JP2003515121A - 分配ヘッドにピペットチップを装填するための手段を有する分配装置 - Google Patents

分配ヘッドにピペットチップを装填するための手段を有する分配装置

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JP2003515121A JP2001538772A JP2001538772A JP2003515121A JP 2003515121 A JP2003515121 A JP 2003515121A JP 2001538772 A JP2001538772 A JP 2001538772A JP 2001538772 A JP2001538772 A JP 2001538772A JP 2003515121 A JP2003515121 A JP 2003515121A
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Abstract

(57)【要約】 自己収納分配ヘッド装置（１０）であって、ここで、改変されたピペットチップボックストレイキャリア（２２）が、標準ピペットチップボックス（１８）内に備えられたピペットチップ（２０）をヘッド装置にピペットチップボックストレイキャリアによって取り付けるために利用され、そしてピペットチップが、分配ブロックヘッド（２６）に形成された対応する内部シリンダー（１３）へと装填される形式でピペットチップボックストレイキャリアを係合させるための手段が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） （１．発明の分野） 本発明は、固体分配ブロックから容器へ制御された量の液体を吸引および分配
するための装置を提供し、この装置は、分配ブロックヘッド内の内部シリンダー
へ、その外径上を密閉するために設計されたピペットチップを装填するための手
段を備える。
【０００２】 （２．先行技術の記述） １９９６年３月１２日に発行された米国特許第５，４９７，６７０号（そこに
記載される主題は、本発明の発明者によって発明された）は、分配シリンダー上
に、ピペットプレートによって運ばれるピペットチップを装填するための手段を
含む、改良された分配ヘッド装置を開示し、その装填する力は、装置の操作サイ
クルの間に保持され、従って、ハーメチックシールを確実にする。ピペットチッ
プは、チッププレート上に手で置かれ、プレートは、分配装置内をスライドする
。
【０００３】 前述の特許に記載されたピペットチッププレートホルダーは、その中に記載さ
れる装置と共に使用される場合、多くの利点を提供するが、その使用に関する特
定の欠点がある。具体的には、ピペットチップスライドプレートが汚染され得る
という可能性がある。最も重要なことは、ピペットチッププレート構成が、ロボ
ット操作または自動化に容易に適合されない。
【０００４】 １９９６年１１月１８日に出願された米国特許出願番号０８／７５１，８５９
（この中に記載される主題もまた、本発明の発明者によって発明された）は、前
述の特許に開示される装置と類似の、しかしある程度改変された自己収納ヘッド
分配装置を提供し、この中で開示されるピペットチッププレートは、より高価で
はなく、より汚染されにくいより従来のピペットチップキャリアで置換されてお
り、そしてこのキャリアは、ロボット操作または自動化に容易に適応される。
【０００５】 ８×１２の配列で中心間隔が９ｍｍの９６個のウェルを典型的に有するマイク
ロプレートは、ほとんどの分配装置と共に典型的に使用される。初期の先行技術
の分配デバイスは、一つのディスペンサーで始まり、そして９６個のウェルの各
々に分配するためにＸ−Ｙ方向に９６回移動した。時間と共に、分配デバイスは
、１列（１列あたり８または１２ウェル）を含むように加えられ、その時は、全
プレートを満たすために８回または１２回のいずれか指標を付けた。一度に全プ
レートを満たすための９６の分配装置デバイスは、例えば、上記の’６７０号の
特許において開示される。
【０００６】 マイクロプレートは、最近設計が変化した。より高い生産速度およびより大き
な貯蔵ライブラリーは、より高い密度形式を必要とした。その９ｍｍの間隔を有
する９６ウェル形式は、４．５ｍｍの間隔を有する３８４まで増加した。３８４
