CN111684287A

CN111684287A - 收纳部及流体处理装置

Info

Publication number: CN111684287A
Application number: CN201980011138.2A
Authority: CN
Inventors: 上村茂
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2020-09-18
Also published as: US20200353461A1; JP2019132693A; WO2019151290A1; JP6876010B2

Abstract

本发明提供在使用注射器对液体进行了操作时不易在连通孔中残留液体的收纳部。收纳部具有：侧壁、多个腔室、包含多个连通孔的一组或两组以上的连通孔组。一组连通孔组中包含的多个连通孔的连通方向彼此平行。多个连通孔的外侧开口部各自的从法线方向观察到的形状分别实质上相同。

Description

收纳部及流体处理装置

技术领域

本发明涉及收纳部及具有该收纳部的流体处理装置。

背景技术

一般来说，通过与试剂的混合、加热、冷却、检测等工序，来对血液、蛋白质、DNA(deoxyribonucleic acid：脱氧核糖核酸)等生物体物质进行分析。近年来，已知有用于连续地进行这样的多个工序的设备(例如，参照专利文献1)。

在专利文献1中记载了一种多腔室型旋转阀(流体处理装置)，其具有：嵌件(收纳部)；以及盒体主体(外壳)，以能够使嵌件旋转的方式收纳嵌件。嵌件具有在形成于内部的多个腔室。在嵌件的侧壁分别形成有与各腔室对应地形成的多个通孔。在盒体主体的侧壁上，在与通孔对应的高度上形成有可插入注射器的插入口。此外，在各腔室中预先填充有分析所需的试剂或被检体等的液体。

在专利文献1中记载的多腔室型旋转阀中，例如，将注射器从插入口插入至与第一腔室对应的第一通孔，将填充于第一腔室中的被检体吸引至注射器内。接着，以使与第二腔室对应的第二通孔与插入口对上的方式，使嵌件沿周向旋转，将填充于第二腔室中的试剂吸引至注射器内。由此，在注射器内将被检体和试剂混合。另外，在要对被检体及试剂的混合液进行加热的情况下，将注射器内的混合液排出至加热用的第三腔室，并利用加热装置等加热多腔室型旋转阀，来加热混合液。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2012－522996号公报

发明内容

发明要解决的问题

对于专利文献1中记载的多腔室型旋转阀，每次分析时需要进行更换，所以通常通过使用了树脂材料的射出成型来便宜地制造。在通过射出成型来制造具有多个通孔的嵌件的情况下，为了简化制造工序来降低制造成本，有时使用可朝相同方向滑动的相同形状(例如，圆柱状)的多个模具销来形成多个通孔。在这样使用可朝相同方向滑动的多个模具销来形成多个通孔而成的嵌件中，沿着嵌件的外周面的法线形成的中央的通孔的外侧开口部形成为所希望的形状(例如，圆形)。另一方面，相对于嵌件的外周面的法线倾斜地形成其他的通孔的外侧开口部形成为，在周向上扩宽的形状(例如，椭圆形)。

关于适当地形成有开口部的中央的通孔，由于注射器的形状与外侧开口部的形状一致，所以液体不易残留在嵌件中。另一方面，关于其他通孔，由于注射器的形状与外侧开口部的形状不一致，所以液体容易残留在注射器与外侧开口部的间隙中。在使嵌件旋转时，这样残留的液体有可能移动至嵌件与盒体之间而与其他液体等掺混。

本发明的目的在于，提供在使用注射器对液体进行了操作时不易在连通孔中残留液体的收纳部、以及具有该收纳部的流体处理装置。

解决问题的方案

本发明的收纳部是用于在能够以旋转轴为中心旋转地收纳于外壳内的状态下，供注射器操作流体的收纳部，其具有：侧壁，形成为大致圆筒状；多个腔室，形成于所述侧壁的内部；以及一组或两组以上的、包含多个连通孔的连通孔组，该多个连通孔在所述旋转轴的轴向上的相同高度处形成于所述侧壁，使所述侧壁的外侧与所述多个腔室中的某个腔室连通且延伸为直线状，一组所述连通孔组中包含的所述多个连通孔的连通方向彼此平行，所述多个连通孔各自的外侧开口部的从法线方向观察到的形状分别实质上相同。

本发明的流体处理装置具有：本发明的收纳部；以及外壳，收纳所述收纳部，所述外壳包括：外壳主体，以使所述收纳部能够旋转的方式保持所述收纳部；以及插入部，形成于所述外壳主体的侧壁的、与上述连通孔的外侧开口部对应的高度，能够将注射器插入至上述连通孔的外侧开口部。

