JP2018163015A - 液滴分注装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 最終評価結果のばらつき、または薬の性能の誤評価を防止することができる液滴分注装置を提供する。【解決手段】 液滴噴射部と、発光部と、受光部と、を具備する。前記液滴噴射部は、溶液を吐出するノズル群を有するとともに液滴を受ける受部に向けて液滴を噴射する。前記発光部は、前記液滴噴射部の前記ノズル群から吐出される液滴の軌道と直交方向に配置される。前記受光部は、前記発光部の水平方向に設けられるとともに前記ノズル群から吐出される液滴の軌道と直交方向に配置され、前記液滴の軌道に対し、前記発光部と反対側位置に配置される。前記発光部と前記受光部との間の光路と前記ノズル群の並設方向に対して斜めに傾斜させて配置した。【選択図】図８

Description

本発明の実施形態は、液滴分注装置に関する。

生物学、薬学などの分野の研究開発や医療診断や検査、農業試験において、ピコリットル（ｐＬ）からマイクロリットル（μＬ）の液体を分注するマイクロプレートを有する液滴噴射装置がある。

この液滴噴射装置は、マイクロプレートの各ウエルの１つの開口部に対して複数のノズルから同時に液体を滴下することで、液体の滴下時間を短縮することが考えられている。

米国特許出願公開第２０１４／０１９３３０９号明細書

マイクロプレートなどの各ウエルの１つの開口部に対して複数のノズルから同時に液体を滴下する場合、複数のノズルのうちの一部が不吐出となる可能性がある。このような場合、目的量の液体を所定量滴下することができない。そのため、誤評価などの問題が生じる可能性がある。

本実施形態の課題は、誤評価を防止することができる液滴分注装置を提供することである。

実施形態の液滴分注装置は、液滴噴射部と、発光部と、受光部と、を具備する。前記液滴噴射部は、溶液を吐出するノズル群を有するとともに液滴を受ける受部に向けて液滴を噴射する。前記発光部は、前記液滴噴射部の前記ノズル群から吐出される液滴の軌道と直交方向に配置される。前記受光部は、前記発光部の水平方向に設けられるとともに前記ノズル群から吐出される液滴の軌道と直交方向に配置され、前記液滴の軌道に対し、前記発光部と反対側位置に配置される。前記発光部と前記受光部との間の光路と前記ノズル群の並設方向に対して斜めに傾斜させて配置した。

図１は、第１の実施形態の液滴分注装置の全体の概略構成を示す斜視図である。 図２は、液滴分注装置の液滴噴射装置を示す上面（液滴保持容器側）の平面図である。 図３は、液滴分注装置の液滴噴射装置を示す下面（液滴吐出側）の平面図である。 図４は、図２のＦ４−Ｆ４線断面図である。 図５は、液滴噴射装置の液滴噴射アレイを示す平面図である。 図６は、図５のＦ６−Ｆ６線断面図である。 図７は、液滴分注装置の液滴検出部の概略構成図である。 図８は、液滴分注装置の液滴検出部の動作原理を説明するための説明図である。 図９は、液滴検出部の光路の傾斜角度の最小角度を説明するための説明図である。 図１０は、液滴検出部の光路の傾斜角度の最大角度を説明するための説明図である。 図１１は、第２の実施形態の液滴分注装置の液滴検出部を示す概略構成図である。 図１２は、第３の実施形態の液滴分注装置を示す斜視図である。 図１３は、第４の実施形態の液滴分注装置を示す斜視図である。 図１４は、マイクロプレートの変形例の要部構造を示す縦断面図である。

