(57)【要約】【課題】液体の吸引及び分配のためのピペット装置を提案する。【解決手段】  圧力センサ（１２）を有する圧力変換器（１１）がガス充満スペース（１５）に取り付けられた流体スペース（７）を備えたピペット装置（１）であって、前記流体スペース（７）は、ピペットチップ（２）と、前記ピペットチップ（２）をポンプ（４）に接続する第１チューブ（５）と、前記ポンプ（４）の動作部（６）とによって画成され、前記ピペット装置（１）は、前記流体スペース（７）内のシステム液体（８）のカラム（１０）と作用的に接触しているインパルス生成手段（１６、１８、１９）をさらに備え、前記インパルス生成手段（１６、１８、１９）は、このシステム液体カラム１０に垂直変動を導くように設計され、それによって、流体スペース（７）と空圧的に接続されたガス充満スペースにおいて圧力変動を生じる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力センサ（１２）を有する圧力変換器（１１）がガス充満スペース（１５）に取り付けられた流体スペース（７）を備えたピペット装置（１）であって、
前記流体スペース（７）は、ピペットチップ（２）と、前記ピペットチップ（２）をポンプ（４）に接続する第１チューブ（５）と、前記ポンプ（４）の動作部（６）とによって画成され、
前記ピペット装置（１）は、前記流体スペース（７）内のシステム液体（８）のカラム（１０）と作用的に接触しているインパルス生成手段（１６、１８、１９）をさらに備え、
前記インパルス生成手段（１６、１８、１９）は、このシステム液体カラム１０に垂直変動を導くように設計され、それによって、流体スペース（７）と空圧的に接続されたガス充満スペースにおいて圧力変動を生じる、ピペット装置。
【請求項２】
前記圧力変換器（１１）で記録され、第１データ処理ユニット（１３）によって処理された圧力変動によって、液面（１７）がピペットチップ（２）の開口部（３）に侵入したか離れたかを示す、請求項１に記載のピペット装置。
【請求項３】
前記圧力変換器（１１）で記録され、第１データ処理ユニット（１３）によって処理された圧力変動によって、流体スペース（７）に含まれるシステム液体（８）に気泡が存在するか否かを示す、請求項１に記載のピペット装置。
【請求項４】
前記圧力変換器（１１）で記録され、第１データ処理ユニット（１３）によって処理された圧力変動によって、ピペットチップ（２）にフィルタが存在するか否かを示す、請求項１に記載のピペット装置。
【請求項５】
システム液体カラム（１０）は、実質的に連続的であって、システム液体カラム（１０）によって、流体スペース（７）において、ポンプ（４）の作動部（６）に対して遠位の端部にメニスカス（９）を形成する、請求項１に記載のピペット装置。
【請求項６】
前記インパルス生成手段（１６）は、電気的にコントロールされ、ポンプ（４）のモータ駆動ピストン（１８）と、ポンプ（４）のモータ駆動ベローズと、圧縮部材（１９）とを含むグループから選択される、請求項１に記載のピペット装置。
【請求項７】
前記圧縮部材（１９）は、ポンプ（４）から離れて配置され、前記第１チューブ（５）の部分として実現される、請求項６に記載のピペット装置。
【請求項８】
前記圧縮部材（１９）は、前記第１チューブ（５）上で、あるいは、前記第１チューブ（５）におけるシステム液体カラム（１０）上で作用する、請求項７に記載のピペット装置。
【請求項９】
電気的にコントロールされた前記インパルス生成手段（１６）は、ポンプピストン（１８）、ポンプベローズ、あるいは圧縮部材（１９）の一部の圧電性アクチュエータ（２０）である、請求項６に記載のピペット装置。
【請求項１０】
電気的にコントロールされた前記インパルス生成手段（１６）は、第１チューブ（５）の部分と、前記第１チューブ（５）の実質的に連続的なシステム液体カラム（１０）で作用する攪拌媒体とを備えた貫流部材である、請求項７に記載のピペット装置。
【請求項１１】
前記攪拌媒体は、第１チューブ（５）の連続的及び弾力的部分の外側で機能する固体材料である、請求項１０に記載のピペット装置。
【請求項１２】
前記攪拌媒体は、前記第１チューブ（５）の中断部分におけるシステム液体（８）で作用するピストン（３８）又はメンブラン（４２）である、請求項１０に記載のピペット装置。
【請求項１３】
前記第１チューブ（５）の中断部分におけるシステム液体（８）で作用する前記メンブラン（４２）は、活性圧電性メンブラン又は受動的メンブランである、請求項１０に記載のピペット装置。
【請求項１４】
前記第１チューブ（５）の中断部分におけるシステム液体（８）で作用する前記受動的メンブラン（４２）は、圧電性積層体（４３）又は電気ヒータ（４４）によって拡張される気体ボリュームによって活性化される、請求項１３に記載のピペット装置。
【請求項１５】
前記圧力変換器（１１）で記録され、第１データ処理ユニット（１３）によって処理された前記ガス充満スペース（１５）の前記圧力変動に従ってモータドライブ（２２）をモニタするために、前記第２データ処理ユニット（２１）は、ポンプ（４）のモータドライブ（２２）と前記第１データ処理ユニット（１３）とに接続される、請求項２から４のいずれか一項に記載のピペット装置。
【請求項１６】
前記システム液体カラム（１０）の前記メニスカス（９）は、ピペットチップ（２）の中にある、請求項５に記載のピペット装置。
【請求項１７】
ガス充満スペース（１５）は、ピペットチップ（２）の本質的部分（３１）である、請求項１６に記載のピペット装置。
【請求項１８】
システム液体カラム（１０）のメニスカス（９）は、第１チューブ（５）の内側に配置され、前記ガス充満スペース（１５）は、ピペットチップ（２）の本質的部分（３１）及びチューブ（５）の本質的部分（３２）である、請求項５に記載のピペット装置。
【請求項１９】
前記圧力変換器（１１）は、前記ピペットチップ（２）の壁、又は、前記第１チューブ（５）の壁に配置された接続サイト（１４）を経由して流体スペース（７）に接続された、請求項１６又は１８に記載のピペット装置。
【請求項２０】
前記圧力変換器（１１）は、ピペット開口部（３）とメニスカス（９）の間に配置された接続サイト（１４）を介して流体スペース（７）に接続され、前記圧力変換器（１１）は、ガスで充満した流体スペース（７）の部分（３３）に対して開放されている接続サイト（１４）に直接接続される、請求項１７に記載のピペット装置。
【請求項２１】
ピペットチップ（２）は、使い捨ての単一及び複数のピペットチップ、単一及び複数のピペット針を含むグループから選択される、請求項１に記載のピペット装置。
【請求項２２】
前記第１チューブ（５）は、使い捨てのピペットチップ用アダプタ（２３）と、内側チューブ（２４）と、接続サイト（１４）を有する外側チューブ（２５）とを備え、前記内側チューブ及び前記外側チューブとは互いに同軸的に延在し、それらの間に第１の同軸のガススペース（２６）を画成し、前記第１の同軸のガススペース（２６）は、前記アダプタ（２３）に固定された使い捨てピペットチップに配置された第２の同軸ガススペース（２７）に空圧的に接続された、請求項１に記載のピペット装置。
【請求項２３】
前記内側チューブ（２４）は、ポンプ（４）から第２の同軸のガススペース（２７）に到達する第１チューブ（５）の共通のプラスチック部分で構成された連続チューブである、請求項２２に記載のピペット装置。
【請求項２４】
前記内側チューブ（２４’）は、非弾性的な固いチューブ（５’）であって、前記ポンプ（４）に導く前記第１チューブ（５）に接続され、前記第２の同軸のガススペース（２７）に達する、請求項２２に記載のピペット装置。
【請求項２５】
前記ポンプ（４）は、３ウエイバルブ（２８）を有し、前記第１チューブ（５）が前記３ウエイバルブ（２８）から前記ピペットチップ（２）及び液体容器（３０）に通じている第２チューブ（２９）の方へ導く、請求項１に記載のピペット装置。
【請求項２６】
前記ガス充満スペース（１５）は、センサ（１２）を接続サイト（１４）に接続する追加のチューブ（３４）において所定体積を有する、請求項１に記載のピペット装置。
【請求項２７】
