(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分注装置を用いて液体を分注するための粘性、蒸気圧または表面張力のパラメータの影響を含むパラメータ・セットをパラメータ・セット・ライブラリから選択する方法であって、前記分注は、液体容量を吸引しかつ計量分配するものであって、前記分注装置は、測定室と空気圧で接続された流体室と、前記流体室に位置づけられ、システム液を含む流体カラムと、を備え、前記測定室の内部圧力は、圧力トランスデューサを用いてモニタされ、前記流体室の少なくとも第１部分は、ピペット・チップの浸漬によって液体試料と流体接続に至り、前記方法は、
ａ）前記吸引の開始時に、前記液体試料に対する突然のシングルサイド・パルスによって前記システム液を振動させるステップと、
ｂ）前記浸漬及び前記吸引の間、前記流体室と空気圧で接続された前記測定室の前記圧力トランスデューサで圧力をモニタするステップであって、前記浸漬及び前記吸引によって生じる圧力変動を記録し、測定信号に変換する、ステップと、
ｃ）前記測定信号をコンピュータ（マイクロプロセッサ）によって処理し、圧力曲線を生成するステップと、
ｄ）前記吸引前と、前記吸引開始時の前記流体カラムの一時的な振動の間と、前記吸引の間と、の前記ピペット・チップの浸漬状態における圧力曲線の推移によって、前記圧力曲線を特徴付けるステップと、
ｅ）前記吸引された液体試料を伴う前記流体カラムを特徴付ける前記測定された圧力曲線を、既知の圧力曲線と比較するステップと、
ｆ）前記比較に基づいて、吸引の間に導入された液体試料の分配についての粘性、蒸気圧または表面張力のパラメータの影響を含むパラメータ・セットをパラメータ・セット・ライブラリから選択するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記吸引前に前記ピペット・チップの浸漬状態にある前記圧力曲線の前記推移は、
上昇か、
一定値の維持か、
段階的な増加か、
段階的な増加と圧力の上昇か、
によって特徴付けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記吸引の開始時の前記圧力曲線の前記推移は、
対称的であるか、
非対称的な一時的な振動であるか、
によって特徴付けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記吸引の間の前記圧力曲線の推移は、
上昇か、
一定値の維持か、
圧力の落下か、
によって特徴付けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記測定室は気体で満たされる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記流体室は、液体試料を液体処理するための分注装置のピペット・チップを備え、上記ピペット・チップにおいて、前記流体カラム内に圧力変動又は流量変動を発生させる吸引のために部分真空が生成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記システム液は、前記吸引された液体試料から空隙によって分離される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記圧力曲線又は前記フロー曲線は、ディスプレイ画面に表示され、または印刷され、前記ディスプレイ画面に表示され、又は印刷される既知の圧力曲線又はフロー曲線と視覚的に比較される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記圧力曲線又は前記フロー曲線は、アルゴリズムに基づいて分析され、既知の対応して分析された圧力曲線又はフロー曲線と数学的に比較される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記圧力曲線又は前記フロー曲線は、自動的に比較され、前記圧力曲線又は前記フロー曲線の推移が確立された許容範囲内にあれば、既知の液体の対応する分注パラメータが吸引された液体試料の計量分配のために選択される、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記圧力曲線又は前記フロー曲線は、自動的に比較され、前記圧力曲線又は前記フロー曲線の推移が確立された許容範囲の外にあれば、新しい分注パラメータを吸引された液体試料の吸引に帰属させ、オペレータに表示する、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１２】
前記許容範囲は、前記液体の分配の前であって、前記圧力曲線又は前記フロー曲線の生成の前又は後に確立される、請求項１０又は１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連の特許出願）
本特許出願は、２００５年７月２２日に出願されたスイス国特許出願第ＣＨ０１２２３／０５号の優先権を主張するものであり、参照によりその全体があらゆる目的に関して本開示に含まれる。
【０００２】
本発明は、液体の分注パラメータを選択する方法に関し、本方法において、流体室は測定室へ接続され、この測定室の内圧は圧力トランスデューサを使用して監視され、この流体室の少なくとも第１の部分はこの液体の試料と流体接続されることになる。本発明による方法の特に好適な実施形態は、液体試料を液体処理するための分注デバイスに関する。
【０００３】
従って本発明は、人体液の試料等の液体容量を吸引しかつ計量分配するための分注デバイス内の液体の分注パラメータを選択する方法を含む。このような分注デバイスは、ポンプへ接続されるピペット・チップを備える。