マイクロプレートは、８６４まで増加し、そして現在２．２５ｍｍ間隔を有する
１５３６まで増加した。これらの異なる密度プレートは、同じフットプリント（
長さ、幅）を有する。
【０００７】 ’８５９号出願において開示される分配方法において、シリンダーの外側に合
致し、そして小さな点へとテイパー状になるピペットが使用される。ほとんどの
ピペット分配システムは、ピペット内径（「ＩＤ」）からシリンダー外径（「Ｏ
Ｄ」）への適切な流体シールを確実にするために、「Ｏ」リングを用いて分配ヘ
ッドで使用されるシリンダーに連結される。典型的なピペットは、そのＩＤ上で
密閉し、従って、ピペットのＯＤを形成する。典型的なＯＤは、４．５ｍｍより
大きく、従って、３８４（４．５ｍｍ間隔）のような分配のより高い密度形式を
有する使用を困難にする。なぜなら、３８４マイクロプレートは、４．５ｍｍの
間隔を有し−従って、３８４形式上で使用されるピペットは、４．５ｍｍより小
さなＯＤを有しなければならないからである。
【０００８】 先行技術の分配デバイスは、’６７９号の特許に開示されるもののように、別
のシリンダー（各ピペットに対して１つ）、合計９６のシリンダーを使用する。
これは、ピペットのＩＤに連結する最も簡単な方法である。そのＯＤ上を密閉す
るピペットが設計される場合、新しい分配ヘッド設計が必要である。これは、密
閉方法、装填方法、および脱着方法を含む。
【０００９】 従って、所望されることは、装填および脱着の手段を伴い、その外径上を密閉
させる新しいピペット設計を提供すること、および統合固体ブロックを基本的に
含み、そして個々のシリンダーを必要としない新しい分配装置を提供することで
ある。
【００１０】 （発明の要旨） 本発明は、自己収納分配ヘッド装置を提供し、ここで、ピペットチップボック
ストレイキャリアは、標準的なピペットチップボックス内に備えられるピペット
チップをヘッド装置に備え付けるために利用され、そしてピペットチップがこの
装置の対応する内部シリンダー（開口部）に装填される形式で、トレイキャリア
を係合させるための手段が提供される。分配ブロックヘッドは、密閉配置にピペ
ットチップを係合させるための複数の内部シリンダーを有する材料の固体ブロッ
クを含む。
【００１１】 ピペットチップは、円板形のリング部分がピペットの一端に隣接して配置され
、上部のテイパー状の部分は、分配ヘッド内部シリンダーを、その部分と共にシ
ールを形成させる点において、従来の設計から改変される。
【００１２】 従って、本発明は、液体を第１のマイクロプレートから吸引し、そして種々の
アレイ形式を用いて第２のマイクロプレートへ分配し得る分配ヘッド装置を提供
し、分配ブロックヘッドは、一つの固体ブロックから形成され、従って、製造コ
ストを実質的に減らす。分配ヘッドはまた、内部シリンダーの密なアレイを提供
させ、従って、より高い密度形式のマイクロプレートを適合させる。
【００１３】 （発明の説明） 基本的な液体分配装置、および特に、チップボックストレイキャリア２２のよ
うな種々の成分を動かすために使用される装置は、１９９６年１１月１８日に出
願された米国特許出願番号０８／７５１，８５９に記載され、そして簡潔さのた
めに、本明細書中で繰り返さない。続く議論は、新しいピペットチップ設計およ
び分配ヘッド装置に向けられ、両方とも３８４マイクロプレート（およびそれら
の倍数）が、液体を受けそして分配するために使用することを可能にする。
【００１４】 本発明は、外径（ＯＤ）で密閉し得、そして自動チップ装填および脱着（非装
填）を可能とする新しいピペットチップに関する。さらに、分配ヘッド装置は、
液体を一度に３８４のマイクロプレートへ、あるいは、複数の動作によって、１
５３６のマイクロプレートへ分配または吸引し得る新しいピペット分配ブロック
ヘッドを組み込む。動作プレートは、本発明の主題ではないが、９６から３９４
、または３８４から１５３６のマイクロプレートの移動の反復のために指標を付
けるために使用され得る。分配ブロックヘッドは、出願番号０８／７５１，８５
９に記載される設計に必要とされるような３８４の別のシリンダーではなく、一
つの固体ブロックから組み立てられていて、従って、基本的に、シリンダーヘッ
ドとして機能する。
【００１５】 図１は、本発明の分配ヘッド装置１０の簡略化した正面図である。分配ヘッド
