JP2010051944A - ピペット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】微細なピペットチップ内の液体を残留させることなく、また、先端に付着した状態で残すことなく、採取した液体を勢い良くブローアウトさせてその全量を効果的に移動させることのできるピペット装置を提供すること。
【解決手段】
ピペットチップ１２を先端１１ｃに着脱自在に取り付けられているノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃ内にピストンロッド１３の機能部１３ａを進退させることにより、そのピペットチップ内に液体を吸引採取し、また、その液体を吐出するマイクロピペット装置において、ピストンロッドの進退方向に移動してノーズコーンの先端連通空間の空間容量を変化させることのできるＯリング状部材４４を設けることにより、吸引採取して吐出する微量の液体の全量を確実にブローアウトできるようにする。
【選択図】図３

Description

この発明は、試薬などの液体の所望量を採取するピペット装置に係り、詳しくは、設定量の液体を吸引採取するとともに、その採取した液体の全量を吐出する機能を備えるピペット装置に関する。

この種のピペット装置は、理化学、医科学分野の実験室で少量の液体を計量して採取するために用いられている。このピペット装置は、シリンダ内でピストンロッドを進退させることにより、その空間容量を変化させて先端部内に外部の流体を吸引したり、その先端部内の流体を吐出する構造になっている（例えば、特許文献１参照）。

このような構造により、ピペット装置は、シリンダ内でピストンロッドを設定量分だけ予め進入させた状態を維持しつつ、先端側を採取する液体内に差し込んでそのピストンロッドを後退させることにより、設定量の液体を先端部内に吸引することができ、この後に、再度、ピストンロッドをシリンダ内に進入させることにより、先端部に吸引採取した液体を吐出することができる
特表２００３−５２５７４０号公報（図１）

ところで、近年のピペット装置には、サブマイクロリットルオーダから数マイクロリットルオーダの液体を採取するマイクロピペット装置が開発されており、液体を吸引採取する先端部の内径が微細化されるのと同時に、シリンダ内で進退させるピストンロッドの外径も微細化されている。

しかしながら、このような従来のピペット装置にあっては、微細径のピストンロッドを再度進入させても空間容量の変化が小さいことから、先端部内の液体を勢い良く吐出させることができない。また、このピペット装置は、先端部の内径も微細であることから、吸引採取した液体がその表面張力や吸着力などにより残留し易く、また、その先端部の先端に付着した状態になり易く、単純に操作するだけでは、吐出先に採取した液体の全量を移動させることができない場合がある。

この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、採取した液体を先端部内に残すことなく、また、その先端部の先端に付着した状態で残すことなく、その液体の全量を確実に吐出先に移動させることのできる、マイクロピペット装置に最適な構造のピペット装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明の構成は、シリンダ内のピストンを進退させて、所望の液体を所定量吸引して採取する一方、採取された前記液体を吐出させるための液体採取排出手段を備え、前記ピストンとして、液体吸引吐出用の第１のピストン部材と、液滴ブローアウト用の第２のピストン部材とを有することを特徴としている。

この発明の構成によれば、ピストンをシリンダ内で後退させて液体を吸引採取する一方、ピストンをシリンダ内に進入させて排気して液体を吐出するピペット装置において、シリンダ内の容量を、第１のピストン部材の進入による液体の吐出程度の空間容量の減少に加えて、第２のピストン部材により別に減少させることができ、吸引採取した液体を吐出させるタイミングに、シリンダ内から先端側に向けて大量に排気してブローアウトすることができ、例えば、マイクロピペット装置においても、微細な先端部内に液体を残留させることなく、また、その先端部の先端に付着した状態で残すことなく、採取して吐出する液体を勢い良くブローアウトさせてその全量を効果的に移動させることができる。

シリンダ内でピストンを進退させることにより、液体を吸引採取し、また、その液体を吐出するピペット装置において、液体を吸引採取して吐出するためにシリンダ内で進退する第１のピストンロッドの他に、そのシリンダ内の空間容量を減少させることのできる第２のピストン部材を設けることにより、微量の液体を吸引採取して吐出する場合でもその全量を確実にブローアウトすることのできるマイクロピペット装置に好適な構造である。

以下、この発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図７は本発明に係るピペット装置の第１実施形態を適用したマイクロピペット装置の一例を示す図である。図１は、そのマイクロピペット装置の外観を示す平面図であり、図２は、そのマイクロピペット装置の分解平面図である。また、図３は、そのマイクロピペット装置の要部構造を示す縦断面図であり、図４は、そのマイクロピペット装置の要部の動作途中の状態を説明するための縦断面図、図５は、そのマイクロピペット装置の要部の図４に続く動作途中の状態を説明するための縦断面図である。また、図６は、そのマイクロピペット装置の要部の一部拡大縦断面図であり、図７は、そのマイクロピペット装置の要部の動作途中の状態を説明するための一部拡大縦断面図である。