以下実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態の液滴分注装置１の一例について図１乃至図１０を参照して説明する。図１は、第１の実施形態の液滴分注装置１の全体の概略構成を示す斜視図である。 図２は、液滴分注装置１に装着される液滴噴射装置２の上面図であり、図３は液滴噴射装置２の液滴を噴射する面である下面図を示す。図４は、図２のＦ４−Ｆ４線断面図を示す。図５は、液滴噴射装置２の液滴噴射アレイ２７を示す平面図である。図６は、図５のＦ６−Ｆ６線断面図である。図７は、液滴分注装置１の液滴検出部２３０の概略構成図である。図８は、液滴分注装置１の液滴検出部２３０の動作原理を説明するための説明図である。図９は、液滴検出部２３０の光路２３３の傾斜角度θの最小角度θ１を説明するための説明図である。図１０は、液滴検出部２３０の光路２３３の傾斜角度θの最大角度θ２を説明するための説明図である。

液滴分注装置１は、矩形平板状の基台３と、液滴噴射装置装着モジュール５と、を有する液滴分注装置１の本体１Ａを備える。本実施形態では、生化学分野の分析や臨床検査などで一般的に用いられているマイクロプレートの中で、９６穴のマイクロプレート（受部）４へ溶液を滴下する実施形態について説明する。マイクロプレート４は９６穴に限定されず、３８４穴、１５３６穴、３４５６穴、６１４４穴等であっても良い。

マイクロプレート４は、基台３の中央位置に配置され、基台３のプレート取付け部３ａに着脱可能に固定されている。基台３の上には、マイクロプレート４の両側に、Ｘ方向に延設された左右一対のＸ方向ガイドレール６ａ、６ｂを有する。各Ｘ方向ガイドレール６ａ、６ｂの両端部は、マイクロプレート４上に突設された、固定台７ａ、７ｂに固定されている。

Ｘ方向ガイドレール６ａ、６ｂ間には、Ｙ方向に延設されたＹ方向ガイドレール８が架設されている。Ｙ方向ガイドレール８の両端は、Ｘ方向ガイドレール６ａ、６ｂに沿ってＸ方向に摺動可能なＸ方向移動台９にそれぞれ固定されている。

Ｙ方向ガイドレール８には、液滴噴射装置装着モジュール５がＹ方向ガイドレール８に沿ってＹ方向に移動可能なＹ方向移動台１０が設けられている。このＹ方向移動台１０には、液滴噴射装置装着モジュール５が装着されている。この液滴噴射装置装着モジュール５には、液滴噴射部である液滴噴射装置２が固定されている。これにより、Ｙ方向移動台１０がＹ方向ガイドレール８に沿ってＹ方向に移動する動作と、Ｘ方向移動台９がＸ方向ガイドレール６ａ、６ｂに沿ってＸ方向に移動する動作との組み合わせにより、液滴噴射装置２は、直交するＸＹ方向の任意の位置に移動可能に支持されている。なお、液滴噴射装置２は、液滴噴射装置装着モジュール５に着脱自在であっても良い。

第１の実施形態の液滴噴射装置２は、平板状のベース部材２１を有する。図２に示すようにこのベース部材２１の表面側には、複数、本実施形態では８個の溶液保持容器２２がＹ方向に一列に並設されている。溶液保持容器２２は、図４に示すように上面が開口された有底円筒形状の容器である。ベース部材２１の表面側には、各溶液保持容器２２と対応する位置に円筒形状の凹陥部２１ａが形成されている。溶液保持容器２２の底部は、この凹陥部２１ａに接着固定されている。さらに、溶液保持容器２２の底部には、中心位置に溶液出口となる開口部２２ａが形成されている。上面開口部２２ｂの開口面積は、溶液出口の開口部２２ａの開口面積よりも大きくなっている。

図３に示すようにベース部材２１の裏面側には、溶液保持容器２２と同数の電装基板２３がＹ方向に一列に並設されている。電装基板２３は、矩形状の平板部材である。ベース部材２１の裏面側には、図４に示すように電装基板２３の装着用の矩形状の凹陥部２１ｂと、この凹陥部２１ｂと連通する液滴噴射アレイ部開口２１ｄとが形成されている。凹陥部２１ｂの基端部は、ベース部材２１の図３中で上端部位置（図４中で右端部位置）まで延設されている。凹陥部２１ｂの先端部は、図４に示すように溶液保持容器２２の一部と重なる位置まで延設されている。電装基板２３は、凹陥部２１ｂに接着固定されている。

