(57)【要約】本発明は、液体２のサンプルを吸引し、および／または放出するための装置１に関する。前記装置は、可動ユニット３を含み、可動ユニット３は、実質的にシステム液体６もしくはサンプル液体２により満たされた空洞５を有するとともに、空洞５に作用し、液体２を吸引し、および／または分配する可動要素７を有する可動ユニット３を含む。さらに、可動ユニットには、吸引および／または分配の間、可動要素７を移動させるための、第１ドライブ８と係合した、もしくは係合可能な、第１ドライブ要素８’が設けられ、分配中、空洞内の液体２、６のうちの１つで圧縮波を発生させるパルス発生器９が設けられ、空洞５と連通する液体導管１０が設けられ、さらに、取り外し可能なピペットチップ１１’を受け入れるピペットチップ１１もしくはアダプター１２が設けられている。
2004512951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動ユニット（３）を含む、液体（２）のサンプルを吸引しおよび／または放出するための装置（１）であって、上記可動ユニットは、
実質的にシステム液体（６）もしくはサンプル液体（２）により満たされた空洞（５）を有し、空洞（５）に作用し、液体（２）を吸引し、および／または分配する可動要素（７）を有する中空ボディー（４）と、
吸引および／または分配の間、可動要素（７）を移動させるために、第１のドライブ（８）と係合した、もしくは係合可能な第１のドライブ要素（８’）と、
分配中、空洞（５）内の液体（２，６）のうちの１つに圧力波を発生させるパルス発生装置（９）と、
空洞（５）からの放出を受ける液体導管（１０）と、
取り外し可能なピペットチップ（１１’）を受けるピペットチップ（１１）もしくはアダプター（１２）とを含み、
液体ライン（１０）は、アダプター（１２）および／またはピペットチップ（１１、１１’）へ、徐々に変化するか、もしくは、ピペットチップ（１１）および／またはアダプター（１２）を含み、
可動ユニット（３）は、少なくともＸ，ＹまたはＺの空間軸方向に可動となるよう、キャリアユニット（１３）上に位置決めされ、
Ｘ、ＹまたはＺの空間軸方向に可動ユニット（３）を移動させるためのキャリアユニット（１３）は、第２のドライブ（１４）に係合した少なくとも１つの第２のドライブ要素（１４’）を含み、
キャリヤユニット（１３）は、また流水経路（１５）を含み、
中空ボディー（４）は、空洞（５）に排出する流水注入口（１６）を含み、さらに、Ｘ，ＹまたはＺの空間軸方向への可動性の結果として、流水導管（１５）および流水注入口（１６）を接続し、および切断するよう実装されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
中空ボディー（４）が、流水注入口（１６）の領域でスライド弁として実装され、もしくは、流水注入口（１６）を開閉する追加バルブ（１７）をそこに含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
シール手段（２０）が、中空ボディー（４）の表面（１８）とキャリヤユニット（１３）の表面（１９）との間に位置決めされることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の装置（１）。
【請求項４】
流水注入口（１６）が、流水経路（１５）と流水注入口（１６）とを連結し、および切断する、中空ボディー（４）のＸ、Ｙ、またはＺの空間軸方向への動きを用いて、流水経路（１５）のエンドピース（２２）を適用させるよう実装された接点（２１）を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項５】
液体（２）を吸引し、および／または分配するための可動要素（７）が、ピストン（２３）として実装され、空洞（５）がシリンダー（２４）として実装されており、ピストン（２３）の後端（２５）は、ピストン（２３）へ向かって、つまり、空洞（５）内の液体（２，６）にパルスを放出するパルス発生装置（９）として実装された圧電スタック（２６）に接続され、空洞（５）がシリンダー（２４）として実装された圧電スタック（２６）に接続され、さらに、圧電スタックの後端（２７）は、ピストン（２３）を上下させる、すなわち、液体（２）を吸引し、および／または分配する第１のドライブ要素（８’）に接続されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項６】
装置が、第１のドライブ（８）を用いてピストン（２３）を移動させ、および／または、第２のドライブ（１４）を用いて可動ユニット（３）を移動させ、および／または、これら２つのドライブを同期させ、さらに圧電スタック２６のパルスを制御し、さらに必要なら、バルブ１７を制御する、コントローラを備えていることを特徴とする、請求項５に記載の装置（１）。
【請求項７】
液体（２）を吸引し、および／または分配する可動要素（７）が、膜（２８、２８’）を含むという特徴を有する、請求項１〜４のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項８】
膜がその周縁（２９）の周りで中空ボディー（４）の内壁（３８）へ、さらに、その背面（３１）上で圧電スタック（２６）へと接続されている受動膜（２８）であり、圧電スタック（２６）は受動膜（２８）、つまり、空洞（５）内の液体（２）にパルスを放出するパルス発生器（９）として実装され、圧電スタック（２６）の後端（２７）が、膜（２８）を上下させるために、すなわち、液体（２）を吸引し、および／または分配するために、第１のドライブ（８）に接続されていることを特徴とする、請求項７に記載の装置（１）。
【請求項９】
第１のドライブ（８）が、モーター（３０）およびそれに取付けられたミニチュア軸受（３２）に連結される転送パート（３１）を通して、圧電スタック（２６）の後端（２７）に取付けられたウエッジ（３３）に作用する、エンコーダもしくはステップモーターを備えたＤＣモーターを含んでいることを特徴とする、請求項８に記載の装置（１）。
【請求項１０】
装置が、第１のドライブ（８）を用いて膜（２８）を移動させ、および／または、第２のドライブ（１４）および圧電スタック（２６）のパルスを用いて可動ユニット（３）を移動させ、さらに必要なら、バルブ（１７）を制御する、コントローラを含んでいることを特徴とする、請求項９に記載の装置（１）。
【請求項１１】
膜が、空洞（５）内の液体（２）にパルスを放出するパルス発生器（９）として実装された、能動バイモルフ圧電膜（２８’）であることを特徴とする、請求項７に記載の装置（１）。
【請求項１２】
膜（２８’）の後側（３１’）もしくは周縁（２９’）が、ウエッジ（３３）を支える空洞シリンダー３４に接続されていることを特徴とする、請求項１１に記載の装置（１）。
【請求項１３】
能動膜（２８’）の周縁（２９’）と中空ボディー（４）の内壁（３８）との間の空洞（５）をシールするリングシール（３５）を含んでいることを特徴とする、請求項１２に記載の装置（１）。
【請求項１４】
第１のドライブ（８）が、モーター（３０）およびそれに取付けられたミニチュア軸受（３２）に連結される転送パート（３１）を通して、空洞シリンダー（３４）に取付けられたウエッジ（３３）に作用する、エンコーダもしくはステップモーターを備えたＤＣモーターを含んでいることを特徴とする、請求項１２または請求項１３に記載の装置（１）。
【請求項１５】
装置が、第１のドライブ（８）を用いてウエッジ（３３）を移動させ、および／または、第２のドライブ（１４）および圧電膜（２８’）のパルスを用いて可動ユニット（３）を移動させ、さらに必要なら、バルブ（１７）を制御する、コントローラを含んでいることを特徴とする、請求項１４に記載の装置（１）。
【請求項１６】
先行する請求項１から請求項６、請求項７から請求項１０、請求項１１から請求項１５のうちの１つに記載の、１つ以上の装置を含んでいることを特徴とする、液体（２）のサンプルを吸引し、および／または分配するためのシステム（４０）。
【請求項１７】