【０００４】
例えば生化学技術を使用する薬学研究または臨床診断に関連する産業部門は、液体容積及び液体試料を処理するための設備を必要とする。自動化された設備は、典型的には、ワークステーションのワークテーブル上に位置決めされる液体容器の上で使用される単一の分注デバイスまたは複数の分注デバイスを備える。このようなワークステーションは、これらの液体試料に、光学測定、ピペット操作、洗浄、遠心処理、培養及び濾過等の極めて多様な作業を実行する能力を有する場合が多い。このようなワークステーションでは、デカルト座標または極座標に従って動作する１つまたは複数のロボットを使用して試料処理を行ってもよい。このようなロボットは、試料管またはマイクロプレート等の液体容器を運んで、再配置してもよい。またこのようなロボットは、吸引及び計量分配用分注デバイス等の「ロボティック・サンプル・プロセッサ」（ＲＳＰ）として、または液体試料を分配するためのディスペンサとして使用されてもよい。好適には、このような設備はコンピュータによって監視されかつ制御される。このような設備の決定的優位点は、人間であるオペレータが処理プロセスに携わる必要なしに、多数の液体試料を何時間及び何日にも及ぶ長期的なタイムスパンで自動的に処理できることにある。
【背景技術】
【０００５】
先行技術（例えば、米国特許第４，６７５，３０１号、米国特許第４，７９４，０８５号及び米国特許第５，７２３，７９５号参照）から知られる分注デバイスは、ポンプへ接続されるピペット・チップを備える。これらのデバイスの中には流体室を備えるものがあり、流体室へは、圧力センサを有する圧力トランスデューサがガス充填室を介して接続される。この流体室は、ピペット・チップ、上記ピペット・チップをポンプへ接続する第１のライン及びこのポンプの作動部分によって画定される。
【０００６】
液体をピペットで操作する場合には、液体のタイプ、即ちこの液体の物理的特徴または物理定数、が問題となることが多い。従って、液体を表面張力、粘性または蒸気圧等のその物理定数を基礎として分類することが先行技術から知られている。次には、対応する分類を基礎として適切な分注パラメータが決定されることが可能であり、かつこれらの液体は向上された精度で分注されることが可能である。
【０００７】
分注デバイスを使用して液体試料の粘性を測定することは、欧州特許第０  ６０８  ４２５号から知られる。この場合では、測定は、特定量の液体を吸引するために使用されるピペット・チップを介して適用される画定された原初の部分真空を変更するために必要なタイムスパンから進められる。この時間値はテーブル内のこのような時間値に関連して知られる粘性データと比較され、こうして液体のその時点の粘性が確認される。この方法が遠心処理された血液試料を使用して適用される場合、赤血球を有する残りの画分は血漿から個々に収集されることが可能である。
【０００８】
しかしながら、先に説明したように、ピペット操作では他のパラメータも重要な役割を果たす。従って、蒸気圧が相違することに起因して、水またはアセトンの試料は完全に異なる方法で分注されなければならないことが知られている。これらの溶媒の表面張力も、同じく大幅に相違する。例示として表１に、幾つかの典型的な溶媒の粘性、蒸気圧及び表面張力を明記する。
【０００９】
【表１】
0005064735.tif 000002
【００１０】
表１から、アセトン及びエタノールの表面張力が極めて似ていることは明らかである。しかし、その粘性及び／または蒸気圧のパラメータ値が大幅に異なることから、これらの２つの溶媒はピペット操作の間、同一に扱われるべきではない。従って、全ての生化学実験室で日常的に使用されるこのような異なる溶剤を自動的かつ確実に分注できるようにするために唯一のパラメータを決定すれば足りるということはほとんどない点は明らかである。しかしながら、これらのパラメータを（及びおそらくは、分注されるべき液体及び／またはピペット・チップに使用される材料の関数としてのピペット・チップの湿潤性等のさらなるパラメータすらも）全て検出することは、必要なマシン及び時間が多くなりすぎる。これはとりわけ、自動化されたワークステーションの場合において、可能な限り最短時間内に何百何千もの試料のスループットを確保しなければならない場合にそうである。溶剤及び／または液体試料が、同じく可能な限り大量に自動分注されなければならない、未知の物理パラメータを有する未知の組成であれば、これがより困難になることは確実である。
【００１１】
【特許文献１】米国特許第４，６７５，３０１号
【特許文献２】米国特許第４，７９４，０８５号
【特許文献３】米国特許第５，７２３，７９５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明は、液体試料の分注パラメータが容易に選択されかつ必要に応じて液体試料が分注されることを可能にする代替方法を提案するという目的を基礎とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的は、例えば、流体室が測定室へ接続され、この測定室の内圧は圧力トランスデューサを使用して監視され、この流体室の少なくとも第１の部分は液体の試料と流体接続されるに至る、方法が提案されることにおいて達成される。この場合、本発明による方法は、圧力変動が流体室に位置づけられかつ本質的にコヒーレントである流体カラム内に生成され、これらの圧力変動は流体カラムに空気圧で接続される測定室において対応する圧力変動を引き起こし、上記圧力変動は圧力トランスデューサにより記録されかつ測定信号に変換され、これらの測定信号はコンピュータにより処理されて圧力曲線として再現され、この圧力曲線の推移は既知の圧力曲線の推移と比較されることを特徴とする。
