(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピペットチップに連結可能な入口／出口を有していてシリコンウェーハ上に一体構成されたピペットモジュールを備えるマイクロメカニカルピペット装置であって、前記ピペットモジュールが、
ａ）  第一室を具備し、該第一室の壁の少なくとも一部が変形可能な膜を有し、その膜が、前記シリコンウェーハの一部分であって、静止した周囲部分と該周囲部分に対して変位可能な中央部分とを有していて前記第一室の容積を変化させるようになっており、また、該第一室は、該第一室の内部に対して流体が流入出できるようにするための開口を有しており、また、
ｂ）  第一室の前記開口と該ピペットモジュールの入口／出口との間に流体連結を確立する通路と、
ｃ）  前記第一室および前記通路の外側に配置されていて、前記膜の前記中央部分の変位に関する第一出力信号を発生する第一センサー手段と
ｄ）  前記膜の前記中央部分を前記周囲部分に対して変位させて、前記第一室に対して所定量の空気または液体を吸引または排出し、それによって所定量の液体試料を前記ピペットチップに対して吸引または排出させるようにし、前記第一出力信号に応答して制御装置により作動されるようになっている作動手段と、
を具備するマイクロメカニカルピペット装置。
【請求項２】
ピペットチップに連結可能な入口／出口を有していてシリコンウェーハ上に一体構成されたピペットモジュールを備えるマイクロメカニカルピペット装置であって、前記ピペットモジュールが、
ａ）  該ピペットモジュールの内部に配置された第一室を具備し、該第一室の壁の少なくとも一部が変形可能な膜を有し、その膜が、前記シリコンウェーハの一部分であって、静止した周囲部分と該周囲部分に対して変位可能な中央部分とを有していて前記第一室の容積を変化させるようになっており、また、該第一室は、該第一室の内部に対して流体が流入出できるようにするための一つの開口を有しており、また、
ｂ）  前記ピペットモジュールの内部に位置し、第一室の前記開口と該ピペットモジュールの入口／出口との間に直接的なバルブのない永続的な流体連結を確立する通路と、
ｃ）  前記第一室および前記通路の外側に配置されていて、前記膜の前記中央部分の変位に関する第一出力信号を発生する第一センサー手段と、
ｄ）  前記膜の前記中央部分を前記周囲部分に対して変位させて、前記第一室に対して所定量の空気または液体を吸引または排出し、それによって所定量の液体試料を前記ピペットチップに対して吸引または排出させるようにし、制御手段によって作動されるようになっている作動手段とを具備し、
前記通路の一部分に第二室が形成されるとともに、該通路の一部分が、その通路内部の圧力を表す第二出力信号を発生する第二センサー手段の一部分になっており、また、前記作動手段の作動を制御する前記制御手段が前記第一および第二出力信号の両方に応答するようになっているマイクロメカニカルピペット装置。
【請求項３】
ピペットチップに連結可能な入口／出口を有していてシリコンウェーハ上に一体構成されたピペットモジュールを備えるマイクロメカニカルピペット装置であって、前記ピペットモジュールが、
ａ）  該ピペットモジュールの内部に配置された第一室を具備し、該第一室の壁の少なくとも一部が変形可能な膜を有し、その膜が、前記シリコンウェーハの一部分であって、静止した周囲部分と該周囲部分に対して変位可能な中央部分とを有していて前記第一室の容積を変化させるようになっており、また、該第一室は、該第一室の内部に対して流体が流入出できるようにするための一つの開口を有しており、また、
ｂ）  前記ピペットモジュールの内部に位置し、第一室の前記開口とピペットモジュールの入口／出口との間に直接的なバルブのない永続的な流体連結を確立する通路と、
ｃ）  前記第一室および前記通路の外側に配置されていて、前記膜の前記中央部分の変位に関する第一出力信号を発生する第一センサー手段と、
ｄ）  前記膜の前記中央部分を前記周囲部分に対して変位させて、前記第一室に対して所定量の空気または液体を吸引または排出し、それによって所定量の液体試料を前記ピペットチップに対して吸引または排出させるようにし、制御手段により作動される作動手段とを具備し、