システムが、Ｘ、および／または、Ｙ、および／または、Ｚの方向に装置（１）を動かすロボット装置（４１）を含んでいることを特徴とする、請求項１６に記載のシステム（４０）。
【請求項１８】
スイッチ要素（４３、４３’）を通して、個々の装置（１）、もしくは装置の線形グループ（４４）および／または２次元アレイ（４５）の第１のドライブ要素（８’）上および／または第２のドライブ要素（１４’）上に係合するよう実装されたシャフト（４２）を有する、第１のドライブ（８）および第２のドライブ（１４）を含むことを特徴とする、請求項１６または請求項１７に記載のシステム（４０）。
【請求項１９】
グループ（４４）が、４、８、１２、１６、２４、または３２台の装置（１）を含み、アレイ（４５）が、１６、３２、９６、３８４、または１５３６台の装置を含むことを特徴とする、請求項１８に記載のシステム（４０）。
【請求項２０】
位置に依存して、ドライブ（８’、１４’）のシャフト（４２）および／またはドライブ要素（８’、１４’）に係合され得る、セレクタシャフト（４７）の直線変位用スイッチ（４６、４６’）を含んでいることを特徴とする、請求項１８または請求項１９に記載のシステム（４０）。
【請求項２１】
液体（２）のサンプルピペット操作し、もしくは分配するための、請求項１〜１５のいずれか１つに記載の装置（１）、もしくは、請求項１６〜２０のうちのいずれか１つに記載のシステム（４０）の使用。
【請求項２２】
液体（２）のサンプルが、特に９６個、３８４個、または１５３６個のウエルを有するマイクロプレートなどの、マイクロプレートのウエル内でピペット操作され、もしくは分配されることを特徴とする、請求項２１に記載の使用。
【請求項２３】
液体（２）のサンプルが、特にマルディ（ＭＡＬＤＩ）ＴＯＦ−ＭＳターゲット、および／または、バイオチップなど、サンプル調査のためのターゲットの表面上でピペット操作され、もしくは分配されることを特徴とする、請求項２１に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、独立請求項１のプレアングルに従う、液体サンプルの吸引および／または放出のための装置、および、こうした装置を１つ以上含むシステムに関する。
【０００２】
（背景技術）
１０μｌより多い体積を有する液滴は、ピペットが正しく操作される場合、自発的にピペットチップから滴下するので、液滴は非常に容易に空中から分配可能であることが知られている。それで、液滴サイズは、表面張力、もしくは粘着性などのサンプル液体の物理的性質により決定される。その結果、液滴サイズは、分配される液体の量の分解能に制限を与えることになる。
【０００３】
これに対して、１０μｌ未満の体積を有する液体サンプルの吸引および分配、すなわち、ピペット操作では、通常、こうした小サンプルを確実に分配する器具および技術を必要とする。ピペットチップを用いた、すなわち、液体サンプルの分配、もしくは、吸引用装置のエンドピースを用いた液体の分配は、空中から（「空中からの」）、もしくは表面接触により可能である。この表面は、液体サンプルが分配される容器の固体表面（「先端の接触上」）であってもよい。また、この表面は、この容器に入った液体の表面（「液体の表面上」）であってもよい。分配に続く混合処理は、特にナノリットルもしくはピコリットルもの範囲の、非常に微小なサンプル体積のために推奨されるもので、これにより、サンプル体積は、反応液中へ確実に均一に分配される。
【０００４】
使い捨てチップは、サンプルの一部の容器への意図しない移動（汚染）の危険を、著しく減少させるものである。形状と材料が、非常に微小な体積を正確に吸引し、および／または分配するよう最適化された、簡単な使い捨てチップ（「空気置換えチップ」）が知られている。内部にポンププランジャを備えた、いわゆる「容積式チップ」の使用も知られている。１０μｌ未満の体積のピペット操作処理の自動化には、２つの手順を互いに区別する必要がある：液体サンプルの定義された取込み（吸引）と、その後の放出（分配）である。こうした２つの処理の間に、ピペットチップは、液体サンプルの吸引位置がその分配位置と別位置になるよう、通常、実験者もしくは装置により移動される。ポンプ（例えば、シリンジポンプとして実装された希釈器）、液体ライン、およびエンドピース（ピペットチップ）を含む液体システムのみが、吸引、および／または、分配の精度および再現性にとって不可欠なものである。
【０００５】
装置および対応する方法は、米国特許第５，７６３，２７８号明細書により知られている。それらは、ピペット操作針、シリンジを備えた液体出口を伴う希釈器、およびバルブを含む装置による、微小体積の自動ピペット操作に関係している。シリンジはピストンおよびピストンドライブを含んでいる。ラインは、針と希釈器の液体出力とを接続し、希釈器およびラインは、実質的に非圧縮性の液体を含んでいる。パルス発生器が装置内に位置決めされ、少なくとも０．０１Ｎｓの力の機械的パルスをラインの液体へ直接放出可能となるよう、ライン内の非圧縮性な液体に接続される。この種のパルスは、液体を針の外へ動かすために用いられる。液滴サイズは、希釈器ピストンの目標とする前進により決定され、液滴はパルスを用いて針から放出される。希釈器を用いて体積が決定されるので、液滴サイズとその再現性は、希釈器の分離能の関数であり、それによって制限される。
【０００６】
ピエゾ素子の形でのピストンポンプおよびパルス発生器を含む、種類に従うピペット操作装置は、日本特許第０９３２７６２８号（特開平９−３２７６２８号）により知られている。ピエゾ素子は、また、ピストンの前部プレートであり、分配手順の終了のために用いられる。ピストンを下向きに移動させると液体の大部分が分配され、圧電プレートが作動している間は、ピストンはブロックされる。圧電プレートの移動方向は、この場合ピストンのそれに一致する。このようにして、分配される体積の少なくとも一部は、常にピストンの運動に依存し、これにより、ピペット操作装置の分離能は、ピストン運動の再現性により制限される。
【０００７】
本発明の目的は、ピペットチップから独立した洗浄入口経由で空洞を洗い流すことを可能にする、ピコリットルの範囲まで少ない、液体サンプルの吸引および／または分配のための、最初に引用したタイプの代替装置を示唆することである。
【０００８】
この目的は、独立請求項１の特徴に対応した、液体サンプルを吸引し、および／または分配する装置が示唆されている本発明に従って達成される。さらなる好ましい特徴は、従属請求項に由来する。
【０００９】
液体サンプルを吸引し、および／または分配するこうした装置は、非常に省スペースな形での構成が可能となる利点を有しており、結果として、液体サンプルを吸引し、および／または分配するシステムは、単一の装置はもちろんのこと、好ましくは、直線状グループ、もしくは２次元アレイに位置決めされた、多数のこうした装置を含むことが可能となる。こうしたシステムは、好ましくは自動化され、その結果、多数のサンプルを処理することが可能となる。サイクルの合理化のために、こうしたシステムはＸ、および／またはＹ、および／または、Ｚの方向に装置を移動可能なロボット装置を装備しているのが好ましい。アレイに配置される複数の装置に起因して、液体サンプルは、マイクロタイトレーションプレート（ｍｉｃｒｏｔｉｔｒａｔｉｏｎ　ｐｌａｔｅ）（郵便番号（ｚｉｐ）９２８３４、米国カリフォルニア州フラートン、ハーバー大通り、４３００Ｎ私書箱３１００のベックマンコールター（Ｂｅｃｋｍａｎ　Ｃｏｕｌｔｅｒ）社の商標）として知られている、マイクロプレートの「ウエル」に分配されてもよい。
【００１０】