図１及び図２において、マイクロピペット装置１０は、長尺な円錐台形状の先端１１ａに使い捨て用のピペットチップ１２が着脱可能に差し込まれるノーズコーン１１と、このノーズコーン１１内の空気（流体）を給排気させてその先端部のピペットチップ１２内に試薬などの液体を吸引して吐出させる本体部１５と、ノーズコーン１１の先端１１ａに取り付けられているピペットチップ１２を除去するチップ除去機構１７と、を備えている。

ノーズコーン１１は、外形が細長い円錐台形状に形成されて両端部の開口する中空の概略円筒形状に形成されており、この中空内部は、先端１１ａに取り付けるピペットチップ１２内に連通しているとともに、その内部空間の閉塞状態を維持しつつ長さ方向に進退可能にピストンロッド１３が内装されている。

これにより、このノーズコーン１１は、ピストンロッド１３が内部空間内で進退してその空間容量を変化させることにより、先端部のピペットチップ１２内を介して内外の空気を給排気することができ、そのピペットチップ１２を液体内に差し込むことによりその液体を内部に吸引して採取したり、その採取した液体をピペットチップ１２内から吐出させることができる。すなわち、ピペットチップ１２がノーズコーン１１の先端１１ａに着脱可能な採取用チップを構成しており、そのノーズコーン１１がシリンダを構成して内部空間がピペットチップ１２内に連通している。また、ピストンロッド１３がそのノーズコーン１１の内部空間内で進退することによりピペットチップ１２内に液体を吸引採取して吐出するための第１のピストン部材を構成している。

本体部１５は、ノーズコーン１１内のピストンロッド１３をその長さ方向に移動させるピストンロッド駆動機構１４と、そのピストンロッド１３の移動量を規制してピペットチップ１２内に吸引採取する液体の容量を設定する容量設定機構１８と、を概略筒形状に作製されている本体ハウジング１５ａ内に収装されて構築されており、この本体ハウジング１５ａの先端部にノーズコーン１１の後端部１１ｂがコネクティングナット１６により螺合接続されて組み立てられている。

ピストンロッド駆動機構１４は、本体ハウジング１５ａ内にその長さ方向に進退可能に内装されてノーズコーン１１内のピストンロッド１３の後端部に軸心を一致させた状態で先端部を当接させる駆動ロッド３３と、本体ハウジング１５ａの後端部側から露出する駆動ロッド３３の後端部に固設されているプッシュボタン１９と、ノーズコーン１１内のピストンロッド１３を押し上げるようにその後端部に設置されている第１圧縮バネ部材２０と、を備えて構築されている。

これにより、ピストンロッド駆動機構１４は、プッシュボタン１９を押下すると、第１圧縮バネ部材２０の弾性力に抗して駆動ロッド３３の先端部がノーズコーン１１内のピストンロッド１３を押し下げることにより、そのノーズコーン１１内の空間容量を減少させてピペットチップ１２内を排気する一方、そのプッシュボタン１９の押下を解除すると、第１圧縮バネ部材２０の弾性力によりノーズコーン１１内のピストンロッド１３が押し上げられることにより、そのノーズコーン１１内の空間容量が拡大してピペットチップ１２内に吸気する。

容量設定機構１８は、円筒形状に形成されて本体ハウジング１５ａ内に回転可能に収装されている筒状部材３８と、この筒状部材３８をその回転量に応じて本体ハウジング１５ａ内で長さ方向に相対移動させるとともにその回転位置を保持する不図示の保持機構と、筒状部材３８の回転に連動してその回転量に対応する設定値を直読可能に組み合わせて表示する不図示の三段のダイヤルメータと、を備えており、筒状部材３８がピストンロッド駆動機構１４の駆動ロッド３３を貫通状態に内装するとともに、設定値に対応する回転量に応じてその駆動ロッド３３の押し下げ可能な量を変化させる。

これにより、容量設定機構１８は、所望の設定量が表示されるまで筒状部材３８を回転させることにより、ピストンロッド駆動機構１４の駆動ロッド３３がノーズコーン１１内のピストンロッド１３を押し下げることによるピペットチップ１２内の排気量（吸引量）を設定することができ、言い換えると、その排気後に吸引する液体の採取量を設定することができる。なお、この容量設定機構１８は、容易に摘んで回転させることができるように大径に形成されているローレット部３８ａが本体ハウジング１５ａに開口する窓部１５ｂから臨むように筒状部材３８に一体形成されている。