装置１０は、新しい分配ブロックヘッド２６およびピペットチップ２０を除いて
、’８５９号出願に記載される装置と基本的に同一である。特に、分配ヘッド装
置１０は、ピストンプレート１２、蹄鉄形プレート１４、移動可能ピペットチッ
プボックスキャリアを装填するプレート１６、３８４ピペットチップボックス１
８、ピペットチップ２０、ピペットチップボックストレイキャリア２２、ピペッ
トチップボックストレイキャリアを装填するピン２４、および分配ブロックヘッ
ド２６を備える。浮動ストリッパープレート３０は、本明細書に後でより詳細に
記載されるが、これもまた、分配ヘッド装置１０にとって新しい。
【００１６】 図６および図７は、図１に示される分配ブロックヘッド２６と共に装填される
べき位置に配置されたピペットチップ２０の上部のテイパー状部分２を図示する
。ピペットチップ２０は、プラステック材料で形成され、分配ブロックヘッド２
６に装填される場合、図７に示されるような密閉境界７を形成するように適合さ
れる上部のテイパー状部分２を備える。上部のテイパー状部分２はまた、図２に
示されるようなチップ装填の間、ピペットチップ２０を分配ブロックヘッド２６
に形成された内部シリンダー１３へ中心を合わせるように機能する（例示される
図において、分配ブロックヘッド２６は、３８４の内部シリンダーを含み；３８
４の穴の１つの内部シリンダーのみが例示される）。上部のテイパー状部分２の
中心合わせ機能はまた、ピペットチップ変動に順応し、この変動は、形成プロセ
スにおいて通常起こるが、使用する３８４のピペットチップに対して利用可能な
ハーメチックシールをなお提供する（使用されるピペットチップの数は、分配ブ
ロックヘッド２６における内部シリンダーの数と一致する）。円板形のリング部
分３は、上部のテイパー状部分２を、下部のテイパー上の部分４から分離し、円
板形のリング部分３は、上部表面５および下部表面６を有する。チップ装填順序
の間、円板形のリング部分３の下部表面６は、ピペットチップボックス１８に止
まり、そしてピペットチップボックス１８が、（前述の特許出願におけるプロセ
スと同様に）装填順序の間に引っ張られる場合、ピペットチップ２０は、分配ブ
ロックヘッド２６へと空気の作用によって引き込まれ、上部のテイパー状部分２
および内部シリンダー１３と共にハーメチックシールを形成する。軸の装填力は
、ピペットチップ２０を取り換え、シールが、内部シリンダー１３の上部のテイ
パー状部分の外径と共になされ、そして吸引および分配の間、摩擦的に捕捉して
保持されることを保証する。
【００１７】 ピペットチップ装填順序は、ピペットチップ２０を、ピペットチップボックス
１８から移動させ、そして上向きの力によって、それらを示されるように分配ブ
ロックヘッド２６へ軸に沿って装填する。ｘ、ｙ、ｚの動作で分配ブロックヘッ
ドを移動させることによって、ピペットチップ２０を装填する機械的方法は、分
配ヘッド装置１０へ組込まれた浮動ストリッパープレート３０を加えた、前述の
出願に記載されるものと同じである。装填順序が開始する場合、移動可能なピペ
ットチップボックストレイキャリア装填プレート１６は、浮動ストリッパープレ
ートガイドピン３５によって提供される整列と共に、ピペットチップボックスト
レイキャリア２２、およびピペットチップ２０を有するピペットチップボックス
１８を、分配ブロックヘッド２６に向かって嵌合するまで上げ（それと共に引っ
張り）、浮動ストリッパープレート戻りバネ３２を移動可能なピペットチップボ
ックストレイキャリア装填プレート１６に対して押し付ける。これは、分配ブロ
ックヘッド２６の移動可能なピペットチップボックストレイキャリア装填プレー
ト１６を介する自由な通過を可能とし、一方、同時に、浮動ストリッパープレー
ト３０と分配ブロックヘッド２６との間にゼロギャップ条件を形成する。ピペッ
トチップボックス１８は、上昇しつづけ、円板形のリング部分３の下部表面６に
力を適用することによって、ピペットチップ２０を、図７に示されるように分配
ブロックヘッド２６およびその密閉境界７へと押す。浮動ストリッパープレート
３０は、ここで、分配ブロックヘッド２６と円板形のリング部分３の間に配置さ
れる。ピペットチップ２０は、ここで、密閉され、そして分配ブロックヘッド２