液体サンプルを吸引し、および／または分配するための、本発明に従う装置の、好ましく、かつ模範的な実施例は、概要図に基づき、以下により詳細に説明されるが、これは、単に本発明を例示するためのものであり、その範囲を制限しようとするものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、第１の実施例に従った、本発明に従う液体サンプルを吸引し、および／または分配するための装置を示している。この装置１は、液体２のサンプルを吸引し、および／または放出するために、すなわち、こうした液体を分配し、および／またはピペット操作するために用いられる。この装置１は、順番に、実質的にシステム液体６もしくはサンプル液体２で満たすことが出来る空洞５を有する中空ボディー４を含む、可動ユニット３を備えている。また、可動ユニット３は、液体２を吸引し、および／または分配するために、空洞５に作用する可動要素７、および、吸引および／または分配中に、可動要素７の位置をずらすために、第１ドライブ８に係合する第１ドライブ要素８’を含んでいる。さらに、可動ユニット３は、分配中、空洞５内の液体２、６のうちの１つで圧縮波を発生させるためのパルス発生器９、空洞５から放出する液体ライン１０、および、使い捨てピペットチップ１１’を受けるピペットチップ１１もしくはアダプター１２を含んでいる。この場合、液体ライン１０は、アダプター１２および／またはピペットチップ１１、１１’へと切り換わるか、もしくは、液体ライン１０が、ピペットチップ１１および／またはアダプター１２を含んでいる。
【００１２】
可動ユニット３は、キャリヤユニット１３上に位置するので、少なくともＸ、Ｙ、またはＺの空間軸方向に可動であり、キャリヤユニット１３は、可動ユニット３をＸ、Ｙ、またはＺの空間軸方向へ動かすために、第２のドライブ要素１４と係合した、少なくとも１つの第２のドライブ要素１４’を含んでいる。キャリヤユニット１３は、また、好適にはピペットチップの如何にかかわらず、ある方向に、空洞５を洗浄し、および／または満たすための洗浄ライン１５を含んでいる。中空ボディー４は、空洞５に放出する洗浄入口１６を備えおり、それはさらに、Ｘ、Ｙ、またはＺの空間軸の方向への可動性により、洗浄ライン１５と洗浄入口１６とを接続し、および切断するよう実装される。
【００１３】
小体積のピペット操作のために、ピペットチップ１１、１１’は、それらの最先端部分が特定体積のサンプル液体２で満たされるだけであり（吸引）、さらに、全体もしくは部分的段階的に再び分配されてもよい（分配）。こうした場合、パルス発生器９によってシステム液体に放出されたパルスが伝播し、ピペットチップ１１、１１’の出口開口部まで液体を追いやり、その結果、液滴離脱もしくは液滴射出を引き起こすことができるよう、空洞５は、実質的にシステム液体６で満たされるのが好ましい。システム液体６は、洗浄ライン１５、および、空洞５からの気泡の除去（追い出し）をかなり容易にする洗浄入口１６を通って満たされるのが好ましい。
【００１４】
分配においてのみ、空洞５、液体ライン１０、アダプター１２、および／または、ピペットチップ１１、１１’は、洗浄ライン１５および洗浄入口１６を通って、サンプル液体２で満たされるのが好ましい。続いてサンプル液体２は、可動要素７とパルス発生器９の相互作用、もしくは、パルス発生器９のみにより分配される。
【００１５】
通常、ピペットチップ１１、１１’および／または空洞５の内容量は、多数の体積ユニットの分配に十分であるため、キャリヤユニット１３の洗浄ライン１５と中空ボディー４の洗浄入口１６とは、絶えず互いに連結されている必要はない。従って、空洞５を満たし、空洞を洗い流すには、洗浄ライン１５および洗浄入口１６を散発的に相互接続させるだけで十分である。この目的のため、可動ユニット３の全体は、それがＸ、Ｙ、またはＺの空間軸方向に可動となるように、すなわち、これらの方向の少なくとも１つへの動きのにより、洗浄ライン１５と洗浄入口１６とが、互いに連結され、または切断されるように実装される。この最も簡単な場合には、可動ユニット３は、スライド弁として実装される；また、洗浄入口には、洗浄入口１６を開閉させる追加バルブ１７が備えられていてもよい（図１４参照）。
【００１６】
図１に示されたこの第１の実施例では、パルス発生器９は、予めテンションをかけられた圧電スタック２６として実装され、および／または、可動要素７は、円筒スペース２４として実装された空洞５内で動くよう位置決めされた、ピストン２３として実装される。ピストン２３の後端２５は、圧電スタック２６とほぼ同一の面積を有しており、それに連結される。圧電スタックの後端２７は、第１のドライブ要素８’に連結され、その第１のドライブ要素８’は、歯付きラックとして実装され、順番に第１のドライブ８に係合しており、その回転に応じて上下方向に移動可能である。圧電スタック２６は、パルス発生器９が作動した後、ピストン２３を元の位置に戻すことが出来るよう、収縮バネ９’を含んでいるのが好ましい。ドライブ要素８’は、遊動なく移動出来るよう、キャリヤユニット１３と対応したバネシステム８’’を含んでいる。バネシステム８’’は、例えば、機械、空気、水力、または、磁気によるバネシステムなど、機械システムにおける代表的なものの範囲で実装されてもよい。
【００１７】
第２のドライブ１４は、中空ボディー４の外部表層１８上に、歯付きラックとして実装され、第２のドライブ要素１４’と係合している。円筒スペース２４は、液体ライン１０、および、使い捨てピペットチップ１１’が設置されたアダプター１２へ転移することなく、変化している。このように図示されてはいるが、アダプター１２自体が、ピペットチップとして実装されていてもよい（図２から図１１参照）。
【００１８】
キャリヤユニット１３は、実質的に可動ユニット３を包囲し、それにより、可動ユニット３およびキャリヤユニット１３は、少なくとも部分的に同軸管として実装されることになる。この構成により、本発明に従う装置の全部分は、最小スペース内に統合される。洗浄ラインは、キャリヤユニット１３領域内で、中空ボディー４に対してシール（図示せず）を形成するよう実装された、リング３６内に成形される。ここに示されるように、（例えば、Ｏリングの形での）シール手段２０は、中空ボディー４の外部表層１８とキャリヤユニットの内部表層１９との間に位置決めされてもよい：ここで、可動ユニット３は、垂直（Ｚ方向）に可動なスライド弁として実装される。
【００１９】
液体のサンプルを吸引し、および／または分配するための、この簡単な装置は、第１のドライブ８を用いてピストン２３を動かすコントローラ、および／または、第２のドライブ１４および圧電スタック２６のパルスを用いる可動ユニット３を含んでいるのが好ましい。このコントローラは、外部コンピュータとして実装されたり、もしくは、電子コンポーネント（チップ）として装置内に、および／または、装置（図示せず）を受け入れるハウジング内にインストールすることさえ可能である。また、このコントローラは、円筒スペース２４の体積を些かも変化させずに、可動ユニット３全体をＺ方向に移動させることが出来るよう、第１および第２のドライブの動きを同期させるのに用いられる。
【００２０】
図２から図１１は、図１に示された、液体のサンプルを吸引し、および／または放出するための第１の実施例の装置１の原理の、好ましい使用を示している。
【００２１】
図２では、装置１は「洗浄位置」にある。ピストン２３は、第１のドライブ８を用いて、レベル「Ａ」に引き戻され（上側の矢印）、円筒スペース２４の最後端領域に位置する洗浄入口１６を開放する。中空ボディー４は、ピペットチップが、最下部レベル「Ｆ」に達するよう、第２のドライブ１４を用いて完全に下降される（下側の矢印）。洗浄ライン１５および洗浄入口１６は、後部から、およびピペットチップがどんなものであろうと、円筒スペース２４全体、液体ライン１０、およびピペットチップ１１が、システム液体を用いて洗い流され、、気泡をなくし得るよう、互いに並べて開放される。この洗い流しのために、装置１は位置「ｉ」に移動されるのが好ましく、システム液体は、放出時に、この位置で再び集められ、再利用されてもよい。この位置「ｉ」は、装置の第１のＸ／Ｙ位置を決定する。
【００２２】
図３では、装置１は「調節位置」にある。ピストン２３は、第１のドライブ８を用いて、レベル「Ｂ」まで下降されており（上側の矢印）、洗浄入口１６をシールしている。中空ボディー４は、ピペットチップが最下部レベル「Ｆ」に達するよう、第２のドライブ１４を用いて完全に下降される（下側の矢印）。洗浄ライン１５と洗浄入口１６とは、必要なら、ピストン２３の降下の間、若干のシステム液体が後部に沿って引き出されるよう、互いに並べて開放される。円筒スペース２４、液体ライン１０、およびピペットチップ１１は、実質的にシステム液体６で満たされる。この調節のために、装置１は位置「ｉ」に保たれるのが好ましく、システム液体は、放出時に、この位置で再び集められ、再利用されてもよい。
