JP2019537502A - 手動操作式のシングルチャネル又はマルチチャネル型ピペット及びこのようなピペットのための制御ボタン - Google Patents

Abstract

本発明は、液体試料を所定のプロトコルに従って採取及び分注するための手動操作式シングルチャネル又はマルチチャネル型ピペットに関する。このピペットは、自律制御装置が具備された制御ボタンを備えている。自律制御装置は、ピペット操作に関連する情報をピペット操作中にリアルタイムでユーザに提供できる。

Description

本発明は、ピペットの分野に関し、より詳細には、液体試料を所定のプロトコルに従って採取及び分注するための手動操作式シングルチャネル又はマルチチャネル型ピペットと、このようなピペットに具備されるための作動ノブとに関する。これらのピペットは、試料の採取及び分注操作中に操作者の手に把持されることを意図されている。これらの操作は、作動ノブを、このノブに軸方向の作動圧力を加えて移動させることにより行われる。１以上のピペットに行われるこれらのアクションのシーケンスは、前記所定のピペット操作プロトコルの実行である。

先行技術によるピペットにおいて、手動ピペットにより実際に分注される容量をリアルタイムで直接チェック／妥当性確認することは、試料を計量スケール上に配置する仮定可能性はさておき、不可能である。計量スケール上に配置する場合でも、計量スケールの、分注容量の測定に必要な、ＩＳＯ８６５５規格に準ずる精度は、試料の体積及び全重量には不適合であろう。

ラボラトリノートの手書き又は電子式記録は、操作者の様々な動作を反映し、これらを記録し、且つプロトコルに関して妥当性確認すると考えられるが、トレーサビリティの必要条件を完全に満たすものではない。なぜなら、この記録は、操作の質に関する情報を与えないからである。また、このラボラトリノートの記録は、操作者の積極的で連続的な参加を必要とする。さらに、器具（ピペットなど）とラボラトリ情報管理システム（ＬＩＭＳ）との接続が分かっている場合、この接続が、自律的供給部、センサ、情報処理システム、及び送受信機から成る構造を有する電子又はハイブリッド式ピペットのために確保される。

本発明の目的の１つは、手動操作式シングルチャネル又はマルチチャネル型ピペットに、自律的な情報システムを組み込むことであり、この情報システムは、操作者のジェスチャーを変更せず、また、操作者（彼／又は彼女）の補助を必要とせずに、行われている操作の妥当性に関する情報を操作者にリアルタイムで知らせることができる。

この目的は、液体試料を所定のプロトコルに従って採取及び分注するための、手動操作式シングルチャネル型又はマルチチャネル型のピペットを用いることにより達成される。このピペットは作動ノブを備え、当該作動ノブに自律制御装置が具備されている。当該自律制御装置は、ピペット操作中に、前記ピペット操作に関する情報をユーザにリアルタイムで配信できる。

本発明による前記自律制御装置は、マイクロコントローラと、無線通信モジュールとを含み、当該無線通信モジュールは、前記作動ノブが、一方において、前記ピペットに固有の物理量を測定するための第１の一連のセンサ、及び、ピペット操作の環境に関連するデータを前記自動制御装置に提供するための第２の一連のセンサと通信し、そして、他方においては情報処理装置と通信することを可能にしており、当該情報処理装置は、前記ピペット操作中に前記第１の一連のセンサ及び前記第２の一連のセンサにより提供されるデータから解釈された任意のイベントを記録する。

選択的に、前記自律制御装置は、さらに、アラート信号を生成するように適合されたアラームモジュールを含み、前記アラート信号は、前記ピペット操作を前記所定のプロトコルに従ってユーザの直接介入なしに行うための自動制御を提供するように、前記第１の一連のセンサ及び前記第２の一連のセンサにより読み出されて前記情報処理装置により分析された情報の関数としてのアラート信号である。

本発明の別の特徴によれば、前記作動ノブは、その他の接続されたピペットと、及び／又は、自動ピペット操作システムと、及び／又は、所定のピペット操作プロトコルに関する接続された機器と通信するように構成されている。