前記ガス充満スペース（１５）は、センサ（１２）を接続サイト（１４）に接続すると共に、フレキシブルメンブラン（３５）によって前記流体スペース（７）を密閉する追加のチューブ（３４）において所定体積として画成される、請求項１に記載のピペット装置。
【請求項２８】
容器配置用の作業台を備えた液体取り扱いシステムであって、
前記液体取り扱いシステムは、請求項１から２７のいずれか一項に記載の少なくとも一つのピペット装置を備えた、液体取り扱いシステム。
【請求項２９】
前記液体取り扱いシステムは、さらに液体取り扱いロボットと、制御ユニットとを備えた、請求項２８に記載の液体取り扱いシステム。
【請求項３０】
流体スペース（７）を備えたピペット装置（１）であって、圧力変換器（１１）が前記流体スペース（７）のガス充満スペース（１５）に取り付けられ、前記流体スペースは、ピペットチップ（２）と、前記ピペットチップ（２）をポンプ（４）に接続する第１チューブ（５）と、前記ポンプ（４）の動作部分とによって規定される、ピペット装置（１）についての液面検出方法であって、
（ａ）前記流体スペース（７）をシステム液体（８）で少なくとも部分的に満たし、前記流体スペース（７）内に実質的に連続的なシステム液体カラム（１０）を形成するステップと、
（ｂ）システム液体カラム（１０）と作用的に接触するインパルス生成手段（１６,１８,１９）によってシステム液体カラム（１０）に垂直変動を導き、それによって、前記流体スペース（７）と空圧的に接続されたガス充満スペース（１５）において圧力変動を引き起こすステップと、
（ｃ）ガス充満スペース（１５）の圧力変動を圧力変換器（１１）で記録し、前記記録されたデータを第１データ処理ユニット（１３）で処理されたデータを処理するステップと、
（ｄ）前記処理されたデータに従って、液面（１７）が前記ピペットチップ（２）の開口部（４）の中に入ったか、あるいは離れたかを決定するステップと
を含む、ピペット装置（１）についての液面検出方法。
【請求項３１】
前記ステップ（ｃ）において、前記圧力変換器（１１）で記録され、前記第１データ処理ユニット（１３）で処理された前記圧力変動によって、前記ピペットチップ（２）にフィルタが存在するか否かを示す、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記ステップ（ｄ）における決定は、吸引プロセスの最初又は最後の部分の間に圧力変換器（１１）によって記録された圧力振動数に基づいて実行される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記ステップ（ｂ）における前記システム液体カラム（１０）の垂直変動は、不連続又は連続的な双方向の振動であって、前記垂直変動は、ピストン（１８）又はポンプ（４）のベローズの振動によって引き起こされ、あるいはポンプ（４）の一部のメンブラン（２０、４２）又は圧縮部材（１９）の振動で引き起こされる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記ステップ（ｂ）における前記システム液体カラム（１０）の垂直変動は、単一又は反復の双方向の振動であって、ピストン（１８）でのインパルス又はポンプ（４）のベローズによって引き起こされ、あるいは、ピストン（１８）の一部又は圧縮部材（１９）のメンブラン（２０,４２）によるインパルスによって引き起こされる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
前記ステップ（ｂ）における前記システム液体カラム（１０）の垂直変動は、ピストン（１８）又はポンプ（４）のベローズの単一又は反復の上向き又は下向きの変動によって生じる単一の又は反復の一定方向下向き又は上向きのステップ変動である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
前記ステップ（ｂ）における前記システム液体カラム（１０）の不連続振動、単一パルス、又は単一ステップ変動は、前記ピペットチップ開口部（４）を液面（１７）の方へ動かす２つのステップの間で実行される、請求項３０から３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記ステップ（ｂ）における前記システム液体カラム（１０）の連続振動、反復パルス、又は反復ステップ変動は、前記ピペットチップ開口部（４）を液面（１７）の方へ動かす間に実行される、請求項３０から３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
流体スペース（７）を有するピペット装置（１）であって、圧力変換器（１１）が前記流体スペース（７）のガス充満スペース（１５）に取り付けられ、前記流体スペース（７）は、ピペットチップ（２）と、前記ピペットチップ（２）をポンプ（４）に接続する第１チューブ（５）と、前記ポンプ（４）の動作部（６）とによって画成される、ピペット装置（１）の気泡検出方法であって、
（ａ）前記流体スペース（７）をシステム液体（８）で少なくとも部分的に満たし、前記流体スペース（７）内に実質的に連続的なシステム液体カラム（１０）を形成するステップと、
（ｂ）前記システム液体カラム（１０）と作用的に接触するインパルス生成手段（１６,１８,１９）によって、前記システム液体カラム（１０）に垂直変動を導き、前記流体スペース（７）と空圧的に接続されたガス充満スペース（１５）において圧力変動を引き起こすステップと、
（ｃ）前記ガス充満スペース（１５）の圧力変動を前記圧力変換器（１１）で記録し、前記記録されたデータを第１データ処理ユニット（１３）で処理するステップと、
（ｄ）処理されたデータに従って、前記流体スペース（７）内の前記システム液体（８）に気泡があるか否かを決定するステップと
を含む、ピペット装置（１）の気泡検出方法。
【請求項３９】
前記ステップ（ｄ）における決定は、吸引プロセスの最初の部分又は最後の部分の間に圧力変換器（１１）で記録された圧力振動数に基づいて実行される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
請求項１から２９のいずれか一項に記載のピペット装置又は液体取り扱いシステムの、液体の吸引及び液体の分配についての用途。
【請求項４１】
請求項３０から３７のいずれか一項に記載の液面検出方法の、液体の吸引及び液体の分配についての用途。
【請求項４２】
請求項３８又は３９に記載の気泡検出方法の、液体の吸引及び液体の分配についての用途。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体サンプル等の液体の、吸引（又は摂取）及び分配（又は配送）のためのピペット装置に関する。このタイプのピペット装置は、ピペット開口部（orifice）とポンプを有するピペットチップからなる。ピペットチップは、通常、第１チューブでポンプに接続される。ポンプの動作部分、第１チューブ及びピペットチップによって、流体スペースが画成される。実質的に連続的なシステム液体カラム（system liquid column）の端部において流体スペースにメニスカス（meniscus）が形成されるように、この流体スペースには、システム液体が少なくとも部分的に満たされる。ピペット装置は、圧力センサを有する圧力変換器と、圧力変換器から受けたデータを処理するように設計された第１データ処理ユニットとを備える。圧力変換器は、接続サイトを介して流体スペースに接続される。また、本発明は、そのようなピペット装置でピペットされる液面を見つける方法に関する。さらに、本発明は、そのようなピペット装置のシステム液体における気泡の存在を検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薬学研究及び臨床検査薬等の生化学応用産業では、液体ボリューム及び液体サンプルを取り扱うシステムが必要とされている。自動システムは、通常、作業台に置かれた液体コンテナ上で動作する１台以上のピペット装置からなる。そのようなシステムでは、多くの場合、光学的測定、ピペッティング、洗浄、遠心分離、培養、及びろ過等の、液体又はサンプル上で動作させることができる。デカルト又は極型（polar style）ロボット等の１台以上のロボットをそのような作業台上で動作させるように使用してもよい。これらのロボットによって、サンプルチューブ又はマイクロプレート等の液体コンテナを運ぶことができる。また、ロボットは、液体を吸引及び分配するピペッタ等の自動サンプルプロセッサ（ＲＳＰ）、又は、液体を搬送するディスペンサ等として動作させることができる。通常は、集中管理システム又はコンピュータによって、これらのシステムをコントロールする。このようなシステムの第一の利点は、完全ハンズフリーオペレーションである。それによって、これらのシステムは、人間が介入することなく数時間又は数日にわたって動作させることができる。
