EP2162217A1 - Pipette permettant un prelevement de liquide par mouvement de va-et-vient du piston - Google Patents

Pipette permettant un prelevement de liquide par mouvement de va-et-vient du piston

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Publication number
EP2162217A1
EP2162217A1 EP08785880A EP08785880A EP2162217A1 EP 2162217 A1 EP2162217 A1 EP 2162217A1 EP 08785880 A EP08785880 A EP 08785880A EP 08785880 A EP08785880 A EP 08785880A EP 2162217 A1 EP2162217 A1 EP 2162217A1
Authority
EP
European Patent Office
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piston
pipette
liquid
chamber
sampling
Prior art date
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Application number
EP08785880A
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German (de)
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EP2162217B1 (fr
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Frédéric MILLET
Hervé MALVOISIN
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Gilson SAS
Original Assignee
Gilson SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Gilson SAS filed Critical Gilson SAS
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Publication of EP2162217A1 publication Critical patent/EP2162217A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP2162217B1 publication Critical patent/EP2162217B1/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/021—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids
    • B01L3/0217—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids of the plunger pump type
    • B01L3/0227—Details of motor drive means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0621—Control of the sequence of chambers filled or emptied
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0478—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure pistons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
    • B01L2400/0622—Valves, specific forms thereof distribution valves, valves having multiple inlets and/or outlets, e.g. metering valves, multi-way valves

Definitions

  • the rise stroke imposed on the piston determines the volume of liquid taken, volume which is also previously set by the user, for example by means of a wheel, a set screw or a keypad .
  • the invention advantageously makes it possible to carry out a sampling of liquid at a time by performing a rise stroke of the piston causing the volume to increase in one of said two chambers, preferably the lower chamber. , and by performing a descent stroke of the piston causing the increase in volume in the other of said two chambers.
  • this faculty offers the possibility of performing the same sampling of liquid by successively performing up and down strokes of the piston, as many times as necessary depending on the amount of liquid to be taken.
  • the fluidic communication means are tilted towards the other first and second fluidic communications, in order to obtain the desired suction effect.
  • control of the fluidic communication means before each reversal of the piston stroke direction, can be performed indifferently manually by the operator, or automatically by a control module of the preprogrammed pipette, being nevertheless noted that this latter alternative is more particularly preferred.
  • the invention allows a continuous liquid sampling operation during a movement back and forth of the piston, it is the same for the subsequent operation of dispensing / transferring the liquid taken from another container.
  • the dispensing of the liquid in another container is performed by an alternating succession of up and down strokes of the piston, with the rise stroke of the piston causing the decrease in volume in the cylinder.
  • the fluidic communication means are tilted towards the other first and second fluidic communications, in order to obtain the desired effect of air expulsion in the direction of the channel opening tip, ensuring the pressurization thereof.
  • said pipette is provided with a control module automatically controlling said fluidic communication means, so as to allow, if necessary as a function of the quantity of liquid to be withdrawn, that a liquid sampling phase operated by a stroke of the piston in one of the sliding directions with said fluidic communication means in configuration establishing one of said first and second fluidic communications, is continued by a stroke of the piston in the other direction of sliding with said means for setting into fluid communication automatically switched to the configuration establishing the other of said first and second fluidic communications.
  • the piston races succeed one another as many times as necessary, with between each of them an appropriate automatic control of the communication means, provided by the control module of the pipette.
  • said control module is designed so as to determine, as a function of the quantity of liquid to be sampled, the number and extent of successive strokes of upward and downward movement of the piston necessary for taking said quantity of liquid, this control module being designed to drive automatically, during said liquid collection, the piston in the determined manner, also automatically controlling said fluidic communication means in order to obtain a changeover from one to the other of said first and second fluidic communications, prior to each reversal of sliding direction of the piston.
  • control module and in particular a program of the "software" type equipping this module, is capable of determining the number and extent of the races to be performed depending on the quantity of volume to be taken, for example following input of this volume value into the module by the user.
  • the display of the calculated data may possibly be carried out on the module, to inform the user.
  • the program preferably retains the maximum stroke offered by the design of the pipette, except possibly for the last race which may correspond to only a fraction of the maximum possible stroke, allowing reach exactly the desired total volume. It would nevertheless be alternatively possible to ensure that during the reciprocating movement of the piston leading to the same withdrawal of liquid, the full races of the piston take place over a length less than that of the maximum stroke offered by the piston. design, without departing from the scope of the invention.
  • the full stroke of the piston in each of the two sliding directions leads to a sampling of the same quantity of liquid, even if it could be otherwise, without departing from the scope of the invention.
  • the program is then able to issue control instructions, both to the means for setting fluid communication, and to the motorized crew setting the piston in motion.
  • this management of the pipette by the program of the control module operates in a similar manner during the subsequent operation of dispensing the liquid into another container.
  • the means of Fluidic communication is controlled manually, as is the movement of the piston, even if the automatic solution described above is preferred.
  • the fluidic communication means comprise at least one three-way solenoid valve, or any equivalent means.
  • the fluidic communication setting means also allow, alternatively, alternatively establish a third fluid communication between the upper chamber and the outside of the pipette, and a fourth fluid communication between the chamber lower and the outside of the pipette.
  • These third and fourth alternative communications of the suction chambers with the outside of the pipette allow the chamber whose volume decreases during a liquid sampling, to empty its air to the outside of the pipette so as not to generate overpressure in it, and the chamber whose volume increases during a liquid dispensing, fill with air from outside the pipette so as not to generate depression therein.
  • the fluidic communication means may comprise two three-way solenoid valves, controlled in a synchronized manner, and possibly communicating with each other.
  • the opening / closing of each chamber vis-à-vis the outside would be ensured respectively by two simple solenoid valves "all or nothing", independent of the means of the three-way solenoid valve type alternately allowing the first and second fluidic communications, while being synchronized with these means.
  • each three-way solenoid valve can be replaced by two solenoid valves "all or nothing", also called two-way.
  • the pipette can be single-channel or multichannel, without departing from the scope of the invention. In the latter case, it can be ensured that all the cone sampling tips, each housing their respective piston, are made in accordance with the present invention, in particular in that they are each associated with means for setting fluid communication . These fluidic communication means associated with each nozzle are then controlled simultaneously, when the crew carrying the set of pistons is at the end of the race.
  • said piston preferably comprises an upper portion of larger section than the section of a lower piston portion, said upper chamber of revolution shape being delimited between the lower pipette body and the upper piston portion, and said lower chamber being delimited beneath a lower end of the lower piston portion.
  • the invention also aims at a method for controlling a sampling pipette as described above, said method comprising a liquid sampling step in a sampling cone carried by the tip cone holder, this step being set implemented so that following a stroke of the piston in one of the sliding directions with said means for setting fluid communication in configuration establishing that of said first and second fluidic communications which ensures the removal of liquid in the cone, this step of sampling is continued, if necessary depending on the amount of liquid to be taken, by a stroke of the piston in the other direction of sliding, with said fluidic communication means pivoted in configuration establishing the other of said first and second fluidic communications , ensuring the removal of liquid in the cone.
  • said method further comprises a subsequent step of dispensing / transferring the liquid taken from the sampling cone to another container, this step being implemented so that following a stroke of the piston in one of the sliding directions with said means for setting fluid communication in configuration establishing that of said first and second fluidic communications which ensures the dispensing of the liquid in said other container, this step of dispensing / transferring is continued, if necessary depending on the amount of liquid to be dispensed, by a stroke of the piston in the other direction of sliding, with said fluidic communication means pivoted in configuration establishing the other of said first and second fluidic communications, ensuring dispensing the liquid in said other container.
  • FIG. 1 represents a diagrammatic view in front section of a sampling pipette according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figures 2a to 2d show schematic views explaining the operation of the sampling pipette shown in Figure 1
  • - Figures 3 to 5 show schematic front sectional views of sampling pipettes according to other preferred embodiments of the present invention
  • FIGS. 6a and 6b show more detailed views in front section of a sampling pipette according to another preferred embodiment of the present invention
  • FIGS. 7a and 7b are partial exploded detailed views of the fluidic communication means equipping the sampling pipette shown in FIGS. 6a and 6b.
  • FIG. 1 there can be seen a sampling pipette 100 according to a preferred embodiment of the present invention, of the single channel and motorized type.
  • the indications "up” / “higher” / “down” / “lower” are to be considered with respect to a longitudinal main axis 5 of the pipette, when it is held in the hand by an operator during a pipetting operation.
  • the pipette 100 comprises in the upper part a handle body (not shown), and a lower part 3 incorporating a lower pipette body 4, at the lower end of which is arranged a cone holder 6, conventionally frustoconical shape .
  • the lower part 3 is preferably mounted in a screwed manner on the upper body forming a handle.
  • the pipette is equipped with a control module 10, which can indifferently be totally integrated with one of its bodies, in particular with the upper body forming a handle, or be constituted by a remote device remotely from these same bodies. pipette, for example in a control room.
  • the lower pipette body 4 is hollow, so as to accommodate a sliding piston 12 in a suitable cavity.
  • the piston 12 housed in said cavity has a cylindrical upper portion 12a, which continues with a cylindrical lower portion 12b of greater diameter, each of these portions 12a, 12b being respectively guided by a section of the body 4a, 4b of complementary shape.
  • each of these two hollow sections 4a, 4b respectively has a fixed seal, fitting the piston 12 sliding relative thereto.
  • a lower suction chamber 20 is delimited, from top to bottom, by the lower seal 14, the lower end of the piston 24, the inner wall of the section 4b, and an obstruction towards the bottom 26 made on the pipette body 4.
  • this obstruction 26 is essentially intended to isolate the chamber 20 of a channel opening tip 28, made at least partly along the axis 5 in the tip 6 , so as to be able to communicate permanently with a sampling cone 30 when the latter is fitted on the end piece 6. More precisely, the channel 28 opens down into the sampling cone 30, and, present, more upwards, a bifurcation allowing it to emerge at its other end radially / laterally with respect to the lower body, in order to be able to communicate with fluidic communication which will be described below.
  • an upper suction chamber 22 is delimited, from top to bottom, by the upper seal 16, the upper piston portion 12a, the inner wall of the section 4b, the upper end 32 of the lower portion. piston 12b, and the seal 14. It is noted that the latter seal 14 participates in the insulation of the two suction chambers 20, 22, being further noted that the upper chamber 22 is also isolated from the channel tip 28.
  • the chamber 20 has a constant cross section relative to the axis 5, disc shape of the same axis and diameter identical to that of the inner wall of the large section 4b.
  • the chamber 22 has a constant cross section relative to the axis 5 in the form of an annular ring of the same axis having an outer diameter identical to that of the inner wall of section 4b , and of an inner diameter identical to the outside diameter of the small section 12a.
  • the piston 12 is preferably controlled by a motorized crew (not shown) connected to the control module 10, imposing movements in one or other of the two directions 36, 38 of the sliding direction 35 of the piston by relative to the body 4, this direction 35 being parallel to the axis 5.