本発明の好ましい実施形態において、前記第１の一連のセンサは、前記作動ノブの運動を、採取及び／又は分注された液体の量を測定するための手段と協働して測定するための手段を含み、前記第２の一連のセンサは、少なくとも１つの時計と、少なくとも１つの運動及び空間位置センサと、少なくとも１つの温度計とを含む。

前記作動ノブの運動を測定するための手段は、少なくとも１つの力センサ、及び／又は、１つの速度センサ、及び／又は、１つの加速度センサを含み、前記採取及び／又は分注された液体の量を測定するための手段は、少なくとも１つの圧力センサ、及び／又は超音波センサ、及び／又は光学センサを含む。

本発明に係る前記作動ノブを備えた手動操作式ピペットは自律制御装置を含み、当該自律制御装置は、マイクロコントローラと無線通信モジュールとを含み、当該無線通信モジュールは、前記作動ノブが、一方において、前記ピペットに固有の物理量を測定するための第１の一連のセンサ、及び、ピペット操作の環境に関連するデータを前記自律制御装置に提供するための第２の一連のセンサと通信し、そして、他方においては情報処理装置と通信することを可能にしている。当該情報処理装置は、前記ピペット操作中に前記第１の一連のセンサ及び前記第２の一連のセンサにより提供されたデータから解釈された任意のイベントを記録する。

このノブは、さらに、ピペットに固有の物理量を測定するための１以上のセンサ、及び、前記自律制御装置にピペット操作の環境に関するデータを提供するための１以上のセンサを含む。

選択的に、前記ピペットに組み込まれた前記第１の一連のセンサは、少なくとも１つの力センサを含み、前記ピペットに組み込まれ又は組み込まれていない前記第２の一連のセンサは、少なくとも１つの時計と、少なくとも１つの運動及び空間位置センサと、少なくとも１つの温度計とを含む。本発明による前記作動ノブは、また、アラートを生成するように適合されたアラームモジュールも含み、前記アラートは、前記ピペット操作を前記所定のプロトコルに従ってユーザの直接介入なしに行うための自動制御を提供するように、前記第１の一連のセンサ及び前記第２の一連のセンサにより読み出されて前記情報処理装置により分析された情報の関数としてのアラートである。

好ましい実施形態において、前記自律制御装置は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルを介して情報処理装置と通信するように構成されており、この通信は、ピペット操作の環境に関連する許可ユーザのグループにより共有されるデータを前記情報処理装置が記憶装置に送信可能なように行われる。

本発明のさらなる特性及び利点は、添付図面を参照しつつ非限定的な例として与えられる以下の説明から明らかになろう。

本発明によるピペットの概略図である。 本発明によるノブの概略図である。 図２の分解図である。

図１は、手動操作式のシングルチャネル又はマルチチャネル型のピペット１を概略的に示している。ピペット１は、作動ノブ２、操作ロッド４を備え、操作ロッド４の上端６は作動ノブ２と一体であり、操作ロッド４の下端８は、吸入チャンバ１０内のピストンの運動を操作する。力センサ１２が、予め決められた位置を通るピストンの通過を検知するために作動ノブ２に配置されている。また、圧力センサ１４が吸入チャンバ１０に配置されており、これは、ピストンと採取される液体との間に含まれるガス量の圧縮及び押圧運動に対応する圧力をリアルタイムで測定するためである。作動ノブ２は、さらに、自律制御装置を含み、自律制御装置は、マイクロコントローラ１６及び無線通信モジュール１８（例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ又はＷｉｆｉ）を含み、無線通信モジュール１８は、前記作動ノブが、一方で圧力センサ１４及び幾つかの環境センサ２６（例えば、時計、運動及び空間位置センサ、温度計）と通信し、他方で情報処理装置２０と通信することを可能にしている。情報処理装置２０は、ピペット操作中に圧力センサ及び力センサ並びに様々な環境センサにより提供されたデータから解釈された任意のイベントを記録する。ピペット操作中に測定された圧力値は情報処理装置２０に送信され、情報処理装置２０は、測定された圧力変動を時間の関数として表す曲線をリアルタイムで描く。得られた曲線を分析することにより、ピペット操作における不良(fault)が検出され、そして、アラートが、アラートユニット２２によりリアルタイムでトリガーされ得る。不良の場合、アラートユニットはユーザに、触覚信号及び／又は光信号並びに／若しくは音響信号を即時に伝達する。