【０００３】
米国特許第５,７２３,７９５号と同様に、米国特許第４,６７５,３０１号及び米国特許第４,７９４,０８５号によって、モータで動作するポンプとピペット開口部のあるピペットチップとを有する典型的なピペット装置が知られている。ピペットチップはチューブによってポンプに接続される。このピペット装置は、接続サイトでチューブに流動可能に接続された圧力変換器をさらに備える。ポンプのモータドライブと圧力変換器とは、ポンプの駆動をモニタすると共に、圧力変換器から受け取ったデータを処理するデータ処理ユニットに電気的に接続される。米国特許第４,６７５,３０１号及び米国特許第４,７９４,０８５では、ポンプ、チューブ、及びピペットチップは、ガスで完全に満たされると記載されている。このアプローチの欠点の１つは、圧力変動の検出感度及び正確さに悪影響を与えるか、あるいは支障を来たすガスの圧縮性である。
【０００４】
米国特許第５,７２３,７９５号によれば、同じ流体スペースはシステム液体で完全に満たされる。このアプローチの欠点には、圧力センサがシステム液体のコンポーネントによって覆われる可能性を含む。さらに、液体で満たされたチューブを動かすこと（例えば、ロボットによって所望のピペット位置で液面を下方に移動させる場合）によって、チューブ内の液体の慣性による見せかけの圧力信号を生じることがある。これらの信号は、移動の間、圧力センサの信号を使えなくするほど十分に大きい場合があり、信号が再び使えるようになるまで、見せかけの信号が消えるように移動の後に休止を必要とする。さらに、システム液体によって、センサにおけるメカニズム及び構造からの全ての機械的ノイズ又は振動は水圧的に連結されている。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５,７２３,７９５号
【特許文献２】米国特許第４,６７５,３０１号
【特許文献３】米国特許第４,７９４,０８５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の第１の目的は、液体の吸引及び分配のためのピペット装置を提案することである。
【０００７】
本発明の第２の目的は、ピペット装置で採取する液体の液面を検出する別の方法を提案することである。
【０００８】
本発明の第３の目的は、ピペット装置のシステム液体における気泡の存在を検出する別の方法を提案することである。
【０００９】
これらの目的及びさらに別の目的は、独立形式請求項に記載の発明によって解決することができる。従属請求項によって、本発明の有利な改良と追加の特徴が得られる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の目的は、ピペット開口部を有するピペットチップとポンプとを備えたピペット装置によって達成される。ピペットチップは、第１チューブによってポンプに接続される。実質的に連続的なシステム液体カラムの端部の流体スペースでメニスカスが形成されるように、ポンプの作動部、第１チューブ及びピペットチップによって、システム液体で少なくとも部分的に満たされた流体スペースを画成する。ピペット装置は、さらに圧力センサを有する圧力変換器を備え、好ましくは、圧力変換器から受け取ったデータを処理するように設計されたデータ処理ユニットをさらに備えてもよい。圧力変換器は、接続サイトを介して流体スペースに接続される。本発明によるピペット装置１は、流体スペース中のシステム液体のカラムと動作可能に接触しているインパルス生成手段をさらに備えたことを特徴とする。インパルス生成手段は、このシステム液体カラムにおける垂直方向の変動を導き、それによって流体スペースと空圧接続されガス充満スペースにおいて圧力変動を生じる。
【００１１】
ピペット装置の第１の好ましい実施の形態では、圧力変換器で記録され、第１データ処理ユニットによって処理された圧力変動によって、液面がピペット開口部に侵入したか、あるいは離れたかについて示す。
【００１２】
ピペット装置の第２の好ましい実施の形態では、圧力変換器で記録され、第１データ処理ユニットによって処理された圧力変動によって、流体スペースに含まれるシステム液体において、気泡が存在するか否かを示す。
【００１３】
上記第２の目的は、採取される液面を検出する方法によって達成でき、この方法は第１の実施の形態によるピペット装置によって実施される。本発明による方法は、
（ａ）流体スペース（７）をシステム液体（８）で少なくとも部分的に満たし、流体スペース（７）内に実質的に連続的なシステム液体カラム（１０）を形成するステップと、
（ｂ）システム液体カラム（１０）と作用的に接触したインパルス生成手段（１６、１８、１９）によって、このシステム液体カラムにおいて垂直変動を導き、それによって、流体スペース（７）に空圧的に接続されガス充満スペースにおいて圧力変動を引き起こすステップと、
（ｃ）ガス充満スペース（１５）における圧力変動を圧力変換器（１１）で記録し、記録されたデータを第１データ処理ユニット（１３）で処理するステップと、
（ｄ）処理されたデータに従って、液面（１７）がピペットチップ（２）の開口部（３）に侵入したか、あるいは離れたかを決定するステップと
を含む。
【００１４】
第３の目的は、ピペット装置のシステム液体における気泡の存在を検出する方法によって達成され、この方法は、上記第２の好ましい実施の形態によるピペット装置で実施される。この発明による方法は、
（ａ）流体スペースをシステム液体で少なくとも部分的に満たし、流体スペース内に実質的に連続的なシステム液体カラムを形成するステップと、
（ｂ）システム液体カラムと作用的に接触したインパルス生成手段によって、このシステム液体カラムにおける垂直変動を導き、それによって、流体スペースと空圧的に接触したガス充満スペースにおいて圧力変動を引き起こすステップと、
（ｃ）ガス充満スペースにおける圧力変動を圧力変換器で記録し、記録したデータを第１データ処理ユニットで処理するステップと、
（ｄ）処理されたデータに従って流体スペース内にあるシステム液体に気泡があるかどうかを決定するステップと
を含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の利点は以下の通りである。
システム液体を動かすためのポンプの作動部分（例えばピストン）は、圧縮できないシステム液体カラムと直接的に接触している。このように、ポンプの作動面は、ポンプからチューブ又はピペットチップまで動かされ、例えば圧力変換器の近くに動かされる。
圧力変換器のセンサは乾燥しており、システム液体から生じる堆積物を受けない。
システムから圧力センサへの機械的振動の液体伝導は、圧力センサの前方のガスが満たされたスペースのダンピング効果によって限定される。
スペースを満たすガスがダンパとして働くので、本発明の装置を備えるピペットロボットの突然の動きでさえ圧力変換器のセンサ信号を邪魔しない。そのため、ロボットが動いている間のシステム液体の慣性から生じるみせかけの圧力信号は除去される。
圧力変換器の周辺のガススペースがあまりに小さいので、最小限の圧縮可能な媒体によってシステム液体を採取するサンプル液体から分離する。
非伝導性液体と同様に電気伝導性液体上の液面検出器（ＬＬＤ）も実現できる。
本発明によるＬＬＤに、容量性のＬＬＤ等の他のＬＬＤ技術を同時に追加することによって、液面検出の安全性を高めることができる。