前記通路の一部分に第二室が形成されるとともに、該通路の一部分が、その通路を通る流体の流量を表す第二出力信号を発生する第二センサー手段の一部分になっており、また、前記作動手段の作動を制御する前記制御手段が前記第一および第二出力信号の両方に応答するようになっているマイクロメカニカルピペット装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１マイクロリットルより少ない最少値と約１０マイクロリットルの最大値との間の範囲内の量の液体をピペット採取するマイクロメカニカルピペット装置であって、着脱可能なピペットチップ（若しくはピペット先端部）に連結されるようになされるか、ピペットチップと一体構成される入口／出口を有する一体構成されたピペットモジュールを含んでなり、前記一体構成されたピペットモジュールはマイクロメカニカル構造を含み、このマイクロメカニカル構造はシリコンウェーハ上に一体構成されているような前記マイクロメカニカルピペット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
幾つかのマイクロメカニカル構造が非常に少量の液体を投与する目的で知られている。
【０００３】
バルブを含んでなるマイクロメカニカルポンプをこの目的に使用することはできるが、主としてバルブの作動、およびバルブの使用に関連した死容積および漏れの問題によって、投与量の高精度を得ることができない。さらに、このようなマイクロポンプは、投与すべき所望体積にほぼ達するまでに多数回にわたって液体部分をポンピングするのが普通である。したがって、投与される全量の精度は毎回のポンピング段階によって移送される体積部分の精度によって左右される。
【０００４】
同様な方法は投与すべき所望量にほぼ達するまでにマイクロ滴下（インクジェットの原理）による投与によっても実行できる。この場合も同様に、投与される全量の精度は毎回のマイクロ滴下の体積の精度によって左右される。この方法により得られるピペット採取体積の精度は制限されてしまう。何故ならば、これは特にピペット採取される液体の特性に依存しているからである。
【０００５】
非常に少量の液体を投与する他の周知の方法は、風力測定用の流量センサーおよびこのセンサーの出力信号の積分機を含んでなるフィードバックループによって制御されるマイクロメカニカルポンプを使用する方法である。このフィードバックループの機能は、マイクロメカニカルポンプによってポンピングされる体積を測定するとともに、それに応じてポンピング体積を制御することである。したがって論理的には、投与すべき所望体積に達するまでの時間間隔にわたってマイクロメカニカルポンプが液体流量を定常的にポンピングした後でポンプ作動が停止するように、フィードバックループはマイクロメカニカルポンプを制御する。この方法は幾つかの重大な欠点を有している。ポンピングされた体積測定と、対応するマイクロメカニカルポンプの制御との間には常に遅延が生じている。したがって、フィードバックだけによるポンプ作動の修正は、ポンピング体積が既に所望値より大きくなった後に行われることになる。したがってこのような装置は高精度で非常に少量の体積をピペット採取するには十分な精度を得られない。風力計の流量センサーの作動は、ポンピングされる液体を加熱することが必要となる。したがってこのような装置は、例えば臨床化学分析器においてピペット採取される感熱性の液体をポンピングすることには使用できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
それ故に本発明の目的は、非常に少量の液体を高精度でピペット採取するための、またこれにより周知先行技術による装置の上述した欠点を回避できるマイクロメカニカルピペット採取装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は本明細書の冒頭にて定義した形式の装置によって達成されるのであり、その装置は、
ａ）  前記ピペットモジュールの内部に配置された第一室であって、前記第一室の内部に含まれる容積は該室の壁の一部をなしている膜の変位によって変化されるようになされており、前記第一室は唯一の開口を有していて、前記開口は永続的に開口されて流体が前記第一室の内部に対して流入出できるようになされている前記第一室、
ｂ）  前記ピペットモジュールの内部に配置された通路であって、第一室の前記開口とピペットモジュールの入口／出口との間に直接的なバルブのない永続的な流体連結を確立している前記通路、
