(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面（６１８、１１１８）及び遠位端（１２０、２２３６）を有するチップ取付けシャフト（１１２、６１０、１１１０）と、前記チップ取付けシャフト内で軸方向に移動するように取り付けられた、遠位面（６２０、１１２０）を有するピストン（６１２、１１１２、１５１６、１７１８、１９１８、２２３４）と、前記チップ取付けシャフトに取付け可能なピペット・チップ（１１４、２１０、４１０、７１０、９１０）とを有するエア・ディスプレイスメント・ピペット（１１０）であって、前記ピペット・チップが、開口近位端（２１３、７１３）及び先細状の開口遠位端（３１２、８１２）を備えた概ね細長い筒状構成を有し、前記チップ取付けシャフト及び前記ピストンが協働して前記ピストンと前記チップ取付けシャフトの前記内面との間に内部空間を画定しているエア・ディスプレイスメント・ピペット（１１０）において、
前記ピペット・チップが、取付け部分（２１２、７１２、９１２）及び液体ハンドリング部分（２２０、７２０）を有し、前記取付け部分が、前記ピペット・チップの前記開口近位端を含み、且つ前記ピストンに対してシールするようになされた内向きのシーリング領域（１４１４、１７１６）を有し、前記液体ハンドリング部分が、前記ピペット・チップの前記先細状の開口遠位端を含み、また前記取付け部分が、前記チップ取付けシャフトの前記遠位端内へ摺動して挿入されるようになされ、
前記ピペット・チップの前記取付け部分が前記ピストン及び前記チップ取付けシャフトの間の前記内部空間内に延び、前記ピストンが前記ピペット・チップの前記開口近位端を貫通し、前記ピペット・チップの前記シーリング領域は、前記チップが前記チップ取付けシャフトに取り付けられたとき、前記ピストンに対して気密シールを形成し、また
前記ピストンは、前記ピストンの前記遠位面と前記ピペット・チップの前記液体ハンドリング部分内に保持された液体との間にある容量の空気を維持しながら、前記ピペット・チップの前記取付け部分内で軸方向に移動可能であり、前記ある容量の空気及び液体は、前記ピストンの軸方向の移動によって移動される
ことを特徴とするエア・ディスプレイスメント・ピペット。
【請求項２】
前記シーリング領域（１４１４、１７１６）が、突出したシーリング・リング（２１４、７１４）を含むことをさらに特徴とする、請求項１に記載のエア・ディスプレイスメント・ピペット。
【請求項３】
前記シーリング・リング（２１４、７１４）は、前記チップ（１１４、２１０、４１０、７１０、９１０）が前記チップ取付けシャフト（１１２、６１０、１１１０）に取り付けられていないとき、前記ピストン（６１２、１１１２、１５１６、１７１８、１９１８、２２３４）の直径より小さい直径を有することをさらに特徴とする、請求項２に記載のエア・ディスプレイスメント・ピペット。
【請求項４】
前記チップ（１１４、２１０、４１０、７１０、９１０）が前記チップ取付けシャフト（１１２、６１０、１１１０）に取り付けられていないとき、前記シーリング領域（１４１４、１７１６）が、前記ピストン（６１２、１１１２、１５１６、１７１８、１９１８、２２３４）の直径と等しい、又は大きい直径を有することをさらに特徴とする、請求項１に記載のエア・ディスプレイスメント・ピペット。
【請求項５】
前記チップ（１１４、２１０、４１０、７１０、９１０）が前記チップ取付けシャフトに取り付けられているとき、前記シーリング領域（１４１４、１７１６）が、前記チップ取付けシャフト（１１２、６１０、１１１０）によって前記ピストン（６１２、１１１２、１５１６、１７１８、１９１８、２２３４）に押し付けられることをさらに特徴とする、請求項４に記載のエア・ディスプレイスメント・ピペット。
【請求項６】
前記ピストン（６１２、１１１２、１５１６、１７１８、１９１８、２２３４）が前記ピストンと前記チップとの間の前記気密シールを通って移動するときに前記チップが前記ピペット（１１０）に対して軸方向に移動することを防ぐための、前記チップ取付けシャフト（１１２、６１０、１１１０）及び前記ピペット・チップ（１１４、２１０、４１０、７１０、９１０）のそれぞれの協働構造（６１７、１１１７）によってさらに特徴付けられる、請求項１に記載のエア・ディスプレイスメント・ピペット。
【請求項７】
前記チップ取付けシャフト内に延びる前記ピペット・チップの深度を均一にすることができるように、前記それぞれの協働構造（６１７、１１１７）が、前記チップ取付けシャフト（１１２、６１０、１１１０）における前記チップ（１１４、２１０、４１０、７１０、９１０）の軸方向移動をさらに制限する、請求項６に記載のエア・ディスプレイスメント・ピペット。
【請求項８】
前記それぞれの協働構造（６１７、１１１７）が、前記チップ取付けシャフト（１１２、６１０、１１１０）及び前記ピペット・チップ（１１４、２１０、４１０、７１０、９１０）の一方の表面の少なくとも１つの凹部（６１６、１１１６、１７１４、１９２４）と、前記チップ取付けシャフト及び前記ピペット・チップの他方の表面の少なくとも１つの対応する突起（２１６、７１６、１７１２、１８１４、１９２２）とを有する、請求項６に記載のエア・ディスプレイスメント・ピペット。
【請求項９】
前記凹部（６１６、１１１６、１７１４、１９２４）及び前記突起（２１６、７１６、１７１２、１８１４、１９２２）が互いに連結する、請求項８に記載のエア・ディスプレイスメント・ピペット。
【請求項１０】
前記それぞれの協働構造（６１７、１１１７）が、前記チップ取付けシャフト（１１２、６１０、１１１０）の内面（６１８、１１１８）と摩擦係合する前記ピペット・チップ（１１４、２１０、４１０、７１０、９１０）の取付け部分（２１２、７１２）の外面（２１７、７１７）を含む、請求項６に記載のエア・ディスプレイスメント・ピペット。
【請求項１１】
前記ピペット・チップ（１１４、２１０、４１０、７１０、９１０）から径方向外向きに延びる周縁棚状部（２２２、６１４、７２２、１１１４）によってさらに特徴付けられる、請求項１に記載のエア・ディスプレイスメント・ピペット。
【請求項１２】
前記ピペット・チップ（１１４、２１０、４１０、７１０、９１０）の取付け部分（２１２、７１２）を形成する取付けセグメント（４１２、９１２）、及び前記ピペット・チップの液体ハンドリング部分（２２０、７２０）を形成する液体ハンドリング・セグメント（４１４、９１４）であって、互いに嵌合して気密シールを形成する前記取付けセグメント及び前記液体ハンドリング・セグメントによってさらに特徴付けられる、請求項１に記載のエア・ディスプレイスメント・ピペット。
【請求項１３】
前記ピペット・チップ（１１４、２１０、４１０、７１０、９１０）の前記取付けセグメント（４１２、９１２）と前記液体ハンドリング・セグメント（４１４、４１９）との間に保持された膜フィルタ（４１６、９１６）によってさらに特徴付けられる、請求項１２に記載のエア・ディスプレイスメント・ピペット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エア・ディスプレイスメント・ピペット及びそのようなピペット用のシーリング・ディスポーザブル・チップに関し、詳細には、ピストン・シールがなく、ピストン・シーリングがシーリング・ディスポーザブル・チップと一体の構造によって達成されるエア・ディスプレイスメント・ピペットに関する。
【背景技術】
【０００２】
手持ち式ピペットは一般に、少量であるが正確に測定された量の液体を分注、又は移すために使用される。
【０００３】
エア・ディスプレイスメント・ピペットは、最も一般的な種類の手持ち式ピペットである。エア・ディスプレイスメント・ピペットでは、制御可能なピストンがピペットのチャンバ内で軸方向に動くように取り付けられており、ピストンは、手動又は電動電子制御装置のいずれかに応答して動く。通常、ピストンは、ディスポーザブル・ピペット・チップを取り付けることができる、ピペットの液体端部又はシャフトのチャンバ内で動く。
【０００４】
ピストンとシャフトとの間には気密シールが形成される。そのようなシールが定位置にある場合、ピストンの軸方向の動きは、シャフト内部の空間のサイズを変化させることになる。ピストンをシャフト内へと下向きに動かすことによって、空間が狭くなり、空気をシャフトの外へと開口遠位端を通して押し出すことになる。ピストンをシャフトの外へと上向きに動かすことによって、空間が広くなり、空気をシャフト内へと開口端を通して引き込むことになる。ピストンとシャフトとの間のシールは一般に、十分な長期性能を提供する材料から製作される、圧迫Ｏリング又は同様の構造で形成される。例えば、ピストン・シール構造はＰＴＦＥと組み合わせたポリエチレンから作製することができ、これは優れたシーリング性能及び耐摩耗性、並びに数カ月間にわたる信頼性をもたらすことが分かっているが、そのようなシールは時間の経過とともに破損し漏れを起こす傾向がある。様々な乾式又は潤滑剤によるシールを含む他の構成も可能である。
【０００５】
ディスポーザブル・ピペット・チップは、次いでシャフトの開口遠位端に対してシールされる。次いで、ピストンがシャフト内を移動するにつれて、空気、又は排出された空気と容量が等しい測定量の液体が、チップ内へと引き込まれる、又はチップの外へと押し出される。ピストン及びチップがともにシャフトに対してシールされる場合、唯一の出入口経路はディスポーザブル・ピペット・チップの遠位側開口端となるべきである。シールされたシステムにより、エア・ディスプレイスメント・ピペットを使用して、正確且つ精密な測定を行い、較正された量の液体を注意深く移動させることができる。
