(57)【要約】本発明は、較正ピペットに関し、このピペットは、電子作動型ディスプレイ（3）と較正ファンクションを有する。較正ファンクションは、表示された容量で得られた、少なくとも１つの真の容量が、ユーザーインターフェースを介して制御システム内に入力され、そして、制御システムは、較正設定値を計算し、それをメモリーに保存する。この較正設定値によって、前記ディスプレイ上に表示された容量が、真の投与量に等しくなるように、ピストンのストローク長さまたはディスプレイ上に表示された容量が補正される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内に配置されてモータにより作動するピストンと、所定の液体投与量がピペット内に吸引またはピペットから分配されるように、一定の距離にわたって前記ピストンを移動するための移動手段と、制御システムと、ユーザーインターフェース（1,2）と、投与量が表示される電子式ディスプレイ（3）と、較正ファンクションと、を含む較正ピペットであって、
前記較正ファンクションは、表示された容量に関して得られた少なくとも１つの真の容量が、ユーザーインターフェースを介して前記制御システムに入力され、前記制御システムが前記入力に基づいた較正設定値を計算して、これらの較正設定値をメモリーに保存し、前記較正設定値によって、前記ディスプレイ上に表示された容量が、真の投与量に等しくなるように、ピストンのストローク長さまたはディスプレイ上に表示された容量が補正され、さらに、較正の分解能が、0.1％未満、好ましくは0.05％未満、最も好ましくは、0.01未満であることを特徴とするピペット。
【請求項２】
前記制御システムは、較正設定値によってピストンのストローク長さを補正することを特徴とする請求項１記載のピペット。
【請求項３】
前記ピストンを作動させるためのモータ（14）を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載のピペット。
【請求項４】
投与量は、調整可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のピペット。
【請求項５】
前記較正ファンクションは、少なくとも２つの表示された容量に関して得られた真の容量の入力を含んでいることを特徴とする請求項４に記載のピペット。
【請求項６】
前記制御システムは、真の容量が設定容量に直線的に依存していると仮定して、較正設定値を計算することを特徴とする請求項５に記載のピペット。
【請求項７】
前記制御システムは、複数の較正設定値のパラレルで保存できるようにし、現在のピペットファンクションに対応する前記構成設定値が、使用時の各時間に対して選択可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のピペット。
【請求項８】
較正ピペットを制御するためのシステムであって、
前記較正ピペットが、シリンダ内で作動するピストンと、所定の液体投与量が吸引またはピペットから分配されるように、所定の距離にわたりピストンを作動させるためのモータと、ユーザーインターフェース（1.2）と、投与量が表示される電子式ディスプレイと、較正ファンクションと、を含み、
前記較正ファンクションは、表示された容量に関して得られた少なくとも１つの真の容量が、ユーザーインターフェースを介して前記制御システムに入力され、前記制御システムが前記入力に基づいた較正設定値を計算して、これらの較正設定値をメモリーに保存し、前記較正設定値によって、前記ディスプレイ上に表示された容量が、真の投与量に等しくなるように、ピストンのストローク長さまたはディスプレイ上に表示された容量が補正され、さらに、較正の分解能が、0.1％未満、好ましくは0.05％未満、最も好ましくは、0.01未満であることを特徴とするシステム。
【請求項９】
シリンダ内で作動するピストンと、所定の液体投与量が吸引またはピペットから分配されるように、所定の距離にわたりピストンを作動させるためのモータと、投与量を変更する手段と、制御システムと、ユーザーインターフェース（1.2）と、投与量が表示される電子式ディスプレイと、を含んでいるピペットを較正するための方法であって、
少なくとも２の表示された容量に関して得られた真の容量が、ユーザーインターフェースを介して前記制御システムに入力され、
前記制御システムが、前記真の容量に関する較正設定値を計算して、これらの較正設定値をメモリーに保存し、
さらに、前記制御システムが、前記較正設定値によって、前記ディスプレイ上に表示された容量が真の投与量に等しくなるように、ピストンのストローク長さまたはディスプレイ上に表示された容量を補正し、
前記較正の分解能が、0.1％未満、好ましくは0.05％未満、最も好ましくは、0.01未満であることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の適量投与に使用するためのピペットに関し、ピペット動作時の容量を表示するための電子システムと、作動システム内に較正データを入力できるユーザーインターフェースを含んでいる。本発明は、特に、較正機能に関係する。