６の内部シリンダー１３内でハーメチックシールされる（ｈｅｒｍｅｔｉｃａｌ
ｌｙ ｓｅａｌｅｄ）。図４は、ピペットチップボックストレイキャリア２２に
対するチップボックストレイキャリアを装填するプレート１６に係合したピペッ
トチップボックスキャリア２２を図示する。図５は、ピペットチップボックス１
８が、移動可能なピペットチップボックストレイキャリア装填プレート１６から
外れているピペットチップボックスキャリア２２を図示する。分配ブロックヘッ
ド２６は、ここで、自由に移動する。ピペットチップ２０を、脱着する場合、反
対の順序が、前述の出願に記載される形式で行われる。
【００１８】 ピペットチップ２０を分配ブロックヘッド２６から脱着するために、以下の順
序が起こる： １．分配ブロックヘッド２６を、固定位置に置き、そして移動可能なピペットチ
ップボックストレイキャリア装填プレート１６を下に動かす（基本的に、分配ブ
ロックヘッド２６は、シリンダーブロックとして機能する）。
【００１９】 ２．移動可能なピペットチップボックスキャリア装填プレート１６は、その底
部表面に傾斜した表面ポケット５１を有し；傾斜した表面ポケット５１は、浮動
ストリッパープレート３０と嵌合し、浮動ストリッパープレート３０をまた下方
への移動の際傾斜させる。浮動ストリッパープレート整列ピン３２は、移動可能
なピペットチップボックストレイキャリア装填プレート１６のテイパー状の穴を
通過する。テイパーは、浮動ストリッパープレート３０が、移動可能なピペット
チップボックストレイキャリア装填プレート１６の傾斜した表面ポケット５１に
一致するのを可能にする。
【００２０】 ３．浮動ストリッパープレート３０の引き続く下方への移動によって、最終的
に、円板形のリング部分３の上部表面５に接触する。
【００２１】 ４．分配ブロックヘッド２６は、固定位置にあるので、移動可能なピペットト
レイキャリア装填プレート１６および浮動ストリッパープレート３０の動作によ
って、ピペットチップ２０が連続する形式で脱着する。図９は、浮動ストリッパ
ープレート３０、係合しそして完全に展開された移動可能なピペットチップボッ
クスキャリア装填プレート１６、および分配ブロックヘッド２６から脱着したピ
ペットチップ２０を図示する。図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、分配ブロッ
クヘッド２６からの一つのピペットチップ２０の排出における２つの段階を図示
する。図１０（ａ）において、移動可能なチップボックスピペットトレイキャリ
ア装填プレート１６は、浮動ストリッパープレート３０に向かって下方へ移動し
；図１０（ｂ）において、移動可能なピペットチップボックスキャリアプレート
１６は、浮動ストリッパープレート３０と係合している。端ぐり３３は、浮動ス
トリッパープレート３０に形成され、ピペットチップ２０の円板形のリング部分
が、分配ブロックヘッド２６に装填される場合そこに配置され、そして代わりに
、浮動ストリッパープレート３０によって脱着させることを可能とする。
【００２２】 傾斜したポケット５１は、一度に分配ブロックヘッド２６から全てのピペット
チップ２０を無理に通させないことによって、滑らかな操作を保証し、代わりに
、一度に１列のチップの脱着を可能とする。脱着機能は、全てがピペットチップ
ボックス１８に落ちてしまうまで、ピペットチップ２０上の円板形のリング部分
３の上部表面５に適用される軸方向力によって提供される。一旦、ピペットチッ
プ２０が、ピペットチップボックス１８に装填し戻されると、ピペットチップボ
ックス１８およびピペットチップボックストレイキャリア２２は、分配ヘッド装
置１０の「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｚ」動作を用いて台に戻される。
【００２３】 図８は、３８４のマイクロプレート６０から吸引するために使用されている分
配装置を図示する。
【００２４】 従って、本発明は、改良された分配ヘッド、および現在利用可能なより高い密
度のマイクロプレートと共に使用可能な関連するピペットチップを提供し、ここ
で、分配ヘッドの製造コストは、実質的に減少する。
【００２５】 本発明は、その好ましい実施形態の参考と共に記載されたが、種々の変化がな
