JP2020522688A

JP2020522688A - 液体の精密な分割量を分注する方法および装置

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Publication number: JP2020522688A
Application number: JP2019565834A
Authority: JP
Inventors: エフゲニーコズレンコ，; リチャードイー．スコルダート，
Original assignee: ビスタラブテクノロジーズ、インコーポレイテッド
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2020-07-30
Anticipated expiration: 2038-05-31
Also published as: WO2018222914A1; US10189018B2; US20180345271A1; EP3630360A1; JP7089792B2; EP3630360A4

Abstract

流体のリザーバから複数の分割量の流体を吸引および分注するためのピペットコントローラ。ピペットコントローラは、ピペットをピペットコントローラに動作可能に接続するように適合されたピペットホルダと、ピペットホルダに空気圧式に接続された圧力タンクと、圧力タンクに空気圧式に接続され、空気を圧力タンクの中に注入し、正の空気圧を圧力タンクの内側に生成するように構成されたポンプと、圧力タンクとピペットホルダとの間の空気流を制御する分割量弁と、電子制御とを含み得る。電子制御は、分割量弁を開閉し得る。

Description

（関連出願の引用）
本願は、米国特許出願第１５／８７９，００３号（２０１８年１月２４日出願）および米国仮出願第６２／５１３，０３０号（２０１７年５月３１日出願）に対する優先権を主張し、上記出願の全内容は、それらの全体において参照により本明細書に引用される。

（発明の分野）
本特許出願は、概して、複数の分割量の流体を流体のリザーバから精密に分注すること、または分割量の流体を該リザーバの中に精密に吸引することを行うための方法および装置に関する。リザーバ内の流体は、代替的に、手動で吸引され、装置によって分注され得る。分割量の体積は、容易に変動させられることができる。本発明は、ある量の流体を血清学用ピペットの中に吸引し、次いで、精密な分割量の流体を分注するための実験室実践における特定の用途を有する。

血清学用ピペットは、例えば、薬物開発、環境試験、および診断試験を実施する実験室において、液体測定および分注のために広く使用されている。これらのピペットは、ガラスまたはプラスチック製ストローとして説明され得、これらのピペットは、例えば、それらの上に印刷された目盛を伴う約３０ｃｍの長さであり得る。従来、液体は、口またはゴム球によって、吸入力を上部端部に加えることによって、これらのピペットの中に引き込まれていた。液体は、目盛線まで吸引することによって測定され、次いで、吸入力を除去することによって分注される。現在の実践は、多くの場合、ＤｒｕｍｍｏｎｄＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＰｉｐｅｔｔｅ−ＡｉｄまたはＢｒａｎｄＴｅｃｈＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｃｕ−ｊｅｔＰｒｏＰｉｐｅｔｔｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ等のピペットコントローラを採用し、それは、小型バッテリ給電式空気ポンプとトリガ式空気圧弁とを使用して、血清学用ピペットの内側の圧力を操作し、液体を引き上げ、排出する。

頻繁に、サンプルの複数の分割量が、分析プロセスのために分注されなければならない。これを行うために、ユーザは、最初に、要求される体積より若干多く吸引し、次いで、流体のメニスカスが血清学用ピペット上の目盛線と位置が合うまで、サンプルをゆっくりと分注する。これは、開始体積である。ユーザは、この読み取り値に注意し、次いで、メニスカスが開始体積と所望の分注体積との間の差異に対応する目盛線まで降下するまで、流体を分注しなければならない。別の分割量が、要求される場合、ユーザは、再び、以前の読み取り値と所望の体積との間の差異に対応する目盛線まで分注する。この方法論は、多くの問題を有する。それは、メニスカスが各分注のために慎重に読み取られなければならないので、時間がかかる。これは、ピペットコントローラをしっかりと保持しながら、メニスカスを読み取り、同時に、正しい試験容器の中に分注することを要求する。これは、複数回、繰り返されなければならないとき、時間がかかり、かつ疲労をもたらすプロセスである。

上で説明される方法に関し、複数の誤差源もある。すなわち、メニスカスは、正確な読み取り値を取得するために、２回、読み取られなければならず、ユーザは、１回目の読み取り値を２回目の読み取り値から減算しなければならない。これは、１ｍｌのような共通体積が必要とされるとき、容易であるが、例えば、１．３ｍｌの反復的分注のために困難である。２つのより大きい数の間の差異を求めることに関連付けられた誤差もある。例えば、２５ｍｌ血清学用ピペットを０．２５ｍｌまたは１％の正確度まで読み取ることができるとする。しかしながら、１ｍｌの２５分割量を分注しようと試みる場合、この０．２５ｍｌ誤差は、２つの読み取り値が要求されるので、０．５ｍｌの潜在的誤差に変換される。これは、５０％の誤差であり、それは、大部分の分析のために容認不可能である。

複数の分割量の流体を分注する以前の方法は、煩雑かつ柔軟性を欠く方法に依拠していた。例えば、米国特許第４，４０６，１７０号（特許文献１）は、分割量を注射器から分注可能なデバイスを説明する。デバイスは、非常に正確であり得る。しかしながら、注射器の使用を要求し、それは、血清学用ピペットよりはるかに高価であり、デバイスの中に装填することがはるかに困難であり、体積の範囲を容易に可能にせず、かつより長い長さを要求する容器の中に到達することができない。

米国特許第４，８２１，５８６号（特許文献２）に説明されるもの等のピストン動作式空気変位ピペットは、複数の分割量を分注することが可能である。しかしながら、方法は、吸引されるための体積と等しいピストン変位を要求する。血清学用ピペットは、多くの場合、５０ｍｌを吸引するために使用される。方法は、この大きさの体積を吸引するために、非常に大きく、非実践的サイズのピストンを要求する。加えて、正確に分注可能な体積の範囲は、液体サンプルとピストンとの間に含まれる空気、すなわち、「死容積」により、限定される。死容積が増加するにつれて、正確度も減少する。方法は、したがって、実験室で使用される通常体積を正確に分注するために、いくつかのサイズのピペットを要求する。

米国特許第７，３９６，５１２号（特許文献３）は、空気が血清学用ピペットの中に流動する時間を制御し、分注される体積を制御することによって、上記の難点を克服しようと試みる。弁の両側への圧力が、監視される。この設計は、いくつかの基本的な欠点を有する。１つの欠点は、血清学用ピペットからの背圧が、例えば、血清学用ピペットの先端が容器壁によって部分的に閉塞されることによって増加させられる場合、または、先端が流体中に浸漬される場合、分注される体積が、減少させられるであろうことである。流動は、分注される液体の粘度にも依存する。別の難点は、送達される体積が、デバイスに取り付けられる血清学用ピペットのサイズに依存することである。これは、ユーザが、デバイスに使用されているピペットのサイズを知らせなければならないことを意味する。大部分の実験室では、血清学用ピペットは、使い捨てであり、定期的に、多くの場合、異なる体積容量と交換される。デバイスは、ユーザが、正確な結果を取得するために、血清学用ピペットの体積および製造業者を打ち込むことを要求する。これは、時間がかかり、非実践的負担をユーザに課す。

したがって、要求されるものは、単に、ボタンを押すことによって、流体を血清学用ピペットの中に吸引し、次いで、一連の分割量を迅速かつ正確に分注し得るピペットコントローラである。加えて、分割量の体積は、容易に設定されることができ、分注される体積は、ピペットコントローラに搭載される血清学用ピペットのサイズ、サンプルの粘度、またはサンプルが分注される量に依存しない。

米国特許第４，４０６，１７０号明細書米国特許第４，８２１，５８６号明細書米国特許第７，３９６，５１２号明細書

ある実施形態によると、ピペットコントローラが、開示され、ピペットコントローラは、ピペットをピペットコントローラに動作可能に接続するように適合されたピペットホルダと、ピペットホルダに空気圧式に接続された圧力タンクと、圧力タンクに空気圧式に接続され、空気を圧力タンクの中に注入し、正の空気圧を圧力タンクの内側に生成するように構成されたポンプと、圧力タンクとピペットホルダとの間の空気流を制御する分割量弁と、電子制御とを備え、電子制御は、分割量弁を開閉する。

