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カートリッジ用検査装置 - 特開2008−35745 | j-tokkyo
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【発明の名称】 カートリッジ用検査装置
【発明者】 【氏名】蘭 宗樹

【氏名】田名網 健雄

【要約】 【課題】感染源となる病原体や有害な検査標本などを完全に遮断した状態で検査処理を行うことができ、また、検査処理の自動化及び装置の小型化を図ることによって迅速かつ容易に検査することのできるカートリッジ用検査装置を提供する。

【構成】カートリッジ用検査装置100は、基板1と、基板1を重ねて設けられた弾性体2との間に、溶液X,Yが収容される複数の室21〜25及び流路26,26,27,27を有するカートリッジ3と、弾性体2に外力を加えて流路26,26,27,27又は室21〜25にある溶液X,Yを移動させることによって検査処理を自動的に行う送液装置4とが配された筐体5を備え、筐体5は、外気に対して密閉され、筐体5内から外部に通じる排気路に除菌フィルタ63が設けられた安全キャビネットである。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器の少なくとも一部が弾性体で構成され、前記容器の内部に溶液が収容される複数の室及び複数の室を連結する流路を有するカートリッジと、
前記弾性体に外力を加えて前記流路又は室にある溶液を移動させることによって前記溶液の検査処理を自動的に行う送液装置とが配された筐体を備え、
前記筐体は、外気に対して密閉され、前記筐体内から外部に通じる排気路に除菌フィルタが設けられた安全キャビネットであることを特徴とするカートリッジ用検査装置。
【請求項2】
前記筐体内に、前記カートリッジ及び前記送液装置が配されて、前記カートリッジの前記弾性体に外力を加えることによって前記溶液の検査処理を行う処理エリアと、前記送液装置を駆動する駆動源を収容する収容エリアとを区画する区画壁が設けられ、
前記送液装置と前記駆動源とが、前記区画壁を貫通し前記駆動源からの駆動力を前記送液装置に伝達する伝達手段によって接続されるとともに、前記伝達手段が前記区画壁に対して気密にシールされていることを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ用検査装置。
【請求項3】
前記筐体に、前記処理エリア内の清掃を行うための清掃用扉が設けられていることを特徴とする請求項2に記載のカートリッジ用検査装置。
【請求項4】
前記筐体内の排気を排出する排気ダクトを備え、
前記排気ダクトに、外部の処理装置に接続される接続手段が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のカートリッジ用検査装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、感染源となる病原体や有害な検査標本などを完全に遮断した状態で、混合、合成、溶解、分離などの検査処理を自動的に行うことのできるカートリッジ用検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、検査室等で病原体を取り扱う場合、検査室内における作業者の細菌、ウイルス等の病原体の感染防止と、病原体を外部に出さないようバイオハザード対策が重要視されている。検査室内における感染防止の第一は、病原体の取り扱い実技の訓練であるが、いかに取り扱いに熟練していても、エアロゾル感染、飛沫感染などは特別の配慮と設備なしには防止することができない。よって、病原体のバイオセーフティレベルを認識し、それぞれのレベルに応じた防止対策が要求されている。
そこで、感染症等の危険度が軽度ないしは中程度のバイオセーフティレベルの場合、安全キャビネットを備えた検査室で行う必要がある。安全キャビネットは危険な微生物を封じ込め、キャビネットの外に出さないよう設計されているものであり、例えば、吸気系及び排気系を備えた作業空間内に、作業者の上半身や手などを挿入して作業をすることのできるものが知られている(特許文献1、2参照)。
【特許文献1】特開2000−279161号公報
