JP2018128260A - 検査試料の自動前処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機器分析等に利用できる、汎用性の高い検査試料の自動前処理装置を開発する。【解決手段】検査試料の自動前処理装置として、検査試料から所定の溶媒等の抽出・等の各種処理を行う際に、試料チューブTuを所定のＸＹ平面上で自在に移載・昇降できる機構３、７を採用するともに、当該チューブTuの移動と一体として、溶液の分取・供給等のピペッティング装置９も移動させることによって、効率的な自動前処理装置とすることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、検査試料の自動前処理装置に関するものである。特に機器分析に好適に用いられる検査試料の自動前処理装置に関するものである。

検査試料から検出対象物を抽出するために抽出操作をする場合は多いがこれらの操作は煩雑であることが多い。例えば、動物用医薬品や農薬等が残留しているかどうかの分析に際して、食品検査試料や、生体検査試料等から当該動物用医薬品や農薬等の検出対象物を抽出等する操作は、煩雑である場合が多い。
一方、これらの操作は、所定の手順に従って実施することが多く、これらの操作を自動化できれば抽出操作の正確性や再現性の高いデータを得ることができる。さらに人件費の軽減や、抽出操作の均一性や人による人為的ミス等を排除できるというメリットもある。
このように、種々の分析に使用する検査試料の前処理については、可能な限り自動化をすることが好ましい。

例えば、本願発明者らは、農薬の分析において効率的に分析をするための機械的に自動で抽出操作を行う自動前処理方法について検討した。

特開2013-3003 しかし、上記の文献は、農薬の分析には適合できるものの、動物用医薬品を含む他の分析への応用度が小さかった。

そこで、より汎用性の高い自動前処理装置を開発することを課題とすることとした。

上記の目的の下、種々の検討の行った結果、検査試料の自動前処理装置として、所定の溶媒等の抽出・等の各種処理を行う際に、試料チューブを所定のＸＹ平面上で自在に移載できる機構を採用するともに、当該チューブの移動と一体として、溶液の分取・供給等のピペッティング装置も移動させることによって、より効率的な装置とすることができ、動物用医薬品を始め、種々の機器分析の自動前処理装置に利用することができることを見出した。

すなわち、種々の抽出工程の操作性を検討した結果、自動化した場合において、試料チューブ中の溶液の上澄みの採取や溶媒の追加等のピペッティング操作に関して、液体を吸入又は吐出というピペッティング操作を実施する装置を、試料チューブの移動と一体化させる方法が有効であることを見出した。

すなわち、本願第一の発明は、
“１）移動軸と、当該移動軸上をスライド移動し、所定の平面内を移動可能な移送部を有する移送ユニットと、
２）前記移送部に装着され、試料チューブを挟持・解放し、昇降可能なチューブ昇降装置と、
３）前記移送部に装着され、所定の先端部を脱着可能とし、液体を吸入又は吐出する昇降可能なピペッティング装置と、
を備えた、検査試料の自動前処理装置。“
、である。

さらに、請求項１に記載の自動前処理装置において、試料チューブがスクリューキャップ式の試料チューブとして、当該スクリューキャップの脱着装置を設ける方法が有効であることを見出した。
すなわち、本願第二の発明は。
“前記自動前処理装置において、試料チューブがスクリューキャップ式の試料チューブであって、さらに、
４）前記スクリューキャップ式の試料チューブの載置部と、当該スクリューキャップのキャップ部を挟持・回転させてキャップを着脱し、所定場所に載置可能なキャップ脱着装置を備えた、請求項１に記載の検査試料の自動前処理装置。“
、である。

次に、本発明においては、試料チューブ内のサンプルをホモジナイズするホモジナイザー機構と、当該チューブ振とう機構と、当該チューブに溶媒を分注可能な分注装置と、遠心分離装置を備えることが好ましい。

すなわち、本願第三の発明は、
“前記自動前処理装置であって、さらに
５）前記スクリューキャップ式の試料チューブを載置し、スライド移動可能な移動式ストック部と、
６）前記移動式ストック部に収容された試料チューブ内に挿入可能な昇降式のホモジナイザー装置と、
７）前記試料チューブを収容するラックと、当該ラックを振とう可能な振とう部を有する振とう装置と
８）前記スクリューキャップ式の試料チューブの載置部と、当該試料チューブに溶液を分注可能なポンプ部を備えた分注装置、を有する溶媒分注ユニットと、
９）前記試料チューブを遠心する遠心分離装置を備えた、
、請求項２に記載の検査試料の自動前処理装置。“、である。

次に、当該さらなる精製を行うために、カラムをする装備を設けてもよい。
すなわち、本願第四の発明は、
“前記自動前処理装置が、さらに、
１０）カラムによる処理部を備えた、請求項３に記載の検査試料の自動前処理装置。
”、である。

さらに、濃縮工程として、遠心エバポレータも装備した態様でも可能である。
すなわち、本願第五の発明は、
“前記自動前処理装置が、さらに、
１１）遠心エバポレータ装置を備えた、請求項４に記載の検査試料の自動前処理装置。”、である。

本発明の第一の実施態様の自動前処理装置の全体の斜視模式図と移送部の拡大斜視図である。 本発明の第一の実施態様の自動前処理装置の全体の平面図である。 移送ユニット（移送部、移動軸、固定レール）の斜視図である。 試料チューブ昇降装置の斜視図である（（1）昇状態（2）下降状態）。 試料チューブ昇降装置の動作を示した正面模式図である。 ピペッティング装置の斜視図である（（1）昇状態（2）下降状態（3）昇状態の写真（４）下降状態の写真）。 チップ脱着部の拡大図である。 チップラックの斜視図である（（1）チップを収納していない場合（2）チップを収納した場合の写真） チップの先端部を試料チューブに挿入していく過程の正面模式図である。 キャップ脱着装置の斜視図である（（1）図面（2）写真）。 キャップ脱着の動作を示した正面図である。 移動式ストック部とホモジナイザー装置群を示した斜視図である。 振とう装置の斜視図である（（1）略水平状態の写真（2）回転後の写真（3）斜視図） 溶媒分注ユニットの斜視図である（（1）図面（2）写真）。 溶媒のストック部（溶媒分注ユニットへの供給するため）の斜視写真である。 加圧ユニット（分注ユニットへのシリンジポンプ部及びカラム上部の加圧のためのシリンジ部） 固定ストック部の斜視図である（（1）図面（2）写真）。 カラム又は濾過による処理部の斜視図である（（1）図面（2）写真（3）溶媒ストックビンも含めた全体写真）。 遠心エバポレータの斜視図である。