別の実施形態によると、ピペットコントローラが、開示され、ピペットコントローラは、ピペットをピペットコントローラに動作可能に接続するように適合されたピペットホルダと、ピペットホルダに空気圧式に接続された真空タンクと、真空タンクの内側の空気圧を測定する真空タンク圧力センサと、真空タンクに空気圧式に接続され、空気を真空タンクから排気し、負の空気圧を真空タンクの内側に生成するように構成されたポンプと、真空タンクとピペットホルダとの間の空気流を制御する分割量弁と、分割量体積を選択するように動作可能な分割量体積制御と、電子制御とを備え、電子制御は、分割量弁を開閉する。

別の実施形態によると、ピペットコントローラを使用して流体をピペットから送達する方法が、開示され、方法は、分注されるべき分割量体積を選択することと、ピペットに動作可能に接続された圧力タンクの内側の空気圧および周囲空気圧を決定することと、圧力タンク内の所定の正の空気圧まで、ポンプを使用して、空気を圧力タンクの中に注入することと、ピペットを流体の中に設置することと、流体をピペットの中に吸引することと、ピペットの中に挿入すべき空気の量を決定し、選択された分割量体積と等しい流体の体積を分注することと、分割量体積と等しい流体の体積を分注するためのピペットの中に挿入すべき空気の量が圧力タンクからから除去されたときの圧力タンクの内側の空気圧における減少を計算することと、分割量弁を開放し、空気が圧力タンクからピペットに流動することを可能にすることであって、空気流は、流体をピペットから分注する、ことと、圧力タンクの内側の空気圧における変化を決定することと、タンクの内側の空気圧における減少が空気圧における計算された減少と等しくなると、分割量弁を閉鎖することとを含む。

別の実施形態によると、ピペットコントローラが、開示され、ピペットコントローラは、ピペットをピペットコントローラに動作可能に接続するように適合されたピペットホルダと、ピペットホルダに空気圧式に接続された圧力タンクと、圧力タンクの内側の空気圧を測定する圧力タンク圧力センサと、圧力タンクに空気圧式に接続され、空気を圧力タンクの中に注入し、正の空気圧を圧力タンクの内側に維持するように構成されたポンプと、ピペットホルダに空気圧式に接続された真空タンクと、真空タンクの内側の空気圧を測定する真空タンク圧力センサと、真空タンクに空気圧式に接続され、空気を真空タンクから排気し、負圧を真空タンクの内側に維持するように構成されたポンプと、ピペットホルダから真空タンクへの空気流を制御する吸引弁と、圧力タンクからピペットホルダへの空気流を制御する分注弁と、ピペットホルダにおける圧力を測定する圧力センサであって、そのような圧力は、ピペットにおける圧力と実質的に同一である、圧力センサと、圧力センサとインターフェースをとり、少なくとも吸引弁、分注弁、およびポンプを制御可能な電子コントローラと、電子コントローラと通信し、吸引または分注されるべき体積を通信するユーザインターフェースとを備えている。

流体を血清学用ピペット等の容器の中に吸引し、一連の等しい体積分割量を分注し得る方法および装置が、開示される。実施形態によると、装置は、真空タンクと、圧力タンクとを含み、それらは、それぞれ、空気ポンプによって、加圧および排気される。圧力タンクおよび真空タンクにおける圧力は、圧力センサによって測定され、マイクロプロセッサによって、既知の値に制御される。

実施形態によると、装置は、ピストルのように構成されたハンドヘルドデバイスであって、それは、ゴムシールを採用し、血清学用ピペットに搭載される。ある実施形態によると、手動吸引、手動分注、分割量分注、および分割量体積のための制御が、提供される。圧力変換器が、圧力タンク、真空タンク、血清学用ピペット、および大気中の圧力を測定する。所望の分割量体積を分注するために、血清学用ピペットの中に注入される必要がある空気の量を計算し、この空気の体積が圧力タンクから解放されるときに生じるであろう圧力タンクにおける圧力降下をさらに計算する、式が、開示される。マイクロプロセッサは、空気を圧力タンクから血清学用ピペットの中に導入する弁を開放し、圧力タンクにおける圧力が計算された量だけ降下すると、弁を閉鎖し得る。

ある実施形態によると、血清学用ピペットの中に注入される空気の量は、各分注前の血清学用ピペット、圧力タンク、および大気中の測定された圧力に基づく。これは、分注されるべき流体の精密な分割量を可能にし、そのような分割量は、血清学用ピペット内の流体の総体積、流体の粘度、および血清学用ピペットの体積容量から実質的に独立する。実施形態によると、センサが、装置の向きを検出し、この向きに応じて、補正係数を注入される空気体積に適用し得る。実施形態によると、装置は、手動吸引および分注制御を有してもよく、それらは、真空または圧力を、それぞれ、弁を通して血清学用ピペットに加え得る。真空および圧力は、マイクロプロセッサによって制御されるので、手動吸引および分注の微調整が、得られる。

前述および他の特徴ならびに利点は、付随の図面（同様の参照番号は、概して、同じ、機能的に類似する、および／または構造的に類似する要素を示す）に図示されるような以下の種々の例示的実施形態のより具体的説明から明白となるであろう。

図１Ａは、ピペットコントローラの実施形態の側面斜視図である。

図１Ｂは、ピペットコントローラの実施形態の切断図である。

図２Ａは、ピペットコントローラのある実施形態内の空気流の機能図である。

図２Ｂは、ピペットコントローラのある実施形態内の空気流の機能図である。

図３Ａおよび３Ｂは、分割量分注モードの実施形態のフローチャートである。図３Ａおよび３Ｂは、分割量分注モードの実施形態のフローチャートである。

図４は、ピペットコントローラの実施形態の電子制御のブロック図である。

図５は、血清学用ピペット圧力の概略図である。

図６は、ある角度における血清学用ピペットの概略図である。

図７は、異なるサイズの血清学用ピペットを使用した分注体積結果を示す。

図８は、１ｍＬの２５分割量の再現性および正確度結果を示す。

図９は、種々の角度で保持される血清学用ピペットを用いた分注体積結果の比較を示す。

図１０は、ピペットコントローラの代替実施形態の機能図を示す。

本発明の種々の実施形態が、下で詳細に議論される。具体的実施形態が、議論されるが、これが例証目的のためのみに行われるものであることを理解されたい。当業者は、他の構成要素および構成も、本発明の精神および範囲から逸脱することなく使用されることができることを認識するであろう。

用語「ピペット」および「ピペットコントローラ」は、本発明の実施形態を説明するために使用され得るが、当業者は、流体を吸引する他のデバイスも、本発明の精神および範囲から逸脱することなく使用され得ることを認識するであろう。

図１Ａおよび１Ｂは、ピペットコントローラ３４の実施形態を図示する。ピペットコントローラ３４は、吸引アクチュエータボタン１５を押すことによって、流体を血清学用ピペット１（図１）の中に吸引し得る。実施形態によると、弁１６の開放度は、吸引アクチュエータボタン１５に加えられる圧力の程度によって制御され得る。実施形態によると、流体は、分注アクチュエータボタン１３を押すことによって、血清学用ピペット１から分注され得る。例えば、吸引アクチュエータボタン１５の部分的押しは、吸引アクチュエータボタン１５の完全押しと比較して、低減させられた吸引速度をもたらし得る。実施形態によると、分注速度は、分注アクチュエータボタン１３への圧力の程度によって制御され得る。例えば、分注アクチュエータボタン１３の部分的押しは、分注アクチュエータボタン１３の完全押しと比較して、低減させられた流体分注速度をもたらし得る。実施形態によると、分割量アクチュエータボタン１７は、精密な分割量の流体を血清学用ピペット１から分注することを可能にする。分割量アクチュエータボタン１７の各押しは、分割量体積制御２５によって設定され得る等しい流体の体積を血清学用ピペット１から放出することができる。

