JP2826841B2 - マルチモード差動容積形ポンプ及び該ポンプにより計量された容積流体の混合方法 - Google Patents
マルチモード差動容積形ポンプ及び該ポンプにより計量された容積流体の混合方法Info
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- JP2826841B2 JP2826841B2 JP1165517A JP16551789A JP2826841B2 JP 2826841 B2 JP2826841 B2 JP 2826841B2 JP 1165517 A JP1165517 A JP 1165517A JP 16551789 A JP16551789 A JP 16551789A JP 2826841 B2 JP2826841 B2 JP 2826841B2
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- pump
- chamber
- pistons
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B3/00—Machines or pumps with pistons coacting within one cylinder, e.g. multi-stage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
- Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
- Y10T436/2575—Volumetric liquid transfer
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
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- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は、マルチモード差動容積形ポンプ及び該ポン
プにより計量された容積流体の混合方法に関するもので
ある。
プにより計量された容積流体の混合方法に関するもので
ある。
発明の背景 医療計測作業及びプロセス計測作業において、少量の
サンプルを多量の試液で希釈する必要がしばしば生ず
る。２つの異なった所要量を正確に測定することは困難
を生ずる。
サンプルを多量の試液で希釈する必要がしばしば生ず
る。２つの異なった所要量を正確に測定することは困難
を生ずる。
ある方法では、少量のサンプルと多量の試液を正確に
測定するために、２つの液体容積形ポンプ（displaceme
nt pump）又はシリンジポンプが使用されている。厳密
な測定を行うためには、容積の10％以下のものを測定す
ることとなるシリンジ又は容積形ポンプを使用するのは
好ましくない。
測定するために、２つの液体容積形ポンプ（displaceme
nt pump）又はシリンジポンプが使用されている。厳密
な測定を行うためには、容積の10％以下のものを測定す
ることとなるシリンジ又は容積形ポンプを使用するのは
好ましくない。
そのため、10マイクロリットルのサンプルを例えば50
0マイクロリットルの試液で希釈する必要がある場合に
は、サンプルに対する100マイクロリットルのポンプと
試液に対する1000マイクロリットルのポンプというよう
に、２個のシリンジ又は容積形ポンプが必要とされる。
このことは構成部品の重複を生じ、かかる測定器械の製
造費用の増大につながる。器械全体の大きさは、単一の
ユニットの場合の大きさよりは大きくなるはずである。
0マイクロリットルの試液で希釈する必要がある場合に
は、サンプルに対する100マイクロリットルのポンプと
試液に対する1000マイクロリットルのポンプというよう
に、２個のシリンジ又は容積形ポンプが必要とされる。
このことは構成部品の重複を生じ、かかる測定器械の製
造費用の増大につながる。器械全体の大きさは、単一の
ユニットの場合の大きさよりは大きくなるはずである。
発明の目的 この発明は、少量及び多量のサンプルの容積量を単一
のポンプで高精度で分割計量可能なマルチ・モード差動
流体容積形ポンプ（MULTI−MODE DIFFERENTIAL FLUID D
ISPLACEMENT PUMP）を提供することを目的とする。
のポンプで高精度で分割計量可能なマルチ・モード差動
流体容積形ポンプ（MULTI−MODE DIFFERENTIAL FLUID D
ISPLACEMENT PUMP）を提供することを目的とする。
さらに、この発明の他の目的は、良好な混合特性を有
し、使用後の洗浄が容易な、上記目的のポンプと関連し
て使用される混合室を提供する。
