JP2016518973A - 制御および容量調整が改良されたピペッティングシステム - Google Patents

Abstract

本発明はピペッティングを制御しかつ収集されるべき容量を調整するためのデバイス（３０）に関し、当該デバイスは、ピペッティング制御部材（１０）と、制御部材（１０）に対して連結された回転式作動手段（３２）と、作動手段（３２）上にスライド可能に設けられかつプランジャ（５０）に対して連結された連結部材（４２）と、容量調整手段（５４）と、連結部材（４２）のために螺旋状案内経路（６４）を画定する回転式手段（６２）とを具備し、この手段（６２）は、調整手段（５４）に対して、その作動が、その上に経路（６４）の中心が置かれる第２の軸線（６６）周りの手段（６２）の回転を引き起こすように連結されており、この回転は、経路（３４）に沿った連結部材（４２）の変位および作動手段（３２）に対する部材（４２）のスライドを引き起こす。

Description

本発明は空気置換ピペッティングの分野に関する。より詳しくは、それは、ピペッティングを制御しかつサンプル抽出されるべき容量を調整するためのデバイスに関する。

本発明は、さまざまなタイプのサンプリングシステム、すなわち、特に、手動式あるいは動力式ピペットならびにオートマトンに適用される。サンプリングピペット、実験用ピペット、あるいは液体移送ピペットとも呼ばれるピペットは、優先用途を表す。それらは、コンテナ等に液体を取り出して分配するために意図されている。

手動式ピペットは、液体サンプリングおよび分配操作中、オペレーターによって把持されるよう意図されており、これらの操作は、同じノブに軸方向圧力を加えることによって制御ノブを動かすことにより実行される。制御ノブに加えられる軸方向圧力はピペットのピストンに伝達されるが、これは、軸方向の変位を受け、そしてサンプリングおよび分配操作動作を生じる空気置換を引き起こす。動力式ピペットに関して、サンプリングストロークおよび分配ストロークコマンドもまたノブを作動させることによって制御される場合、ピストンの変位は、他方、電子デバイスによって駆動されるエンジンによって実施される。

手動式ピペットに関して、ピペットに容量を適合させることができるようにするために、この容量を調整するための手段が一般に設けられる。これらの手段を作動させることによって、ピストンの初期位置は変位させられ、こうしてピストンのピペッティングストロークが変更される。したがって、ピペット操作の間、オペレーターによって実行されるべき制御ノブの変位は、サンプル抽出されるべき容量が変化するとき、同じにはならない。ピペッティングの快適さの問題点はそこから、特に少量の液体容量のサンプリングに関連する小ストロークに関して生じ得る。

動力式ピペットおよびオートマトンに関して、サンプル抽出されるべき容量に依存する、制御部材の可変振幅変位は、エンジンおよびその電子制御システムを複雑化する。

したがって、どのような空気置換ピペッティングシステムであれ、ピペッティングを制御しかつサンプル抽出されるべき容量を調整するためのそのデバイスを最適化する必要がある。

そのために、本発明の対象は、空気置換ピペッティングシステムのための、ピペッティングを制御しかつサンプル抽出されるべき容量を調整するためのデバイスであり、当該デバイスは、
並進移動可能なピペッティング制御部材と、
制御部材に対して連結された回転式作動手段であって、その並進移動が第１の回転軸線を中心とする作動手段の回転を生じる回転式作動手段と、
作動手段上にスライド可能にかつ動作可能に設けられた連結部材であって、ピペッティングシステムのピストンに対して連結されるよう意図された連結部材と、
サンプル抽出されるべき容量を調整するための手段と、
連結部材のために、螺旋状案内経路を画定する回転式手段とを具備し、回転式手段は、調整手段に対して、その作動が、第１の軸線と平行でかつその上に螺旋状案内経路の中心が置かれる第２の回転軸線周りの回転式手段の回転を引き起こすように連結されており、この回転は、螺旋状経路に沿った連結部材の相対変位および作動手段に対する連結部材のスライド動作を同時に引き起こす。

本発明は、それが、いかなるサンプル抽出容量であっても、一定のピペッティングストロークを維持することを可能としながら、サンプル抽出されるべき容量を調整するよう適合された、連結部材の螺旋状の案内経路の具現化をもたらす、という点で注目すべきである。

手動式ピペットの場合、これはピペッティング制御の快適性を向上させる。なぜなら、オペレーターは、全てのサンプル抽出容量に関して同じピペッティングストロークを繰り返すことができるからである。動力式ピペットまたはオートマトンの場合、全ての容量に関する同一のピペッティングストロークによって、エンジンおよびピペッティング制御部材の変位のために実現されるその電子制御システムを簡素化することができる。ピペッティングシステムのコストに関する利益は、有利なことに、そこから生じる。