【０００６】
一般に、ディスポーザブル・チップは、単純な摩擦嵌合によってピペットのシャフトに取り付けられる。最も一般的で商業的に成功しているピペット・チップの２つの嵌合基準は、標準的な円錐型実装及びＲａｉｎｉｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，  ＬＬＣから提供されているＬＴＳ（登録商標）システムである。どちらの場合も、シャフトとディスポーザブル・チップとの間の摩擦嵌合は気密シールも可能にする。ＬＴＳピペット・チップの１つのバージョンは、完全に説明されているかのように参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第６，１６８，７６１号に説明されている。図示されるように、ＬＴＳチップは、単一の細い環状シーリング・バンドに沿ってピペット・シャフトをシールし、ＬＴＳシステムの商業的成功は、低摩擦の良好で反復可能なシーリングが、そのような構成で達成することができることを示している。
【０００７】
他のチップ実装も試みられてきたが、高い商業的成功は得られていない。Ｍａｔｒｉｘ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは、ピペット・シャフトの対応するフィーチャ（ｆｅａｔｕｒｅ）に係止するタブを備えたチップを提供している。Ｃｏｔｅらに対する米国特許第７，６４１，８５９号を参照されたい。Ｖｉａｆｌｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは、チップ内の対応するフィーチャに係止するローブ状シャフトを含む解決策を有する。Ｍａｔｈｕｓらに対する米国特許第７，６６２，３４３号を参照されたい。Ｓｏｒｅｎｓｏｎ  ＢｉｏＳｃｉｅｎｃｅは、取付けを最適化するが十分なシールは維持する第２の材料を使用する、従来のピペット・シャフトのための二重材料ピペット・チップを販売している。これらの二重材料チップは、液体をハンドリングするための剛性のポリプロピレンの遠位端、及びその上にオーバーモールドされた軟性の熱可塑性エラストマーの取付け部分を有する。Ｐｒｉｃｅらに対する米国特許出願公開第２００８／００７８２５８号を参照されたい。Ａｐｒｉｃｏｔ  Ｄｅｓｉｇｎｓによるロボット用途のためのチップは、チップ・ホルダーの内筒をシールする外側シーリング・リングを有する。米国特許第６，７８０，３８１号を参照されたい。
【０００８】
これらの代替ピペット・チップはすべて、一般的属性が共通している。すなわち、チップとシャフトとの間のシールを必要とするだけでなく、シャフトとピストンとの間のシールも必要とする。２つのシール及び２つの潜在的な不具合点がある。チップとシャフトとの間のシールはチップが廃棄され新しいものと交換されるたびに毎回交換されるが、ピペット内のシールは頻繁には点検されない。これにより漏れ及び他の不具合を生じることがあり、したがって液体測定が不正確になり、又はピペット操作において不具合が生じることがある。
【０００９】
一般に、シールの不具合（摩耗、分裂、他の損傷、不整合、ずれ、腐食、又は汚染）は、ピペット不具合の一般的な原因である。これらの不具合は、結果の不首尾につながることがあり、事前に又はピペットを行っている最中であっても、識別することは困難となり得る。シャフトのチップ取付け領域の摩耗及び損傷も不具合を引き起こすことがあり、こうした理由のため、プラスチックのピペット・シャフトも時々交換される。
【００１０】
頻繁な較正を実施し、ピペットを比較的頻繁に点検することによって、これらの問題はある程度軽減することができる。この点における最良の実践では、必要に見えない場合であっても、定期的にシールを交換することが必要であることが多い。そのような保守では、ピペットをかなり大きく分解することが必要であることが多く、それには、再組立時に専用の労働及び較正が必要となる。ピペットは、時間の経過とともに使用できなくなる可能性がある。
【００１１】
従来のピペット構成、すなわち、ピストンがシャフトの空洞内で動き、シャフトがディスポーザブル・チップに連結されている場合のピペット構成の別の結果として、大きく空いた液体の目減り空間が存在する。ピストンとチップの液体レベルとの間に空気の大きなクッションが存在する。この空気のクッションは、ピストンの位置と液体レベルとの間で柔軟な「ばね」として作用し、作用するとき拡張し収縮することが可能である。この追加的な動きは望ましくなく、容量が不正確になることがある。さらに、空気のクッションは液体の空気への蒸発、加熱、冷却の影響を受ける可能性があり、それによる拡張及び収縮作用が、ピペット操作の正確性にさらに影響することがある。高い正確性は引き続き可能であるが、ユーザによる適切な技法の使用に大きく依存する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第６，１６８，７６１号
【特許文献２】米国特許第７，６４１，８５９号
【特許文献３】米国特許第７，６６２，３４３号
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／００７８２５８号
【特許文献５】米国特許第６，７８０，３８１号
【特許文献６】米国特許第６，０４５，７５７号
【特許文献７】米国特許第４，０２３，７１６号
【特許文献８】米国特許第５，７００，９５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来のピペット・チップでは、相互汚染からの保護は一般に、ピペット・チップの取付け部と液体ハンドリング部分との間で、多孔性フィルタ媒体のディスク又はシリンダーを近位端付近に挿入することによって達成される。このフィルタは空気を通過させるが、エアロゾル及び液体は阻止する。そのような濾過チップは、同じ液体容量では、（フィルタが占める空間及びフィルタと液体レベルとの間の空隙により、）非濾過チップより大きくなければならない。フィルタは空気流も妨げる傾向があり、製造及びピペット・チップへの挿入が比較的非効率的であり高価である。このため、濾過ピペット・チップは、非濾過ピペット・チップより一般に高価である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
したがって、本発明による手持ち式ピペットは、上記のように、現在市販されている手持ち式ピペットの弱点のいくつかに対処し、従来のピペットの使用では一般に可能でない、いくつかの追加のフィーチャを可能にする。
【００１５】
本明細書に開示されるピペットの実施例は、本明細書で説明されるチップに特に適合された取付けフィーチャを備えたシャフトを含む。ピペットは、ピペット自体の一部分ではなく、チップの近位端をシールするピストンを含む。
【００１６】
したがって、本発明によるディスポーザブル・ピペット・チップが交換されるたびに毎回新しいシールが形成される。ピストンとピペット・シャフトとの間にはシールがないので、定期的なピペットの保守及び較正の必要が低減される。摩耗、破損又は交換に対するシールが存在しない。
【００１７】
同様に、本発明によるチップ（概して、金属であるが、ガラス、セラミック、又はプラスチックなど、耐摩耗性が高い何らかの他の材料とすることもできる）は、ピストンに対する気密シールを形成するだけであるので、外部が損傷したピペット・シャフトはチップの完全性を損なわず、漏れを生じさせない。
【００１８】
本発明によるピペット及びチップは、本明細書で図示される実施例を参照して説明されるように、シャフトとチップが相互係止されると、定位置での確実な「スナップ」とともに、低い挿入力及び取出し力から利点を得ることができる。低い挿入力及び取出し力は、従来の円錐型ピペット・チップ及び対応するシャフト設計を有するピペットに対して特に有利である。
【００１９】
本明細書で説明されるピペット及びチップは、ピストンがチップを直接貫通しシールするので、目減り空間を低減することができる。これによりピペットがより使用しやすくなり、ユーザ技法のピペッティングの正確性への影響を低減することができる。
【００２０】
孔サイズの小さい効果的な膜フィルタの任意の使用を可能にする、二部品チップ構成が本明細書で説明され、そのいくつかの利点はＭｏｒｉａｒｔｙらに対する米国特許第６，０４５，７５７号に説明されている。二部品では、１つはチップの取付け端部、１つはチップの液体ハンドリング端部のためのものであり、２つの異なる材料を使用することができる。異なる色を使用することもできる。シャフトとチップとの間の気密シールを維持する必要がなく、チップの取付け部分は一般に液体に接触しないままであるので、シャフトにおけるチップの安定性、挿入／取出し特性、及びチップとシャフトとの機械的インターフェースを最適化するように、取付け材料を選択することができる。同様に有利には、液体ハンドリング材料は、取付け特性に影響することなく、できる限り純粋で耐薬品性として形成することができる。
【００２１】