ｃ）  前記膜を変位させ、これにより前記第一室に対して或る量の空気または液体を吸引または排出するようになし、これがさらに或る量の液体試料をそれぞれの前記ピペットチップに対して吸引または排出させるようになす作動手段、
ｄ）  膜の変位に関する第一出力信号を発生させる第一センサー手段、
を含んで構成される。
【０００８】
先行技術装置に比較した場合の本発明による装置の主な利点は、非常に少量の液体を高精度で、再現性を有して、信頼性のある高速な性能でピペット採取できるようにすることである。
【０００９】
特に、膜の変位に関する第一出力信号を発生するための第一センサー手段を含めたことは、本発明のピペット採取装置における高速な前進方向および後退方向の流れに好適な高精度且つリアルタイムな装置作動の監視を可能にする。
【００１０】
さらに、本発明による装置はピペット採取すべき全量を作動手段の単一行程の作動によってピペット採取できるようにした点で、従来技術装置とは有利に相違されている。
【００１１】
本発明による装置の好ましい実施例は、第一センサー手段で発生された第一出力信号に応答して作動手段の作動を制御する制御手段をさらに含むことを特徴とする。本発明によるマイクロピペットモジュールと作動手段の作動を制御する手段とは、ピペットチップで吸入し投与すべき全量を膜の１行程の変位移動によってピペットチップに吸入するように構成され寸法決めされるのが好ましい。
【００１２】
本発明による装置の他の好ましい実施例は、膜の一部分が第一センサー手段の一部分であり、このセンサー手段によって発生される第一出力信号が膜の変位を表していることを特徴とする。
【００１３】
本発明による装置のさらに他の好ましい実施例は、通路の一部分が第一センサー手段の一部分であり、このセンサー手段によって発生される第一出力信号が膜の変位に関係していることを特徴とする。
【００１４】
本発明による装置のさらに他の好ましい実施例は、通路の一部分が第二室を形成するとともに、その通路内部の圧力を表す第二出力信号を発生する第二センサー手段の一部分であること、および作動手段の作動を制御する手段が、第一および第二出力信号の両方に応答して作動手段を制御することを特徴とする。
【００１５】
本発明による装置のさらに他の好ましい実施例は、通路の一部分が第二室を形成するとともに、その通路を通る流体の流量を表す第二出力信号を発生する第二センサー手段の一部分であること、および作動手段の作動を制御する手段が、第一および第二出力信号の両方に応答して作動手段を制御することを特徴とする。
【００１６】
ピペットチップに接近させて配置される多機能センサーの組付けを含む上述した好ましい実施例は、非常に少量のピペット採取量の直接的且つ高精度の監視、およびマイクロピペットモジュールの故障の早期且つ能動的な認知および回避を可能にする。
【００１７】
本発明による装置のさらに他の好ましい実施例は、通路の一部分がピペットチップと第一および第二センサー手段との間に位置する第三室を形成するとともに、前記第三室はピペット採取流体が前記第一センサー手段または前記第二センサー手段を構成する通路の一部分に接触するのを防止するように作用することを特徴とする。
【００１８】
本発明による装置のさらに他の好ましい実施例は、前記作動手段が静電式作動装置または圧電式作動装置または電気機械式作動装置を構成していることを特徴とする。
【００１９】
本発明による装置のさらに他の好ましい実施例は、前記第一センサー手段が容量性センサーまたは電気光学センサーであることを特徴とする。
【００２０】
本発明による装置のさらに他の好ましい実施例は、前記第二センサー手段が圧力または流量測定センサーを構成していることを特徴とする。本発明の一体構成された圧力センサーの使用は、装置が設計される対象の通常範囲（例えば粘度の）で作動することを保証する。
【００２１】
本発明による装置のさらに他の好ましい実施例は、複数の前記ピペットモジュールがシリコンウェーハ上に一体構成されることを特徴とする。
【００２２】
本発明による装置のさらに他の好ましい実施例は、ピペットチップがピペットモジュールと一体構成されたシリコンピペットチップであることを特徴とする。
【００２３】