１ 移動軸
３ 移送部
５ 固定レール
６ 移送ユニット
７ チューブ昇降装置
８ チューブ挟持部
８-１ チューブ挟持バー
９ ピペッティング装置
１０ チップ先端カバー部
１１ チップラック
１２ チップ脱着部材
１３ キャップ脱着装置
１５ キャップ回転・移動部
１６ キャップ昇降部
１７ キャップ載置部
１８ キャップ挟持バー
２１ 移動式チューブ載置部
２２ チューブ保持部
２３ スライド移動式ストック部
２５ ホモジナイザー部
２６ スライドカバー
２７ 振とう装置
２８ 振とう装置のチューブラック
２９ 溶媒分注ユニット
３０ 溶媒供給部
３１ 加圧ユニット（シリンジ部及びシリンジポンプ部）
３１-１ カラム加圧シリンジ
３１-２ 溶媒分注用シリンジポンプ
３３ 固定式ストック部
３５ 遠心分離装置
３７ 遠心エバポレータ装置
３９ チューブラック
４０ カラム処理部
４１ カラム載置部
４３ カラム溶媒供給部
４４ カラム圧力供給部
４７ 溶媒ストック部
４９ 遠心エバポレータ
５１ 廃液ビン
５３ 冷却トラップ
５５ 吸引ポンプ
Tu スクリュー式試料チューブ
C キャップ（スクリュー式チューブの蓋部）
Ti チップ（先端部）

以下に本発明の第一の実施形態について説明する。但し、本発明はこれらの実施の態様に限定されるものではないことは勿論である。

図１及び２に示すように本願第一の実施形態の自動前処理装置は、検査試料の自動前処理装置であって、
１）移動軸と、当該移動軸上をスライド移動し、所定の平面内を移動可能な移送部を有する移送ユニットと、
２）前記移送部に装着され、スクリューキャップ式の試料チューブを挟持・解放し、昇降可能なチューブ昇降装置と、
３）前記移送部に装着され、所定の先端部を脱着可能とし、液体を吸入又は吐出する昇降可能なピペッティング装置と、
４）前記スクリューキャップ式の試料チューブの載置部と、当該スクリューキャップのキャップ部を挟持・回転させてキャップを着脱し、所定場所に載置可能なキャップ脱着装置と、
５）前記スクリューキャップ式の試料チューブを載置し、スライド移動可能な移動式ストック部と、
６）前記移動式ストック部に収容された試料チューブ内に挿入可能な昇降式のホモジナイザー装置と、
７）前記試料チューブを収容するストック用のラックと、当該ラックを振とう可能な振とう部を有する振とう装置と
８）前記スクリューキャップ式の試料チューブの載置部と、当該試料チューブに溶液を分注可能なポンプ部を備えた分注装置、を有する溶媒分注ユニットと、
９）前記試料チューブを遠心する遠心分離装置と、
１０）カラムによる処理部を備えた、請求項３に記載の検査試料の自動前処理装置と、
１１）遠心エバポレータ装置と、を備えた、
検査試料の自動前処理装置、である。

尚、本発明は本第一の実施態様に限定されるものではないことは勿論である。図１は本発明の第一の実施態様の自動前処理装置の全体の斜視模式図である。尚、図１においては、廃液ビンとチューブラック等の一部構成を省略している。
次に図２は、本発明の第一の実施態様の自動前処理装置の全体の平面図である。尚、移送ユニット等の一部構成は省略している。
また、各種装置、ユニットについては、動力源として所定のモータや各種の動力部、電源等と連結されている。これらの記載は省略する。

○移送ユニット
本発明の第一の実施態様における移送ユニット６は、図３に示すように移送部３、移動軸１及び固定レール５を包含しており、前記移送部３は所定の移動軸１に装着されている。また、当該移動軸１については、当該移動軸１の両端が、当該移動軸１と直交する一対の固定レール５に滑り移動が可能となるように装着されている。
この結果、前記移動軸１は、図３に示すようにＹ軸方向に移動となっている。さらに、移送部３は当該移動軸１上をスライド移動が可能となっているので、図３に示すようにＸ軸方向の移動が可能となっている。
このように移動軸１がＹ軸方向を移動可能であり、前記移送部３は当該移動軸１上をＸ軸方向に移動可能であるため、図３のＸＹ平面上を自在に移動可能となっている。
そして、当該移送部３には、後述するチューブTuを挟持・解放するチューブ昇降装置7と、液体を吸入又は吐出するピペッティング装置９が装着されている。

これによって、チューブ昇降装置７とピペッティング装置９について図３に示すＸＹ平面内での自由な移動を実現している。尚、図３には図示しないが、移送ユニット内には、別途移動軸１のＹ軸方向の移動を駆動する駆動部と、移送部３が移動軸１上をスライド移動できるように駆動モータが装着されている。

○試料チューブ昇降装置
本発明においては、検査試料をスクリュー式にキャップCを有する試料チューブTuに収容するとともに、当該チューブTu内でホモジナイズ・抽出等の種々の操作を行う。ここで、当該試料チューブTuに対して各種の処理を施すために、前記ＸＹ平面上に種々の装置が配置されている（図２）。

当該チューブTuは、上述の移送ユニット６の移送部３に装着された試料チューブ昇降装置７に挟持された状態で、移送部３の移動とともに運ばれる。
次に、所定のＸＹ軸上の所定位置に配置された後、当該チューブTuを各種装置へ供するために、上述の移送部３に装着された試料チューブ昇降装置７によって当該チューブTuを降下させる必要がある。

ここで、試料チューブ昇降装置７は図４に示すように、前記の移送部３に装着されており、略直方体状の筐体の内部に円柱状の挟持部８が設けられており、昇降可能自在に設定されている。尚、当該昇降機構については、ポールネジ等を用いた公知の方法を利用することができる。