したがって、本発明によるシーリング・ピペット・チップの実施例は、従来のピペット・チップとある程度相当するフォーム・ファクタで、開口近位端及び狭い開口遠位端を備えた概して細長い筒状構成を有する。本明細書で開示される一実施例では、ピペット・チップの開口近位端は、開示された実施例では突起リングを含む、内側に向いたシーリング領域を有する。
【００２２】
そのようなチップとともに使用するための本発明による例示的なピペットは、ピペットのチップ及びシャフトにおける相互係止用フィーチャが、チップを定位置に保持しながら、シールを通過してチップへと軸方向に動くピストンを含む。ピペット内にピストン・シールは必要ではない。
【００２３】
ピペット・チップがピペットに取り付けられるとき、ピペット・チップの開口近位端はピストンを受け、シーリング・リングはピストンの周りに気密シールを形成する。本発明の実施例では、チップが取り付けられているとき、シャフトの内面とチップの近位側開口端との間の物理的干渉の制御量によって開口端がピストンの周りで締め付けられ、シールされる。
【００２４】
シールは固定されたシーリング・リングと移動するピストンとの間に形成されるため、ピペットの操作中にピストンがシールを通って移動すると、精密に製造されたピストンの均一な表面によって、一定の予測可能な空気量が排出され、ピペット・チップの形状又は構成のわずかな差異にかかわらず、本発明によるピペットの性能を確実に一定で正確なままとすることができる。これは、ピストンの縁部がピペット・チップの円筒内面に対して移動シールを形成し、チップの不均一な形状（チップ内径の差異など）が性能の不足及び不正確な容量を招くことがある、ポジティブ・ディスプレイスメント・ピペット（例えば、Ｓｈａｐｉｒｏに対する米国特許第４，０２３，７１６号に示すものなど）と対照的である。
【００２５】
したがって、他の既知のピペット及びチップの多くの弱点を、本発明によるピペット及びチップによって改善することができる。
【００２６】
本発明のこれら及び他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び添付の図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるシーリング・ピペット・チップが取付けられた状態の本発明による手持ち式ピペットの図である。
【図２】約２００μｌの液体を収容する、本発明による例示的なピペット・チップを示し、ピペット・チップの近位側取付け端部を強調する図である。
【図３】図２のピペット・チップの代替図を示し、ピペット・チップの遠位側液体ハンドリング端部を強調する図である。
【図４】図２に示すピペット・チップ内にある部品の分解断面図である。
【図５】図２に示すピペット・チップの断面図であり、図４に示す部品間の嵌合を示す図である。
【図６】図２に示すチップの断面図であり、ピペット・チップがピペット・シャフトに取り付けられ、ピストンをシールしていることを示す図である。
【図７】約２０μｌの液体を収容する、本発明による例示的なピペット・チップを示し、ピペット・チップの近位側取付け端部を強調する図である。
【図８】図７のピペット・チップの代替図を示し、ピペット・チップの遠位側液体ハンドリング端部を強調する図である。
【図９】図７に示すピペット・チップ内にある部品の分解断面図である。
【図１０】図７に示すピペット・チップの断面図であり、図９に示す部品間の嵌合を示す図である。
【図１１】図７に示すチップの断面図であり、ピペット・シャフトに取り付けられ、ピストンをシールしているピペット・チップを示す図である。
【図１２】図２に示すピペット・チップなど、本発明によるピペット・チップの近位側取付け端部の一部分の拡大切欠き図である。
【図１３】図２に示すピペット・チップなど、本発明によるピペット・チップの近位側取付け端部の一部分の拡大切欠き図であり、ピペット・シャフトに取り付けられ、ピストンをシールしているピペット・チップを示す図である。
【図１４】本発明によるピペット・チップの代替実施例の近位側取付け端部の一部分の拡大切欠き図であり、示されたチップがチップ移行部でピストンをシールしている図である。
【図１５】図１４の本発明によるピペット・チップの近位側取付け端部の一部分の拡大切欠き図であり、ピペット・シャフトに取り付けられ、ピストンをシールしているピペット・チップを示す図である。
【図１６】本発明によるピペット・チップの代替実施例の近位側取付け端部の一部分の拡大切欠き図であり、示されたチップが内面に沿ってピストンをシールしている図である。
【図１７】図１６の本発明によるピペット・チップの近位側取付け端部の一部分の拡大切欠き図であり、ピペット・シャフトに取り付けられ、ピストンをシールしているピペット・チップを示す図である。
【図１８】図１２の取付け及びシール構造の代替実施例を示す図である。
【図１９】図１３に示すあるバージョンのピペット・シャフト、ピストン及びチップを示し、ピペットが本発明による内部チップ・イジェクタを含んでいる図である。
【図２０】図６のシャフト及びチップの代替実施例を示し、シャフトとチップの周縁棚状部付近の突起とによって画成された外側溝によってチップがシャフトに係止されている図である。
【図２１】図１６のシャフト及びチップの代替実施例を示し、シャフトにおける外側突起とチップの周縁棚状部によって画成された凹部とによってチップがシャフトに係止されている図である。
【図２２】本発明によるシールレス・ピペットの１つの可能な実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
詳細な例示的な実施例を参照して、本発明を以下で説明する。本発明によるシステムを多様な形態で具現化することができることは明白であろう。したがって、本明細書で開示される特定の構造及び機能の詳細は代表的なものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００２９】
最初に図１を参照すると、本発明による手持ち式ピペット１１０が示されている。従来のピペットと同様に、図示されたピペット１１０はチップ取付けシャフト１１２を有し、本発明によるシーリング・チップ１１４がシャフト１１２に取り付けられて示されている。
【００３０】
ピペット１１０及びシーリング・チップ１１４の全体的なフォーム・ファクタは従来のピペットに相当し、その組合せを、従来のピペットを使用して実施されるのと同じ技法を使用して同じ方法で使用する。
【００３１】
ピペットはプランジャ・ロッド１１８に連結されたプランジャ・ボタン１１６を有する。ボタン１１６及びロッド１１８は完全伸張位置へとばね付勢されている。プランジャ・ロッド１１８はピペット１１０内でピストンに連結されている（図示せず）。従来のピペットと同様に、プランジャ・ボタン１１６が押下されるとき、プランジャ・ボタン１１６はプランジャ・ロッド１１８及びピストンを、上側ストップに対して最上位の位置からシャフト１１２の遠位端１２０に向かってシャフト１１２を通って下向きに移動させる。
【００３２】
従来の手動ピペットと同様に、プランジャ・ボタン１１６は２つの位置、すなわち解放／伸張位置及びホーム位置に対してばね付勢されている。プランジャ・ボタン１１６がホーム位置を過ぎて押下されるとき、完全に押下された押出し位置となる。プランジャ・ボタン１１６に圧力がかかっていないとき、プランジャばねは、プランジャ・ボタン１１６を、上記で説明したようにプランジャ・ボタン１１６及びストップ位置調整機構を回すことによって位置が調整される上側容量設定ストップに対して、上向きに付勢する。この位置では、プランジャ・ロッド１１８及びプランジャ・ボタン１１６は、ピペット１１０の本体１２２に対して解放／伸張位置にある。
【００３３】
プランジャ・ボタン１１６が一部押下されたホーム位置では、プランジャ・ボタンの押下に対する抵抗が増加する。手持ち式ピペットの構造では一般的なように、補助押出しばねが、プランジャばねによってもたらされる抵抗を増加させる。増加した抵抗は、ピペットのユーザによって感知され、ホーム位置を定める。解放／伸張位置とホーム位置との間では、プランジャばねのみが、プランジャ・ボタンの位置を伸張位置に向かって上向きに付勢し、ばねの付勢に対して比較的軽い第１の力レベルが作用する必要がある。
【００３４】
プランジャ・ボタン１１６は、ホーム位置から完全伸張位置へと解放されて所望の量の液体を吸引し、次いで伸張位置からホーム位置へと移動されて液体を分注する。
【００３５】
ホーム位置と完全に押下された押出し位置との間では、プランジャばね及び押出しばねがともにプランジャ・ボタン１１６に対して上向きに作用し、ばねの付勢に対してより高い第２の力レベルが作用する必要がある。主プランジャばね及び補助押出しばねを含むこの構成は、手持ち式ピペットでは一般的である。
【００３６】
分注後、プランジャ・ボタン１１６はホーム位置から押出し位置の端部へと移動されて、ピペット・チップ１１４からいかなる残りの液体も噴射する。
【００３７】
したがって、ホーム位置でユーザは、２つのばね力間の触知可能な移行部を感知し、第１のレベルとより高い第２のレベルとの間の力を加えることによって、ユーザはプランジャ・ボタン１１６をホーム位置に容易に維持することができる。
【００３８】