本発明の例とする実施例が以下に添付図面を参照して説明される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１ａは上面にマイクロメカニカルモジュールを配列して形成されたシリコンウェーハ１４を概略的に示している。このモジュールの各々は本発明のマイクロメカニカルピペットモジュールの第一実施例１１の構成部材として使用できる。
【００２５】
図１ｂは本発明のマイクロメカニカルピペットモジュールの第一実施例１１を概略的に示している。１マイクロリットルより少量の最小値と約１０マイクロリットルの最大値との範囲内の液体量がこのモジュールによってピペット採取することができる。第一実施例のモジュール１１は、シリコンウェーハ１４上に一体構成されたマイクロメカニカル構造を含んでなる一体構成のピペットモジュールである。
【００２６】
図１ｂで示される第一実施例のマイクロメカニカルピペットモジュール１１は重ねられて互いに陽極結合によって解除不能に連結された三つの層、すなわち第一ガラス層３１、第二ガラス層３２、および第一ガラス層３１と第二ガラス層３２との間に配置されたシリコンウェーハ層１４を含む。シリコンウェーハ層１４は陽極結合によって解除不能にガラス層３１，３２に連結されている。図１ｂのシリコンウェーハ層１４は目標とする範囲における少量値に対して約２５×１０ｍｍ2 の表面積を有している（最小値は１マイクロリットルより少なく、最大値は約１０マイクロリットルである）。
【００２７】
シリコンウェーハ１４はウェーハ１４の上面にマイクロ機械加工して形成された室１５および通路１８を含む。室１５の底壁は膜１６であり、この膜はシリコンウェーハ１４の一部である。室１５は唯一の開口１７を有しており、この開口は通路１８の一端に連結されている。通路１８の反対端部はピペットモジュール１１の入口／出口１２を形成している。ピペットチップ（若しくはピペット先端部）１３は密封フィルム２９によって入口／出口１２に連結されている。
【００２８】
代替実施例において、第一ガラス層３１および第二ガラス層３２もシリコンに作られる。このことは望ましくない温度の影響を減少させる利点を与える。この代替実施例において、結合方法は「シリコン直接結合」と呼ばれている。ガラスウェーハとの陽極結合と比較してこの種の結合の欠点は、結合方法の実行のために高温度を必要とすることである。この難題を解決するための妥協は、パイレックスガラスの薄層をシリコンウェーハ上にスパッタ形成し、その後に陽極結合を行うことである。本発明の範囲内で層３１，３２の材料はガラスまたはシリコンとされることができ、これによりシリコンに関しては二つの異なる結合方法が可能である。
【００２９】
図２は図１ｂの線Ｃ−Ｃにおける縦断面図を示す。図２に示されるように、図１ｂに示されたマイクロメカニカルピペットモジュール１１は、底壁として膜１６を有する室１５と、通路１８と、膜１６を変位させる作動手段１９と、膜１６の変位に関する出力信号を発生するセンサー手段２１とを含んでなる。膜１６の一部はセンサー手段２１の一部であり、このセンサー手段の発生する出力信号は膜１６の変位を表す。センサー手段２１の構成部材は、膜１６、シリコンウェーハ１４およびガラスプレート３２で画成された室５１内に配置される。
【００３０】
センサー手段２１は変位センサーであるのが好ましい。図２のセンサー手段２１は電気キャパシタを測定部材として含む変位センサーである。図２のセンサー手段２１は電気光学センサーと置き換えることができる。
【００３１】
室１５内に含まれる容積は、膜１６の変位によって変化される。室１５は唯一の開口１７を有しており、この開口は永続的に開口し、流体が室１５に対して流入出できるようにしている。
【００３２】
通路１８は室１５の開口１７とピペットモジュール１１の入口／出口１２との間に直接的なバルブのない永続的な流体連結を確立している。
【００３３】
作動手段１９は例えば図２に概略的に示されたように静電式作動装置か、または圧電式作動装置である。作動装置１９の電気的連結は図示されていない。膜１６はまた、その膜１６と、シリコンウェーハ１４とガラスプレート３２とで形成される室内のガスの圧力上昇または圧力降下によって変位されることができる。この圧力変化は、例えば熱空気作用によって、すなわちガスの加熱または冷却により、または液体の蒸発または凝縮により、チップに加えられる。
【００３４】