図２Ａおよび２Ｂは、装置のある実施形態における、空気流の機能図を図示する。血清学用ピペット１は、円錐シール２に除去可能かつ空気圧式に接続され、円錐シール２は、次に、空気管３を介して、マニホールド３５に接続される。実施形態によると、円錐シール２は、カバー４１を含み得る。マニホールド３５における圧力は、血清学用ピペット１内の空気カラムにおける圧力と本質的に同一であり得、圧力センサ４によって測定され得る。図２Ａおよび２Ｂは、空気流および機械的構成要素の概略である。電気機械的構成要素は、配線を有し得ることに留意されたい。しかしながら、圧力センサ４、５、６、７と、電気作動弁１１、１２と、向きセンサ３７と、マイクロプロセッサ３１との間の電気接続は、この略図上では、分類のために示されない。図４は、ピペットコントローラの実施形態のマイクロプロセッサ３１が、図２Ａおよび２Ｂに示される、ピペットコントローラの他の構成要素に接続される方法を示す。圧力タンク８は、逆止弁４０および空気管２３を通してポンプ１０によって加圧され得、空気管２３は、ポンプ１０のポンプ出口２９に接続される。圧力タンク８における圧力は、圧力センサ５によって測定され得る。ポンプ１０へのポンプ入口３０は、空気管２４および逆止弁３９を介して真空タンク９に取り付けられ得るか、または、弁１１空気管２７および空気通気口２８を通して大気に通じるように取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、空気管は、「Ｔ」接続または３方向合流点において、一緒に接合され得る。例えば、空気管３３が空気管２０に接合するある実施形態によると、３つの経路が、空気圧式に接合され得る。ある実施形態によると、３方向合流点が、それらの各々が空気管に接続される３つのニップルを有するプラスチック継手（「Ｔ」のように成形される）によって形成され得る。

ある実施形態によると、真空タンク９における圧力は、圧力センサ６によって測定され得る。３方向弁１１は、ポンプ１０のポンプ入口３０またはポンプ出口２９のいずれかに、空気管２７を通して空気通気口２８を接続する。３方向弁１１は、電気的に動作させられ、マイクロプロセッサ３１によって制御され得る。吸引アクチュエータボタン１５および分注アクチュエータボタン１３は、それぞれ、吸引弁１６および分注弁１４を制御する。ある実施形態によると、分注弁１４および吸引弁１６は、通常、閉鎖され、それぞれ、分注アクチュエータボタン１３および吸引アクチュエータボタン１５を押すことによって開放される。分注弁１４および吸引弁１６の開放は、それぞれ、ユーザによってアクチュエータボタン１３および１５に加えられる圧力の量に伴って変動させられ得る。圧力タンク８は、空気管２１を介してマニホールド３５にも空気圧式に接続され得、空気管２１は、空気管３２に、分割量有効弁１８を通し、流動制限器３８を通し、分割量弁１２を通し、空気管２０に接続される空気管３３を介して、マニホールド３５に接続される。

圧力タンク８は、空気管２０、分注弁１４、および空気管２１を通して、マニホールド３５に接続され得る。真空タンク９は、空気管２０、吸引弁１６、および空気管２２を通して、マニホールド３５に接続され得る。

大気圧は、圧力センサ３７によって監視され得る。センサ２６は、分割量体積制御２５の位置を測定し、この位置をマイクロコンピュータ３１に通信し得る。スイッチ１９は、分割量アクチュエータボタンが押されているときを検出し得、スイッチ閉鎖が、マイクロプロセッサ３１に送信され得る。

実施形態によると、ピペットコントローラ３４の２つの動作モードが存在する：下で説明される手動吸引／分注、および分割量分注。

（手動吸引および分注モード）
ある実施形態によると、手動吸引および分注モードでは、流体は、吸引アクチュエータボタン１５および分注アクチュエータボタン１３に圧力をかけることによって、それぞれ、血清学用ピペット１から吸引および分注され得る。ポンプ１０は、マイクロプロセッサ３１によって制御され得、ポンプ１０は、圧力タンク８および真空タンク９が既知の圧力（例えば、それぞれ、３ｐｓｉおよび−３ｐｓｉ）に設定されるように、動作させられ得る。図４は、ピペットコントローラの実施形態のマイクロプロセッサ３１が、図２Ａおよび２Ｂに示される、ピペットコントローラの他の構成要素に接続されることを示す。ある実施形態によると、圧力タンク８および真空タンク９のための既知の圧力範囲は、例えば、１０ｐｓｉおよび−１０ｐｓｉであり得る。圧力タンク８が、加圧されているとき、３方向弁１１は、マイクロプロセッサ３１制御のもと、空気管２７を通して空気通気口２８をポンプ入口３０に接続し得る。これは、大気からの空気がポンプ１０によって圧力タンク８の中に圧送されることを可能にする。逆止弁３９は、周囲空気が真空タンク９に進入することを防止する。マイクロプロセッサ３１は、所望の圧力が達成されると、ポンプを停止するであろう。マイクロプロセッサは、パルス幅変調等の手段によってポンプに加えられる電力を変調することによって、加圧率も変動させ得る。実施形態によると、電源は、バッテリまたはＵＳＢポートであり得る。真空タンク９は、類似方法で排気されるが、３方向弁１１は、空気通気口２８をポンプ１０のポンプ出口２９に接続し、３方向弁１１は、真空タンク９から排気される空気のための経路を提供する。逆止弁４０は、この動作モードでは、加圧された空気が圧力タンク８から漏出することを防止する。

ある実施形態によると、吸引アクチュエータボタン１５が、押されると、真空タンク９からの真空は、吸引弁１６を通して、マニホールド３５に、マニホールド３５から血清学用ピペット１に加えられる。血清学用ピペット１の先端が、流体中に浸漬されている場合、流体は、それによって、血清学用ピペット１の中に吸い込まれる。吸引弁１６を通した空気の量は、吸引アクチュエータボタン１５への圧力によって調整され得る。真空タンク９から加えられる真空は、吸引弁１６が開放される瞬間またはほぼ瞬間において加えられ、圧力が比較的に一定であるので、吸引率に対する平滑制御が、達成されることができる。これは、ユーザに大きな利点であり、他のピペットコントローラにおいて使用される方法より優れている。他のピペットコントローラは、ボタンが押されるときのみポンプがオンになり、吸引するために必要とされる真空を生成するために時間がかかるので、吸引アクチュエータボタンが押された時間から流体の吸引が開始するまで、顕著な遅延を有する。

ある実施形態によると、流体を血清学用ピペット１から手動で分注するために、分注アクチュエータボタン１３が、押され得、それは、分注弁１４を通して圧力タンク８を血清学用ピペット１へのマニホールド３５に接続する。圧力タンク８における一定圧力および分注弁１４の動作は、分注率の優れた制御を提供する。マイクロプロセッサ３１は、圧力センサ５および６を介して、圧力タンク８および真空タンク９における圧力を継続的に監視し、要求されるとき、ポンプ１０および３方向弁１１を動作させ、所望の圧力に戻す。別の実施形態では、手動吸引および分注は、それぞれ、流体を吸引または分注するために、ポンプ１０の入口または出口をマニホールド３５に選択的に接続することによって遂行されることができる。

（分割量分注モード）
ある実施形態によると、分割量分注モードでは、精密な分割量の流体が、分割量アクチュエータボタン１７の押しの度に、血清学用ピペット１から分注される。例えば、２０ｍｌの流体が、最初に、要求される総流体レベルが血清学用ピペット１において観察されるまで、吸引アクチュエータボタン１５を押すことによって、血清学用ピペット１の中に吸引され得る。所望の分割量体積が、分割量体積制御２５を使用して設定される。次いで、分割量アクチュエータボタン１７の各押し下げ時、所望の分割量体積が、分注される。この例では、１ｍｌ分割量が、所望される場合、１ｍｌの２０分割量が、血清学用ピペット１から分注されることができる。