従来の手持ち式ピペットでは、プランジャ・ボタンはプランジャ・ロッドを通ってピストンへと直接作用し、ピペット内のシールを介してピペットの液体端部との気密シールを維持する。シールは液体端部に対して一定の位置に留まり、液体端部の内部部分に対する気密シールをさらに形成する。したがって、プランジャ・ボタンが操作されると、ピストンがシールを通って移動させられ、液体端部内の空気容量を排出させる。ピペット・チップの遠位端に開口が設けられ、実質的な気密シールが他のすべての場所に維持されるので、液体（又は任意の流体）がチップに出入りする唯一の経路は開口を経由し、ピストンによって排出される空気の容量とピペットによって操作される液体の容量との間には決定論的関係がある。
【００３９】
本発明によるピペットでは、ピペット自体の内部にはシールがない。むしろ、開示された実施例（以下で図２〜１３に示す）では、ピペット・チップ１１４は内向きに突出するリングの形態のシーリング領域を含み、ピストンをチップ１１４内で軸方向に移動させる。したがって、チップ１１４の近位端に気密シールが形成され、チップ内の空気容量のみが排出されて液体をピペット・チップ１１４の内外へと移動させる。
【００４０】
多くの点において、図２２に詳細に示すように（且つ以下で説明するように）、ピペット１１０は従来の手持ち式手動又は電動ピペットと同様に構成することができる。同様の容量設定機構、ばね、駆動機構、プランジャ機構、及び本体部品を概して使用することができる。本発明のピペット１１０が本明細書で説明されるように機能するために合理的に必要な主な相違点は、ピペットの液体端部のシャフトが以下で説明するように本発明のチップを収容するように適合されているべきであること、ピペットのエア・ディスプレイスメント・ピストンとピペット１１０の任意の部分との間にシール（又は任意の他の関連構造）が不要であること、ピストンをより長くし、或いは直径を調整することが可能であり、ピストンが以下で説明するようにチップ１１４の空間内を動くように移動することができること、並びにチップ・イジェクタ１２４を新しいシャフト及びチップに嵌合するように再構成する必要があり得ることである。
【００４１】
本明細書で記載されているように使用し再構成することができる１つの例示的なピペット構成は、完全に説明されているように参照によって本明細書に組み込まれているＨｏｍｂｅｒｇに対する米国特許第５，７００，９５９号に説明されている。
【００４２】
本発明によるピペット・チップの１つの実施例が図２に示されている。図示されたピペット・チップ２１０は、この構成では約２００μｌの液体容量を収容する。ピペット・チップ２１０の取付け部分２１２がピペット１１０のシャフト１１２へと延び、近位端２１３付近でピストンをシールする。取付け部分２１２は、図４〜６に関連して以下でさらに詳しく説明する。図２に示すように、取付け部分２１２は、近位端２１３の内面２１５の周りに環状シーリング・リング２１４、及び同じく近位端２１３の外面２１７の周りに環状取付け突起２１６を含む、シーリング領域を含む。取付け部分２１２の開口端２１８は、上記のように、及び以下でさらに詳しく説明するように、ピストンを受ける。
【００４３】
ピペット・チップ２１０の取付け部分２１２と液体ハンドリング部分２２０との間には、ピペット・チップから径方向外向きに延びる周縁棚状部（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  ｓｈｅｌｆ）２２２がある。この周縁棚状部２２２は、ピペット・チップ２１０がピペット１１０に取り付けられたとき、ピペット・シャフト１１２の遠位端１２０のストップとして作用することができ、ピペットに取り付けられたチップ・イジェクタ１２４（図１）が作用する表面を提供する。周縁棚状部２２２はまた、ピペット・チップ２１０の液体ハンドリング部分２２０に使用中にかかる横方向の力に対してピペット・チップ２１０を安定させるためにも有用である。周縁棚状部２２２は、挿入制限及び安定化のために、取付け突起２１６（及びシャフト１１２の対応する凹部）と協働して作用する傾向にあることに留意されたい。本発明の代替実施例では、挿入深度を制限するために周縁棚状部２２２が使用されるのではなく、シャフト１１２内の内部ステップがこの目的のために作用する。どのような場合でも、（以下で図６に関連して説明するように）チップ２１０がピペットに適切に取り付けられ、取付け突起２１６がシャフト１１２の対応する凹部と係合しているとき、棚状部２２２は好ましくはシャフト１１２の遠位端１２０の近くにあるが接触はしない。
【００４４】
図２のピペット・チップ２１０の別の図が図３に提示されており、ピペット・チップ２１０の遠位端３１２の開口３１０が示されている。複数の径方向フィン３１４がピペット・チップ２１０の外面の周りに配置されている。これらのフィン３１４はピペット・ラックの上面に載るための比較的幅広の面を提供し、ピペット・チップ２１０を横方向の屈折に対して強化し、さらにピペットを手で把持し操作しやすくするテクスチャを提供する。ピペット・チップ２１０のフィン３１４の構成には、美的又はトレードドレス要素を設けることもできる。開示された実施例では、フィン３１４はピペット・チップ２１０の周縁棚状部２２２に近接し、周縁棚状部２２２の下方にあるが、他の構成も可能である。
【００４５】
図４、５及び６は、チップ２１０（図２）の長手方向軸に沿って延びる面に沿って見た、切欠きの形態で本発明によるシーリング・ピペット・チップを示している。
【００４６】
本発明によるシーリング・ピペット・チップ４１０の一実施例は、３つの構成部品を含み、図４に分解図が示されている。
【００４７】
図４のピペット・チップ４１０は、（チップ４１０の取付け部分２１２として作用する）近位側取付けセグメント４１２、（液体ハンドリング部分２２０として作用する）先細状の遠位側液体ハンドリング・セグメント４１４、及び膜フィルタ４１６を含む。部品は互いに押し付けられて、好ましくは接着剤なしで締まり嵌めを形成し、近位側取付けセグメント４１２と遠位側液体ハンドリング・セグメント４１４との間の気密シールが維持される。
【００４８】
近位側取付けセグメント４１２の接続端４１８は、本発明によるピペットに取り付けられる。接続端４１８は以下で図１２を参照してより詳細に図示され説明される。
【００４９】
開示された膜フィルタ４１６は、拡張ＰＴＦＥなどのポリマー又は織物又は繊維材料である。そのような材料は一般に疎水性であるが、乾燥した空気を比較的自由に通過させる。そのような材料をピペット・チップ・フィルタとして使用することにより、非常に小さい液滴であっても、液体がピペット・シャフト及びピストンに届くことを効果的に防ぐ。膜フィルタ４１６は、本発明によるシーリング・チップ４１０の任意の構成部品であり、ピペットのピストンの保護が必要ではない場合又は有利ではない場合、省略することができる。多孔性プラスチック・プラグなどのフィルタの代替形態を、本発明によるチップに使用することもできる。
【００５０】
別個の構成部品から組み立てられる、開示されたシーリング・ピペット・チップ４１０は、有利には、取付けセグメント４１２及び液体ハンドリング・セグメント４１４に別個の材料を使用することができる。
【００５１】
従来のピペット・チップは一般に、多くの量の添加剤を使用せずに、バージン・ポリプロピレンから成形される（ただし少量の着色剤を含むことができるピペット・チップもある）。本発明によるシーリング・ピペット・チップ４１０は、射出成形されたポリプロピレンの構成部品から組み立てることもできるが、取付けセグメント４１２、液体ハンドリング・セグメント４１４のいずれか、又はその両方の組成を変えるといくつかの利点を実現することができる。
【００５２】
例えば、取付けセグメント４１２は、所望の比率のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン、一般にＤｕＰｏｎｔ社のＴＥＦＬＯＮ（登録商標）として知られている）などの潤滑性増強剤に含浸された、ポリプロピレン又は別のポリマーのいずれかから成形することができる。したがって、取付けセグメント４１２の組成は、ピペット・シャフト１１２（図１）への確実な取付けを提供しながら、潤滑で漏れのないピストンのシールを維持するように、調整することができる（図６に示すように、以下でより詳細に説明する）。或いは、取付けセグメント４１２にポリプロピレン又はポリエチレンより軟らかい熱可塑性エラストマーを使用することができ、それにより、シーリング・チップ４１０をピペット１１０に取り付け、又はシーリング・チップ４１０をピペット１１０から取り出すために必要な力が低減され、同様にピストンへの抗力も低減される。
【００５３】
さらに、チップ４１０の２つの別個の部分を使用することにより、シーリング・チップ４１０の性能又は液体ハンドリング・セグメント４１４と接触するいかなる液体の純度も損なうことなく、取付けセグメント４１２に、耐薬品性とすることができ、又はしないことができる様々な添加剤を使用することができる。したがって、取付けセグメント４１２を、より積極的に着色することができ、又は従来のピペット・チップでは許容不能と考えられている様々な物理的に望ましい材料から作製され得る。
【００５４】
同様に、液体ハンドリング・セグメント４１４は、シーリング・チップ４１０とピペットとの取付けに悪影響を及ぼすことなく、ある種の液体がチップに付着しないようにするために、低残留添加剤又は被覆剤を含むことができる。
【００５５】