  • a motorized crew not shown
  • the direction of sliding 36 upwards will be called “rise” of the piston, while the sliding direction 38 down will be referred to as “descent" of the piston.
  • a rise stroke of the piston simultaneously causes the increase of the volume of the lower chamber 20 and the decrease of the volume of the upper chamber 22, while inversely, a downward stroke of the piston simultaneously increases the volume of the upper chamber 22 and the decrease in the volume of the lower chamber 20.
  • the pipette 100 furthermore comprises means for putting in fluid communication, generally indicated by the reference numeral 40 in FIG. 1, these means preferably comprising two three-way solenoid valves of a known type which will not be detailed further. .
  • these means may for example be a linear piston solenoid valve having three inputs 1, 2, 3, which allows, through the movement of the linear piston, alternately the communication between the inputs 1 and 2 and between the inputs 2 and 3, such as that sold by LEE COMPANY under the reference LHDA 053 1115H.
  • these means 40 can, while being appropriately controlled, take up liquid both during the upstroke stroke of the piston and during its downstroke, so that liquid can be introduced into the cone 30 continuously during a reciprocating movement of the piston 12.
  • the only limitation as to the maximum volume that can be taken is therefore the capacity of the sampling cone, and no longer the design of the the pipette as was the case in the embodiments of the prior art.
  • the subsequent dispensing of the liquid into another container is effected in a similar manner, namely by a reciprocating movement of the piston 12, which may if necessary include several round trips.
  • the first three-way solenoid valve 42 is dedicated to the alternating communication of the two chambers 20, 22 with the nozzle channel 28, while the second three-way solenoid valve 44 is dedicated to the in alternating communication of the two chambers 20, 22 with the outside of the pipette, these two valves 42, 44 being synchronized, and controlled automatically by the control module 10 to which they are electrically connected.
  • the first solenoid valve 42 has three inputs 1, 2, 3 whose input 1 communicates with the tip channel 28, at its upper end opening radially / laterally relative to the body 4, the input 2 communicates with the lower chamber 20 crossing the section 4b, and the inlet 3 communicates with the upper chamber 22, also through the section 4b.
  • the communications indicated above are established permanently, for example by simple connecting conduits, or by channels made directly within the pipette body.
  • the inputs communicate with each other only when the solenoid valve 42 is controlled so that it is in this way, still being indicated that in the embodiment described, only communications between the inputs 1 and 2 on the one hand, and between the inputs 1 and 3 on the other hand, can alternatively be established by the sliding valve piston.
  • the communication between the inputs 2 and 3 is not implemented, and preferably made impossible by the design of the solenoid valve, for example of the linear piston type mentioned above.
  • the second solenoid valve 44 has three inputs 1, 2, 3 whose inlet 1 communicates with the upper chamber 22, through the cross section 4b, whose inlet 2 communicates with the lower chamber 20, also through of section 4b, and whose input 3 communicates with ambient air outside the pipette.
  • the communications indicated above are permanently established, for example by simple connecting pipes.
  • the inputs communicate with each other only when the solenoid valve 44 is controlled so that it is so, being indicated that in the embodiment described, only communications between the inputs 1 and 3 of a on the other hand, and between the inlets 2 and 3, can alternatively be established by the sliding valve piston.
  • the communication between the inputs 1 and 2 is not implemented, and preferably made impossible by the design of the solenoid valve.
  • the first solenoid valve 42 when the inlets 1 and 2 communicate with each other, provides a first fluid communication referenced A, allowing a free flow of air between the lower chamber 20 and the duct. tip 28 opening into the cone 30, but prohibits the communication of the latter channel with the chamber 22.
  • the inputs 1 and 3 when the inputs 1 and 3 communicate with each other, it provides a second fluid communication referenced B, allowing a free flow of air between the upper chamber 22 and the nozzle channel 28 opening into the cone 30, but forbidden in this case the communication of the latter channel with the chamber 20.
  • the second solenoid valve 44 when the inputs 1 and 3 communicate with each other, provides a third fluid communication referenced C, allowing a free flow of air between the upper chamber 22 and the outside of the pipette, However, when the inputs 2 and 3 communicate with each other, it provides a fourth fluid communication referenced D, allowing free circulation of air between the lower chamber 20 and the second chamber. outside the pipette, but forbidden in this case the communication between the outside and the chamber 22.
  • the user of the pipette enters the volume value to be sampled, by means of gripping means 46 provided on the module 10, these means 46 taking for example the shape of a wheel, a screw of setting, or a numeric keypad.
  • the value entered preferably fits on a digital screen 48, and is transmitted to a program 50 of "software" type equipping this module.
  • the program 50 determines the number and extent of piston strokes to be performed, depending on the amount of volume to be taken. For example, if the desired value is 400 ⁇ l, and each maximum rise and fall stroke of the piston makes it possible to generate a sample of 100 ⁇ l, the program will determine that it is necessary to carry out two return trips of piston 12, with maximum stroke lengths, each providing a 100 ⁇ l sample. As a reminder, it is indicated that in case of different sections of the two rooms, to obtain the same withdrawal or the same dispensation of liquid in both directions of displacement of the piston, one of the two races is set to a larger value than the other.
  • the aforementioned data can optionally be displayed on the screen 48 to be viewed by the user, who can then order, for example using a button of the module 10 provided for this purpose, the initiation of pipetting after plunging the cone 30 into the liquid container to be withdrawn.
  • the program 50 issues an instruction to move the piston in the upward direction 36, it issues instructions to the solenoid valves 42, 44 so that they switch to a configuration establishing communications A and C, if this is not already the case. Then, the instruction of movement of the piston in the direction of the ascent 36 is delivered to the piston crew.
  • the communication C allows the air to escape from the upper chamber 22 whose volume decreases, and to the outside of the pipette, which prevents the appearance of an overpressure in this chamber 22.
  • the quantity of liquid introduced into the cone is therefore 100 ⁇ l.
  • the pipette 100 is ready to automatically continue the piston descent sampling operation, but before this, the program 50 issues instructions to the solenoid valves 42, 44 so that they switch simultaneously into a configuration establishing the B and D communications. .
  • the communication D allows the air to escape from the lower chamber 20, the volume of which decreases, and towards the outside of the pipette, which prevents the appearance of an overpressure in this chamber 20.
  • the up and down races piston 12 succeed alternately as many times as necessary, namely here four times to reach the desired volume of 400 .mu.l. It is also possible to ensure that the user is informed by the screen 48, the number of races already performed and / or yet to perform.
  • the desired volume of 400 ⁇ l being in the sampling cone 30 can then be dispensed / transferred into another container, in a manner similar to that which comes from to be presented.
  • the screen 48 can automatically display the number of races that will be performed to ensure all of the desired liquid dispensation, and then display the number of races already performed and / or still to be performed during this dispensing operation.
  • the user can then order, for example by means of a button of the module 10 provided for this purpose, the initiation of the dispensing of the liquid.
  • the piston is in low position with solenoid valves 42, 44 establishing the communications B and D.
  • the program 50 then issues a set of instructions to put the piston 12 in motion in the direction from the lift 36.
  • the communication D allows the outside air to be introduced into the lower chamber 20 whose volume increases, which prevents the appearance of a depression in this chamber 20.
  • the amount of liquid extracted from the cone is therefore 100 .mu.l.
  • the pipette 100 is ready to automatically continue the dispensing operation by descent of the piston, but before this, the program 50 issues instructions to the solenoid valves 42, 44 so that they switch to a configuration establishing communications A and C. Then, the instruction of movement of the piston in the direction of descent 38 is delivered to the piston crew.
  • this movement shown diagrammatically in FIG. 2d there is a decrease in the volume of the lower chamber 20, which creates a pressure within the communication A in the direction going from the chamber 20 to the channel 28, since the communication C isolates this chamber 20 from the outside air. This pressure results in a new liquid ejection by the distal end of the cone 30, in the appropriate container.
  • the communication C allows the outside air to enter the upper chamber 22 whose volume increases, which prevents the appearance of a depression in this chamber 22.
  • the up and down races piston 12 succeed alternately as many times as necessary, namely here four times to transfer the desired volume of 400 .mu.l.
  • first solenoid valve 42 has three inputs 1, 2, 3 whose input 1 communicates with the nozzle channel 28, at its upper end opening radially / laterally relative to the body 4, the inlet 2 communicates with the lower chamber 20 through the cross section 4b, and whose inlet 3 communicates with the outside of the pipette.
  • the communications indicated above are established permanently, for example by simple connecting pipes.
  • the inputs communicate with each other only when the solenoid valve 42 is controlled so that it is in this way, still being indicated that in the embodiment described, only communications between the inputs 1 and 2 on the one hand, and between the inlets 2 and 3 on the other hand, can alternatively be established by the sliding valve piston. Indeed, the communication between the inputs 1 and 3 is not implemented, and preferably made impossible by the design of the solenoid valve.
  • the second solenoid valve 44 has three inputs 1, 2, 3, whose input 2 communicates with the nozzle channel 28, at another upper end opening radially / laterally relative to the body 4, which Inlet 1 communicates with the chamber 22 through the cross section 4b, and the inlet 3 communicates with the outside of the pipette.
  • the communications indicated above are established permanently, for example by simple connecting pipes.
  • the inputs communicate with each other only when the solenoid valve 42 is controlled so that it is in this way, still being indicated that in the embodiment described, only communications between the inputs 1 and 2 on the one hand, and between the inputs 1 and 3 on the other hand, can alternatively be established by the sliding valve piston. Indeed, the communication between the inputs 2 and 3 is not implemented, and preferably made impossible by the design of the solenoid valve.
  • the first solenoid valve 42 when the inlets 1 and 2 communicate with each other, provides the first fluid communication A, allowing a free flow of air between the lower chamber 20 and the end channel. 28 opening into the cone 30, while prohibiting the communication of this chamber 20 with the outside.
  • entries 2 and 3 when entries 2 and 3 communicate with each other, it provides the fourth fluid communication D, allowing a free flow of air between the lower chamber 20 and the outside of the pipette, but prohibited in this case the communication channel 28 channel with the chamber 20. It can therefore consider that this solenoid valve 42 is particularly dedicated to the management of air in the lower chamber 20, without ever communicating with the upper chamber 22.
  • the second solenoid valve 44 when the inputs 1 and 2 communicate with each other, ensures the second fluid communication B, allowing a free flow of air between the chamber 22 and the nozzle channel 28 opening into the cone 30, while prohibiting the communication of this chamber 22 with the outside .
  • the inputs 1 and 3 when the inputs 1 and 3 communicate with each other, it provides the third fluid communication C, allowing a free flow of air between the upper chamber 22 and the outside of the pipette, but in this case forbids the communication of the channel. 28 channel with this chamber 22. It can therefore also be considered that this solenoid valve 44 is particularly dedicated to the management of air in the upper chamber 22, without ever communicating with the lower chamber 20.
