JP2001507134A - 栓が為された試料管内部に対しての抽出及び／又は注入のための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、容器用ストッパーを突き刺すように軸線方向に移動可能な中空ニードルに関する。このニードルは、該ニードルの円筒体（１０）母線に正接する切り刃（Ａ₁，Ａ₂）を具備する先鋭端と、その切り刃（Ａ₁，Ａ₂）を前記円筒体（１０）にリンクする傾斜形状部（Ｃ）と、前記母線上であり、且つ前記切り刃（Ａ₁，Ａ₂）と隔たった箇所で中央配置されたチャネル（ＣＡ）の側部アウトレット・オリフィス（Ｏ）とを含み、このオリフィス（Ｏ）が前記ニードル（７）の長手方向軸線に直交するように中央配置されていることから構成されている。この発明は自動制御及び半自動制御の分析装置に適用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 栓が為された試料管内部に対しての抽出及び/又は注入のための装置 発明の背景 １．発明の分野 この発明は、プラスチック製ストッパー（栓又は止め具）で封止された試験管 等の封止容器内部からの試料採取及び/又はその内部への注入が企図された装置 に関する。 ２．先行技術の説明 一般に知られているように、保全性及び精密性の目的や、種々の分析プロセス 、それも特に生物学的プロセスのために、ゴム製（又はより一般的にはプラスト マー製）の栓で塞がれた試料管を用いて、そうしたストッパーを除去する必要性 無しにそしてそれ故に試料に直接にアクセスすること無しに、それらのプロセス に関する全操作が実行可能とされるようにしている。血液分析の場合、血液試料 の採取の際に注射器の使用を回避できるように、相対的に真空とされる封止試験 管が益々頻繁に使用され、血液がその減圧の効果で管内へ直接引き入れられるよ うにしている。 そこで、そうした管内に対して為される試料の採取及び/又は注入は、吸入及 び/又は搬送のパイプに接続された中空ニードルを各々が含む様々な装置の使用 を必要とする。 自動制御された分析システムを装備すると、抽出装置には、ニードルの垂直方 向変位を確保すると共に、そして、おそらくは、複数の試料管が配列されている ピペット領域上方を移動可能である手段が具備されたピペット・ヘッドが担持さ れている。この場合、ニードルは、その装置の精密性に影響すること無しに、突 き刺し及び抽出の多様性を実行できなければならないことは明らかである。 実際上、そうした装置の遂行性及びそうした抽出ニードルの設計は様々な問題 を引き起こすことが明らかとなっている。 こうして、従来の略円錐形状の先細り先端を伴う中空ニードルは、以下の理由 から自動制御又は半自動制御分析システムには、事実上、適合しない。 ・ストッパーに対する突き刺し中、これらニードルは中空パンチ（ポンチ）のよ うにそのストッパー内において該ニードルのチャネルの断面と略同等の断面を有 する円形部分を切除する動作を為し、この円形部分がそのチャネル内に係合して 、そのチャネルの少なくとも部分的な閉塞物となる。従って、吸入位相中、この 部分が抽出される量（各抽出毎に一定でなければならない）に対する誤差の第１ の源を構成するような、多かれ少なかれ、相当なヘッド損失を生ずる。 ・突き刺し動作中、ストッパーは変形又は歪みを被って、その容器内において圧 力変（過剰圧力）を生じさせ、その変動が抽出量に関しての誤差の第２の源を構 成する。同様に、ニードルの抜き取り中、ストッパーの反対方向への変形は抽出 される液体を吸い出すような吸入効果をもたらす減圧を生み出す。これら２つの 現象から生ずる不精密性は、管内部の試料のレベルが管毎に変動し、それ故に、 過剰圧力及び減圧の値が決定できないという事実によって増幅される。 ・中空パンチ効果はニードル抜き取り後に不十分な閉塞を為すボア（孔）形成に 至り、その結果として、封止の緊密性がもはや保証され得ない。 抽出量の不精密性に係る問題を矯正するために、上述したパラメータを考慮し ている複雑な抽出シーケンスの履行を可能とするような、電磁弁セットを用いる 抽出装置の利用が提案されてきた。しかしながらこの解決法は高価であり、高度 な信頼性がなく、更には上述した短所を全て解決しないことが証明された。 発明の目的 この発明の主な目的は、こうした問題に対して、単純且つ比較的安価であり、 そして、効率的な解決法を提供することである。 発明の概要 従って、抽出されるべき試料が内部に含有されている容器を封止しているスト ッパーを穿孔できるように、軸線方向に移動可能である中空ニードルを用いる抽 出装置が提供される。 