分割量分注モードを使用するために、ユーザは、分割量体積制御２５を使用して、所望の分割量体積を設定し得る。ある実施形態によると、分割量体積制御２５は、インジケータを事前に設定された体積マーキングと位置合わせするためにユーザによって回転させられるダイヤルであり得る。実施形態によると、位置センサ２６は、ホール効果センサ、例えば、ＡＭＳＡＳ５６０１であり得る。分割量体積制御２５に貼り付けられた磁石が、位置センサ２６によって感知される。位置センサ２６は、分割量体積制御２５の角度を読み取り、ユーザによって所望される分割量体積を関連させるためにマイクロプロセッサ３１と通信する。任意の他のタイプの回転式位置センサ、電位差計、または任意の他の位置センサが、採用され得る。ある実施形態によると、分割量体積制御２５は、所望の分割量体積を入力するためにユーザによって押されるキーパッドを含み得る。ある実施形態によると、分割量体積制御２５は、選択された分割量体積を表示するアナログまたはデジタルディスプレイを含み得る。血清学用ピペット１は、所望の開始体積が血清学用ピペット１の中に吸引されるまで、吸引アクチュエータボタン１５を押すことによって、所望の分割量体積を上回る体積を伴って吸引され得る。分割量を分注するために、分割量アクチュエータボタン１７が、押され、分割量体積制御２５によって設定された所望の分割量体積に対応する体積を伴う流体の分割量が、分注される。さらなる分割量は、流体の全てが血清学用ピペット１から分注されるまで、分割量アクチュエータボタン１７を押すことによって、分注され得る。

図３Ａおよび３Ｂは、下でさらに説明される、分割量分注モードのフローチャートを図示する。

ある実施形態によると、分割量アクチュエータボタン１７が、押されると、分割量検出スイッチ１９が、作動させられ、それは、マイクロプロセッサ３１にある分割量が所望されることを通信する。マイクロプロセッサは、位置センサ２６の値を読み取り、それは、マイクロプロセッサに体積分割量体積制御２５によって示されるような分割されるべき流体の体積を知らせる。マイクロプロセッサ３１は、圧力センサ４、５、および７を読み取り、それらは、それぞれ、マニホールド３５、圧力タンク８、および大気中の圧力を提供する。ある実施形態によると、圧力センサ７は、随意であり得、大気圧は、手動入力またはインターネットを通した圧力読み取り値の取得等の代替手段によって決定され得る。ある実施形態では、測定された全ての圧力は、絶対圧力であるが、しかしながら、大気圧センサに対する相対的圧力も、使用され得る。圧力センサ４、５、６、および７は、温度も測定し、温度および圧力における変化に起因した補正を提供し得る。実施形態によると、マイクロプロセッサ３１は、向きセンサ３７を使用して、ピペット向きを決定し得る。マイクロプロセッサ３１は、次いで、圧力タンク８における圧力が分割されるべき所望の流体の体積に対応する値だけ降下するまで、分割量弁１２を開放するであろう。この圧力降下を算出するアルゴリズムは、下で説明される。分割量弁１２が開放しているときに圧力タンク８から解放された空気は、空気管２１を通して、空気管３２の中に、分割量有効弁１８、流動制限器３８、分割量弁１２、空気管３３、空気管２０を通して、マニホールド３５の中に、それから、空気管３を通して、円錐シール２におよび血清学用ピペット１の中に伝送される。ある実施形態によると、分割量弁１２は、圧力センサ５が圧力タンク８における圧力の変化が下で説明される式２９または３１からの計算された圧力変化と等しいことを検出すると、閉鎖される。ポンプ１０は、次いで、圧力タンク８を再加圧し得る。このプロセスは、各分割量のために繰り返され得る。他のタイプの圧力容器が、圧力タンク８の代わりにされ得る。

分割量有効弁１８も、分割量アクチュエータボタン１７が押されると、それによって作動させられる。分割量有効弁１８は、分割量弁１２が閉鎖されると、空気が、分割量弁１２を通して、マニホールド３５の中に漏出すること（例えば、弁の経年劣化の場合）を防止する。分割量有効弁１８は、ソレノイド弁であり得るか、または、分割量弁１２が漏れない場合、排除されることができる。流動制限器３８は、血清学用ピペットへの空気の制御された解放を提供する。流動制限器３８の制限量は、血清学用ピペットへの空気の制御された解放を提供する。流動制限器３８の制限量は、デバイスの吸引または分注率を増加または減少させるために変動させられ得る。これは、例えば、流動制限器のオリフィスサイズを変動させることによって遂行され得る。実施形態によると、分割量弁１２のタイミングは、分割量弁１２が閉鎖するためにかかる時間を補償するために、圧力タンク８における圧力が所望のレベルまで降下する正確な時間より幾分早く閉鎖するように調節され得る。

（図４のブロック図の説明）
ピペットコントローラ３４の実施形態のための制御システムが、説明される。例えば、ＡＴｍｅｇａ３２８ｐ（ＭｉｃｒｏｃｈｉｐＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｃｈａｎｄｌｅｒ，Ａｒｉｚｏｎａ））であり得るマイクロプロセッサ３１が、センサ、ポンプ、およびソレノイド弁を制御する。圧力センサ４、５、６、および７は、例えば、ＢＭＰ２８０（ＢｏｓｃｈＳｅｎｓｏｒｔｅｃ（Ｒｅｕｔｌｉｎｇｅｎ／Ｋｕｓｔｅｒｄｉｎｇｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ））等のセンサであり得、それらは、絶対圧力および温度を測定し、Ｉ２ＣまたはＳＰＩ等の標準的インターフェースを使用して、マイクロプロセッサ３１とインターフェースがとられ得る。Ｉ２Ｃバスは、要求される電気接続の数を低減させる。実施形態によると、ピペットコントローラ３４は、向きセンサを含み得る。向きセンサ３７は、例えば、ＬＩＳ２ＤＨＴＲ（ＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（Ｇｅｎｅｖａ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ））等であり得、それは、向きおよび加速情報を提供し、Ｉ２ＣまたはＳＰＩ等の標準的インターフェースを使用して、マイクロプロセッサとインターフェースがとられ得る。ある実施形態によると、向きセンサ３７および位置センサ２６の両方は、Ｉ２Ｃバスを介して接続され得る。ある実施形態によると、ポンプ１０、３方向弁１１、および分割量弁１２は、マイクロプロセッサによって制御され得る。実施形態によると、分割量弁１２は、ソレノイド弁であり得る。モータの速度および弁の動作は、パルス幅変調等の方法によって制御され得る。ある実施形態によると、分割量アクチュエータボタン１７が、押されると、分割量検出スイッチ１９が、作動させられ、それは、マイクロプロセッサ３１にある分割量が所望されていることを通信する。

（空気のボーラスが注入されるときに分注される流体の体積の偏差）
Ｂｏｙｌｅの法則ＰＶ＝ｎＲＴは、既知の圧力Ｐおよび温度Ｔにおける既知の体積Ｖのコンテナが既知の数の空気分子ｎを保持するであろうことを教示する。この体積における圧力が、既知の量だけ低減させられる場合、既知の数の空気分子が、解放されるであろう。実施形態によると、この原理は、既知の数の空気分子を血清学用ピペットの中に注入するために使用される。血清学用ピペットの中に注入されるべき空気の量と所望の分割量体積との間の関係は、以下にように導出される。

ここで使用される用語の定義のために図５を参照されたい。Ｖ_ｐは、ピペットの総体積を指す。Ａ_ｐは、ピペットの断面の面積を指す。Ｐ_ｉは、初期圧力を指す。Ｖ_ｉは、初期体積を指す。Ｐ_ｄは、注入される圧力を指す。Ｖ_ｄは、注入される体積を指す。Ｐ_ｆは、最終圧力を指す。Ｖ_ｆは、最終体積を指す。Ｈ_ｉは、流体カラムの初期高さを指す。Ｈ_ｆは、流体カラムの最終高さを指す。Ｐ_ａｔｍは、大気圧を指す。