チップ４１０は別個の成形部品から組み立てられているものとして上記で説明されているが、複数の材料を使用する（ただし一般に膜フィルタを使用しない）チップを、オーバーモールド技術を使用して製造することができることを認識されたい。いくつかの状況では、このようにすることがより有利、又はより費用効果的となり得る。
【００５６】
図５は本発明によるシーリング・ピペット・チップ４１０を組み立てられた形態で示す。図５に示すように、液体ハンドリング・セグメント４１４の内面４２０（図４）と取付けセグメント４１２の外面４２２（図４）との間の比較的きつい摩擦嵌合は、部品を互いに気密アセンブリに保持し、取付けセグメント４１２と液体ハンドリング・セグメント４１４との間の膜フィルタ４１６の所望の位置を維持するために十分である。開示されているように、膜フィルタ４１６は、取付けセグメント４１２の円筒端部４２４（図４）の外径よりわずかに大きいサイズであり、部品が互いに押し付けられるとき、膜フィルタ４１６は取付けセグメント４１２の平坦な円筒端部４２４の周りで屈曲し、部分間の気密シールを維持しながら、液体ハンドリング・セグメント４１４と取付けセグメント４１２との間の定位置に確実に保持される。
【００５７】
任意選択の膜シール４１６は、取付けセグメント４１２と液体ハンドリング・セグメント４１４を分離し、液体、エアロゾル液滴、及び粒子の流れを阻止しながら、空気が２つの部分間を比較的自由に通過できるようにする。液体ハンドリング・セグメント４１４と取付けセグメント４１２との間の結合部は、気密且つ液密であり、図５に示すように、締まり嵌めを使用して２つの部分間の嵌合及びシールを維持するインターフェース嵌合に依存する。同様の効果のために、リング溝結合など、他の結合手段を使用することもできることが理解されよう。膜シール４１６は、取付けセグメント４１２又は液体ハンドリング・セグメント４１４のいずれかに、２つの部分を結合する前に溶接することもでき、又はすべての構成部品を溶接、接着又は他の方法で接着剤を使用して互いに貼り付けることもできる。図示するように、近位側取付けセグメント４１２の一部分が、遠位側液体ハンドリング・セグメント４１４の凹部内に摩擦的に保持される。しかし、複数の部分から作製される本発明によるチップは、例えば遠位側部分４１４を近位側部分４１２に挿入するなど、異なる構成とすることもできることに留意されたい。他の選択肢も明白であろう。
【００５８】
図６は、ピペット・シャフト６１０の一部分に取り付けられた、図５の組み立てられたシーリング・ピペット・チップ４１０を示し、さらにシーリング・チップ４１０内のピペット・ピストン６１２を示す。
【００５９】
図示するように、周縁棚状部６１４はピペット・シャフト６１０の遠位端に当接し（又は近接し）、シーリング・チップの取付けセグメント４１２がピペット・シャフト６１０の内部へと延びている。ピストン６１２はシーリング・チップ４１０の取付け端部４１２内へと延びている。
【００６０】
シーリング・チップ４１０は取付け突起２１６（図２）によってシャフト６１０に結合し、シャフト６１０の内面６１８の周りを延びる、対応し嵌まり合う取付け凹部６１６に係合する。シーリング・チップ４１０を定位置に係止する相互係止又は摩擦係合協働構造６１７を形成するこの係合によって、ピストン６１２がシーリング・チップ４１０内を長手方向に摺動しているときも、シーリング・チップ４１０はピペット・シャフト６１０に確実に取り付けられたままとなり、シーリング・リング２１４（図２）に接触し、シーリング・リング２１４をシールする。取付け突起２１６、シーリング・リング２１４（図２）、及び取付けセグメント４１２の接続端４１８の他の部分と、シャフト６１０及びピストン６１２との相互作用は、図１３に関連して以下でさらに詳しく説明する。
【００６１】
ピペット１１０を最大容量設定に設定すると、ピストン６１２が解放／伸張位置にあるとき（及びプランジャ・ボタン１１６に圧力がほとんど又はまったくかかっていないとき）、ピストン６１２の遠位面６２０は、ピストン６１２がシーリング・リング２１４に係合して気密シールを形成するのに十分な距離だけ、好ましくはそれより少し長く、ピペット・チップ４１０の取付けセグメント４１２をわずかに貫通するだけである。プランジャ・ボタン１１６が押し下げられると、ピストン６１２は取付けセグメント４１２へと移動し、ピペット・チップ４１０内の空気を排出する。完了した押出しストロークに対応するプランジャ・ボタン１１６の最も低い位置で、ピストン６１２の遠位面６２０は、図６に示すように、膜フィルタ４１６にほぼ直接的に隣接することができる。したがって、ピペット・チップ４１０の取付けセグメント４１２内の空間のサイズは、少なくとも、ピペット・チップ４１０の最大液体容量に、押出しストロークに十分な追加容量を加えたものとしなければならず、好ましくはそれよりわずかに大きい。
【００６２】
この空気容量の最小化は、ピペット性能を向上させる傾向がある。優れた正確性及び精密性を、小容量範囲（特に、２μｌ及び１０μｌピペット、及び図７〜１１に示す実施例の対応するチップと同様の容量範囲）で維持することができる。押出しストロークは、より効果的となる傾向がある（押出しによって、従来のピペット構成を使用して可能であるより多くの総空気容量を排出させるため）。より大容量のピペットにおいても、調整可能な容量範囲の下側部分で使用されるとき、正確性及び精密性を向上させることができる。
【００６３】
図４〜６に示すシーリング・チップ４１０の実施例はいくつかの部品から組み立てられるが、射出成形又は別の適切な技法によって、単部品として代替形態を製造することもできることに留意されたい。チップ自体がこのように作製される場合、市販されている従来のピペット・チップと同様に、従来の多孔性プラスチック・フィルタを挿入することができる。また、さらなる代替形態として、本発明によるシーリング・チップの様々なバージョンには、シーリング・リング２１４として作用するチップ内側のＯリング、又は近位側キャップ、又は取付け部分２１２に取り付けるシーリング領域を含む他の構造など、追加部品又は副構成部品を含むことができる。そのような追加部品又は副構成部品は、特にその機能に良く適した材料及び形状で作製することができる。もちろん、他の構成も可能である。
【００６４】
本発明によるピペット・チップの別の実施例が図７に示されている。図示されたピペット・チップ７１０は、この構成では約２０μｌの液体容量を収容する。図２〜６に示す、より大きい実施例と同様に、ピペット・チップ７１０の取付け部分７１２がピペット１１０のシャフト１１２へと延び、近位端７１３付近でピストンをシールする。取付け部分７１２は、図９〜１１に関連して以下でさらに詳しく説明する。図７に示すように、取付け部分７１２は、近位端７１３の内面７１５の周りに環状シーリング・リング７１４、及び同じく近位端７１３の外面７１７の周りに環状取付け突起７１６を含む、シーリング領域を含む。取付け部分７１２の開口端７１８は、上記のように、及び以下でさらに詳しく説明するように、ピストンを受ける。
【００６５】
ピペット・チップ７１０の取付け部分７１２と液体ハンドリング部分７２０との間には、ピペット・チップから径方向外向きに延びる周縁棚状部７２２がある。この周縁棚状部７２２は、ピペット・チップ７１０がピペット１１０に取り付けられたとき、ピペット・シャフト１１２（図１）の遠位端１２０に接触することができ（ただし、上記のように、好ましくは接触しない）、ピペットに取り付けられたチップ・イジェクタ１２４（図１）が作用する表面として作用する。周縁棚状部７２２はまた、ピペット・チップ７１０の取付け部分７１２のシャフト１１２への挿入深度を制限することもでき、ピペット・チップ７１０の液体ハンドリング部分７２０にかかる横方向の力に対してピペット・チップ７１０を安定化させる。
【００６６】
図７のピペット・チップ７１０の別の図が図８に提示されており、ピペット・チップ７１０の遠位端８１２の開口８１０が示されている。複数の径方向フィン８１４がピペット・チップ７１０の外面の周りに配置されている。これらのフィン８１４はピペット・ラックの上面に載るための比較的幅広の面を提供し、さらにピペットを手で把持し操作しやすくするテクスチャを提供する。ピペット・チップ７１０のフィン８１４の構成には、美的又はトレードドレス要素を設けることもできる。開示された実施例では、フィン８１４はピペット・チップ７１０の周縁棚状部７２２から径方向外向きに延びるが、他の構成も可能である。
【００６７】
図８に示す実施例はさらに、フィン８１４の下で液体ハンドリング部分７２０に沿って遠位端に向かって延びる一組の筋交い部８１６を含む。筋交い部８１６は、望ましくない屈折に対してピペット・チップ７１０を補強し、ピペット・チップ・ラックの穴に嵌まる構成になっている。図７〜８に示す２０μｌ容量チップ７１０は図２〜３に示す２００μｌ容量チップ２１０よりはるかに細く、そのためこの構成では筋交い部８１６が特に望ましいことに留意されたい。しかし、筋交い又は補強は他の方法でも達成することができ、又は筋交い部８１６は完全に省略することもできる。
【００６８】
図９、１０及び１１は、チップ７１０（図７）の長手方向軸に沿って延びる面に沿って見た、切欠きの形態で図７〜８のシーリング・ピペット・チップ７１０を示している。
【００６９】
