JPH0466553B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、コロニー自動移殖装置に関し、特
に、試験等のために用意される、いわゆるオブジ
エクトシヤーレ又は各種の菌のコロニーが混在し
た状態で繁殖しているソースシヤーレの培地への
差込みの深さを簡単な機構により正確に設定で
き、連続的な移殖処理に適するようなコロニー自
動移殖装置に関するものである。

［従来技術］ 従来、新しい菌種は、一般に、次のような９つ
の工程を経て処理され、培養されている。

それは、土壌の採取，水による希釈，培
養シヤーレ内の寒天培地への植え付け，保温器
内で一定時間の培養，寒天培地上で繁殖した各
種の菌のコロニーを目視判定，所望の色をした
コロニーのみを白金耳などで採取，試験シヤー
レ又は試験管の寒天培地への移殖，培養してみ
て有望な菌であれば種々のテストを繰返して検
討，薬、醸造、その他のバイオテクノロジーの
分野への適用というステツプを経て行われる。

以上の工程で有望そうな特定の菌のコロニーの
目視判定と採取、そして移殖は、人手によつて行
われ、面倒で効率の良くない作業である。

そこで、このような欠点を除去するために、Ｘ
−Ｙステージを利用してシヤーレの培地を順次観
察できるような操作装置とか、直接肉眼或いは顕
微鏡を介して培養シヤーレの培地を観察すること
に代つて、カラーTVモニターによつて画像処理
をし、もつてカラーTVを目視によつて観察する
ことでその作業の効率化と疲労を軽減しようとす
る自動装置が提案され、また、開発されている。

この種の自動装置として開発された自動移殖装
置は、各種の菌のコロニーが混在した状態で繁殖
しているソースシヤーレの培地から、所定の色の
コロニーを選別し、選別に応じたコロニーを自動
的かつ連続的に順次採取してオブジエクトシヤー
レ上の培地に順次移殖するものである。

このような装置にあつては、コロニーの選別ま
での作業は、人手で行うことになるが、選別した
段階で人が自動移殖装置を操作し、その操作パネ
ル乃至はキーボードを介して所定の指令を与える
ことにより、それ以後、移殖装置が自動的に選別
されたコロニーを採取し、別の所定の場所に設置
したオブジエクトシヤーレ又は試験管内の培地に
自動的に移殖する処理を行う。したがつて、部分
的に人手や疲労が軽減され、さらにその処理の効
率化が図れる利点がある。

このように選別以降の採取作業等が自動化され
ることにより、比較的単時間の内に培養したソー
スシヤーレの所望のコロニーをソースシヤーレか
らオブジエクトシヤーレへと移殖ができるように
なつた。この場合、１つのソースシヤーレのコロ
ニーを条件を変えてオブジエクトシヤーレへ移す
場合とか、条件を変えてソースシヤーレからコン
ロニーを採取することが行われる。

［発明が解決しようとする問題点］ このような条件としては、培地の内容を変更す
ることや、培地の表面に対して白金耳とか金属細
線を用いた移殖針（ピツクアツプ）の差込み深さ
を変更することが行われる。

しかしながら、この深さの変更は、シヤーレに
対してピツクアツプを上下方向に移動することい
より行われるものであつて、培地の厚さに対して
微細な深さの制御が必要となる。

一方、ピツクアツプは、ソースシヤーレ移送ス
テージ上に載置されたソースシヤーレの培地から
オブジエクトシヤーレ移送ステージ上に載置され
たオブジエクトシヤーレの培地へと比較的速い速
度で揺動運動をして移動するものであつて、これ
らの間で採取したコロニーの移送を行う。しかも
その移殖の回数は、１シヤーレで数百回にも及ぶ
こともあつて、その結果、高速で揺動運動をさせ
る機構も必要となる。

そこで、このような高速で揺動運動をさせる移
送制御の機構に加えて、正確な深さでピツクアツ
プの上下移動を制御しようとすると、揺動運動の
機構と上下の位置制御をする機構とがからみあつ
て、その機構が複雑で大型化するばかりでなく、
ピツクアツプの全体的な位置調節が非常に難しい
ものとなり、正確な位置設定ができない。しかも
連続的に行われる移殖処理の速度に応答しきれな
い可能性が生じる。