チップ除去機構１７は、図１や図２には透視した状態で図示するが、ピストンロッド駆動機構１４の駆動ロッド３３（ピストンロッド１３やノーズコーン１１）と平行な除去ロッド２１と、この除去ロッド２１の後端部に設けられて指先で押下する除去ノブ２２と、この除去ノブ２２の押下により押し下げられた除去ロッド２１を元の位置に戻す方向に付勢するバネ部材２３と、が本体ハウジング１５ａ内に収装されており、この除去ロッド２１の先端部には、ノーズコーン１１の外面に近接対面する内面を備えてそのノーズコーン１１を内装可能に形成されているとともに、ピペットチップ１２を差込可能にそのノーズコーン１１の先端１１ａを露出させる長さに設定されているチップエジェクタ２４を備えている。

これにより、チップ除去機構１７は、除去ノブ２２を押下すると、除去ロッド２１が押し下げられて、チップエジェクタ２４がノーズコーン１１から離脱される方向に移動されることにより、そのノーズコーン１１の先端１１ａに取り付けられているピペットチップ１２を押し出して取り外すことができ、使用後のピペットチップ１２に触れることなく、言い換えると、操作者の指先などを汚染することなく、使用済みのピペットチップ１２を取り替えることができる。

なお、このチップ除去機構１７では、チップエジェクタ２４の後端部に側方に突出する側方突起部２４ａが設けられる一方、除去ロッド２１の先端部には、側方に開口する凹形状断面のコ字形状に形成されてそのチップエジェクタ２４の側方突起部２４ａが着脱可能に係着されるチップエジェクタ係着部２１ａが設けられており、チップエジェクタ係着部２１ａがチップエジェクタ２４本体と一体に軸まわりに回動することにより、除去ロッド２１の先端部のチップエジェクタ係着部２１ａ内に嵌まり込んで一体に上下動するように連結する一方、そのチップエジェクタ係着部２１ａ内から離脱させてチップエジェクタ２４本体を取り外して交換することができる。

具体的には、図３に示すように、ノーズコーン１１には、ピストンロッド１３を内装する中空空間を、ピペットチップ１２内の採取空間１２ａに連通して閉塞される先端連通空間（シリンダとしての内部空間）１１ｃと、ピストンロッド駆動機構１４の駆動ロッド３３側に向けて解放されている後端解放空間１１ｄと、に２分割する分割機構４１が配設されている。ピストンロッド１３は、後端側開放空間１１ｄ内に位置する太径の丸棒状のロッド本体（後端側太径部）１３ｂの先端に、同一方向に延在して、そのノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃ内に閉塞状態を維持しつつその内部に差し込まれた状態で進退することのできる細径のロッド状に形成された機能部（先端側細径部）１３ａを連設されている。

これにより、ピストンロッド１３は、この断面積の小さな機能部１３ａがノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃ内で進退することにより、その進退量に対するその先端連通空間１１ｃの空間容量の変化量を小さくして、微量の空気を先端部のピペットチップ１２の採取空間１２ａ内に給排気することができ、簡素な構造にした容量設定機構１８でも容易かつ正確に液体の採取量を設定して、微量の液体をそのピペットチップ１２内に吸引採取することができる。

このピストンロッド１３は、ロッド本体１３ｂの後端部に、駆動ロッド３３の先端部が突き当たるロッド基台１３ｃが連設されており、このロッド基台１３ｃには、ロッド本体１３ｂを内装して同一方向に伸縮する第１圧縮バネ部材２０が取り付けられている。この第１圧縮バネ部材２０は、上ばね２０ａと下ばね２０ｂの２つ一組であり、この上ばね２０ａと下ばね２０ｂは、内径と外径がそれぞれ異なる２枚の大ワッシャ３０ａと小ワッシャ３０ｂを挟むようにして、ピストンロッド１３のロッド本体１３ｂを内部に挿通する状態に取り付けられている。大ワッシャ３０ａは、ピストンロッド１３のロッド基台１３ｃの先端部を通過可能な内径に形成されているとともに、ノーズコーン１１の後端側端部に突き当たって衝止される外径に形成されており、小ワッシャ３０ｂは、そのピストンロッド１３のロッド基台１３ｃの先端部を衝止する内径に形成されているとともに、ノーズコーン１１の後端側端部内に収装されて上下動可能な外径に形成されている。そして、上ばね２０ａは、ノーズコーン１１の後端側端部に衝止される大ワッシャ３０ａとロッド基台１３ｃのフランジ状に形成されている後端部との間に伸縮可能に介装されており、下ばね２０ｂは、大ワッシャ３０ａに衝止される小ワッシャ３０ｂとノーズコーン１１の後端側端部内の底部との間に伸縮可能に介装されている。