図３は図１ｂの線Ａ−Ａにおける横断面を部分的な表示である。図３は特に室１５の横断面形状、およびピペットモジュール１１のシリコンウェーハ１４の幅および厚さの例を示す。図３の点線は、例えば膜１６の下側に配置されているが図３には示されていない作動装置によって膜が変位されたときに、その膜１６が占める位置を示している。
【００３５】
ピペットモジュール１１によりピペット採取作動を実行するために、作動手段１９が作動されて、膜１６を変位させ、これにより或る量の空気または液体を室１５に吸入または排出するようにさせる。膜１６のこのような変位は、或る量の液体試料を前記ピペットチップ１３に対してそれぞれ吸入または排出するようになす。
【００３６】
本発明のピペットモジュールがピペット採取を実行するために使用されるとき、ピペットモジュールの内部は空気、または空気セグメント（air segment ）によりピペット採取液体から分離されたシステム液体（例えば水）で充満される。作動装置１９が膜１６を変位させると、試料すなわち試液がピペットチップに対して吸入または排出される。ピペット採取時に、そのピペット採取された液体（例えば臨床化学的試験の実施のための生物学的液体試料すなわち試液）は通路１８には侵入せず、ピペットチップ内に留まる。
【００３７】
図４ａは上面にマイクロメカニカルモジュールを配列して形成されたシリコンウェーハ１４を概略的に示している。このモジュールの各々は本発明のマイクロメカニカルピペットモジュールの第二実施例４１の構成部材として使用できる。
【００３８】
図４ｂは本発明のマイクロメカニカルピペットモジュールの第二実施例４１を概略的に示している。１マイクロリットルより少量の最小値と約１０マイクロリットルの最大値との範囲内の液体量がこのモジュールによってピペット採取することができる。モジュール４１は、シリコンウェーハ１４上に一体構成されたマイクロメカニカル構造を含んでなる一体構成のピペットモジュールである。
【００３９】
図４ｂから認識されるように、マイクロメカニカルピペットモジュール４１は図１に示されるマイクロメカニカルピペットモジュール１１に非常に良く似ているが、モジュール４１において通路１８の一部が室２３を形成している点が相違している。
【００４０】
図５は図４ｂに示されたマイクロメカニカルピペットモジュール４１の縦断面図を示す。図５に示されたマイクロメカニカルピペットモジュール４１は、底壁として膜１６を有する室１５と、通路１８と、膜１６を変位させる作動手段１９と、通路１８の一部に形成された室２３と、膜１６の変位に関する出力信号を発生するセンサー手段２２とを含んでなる。通路１８の一部はセンサー手段２２の一部であり、このセンサー手段が発生する出力信号は膜１６の変位に関する。作動手段１９の構成部材は膜１６と、シリコンウェーハ１４と、ガラスプレート３２とで画成された室５１内に配置される。センサー２２の構成部材はシリコンウェーハ１４の一部である膜３６と、シリコンウェーハ１４とガラスプレート３２とで画成された室５２内に配置される。
【００４１】
センサー２２は、例えば圧力センサーまたは流量測定センサーである。図５のセンサー２２は圧力センサーであり、測定部材として電気キャパシタを含んでなる。センサー２２はまた圧電抵抗センサーまたは他のいずれかの形式の圧力センサーとすることもできる。
【００４２】
センサー２２はまたピペット採取すべき液体を吸引する前にその液体レベルの検出に使用することもできる。
【００４４】
図６は図４ｂの線Ａ−Ａにおける横断面図の一部を示す。図６は特に室１５の横断面形状、およびピペットモジュール４１のシリコンウェーハ層１４の幅および厚さの例を示す。図６の点線は、例えば膜１６の下側に配置されているが図６には示されていない作動装置によって膜が変位されたときに、その膜１６が占める位置を示している。
【００４５】
図７は図４ｂの線Ｂ−Ｂにおける横断面の一部を示す。図７は特にピペットモジュール４１の室２３の横断面形状を示す。
【００４６】
マイクロメカニカルピペットモジュール４１の作動は、モジュール１１において出力信号を発生するセンサー２１が室１５の下側で膜１６の直ぐ下側に配置されているのに対してピペットモジュール４１においては膜１６の変位に関する出力信号を発生するセンサー２２が膜１６から或る距離を隔てられた室２３の下側に配置されていることを除けば、図１ａ、図１ｂ、図２および図３を参照して上述で説明したピペットモジュール１１の作動と非常によく似ている。