［発明の目的］ この発明は、このような従来技術の問題点にか
んがみてなされたものであつて、このような問題
点を除去するとともに、ピツクアツプの培地への
差込みの深さを簡単な機構により正確に位置設定
ができ、、連続的な移殖処理に対応できるような
コロニー自動移殖装置を提供することを目的とす
る。

［問題点を解決する手段］ このような目的を達成するこの発明のコロニー
自動移殖装置は、ピツクアツプに対して揺動運動
をさせる移送制御機構とピツクアツプの上下移動
をする制御機構とを分離するというものであつ
て、その手段は、第１及び第２の容器と、第１及
び第２の容器がそれぞれ載置される第１及び第２
のテーブルと、第１の容器の培地から第２の容器
の培地へと揺動運動をして移動するピツクアツプ
（移殖針）とを備えていて、第１及び第２容器の
うちの少なくとも一方の培地への移殖針の差込み
深さは、ピツクアツプが第１又は第２の容器に対
して所定の高さ位置に保持され、それに対応する
第１及び第２のうちの一方のテーブル側を上又は
下に移動させることにより設定されるものであ
る。

［作用］ このように第１の容器の培地から第２の容器の
培地へと揺動運動をして移動するピツクアツプを
これらの容器に対して所定の高さ位置に保持して
おき、容器の培地への差込み深さに対しては、テ
ーブル側を上下に調節するようにしているので、
ピツクアツプの揺動運動の機構とその上下移動の
深さ調節機構とを分離することができる。

したがつて、ピツクアツプの揺動運動の機構は
高速な処理をすることが可能となり、しかも連続
的な移殖処理に影響を与えずに、ピツクアツプの
培地への差込みの深さを簡単な機構により実現で
きることになり、分割して位置決めできることに
より正確に位置決めができ、連続的な移殖処理に
対処できる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。

第１図は、この発明を適用した一実施例のコロ
ニー自動移殖装置の平面から見た概要図であり、
第２図は、その正面から見た内部構成を示す前記
平面図に対応する概要図、第３図は、そのピツク
アツプの深さを設定する機構の説明図である。な
お、これら各図において、同一ものは同一の符号
で示す。

第１図において、１は、コロニー自動移殖装置
であつて、２は、その移送機構、３は、オブジエ
クトシヤーレの供給機構、４は、ソースシヤーレ
供給部、５は、シヤーレがセツトされるテーブル
としてのオブジエクトシヤーレ移送ステージ、６
は、同様なソースシヤーレ移送ステージ、そして
７は、操作パネルである。

また、ソースシヤーレ供給部４とソースシヤー
レ移送ステージ６との間には、シヤーレロード・
アンロード機構９が設置されていて、さらに、第
２図に見るごとく、ソースシヤーレ移送ステージ
６の上部には、TVカメラを内蔵した映像処理部
８が配置されている。なお、８ａは、ソースシヤ
ーレを照射する光源である。

ここに、映像処理部８で検出された映像は、カ
ラー処理されてTVモニター（図示せず）に映し
出される。その結果、CRTデイスプレイ上でソ
ースシヤーレ１１の培地にあるそれぞれのコロニ
ーがある色彩を持つて観察される。

ここで、オブジエクトシヤーレ移送ステージ５
とソースシヤーレ移送ステージ６とは、それぞ
れ、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能なステージであつ
て、それぞれの方向に独立に移動させるために、
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向にボールスクリユー機構とスツテ
ピングモータとを組合せた移動機構（図示せず）
をそれぞれ採用している。

そして、そのスツテピングモータの駆動によ
り、その各方向の移動が制御され、スツテピング
モータの回転量と回転方向は、制御部（図示せ
ず）からの方向制御パルス，駆動パルス信号に応
じて行われる。その結果として、オブジエクトシ
ヤーレ移送ステージ５とソースシヤーレ移送ステ
ージ６とは、制御信号に応じて目標位置に向つて
所定量所定方向に移動することになる。