ここで、ノーズコーン１１は、後端側の外壁を先端側よりも大径に形成されている第１大径部１１ｅが設けられているとともに、その内側には先端側をそのまま後端側に延長されている内壁１１ｆが形成されており、第１圧縮バネ部材２０の下ばね２０ｂは、その第１大径部１１ｅと内壁１１ｆの間の底部に位置する第１段差部１１ｇと小ワッシャ３０ｂとの間に外れないように介装されている。また、第１圧縮バネ部材２０は、上ばね２０ａと下ばね２０ｂの弾性力として、下ばね２０ｂがピストンロッド１３のロッド基台１３ｃを押し上げる弾性力を小ワッシャ３０ｂに付与するようにセットされる一方、上ばね２０ａは、その下ばね２０ｂの弾性力に抗して大ワッシャ３０ａをノーズコーン１１の後端側端部に押し付ける弾性力を発生するように設定されている。

これにより、ピストンロッド１３は、容量設定機構１８による採取量に応じた押し下げ量に規制されている駆動ロッド３３がロッド基台１３ｃに突き当たっているだけの無負荷の状態の待機位置から、プッシュボタン１９を押下されると、図４に示すように、上ばね２０ａの弾性力に抗してそのロッド基台１３ｃが押し下げられて小ワッシャ３０ｂに突き当たる（第１ストッパ位置）。このとき、ピストンロッド１３の機能部１３ａは、ロッド基台１３ｃやロッド本体１３ｂと共に降下してノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃ内に進入することにより、ピペットチップ１２の採取空間１２ａ内から設定量の空気を排気することができる。続けて、そのピペットチップ１２の先端が採取する液体内に差し込まれた状態にされて、プッシュボタン１９の押下をゆっくりと解除されると、図５に示すように、ピストンロッド１３の機能部１３ａは、駆動ロッド３３やロッド基台１３ｃが上ばね２０ａの弾性力により上記の無負荷の状態まで押し上げられてロッド本体１３ｂを介してノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃ内で後退することにより、ピペットチップ１２の採取空間１２ａ内に設定量の液体Ｓを吸引して採取することができる。

この後に、ピストンロッド１３は、プッシュボタン１９を再度押下されると、上ばね２０ａの弾性力に抗してロッド基台１３ｃが押し下げられて小ワッシャ３０ｂに突き当たったときには、同様に、ロッド本体１３ｂを介して機能部１３ａがノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃ内に進入する。これに加えて、プッシュボタン１９をより大きく押下されると、小ワッシャ３０ｂに突き当たるロッド基台１３ｃが下ばね２０ｂの弾性力に抗してさらに押し下げられることにより、その小ワッシャ３０ｂがノーズコーン１１の内壁１１ｆの端部に突き当たって衝止される（第２ストッパ位置）。このとき、ピストンロッド１３の機能部１３ａは、ロッド本体１３ｂを介してノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃ内に吸引採取時よりも大きく進入して排気することができ、ピペットチップ１２の採取空間１２ａ内から吸引採取した設定量の液体Ｓを大きく吐出することができる。

そして、本実施形態のノーズコーン１１は、図６に示すように、先端連通空間１１ｃの後端部側（全体の中間部）の外壁が先端側よりも大径に、また、後端解放空間１１ｄの先端部側よりも大径に形成されて拡大空間を内部に有する第２大径部１１ｇが設けられており、その第２大径部１１ｇ内に先端連通空間１１ｃと後端解放空間１１ｄに２分割する分割機構４１が配設されている。

この分割機構４１は、第２大径部１１ｇ内に内装されてその底部に位置する第２段差部１１ｈに一端側が突き当たって伸長方向の弾性力を付与する螺旋形状の第２圧縮バネ部材（スプリング部材）４２と、第２大径部１１ｇの内径よりも小さめの外径を有することにより内部で上下動可能に収装されるとともに、ピストンロッド１３のロッド本体１３ｂの先端部よりも小径で機能部１３ａよりも大径に開口する内径を有するワッシャ４３と、第２大径部１１ｇの内部空間と略同一の横断面形状の円盤形状に形成されてその内径と略同様な外径を有することにより内部で上下動可能に収装されつつ先端連通空間１１ｃの閉塞状態を維持するとともに、ワッシャ４３と第２圧縮バネ部材４２の間に介装されるＯリング状部材４４と、を備えている。なお、ワッシャ４３は、後述するように、ピストンロッド１３のロッド本体１３ｂの先端が繰り返し突き当たることから、ステンレスなどの硬質で耐久性のある金属材料により作製するのが好ましい。