し、使用後の洗浄が容易な、上記目的のポンプと関連し
て使用される混合室を提供する。
又、この発明は、単一の混合領域において、第１のサ
ンプル容積量と第２のサンプル容積量とを正確に測定す
るための手段及び方法を提供する。
ンプル容積量と第２のサンプル容積量とを正確に測定す
るための手段及び方法を提供する。
そして、この発明は、長時間の計量及び測定環境にお
いて、優れた密閉性を維持し、かつ維持費のかからな
い、軽量で、比較的安価な構造体であって、上記の目的
を達成しうる容積形ポンプを提供する。
いて、優れた密閉性を維持し、かつ維持費のかからな
い、軽量で、比較的安価な構造体であって、上記の目的
を達成しうる容積形ポンプを提供する。
発明の概要 この発明によれば、上記した目的は、高精度に、少な
くとも２つの異なる測定される所要量を得るための、マ
ルチモード差動容積形ポンプであって、 内部に第１及び第２ピストンを保持する縦長のポンプ
室と、 上記室内に往復運動可能に取付けられた、第１の容積
を限定する上記第１のピストンと、 上記室内に往復運動可能に取付けられた、第２の容積
を限定する上記第２のピストンと、 上記２つの異なる所要量にそれぞれ対応するあらかじ
め定められた容積変化を得るために、上記ピストンの一
方および双方を所定の行程だけ移動させる往復手段とを
有することを特徴とするポンプによって解決される。
くとも２つの異なる測定される所要量を得るための、マ
ルチモード差動容積形ポンプであって、 内部に第１及び第２ピストンを保持する縦長のポンプ
室と、 上記室内に往復運動可能に取付けられた、第１の容積
を限定する上記第１のピストンと、 上記室内に往復運動可能に取付けられた、第２の容積
を限定する上記第２のピストンと、 上記２つの異なる所要量にそれぞれ対応するあらかじ
め定められた容積変化を得るために、上記ピストンの一
方および双方を所定の行程だけ移動させる往復手段とを
有することを特徴とするポンプによって解決される。
また、本発明によれば上記目的は、内部に第１及び第
２ピストンを保持する縦長のポンプ室と、上記室内に往
復運動可能に取付けられた、第１の容積を限定する上記
第１のピストンと、上記室内に往復運動可能に取付けら
れた、第２の容積を限定する上記第２のピストンと、上
記２つの異なる所要量にそれぞれ対応するあらかじめ定
められた容積変化を得るために、上記ピストンの一方お
よび双方を所定の行程だけ移動させる往復手段とを有す
る、高精度に２つの異なる測定される所要量を得るため
のマルチモード差動容積形ポンプにより計量された２つ
の容積流体の混合方法であって、 第１の流体を前記ポンプ室に閉じ込め、 第１のピストンを移動させて、そこからの第１の所要
量の容積を限定し、 第２の流体を前記ポンプ室に閉じ込め、 第２のピストンを移動させ、上記第１の容積とは異な
る第２の所要量の容積を限定し、 そこで、上記第１と第２の所要量の容積をあらかじめ
定めた割合で混合することを特徴とする方法によって解
決される。
２ピストンを保持する縦長のポンプ室と、上記室内に往
復運動可能に取付けられた、第１の容積を限定する上記
第１のピストンと、上記室内に往復運動可能に取付けら
れた、第２の容積を限定する上記第２のピストンと、上
記２つの異なる所要量にそれぞれ対応するあらかじめ定
められた容積変化を得るために、上記ピストンの一方お
よび双方を所定の行程だけ移動させる往復手段とを有す
る、高精度に２つの異なる測定される所要量を得るため
のマルチモード差動容積形ポンプにより計量された２つ
の容積流体の混合方法であって、 第１の流体を前記ポンプ室に閉じ込め、 第１のピストンを移動させて、そこからの第１の所要
量の容積を限定し、 第２の流体を前記ポンプ室に閉じ込め、 第２のピストンを移動させ、上記第１の容積とは異な
る第２の所要量の容積を限定し、 そこで、上記第１と第２の所要量の容積をあらかじめ
定めた割合で混合することを特徴とする方法によって解
決される。
好ましい態様において、２つのピストンは軸方向に伸
びており、一緒に、又は、別個に軸方向の運動を行うよ
うに取付けられる。最も好ましくは、第２のピストンの
同軸方向に配置された１つのピストンが２つのピストン
を運動させるために作動されて、第１の測定所要量が与
えられ、１のピストンの移動が停止した時に、第２のピ
ストンの運動が続いており、これが第２の測定所要量を
与えるものである。
びており、一緒に、又は、別個に軸方向の運動を行うよ
うに取付けられる。最も好ましくは、第２のピストンの
同軸方向に配置された１つのピストンが２つのピストン
を運動させるために作動されて、第１の測定所要量が与
えられ、１のピストンの移動が停止した時に、第２のピ
ストンの運動が続いており、これが第２の測定所要量を
与えるものである。
補助的なバルブとサンプリング用プローブが、ポンプ