发明效果

本发明的收纳部，在使用注射器对液体进行了操作时不易在连通孔中残留液体。

附图说明

图1A～图1C是表示流体处理装置的结构的图。

图2A、图2B是表示收纳部的结构的图。

图3A～图3C是表示外壳的结构的图。

图4A、图4B是用于说明本实施方式的收纳部的连通孔的图。

图5A、图5B是用于说明液体的残留的图。

图6A、图6B是用于说明比较例的收纳部的连通孔的图。

图7A、图7B是用于说明液体的残留的图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本实施方式的收纳部及具有该收纳部的流体处理装置进行说明。

(流体处理装置的结构)

图1A～图1C是表示流体处理装置100的结构的图。图1A是流体处理装置100的侧视图，图1B是图1A所示的A－A线的剖面图，图1C是图1B所示的B－B线的剖面图。

如图1A～图1C所示，流体处理装置100具有收纳部110及外壳120。在将收纳部110收纳于外壳120内的状态下使用流体处理装置100。流体处理装置100例如用于以下用途：一边使收纳部110相对于外壳120间歇性地旋转，一边使用注射器对试剂或被检体等的液体或气体进行操作，以对被检体中的被检测物质进行分析。

收纳部110和外壳120分别作为不同个体而形成，通过组装而成为流体处理装置100。不特别地限定收纳部110及外壳120的制造方法。从制造成本的观点来看，优选收纳部110及外壳120都是通过使用了树脂材料的射出成型制造的。对于收纳部110及外壳120的材料，只要具有适用于分析的耐试剂性，且不会在分析时的温度下变形即可，不特别地进行限定。收纳部110及外壳120的材料的例子包括：聚丙烯(PP)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、聚碳酸酯(PC)。

图2A、图2B是表示收纳部110的结构的图。图2A是收纳部110的侧视图，图2B是图2A所示的A－A线的剖面图。

收纳部110以能够相对于外壳120以旋转轴为中心地旋转的方式收纳于外壳120。收纳部110为底部封闭的大致圆筒形状。在与旋转轴垂直的方向上，收纳部110的外形的形状为圆形。收纳部110具有：侧壁111、多个腔室113、一组或两组以上的连通孔组115。由侧壁111规定收纳部110的外形。另外，收纳部110中，由内壁112划分出多个腔室113，并且由内壁112划分出圆柱形状的内部孔114。

腔室113暂时保管被检体或试剂等的液体或气体(以下，有时简称为“流体”)，并且作为使流体等反应的反应槽发挥功能。不特别地限定腔室113的数量。对于腔室113的数量，可以根据分析所需的工序来适当设定。在本实施方式中，腔室113的数量是14个。各腔室113的大小也不特别地进行限定。各腔室113的大小既可以相同，也可以彼此不同。在本实施方式中，图2B中的纸面上侧一半的多个腔室113、和与纸面上侧一半的这些多个腔室113的每一个分别对应的、纸面下侧一半的多个腔室113为相同形状。即，在本实施方式中，多个腔室113形成为以包含旋转轴的剖面为边界呈对称。

在侧壁111中形成有包含多个连通孔116的一组或两组以上的连通孔组115。在本实施方式中，在侧壁111中形成有两组连通孔组115。连通孔116的数量为与腔室113的数量相同的14个。另外，一组连通孔组115具有7个连通孔116。连通孔116的形状是本实施方式的主要特征，所以对其细节进行后述。

图3A～图3C是表示外壳120的结构的图。图3A是外壳120的俯视图，图3B是侧视图，图3C是图3B所示的A－A线的剖面图。

外壳120以能够以旋转轴为中心使收纳部110旋转的方式将收纳部110收纳。外壳120具有：基座121、外壳主体122及插入部123。

基座121设置外壳主体122，并且作为针对加热冷却装置等的外部设备的设置部发挥功能。在基座121的上部固定有外壳主体122。在基座121的中心部分形成有在基座121的正面和背面分别开口的孔126。

外壳主体122以能够以旋转轴为中心使收纳部110旋转的方式将收纳部110收纳。外壳主体122形成为圆筒状。外壳主体122的内周面的大小比收纳部110的外周面稍大。在外壳主体122的侧壁111配置有供注射器插入的插入部123。

插入部123形成为筒状。优选插入部123的内表面的形状是与注射器大致互补的形状。插入部123构成为，能够使注射器的前端插入至插入部123的内侧开口部124。即，插入部123的内侧开口部124的形状是与注射器的前端互补的形状，插入部123的外侧开口部125的形状是与注射器的外形互补的形状。外壳主体122的插入部123的相对于内侧开口部124的高度是与将收纳部110收纳于外壳120时的连通孔116相同的高度。