され得、そして、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、等価物が
その要素を置換し得ることが、当業者に理解される。さらに、改変が、特定の状
況または材料を本発明の基本的な教示から逸脱することなく本発明の教示に適応
させるために、成され得る。
【００２６】 本発明のより良い理解ならびに他の目的およびそのさらなる特徴のために、参
照を以下の記述に対してなし、これは、本明細書中に添付される図面と組み合わ
せて読まれるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、ピペットチップボックスがピペットチップボックストレイキャリアか
ら装填される分配ヘッド装置の側面図である。
【図２】 図２は、分配ヘッドブロックにピペットチップを装填する工程を図示する。
【図３】 図３は、ピペットチップボックスからのピペットチップの除去を図示する。
【図４】 図４は、ピペットボックストレイキャリアを装填するプレートに係合するトレ
イキャリアの断面図である。
【図５】 図５は、ピペットチップボックスが、チップボックストレイキャリアを装填す
るプレートから除去されている、図４のトレイキャリアを図示する。
【図６】 図６は、密閉係合のために配置された分配ブロックヘッドおよびピペットチッ
プの拡大部分断面図である。
【図７】 図７は、分配ブロックヘッドに係合した図６のピペットチップを図示する。
【図８】 図８は、３８４ウェルマイクロプレートから吸引する分配ヘッド装置を図示す
る。
【図９】 図９は、ピペットチップボックスへピペットチップを脱着し戻す分配ヘッド装
置を図示する分配ヘッド装置の側面図である。
【図１０】 図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、分配ヘッド装置から１個のピペットチッ
プを脱着する工程を図示する。
【手続補正書】
【提出日】平成１４年５月２７日（２００２．５．２７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図９】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図１０】
───────────────────────────────────────────────────── 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 37/00 １０３ Ｇ０１Ｎ 35/06 Ｊ Ｆターム(参考） 2G052 AD26 CA03 CA18 CA21 CA28 CA33 JA05 JA06 2G058 CC02 EA02 EA04 EB01 ED16 ED35 ED36 4G057 AB17 AB37 4G068 AA04 AB15 AD24 AE04

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一端に細長い上部のテイパー状部分、および他端に下部のテ
    イパー状部分を含む分配ブロックヘッドを備える分配ヘッド装置における使用の
    ためのピペットチップであって、該上部のテイパー状部分および下部のテイパー
    状部分は、下部表面および上部表面を有する円板形のリング部分によって分離さ
    れていて、該ピペットチップの該円板形のリング部分の該下部表面は、該下部表
    面に適用される上向きの軸方向力を有するように適合され、該軸方向力によって
    、該ピペットチップが該分配ブロックヘッドへ軸方向に装填される、ピペットチ
    ップ。
  2. 【請求項２】 前記円板形のリング部分の前記上部表面に下向きの軸方向力
    を適用することによって、前記分配ブロックヘッドから前記ピペットチップを取
    り外すための手段をさらに包含する、請求項１に記載のピペットチップ。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の分配ブロックヘッドであって、ここで、内
    部密閉表面を有する内部シリンダーは、前記ピペットチップが該分配ブロックヘ
    ッドヘ軸方向に装填される場合、該ピペットチップの前記上部のテイパー状部分
    に接触して、該上部のテイパー状部分と該内部密閉表面との間にハーメチックシ