最後に、連結部材を案内する経路の螺旋形状は、それが、特に信頼性があり、ほとんどエラーおよび動作不良のリスクにさらされない実質的に円形動作を描くことを可能とする。それはまた、高いピペッティング精度がシステムに提供されることを可能とする。

好ましくは、上記作動手段は、ピペッティング制御部材に形成されたラックと協働する歯付きセグメントを具備する。だが、本発明の範囲から逸脱することなく、摩擦手段といった、その他の連結手段は検討する価値がある。

好ましくは、上記作動手段は、その中に連結部材がスライド可能に設けられる溝が設けられたフィンガーを具備する。

好ましくは、連結部材はピンである。

好ましくは、第１および第２の回転軸線は実質的に同化される。あるいは、それらは、本発明の範囲から逸脱することなく、互いに距離を置いて平行とされてもよい。

好ましくは、上記容量調整手段は回転式である。

好ましくは、調整手段は、回転式手段上に設けられた螺旋状歯部と協働するウォームスクリューを具備する。これらの調整手段は制御部材とは別個であってもよく、たとえ組み合わせて設計されたとしても、例えばそれらを一方を他方の周りに同軸状に配置することによって、これら二つの要素を選択できる。

好ましくは、制御部材が上位ポジションにあるとき、連結部材のスライド軸線は制御部材の並進軸線と平行である。換言すれば、容量調整手段を作動させるとき、当該作動手段に対する連結部材のスライドが、制御部材の並進軸線に対して平行な軸線に沿って実施されるが、これはピペッティングシステムのピストンのスライド軸線に対して概ね平行である。

好ましくは、制御部材の上位ポジションからその下位ポジションへの切り替えは、実質的に１８０°に等しい角度の作動手段の回転を引き起こす。もちろん、本発明の範囲から逸脱することなく、より小さな角度も検討に値する。

好ましくは、案内経路は、二つ以上、さらにより好ましくは四つ以上の複数のターンを有する。しかしながら、単一のターンあるいは不完全なターンといった、その他の可能性は検討に値する。

好ましくは、回転式手段は、その中に螺旋状の誘導経路が貫通様式で形成されるディスクの形態をとる。

本発明の対象はまた、上述したような、ピペッティングを制御しかつサンプル抽出されるべき容量を調整するためのデバイスを備えた空気置換ピペッティングシステムである。

好ましくは、ピペッティングシステムは、上記連結手段に対してピストンを連結するための手段と共に、スライド可能に設けられたピストンを含む。好ましくは、ブレードまたは弾性ロッドタイプの手段が選択されるが、ピペッティングの間、螺旋状経路を移動する連結部材の螺旋状動作をピストンのスライド動作へと伝達することを可能とする、その他の手段も検討に値する。それは、例えば、代替的に、一つあるいは複数のヒンジ式連結ロッドであってもよい。

好ましくは、上記システムは、ロッド形状の制御部材が取り付けられた上部を形成するハンドルを含む、手動式または動力式ピペットであり、その端部には制御ノブが設けられる。

代替的にピペッティングシステムはオートマトンである。

本発明のさらなる利点および特徴は、以下の非限定的な詳細な説明から明らかとなる。

図面を参照して説明する。

本発明の好ましい実施形態に係る空気置換サンプリングピペットの斜視図である。 図１に示すピペットの概略断面図である。 図１および図２に示されるピペットの、ピペッティングを制御しかつサンプル抽出されるべき容量を調整するためのデバイスの斜視図である。 図１ないし図３のデバイスの一部の拡大図である。 ピペッティング操作中の異なる連続状態でピペットを示している。 ピペッティング操作中の異なる連続状態でピペットを示している。 ピペットが異なる液体容量をサンプル抽出するために調整された状態での図５ａのそれと類似の図である。 ピペットが異なる液体容量をサンプル抽出するために調整された状態での図５ｂのそれと類似の図である。

まず図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態に係る、手動式空気置換サンプリングピペット１が示されている。以下の説明を通じて、「上位」および「下位」との用語は、ピペッティング位置またはこれに近い位置において、垂直に保持されたピペットと共に考慮されるべきである。

図１において、ピペット１はオペレーターの手２で保持された状態で示されており、オペレーターは、自身の親指４によって、図示された液体の分配を行うためにピペットを作動させる。