情報処理装置２０は、記憶メモリ２４に、例えばＷｉＦｉ接続を介して接続されており、記憶メモリ２４には、ユーザの環境に特有で、且つ許可ユーザのグループにより共有されるデータ（物理的な値、分析結果、ドキュメンテーション、ヒストリなど）が記録されている。

図２及び図３は、それぞれ、ピペット１が備えている作動ノブ２の断面図及び分解図を示す。この作動ノブは、拡大鏡３４を収容する中央開口部を含む金属リング３２の下のベース３０から成り、拡大鏡３４は、ピペット１の型番の識別を含む識別タグ３６を覆っている。歪み分散ディスク３８が、力センサ４２の上に重ねられたエラストマーディスク４０の上に配置されている。電子ボード４４が、メモリに関連付けられたマイクロコントローラ１６を含み、当該メモリに、ピペットに関する具体的な情報、例えば、シリアルナンバー、バッチナンバー、及び、無線通信を保証するために使用される部品に関する単一の識別子（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信を保証する部品のアドレス）が記録されている。また、電子ボード４４は、無線通信モジュール１８も含み、作動ノブの電力供給がディスク４０の下で行われる。

歪み分散ディスク３８、エラストマーディスク４０、及び、力センサ４２には、これらの中央に、光インジケータ４６を受け入れるための穴があけられている。

使用において、所定のピペット操作プロトコルの実行時に、操作者は、情報処理装置上で、実行されるべきピペット操作プロトコルを選択し、情報処理装置と、ピペット、及び、所与のプロトコルを実行するために用いられる補完アクセサリとのペアリングを行う。想定されるピペット操作が複数のピペットを必要とする場合、これらのピペットの各々が情報処理装置に、マイクロコントローラ１６に関連付けられたメモリに記憶されている単一の識別子を用いてペアリングされる。このために、ピペット又はアクセサリは、作動ノブに加えられた圧力により作動され、これが、電磁信号の、無線接続を介した送信（例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ信号）をトリガーする。次いで、ピペットのノブ又はアクセサリに事前に記憶されていたメッセージに含まれている情報が情報処理装置に送信される。ペアリング後、ピペットノブに加えられる各動作が、作動ノブ１に組み込まれているセンサ、及び、作動ノブの外部の環境センサの反応をトリガーする。こうして、力センサは、圧力を検知したときに反応し、それにより、吸入又は分注の性能の妥当性を確認し、運動センサがピペット又はアクセサリの使用を検知し、地理的位置センサが、ユーザの環境におけるピペット又はアクセサリの空間位置を検出し、そして、リアルタイムクロックが、各センサにより識別された各イベントの正確な日時を提示する。

無線通信モジュール１８は、各センサにより提供された全ての情報を含むメッセージを情報処理装置２０に送信し、情報処理装置２０は、送信された情報を、ピペット操作プロトコルの現在のステップにおいて予測される結果と比較する。一方、情報処理装置により収集された情報はクロスチェックされる。

こうして、ピペット及びアクセサリが同時に用いられる場合（リアルタイムクロックにより提供された情報に基づく推論）、情報処理装置２０は、ピペットから受信した情報を、アクセサリから受信した情報と組み合わせて新しい情報を生成し、これが、レポートに記録される。