本発明によるピペット装置は、例えば、容量性技術又は伝導性技術とは異なり、ガスで満たされた気泡と真の液体メニスカスとを区別する能力がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明によるデバイス及び／又は本発明による方法は、概略的及び具体的な図面によってより詳細に説明されるが、これらの図面は本発明の範囲を制限するものではない。
【００１７】
図１は、チューブにメニスカスを有するピペット装置の第１の変形の垂直断面図である。このピペット装置１は、ピペット開口部３を有するピペットチップ２とポンプ４とを備える。周知のように、従来のピペットチップを１回使い捨てのチップとして、あるいは再利用可能なチップとして使用してもよい。ポンプは、「ＣＡＶＲＯ  ＸＰ３０００プラス・モジュラーデジタルポンプ」（テカン・システムズ社（Tecan Systems Inc.）、２４５０  ザンカーロード（Zanker Road）、サンノゼ、カリフォルニア州９５１３８、米国）のようなピストンポンプであってもよく、あるいは米国特許第５,６３８,９８６号で知られているものと同様のベローズポンプ（bellows pump）であってもよい。
【００１８】
ピペットチップ２は、第１チューブ５を介してポンプ４に接続される。ポンプ４の作動部６は、好ましくはピストン又はベローズとして具体化され、この作動部６と第１チューブ５とピペットチップ２とによって、少なくとも部分的にシステム液体８で満たされた流体スペース７を画成する。このようにシステム液体で満たすことによって、実質的に連続的なシステム液体カラム１０の端部の流体スペース７にメニスカス９が形成される。図１では、メニスカス９は、第１チューブ５の内部であって、ピペットチップ２の外側に示されている。
【００１９】
さらに、ピペット装置１は、圧力センサ１２を有する圧力変換器１１を備え、また、好ましくは第１データ処理ユニット１３を備える。データ処理ユニット１３は、圧力変換器１１から受け取ったデータを処理するように設計される。
【００２０】
圧力変換器１１は、接続サイト１４を介して流体スペース７に接続される。この接続サイト１４は、流体スペース７と空圧的に接続され、ガス充満スペース１５を有する。ここでは圧力センサ１２は本質的に第１チューブ５と同調しているので、圧力センサ１２によってガス充満スペース１５を限定する。ガス充満スペース１５は、空気又は窒素Ｎ２等の化学的に不活性なガスで満たすことが好ましい。
【００２１】
ピペット装置１は、インパルス生成手段１６、１８、１９を備え、インパルス生成手段１６、１８、１９は、電気的にコントロールされ、流体スペース７内のシステム液体カラム１０と作用的に接触し、このシステム液体カラム１０内に垂直変動を導くように設計され、その結果、ガス充満スペース内に圧力変動をもたらす。
【００２２】
ガス充満スペース１５における圧力変動を利用する２つの主要な用途がある。
【００２３】
（Ａ）圧力変換器１１で記録され、第１データ処理ユニット１３によって処理された圧力変動によって、液面１７がピペット開口部３に侵入したか、あるいは離れたかを示す。このように、ガス充満スペース１５における圧力変動の検出及び解釈は、採取される液体の液面を検出するために使用できる。この圧力モニタ液面検出器（ｐＬＬＤ）は、吸引され分配される液体の電気伝導率から独立している。
【００２４】
（Ｂ）圧力変換器１１で記録され、第１データ処理ユニット１３によって処理された圧力変動によって、流体スペース７に含まれるシステム液体８において気泡が存在するか否かを示す。
【００２５】
まず、ガス充満スペース１５における圧力変動の第１の主要な用途である、採取される液体の液面検出の観点で、このような相互の動きが導かれることについて説明する。本発明との関連で、「液面（liquid level）１７」、「液面（liquid surface）」、及び「液体（サンプル液体又は他の液体）と周囲の雰囲気との間の相境界（phase border）」の用語は、同義語として扱われ、理解される。
【００２６】
第１の変形例のピペット装置を示す図１からわかるように、システム液体カラム１０のメニスカス９は、第１チューブ内に配置することが好ましい。このケースでは、ガス充満スペース１５は、ピペットチップ２の本質的部分３１と、チューブ５の本質的部分３２である。この変形例では、接続サイト１４は、ピペットチップ２（図４参照）の壁又は第１チューブ５（図１参照）の壁に配置してもよい。ここで接続サイト１４は、ピペット開口部３とメニスカス９との間に配置され、圧力変換器１１は、ガスで満たされた流体スペース７の部分３３に対して開放された接続サイト１４に直接取り付けられている。ピペットチップ２は、例えば、単一及び複数のピペット針と同様に、使い捨て可能な単一のピペットチップ使い捨て可能な複数のピペットチップとを含むグループから選択される。
【００２７】
この第１の実施の形態の利点は、例えば、自動化サンプル処理装置（図示せず）における多数（例えば８又は１２の）ピペッタを並列に配置できるシンプルな構成である。ただ１つのピペッタチャネルをロボットアーム（図示せず）に合わせた場合には、圧力変換器１１で記録されたデータを第１データ処理ユニット１３によって処理するには十分であるかもしれない。ポンプのドライブ２２のコントロールは、手動で行ってもよい。
【００２８】
しかし、自動化ピペッタ又は多数の自動化ピペッタを実験室のワークステーション（図示せず）のロボットアームに配置した場合には、ガス充満スペース１５における圧力変動に従って、このモータドライブ２２をモニタするために、第２データ処理ユニット２１をポンプ４のモータドライブ２２と第１データ処理ユニット１３とに接続することが好ましい。このガス充満スペース１５における圧力変動は、圧力変換器１１によって記録され、第１データ処理ユニット１３によって処理される。全てのピペッタは、実験室のワークステーションの中央計算機である第２データ処理ユニット２１でコントロールできる。図２は、チューブに配置されたメニスカスを持つピペット装置の第２の変形例の垂直断面図である。図１の第１の変形例とは対照的に、ここでは第１チューブ５は使い捨てピペットチップ用のアダプタ２３を備える。また、第１チューブ５は、内側チューブ２４と外側チューブ２５とを備える。外側チューブ２５は、接続サイト１４を備える。内側チューブと外側チューブとは、互いに同軸的に延在し、それぞれの間に第１の同軸のガススペース２６を画成する。この第１の同軸のガススペース２６は、アダプタ２３に固定された使い捨てピペットチップ内に配置された第２の同軸のガススペース２７と空圧的に接続される。
【００２９】
この第２の実施の形態の利点は、システム液体８とピペットチップ２内のサンプル液体とを完全に分離することである。この好ましい構成によって、システム液体とサンプル液体との混合を避けることができる。また、ガス充満スペース１５における圧力変動に従って、このモータドライブ２２をモニタするために、第２データ処理ユニット２１をポンプ４のモータドライブ２２と第１データ処理ユニット１３とに接続することが好ましい。このガス充満スペース１５における圧力変動は、圧力変換器１１によって記録され、第１データ処理ユニット１３によって処理される。全てのピペッタチャネルは、個々のピペッタに統合された第２データ処理ユニット２１で個々にコントロールできる。実験室のワークステーションの中央コンピュータによって、全てのピペッタチャネルを同期させることができる。
【００３０】
内側チューブ２４は、第１の実施の形態において、ポンプ４から第２の同軸のガススペース２７まで達する第１チューブ５の単一のプラスチック部分を構成する連続チューブとして実現できる。この実施の形態では、シンプルな構成の利点と、第１チューブ５の全体に沿って全く滑らかな表面を有するという利点がある。しかし、チューブの柔軟性を減らすために、このような第１チューブの直径を相対的に小さくする必要がある。第２の実施の形態では、内側チューブ２４は、第１チューブ５に接続され、ポンプ４に導く、非弾性の、固いチューブ５’として実現できる。内側チューブ２４’は、第２同軸ガススペース２７に直接に達する。