【背景技術】
【０００２】
実験室内で液体投与のために用いられるピペットは、シリンダに接続されたチップ容器内に液体を吸引するために、シリンダ内で移動可能なピストンを含んでいる。また、電気モータ及びこれに関連する制御システムによって、ピストンが作動する電子式ピペットがある。しかし、ピストンを手動で作動させ、たとえば、ピペット動作時に容量を表示する電子ディスプレイを含む電子式ピペットがある。電子式ピペットは、所望のピペット機能を選択し、変化可能な容量にピペットの容量を設定し、さらに、動作を実行するための命令を与えるためのユーザーインターフェースを有する。このユーザーインターフェースは、必要な設定および機能を入力するために必要なスイッチを有する。ユーザーインターフェースは、容量が表示できるようにディスプレイに接続される。
【０００３】
ピペットは、通常、ディスプレイ上で表示されたピストンストローク又は容量を設定可能にする較正機能を有し、投与される液体の容量が、最大限度の正確さで表示された容量に等しくなる。実際に、較正は、表示された容量でピペットにより投与された液量の重量を測ることを含む。液体は、通常、蒸留水であり、較正は、室温（２０〜２５℃）で実行される。通常の重量測定は、繰り返し実行され、この重量測定の平均値が計算される。較正は、一般的に、設定容量及び投与量が直線的に互いに依存していると考えて実行される。
【０００４】
投与量＝定数１・設定容量＋定数２                  （1）
定数１は、直線（straight line）の角度係数であり、定数２は、補正係数である。較正は、通常、製造段階において実行され、必要な場合、順次繰り返される。電気作動のピペットは、通常ステップモータを含み、複数のステップでピストンのストロークを決定し、そして、投与量を決定する。
【０００５】
較正は、上記公式に対応する定数の計算を可能にする、２つの容量設定により得られる真の液量の重量を測ることによって実行されることが望ましい。このような従来のピペットは、予め計算された定数値の入力を必要としており、使用者が２つの定数を変更すること、即ち、ピペットを再較正するとき、二重点の較正を実行する。このようなピペットは、たとえば、フィンピペット「Finnpipette」（登録商標）バイオコントロール（製造業者  サーモーエレクトロンオイ、フィンランド）である。
【０００６】
しかし、公知のピペットとして、簡易較正付きトランスファーピペット「Transferpipette」（登録商標）（製造業者  ブラントゲーエムベーハー（Brand GmbH）ドイツ）がある。このピペットは、上述した直線（定数１）の角度係数が制御システムにおいてプリセットされており、使用者は、この係数を変えることができなかった。使用者は、ある一点においてピペットを再較正することができる。しかし、この場合、入力は、１つの設定に対して直接得られる真の容量に関するものであり、制御システムは、上記定数２の補正係数の値を計算し、そして変更する。このピペットでは、真の容量は、設定された容量を示す値と同一の値が入力される。これは、非常に粗い較正法である。それゆえ、たとえば、２００マイクロリットルの容量を有するピペットは、0.2マイクロリットルの正確さ、即ち、0.1％の最適分解能を示している。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
電子式較正ピペット、そのための制御システム、及びピペットの較正方法が、今回発明された。他の請求項には、本発明のいくつかの実施形態が開示されている。
【０００８】
本発明の第１の構成によれば、少なくとも１つの設定された容量に対して得られた測定容量は、0.1％以下の分解能、好ましくは、0.05％未満、更に好ましくは、0.01％未満の分解能を有する制御システムに入力される。制御システムは、複数の入力値について対応する較正設定値を計算し、そして、それらの設定値をメモリーに記憶させる。この方法において、較正を実行した使用者は、設定値を計算する必要はなく、仕事量と計算違いの危険を無くすことができる。低い較正分解能であっても、投与量の精度が、それに応じてより高くなる。全体の容量範囲にわたる正確な投与量は、較正が２回またはそれ以上の容量を用いて実行されるとき、更に、高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
添付の図面は、本発明の以下の記載に関連し、本発明のいくつかの実施形態に関係する。
【００１０】