    ールを形成する、分配ブロックヘッド。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のピペットチップであって、ここで、前記チ
    ップは、プラスチック材料で成形され、該ピペットチップの前記上部のテイパー
    状部分は、前記内部シリンダーへ軸方向に押し込まれ、該上部のテイパー状部分
    が、ハーメチックシールを形成する該内部シリンダーの前記内部密閉表面に合致
    するような形式で配置される、ピペットチップ。
  5. 【請求項５】 ピペットチップを、吸引および分配装置の一部として分配ブ
    ロックヘッドに形成された複数の内部シリンダーに密閉するための装置であって
    、以下： ピペットチップボックスキャリアであって、該キャリアの上に、複数の該ピペ
    ットチップが中に配置されたピペットチップボックスを備える、ピペットチップ
    ボックスキャリア； ピペットチップボックストレイキャリアに連結した移動可能なピペットチップ
    ボックストレイキャリア装填プレート；および 該移動可能なピペットチップボックストレイキャリア装填プレートの上向きの
    移動をもたらすための手段であって、該手段によって、該分配ブロックヘッドに
    向かって該ピペットチップボックスキャリアを引っ張り、該ピペットボックスキ
    ャリアの該上向きの移動は、該ピペットチップに軸方向力を適用し、その結果、
    該ピペットチップは、該分配ブロックヘッドの内部シリンダーへと配置されて、
    該分配ブロックヘッド内の該ピペットチップと該対応する前記内部シリンダーと
    の間にハーメチックシールを形成する、手段、 を備える、装置。
  6. 【請求項６】 前記ピペットチップの各々が、上部表面および下部表面を有
    する円板形のリング部分によって分離される細長い上部のテイパー状部分および
    細長い下部のテイパー状部分を備える、請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記ピペットチップボックスキャリアが、前記円板形のリン
    グ部分の前記下部表面に力を適用し、これによって、前記上部の細長いテイパー
    状部分が、前記分配ブロックヘッド内の前記対応する内部シリンダーがハーメチ
    ックシールを形成する密閉アレイへ押し込められる、請求項５に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記移動可能なピペットチップボックストレイキャリア装填
    プレートの前記下部表面が、傾斜した表面ポケットおよび浮動ストリッパープレ
    ートを、該移動可能なピペットチップボックストレイキャリア装填プレートに操
    作可能に係合して有し、そして前記円板形のリング部分の前記上部表面を係合さ
    せるように配置される、請求項５に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記移動可能なピペットチップボックストレイキャリア装填
    プレートの下向きの移動によって、前記浮動ストリッパープレートが、該移動可
    能なピペットチップボックストレイキャリア装填プレートの前記底部表面上の前
    記傾斜した表面ポケットを係合させ、そして該傾斜した表面ポケットの角度に合
    致させる、請求項７に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 請求項８に記載の装置であって、前記浮動ストリッパープ
    レートが、前記傾斜した表面ポケットの角度に従って、前記円板形のリング部分
    の各々の前記上部表面を係合させ、それによって、前記ピペットチップが、前記
    分配ブロックヘッドから、連続して、一度に１列取り外される、装置。
  11. 【請求項１１】 請求項３に記載の分配ブロックヘッドであって、前記内部
    シリンダーのアレイが、該ヘッド内に形成され、そして前記ピペットチップの対
    応するアレイと共にハーメチックシールされるように適合される、分配ブロック
    ヘッド。
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