情報処理装置２０が、プロトコル実行における不良を検出した場合、情報処理装置２０は、関連するピペットにエラー信号を、無線通信モジュール１８を介して送信する。関連するピペットは、このエラー信号を受信したら即時に、ユーザが即時に感知可能な、視覚式（ノブに組み込まれた光インジケータ）又は音響式又は触覚式のアラート信号を発生する。触覚式の場合、操作者は、操作者の親指で振動を感じることができ、これにより操作者は、不良に即時に反応することが可能であろう。

ピペットを移動することにより運動センサが作動されるとき、位置センサは、ピペットの空間位置がチェックされることを可能にする。空間位置が、適切でないゾーンにある場合、アラート信号が操作者に送信され、操作者は、例えば汚染されたピペットを無菌ゾーンに入れること、又は、滅菌されたピペットを汚染ゾーンにいれることを回避できる。マイクロ滴定プレート（９６ウェル）の場合、この用途を拡大して、列又はウェルにおける分注エラーを回避又は信号することも考えられる。

運動センサが作動されるとき、ピペット又はアクセサリは、現在の日付と、次回のメンテナンス又は管理日を自動的にチェックする。現在の日付が次回のメンテナンス又は管理日よりも後の場合、アラートが操作者に送信されて、操作者に、ピペット又はアクセサリが使用可能でないことを通知する。

このようにセンサにより読み出された情報に基づいてリストされて、情報処理装置２０により中継された情報と比較されるアラートが、ピペット操作プロトコルの実行の制御を、操作者がこれらのチェックを操作者自身により行うことを要求されずに向上させることを可能にする。

運動センサが完全手動のピペット操作により作動される場合、マイクロコントローラ１６がピペットのデッドスペース容積の圧力値の連続記録をトリガーし、これらの圧力値に対応する曲線を返送することは、注目に値する。この曲線は、妥当性限界Ｐ＋及びＰ−により制限される基準曲線とリアルタイムで比較される。測定された曲線が妥当性フィールドから逸脱している場合、アラームがユーザに送信される。

この制御が、ピペット操作の正確さ及び精度（粘度などの物理的特性の検出、超音波、光、電磁気タイプの信号などにより導出される容積の検出）を通知するいずれのタイプのセンサを用いても、本発明の範囲から逸脱せずに行われ得ることに留意されたい。

１ ピペット
２ 作動ノブ
４ 操作ロッド
１０ 吸入チャンバ
１２ 力センサ
１４ 圧力センサ
１６ マイクロコントローラ
１８ 無線通信モジュール
２０ 情報処理装置
２２ アラートユニット
２４ 記憶装置、記憶メモリ
２６ 環境センサ
３２ 金属リング
３６ 識別タグ
４２ 力センサ
４４ 電子ボード

Claims (12)