【特許文献2】特開2005−235882号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上述のような安全キャビネットの場合、作業者の上半身や手などの一部が挿入されて作業することができるものであり、作業者が検査に必要なガラス器具、処理装置や測定・検査装置を安全キャビネット内に並べて作業するものであるため、比較的装置自体が大型であった。また、このような装置はバイオセーフティレベルに応じて管理された区域に備え付けられているため、例えば患者からの検体を採取してその場で検査するなど、時間をあけずにすぐに検査するといったことには対処できないという問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、感染源となる病原体や有害な検査標本などを完全に遮断した状態で検査処理を行うことができ、また、検査処理の自動化及び装置の小型化を図ることによって迅速かつ容易に検査することのできるカートリッジ用検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、容器の少なくとも一部が弾性体で構成され、前記容器の内部に溶液が収容される複数の室及び複数の室を連結する流路を有するカートリッジと、
前記弾性体に外力を加えて前記流路又は室にある溶液を移動させることによって前記溶液の検査処理を自動的に行う送液装置とが配された筐体を備え、
前記筐体は、外気に対して密閉され、前記筐体内から外部に通じる排気路に除菌フィルタが設けられた安全キャビネットであることを特徴とする。
【0005】
請求項2の発明は、請求項1に記載のカートリッジ用検査装置において、
前記筐体内に、前記カートリッジ及び前記送液装置が配されて、前記カートリッジの前記弾性体に外力を加えることによって前記溶液の検査処理を行う処理エリアと、前記送液装置を駆動する駆動源を収容する収容エリアとを区画する区画壁が設けられ、
前記送液装置と前記駆動源とが、前記区画壁を貫通し前記駆動源からの駆動力を前記送液装置に伝達する伝達手段によって接続されるとともに、前記伝達手段が前記区画壁に対して気密にシールされていることを特徴とする。
【0006】
請求項3の発明は、請求項2に記載のカートリッジ用検査装置において、
前記筐体に、前記処理エリア内の清掃を行うための清掃用扉が設けられていることを特徴とする。
【0007】
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のカートリッジ用検査装置において、
前記筐体内の排気を排出する排気ダクトを備え、
前記排気ダクトに、外部の処理装置に接続される接続手段が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、筐体が外気に対して密閉され、筐体内から外部に通じる排気路に除菌フィルタが設けられた安全キャビネットであるので、感染源となる病原体や有害な検査標本などを完全に遮断した状態で検査処理を行うことができる。また、送液装置が自動的に検査処理を行うので、検査処理が自動化され、装置の小型化を図ることができる。よって、迅速かつ容易な検査処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係るカートリッジ用検査装置100の概略斜視図、図2は、図1におけるカートリッジ用検査装置100の一部を破断して示した側面図である。
カートリッジ用検査装置100は、検査試料である溶液が注入されたカートリッジ3と、カートリッジ3に外力を加えてカートリッジ3内の溶液を送液することによって溶液の検査処理を行う送液装置4とが配された筐体5を備えている。
【0010】
筐体5は、箱形状をなしており、外気に対して密閉された安全キャビネットとして機能するものである。筐体5の右側面には筐体5内(後述する処理エリア51)の排気を外部に排出するための排気口61が設けられており、排気口61には排気ダクト65が接続され、さらに排気ダクト65に除菌フィルタ63が取り付けられている。筐体5の左側面には外気を筐体5内(処理エリア51)に取り込むための吸気口62が設けられており、吸気口62に吸気ダクト67が接続され、さらに吸気ダクト67に除菌フィルタ63が取り付けられている。筐体5内は、負圧となるように吸引され、筐体5内の空気が自然に外部に漏れないようになっている。除菌フィルタ63としては、例えば、HEPA(High Efficiency Particulate Air)フィルタを使用することができる。そして、吸気口62にシールされた口を開閉するなどして、筐体5内の処理エリア51にカートリッジ3を挿入できる構造となっている。
排気口61側の除菌フィルタ63の外側には、ファン64が取り付けられており、筐体5内の空気を排気口61へと効率良く排気できるようになっている。また、ファン64の外側に外部の処理装置200に接続される接続部(接続手段)66が設けられている。外部の処理装置200としては、例えば部屋の外側に排気を送り出す装置であって、接続部66を介して送り込まれた排気は、外部の処理装置200によって部屋の外側に排出される。
【0011】
図3は、筐体5内の送液装置4、駆動源7等を詳細に示したカートリッジ用検査装置100の斜視図、図4は、図3における平断面図である。なお、図4は、図面の関係上、後述するスキージ41、スライダ43やガイドレール45等の図示を省略している。