また、円柱状の挟持部８については、試料チューブ挟持バー８-１が円周回りに三本設けられており、図５に示すように試料キャップCの上部を挟持・解放することが可能に構成されている。

尚、本発明の実施態様のおけるチューブTuはスクリュー式キャップのチューブTuを開示しているが、必ずしもこれに限定されず、押圧によって開閉可能なキャップ式のチューブや、キャップCをせずに解放状態のチューブによって前処理操作を行うことも可能である。この場合、それぞれのチューブの形態に応じて、備えるべき装置は異なってくることになる。

○ピペッティング装置
図５に示すように前記移送部３に装着され、所定の先端部（チップ）Tipを脱着可能とし、液体を吸入又は吐出する昇降可能なピペッティング装置９が装備されている。当該ピペッティング装置９は、前述の移送部３に装着されており、前記の試料チューブ昇降装置７に隣接して装着されている。

尚、本発明においては、移送部３に上述の試料チューブ昇降装置７と、ピペッティング装置９とを装着しているとの記載があるが、本装着の記載は必ずしも移送部３と試料チューブ昇降装置７と、ピペッティング装置９とが明確に部材として区分けられることを意図しない。
例えば、これらが、一体に構成されている場合においても、本発明にいう移送部３、試料チューブ昇降装置７及びピペッティング装置９のそれぞれを備えるものとなる。

当該ピペッティング装置９は、図６に示すように略直方体状の筐体の内部に円柱状の挟持部が設けられており、昇降可能自在に設定されている。尚、当該昇降機構については、ポールネジ等を用いた公知の方法を利用することができる。
当該ピペッティング装置９においては、図７に示すようにチップTiに対する所定の嵌合部を有しており、当該嵌合部の上部に設けられたチップ脱着部においてチップTiの脱着を行っている。

尚、前記のチップの嵌合部の中央には、内部を引圧とするための導管が設けられており、当該導管はチューブ等を介して、吸引装置と連通するように構成され、チップTi内に溶液が吸引可能となるように構成されている。

そして、所定サイズのチップTiを、ピペッティング装置９の先端の嵌合部に押圧により装着し、当該ピペッティング部の先端部は、通常のピペットマン（登録商標）と同様に溶液を吸引できるように構成されている。
すなわち、チップTiを装着した状態で溶液を吸引することができるように内部が引圧として吸引できるように構成されている。また、当該圧力を解除することによって、吸引した溶液を吐出することができる。

また、本発明の第一の実施態様においては、チップTiを装着するタイプを開示しているが、本発明は当該構成に限定されるものではなく、例えば、ガラス製やプラスチック製のピペットを装着するような構成であってもよいことは勿論である。
また、チップTiを使用する場合においては、異なる溶液を扱う際にチップを交換する必要があるが、当該交換のために、図８に示す所定のチップラック１１が設置されている。これによって、先端部のチップTiの交換を実施できるように構成されている。

当該ピペッティング装置９の動作としては、所定のチューブTuに対して溶液の供給又は吸引をする場合において、当該対象となるチューブTuの上部に当該装置９が位置した状態で、キャップCを外した状態のチューブTuの開口部に、ピペッティング装置９が下降し、当該先端部をチューブTu開口部より挿入する。そして溶液の吐出又は吸引を行うように構成される。

また、上記ピペッティング操作において、分注する溶液を吸引した状態で、先端部のチップTiの先端からの液漏れによるタレを防止することが好ましい。
そこで、図６（３）に示すように吸引した状態で当該ピペッティング装置を上方に上昇させて、移送部３の移動を介して移動させる場合、当該チップTiの先端部からの液漏れによるタレを防止するために、液が漏れてもこれを受けられるようにチップ先端カバー部１０でチップTi先端部の下方をカバーした状態で移送部３を移動させることが好ましい。

次に、本発明においては、サンプルの精製等のために、溶液を二層としてその一方を採取する場合もある。当該二層の場合、チューブTu内が二層の溶液になり、当該層間の界面が生じる場合もある。

前記ピペッティング装置９を用いて溶液の吸引・吐出をする場合においては、当該溶液の層間の界面層を吸引しないようにするために、チューブTuを斜めにした状態チップTiを垂直下向きに下降させる方法が採用することが好ましい。すなわち、具体的には、以下の図９に示すようにチップTiをチューブTuに挿入していく際に、予めチューブTuを斜めに傾けておき、当該状態でチップTiを下方に下降させていく、当該チップTiの先端部をチューブTuの壁面に沿わすようにして界面をできるだけ避けながら、チップTiを下降させていくことで界面を可能な限り避けながら、チップTiを下方の層に侵入させることができる。
図９の右に示すように、チップTiの先端部が下層の溶液内に充分、挿入された状態で溶液を吸引することで、界面の吸引を避けながら、下層の溶液を無理なく吸引して回収することができる。

尚、ピペッティング装置９による溶液の吸引・排出する際においては、当該チューブTuを後述するキャップ脱着装置１３の移動式のチューブ載置部２１で行うことが可能である。当該、チューブ載置部２１においては、上述のピペッティング際においてチューブTuを斜めに傾斜させることができるように構成されている。
このように、斜めにしてサンプルをピペッティング操作で界面を吸引しないように設定することができる。また、ピペッティング操作によって残渣となる溶液を捨てるのため、廃液ビン５１が図２の略中央部に設置されている。

尚、このように、ピペッティング装置９によってチップTiから溶液を吸引して採取する場合においては、当該採取した溶液を吐出するための新しいチューブTuを所定のラック及び使用後のチップTiをすてるチップ廃棄ビン等に準備しておくことが好ましい。
次に、本発明の第一の実施態様においては、さらに以下の構成を有している。

○キャップ脱着装置
本第一の実施態様におけるキャップ脱着装置１３は、必要に応じて前記スクリューキャップCを回転させて当該チューブTuからキャップCを外したり、又はキャップCを装着する装置である。図１０に示すように、本第一の実施態様においては、当該キャップ脱着装置１３は、移動可能なチューブ載置部２１、略直方体状のキャップ回転・移動部１５と、円盤状のキャップ載置部１７を有している。