Ｏリング状部材４４は、外周部４４ａよりも肉厚に形成された突起部４４ｂをその中心部に有する円盤形状に、シール機能を有するゴム材料などを成形することにより作製されており、その外周部４４ａの外周面４４ｃが第２大径部１１ｇの内周面に対して気密性を維持しつつ軸方向に摺動可能に密接することによりノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃを閉塞している。また、このＯリング状部材４４の突起部４４ｂは、外周部４４ａと同一平面の一面側に底面側を開口させて先端側を肉厚方向に突出する円錐形状の中空部４４ｄが内部に形成されており、その中空部４４ｄの先端にピストンロッド１３の機能部１３ａを差込貫通（挿通）させてその外面に対して気密性を維持しつつ軸方向に摺動可能に密接する挿通孔４４ｅが形成されている。なお、このＯリング状部材４４は、所謂、Ｏリングのように英文字の「Ｏ」字形状に形成されているのではなく、円形の外形を有するとともに内部に貫通する孔部を有することからＯリング状と称しているだけである。

これにより、分割機構４１は、第２圧縮バネ部材４２がＯリング状部材４４の突起部４４ｂを螺旋形状内に位置させる姿勢のまま、無負荷のときには、そのＯリング状部材４４の外周部４４ａを押し上げてワッシャ４３をノーズコーン１１の後端解放空間１１ｄの先端部側端面１１ｉに突き当てる待機位置に維持・復帰させることができる一方、その第２圧縮バネ部材４２の弾性力に抗して、ワッシャ４３にピストンロッド１３のロッド本体１３ｂと機能部１３ａの間の段差部１３ｄ（ロッド本体１３ｂの先端）を突き当てて押し下げることにより第２大径部１１ｇの空間容量を減少させることもできる。このいずれの場合でも、Ｏリング状部材４４は、外周部４４ａの外周面４４ｃがノーズコーン１１の第２大径部１１ｇの内周面に気密に密接するとともに突起部４４ｂの挿通孔４４ｅの内面も、ピストンロッド１３の機能部１３ａの外面に気密に密接してノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃの閉塞状態を維持することができる。すなわち、第２圧縮バネ部材４２が復帰手段としてスプリング部材を構成しているとともに、ワッシャ４３がＯリング状部材４４の形状が変形することを制限しつつ支持する支持部材を構成しており、Ｏリング状部材４４が第２のピストン部材を構成するとともにその挿通孔４４ｅが孔部を構成している。

このため、分割機構４１は、上述のピペットチップ１２内に液体を吸引採取する際に、プッシュボタン１９の押下により、ピストンロッド１３の機能部１３ａをノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃ内に進入させて排気するときや、そのプッシュボタン１９の押下の解除により、その機能部１３ａをノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃ内から後退させて吸気するときにも、その先端連通空間１１ｃの閉塞状態を維持することができ、その機能部１３ａの進退による先端連通空間１１ｃ内の空間容量変化を妨げることなく、連通するピペットチップ１２の採取空間１２ａ内に設定量の液体を正確に吸引採取することを実現する。

続けて、上述のピペットチップ１２内に吸引採取した液体を吐出する際には、プッシュボタン１９の再度の大きな押下により、ピストンロッド１３の機能部１３ａがノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃ内に大きく進入するのに加えて、図６に破線で示す位置よりもロッド本体１３ｂの先端の段差部１３ｄがワッシャ４３に突き当たるように大きく押し下げられることにより、図７に示すように、第２圧縮バネ部材４２の弾性力に抗してＯリング状部材４４を連動させて押し下げることができる。

このとき、分割機構４１は、第２大径部１１ｇの空間容量、言い換えると、ノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃの空間容量を大きく減少させて、連通するピペットチップ１２の採取空間１２ａ内から吸引採取した設定量の液体の全量を大量の空気と共に勢い良くブローアウトすることができ、ピペットチップ１２の採取空間１２ａ内に表面張力により残留することなく、また、ピペットチップ１２の先端に付着して残留することなく、その吸引採取して吐出する液体を試験管などの移動先に確実に移し変えることができる。

この後には、チップ除去機構１７の除去ノブ２２を押下するだけで、チップエジェクタ２４が移動（降下）して、操作者の指先などを汚染することなく、ノーズコーン１１の先端１１ａから使用済みのピペットチップ１２を弾き出して交換することができ、採取した液体の残留を気にすることなく、微量の液体を採取する作業を繰り返すことができる。