電装基板２３には、凹陥部２１ｂとの接着固定面とは反対側の面に電装基板配線２４がパターニング形成されている。この電装基板配線２４には、後述する下部電極１３１の端子部１３１ｃ及び上部電極１３３の２つの端子部１３３ｃとそれぞれ接続される３つの配線パターン２４ａ、２４ｂ、２４ｃが形成されている。

電装基板配線２４の一端部には、外部からの制御信号を入力するための制御信号入力端子２５が形成されている。電装基板配線２４の他端部には、電極端子接続部２６を備える。電極端子接続部２６は、図５に示す後述する液滴噴射アレイ２７に形成された下部電極端子部１３１ｃ及び上側電極端子部１３３ｃと接続するための接続部である。

また、ベース部材２１には、液滴噴射アレイ部開口２１ｄの貫通穴が設けられている。液滴噴射アレイ部開口２１ｄは、図３に示すように矩形状の開口部で、ベース部材２１の裏面側に凹陥部２１ａと重なる位置に形成されている。

溶液保持容器２２の下面には、溶液保持容器２２の開口部２２ａを覆う状態で図５に示す液滴噴射アレイ２７が接着固定されている。この液滴噴射アレイ２７は、ベース部材２１の液滴噴射アレイ部開口２１ｄと対応する位置に配置されている。

図６に示すように液滴噴射アレイ２７は、ノズルプレート１００と、圧力室構造体２００とが積層されて形成されている。ノズルプレート１００は、薬液を吐出するノズル１１０と、振動板１２０と、駆動部である駆動素子１３０と、保護層である保護膜１５０と、撥液膜１６０とを備える。振動板１２０と駆動素子１３０によってアクチュエータ１７０が構成されている。本実施形態では、アクチュエータ１７０は、鉛成分を含まない無鉛材料（非鉛材料）で作成されても鉛を含む材料で作成された圧電素子でもよい。

本実施形態の液滴噴射アレイ２７は、図５に示すように交差する第１方向と第２方向との２方向にそれぞれ複数並べたノズル群を有する。図５では、１例として図中上下方向を第１方向、第１方向と直交する左右方向を第２方向と定義する。そして、本実施形態では、第１方向に３個のノズル１１０が配置され、第２方向に４個のノズル１１０が配置され、３×４列に配列された１２個のノズル１１０の１つの組をノズル群と呼ぶ。すなわち、本実施形態では、図５に示すように第１方向及び第２方向それぞれに複数のノズル１１０が配置されている。下部電極１３１の端子部１３１ｃが設けられている方向を第１方向、端子部１３１ｃの配列方向が第２方向である。

さらに、本実施形態の液滴噴射アレイ２７は、８個の溶液保持容器２２の開口部２２ａと対応する位置にそれぞれ１組のノズル群が配置されている。液滴噴射アレイ２７の１つのノズル群の１２個のノズル１１０は、マイクロプレート４の１つのウエル開口４ｂの開口内のみに配置されている。

振動板１２０は、例えば圧力室構造体２００と一体に形成される。駆動素子１３０は、各ノズル１１０毎に形成されている。駆動素子１３０は、ノズル１１０を囲む円環状の形状である。駆動素子１３０の形状は限定されず、例えば円環の一部を切り欠いたＣ字状でも良い。

振動板１２０は、面状の駆動素子１３０の動作により厚み方向に変形する。液滴噴射装置２は、振動板１２０の変形により圧力室構造体２００の圧力室２１０内に発生する圧力変化によって、ノズル１１０に供給された溶液を吐出する。