1. 液体試料を所定のプロトコルに従って採取及び分注するための、手動操作式のシングルチャネル型又はマルチチャネル型のピペット（１）であって、
   力センサ（１２）が設けられた作動ノブ（２）と、
   ピストン及び圧力センサ（１４）が設けられた吸入チャンバ（１０）と、
   を備え、
   前記ピペットは、前記作動ノブ（２）に配置された自律制御装置をさらに備え、
   前記自律制御装置は、マイクロコントローラ（１６）と、無線通信モジュール（１８）とを含み、
   当該無線通信モジュール（１８）は、
   一方では、前記ピペットに固有の物理量を測定するための第１の一連のセンサ及びピペット操作の環境に関連するデータを収集するための第２の一連のセンサと前記作動ノブ（２）が通信すること、他方では、情報処理装置（２０）と前記作動ノブ（２）が通信することを可能にし、
   当該情報処理装置（２０）は、
   前記圧力センサ（１４）により測定された圧力の時間の関数としての変化を分析することで、前記所定のプロトコルの実行における不良を検出し、
   ピペット操作中にリアルタイムで、前記ピペット操作に関する情報をユーザに配信する、
   ように構成されている、
   ピペット。
2. 前記自律制御装置は、アラームモジュール（２２）をさらに含み、
   前記アラームモジュール（２２）は、
   前記第１の一連のセンサ及び前記第２の一連のセンサにより読み出されると共に、前記情報処理装置（２０）により分析された情報の関数として、アラート信号を生成することで、前記ユーザの直接介入なしに前記所定のプロトコルに従って前記ピペット操作を行うための自動制御を提供するように構成されている、
   請求項１に記載のピペット。
3. 前記第１の一連のセンサは、採取及び／又は分注された液体の量を測定する手段と協働することで前記作動ノブの運動を測定する手段を含み、
   前記第２の一連のセンサは、少なくとも１つの時計と、少なくとも１つの運動及び空間位置センサと、少なくとも１つの温度計と、を含む、
   請求項２に記載のピペット。
4. 前記ピペットは操作ロッド（４）をさらに備え、
   前記操作ロッド（４）は、
   前記作動ノブ（２）と一体化した上端（６）と、
   前記吸入チャンバ（１０）内のピストンの運動を操作する下端（８）と、
   を有し、
   前記力センサ（１２）は、所定の位置を通る前記ピストンの通過を検知するように構成され、
   前記圧力センサ（１４）は、前記ピストンと採取される液体との間に含まれるガス量の圧縮及び押圧運動に対応する圧力をリアルタイムで測定するように構成され、これにより前記測定された圧力の時間の関数として時間に対する変化曲線を描くことを可能にし、
   当該曲線の分析が、前記ピペット操作における不良の検出を可能にしつつ、アラーム信号が前記ユーザにリアルタイムで送信されることを可能にする、
   請求項１に記載のピペット。
5. 前記ユーザに送信される前記アラーム信号が触覚的である、請求項４に記載のピペット。
6. 前記ユーザに送信される前記アラーム信号が光学的である、請求項４に記載のピペット。
7. 前記ユーザに送信される前記アラームが音響的である、請求項４に記載のピペット。
8. 前記作動ノブ（２）は、その他の接続されたピペットと、及び／又は自動ピペット操作システムと、及び／又は前記所定のピペット操作プロトコルに関連する接続された機器と通信するように構成されている、
   請求項１に記載のピペット。
9. 手動操作式ピペット（１）に備えられた作動ノブ（２）であって、
   マイクロコントローラ（１６）及び無線モジュール（１８）を含む自律制御装置を備え、
   前記無線通信モジュール（１８）は、
   一方では、前記ピペットに固有の物理量を測定するための第１の一連のセンサ及びピペット操作の環境に関連するデータを前記自動制御装置に提供するための第２の一連のセンサと前記作動ノブ（２）が通信すること、他方では、情報処理装置（２）と前記作動ノブ（２）が通信することを可能にし、
   当該情報処理装置は、
   ピペット操作中に前記第１の一連のセンサ及び第２の一連のセンサにより提供されたデータから解釈された任意のイベントを記録するように構成されている、
   作動ノブ（２）。
10. 前記第１の一連のセンサは、少なくとも１つの力センサ（１２）を含み、
    前記第２の一連のセンサは、少なくとも１つの時計と、少なくとも１つの運動及び空間位置センサと、少なくとも１つの温度計とを含む、
    請求項９に記載の作動ノブ。
11. 前記作動ノブは、アラームモジュール（２２）をさらに備え、
    前記アラームモジュール（２２）は、
    前記第１の一連のセンサ及び前記第２の一連のセンサにより読み出されると共に、前記情報処理装置（２０）により分析された情報の関数として、アラート信号を生成することで、前記ユーザの直接介入なしに前記所定のプロトコルに従って前記ピペット操作を行うための自動制御を提供するように構成されている、
    請求項１０に記載の作動ノブ。
12. 前記自律制御装置は、前記情報処理装置（２０）と無線接続を介して通信するように構成されており、これにより、前記情報処理装置（２０）が許可されたユーザのグループにより共有される、前記ピペット操作の環境に関するデータを記憶装置（２４）に送信できる、請求項９から１１のうちいずれか一項に記載の作動ノブ。

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