  • the risk of liquid leakage is reduced to nothing, even if the synchronization of the two solenoid valves is not perfect.
  • a tilting of the solenoid valve 42 in the configuration D operated slightly before the tilting of the solenoid valve 44 in the configuration B does not involve any rupture of the depression in the channel 28 and the cone 30 filled with liquid, since the volume inside these latter elements becomes tight, so non-communicating with the outside.
  • the module 10 is preprogrammed so that the operation of the pipette is that described above, in particular with regard to the automatic alternating setting of the fluidic communications A and C on the one hand, and fluidic communications B and D on the other hand.
  • This piston 12 housed in said cavity, has a cylindrical upper portion 12a, which continues with a lower cylindrical portion 12b of smaller diameter.
  • the portion 12b is guided by a section of the lower body 4b of complementary shape, while the portion 12a is housed concentrically and remotely in a section of the upper body 4a of greater diameter.
  • each of these two hollow sections 4a, 4b respectively has a fixed seal, fitting the piston 12 sliding relative thereto.
  • This same piston 12 has in turn a seal 17 which is fixed externally on its portion 12a, and which matches the inner wall of the large section 4a, while remaining housed under the upper seal 16 during the movement of movement. and-coming piston.
  • the lower suction chamber 20 is delimited, from top to bottom bottom, by the lower seal 14, the lower end of the piston 24, the inner wall of section 4b, and the downward obstruction 26 made on the pipette body 4.
  • the chamber of upper suction 22 is delimited, from top to bottom, by the upper seal 16, the inner wall of the section 4a, the piston portion 12a, and the movable seal 17. It is noted that the space variable volume located between the seals 17 and 14 is not directly used for sampling and dispensing liquid, so it is not considered a suction chamber, unlike the rooms 20 and 22.
  • the chamber 20 has a constant cross section relative to the axis 5, in the form of disc of the same axis and of identical diameter to that of the inner wall of the small section 4b.
  • the chamber 22 has a constant cross section relative to the axis 5 in the form of an annular ring of the same axis having an outer diameter identical to that of the inner wall of the large section 4a, and of an inner diameter identical to the outer diameter of the section 12a.
  • the lower pipette body 4 is always hollow, so as to accommodate the single-section sliding piston 12 in a suitable cavity.
  • This piston 12 housed in said cavity, has a cylindrical upper portion guided by an upper body section 4a of complementary shape, the piston continuing with a cylindrical lower portion of the same diameter housed concentrically and remotely in a section of the lower body 4b of greater diameter.
  • the lower hollow section 4b securely houses the upper seal 16 and the lower seal 14, both of which embrace the sliding piston 12 relative thereto, and located radially away from each other. interior compared to the large section 4b.
  • this same piston 12 has meanwhile the seal 17 which is fixed thereto externally, and which marries the inner wall of the large section 4b, while remaining housed under the upper seal 16 during the movement back and forth of the piston.
  • the lower suction chamber 20 is delimited, from top to bottom, by the movable seal 19, the inner wall of the section 4b, the piston 12 of single section, and the seal
  • the upper suction chamber 22 is delimited, from bottom to top, by the movable seal 17, the inner wall of the section 4b, the piston 12 of single section, and the seal of fixed sealing 16.
  • the chambers 20 and 22 have the same constant cross section relative to the axis 5, in the form of an annular ring of the same axis having an outer diameter identical to that of the inner wall of the large section 4b, and an inner diameter identical to the diameter of the piston. Therefore, in this embodiment where the piston advantageously has a simple shape facilitating its implementation, for a given displacement of the piston, an identity in absolute value is also obtained between the volume variation in the inner chamber 20, and the volume variation in the upper chamber 22.
  • the distance between the seals 16 and 17 at the end of the upper stroke of the piston is equal to the distance between the seals 14 and 19 at the end of the low stroke of the piston, in order to have an equality of the dead volumes of the chambers 20 and 22 , and thus complete the symmetry of pipetting during the displacement of the piston in each of the two directions, being reminded that the pipetted volume depends not only on the volume displaced by the piston, but also on the dead volume.
  • FIGS. 6a to 7b show in greater detail another preferred embodiment of the present invention, the design of which of the piston and its associated suction chambers is identical or similar to that of the preceding mode shown in FIG. it could be identical or similar to that of any of the other embodiments presented above, without departing from the scope of the invention.
  • Figure 6a shows the pipette 100 with its piston 12 in the low position
  • Figure 6b shows the pipette 100 with its piston 12 in the high position.
  • the peculiarity lies here in the design of the means of setting in fluidic communication 40, which will now be detailed.
  • each solenoid valve can alternatively establish the fluid communication between the inputs 1 and 2 and between the inputs 2 and 3, the communication between the inputs 1 and 3 being made impossible by construction.
  • these solenoid valves 42, 44 may be of the type sold by LEE COMPANY under the reference LHDA 053 1115H.
  • the first solenoid valve 42 is fixed on the section 4a of the lower pipette body, via a mounting plate 54 having three orifices 1 ', 2', 3 'communicating respectively and permanently with the three inputs 1, 2 , 3 of the solenoid valve secured to this plate.
  • the orifice 1 ' communicates on the one hand with the lower chamber 20, and on the other hand with a connector 56 carrying a duct 58.
  • the orifice 2' communicates only with the opening channel, while the orifice 3 'communicates only with a connector 60 carrying a conduit 62.
  • the conduits 58, 62 may be replaced by channels made directly within the pipette body.
  • the solenoid valve 44 is fixed on the section 4b of the lower pipette body, via a mounting plate 64 having three orifices 1 ', 2', 3 'communicating respectively and permanently with the three inputs 1, 2, 3 of the solenoid valve 44 secured to this plate.
  • the orifice communicates on the one hand with the upper chamber 22, and on the other hand with a connector 66 connected to the other end of the conduit 62.
  • the orifice 2 ' communicates only with the outside of the the pipette, whereas the orifice 3 'only communicates with a connector 68 connected to the other end of the duct 58.
  • the first solenoid valve 42 when the inlets 1 and 2 communicate with each other, provides the first fluid communication A, allowing a free flow of air between the lower chamber 20 and the end channel. 28, opening into the cone 30.
  • the air leaving the chamber 20 flows successively through the orifice 1 ', the inlet 1 of the solenoid valve 42, the piston groove, the inlet 2 of the solenoid valve 42, the orifice 2 'of the plate 54, then the nozzle channel 28.
  • this solenoid valve when the inputs 1 and 2 of the solenoid valve 44 communicate with each other, this solenoid valve provides the third fluid communication C allowing a free flow of air between the upper chamber 22 and the outside of the pipette. Indeed, the air leaving the chamber 22 flows successively into the orifice 1 'of the mounting plate 64, the inlet 1 of the solenoid valve 44, the piston groove, the inlet 2 of the solenoid valve 44. , the orifice 2 'of the plate 64, then the outside of the pipette.
  • the air leaving the chamber 22 flows successively into the hole 1 'of the mounting plate 64, the connector 66, the conduit 62, the connector 60, the orifice 3' of the plate 54, the input 3 of the solenoid valve 42, the piston groove, the inlet 2 of the solenoid valve 42, the orifice 2 'of the plate 54, then the nozzle channel 28.
  • the air coming out of the chamber 20 flows successively into the hole 1 'of the mounting plate 54, the connector 56, the conduit 58, the connector 68, the orifice 3' of the plate 64, the inlet 3 of the solenoid valve 44, the piston groove, the inlet 2 of the solenoid valve 44, the orifice 2 'of the plate 64, then the outside of the pipette.
  • the module 10 is of course preprogrammed so that the operation of the pipette is that described above, in particular with regard to the alternating automatic establishment of the fluidic communications.
  • a and C on the one hand
  • fluidic communications B and D on the other hand.

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Abstract

La présente invention se rapporte à une pipette de prélèvement (100) conçue de sorte que le mouvement d'un piston (12) selon l'un des sens de coulissement (36, 38) entraîne simultanément l'augmentation du volume dans une chambre inférieure (20) et la diminution du volume dansune chambre supérieure (22), et inversement, la pipette comprenant en outre des moyens de mise en communication fluidique (40) permettant d'établir alternativement une première communication fluidique (A) entre la chambre inférieure (20) et un canal débouchant d'embout (28) isolé de cette chambre inférieure, et une seconde communication fluidique (B) entre la chambre supérieure (22) et ce même canal (28).

Description

PIPETTE PERMETTANT UN PRELEVEMENT DE LIQUIDE PAR MOUVEMENT DE VA-ET-VIENT DU PISTON
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte de façon générale au domaine des pipettes de prélèvement, également dénommées pipettes de laboratoire ou encore pipettes de transfert ou de transvasement de liquide, destinées au prélèvement et à l'introduction calibrés de liquide dans des récipients.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
De l'art antérieur, on connaît des pipettes de prélèvement disposant d'une conception classique du type intégrant un corps de pipette supérieur formant poignée, ainsi qu'un corps de pipette inférieur présentant à son extrémité basse un ou plusieurs embouts porte cône de prélèvement de pipette, dont la fonction connue est de porter des cônes de prélèvement, également dits consommables.
Le corps de pipette inférieur loge un piston coulissant, piloté par un équipage manuel ou motorisé lui imposant une course de remontée lors des phases de prélèvement de liquide, et une course de descente lors des phases de transfert du liquide, la course de remontée s' effectuant généralement sous l'effet de détente d'un ressort préalablement comprimé durant la course de descente précédente.
A cet égard, il est noté que ce type de conception est rencontrée aussi bien sur les pipettes monocanal, à savoir présentant un unique embout porte cône de prélèvement de pipette, que sur les pipettes multicanaux, à savoir présentant une pluralité d'embouts porte cône de prélèvement de pipette, et ce, donc, que la pipette soit manuelle ou motorisée.
La course de remontée imposée au piston détermine le volume de liquide prélevé, volume qui est d'ailleurs préalablement réglé par l'utilisateur, au moyen par exemple d'une molette, d'une vis de réglage, ou encore d'un clavier numérique.
Sur les pipettes classiques, le piston dispose d'une forme strictement cylindrique, et coulisse dans une cavité de forme complémentaire, pratiquée dans le corps inférieur de pipette et délimitant une chambre dite d'aspiration. Cette chambre est en partie délimitée par l'extrémité inférieure du piston, de sorte que son volume varie lors de la mise en mouvement de ce piston. Ainsi, le volume de liquide prélevé, correspondant à l'augmentation du volume d'air dans la chambre d'aspiration suite à une course donnée du piston, est sensiblement égal au produit de la section du piston par la longueur de ladite course donnée .
Par conséquent, la capacité de prélèvement d'une pipette est aujourd'hui conditionnée à la fois par la section de son piston, et par la longueur de course maximale de ce dernier. Ainsi, pour augmenter la capacité d'une pipette, c'est-à-dire la valeur maximale de volume liquide qu'elle est capable de prélever, ou encore le rapport entre les valeurs maximale et minimale de volume liquide qu'elle est capable de prélever, typiquement de l'ordre de 10 à 20, il est nécessaire d'augmenter la valeur d'au moins l'un des deux paramètres indiqués ci-dessus.