チューブ載置部２１において、キャップCを装着又は外す対象となるキャップ付のチューブTuを載置して、当該チューブTuの下方部を支持して回転できない状態とする。
次に、キャップCの装着・脱着のために、チューブ載置部２１に運ばれたキャップ付の溶液チューブTuに対して、キャップ回転・移動部１５が接近して、当該下にキャップ付の溶液チューブTuが位置するように配置される。

具体的には、チューブ載置部２１には、図１１に示すようにチューブTuの保持部２２が形成されており、当該保持部２２の間隔に、チューブTuが挿入される。

当該保持部２２の下方及び底部において、チューブTuの下方部を支持・固定及びその解除をするこができるように構成されており、固定されるとチューブTuの回転が阻止される。この状態で、チューブTuの上部より、キャップ回転・移動部１５が接近して、キャップ昇降部１６が下降し、３本のキャップ挟持バー１８が降下してキャップCを挟持したのち、回転することでキャップCを外すことができる。

さらに、外したスクリュー式のキャップCについては、これを円盤状の載置部１７にこれを載置することでキャップCの外しを完了する。

一方、キャップCを装着する際には、キャップCを外したチューブTuに対して、円盤状のキャップCを挟持した状態でチューブ上部に載置した後、キャップCを回転してキャップCによって開口部を閉じてキャップCによる封鎖を完了する。当該、チューブTuの下方部を挟持した状態で上部に、キャップ回転・移動部１５が接近して、キャップ昇降部１６が下降し、当該チューブTuのキャップCを挟持し、回転してキャップCを外す。次に、キャップC部分を円盤台の載置部１７の上部に載置して、次工程に移行する。

本発明の第一の実施態様においては、さらに、以下の構成を有していてもよい。

○移動式ストック部
本発明の第一の実施態様においては、前記スクリュー式キャップの試料チューブTuを複数載置可能なスライド移動式のストック部２３が設けられている（図１、図２）。
本発明においては、図１２に示すようにホモジナイザー装置２５の手前の領域に設けられている。

○ホモジナイザー装置
本発明の第一の実施態様においては、前記試料チューブTu内に挿入可能な図１３に示すような昇降式のホモジナイザー装置２５を有している。
当該ホモジナイザー装置２５は垂直上下方向に昇降可能に構成されており、当該ホモジナイザー装置２５の手前において、ホモジナイザー装置の直下に位置可能な移動式ストック部２３であるチューブラックに収納されたチューブTuが移動して、ホモジナイザー装置２５の下方部に位置するように運ばれる。
当該状態においてホモジナイザー装置２５が垂直下方向に下降し、液ダレ防止のためのスライドカバー２６の孔部を通過してチューブTu内にホモジナイザーの先端部が液面内に挿入され、当該ホモジナイザーを稼働することで固形物等を粉砕することができる。
ホモジナイズ後においては、ホモジナイザー装置２５を上昇させて、ホモジナイザーの刃についた液がチューブTu内に落ちるよう、チューブTu上で短時間静止させる。また、スライドカバーを移動させて、ホモジナイザー装置からの液ダレを防止することができる。さらに、移動式ストック部（チューブラック）２５を移動させてもとに戻す。

尚、本発明の実施態様におけるホモジナイズは、図１２に示すようＹ軸方向の上部方向（紙面奥側）から順に１、３、５、７、９、１１番目のチューブTuに対するＹ軸方向に一列のホモジナイザー列と、２、４、６、８、１０、１２番目のチューブTuに対するＹ軸方向に一列のホモジナイザー列が並列に配置されており、これらのチューブTuに対するホモジナイズを順次実施するように配置されている。

○振とう装置
本願発明の第一の実施態様においては振とう装置２７を有している。当該振とう装置２７において、前記試料チューブTuを収容し、振とうすることが可能である。

本発明の第一の実施態様においては、図１３に示すような振とう機２７が設けられており、当該振とう機２７においては、振とう機２７のチューブラック２８に収納されたチューブTuに対して振とう前に、複数のＬ字状部を有するスライドカバーがチューブラックの長手方向にスライドして、当該チューブTuの上部にカバー部が位置されるように構成されている。これによって、ラック２８が回転してもチューブTuが落下することがなく、当該チューブTuがラック２８に保持された状態でラック２８が図１４に示すように左右に回転して、試料チューブTu内の溶液を振とうして混合することが可能となる。

○溶媒分注ユニット
本発明の第一の実施態様においては、図１４に示すように溶媒（溶液）の分注装置２９を有している。当該分注装置２９は、先のキャップ脱着装置１５におけるスクリューキャップ式の試料チューブ載置部２１が移動して、当該試料チューブTuに溶媒（溶液）を分注可能な溶媒供給部３０を備えている。
溶媒分注ユニット２９については、複数の溶媒供給部３０が柔軟性のある細チューブによって溶媒のストック部４７に配置された溶媒ストックビンに連結されており（図１５）、当該ストック部４７の溶媒ストックビンから供給される溶媒が分注される。
尚、試料チューブ載置部２１がキャップ脱着装置１５から、溶媒供給部３０まで移動可能となっているのは、スクリュー式のキャップCを外した状態で溶媒の分注をすることが多いためである。

すなわち、試料チューブTuは、前述のキャップ脱着装置１３によってチューブTuよりキャップCが外された状態で、チューブ載置部２１が移動し、キャップCが外されて上部が解放状態の試料チューブTuが移動せしめられ、溶媒分注ユニット２９の溶媒の供給部３０の先端部の下方部に位置するように構成されている。
図１４に示す本発明の第一の実施態様における溶媒分注ユニット２９においては、６種類の溶媒のいずれかを分注できるように６つの供給部３０を有するように構成されており、所定の溶媒を分注するために、前述のチューブ載置部２１が当該供給部３０のうちいずれかの先端部の下方部にまで移動し、供給部３０のいずれかの一つが矢印方向にスライドして、チューブTuの上部に位置することとなり、溶媒が供給可能となるように構成されている。

尚、チューブTu内の液量を定容とするために、不足分の溶液を追加供給できるように光センサーを用いた定容制御が可能となっている。
例えば、３０ｍｌに定容する必要がある場合、当該チューブTu内の溶液が２８ｍｌであった場合、光センサーを用いて３０ｍｌとなるように追加分の２ｍｌを供給できるように構成されている。

