(57)【要約】【課題】揮発性の高い液体を吸引しても、液漏れしないピペット装置を提供する。【解決手段】吸引した液体を保持する液体保持部と、前記液体を吸引、保持、又は排出するための気体を保持する気体保持部と、前記気体の圧力を検出する圧力センサーと、前記気体の圧力を調整する調整器と、を含み、前記調整器は、前記圧力センサーにより検出された前記気体の圧力に基づいて前記液体保持部から前記液体が漏れないように前記気体の圧力を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吸引、保持、又は排出するピペット装置であって、
吸引した前記液体を保持する液体保持部と、
前記液体を吸引、保持、又は排出するための気体を保持する気体保持部と、
前記気体の圧力を検出する圧力センサーと、
前記気体の圧力を調整する調整器と、
を含み、
前記調整器は、前記圧力センサーにより検出された前記気体の圧力に基づいて前記液体保持部から前記液体が漏れないように前記気体の圧力を調整することを特徴とするピペット装置。
【請求項２】
前記圧力センサーは前記気体保持部の内部に配置されることを特徴とする請求項１に記載のピペット装置。
【請求項３】
前記調整器は電動モーターであることを特徴とする請求項１又は２に記載のピペット装置。
【請求項４】
前記圧力センサー及び前記調整器を制御する制御回路を更に含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のピペット装置。
【請求項５】
スライドさせることにより前記気体保持部の容積を変化させる第１の部材と、
前記第１の部材をスライドさせるために指で操作するための第２の部材と、
を更に含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のピペット装置。
【請求項６】
前記第２の部材の上に配置されるスイッチを更に含み、
前記スイッチが押されている状態で前記制御回路が動作することを特徴とする請求項５に記載のピペット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吸引、保持または排出する機構を備えたピペット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、生物学、医学、化学分野等において液体を正確に採取、除去または分取する作業においてピペットが幅広く利用されており、ピペット内部の圧力変化を利用して液体を吸ったり、排出したりするものが一般に広く利用されている。具体的なピペット操作としては、ピペット内部の圧力を減圧することで液体を吸引し、圧力一定に保つことで吸引した液体を装置内に保持し、加圧により液体を排出する一連の動作を伴う。この圧力変化は手動で行なうもの、あるいは電動で変化可能なものが公知である。例えば、手動で圧力を変化させるものとしては、例えば特許文献１に開示されており、電動ピペットとしては、例えば特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第３８２７３０５号明細書
【特許文献２】米国特許第５２１４９６８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の通り、吸引した液体を保持するにはピペット装置内の圧力を一定に保つ必要がある。したがって、公知のピペット装置内部は気密性の高い構造が用いられている。しかしながら、メタノールやクロロホルムなど有機溶媒に代表される揮発性の高い液体を吸引後保持した場合、しばしば液体の揮発に起因するピペット内部の圧力上昇により、液体が排出されるという課題があった。このような液体の漏れは、ピペット装置の正確な分取を妨げ、操作結果に重大な悪影響を及ぼす。このような揮発性の高い液体を扱う場合、一般に、一度揮発性の高い液体を吸い込む予備吸引を行なっておき、あらかじめピペット装置内部に揮発した気体を充満させておき、次の吸引後の液体保持時に揮発を抑制することで対処していた。