A cet égard, dans le cas du premier paramètre constitué par la longueur de course maximale, il est noté que le fait d'augmenter cette longueur conduit rapidement à des problèmes d'ergonomie globale pour la pipette.
D'autre part, en ce qui concerne le second paramètre constitué par le diamètre du piston, son augmentation est inévitablement au détriment de la justesse et de la répétatibilité du volume prélevé.
La conception des pipettes classiques ne permet donc pas d'allier simultanément les critères primordiaux que sont la grande capacité de prélèvement, le souci d'ergonomie, et la justesse ainsi que la répétatibilité des volumes prélevés.
Pour faire face à ce problème, il a été proposé des pipettes dites « multivolumes », notamment connues du document US 3 640 434, ou encore de la demande de brevet FR 06 00134. Ce type de pipettes multivolumes présente une succession de chambres de diamètres/volumes croissants à partir de l'embout porte cône, chacune coopérant avec une section de piston de diamètre correspondant. La mise en communication ou non de ces chambres, isolées les unes des autres, permet d'adapter la pipette à la valeur du volume de liquide à prélever .
Néanmoins, il est noté que ce principe ne permet pas de résoudre de manière entièrement satisfaisante le problème posé ci-dessus, puisque plus la capacité de la pipette doit être augmentée, plus le nombre de chambres d' aspiration à superposer selon la direction de coulissement du piston est important. Cette augmentation du nombre de chambres entraîne alors un accroissement de la longueur totale de la pipette, qui porte naturellement préjudice à l'ergonomie de celle-ci .
Par ailleurs, plus le volume de liquide à prélever est important, moins la justesse et la répétatibilité sont satisfaisantes, et ce en raison de l'utilisation de la chambre et du piston de plus grand diamètre .
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L' invention a donc pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci- dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur.
Pour ce faire, l'invention a tout d'abord pour objet une pipette de prélèvement comprenant un corps de pipette inférieur logeant un piston coulissant et présentant un embout porte cône de prélèvement définissant un canal débouchant d'embout, ledit corps de pipette inférieur et ledit piston délimitant une chambre inférieure et une chambre supérieure isolées l'une de l'autre. Selon l'invention, ladite pipette est conçue de sorte que le mouvement du piston selon l'un des sens de coulissement entraîne simultanément l'augmentation du volume de la chambre inférieure et la diminution du volume de la chambre supérieure, et inversement lors d'un mouvement du piston selon l'autre sens de coulissement. De plus, ladite pipette comprend en outre des moyens de mise en communication fluidique permettant d'établir alternativement une première communication fluidique entre la chambre inférieure et ledit canal débouchant d'embout isolé de cette chambre inférieure, et une seconde communication fluidique entre la chambre supérieure et ce même canal.
Ainsi, d'une manière générale, l'invention permet avantageusement de pouvoir réaliser un prélèvement de liquide à la fois en effectuant une course de remontée du piston entraînant l'augmentation du volume dans l'une desdites deux chambres, de préférence la chambre inférieure, et en effectuant une course de descente du piston entraînant l'augmentation du volume dans l'autre desdites deux chambres. Surtout, cette faculté offre la possibilité d'effectuer un même prélèvement de liquide en réalisant successivement des courses de remontée et de descente du piston, autant de fois que nécessaire en fonction de la quantité de liquide à prélever. Bien entendu, durant cette phase de prélèvement visant à prélever une quantité de liquide donnée dans un même cône, il est fait en sorte qu'avant chaque inversion de sens de course de piston, les moyens de mise en communication fluidique soient basculés vers l'autre des première et seconde communications fluidiques, afin d'obtenir l'effet d'aspiration recherché. Comme cela sera détaillé ci- après, le pilotage des moyens de mise en communication fluidique, avant chaque inversion de sens de course de piston, peut être réalisé indifféremment manuellement par l'opérateur, ou automatiquement par un module de commande de la pipette préprogrammé, étant néanmoins noté que cette dernière alternative est plus particulièrement préférée.
Bien entendu, si l'invention autorise une opération de prélèvement de liquide en continue durant un mouvement de va-et-vient du piston, il en est de même pour l'opération ultérieure de dispense/ transvasement du liquide prélevé dans un autre récipient. En effet, une fois l'opération de prélèvement achevée, la dispense du liquide dans un autre récipient est réalisée par une succession alternée de courses de remontée et de descente du piston, avec la course de remontée du piston entraînant la diminution du volume dans l'une desdites deux chambres, de préférence la chambre supérieure, et avec la course de descente du piston entraînant la diminution du volume dans l'autre desdites deux chambres. Ici aussi, durant la phase de dispense visant à transvaser le liquide du cône vers un autre récipient, il est fait en sorte qu'avant chaque inversion de sens de course de piston, les moyens de mise en communication fluidique soient basculés vers l'autre des première et seconde communications fluidiques, afin d'obtenir l'effet désiré d'expulsion d'air en direction du canal débouchant d'embout, assurant la mise en pression de celui-ci.
Le nombre de va-et-vient du piston dépend ici encore de la quantité de liquide à transvaser, étant cependant précisé que la pipette selon l'invention est parfaitement capable d'être commandée de façon classique, à savoir par une simple et unique course de piston pour le prélèvement de liquide, et une simple et unique course de retour de piston pour la dispense de ce liquide vers un autre récipient, même si ce mode opératoire conventionnel est uniquement réservé aux opérations concernant de faibles volumes de liquides.
C'est donc pour le prélèvement de volumes plus importants que l'invention se révèle extrêmement satisfaisante, puisque la capacité de la pipette n'est plus limitée par la course maximale du piston, ni par le diamètre de ce dernier, ni encore par aucun autre élément de la pipette, étant donné que le nombre de va- et-vient du piston dédiés à une même opération de prélèvement de liquide est par théorie illimité. Surtout, cette grande capacité associée à la pipette selon l'invention, qui ne nécessite que deux chambres délimitées en partie par le piston, ne porte aucunement préjudice à l'ergonomie globale, étant donné que la course maximale du piston, indépendante de la capacité maximale de prélèvement de la pipette, peut être fixée librement, à une valeur raisonnable.
Pour les mêmes raisons que celles qui viennent d'être invoquées, le diamètre du piston ne nécessite pas d'être surdimensionné pour réaliser des prélèvements de volumes élevés, ce qui permet d'obtenir une justesse ainsi qu'une bonne répétatibilité des volumes prélevés.
L' invention, qui présente donc notamment comme particularité d'isoler le canal d'embout de toute chambre d'aspiration du corps de pipette, est donc entièrement satisfaisante en ce sens qu'elle permet d'allier simultanément les critères primordiaux que sont la grande capacité de prélèvement, le souci d'ergonomie, et la justesse ainsi que la répétatibilité des volumes prélevés, et cela sans aucun compromis.
A titre d'exemple indicatif, avec la pipette selon l'invention, si une course maximale dans un sens donné du piston entraîne un prélèvement de 100 μl avec une précision de 0,1 μl, le prélèvement d'un volume de liquide de 863,2 μl sera effectué par quatre va-et-vient du piston, suivis d'une dernière course partielle correspondant à 63,2 μl . Naturellement, l'un des avantages réside dans le fait que ce prélèvement de 863,2 μl est obtenu avec une précision analogue à la précision d'une pipette classique de l'art antérieur ayant une course maximale du piston entraînant un prélèvement de 100 μl, qui est largement affinée par rapport à la précision d'une pipette classique de l'art antérieur pour laquelle ce volume total de 863,2 μl devrait être prélevé lors d'une unique course de piston. De préférence, ladite pipette est pourvue d'un module de commande pilotant de manière automatique lesdits moyens de mise en communication fluidique, de façon à permettre, si nécessaire en fonction de la quantité de liquide à prélever, qu'une phase de prélèvement de liquide, opérée par une course du piston dans l'un des sens de coulissement avec lesdits moyens de mise en communication fluidique en configuration établissant l'une desdites première et seconde communications fluidiques, soit poursuivie par une course du piston dans l'autre sens de coulissement, avec lesdits moyens de mise en communication fluidique basculés automatiquement en configuration établissant l'autre desdites première et seconde communications fluidiques. Dans ce cas, comme évoqué ci-dessus, les courses de piston se succèdent autant de fois que nécessaire, avec entre chacune d'elles un pilotage automatique approprié des moyens de mise en communication, assuré par le module de commande de la pipette. Un principe analogue est naturellement prévu pour la phase de dispense du liquide prélevé. A cet égard, ledit module de commande est conçu de manière à déterminer, en fonction de la quantité de liquide à prélever, le nombre et l'étendue des courses successives de remontée et de descente du piston nécessaires au prélèvement de ladite quantité de liquide, ce module de commande étant conçu pour piloter automatiquement, lors dudit prélèvement de liquide, le piston de la manière déterminée, en pilotant également automatiquement lesdits moyens de mise en communication fluidique afin d'obtenir un basculement de l'une à l'autre desdites première et seconde communications fluidiques, avant chaque inversion de sens de coulissement du piston.
Ainsi, le module de commande, et en particulier un programme de type « software » équipant ce module, est capable de déterminer le nombre et l'étendue des courses à réaliser en fonction de la quantité de volume à prélever, suite par exemple à l'entrée de cette valeur de volume dans le module, par l'utilisateur. L'affichage des données calculées peut éventuellement être réalisé sur le module, pour informer l'utilisateur. A titre indicatif, il est noté que pour la détermination de l'étendue des courses, le programme retient de manière préférentielle la course maximale offerte par la conception de la pipette, sauf éventuellement pour la dernière course qui peut correspondre à une fraction seulement de la course maximale possible, permettant d'atteindre exactement le volume total désiré. Il serait néanmoins alternativement possible de faire en sorte que durant le mouvement de va-et-vient du piston conduisant à un même prélèvement de liquide, les courses pleines du piston s'effectuent sur une longueur inférieure à celle de la course maximale offerte par la conception, sans sortir du cadre de l'invention.
De plus, il est également préférentiellement prévu que la course pleine du piston dans chacun des deux sens de coulissement conduise à un prélèvement d'une même quantité de liquide, même si il pourrait en être autrement, sans sortir du cadre de 1' invention . Suite à l'ordre d'initiation du pipetage, le programme est alors capable de délivrer des consignes de commande, à la fois aux moyens de mise en communication fluidique, et à l'équipage motorisé de mise en mouvement du piston. Ici encore, il est noté que cette gestion de la pipette par le programme du module de commande s'opère de manière analogue lors de l'opération ultérieure de dispense du liquide dans un autre récipient . Comme mentionné ci-dessus, il serait alternativement possible de prévoir que les moyens de mise en communication fluidique soient pilotés manuellement, tout comme la mise en mouvement du piston, même si la solution automatique décrite ci- dessus reste préférée. De préférence, les moyens de mise en communication fluidique comprennent au moins une électrovanne à trois voies, ou tout moyen équivalent.