ところで、第１図に見る実線で示す位置は、コ
ロニー移殖処理の場合のオブジエクトシヤーレ移
送ステージ５とソースシヤーレ移送ステージ６と
の移殖の際のセツト目標位置としての第１のセツ
ト位置５ａ，６ａである。なお、これらステージ
５と６には、それぞれオブジエクトシヤーレ１０
とソースシヤーレ１１とが載置される。

一方、点線５ｂ，６ｂで示す位置がそれぞれの
シヤーレ１０，１１をステージ５，６にロード
（取出してセツトする）又はアンロード（セツト
されたものを回収する）するための第２のセツト
位置である。

さて、ここでの移送機構２は、平行に配置され
た一対のリンク機構２１と揺り板型の偏芯カム２
２との組合せにより、中央に枢着点を有するレバ
ー機構からなる移送アーム２３に揺動運動を与え
るものであつて、偏芯カム２２の回転軸２２ａが
回転駆動されることによつて、移送アーム２３の
先端側にセツトされた移殖のための細線からなる
ピツクアツプ２３ａに揺動運動を与える。その結
果、ソースシヤーレ移送ステージ６上に載置され
たソースシヤーレ１１の培地からオブジエクトシ
ヤーレ移送ステージ５上に載置されたオブジエク
トシヤーレ１０の培地へとピツクアツプ２３ａが
移動して、これらの間で揺動を繰返す。

このようにしてピツクアツプ２３ａを介して、
各種の菌のコロニーが混在した状態で繁殖してい
るソースシヤーレ１１の培地から、揺動運動の一
方の端点となるピツクアツプ２３ａの位置に位置
付けられた所定の色選別されたコロニーを自動的
かつ連続的に順次採取して、オブジエクトシヤー
レ１０上の、揺動運動の他方の端点となるピツク
アツプ２３ａの位置に位置付けられた所定の培地
に順次移殖する処理がなされる。

ところで、ソースシヤーレ１１は、シヤーレロ
ード・アンロード機構９により、ソースシヤーレ
供給部４にセツトされているソースシヤーレカー
トリツジ４ａ，４ｂの所定の位置から取出された
ものであつて、ソースシヤーレ１１がそのハンド
部９ａにより把持されて、ソースシヤーレ移送ス
テージ６が点線で示す第２のセツト位置６ｂに移
動した状態においてその上にセツトされる。

そして、ソースシヤーレ移送ステージ６は、次
に第１のセツト位置６ａへと移動する。なお、そ
の回収は、ほぼ逆の動作となる。

一方、オブジエクトシヤーレ１０は、オブジエ
クトシヤーレ供給機構３により供給され、そのハ
ンドリング部３３ａの操作によつて、取出され、
元のカートリツジ位置に戻され、回収されるもの
である。オブジエクトシヤーレの供給機構３は、
回転する円盤３１上に90度間隔で装着された、着
脱可能な４つのカートリツジ３２ａ，３２ｂ，３
２ｃ，３２ｄを有し、さらにこの円盤３１の中央
部に、ハンドリング部３３ａを有するシヤーレロ
ード・アンロード機構３３が円盤３１とは独立に
固定されて配置されている。

なお、取出し位置に位置付けられたカートリツ
ジ３２ｂにおける円盤３１の底部の位置に対応し
て、第２図に見るように、カートリツジ３２ｂを
上下動するエレベータ機構３４が配置されてお
り、また、円盤３１は、モータ３５により回転駆
動され、位置決めされる。

次に、ピツクアツプの培地に対する差込み深さ
の設定について第３図に従つて説明する。

移送アーム２３は、バー２４と２５との２つの
リンクで構成されていて、バー２５の先端側にピ
ツクアツプ２３ａが固定されている。

そして、バー２４は、リンク機構２１にピン２
１ａを介して枢着されていて、軸２６に固定され
ている。一方、バー２５の一端は、この軸２６に
対してスリーブ２７を経て上下移動可能に嵌合
し、軸２７の回転方向に対しては拘束されるよう
に軸２７に対し溝結合している。そこで軸２７の
回転に従つて揺動し、スリーブ２７の上下移動に
従つて、上下に移動する。