【００２３】
図４では、装置１が第１の「転送位置」にある。ピストン２３は、第１のドライブ８を用いて、レベル「Ａ」へ引き戻される（上側の矢印）。また、中空ボディー４は、ピペットチップが、最上部レベル「Ｄ」に達するよう、第２のドライブ１４を用いて完全に上昇される（下側の矢印）。ここで、洗浄ライン１５および洗浄入口１６は、相対的に移動して閉じられる。適当なコントローラ（図示せず）を用いて、２つのドライブ８、１４を同期させることにより、円筒スペース２４内の体積を変化させることなく、これらの位置に達してもよい。これによって、円筒スペース２４、液体ライン１０、およびピペットチップ１１は、システム液体６で満たされたままである。続いて装置１は、位置「ｉｉ」に移動され、そこで、サンプル液体が吸引されることになる。この位置「ｉｉ」は、装置の第２のＸ／Ｙ位置を決定する。
【００２４】
図５では、装置１は第１の「ディップ位置」にある。ピストン２３は、第１のドライブ８を用いて、レベル「Ｃ」まで下降される（上側の矢印）。中空ボディー４は、ピペットチップがレベル「Ｅ」に達し、同時にサンプル液体２内に浸かるように、同じ量だけ下降される（下側の矢印）。洗浄ライン１５および洗浄入口１６は、相対的に移動して閉じられる。適当なコントローラ（図示せず）を用いて、２つのドライブ８、１４を同期させることにより、円筒スペース２４内の体積を変化させることなく、これらの位置に達してもよい。これによって、円筒スペース２４、液体ライン１０、およびピペットチップ１１は、システム液体６で満たされたままであり、さらに、装置１はサンプル液体２を吸引する準備が完了している。装置１は、位置「ｉｉ」に移動され、そこで、サンプル液体が吸収されることになる。この位置「ｉｉ」は、サンプル液体を有する大きな容器が位置する場所であってもよいが、また例えば、マイクロプレートのウエル内など、そこから１つの単一サンプルが吸引される場所であってもよい。
【００２５】
図６では、装置１は「吸引位置」にある。ピストン２３は、第１のドライブ８を用いて、レベル「Ａ」へ引き戻される（上側の矢印）。中空ボディー４は移動せず、サンプル液体２に浸かったままである。洗浄ライン１５および洗浄入口１６は、相対的に移動して閉じられたままである。適当なコントローラ（図示せず）を用いて、第１のドライブ８のみを移動させることにより、円筒スペース２４内の体積は拡大され、それによりサンプル液体２は、ピペットチップ１１に吸引される。装置１は、位置「ｉｉ」にある。大きな液体表面を有する大きな容器からのサンプルの吸引のため、小さな液体表面を有する小さな容器のための、説明した装置１のこの位置の代わりに、可動ユニット３は、沈降する液体表面上で追跡されなければならない。これは、ドライブ８、１４を通して駆動される、第１および第２のドライブ要素８’、１４’の同期運動を用いて実行される。
【００２６】
図７では、装置１は第２の「転送位置」にある。ピストン２３は、第１のドライブ８を用いて、レベル「Ｈ」へ引き戻される（上側の矢印）。中空ボディー４は、ピペットチップがレベル「Ｉ」に達し、同時にサンプル液体２から引き出されるように、同じ量だけ上昇される（下側の矢印）。洗浄ライン１５および洗浄入口１６は、相対的に移動して閉じられたままである。適当なコントローラ（図示せず）を用いて、２つのドライブ８、１４を同期させることにより、円筒スペース２４内の体積を変化させることなく、これらの位置に達してもよい。これによって、円筒スペース２４、液体ライン１０、およびピペットチップ１１は、システム液体６および／またはサンプル液体２で満たされたままである。続いて装置１は、位置「ｉｉｉ」に移動され、そこで、サンプル液体が分配されることになる。この位置「ｉｉｉ」は、サンプル液体を有する収集容器が位置する場所であってもよいが、また例えば、マイクロプレートのウエル内など、そこから１つの単一サンプルが分配される場所であってもよい。この位置「ｉｉｉ」は、装置の第３のＸ／Ｙ位置を決定する。
【００２７】
図８では、装置１は第２の「ディップ位置」にある。ピストン２３は、第１のドライブ８を用いて、レベル「Ａ」まで下降される（上側の矢印）。中空ボディー４は、ピペットチップがレベル「Ｋ」に達し、同時に、その前にある、もしくはコンテナの、液体の表面に（「液体表面上に」）触れるよう、特に、例えば９６、３８４、または１５３６のウエルを有するマイクロプレートのウエルの表面、もしくは、ターゲットまたはバイオチップの実質的に平坦な表面と（「チップ接触」で）触れるよう、同じ量だけ下降される（下側の矢印）；しかし、レベル「Ｋ」はまた、空気から（「空中から」）分配するために、表面より上に決定されてもよい。洗浄ライン１５および洗浄入口１６は、相対的に移動して閉じられたままである。適当なコントローラ（図示せず）を用いて、２つのドライブ８、１４を同期させることにより、円筒スペース２４内の体積を変化させることなく、これらの位置に達してもよい。これによって、円筒スペース２４、液体ライン１０、およびピペットチップ１１は、システム液体６および／またはサンプル液体２で満たされたままであり、装置１は、サンプル液体２を分配する準備が完了している。装置１は、位置「ｉｉｉ」にある。
【００２８】
図９では、装置１は、第１の可能な「分配位置」にあり、そこでは、ピストン２３を進めて（上側の矢印）、同時に中空ボディー４を静止したままにすることにより、レベル「Ｋ」を維持する間、サンプルが、ピペットチップ１１を用いて分配されることになる。通常、これは、より微小もしくはより大きな体積を「空中から」分配したり、または微小な体積を「チップ接触で」分配する間、「マルディ（ＭＡＬＤＩ）ＴＯＦ−ＭＳ」、「レーザ脱離イオン化促進マトリクス伝搬時間質量分析法」、もしくはバイオチップなどのターゲット、すなわち、生物学的、および／または、有機的、および／または、無機的サンプルがアレイに位置決めされる、実質的に平坦な表面上のような、特にアレイ内および固定された、実質的に平坦なサンプルキャリヤ、もしくは構造化された表面を有するサンプルキャリヤの表層上の小サンプルに付着させるために実行される。
【００２９】
図１０では、装置１は、第２の可能な「分配位置」にあり、そこでは、ピストン２３を進めて（上側の矢印）、同時に中空ボディー４をレベル「Ｌ」に引き戻す（下側の矢印）ことにより、サンプルが分配されることになる。これは、通常、サンプルレベルの緩慢な上昇が予想される場合に、「液体表面での」もしくは「チップ接触での」分配の間実行される。適当なコントローラ（図示せず）を用いて、２つのドライブ８、１４を同期させることにより、円筒スペース２４内の体積を連続的に変化させる形で、もしくは、所望の他の方法により、これらの位置に達してもよい。特にピペットチップは、分配の間ずっと、ピペットチップの外部表層がその正面にある液体に浸ることなく、その正面の液体表面に接触した状態にしておくことが出来る。
【００３０】
図１１では、装置１は、第３の可能な「分配位置」にあり、そこでは、ピストン２３のレベル「Ａ」を維持し、同時に中空ボディー４をレベル「Ｌ」に引き戻す（下側の矢印）ことにより、サンプルが分配されることになる。これは、通常、サンプルレベルの急激な上昇が予想される場合に、「液体表面での」分配の間実行される。これは、ピペットチップが、分配の間ずっと、その正面の液体表面に接触した状態になっている場合、特に、高密度マイクロプレートの非常に小さなウエルの場合にあてはまるだろう。
【００３１】
図８から図１１に示されるような分配の間、パルス発生器９は、分配された液滴および／または体積の分離、もしくは、特定体積の決定や放出にさえ使用可能である。上記から４つの運転モードがもたらされる：
Ａ　大きな体積