また、当該分注装置２９の分注する溶媒（溶液）については、図１５に示すような複数の溶媒ストックビンを備えたストック部４７が存在して、当該ストック部４７から図１７に示すシリンジポンプ部31-2の動作によって溶媒が吸引排出されるように構成されている。

本シリンジポンプ部31-2は所定の溶媒ストックビンに貯蔵されたバッファー等の溶媒を必要に応じてチューブTu内に供給するための装置である。
当該溶媒ストックビンの中には、供給するための溶媒が存在しており、先のシリンジポンプ31-2によって吸引・排出するように設定されている。
さらに、前述の溶媒分注ユニット２９におけるチューブ載置部２１は、前述したピペッティング装置９による溶液の吸引・吐出等のピペッティング操作を実施する際の、移動式のチューブ載置部２１にもなっており、図９に示すように所定の角度でチューブTuを傾斜させるように構成もされている。

○遠心分離装置
本発明においては、前記試料チューブTuを遠心する遠心分離装置３５を備えている。遠心分離するこれによって、ホモジナイズ等した溶液において、残渣と上澄み部分を分離することができる。尚、本発明においてはスイングタイプのロータを使用することが好ましい。

また、当該遠心分離装置３５においては、ロータへの試料チューブTuの挿入の際に前述のチューブ昇降装置７が垂直に当該チューブTuを下降させることが好ましい。このため、ロータが回転を停止している状態で、当該ロータのチューブ収納部が垂直方向を向いていることが好ましい。
さらに、本発明の第一の実施態様においては次の構成を備えている。

○固定式ストック部
本発明の第一の実施態様においては、試料チューブTuを載置可能なラック式の固定式のストック部３３が設けられている。また、当該ストック部３３においては冷却トラップ５３によって低温で保持するように冷却ユニットにもなっている（図１７）。
本ストック部に適宜、試料チューブTuを載置することができる。また、遠心分離操作を終了した試料チューブTuや揮発性の比較的高い有機溶媒をキャップCを外した状態で保持する場合に有用に利用することができる。

○カラムによる処理部
本発明の第一の実施態様においては、カラム又は濾過による精製工程を加えることでさらなる精製を行うことができるため、好ましい。本発明の第一の実施態様においては、図１８に示すようにカラムによる処理のための処理部４０を有している。
当該カラム処理部は、カラムの載置部４１と、当該カラムの上部よりバッファー等を供給するシリンジ等を備えたカラム溶媒供給部４３が水平方向からスライドしてカラム上部に位置されることになる。
また、カラム中の液体の通液を促進するために、装着したカラムの上部より空気等を送り、カラムに圧力を供給するカラム圧力供給部４４も設けられている。尚、当該圧力供給部に空気圧を供給する圧力供給シリンジ31-1を図１６に示す。

○遠心エバポレータ装置
本発明においては、遠心エバポレータ４９を用いて、乾固・濃縮工程を加えることでサンプルの最終的な調整まで可能とすることができる。本発明の第一の実施態様においては、当該遠心エバポレータ装置４９も備えた構成を示している（図１９）。
当該遠心エバポレータ装置４９は、本自動前処理装置の右側面に設置された吸引ポンプ５５と連結されており、上部が開放状態のチューブTuを収納し、脱気状態で遠心することによって溶媒を揮発させて乾固させることができる。
当該乾固後のチューブTuに対して所定の溶媒を供給し、内容物を溶解することで最終的に試料サンプルを完成することができる。

当該遠心エバポレータ装置４９においては、ロータへの試料チューブTuの挿入の際に前述のチューブ昇降装置７が垂直に当該チューブTuを下降させることが好ましいため、水平状態においてロータのチューブ受け部が垂直方向に対して傾斜している場合、ロータ又は遠心エバポレータ装置４９自体を傾斜させて当該チューブTuを垂直に下降させて、チューブ受けに挿入してロータに収容するようにすることが好ましい。

〇その他
その他、未使用の新しいスクリュー式チューブTuを載置するためのチューブラック部やピペッティング操作において、除去する溶液を捨てる廃液ビン５１等は、図２に示す以外にも必要に応じて適宜設けることが可能である。尚、スクリュー式のチューブTuは、前述の固定式ストック部３３や移動式ストック部２３に載置しておくことも可能である。

次に、本発明の第一の実施態様の自動前処理装置における検査試料の処理例を示す。
本開示は処理例にすぎないため、本処理例に限定されるものではない。

特に食品中から動物用医薬品を抽出・精製・乾固等する場合について、表１及び表２に示す操作手順を参照しながら説明する。但し、各設定条件は以下に示すものに限定されないことは勿論である。
次の動物用医薬品分析用の前処理方法においては、抽出→精製→濃縮の３ステップにより前処理を行っている。
尚、このフローについては親水及び親油のそれぞれについて表１及び表２に示す。これらは、農作物や食品等の試料から抽出溶媒に動物用医薬品を溶出させる工程となっている。

本発明の第一の実施態様においては、以下のように自動前処理装置が稼働して、機器分析（LC-MS/MS）に供するサンプルを自動で調製することができる。
スクリュー式のチューブTuに対して、試料（食品、農作物等の粉砕しているものが好ましい）を添加する。当該試料の重量については記録しておく。

また、本発明の第一の実施態様の場合、当該チューブTuに対してスクリュー式のキャップCを装着したままとしておくことができる。

本第一の実施態様においては、１２のサンプルを処理することができる。サンプルの装着は、図１及び図２に示す移動式ストック部２３に固形又は液状サンプルを収容した状態のキャップC付のチューブTuを配置することで可能である。この状態で本第一の実施態様の自動前処理装置による自動前処理を開始することができる。

１）親水性の動物用医薬品を抽出する場合
（１）抽出工程
サンプルの収容されたキャップC付のチューブTuに対して、移動軸１のＹ軸方向の固定レール５上での移動及び、移送部３の移動軸１上のＺ軸方向の移動を通じて、チューブ昇降装置７がキャップC付の試料チューブTiに接近し、当該試料チューブTiの上部に対して試料キャップ挟持バー１８が下方向に降りて、当該試料チューブTuの上部を挟持する。

そして、当該挟持した状態で、挟持バー１８が上方向に上昇し、続けて、移動軸１及び固定レール５を介して移動し、当該サンプルが入った試料チューブTuをキャップ脱着装置１３のチューブ載置部に移動させる。