本実施形態の液滴分注装置１の本体１Ａは、図７に示す液滴検出部２３０を具備する。この液滴検出部２３０は、発光部２３１と、受光部２３２と、制御部２３４とを有する。発光部２３１は、例えばＬＥＤ素子を複数並設させた光源を有する。また、受光部２３２は、例えばＣＣＤカメラによって形成されている。制御部２３４は、例えばマイクロプロセッサによって形成され、発光部２３１と、受光部２３２とが接続されている。発光部２３１と受光部２３２は、液滴噴射装置２に一体形成して設けられても、液滴噴射装置装着モジュール５に設けられても良い。

発光部２３１は、液滴噴射アレイ２７の１つのノズル群から吐出される液滴の軌道と対向する位置（直交方向）に配置される。受光部２３２は、１つのノズル群から吐出される液滴の軌道に対し、発光部２３１と反対側から対向する位置に配置される。ここで、発光部２３１と受光部２３２との間の光路２３３では、発光部２３１から発光部２３１に向けてほぼ水平な光が照射される。液滴検出部２３０は、制御部２３４によって駆動される。そして、発光部２３１と受光部２３２との間の光路２３３を液滴が遮光するとき受光部２３２の受光量が低下する。このとき、制御部２３４は、受光部２３２により検知された光量に対応する出力を受信する。そして、制御部２３４は、一定量（規定量）の光量を受信しなかった場合に受光量の低下を検出することでノズル１１０から吐出される液滴を検出する。

なお、本実施形態の液滴噴射アレイ２７では、８個の溶液保持容器２２とそれぞれ対応する位置にそれぞれ１組のノズル群が配置されている。そのため、８組のノズル群にそれぞれ上記液滴検出部２３０が設置されている。

本実施形態では、図８に示すように発光部２３１と受光部２３２との間の光路２３３を液滴噴射アレイ２７の１組のノズル群の第１方向または第２方向のいずれか一方、ここでは第１方向（上下方向）のノズル１１０の列のノズル並設方向に対して斜めに傾斜させて配置した。第１方向のノズル１１０の列のノズル並設方向に対する液滴検出部２３０の光路２３３の傾斜角度θは、次の制約条件に基づいて設定されている。

この傾斜角度θの制約条件は、次のとおりである。ここで、図８に示すように１組のノズル群は、第１方向のノズル１１０の列がａ列、第２方向のノズル１１０の列がｂ行としてマトリックス状に配置されている。第１方向のノズル１１０の列間の距離がＸ、第２方向のノズルの行間の距離がＹ、光路２３３の光軸方向と第１方向のノズル１１０の列との間の傾斜角度をθとしたとき、θ＞０である。

さらに、１列１行目のノズル１１０の中心点と、第１方向の１列目のノズル１１０の中心点間を結ぶ直線と２列１行目のノズル１１０を通る光路２３３の光軸の交点ｐ１との間の距離をＺ２とする。

このとき、傾斜角度θの条件は、次の式（１）、（２）、（３）
Ｚ２＞Ｙ・（ｂ−１） （１）
ｔａｎθ＝Ｘ／Ｚ２ （２）
０＜ｔａｎθ＜Ｘ／Ｙ・（ｂ−１） （３）
を満たす。

また、図９は、液滴検出部２３０の光路２３３の傾斜角度θの最小角度θ１を説明するための説明図である。ここで、次の数１は、ノズル１１０から滴下される液滴の大きさを考慮したθ１の一般式を示す。吐出するノズル１１０のノズル径をｒとする。ｒ＝１０〜４０μｍ程度である。

図１０は、液滴検出部２３０の光路２３３の傾斜角度θの最大角度θ２を説明するための説明図である。次の数２は、ノズル１１０から滴下される液滴の大きさを考慮したθ２の一般式を示す。