１マイクロリットルを超える体積の分配は、可動要素７を前進させることにより、すなわち、ピストン２３および／またはウエッジ３３を前進させることによって実行され、第１のドライブ８の前進のみにより決定される。代替的に、「はじき出し」用パルスが液滴分離を発生させるよう、圧電スタック２６および／または圧電膜２８’を用いて放出してもよい。
Ｂ　適度の体積
０．５から１μｌの間の液滴の分配は、可動要素７を前進させることにより、すなわち、ピストン２３および／またはウエッジ３３を前進させることによって実行され、第１のドライブ８により決定される。圧電スタック２６、および／または、圧電膜２８’の追加作動は、クリーンな液滴分離を可能にする。さらに、以下の変形が可能である：
Ｂ１　ピストン２３および／またはウエッジ３３の前進の後に、空中からの液滴分離を確実にするよう、圧電スタック２６および／または圧電膜２８’が一度作動する。
Ｂ２　ピストン２３および／またはウエッジ３３の前進の前に、ピペットチップ１１、１１の決定された分離端を生成するよう、圧電スタック２６および／または圧電膜２８’が一度作動する。体積は、ピストン２３および／またはウエッジ３３の前進により決定され、圧電作動により、同位置での液滴分離が可能となる。
Ｂ３　ピストン２３および／またはウエッジ３３の前進の間、圧電スタック２６および／または圧電膜２８’が励起され、液体の流れが個々の液滴に「寸断される」。体積は前進により決定される。
Ｃ　微小な体積
０．５μｌ未満の液滴の分配は、圧電スタック２６および／または圧電膜２８’により実行される。可動要素７の前進、すなわち、第１のドライブ８を用いたピストン２３および／またはウエッジ３３を前進は、分配される体積の補償に用いられる。理想的には、この補償は、円筒スペース２４、ピストン２３および／または膜２８、２８’、液体ライン１０、アダプター１２および／またはピペットチップ１１、１１’により定義されるスペースが、少なくとも次のパルスが放出される前に、連続する液体コラムで完全に満たされるような方法で実行される。従って、本発明に従う装置が用いられている場合、分配される液体サンプルの体積は、与えられたチップ形状に対し、パルス発生器９で生成される１つの単一パルスのパラメータのみで決定される。
Ｄ　最微小な体積
液体コラムが、チップ開口部の僅かに後方へ引かれる場合、圧電スタック２６および／または圧電膜２８’の単一パルスを用いて、直径最大５００マイクロメータのチップ開口部から、最大１０ｎｌの単一液滴を加速することが可能となる。従って、一定の直径に対しては、液滴体積は、パルス強度の関数に過ぎなくなる。
【００３２】
これらの方法ステップに従い、図８から図１１に示されたようなさらなる分配が起こり、もしくは、図２から図４に示されたような洗浄および調整、および／または、図５から図７に示されたサンプル吸引が実行可能である。
【００３３】
中空ボディー４、ドライブ８、１４、パルス発生器９、ピストン２３、円筒スペース２４、および、アダプター１２および／またはピペットチップ１１、１１’の特別な配置により、複数のこうした装置１を備えた、液体サンプルを吸引し、および／または分配するためのシステム内への要素形成に特に適するよう、装置１を非常に狭い構造にすること出来る。こうしたシステムは、例えば、ピペット操作機械、もしくは（サンプルを分配するためのシステムの場合は）分配機械である。こうしたシステムは、例えば９６個のウエルを有する標準マイクロプレートのウエル、および／または、ターゲットもしくはバイオチップ（分配）の実質的に平坦な表面へ液体を分配したり、１つのマイクロプレートから液体を吸引し、そのサンプルを他のマイクロプレートに分配する（ピペット操作）ことに用いられるのが好ましい。（例えば３８４個、８６４個、１５３６個、あるいはそれ以上のウエルを有する高密度マイクロプレートを満たす）サンプル体積の減少は、ますます重要な役割を果たしており、分配されるサンプル体積の精度が重要なものとなっている。さらに、サンプルをこれらの多数のウエルに分配し、および／または移動させるのに要する時間も重要である。並行して操作可能な複数のピペットチップが、同一ファクターによる有効なサンプルの分配および／または移動に要する時間を短縮するのは明らかである。
【００３４】
マイクロプレート内のウエルの配置は２次元アレイに対応しているので、中空ボディー４、ドライブ８、１４、パルス発生器９、ピストン２３、円筒スペース２４、および、アダプター１２および／またはピペットチップ１１、１１’といったシステムの要素も、この形で配置されることが好ましい。コンパクトな構成を実現するため、円筒スペース２４、およびアダプター１２および／またはピペットチップ１１、１１’は、互いに平行に位置決めされる。こうした配置の例は、図１２に示されている。
【００３５】
よく知られているマルチチャンネルシステムの難点は、サブマイクロリットルの範囲の体積が、「チップ接触」もしくは「液体表面」により分配され得るのみであり、接触することなく（直接空気中からの「空中から」）分配出来ないことである。これに対して、本発明に従うマルチチャンネルシステムでは、いずれの場合であっても、ピペット操作可能な体積をナノリットルの範囲まで減少させることが出来る。
【００３６】
図１２は、「洗浄位置」（図２参照）にある、第１実施例に従う複数の装置１を有するシステム４０の、垂直部分断面を示している。図２と比べると、この場合、可動ユニット３は、線形および／または平坦なマトリクス、および／または、キャリヤユニット１３の窪み内を進み、これらの窪みは、従って可動ユニット３も、線上（１次元アレイ）または平面上（２次元アレイ）に、互に平行に、および互いに隣り合って位置決めされる。洗浄ライン１５は、一緒にプレート３７内に位置決めされてもよいし、もしくは、中空ボディー４内のそれぞれの洗浄入口１６に個別に供給されてもよい。しかし、この線形あるいは平坦なアレイの−必要に応じて−あらゆるピストンが、コントローラ（図示せず）を用いて、個別に、もしくは並行して作動し得るよう、すべての洗浄入口は、ピストン２３の決定された位置のために同じ高さで位置決めされるのが好ましい。洗浄液は、洗浄手順の間、特定の圧力で供給され、あらゆる円筒スペース２４に十分に供給されることが好ましい。
【００３７】
図１３は、図１２に示される、液体２のサンプルを吸引し、および／または分配する１２チャネルシステム４０の２次元アレイの、水平の非常に概略的な部分断面を示している。それぞれがモーター３０によって駆動される、３つのドライブシャフト４２は、平行に位置決めされた（１から１２まで付番された）ドライブ要素８’、１４’に垂直に走る、第１の平面に位置する。これらのドライブシャフト４２の各々は、第１のドライブ要素８’（図示せず）に直接係合してもよい。モーター３０’によって駆動される３つのドライブシャフト４２’も、この第１の平面に平行な、平行に配置されたドライブ要素８’、１４’に垂直に走る、第２平面内に位置している。これらの各ドライブシャフト４２は、第２ドライブ要素１４’（図示せず）に直接係合してもよい。このより簡単なドライブ変形（図示せず）により、一度に、ドライブ要素８’、１４’の１つの列１−４、２−８、または９−１２の同期運動が可能となる。ドライブシャフト４２、４２’からドライブ要素８、１４’までのパワー伝導機構は、ウォームギアとして実装されることが好ましい。
【００３８】