Ｔが、一定であると仮定すると、ｎ数の空気分子を注入することは、既知の体積を既知の圧力で注入することに相当する。

ピペットの総体積は、一定のままである。

ピペット内の空気の最終量は、初期量＋注入量と等しい。再び、Ｔは、一定であると仮定する。

ピペットにおける圧力は、大気圧から水柱の重量を差し引いたものに落ち着く。

Ｖ_ｆに対して式（２）を解く。

式（４）および（５）からのＰ_ｆおよびＰ_ｉを式（３）に代入する。

式（６）からのＶ_ｆを式（７）に代入する。

各項を乗算し、ゼロに対して解き、ｈ_ｆを括り出す。

式（１１）からの係数を二次方程式に代入し、ｈ_ｆの値を求める（累乗根が減算されるルートは、実際の解答を与える唯一のものである）。

分注された水の体積Ｖ_ＡＱは、水柱高さ×ピペット断面積の変化と等しい。

ΔＰ_Ｎを分注前の（液体の表面の上方の）ノズル内のゲージ圧力として定義する。

ｈ_ｉおよびｈ_ｆに対して式（４）および（５）を解き、式（１４）に代入する。

Ｐ_ｄＶ_ｄに対して式（１０）を解く。

式（１５）および（１６）を式（１７）に代入する。

各項を乗算し、数回、簡約する。

Ｖ_ｉに対して式（２）を解き、式（１５）に代入する。

式（２２）を式（２１）に代入する。

各項を乗算し、簡約する。

所望の分注体積を括り出す。

を簡略化する。

Ｐ_ｄに対して式（２６）を解く。

Ｖ_ｄが、圧力タンクの体積である場合、Ｐ_ｄは、ピペット断面積（Ａ_ｐ）、体積（Ｖ_ｐ）、およびノズルゲージ圧力（ΔＰ_Ｎ）からの開始についての仮定を所与として、水分密度および略等温条件の全体的に円筒形のピペットも仮定すると、液体のＶ_ＡＱを分注するために圧力タンク圧力内で要求される降下であろう。（Ｖ_Ｐは、コントローラ空気経路の内側の死容積を含むべきであり、したがって、Ｖ_ＰをＶ_ｐ＋Ｖ_ｄｖで置換する。）

（血清学用ピペットの向きに対する補正：）
実施形態による、図６を参照すると、血清学用ピペット１の向きが、向きセンサ３７を使用して決定され得る。ピペットが垂直の代わりに、ある角度θで保持される場合、式（２９）内の体積項は、体積が向きから独立しているので、同一のままであろうが、しかしながら、Ａ_Ｐ項は、影響される。なぜなら、空気圧がここで影響を及ぼすピペット内の水の面積が、ピペットが垂直に保持されるときに存在するもとの円形ではなく、より大きい卵形であるからである。

Ａ_Ｐ項の変化を解く１つの方法は、水の体積がθから独立するという事実を利用することである。

垂直であるときのピペットの面積と、垂直であるときの水柱の高さとの積は、角度付けられたときのピペットの面積と、角度付けられたときの水柱の高さとの積と等しい。配置のジオメトリを所与として、角度付けられたきの水柱の高さは、ｃｏｓ（θ）×垂直水柱の高さであり、したがって、角度付けられたピペットの面積に対して解くことは、（３０）をもたらす。

角度を考慮するピペットの面積のこの定義を（２９）に代入すると、以下が提供される。

上記の導出に基づいて、マイクロプロセッサ３１は、この式を使用して、所望の分割量体積Ｖ_ＡＱを達成するために要求される圧力降下Ｐ_ｄを算出する。ピペットコントローラ内の死容積Ｖ_ｄｖは、血清学用ピペット体積Ｖ_ｐに対して小さく、分割量体積Ｖ_ＡＱも、通常、Ｖ_ｐに対して小さいことに留意されたい。したがって、項（Ｖ_ｐ＋Ｖ_ｄｖ＋Ｖ_ＡＱ）／Ａ_ｐは、Ｖｐ／Ａｐとほぼ等しい。これは、血清学用ピペットの長さであり、大部分の血清学用ピペットは、ほぼ同一長さであるので、この項は、比較的に一定であり、一次影響に対して無視されることができる。代替として、−Ｖ_ｐ、Ｖ_ｄｖ、およびＡ_ｐは、キーパッドまたは他のデータ入力方法を介して入力され得る。

（結果）
方法を使用した装置の実施形態は、分割量を分注することにおいて優れた再現性および正確度を達成する。１つの試験では、５つの異なるサイズの血清学用ピペットが、装置に取り付けられ、１ｍｌ分割量が、分注された。２ｍｌ血清学用ピペットを用いた平均送達（図７）は、５０ｍｌ血清学用ピペットを用いた送達の２％以内であった。血清学用ピペットのサイズに対するユーザ調節が、これらの結果を取得するために使用されなかった。１ｍｌ分割量の１０回の分注の精度は、０．６％〜１．７１％に及んだ。

図８では、本発明の実施形態を使用した２５ｍｌ血清学用ピペットから２５１ｍｌを分注することからの結果が、示される。これらのデータに対する変動の係数は、０．８４％であり、それは、従来のピペットコントローラを使用して手動で分注することによって取得され得るものより実質的に良好である。

ピペットユーザは、正確な結果を取得するために、ピペットを垂直に保持するように指示される。しかしながら、それは、垂直から実質的に外れるある角度でピペット採取を要求する細胞培養フラスコ等の容器の中に分注する要件に起因して、常時、実践的であるわけではない。図９では、血清学用ピペットが垂直から種々の角度で保持されるときの本発明の実施形態を使用した１ｍｌ分割量の正確度が、示される。データの第１列は、ピペットが保持される角度を示す（「０」度は、垂直、法線向きである）。第２列は、式（２９）が採用されるときの分注された体積の正確度を示し、第３列は、式（３２）の補償が適用されるときの改良された性能を示す。図９は、例えば、装置が６０度角度で保持されるとき、分注体積の１．３２％の誤差が、測定されることを示す。式（３２）の補償が採用されると、この誤差は、０．２０％まで低減する。

（代替実施形態）
図１０は、本発明の代替実施形態を示す。本実施形態では、圧力容器１０２および真空容器１０３は、可変流動制限器１０５と、それぞれのソレノイド制御される弁１０７および１０６とを介して、血清学用ピペット１０１に空気圧式に接続される。ポンプ１１２は、弁１１３がポンプ１１２のポンプ入口１２３を大気に接続するとき、逆止弁１１０を通して、圧力容器１０２を加圧し得る。実施形態によると、弁１１３は、３方向弁であり得る。ポンプ１１２は、３方向弁が大気に開放される弁１１３および通気口１１５を介してポンプ出口１２２を大気に接続するとき、逆止弁１１１を通して、真空容器１０３から排気し得る。逆止弁１１０は、真空容器が排気されるとき、圧力容器１０２が減圧されることを防止し、逆止弁１１１は、圧力容器１０２が加圧されているとき、真空容器１０３が加圧されることを防止する。

ある実施形態によると、圧力センサ１０４、１０８、１０９、１１４は、それぞれ、血清学用ピペット１０１、圧力容器１０２、真空容器１０３、および大気中の圧力を測定する。分割量制御１１６、手動吸引制御１１７、および手動分注制御１１８は、作動させられると、電気出力を提供し、この出力は、加えられる圧力に比例し得る。ある実施形態によると、この電気出力は、可変抵抗器、デジタルエンコーダ、または他の手段によって取得され得る。この電気出力は、マイクロプロセッサ１２１に伝送され得る。

ある実施形態によると、ディスプレイ１１９およびキーパッド１２０が、吸引または分注されるべき体積、吸引速度、大気圧、または他の情報を入力するために採用され得る。マイクロプロセッサ１２１は、弁１０６および１０７の開閉、弁１１３およびポンプ１１２の動作、ならびに圧力センサ１０４、１０８、１０９、１１４の測定を制御し得る。マイクロプロセッサ１２１は、可変流動制限器１０５における制限の程度を制御し得る。

吸引信号が、例えば、手動吸引制御１１７を押すことによって提供されると、マイクロプロセッサ１２１は、弁１０６を開放し、それは、真空容器１０３からの真空を可変流動制限器１０５を通して血清学用ピペット１０１に加える。マイクロプロセッサは、可変流動制限器１０５の制限、真空容器１０３における真空、または両方を変動させることによって、吸引率を変動させ得る。この流動制限は、変位の程度または手動吸引制御１１７への圧力に関連し得る。同様に、流体は、弁１０７を開放することによって、圧力容器１０２からの圧力を印加することによって、血清学用ピペットから分注され得る。分注流率も、可変流動制限器１０５、圧力容器１０２における圧力、または両方の制御によって、変動させられ得る。