次に、上記構成の作用について説明する。本実施形態の液滴分注装置１では、液滴噴射装置２の液滴噴射アレイ２７は、液滴噴射装置装着モジュール５に固定して使用される。液滴噴射装置２の使用時には、まず、溶液保持容器２２の上面開口部２２ｂから図示しないピペッターなどにより、溶液を所定量、溶液保持容器２２に供給する。溶液は、溶液保持容器２２の内面で保持される。溶液保持容器２２の底部の開口部２２ａは、液滴噴射アレイ２７と連通している。溶液保持容器２２に保持された溶液は、溶液保持容器２２の底面の開口部２２ａを介して液滴噴射アレイ２７の各圧力室２１０へ充填される。

この状態で、電装基板配線２４の制御信号入力端子２５に入力された電圧制御信号は、電装基板配線２４の電極端子接続部２６から下部電極１３１の端子部１３１ｃ及び上部電極１３３の端子部１３３ｃへ送られる。このとき、駆動素子１３０への電圧制御信号の印加に対応して、振動板１２０が変形して圧力室２１０の容積を変化させることにより、液滴噴射アレイ２７のノズル１１０から溶液が溶液滴として吐出される。このとき、本実施形態では、１２個のノズル１１０から同時に溶液滴がマイクロプレート４の１つのウエル開口４ｂに滴下される。そして、ノズル１１０から、マイクロプレート４の各ウエル開口４ｂに所定量の液体を滴下する。

各ノズル１１０から吐出される１滴の液滴の滴下回数を制御することにより、各ウエル開口４ｂにｐＬからμＬのオーダーの液体を滴下制御することが可能となる。

本実施形態では、液滴噴射アレイ２７のノズル１１０から溶液滴が滴下する動作時には、同時に液滴検出部２３０が駆動される。この液滴検出部２３０は、発光部２３１と受光部２３２との間の光路２３３を液滴が遮光するとき受光部２３２の受光量が低下することでノズル１１０から吐出される液滴を検出する。

本実施形態の液滴検出部２３０によって液滴を検出する動作の原理について図８を参照して説明する。図８では、液滴噴射アレイ２７のノズル群の１例として３×４列に配列された１２個のノズル１１０を１つの組にしたノズル群を使用した例を示す。そして、３×４列に配列された１２個のノズル１１０のうちのいずれか１つのノズル１１０に詰まりが発生した場合に詰まりが発生したノズル１１０をノズル１１０ｑと表示する。このノズル１１０ｑでは、液滴の滴下はない。

図８に示すように本実施形態の液滴分注装置１の液滴検出部２３０では、発光部２３１と受光部２３２との間の光路２３３が液滴噴射アレイ２７の１組のノズル群のノズル並設方向に対して斜めに傾斜させて配置している。そのため、１つのノズル群の３×４列に配列された１２個のノズル１１０から滴下される液滴を全て同時に受光部２３２で検出することができる。このとき、ノズル１１０ｑ以外のノズル１１０からは液滴が滴下されているので、受光部２３２の受光量の低下が検出される。しかし、ノズル１１０ｑでは、液滴の滴下はないので、このノズル１１０ｑと対応する位置では受光部２３２の受光量の低下はない。

この受光部２３２の受光量の検出結果により、詰まりが発生したノズル１１０ｑを図示しないプロセッサによって検出することができる。また、発光部２３２と受光部２３１を結ぶ仮想直線上には一つのノズルのみしか存在しないので、滴下するノズルからの液滴が滴下しないノズルの液滴経路を塞ぐことが無い。