に取付けられ、測定及び混合時に、広範囲の使用法を与
える。１個の混合室は、２つの所要量を混合するための
渦を引き起こすポンプとともに使用される。混合室の使
用は、プローブ中に運搬されたサンプルを希釈する前
に、混合室にある希釈液で、サンプル運搬プローブの外
側を洗浄することができる。
に取付けられ、測定及び混合時に、広範囲の使用法を与
える。１個の混合室は、２つの所要量を混合するための
渦を引き起こすポンプとともに使用される。混合室の使
用は、プローブ中に運搬されたサンプルを希釈する前
に、混合室にある希釈液で、サンプル運搬プローブの外
側を洗浄することができる。
この発明は、単一のポンプからの小容積及び大容積の
両方のための高度の分析を達成可能とする。好ましく
は、ポンプはその大きさを最少限のものとすることがで
きる。唯一個のモーターが軽量の高価でない構造体とと
もに使用でき、操作が可能となる。わずかな保守で長期
間持続する密閉を使用することができる。ポンプは、構
成成分を変えれば、変動可能な分析を提供する。自動呼
び水と泡除去は、この発明に付随する特徴である。
両方のための高度の分析を達成可能とする。好ましく
は、ポンプはその大きさを最少限のものとすることがで
きる。唯一個のモーターが軽量の高価でない構造体とと
もに使用でき、操作が可能となる。わずかな保守で長期
間持続する密閉を使用することができる。ポンプは、構
成成分を変えれば、変動可能な分析を提供する。自動呼
び水と泡除去は、この発明に付随する特徴である。
好ましい実施例の説明 この発明のマルチモード差動容積形ポンプは、第１図
の符号10にて示されており、これは第1A図に見られるよ
うに、送りねじ（リードスクリュ）を介してステップモ
ータ11に連結されたポンプ測定セクション12と、調整又
は計量セクション13から成る。
の符号10にて示されており、これは第1A図に見られるよ
うに、送りねじ（リードスクリュ）を介してステップモ
ータ11に連結されたポンプ測定セクション12と、調整又
は計量セクション13から成る。
ポンプ測定セクション12は、好ましくは、液体の流入
と流出のための出入口17、18を有する流体保持シリンダ
ー状の室16を示すブロック15から成る。第３の出入り口
17Aは、後述の特定のシステムにおいては閉じられてい
るが、所望ならば、空気泡の排出又は他の目的のために
設けることができる。上記室16は第１の端部が定常固定
シール19で密閉され、第１の端部の上方に保持される第
２の端部も第２の定常固定シール20密閉される。大きな
直径を有する第１の固体ピストン又はプランジャ21は、
室16内に往復可能に取付けられ、試液サイクルの開始時
に、第１の固体ピストン21よりも小さいな直径を有する
固体ピストン又はプランジャ24の末端23と接触して、突
合せ端部となる末端22を有する。ピストン21、24は、静
止時又はスライド時に、定常固定シール19、20のそれぞ
れにより密閉され、これは、シールの縁部で室16も密閉
される。このようにシール19と20は二重に作用する往復
密閉部材となる。
と流出のための出入口17、18を有する流体保持シリンダ
ー状の室16を示すブロック15から成る。第３の出入り口
17Aは、後述の特定のシステムにおいては閉じられてい
るが、所望ならば、空気泡の排出又は他の目的のために
設けることができる。上記室16は第１の端部が定常固定
シール19で密閉され、第１の端部の上方に保持される第
２の端部も第２の定常固定シール20密閉される。大きな
直径を有する第１の固体ピストン又はプランジャ21は、
室16内に往復可能に取付けられ、試液サイクルの開始時
に、第１の固体ピストン21よりも小さいな直径を有する
固体ピストン又はプランジャ24の末端23と接触して、突
合せ端部となる末端22を有する。ピストン21、24は、静
止時又はスライド時に、定常固定シール19、20のそれぞ
れにより密閉され、これは、シールの縁部で室16も密閉
される。このようにシール19と20は二重に作用する往復
密閉部材となる。
ピストン24は、端板26に抗して作用するスプリング25
により最下方位置にバネ張力で押される。ピストン24は
線状ベアリング27中に取付けられ、このピストンは、ス
プリング25により常時押圧される下方への動きを制限す
る止めピン28を有する。このように、好ましくは、ピス
トン21と同じ軸方向に取付けられたピストン24は、第２
図に示すように上方向に往復することができ、かつ、常
時下方へ押圧されているが、ピストン21による上方向へ
作用する圧力により、上方に移動しうる。
により最下方位置にバネ張力で押される。ピストン24は
線状ベアリング27中に取付けられ、このピストンは、ス
プリング25により常時押圧される下方への動きを制限す