A ce titre, il est noté que les moyens de mise en communication fluidique permettent par ailleurs, de préférence, d'établir alternativement une troisième communication fluidique entre la chambre supérieure et l'extérieur de la pipette, et une quatrième communication fluidique entre la chambre inférieure et l'extérieur de la pipette. Ces troisième et quatrième communications alternatives des chambres d'aspiration avec l'extérieur de la pipette permettent à la chambre dont le volume diminue lors d'un prélèvement de liquide, de vider son air vers l'extérieur de la pipette afin de pas générer de surpression dans celle-ci, et à la chambre dont le volume augmente lors d'une dispense de liquide, de se remplir avec de l'air provenant de l'extérieur de la pipette afin de pas générer de dépression dans celle- ci . Dans un tel cas, pour gérer l'activation / la désactivation des quatre communications fluidiques, les moyens de communication fluidique peuvent comprendre deux électrovannes à trois voies, pilotées de manière synchronisée, et communiquant éventuellement l'une avec l'autre. Néanmoins, d'autres solutions alternatives pourraient être envisagées, dont celle dans laquelle l'ouverture/la fermeture de chaque chambre vis-à-vis de l'extérieur serait assurée respectivement par deux simples électrovannes « tout ou rien », indépendantes des moyens du type électrovanne à trois voies permettant alternativement les première et seconde communications fluidiques, tout en étant synchronisées avec ces moyens. Plus généralement, chaque électrovanne à trois voies peut être remplacée par deux électrovannes « tout ou rien », également dites à deux voies .
Il est noté que la pipette peut être monocanal ou multicanaux, sans sortir du cadre de l'invention. Dans le dernier cas, on peut faire en sorte que tous les embouts porte cône de prélèvement, logeant chacun leur piston correspondant, sont réalisés conformément à la présente invention, notamment en ce qu' ils sont chacun associés à des moyens de mise en communication fluidique. Ces moyens de mise en communication fluidique associés à chaque embout sont alors pilotés simultanément, lorsque l'équipage portant l'ensemble des pistons est en bout de course.
Par ailleurs, ledit piston comprend de préférence une portion supérieure de section plus importante que la section d'une portion inférieure de piston, ladite chambre supérieure de forme de révolution étant délimitée entre le corps de pipette inférieur et la portion supérieure de piston, et ladite chambre inférieure étant délimitée sous une extrémité inférieure de la portion inférieure de piston. Avec cette disposition, il est facilement possible, en fixant de manière adéquate les diamètres des deux portions de piston et le diamètre intérieur du corps de pipette inférieur, d'obtenir, pour un déplacement donné du piston, une identité en valeur absolue entre la variation de volume dans la chambre intérieure, et la variation de volume dans la chambre supérieure.
D' autres configurations sont néanmoins possibles pour la réalisation du piston. L'invention a également pour but un procédé de commande d'une pipette de prélèvement telle que décrite ci-dessus, ledit procédé comprenant une étape de prélèvement de liquide dans un cône de prélèvement porté par l'embout porte cône, cette étape étant mise en œuvre de sorte que suite à une course du piston dans l'un des sens de coulissement avec lesdits moyens de mise en communication fluidique en configuration établissant celle desdites première et seconde communications fluidiques qui assure le prélèvement de liquide dans le cône, cette étape de prélèvement est poursuivie, si nécessaire en fonction de la quantité de liquide à prélever, par une course du piston dans l'autre sens de coulissement, avec lesdits moyens de mise en communication fluidique basculés en configuration établissant l'autre desdites première et seconde communications fluidiques, assurant le prélèvement de liquide dans le cône.
Par ailleurs, ledit procédé comprend en outre une étape ultérieure de dispense/transvasement du liquide prélevé du cône de prélèvement vers un autre récipient, cette étape étant mise en œuvre de sorte que suite à une course du piston dans l'un des sens de coulissement avec lesdits moyens de mise en communication fluidique en configuration établissant celle desdites première et seconde communications fluidiques qui assure la dispense du liquide dans ledit autre récipient, cette étape de dispense/transvasement est poursuivie, si nécessaire en fonction de la quantité de liquide à dispenser, par une course du piston dans l'autre sens de coulissement, avec lesdits moyens de mise en communication fluidique basculés en configuration établissant l'autre desdites première et seconde communications fluidiques, assurant la dispense du liquide dans ledit autre récipient.
Ici encore, il est rappelé que le basculement de l'une à l'autre desdites première et seconde communications fluidiques s'effectue de préférence automatiquement, même si une solution manuelle pourrait éventuellement être envisagé.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique en coupe de face d'une pipette de prélèvement selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ; les figures 2a à 2d montrent des vues schématiques expliquant le fonctionnement de la pipette de prélèvement montrée sur la figure 1 ; - les figures 3 à 5 représentent des vues schématiques en coupe de face de pipettes de prélèvement selon d'autres modes de réalisation préférés de la présente invention ; - les figures 6a et 6b montrent des vues plus détaillées en coupe de face d'une pipette de prélèvement selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention ; et les figures 7a et 7b sont des vues détaillées partiellement éclatées des moyens de mise en communication fluidique équipant la pipette de prélèvement montrée sur les figures 6a et 6b.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
En référence tout d'abord à la figure 1, on peut voir une pipette de prélèvement 100 selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, du type monocanal et motorisée. Dans toute la description qui va suivre, les indications « haut » / « supérieur » / « bas » / « inférieur » sont à considérer par rapport à un axe principal longitudinal 5 de la pipette, lorsqu'elle est tenue en main par un opérateur durant une opération de pipetage.
La pipette 100 comprend en partie supérieure un corps formant poignée (non représenté) , ainsi qu'une partie basse 3 intégrant un corps de pipette inférieur 4, à l'extrémité inférieure duquel se trouve agencé un embout porte cône 6, de forme classiquement tronconique. Comme cela est connu de l'homme du métier, la partie basse 3 est préférentiellement montée de façon vissée sur le corps supérieur formant poignée. De plus, la pipette est équipée d'un module de commande 10, qui peut indifféremment être totalement intégré à l'un des ses corps, en particulier au corps supérieur formant poignée, ou être constitué par un dispositif déporté à distance de ces mêmes corps de pipette, par exemple dans une salle de contrôle.
Le corps de pipette inférieur 4 est creux, de manière à pouvoir loger un piston coulissant 12 dans une cavité appropriée. Comme visible sur la figure 1, le piston 12 logé dans ladite cavité présente une portion supérieure cylindrique 12a, qui se poursuit par une portion inférieure cylindrique 12b de diamètre plus élevé, chacune de ces portions 12a, 12b étant respectivement guidée par une section du corps inférieur 4a, 4b de forme complémentaire. De plus, chacune des ces deux sections creuses 4a, 4b présente respectivement un joint étanchéité fixe, épousant le piston 12 coulissant par rapport à ceux-ci. Avec une telle configuration, une chambre d'aspiration inférieure 20 est délimitée, de haut en bas, par le joint d' étanchéité inférieur 14, l'extrémité inférieure du piston 24, la paroi intérieure de la section 4b, et une obstruction vers le bas 26 pratiquée sur le corps de pipette 4. Il est noté que cette obstruction 26 est essentiellement prévue pour isoler la chambre 20 d'un canal débouchant d'embout 28, pratiqué au moins en partie selon l'axe 5 dans l'embout 6, de manière à pouvoir communiquer en permanence avec un cône de prélèvement 30 lorsque ce dernier est emboîté sur l'embout 6. Plus précisément, le canal 28 débouche vers le bas dans le cône de prélèvement 30, et, présente, plus vers le haut, une bifurcation lui permettant de déboucher à son autre extrémité radialement/latéralement par rapport au corps inférieur, afin de pouvoir communiquer avec des moyens de communication fluidiques qui seront décrits ci- après .
En outre une chambre d' aspiration supérieure 22 est délimitée, de haut en bas, par le joint d'étanchéité supérieur 16, la portion supérieure de piston 12a, la paroi intérieure de la section 4b, l'extrémité supérieure 32 de la portion inférieure de piston 12b, et le joint d'étanchéité 14. Il est noté que ce dernier joint 14 participe à l'isolation des deux chambres d'aspiration 20, 22, étant par ailleurs noté que la chambre supérieure 22 est également isolée du canal d'embout 28.
Avec cet agencement dans lequel les portions de piston 12a, 12b épousent respectivement la paroi intérieure de la section 4a et celle de la section 4b, on peut globalement considérer que la chambre 20 présente une section transversale constante par rapport à l'axe 5, en forme de disque de même axe et de diamètre identique à celui de la paroi intérieure de la grande section 4b. De plus, on peut aussi globalement considérer que la chambre 22 présente une section transversale constante par rapport à l'axe 5, en forme de couronne annulaire de même axe disposant d'un diamètre extérieur identique à celui de la paroi intérieure de la section 4b, et d'un diamètre intérieur identique au diamètre extérieur de la petite section 12a.
Le piston 12 est de préférence piloté par un équipage motorisé (non représenté) relié au module de commande 10, lui imposant des mouvements dans l'un ou l'autre des deux sens 36, 38 de la direction de coulissement 35 de ce piston par rapport au corps 4, cette direction 35 étant parallèle à l'axe 5. A titre indicatif, dans la suite de la description, le sens de coulissement 36 vers le haut sera dénommé « remontée » du piston, tandis que le sens de coulissement 38 vers le bas sera dénommé « descente » du piston.
Ainsi, avec la conception préférée décrite ci-dessus, une course de remontée du piston entraîne simultanément l'augmentation du volume de la chambre inférieure 20 et la diminution du volume de la chambre supérieure 22, tandis qu'inversement, une course de descente du piston entraîne simultanément l'augmentation du volume de la chambre supérieure 22 et la diminution du volume de la chambre inférieure 20. Les effets présentés ci-dessus pourraient être inversés avec une conception des chambres 20, 22 différentes, sans sortir du cadre de l'invention.
La pipette 100 comprend par ailleurs des moyens de mise en communication fluidique, indiqués de façon générale par la référence numérique 40 sur la figure 1, ces moyens comprenant de préférence deux électrovannes à trois voies, d'un type connu qui ne sera pas détaillé davantage. Cependant, à titre indicatif, il peut par exemple s'agir d'une électrovanne à piston linéaire, présentant trois entrées 1, 2, 3, qui autorise, grâce au mouvement du piston linéaire, alternativement la communication entre les entrées 1 et 2 et entre les entrées 2 et 3, comme celle commercialisée par la société LEE COMPANY sous la référence LHDA 053 1115H.