当該チューブ載置部１７に載置された試料チューブTuに対してキャップ脱着装置の挟持キャップ回転部１５が水平方向にスライドしてきて、当該チューブTuのキャップ部を回転させてキャップCを外す、外されたキャップCは円盤状のキャップ載置プレート１７に載置される。
脱着装置のチューブ載置部に載置されたサンプル入りのチューブTuは、Ｙ軸方向にスライド移動して、分注するための位置まで運ばれる。

分注のための位置に移動したチューブTuに対して、分注装置２９のうちの一つの供給部３０がＸ軸方向にずれて、チューブTuの上部に位置するようになる。そして、上部の供給部３０よりマッキルぺインバッファーが15ml注加される。次に、脱着装置のチューブ載置部２１に載置されたサンプル入りのチューブTuは、Ｙ軸方向に逆にスライド移動して、元の位置に戻される。
バッファー注加後のチューブTuが、元の位置に戻ったチューブ載置部２１から前記と同様にチューブ昇降装置７によって挟持されてホモジナイザー装置２５前の移送式ストック部２３に載置される。
当該、操作が繰り返されて、移動式ストック部２３に順に載置されたサンプル入りのチューブTuに対して順番にマッキルベインバッファーが注加されて、すべてのサンプル入りのチューブTuにマッキルベインバッファーが注加され、移動式ストック部２３に整列配置される。

当該移動式ストック部２３は、スライド移動して、バッファーが注加された各チューブTuがホモジナイザー装置２５の下方部に移動する。

ホモジナイザー部２５が下降して、当該ホモジナイザー２５の先端部がチューブTuの液面内に入りホモジナイズが開始される。ホモジナイズは2分実施され、ホモジナイズ後にホモジナイズ部２５が上昇して、試料チューブTuよりホモジナイザーの先端が離れる。尚、ホモジナイズはサンプル数によっては、２列に分けて実施される。

ホモジナイズ後の試料チューブTuをチューブ昇降装置７がキャップ脱着部１３に移載して、先の工程とは逆にキャップCを装着する。そして、キャップ装着後の試料チューブTuは、チューブ昇降装置７により遠心分離装置３５まで移載する。

本操作を偶数回繰り返して、遠心分離機３５において対象となるようにホモジナイズ後の試料チューブTuを載置する。尚、処理するサンプルが奇数の場合には、空のチューブTuを入れて偶数とすることが好ましい。

遠心後のチューブTuは、一旦、冷却保存ラック３３に順次運ばれて配置される。一方、空のチューブTuがキャップCを開けられた状態で振とう装置のラック２７に整列する。
冷却ラックに載置された遠心後のチューブTuが順次、前記キャップ脱着装置１３によってキャップCを外された後に、チューブ載置部２１において吸引・排出部（ピペッティング部）され、上澄み液が採取され、振とう装置のラック２７に事前に準備して置いた空チューブTuに注加される。
すなわち、当該採取後の液が、振とう装置のラック２７に載置されたチューブTuに移載される。本実施態様においては、移送部に装着されたピペッティング装置９による吸引・排出機構によって、吸引された上澄み液が運ばれて、当該新しい試料チューブTuに排出される。

ピペッティング装置９によるバッファーが除かれた残渣の試料チューブTuに対して、前記と同様にマッキルぺインバッファーが注加されて、ホモジナイズ装置２５に移載されて、ホモジナイズが実施され（１分間）、その後、遠心分離が行われる。

ホモジナイズ＋遠心分離の後において、先に上澄み液が入っているチューブTuに、二度目のホモジナイズ＋遠心分離によって生じた上澄み液が吸引されて、ピペッティング操作により排出される。

二度の抽出操作により、回収されたバッファーを含むチューブTuが分注するための位置に載置されて、30mlにメスアップするように、マッキルベインバッファーが注加されて定容される。尚、30mlのラインに定容するように光センサーが用いられる。

（２）精製工程
これらの操作が繰り返されて、動物用医薬品が存在すれば、当該成分を含む画分が回収される。次に30mlに定容された回収溶液に対して、精製用の水飽和ヘキサンを20ml加える。キャップCを閉めて、閉キャップ後のチューブTuを振とう装置２７のラック２８に収納される。所定回数の収納を繰り返したのち、振とう装置２７のラック２８が前後に回転往復を繰り返して振とうが行われる。

振とう後の試料チューブTuは、前記と同様に遠心分離された後、ピペッティング装置９によって上層のヘキサン層が除去される。その後、下層のマッキルベインバッファー層がピペッティング操作によって回収される。

尚、この際、図９に示すようにピペッティング操作におけるヘキサン層とバッファー層との界面の吸引を避けるため、試料チューブTuはやや斜めに傾けられて、当該傾いた状態で上部よりピペッティング装置のチップTiが装着部が下方向に下降して、ヘキサン層との界面の吸引が発生しないようにチップTiがバッファー層に挿入されるように操作される。

上記のヘキサンによる精製操作を実施している間に、カラム処理部４０においては、装着しておいたカラムを載置しておく、当該カラムに対して、当該カラムの上部よりバッファー等を供給するカラム溶媒供給部４３が水平方向からスライドしてカラム上部に移動してきて、装着された供給シリンジからメタノール5mlを供給する。このように、大気圧にて通液して、カラム層を洗浄する。次に、蒸留水5mlを大気圧にて通液する。

次に、ピペッティング装置９が接近して、新規なチップTiを装着した上で、当該ヘキサン層除去後のチューブ中の溶液の下層を20ml分取してカラム（OASIS HLB）に供与する。尚、当該カラムは予めコンディショニングとして、メタノール５ｍｌと蒸留水５ｍｌを大気圧下で通液させておいたものを用いる。

次に、チューブTu中の溶液の下層を20ml分取してカラム（OASIS HLB）に供与し、大気圧下で通液した後、上部より空気圧をかけてカラムを完全に通液させる。次に、蒸留水５ｍｌを供与しカラムを洗浄する。大気圧による通液の後、再度上部より空気圧をかけてさらに通液させる。カラムを通過した廃液の入ったチューブTuは、チューブ昇降装置７によって、除去する。
その後、回収用のチューブTuをカラム下方部に配置し、溶出液としてエタノール５mlを添加して、圧力を付加した後大気圧によって通液して、親水性の動物用医薬品を含む試料液をチューブTuに回収する。その後、空気加圧した状態でさらに通液を行い、カラム中のエタノール回収液を溶出させる。