る止めピン28を有する。このように、好ましくは、ピス
トン21と同じ軸方向に取付けられたピストン24は、第２
図に示すように上方向に往復することができ、かつ、常
時下方へ押圧されているが、ピストン21による上方向へ
作用する圧力により、上方に移動しうる。
第２図に示すように、より大径のピストン21は単独で
移動でき、又は、それが末端23を突合せ、上方又は下方
に移動する時は、それは、小径のピストン24とともに動
くであろう。２つのピストンが室16内で移動する時は、
室16内部の容積は室内に進入する、及び室外に出る、お
のおののピストンの容積が従がって変化し、又、ピスト
ン24が最下部に位置する時は、室16はピストン21が動く
だけで、ピストン21の容積により変化することに注意し
なければならない。
移動でき、又は、それが末端23を突合せ、上方又は下方
に移動する時は、それは、小径のピストン24とともに動
くであろう。２つのピストンが室16内で移動する時は、
室16内部の容積は室内に進入する、及び室外に出る、お
のおののピストンの容積が従がって変化し、又、ピスト
ン24が最下部に位置する時は、室16はピストン21が動く
だけで、ピストン21の容積により変化することに注意し
なければならない。
測定セクション12は、移動プレート31を垂直方向に往
復移動可能に取着している案内棒33とねじ軸34Aを支持
する水平方向に延びる固定プレート30、30A上に固定さ
れており、かつこれら固定プレートを所定の間隔に垂直
方向に保持する２枚の固定プレート33A及び33Bと共に構
成されるフレーム上に固定されることとなる。ねじ軸34
Aを有するねじ装置34には、必要に応じてプレート30と3
1の間の距離を変えて、室16内でのピストン21の移動を
変化及び／又は制限させるために、アンチバックラッシ
ュナット35が螺合しており、１つの調節方法において、
室16からの排出容積量を決定する。ピストン21は、ボル
ト装置31Aにより移動プレート31に固定され、これとと
もに移動する。移動プレート31には、案内棒33に対して
摺動可能なすべり軸受61が取着されており、また同時
に、フレーム部材60に対して回転および移動可能な取付
アセンブリーとして、ねじ軸34Aおよびアンチバックラ
ッシュナット35が配設されている。この構造は慣用のも
のであり、米国、ニューハンプシャー州所在の「KERK M
otion Products,Inc,」より製品番号「No.KHD6050」と
して容易に入手可能である。
復移動可能に取着している案内棒33とねじ軸34Aを支持
する水平方向に延びる固定プレート30、30A上に固定さ
れており、かつこれら固定プレートを所定の間隔に垂直
方向に保持する２枚の固定プレート33A及び33Bと共に構
成されるフレーム上に固定されることとなる。ねじ軸34
Aを有するねじ装置34には、必要に応じてプレート30と3
1の間の距離を変えて、室16内でのピストン21の移動を
変化及び／又は制限させるために、アンチバックラッシ
ュナット35が螺合しており、１つの調節方法において、
室16からの排出容積量を決定する。ピストン21は、ボル
ト装置31Aにより移動プレート31に固定され、これとと
もに移動する。移動プレート31には、案内棒33に対して
摺動可能なすべり軸受61が取着されており、また同時
に、フレーム部材60に対して回転および移動可能な取付
アセンブリーとして、ねじ軸34Aおよびアンチバックラ
ッシュナット35が配設されている。この構造は慣用のも
のであり、米国、ニューハンプシャー州所在の「KERK M
otion Products,Inc,」より製品番号「No.KHD6050」と
して容易に入手可能である。
移動プレート31を垂直方向に移動させるために、フレ
ーム部材60の側部において前記した固定プレート30Aの
上に配設されたステップモータ11が作動するとき、プー
リ37、38及び駆動ベルト39を介してねじ軸34Aが回転駆
動される。単一の電動モーター11からピストン21への動
力伝達機構に就いては、いかなる慣用の手段も所望によ
り使用することができる。
ーム部材60の側部において前記した固定プレート30Aの
上に配設されたステップモータ11が作動するとき、プー
リ37、38及び駆動ベルト39を介してねじ軸34Aが回転駆
動される。単一の電動モーター11からピストン21への動
力伝達機構に就いては、いかなる慣用の手段も所望によ
り使用することができる。
この発明の好ましい実施形態は、室16内においてピス
トン24がその最下部の位置に完全に達した時に、その長
さが0.68インチ（17.272mm）で、直径が0.250インチ
（6.35mm）のものであり、又、室16は直径が0.265イン
チ（6.731mm）で、長さが2.150インチ（54.61mm）であ
