(57)【要約】【課題】吸引装置を提供する。【解決手段】この発明は、液体を分配するために使用される手持ち式ピペットなどのプランジャー作動式液体ディスペンサーに関する。具体的に言えば、本発明は、液体ディスペンサーから液体の信頼性のある取り出しに関する。本発明によれば、液体ディスペンサーのプランジャーは、液体を取り出す間に加速移動するように配置されている。速度におけるこの変化は、好ましくは急である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、前記本体部の内部に配置されるシリンダ部と、前記シリンダ部の内部に移動可能に配置されるプランジャーと、前記プランジャーを移動させるための手段とを備えた液体ディスペンサーにおいて、
前記プランジャーの排出移動を加速させるための二次的手段をさらに備えていることを特徴とする液体ディスペンサー。
【請求項２】
前記二次的手段は、前記排出移動により必要とされるエネルギーを供給するエネルギー手段と、前記エネルギー手段の作動をロックするロック手段と、前記エネルギー手段の前記作動を解除する発射手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体ディスペンサー。
【請求項３】
前記エネルギー手段は、バネであり、前記ロック手段は、磁石であり、前記発射手段は、機械的レスポンスであることを特徴とする請求項２に記載の液体ディスペンサー。
【請求項４】
前記発射手段は、
下部と上部とを備え磁気特性を有するアクチュエータシャフトであり、前記アクチュエータシャフトの下部が、前記液体ディスペンサーの前記本体の前記下部に配置される前記吸引プランジャーに取り付けられ、前記アクチュエータシャフトの上部が、前記液体ディスペンサーの前記本体の上部に向けられた機能プランジャーに反対側から接続される前記磁石に接続されるアクチュエータシャフトと、
その内部にアクチュエータシャフトの上部が延在し、磁石が配置される発射手段本体と、
前記バネが、前記発射手段本体と前記アクチュエータシャフトとの間で引っ張られるように配置される組み合わせと、
前記発射手段本体内に配置され、前記上部から前記液体ディスペンサーの前記本体内に配置されるレスポンスと接触可能である機械的レスポンスと発射ピンと、
前記接触が起こる場合に、前記液体ディスペンサーの前記本体に関する前記上方移動が継続可能であり、その結果、前記移動を継続する場合に、前記発射ピンが、前記アクチュエータシャフトを前記磁石から離間させるように配置され、前記バネが、前記アクチュエータシャフトを下方へ移動させるように配置される機能と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項３に記載の液体ディスペンサー。
【請求項５】
前記液体ディスペンサーは、電子ディスペンサーであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液体ディスペンサー。
【請求項６】
前記液体ディスペンサーは、マルチチャンネルディスペンサーであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の液体ディスペンサー。
【請求項７】
前記液体ディスペンサーは、手持ち式ピペットであることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の液体ディスペンサー。
【請求項８】
液体ディスペンサーを用いてサンプルをピペットで取る方法であって、
液体ディスペンサーのチップにサンプルを受け入れるステップと、
前記液体ディスペンサーの前記チップから前記サンプルを取り出すステップと、
を備え、
前記チップから前記サンプルを取り出すための取り出し移動が、前記吸引移動より速く行われることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記液体ディスペンサーが、本体と、前記本体の内部に配置されるシリンダ部と、前記シリンダ部の内部に移動可能に配置されるプランジャーと、前記プランジャーを移動させるための手段と、前記プランジャーの加速移動を達成するように前記プランジャーを移動させるための二次的手段とを備え、
前記方法が、
前記プランジャーを移動させる前記二次的手段を作動させるステップと、
前記サンプルを受け入れるステップと、
前記プランジャーを移動させ、前記プランジャーの前記二次的移動を成し遂げる前記二次的手段を解除するステップと、
をさらに備えていることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
以下のステップ、すなわち、
前記磁石を用いて前記アクチュエータシャフトを捕らえるステップと、