本発明のピペットは、電子式容量ディスプレイ、これに関連した制御システム、及びユーザーインターフェースを含んでいる。ピペットが較正されると、測定によって得られた及び表示された容量に対応する（少なくとも１つの）真の容量は、ユーザーインターフェースを介して制御システムに入力される。制御システムは、較正設定値を計算し、そしてそれを保存する。次に続く投与の間、ピストンストローク又は表示された容量は、これらの設定値に従って補正される。その結果、投与する容量は、最大限の正確さで表示された容量と等しい。このように、較正を実行する人は、設定値を計算する必要が無く、それゆえ、仕事量を減少させ、かつ計算間違えの危険を無くす。このピペットは、好ましくは、複数回、特に２回、容量の較正を行うことが望ましい。このディスプレイは、好ましくは、フルグラフィックディプレイである。
【００１１】
このピペットは、設定容量を変更することができることが望ましいが、本発明は、一定容量のピペットにも適用可能である。ピペットは、モータ、たとえば、電気モータによってピストンが作動することが望ましい。しかし、本発明は、ピストンが手動で動くピペットで、電子式の容量ディスプレイを有するものにも適用可能である。
【００１２】
較正設定値の計算は、設定容量と投与容量が直線的に互いに依存しているものとして実行することができる。ピストンがステップモータによって作動するとき、ステップの数は、直接容量に比例する。
【００１３】
必要な較正設定値は、次の特定のファクターによって影響される。
−液体の特性、特に密度、粘性、及び揮発性
−温度及び圧力等の作動条件
−ダイレクト及びリバース型ピペット動作等に用いられるピペット機能
ダイレクトピペット動作は、所望の容量の直接吸引を含む。一方、リバースピペット動作は、所望容量が次に排出される容量である場合に、所望容量より大きい容量の吸引を含む。
−ピストン駆動速度
−液体が分配される時、チップを有する表面をスイープするかどうか等の処理方法
−使用者の個人的な習慣、たとえば、液体吸引中、液体表面に対するピペット位置（角度及び深さ）等の「ハンドライティング」
【００１４】
本発明の第１の実施形態によれば、少なくとも１つの容量設定値によって得られた測定容量は、0.1％未満の較正分解能でピペットの制御システム内に入力される。この容量は、0.05％未満の分解能で入力されることが望ましく、更に、0.01％未満がより望ましい。この状況において、分解能は、ピペットの最大投与量に対して供給されるべき測定容量の正確さを意味する。較正が、直線的と考えられる単一の容量の入力を含む場合、補正は、１つの補正係数（即ち、公式１の定数２）において計算されることが望ましい。角度係数（定数１）は、変更されず、プリセット（実際には、１の値）されたままである。較正容量は、使用される投与範囲の中心に選択されることが望ましい。低い較正分解能でも、正確な投与量が、それに応じてより高くなる。
【００１５】
本発明の第２の実施形態によれば、いくつかの、特に、２つの設定値を用いて得られる測定容量が、制御システム内に入力される。入力容量に基づいて、制御システムは、較正設定値、たとえば、直線依存性を考慮して、角度係数（定数１）及び補正係数（定数２）を計算する。２つの較正容量が用いられると、１つの容量は、容量範囲の頂部で選択され、他の容量は、容量範囲の底部で選択されることが望ましい。いくつかの容量を実行した較正は、全体の容量範囲にわたって正確度が高い。これらの容量は、好ましくは、0.1％未満の較正分解能であることが望ましい。
【００１６】
本発明の第３の実施形態によれば、複数の較正設定値が、制御システム内に保存される。現在のピペット動作の機能に対応する設定値が順次使用される。これは、同一のピペットが、ピペットの再較正に個々の時間を必要とすることなく、ピペット動作の目的を変更するために、より高い精度で用いることができる。使用者が他のピペット動作のファンクションに切換えると、使用者は、保存された較正設定値から新しいファンクションに対応する設定値を選択する。各容量は、0.1％未満の較正分解能を与えることが望ましい。いくつかの、特に、２つの設定値を用いて得られた測定容量は、制御システム内に入力することが望ましい。
【００１７】
制御システムは、較正設定値の入力容量によって計算するためのファンクションを有し、この設定値によって、ピストンストロークの長さまたは表示された容量が補正される。その結果、投与量は、表示された容量に等しい。通常、較正設定値は、ピストン長さを補正するために用いられる。ステップモータを備えたピペットにおいて、モータのステップ数が適切に補正される。
【００１８】
他の構成によれば、ピペット機構及び制御システムは、フィンランド特許第９６００７号（対応するヨーロッパ特許第５７６９６７号）に記載されているように、同一の原理により作動させることができる。
【００１９】
本発明のいくつかの実施形態が、以下で説明される。
図１は、電気モータで駆動されるピペットを示す。この制御システムのユーザーインターフェースは、動作スイッチ１、設定用キーボード２、及びディスプレイ３を含んでいる。
【００２０】