【００１４】
実際、「実験者の経験による概算」のタイプでは、既知の分注システムにおいて液体がどのように作用するかが即座に確定される。これについては先に、ピペットの内圧の変動を検出することにより説明した。本発明によれば、この方法は、分注されるべき液体内への浸漬に際して、またはこの液体の吸引の間に既に実行されている可能性がある。
【００１５】
最終的に比較可能な結果となる、本発明により選択されるさらなるパラメータは、分注されるべき液体の吸引の間にこの選択されるパラメータの変動を下記の形式で検出することを含む。
・  システム液またはピペット内の分注されるべき液体のカレント・フロー、
・  分注されるべき液体が吸引されるもとの容器の総重量、
・  分注されるべき液体の吸引の間にポンプのピストンを動かすために使用されるＤＣモータの電力消費量、
・  分注されるべき液体の吸引の間にピペット・チップに部分真空を生成すべく使用されるマイクロダイアフラム・ポンプのピエゾ駆動装置の電力消費量。
【００１６】
この目的は第１の態様により、液体を上記液体のための既知の分注システムにおいて液体の分注パラメータを選択するための方法によって達成される。本方法は、浸漬及び吸引の間の圧力変動がこの当該液体に典型的な圧力曲線として検出されることと、この圧力曲線が既知の液体の対応する圧力曲線と比較されることと、この比較を基礎としてこの液体の分注パラメータが選択されること、を特徴とする。
【００１７】
この目的は、流量センサを用いた代替の方法が提案され、分注パラメータの選択についてフロー曲線の類似の比較が行われる第２の態様によって達成される。
【００１８】
本発明による追加の好適な特徴は、従属クレームからもたらされる。
【００１９】
そのような液体は、続いて正しく分注される、即ちピペットを使用して特定量及び／または特定の容積を、例えばマイクロプレートのウェルである容器内へ計量分配されることが可能である。この目的に沿って、分注デバイスによる液体試料の計量分配を起動させるためのパラメータ・セットが選択される。選択は手動または自動的に実行され、設定された要件に最も近いパラメータ・セットがパラメータ・セット・ライブラリから一定の許容範囲を基礎として選択される。
【００２０】
次に、例示的な実施形態の略図に基づいて、本発明による方法を詳しく説明する。但し、上記例示的な実施形態は本発明を限定するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明による方法を実行する能力を有する、第１の実施形態及び第１の用途によるデバイスまたはシステムを示す縦断面図である。このデバイスは流体室２を備え、流体室２は測定室３へ接続される。本図においてこの接続は、２つの室２、３間の直接開路として実装されている。測定室３の内圧は、コンピュータまたはマイクロプロセッサ８へ接続される圧力トランスデューサ４を使用して監視される。ある代替実施形態では、圧力トランスデューサは流体室へ直に接続されてもよい（図２参照）。ピペットまたはピペット・チップの流体室２全体を占める流体室の第１の部分５は、この場合は気体で満たされる。ピペット・チップは、容器１３内に試料６として供給される液体１の表面に接触する。このような容器は任意の形状及び容量を有してもよく、例えば試料管、マイクロプレートのウェル、トラフまたはペトリ皿として実装される。ピペット・チップが試料液６内へ浸漬されると、ここでは全体が気体で形成される流体カラム７の圧力は変動しかつ／または圧力が振動する。
【００２２】
図２は、本発明による方法を実行する能力を有する、第２の実施形態及び第２の用途によるデバイスまたはシステムを示す縦断面図である。このデバイスは流体室２を備え、流体室２は測定室３へ接続される。実際には、この場合、流体室２は同時に測定室３をも形成する。測定室３の内圧は、コンピュータまたはマイクロプロセッサ８へ接続される圧力トランスデューサ４を使用して監視される。ピペットまたはピペット・チップの流体室２は、液体１の表面に接触する。ピペット・チップが液体１内へ浸漬されると、ここでは全体がシステム液１１で形成される流体カラム７の圧力は変動しかつ／または圧力が振動する。
【００２３】
図３は、本発明による方法を実行する能力を有する、第３の実施形態及び第３の用途によるデバイスまたはシステムを示す縦断面図である。このデバイスは流体室２を備え、流体室２は測定室３へ接続される。本図において、この接続は、２つの室２、３間に位置づけられてシールを形成するフレキシブルなダイアフラム２９として実装されている。測定室３の内圧は、コンピュータまたはマイクロプロセッサ８へ接続される圧力トランスデューサ４を使用して監視される。ここではピペットまたはピペット・チップの流体室２の下部のみを占める流体室の第１の部分５は、この場合は空隙３９及びシステム液１１で満たされる。ここでは、システム液１１は除外されてもよい。好適には、とりわけこの接続が２つの室２、３間の直接開路として実装される第１の実施形態（図１参照）では、空隙３９は測定室３の領域に位置づけられる。しかしながら、ここに提示した実施形態では、ダイアフラム２９が測定室３による試料液またはシステム液への浸透を防止することから、その必要はない。ピペット・チップは液体１内へ幾分か浸漬され、試料液６は既にピペット・チップ内へ吸い込まれている。試料液６が吸い込まれる、または吸引されると、ここでは試料液６、気体及び恐らくシステム液１１を含む流体カラム７の圧力は変わり、かつ／または圧力が振動する。
【００２４】