る。ピストン21は直径が0.2560インチ（6.5024mm）であ
り、室16内の最大移動距離は1.6インチ（40.64mm）であ
る。室の容積は1500マイクロリットルである。テップモ
ータは、1.8゜／ステップのモーターである。
トン24がその最下部の位置に完全に達した時に、その長
さが0.68インチ（17.272mm）で、直径が0.250インチ
（6.35mm）のものであり、又、室16は直径が0.265イン
チ（6.731mm）で、長さが2.150インチ（54.61mm）であ
る。ピストン21は直径が0.2560インチ（6.5024mm）であ
り、室16内の最大移動距離は1.6インチ（40.64mm）であ
る。室の容積は1500マイクロリットルである。テップモ
ータは、1.8゜／ステップのモーターである。
測定セクションの構成に関して以上に示した如く詳細
に図示され、記述されたが、これらのすべての数値は大
きく変更できることは明らかである。特定の連結及び調
節機構も変えることができる。この発明の重要な特徴
は、１つの室内で、２つの異なった径のピストンが好ま
しくは単一の駆動装置により作動される時に、異なる容
積を与えることである。ある場合には、装置の駆動を手
動とすることも可能である。
に図示され、記述されたが、これらのすべての数値は大
きく変更できることは明らかである。特定の連結及び調
節機構も変えることができる。この発明の重要な特徴
は、１つの室内で、２つの異なった径のピストンが好ま
しくは単一の駆動装置により作動される時に、異なる容
積を与えることである。ある場合には、装置の駆動を手
動とすることも可能である。
好ましくは、ポンプは常時液体が室16全体に充填され
た状態において操作され、その結果、あらかじめ定めら
れた容積量におけるピストンの移動が、ポンプ内と同一
容積量の流体の、又は、ポンプが使用される常時充填さ
れた系の他の部位の他の流体のあらかじめ定められた容
積量をすい上げ、又は排出させる。第２図から第５図
は、この発明の具体例における液体サンプリングサイク
ルにおける種々の段階におけるピストンの異なる位置を
示す。
た状態において操作され、その結果、あらかじめ定めら
れた容積量におけるピストンの移動が、ポンプ内と同一
容積量の流体の、又は、ポンプが使用される常時充填さ
れた系の他の部位の他の流体のあらかじめ定められた容
積量をすい上げ、又は排出させる。第２図から第５図
は、この発明の具体例における液体サンプリングサイク
ルにおける種々の段階におけるピストンの異なる位置を
示す。
さて、第６図について説明すると、図示した容積形ポ
ンプ10は混合室内100内における所要量の流体を混合す
るためのシステムである。このシステムは、希釈ブロッ
クからの流体の流出を第１の反応器へ、第１の反応器か
ら流出する流体をセンサ又は第２反応器へ、さらに、蠕
動ポンプ、排出領域へと連結させる。液体サンプルと緩
衝液のような液体希釈剤は室100内で混合される。好ま
しい態様において、緩衝液はトリス緩衝液であり、サン
プルは、グルコース試験装置におけると同様の試験のた
めのヒトの血清、血漿とすることができる。
ンプ10は混合室内100内における所要量の流体を混合す
るためのシステムである。このシステムは、希釈ブロッ
クからの流体の流出を第１の反応器へ、第１の反応器か
ら流出する流体をセンサ又は第２反応器へ、さらに、蠕
動ポンプ、排出領域へと連結させる。液体サンプルと緩
衝液のような液体希釈剤は室100内で混合される。好ま
しい態様において、緩衝液はトリス緩衝液であり、サン
プルは、グルコース試験装置におけると同様の試験のた
めのヒトの血清、血漿とすることができる。
第６図のシステムにおいて、２個のピンチバルブ11
0、111は、出入口17と18を有する管112、113及び管11
4、115、予熱器116及び管117を通じて混合室100に連結
される。ポンプ10も、又、図示したように、ピンチバル
ブ110、111を通して、管121により緩衝液ボトル120から
管131を介してサンプルプローブ130に接続される。この
プローブは、プローブ腕132上に、点線で示した位置か
ら、実線の輪郭位置に枢動可能に取付けられる。サンプ
ル用ガラスびん133は、プローブの腕の１つの位置に置
かれる。ピンチバルブ110と111は、１の所要量液体を形
成するために、希釈剤（緩衝液）とサンプル（血漿）を
調量し混合するために、システム内の液体の流れを決定
するために、ポンプと同期して作動する。希釈剤とサン
プルの所定量は混合室100に送られ、そこから必要量の
混合された所要量液体が符号150で全体的に示されてい
る試験装置に送られる。
0、111は、出入口17と18を有する管112、113及び管11
4、115、予熱器116及び管117を通じて混合室100に連結