本発明に従えば、この装置は、ニードルの先鋭化された先端が、前記ニードル の円筒体母線に正接する少なくとも１つの切り刃と、その切り刃を前記円筒体に 接続する傾斜形状部と、前記切り刃と隔たった箇所で前記母線上において中央配 置されたチャネルの横アウトレット孔とを含み、この横アウトレット孔が前記ニ ードルの長手方向軸線に直交するように曲げられていることを特徴としている。 有益にも、上述した切り刃及び横アウトレット孔は前記母線に正接する同一平 面内に延在している。 本発明の好適実施例に従えば、上述した傾斜形状部は円筒体端部のクランク状 部を構成しており、前記正接平面はクランク状部の対称平面と直交する機械加工 平面である。 本発明の他の特徴に従えば、ニードルの円筒体は、その外側円筒面内において 、ニードルの先端から所定距離のところで終了している少なくとも１つの軸線方 向溝を含む。好ましくは、抽出中の試料の内部的な容積を通気させるべく企図さ れているこの溝は、方形又は矩形の断面である。 図面の簡単な説明 本発明の実施例を、以下の対応する添付図面を参照して、非限定的な例を用い て以下に説明する。 図１は、従来の抽出装置の概略構成図である。 図２及び図３は、ストッパーへの突き刺し中（図２）及びニードル抜き取り中 （図３）における試料管での変形を示す断片図である。 図４は、ニードルの長手方向の対称平面に平行する平面内における、本発明に 従って使用されるニードルの側面図である。 図５は、図４に示された場面から９０°回転させられた位置でのニードルの側 面図である。 図６は、ニードル先端における軸線方向断面図である。 図７及び図８は、図６におけるＡ／Ａ’及びＢ／Ｂ’のそれぞれに沿っての断 面図である。 図９は、図４乃至図８に示されるニードルによってストッパーを突き通す原 理を示す概略構成図である。 好適な実施例の説明 図１に示される例において、分析されるべき試料を含有する容器は、ゴム製ス トッパー又は栓２によって封止された従来型のガラス管１から成り、そのゴム製 ストッパー又は栓は、その管１の内径よりも僅かに大きな径の円筒体３と、該管 １の外径よりも大きな径であり、且つこれも円筒状であるキャップ４とを含む。 このキャップ４の上方側は、突き刺しが行われる中央領域の厚みを減ずるべく企 図された球状凹部５を含む。勿論、キャップ４が円筒体３と共に、管１の上方リ ムが当接する肩部を形成する一方で、該円筒体３はその管１内に緊密に嵌合して いる。 管１の軸線内にはピペット・ヘッド６が示されており、それが該軸線に対して 直交する方向に移動可能であり、該軸線と平行した角度であるニードル７を起動 する機構を備える。 この機構は、ニードルと一体的であり且つピニオン９と噛合するラック８を備 え、該ピニオンは、この装置を制御するプロセッサＰへ伝達される前に検出器Ｄ で測定される強度及び/又は電圧の特性を有する電流源Ｓによって給電される直 流モータＭにより駆動される。ニードル７についていえば、それもやはりマイク ロプロセッサＰによって駆動されている抽出／注入回路Ｉに接続されている。 この装置の動作は以下の通りであり：抽出及び／注入位相中、ピペット・ヘッ ド６はそれ自体を管１上方に位置決めし、ニードル７が該管１の長手方向軸線内 に配置される。 次いでプロセッサＰはモータを回転させるように指示して、ラック８の変位と 、それ故に、該ラック８に取り付けられたニードル７の変位とをもたらす。 こうしてニードル７は、ストッパー２に到達するまで移動させられる。ニード ルの先端がストッパー２に接触すると、モータＭのレベルにおける結果としての 負荷モーメントは供給電流の特性を変更する。これらの特性の変更が検出器Ｄに よって検出されて、対応する情報をプロセッサＰへ転送する。ストッパー２に対 する穿孔中、ニードル７はゴム体３に対して、該ゴム体の下方変形（キ ャンバリング：反り）を生じる応力を受けさせると共に、同時に窪みの容積増大 （図２参照）を被らせる。よってこの変形は管１内部の圧力を増大する。ニード ル７内のガスによる循環でこの過剰圧力が相殺されるとしても、管１内部の圧力 は未定のままである。その結果、抽出量は不精密となる。 ニードル７の抜き取り中、ストッパー２の円筒体３は上記の先行応力とは反対 である応力を被り、ストッパー体２の下方側は管内部を減圧しながらへこみ形状 を帯びるように変形させられる（図３参照）。この減圧はニードルで抽出された 液体に吸入を被らせ、その抽出量に不精密度合いを更に追加するようになる。こ の二重の現象は、管１内部の試料レベルの関数として更に変動する。 勿論、従来型のニードルが中空パンチのように動作して、ニードル７を少なく とも部分的に塞ぐような影響を有するゴムの一部分を切除すると云う事実から生 ずる原因が、不精密性のこれらの源に対して追加されなければならない。 