分配のために該プローブに連結され
ているポンプ手段を含む。
むことにより一層理解できるであろう。ここで、所定量
の試料を調製するための典型的な自動ステーションは、
試料トレーを含む使用面上で定量分配プローブを配置す
るためにプロッターの操作を制御するコンピューター、
及び液体の吸引及び分配のために該プローブに連結され
ているポンプ手段を含む。
第２及び第３図は、圧力変換器を用いることによっ
て、必要な感度で液体レベルを検出する問題の理論的な
解決を示す。
て、必要な感度で液体レベルを検出する問題の理論的な
解決を示す。
第２図は、Ｚ−軸のチップが液体と接触していない場
合を示し；この場合、空気がチップ自体のオリフィスか
らの流れ、そして内部圧は生じない。第３図は、チップ
が試験管（又は試薬の容器）内の液体の自由面と接触す
る場合を示し、この場合、オリフィスは浸没され、そし
てその結果、過剰圧力（圧力スイッチを活性化する）が
生じる。上で言及したように、たとえ理論的に効果的で
あったとしても、この解決は、存在する装置の低感度の
ために満足する結果を与えることはできない。
合を示し；この場合、空気がチップ自体のオリフィスか
らの流れ、そして内部圧は生じない。第３図は、チップ
が試験管（又は試薬の容器）内の液体の自由面と接触す
る場合を示し、この場合、オリフィスは浸没され、そし
てその結果、過剰圧力（圧力スイッチを活性化する）が
生じる。上で言及したように、たとえ理論的に効果的で
あったとしても、この解決は、存在する装置の低感度の
ために満足する結果を与えることはできない。
第４、第５及び第６図は、本発明の装置（第４図）、
たとえば定量分配システムに備え付けられる場合の装置
（第５図）、及び液体の自由表面とチップとの接触によ
り活性化される場合の装置（第６図）を示す。これらの
図は、この後の詳細な説明を理解するのに助けになるで
あろう。本発明の液体レベルセンサーは、水を含むＵパ
イプから成る（第４図）。水の両自由表面は、連続する
容器の原理によれば、大気圧下で一般的に同じレベルで
ある。ブランチ１での圧力が増大すると、このブランチ
の水レベルは低下し、従って、ブランチ２の水レベルは
上昇する。抵抗センサーがＵパイプのブランチ２の端に
備え付けられるので、水の量がある限界内に保持される
なら、該センサーの接触が、非常に低い圧力の増大によ
り水によって達せられるであろう。２つのセンサーの接
点の１つが電圧源Ｖに連結される場合、水の導電性によ
り、これは他の接点に移動し、そしてコンピューターに
よって使用され得るシグナルを生むであろう。
たとえば定量分配システムに備え付けられる場合の装置
（第５図）、及び液体の自由表面とチップとの接触によ
り活性化される場合の装置（第６図）を示す。これらの
図は、この後の詳細な説明を理解するのに助けになるで
あろう。本発明の液体レベルセンサーは、水を含むＵパ
イプから成る（第４図）。水の両自由表面は、連続する
容器の原理によれば、大気圧下で一般的に同じレベルで
ある。ブランチ１での圧力が増大すると、このブランチ
の水レベルは低下し、従って、ブランチ２の水レベルは
上昇する。抵抗センサーがＵパイプのブランチ２の端に
備え付けられるので、水の量がある限界内に保持される
なら、該センサーの接触が、非常に低い圧力の増大によ
り水によって達せられるであろう。２つのセンサーの接
点の１つが電圧源Ｖに連結される場合、水の導電性によ
り、これは他の接点に移動し、そしてコンピューターに
よって使用され得るシグナルを生むであろう。
上に記載された装置は、第５図に示されている操作上
の連結によって試験管内の液体レベルを検出するために
使用される。ステーションのＺ−軸は適切なＴ−部材を
通して:1つのサイドからポンプ手段の注入器に；他のサ
イドからＵパイプのブランチ１に連結される。
の連結によって試験管内の液体レベルを検出するために
使用される。ステーションのＺ−軸は適切なＴ−部材を
通して:1つのサイドからポンプ手段の注入器に；他のサ
イドからＵパイプのブランチ１に連結される。
注入器のピストンを押すことによって、Ｚ−軸の方へ
空気の動きを得る。Ｚ−軸のチップが液体表面に接触し
ていない場合、空気はチップ自体のオリフィスを通って
流れる。さらに、注入器のピストンがゆっくり押される
場合、空気は容易に流出し、そして内部連結内にいづれ
の圧力も生まれない。
空気の動きを得る。Ｚ−軸のチップが液体表面に接触し
ていない場合、空気はチップ自体のオリフィスを通って
流れる。さらに、注入器のピストンがゆっくり押される
場合、空気は容易に流出し、そして内部連結内にいづれ
の圧力も生まれない。
チップが試験管（又は容器）の液体の自由表面と接触
するとすぐに、空気の流れは停止し、従って、連結内の
圧力の急速な上昇を引き起こす。この圧力の上昇は、Ｕ
−パイプのブランチ１に伝導され、水の急速な置換を引
き起こす（第６図）。ブランチ２内のレベルの上昇は、
コンピューターへ電気シグナルを伝導するセンサーを活
性化する。
するとすぐに、空気の流れは停止し、従って、連結内の
圧力の急速な上昇を引き起こす。この圧力の上昇は、Ｕ
−パイプのブランチ１に伝導され、水の急速な置換を引
き起こす（第６図）。ブランチ２内のレベルの上昇は、
コンピューターへ電気シグナルを伝導するセンサーを活
性化する。
本発明の作用可能な装置をブランチ１の入口にある電
気的に制御されているバルブを介して分配システムに接
続することが好ましい（第５図）。
気的に制御されているバルブを介して分配システムに接
続することが好ましい（第５図）。
該バルブの目的は、センサーレベルの使用の段階の間
のみ、連結を開口し続けることである。他の段階の間、
すなわち液体の吸引及び分配の間、連結は、これらの操
作を正しく達成するために、中断されるべきである。こ
のバルブは、コンピューターによって自動的に活性化及
び非活性化される。
のみ、連結を開口し続けることである。他の段階の間、
すなわち液体の吸引及び分配の間、連結は、これらの操
作を正しく達成するために、中断されるべきである。こ
のバルブは、コンピューターによって自動的に活性化及