される。ポンプ10も、又、図示したように、ピンチバル
ブ110、111を通して、管121により緩衝液ボトル120から
管131を介してサンプルプローブ130に接続される。この
プローブは、プローブ腕132上に、点線で示した位置か
ら、実線の輪郭位置に枢動可能に取付けられる。サンプ
ル用ガラスびん133は、プローブの腕の１つの位置に置
かれる。ピンチバルブ110と111は、１の所要量液体を形
成するために、希釈剤（緩衝液）とサンプル（血漿）を
調量し混合するために、システム内の液体の流れを決定
するために、ポンプと同期して作動する。希釈剤とサン
プルの所定量は混合室100に送られ、そこから必要量の
混合された所要量液体が符号150で全体的に示されてい
る試験装置に送られる。
第６図のシステムの典型的な操作の第１段階におい
て、サンプルを計量しそしてトリス緩衝液のような希釈
剤と混合するために、第１および第２のピストン21、24
は第２図の位置にあり、若干量の空気が意図的に細管状
のサンプルプローブ130中に取り込まれる。この事によ
り導入されたサンプル中の気泡は、最終的にサンプルが
プローブにより吸い上げられるときに、サンプルがサン
プルカップ151中で希釈されないように、また、サンプ
ルが他の液体中に分散するのを防止するために使用され
る。
て、サンプルを計量しそしてトリス緩衝液のような希釈
剤と混合するために、第１および第２のピストン21、24
は第２図の位置にあり、若干量の空気が意図的に細管状
のサンプルプローブ130中に取り込まれる。この事によ
り導入されたサンプル中の気泡は、最終的にサンプルが
プローブにより吸い上げられるときに、サンプルがサン
プルカップ151中で希釈されないように、また、サンプ
ルが他の液体中に分散するのを防止するために使用され
る。
このプローブでは、３マイクロリットルの空気が吸い
上げ可能であり、これは、第６図の構成要素をサンプル
カップを有しない実線で示された位置で行われ、或い
は、空気にさらされるすべての中間位置に保持すること
により達成される。サンプルプローブ130のチップは、
血液、尿、血漿、血清等のサンプル中に浸すことができ
る。第１および第２ピストン（プランジャ）21、24はポ
ンプ作用を発生するために、すなわち、プローブ中に３
マイクロリットルの空気を得るために、例えば0.075イ
ンチ（1.905mm）のような、非常に僅かな距離だけ下方
へ移動させる、その際、これら２個のピストンの末端2
2、23は互いに接触している。この段階では、バルブ110
は「オン」で第６図において示されている状態となり、
その反対にバルブ111は「オフ」であり第６図の状態と
は逆になり、すなわち、出入口200および203は開いてサ
ンプルプローブ130とピストン室16との間の液体の流通
を可能とし、出入口201、202はオフとなり緩衝液ボトル
120からの希釈剤の流れを閉じ、出入口203は開いて、前
述した空気のスラッグが管131、114、113を通して、プ
ローブ尖端から導入することが可能となる。その際、既
に流路中に満たされている希釈剤は、ポンプ出入口17に
向けてピストン方向に移動する。サンプルを希釈剤から
分離するために、３マイクロリットルの空気が吸い上げ
られた後に、第２段階において、このプローブ130は第
６図に実線で示したようにサンプルカップ133中に浸さ
れ、２つのプランジャ21、24は室16内で10マイクロリッ
トルの容積の増大を生じさせながら下方へ移動し続け、
その代わりに、サンプルプローブ中に10マイクロリット
ルのサンプルを吸い上げる。この第２段階において、ピ
ンチバルブ110、111は第１段階に関して説明した時と同
一の位置にあり、ポンプの構成要素は第２図に示す位置
にある。
上げ可能であり、これは、第６図の構成要素をサンプル
カップを有しない実線で示された位置で行われ、或い
は、空気にさらされるすべての中間位置に保持すること
により達成される。サンプルプローブ130のチップは、
血液、尿、血漿、血清等のサンプル中に浸すことができ
る。第１および第２ピストン（プランジャ）21、24はポ
ンプ作用を発生するために、すなわち、プローブ中に３
マイクロリットルの空気を得るために、例えば0.075イ
ンチ（1.905mm）のような、非常に僅かな距離だけ下方
へ移動させる、その際、これら２個のピストンの末端2
2、23は互いに接触している。この段階では、バルブ110
は「オン」で第６図において示されている状態となり、
その反対にバルブ111は「オフ」であり第６図の状態と
は逆になり、すなわち、出入口200および203は開いてサ
ンプルプローブ130とピストン室16との間の液体の流通
を可能とし、出入口201、202はオフとなり緩衝液ボトル
120からの希釈剤の流れを閉じ、出入口203は開いて、前