図４は、本発明による方法を実行する能力を有する、第３の実施形態及び第４の用途によるデバイスまたはシステムを示す縦断面図である。このデバイスは、図３に示すものと同様に実装される。ここでは、ピペットまたはピペット・チップの流体室２全体は、チップの領域が空隙３９で、その他がシステム液１１で満たされる。ここに提示した実施形態では、ダイアフラム２９が測定室３によるシステム液１１への浸透を防止する。ピペット・チップは、液体１へ幾分か浸漬される。試料液６が浸漬されると、ここでは気体及びシステム液１１を含む流体カラム７の圧力は変わり、かつ／または圧力が振動する。
【００２５】
図５は、本発明による方法を実行する能力を有する、第３の実施形態及び第５の用途によるデバイスまたはシステムを示す縦断面図である。このデバイスは、図３及び４に示すものと同様に実装される。ここでは、ピペットまたはピペット・チップの流体室２全体は、チップの領域が試料液６で既に満たされ、試料液６は、小さい空隙３９を使用してシステム液１１から分離される。ここに提示した実施形態では、ダイアフラム２９が測定室３によるシステム液１１への浸透を防止する。測定室３は、気体（例えば空気またはＮ２）で満たされてもよい。測定室が液体（例えばオイル、水）で満たされる場合は、センサを液体から分離する気泡を追加的に含んでもよい。ピペット・チップは、やはり液体１へ幾分か浸漬される。試料液６が吸引されると、ここでは気体及びシステム液１１を含む流体カラム７の圧力は変わり、かつ／または圧力が振動する。
【００２６】
ここまでに説明した図１乃至５では、ピペットはラインを介してポンプへ（どちらも図示されていない）接続される。このようなポンプは任意に選択されてもよく、マイクロリットル領域のより大きい容積またはナノリットル乃至ピコリットル領域のより小さい容積を送出するために実装される。上述の圧力変動はまた、流体カラム７へ空気圧で接続される測定室３内にも圧力変動をもたらし、これは圧力トランスデューサ４によって記録され、測定信号へ変換される。これらの測定信号はコンピュータまたはマイクロプロセッサ８によって処理され、圧力曲線９（例えば図７参照）として再現される。この圧力曲線９の推移は、次に既知の圧力曲線の推移と比較されることが可能である。これらの圧力曲線の各々は特定の試料液６の特徴を表わすものであることから、この比較を基礎として、その時点で供給されている液体１について、これらの分注パラメータを選択することができる。従って、本発明の本質的優位点は、今まで知られていなかった試料液が、試料液の多数のパラメータを相応に多くの実験において個々に決定する必要なしに、１回の検査及び１回の比較によって特徴づけられ、かつ分注パラメータを割り当てることが可能である、という事実を基礎とする。
【００２７】
図６は、本発明による方法を実行する能力のある、ピストン・ポンプを有する第３の実施形態によるデバイスまたはシステムを示す縦断面図である。本実施形態及び用途は、図４に関して説明したものに一致する。ピペット・チップの領域に空隙３９を含む流体カラム７は、ここでは本質的にシステム液１１により形成される。同じくシステム液で満たされる、デバイスの構造に依存してより長い、またはより短い第１のライン１９を介して、流体カラム７はピストン・ポンプ２０のピストン２１まで伸長される。このピストン・ポンプ２０は、液体試料６を吸引するために流体室２内に部分真空（partial vacuum）を生成しかつ液体試料６を計量分配するために流体室２内に超過圧力（over pressure）を生成すべく使用される。さらに、このピストン・ポンプ２０はパルス・ユニット１７としても使用され、空隙３９まで伸長する本質的に均質である流体カラム７は、パルス・ユニット１７を使用して振動されることが可能である。ダイアフラム２９は、測定室３がシステム液へ浸透することを防止する。この時点で、ピペット・チップは試料液６から離隔位置にあり、よって本図に示す状況は、ピペット・チップがシステム液及び空隙を使用する試料の吸引用に準備されると発生する。この段階で、圧力トランスデューサ４は流体カラム内の任意の気泡の検出に使用され、これは、パルス・ユニット１７によって引き起こされる圧力振動の特徴的変化を介して発見されることが可能である。
【００２８】
デバイス、即ち、特には本発明による方法を実行することに適するウエルである分注デバイスに関連して、本特許出願の出願人は、２００４年１２月１０日に米国特許商標庁（ＵＳＰＴＯ）へ優先権主張番号ＵＳ１１／００９，２４７で優先権の基礎出願を提出している。引用したこの基礎出願に記述されているこれらの分注デバイスは、これらが米国特許第４，６７５，３０１号、米国特許第４，７９４，０８５号及び米国特許第５，７２３，７９５号に関連して既に引用されている特徴に加えて流体室内部に位置決めされる液体カラムへ機能的に連結されるパルス発生ユニットを備えることにおいて、既知の技術とは異なる。パルス発生ユニットは、これが液体カラムの垂直動作を引き起こし、次いでこれにより、流体室へ空気圧で接続される気体室において圧力差が生じるように実装される。これらの圧力差は圧力センサによって検出され、圧力トランスデューサにより対応する信号の形式で、これに接続されるコンピュータへ送出される。この時点でコンピュータにより供給されるデータを基礎として、容器内の液面への到達（「液体レベルの検出」）、流体室に位置決めされるシステム液内の気泡の存在及び／またはピペット・チップにおけるフィルタの存在または不在を決定することができる。本発明による分類方法（classification method）の実行において使用するための、本参照によりその全体が開示に含まれる米国特許出願第１１／００９，２４７号による分注デバイスの特に好適な実施形態を、図８及び／または９に示す。