前記アクチュエータシャフトから前記磁石を解除するステップと、
がさらに行われることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記磁石が、前記アクチュエータシャフトに接続されている場合、前記発射手段は、前記サンプルを受け入れるときに上方へ移動され、
前記サンプルを取り出すときに、前記機械的レスポンスは、前記液体ディスペンサーの前記本体内に配置されるレスポンスと接触し、
前記アクチュエータが前記磁石から解除されるまで、前記発射手段の上方移動を継続し、
前記バネを用いて、前記磁石から解除された前記アクチュエータシャフトが、前記液体ディスペンサーから前記サンプルを効率的に取り出すために下方へ移動することを加速させることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を分配するために使用されるマニュアルピペットなどのプランジャー作動式液体ディスペンサーに関する。具体的に言えば、本発明は、液体ディスペンサーから液体の信頼性のある取り出しに関する。特に、本発明は、約１マイクロリットルなど比較的小さい容量のサンプルを処理するために使用される前記液体ディスペンサーにおいてより好ましい。より具体的に言えば、本発明の目的は、独立請求項の導入部において述べられるものである。
【背景技術】
【０００２】
プランジャー作動式液体ディスペンサーは、標準的に吹き出しと呼ばれる機能を有する。液体を取り出している間におけるその中のプランジャーの移動（二次的な移動）は、液体を受け入れている間においてプランジャーによりなされる移動より長い。従って、液体の取り出しは、プランジャーが受け入れ及び取り出しの両方の段階において同じ距離を移動するときの状態に比べて改良され得る。マニュアルピペットでは、この機能は一般に２つのバネによって達せられるのに対し、電子ピペットでは、この機能は、モータの助けを借りてプランジャーの移動を継続させることにより簡単に行うことができる。両方の手法において、ただ１つのプランジャーが使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述した取り出しの問題は、プランジャーの直径がチップの取り出し開口部との関係において小さい場合に、小さい容量において強調される。通常、起こることは、液体がチップから取り出されるのではなく、チップの外面に対し回転することである。そのときは、液滴は、使用者によって、サンプルを受け入れている管の壁に液体を機械的に移動させることにより機械的に取り除かれる必要がある。通常、取り除きピペット操作は数回繰り返される。別の解決法は、管の中に既に存在する液体にサンプルを飽和させることである。結局、液体を実際にどの程度移動させるのか、また、チップにまだどれだけ残存しているかは、常にピペット操作を行う人の注意深さ次第である。当然、これらの様々な種類の接触はまた、様々な汚染の危険性を増大させることになる。
【０００４】
より概括的に言えば、ピペットにおける欠点は、少ない一部の容量のこの困難なピペット操作であると言える。１０μｌ以下の容量がピペットチップから出ず、それに対し、前記容量は、液体で飽和してピペット操作で取る必要がある、あるいは、試験管の壁に捕えさせることを可能にする必要がある。そのため、マニュアルピペットは連続的にいくつかの取り出しを可能にするので、小容量をピペットで取るときにマニュアルピペットが使用されることとなっていた。しかしながら、その精度は、そのときかなり低い。
【０００５】
国際標準は、０．１−２μｌ容量において大きいＣＶパーセントを許容する。しかしながら、より小さい容量は、通常、試験全体の精度を決定する試験サンプルの容量部分である。これらの標準は、小さいプランジャー直径により引き起こされる問題を考慮して明確に示される。
【０００６】
各サンプルのために異なるチップを使用する必要がある自動ディスペンサーでは、少ない容量を分配することができず、多量の試薬が使用されなければならないこととなる。また、サンプルを、これらの自動ディスペンサーを用いて試験管／試験板の底部に捕らえさせるようにする場合、この種の装置の構造の精度は、極めて良く制御されなければならず、最悪の場合、悪い精度が時々現れるような状況がある。
【０００７】
次に、手持ち式ピペットでは、特に１０μｌピペットでは、試験板にサンプルを捕らえることは極めて困難であるので、異なるチップの取り付けが問題である。
【０００８】
１つの手法は、２つの入れ子式のプランジャーを使用することである。内側のプランジャーは、移動距離が分配される容量を規定する分配プランジャーである。この分配プランジャーの移動は、液体を受け入れる間、及び液体を取り出す間において同じである。外側のプランジャーは、吹き出しプランジャーであり、分配プランジャーが取り出し移動を行った後においてのみその移動を始める。