び非活性化される。
本発明は、限定的でなく例示的であることは当業者に
とって明らかである。たとえば、水として例示されてい
る、Ｕ−パイプに含まれる液体は、使用される抵抗セン
サーのために適切な導電性を有するいかなる液体であっ
てもよい。
とって明らかである。たとえば、水として例示されてい
る、Ｕ−パイプに含まれる液体は、使用される抵抗セン
サーのために適切な導電性を有するいかなる液体であっ
てもよい。
さらに、本明細書に記載されている液体レベルセンサ
ーは適切な感度と共に構造的単純性を備えており、液体
のレベルを決定し、そしてそれを制御装置への即座のリ
ターンシグナルに翻訳することが必要な任意の補助装置
として使用することができる。従って、その使用は、所
定量の試料を調製するための自動ステーションに限定さ
れない。
ーは適切な感度と共に構造的単純性を備えており、液体
のレベルを決定し、そしてそれを制御装置への即座のリ
ターンシグナルに翻訳することが必要な任意の補助装置
として使用することができる。従って、その使用は、所
定量の試料を調製するための自動ステーションに限定さ
れない。
第１図は、コンピューター及びポンプ手段を含む、所定
量の試料を調製するための典型的な自動ステーションを
表わす。 第２図及び第３図は、圧力変換器を用いることによっ
て、必要な感度で液体レベルを検出する問題の理論的な
解決を示す。 第４図、第５図及び第６図は、それぞれ、本発明の装
置、定量分配システムに備え付けられる場合の装置、及
び液体の自由表面とチップとの接触により活性化される
場合の装置を示す。 １…コンピューター、２…注入器、３…圧力スイッチ、
４…Ｚ−軸、５…チップ、６…ブランチ２、７…ブラン
チ１、８…バルブ、９…Ｔ−部材。
量の試料を調製するための典型的な自動ステーションを
表わす。 第２図及び第３図は、圧力変換器を用いることによっ
て、必要な感度で液体レベルを検出する問題の理論的な
解決を示す。 第４図、第５図及び第６図は、それぞれ、本発明の装
置、定量分配システムに備え付けられる場合の装置、及
び液体の自由表面とチップとの接触により活性化される
場合の装置を示す。 １…コンピューター、２…注入器、３…圧力スイッチ、
４…Ｚ−軸、５…チップ、６…ブランチ２、７…ブラン
チ１、８…バルブ、９…Ｔ−部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フェデリコ マッツァクラティ イタリー国，00133 ローマ，ビアドゥ プレ，８ (56)参考文献 特開 昭56−164958（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−52759（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】容器中の液体の吸引又は計量分配するため
の自動ステーションの補助装置として使用のために適切
な液体レベルセンサーであって、導電性の液体を含むＵ
−パイプ、Ｕ−パイプのブランチの一端に備えた抵抗セ
ンサーを含んでなり、該Ｕ−パイプの他のブランチは該
自動ステーションの液体吸引又は計量分配システムの端
と作用可能に連結され、該システムはオリフィスを有す
るチップを有しており、該チップのオリフィスから液面
に吹きつけられる空気により該チップと液面の接触に応
じて該システム内に微少圧力差異を生じ、該微少圧力差
異が両ブランチの液体レベルの変化及び結果的に該抵抗
センサーの活性化（又は非活性化）をもたらす液体レベ
ルセンサー。 - 【請求項２】前記作用可能な連結を、抵抗センサーを有
するブランチの反対側のブランチの入口に配置されてい
る、電気的に制御されたバルブによって行う特許請求の
範囲第１項記載の液体レベルセンサー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT48804A/85 | 1985-11-18 | ||
| IT48804/85A IT1181735B (it) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | Sensore di livello di liquidi,utilizzato in una stazione automatica per la preparazione di dosaggi immunologici |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62119458A JPS62119458A (ja) | 1987-05-30 |
| JP2593856B2 true JP2593856B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=11268639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61273045A Expired - Lifetime JP2593856B2 (ja) | 1985-11-19 | 1986-11-18 | 所定量の試料を調製するための液体レベルセンサー |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4777832A (ja) |
| EP (1) | EP0223751B1 (ja) |
| JP (1) | JP2593856B2 (ja) |
| AT (1) | ATE68263T1 (ja) |
| CA (1) | CA1306779C (ja) |
| DE (2) | DE223751T1 (ja) |
| ES (1) | ES2000052T3 (ja) |
| FI (1) | FI85190C (ja) |
| IT (1) | IT1181735B (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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