【００２９】
原則として、分注デバイスの流体カラム７を含む部分の突然または急激な動作は全て、本発明による方法を実行する能力を有する分注デバイスまたは分注システムの測定室３内に圧力変動を発生させる。このような圧力変動は、例えば個々の圧力スパイクとして、または圧力振動として発生する可能性があり、あらゆる特定の流体カラム７に特徴的な振動動作を帰属させることができる。
【００３０】
図７は、圧力測定値（単位ボルト）を時間軸（単位ミリ秒）でプロットした圧力曲線９を示す。圧力曲線９は、この場合はシステム液１１として水で満たされた流体カラム内に発生している特徴的な圧力変動を表わしている。試料液６も同じく、空隙３９によりシステム液１１から分離される水であった（図１に示すダイアフラム２９のない実施形態、図３に示す用途を参照）。吸引の開始である、ポンプ２０のピストン２１が動作状態に設定された時点は、符号５０で示される。この突然のシングルサイド・パルスは流体カラムへ送達され、流体カラムの振動を発生させ、これが測定室３において圧力変動として検出される。吸引の終わりは、符号５１で示される。反対側へ方向づけられるこの突然のパルスは流体カラムへ送達され、同じく流体カラムの振動を発生させ、同じく測定室３において圧力変動として検出される。圧力曲線９の上側及び下側の包絡曲線３７、３８の図示された特定の推移は、水に特徴的なものである。約２秒間に渡る吸引は、値にしてほぼ０．２Ｖに相当する圧力降下をもたらした。
【００３１】
図８は、分注デバイスの縦断面図である。本発明による方法を実行する能力のある第３の実施形態によるこのデバイスまたはシステムは、ピストン・ポンプ２０を備える（図６参照）。このポンプは、好適には「ＣＡＶＲＯ  ＸＰ３０００プラス−モジュール・デジタル・ポンプ」（Ｔｅｃａｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社、米国カリフォルニア州９５１３８、サンノゼ市ザンカーロード２４５０所在）、または例えば米国特許第５，６３８，９８６号から知られるようなベローズ・ポンプである。ピストン２１は、モータＭにより駆動される。このデバイスはさらに、流体カラム７を含む管状ピペット上へ差し込まれる、それ自体既知である使い捨てのピペット・チップ１２を備える。ピペット・チップ１２は、ホルダ１２ａへ取り付けられる。流体カラム７は、システム液１１によって形成される。流体室２は、ポンプの作動部分から、即ちピストン２１から、デバイス要件に従って実装されるライン１９、流体室２及び空隙３９を介してピペット・チップ１２のチップまで伸長する。使い捨てのピペット・チップ１２全体は気体（典型的には空気）で満たされ、容器１３内に位置決めされる試料液６に僅かに浸漬される。試料液６内のピペット・チップ１２の浸漬は、流体カラム７における圧力変動及び／または圧力振動を引き起こす。これらの圧力変動は、流体カラム７へ（好適にはフレキシブルなダイアフラム２９により分離されて）空気圧で接続される測定室３においても圧力変動を引き起こし、これが圧力トランスデューサ４により記録され、測定信号へ変換される。これらの測定信号はコンピュータまたはマイクロプロセッサ８により処理されてディスプレイ画面１４またはプリンタ１８に圧力曲線９（例えば図７参照）として再現され、こうしてオペレータへ表示されることが可能である。この第１の圧力曲線は、ピペット・チップ１２による液体１への侵入を示し、よって、液面１を検出するための（＝液体レベル検出）手段を表わす。従ってこれは、圧力測定を使用する液面検出である。故にこのような検出は、吸引されるべき液体１が導電性であるかないかとは無関係である。本デバイスは、これで吸引プロセスを開始する準備が整う。このデバイスは、好適には、ピペットをピストン・ポンプ２０へ「チュービング（tubing）」として接続するライン１９の領域内に追加の圧力トランスデューサ４’を備える。この追加の圧力トランスデューサ４’は、好適にはコンピュータまたはマイクロプロセッサ８（図示されていない）へも接続される。代替ピペット・チップは、不活性のプラスチック材料で製造される、例えば費用効果のあるポリプロピレンで製造される図示された使い捨てのチップを備える。鋼針（チップが例えばチタン、プラチナまたはテフロン（登録商標）の誘導体でコーティングされている場合もされていない場合もある）も使用可能であり、この場合は、好適には永久的に設置される使い捨てでないピペット・チップとして使用される。
【００３２】
図９は、ポンプに依存しない代替パルス・ユニット１７の電気機械の変形例を示す部分断面図であり、流体室２における圧力変動はこれを使用することによっても生成されることが可能である。ライン１９は、円筒４０を介して案内される。ライン１９の閉面に対して事実上垂直に移動可能なウェッジ４３を有するピストン４１は、この円筒４０の内側に位置づけられる。ウェッジ４３は、好適には軟性のプラスチック材料で製造され、かつ／またはライン１９が損傷されないように丸みのあるエッジを有する。また、ウェッジ４３としては、平坦な、または曲った面を有するボールまたはボディ等の他の形態が選ばれてもよい。好適には固定式のフロア４４は、ピストン４１とは直径方向の反対側で円筒４０を終わらせる。この動作はライン１９を可逆的に変形させ、これにより、前掲のパルスがトリガされる。トリガされるパルスは個々である場合も連続性である場合もあり、流体カラムはほんの短時間移動される、または振動状態にされることが可能である。このパルス・ユニットは、好適にはピペットのＸ、ＹまたはＺ方向への移動に関係なく、かつポンプ２０の動作に関係なく動作されることが可能である。このパルス・ユニット１７は、流体室２に位置決めされるシステム液１１内の気泡の検出を好適な方法でサポートする。コイル４２は、例えば駆動装置として使用される。