（３）濃縮工程
親水性の動物用医薬品を含むエタノール回収液が入った開放チューブTuに対して、試料チューブ昇降装置７が接近して、これを遠心エバポレータ３７にまで運び、ロータ内に収容する。遠心機のバランスを取るために対象となる部位に同重量のブランクを収容する
減圧のための吸引（真空）ポンプを起動させて脱気を実施しながら、遠心を行い、溶媒を揮発させて減圧乾固する。

次に、５０％メタノールを１ｍｌ添加して（乾燥品の場合０．５ｍｌ）、キャップ脱着装置１３によってキャップCを閉めて、振とう装置２７で３分間振とうし、４℃で保存する。

２）親油性の動物医薬品を抽出する場合
（１）抽出工程
粉体またはペースト状の検体１．５ｇが入った５０ｍｌのチューブTuを試料チューブ昇降装置７がキャップ脱着装置１３まで運び、そのキャップCを開ける。開封後のチューブTuを溶液分注装置２９したまで移載し、アセトニトリルを分注して加える。分注後のチューブTuを、試料チューブ昇降装置７がホモジナイズ装置２５下の移動式ストック部（スライドラック）２３に移載し、移動式ストック部（スライドラック）２３をホモジナイズ装置２５下までスライドさせて、ホモジナイズ装置２５が降下して、液面内に挿入されて固形物を破砕して均質化する。

均質化した後、ホモジナイザ装置２５は上昇して、スライドラック２３はスライドして、もとの位置に復帰する。復帰したスライドラック２３上のチューブTuは、キャップ脱着装置１３によってキャップCが装着された後、遠心分離装置３５に移載されて、所定時間の遠心分離が実行される。

遠心終了後、チューブ昇降装置７によってキャップ脱着装置１３のチューブ載置部２１に移載され、キャップCが外された後、チップTiが装着されたピペッティング装置９によって、上清が吸引され上清が新しいチューブTuに回収される。
次に、元のチューブTuは溶液分注装置２９の溶媒供給部３０に移動せしめられ、これに対してアセトニトリルが再度分注された後、当該チューブTuは、チューブ昇降装置７によってホモジナイズ装置２５の下方に移載され、前述と同様にホモジナイズされる。

当該ホモジナイズ後に遠心処理が加えられた後、先と同様にピペッティング装置９によってピペッティングによって吸引され、上清が先の新しいチューブTuに追加される。
二度の抽出操作により、回収されたバッファーを含むチューブTuが溶媒分注ユニット下の分注のためのポジションに移動し、30mlにメスアップするように、マッキルベインバッファーが注加されて定容される。尚、30mlのラインに定容するように光センサーが用いられる。
その後、キャップCを閉めて遠心分離した後、キャップCをあけ、遠心上清を新しいチューブTuに回収する。上記操作を繰り返す。

（２）精製工程
これらの操作が繰り返されて、動物用医薬品が存在すれば、当該成分を含む画分が回収される。次に30mlに定容された回収アセトニトリル溶液に対して、溶媒分注ユニット２９やピペッティング装置９を利用して、精製用のアセトニトリム飽和ヘキサンを20ml加える。キャップCを閉めて、閉キャップ後のチューブTuを振とう装置２７のチューブラック２８に収納される。所定回数の収納を繰り返したのち、チューブラック２８が左右に回転往復を繰り返して振とうが行われる。

振とう後の試料チューブTuは、前記と同様に遠心分離された後、ピペッティング装置９によって上層のヘキサン層が除去される。
その後、アセトニトリル飽和ヘキサンを15ｍｌ加えて、50mlに定容し、キャップ脱着装置１３によりキャップCが回転して装着された後、ミキサー部で10分間振とうする。その後、遠心分離機によって3000rpmで3分間遠心分離が行われ、キャップ脱着装置１３によってキャップCが外されて、上層であるヘキサン層が除去される。

その後、新しいチューブTiに当該下層が10ｍｌ分取される。尚、この際、ピペッティング操作におけるヘキサン層とバッファー層との界面の吸引を避けるため、試料チューブTuはやや斜めに傾けられて、当該傾いた状態で上部よりピペッティング装置のチップTiが装着部が下方向に下降して、ヘキサン層との界面の吸引が発生しないようにチップTiがバッファー層に挿入されるように操作される。下層のアセトニトリル層の10ｍｌが分取され、新しいチューブTuに分注される

（３）濃縮工程
新油性の動物用医薬品を含む回収液を含む開放チューブTuに対して、試料チューブTu昇降装置が接近して、これを遠心エバポレータ３７にまで運び、ロータ内に収容する。遠心機のバランスを取るために対象となる部位に同重量のブランクを収容する。
減圧のための吸引（真空）ポンプ５５を起動させて脱気を実施しながら、遠心を行い、溶媒を揮発させて減圧乾固する。
５０％メタノールを0.5ｍｌ添加してキャップCを閉めて、ミキサーで3分間振とうし、4℃で保存する。

以下に、動物用医薬品について具体的な処理の例を説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されないことは勿論である。
以下に、動物用医薬品の分析した場合の例について記載する。
前述の精製工程（親水及び親油）の場合、
[実施例１]（自動前処理装置 サンプル：豚 親水性）
サンプルとして、豚の筋肉を用い当該サンプルに表３に記載の親水性の動物用医薬品を添加し、回収試験を実施した。

具体的には、豚の筋肉（生）（フードプロセッサーにより均一なペースト状にしたもの：500g）に表３に記載の４２種の親水性の動物用医薬品を添加し、添加・回収試験用の食品サンプルとした。

当該食品サンプルを用いて、本発明の自動前処理装置を用いて、上述の親水性サンプルの手順に従い抽出操作を行った。

当該、抽出後のサンプルを以下の条件でLC/MS/MSによって分析した。
＜LC-MS/MS測定条件＞
カラム：オクタデシルシリル化シリカゲル
カラム温度：40℃
移動相：A液（0.1％ぎ酸水溶液）及びB液（0.1％ぎ酸含有メタノール）について濃度勾配をかけて送液する。
移動相流量：0.3 mL/分
イオン化モード：ESI
注入量：5μL
当該、分析の結果、回収率が７０％以上１２０％未満の回収率を得られた動物用医薬品の数を評価対象とした。結果を表５に示す。