【００３１】
両方のケースで、使い捨て可能なピペットチップ用のアダプタ２３は、内側に少なくとも３つの距離ガイド３６を有し、これらの距離ガイド３６によって内側チューブ２４、２４’の中央の位置を外側チューブ２５に同軸に固定する。これらの距離ガイド３６は、互いに距離を空けて配置され、それによって、ガス（及び、ガスの圧力変動）も容易に第１同軸ガススペース２６から第２同軸ガススペース２７へ通る。
【００３２】
また、ピペットチップの容量より多い容量のためのディスペンサとして機能するために（特に、固定されたチップを使う場合）、図２のピペット装置１は、第１チューブ５をピペットチップ２及び第２チューブ２９に導き、液体容器３０に導かれる３ウエイバルブ２８を有するポンプ４を備える。この配置では、液体容器３０に蓄えられた大量のサンプル液体をポンプで第１チューブ５内に注入し、ピペット装置１の適当な場所に分配される。また、このケースでは、ピペット装置１は完全にディスペンサとして使用され、接続サイト１４と分配する液体とが接触する可能性はない。それによって、圧力変換器１１での圧力モニタが保証される。圧力変換器１１の外側チューブ２５との簡易な接続を実現するために、ガス充満スペース１５を含む追加のチューブ３４によって、センサ１２を接続サイト１４に接続する。
【００３３】
また、図２で示されるように、液体容器３０がシステム液体８の貯蔵用に利用できる。これによって、チューブ５、２９全体とピペットチップ２とをシステム液体８で３ウエイバルブ２８を介してフラッシュできる。
【００３４】
図３は、ピペットチップに配置されたメニスカスを有するピペット装置の第３の変形例の垂直断面図である。この変形例は、ガス充満スペース１５は、追加のチューブ３４におけるボリュームとして画成され、追加のチューブ３４によってセンサ１２を接続サイト１４に接続し、追加のチューブ３４はフレキシブルメンブラン３５によって流体スペース７からシールされるということで特徴づけられる。ピペット装置１のレイアウトによれば、流体スペース７全体を実質的に連続的なシステム液体カラム１０で満たすことができる。ガス充満スペース１５によって圧力センサ１２を乾燥状態に保っているので、圧力センサ１２をシステム液体８のコンポーネントで覆うことができない。このガスが満たされたスペース１５は、最小限のエクステンションであるので、フレキシブルメンブラン３５と圧力センサ１２との間には単に薄いギャップがあるだけである。このピペット装置１では、所定量のサンプル液体８をサンプルの液体容器から吸引できる。このような容器としては、どんな種類のサンプルチューブ、マイクロプレート・ウエル、トラフ（trough）等の実験器具であってもよい。システム液体８とサンプル液体との間にエアギャップがあろうとなかろうと吸引できる。
【００３５】
図４は、ピペットチップ内に配置されたメニスカスを有するピペット装置の第４の変形例の垂直断面図である。このピペット装置１は、第１の変形例（図１参照）に従うものと同様である。しかし、図４に示すように、これらの変形例の間には特徴的な違いがある。
（１）ピペットチップ２を第１チューブ５に接続する使い捨てピペットチップ用のアダプタ２３がある。
（２）接続サイト１４は、チューブ５に適合しておらず、ピペットチップ２（図示）又はアダプタ２３に配置してもよい。
（３）圧力センサ１２を有する圧力変換器１１は、ガス充満スペース１５を有する追加のチューブ３４によって、ピペットのガスを満たす本質的な部分に接続される。
（４）圧縮部材１９は、第１チューブ５内に統合されている。この圧縮部材１９は、チューブ５の一部として存在してもよく（図４及び８Ｂ参照）、あるいは、圧縮部材１９はチューブ５の外側に配置してもよく（図９Ａを見る）、圧縮部材１９はチューブ５との親密コンタクトを有する。この圧縮部材は、電気的にコントロールされたインパルス生成手段１６であって、好ましくはチューブ形状の圧電性アクチュエータ２０として実現される。
【００３６】
ここで、特に電気的にコントロールされたインパルス生成手段１６は、必ずしも上記（４）から導かれるように物理的にポンプと接続される必要はないことを明らかにしておく。しかし、インパルス生成手段１６とポンプ動作とを同期させることが好ましい。
【００３７】
ピペットチップへの圧力変換器１１を取り付けることの別例の方法を、図１の第１の変形例と図４の第４の変形例とを比較する場合について、図５に示した。第１チューブ５がアダプタ２３を貫いているので、使い捨てピペットチップ用アダプタ２３によって、ピペットチップ２を第１チューブ５に接続する。さらにまた、追加のチューブ３４はシールプラグとして実現されるアダプタ２３も貫いている。圧力センサ１２を有する圧力変換器１１は、追加のチューブ３４に接続される。システム液体８のメニスカス９（図示せず）は、第１チューブ５内に配置され、それによって、ピペットチップは、ガス充満スペース１５として機能し、ピペットチップは、追加のチューブ３４によって広げられ、圧力センサ１２及び採取されるサンプル液体の液面１７と接する空のピペットチップ２の開口部３によって制限される。図１で示されるように、圧力センサ１２とサンプル液体又はシステム液体との間で適当なメンブランがない。図３及び４で示すように、圧力変換器１１は、圧力センサ１２を統合した集積回路チップとして実現でき、それによって、第１チューブ５の外側ではわずかな圧縮ボリュームが必要となるだけであり、図１−５に示す少なくとも１つのピペット装置を備えた、マルチピペッタ型液体取り扱いシステムの好ましい圧縮のために有利となる。このようなマルチピペッタは、これらのピペット装置１の８台又は１２台からなることが好ましい。このような液体取り扱いシステムは、さらに液体取り扱いロボットと制御ユニット（図示せず）からなることが好ましい。
【００３８】
本発明によるピペット装置１のガス充満スペース１５において圧力変動を導く多くの方法がある。シンプルな実施の形態としては、液体取り扱いワークステーションのＺドライブの振動である。これらの垂直の振動によって、第１チューブ５の内側のシステム液体８のカラム１０を振動させ、その結果、圧力センサ１２の前方のガス充満スペース１５において所望の圧力変動又は圧力振動が得られる。また、チューブをたたくことも同様の効果が得られるかもしれない。そのような実施の形態では、所望のパフォーマンスを達成するために自動化ピペットアームの垂直変動のコントロールがほとんど必要ないか、あるいはわずかな変化のコントロールしか必要でないという利点がある。しかし、そのような実施の形態では、再現性（たたくこと）の欠如という欠点を伴い、また、Ｚドライブでの振動によって装置の寿命に支障を来たす場合があり、あるいはまた、そのような振動は、研究室の人によって感知される場合がある。
【００３９】
圧力センサ１２の前方のガス充満スペース１５において、圧力変動又は圧力振動がどのように生じるかに応じて、多くの好ましい圧力変動が可能であり、その選択枝を図６に示した。そこで、ピペット装置１の流体スペース内のシステム液体カラムの選択された垂直変動の概要が時間基準の図に記載されている。このような動きとしては、連続的な（図６のＡ）及び不連続の（図６のＢ）双方向振動がある。どちらも様々な多数の振動のペンデュラス（pendulous）で示している。また、そのような動きは、単一（図６のＣ）及び反復（図６のＤ）の双方向パルスからなる。どちらも単一のペンデュラス（pendulous）振動を表す。シリーズは、異なる長さであってもよい。そのような圧力変動を引き起こすことができる方法としては、液体カラム１０を往復させて動かすことができる作動部材を使用することである。そのような作動部材は、ポンプピストン（図１−３参照）、ポンプベローズ（図示せず）、及び圧縮部材１９（図４参照）を備える。追加の往復運動する部材を図９で示した。
【００４０】