【０００９】
もう１つの手法は、２つのプランジャーを使用することであり、それにより、これら２つのプランジャーが取り出し中に同時に作動し、その後に、さらに圧力をピペットのチップに生じさせる。チップ内に残存する傾向がある最も小さい滴でさえ、チップから除去されることが求められる。
【００１０】
前記に言われることに基づき、ここで、液体の取り出し問題は、取り出し段階中におけるプランジャーの遅い移動に関することに注目すべきである。従って、この発明の目的は、液体ディスペンサーのチップが、試験管又は液体に接触させる必要がないように排出される（empty）ことが求められる状況においてピペットの機能をさらに発展させることであり、管とチップとの間における液体の分割は、分割する部分の間で同一に残存する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前に述べられた技術水準に関して、本発明の教示は、液体ディスペンサーのプランジャーの移動が、液体の取り出し中に速くされることである。速度におけるこの変化は、好ましくは急であり、サンプルが、いわば、液体ディスペンサーから発射される場合である。より具体的に言えば、本発明は、独立請求項の特徴部において言われるものに特徴がある。いくつかの好ましい実施形態は、従属請求項に示される。
【００１２】
本発明の裏にある考えは、ある意味では、プランジャーが、受け入れ段階では小さい直径を有するプランジャーであり、取り出し段階では大きい直径を有するプランジャーである１つのプランジャーを用いてサンプルが分割されることである。プランジャーの一見してより大きい直径は、多数の移動速度を用いて設けられる。この移動速度は、最も好ましい段階において使用することができ、分割を最適化する。速い移動速度及びその起動は、いくつかの技術的要素を用いて達成することができる。
【００１３】
電気手持ち式ピペットは、プランジャーの移動をプログラムを用いて調整することができるような調整可能性を有することが知られている。これは本質的に、当業者にとって実験を通じて明らかであり、それにより、プランジャーのための最適移動速度を実現することができる。しかしながら、以前に知られているこれらの電気ピペットは、受け入れ及び取り出し段階の間に違いがなく、そのため、サンプルがチップの外面に対して回転する傾向を有する取り出し段階中に、特に小さい容量でこの特有の問題を解決するためにその取り出し移動速度が速くされる。また、以前知られているモータは、十分な速度を作り出すことができるようなモータを提供していない。
【００１４】
以前述べられたプランジャーの移動速度の最適化は、本発明の本質的な部分である。受け入れ吸引は遅く行われ、取り出し移動は高速で行われることが重要である。ここで言われることの後に、前述した取り出しの移動速度がいくつかの異なる方法で達成することができることは、当業者にとって明らかである。本発明によれば、液体ディスペンサーは、プランジャーの取り出し移動が非常に速く増大され得るような手段を備えている。そのような速い取り出し速度の助けを借りて、液体ディスペンサーのチップは、ＣＶパーセントがまた小さい容量と同程度である場合、常に同様に排出される。
【００１５】
本発明の１つの実施形態によれば、以前に述べられた手段は、バネのような手段と、取り出し移動により必要とされるエネルギーを作り出すエネルギー手段とを備えている。ここで、バネのような手段が非常に好ましいが、そのようなエネルギーがまた、異なる方法、例えばプログラミングによる電気ピペットの場合に、また作り出すことができることに注目する必要がある。好ましくは、かかるバネのような手段は、例えばバネであってもよく、あるいは、例えば磁気力を利用する組み合わせであってもよい。この実施形態によれば、バネのような手段を作動する必要があり、その作動の後に、この作動が、好適な手段を用いてロックされる必要がある。このような作動は、磁気力を用いて、実施例としてまた行うことができる。当然に、この実施形態はまた、前記作動を解除し得る手段を必要とする。そのような解除手段は、例えば、可能な磁気力を利用し得る機械的トリガーであってもよい。
【００１６】