ここで、Ｏリング状部材４４は、突起部４４ｂの周囲に外周部４４ａを有する円盤形状に形成することにより、第２圧縮バネ部材４２を介装してピストンとして機能させることができ、また、突起部４４ｂ内に円錐形状の中空部４４ｄを形成することにより、簡易に成形して微細な挿通孔４４ｅを容易に形成することができる。なお、Ｏリング状部材４４は、ワッシャ４３と共に、突起部４４ｂが後端側に向う姿勢でも取付可能な形状にしてもよいが、第２圧縮バネ部材４２の螺旋形状内にその突起部４４ｂを差し込む状態で取り付けることができるので、この実施形態のようにする方が容易である。また、中空部４４ｄも角錐形状に形成してもよいが、ピストンロッド１３の機能部１３ａも断面円形であるので、均一に圧接するために、この実施形態のようにする方が好ましい。

このように、この実施形態においては、ノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃの空間容量を、ピペットチップ１２内に吸引採取した液体を吐出する操作と連動させて大きく減少させることができ、そのピストンロッド１３の機能部１３ａを先端連通空間１１ｃ内で進退させるだけの構造の場合よりも大量の排気を実現して、ピペットチップ１２内に吸引採取して吐出する液体の全量を残留させることなく効果的にブローアウトすることができる。したがって、このマイクロピペット装置１０では、例えば、０．２μｌ〜２μｌなどという微量の液体でも正確に吸引採取することができるとともに、その全量を試験管などに確実にブローアウトすることができ、微量の試薬などでも正確に計量して実験などに提供することができる。

次に、図８及び図９は本発明に係るピペット装置の第２実施形態を適用したマイクロピペット装置の一例を示す図である。ここで、この実施形態は、上述実施形態と略同様に構成されていることから同様の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。図８は、そのマイクロピペット装置の要部の一部拡大縦断面図であり、図９は、そのマイクロピペット装置の要部の動作途中の状態を説明するための一部拡大縦断面図である。

図８において、マイクロピペット装置１０のノーズコーン１１は、上述の実施形態における分割機構４１に代えて、分割機構５１が配設されている。この分割機構５１は、その分割機構４１におけるＯリング状部材４４に代えて、その分割機構４１における小径の突起部４４ｂと略同様の構成を有する第１Ｏリング部材５４と、その分割機構４１における大径の外周部４４ａと略同様の構成を有する第２Ｏリング部材５５とを第２圧縮バネ部材４２及びワッシャ４３と共に備えることにより構成されている。なお、これら第１、第２Ｏリング部材５４、５５も、その分割機構４１におけるＯリング状部材４４と同様に、シール機能を有するゴム材料などを成形することにより作製されている。

第１Ｏリング部材５４は、一面側に底面側を開口させて先端側を肉厚方向に突出する円錐形状の中空部５４ｄが内部に形成されており、その中空部５４ｄの先端にピストンロッド１３の機能部１３ａを差込貫通（挿通）させてその外面に対して気密性を維持しつつ軸方向に摺動可能に密接する挿通孔５４ｅが形成されている。すなわち、この第１Ｏリング部材５４が第１の摺動部材を構成している。

一方、第２Ｏリング部材５５は、第２大径部１１ｇの内部空間と略同一の横断面形状の円盤形状に形成されてその内径と略同様な外径（外周面５５ｃ）を有することにより内部で上下動可能に収装されるとともに、ワッシャ４３と第２圧縮バネ部材４２の間に介装されている。すなわち、この第２Ｏリング部材５５が第２の摺動部材を構成している。

この第２Ｏリング部材５５は、軸心を共通にする姿勢の第１Ｏリング部材５４を埋め込んで内装状態に嵌入する凹形状穴５５ａが一面側に形成されており、この凹形状穴５５ａは、第１Ｏリング部材５４と同一形状の空間を形成するように作製されている。これにより、この第２Ｏリング部材５５は、凹形状穴５５ａの側面側内周面と底面に第１Ｏリング部材５４の側面側外周面と他面側が密接して気密性を確保するとともに、第１Ｏリング部材５４と共にワッシャ４３の圧接する一面側が連続する平面形状に形成されて、そのワッシャ４３により平面方向の形状が維持される。

また、この第２Ｏリング部材５５は、凹形状穴５５ａの底面部に、第１Ｏリング部材５４の他面側に開口する挿通孔５４ｅを露出させてピストンロッド１３の機能部１３ａを挿通可能に開口する挿通穴５５ｂが形成されている。これにより、第１Ｏリング部材５４は、円錐形状の中空部５４ｄ内に差し込んで挿通孔５４ｅを貫通させるピストンロッド１３の機能部１３ａをノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃ内に気密性（閉塞状態）を維持しつつ進退させることを可能にする。