また、そのような動きは、多数のシングル下向きステップ変動（図６のＥ）又はシングル上向きステップ変動（図６のＦ）の形式の液体カラム１０のステップ状の一定方向の下方又は上方の変動を含む。そのような動きは、少ない反復されたシングル下向き（図６のＧ）又はシングル上向き（図６のＨ）のステップ変動のシリーズの形式である、液体カラム１０のステップ状の一方向下向き又は上向き変動を含む。そのような圧力変動を引き起こすことができる方法としては、一方向に液体カラム１０を動かすことができる作動部材を使用することである。そのような作動部材は、ポンプピストン（１８、図１-３参照）、ポンプベローズ（図示せず）を備える。好ましくは、ステップは、吸引ステップである。そのような圧力変動を引き起こすことができる方法は、三角状又は鋸歯状の波形を利用することである。
【００４１】
また、これらの動きのどのような組み合わせも適用できる。図６のＥ〜６Ｈでは、例えば、液体カラムの上昇（advancing）は、常に液体カラムのリトラクション（retraction）によって続くので、圧力変動を引き起こすことができる。しかし、上昇が速く実行され（グラフの垂直な太い線）、リトラクションはゆっくり行われる（グラフの傾いた細い線）。短い静止時間（グラフの太い水平線）を速い変動に先行させることが好ましい。
【００４２】
本発明によるピペット装置１のガス充満スペース１５において圧力変動を導くことは、ピストン（１８）又はポンプのベローズによって行うことができる。図７は、ピストン１８の作動面に圧電性アクチュエータ２０を有するピストン型ポンプの垂直断面図である。吸引又は分配について、ピストン１８は従来どおりに動く（図７Ａ）。ピペット装置１のガス充満スペース１５において圧力変動を導くために、アクティブな圧電性メンブラン２０が用いられる（図７Ｂ）。図８は、チューブの一部である圧電性アクチュエータを有するピストン型ポンプの垂直断面図である。吸引又は分配について、ピストン１８は従来どおりに動く（図８Ａ）。ピペット装置１のガス充満スペース１５において圧力変動を導くために、圧電性チューブ２０によって圧縮が行われる（図８Ｂ）。図６Ａ−６Ｄに示すように、図７及び図８によるインパルス生成手段を主に反復変動のために利用できる。
【００４３】
図９は、ポンプとは別の、また、ガス充満スペース１５において圧力変動を導くために利用できる別例のインパルス生成手段を示す図である。
【００４４】
図９Ａは、電気機械の変形例を示す図である。第１チューブ５は、シリンダ３７を介して導かれる。シリンダ３７の内側では、ソレノイド３９によって駆動され、ウエッジ４０を搬送するピストン３８は、第１チューブ５の閉じた面に対して本質的に垂直な方向に動く。この動きによって可逆的に第１チューブ５を変形させる。シリンダ３７は、空気で満たすことが好ましい。ウエッジ４０は、チューブ５を叩く際にそのチューブ５を切らないように、弾力性のあるプラスチック材料からなることが好ましい。固い底４１によって、ピストン３８に対して反対側のシリンダを閉じることが好ましい。また、ウェッジ（４０）の代わりに、固体材料からなる他の幾何学的形状、例えばボール状及び平らあるいはカーブしたピストンも利用できる。
【００４５】
図９Ｂは、第１の水圧式の変形例を示す図である。第１チューブ５は、シリンダ３７の壁を通って導かれる。シリンダ３７の中で、第１チューブ５が開放される。シリンダ３７は、システム液体８（ピペッタについて）又はサンプル液体（ディスペンサについて）等で満たされる。ソレノイド３９によって駆動されるピストン３８は、第１チューブ５の開放部分に対して、本質的に垂直な方向に動く。この動きによって、チューブ５にある液体と同様にシリンダ３７の液体に圧力波が導かれる。固い底４１によって、ピストン３８に対して反対側のシリンダを閉ざすことが好ましい。
【００４６】
図９Ｃは、第２の水圧式の変形例を示す図である。第１チューブ５は、シリンダ３７の壁を通って導かれる。シリンダ３７の中で、第１チューブ５が開放される。シリンダは、システム液体８（ピペッタについて）又はサンプル液体（ディスペンサについて）等で満たされる。パッシブメンブラン４２によって底４１の反対側のシリンダ３７を閉じる。それは圧電性スタック４３によって駆動され、第１チューブ５の開放部分に対して本質的に垂直方向に動く。この動きによって、チューブ５にある液体と同様にシリンダ３７の液体に圧力波が導かれる。固い底４１によって、メンブラン４２に対して反対側のシリンダを閉ざすことが好ましい。シリンダ３７の容積は、切り取られたチューブ５の容積より大きいことが好ましい。しかし、それは図９Ａ及び９Ｂに示された変形例より相当に小さくてもよい。別例の変形例（図示せず）では、メンブラン４２は、アクティブ圧電性メンブランがあって、圧電性スタックが存在しない。メンブラン４２の後面のシリンダは空気で満たすことが好ましい。
【００４７】
図９Ｄは、第３の水圧式の変形例を示す図である。第１チューブ５は、シリンダ３７の壁を通って導かれる。シリンダ３７の中で、第１チューブ５が開放される。シリンダは、システム液体８（ピペッタについて）又はサンプル液体（ディスペンサについて）等で満たされる。パッシブメンブラン４２によって、底４１の反対側のシリンダ３７を閉じる。メンブラン４２の後面のシリンダを空気で満たすことが好ましい。メンブラン４２は、ヒータ４４で加熱された場合に空気の急な膨張によって駆動される。それによって、メンブラン４２は、第１チューブ５の開放部分に対して本質的に垂直方向に部分的に動く。この動きによって、チューブ５にある液体と同様にシリンダ３７の液体に圧力波が導かれる。固い底４１によって、ピストン３８に対して反対側のシリンダを閉ざすことが好ましい。シリンダ３７の容積は、切り取られたチューブ５の容積より大きいことが好ましい。しかし、それは図９Ａ及び９Ｂに示された変形例より相当に小さくてもよい。
【００４８】
図９Ａ−９Ｄによるインパルス生成手段は、図６Ａ−６Ｄに示すような往復運動について主に利用できる。これらのインパルス生成手段は、第１チューブ５の一部（図９Ｂ−９Ｄ参照）であるか、又は、第１チューブ５について作用（図９Ａ参照）している圧縮部材１９とみなされる。
【００４９】
本発明による、採取する液体の液面１７を検出する方法は、ピペット装置１で実行される。このピペット装置１は、ピペット開口部３を有するピペットチップ２と、ポンプ４とを備える。ピペットチップ２は、第１チューブ５によってポンプ４に接続される。ポンプ４の作動部６、チューブ５、及びピペットチップ２によって、流体スペース７を画成する。ピペット装置１は、圧力センサ１２を有する圧力変換器１１をさらに備え、圧力変換器１１から受け取ったデータを処理するように設計された第１データ処理ユニット１３をさらに備えることが好ましい。圧力変換器１１は、接続サイト１４を介して流体スペース７に接続される。接続サイト１４は、流体スペース７と空圧的に接続されており、圧力センサ１２によって制限されるガス充満スペース１５を備える。ガス充満スペース１５は、空気又はＮ２等の化学的に不活性なガスで満たされることが好ましい。ピペット装置１は、流体スペース７の中のシステム液体カラム１０と作用的に接触し、電気的にコントロールされたインパルス生成手段１６、１８、１９をさらに備えることが好ましい。
【００５０】
創造性のある方法は、
（ａ）流体スペース７を少なくともシステム液体８で部分的に満たし、流体スペース７の中に実質的に連続的なシステム液体カラム１０を形成するステップと、
（ｂ）システム液体カラム１０と作用的に接触するインパルス生成手段１６,１８,１９によって、このシステム液体カラム１０において垂直変動を導き、それによって、流体スペース７と空圧的に接続されたガス充満スペース１５において圧力変動を引き起こすステップと、
（ｃ）ガス充満スペース１５における圧力変動を圧力変換器１１で記録し、第１データ処理ユニット１３で記録されたデータを処理するステップと、
（ｄ）処理されたデータに従って、液面１７がピペットチップ２の開口部４を貫いたかあるいは離れたかを決定するステップと
を含む。
【００５１】
この圧力モニタ型液面検出器（ｐＬＬＤ）は、ピペット開口部４を液面１７に向かって移動させる間に、上記ステップ（ｂ）において、このシステム液体カラム１０を不連続振動、単一のパルス振動、あるいは単一ステップ変動させることによって実行できる。また、液面検出は、ピペット開口部４を液面１７に向かって移動させる間に、ステップ（ｂ）でこのシステム液体カラム１０を連続振動、反復パルス振動、あるいは反復ステップ変動させることによっても実行できる。液面１７にむかって動かすことにより、液面１７を貫くか、又は、離れる。