【００３３】
アプリケーション例
以下で説明する全ての図は、圧力測定値（単位ボルト）が時間軸（単位ミリ秒）でプロットされている圧力曲線９または複数の圧力曲線９、９’、９’’を示す。全ての場合において、圧力曲線は、システム液１１としての水で満たされた流体カラムにおいて発生したものである。全ての場合で、試料液６は空隙３９によりシステム液１１から分離されていた（図３参照）。図１０乃至２５の全てを通じて、重要な手順は、下記のような同じ参照番号で示されている。
３０  試料液へのピペット・チップの浸漬
３１  吸引／３１ｃ泡の突出し
３２  計量分配
３３  試料液からのピペット・チップの抜取り開始、
３３ａ  中間レベル／３３ｂ  変向点
３４  試料液からのピペット・チップの抜取りの終わり
３５  その後の行程移動またはピペット・チップの廃棄に起因する干渉信号
５０  吸引の開始
５１  吸引の終わり
【００３４】
試料液６の吸引は、液体１における浸漬の後、約２秒のタイムスパンの間に算出流速１８０μｌ／秒により１０のステップで発生する。
【００３５】
図１０は、試料液である水の特徴的な単一の圧力曲線９’’を示す。浸漬３０後、ピペット内の、即ち流体室２内、ひいては測定室３内の圧力はゆっくりと継続的に上昇するが、これは、ピペット・チップひいてはこれに浸透していく水による毛管現象によるものである可能性がある。吸引の開始５０の際に、圧力はまずほぼ０．１Ｖ降下し、次いで圧力降下がほぼ０．０５Ｖである辺りで対称的に振動する。吸引の終わり５１に、圧力はまず０．１Ｖ上昇し、次いで同じく圧力上昇がほぼ０．０５Ｖである辺りで対称的に振動する。試料液からのピペット・チップの引抜きが開始される時点３３で圧力はほんの僅か上昇し、試料液からのピペットの引抜きが終わる時点３４でほぼ同じ絶対量だけ下がる。初期に認められた継続的な圧力上昇は、上述の諸活動の終了点間の同一の勾配でも継続されることは注目に値する。
【００３６】
図１１は、試料液である水の特徴的な３圧力曲線９、９’、９’’を示す。再現精度が高い、という結果は明白である。
【００３７】
図１２は、水／ＤＭＳＯ混合体を有する試料液の特徴的な単一の圧力曲線９’’を示す。水とジメチルスルホキシドとの割合は、１：１である。ピペット内の、即ち流体室２内、ひいては測定室３内の圧力は、浸漬３０から大幅には上昇しない。吸引の開始５０の際に、圧力はまず０．０８Ｖ降下し、次いで圧力降下がほぼ０．０２５Ｖである辺りで非対称的に振動する。吸引の終わり５１に、圧力はまず０．１Ｖ上昇し、次いで同じく圧力上昇がほぼ０．０１５Ｖである辺りで非対称的に振動する。試料液からのピペット・チップの引抜きが開始される時点３３で圧力はほんの僅か上昇し、試料液からのピペットの引抜きが終わる時点３４でほぼ同じ絶対量だけ下がる。上述の諸活動の終了点間の圧力が一定であることは、注目に値する。
【００３８】
図１３は、混合比１：１の水／ＤＭＳＯ混合体を有する試料液の特徴的な３圧力曲線９、９’、９’’を示す。再現精度が高い、という結果は明白である。最も大きい変動は、ピペット・チップの取替え３５の瞬間に関連している。
【００３９】
図１４は、試料液であるＤＭＳＯの特徴的な単一の圧力曲線９’’を示す。ピペット内の、即ち流体室２内、ひいては測定室３内の圧力は、浸漬３０から大幅に０．０１５Ｖ上昇する。吸引の開始５０の際に、圧力はまず０．０６６Ｖ降下し、次いでほぼ開始圧力の辺りで対称的に振動する。吸引の終わり５１に、圧力はまず０．１Ｖ上昇し、次いで圧力上昇がほぼ０．０２Ｖである辺りで非対称的に振動する。試料液からのピペット・チップの引抜きが開始される時点３３で圧力はほんの僅か上昇し、試料液からのピペットの引抜きが終わる時点３４でほぼ同じ絶対量だけ下がる。上述の諸活動の終了点間の圧力は一定であるが、複数回の異なる勾配で僅かに下がることは、注目に値する。
【００４０】
図１５は、試料液であるＤＭＳＯの特徴的な３圧力曲線９、９’、９’’を示す。再現精度が高い、という結果は明白である。
【００４１】
図１６は、水／ポリエチレングリコール混合体（水中にＰＥＧ７％）を有する試料液の特徴的な単一の圧力曲線９’’を示す。浸漬３０以降、ピペット内の、即ち流体室２内、ひいては測定室３内の圧力はゆっくりと継続的に上昇するが、これは、ピペット・チップひいてはこれに浸透していく水／ＰＥＧ混合体による毛管現象によるものである可能性がある。吸引の開始５０の際に、圧力はまずほぼ０．１１Ｖ降下し、次いで圧力降下がほぼ０．０３７Ｖである辺りで極めて非対称的に振動する。吸引の終わり５１に、圧力はまず０．１３Ｖ上昇し、次いで同じく圧力上昇がほぼ０．０３７Ｖである辺りで極めて非対称的に振動する。試料液からのピペット・チップの引抜きが開始される時点３３で圧力はほんの僅かに上昇し、試料液からのピペットの引抜きが終わる時点３４でほぼ同じ絶対量だけ下がる。初期に認められた継続的な圧力上昇は、上述の諸活動の終了点間の同一の勾配でも継続されることは注目に値する。
【００４２】
図１７は、水／ＰＥＧ混合体（水中にＰＥＧ７％）を有する試料液の特徴的な３圧力曲線９、９’、９’’を示す。再現精度が高い、という結果は明白である。
【００４３】
図１８は、試料液であるアセトニトリルの特徴的な単一の圧力曲線９’’を示す。浸漬３０以降、ピペット内の、即ち流体室２内、ひいては測定室３内の圧力は急速に０．０２７Ｖ上昇し、さらに圧力上昇がほぼ０．０４Ｖになるまでゆっくりと上昇する。吸引の開始５０の際に、圧力はまず０．０９Ｖ降下し、次いで圧力降下が僅かにほぼ０．０２Ｖである辺りでほぼ対称的に振動する。吸引の終わり５１に、圧力は急激に０．０８Ｖ上昇し、次いで圧力上昇が僅かにほぼ０．０３５Ｖである中間レベル３３ａ辺りで極めて不均衡に振動する。圧力は次に、試料液からのピペット・チップの引抜きが開始される時点３３で０．０１７Ｖ低下して変向点３３ｂに至り、試料液からのピペットの引抜きが終わる時点３４まで上昇し、ここで僅かな絶対量だけ下がる。