これにより、分割機構５１は、上述の実施形態における分割機構４１と同様に機能することができ、第２圧縮バネ部材４２が無負荷のときには第２Ｏリング部材５５を押し上げることによりワッシャ４３をノーズコーン１１の後端解放空間１１ｄの先端部側端面１１ｉに突き当てる待機位置に維持・復帰させることができる一方、その第２圧縮バネ部材４２の弾性力に抗して、ワッシャ４３にピストンロッド１３の段差部１３ｄを突き当てて押し下げることにより第２大径部１１ｇの空間容量を減少させることもできる。このいずれの場合でも、第２Ｏリング部材５５は、外周面５５ｃがノーズコーン１１の第２大径部１１ｇの内周面に気密に密接するとともに、第１Ｏリング部材５４の挿通孔５４ｅの内面もピストンロッド１３の機能部１３ａの外面に気密に密接してノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃの閉塞状態を維持することができる。

このため、分割機構５１は、上述の実施形態における分割機構４１と同様に、上述のピペットチップ１２内に液体を吸引採取する際には、ノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃの閉塞状態を維持しつつピストンロッド１３の機能部１３ａをその先端連通空間１１ｃ内に進退させることにより、連通するピペットチップ１２の採取空間１２ａ内に設定量の液体を正確に吸引採取することができる。続けて、上述のピペットチップ１２内に吸引採取した液体を吐出する際には、ピストンロッド１３の機能部１３ａがノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃ内に大きく進入するのに加えて、そのロッド本体１３ｂ先端の段差部１３ｄが突き当たるワッシャ４３と共に第２圧縮バネ部材４２の弾性力に抗して第１、第２Ｏリング部材５４、５５を連動させて押し下げることにより、図９に示すように、ノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃの空間容量を大きく減少させて、連通するピペットチップ１２の採取空間１２ａ内から吸引採取した設定量の液体の全量を大量の空気と共に勢い良くブローアウトすることができ、その吸引採取して吐出する液体を試験管などの移動先に確実に移し変えることができる。

このように、この実施形態においては、上述の実施形態による作用効果に加えて、第１、第２Ｏリング部材５４、５５の双方共に平板の円盤状のＯリング形状に形成して組み付けるだけであるので、容易に作製することができ、微量の液体を正確に吸引採取して吐出・ブローアウトするという性能を損なうこともない。したがって、微量の試薬などを正確に計量して実験などに提供するマイクロピペット装置１０を安価に作製することができる。

この実施形態の他の態様としては、図示することは省略するが、ピペットチップ１２の採取空間１２ａに連通する空間をノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃとは別の位置に形成するとともに、ピストンロッド１３に連動させて、あるいは、単独で操作して、その連通空間の空間容量を減少させることのできる構造にしてもよい。しかしながら、既存のノーズコーン１１の先端連通空間１１ｃの端部に第２大径部１１ｇを形成してピストンロッド１３に連動する第２のピストン部材として機能する分割機構４１を設置すればよいので、この実施形態のようにするのが容易かつ安価で好適である。

また、この実施形態では、ばね材料を採用してピストンロッド１３などを押し戻して待機位置に復帰させる付勢力を発生させているが、これに限るものではなく、例えば、磁力による反発力を利用するようにしてもよい。また、ピストンロッド１３などを押し戻す力に代えて、例えば、小ワッシャ３０ｂがピストンロッド１３のロッド基台１３ｃや大ワッシャ３０ａに磁力により吸着する一方、ワッシャ４３はＯリング状部材４４が貼り付けられると共にノーズコーン１１の後端解放空間１１ｄ側やピストンロッド１３のロッド本体１３ｂに磁力により吸着させるようにして、ピストンロッド１３の動きに連動・復帰させるようにしてもよい。

さらに、この実施形態では、ピペットチップ１２を着脱して使用するマイクロピペット装置１０の場合を一例にして説明するが、例えば、ノーズコーン１１自体の先端を採取部として一体に形成して、交換することなく、その先端部で液体を吸引採取する構造の場合でも適用することができることは言うまでもない。

以上、この発明の一実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、この発明は、シングルチャンネル型に限らず、マイクロチャンネル型にも適用することができる。

この発明に係るピペット装置の第１実施形態を適用したマイクロピペット装置の一例を示す図であり、その外観を示す平面図である。 そのマイクロピペット装置の分解平面図である。 そのマイクロピペット装置の要部構造を示す縦断面図である。 そのマイクロピペット装置の要部の動作途中の状態を説明するための縦断面図である。 そのマイクロピペット装置の要部の図４に続く動作途中の状態を説明するための縦断面図である。 そのマイクロピペット装置の要部の一部拡大縦断面図である。 そのマイクロピペット装置の要部の動作途中の状態を説明するための一部拡大縦断面図である。 この発明に係るピペット装置の第２実施形態を適用したマイクロピペット装置の一例を示す図であり、そのマイクロピペット装置の要部の一部拡大縦断面図である。 そのマイクロピペット装置の要部の動作途中の状態を説明するための一部拡大縦断面図である。