【００５２】
第１の実施例（図１０を参照）では、圧力モニタ型液面検出器（ｐＬＬＤ）用に自動サンプルプロセッサ（ＲＳＰ）のＺロッドの突飛な動きが用いられた。
【００５３】
ＲＳＰのチャネルＩＩ、ＩＶ、ＶＩ、及びＶＩＩＩは、第１データ処理ユニット１３に接続された圧力センサ１２を備える。チャネルＩＩ、ＩＶ、ＶＩ、及びＶＩＩＩのそれぞれの希釈（dilutor）ポンプ４のプランジャ又はピストン１８の動きをモニタし、記録するために、さらにリニア・ポテンシオメータを備える。２つの異なるスピードで切り替えてＺロッドを動かす修正ＤＣサーボファームウェアによってＺ変動させることができる。データロガーの走査レートは、２０００／秒であった。
【００５４】
指示電圧は、圧力変換器１１の信号増幅器のゲートで測定される。図１０〜１４における指示電圧は、圧力差に換算すると、０.０２Ｖが１ｍｂａｒに相当する。
【００５５】
記録されたプロセスは、
ｉ）使い捨てピペットチップ２に関する全てのアダプタ２３をシステム液体８でフラッシングするステップと、
ｉｉ）１０μｌのトレーリング（trailing）・エアギャップを吸引するステップと、
ｉｉｉ）使い捨てピペットチップ２をピックアップ（２００μｌ、標準、ろ過済み）するステップと、
ｉｖ）液体容器（トラフ）にわたって取り付けられた４台のピペット装置１を有するＲＳＰのアームを変動させるステップと、
ｖ）振動を開始するステップと、
ｖｉ）液面１７に向かってのＺ変動させるステップと
を含む。
【００５６】
記録は、図１０で示され、使い捨てピペットチップ２をピックアップし（５０）、液面１７を検出する（５２）ことが明らかにわかる。
【００５７】
第２の実施例（図１１参照）では、ピペット装置１のポンプピストン１８の振動を圧力モニタ型液面検出器（ｐＬＬＤ）用に利用している。
【００５８】
ポンプピストン１８をコントロールするために修正ファームウェアが使われ、Ｚロッド変動が標準だったこと以外は、装置及びプロセスは、第１の実施例と同様のものである。記録は、図１１で示されており、使い捨てピペットチップ２をピックアップし（５０）、空気中のピペットチップ２の振動を検出し（５１）、液面１７を貫いているピペットチップ２の振動を検出する（５２）ことがはっきりとわかる。異なる振幅であることは、ピペットチップの実際の位置（空気／液体）を区別することに役立つ。ピストン変動は、図６Ａで説明したものと同様である。指示電圧は、圧力変換器１１の信号増幅器のゲートで測定される。ポンプピストン１８の実際の動きは、＋／−６ステップ（合計３０００ピストンステップ変動の範囲内）。１０００μｌのピペットチップ２のポンプピストン振動を利用する場合、３ステップが１μｌのシステム液体カラム１０の変位量に相当する。ここでは、システム液体カラムを約＋／−２μｌについて振動させた。振動圧力測定によって、ピペットチップ２についてフィルタの有無を識別することができる。
【００５９】
フィルタ処理ピペットチップを取り付けた場合、圧力振動測定（図１１参照）はより小さい振幅となるが、圧力モニタ型液面検出器用には十分な特性である。
【００６０】
第３の実施例（図１２参照）では、図９Ａによる修正ピンチバルブでの振動を圧力モニタ型液面検出器（ｐＬＬＤ）用に用いた。
【００６１】
ポンプピストン１８をコントロールするためのファームウェアと、Ｚロッド変動が標準だったことを除くと、装置及びプロセスは、第２の実施例と同様である。ピストンを振動させる代わりに、電磁弁を５Ｈｚで振動させ、１０００μｌのピペットチップ２を用いた。記録は、図１２で示されており、使い捨てピペットチップ２をピックアップし（５０）、空気中のピペットチップ２の振動を検出し（５１）、液面１７を貫いているピペットチップの振動を検出する（５２）ことがはっきりとわかる。異なる振幅及び特性であることは、ピペットチップの実際の位置（空気／液体）を区別することに役立つ。ピストン変動は、図８Ａで説明したものと同様である。さらに、フィルタ処理ピペットチップが取り付けられた。動作周波数５Ｈｚ（１秒につき５ストロークのピンチバルブ）が１０００μｌの使い捨てピペットチップ２を有するｐＬＬＤのために良好な値であることが分かった。
【００６２】
第４の実施例（図１３参照）では、ピペット装置１のガス充満スペース１５の圧力測定（ｐＬＬＤ）が、容量的液面検出器（ｃＬＬＤ）と組み合わせて行われた。
【００６３】
チャネルＩＩは、標準のｃＬＬＤユニットを備え、ＲＳＰのチャネルＩＶは、本発明による圧力センサ１２を備える。チャネルＩＩ及びＩＶのそれぞれの希釈（dilutor）ポンプ４のプランジャ又はピストン１８の動きをモニタし、記録するために、ポンプは、さらにリニア・ポテンシオメータを備える。Ｚロッドの変動は、標準のファームウェアで実行された。ポンプピストン１８は、１秒につき２００ステップで定義された低速で液体を吸引するために駆動された。また、上述のように、利用されたピストンポンプは合計３０００ピストン・ステップ変動を遂行できた。また、データロガーの走査レートは、２０００／秒であった。
【００６４】
記録プロセスは、
ｉ）使い捨てピペットチップ２に関する全てのアダプタ２３をシステム液体８でフラッシングするステップと、
ｉｉ）１０μｌのトレーリング・エアギャップを吸引するステップと、
ｉｉｉ）使い捨てピペットチップ２をピックアップ（２００μｌ又は１０００μｌ、フィルタの有無の標準）するステップと、
ｉｖ）液体容器（トラフ）にわたって取り付けられた２台のピペット装置１を有するＲＳＰアームを変動させるステップと
を含む。
【００６５】
チャネルＩＩのピペットチップ２において、チャネルＩＩのピペットチップでの液面１７を二重に検出する安全モードを持つように、容量性ＬＬＤが２度遂行された。検出された液面１７の高さ又はＺレベルが第２データ処理ユニット２１で保存され、ここでｃＬＬＤ用にのみ使用されるチャネルＩＩのピペットチップは、水平方向のＸ及びＹへの移動を除いて、垂直のＺ値について引っ込められている。
【００６６】
第一に、空気中のピペットチップ２での圧力測定だけが開始される（６０）（図１３参照）。チャネルＩＶのチップ２は、空気中にあるが（６０）、以前に検出された液面に近く、チャネルＩＶのピペット装置１が取り付けられた自動サンプルプロセッサ（ＲＳＰ）のＺロッドによって、ゆっくりした吸引（２００ポンプステップ／秒＝６６μｌ／秒）及びチップの下方への変動が開始される（６１）。その時、圧力の変化は記録されなかった。そして、チャネルＩＶのピペットチップ２は、液面１７に向かって液面を貫くまで動かされ（６２）、直ちに液体の吸引が始まり、大きな圧力低下が記録された。この吸引についての時間は、２００μｌピペットチップについて４０ｍｓであった。この後、ポンプピストン１８は、完全終止まで引かれた（６３）。このようにポンプピストン１８を突然止め、従ってシステム液体カラム１０も止まると、独特の圧力振動が認められた（６４）。この振動は、ピペット装置１の流体スペース７にあるシステム液体カラム１０の質量慣性モーメントによって生じる。
【００６７】
チャネルＩＶのピペットチップ２は、３０ステップまで縮まり（６５）、希釈はゼロ位置に設定された。これは、以前に吸引された液体及び気体を処理する結果となる（６６-６７）。このような分配によって、ピペットチップ開口部３に気泡が生じる場合、気泡が壊れる時に明確な圧力ピークとして検出される（６７）。ブレーキを掛ける液体フィルムのみがピペットチップ開口部３に形成される場合には、ピークの代わりにプラトーとして記録される（６８）。図１３で見られるように、どちらの現象もしばしば生じる。記録された圧力が、最初に記録されたレベル（６０）とほぼ同じレベルにまで低下した場合（６９）には、この分配によってピペットチップ２が完全に空になったことがわかる。また、ピペットチップ２が空である場合、ポンプピストンを止めても（７０）ガス充満スペース１５には何も圧力変動が生じない。これに続いて、ＲＳＰアームは使い捨てトレイに動いて、チャネルＩＶのピペットチップ２がそこに放出される。