図１３に示した、より複雑なドライブ変形に従って、ドライブシャフト４２、４２’に対して実質的に垂直に走り、その回転軸（二重矢印参照）の方向に可動となるよう位置決めされたセレクタシャフト４７、４７’は、第１の平面および第２の平面のいくらか上、もしくは下に位置決めされてもよい。これらのセレクタシャフト４７、４７’は、簡単な置き換えにより、ドライブシャフト４２、４２’およびドライブ要素、１４’と係合されてもよい。各置き換えは、セレクタシャフト４７、４７’を停止位置（示されるように、ドライブシャフト４２、４２’との相互作用は全くない）から、セレクタシャフト４７、４７’がドライブシャフト４２、４２’と係合する、係合位置（図示せず）へ移すスイッチ４６、４６’によりもたらされる。この場合、こうしたスイッチ４６、４６’は、ソレノイド、水力、空気、もしくは他の適当な原理に従って実装されてもよい。係合は、それぞれの場合に、スイッチ要素４３、４３’によって生成される。ドライブシャフト４２、４２’からスイッチ要素４３、４３’まで、さらに、そこからドライブ要素８’、１４’までのパワートレインは、ウォームギアとして実装されるのが好ましい。このより複雑なドライブの第１の変形は、スイッチ要素４３、４３’を、それらが位置決めされるセレクタシャフト４７、４７’にしっかりと接続させる。この場合、すべてのスイッチ要素４３および／または４３’が、ドライブシャフト４２および／または４２’とドライブ要素８’および／または１４’に係合されるならば、１つの単一モーター３０および／または３０’は、すべてのドライブ要素８’および／または１４’に作用してもよい。個々のコラム１，５，９；２，６，１０；３，７，１１；もしくは、４，８，１２も、選択的に１つの単一モーターを用いてそれぞれ移動されてもよい。
【００３９】
このより複雑なドライブの第２の変形に従って、スイッチ要素４３および／または４３’は、セレクタシャフト４７、４７’にしっかりと接続されないことが好ましい。この場合、ドライブ要素８’、１４’の単一の列１−４、５−８、または９−１２は、スイッチ要素４３、４３’とドライブシャフト４２、４２’とを係合させ、さらに、モーター３０、３０’を用いて、この列を駆動することにより、移動されてもよい。しかし、また、単一のドライブ要素８’、１４’を、ターゲットとする方法で、アレイ内で作動させ、移動させることも可能である。もちろん、アレイの全ドライブ要素８’、１４’が、同時に、同期的に移動されてもよい。また、これらの特殊な可動性は、例えば９６個、３８４個、または１５３６個のチャンネルなど、かなり多くのピペット操作チャンネルもしくは分配チャンネルを有するアレイに適用され、さらに、これらのアレイは、ピペット操作チャンネルもしくは分配チャンネルの水平分散および配置が、例えば９６個、３８４個、または１５３６個のウエルを有するマイクロプレートのウエルの分配および配置に正確に対応するような形で、液体サンプルを吸引しおよび／または分配するためのシステム内に位置決めされるのが好ましい。
【００４０】
図１４は、第１の変形に従う洗浄接続を有し、第２の実施例に従う液体サンプルを吸引し、および／または分配するための装置を示している。この第２の実施例は、液体２を吸引し、および／または分配するための可動要素７が、膜２８、２８’を含んでいる点で識別される。液体２のサンプルを吸引および／または分配するための装置１は、可動ユニット３を含んでいる。この可動ユニット３は、空洞５を有する中空ボディー４を含む。空洞５は、実質的にシステム液体６もしくはサンプル液体２で満たされていてもよい。可動要素７を形成する膜２８は、受動膜２８（図１６参照）として実装されてもよいし、または、能動膜２８’として実装され（図１７参照）、液体２を吸引し、および／または分配するよう、空洞５に作用してもよい。可動要素７を移動させる第１のドライブ要素８’（図１６、図１７参照）は、吸引および／または分配の間、第１のドライブ８と係合する。パルス発生器９は、液体ライン１０に放出される、空洞５内の液体２、６のうちの１つで圧力波を発生させるよう、分配の間に用いられる。可動ユニット３は、また、使い捨てピペットチップ１１’を受けるピペットチップ１１、もしくはアダプター１２を含み、液体ライン１０は、アダプター１２および／またはピペットチップ１１、１１’へ変化し、もしくは、ピペットチップ１１および／またはアダプター１２を含む。可動ユニット３は、少なくともＸ、Ｙ、またはＺの空間軸方向に可動となるように、キャリヤユニット１３上に位置決めされ実装される。キャリヤユニット１３は、Ｘ、Ｙ、またはＺの空間軸方向に可動ユニット３を動かすよう、第２のドライブ１４と係合した、少なくとも１つの第２のドライブ要素１４’を含んでいる。加えて、キャリヤユニット１３は洗浄ライン１５を含み、さらに、中空ボディー４は空洞５に放出する洗浄入口１６を含んでいる。中空ボディー４は、Ｘ、Ｙ、またはＺの空間軸方向の可動性の結果として、洗浄ライン１５と洗浄入口１６とを連結し、および切断するよう実装される。中空ボディー４は、洗浄入口１６の領域内に、洗浄入口１６を開閉する追加のバルブ１７を含んでいる。洗浄入口１６は、洗浄ライン１５と洗浄入口１６とを連結し、および切断する、中空ボディー４のＸ、Ｙ、またはＺの空間軸方向への動きを用いて、洗浄ライン１５のエンドピース２２を適用させるよう実装された接点２１を含んでいる。図１４の図示では、本発明の特に好ましい変形が示されているが、可動ユニット３、従って、中空ボディー４は、Ｚ方向（双方向矢印参照）に垂直に移動する。洗浄ライン１５は不動の形で実装されるのが好ましく、それにより、洗浄ライン１５と洗浄入口１６とが装置１の洗浄位置で互いに連結されるよう、可動ユニット３は、この洗浄位置まで移動しなければならない。今述べたこの実施例に対する代替案として、洗浄入口１６は、少なくとも装置１の操作の間、液体（システムもしくはサンプル液体）用の供給ライン（図示せず）へ、直接および永続的に連結される。
【００４１】
図１５は、第２の変形に従う膜２８、２８’および洗浄接続を含み、第２の実施例に従う、液体サンプルを吸引し、および／または分配するための装置１を示している。中空ボディー４は、Ｘ、Ｙ、またはＺの空間軸方向への可動性の結果として、洗浄ライン１５と洗浄入口１６とを連結し、および切断するよう実装されている。中空ボディー４は、洗浄入口１６の領域内で洗浄入口１６を開閉するスライド弁として実装される。例えばリップシール方式などのシール手段２０は、中空ボディー４の表面１８とキャリヤユニット１３の表面１９との間に配置される。図１５の図示でも、本発明の特に好ましい変形が示されており、可動ユニット３、従って、中空ボディー４も、Ｚ方向（双方向矢印参照）に垂直に移動する。洗浄ライン１５は不動の形で実装されるのが好ましく、それにより、洗浄ライン１５と洗浄入口１６とが装置１の洗浄位置で互いに連結されるよう、可動ユニット３は、この洗浄位置まで移動しなければならない。今述べたこの実施例では、洗浄ライン１５は、少なくとも装置１の操作の間、液体（システムもしくはサンプル液体）用の供給ライン（図示せず）へ、直接および永続的に連結される。
【００４２】
図１４および図１５の図示にもかかわらず、洗浄ライン１５と洗浄入口１６とを接続し、および／または切断する動きは、例えば、ＹまたはＸの空間軸方向や、あるいは、これらＸ、Ｙ、またはＺの空間軸から外れた方向でさえ、およそいかなる任意の方向であっても実行可能である。
【００４３】
図１６は、第１の変形に従って受動膜２８およびパルス発生器９を備え、第２の実施例に従う、液体サンプル２を吸引し、および／または分配するための装置１を示している。受動膜９は、その周縁２９の周りで中空ボディー４の内壁３８へ、さらに、その背面３１上で圧電スタック２６へと接続されている。この圧電スタック２６は、受動膜２８、従って、さらに空洞５内の液体２、６にパルスを放出するパルス発生器９として実装される。圧電スタック２６は、その後端２７で、膜２８を上げ下ろしする、すなわち、液体２を吸引し、および／または分配する、第１のドライブ８に接続している。第１のドライブ８は、モーター３０およびそれに附属したミニチュア軸受３２に連結される転送パート３１を通して、圧電スタック２６の後端２７に取付けられたウエッジ３３に作用する、エンコーダもしくはステップモーターを備えたＤＣモーターを含むのが好ましい。装置１は、第１のドライブ８を用いて膜２８を移動させ、および／または、第２のドライブ１４および圧電スタック２６のパルスを用いて可動ユニット３を移動させ、さらに必要なら、バルブ１７を制御する、コントローラを含んでいるのが好ましい。
【００４４】