Comme cela sera détaillé ci-après, la particularité de ces moyens 40 est qu'ils permettent, en étant pilotés de manière appropriée, de prélever du liquide aussi bien durant la course de remontée du piston que durant sa course de descente, de sorte que du liquide peut être introduit dans le cône 30 de façon continue durant un mouvement de va-et-vient du piston 12. La seule limitation quant au volume maximal pouvant être prélevé est donc la capacité du cône de prélèvement, et non plus la conception de la pipette comme cela était le cas dans les réalisations de l'art antérieur. De plus, il est noté que la dispense ultérieure du liquide dans un autre récipient s'effectue de manière analogue, à savoir par un mouvement de va-et-vient du piston 12, qui peut si nécessaire comprendre plusieurs allers-retours.
Dans ce mode de réalisation préféré, la première électrovanne à trois voies 42 est dédiée à la mise en communication alternée des deux chambres 20, 22 avec le canal d'embout 28, tandis que la seconde électrovanne à trois voies 44 est dédiée à la mise en communication alternée des deux chambres 20, 22 avec l'extérieur de la pipette, ces deux vannes 42, 44 étant synchronisées, et pilotées de manière automatique par le module de commande 10 auquel elles sont reliées électriquement . Ainsi, la première électrovanne 42 présente trois entrées 1, 2, 3 dont l'entrée 1 communique avec le canal d'embout 28, au niveau de son extrémité supérieure débouchant radialement/latéralement par rapport au corps 4, dont l'entrée 2 communique avec la chambre inférieure 20 par traversée de la section 4b, et dont l'entrée 3 communique avec la chambre supérieure 22, également par traversée de la section 4b. Les communications indiquées ci-dessus sont établies en permanence, par exemple par simples conduits de raccord, ou encore par canaux réalisés directement au sein du corps de pipette. En revanche, les entrées ne communiquent entre-elles que lorsque l' électrovanne 42 est pilotée pour qu'il en soit de la sorte, étant tout de même indiqué que dans le mode de réalisation décrit, seules des communications entre les entrées 1 et 2 d'une part, et entre les entrées 1 et 3 d'autre part, peuvent alternativement être établies par le piston coulissant de vanne. En effet, la communication entre les entrées 2 et 3 n'est pas mise en œuvre, et de préférence rendue impossible par la conception de l' électrovanne, par exemple du type à piston linéaire évoqué ci-dessus.
De manière analogue, la seconde électrovanne 44 présente trois entrées 1, 2, 3 dont l'entrée 1 communique avec la chambre supérieure 22, par traversée de la section 4b, dont l'entrée 2 communique avec la chambre inférieure 20, également par traversée de la section 4b, et dont l'entrée 3 communique avec l'air ambiant extérieur à la pipette. Ici encore, les communications indiquées ci-dessus sont établies en permanence, par exemple par simples conduits de raccord. En revanche, les entrées ne communiquent entre-elles que lorsque l' électrovanne 44 est pilotée pour qu'il en soit de la sorte, étant indiqué que dans le mode de réalisation décrit, seules des communications entre les entrées 1 et 3 d'une part, et entre les entrées 2 et 3 d'autre part, peuvent alternativement être établies par le piston coulissant de vanne. La communication entre les entrées 1 et 2 n'est pas mise en œuvre, et de préférence rendue impossible par la conception de l' électrovanne .
Ainsi, on peut apercevoir sur la figure 1 que la première électrovanne 42, lorsque les entrées 1 et 2 communiquent entre elles, assure une première communication fluidique référencée A, permettant une libre circulation d'air entre la chambre inférieure 20 et le canal d'embout 28 débouchant dans le cône 30, mais interdit la communication de ce dernier canal avec la chambre 22. En outre, lorsque les entrées 1 et 3 communiquent entre elles, elle assure une seconde communication fluidique référencée B, permettant une libre circulation d'air entre la chambre supérieure 22 et le canal d'embout 28 débouchant dans le cône 30, mais interdit dans ce cas la communication de ce dernier canal avec la chambre 20.
De même, la seconde électrovanne 44, lorsque les entrées 1 et 3 communiquent entre elles, assure une troisième communication fluidique référencée C, permettant une libre circulation d'air entre la chambre supérieure 22 et l'extérieur de la pipette, mais interdit la communication entre l'extérieur et la chambre 20. En outre, lorsque les entrées 2 et 3 communiquent entre elles, elle assure une quatrième communication fluidique référencée D, permettant une libre circulation d'air entre la chambre inférieure 20 et l'extérieur de la pipette, mais interdit dans ce cas la communication entre l'extérieur et la chambre 22.
En référence à présent aux figures 1 et 2a à 2d, il va être explicité le fonctionnement de la pipette de prélèvement 100 décrite ci-dessus.
Tout d'abord, l'utilisateur de la pipette saisit la valeur de volume à prélever, grâce à des moyens de saisie 46 prévus sur le module 10, ces moyens 46 prenant par exemple la forme d'une molette, d'une vis de réglage, ou encore d'un clavier numérique. La valeur entrée s'inscrit de préférence sur un écran digital 48, et est transmise à un programme 50 de type « software » équipant ce module.
Le programme 50 détermine le nombre et l'étendue des courses de piston à réaliser, en fonction de la quantité de volume à prélever. Pour exemple, si la valeur désirée est de 400 μl, et que chaque course maximale de remontée et de descente du piston permet d'engendrer un prélèvement de 100 μl, le programme déterminera qu'il faut réaliser deux allers-retours de piston 12, avec des longueurs de course maximales, assurant chacune un prélèvement de 100 μl . Pour rappel, il est indiqué qu'en cas de sections différentes des deux chambres, pour obtenir le même prélèvement ou la même dispense de liquide dans les deux sens de déplacement du piston, l'une des deux courses est fixée à une valeur plus importante que l'autre.
Les données précitées, une fois déterminées, peuvent éventuellement être affichées sur l'écran 48 pour être visualisées par l'utilisateur, qui peut ensuite ordonner, par exemple à l'aide d'un bouton du module 10 prévu à cet effet, l'initiation du pipetage après avoir plongé le cône 30 dans le récipient de liquide à prélever. Avant que le programme 50 ne délivre une consigne visant à mettre le piston en mouvement dans le sens de la remontée 36, il délivre des consignes aux électrovannes 42, 44 afin que celles-ci basculent dans une configuration établissant les communications A et C, si cela n'est pas déjà le cas. Ensuite, la consigne de mise en mouvement du piston dans le sens de la remontée 36 est délivrée à l'équipage du piston. Lors de ce mouvement, on observe une augmentation du volume de la chambre 20, qui crée une aspiration au sein de la communication A dans le sens allant du canal 28 vers la chambre 20, étant donné que la communication C isole cette dernière de l'air extérieur. Cette aspiration se traduit par une remontée de liquide dans le cône 30, dont l'extrémité distale est plongée dans ce même liquide.
Dans un même temps, la communication C permet à l'air de s'échapper de la chambre supérieure 22 dont le volume diminue, et ce vers l'extérieur de la pipette, ce qui évite l'apparition d'une surpression dans cette chambre 22. A la fin de la première course de remontée du piston montrée sur la figure 2a, qui peut être obtenue par la simple détente d'un ressort comprimé durant une phase de descente précédente du piston, la quantité de liquide introduite dans le cône est donc de 100 μl . La pipette 100 s'apprête à poursuivre automatiquement l'opération de prélèvement par descente du piston, mais avant ceci, le programme 50 délivre des consignes aux électrovannes 42, 44 afin que celles-ci basculent simultanément dans une configuration établissant les communications B et D.
Ensuite, la consigne de mise en mouvement du piston dans le sens de la descente 38 est délivrée à l'équipage du piston. Lors de ce mouvement montré sur la figure 2b, on observe une augmentation du volume de la chambre 22, qui crée une aspiration au sein de la communication B dans le sens allant du canal 28 vers la chambre 22, étant donné que la communication D isole cette dernière de l'air extérieur. Cette aspiration se traduit par une nouvelle remontée de liquide dans le cône 30, dont l'extrémité distale est toujours plongée dans ce même liquide.
Dans un même temps, la communication D permet à l'air de s'échapper de la chambre inférieure 20 dont le volume diminue, et ce vers l'extérieur de la pipette, ce qui évite l'apparition d'une surpression dans cette chambre 20.
Ainsi, les courses de remontée et de descente du piston 12 se succèdent alternativement autant de fois que nécessaire, à savoir ici quatre fois pour atteindre le volume désiré de 400 μl . Il est également possible de faire en sorte que l'utilisateur soit informé, par l'écran 48, du nombre de courses déjà effectuées et/ou encore à effectuer.
Lorsque le second et dernier va-et-vient de piston est achevé, le volume désiré de 400 μl se trouvant dans le cône de prélèvement 30 peut alors être dispensé / transvasé dans un autre récipient, d'une manière analogue à celle qui vient d'être présentée.
Ici aussi, l'écran 48 peut automatiquement afficher le nombre de courses qui seront à effectuer pour assurer la totalité de la dispense de liquide désirée, puis ensuite afficher le nombre de courses déjà effectuées et/ou encore à effectuer durant cette opération de dispense. Une fois le cône 30 introduit dans le récipient de collecte du liquide préalablement aspiré, l'utilisateur peut alors ordonner, par exemple à l'aide d'un bouton du module 10 prévu à cet effet, l'initiation de la dispense du liquide. A l'instant de l'initiation de la dispense, le piston se trouve en positon basse avec des électrovannes 42, 44 établissant les communications B et D. Le programme 50 délivre alors une consigne visant à mettre la piston 12 en mouvement dans le sens de la remontée 36.
Lors de ce mouvement schématisé sur la figure 2c, on observe une diminution du volume de la chambre supérieure 22, qui crée une pression au sein de la communication B dans le sens allant de la chambre 22 vers le canal 28, étant donné que la communication D isole cette chambre 22 de l'air extérieur. Cette pression se traduit par une éjection de liquide par l'extrémité distale du cône 30, dans le récipient approprié .
Dans un même temps, la communication D permet à l'air extérieur de s'introduire dans la chambre inférieure 20 dont le volume augmente, ce qui évite l'apparition d'une dépression dans cette chambre 20.
A la fin de la première course de remontée du piston, la quantité de liquide extraite du cône est donc de 100 μl . La pipette 100 s'apprête à poursuivre automatiquement l'opération de dispense par descente du piston, mais avant ceci, le programme 50 délivre des consignes aux électrovannes 42, 44 afin que celles-ci basculent dans une configuration établissant les communications A et C. Ensuite, la consigne de mise en mouvement du piston dans le sens de la descente 38 est délivrée à l'équipage du piston. Lors de ce mouvement schématisé sur la figure 2d, on observe une diminution du volume de la chambre inférieure 20, qui crée une pression au sein de la communication A dans le sens allant de la chambre 20 vers le canal 28, étant donné que la communication C isole cette chambre 20 de l'air extérieur. Cette pression se traduit par une nouvelle éjection de liquide par l'extrémité distale du cône 30, dans le récipient approprié.