１つの好ましい実施形態によれば、液体ディスペンサーは、例えばバイオヒットｅラインシリーズピペットなどの電子ピペッターである。ピペットは、本体の内部に適合したシリンダ部を備え、該シリンダ部の内部においてプランジャーが液体を分配するために移動する。プランジャーは、モータにより作り出される通常比較的遅い移動速度を有する。本発明を行うために、ピペットは、発射手段を備えている。これらの発射手段は、好ましくは磁性鋼から作られるアクチュエータシャフトを備えている。また、発射手段は、バネ、磁石及び起動手段（activation means）を備え、該起動手段は、好ましくは起動ピン、又は同様の機能を有する機械的レスポンス（response）である。本発明を実行するために、前記シャフトは、磁石と接触する。次に、発射バネが起動される。この後に、サンプルが、プランジャーを上方へ移動させることにより標準的に受け入れられる。必要な液体容量が受け入れられると、プランジャーが停止する。液体がサンプル空間から取り除かれる必要がある場合、モータは再び、上方移動を開始する。上方移動を継続すると、発射ピンは、好ましくはピペット本体内に設けられるレスポンスと接触する。上方移動を続けると、発射ピンがアクチュエータシャフトを磁石から離間させることより、バネがアクチュエータを速く下方へ移動させ、その結果、実際の吸引プランジャーが下方へ移動するときに、サンプル空間から液体を速く移動させ、また、液体がチップの外壁に対して回転せず、例えば取り外し可能な使い捨てチップであるチップから完全に取り除かれる。
【００１７】
別の実施形態は、本発明が使用される手持ち式機械ピペットである。機械ピペットでは、エネルギー手段の起動は、例えば吹き出し移動であり得るプランジャーの下方移動中に、例えば前述したものと同様にして行うことができる。この後に、サンプルは、一般的に受け入れられる。最終的に、エネルギー手段は、好適な手段を用いて発射される。かかる好適な手段は、例えばピペット本体に設けられるトリガーであってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、添付図面を参照して本発明を実施するための１つの方法を提供する。
【００１９】
いくつかの図面に含まれる部分については、図面を通じて同様の番号を使用する。ピペット１０は、内側のアクチュエータシャフト１、バネ２、磁石３、発射ピン４、上部レスポンス５、吸引プランジャー６、機能プランジャー７、シリンダ８、モータ９、使い捨てチップ１１及び発射手段本体１２を備えている。
【００２０】
本発明を実施する実際のアクチュエータは、これらの図面では、アクチュエータシャフト、磁石及び発射ピンを備えている。
【００２１】
吸引プランジャーは、アクチュエータシャフトに接続され、該アクチュエータシャフトは、磁石により機能プランジャーに接続されている。モータが、機能シャフトを上方へ移動させるとき、これら３つ（１、６、７）はともに移動し、吸引シャフトが、シリンダの内部で移動し、サンプルをチップに受け入れるための吸引機能を引き起こす。バネは、アクチュエータシャフト内のレスポンスと発射手段本体との間に配置される。磁石は、発射手段本体の内部にしっかりとあり、アクチュエータシャフトは、発射手段本体の内部において移動するように配置されている。発射ピンは、ピペット本体内に配置される上部のレスポンスと接触する場合に、アクチュエータシャフトを発射手段本体の内部の磁石から離間させるように配置されている。
【００２２】
本発明の目的は、分配されるべき容量が高速で送り出されることである。その構造を実施する場合、吸引プランジャーの原位置（ホーム：home）は、吸引移動が発射ポイントより前に適合するように位置付けられることが重要である。この原位置は、特に図３ａに示されている。次に、本発明によれば、サンプルがチップ内に受け入れられ、その位置が、図３ｂに示されている。この後に、モータが、もう少し上方へ駆動させ、その結果、発射ピンが上部のレスポンスと接触し、磁石から離間したアクチュエータシャフトを押す。発射ピンと上部のレスポンスとの間の接触はまた、図３ｂに示されている。アクチュエータシャフトが磁石から離間するとき、バネは、図３ｃに示されるように、プランジャーを高速で下方へ動かす。手持ち式電子ピペットでは、チップの取り出しは、好ましくは、新しい吸引機能のためアクチュエータの起動中に行うことができる。かかるアクチュエータの起動は、図３ｄに示されており、そこでは、モータが、機能プランジャーの助けを借りて発射手段本体を下方へ押すことにより、磁石がまた、アクチュエータシャフトと接触する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】手持ち式ピペットの簡略化した断面図である。
【図２】図１の前記ピペットのもう少し詳細な図である。
【図３】作動中の図２のピペットを表す図ａ−ｄ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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【国際調査報告】
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