流体の測定された量は、上で説明されるような類似様式で血清学用ピペット１０１から分注され得る。本実施形態では、分注されるべき所望される体積は、キーパッド１２０を介して入力され得る。マイクロプロセッサ１２１は、式（２９）または（３２）を使用して、分注されるべき所望の流体の体積に対応する、圧力容器１０２の圧力変化を決定する。マイクロプロセッサ１２１は、圧力センサ１０４、１０８、および１１４を読み取ることによって、それぞれ、血清学用ピペット１０１、圧力容器１０２、および大気中の圧力を測定する。マイクロプロセッサ１２１は、次いで、弁１０７を開放し、圧力センサ１０８を監視することによって、圧力容器１０２における圧力の変化を測定する。圧力センサ１０８によって測定された圧力降下が、所望の分注体積に対応する式（２９）または（３２）によって計算される値に到達すると、マイクロプロセッサ１２１は、弁１０７を閉鎖する。血清学用ピペットの向きは、向きセンサ１２４を使用して、式（３２）を使用して圧力変化を算出することによって、決定され得る。分注の開始は、分割量制御１１６または手動分注制御１１８もしくはキーパッド１２０等の任意の他の制御によって開始されることができる。流体分注は、単一分注または複数の分割量であり得る。分注率は、可変流動制限器１０５内の制限の程度、圧力容器１０２における圧力、または両方を変動させることによって制御され得る。

流体の測定された量は、本実施形態では、真空容器１０３を使用した類似方法を使用することによって、吸引され得る。この事例では、所望の吸引体積に対応する、真空容器１０３の圧力変化は、式（２９）または（３２）を使用して計算される。マイクロプロセッサ１２１は、圧力センサ１０４、１０９、および１１４を使用することによって、それぞれ、血清学用ピペット１０１、真空容器１０３、および大気中の圧力を測定し、次いで、弁１０６を開放する。マイクロプロセッサ１２１は、圧力センサ１０９を監視し、真空容器１０３の圧力変化が式（２９）または（３２）を使用して算出された値と等しくなると、弁１０６を閉鎖する。血清学用ピペット１０１の向きは、向きセンサ１２４を読み取り、式（３２）を使用して圧力変化を算出することによって、決定され得る。吸引率は、可変流動制限器１０５内の制限の程度、真空容器１０３における圧力、または両方を変動させることによって制御され得る。

混合は、実験室において一般に使用される手技であり、多くの場合、標準的ピペットコントローラを使用して、流体を交互に吸引および分注することによって実施される。混合の程度は、流体吸引および分注の体積および速度によって影響される。これは、手動で行われるとき、正確に制御することが困難であり、１日複数回行われるとき、疲労をもたらす。図１０の実施形態では、弁１０６および１０７は、混合するために、交互に開閉され、流体を吸引し、次いで、分注し得る。吸引および分注された流体の体積は、上で説明される方法を使用することによって、正確に制御されることができ、流体吸引および分注率は、可変流動制限器１０５および／または圧力容器１０２ならびに真空容器１０３における圧力を変動させることによって制御されることができる。サンプルは、したがって、高度に制御および反復可能様式で混合されることができる。混合機能は、分割量制御１１６、キーパッド１２０、または類似手段によって開始され得、混合の程度は、マイクロプロセッサ１２１の中にプログラムされることができる。複数の混合プロトコルが、容易な読み出しのために、マイクロプロセッサ１２１内に記憶されることができる。

（追加の実施形態）
当業者は、本発明の範囲が、ピペットコントローラに限定されず、構成要素および構成は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、追加の用途において使用され得ることを認識するであろう。ある実施形態によると、構成要素および構成は、例えば、ボトルキャップディスペンサにおいて使用され得る。他の実施形態では、構成および方法は、ロボットピペット採取システムにおいて使用され得る。以前のロボットピペット採取システムは、５：１を上回る体積の範囲を吸引および分注するために、ピペット容量および／またはピペット先端のサイズを変化させるその要件によって限定されていた。しかしながら、本明細書に説明される構成要素および方法を使用した装置の実施形態は、体積の約１００：１範囲にわたって、ピペットのサイズを調節する必要なく、分割量を分注することにおいて優れた再現性および正確度を達成するであろう。ある実施形態によると、本明細書に説明される構成要素および方法は、遠隔制御される体積調節および分割のために使用され得る。当業者は、本明細書に開示される構成要素および構成が、流体の迅速、正確、および／または反復分注を要求する、他の用途において使用され得ることをさらに認識するであろう。

本発明の種々の実施形態が、上で説明されたが、それらは、限定ではなく、一例としてのみ提示されていることを理解されたい。したがって、本発明の範疇および範囲は、上で説明される実施形態のいずれかいよって限定されるべきではなく、代わりに、以下の請求項およびその均等物に従ってのみ定義されるべきである。