スリーブ２７は、てんびんバー２８の一端２８
ａに枢着されていて、てんびんバー２８は、支柱
２８ｂを支点として、カム２９により上下移動す
る。なお、てんびんバー２８の他端２８ｃは、自
由端となつている。

カム２９は、カム軸２２ａを内挿した軸管４１
に嵌合していて、この管軸４１の回転に応じて回
転するものであつて、ピツクアツプ２３ａがソー
スシヤーレ１１又はオブジエクトシヤーレ１０の
位置に対応する揺動運動の端点に位置したとき、
それぞれの端点で一定の巾を持つた山位置とな
り、てんびんバー２８を点線状態に持ち挙げて、
ピツクアツプ２３ａの先端部２３ｂを各シヤーレ
の培地の表面から一定の位置へと移動する。その
結果、先端部２３ｂは、その位置で保持される。

また、ソースシヤーレ１１又はオブジエクトシ
ヤーレ１０との間の移動状態にあつては、カム２
９は、谷位置の状態にあつて、各シヤーレの最上
面より一定距離を保つた位置にピツクアツプ２３
ａの先端部２３ｂを保持して揺動運動をする。

一方、オブジエクトシヤーレ１０（又はソース
シヤーレ１１）が載置されているオブジエクトシ
ヤーレ移送ステージ５（又はソースシヤーレ移送
ステージ６）は、そのテーブル４２を上下動する
ブラケツト４３により支承されていて、このブラ
ケツト４３は、上下方向（Ｚ方向）に移動するボ
ールスクリユー機構４４に結合されている。

そして、そのスクリユー４４ａは、ステツピン
グモータ４５により回転方向と回転量が制御され
て、もつてオブジエクトシヤーレ移送ステージ５
（又はソースシヤーレ移送ステージ６）が上下
（Ｚ方向）に移動して、前記ピツクアツプ２３ａ
の先端部２３ｂが降下されて保持される位置との
関係で各シヤーレの培地に対する深さが決定され
る。

ここで、ピツクアツプ２３ａ側を上下移動して
所定の位置に保持してるが、その保持位置は、あ
らかじめシヤーレの培地に対して一定の深さに位
置付けられるような関係になつている。

このように設定することにより、その後の深さ
の調節制御をＺ方向で制御するようにして、数百
回にも及ぶ移殖処理に対して、揺動機構側の位置
を変更しないようにして高速な揺動運動による移
殖処理を実現する。

なお、ステツピングモータ４５によるＺ方向の
位置決めのための制御信号は、制御部４６から送
出されるもので、その値は、各シヤーレの表面位
置に対応するものであつて、各シヤーレの培地の
厚みとその差混み量とをあらかじめキーボード４
７（又は操作パネル７）から入力し、その値とテ
ーブル４２の位置そしてシヤーレの底の厚さ等か
ら制御部４６にて算出される。なお、シヤーレの
表面位置の検出は、光学的な検出器等によつて行
つてもよい。