本発明によるシーリング・ピペット・チップ７１０の一実施例は、３つの構成部品を含み、図９に分解図が示されている。
【００７０】
図９のピペット・チップ９１０は、（チップ９１０の取付け部分７１２として作用する）近位側取付けセグメント９１２、（液体ハンドリング部分７２０として作用する）先細状の遠位側液体ハンドリング・セグメント９１４、及び膜フィルタ９１６を含む。部品は、好ましくは接着剤なしに、気密な締まり嵌めで互いに保持されている。近位側取付けセグメント９１２の接続端９１８は、本発明によるピペットに取り付けられる。図２〜６の実施例と同様に、膜フィルタは孔サイズの小さい拡張ＰＴＦＥである。膜フィルタ９１６は、本発明によるシーリング・チップ９１０の任意選択の構成部品であり、ピペットのピストンの保護が必要ではない場合又は有利ではない場合、省略することができる。多孔性プラスチック・プラグなどのフィルタの代替形態を、本発明によるチップに使用することもできる。図２〜６に示す実施例と同様に、図９〜１１に示す圧入以外の別の方法によって、構成部品を互いに取り付けることもできる。
【００７１】
上記で詳細に説明した実施例と同様に、別個の構成部品から組み立てられる、図７〜１１に示す開示されたシーリング・ピペット・チップ９１０は、有利には、取付けセグメント９１２及び液体ハンドリング・セグメント９１４に別個の材料を使用することができる。
【００７２】
図１０は本発明によるシーリング・ピペット・チップ９１０を組み立てられた形態で示す。図１０に示すように、液体ハンドリング・セグメント９１４の内面９２０と取付けセグメント９１２の外面９２２との間の比較的きつい摩擦嵌合は、取付けセグメント９１２と液体ハンドリング・セグメント９１４との間の気密シールを維持し、取付けセグメント９１２と液体ハンドリング・セグメント９１４との間の膜フィルタ９１６の所望の位置を維持するように、部品を互いに保持するために十分である。開示されているように、膜フィルタ９１６は、取付けセグメント９１２の円筒端部９２４の外径よりわずかに大きいサイズであり、部品が互いに押し付けられるとき、膜フィルタ９１６は取付けセグメント９１２の平坦な円筒端部９２４の周りで屈曲し、部分間の気密シールを維持しながら、液体ハンドリング・セグメント９１４と取付けセグメント９１２との間の定位置に確実に保持される。
【００７３】
図７〜１１に示す実施例は、図２〜６に示す実施例で使用される実質的に円筒形のインターフェースと異なり、取付けセグメント９１２と液体ハンドリング・セグメント９１４との間に円錐台形インターフェース１０１２を含むことが認識される。構成部品を圧入又は任意の他の手段（接着剤又は好ましい場合は超音波溶接など）によって使用時に互いに固定することができる限り、本発明によるシーリング・ピペット・チップでは、取付けセグメントと液体ハンドリング・セグメントとの間のインターフェースに任意の望ましい輪郭を使用することができる。本発明の実施例では、２つの部品間のスナップ嵌めを可能にするように、取付けセグメント及び液体ハンドリング・セグメントに相互固定部を成形することができる。図７〜１１に示すチップの図示されたバージョンでは、図２〜６の実施例と同様に、近位取付けセグメント９１２の一部分が遠位液体ハンドリング・セグメント９１４の凹部内に摩擦によって保持される。遠位部分９１４が近位部分９１２へと挿入されているもの、又は単一の成形部分のみを使用するバージョンなどの他の構成が、明白であろう。
【００７４】
図１１は、ピペット・シャフト１１１０の一部分に取り付けられた、図１０の組み立てられたシーリング・ピペット・チップ９１０を示し、さらにシーリング・チップ９１０内のピペット・ピストン１１１２を示す。
【００７５】
図示するように、周縁棚状部１１１４はピペット・シャフト１１１０の遠位端に当接し（又は近傍に隣接し）、シーリング・チップの取付けセグメント９１２がピペット・シャフト１１１０の内部へと延びている。ピストン１１１２はシーリング・チップ９１０の取付けセグメント９１２内へと延びている。
【００７６】
シーリング・チップ９１０は取付け突起７１６（図７）によってシャフト１１１０に結合し、シャフト１１１０の内面の周りを延びる、対応し係合する取付け凹部１１１６に係合する。シーリング・チップ９１０を定位置に係止する相互係止又は摩擦係合協働構造１１１７を形成するこの係合によって、ピストン１１１２がシーリング・チップ９１０内を長手方向に摺動しているときも、シーリング・チップ９１０はピペット・シャフト１１１０に確実に取り付けられたままとなり、シーリング・リング７１４（図７）に接触し、シーリング・リング２１４をシールする。
【００７７】
ピペット１１０を最大容量設定に設定すると、ピストン１１１２が解放／伸張位置にあるとき（及びプランジャ・ボタン１１６に圧力がほとんど又はまったくかかっていないとき）、ピストン１１１２の遠位面１１２０は、ピストン１１１２がシーリング・リング７１４に係合して気密シールを形成するのに十分な距離だけ、好ましくはそれより少し長く、ピペット・チップ９１０の取付けセグメント９１２をわずかに貫通する。プランジャ・ボタン１１６が押下されると、ピストン１１１２は取付けセグメント９１２の内部へと移動し、ピペット・チップ９１０内の空気を排出する。完了した押出しストロークに対応するプランジャ・ボタン１１６の最も低い点で、ピストン１１１２の遠位面１１２０は、図１１に示すように、フィルタ膜９１６にほぼ直接的に隣接することができる。したがって、ピペット・チップ９１０の取付けセグメント９１２内の空間のサイズは、少なくとも、ピペット・チップ９１０の最大液体容量に、押出しストロークのために十分な追加容量を加えたものとしなければならない（通常は、それよりごくわずかに大きい）。
【００７８】
図９〜１１に示すシーリング・チップ９１０の実施例はいくつかの部品から組み立てられるが、射出成形又は別の適切な技術によって、単部品として代替形態を製造することもできることを理解されたい。チップ自体がこのように作製される場合、市販されている従来のピペット・チップと同様に、従来の多孔性プラスチック・フィルタを挿入することができる。
【００７９】
本発明によるピペット・チップ４１０（図４）の近位側取付けセグメント４１２の接続端４１８が、図１２に示されている。ピペット・チップ４１０の接続端４１８に取付け突起２１６及びシーリング・リング２１４を含む、取付けセグメント４１２（図４）の断面が示されている。
【００８０】
図示されているように、取付け突起２１６は、接続端４１８付近で取付けセグメント４１２の外面２１７の周りに環状に突出する半円形断面を有する。以下で図１３に関連して図示するように、取付け突起２１６は、ピペット・シャフトの内面の対応するフィーチャと相互係止するように構成されている。半円形断面は例示的なものであり、取付け突起２１６の１つの可能な構成であることに留意されたい。他の形状及び構成も可能であり、本発明による大量製造ピペット・チップは、単に通常の設計考慮事項、成形及び加工変動、柔軟な材料の金型からの取出し、冷却中の収縮の結果により、図示された対称形状から変形する取付け突起を有することが多い。
【００８１】
同様に、図示されたシーリング・リング２１４は、取付けセグメント４１２の内面２１５の周りに環状に突出する半円形断面を有する。シーリング・リング２１４は、ピストンを押し、ピストンとのシールを形成するように構成されている。取付け突起２１６と同様に、シーリング・リング２１４は、図示のためにのみ半円形断面を有し、その形状はシーリング・リング２１４の１つの可能な構成を表しているに過ぎない。他の形状及び構成も可能であり、本発明による大量製造ピペット・チップは、上述したように単に通常の設計考慮事項及び射出成形の現実の結果として図示された対称形状から変形するシーリング・リング２１４を有することが多い。
【００８２】
本発明による接続端の実施例はまた、図１６〜１７に示すように、近位面と取付けセグメントの内面との間に斜面を画成することができる。そのような任意の斜面は、チップがピペット１１０のシャフトに取り付けられたとき、シーリング・ピペット・チップの取付けセグメントを案内し中心合わせする傾向があり、取付けセグメントの近位面がピストン６１２（図６）と当接せず、チップを取り付ける試みに抵抗しないようにする。
【００８３】
開示されているように、取付け突起２１６は、ピペット・チップの取付けセグメント４１２の全外周の周りに、実質的に連続した環状リングを形成する。しかし、本発明の利点は、小さい分離した隆起状の取付け突起のみを設けることによっても、実現することができることが理解されよう。例えば、取付けセグメント４１２の周りに均等に離間された３つだけの隆起によって、十分な安定性及び取付けの確実性をもたらすことができる。連続及び非連続的な他の構成を使用することもできる。
【００８４】
取付けセグメント４１２のある特徴を図１２に関連して詳細に説明し図示したが、本発明の範囲から逸脱することなく、他の設計の態様も変更することができることを理解すべきである。２つの単純な例を挙げると、取付けセグメント４１２の壁厚は図示するように実質的に均一にしなくてもよく、近位面１２１４と取付け突起２１６との間に面取り部を設けることもできる。これらの変更のいずれかによって、本発明によるチップの性能が本明細書で説明したものから実質的に逸脱することはない。本明細書に記載された図は概略的なものであり、必ずしも本発明によるチップのすべての機能的及び非機能的設計の詳細を説明しているものではない。