より正確には、ピペット１は、ピペットの上側部分を形成するハンドル６を具備し、そこからロッド状のピペッティング制御部材１０が現れるハンドルは、ピペッティングポジションにおいてその上端に、その上側部分がオペレーターの親指の圧力を受けるように意図された制御ノブ１２を支持する。指摘として、ディスプレイスクリーン（図示せず）がハンドル６に設けられてもよいことに留意されたい。また、後述するように、サンプル抽出されるべき容量を調整するための手段はまた、このハンドル６の上でオペレーターによってアクセス可能である。

ハンドル６の下で、ピペット１は取り外し可能な下位部分１４を含むが、これは、サンプリングコーンとも呼ばれる消耗品１８を受ける円錐ホルダーキャップ１６によって底部に向かって終端する。よく知られているように、ピペッティング後、コーンはエジェクター２０によって機械的に蹴出することができるが、その作動ノブ２２は、例えば、制御ノブ１２の近くで、ハンドルの上部において突出している。

図２において、ピペット１は、ハンドル６に組み込まれた、サンプル抽出されるべき容量のピペッティングおよび調整を制御するためのそのデバイス３０と共に大まかに示されている。本発明に固有のこのデバイス３０について、以下、さらに詳しく説明する。ピペットのピストン５０もまた示されているが、これは、実施されるサンプリング作業に必要な空気の移動を可能にする。ピストン５０は、下位部分内に形成された吸入チャンバー５２内で、垂直軸線２６に沿ってスライド移動可能である。軸線２６はピペットの長手方向軸線に対応し、その上には、コーン１８などの多数のコンポーネントの中心が置かれる。

図２ないし図４を参照すると、ピペッティングを制御しかつサンプル抽出されるべき容量を調整するためのデバイス３０が示されている。当該デバイスは、まず、軸線２６に平行な並進軸線２５に沿って、ハンドル６に対して並進移動可能なロッド形状制御部材１０を含む。その下端にロッド１０はラック１０ａを有する。

デバイス３０はまた、軸線２５，２６に好ましくは直交する第１の回転軸線３４を中心としてハンドル６に対して回転可能に取り付けられた回転式作動手段３２を含む。特に図３から分かるように、手段３２はラック１０ａと噛合する歯付きセグメント３６を有する。したがって、軸線２５に沿ったロッド１０の並進は、軸線２４を中心とする手段３２の回転を引き起こす。ここで、セグメント３６は、約１８０°のディスクセグメントに対応する。

手段３２はまた、セグメント３６と回転可能に係合されるフィンガー３８を含み、このフィンガーは、第１の回転軸線３４と直交する平面内に配置され、この軸線３４を切り取る方向に沿って延在する。図４から分かるように、フィンガー３８は、このフィンガーの長手方向に沿って延びる直線状の溝４０が設けられている。溝４０内にはピン形状の連結部材４２がスライド自在に設けられている。ピン４２は、ピペッティング操作に必要な上昇／下降動作を、それに対して付与するために、ピストン５０に接続されるように設けられる。これを行うために、弾性ロッドまたはブレード４４が設けられており、その上端はピン４２に取り付けられ、そしてその下端はピストン５０の上端に取り付けられる。

デバイス３０はまた、サンプル抽出される容量を調整するための手段を含む。シャフト５６によって延長されたウォームスクリュー５４が設けられた回転式手段が存在し、その内側には、ピペッティング制御ノブ１２とは別個の調整ノブ５８が配置される。調整ノブ５８はハンドル６の外部から制御可能である。これらの調整手段は、軸線３４，２６のそれぞれと直交する軸線６０に沿って配置される。

最後に、デバイス３０は、連結部材のために螺旋状の案内経路６４を画定する、全体としてディスク形状を有する回転式手段６２を具備する。経路は、この場合、貫通溝またはスロートの形状をとり、その中へピン４２が案内される。これに関して、ピンの直径は、実質的に、螺旋として、好ましくはアルキメデス螺旋として延在する溝／スロートの幅とに同一である。経路６４のターンの数は、例えば、２ないし６である。この螺旋は第２の回転軸線６６上に中心が置かれるが、これは、好ましくは実質的に、第１の上記回転軸と同化される。この軸線６６はディスク６２の一つに対応し、これは、したがって、軸線２５，２６に平行な平面内に存在する。

ディスク６２は、その周縁６８に、ウォームスクリュー５４と噛み合う螺旋状歯部（図示せず）を有する。こうした理由で、ディスクは容量調整手段に対して結合されており、この結果、それを回転動作させることで、第２の回転軸線６６を中心としたディスク６２の回転が生じる。

図５ａおよび図５ｂにおいて、ピペット１の一部が、ピストン５０の下降操作中の異なる状態で示されている。この下降操作は液体のサンプル抽出に先立って実施されるものであり、あるいはサンプリングの後に実施される液体分配操作に対応する。