上記構成の第１の実施形態の液滴分注装置１においては、液滴噴射アレイ２７のノズル１１０から溶液滴が滴下する動作時に駆動される図示しないプロセッサを含む液滴検出部２３０を設けている。この液滴検出部２３０は、図８に示すように発光部２３１と受光部２３２との間の光路２３３を液滴噴射アレイ２７の１組のノズル群の第１方向のノズル１１０の列のノズル並設方向に対して斜めに傾斜させて配置している。そのため、１つのノズル群に配列された１２個のノズル１１０から滴下される液滴を全て同時に受光部２３２で検出することができるので、受光部２３２による検出結果から不吐出となるノズル１１０の存在を正確に検出することができる。その結果、マイクロプレート４の１つのウエル開口４ｂに対して１つのノズル群に配列された１２個のノズル１１０から同時に液体を滴下する場合に、１つのノズル群の複数のノズル１１０うちの一部が不吐出となる吐出不良を検出することができる。この場合には、液滴噴射アレイ２７からマイクロプレート４のウエル開口４ｂに目的量の液体を所定量に滴下することができないため、液滴噴射アレイ２７のノズル１１０からの溶液滴下を迅速に停止することができる。このように不吐出となるノズル１１０の検出時には、例えば用量応答実験などを早期に停止することができ、無駄の抑制、最終評価結果のばらつき、または薬の性能の誤評価などの早期発見に寄与する。その結果、最終評価結果のばらつき、または薬の性能の誤評価を防止することができる液滴分注装置を提供することができる。

無鉛材料で作成された圧電素子は、鉛成分を含む例えばＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３：チタン酸ジルコン酸鉛）の圧電素子と比べ圧電特性が低い。そのため、無鉛材料で作成された圧電素子の場合は、駆動時の振動板１２０の変位量がＰＺＴで作成された圧電素子よりも小さいため、１滴の液量が小さい。

本実施形態では、１つのウエル開口４ｂに対して、１つノズル群の複数（３×４列に配列された１２個）のノズル１１０を配置することにより、圧電特性が低い圧電素子であっても短時間で必要な量の薬液の滴下を完了することができる。そのため、ウエル数の多いマイクロプレート４の全てのウエル開口４ｂに対しても短時間で必要な量の薬液の滴下を完了することができる。

（第２の実施形態）
図１１は、第２の実施形態を示す。本実施形態は、第１の実施形態（図１乃至図１０参照）の液滴分注装置１の液滴検出部２３０の構成を次の通り変更した変形例である。なお、第２の実施形態にあって、前述の第１の実施形態と同一部分については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第１の実施形態では、発光部２３１と受光部２３２との間の光路２３３を液滴噴射アレイ２７の１組のノズル群の第１方向（上下方向）のノズル１１０の列のノズル並設方向に対して斜めに傾斜させて配置した例を示した。これに替えて本実施形態では発光部２３１と受光部２３２との間の光路２３３を液滴噴射アレイ２７の１組のノズル群の第２方向（左右方向）のノズル１１０の列のノズル並設方向に対して斜めに傾斜させて配置した液滴検出部２４０を設けた例である。

本実施形態の液滴検出部２４０でも、第１の実施形態の液滴検出部２３０と同様に発光部２３１と受光部２３２との間の光路２３３を液滴が遮光するとき受光部２３２の受光量が低下することでノズル１１０から吐出される液滴を検出することができる。

（第３の実施形態）
図１２は、第３の実施形態を示す。本実施形態は第１の実施形態（図１乃至図１０参照）の液滴分注装置１のさらなる変形例である。なお、第３の実施形態にあって、前述の第１の実施形態と同一部分については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施形態の液滴分注装置１では、液滴噴射装置２の液滴噴射アレイ２７とは別の第２の液滴噴射部２５１を設けたものである。この第２の液滴噴射部２５１は、液滴噴射装置２とは別個にＸＹ方向の任意の位置に移動可能に支持する図示しない支持機構を有する。

第２の液滴噴射部２５１には、例えば図示しない水タンクを有する。なお、液滴噴射装置２の液滴噴射アレイ２７と同じ液滴を収容するタンクを有する構成にしてもよい。

本実施形態では、液滴噴射装置２の液滴噴射アレイ２７からマイクロプレート４の各ウエル開口４ｂに所定量の液体を滴下する動作を行った後、あらかじめ設定された設定時間が経過した時点で、第２の液滴噴射部２５１からマイクロプレート４の各ウエル開口４ｂに追加で溶液（水）を吐出する。これにより、マイクロプレート４の各ウエル開口４ｂ内に収容されている液体が外気に触れて乾燥した場合に、マイクロプレート４の各ウエル開口４ｂ内に収容されている細胞の乾燥を抑制することができる。