【００４７】
図８は、図５に示した実施例を改良して得た本発明によるマイクロメカニカルピペットモジュールの第三実施例の縦断面図を示す。図８に示すこの実施例は図５に示した実施例とは、図８で示す実施例が付加的なセンサー２１を室５１内で作動装置１９に隣接させて配置して含んでいる点が相違する。図２に示した実施例と同様に、図８のセンサー２１は変位センサーであるのが好ましい。図２、図８、図９および図１０のセンサー２１は測定部材として電気キャパシタを含む変位センサーである。図２、図８、図９および図１０のセンサー２１は電気光学センサーと交換できる。
【００４８】
図９は、図８に示した実施例を改良して得た本発明によるマイクロメカニカルピペットモジュールの第四実施例の縦断面図を示す。図８に示した実施例の特徴に加えて、図９に示すこの実施例では、通路１８の一部が第三室２４を形成しており、この第三室はピペットモジュールの出口１２と室２３との間に配置されている。この室２４はピペット採取される流体がセンサー２２を構成する通路１８の一部に接触するのを防止するように作用する。
【００４９】
図２に示した実施例の変形形態において、図９の室２４に似た室がピペットモジュールの出口１２と室１５との間に配置される。この変形形態は添付図面には示されていない。
【００５０】
図１０は図８に示した実施例を改良して得た本発明のマイクロメカニカルピペットモジュールの第四実施例の縦断面図を示す。図８に示した実施例の特徴に加えて、図１０に示すこの実施例は、作動装置側の、すなわち通路２８内およびそれと流体連結された室内の圧力を測定する付加的な圧力測定センサー２７を有し、またシリコンウェーハ１４の一部の膜２６と、シリコンウェーハ１４と、ガラスプレート３１とによって画成された付加的な室２５を有する。膜２６の上側に配置された室２５はセンサー２７の作動のための参照室（基準室）である。通路２８は圧力センサー２７が配置されている室５３を作動装置１９の配置されている室５１と連結する。圧力センサー２７は空気圧作動原理の場合に与えられる圧力を監視し、これに応じて作動装置室に例えば熱空気作動によって或る圧力値を保持する。この圧力はセンサー２２で測定した圧力とは相違し、センサー２２の信号は作動装置の膜の運動および力、および吸引される試料液体およびシステム流体からなる流体の振る舞い（すなわち運動および重力）によって変調される。センサー２７は制御システムの一部として使用され、直接のフィードバック装置によって与えられた（静）圧力を維持し、またセンサーセンサー手段２１，２２，２７を含み、これらのセンサーで得た信号を分析し、必要ならば補正信号を一次制御装置にフィードバックする手段によって液体の振る舞いを監視する。膜１６の変位を測定する変位センサー２１より優れた補完的な圧力センサー２７の利点は、センサー２７により与えられる出力信号が、例えば図８に示される実施例において室１５と、通路１８と、室２３とにより形成される通路装置内の、センサー２２により測定される圧力とは無関係であり、また膜１６の熱空気作動のために生じ得る膜１６およびその周囲環境の温度変化とは無関係なことである。
【００５１】
一つ以上の上述した形式のマイクロメカニカルピペットモジュールに加えて、本発明のマイクロメカニカルピペット装置は、ピペット採取作動を行わせる膜１６の変位を表すか、少なくともそれに関係する出力信号を発生するセンサー手段によって発生された少なくとも一つの出力信号に応答して、作動手段１９の作動を制御するための制御手段（添付図面には示されていない）を含むのであり、このような出力信号とは、例えば図２、図８、図９のセンサー２１の出力信号、図５、図８、図９のセンサー２２の出力信号、および図１０のセンサー２７の出力信号である。
【００５２】
図１ａ、図１ｂ、図２、図３を参照して上述で説明した好ましい実施例では、制御手段はセンサー手段２１の発生した出力信号に応答して作動手段１９の作動を制御する。
【００５３】
図４ａ、図４ｂ、図５〜図７を参照して上述で説明した好ましい実施例では、制御手段はセンサー手段２２の発生した出力信号に応答して作動手段１９の作動を制御する。
【００５４】
図８および図９を参照して上述で説明した好ましい実施例では、制御手段はセンサー手段２１，２２の発生した出力信号に応答して作動手段１９の作動を制御する。