筐体5内には、カートリッジ3及び送液装置4が配されて、カートリッジ3の検査処理を行う処理エリア51と、送液装置4の駆動源7,7となる電気回路や機械装置、空気配管等が収容された収容エリア52とを区画する区画壁53,53,…が設けられている。区画壁53,53,…は、筐体5内の上下、左右、前後にそれぞれ設けられ、筐体5内が二重構造とされ二つの空間部分が形成されている。六つの区画壁53,53,…によって形成された内側の空間部分が処理エリア51とされ、処理エリア51の外側に形成された空間部分が収容エリア52とされている。また、処理エリア51は、左右の区画壁53,53の一部が排気口61及び吸気口62に連通しており、吸気口62から外気が取り込まれて排気口61へと排気される。一方、収容エリア52は排気口61及び吸気口62には連通しておらず、左右の区画壁53,53によって隔離されている。
処理エリア51には、カートリッジ3が載置され、カートリッジ3の上方に送液装置4が配されている。収容エリア52のうち、前面側と後面側とには、送液装置4の駆動源7,7となる電気回路や機械装置、空気配管等がそれぞれ収容されている。そして、送液装置4と、その駆動源7,7である例えば電気回路とを電気的に接続する配線(伝達手段)71,71が、前後の区画壁53,53を貫通して処理エリア51に配されている。また、配線71,71と区画壁53,53の貫通部には気密シールがなされている。このようにして処理エリア51には、カートリッジ3、送液装置4及び気密シールされた配線71,71のみが露出し、電気回路や機械装置、空気圧供給装置、油圧供給装置といった駆動源7,7は、処理エリア51に露出していないので病原体等によって汚染されることがない。さらに、各区画壁53,53,…の内面には、気密シールにより気密性及び絶縁性が確保されている。
なお、図示しないが、駆動源7,7が機械装置の場合には、機械力を伝達する軸(伝達手段)等が区画壁53,53を貫通して処理エリア51に配され、軸等には気密シールがなされているものとする。また、空気圧供給装置や油圧供給装置の場合には、空気圧や油圧を送る配管(伝達手段)や配線(伝達手段)が区画壁53,53を貫通して処理エリア51に配されており、これら配管及び配線に気密シールがなされているものとする。勿論、伝達手段が電気配線で、アクチュエータ類や駆動源が処理エリア51内にある構成としても良い。
【0012】
図5(a)は、カートリッジ3の斜視図、(b)は、カートリッジ3の上面図、(c)は、切断線V−Vに沿って切断した際の矢視断面図である。
カートリッジ3は、基板1上に弾性体2が重ねて設けられ、基板1と弾性体2との間に溶液X,Y,Z(図6参照)が収容される複数の室21〜25及びこれら室21〜25を連結する流路26,26,27,27が形成されている。なお、基板1と弾性体2とによって容器が構成されている。
基板1は、硬質な材料からなり、位置決め及び形状維持のための長尺な平板状をなしている。
弾性体2は、気密状で弾力性のあるPDMS(ポリジメチルシロキサン)などのシリコンゴムや高分子材料からなり、基板1と同様の大きさで長尺な平板状をなしている。なお、弾性体2は、ゴム以外にも粘弾性体や塑性体を使用することができる。弾性体2の基板1との接触面である下面には、それぞれ上面側に凹んで膨らむことができる溶液用の複数の凹部が形成されており、これら複数の凹部は、溶液が注入される注入用の注入室21,22と、注入室21,22内の溶液が反応する反応部用の反応室23と、反応室23で反応した溶液が分注される分注用の分注室24,25となる。また、弾性体2の下面には、注入室21,22と反応室23とがそれぞれ繋がる流路26,26と、反応室23と分注室24,25とがそれぞれ繋がる流路27,27とが形成されている。注入室21,22及び分注室24,25は平面視円形状で、反応室23は平面視楕円形状である。そして、弾性体2の下面で、注入室21,22、反応室23及び分注室24,25及び流路26,26,27,27を除く接着領域が、基板1の上面に接着されている。これによって注入室21,22、反応室23、分注室24,25及び流路26,26,27,27が弾性体2と基板1とにより密閉されて、後述する溶液X,Y,Zの外部漏れが防止される構造となっている。
【0013】
送液装置4としては、図3及び図6に示すように、例えば、弾性体2の上面に接触しながら移動することにより、弾性体2に外力を加えて流路26,26,27,27又は室21〜25あるいは両者を部分的に塞いで、塞がれた流路26,26,27,27又は室21〜25にある溶液X,Yを移動させる例えばスキージ41と、スキージ41をカートリッジ3の長手方向に沿って移動させるガイドレール45及びスライダ43等のアクチュエータと、アクチュエータを駆動させる駆動源7等を備えている。
スキージ41は、例えば、長尺な角柱状であり、カートリッジ3の短手方向に沿って延在しており、スキージ41が弾性体2の上面に接触しながら独立して移動するようになっている。