しかし、このような操作は、ピペット装置の操作を煩雑にし、また、揮発性の液体を扱うたびにこのような煩雑な操作を実施しなければならず、使用者の操作性を損ね、長時間、かつ頻繁に繰り返し操作を行う場合には作業効率を低下させ、疲労を増大させるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、揮発性の高い液体を扱う場合においても、使用者の意図しない液漏れを、通常のピペット操作を行っても防止できるピペット装置を提供するものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係るピペット装置は、液体を吸引、保持、又は排出するピペット装置であって、吸引した液体を保持する液体保持部と、前記液体を吸引、保持、又は排出するための気体を保持する気体保持部と、前記気体の圧力を検出する圧力センサーと、前記気体の圧力を調整する調整器と、を含み、前記調整器は、前記圧力センサーにより検出された前記気体の圧力に基づいて前記液体保持部から前記液体が漏れないように前記気体の圧力を調整することを特徴とする。
【０００７】
［適用例２］上記適用例に記載のピペット装置において、前記圧力センサーは前記気体保持部の内部に配置されることを特徴とする。
【０００８】
［適用例３］上記適用例に記載のピペット装置において、前記調整器は電動モーターであることを特徴とする請求項１又は２に記載のピペット装置。
【０００９】
［適用例４］上記適用例に記載のピペット装置において、前記圧力センサー及び前記調整器を制御する制御回路を更に含むことを特徴とする。
【００１０】
［適用例５］上記適用例に記載のピペット装置において、スライドさせることにより前記気体保持部の容積を変化させる第１の部材と、前記第１の部材をスライドさせるために指で操作するための第２の部材と、を更に含むことを特徴とする。
【００１１】
［適用例６］上記適用例４に記載のピペット装置において、前記第２の部材の上に配置されるスイッチを更に含み、前記スイッチが押されている状態で前記制御回路が動作することを特徴とする。
【００１２】
上記適用例によれば、揮発性の高い液体を手動式ピペットで吸引し、チップ内に保持する場合であっても、チップホルダー内の圧力は、圧力センサーにて検出され、その検出結果に基づいて電動モーターを動作させることによって一定に維持されるため、使用者の意図しない液漏れが生じることはないピペット装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例の手動式ピペットを説明するための図。
【図２】実施例の手動式ピペットが備えるプロセッサーの動作を示すフローチャート。
【図３】実施例の手動式ピペットの動作を示し、（ａ）は使用していない状態を示す図、（ｂ）は液体を吸引する前段階を示す図。
【図４】実施例の手動式ピペットの動作を示し、（ｃ）は液体を吸引し引き上げた状態を示す図、（ｄ）は保持されていた液体を排出した状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する。但し本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明の一実施例としての手動式ピペット装置について図面を参照しながら説明する。
まず、図１を用いて手動式ピペットの構成を説明する。手動式ピペット１は、ボディーケース１６と、気体保持部としてのチップホルダー１７と、第２の部材としてのノブ１３とを備えている。ボディーケース１６は、中空の構造であり、使用者が直接触れる部位であるため、耐食性に優れた公知材料、例えばプラスチック等にて成形されることが好ましい。
なお、以下の説明における上方とは、図１に示す手動式ピペット１のノブ１３が設けられている方向を示し、下方とは、前述の上方とは逆方向、すなわち手動式ピペット１のチップホルダー１７が設けられている方向を示している。
【００１６】
ボディーケース１６の下方に連結されたチップホルダー１７は、中空の構造を有し、端部に液体保持部としてのチップ２が脱着可能な構造で備えられており、吸引した液体を保持することができる。第１の部材としてのスライドシャフト１８は、上端がノブ１３と接続しており、下端はボディーケース１６の内部に挿入され、上方バネ支持部３１１ａに接触している。また、上方バネ支持部３１１ａは、ピストンロッド３０９と接続している。よって、ノブ１３を、後述する使用者の指５（図３参照）で下方に押し込むことにより、スライドシャフト１８や上方バネ支持部３１１ａを介してピストンロッド３０９が下方に移動する。
【００１７】