Dans un même temps, la communication C permet à l'air extérieur de s'introduire dans la chambre supérieure 22 dont le volume augmente, ce qui évite l'apparition d'une dépression dans cette chambre 22. Ainsi, les courses de remontée et de descente du piston 12 se succèdent alternativement autant de fois que nécessaire, à savoir ici quatre fois pour transvaser le volume désiré de 400 μl . Le mode de réalisation montré sur la figure
3 est sensiblement similaire à celui qui vient être décrit, les éléments portant les mêmes références numériques correspondent à des éléments identiques ou similaires, ceci s' appliquant d'ailleurs pour l'ensemble des modes décrits et représentés. Ainsi, on peut s'apercevoir que dans ce mode de réalisation préféré, seules les connexions des première et seconde électrovannes 42, 44 ont été modifiées par rapport à celles décrites précédemment. En effet, la première électrovanne 42 présente trois entrées 1, 2, 3 dont l'entrée 1 communique avec le canal d'embout 28, au niveau de son extrémité supérieure débouchant radialement/ latéralement par rapport au corps 4, dont l'entrée 2 communique avec la chambre inférieure 20 par traversée de la section 4b, et dont l'entrée 3 communique avec l'extérieur de la pipette. Les communications indiquées ci-dessus sont établies en permanence, par exemple par simples conduits de raccord. En revanche, les entrées ne communiquent entre-elles que lorsque l' électrovanne 42 est pilotée pour qu'il en soit de la sorte, étant tout de même indiqué que dans le mode de réalisation décrit, seules des communications entre les entrées 1 et 2 d'une part, et entre les entrées 2 et 3 d'autre part, peuvent alternativement être établies par le piston coulissant de vanne. En effet, la communication entre les entrées 1 et 3 n'est pas mise en œuvre, et de préférence rendue impossible par la conception de 1' électrovanne .
La seconde électrovanne 44 présente quant à elle trois entrées 1, 2, 3, dont l'entrée 2 communique avec le canal d'embout 28, au niveau d'une autre extrémité supérieure débouchant radialement/ latéralement par rapport au corps 4, dont l'entrée 1 communique avec la chambre 22 par traversée de la section 4b, et dont l'entrée 3 communique avec l'extérieur de la pipette. Les communications indiquées ci-dessus sont établies en permanence, par exemple par simples conduits de raccord. En revanche, les entrées ne communiquent entre-elles que lorsque l' électrovanne 42 est pilotée pour qu'il en soit de la sorte, étant tout de même indiqué que dans le mode de réalisation décrit, seules des communications entre les entrées 1 et 2 d'une part, et entre les entrées 1 et 3 d'autre part, peuvent alternativement être établies par le piston coulissant de vanne. En effet, la communication entre les entrées 2 et 3 n'est pas mise en œuvre, et de préférence rendue impossible par la conception de 1' électrovanne .
Ainsi, on peut apercevoir sur la figure 3 que la première électrovanne 42, lorsque les entrées 1 et 2 communiquent entre elles, assure la première communication fluidique A, permettant une libre circulation d'air entre la chambre inférieure 20 et le canal d'embout 28 débouchant dans le cône 30, tout en interdisant la communication de cette chambre 20 avec l'extérieur. En revanche, lorsque les entrées 2 et 3 communiquent entre elles, elle assure la quatrième communication fluidique D, permettant une libre circulation d'air entre la chambre inférieure 20 et l'extérieur de la pipette, mais interdit dans ce cas la communication du canal 28 canal avec la chambre 20. On peut donc considérer que cette électrovanne 42 est particulièrement dédiée à la gestion d'air dans la chambre inférieure 20, sans jamais communiquer avec la chambre supérieure 22. De même, on peut apercevoir sur la figure 3 que la seconde électrovanne 44, lorsque les entrées 1 et 2 communiquent entre elles, assure la seconde communication fluidique B, permettant une libre circulation d'air entre la chambre 22 et le canal d'embout 28 débouchant dans le cône 30, tout en interdisant la communication de cette chambre 22 avec l'extérieur. En revanche, lorsque les entrées 1 et 3 communiquent entre elles, elle assure la troisième communication fluidique C, permettant une libre circulation d'air entre la chambre supérieure 22 et l'extérieur de la pipette, mais interdit dans ce cas la communication du canal 28 canal avec cette chambre 22. On peut donc ici aussi considérer que cette électrovanne 44 est particulièrement dédiée à la gestion d'air dans la chambre supérieure 22, sans jamais communiquer avec la chambre inférieure 20.
Avec ce mode de réalisation préféré, les risques de fuites de liquide sont réduits à néant, et cela même si la synchronisation des deux électrovannes n'est pas parfaite. Pour exemple, suite à une course de remontée du piston 12 ayant conduit à un prélèvement de liquide grâce à l'établissement des communications A et C, un basculement de l' électrovanne 42 dans la configuration D opéré légèrement avant le basculement de l' électrovanne 44 dans la configuration B n'implique aucune rupture de la dépression dans le canal 28 et le cône 30 rempli de liquide, puisque le volume à l'intérieur de ces derniers éléments devient étanche, donc non-communiquant avec l'extérieur. Il en est de même pour le cas inverse où le basculement de 1' électrovanne 44 serait effectué légèrement avant celui de l' électrovanne 42, puisque le volume d'air du canal 28 et du cône 30 serait d'abord mis en communication avec la chambre 22, devenue isolée de l'extérieur grâce à la communication fluidique B. Ici aussi, l'absence de rupture de la dépression dans le canal 28 et le cône 30 interdit les fuites de liquide déjà prélevé dans le cône 30.
Cet effet bénéfique s'applique aussi bien lors de l'inversion de sens de course avec le piston en position haute, que lors de l'inversion de sens de course avec le piston en position basse. La pipette ainsi réalisée est alors en mesure de présenter une très grande précision, car quelque soit l'ordre de commutation des électrovannes ordonné par le module de commande 10 avant chaque inversion de course du piston, il n'existe aucun risque de fuite de liquide.
Dans ce mode de réalisation montré sur la figure 3, le module 10 est préprogrammé de sorte que le fonctionnement de la pipette soit celui décrit ci- dessus, en particulier en ce qui concerne l'établissement automatique en alternance des communications fluidiques A et C d'une part, et des communications fluidiques B et D d'autre part.
Dans l'autre mode de réalisation montré sur la figure 4, seule la conception du piston et de ses chambres d'aspiration associées a été modifiée par rapport au mode de réalisation préféré montré sur les figures 1 et 2a à 2d. Ainsi, le pilotage des électrovannes 42 et 44 étant le même que l'un de ceux présentés ci-dessus, il ne sera pas davantage décrit. Comme cela est visible sur la figure 4, le corps de pipette inférieur 4 est toujours creux, de manière à pouvoir loger le piston coulissant à double section 12 dans une cavité appropriée.
Ce piston 12, logé dans ladite cavité, présente une portion supérieure cylindrique 12a, qui se poursuit par une portion inférieure cylindrique 12b de diamètre moins important. La portion 12b est guidée par une section du corps inférieur 4b de forme complémentaire, tandis que la portion 12a est logée concentrique et à distance dans une section du corps supérieur 4a de diamètre supérieur. De plus, chacune des ces deux sections creuses 4a, 4b présente respectivement un joint étanchéité fixe, épousant le piston 12 coulissant par rapport à ceux-ci. Ce même piston 12 présente quant à lui un joint d'étanchéité 17 qui est fixé extérieurement sur sa portion 12a, et qui épouse la paroi intérieure de la grande section 4a, tout en restant logé sous le joint supérieur 16 durant le mouvement de va-et-vient du piston. Avec une telle configuration, la chambre d'aspiration inférieure 20 est délimitée, de haut en bas, par le joint d'étanchéité inférieur 14, l'extrémité inférieure du piston 24, la paroi intérieure de la section 4b, et l'obstruction vers le bas 26 pratiquée sur le corps de pipette 4. De plus, la chambre d'aspiration supérieure 22 est délimitée, de haut en bas, par le joint d'étanchéité supérieur 16, la paroi intérieure de la section 4a, la portion de piston 12a, et le joint d'étanchéité mobile 17. Il est noté que l'espace de volume variable situé entre les joints 17 et 14 ne sert pas directement au prélèvement et à la dispense de liquide, de sorte qu'il n'est pas considéré comme une chambre d'aspiration, contrairement aux chambres 20 et 22.
Avec cet agencement, on peut globalement considérer que la chambre 20 présente une section transversale constante par rapport à l'axe 5, en forme de disque de même axe et de diamètre identique à celui de la paroi intérieure de la petite section 4b. De plus, on peut aussi globalement considérer que la chambre 22 présente une section transversale constante par rapport à l'axe 5, en forme de couronne annulaire de même axe disposant d'un diamètre extérieur identique à celui de la paroi intérieure de la grande section 4a, et d'un diamètre intérieur identique au diamètre extérieur de la section 12a.
Avec cette disposition, il est facilement possible, en fixant de manière adéquate les diamètres des deux portions de piston 12a, 12b et le diamètre intérieur de la section 4a du corps de pipette inférieur, d'obtenir une section transversale de même valeur pour les deux chambres 20 et 22. Ainsi, pour un déplacement donné du piston, on obtient une identité en valeur absolue entre la variation de volume dans la chambre intérieure 20, et la variation de volume dans la chambre supérieure 22. Dans l'autre mode de réalisation montré sur la figure 5, ici encore, seule la conception du piston et de ses chambres d' aspiration associées a été modifiée par rapport aux modes de réalisation préférés précédents montrés sur les figures 1, 2a à 2d, et 4. Ainsi, le pilotage des électrovannes ne sera pas davantage décrit, puisqu'il est identique ou similaire à l'un de ceux présentés précédemment.
Comme cela est visible sur la figure 5, le corps de pipette inférieur 4 est toujours creux, de manière à pouvoir loger le piston coulissant à section unique 12 dans une cavité appropriée.
Ce piston 12, logé dans ladite cavité, présente une portion supérieure cylindrique guidée par une section de corps supérieure 4a de forme complémentaire, le piston se poursuivant par une portion inférieure cylindrique de même diamètre logée concentrique et à distance dans une section du corps inférieur 4b de diamètre supérieur. De plus, la section creuse inférieure 4b loge fixement le joint d'étanchéité supérieur 16 et le joint d'étanchéité inférieur 14, qui épousent tous les deux le piston 12 coulissant par rapport à ceux-ci, et situé à distance radialement vers l'intérieur par rapport à la grande section 4b. Par ailleurs, ce même piston 12 présente quant à lui le joint d'étanchéité 17 qui lui est fixé extérieurement, et qui épouse la paroi intérieure de la grande section 4b, tout en restant logé sous le joint supérieur 16 durant le mouvement de va-et-vient du piston. De la même manière, il présente un autre joint d'étanchéité 19 qui lui est fixé extérieurement, et qui épouse aussi la paroi intérieure de la grande section 4b, tout en restant logé sous le joint 17 et au-dessus du joint inférieur 14 durant le mouvement de va-et- vient du piston. Avec une telle configuration, la chambre d'aspiration inférieure 20 est délimitée, de haut en bas, par le joint d'étanchéité mobile 19, la paroi intérieure de la section 4b, le piston 12 de section unique, et le joint d'étanchéité fixe 14. De même, la chambre d'aspiration supérieure 22 est délimitée, de bas en haut, par le joint d'étanchéité mobile 17, la paroi intérieure de la section 4b, le piston 12 de section unique, et le joint d'étanchéité fixe 16.