こうした動作を実現するために、オペレーターは、ロッド１０の効果を引き起こすための制御ノブ１２を作動させる。この下降の間、ラック１０ａと歯付きセグメント３６との間の噛み合いは、軸線３４を中心とする手段３２の回転を引き起こす。ロッド１０の下降によって維持されるこの回転の間、固定されたままのディスク６２に設けられた螺旋状の案内経路６４に沿ったピン４２の相対的変位と、溝４０内でのこのピンのスライドとが同時に生じる。このスライドは、下降動作中にその中でピン４２が案内されるターンの直径の漸進的な旋回と協働することが必要である。

制御ロッド１０の下降中、ピン４２は、螺旋状軌道を追従することによって、ピペット本体に対して上位ポイントから始まる経路６４に沿って、下位ポイントに向かって変位させられる。このため、下降中、ピン４２はまた、上位ポジションにおける制御ロッドと共に、その上に最初にそれが置かれた軸線２６から逸れるが、これによってブレード４４には弾性曲げ変形が生じる。このブレードは、続いて、ピストン５０の底部に向うスライド動作を行わせる。

図示された実施形態では、ピストンの完全な下降ストロークは、制御ロッド１０の完全な下向きストロークによって達成され、約１８０°の角度で歯付きセグメント３６の回転が生じる。さらに、下降ストロークの終了時に、ピン４２は、軸線２６から逸れた後、この同じ軸線上に再び配置されることによって、下位ポイントへと戻る。このストロークの間、ピン４２はしたがって、スパイラル６４の半ターンに沿って移動する。

器具の上昇は、その後、制御ノブ１２を解放することによって、そしてリターンスプリング（図示せず）の作用によって、従来方式でなされる。例えば液体をサンプル抽出するためになされるこの上昇に続いては、この場合、サンプル抽出された液体を分配するための新たな下向きのストロークがなされる。

図６ａおよび図６ｂにおいて、ピペット１はまた、それぞれ、開始状態およびピストン下降動作の終了状態で示されているが、これは異なるサンプル抽出容量を有する。容量を適応させるために、調整ノブ５８が回転させられ、固定されたままの作動手段３２と共にディスク６２の回転が生じる。ここで再び、この回転は、螺旋状案内経路６４に沿ったピン４２の相対変位を、そして溝４０内でのこのピンのスライドを同時に引き起こす。このスライドの間、ピンは続いて回転方向に依存して上下に変位させられる傾向があり、それ自体によってピストン５０を駆動するが、その上位ポジションは同じ幅に従って変化する。

図６ａに示すような制御部材１０の上位ポジションにおいて。ピン４２のスライド軸線７０は、好ましくは、軸線２６と実質的に同化されるように設けられる。溝４０の長手方向に対応するこの軸線７０は、したがって、調整ノブ５８を作動させることで、ピン４２が、軸線２６上に留まりながら、螺旋の垂直直径に沿って変位させられるように配置される。実施例の説明として、図６ａにおいては、示された調整は、図２に示す最大容量のサンプル抽出のためのポジションに関して、ディスク６２の２回の完全な回転によって達成される。

また、図６ａの調整から実施される下降動作中、サンプル抽出されるべき容量を調整するためのその他の全てのポジションのそれぞれにおけるように、制御ロッド１０の完全なストロークは、約１８０°の作動手段３２の回動を引き起こす。ピン４２は、こうして、図６ｂに示すように、下位ポイントにおいて再びそれと出会う前に軸線２６からそれを逸らす螺旋状軌道を追従することによって、ピペット本体に対する上位ポイントから始まって下位ポイントに向って、経路６４に沿って変位させられる。

図６ａおよび図６ｂに示す実施例では、ピン４２の約１８０°の回転は、図５ａおよび図５ｂに示す形態におけるよりも回転軸線３４により接近してなされ、軸線２６に沿った、このピン４２の、そしてピストン５０の変位はより小さい。したがって、これによって、著しく僅かな液体容量をサンプル抽出することが可能となる。

したがって本発明は有利なことに、実質的に同一のピペッティングストロークを維持しながら、異なる液体容量を確実かつ正確にサンプル抽出することを可能とする。

上記デバイス３０は、分配後にピペットの排出制御の実施を可能にする、係合解除可能な態様を有することができることに留意されたい。

もちろん、さまざまな変更が、単に非限定的な実施例を用いて説明した本発明に対して当業者によってもたらされ得る。特に、本発明は、電力式ピペットに対して、または制御部材の並進移動がエンジンによって実行されるオートマトンに対して適用できる。