ところで、ステツピングモータ４５に対する制
御信号は、制御部４６の移送機構２に対する制御
の状態に対応してなされる。

以上のようにして各シヤーレの培地に対するピ
ツクアプの差込み量が決定され、制御されるもの
である。

次に移殖処理の全体的な動作を説明する。

さて、円盤３１が駆動されると、制御部からの
所定の指令信号に応じて４つのカートリツジ３２
ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄのうちの選択された
所定のカートリツジがオブジエクトシヤーレ移送
ステージ５の第２のセツト位置５ｂに対応した取
出し位置に位置付けられて停止する。このとき選
択されたカートリツジがエレベータ機構３４によ
り上下動されて、取出し対象となる所定のオブジ
エクトシヤーレ１０がシヤーレロード・アンロー
ド機構３３のハンドリング部３３ａに対応した位
置にセツトされて、あるオブジエクトシヤーレ１
０を取出す。そしてオブジエクトシヤーレ移送ス
テージ５へそれをセツトし、オブジエクトシヤー
レ移送ステージ５が第２のセツト位置５ｂから第
１のセツト位置５ａへと移動してピツクアツプ２
３ａの移殖位置にオブジエクトシヤーレ１０の培
地上の所定の位置を位置付け、さらにオブジエク
トシヤーレ移送ステージ５がＺ方向に移動して、
ピツクアツプ２３ａの先端部２３ｂが設定された
深さになる位置に位置決めされる。

一方、ソースシヤーレ１１は、このときソース
シヤーレ移送ステージ６の第１のセツト位置６ａ
にある。新しいソースシヤーレ１１が必要なとき
には、同様な処理をへてカートリツジ４ａ，４ｂ
からシヤーレロード・アンロード機構９により選
択されたソースシヤーレ１１がソースシヤーレ移
送ステージ６にセツトされて第２のセツト位置６
ｂから第１のセツト位置６ａに移動する。そして
前記と同様に、さらにソースシヤーレ移送ステー
ジ６がＺ方向に移動して、ピツクアツプ２３ａの
先端部２３ｂが設定された深さになる位置に位置
決めされる。

このようにして、あるソースシヤーレ１１の所
定の色選別されたコロニーの、ある選択された位
置がピツクアツプ位置で所定の差込み深さになる
ような関係で位置決めされ、ピツクアツプ２３ａ
の揺動に応じて、あるコロニーがピツクアツプさ
れ、オブジエクトシヤーレ１０側のピツクアツプ
２３ａが位置する所定の位置に所定の色の採取さ
れたコロニーが所定の差込み深さで移殖される。

そして、このオブジエクトシヤーレ１０の移殖
過程で次の移殖すべき位置にソースシヤーレ移送
ステージ６が移動して、同様な深さをもつて同様
な位置決めがなされる。そこで次の所定の色選別
されたコロニーが選択されるべきピツクアツプす
る位置にソースシヤーレ１１の位置決めがなされ
位置決めを完了する。そしてピツクアツプ２３ａ
が戻つて来て、その位置でのコロニーをピツクア
ツプする。このソースシヤーレ１１からピツクア
ツプして移殖するために戻る間に、同様に受け側
のオブジエクトシヤーレ１０では、次に移殖すべ
き位置にオブジエクトシヤーレ移送ステージ５が
移動して、同様な深さをもつて同様に次の所定の
移殖位置に位置決めされる。

このようにして、ピツクアツプ２３ａの揺動運
動に応じて、所定の色のコロニーを選択して、各
種の菌のコロニーが混在した状態で繁殖している
ソースシヤーレ１１の培地から所定の色選別され
たコロニーを自動的かつ連続的に順次採取して、
オブジエクトシヤーレ１０上のピツクアツプ２３
ａの位置に位置付けられた所定の培地に順次移殖
する作業が行われて行く。そして移殖完了後にオ
ブジエクトシヤーレ１０はカートリツジに回収さ
れる。

ここで、制御部４６は、一般に、演算処理装置
とメモリとインタフエース等で構成されていて、
移送機構２のピツクアツプ２３ａの移送のタイミ
ングに合せて、オブジエクトシヤーレ移送ステー
ジ５とソースシヤーレ移送ステージ６をＸ，Ｙ，
Ｚ方向に位置決めする制御をするとともに、各カ
ートリツジのいずれかのシヤーレに対応するアド
レスを制御からの制御信号に応じて指定すること
により、そのシヤーレの取出し、回収をし、さら
に、あるシヤーレの移殖の深さを含めた移殖経歴
をメモリに記憶しておくものである。