【００４４】
図１９は、試料液であるアセトニトリルの特徴的な３圧力曲線９、９’、９’’を示す。複雑な圧力曲線であるにも関わらず、再現精度が高いという結果は明白である。
【００４５】
図２０は、試料液であるアセトンの特徴的な単一の圧力曲線９’’を示す。浸漬３０以降、ピペット内の、即ち流体室２内、ひいては測定室３内の圧力はまず急速に０．０３Ｖ上昇し、次いで圧力がさらにほぼ０．０２３Ｖ上昇されるまで継続的かつ急激に上昇する。吸引の開始５０において、圧力はまず０．０７６Ｖ降下し、次いで圧力上昇がほぼ０．０４Ｖである辺りで対称的に振動し、次に即時、吸引の開始５０前の値になるまで再び継続的かつ急激に上昇する。各場合における、浸漬及び吸引後の圧力上昇は、試料液の高い蒸気圧に帰属するべきものである。この場合、吸引物によって受入れられる試料液は、吸引の終わり５１より前であってもピペットによって圧迫され、泡が生じる。この泡の突出３１ｃは、０．０２６Ｖの圧力低下をもたらす。吸引の終わり５１には、圧力は再び急速に上昇し、計量分配直後にはさらに上昇して再度吸引の開始５０より前の値に到達する。泡はここでも蒸気圧によって突き出され、これにより圧力は下がり、同時にピペット・チップの引抜きが開始され、これにより圧力はもとの開始圧力まで下がる。
【００４６】
図２１は、試料液であるアセトンの特徴的な３圧力曲線９、９’、９’’を示す。少なくとも５１の時点に至るまでの極めて複雑な圧力曲線にも関わらず、再現精度が高いという結果は明白である。この後、曲線９は異なる動作を表わすが、その原因は試料から引き抜いた後のピペット・チップの出口における液膜の存在にある。この場合では、この膜はピペット・チップを閉止し、よってピペット内部の圧力は試料液の高い蒸気圧に起因して再び上昇する。特定の超過圧力に到達すると膜は破れ、再形成のために過圧３３ｂは部分的に解放される。しかしながら、この時点のピペットには試料液がほとんど存在せず、そのため圧力はもはやそれ以上上昇しない。この場合も、ピペットが廃棄される時点で圧力は再び開始レベルまで下がる。
【００４７】
図示されている例は、測定の再現精度がもたらされることを明白に示している。上述の圧力変動は全て、特性基準として使用されてもよい。さらに、過渡応答は、過小評価されるべきでない役割を果たす。また、典型的な圧力曲線の辺りに置かれる許容限度の確立も重要である。これらの許容限度は、圧力曲線の高い再現精度のおかげで極めて狭い範囲に維持されることが可能である。未知の液体の圧力曲線が先に確立された許容範囲内にあれば、ほとんどの場合にこの未知の試料液の帰属は可能である。
【００４８】
図２２及び２３は、本発明による方法を実行する能力を有する分注デバイスまたは分注システムのピペットにおける、各々水試料及び空気試料の吸引及び計量分配の間のフロー変化を示す。各場合で、フロー値［φ］は、時間［ｔ］の関数として示される。フロー値は正規化されており、無名数で明記されない。時間値は、ミリ秒で明記される。
【００４９】
各場合において、選択される測定可能かつ物理的根拠のある仮想パラメータの変動[フロー]がこの液体（水）またはこの流体（空気）に典型的なデータ・セットとして検出された。図５に相当する基本構造を有する分注デバイスのシステム液１１において、フロー値［φ］が常時測定された。流量センサでは、システム液１１のフローの値または方向及び速度が記録された。この流量センサは、ピペット・チップの近く、但し試料液で常時満たされる領域に位置づけられた。空隙３９はシステム液１１を、吸引または計量分配される液体（水）から、もしくは吸引または計量分配される流体（空気）から分離した。
【００５０】
図２２及び２３における曲線は共に、水（試料液）に典型的なフロー値の対称性の振動動作を示す。この振動動作は、水試料を使用するシステムにおいて測定された圧力振動（図１０参照）を連想させるものであるが、この場合は対照的に、測定値のドリフト動作は確立されていない。水及び空気に関して測定された２つのフロー曲線は極めて類似していて、グラフによる比較（図２４参照）または数学的処理（図２５参照）による以外に明確な相違を示すことができない。
【００５１】
図２４は、図２２における「水」及び図２３における「空気」のフロー変化曲線の重畳を示す。「空気」のフロー曲線（太線）は、「水」のフロー曲線（細線）より急速に振動し、また平衡状態へもより急速に移行する。
【００５２】
図２５は、図２２における「水」のフロー変化曲線から図２３における「空気」のフロー変化曲線をマイナスする減算図を示す。ここにおける減算は、「水」及び「空気」の２つの比較曲線の数学的処理として選択されたものであり、２曲線の印象的な区別的表象が得られる。従って、異なる試料もまた異なるフロー曲線をもたらすことが明白に示されている。これで、試料の特徴的なフロー曲線を直接分析し、これを例えば図２４のような重畳を介して既知の試料の格納されたフロー曲線と比較することを希望するかどうかが個々のユーザに委ねられる。所望されれば、直接的な比較の代わりに、または直接的な比較と組み合わせて、例えば図２５におけるような数学的演算を比較目的での補助として使用してもよい。
【００５３】