動作スイッチ１は、本体に対して回転可能なホイール４に配置されている。これにより、使用者は、動作スイッチ１の位置を調整することができる。チップ取外しスリーブ５の押しボタン６は、ピペット本体内の、スイッチの反対側に設けられる。チップは、手動操作により取り外される。チップは、レバー機構によって解放することが望ましい。このレバー機構は、たとえば、フィンランド特許第９２３７４号（対応するヨーロッパ特許第５６６９３９号）に記載のように、ピペット本体に対してホイールを回転させることにより、チップリムーバーを動かす。
【００２１】
ディスプレイ３は、ピペットの頂部に配置されており、この位置は、突出部の上部表面上に設けたチップ取外しスリーブの押しボタンから上方斜めに離れた位置にある。電源は、突出部内に設けられている。設定用キーボード２は、本体の側面の端部にあって、突出部の上部表面上に配置される。ディスプレイは、たとえば、ピペットの容量及び使用時の機能、更に現在の機能ステップ等の使用される各時間の間、設定に関する必要な情報を示す。また、ディスプレイは、設定を変更できるように、各状況において、異なるメニューを示す。
【００２２】
ピペットの設定は、設定用キーボード２によって変更することができる。この設定キーは、右手選択キー７、左手選択キー８及びバイファンクション的なスキャンキー（アローキー）９である。電流は、いずれかのキーを押すことにより切換えられる。設定ステップに従って、選択キーは、使用者が、メニュー階層の前後いずれかの階層への移動、または選択された機能の使用を開始することを可能にする。設定ステップに従って、スキャンキーは、使用者が、ディスプレイ上の選択、またはディスプレイ上のキャラクタ（番号又は書き込み等）の変更を可能にする。この選択機能により、使用者は、メニュー内の所望位置に移動でき、かつ複数の選択キーによってその位置を確認することができる。変更機能は、キャラクタ文字列を走査し、その文字列の所望キャラクタが選択される。複数のキャラクタにより、機能（たとえば、容量、ピストンストローク速度）の設定を行うことができ、即ち、キャラクタは、与える情報に限定される。
【００２３】
図２は、ピペット機能の概略図である。制御システムのコア部は、メモリー１１に連結された中央処理ユニット（ＣＰＵ）１０である。このＣＰＵは、ファンクションキー、即ち、作動スイッチ１と設定用キーボード２によって作動する。ＣＰＵは、ピストンセンサ１２によってピストン位置の情報を受け入れる。ＣＰＵは、ピストンを作動させるために必要な命令をドライバー１３に与え、ドライバーは、ステップモータ１４を制御する。複数のファンクションは、ディスプレイ３（液晶ディスプレイＬＣＤ）上に表示される。いくつかのファンクションは、ブザー１５によって音響信号で示される。更に、ＣＰＵは、シリアルインターフェース１６に接続されており、このインターフェースは、ＣＰＵに対するデータの入出力を可能にする。充電可能な３．７Ｖのリチウムイオン電池１７が電圧源として作動する。この電池は、電圧制御および再生回路１８を含む。電池は、スタンド２１内のチャージャー２０を用いる端子１９で充電される。また、この充電は、ＣＰＵによって制御される。
【００２４】
図３は、100〜1000マイクロリットル（μl）の容量範囲を有するピペットを用いて単一点での較正のステップを説明している。この較正モードは、スキャンキー９（矢印キー）を用いてディスプレイ３上でスキャンする。そして、次のメニューが、右手選択キー７を用いることにより開かれる。このメニューは、この場合、ピペットが前に２つの点で較正されたことを示す。そして、使用者は、単一点較正を選択し、容量設定メニューを進行させる。ディスプレイは、500.00マイクロリットルの目標容量を示す。エンターキーを押すと、使用者は、矢印キーを用いてその容量を変更できる。所望の新しい目標容量（600.00マイクロリットル）が得られたとき、使用者は、それを確認し、そして、測定によって得られた真の供給容量は、ディスプレイ上に現れ、そしてスキャンキーで変更することができる（真の容量は、たとえば、１０回の投与量の重さを測り、及びそれらの平均値を計算することによって得られる。）。使用者は、変化した容量を確認するか、または真の容量を入力するためのメニューに戻ることができる。この容量が確認されると、システムは、得られた較正係数が許容限度内にあるかどうかをチェックする。そして、その範囲にあるならば、較正の確認を要求し、そして、この較正値が保存される。この較正係数が許容限度内になければ、システムは、真の容量の入力に戻る。この較正設定値は、ピストンの移動を決定する際に考慮される。
【００２５】