この時、上方バネ支持部３１１ａと、上方バネ支持部３１１ａの下方に位置する下方バネ支持部３１１ｂと、の間に接続されたバネ３０７が収縮するので、ノブ１３を押していた指５を離すと、バネ３０７によって生じる反発力によりピストンロッド３０９は上方へ移動する。バネ３０７が延びきる前に、上方バネ支持部３１１ａが、上方バネ支持部３１１ａの上方に備えられた支持部３１２に接触し保持されるので、ノブ１３を押し込まない場合、上方バネ支持部３１１ａは支持部３１２に接触した位置に保定される。
【００１８】
このような指５を使ったノブ１３の押し離し操作により、気体が入っているチップホルダー１７内の容積に変化が生じ、チップ２の先端から液体を吸引、排出することができる。
なお、正確な液量の吸引にはチップホルダー１７内の気密性の確保が重要であるため、Ｏリング３０８を下方バネ支持部３１１ｂの下端に備えており、ピストンロッド３０９の上下運動によっても下方バネ支持部３１１ｂの下端付近からの気体の流出入を防いでいる。
【００１９】
容量設定部１２は、回転式の構造でボディーケース１６の上端に備えられており、スライドシャフト１８の可動範囲を設定することができる。設定した液体吸引量は、容量設定部１２の下方で、尚且つボディーケース１６の上部である目盛り表示部１１に表示される。この目盛り表示部１１に連動した容量設定部１２の機能は当業者の間では公知であるため詳細な説明は割愛する。
【００２０】
調整器としての電動モーター３０３および圧力センサー３０５は、それぞれに接続されたチューブ３０６を介してチップホルダー１７の中空構造内（チップホルダー１７内）に通じている。
電動モーター３０３は、ポンプ機能を有する構造であり、チップ２内の液体を吸引、保持、又は排出するために、チップホルダー１７内の気体の圧力を調整し、加圧、減圧、維持することができる。ポンプ機能としては公知の技術である、例えばステッピングモーター、ＤＣモーター、ボイスコイルモーター、ピエゾモーターなどを利用することができる。
圧力センサー３０５は、チップホルダー１７内の圧力変化を検出するセンサーであり、公知の技術を用いたセンサーを用いることができる。
【００２１】
制御回路としてのプロセッサー３０２は、電動モーター３０３と、圧力センサー３０５と、スイッチ１４と、ノブ位置検出部３１０とに、それぞれ配線３０４を介して接続されており、動作制御ならびに信号検出を行なう。ノブ位置検出部３１０は公知の接触センサー、タッチセンサーを利用することができる。また、ノブ位置検出部３１０と上方バネ支持部３１１ａの接触部分に電極を配置させ、接触による通電をプロセッサー３０２が検出できるような機構とすることもできる。
【００２２】
いずれにしても、ノブ位置検出部３１０はノブ１３が指５によって押されているか否かを検出できる構造が好ましい。
吸引によりチップ２に揮発性の高い液体を保持した状態において、揮発性の高い液体の揮発によって、チップホルダー１７内が加圧されても、圧力センサー３０５が微小な圧力変化を検出し、プロセッサー３０２の制御のもと、電動モーター３０３を駆動させ、チップホルダー１７内の加圧状態を解消するための減圧動作を行うので、結果的にチップホルダー１７内の圧力変化が生じない。この結果、使用者の意図に反する吐出（液漏れ）が生じない。
【００２３】
バッテリー３０１は、プロセッサー３０２と、電動モーター３０３とに電力を供給する。バッテリー３０１は、充電接続部１５から外部電源（図示しない）と接続でき、充電が可能である。
【００２４】
なお、前述の実施例の構成では、電動モーター３０３および圧力センサー３０５が、ボディーケース１６内に設けられた構成で説明したが、これに限らない。電動モーター３０３および圧力センサー３０５の少なくとも一方が、チップホルダー１７の中空構造内に設けられている構成でもよい。
【００２５】
以下、図２、図３および図４を参照して、手動式ピペットの使用例を示し、動作について具体的に説明する。図２はプロセッサー３０２の動作を示すフローチャートである。図３、および図４は使用者が液体６の吸引、保持および排出する一連の操作と関係させて手動式ピペット１の動作を示した概略図である。
【００２６】
図３（ａ）は使用者が手動式ピペット１を使用していない状態を示す（ステップＳ４０）。
この時、プロセッサー３０２はスイッチ１４が押されているか判定する（ステップＳ４１）。図３（ａ）に示す状態ではスイッチ１４が押されていないので、手動式ピペット１は使用されていない休止状態となる（ステップＳ４０）。
【００２７】
図３（ｂ）は、液体を吸引する前段階として、指５によりノブ１３及びスイッチ１４を押し込み、容器内の液体６にチップ２を浸した状態を示す。