図１７は、第２の変形に従って、空洞５内の液体２にパルスを放出するパルス発生器９として実装された、能動バイモルフ圧電膜２８’を備えた、第２の実施例に従う、液体サンプルを吸引し、および／または分配するための装置１を示している。膜２８’は、その後側３１’もしくはその周縁２９’で、空洞シリンダー３４に接続され、空洞シリンダー３４はウエッジ３３を支えている。装置１は、能動膜２８’の周縁２９と中空ボディー４の内壁３８との間の空洞５をシールする、リングシール３５を含んでいるのが好ましい。第１のドライブ８は、モーター３０およびそれに附属したミニチュア軸受３２に連結される転送パート３１を通して、空洞シリンダー３４に取付けられたウエッジ３３に作用する、エンコーダもしくはステップモーターを備えたＤＣモーターを含んでいるのが好ましい。装置１は、第１のドライブ８を用いてウエッジ３３を移動させ、および／または、第２のドライブ１４および圧電膜２８’のパルスを用いて可動ユニット３を移動させ、さらに必要なら、バルブ１７を制御する、コントローラを含んでいるのが好ましい。すべての装置、および／または、図示されたシステムは、装置、および／または、そのアレイを動かす、ロボット装置、もしくは、他の適当な装置を含んでいてもよい。液体の吸引位置がその分配位置と異なり、さらに、装置１が、Ｘおよび／またはＹおよび／またはＺの方向に移動しなければならない場合には、これは、特に有利である。可動ユニット３は、第１の構成に従い、Ｚ空間軸に対して平行に、つまり、軸Ｘおよび軸Ｙによって定義される平面に対して垂直に位置決めされるのが好ましく、その結果、線形アレイを形成する。第２の代替的構成では、可動ユニット３は、Ｚ軸に対して傾斜した状態で位置決めされる。特に、例えば、８個、１６個、または３２個のサンプルか直線に分配される、システム４０の実施例では、可動ユニット３は、交互に、Ｚ軸に対して正負方向へ傾斜する。可動ユニット３のこの特別な構成を用いると、互いに平行に位置決めされる可動ユニット３の線形アレイを用いた場合よりも、サンプルの分配位置を、互いにより近くすることが出来る。
【００４５】
互いに対応する要素は、図中では同じ参照番号が設けられているが、これらの参照番号が、いかなる場合でもテキストで引用されているとは限らない。この明細書内で開示された特徴のいかなる任意の実際の組み合わせも、本発明観念に含まれるものである。特に、図１から図１３、および／または、図１４から図１７における特徴は、いかなる任意の方法でも結合可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例に従う、液体サンプルを吸引し、および／または分配するための装置を示す。
【図２】「洗浄（ｆｌｕｓｈ）位置」にある、第１の実施例に従う装置を示す。
【図３】「調節位置」にある、第１の実施例に従う装置を示す。
【図４】「転送位置」にある、第１の実施例に従う装置を示す。
【図５】「ディップ（ｄｉｐ）位置」にある、第１の実施例に従う装置を示す。
【図６】「吸引位置」にある、第１の実施例に従う装置を示す。
【図７】第２の「転送位置」にある、第１の実施例に従う装置を示す。
【図８】第２の「ディップ（ｄｉｐ）位置」にある、第１の実施例に従う装置を示す。
【図９】第１の「分配位置」にある、第１の実施例に従う装置を示す。
【図１０】第２の「分配位置」にある、第１の実施例に従う装置を示す。
【図１１】第３の「分配位置」にある、第１の実施例に従う装置を示す。
【図１２】「洗浄１（ｆｌｕｓｈ）位置」にある、第１の実施例に従う複数の装置を有するシステムの、垂直部分断面を示す。
【図１３】図１２のシステムの、水平の非常に概略的な部分断面を示す。
【図１４】第１の変更に従うフラッシュ接続を有する、第２の実施例に従う液体サンプルを吸引し、および／または分配するための装置を示す。
【図１５】第２の変更に従うフラッシュ接続を有する、第２の実施例に従う液体サンプルを吸引し、および／または分配するための装置を示す。
【図１６】第１の変更に従うパルス発生器を有する、第２の実施例に従う液体サンプルを吸引し、および／または分配するための装置を示す。
【図１７】第２の変更に従うパルス発生器を有する、第２の実施例に従う液体サンプルを吸引し、および／または分配するための装置を示す。
【符号の説明】
１　装置、２　液体、３　可動ユニット、４　中空ボディー、５　空洞、６　液体、７　可動要素、８　第１のドライブ要素、９　パルス発生器、１０　液体ライン、１１　ピペット、１２　アダプター、１３　キャリアユニット、１４　第２のドライブ要素、１５　洗浄ライン、１６　洗浄入口、１７　追加バルブ。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年3月14日(2003.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動ユニット（３）を伴う液体（２）のサンプルを吸引しおよび／または放出するための装置（１）であって、
該装置は、
実質的にシステム液体（６）もしくはサンプル液体（２）により満たされた空洞（５）を有し、空洞（５）に作用し、液体（２）を吸引し、および／または分配する可動要素（７）を有する中空ボディー（４）と、
吸引および／または分配の間、可動要素（７）を移動させるために、第のドライブ（８）と係合した、もしくは係合可能な、第１のドライブ要素（８’）と、
空洞（５）からの放出を受ける液体導管（１０）と、
取り外し可能なピペット先端（１１’）を受けるピペット先端（１１）もしくはアダプター（１２）とを含み、
液体ライン（１０）は、アダプター（１２）および／またはピペット先端（１１、１１’）へ、徐々に変化するか、もしくは、ピペット先端（１１）および／またはアダプター（１２）を含み、
流体経路（１５）、中空ボディー（４）は、空洞（５）に放出される流水注入口（１６）を含み、
Ｘ、ＹまたはＺの軸方向に移動可能に取付けられた可動ユニット（３）を移動させるためのキャリヤユニット（１３）は、第２のドライブ（１４）に係合した少なくとも１つの第２のドライブ要素（１４’）を含み、
可動ユニット（３）は、分配の間、空洞（５）内の液体（２、６）のうちの１つに圧力波を発生させるパルス発生装置（９）と同様に、中空ボディー（４）および可動要素（７）、第１のドライブ要素（８’）、第２のドライブ要素（１４’）、およびピペット先端（１１）および／またはアダプター（１２）を含み、
これらのすべての要素は、キャリヤユニット（１３）に対し、Ｘ、Ｙ、またはＺの空間軸方向に一緒に移動可能であることを特徴とする装置。
【請求項２】
第２のドライブ要素（１４’）が、中空ボディー（４）の外部表層（１８）に、歯付きラックとして実装されることを特徴とする、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
中空ボディー（４）が、キャリヤユニットに対するＸ、Ｙ、またはＺの空間軸方向への可動性により、流水注入口（１６）の領域で、流水経路（１５）と流水注入口（１６）とを連結し、および切断する、スライド弁として実装されたり、もしくは、流水注入口（１６）を開閉する追加バルブ（１７）をそこに含むことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の装置（１）。
【請求項４】
シール手段（２０）が、中空ボディー（４）の表面（１８）とキャリヤユニット（１３）の表面（１９）との間に位置決めされることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項５】
流水注入口（１６）が、流水経路（１５）と流水注入口（１６）とを連結し、および切断する、中空ボディー（４）のＸ、Ｙ、またはＺの空間軸方向への動きを用いて、流水経路（１５）の末端部品（２２）を適用させるよう実装された接点（２１）を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項６】
液体（２）を吸引し、および／または分配するための可動要素（７）が、ピストン（２３）として実装され、空洞（５）がシリンダー（２４）として実装されており、ピストン（２３）の後端（２５）は、ピストン（２３）へ向かって、つまり、空洞（５）内の液体（２，６）にパルスを放出するパルス発生装置（９）として実装された圧電スタック（２６）に接続され、空洞（５）がシリンダー（２４）として実装された圧電スタック（２６）に接続され、さらに、圧電スタックの後端（２７）は、ピストン（２３）を上下させる、すなわち、液体（２）を吸引し、および／または分配する第１のドライブ要素（８’）に接続されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項７】