Avec cet agencement, on peut globalement considérer que les chambres 20 et 22 présentent une même section transversale constante par rapport à l'axe 5, en forme de couronne annulaire de même axe disposant d'un diamètre extérieur identique à celui de la paroi intérieure de la grande section 4b, et d'un diamètre intérieur identique au diamètre du piston. Par conséquent, dans ce mode de réalisation où le piston présente avantageusement une forme simple facilitant sa réalisation, pour un déplacement donné du piston, on obtient également une identité en valeur absolue entre la variation de volume dans la chambre intérieure 20, et la variation de volume dans la chambre supérieure 22.
Idéalement, la distance entre les joints 16 et 17 en fin de course haute du piston est égale à la distance entre les joints 14 et 19 en fin de course basse du piston, afin d'avoir une égalité des volumes morts des chambres 20 et 22, et parfaire ainsi la symétrie de pipetage lors du déplacement du piston dans chacun des deux sens, étant rappelé que le volume pipeté dépend non seulement du volume déplacé par le piston, mais aussi du volume mort.
Les figures 6a à 7b montrent de façon plus détaillée un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, dont la conception du piston et de ses chambres d'aspiration associées est identique ou similaire à celle du mode précédant représenté sur la figure 4. Néanmoins, elle pourrait être identique ou similaire à celle de l'un quelconque des autres modes de réalisation présentés ci-dessus, sans sortir du cadre de l'invention.
La figure 6a montre la pipette 100 avec son piston 12 en position basse, alors que la figure 6b montre la pipette 100 avec son piston 12 en position haute. La particularité réside ici dans la conception des moyens de mise en communication fluidique 40, qui vont maintenant être détaillés.
Il est prévu deux électrovannes à trois voies 42, 44, du type incorporant un piston linéaire 52, et présentant trois entrées 1, 2, 3. Grâce au mouvement du piston linéaire 52 présentant une gorge de mise en communication, chaque électrovanne peut alternativement établir la communication fluidique entre les entrées 1 et 2 et entre les entrées 2 et 3, la communication entre les entrées 1 et 3 étant rendue impossible par construction. Comme mentionné ci-dessus, ces électrovannes 42, 44 peuvent être du type de celle commercialisée par la société LEE COMPANY, sous la référence LHDA 053 1115H.
La première électrovanne 42 est fixée sur la section 4a du corps de pipette inférieur, par l'intermédiaire d'une platine de montage 54 présentant trois orifices l', 2', 3' communiquant respectivement et en permanence avec les trois entrées 1, 2, 3 de 1' électrovanne solidarisée sur cette platine. L'orifice 1' communique d'une part avec la chambre inférieure 20, et d'autre part avec un raccord 56 portant un conduit 58. L'orifice 2' communique uniquement avec le canal débouchant, tandis que l'orifice 3' communique uniquement avec un raccord 60 portant un conduit 62. A titre indicatif, les conduits 58, 62 peuvent être remplacés par des canaux réalisés directement au sein du corps de pipette.
De manière analogue, l' électrovanne 44 est fixée sur la section 4b du corps de pipette inférieur, par l'intermédiaire d'une platine de montage 64 présentant trois orifices l', 2', 3' communiquant respectivement et en permanence avec les trois entrées 1, 2, 3 de l' électrovanne 44 solidarisée sur cette platine. L'orifice l' communique d'une part avec la chambre supérieure 22, et d'autre part avec un raccord 66 raccordé sur l'autre extrémité du conduit 62. L'orifice 2' communique uniquement avec l'extérieur de la pipette, tandis que l'orifice 3' communique uniquement avec un raccord 68 raccordé sur l'autre extrémité du conduit 58.
Ainsi, on peut apercevoir sur la figure 7a que la première électrovanne 42, lorsque les entrées 1 et 2 communiquent entre elles, assure la première communication fluidique A, permettant une libre circulation d'air entre la chambre inférieure 20 et le canal d'embout 28 débouchant dans le cône 30. En effet, l'air sortant de la chambre 20 circule successivement dans l'orifice l', l'entrée 1 de l' électrovanne 42, la gorge de piston, l'entrée 2 de l' électrovanne 42, l'orifice 2' de la platine 54, puis le canal d'embout 28. Toujours, sur cette figure 7a, lorsque les entrées 1 et 2 de l' électrovanne 44 communiquent entre elles, cette électrovanne assure la troisième communication fluidique C, permettant une libre circulation d'air entre la chambre supérieure 22 et l'extérieur de la pipette. En effet, l'air sortant de la chambre 22 circule successivement dans l'orifice l' de la platine de montage 64, l'entrée 1 de l' électrovanne 44, la gorge de piston, l'entrée 2 de l' électrovanne 44, l'orifice 2' de la platine 64, puis l'extérieur de la pipette . En outre, en référence à la figure 7b, lorsque les entrées 2 et 3 de chacune des électrovannes 42, 44 communiquent entre elles, elles assurent conjointement d'une part la seconde communication fluidique B permettant une libre circulation d'air entre la chambre supérieure 22 et le canal d'embout 28 débouchant dans le cône 30, et la quatrième communication fluidique D permettant une libre circulation d'air entre la chambre inférieure 20 et l'extérieur de la pipette.
En effet, l'air sortant de la chambre 22 circule successivement dans l'orifice l' de la platine de montage 64, le raccord 66, le conduit 62, le raccord 60, l'orifice 3' de la platine 54, l'entrée 3 de l' électrovanne 42, la gorge de piston, l'entrée 2 de l' électrovanne 42, l'orifice 2' de la platine 54, puis le canal d'embout 28. De plus, l'air sortant de la chambre 20 circule successivement dans l'orifice l' de la platine de montage 54, le raccord 56, le conduit 58, le raccord 68, l'orifice 3' de la platine 64, l'entrée 3 de l' électrovanne 44, la gorge de piston, l'entrée 2 de l' électrovanne 44, l'orifice 2' de la platine 64, puis l'extérieur de la pipette.
Dans ce mode de réalisation montré sur les figures 6a à 7b, le module 10 est bien entendu préprogrammé de sorte que le fonctionnement de la pipette soit celui décrit ci-dessus, en particulier en ce qui concerne l'établissement automatique en alternance des communications fluidiques A et C d'une part, et des communications fluidiques B et D d'autre part . Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.

Claims

REVENDICATIONS
1. Pipette de prélèvement (100) comprenant un corps de pipette inférieur (4) logeant un piston coulissant (12) et présentant un embout porte cône de prélèvement (6) définissant un canal débouchant d'embout (28), ledit corps de pipette inférieur et ledit piston délimitant une chambre inférieure (20) et une chambre supérieure (22) isolées l'une de l'autre, caractérisée en ce que ladite pipette est conçue de sorte que le mouvement du piston (12) selon l'un des sens de coulissement (36, 38) entraîne simultanément l'augmentation du volume de la chambre inférieure (20) et la diminution du volume de la chambre supérieure (22), et inversement lors d'un mouvement du piston selon l'autre sens de coulissement ; et en ce que ladite pipette comprend en outre des moyens de mise en communication fluidique (40) permettant d'établir alternativement une première communication fluidique (A) entre la chambre inférieure (20) et ledit canal débouchant d'embout (28) isolé de cette chambre inférieure, et une seconde communication fluidique (B) entre la chambre supérieure (22) et ce même canal (28) .
2. Pipette (100) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est pourvue d'un module de commande (10) pilotant de manière automatique lesdits moyens de mise en communication fluidique (40), de façon à permettre, si nécessaire en fonction de la quantité de liquide à prélever, qu'une phase de prélèvement de liquide, opérée par une course du piston
(12) dans l'un des sens de coulissement (36, 38) avec lesdits moyens de mise en communication fluidique (40) en configuration établissant l'une desdites première et seconde communications fluidiques (A, B) , soit poursuivie par une course du piston (12) dans l'autre sens de coulissement, avec lesdits moyens de mise en communication fluidique (40) basculés automatiquement en configuration établissant l'autre desdites première et seconde communications fluidiques (A, B) .
3. Pipette (100) selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit module de commande (10) est conçu de manière à déterminer, en fonction de la quantité de liquide à prélever, le nombre et l'étendue des courses successives de remontée et de descente du piston (12) nécessaires au prélèvement de ladite quantité de liquide, et en ce que ce module de commande (10) est conçu pour piloter automatiquement, lors dudit prélèvement de liquide, le piston (12) de la manière déterminée, en pilotant également automatiquement lesdits moyens de mise en communication fluidique (40) afin d'obtenir un basculement de l'une à l'autre desdites première et seconde communications fluidiques (A, B) , avant chaque inversion de sens de coulissement du piston (36, 38) .
4. Pipette (100) selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de mise en communication fluidique (40) sont prévus pour être pilotés manuellement.
5. Pipette (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens de mise en communication fluidique (40) comprennent au moins une électrovanne à trois voies (42, 44) .
6. Pipette (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens de mise en communication fluidique (40) permettent par ailleurs d'établir alternativement une troisième communication fluidique (C) entre la chambre supérieure (22) et l'extérieur de la pipette, et une quatrième communication fluidique (D) entre la chambre inférieure (20) et l'extérieur de la pipette.
7. Pipette (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est une pipette monocanal ou multicanaux.
8. Pipette (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit piston (12) comprend une portion supérieure (12a) de section plus importante que la section d'une portion inférieure de piston (12b), ladite chambre supérieure (22) étant délimitée entre le corps de pipette inférieur (4) et la portion supérieure de piston (4a), et ladite chambre inférieure (20) étant délimitée sous une extrémité inférieure (24) de la portion inférieure de piston (12b) .
9. Procédé de commande d'une pipette de prélèvement selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit procédé comprenant une étape de prélèvement de liquide dans un cône de prélèvement porté par l'embout porte cône, cette étape étant mise en œuvre de sorte que suite à une course du piston dans l'un des sens de coulissement avec lesdits moyens de mise en communication fluidique en configuration établissant celle desdites première et seconde communications fluidiques qui assure le prélèvement de liquide dans le cône, cette étape de prélèvement est poursuivie, si nécessaire en fonction de la quantité de liquide à prélever, par une course du piston dans l'autre sens de coulissement, avec lesdits moyens de mise en communication fluidique basculés en configuration établissant l'autre desdites première et seconde communications fluidiques, assurant le prélèvement de liquide dans le cône.
10. Procédé de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce que le basculement de l'une à l'autre desdites première et seconde communications fluidiques s'effectue automatiquement.
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