【００６８】
また、フィルタが有るか又は無しの標準のピペットチップを使って、同じ手順が実行され、非常に似通った結果が得られた。また、１５ステップ／秒又は３μｌ／秒のより低速ピストンによっても同様の再現可能な結果が明らかになった。しかし、全ての処理スピードを増やすためには、より高いピストンスピードが好まれる。この手順を使うことによって、ピペットチップ開口部２が液面１７に向かって近づくスピードは、ｐＬＬＤに関して、２０ｍｍ／秒又は４０ｍｍ／秒であった（図１３参照）。これは、標準的なｃＬＬＤについて利用されるおよそ６０ｍｍ／秒の標準的な接近スピードに匹敵する。
【００６９】
最初に指摘したように、図７、８、及び９Ａ−９Ｄによるインパルス生成手段１６は、図６Ａ−６Ｄで記載したように、ピペット装置１の流体スペース７の中の液体カラム１０の往復運動用に主に利用できる。そのような往復運動を導くことについて、ガス充満スペース１５における圧力変動と、流体スペース７に含まれるシステム液体８における気泡の検出の第２の主な利用の観点でここに説明する。
【００７０】
システム液体８において通常、気泡として存在するガス又は空気は、ピペット採取の精度について耐えられないくらいに影響する。しかし、そのようなガス気泡は、液体取り扱い用の自動サンプルプロセッサのオペレーターにとってしばしば目に見えない。一方では、これらの気泡は小さすぎるか、あるいは、隠れた位置で現われる。今日まで、拡張型の高価な重力測定の品質管理による場合にのみ、そのような気泡の存在及びその効果を検出することが可能であった。
【００７１】
リキッドシステム、すなわち本発明によるピペット装置１の実質的に連続的なシステム液体カラム１０は、実装された圧力変換器１１と圧力センサ１２（図１４参照）でモニタされる独特の振動数を有する。正しく機能しているシステムでは、システム液体８には気泡がほとんどないか、あるいは全くない。これによって、システム液体カラム１０が固くなり、高周波数で振動させることができる。システム液体カラム１０を最初に変動させる際の周波数（６１）と最後における周波数（６３）は、同様である。そのため、吸引手順又は分配手順の開始と終わりで、システム液体カラム１０の特有の振動数を、本発明のピペット装置１のガス充満スペース１５において圧力センサ１２で検出できる。吸引（６３）の終わりのこの圧力振動と、図１３のプランジャの完全終止（６３）の後の圧力振動（６４）とを比較すれば、その振動グラフの類似は明らかである。
【００７２】
システム振動は、本発明による電気的にコントロールされているインパルス生成手段１６で生成することが好ましく、このシステム振動は、システム液体８におけるガス又は空気の気泡の不存在（図１５Ａ参照）又は存在（図１５Ｂ参照）と関連している。システム液体８の気泡の量が、なお合理的に正確なピペット採取ができる量であるかを決定するために、周波数限界を評価することができる。そこで、もはや重力測定の品質管理は必要ではない。図１５Ｂからわかるように、システム液体８で気泡が存在することによって、システムは、減少した振動数を有するソフトなものになる。このように、図１５Ａで示されるような振動を有するシステムでは、重力測定の品質管理にパスできる。図１５Ｂで示されるような振動を引き起こすシステムでは、その品質管理にパスできない。図１５のグラフのより簡単な比較対照のために、同様の時間ウィンドウ（点線）を引いた。このグラフから見積もられるように、気泡の存在について示された振動周波数は、気泡がないシステムの振動数のおよそ半分でしかない。
【００７３】
本発明によるピペット装置１のシステム液体８における気泡の存在を検出する方法は、
（ａ）流体スペース７を少なくともシステム液体８で部分的に満たし、流体スペース７内に実質的に連続的なシステム液体カラム１０を形成するステップと、
（ｂ）システム液体カラム１０と作用的に接触するインパルス生成手段１６,１８,１９によって、このシステム液体カラム１０において垂直変動を導き、それによって、流体スペース７と空圧的に接続したガス充満スペース１５において圧力変動を引き起こすステップと、
（ｃ）ガス充満スペース１５における圧力変動を圧力変換器１１で記録し、記録されたデータを第１データ処理ユニット１３で処理するステップと、
（ｄ）処理されたデータに従って、流体スペース７のシステム液体８に気泡があるか否かを決定するステップと
を含む。
【００７４】
この方法の利点は、以下の通りである。
・知られている重力測定の品質管理では、一時的な情報だけを提供していたが、この液体取り扱いシステムでは、パフォーマンスの品質の点で永久にコントロールできる。
・オンライン制御のために、システム液体８の気泡によって引き起こされたピペットエラーを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】チューブにメニスカスを有するピペット装置の第１の変形例を示す垂直断面図である。
【図２】チューブにメニスカスを有するピペット装置の第２の変形例を示す垂直断面図である。
【図３】ピペットチップにメニスカスを有するピペット装置の第３の変形例を示す垂直断面図である。
【図４】ピペットチップにメニスカスを有するピペット装置の第４の変形例の垂直断面図である。
【図５】図１の第１の変形例の別例を示す図である。
【図６】ピペット装置の流体スペース内のシステム液体カラムについて選択された垂直変動の概要を示す図であって、Ａは、連続的な双方向の振動であり、Ｂは、不連続な双方向の振動であり、Ｃは、単一の双方向パルス変動であり、Ｄは、反復双方向のパルス変動であり、Ｅは単一の一定方向の下向きのステップ変動であり、Ｆは、単一の一定方向の上向きのステップ変動であり、Ｇは、反復一定方向の下向きのステップ変動であり、Ｈは、反復一定方向の上向きのステップ変動である。
【図７Ａ】ピストンの作動面に圧電性アクチュエータを有するピストン型ポンプのプランジャの動きを示す垂直断面図である。
【図７Ｂ】ピストンの作動面に圧電性アクチュエータを有するピストン型ポンプの圧電性アクチュエータの動きを示す垂直断面図である。
【図８Ａ】チューブの一部が圧電性アクチュエータであるピストン型ポンプのプランジャの動きを示す垂直断面図である。
【図８Ｂ】チューブの一部が圧電性アクチュエータであるピストン型ポンプの圧電性アクチュエータの動きを示す垂直断面図である。
【図９Ａ】ポンプとは別の別例のインパルス生成手段（電気−機械変化型）を貫く部分断面図である。
【図９Ｂ】ポンプとは別の別例のインパルス生成手段（第１の水圧変化型）を貫く部分断面図である。
【図９Ｃ】ポンプとは別の別例のインパルス生成手段（第２の水圧変化型）を貫く部分断面図である。
【図９Ｄ】ポンプとは別の別例のインパルス生成手段（第３の水圧変化型）を貫く部分断面図である。
【図１０】自動サンプルプロセッサのＺロッドの突飛な動きを、圧力モニタ型液面検出器（ｐＬＬＤ）に用いた場合を示す図である。
【図１１】ピペット装置のポンプピストンの振動を、圧力モニタ型液面検出器（ｐＬＬＤ）に用いた場合を示す図である。
【図１２】修正ピンチバルブでの振動を図９Ａに示すように、圧力モニタ型液面検出器（ｐＬＬＤ）に用いた場合を示す図である。
【図１３】ピペット装置（ｐＬＬＤ）のガス充満スペースの圧力測定は、容量性液面検出器（ｃＬＬＤ）との組み合わせで行われることを示す図である。
【図１４】ピペット装置の実質的に連続的なシステム液体カラムは、特有の振動数を有し、それは実装された圧力変換器及び圧力センサによってモニタできることを示す図である。
【図１５Ａ】好ましくは電気的にコントロールされたインパルス生成手段で生成したシステム振動であって、システム液体中のガス泡又は気泡の存在／不存在に関連し、ここではシステム液体中にガス泡又は気泡が存在しないことを示す図である。
【図１５Ｂ】システム液体中にガス泡又は気泡が存在することを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【外国語明細書】
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