此外，虽然未特别地图示，但收纳部110也可以具有将各腔室113的开口部的至少一部分封住的盖。

在此，对形成于收纳部110中的连通孔组115进行详细说明。此外，为了比较，还对比较例的收纳部110a中的连通孔组115a进行说明。图4A、图4B是用于说明连通孔组115的、收纳部110的局部放大剖面图。图4A是本实施方式的收纳部110的局部放大剖面图，用于说明从连通孔116的轴向观察收纳部110的连通孔组115的情况下的连通孔116的形状，图4B是本实施方式的收纳部110的局部放大剖面图，用于说明从收纳部110的侧壁111的外周面的法线方向观察收纳部110的连通孔组115的情况下的连通孔116的形状。图5A、图5B是用于说明液体的残留的图。图5A是从侧方观察流体处理装置100的情况下的局部放大剖面图，图5B是从上侧观察的情况下的局部放大剖面图。此外，在图4A、图4B中省略了收纳部110的内部结构及侧壁111的剖面线。

如上所述，本实施方式的收纳部110具有两组连通孔组115。两组连通孔组115中包含的多个连通孔116各自的连通方向彼此平行。即，两组连通孔组115形成为，以包含旋转轴的剖面作为边界呈对称。多个连通孔116从连通的侧壁111的外侧向腔室113直线状地延伸。另外，连通孔组115中的连通孔116的数量与腔室113的数量相同。在本实施方式中，连通孔组115中的连通孔116的数量为7个。

不特别地限定连通孔116的外侧开口部117的形状。优选连通孔116的外侧开口部117的形状是与使用的注射器的前端的形状互补的形状。连通孔116的外侧开口部117的形状的例子包括：圆形、椭圆形和矩形。在本实施方式中，连通孔116的外侧开口部117的形状为圆形。

如图4A所示，沿着连通孔116的轴向观察时的多个连通孔116的外侧开口部117的形状分别不同。更具体地，连通孔116的轴与收纳部110的侧壁111的法线一致的中央的连通孔116的外侧开口部117的形状为圆形。但是，从中央的连通孔116在周向上偏离的连通孔116的外侧开口部117的形状是在高度方向上较长的椭圆形。另外，对于这些连通孔116，随着远离中央的连通孔116，外侧开口部117的宽度(短轴的长度)逐渐变短。

另一方面，如图4B所示，收纳部110的侧壁111的外周面的法线方向上的多个连通孔116的外侧开口部117的形状是实质上相同形状。在此，“实质上相同”并非是仅表示完全一致的意思，而是包含制造误差的意思。

在本实施方式的流体处理装置100中，优选侧壁111的外周面的法线方向上的连通孔116的外侧开口部117的形状、与插入部123的内侧开口部124的形状是大致相同的形状，以免在使用注射器相对腔室113存取(操作)液体时，流体残留于连通孔116的外侧开口部117。更具体地，优选侧壁111的外周面的法线方向上的连通孔116的外侧开口部117的面积、与插入部123的内侧开口部124(参照图3)的面积之差为5％以下。由此，能够尽量减少侧壁111的外周面的法线方向上的连通孔116的外侧开口部117、与插入部123的内侧开口部124之间的间隙。

在一组连通孔组115中，彼此相邻的两个连通孔116配置为，以旋转轴O为基准例如离开θ＝15°以上。

为了通过射出成型来形成这样的连通孔组115(连通孔116)，需要与各连通孔组115(连通孔116)的形状对应的模具销群(模具销)。在本实施方式中，用于形成连通孔组115的模具销群为两组。具体而言，需要形成以包含收纳部110的旋转轴的剖面作为边界的、一半的连通孔组115的模具销群、以及形成剩余的一半的连通孔组115的模具销群。另外，各模具销为与各连通孔116对应的形状。即，在本实施方式中，位于模具销群的中央的模具销的形状为圆柱形状。另一方面，位于模具销群的侧方的模具销的形状为，随着远离中央的模具销，而模具销的排列方向逐渐成为短轴且与模具销的排列方向正交的方向逐渐成为长轴的椭圆柱形状。

在此，对在使用液体作为流体的情况下液体是否残留进行说明。如图5A所示，在本实施方式的流体处理装置100中，在从侧方观察流体处理装置100的情况下，连通孔116的外侧开口部117的高度、与插入部123的内侧开口部124的高度相同，所以在连通孔116的外侧开口部117的上下方向上，不会残留液体。另外，如图5B所示，在从上侧观察流体处理装置100的情况下，连通孔116的外侧开口部117的宽度、与插入部123的内侧开口部124的宽度相同，所以在连通孔116的外侧开口部117的宽度方向的两端部，不会残留液体。因此，即使使收纳部110间歇性地旋转，液体也不会流入至收纳部110与外壳120之间。而且，即使在接下来的工序中对液体进行操作，也不会混入液体。