【００８５】
本発明によるピペット・チップ４１０（図６）の近位側取付けセグメント４１２の接続端４１８が、ピペット・シャフト６１０及びピストン６１２の対応する部分とともに、図１３に示されている。
【００８６】
図１２に関連して上記で説明したように、ピペット・チップの取付け突起２１６は、取付け凹部６１６に相互係止して、ピペット・シャフト６１０の内面６１８の周りを延びる協働構造６１７（図６）を形成する。図示するように、シャフト６１０の内面６１８の少なくとも一部分１３１２が円筒構造からいくらか傾斜しており、シャフト１１２（図１）の遠位端１２０に向かって幅広になる、全体的に円錐台形の内面を形成することにさらに留意されたい。
【００８７】
したがって、チップ４１０が取付けのために最初にシャフト６１０に置かれるとき、シャフト６１０の内面６１８（及び拡大部分１３１２）の直径が取付け突起２１６を含む取付けセグメント４１２より大きく、ピストン６１２がまだシーリング・リング２１４内にないため、抵抗がほとんど又は全くない。チップ４１０がシャフト６１０へと摺動し、周縁棚状部２２２（図２）がシャフト１１２の遠位端１２０へと接近すると、内面６１８は徐々に狭くなり、取付け突起２１６が対応する取付け凹部６１６に到達して相互係止するまで、取付けセグメント４１２の接続端４１８を内向きに押す。一方、シャフト６１０が取付けセグメント４１２の接続端４１８をピストン６１２に向かって付勢すると、シール・リング２１４も圧迫される。開示された実施例では、シール・リング２１４はピストン６１２の外径とほぼ等しく、又はわずかに大きい、非圧迫内径を有し、取付けセグメント４１２の接続端４１８及び外面２１７がシャフト６１０の幅狭になる内面６１８によって変形するため、シール・リング２１４はピストン６１２と接触して気密シールを形成しはじめる。
【００８８】
本発明の代替実施例では、チップ４１０は、取付けセグメント４１２のシーリング・リング２１４がピストン６１２よりわずかに小さい直径を有するように構成されている。この実施例では、取り付けられたチップ４１０は、（取付け突起２１６を通してなど）チップにいかなる追加の力もかける必要なしに、ピストン６１２に対してシールすることができ、シャフト６１０の内部は先細りの形状にする必要がない。
【００８９】
取付け突起２１６とシャフト６１０の対応する取付け凹部６１６との間の協働構造６１７によって形成される相互係止によって、ピストン６１２がチップ４１０の内外へと動くとき、チップ４１０は実質的に固定されたままとなり、ピストン６１２の軸方向位置とチップ４１０内でピストン６１２によって排出された空気の量との間に概して線形の関係が保証される。正確な実施のために、ピペット１１０が操作されるときチップ４１０とシャフト６１０との間の軸方向の動きを避けるべきである。
【００９０】
図１３に示すように、チップ４１０がピペット１１０に完全に取り付けられたとき、取付け突起２１６は取付け凹部６１６と相互係止され、シール・リング２１４がピストン６１２に押し付けられて、チップ４１０とピストン６１２との間にシールを形成する。図示されるように、この完全に取り付けられた位置では、取付けセグメント４１２は、元の形状からいくらか変形することができ、取付け凹部６１６及びシャフトの内面６１８を介して接続端４１８で内向きに押し付けられる。シール・リング２１４は、シール・リング２１４がわずかに変形して効果的な気密シールを確実にするのには十分であるが、ユーザがプランジャ・ボタン１１６及びロッド１１８を通して指示すると、ピストン６１２の軸方向の動きを実質的に制限するほどではないように、ピストン６１２に押し付けられる。その結果、取付けセグメント４１２は、ある設計で作られるシール・リング２１４がピストン６１２に押圧され変形しても、ピストン６１２の低摩擦動作を合理的に妨げないことができる材料から作製される。
【００９１】
本発明の実施例では、チップ４１０が、取付け突起２１６と取付け凹部６１６との間の実質的な遊びをなくすことによってピペット１１０に取り付けられたとき（ただし、シャフト６１０及びチップ４１０の他のフィーチャも使用して、又は他のフィーチャを代わりに使用して、チップをシャフトに固定することもできる）、チップ４１０を基本的に固定するように、取付け突起２１６は取付け凹部６１６の半径と等しい、又はわずかに大きい半径を有する。したがって、図１３（及びその他）に示す部品の図面は、概略的であり、概括的な関係を示し、等縮尺ではない可能性がある。
【００９２】
ピストン６１２がシャフト６１０及びチップ４１０内で軸方向に動くと、ピペット１１０の動作時にピストンによって排出された空気は完全にチップ４１０内にあり、必ずしもピペット１１０又はそのシャフト６１０のいかなる他の領域内にあるとは限らない。したがって、ピストン６１２とピペット１１０の任意の他の部分との間には、どのようなシールも必要ではない。
【００９３】
図１３に示すように、ピストン６１２は遠位端付近に面取り部１３１４を含み、取付けセグメント４１２の接続端４１８がピストン６１２において引っ掛かり挿入を妨げることがないようにすることによって、シャフト６１０へのチップ４１０の取付けを容易にする。
【００９４】
図１４及び１５は、本発明によるチップの取付けセグメント１４１１の接続端１４１０の代替形態を示す。図１４に示されている接続端１４１０には内面１４１２から突出するシーリング・リングがなく、内面１４１２と近位面１４１６との間を移行する面取り部１４１８のシーリング領域１４１４として作用する位置で、本発明によるピペットのピストンに対してシールすることが企図される。
【００９５】
図１５に示すように、ピペット・シャフト１５１０に取り付けられるとき、取付け突起１５１２が再度、取付け凹部１５１４と相互係止されると、取付けセグメント１４１１の接続端１４１０が変形されてシーリング領域１４１４をピストン１５１６に押し付け、それにより実質的に気密なシールが形成される。
【００９６】
或いは、この移行シールの形態を、面取り部１４１８を省略するチップで使用することができ、その場合ピストン１５１６とチップの接続端１４１０との間のシールが、内面１４１２と近位面１４１６との間の移行部を画成する環状部に生じることになる。
【００９７】
図１６及び１７は、本発明によるチップの取付けセグメント１６１１の接続端１６１０の別の代替形態を示す。図１６に示される接続端１６１０では、内面１６１２と取付けセグメント１６１１の近位端１６１４に間に斜面を含み、シール・リングは内面１６１２から突起しておらず、むしろ取付けセグメント１６１１の近位端１６１４の近くに、内面１６１２の環状領域がピストンをシールするように意図されている。
【００９８】
図１７に示すように、ピペット・シャフト１７１０に取り付けられるとき、取付け突起１７１２が再度、取付け凹部１７１４と相互係止されると、取付けセグメント１６１１の接続端１６１０が内向きに変形されて環状シーリング領域１７１６をピストン１７１８に押し付け、それにより実質的に気密なシールが形成される。
【００９９】
図１２〜１７に示す実施例はピストン６１２、１５１６又は１７１８に対して様々にシールするが、これらはすべて、チップ１１４を本発明によるピペット１１０に取り付けるように、シャフト６１０、１５１０又は１７１０の内面の取付け凹部６１６、１５１４又は１７１４と協働する取付け突起２１６、１５１２又は１７１８とともに示されている。シール・リングに必ずしも対向せず、又は軸方向に近接しない、取付け突起を含む追加の代替形態も可能である。本発明の１つの可能な実施例は、取付け突起及び協働する取付け凹部を省略し、その実施例では、チップ１１４は、取付けセグメント１６１１及びシャフト１７１０の内面を含む摩擦係合された協働構造によってピペット１１０のシャフト１７１０に保持され、上記で図２に関連して論じたように、チップ１１４の周縁棚状部２２２又はシャフト１７１０内の内部段部によって、チップ１１４の挿入深度が制限され、好ましい場所に維持される。
【０１００】
取付け突起２１６及びシール・リング２１４（図１２）の輪郭は、本明細書では、全体的に半円形断面を有し、非常に平滑であるとして示されていることが理解されよう。本発明による近位側取付けセグメント１８１０は、異なる輪郭を有することもできることが理解されよう。図１８に示すように、取付けセグメント１８１０は、それぞれが比較的真っ直ぐな線分によって画成された、シール・リング１８１２及び取付け突起１８１４を有する。図１８に示す輪郭を有するチップは、図１２に示す輪郭を有するチップと実質的に機能が等しい。もちろん、他の構成も可能であり、成形設計の当業者の裁量の範囲内であり、厳密な機能の均等性が維持されない場合であっても、本発明の範囲内であるとみなされる。実際には、射出成形が所望の寸法及び輪郭を遵守した場合であっても、冷却、収縮、金型からの取出し、他の取扱い段階、及び本明細書で説明されない別の要因の結果として、金型から取り出された部品の実際の形状が大きく異なることがある場合が見られるはずである。これらの変化した特性を有するチップは所望の形状、本明細書に図示された輪郭、又は金型の形状から大きく変形されることがあるが、それにもかかわらず本発明の範囲内とみなされる。
【０１０１】