このようなことから、速くしかも連続的に所定
の深さの移殖処理が可能となる。

以上説明してきたが、ピツクアツプの揺動運動
のさせかたは実施例に限定されるものではなく、
実施例は、ピツクアツプ側を上下移動して所定の
位置に保持し、その保持位置がシヤーレの培地に
対して一定の深さに位置付けられるようにして、
その後の深さ制御をＺ方向で制御するようにして
いるが、これは、数百回にも及ぶ移殖処理に対し
て、揺動機構側の位置を変更しないようにして高
速な処理を実現するためである。

しかし、このピツクアツプを保持する位置は、
このようにシヤーレの表面から一定の深さの位置
である必要はなく、例えばそれは、できるだけ培
地の表面に近い位置でピツクアツプの先端部を保
持してテーブル側の移動量を少なくしてもよく、
そのことによりできるだけ効率よく細かい位置設
定ができるようにし、その深さを正確にかつ精密
に制御してもよい。さらにＺ方向の移動は、すべ
てテーブル側とし、必ずしも、ピツクアツプ側を
上下移動して所定の位置に保持しなくてもよい。

また、実施例におけるシヤーレは、試験管をは
じめとしてコロニーを移殖するための容器であれ
ばどのようなものでもよい。

［発明の効果］ 以上の説明から理解できるように、この発明に
あつては、第１及び第２の容器と、第１及び第２
の容器がそれぞれ載置される第１及び第２のテー
ブルと、第１の容器の培地から第２の容器の培地
へと揺動運動をして移動するピツクアツプ（移殖
針）とを備えていて、第１及び第２容器のうちの
少なくとも一方の培地への移殖針の差込み深さ
は、ピツクアツプが第１又は第２の容器に対して
所定の高さ位置に保持され、それに対応する前記
第１及び第２のうちの一方のテーブルを上下に移
動して制御するようにしているので、容器の培地
への差込み深さに対しては、テーブル側を上下に
移動制御するだけでよい。その結果、ピツクアツ
プの揺動運動の機構とその上下移動の深さ制御の
機構とを分離することができる。

したがつて、ピツクアツプの揺動運動の機構は
高速な処理をすることが可能となり、しかも連続
的な移殖処理に影響を与えずに、ピツクアツプの
培地への差込みの深さを簡単な機構により実現で
きることになり、分割して制御できることにより
正確に位置決めができ、連続的な移殖処理に対処
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用した一実施例のコロ
ニー自動移殖装置の平面から見た概要図、第２図
は、その正面から見た内部構成を示す平面図に対
応する概要図、第３図は、そのピツクアツプの深
さを設定する機構の説明図である。 １はコロニー自動移殖装置、２は移送機構、３
はオブジエクトシヤーレの供給機構、４はソース
シヤーレ供給部、５はオブジエクトシヤーレ移送
ステージ、６はソースシヤーレ移送ステージ、７
は操作パネル、１０はオブジエクトシヤーレ、１
１はソースシヤーレ、２３ａはピツクアツプ、２
３ｂはピツクアツプの先端部、２４，２５はバ
ー、２６は軸、２７，３０はスリーブ、２８はて
んびんバー２８，２９はカム、３１は円盤、３２
ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄはカートリツジ、３
３はシヤーレロード・アンロード機構、３４はエ
レベータ機構、４１は管軸、４２はテーブル、４
３はブラケツト、４４はＺ方向に移動するボール
スクリユー機構、４４ａはスクリユー、４５はス
テツピングモータ、４６は制御部、４７はキーボ
ードである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 培地を有する第１及び第２の容器と、第１、
   第２の容器のそれぞれの培地から所定距離離れ、
   前記培地に対向する位置の間を揺動運動して移動
   する移殖針と、第１および第２の容器のいずれか
   の容器が載置されその培地に対向して配置された
   前記移殖針に向かつて所定距離移動することによ
   りその培地への前記移殖針の差込み深さを設定す
   る容器載置テーブルとを備えることを特徴とする
   コロニー自動移殖装置。 ２ 移殖針に対する揺動運動は、リンク機構を介
   して行われ、前記移殖針は、前記揺動運動の端点
   において所定の距離だけ上下に移動して保持さ
   れ、第１又は第２の容器に対して所定の位置に位
   置付けられることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のコロニー自動移殖装置。