例えば、高密度マイクロプレートでは、ウェル数の増加による分注時間の増加と液体量の減少により、分注時の液体蒸発による細胞が乾燥する可能性がある。このような場合には、本実施形態の第２の液滴噴射部２５１による追加の溶液の分注により、マイクロプレート４の各ウエル開口４ｂ内に収容されている細胞の乾燥を効果的に抑制することができる。これにより、高密度マイクロプレートを用いた高効率実験が可能となる効果がある。

また、第２の液滴噴射部２５１の支持機構は、例えば液滴噴射装置２の液滴噴射アレイ２７と平行、または垂直に分注する並行処理が可能な構成にしてもよい。

（第４の実施形態）
図１３は、第４の実施形態を示す。本実施形態は第１の実施形態（図１乃至図１０参照）の液滴分注装置１のさらなる変形例である。なお、第４の実施形態にあって、前述の第１の実施形態と同一部分については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第４の実施形態では、液滴分注装置１の基台３の上にマイクロプレート４が存在する周辺の空間を収容する密閉箱部品２６１と、密閉箱部品２６１内に加湿用の溶液を噴霧する噴霧装置２６２とを設けたものである。密閉箱部品２６１は、例えば剛性の高い骨組み構造のフレーム部と、各フレームの骨組み部間の空間を閉塞する弾性材料製のカバー部材とを有する。密閉箱部品２６１の内部空間は、フレーム部と、カバー部材とによって密閉可能である。

噴霧装置２６２は、例えば図示しない水タンクを有する。なお、液滴噴射装置２の液滴噴射アレイ２７と同じ液滴を収容するタンクを有する構成にしてもよい。そして、噴霧装置２６２は、密閉箱部品２６１内に設置され、密閉箱部品２６１の内部空間に乾燥防止用の液滴を噴霧する。

本実施形態では、液滴噴射装置２の液滴噴射アレイ２７からマイクロプレート４の各ウエル開口４ｂに所定量の液体を滴下する動作を行った後、あらかじめ設定された設定時間が経過した時点で、噴霧装置２６２から密閉箱部品２６１の内部空間に乾燥防止用の液滴を噴霧する。なお、液滴噴射装置２の液滴噴射アレイ２７からの液体の滴下動作の開始と同時に乾燥防止用の液滴を噴霧する構成にしてもよい。

これにより、マイクロプレート４の各ウエル開口４ｂ内に収容されている液体が外気に触れて乾燥した場合に、マイクロプレート４の各ウエル開口４ｂ内に収容されている細胞の乾燥を抑制することができる。

（第５の実施形態）
図１４は、第１の実施形態（図１乃至図１０参照）の液滴分注装置１で使用したマイクロプレート４の変形例の要部構造を示す縦断面図である。本変形例のマイクロプレート４は、ウエル開口４ｂの開口部の周縁部にゴムなどの弾性材料製の蓋部材２７１を設けたものである。この蓋部材２７１は、ウエル開口４ｂの開口部の中心位置にスリットなどの切り込み部２７２が形成されている。

また、液滴噴射アレイ２７には、針状の注入部材２７３が設けられている。注入部材２７３の先端には、ｐＬオーダーの液滴を噴射可能な図示しないアクチュエータが設けられている。

本変形例のマイクロプレート４は、待機時（非使用時）には、ウエル開口４ｂの開口部が蓋部材２７１によって閉塞されている。この状態では、蓋部材２７１の切り込み部２７２は閉じられている。