符号の説明

１０ マイクロピペット装置（ピペット装置）
１１ ノーズコーン（シリンダ）
１２ ピペットチップ（採取用チップ）
１３ ピストンロッド（第１のピストン部材）
１３ａ 機能部（先端側細径部）
１３ｂ ロッド本体（後端側太径部）
４２ 圧縮バネ部材（スプリング部材、復帰手段）
４３ ワッシャ（支持部材）
４４ Ｏリング状部材（第２のピストン部材）
４４ｂ 突起部
４４ｃ 外周面（外面）
４４ｄ、５４ｄ 中空部（中空空間）
４４ｅ、５４ｅ 挿通孔（孔部）
５４ 第１Ｏリング部材
５５ 第２Ｏリング部材
５５ａ 凹形状穴
５５ｃ 外周面
５５ｂ 挿通穴

Claims (12)

1. シリンダ内のピストンを進退させて、所望の液体を所定量吸引して採取する一方、採取された前記液体を吐出させるための液体採取排出手段を備え、
   前記ピストンとして、液体吸引吐出用の第１のピストン部材と、液滴ブローアウト用の第２のピストン部材とを有することを特徴とするピペット装置。
2. 前記シリンダの先端には、前記液体を採取する採取用チップが着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のピペット装置。
3. 前記シリンダは、前記第１のピストン部材と前記第２のピストン部材が移動空間の一部を共通にして同一方向に移動するように収装されていることを特徴とする請求項１又は２記載のピペット装置。
4. 前記第２のピストン部材は、前記第１のピストン部材の作動途中から連動して作動することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のピペット装置。
5. 前記第１のピストン部材は、ロッド状に形成されているとともに、前記第２のピストン部材は、中心に孔部の開口するＯリング状に形成されており、
   前記第２のピストン部材は、外面が前記シリンダの内面に気密に圧接しつつ摺動自在に収装されているとともに、前記孔部にロッド状の前記第１のピストン部材が気密に圧接しつつ進退自在に挿通されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載のピペット装置。
6. 前記第１のピストン部材は、先端側が細径のロッド状に形成されているとともに、後端側が太径のロッド状に形成されており、
   前記第２のピストン部材は、前記第１のピストン部材の前記後端部太径部よりも大径のＯリング状に形成されているとともに、前記先端側細径部と前記後端側太径部の間の段差部が前記孔部の周縁に当接して同一方向に移動することを特徴とする請求項５記載のピペット装置。
7. 前記第２のピストン部材は、前記第１のピストン部材の前記段差部が当接する一面側に、平面方向の形状を維持する支持部材が当該段差部との間に介装されていることを特徴とする請求項６記載のピペット装置。
8. 前記シリンダ内には、前記第２のピストン部材を作動前の待機位置に戻す復帰手段を備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一つに記載のピペット装置。
9. 前記シリンダ内には、前記第２のピストン部材を作動前の待機位置の方向に付勢するスプリング部材が配設されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一つに記載のピペット装置。
10. 前記第２のピストン部材は、前記孔部として、一面側に底面の開口する円錐形状又は角錐形状の中空空間が形成されているとともに、他面側の当該孔部の先端側が前記第１のピストン部材の外面に気密に圧接しつつ摺動することを特徴とする請求項５、６又は７記載のピペット装置。
11. 前記シリンダ内には、前記第２のピストン部材を作動前の待機位置の方向に付勢する螺旋形状のスプリング部材が配設されており、
    前記第２のピストン部材は、中央部に肉厚に形成された突起部が設けられて、当該突起部内に前記中空空間の先端側が位置するように前記孔部が形成されているとともに、当該突起部が前記スプリング部材の螺旋形状内に差し込まれていることを特徴とする請求項１０記載のピペット装置。
12. 前記第２のピストン部材は、前記第１のピストン部材の前記先端側細径部の外面に気密に圧接しつつ摺動する前記孔部の開口する第１の摺動部材、及び、前記シリンダの内面に気密に圧接しつつ摺動する外面を有する第２の摺動部材により構成されて、作動前の待機位置の方向に付勢するスプリング部材と前記支持部材の間に介装されており、
    前記第１の摺動部材は、前記第１のピストン部材の前記段差部の当接する一面側から前記第２の摺動部材内に内装されて該第２の摺動部材と共に前記支持部材により平面方向の形状を維持される一方、
    前記第２の摺動部材は、前記第１のピストン部材の前記段差部の反対側他面側に該第１のピストン部材の前記先端側細径部を挿通可能に開口する挿通穴が形成されて該挿通穴の周囲に前記スプリング部材が圧接して前記待機位置方向に付勢することを特徴とする請求項７記載のピペット装置。

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