图6A、图6B是用于说明比较例的连通孔组115a的、收纳部110a的局部放大剖面图。图6A是比较例的收纳部110a的局部放大剖面图，用于说明从连通孔116a的轴向观察收纳部110a的连通孔组115a的情况下的连通孔116a的形状，图6B是比较例的收纳部110a的局部放大剖面图，用于说明从收纳部110a的侧壁111a的外周面的法线方向观察收纳部110a的连通孔组115a的情况下的连通孔116a的形状。图7A、图7B是用于说明液体的残留的图。图7A是从侧方观察流体处理装置100a的情况下的局部放大剖面图，图7B是从上侧观察的情况下的局部放大剖面图。此外，图6A、图6B中省略了内部结构并且省略了侧壁111a的剖面线。

如图6A、图6B所示，在比较例的流体处理装置100a中，沿着连通孔116a的轴向观察时的连通孔116的外侧开口部117a的形状均为圆形。另外，在与收纳部110a的旋转轴垂直的剖面中，除了连通孔116a的轴与收纳部110a的侧壁111a的法线一致的情况以外，法线方向上的连通孔116a的外侧开口部117a的形状是在宽度方向上较长的椭圆形。

同样地，对在使用液体作为流体的情况下液体是否残留进行说明。如图7A所示，在比较例的流体处理装置100a中，在从侧方观察流体处理装置100a的情况下，连通孔116a的外侧开口部117a的高度、与插入部123a的内侧开口部124a的高度相同，所以在连通孔116a的外侧开口部117a的上下方向上，不会残留液体。然而，如图7B所示，在从上侧观察流体处理装置100a的情况下，连通孔116a的外侧开口部117a的宽度比插入部123a的内侧开口部124a的宽度长，所以在连通孔116a的外侧开口部117a的宽度方向的两端部，会残留液体L。因此，若使收纳部110a间歇性地旋转，则液体会流入至收纳部110a与外壳120a之间。而且，当在接下来的工序中对液体进行操作时，残留的液体会混入至新的液体中。

(效果)

如上所述，在本发明中，在收纳部110的侧壁111的外周面的法线方向上连通孔116的外侧开口部117的形状均实质上相同，所以液体不易残留于收纳部110。因此，能够准确地对液体进行操作，所以能够提高检测精度。另外，本实施方式的流体处理装置不仅能够适用于液体的分析，还能够适用于气体等的分析。

本申请要求基于在2018年1月31日提出的日本专利申请特愿2018－014838号的优先权。将该申请说明书及附图中记载的内容全部引用到本申请说明书中。

工业实用性

本发明的收纳部及流体处理装置例如能够适用于微量的生物体试样等的分析中。

附图标记说明

100、100a流体处理装置，

110、110a收纳部，

111侧壁，

112内壁，

113腔室，

114内部孔，

115、115a连通孔组，

116、116a连通孔，

117、117a连通孔的外侧开口部，

120、120a外壳，

121基座，

122外壳主体，

123、123a插入部，

124、124a插入部的内侧开口部，

125插入部的外侧开口部，

126孔。

Claims

1.一种收纳部，是用于在能够以旋转轴为中心旋转地收纳于外壳内的状态下，供注射器操作流体的收纳部，其特征在于，具有：

侧壁，形成为大致圆筒状；

多个腔室，形成于所述侧壁的内部；以及

一组或两组以上的、包含多个连通孔的连通孔组，该多个连通孔在所述旋转轴的轴向上的相同高度处形成于所述侧壁，延伸为直线状且使所述侧壁的外侧与所述多个腔室中的某个腔室连通，

一组所述连通孔组中包含的所述多个连通孔的连通方向彼此平行，

所述多个连通孔各自的外侧开口部的从法线方向观察到的形状分别实质上相同。

2.如权利要求1所述的收纳部，其中，

在一组所述连通孔组中，彼此相邻的两个所述连通孔配置为，以所述旋转轴为基准离开15°以上。

3.如权利要求1或权利要求2所述的收纳部，其中，

具有两组所述连通孔组，

所述两组连通孔组中包含的所述多个连通孔在所述轴向上形成于相同高度。

4.如权利要求3所述的收纳部，其中，

所述两组连通孔组中包含的所述多个连通孔的连通方向彼此平行。

5.一种流体处理装置，其特征在于，具有：

权利要求1～4中任意一项所述的收纳部；以及

外壳，收纳所述收纳部，

所述外壳包括：

外壳主体，以使所述收纳部能够旋转的方式保持所述收纳部；以及

插入部，形成于所述外壳主体的侧壁的、与所述连通孔的外侧开口部对应的高度，能够将注射器插入至所述连通孔的外侧开口部。

6.如权利要求5所述的流体处理装置，其中，

所述连通孔的外侧开口部的面积与所述插入部的内侧开口部的面积之差为5％以下。