図４乃至図８に示されるように、この発明を利用するニードルはこれらの短所 を回避できる。 このニードル７は中空円筒体１０を備え、その円筒体の先鋭化端部は、該円筒 体の端部をクランク状に曲げてから、該円筒体１０の母線に正接すると共に、ク ランク状部Ｃの対称平面と直交する面１３を提供するようにそのクランク曲げさ れた端部を機械加工することによって得られている。 こうして得られた平坦加工された面１３の卵形状端部は切り刃の始点を構成し ている。この切り刃Ａ₁，Ａ₂は、図５で視認できる先鋭化Ｖ形状で参照されるよ うに、その２つの側面１４，１５を研磨することによって先鋭化されている。 更にニードル体７の外面は、各々が方形断面である２つずつ径方向に対向した ４つの長手方向溝１６を含む。 ニードル７全長の大きな部分にわたって形成されたこれら長手方向溝１６は先 端１１から所定距離隔たって終了して、抽出されるべき液体と決して接すること がないようにしている。 こうした構成によって、ストッパー２の穿孔中、その先端１１の切り刃Ａ₁， Ａ₂はゴムに一直線の切れ目を入れることによって、あらゆる中空パンチ現象を 回避している。この切れ目又はスリットＦは、円形状１８を徐々に帯びることに よって中空円筒体１０に達するまで、クランク状部によって一方側へ弾性的に拡 張される。この穿孔中、ニードル・チャネルＣＡのアウトレット孔Ｏが開けられ ている加工面１３はスリットの面上を摺動するが、そのスリット面には最少量の 応力のみが付勢されると共に、ほんの僅かな変形を被るだけである(依然として 平坦なまま)。その結果、ゴムがその孔Ｏを貫通することなく、外部的な閉塞の 可能性が何等ない。 ひとたびニードル７の先端がストッパー２を通過して、溝１６が管１内部に出 現すると、該管１の内容積の通気又は呼吸が獲得される。こうして、抽出位相時 の管内の圧力は一定値（大気圧）まで減ぜられる。それ故に抽出される量はもは や上述した圧力変動を被ることなく、よって相対的に精密である。 ニードル７の抜き取り中、試料と接していたニードル先端は、ゴムが何等取り 除かれることなく、且つ、スリットがニードル断面の減少に従って徐々に閉塞す るので益々より良好に払拭される。 ニードルが抜き取られると、スリットは完全に封止されて、管によってゴム円 筒体に対して付勢されるプレストレスは完全な緊密性を確保する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 35/02 Ｇ０１Ｎ 35/02 Ｂ 35/10 35/06 Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ストッパー（２）で封止された容器（１）内の液体の抽出及び／又は注 入のための装置であって、前記ストッパーを穿孔することができるように軸線方 向に移動可能な中空ニードル（７）を用いる装置において、 前記ニードル（７）の先鋭化された先端（１１）が、該ニードル（７）の円筒 体（１０）の母線と正接する少なくとも１つの切り刃（Ａ₁，Ａ₂）と、前記切り 刃（Ａ₁，Ａ₂）を前記円筒体（１０）に接続する傾斜形状部（Ｃ）と、前記切り 刃（Ａ₁，Ａ₂）から隔たった箇所での前記母線上において中央配置されたチャネ ル（ＣＡ）の横アウトレット孔（Ｏ）とを含み、この横アウトレット孔（Ｏ）が 前記ニードル（７）の長手方向軸線に直交するように曲げられていることから成 る装置。 ２． 前記孔（Ｏ）及び前記切り刃（Ａ₁，Ａ₂）が前記母線に正接する同一平 面内に延在している請求項１記載の装置。 ３． 前記傾斜形状部が前記円筒体（１０）の端部におけるクランク状部（Ｃ ）から成る請求項１記載の装置。 ４． 前記正接平面が前記クランク状部の対称平面と直交する機械加工された 面である請求項３記載の装置。 ５． 前記ニードル（７）の円筒体（１０）が、その外側円筒面内において、 当該ニードルの前記先端（１１）から所定距離隔たったところで終了している少 なくとも１つの軸線方向溝（１６）を含む請求項４記載の装置。 ６． 前記溝（１６）が方形断面又は矩形断面である請求項５記載の装置。 ７． 前記円筒体（１０）が２つずつ径方向に対向する４つの長手方向溝（１ ６）を含む請求項５記載の装置。 ８． 前記切り刃（Ａ₁，Ａ₂）が２つの側面（１４，１５）の研磨によっての 先鋭化した形状を有する請求項１記載の装置。 ９． 前記ニードル（７）の動きが、当該ニードル（７）の先端が前記ストッ パー（２）と接触する際に生ずる負荷モーメントを表すパラメータを検出可能な 検出器（Ｄ）を含んでいる回路で給電される電動モータ（Ｍ）によって制御され る請求項１に記載の装置。