【００５５】
図１０を参照して上述で説明した好ましい実施例では、制御手段はセンサー手段２１，２２，２７の発生した出力信号に応答して作動手段１９の作動を制御する。
【００５６】
本発明の好ましい実施例では、マイクロピペットモジュール１１と、作動装置１９の作動を制御する制御手段とは、ピペットチップ１３に対して吸引および排出されるべき全量を膜１６の変位移動の１行程でピペットチップ１３に吸入するように構成され、寸法決めされる。
【００５７】
作動手段１９の作動を制御する制御手段は、本発明のマイクロピペットモジュールの構造に少なくとも部分的に一体構成されるか、またはマイクロピペットモジュールの外部に部分的または大きな範囲で配置されることができる。
【００５８】
本発明の他の概念によれば、異なる測定範囲に対して最適化された幾つかのセンサーセンサー手段２１，２２，２７が本発明の小型のマイクロピペットモジュールに一体構成されることができる。
【００５９】
本発明の他の概念によれば、センサーセンサー手段２１，２２，２７などで与えられる出力信号の組み合わせての使用は、センサーが与える信号の解釈上の信頼性を改善し、また例えばピペットチップにおける凝結によって引き起こりかねないマイクロピペットモジュールの故障を防止するために重要となる実際の液体投与量のチェックを可能にする。医学的診断試験で避けねばならない気泡のピペット混入採取は、試験を始める前に圧力センサーを使用して検出できる。試料の吸引時に圧力センサーで得られる情報の処理が高粘度の患者の試料の識別を可能にする。このような病原試料はしばしば医学的試験結果の正しい解釈に問題を与える。
【００６０】
本発明の他の概念によれば、上述で説明したモジュール１１または４１に似た複数のマイクロメカニカルピペットモジュールがシリコンウェーハ１４上に一体構成される。
【００６１】
本発明の他の概念によれば、ピペットチップ１３はピペットモジュールピペットモジュール１１または４１と一体構成されたシリコンピペットチップである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ａは本発明のマイクロメカニカルピペット装置１１の第一実施例の構成部材として使用できるシリコンウェーハ上に配列して形成されたマイクロメカニカルモジュールの概略図。図１ｂは本発明のマイクロメカニカルピペットモジュールの第一実施例１１の概略図。
【図２】図１ｂの線Ｃ−Ｃにおける横断面を表す概略図。
【図３】図１ｂの線Ａ−Ａにおける横断面を表す部分図。
【図４】図４ａは本発明のマイクロメカニカルピペットモジュールの第二実施例の構成部材として使用できるシリコンウェーハ上に配列して形成されたマイクロメカニカルモジュールの概略図。図４ｂは本発明のマイクロメカニカルピペットモジュールの第二実施例１１の概略図。
【図５】図４ｂの線Ｃ−Ｃにおける縦断面を表す部分図。
【図６】図４ｂの線Ａ−Ａにおける横断面を表す部分図。
【図７】図４ｂの線Ｂ−Ｂにおける横断面を表す部分図。
【図８】本発明のマイクロメカニカルピペットモジュールの第三実施例の縦断面図。
【図９】本発明のマイクロメカニカルピペットモジュールの第四実施例の縦断面図。
【図１０】  本発明のマイクロメカニカルピペットモジュールの第五実施例の縦断面図。
【符号の説明】
１１  マイクロメカニカルピペットモジュール
１２  入口／出口
１３  ピペットチップ
１４  シリコンウェーハ
１５  室
１６  膜
１８  通路
１９  作動装置すなわち作動手段
２１，２２  センサー
２３  室
２５  室
２６  膜
２７  センサー
２８  室
３１  第一ガラス層すなわちガラスプレート
３２  第二ガラス層すなわちガラスプレート
４１  マイクロメカニカルピペットモジュール
５１  室
【図１】
0004083280.tif 000002
【図２】
0004083280.tif 000003
【図３】
0004083280.tif 000004
【図４】
0004083280.tif 000005
【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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