この時、スイッチ１４は押されている（ステップＳ４１；ＹＥＳ）ので、プロセッサー３０２はノブ１３が押されているかを判定する（ステップＳ４２）。ノブ１３が押されているか否かは、ノブ位置検出部３１０と上方バネ支持部３１１ａの接触により判定される。図３（ｂ）の状態では、ノブ位置検出部３１０と上方バネ支持部３１１ａの非接触によりノブ１３が押されている（ステップＳ４２；ＹＥＳ）と判定されステップＳ４１に戻り、プロセッサー３０２は判定を繰り返し何の動作も示さない。
【００２８】
続いて、図４（ｃ）は、ノブ１３を元の位置まで戻したことで、液体６ａ（６）を吸引し、チップ２を容器内の液体６から引き上げた状態を示す。なお、図４（ｃ）では、吸引された液体６には、符号６ａを付し区分している。この時、スイッチ１４は押されている（ステップＳ４１；ＹＥＳ）が、ノブ１３は押されていない（ステップＳ４２；ＮＯ）と判定されるため、圧力センサー３０５によるチップホルダー１７内の圧力変動の検出が開始される（ステップＳ４３）。
【００２９】
次に、圧力が増加しているかをプロセッサー３０２が判定し（ステップＳ４４）、揮発性の高い液体を吸引した場合などにおいて、圧力の上昇が検出されれば（ステップＳ４４；ＹＥＳ）、電動モーター３０３を作動させ、チップホルダー１７内の加圧分だけ減圧処理を行う（ステップＳ４５）。
また、圧力の上昇が検出されなければ（ステップＳ４４；ＮＯ）ステップＳ４１に戻る。
【００３０】
この動作は中空構造内に圧力の変動が生じた際には逐一行なわれるので、結果的にチップホルダー１７内の圧力変化は実質ゼロとなり、チップ２に吸引して保持されている液体６ａの液漏れを防止することが出来る。一方、揮発性が高くない液体、例えば純水を扱った場合、圧力センサー３０５に圧力変動は検出されないので、電動モーター３０３が動作することはない。
【００３１】
図４（ｄ）は、指５によりノブ１３及びスイッチ１４を押し込み、チップ２に保持していた液体６ａを排出した状態を示す。この排出過程では、ノブ１３は押されていると判定される（ステップＳ４２；ＹＥＳ）ため、圧力の検出は行なわれず、電動モーター３０３は作動しない。
【００３２】
以上に示す構成によれば、液体６をチップ２に保持したい場合にのみ、チップホルダー１７内の圧力変化を圧力センサー３０５が検出し、揮発性の高い液体の保持時における圧力上昇を電動モーター３０３の動作により対処できるため、揮発性の高い液体がチップ２の先端より漏れ出すことはない。
【００３３】
また、手動式ピペット１の未使用時、液体吸引時および排出時には圧力センサー３０５および電動モーター３０３は動作しないので、使用者の操作に支障をきたすことはない。
なお、本発明の構成は、前述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。
【００３４】
以上説明したように、本実施例によれば、揮発性の高い液体を手動式ピペット１で吸引し、チップ２内に保持する場合であっても、チップホルダー１７内の圧力は、圧力センサー３０５および電動モーター３０３の動作によって一定に維持されるため、使用者の意図しない吐出が生じることはない。
【００３５】
また、スイッチ１４、ノブ位置検出部３１０およびプロセッサー３０２によって、未使用時、液体吸引時および液体吐出時には前記圧力維持効果は生じないので、余分な電力を消費することはなく、さらに、操作時の支障になることもない。以上の作用により、手動式ピペット１の使用者は揮発性の高い液体を扱う場合においても、操作性および正確性を損ねることなくピペット装置を使用することが可能となる。
【符号の説明】
【００３６】
１…手動式ピペット、２…チップ、５…指、６…液体、１１…目盛り表示部、１２…容量設定部、１３…ノブ、１４…スイッチ、１５…充電接続部、１６…ボディーケース、１７…チップホルダー、１８…スライドシャフト、３０１…バッテリー、３０２…プロセッサー、３０３…電動モーター、３０４…配線、３０５…圧力センサー、３０６…チューブ、３０７…バネ、３０８…Ｏリング、３０９…ピストンロッド、３１０…ノブ位置検出部、３１１ａ…上方バネ支持部、３１１ｂ…下方バネ支持部、３１２…支持部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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