図１に示すピペット１１０は、従来の手持ち式ピペットでは一般的であるように、ピペット・シャフト１１２の外部のイジェクタ１２４に連結されたイジェクタ・ボタン１２８を含む。一般に、そのような構成では、ばね抵抗に作用するようにイジェクタ・ボタン１２８に圧力を加え、イジェクタ・ボタン１２８を押下してピペット１１０の遠位端１２０に向かって軸方向に動かすことによって、ピペット・チップがピペットから取り出される。この力は、ピペット１１０の機構を通って、チップ１１４に対して作用するイジェクタ１２４へと伝達され、チップ１１４をシャフト１１２の遠位端１２０から外れるように押す。
【０１０２】
しかし、本発明によるシールレス・ピペット及びシーリング・チップでは、イジェクタをシャフト内部の位置に再配置することも可能である。内部イジェクション機構を備えたピペットは従来の外部イジェクション・ピペットより洗浄しやすく、イジェクション機構は外力又は衝撃による破損に対してより耐えるようにすることができる。さらに、ピペットをより小さく作製することができ、シャフトはチップ取出しのための外部部品が必要でないため、より小さい範囲へのアクセスが可能になる。さらに、目に見える取出し機構がない、平滑なピペット・シャフトを有することが、美的に好ましい。
【０１０３】
内部イジェクタ１９１２を備えた、この構成の実施例が、図１９に示されている。図示された実施例では、他の実施例（例えば、図１３に示すバージョン）と同様に、チップ１１４の取付けセグメント１９１４がシャフト１９１６と結合し、ピストン１９１８に対してシールするが、シャフト１９１６とピストン１９１８との間の空間には、内部イジェクタ１９１２が軸方向に動くように取り付けられている。非作動位置では、ロッド１９１２が、シャフト１９１６に取り付けられたピペット・チップ１１４の取付けセグメント１９１４の近位面１９２０を避け、又はほとんど接触しない位置にある。したがって、内部イジェクタ１９１２はチップの取付けに干渉しない。イジェクタ・ボタン１２８（図１）に圧力が加えられるとき、イジェクタ１９１２が軸方向に動かされ、ピペット・チップの近位面１９２０に対して作用し、取付け突起１９２２を取付け凹部１９２４から移動させ、チップ１１４をシャフト１９１６から外れるように押す。取付け突起１９２２又は取付け凹部１９２４を含まない本発明の実施例では、イジェクタ１９１２が、チップ１１４をシャフト１９１６に保持する摩擦力に対して単純に作用する。
【０１０４】
説明した実施例では、内部イジェクタ１９１２は、一般に機械的連携によって、上記のようにイジェクタ・ボタン１２８に結合されている。しかし、その代わりに、内部イジェク１９１２は、ピストン１９１８又はプランジャ・ボタン１１６機構（図１）との連携によって起動することができ、プランジャ・ボタンが、チップからすべての液体が排出される押出し位置を通り過ぎたときのみ、取り付けられたチップ１１４に対して効果をもたらし作用する。本発明の実施例では、イジェクタ１９１２はピペット１１０のピストンに段部又は他の突起を含み、プランジャ・ボタンが上記のように押出し位置を過ぎて押下されたときのみ、チップ１１４に接触し、チップ１１４に対して作用する。
【０１０５】
上記で説明し図１９に示したように内部イジェクションが使用されるとき、周縁棚状部２２２（図２）はピペット・シャフト１１２（図１）の縁部を超えて径方向に延びる必要がない、すなわち、そのような棚状部は全く必要がないことに留意されたい。従来のイジェクション機構では、周縁棚状部２２２は、外部イジェクタ１２４が作用することができる表面を提供することができるが、この機能は、内部イジェクタ１８１２がシャフト１１２の内部でチップ１１４の一部分に対して作用するとき、不要である。
【０１０６】
イジェクタ１９１２は、この用語が一般に細長い円筒形又は角柱として理解されるため、物理的なロッドの形状をとる必要はないことに留意されたい。むしろ、内部イジェクタ１９１２は、遠位端において全体的に環状とすることができ、遠位端でチップ１１４の同じく環状の近位面１９２０と接触し、近位面１９２０に対して作用する。他の形状及び構成も可能であり、本発明の範囲内であるとみなされる。
【０１０７】
まとめると、本発明によるピペット・チップ１１４はピストン６１２に対して直接シールするので、本発明によるピペットはいかなる内部シーリング機構も含む必要がなく、それにより潜在的な故障点としての内部ピペット・シールを排除し、定期的なピペット点検の必要性が低減される。本発明によるピペット１１０は、概して従来のピペット及び他の市販されているピペットに相当するが内部シールがない構成を有することができ、シャフト１１２は本明細書で説明されたピペット・チップ１１４に取り付けるように構成される。
【０１０８】
チップ１１４をシャフト１１２に取り付ける他の手段も可能であることにも留意されたい。例えば、シャフト１１２の外部に相互係止機構を設けることもできる。代替実施例では、本発明によるチップの棚状部２２２（図２）又はその周りの突起又はクリップが、シャフトの外面の対応するフィーチャ（溝など）と協働することができる。そのような構成の他の例が、図２０に示されている。或いは、シャフトの突起が、チップ上の１つ又は複数の凹部と相互係止することができる。この代替例の１つのそのようなバージョンが、図２１に示されている。これらの代替実施例等は、本発明の範囲内であるとみなされる。本明細書の他の図面と同様に、図２０〜２１は、概括的な機能構成を強調するように特徴が誇張された形状及びサイズを有することがあり、したがって概略的であるとみなされるべきである。
【０１０９】
本発明によるシールレス・ピペット２２１０の１つの実施例が図２２に示されている。図示された実施例は、Ｒａｉｎｉｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，  ＬＬＣから販売されているＲＡＩＮＩＮ  ＣＬＡＳＳＩＣピペットの簡略化された図であり、本明細書で説明されるシーリング・ピペット・チップで使用するために修正されている。
【０１１０】
図１に示す実施例と同様に、手持ち可能な本体２２１２、プランジャ・ボタン２２１４、及びピペット２２１０を操作するために使用されるプランジャ・ロッド２２１６、イジェクタ・ボタン２２２０に連結されたチップ・イジェクタ２２１８、及びチップ取付けシャフト２２２２を含む。
【０１１１】
内部では、構造は、相当する従来のピペットとある程度類似している。容量つまみ２２２４及び容量設定ねじ２２２６を含む容量設定機構を、従来のピペットから適合させることができる。プランジャ・ロッド２２１６は、ストロークばね２２３０及び押出しばね２２３２によって上向きにばね付勢されたピストン・アセンブリ２２２８に対して作用し、押出しばね２２３２は、ピストン・アセンブリ２２２８が特定のホーム位置を越えるときのみ、圧迫される。
【０１１２】
しかし、ピストン・アセンブリ２２２８は、シャフト２２２２を通って軸方向に延びる細長いピストン２２３４を含むことに留意されたい。この細長いピストン２２３４は、本明細書で説明され図示されたように、シャフト２２２２の遠位端２２３６に取り付けられた本発明によるチップに対してシールする。
【０１１３】
従来のピペットでは、ピストンは、一般にはＯリング又は他の環状シールによって、シャフトに対してシールされることになる。レイニン・クラッシック・ピペット（ＲＡＩＮＩＮ  ＣＬＡＳＳＩＣ  ＰＩＰＥＴＴＥ）では、そのようなシールが、押出しばねと、図２２に示す段部２２３８など、シャフト２２２２の内部段部との間に置かれている。
【０１１４】
図２２に示す実施例では、類似するフォーム・ファクタを有する従来のピペットでシールが配置されるはずのところに対応する、シャフト２２２２の段部２２３８の周りの部分に、シールが存在しないことが観察される。ピストン２２３４とピペット２２１０の任意の他の部分との間もシールの必要はない。ピペット２２１０は、ピストン２２３４をシャフト２２２２内に確実に中心合わせし、又は整列させるための構造を含むことができ、そのような構造はピペット２２１０内又はピストン２２３４の周りの空気流を妨げない傾向がある場合があるが、本発明によるピペットでは気密シールは必要ではない。
【０１１５】
本発明の様々な実施例の上記の説明をある程度詳細に述べたが、本発明はこれらの詳細に限定されず、本発明に従って作製されるシーリング・ピペット・チップ及びシールレス・ピペットは開示された実施例と多くの点で異なることができることが観察されよう。特に、本発明の実施例は、多くの様々な流体ハンドリング用途で使用することができることが理解されよう。上記では、説明及び明確性のために、機能的差異を述べたことに留意されたい。本発明によるシステム又は方法の構造的差異は、同じ境界に沿って描かれていない場合もある。したがって、適切な範囲は添付の特許請求の範囲に従うものとみなされる。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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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１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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