図４は、二重点較正のステップを説明する。使用者は、スキャンキー９（矢印キー）を用いてディスプレイ３上で較正モードをスキャンする。そして、使用者は、右手選択キー７によって次のメニューを開く。このメニューは、ピペットが２つの点で前に較正された場合を示す。これを確認することにより、使用者は、容量設定メニューを開く。ディスプレイは、２つの目標容量：即ち、最大1,000.00マイクロリットルおよび最小100.00マイクロリットルを示す。これらの値は、必要であれば変更することができる。使用者はこれらを確認して、最小目標容量によって得られる真の最小容量を入力するためのメニューを開く。そして、最大目標容量に対して得られる真の最大容量を入力するためのメニューを開く。その後、これらの較正係数が許容限度内にあるかどうかを制御システムがチェックする。そして、限度内にある場合には、較正の確認を要求する。較正係数が許容限度内にない場合、制御システムは、真の容量の入力を再度行う。
【００２６】
真の容量が、0.01マイクロリットルの正確さで、上記のように入力されると、最小容量（100マイクロリットル）に対応する較正分解能は、0.01％である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のピペットを示す図である。
【図２】ピペットの動作をチャート図として示す図である。
【図３】ステップ毎にピペットの単一点での較正を示す図である。
【図４】ステップ毎にピペットの二重点での較正を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年8月29日(2006.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内に配置されてモータにより作動するピストンと、所定の液体投与量がピペット内に吸引またはピペットから分配されるように、一定の距離にわたって前記ピストンを移動するための移動手段と、制御システムと、ユーザーインターフェース（1,2）と、投与量が表示される電子式ディスプレイ（3）と、較正ファンクションと、を含む較正ピペットであって、
前記較正ファンクションは、表示された容量に関して得られた少なくとも１つの真の容量が、ユーザーインターフェースを介して前記制御システムに入力され、前記制御システムが前記入力に基づいた較正設定値を計算して、これらの較正設定値をメモリーに保存し、前記較正設定値によって、前記ディスプレイ上に表示された容量が、真の投与量に等しくなるように、ピストンのストローク長さまたはディスプレイ上に表示された容量が補正され、さらに、較正の分解能が、0.1％未満、好ましくは0.05％未満、最も好ましくは、0.01未満であることを特徴とするピペット。
【請求項２】
前記制御システムは、較正設定値によってピストンのストローク長さを補正することを特徴とする請求項１記載のピペット。
【請求項３】
前記ピストンを作動させるためのモータ（14）を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載のピペット。
【請求項４】
投与量は、調整可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のピペット。
【請求項５】
前記較正ファンクションは、少なくとも２つの表示された容量に関して得られた真の容量の入力を含んでいることを特徴とする請求項４に記載のピペット。
【請求項６】
前記制御システムは、真の容量が設定容量に直線的に依存していると仮定して、較正設定値を計算することを特徴とする請求項５に記載のピペット。
【請求項７】
前記制御システムは、複数の較正設定値のパラレルで保存できるようにし、現在のピペットファンクションに対応する前記構成設定値が、使用時の各時間に対して選択可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のピペット。
【請求項８】
シリンダ内で作動するピストンと、所定の液体投与量が吸引またはピペットから分配されるように、所定の距離にわたりピストンを作動させるためのモータと、投与量を変更する手段と、制御システムと、ユーザーインターフェース（1.2）と、投与量が表示される電子式ディスプレイと、を含んでいるピペットを較正するための方法であって、
少なくとも２の表示された容量に関して得られた真の容量が、ユーザーインターフェースを介して前記制御システムに入力され、
前記制御システムが、前記真の容量に関する較正設定値を計算して、これらの較正設定値をメモリーに保存し、
さらに、前記制御システムが、前記較正設定値によって、前記ディスプレイ上に表示された容量が真の投与量に等しくなるように、ピストンのストローク長さまたはディスプレイ上に表示された容量を補正し、
前記較正の分解能が、0.1％未満、好ましくは0.05％未満、最も好ましくは、0.01未満であることを特徴ことを特徴とする方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2007526116.tif 000007
【国際調査報告】
2007526116.tif 000008
2007526116.tif 000009
2007526116.tif 000010