１ 手動式空気置換サンプリングピペット
２ 手
４ 親指
６ ハンドル
１０ 制御ロッド（ピペッティング制御部材）
１０ａ ラック
１２ ピペッティング制御ノブ
１４ 下位部分
１６ 円錐ホルダーキャップ
１８ コーン
２０ エジェクター
２２ 作動ノブ
２４ 軸線
２５ 並進移動軸線
２６ 垂直軸線
３０ デバイス
３２ 回転式作動手段
３４ 第１の回転軸線
３６ セグメント
３８ フィンガー
４０ 溝
４２ ピン（連結部材）
４４ ブレード
５０ ピストン
５２ 吸入チャンバー
５４ ウォームスクリュー（容量調整手段）
５６ シャフト
５８ 調整ノブ
６０ 軸線
６２ ディスク（回転式手段）
６４ 螺旋状案内経路（スパイラル）
６６ 第２の回転軸線
６８ 周縁
７０ スライド軸線

Claims (15)

1. 空気置換ピペッティングシステム（１）のための、ピペッティングを制御しかつサンプル抽出されるべき容量を調整するためのデバイス（３０）であって、
   並進移動可能なピペッティング制御部材（１０）と、
   前記制御部材に対して連結された回転式作動手段（３２）であって、その並進移動が第１の回転軸線（３４）を中心とする前記作動手段（３２）の回転を生じる、回転式作動手段（３２）と、
   前記作動手段（３２）上にスライド可能にかつ動作可能に設けられた連結部材（４２）であって、前記ピペッティングシステムのピストン（５０）に対して連結されるよう意図された連結部材（４２）と、
   前記サンプル抽出されるべき容量を調整するための手段（５４）と、
   前記連結部材（４２）のために、螺旋状案内経路（６４）を画定する回転式手段（６２）と、を具備し、前記回転式手段（６２）は、前記調整手段（５４）に対して、その作動が、前記第１の軸線と平行でかつその上に前記螺旋状案内経路（６４）の中心が置かれる第２の回転軸線（６６）周りの前記回転式手段（６２）の回転を引き起こすように連結されており、この回転は、前記螺旋状経路（３４）に沿った前記連結部材（４２）の相対変位および前記作動手段（３２）に対する前記連結部材（４２）のスライドを同時に引き起こす、デバイス（３０）。
2. 前記作動手段（３２）は、前記ピペッティング制御部材（１０）上に形成されたラック（１０ａ）と協働する歯付きセグメント（３６）を具備する、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記作動手段（３２）は、溝（４０）が設けられたフィンガー（３８）を具備し、この溝（３８）内に前記連結部材（４２）がスライド可能に設けられる、請求項１または請求項２に記載のデバイス。
4. 前記連結部材（４２）はピンである、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のデバイス。
5. 前記第１および第２の回転軸線（３４，６６）は実質的に同化される、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のデバイス。
6. 前記容量調整手段（５４）は回転式である、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のデバイス。
7. 前記調整手段は、前記回転式手段（６２）上に設けられた螺旋状歯部（６８）と協働するはウォームスクリュー（５４）を具備する、請求項６に記載のデバイス。
8. 前記制御部材（１０）が上位ポジションにあるとき、前記連結部材（４２）の前記スライド軸線（７０）は前記制御部材（１０）の並進移動軸線（２５）と平行である、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のデバイス。
9. 前記制御部材（１０）の前記上位ポジションからその下位ポジションへの切り替えが、実質的に１８０°に等しい角度で前記作動手段（３２）の回転を引き起こす、請求項８に記載のデバイス。
10. 前記案内経路（６４）は、二つ以上の、さらに好ましくは四つ以上の複数のターンを有する、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のデバイス。
11. 前記回転式手段（６２）はディスクの形態をとり、このディスク内には前記螺旋状案内経路（６４）が貫通様式で形成される、請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のデバイス。
12. 請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の、ピペッティングを制御しかつサンプル抽出されるべき容量を調整するためのデバイス（３０）を具備する、空気置換ピペッティングシステム（１）。
13. スライド可能に設けられたピストン（５０）と、前記連結部材（４２）に対して前記ピストンを連結するための手段（４４）と、を含むことを特徴とする請求項１２に記載のピペッティングシステム。
14. 前記ピペッティングシステムは、前記ステム形状制御部材（１０）が装備されたハンドル形成上位部分（６）を含む手動式あるいは動力式ピペット（１）であり、その端部には制御ノブ（１２）が設けられることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のピペッティングシステム。
15. オートマトンであることを特徴とする、請求項１２または請求項１３に記載のピペッティングシステム。

Images