ガイドレール45は、カートリッジ3の長手方向に沿って延在しており、カートリッジ3の上面両端部に、カートリッジ3の短手方向に沿って設けられた支持部材46,46によって支持されている。また、ガイドレール45には、ガイドレール45に沿ってスライダ43が独立して移動自在に設けられ、スライダ43にスキージ41がカートリッジ3の短手方向に沿って延在するように固定されている。よって、スライダ43がガイドレール3に沿って移動することにより、スキージ41もガイドレール45に沿って移動し、カートリッジ3の上面が押圧されるため、送液が行われる。
アクチュエータの駆動源7,7としては、電力、機械力、空気圧あるいは油圧等によるものが挙げられ、図中、符号47は、駆動源7からの動力(電力、機械力、空気圧、油圧等)をスライダ43等に接続するものを示している。
【0014】
ここで、送液動作について説明する。図6(a)〜(c)は、スキージ41の動作を示した平面図である。
まず、カートリッジ3に形成された注入室21,22に予め溶液Xと溶液Yをそれぞれ注入しておく。注入は、図5(c)に示すように弾性体2に例えば直接、シリンジ32により注入室21,22内に注入する。
【0015】
図6(a)は、溶液X,Yの注入後、送液前の状態であり、弾性体2の上面左端部にスキージ41が位置しており、スキージ41の下面が弾性体2の上面に接触して弾性体2を押し潰している。この状態からスライダ43がガイドレール45に沿って左側から右側に移動することにより同時にスキージ41が弾性体2の上面に沿って右側へ移動する。このとき、スキージ41の下面で弾性体2の上面が押し潰されながら、注入室21,22に収容されている溶液X,Yが右方向へと押し出されて、流路26,26を通って反応室23へと移動する。
【0016】
図6(b)に示すように、スライダ43によってさらにスキージ41が弾性体2の上面に沿って右側へ移動する。この場合にもスキージ41の下面で弾性体2の上面が押し潰されながら、流路26,26及び反応室23にある溶液が右方向へと押し出される。そして、スキージ41が反応室23を移動する際に、反応室23内に送られた溶液X,Yが混合して反応する。ここで言う反応とは、例えば、混合、合成、溶解、分離などである。なお、このようにカートリッジ3を利用することにより、例えばダイオキシンやDNAなどの検出が可能である。また、このときスキージ41は弾性体2の上面を押圧しており、これによって送液された溶液の逆流が防止される。
【0017】
反応室23で反応した反応後の溶液Zは、その後、図6(c)に示すように、スキージ41の移動によって、流路27,27から分注室24,25へと移動する。
【0018】
以上のように、カートリッジ用検査装置100は、カートリッジ3と、カートリッジ3内の溶液X,Yを移動させることにより検査処理を自動的に行う送液装置4とが配される筐体5を備え、筐体5が外気に対して密閉され、排気口61に除菌フィルタ63が設けられているので、病原体などの感染源や有害な検査標本などを完全に遮断した状態で溶液の混合、合成、溶解、分離、検出といった一連の検査処理を行うことができる。また、溶液X,Yの検査処理が自動化されるので、作業者が作業することもなくなり作業者への感染を防止することができる。さらに、作業者が検査に必要な器具等を筐体5内で使用することもなくなるので、汚染された器具等による再感染の防止にもつながり、装置100の小型化も図ることができる。具体的に、カートリッジ3は手のひらに載る程度のカード状の大きさであり、送液装置4もデスクトップのサイズに小型化でき、これによってこれらカートリッジ3及び送液装置4が配される筐体5も同様にデスクトップのサイズに小型化することができる。また、自動的に検査処理が行われるため、個人の作業能率による違いがなく再現性の高い検査結果を得ることができる。
このように小型化の実現により、従来のように検査室や実験室を離れた場所で、検査が必要となった場合にもすぐに対処して検査処理を行うことができる。また、従来のように大型の装置ではないので、そのための大きな場所の制約もなく、簡易に検査処理することができる。
本発明では、バイオセーフティレベル2以下に定められた取り扱いを義務づけられている感染体や血液などの生体試料を検査することを前提としているが、これに限らず、必要な機能を備えて管理された区域で使用すればこのレベルに限定されるものではない。
【0019】
筐体5内には、処理エリア51と、収容エリア52とを区画する区画壁53,53,…が設けられ、送液装置4と駆動源7とが区画壁53,53,…を貫通する配線71,71等によって接続されるとともに処理エリア51に露出する配線71,71の貫通部が気密シールされているので、区画壁53,53,…に区画されることにより駆動源7,7が汚染されることがなく、送液装置4及びカートリッジ3のみ処理エリア51に配されるため、カートリッジ3及び送液装置4のみの汚染で済む。よって、この点においても器具等が汚染されることにより、その汚染器具からの再感染等を防止することができる。