そして、液滴噴射装置２の液滴噴射アレイ２７から液体を滴下する動作時には、図１４に示すように注入部材２７３の先端が蓋部材２７１の切り込み部２７２に圧入される。これにより、注入部材２７３の先端が蓋部材２７１の切り込み部２７２をこじ開ける。このとき、蓋部材２７１は、切り込み部２７２の両側の周縁部位がウエル開口４ｂの内側に押し込まれる状態に弾性変形する。そのため、注入部材２７３の先端がウエル開口４ｂの内側に挿入された状態で注入部材２７３の先端から液滴を吐出する。

また、注入部材２７３から規定量の液滴が吐出されると注入部材２７３がマイクロプレート４の外側に引き抜かれる。このとき、蓋部材２７１は、切り込み部２７２の両側の周縁部位が閉じられる状態に弾性復帰する。そのため、マイクロプレート４のウエル開口４ｂは、蓋部材２７１によって閉塞される。これにより、マイクロプレート４のウエル開口４ｂの内部空間は、蓋部材２７１によって気密状態に保持されるので、マイクロプレート４のウエル開口４ｂの内部空間に注入された液滴の蒸発が防止される。

その結果、マイクロプレート４の各ウエル開口４ｂ内に収容されている液体が外気に触れて乾燥することを防止でき、マイクロプレート４の各ウエル開口４ｂ内に収容されている細胞の乾燥を抑制することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…液滴分注装置、２…液滴噴射装置、４…マイクロプレート、４ｂ…ウエル開口、５…液滴噴射装置装着モジュール、２１…ベース部材、２２…溶液保持容器、１００…ノズルプレート、２３０…液滴検出部、２３１…発光部、２３２…受光部、２３４…制御部、２４０…液滴検出部、２５１…液滴噴射部、２６１…密閉箱部品、２６２…噴霧装置、２７１…蓋部材。

Claims (4)

1. 溶液を吐出するノズル群を有するとともに液滴を受ける受部に向けて液滴を噴射する液滴噴射部と、
   前記液滴噴射部の前記ノズル群から吐出される液滴の軌道と直交方向に配置される発光部と、
   この発光部の水平方向に設けられるとともに前記ノズル群から吐出される液滴の軌道と直交方向に配置され、前記液滴の軌道に対し、前記発光部と反対側位置に配置される受光部と、
   を具備し、
   前記発光部と前記受光部との間の光路と前記ノズル群の並設方向に対して斜めに傾斜させて配置した液滴分注装置。
2. 前記ノズル群は、複数のノズルが交差する第１方向と第２方向との２方向にそれぞれ複数並べられており、前記第１方向の前記ノズルの列がａ列、前記第２方向の前記ノズルの列がｂ行の行列に配置され、
   前記第１方向の前記ノズルの列間の距離がＸ、前記第２方向の前記ノズルの行間の距離がＹ、前記光路の光軸方向と前記ノズルの列との間の傾斜角度をθとしたとき、θ＞０、
   １列１行目のノズル点と、２列目のノズル点間を結ぶ直線と光軸の交点との間の距離をＺ２としたとき、
   傾斜角度θの条件は、次の式
   Ｚ２＞Ｙ・（ｂ−１）
   ０＜ｔａｎθ＜Ｘ／Ｙ・（ｂ−１）
   を満たす請求項１に記載の液滴分注装置。
3. 前記液滴噴射部は、
   前記ノズルに連通し、内部に溶液が充填される圧力室が形成され、前記溶液を前記ノズルから吐出する側の第１の面と前記圧力室へ溶液を供給する側の第２の面を有する基板と、
   前記圧力室内の圧力を変化させ、前記圧力室内の溶液を前記ノズルから吐出させるアクチュエータと、
   溶液を受ける溶液受け口と、前記圧力室内に連通する溶液出口を有し、前記第２の面に配置される溶液保持容器と、を有する請求項１または２に記載の液滴分注装置。
4. 前記発光部及び受光部は、前記液滴噴射部に一体形成している請求項３に記載の液滴分注装置。