図２６は、その全体が本願の開示に含まれるドイツ国出願第１０２  ３８  ５６４  Ａ１号の図１から知られる、液体試料を吸引するためにピペット・チップ内に部分真空を生成しかつ液体試料を計量分配するためにピペット・チップ内に過圧を生成するためのマイクロダイアフラム・ポンプを示す断面図である。上記先行技術から知られるこの分注デバイスは、受動フラップ弁を有する２つのマイクロポンプを有する。この分注デバイスは、ドイツ国出願第１０２  ３８  ５６４  Ａ１号にその作動モードが詳述されている第１及び第２のマイクロポンプ１１０ａ及び１１０ｂを有する。両マイクロポンプは圧電作動エレメント１２６を備え、これは、薄膜として実装されてポンプ室１１６の縮小または拡大に使用されるダイアフラム１２８上に広い面積を覆う圧電セラミック層として位置づけられる。図２６における参照番号は全てドイツ国出願第１０２  ３８  ５６４  Ａ１号から引用したものであり、同文書において説明されている。
【００５４】
この圧電セラミック層の電力消費量は、分注されるべき液体がピペット・チップにおいて生成する静水圧の関数である。但し、液体試料の吸引または計量分配の間は、発生する毛管効果、表面張力及び分注されるべき液体の蒸気圧もまた圧電セラミック層の電力消費量に影響を与える。従って、試料液の特徴付けには、この電力消費量の推移の測定及び記録も使用してもよい。この既知のマイクロポンプを使用する代わりに、ドイツ国出願第１０２  ３８  ５６４  Ａ１号において図２及び３との関連で開示されているようにアクティブ・バルブを有するマイクロポンプを同じ目的で使用してもよい。
【００５５】
ピペット・チップ１３４は、鋼チップであっても、チップ・アダプタと、その上に置く使い捨てのピペット・チップとの組合わせであってもよい。マイクロポンプは（本開示に含まれるドイツ国出願第１０２  ３８  ５６４  Ａ１号にも開示されているように）空気等の気体の運搬に、またシステム液の運搬にも使用されることが可能であり、このシステム液は、好適には空隙により分注されるべき試料液から分離されている。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による方法を実行する能力を有する、第１の実施形態及び第１の用途によるデバイスまたはシステムを示す縦断面図である。
【図２】本発明による方法を実行する能力を有する、第２の実施形態及び第２の用途によるデバイスまたはシステムを示す縦断面図である。
【図３】本発明による方法を実行する能力を有する、第３の実施形態及び第３の用途によるデバイスまたはシステムを示す縦断面図である。
【図４】本発明による方法を実行する能力を有する、第３の実施形態及び第４の用途によるデバイスまたはシステムを示す縦断面図である。
【図５】本発明による方法を実行する能力を有する、第３の実施形態及び第５の用途によるデバイスまたはシステムを示す縦断面図である。
【図６】本発明による方法を実行する能力のある、ピストン・ポンプを有する第３の実施形態によるデバイスまたはシステムを示す縦断面図である。
【図７】本発明による方法を実行する能力を有する分注デバイスまたは分注システムの測定室における、特定の流体カラムに特徴的な（この場合は水の）振動動作により生成されることが可能な圧力変動を示す。
【図８】本発明による方法を実行する能力のある、電動式ピストン・ポンプを有する第３の実施形態によるデバイスまたはシステムを示す縦断面図である。
【図９】ポンプに依存しない代替パルス・ユニットの電気機械の変形例を示す部分断面図であり、流体室における圧力変動はこれを使用して生成されることが可能である。
【図１０】試料液としての水の典型的な圧力曲線の推移を示す。
【図１１】水を使用して達成される個々の３圧力曲線の大まかな重畳を示す。
【図１２】試料液としての水／ＤＭＳＯ混合体の典型的な圧力曲線の推移を示す。
【図１３】水／ＤＭＳＯ混合体（１：１）を使用して達成される個々の３圧力曲線の大まかな重畳を示す。
【図１４】試料液としてのＤＭＳＯの典型的な圧力曲線の推移を示す。
【図１５】ＤＭＳＯを使用して達成される個々の３圧力曲線の大まかな重畳を示す。
【図１６】試料液としての水／ＰＥＧ混合体（水中にＰＥＧ７％）の典型的な圧力曲線の推移を示す。
【図１７】水／ＰＥＧ混合体を使用して達成される個々の３圧力曲線の大まかな重畳を示す。
【図１８】試料液としてのアセトニトリルの典型的な圧力曲線の推移を示す。
【図１９】アセトニトリルを使用して達成される個々の４圧力曲線の大まかな重畳を示す。
【図２０】試料液としてのアセトンの典型的な圧力曲線の推移を示す。
【図２１】アセトンを使用して達成される個々の４圧力曲線の大まかな重畳を示す。
【図２２】本発明による方法を実行する能力を有する分注デバイスまたは分注システムのピペットにおける、水試料の吸引及び計量分配の間のフロー変化を示す。
【図２３】本発明による方法を実行する能力を有する分注デバイスまたは分注システムのピペットにおける、空気試料の吸引及び計量分配の間のフロー変化を示す。
【図２４】図２２における「水」及び図２３における「空気」のフロー変化曲線の重畳を示す。
【図２５】図２２における「水」のフロー変化曲線から図２３における「空気」のフロー変化曲線をマイナスする減算図を示す。
【図２６】液体試料を吸引するためにピペット・チップ内に部分真空を生成しかつ液体試料を計量分配するためにピペット・チップ内に過圧を生成するためのマイクロダイアフラム・ポンプを示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図２６】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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