［比較例１］（手作業 サンプル：豚 親水性）
実施例１で調製した、表３に記載の４２種の親油性の動物医薬品を添加し、添加・回収試験用の食品サンプルを用いて、実施例１において自動前処理装置が実施するのと同様の手順を技術者が手作業で動物用医薬品の抽出操作を行った。その他の条件は実施例１に示したものと同様である。

［実施例２］（自動前処理装置 サンプル：えび 親水性）
サンプルとして、エビを用い当該サンプルに表３に記載の親水性の動物医薬品を添加し、回収試験を実施した。

具体的には、エビ（フードプロセッサーにより均一なペースト状にしたもの：500g
）に表３に記載の４２種の親油性の動物用医薬品を添加し、添加・回収試験用の食品サンプルとした。

当該食品サンプルを用いて、本発明の自動前処理装置を用いて、上述の親油性サンプルの手順に従い抽出操作を行った。その他の条件は、実施例１に示したものと同様である。

［比較例２］（手作業 サンプル：えび 親水性）
実施例２で調製したエビを用いて、表３に記載の４２種の親油性の動物医薬品を添加し、添加・回収試験用の食品サンプルを用いて、実施例２において自動前処理装置が実施するのと同様の手順を技術者が手作業で動物用医薬品の抽出操作を行った。その他の条件は実施例２に示したものと同様である。

［実施例３］（自動前処理装置 サンプル：豚 親油性の動物性医薬品）
サンプルとして、実施例１で調製した豚の筋肉（生）を用い当該サンプルに表４に記載の親油性の動物医薬品を添加し、回収試験を実施した。

具体的には、豚の筋肉（生）（フードプロセッサーにより均一なペースト状にしたもの：500g）に表４に記載の154種の親油性の動物医薬品を添加し、添加・回収試験用の食品サンプルとした。

当該食品サンプルを用いて、本発明の自動前処理装置を用いて、上述の親油性サンプルの手順に従い抽出操作を行った。

当該、抽出後のサンプルを以下の条件でLC/MS/MSによって分析した。
＜LC-MS/MS測定条件＞
カラム：オクタデシルシリル化シリカゲル
カラム温度：40℃
移動相：A液（10 mmol/L酢酸アンモニウム含有10％メタノール）及びB液（10 mmol/L酢酸アンモニウム含有メタノール）について濃度勾配をかけて送液する。
移動相流量：0.3 mL/分
イオン化モード：ESI
注入量：5μL
当該、分析の結果、回収率が７０％以上１２０％未満の回収率を得られた動物用医薬品の数を評価対象とした。結果を表５に示す。

［比較例３］（手作業 サンプル：豚 親油性）
実施例３で調製した豚の筋肉（生）、表４に記載の154種の親油性の動物医薬品を添加し、添加・回収試験用の食品サンプルを用いて、実施例３において自動前処理装置が実施するのと同様の手順を技術者が手作業で動物用医薬品の抽出操作を行った。
その他の条件は実施例３に示したものと同様である。

［実施例４］（サンプル：えび 親油性）
サンプルとして、エビを用い当該サンプルに表４に記載の親油性の動物医薬品を添加し、回収試験を実施した。

具体的には、エビ（フードプロセッサーにより均一なペースト状にしたもの：500g）に表４に記載の１５４種の親油性の動物用医薬品を添加し、添加・回収試験用の食品サンプルとした。

当該食品サンプルを用いて、本発明の自動前処理装置を用いて、上述の親油性サンプルの手順に従い抽出操作を行った。その他の条件は、実施例３に示したものと同様である。

［比較例４］（手作業 サンプル：えび 親油性）
実施例４で調製したエビを用いて、表４に記載の１５４種の親油性の動物医薬品を添加し、添加・回収試験用の食品サンプルを用いて、実施例４において自動前処理装置が実施するのと同様の手順を技術者が手作業で動物用医薬品の抽出操作を行った。その他の条件は実施例４に示したものと同様である。

結果として、手作業に比較して本自動前処理装置を利用すると、70％以上120％未満の回収率を得ることができる動物用医薬品の数が向上した。

Claims (5)

1. １）移動軸と、当該移動軸上をスライド移動し、所定の平面内を移動可能な移送部を有する移送ユニットと、
   ２）前記移送部に装着され、試料チューブを挟持・解放し、昇降可能なチューブ昇降装置と、
   ３）前記移送部に装着され、所定の先端部を脱着可能とし、液体を吸入又は吐出する昇降可能なピペッティング装置と、
   を備えた、検査試料の自動前処理装置。
   
2. 前記自動前処理装置において、試料チューブがスクリューキャップ式の試料チューブで
   あって、さらに、
   ４）前記スクリューキャップ式の試料チューブの載置部と、当該スクリューキャップのキャップ部を挟持・回転させてキャップを着脱し、所定場所に載置可能なキャップ脱着装置を備えた、請求項１に記載の検査試料の自動前処理装置。
   
3. 前記自動前処理装置であって、さらに
   ５）前記スクリューキャップ式の試料チューブを載置し、スライド移動可能な移動式ストック部と、
   ６）前記移動式ストック部に収容された試料チューブ内に挿入可能な昇降式のホモジナイザー装置と、
   ７）前記試料チューブを収容するラックと、当該ラックを振とう可能な振とう部を有する振とう装置と
   ８）前記スクリューキャップ式の試料チューブの載置部と、当該試料チューブに溶液を分注可能なポンプ部を備えた分注装置、を有する溶媒分注ユニットと、
   ９）前記試料チューブを遠心する遠心分離装置を備えた、
   、請求項２に記載の検査試料の自動前処理装置。
   
4. 前記自動前処理装置が、さらに、
   １０）カラムによる処理部を備えた、請求項３に記載の検査試料の自動前処理装置。
   
5. 前記自動前処理装置が、さらに、
   １１）遠心エバポレータ装置を備えた、請求項４に記載の検査試料の自動前処理装置。

Images