さらに、排気ダクト65に、外部の処理装置200に接続される接続部66が設けられているので、接続部66を介して簡単に外部の処理装置200へと排気でき、また、確実に排気処理を行うことができる。
【0020】
[第二の実施の形態]
図7は、筐体5A内の送液装置4A等を詳細に示したカートリッジ用検査装置100Aの斜視図、図8は、図7における平断面図である。なお、図7は、図面の関係上、スキージ41A、スライダ43Aやガイドレール45A等の図示を省略している。
本発明の第二の実施の形態におけるカートリッジ用検査装置100Aは、第一の実施の形態のカートリッジ用検査装置100と異なり、筐体5Aの前面に処理エリア51Aに通じる清掃用扉54Aが設けられているものであって、駆動源7Aが筐体5Aの後ろ側の収容エリア52Aのみに収容されており、その他の点は第一の実施の形態と同様の構成であるので、同様の構成部分については同様の数字に英字Aを付してその説明を省略する。
【0021】
図7,図8に示すように、清掃用扉54Aは観音開きとなっており、筐体5Aの前面に形成された区画壁53Aを貫通して処理エリア51Aに通じるように形成されている。そして、清掃用扉54Aを開くことによって処理エリア51Aの清掃を行うことができるが、この場合に処理エリア51A内は負圧となっているので、外部に空気が漏れ出すことがない。また、清掃用扉54Aを介してカートリッジ3Aを処理エリア51A内に挿入することもできる。
さらに、区画壁53Aの内面及び清掃用扉54Aの処理エリア51Aに面する部分には、気密シールにより気密性及び絶縁性が確保されている。
【0022】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態において、気密シールはガラス封止だけでなく、気密性が得られればゴムパッキンやOリングによるシールでも良い。
また、除菌フィルタ63,63Aは排気口61,61A及び吸気口62,62Aにそれぞれ一つずつ設けるものとしたが、複数設けても構わない。また、排気口61,62A及び吸気口62,62Aはそれぞれ一つに限らず、筐体5,5Aの他の位置に複数設けるようにしても良い。
さらに、送液装置4,4Aとして、上記実施の形態ではスキージ41,41Aを使用したが、ローラであっても構わない。また、これらスキージ41,41Aやローラの個数は適宜変更可能であり、これに伴ってスライダ43,43Aの個数も変更可能である。さらに、清掃用扉54Aの位置や個数、処理エリア51,51A及び収容エリア52,52Aの位置大きさも上述したものに限らない。また、カートリッジ3,3Aに形成された複数の室21〜25、流路26,26,27,27の形状や個数等も変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】図1は、本発明に係るカートリッジ用検査装置100の概略斜視図である。
【図2】図1におけるカートリッジ用検査装置100の一部を破断して示した側面図である。
【図3】筐体5内の送液装置4等を詳細に示したカートリッジ用検査装置100の斜視図である。
【図4】図3における平断面図である。
【図5】(a)は、カートリッジ3の斜視図、(b)は、カートリッジ3の上面図、(c)は、切断線V−Vに沿って切断した際の矢視断面図である。
【図6】(a)〜(c)は、スキージ41の動作を示した平面図である。
【図7】筐体5A内の送液装置4A等を詳細に示したカートリッジ用検査装置100Aの斜視図である。
【図8】図7における平断面図である。
【符号の説明】
【0024】
1 基板
2 弾性体
3 カートリッジ
4 送液装置
5 筐体
7 駆動源
21,22 注入室(室)
23 反応室(室)
24,25 分注室(室)
26,27 流路
41 スキージ
43 スライダ
45 ガイドレール
51 処理エリア
52 収容エリア
53 区画壁
61 排気口
62 吸気口
63 除菌フィルタ
73 配線(伝達手段)
54A 清掃用扉
65 排気ダクト
66 接続部(接続手段)
100 カートリッジ用検査装置
200 外部の処理装置
X,Y,Z 溶液
【出願人】 【識別番号】000006507
【氏名又は名称】横河電機株式会社
【出願日】 平成18年8月3日(2006.8.3)
【代理人】 【識別番号】100090033
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司

【識別番号】100093045
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 良男


【公開番号】 特開2008−35745(P2008−35745A)
【公開日】 平成20年2月21日(2008.2.21)
【出願番号】 特願2006−212195(P2006−212195)