述した空気のスラッグが管131、114、113を通して、プ
ローブ尖端から導入することが可能となる。その際、既
に流路中に満たされている希釈剤は、ポンプ出入口17に
向けてピストン方向に移動する。サンプルを希釈剤から
分離するために、３マイクロリットルの空気が吸い上げ
られた後に、第２段階において、このプローブ130は第
６図に実線で示したようにサンプルカップ133中に浸さ
れ、２つのプランジャ21、24は室16内で10マイクロリッ
トルの容積の増大を生じさせながら下方へ移動し続け、
その代わりに、サンプルプローブ中に10マイクロリット
ルのサンプルを吸い上げる。この第２段階において、ピ
ンチバルブ110、111は第１段階に関して説明した時と同
一の位置にあり、ポンプの構成要素は第２図に示す位置
にある。
第３段階において、すべての構成要素の位置は第２段
階と同一であり、サンプルカップが引っ込められると、
更に４マイクロリットル空気のスラッグがプローブ中に
吸い上げられ、その結果、例え、このプローブがぬぐわ
れて洗浄されて、布でぬぐわれても、サンプルが内部か
ら漏れ落ちることはないであろう。この吸入された空気
スラッグにより生ずるプローブ先端の空気ギャップは、
プローブの外側が混合室100内でリンスされる時も、サ
ンプルを洗浄液から保護する。これら３つの段階は、す
べて、２個のプランジャが接し、かつ下方に移動するこ
とによりなされ、上述のようにバルブ111はオフの位置
にあり、110はオンの位置にある。第１、第２及び第３
段階は、２個のピストンの末端22、23が接触したままで
一体的に移動することにより実施される。これらピスト
ンは、第３図に示す位置にある。
階と同一であり、サンプルカップが引っ込められると、
更に４マイクロリットル空気のスラッグがプローブ中に
吸い上げられ、その結果、例え、このプローブがぬぐわ
れて洗浄されて、布でぬぐわれても、サンプルが内部か
ら漏れ落ちることはないであろう。この吸入された空気
スラッグにより生ずるプローブ先端の空気ギャップは、
プローブの外側が混合室100内でリンスされる時も、サ
ンプルを洗浄液から保護する。これら３つの段階は、す
べて、２個のプランジャが接し、かつ下方に移動するこ
とによりなされ、上述のようにバルブ111はオフの位置
にあり、110はオンの位置にある。第１、第２及び第３
段階は、２個のピストンの末端22、23が接触したままで
一体的に移動することにより実施される。これらピスト
ンは、第３図に示す位置にある。
第４段階において、ピストンは第４図に示す位置にあ
る。トリス緩衝液は、緩衝液びん120から、希釈液で室1
6を充填するために、例えば650マイクロリットル量が、
ポンプ中へ持ち出される。プローブは第６図の点線表示
した部位に移動して混合室内に位置し、そこで、プロー
ブの外側が、前記のサンプルから混合室に残されていた
緩衝液で洗浄される。図示されてはいないが、この段階
の後で、混合室から液体を吸い上げるために蠕動ポンプ
を使用することができる。この段階において、バルブ11
0と111はオフであり、即ち、出入口200は閉じて流体は
遮断され、201は開いて流体を流れさせ、202は閉じて流
体は遮断され、そして203は開いて流体を流れさせる。
る。トリス緩衝液は、緩衝液びん120から、希釈液で室1
6を充填するために、例えば650マイクロリットル量が、
ポンプ中へ持ち出される。プローブは第６図の点線表示
した部位に移動して混合室内に位置し、そこで、プロー
ブの外側が、前記のサンプルから混合室に残されていた
緩衝液で洗浄される。図示されてはいないが、この段階
の後で、混合室から液体を吸い上げるために蠕動ポンプ
を使用することができる。この段階において、バルブ11
0と111はオフであり、即ち、出入口200は閉じて流体は
遮断され、201は開いて流体を流れさせ、202は閉じて流
体は遮断され、そして203は開いて流体を流れさせる。
この時点で、サンプルはプローブ中にあり、混合室は
空で、ポンプは緩衝液で充填されている。第４段階の終
了時には、ピストンは第４図の位置にある。第５段階に
おいて、バルブ110と111がオンの状態で開き、プローブ
のチップがサンプル液体の液面レベルの下にあり、か
つ、大径の第１のピストンのみが移動しながら、150マ
イクロリットルの緩衝液が混合室の側部出入口151にと
り込まれる。ピンチバルブ110の出入口の200は開き、20
1は閉じたオンの状態となり、他方のピンチバルブ111も
またオンの状態になり、その出入口の202は開き、203は
閉じる。
空で、ポンプは緩衝液で充填されている。第４段階の終
了時には、ピストンは第４図の位置にある。第５段階に
おいて、バルブ110と111がオンの状態で開き、プローブ
のチップがサンプル液体の液面レベルの下にあり、か