ある実施形態によると、血清学用ピペットの中に注入される空気の量は、各分注前の血清学用ピペット、圧力タンク、および大気中の測定された圧力に基づく。これは、分注されるべき流体の精密な分割量を可能にし、そのような分割量は、血清学用ピペット内の流体の総体積、流体の粘度、および血清学用ピペットの体積容量から実質的に独立する。実施形態によると、センサが、装置の向きを検出し、この向きに応じて、補正係数を注入される空気体積に適用し得る。実施形態によると、装置は、手動吸引および分注制御を有してもよく、それらは、真空または圧力を、それぞれ、弁を通して血清学用ピペットに加え得る。真空および圧力は、マイクロプロセッサによって制御されるので、手動吸引および分注の微調整が、得られる。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
ピペットコントローラであって、前記ピペットコントローラは、
ピペットを前記ピペットコントローラに動作可能に接続するように適合されたピペットホルダと、
前記ピペットホルダに空気圧式に接続された圧力タンクと、
前記圧力タンクに空気圧式に接続され、空気を前記圧力タンクの中に注入し、正の空気圧を前記圧力タンクの内側に生成するように構成されたポンプと、
前記圧力タンクと前記ピペットホルダとの間の空気流を制御する分割量弁と、
電子制御と
を備え、
前記電子制御は、前記分割量弁を開閉する、ピペットコントローラ。
（項目２）
前記圧力タンクの内側の空気圧を測定する圧力タンク圧力センサをさらに備え、
前記電子制御は、ある分割量の流体を分注することを開始するために前記分割量弁を開放し、前記圧力タンク圧力センサによって測定された空気圧が所定の空気圧まで変化すると、前記分割量弁を閉鎖し、前記所定の空気圧は、ある分割量体積と等しい流体の体積を分注するために前記圧力タンクから前記ピペットホルダに輸送される空気の量に対応する、項目１に記載のピペットコントローラ。
（項目３）
前記分割量体積を選択するように動作可能な分割量体積制御をさらに備えている、項目２に記載のピペットコントローラ。
（項目４）
前記ピペットホルダの内側の空気圧を決定するピペット圧力センサをさらに備えている、項目２に記載のピペットコントローラ。
（項目５）
大気圧を測定するための大気圧センサをさらに備えている、項目２に記載のピペットコントローラ。
（項目６）
流動制限器をさらに備え、
前記流動制限器は、前記圧力タンクと前記ピペットホルダとの間の前記空気流を可変的に修正する、項目２に記載のピペットコントローラ。
（項目７）
前記ピペットホルダに接続されたピペットの垂直に対する角度を測定する向きセンサをさらに備え、
前記ピペットコントローラは、前記ピペットの前記角度に基づいて、前記圧力タンクから前記ピペットホルダに輸送される前記空気の量を補正し、前記分割量体積と等しい前記流体の体積を分注する、項目２に記載のピペットコントローラ。
（項目８）
前記ピペットホルダに空気圧式に接続された真空タンクと、
前記真空タンクの内側の空気圧を測定する真空タンク圧力センサと、
前記ピペットホルダと前記真空タンクとの間の空気流を制御する吸引弁と、
吸引制御と
をさらに備え、
前記ポンプは、前記真空タンクに空気圧式に接続され、空気を前記真空タンクから排気し、負の空気圧を前記真空タンクの内側に生成するように構成され、前記吸引弁は、前記吸引制御に係合すると、開放し、前記吸引弁は、前記吸引制御から係合解除すると、閉鎖する、項目１に記載のピペットコントローラ。
（項目９）
ピペットコントローラであって、前記ピペットコントローラは、
ピペットを前記ピペットコントローラに動作可能に接続するように適合されたピペットホルダと、
前記ピペットホルダに空気圧式に接続された真空タンクと、
前記真空タンクの内側の空気圧を測定する真空タンク圧力センサと、
前記真空タンクに空気圧式に接続され、空気を前記真空タンクから排気し、負の空気圧を前記真空タンクの内側に生成するように構成されたポンプと、
前記真空タンクと前記ピペットホルダとの間の空気流を制御する分割量弁と、
前記分割量体積を選択するように動作可能な分割量体積制御と、
電子制御と
を備え、
前記電子制御は、前記分割量弁を開閉する、ピペットコントローラ。
（項目１０）
前記電子制御は、流体吸引を開始するために前記分割量弁を開放し、前記真空タンクの空気圧が所定の空気圧まで変化すると、前記分割量弁を閉鎖し、前記所定の空気圧は、ある分割量体積と等しい流体の体積を吸引するために前記ピペットホルダから前記真空タンクに輸送される空気の量に対応する、項目９に記載のピペットコントローラ。
（項目１１）
前記ピペットホルダの内側の空気圧を決定するピペット圧力センサをさらに備えている、項目９に記載のピペットコントローラ。
（項目１２）
大気圧を測定するための大気圧センサをさらに備えている、項目９に記載のピペットコントローラ。
（項目１３）
流動制限器をさらに備え、
前記流動制限器は、前記ピペットホルダと前記真空タンクとの間の空気流を可変的に修正する、項目９に記載のピペットコントローラ。
（項目１４）
前記ピペットホルダに接続されたピペットの垂直に対する角度を測定する向きセンサをさらに備え、
前記ピペットコントローラは、前記ピペットの前記角度に基づいて、前記圧力タンクから前記ピペットホルダに輸送される空気の量を補正し、前記分割量体積と等しい前記流体の体積を分注する、項目９に記載のピペットコントローラ。
（項目１５）
ピペットコントローラを使用して流体をピペットから送達する方法であって、前記方法は、
分注されるべき分割量体積を選択することと、
前記ピペットに動作可能に接続された圧力タンクの内側の空気圧および周囲空気圧を決定することと、
ポンプを使用して、前記圧力タンク内の所定の正の空気圧まで、空気を前記圧力タンクの中に注入することと、
前記ピペットを流体の中に設置することと、
前記流体を前記ピペットの中に吸引することと、
前記選択された分割量体積と等しい流体の体積を分注するために前記ピペットの中に挿入すべき空気の量を決定することと、
前記分割量体積と等しい前記流体の体積を分注するために前記ピペットの中に挿入すべき前記空気の量が前記圧力タンクからから除去されたときの前記圧力タンクの内側の空気圧における減少を計算することと、
分割量弁を開放し、空気が前記圧力タンクから前記ピペットに流動することを可能にすることであって、前記空気流は、前記流体を前記ピペットから分注する、ことと、
前記圧力タンクの内側の空気圧における変化を決定することと、
前記タンクの内側の前記空気圧における減少が前記空気圧における計算された減少と等しいとき、前記分割量弁を閉鎖することと
を含む、方法。
（項目１６）
ピペットをピペットコントローラに接続することをさらに含み、前記ピペットは、前記圧力タンクに空気圧式に接続する、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
前記ピペットの内側の空気圧を決定することをさらに含む、項目１５に記載の方法。
（項目１８）
向きセンサを使用して、前記ピペットの垂直に対する角度を決定することと、
前記ピペットの前記角度に基づいて、前記圧力タンクから前記ピペットへの空気流の量を補正し、前記分割量体積と等しい前記流体の体積を分注することと
をさらに含む、項目１５に記載の方法。
（項目１９）
前記圧力タンクから前記ピペットへの前記空気流を制限することをさらに含む、項目１５に記載の方法。
（項目２０）
ピペットコントローラであって、前記ピペットコントローラは、
ピペットを前記ピペットコントローラに動作可能に接続するように適合されたピペットホルダと、
前記ピペットホルダに空気圧式に接続された圧力タンクと、
前記圧力タンクの内側の空気圧を測定する圧力タンク圧力センサと、
前記圧力タンクに空気圧式に接続され、空気を前記圧力タンクの中に注入し、正の空気圧を前記圧力タンクの内側に維持するように構成されたポンプと、
前記ピペットホルダに空気圧式に接続された真空タンクと、
前記真空タンクの内側の空気圧を測定する真空タンク圧力センサと、
前記真空タンクに空気圧式に接続され、空気を前記真空タンクから排気し、負圧を前記真空タンクの内側に維持するように構成されたポンプと、
前記ピペットホルダから前記真空タンクへの空気流を制御する吸引弁と、
前記圧力タンクから前記ピペットホルダへの空気流を制御する分注弁と、
前記ピペットホルダにおける圧力を測定する圧力センサであって、そのような圧力は、前記ピペットにおける圧力と実質的に同一である、圧力センサと、
前記圧力センサとインターフェースをとり、少なくとも前記吸引弁、分注弁、およびポンプを制御可能な電子コントローラと、
前記電子コントローラと通信し、吸引または分注されるべき体積を通信するユーザインターフェースと
を備えている、ピペットコントローラ。
（項目２１）
前記電子コントローラは、前記分注弁開放し、その後、前記圧力タンク圧力センサによって測定された空気圧が所定の空気圧変化まで変化すると、それを閉鎖し、前記所定の空気圧変化は、所望の分注体積と等しい流体の体積を分注するために前記圧力タンクから前記ピペットホルダに輸送される空気の量に対応する、項目２０に記載のピペットコントローラ。
（項目２２）
前記電子制御は、前記吸引弁開放し、その後、前記真空タンク圧力センサによって測定された空気圧が、所望の吸引体積と等しい流体の体積を吸引するために前記ピペットホルダから前記真空タンクに輸送される空気の量に対応して変化すると、それを閉鎖する、項目２０に記載のピペットコントローラ。
（項目２３）
流動制限器をさらに備えている、項目２０に記載のピペットコントローラ。
（項目２４）
流動制限器制御をさらに備え、
前記流動制限器は、前記ピペットホルダと前記真空または圧力タンクとの間の空気流を修正し、前記流動制限器制御は、そのような制限を変動させる、項目２３に記載のピペットコントローラ。
（項目２５）
前記ピペットホルダに接続されたピペットの垂直に対する角度を測定する向きセンサをさらに備え、
前記ピペットコントローラは、前記ピペットの前記角度に基づいて、前記圧力または真空タンクと前記ピペットホルダとの間で交換される空気の量を補正し、所望の体積と等しい前記流体の体積を分注または吸引する、項目２０に記載のピペットコントローラ。
（項目２６）
電子制御をさらに備え、前記電子制御は、前記吸引および分注弁を交互に開閉し、前記ピペットホルダを正および負圧に空気圧式に交互に接続することにより、前記ピペットからの流体の交互吸引および分注をもたらすことが可能である、項目２０に記載のピペットコントローラ。
（項目２７）
電子コントローラをさらに備え、前記電子コントローラは、ある量の流体をピペットの中に吸引し、次いで、前記流体の精密な測定された連続的な分割量を分注可能である、項目２０に記載のピペットコントローラ。