装置が、第１のドライブ（８）を用いてピストン（２３）を移動させ、および／または、第２のドライブ（１４）を用いて可動ユニット（３）を移動させ、および／または、これら２つのドライブを同期させ、さらに圧電スタック２６のパルスを制御し、さらに必要なら、バルブ１７を制御する、コントローラを備えていることを特徴とする、請求項６に記載の装置（１）。
【請求項８】
液体（２）を吸引し、および／または分配する可動要素（７）が、膜（２８、２８’）を含むという特徴を有する、請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置（１）。
【請求項９】
膜がその周縁（２９）の周りで中空ボディー（４）の内壁（３８）へ、さらに、その背面（３１）上で圧電スタック（２６）へと接続されている受動膜（２８）であり、圧電スタック（２６）は受動膜（２８）、つまり、空洞（５）内の液体（２）にパルスを放出するパルス発生器（９）として実装され、圧電スタック（２６）の後端（２７）が、膜（２８）を上下させるために、すなわち、液体（２）を吸引し、および／または分配するために、第１のドライブ（８）に接続されていることを特徴とする、請求項８に記載の装置（１）。
【請求項１０】
第１のドライブ（８）が、モーター（３０）およびそれに取付けられたミニチュア軸受（３２）に連結される転送パート（３１）を通して、圧電スタック（２６）の後端（２７）に取付けられたウエッジ（３３）に作用する、エンコーダもしくはステップモーターを備えたＤＣモーターを含んでいることを特徴とする、請求項９に記載の装置（１）。
【請求項１１】
装置が、第１のドライブ（８）を用いて膜（２８）を移動させ、および／または、第２のドライブ（１４）および圧電スタック（２６）のパルスを用いて可動ユニット（３）を移動させ、さらに必要なら、バルブ（１７）を制御する、コントローラを含んでいることを特徴とする、請求項１０に記載の装置（１）。
【請求項１２】
膜が、空洞（５）内の液体（２）にパルスを放出するパルス発生器（９）として実装された、能動バイモルフ圧電膜（２８’）であることを特徴とする、請求項８に記載の装置（１）。
【請求項１３】
膜（２８’）の後側（３１’）もしくは周縁（２９’）が、ウエッジ（３３）を支える空洞シリンダー３４に接続されていることを特徴とする、請求項１２に記載の装置（１）。
【請求項１４】
能動膜（２８’）の周縁（２９’）と中空ボディー（４）の内壁（３８）との間の空洞（５）をシールするリングシール（３５）を含んでいることを特徴とする、請求項１３に記載の装置（１）。
【請求項１５】
第１のドライブ（８）が、モーター（３０）およびそれに取付けられたミニチュア軸受（３２）に連結される転送パート（３１）を通して、空洞シリンダー（３４）に取付けられたウエッジ（３３）に作用する、エンコーダもしくはステップモーターを備えたＤＣモーターを含んでいることを特徴とする、請求項１３または請求項１４に記載の装置（１）。
【請求項１６】
装置が、第１のドライブ（８）を用いてウエッジ（３３）を移動させ、および／または、第２のドライブ（１４）および圧電膜（２８’）のパルスを用いて可動ユニット（３）を移動させ、さらに必要なら、バルブ（１７）を制御する、コントローラを含んでいることを特徴とする、請求項１５に記載の装置（１）。
【請求項１７】
先行する請求項１から請求項７、請求項８から請求項１１、請求項１２から請求項１６のうちの１つに従う、１つ以上の装置を含んでいることを特徴とする、液体（２）のサンプルを吸引し、および／または分配するためのシステム（４０）。
【請求項１８】
システムが、Ｘ、および／または、Ｙ、および／または、Ｚの方向に装置（１）を動かすロボット装置（４１）を含んでいることを特徴とする、請求項１７に記載のシステム（４０）。
【請求項１９】
スイッチ要素（４３、４３’）を通して、個々の装置（１）、もしくは装置の線形グループ（４４）および／または２次元アレイ（４５）の第１のドライブ要素（８’）上および／または第２のドライブ要素（１４’）上に係合するよう実装されたシャフト（４２）を有する、第１のドライブ（８）および第２のドライブ（１４）を含むことを特徴とする、請求項１７または請求項１８に記載のシステム（４０）。
【請求項２０】
グループ（４４）が、４、８、１２、１６、２４、または３２台の装置（１）を含み、アレイ（４５）が、１６、３２、９６、３８４、または１５３６台の装置を含むことを特徴とする、請求項１９に記載のシステム（４０）。
【請求項２１】
位置に依存して、ドライブ（８’、１４’）のシャフト（４２）および／またはドライブ要素（８’、１４’）に係合され得る、セレクタシャフト（４７）の直線変位用スイッチ（４６、４６’）を含んでいることを特徴とする、請求項１９または請求項２０に記載のシステム（４０）。
【請求項２２】
液体（２）のサンプルをピペット操作し、もしくは分配するための、請求項１から請求項１６のうちの１つに記載の装置（１）、もしくは、請求項１７から請求項２１のうちの１つに記載のシステム（４０）の使用。
【請求項２３】
液体（２）のサンプルが、特に９６個、３８４個、または１５３６個のウエルを有するマイクロプレートなどの、マイクロプレートのウエル内でピペット操作され、もしくは分配されることを特徴とする、請求項２２に記載の使用。
【請求項２４】
液体（２）のサンプルが、特にマルディ（ＭＡＬＤＩ）ＴＯＦ−ＭＳターゲット、および／または、バイオチップなど、サンプル調査のためのターゲットの表面上でピペット操作され、もしくは分配されることを特徴とする、請求項２２に記載の使用。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
ピエゾ素子の形でのピストンポンプおよびパルス発生器を含む、種類に従うピペット操作装置は、日本特許第０９３２７６２８号（特開平９−３２７６２８号）により知られている。ピエゾ素子は、また、ピストンの前部プレートであり、分配手順の終了のために用いられる。ピストンを下向きに移動させると液体の大部分が分配され、圧電プレートが作動している間は、ピストンはブロックされる。圧電プレートの移動方向は、この場合ピストンのそれに一致する。このようにして、分配される体積の少なくとも一部は、常にピストンの運動に依存し、これにより、ピペット操作装置の分離能は、ピストン運動の再現性により制限される。
ＷＯ９７／１５３９４では、そこでジェットウェル（Ｊｅｔｗｅｌｌ）として呼ばれている、より大きな上部開口部とノズル状下部開口部を有するウエルを備えたマルチウエルプレートが知られている。圧力パルスがその表面に及ぼされた場合、液体のジェットが、これらの各ノズルから放出される。こうした圧力パルスの持続時間を選択することにより、放出される液体の体積が決定される。この方法では、より大きな体積をピペット操作し、もしくは分配することが出来ない。
固定液体貯蔵槽のみならず、固定投与ポンプに接続した注射針を備えた、種類に従う、サンプル投与システムが、ＤＥ　４３　１８　９１９で知られている。液体クロマトグラフィーに適用される、サンプル投与システムが開示されている。このシステムは、スイッチ手段の第１の位置で、注射針を閉じることにより、液体貯蔵槽と投与ポンプとの間を接続可能な、スイッチ手段を備えている。スイッチ手段の第２の位置では、注射針を上昇させて抜き取り、洗浄液のための貯蔵槽を投与ポンプから分離することが可能である。このスイッチ手段は、基本的に、ある種の三方弁として実装され、注射針を洗浄し、ピストンを引き戻すことにより、シリンダーも洗浄するよう設けられている。




【国際調査報告】
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