Claims

ピペットコントローラであって、前記ピペットコントローラは、
ピペットを前記ピペットコントローラに動作可能に接続するように適合されたピペットホルダと、
前記ピペットホルダに空気圧式に接続された圧力タンクと、
前記圧力タンクに空気圧式に接続され、空気を前記圧力タンクの中に注入し、正の空気圧を前記圧力タンクの内側に生成するように構成されたポンプと、
前記圧力タンクと前記ピペットホルダとの間の空気流を制御する分割量弁と、
電子制御と
を備え、
前記電子制御は、前記分割量弁を開閉する、ピペットコントローラ。
前記圧力タンクの内側の空気圧を測定する圧力タンク圧力センサをさらに備え、
前記電子制御は、ある分割量の流体を分注することを開始するために前記分割量弁を開放し、前記圧力タンク圧力センサによって測定された空気圧が所定の空気圧まで変化すると、前記分割量弁を閉鎖し、前記所定の空気圧は、ある分割量体積と等しい流体の体積を分注するために前記圧力タンクから前記ピペットホルダに輸送される空気の量に対応する、請求項１に記載のピペットコントローラ。
前記分割量体積を選択するように動作可能な分割量体積制御をさらに備えている、請求項２に記載のピペットコントローラ。
前記ピペットホルダの内側の空気圧を決定するピペット圧力センサをさらに備えている、請求項２に記載のピペットコントローラ。
大気圧を測定するための大気圧センサをさらに備えている、請求項２に記載のピペットコントローラ。
流動制限器をさらに備え、
前記流動制限器は、前記圧力タンクと前記ピペットホルダとの間の前記空気流を可変的に修正する、請求項２に記載のピペットコントローラ。
前記ピペットホルダに接続されたピペットの垂直に対する角度を測定する向きセンサをさらに備え、
前記ピペットコントローラは、前記ピペットの前記角度に基づいて、前記圧力タンクから前記ピペットホルダに輸送される前記空気の量を補正し、前記分割量体積と等しい前記流体の体積を分注する、請求項２に記載のピペットコントローラ。
前記ピペットホルダに空気圧式に接続された真空タンクと、
前記真空タンクの内側の空気圧を測定する真空タンク圧力センサと、
前記ピペットホルダと前記真空タンクとの間の空気流を制御する吸引弁と、
吸引制御と
をさらに備え、
前記ポンプは、前記真空タンクに空気圧式に接続され、空気を前記真空タンクから排気し、負の空気圧を前記真空タンクの内側に生成するように構成され、前記吸引弁は、前記吸引制御に係合すると、開放し、前記吸引弁は、前記吸引制御から係合解除すると、閉鎖する、請求項１に記載のピペットコントローラ。
ピペットコントローラであって、前記ピペットコントローラは、
ピペットを前記ピペットコントローラに動作可能に接続するように適合されたピペットホルダと、
前記ピペットホルダに空気圧式に接続された真空タンクと、
前記真空タンクの内側の空気圧を測定する真空タンク圧力センサと、
前記真空タンクに空気圧式に接続され、空気を前記真空タンクから排気し、負の空気圧を前記真空タンクの内側に生成するように構成されたポンプと、
前記真空タンクと前記ピペットホルダとの間の空気流を制御する分割量弁と、
前記分割量体積を選択するように動作可能な分割量体積制御と、
電子制御と
を備え、
前記電子制御は、前記分割量弁を開閉する、ピペットコントローラ。
前記電子制御は、流体吸引を開始するために前記分割量弁を開放し、前記真空タンクの空気圧が所定の空気圧まで変化すると、前記分割量弁を閉鎖し、前記所定の空気圧は、ある分割量体積と等しい流体の体積を吸引するために前記ピペットホルダから前記真空タンクに輸送される空気の量に対応する、請求項９に記載のピペットコントローラ。
前記ピペットホルダの内側の空気圧を決定するピペット圧力センサをさらに備えている、請求項９に記載のピペットコントローラ。
大気圧を測定するための大気圧センサをさらに備えている、請求項９に記載のピペットコントローラ。
流動制限器をさらに備え、
前記流動制限器は、前記ピペットホルダと前記真空タンクとの間の空気流を可変的に修正する、請求項９に記載のピペットコントローラ。
前記ピペットホルダに接続されたピペットの垂直に対する角度を測定する向きセンサをさらに備え、
前記ピペットコントローラは、前記ピペットの前記角度に基づいて、前記圧力タンクから前記ピペットホルダに輸送される空気の量を補正し、前記分割量体積と等しい前記流体の体積を分注する、請求項９に記載のピペットコントローラ。
ピペットコントローラを使用して流体をピペットから送達する方法であって、前記方法は、
分注されるべき分割量体積を選択することと、
前記ピペットに動作可能に接続された圧力タンクの内側の空気圧および周囲空気圧を決定することと、
ポンプを使用して、前記圧力タンク内の所定の正の空気圧まで、空気を前記圧力タンクの中に注入することと、
前記ピペットを流体の中に設置することと、
前記流体を前記ピペットの中に吸引することと、
前記選択された分割量体積と等しい流体の体積を分注するために前記ピペットの中に挿入すべき空気の量を決定することと、
前記分割量体積と等しい前記流体の体積を分注するために前記ピペットの中に挿入すべき前記空気の量が前記圧力タンクからから除去されたときの前記圧力タンクの内側の空気圧における減少を計算することと、
分割量弁を開放し、空気が前記圧力タンクから前記ピペットに流動することを可能にすることであって、前記空気流は、前記流体を前記ピペットから分注する、ことと、
前記圧力タンクの内側の空気圧における変化を決定することと、
前記タンクの内側の前記空気圧における減少が前記空気圧における計算された減少と等しいとき、前記分割量弁を閉鎖することと
を含む、方法。
ピペットをピペットコントローラに接続することをさらに含み、前記ピペットは、前記圧力タンクに空気圧式に接続する、請求項１５に記載の方法。
前記ピペットの内側の空気圧を決定することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
向きセンサを使用して、前記ピペットの垂直に対する角度を決定することと、
前記ピペットの前記角度に基づいて、前記圧力タンクから前記ピペットへの空気流の量を補正し、前記分割量体積と等しい前記流体の体積を分注することと
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
前記圧力タンクから前記ピペットへの前記空気流を制限することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
ピペットコントローラであって、前記ピペットコントローラは、
ピペットを前記ピペットコントローラに動作可能に接続するように適合されたピペットホルダと、
前記ピペットホルダに空気圧式に接続された圧力タンクと、
前記圧力タンクの内側の空気圧を測定する圧力タンク圧力センサと、
前記圧力タンクに空気圧式に接続され、空気を前記圧力タンクの中に注入し、正の空気圧を前記圧力タンクの内側に維持するように構成されたポンプと、
前記ピペットホルダに空気圧式に接続された真空タンクと、
前記真空タンクの内側の空気圧を測定する真空タンク圧力センサと、
前記真空タンクに空気圧式に接続され、空気を前記真空タンクから排気し、負圧を前記真空タンクの内側に維持するように構成されたポンプと、
前記ピペットホルダから前記真空タンクへの空気流を制御する吸引弁と、
前記圧力タンクから前記ピペットホルダへの空気流を制御する分注弁と、
前記ピペットホルダにおける圧力を測定する圧力センサであって、そのような圧力は、前記ピペットにおける圧力と実質的に同一である、圧力センサと、
前記圧力センサとインターフェースをとり、少なくとも前記吸引弁、分注弁、およびポンプを制御可能な電子コントローラと、
前記電子コントローラと通信し、吸引または分注されるべき体積を通信するユーザインターフェースと
を備えている、ピペットコントローラ。
前記電子コントローラは、前記分注弁開放し、その後、前記圧力タンク圧力センサによって測定された空気圧が所定の空気圧変化まで変化すると、それを閉鎖し、前記所定の空気圧変化は、所望の分注体積と等しい流体の体積を分注するために前記圧力タンクから前記ピペットホルダに輸送される空気の量に対応する、請求項２０に記載のピペットコントローラ。
前記電子制御は、前記吸引弁開放し、その後、前記真空タンク圧力センサによって測定された空気圧が、所望の吸引体積と等しい流体の体積を吸引するために前記ピペットホルダから前記真空タンクに輸送される空気の量に対応して変化すると、それを閉鎖する、請求項２０に記載のピペットコントローラ。
流動制限器をさらに備えている、請求項２０に記載のピペットコントローラ。
流動制限器制御をさらに備え、
前記流動制限器は、前記ピペットホルダと前記真空または圧力タンクとの間の空気流を修正し、前記流動制限器制御は、そのような制限を変動させる、請求項２３に記載のピペットコントローラ。
前記ピペットホルダに接続されたピペットの垂直に対する角度を測定する向きセンサをさらに備え、
前記ピペットコントローラは、前記ピペットの前記角度に基づいて、前記圧力または真空タンクと前記ピペットホルダとの間で交換される空気の量を補正し、所望の体積と等しい前記流体の体積を分注または吸引する、請求項２０に記載のピペットコントローラ。
電子制御をさらに備え、前記電子制御は、前記吸引および分注弁を交互に開閉し、前記ピペットホルダを正および負圧に空気圧式に交互に接続することにより、前記ピペットからの流体の交互吸引および分注をもたらすことが可能である、請求項２０に記載のピペットコントローラ。
電子コントローラをさらに備え、前記電子コントローラは、ある量の流体をピペットの中に吸引し、次いで、前記流体の精密な測定された連続的な分割量を分注可能である、請求項２０に記載のピペットコントローラ。