つ、大径の第１のピストンのみが移動しながら、150マ
イクロリットルの緩衝液が混合室の側部出入口151にと
り込まれる。ピンチバルブ110の出入口の200は開き、20
1は閉じたオンの状態となり、他方のピンチバルブ111も
またオンの状態になり、その出入口の202は開き、203は
閉じる。
第６段階において、バルブ110はオンの状態となり、
その出入口200を開き、出入口201は閉じ、他方、バルブ
111はオフの状態となり、その出入口202は閉じ、そして
出入口203は開いて10マイクロリットルのサンプルを流
れさせ、続いて、サンプルを洗い流すための希釈剤とし
て40マイクロリットルの緩衝液が流される。これは、ピ
ストン21を上方に移動することにより達成される。
その出入口200を開き、出入口201は閉じ、他方、バルブ
111はオフの状態となり、その出入口202は閉じ、そして
出入口203は開いて10マイクロリットルのサンプルを流
れさせ、続いて、サンプルを洗い流すための希釈剤とし
て40マイクロリットルの緩衝液が流される。これは、ピ
ストン21を上方に移動することにより達成される。
第７段階において、出入口151から、渦巻き混合を生
ずるような高速度で、450マイクロリットルの緩衝液が
混合室に導入され、希釈されたサンプルを生成する。バ
ルブ110はオンの状態となり、バルブ111もオンの状態と
なり出入口200を開き、出入口201は閉じ、出入口202は
開き、出入口203は流れを閉じる。この時点で、第１お
よび第２のピストンは第５図の位置にある。
ずるような高速度で、450マイクロリットルの緩衝液が
混合室に導入され、希釈されたサンプルを生成する。バ
ルブ110はオンの状態となり、バルブ111もオンの状態と
なり出入口200を開き、出入口201は閉じ、出入口202は
開き、出入口203は流れを閉じる。この時点で、第１お
よび第２のピストンは第５図の位置にある。
第８段階において、サンプルは蠕動ポンプ作用により
混合室100から反応器領域に移動し、容積形ポンプ10は
混合室とプローブを洗浄するための緩衝液を充填する。
この段階において、バルブ110と111は両方ともオフであ
り、即ち、出入口200は閉じ、出入口201は開いて緩衝液
を緩衝液ボトル120から出入口18を介して容積ポンプ10
内へ流れさせ、出入口202は閉じ、出入口203は開いて緩
衝液を容積ポンプからプローブ130へ流れさせる。
混合室100から反応器領域に移動し、容積形ポンプ10は
混合室とプローブを洗浄するための緩衝液を充填する。
この段階において、バルブ110と111は両方ともオフであ
り、即ち、出入口200は閉じ、出入口201は開いて緩衝液
を緩衝液ボトル120から出入口18を介して容積ポンプ10
内へ流れさせ、出入口202は閉じ、出入口203は開いて緩
衝液を容積ポンプからプローブ130へ流れさせる。
第９段階において、第２反応器又はセンサにおいて分
析が行われ、その結果、データが表示され、その後、混
合室は蠕動ポンプにより空にされる。
析が行われ、その結果、データが表示され、その後、混
合室は蠕動ポンプにより空にされる。
第10段階において、バルブ110はバルブ111と同様にオ
ンの状態となり、その結果、出入口200は開き、出入口2
01は閉じ、出入口202は開き、出入口203は閉じる。この
状態において、室を洗浄するために、例えば、700マイ
クロリットルの緩衝液が混合室100に加えられるよう
に、ポンプ10の出入口17から管114、115を通じて混合室
へ液体を押出される。
ンの状態となり、その結果、出入口200は開き、出入口2
01は閉じ、出入口202は開き、出入口203は閉じる。この
状態において、室を洗浄するために、例えば、700マイ
クロリットルの緩衝液が混合室100に加えられるよう
に、ポンプ10の出入口17から管114、115を通じて混合室
へ液体を押出される。
第11段階において、プローブは混合室に戻され、フラ
ッシング用に60マイクロリットルの緩衝液がサンプルプ
ローブ130の洗浄に供される。この具体例において、バ
ルブ110はオンの状態とし、バルブ111はオフの状態とさ
れ、即ち、出入口200は開き、出入口201は閉じ、出入口
202は閉じ、出入口203は開いている。サンプルプローブ
は混合室内にある。
ッシング用に60マイクロリットルの緩衝液がサンプルプ
ローブ130の洗浄に供される。この具体例において、バ
ルブ110はオンの状態とし、バルブ111はオフの状態とさ
れ、即ち、出入口200は開き、出入口201は閉じ、出入口
202は閉じ、出入口203は開いている。サンプルプローブ
は混合室内にある。
第12段階では、バルブ110、111は共にオフであり、即
ち、出入口200は閉じ、出入口201は開いており、出入口
202は閉じ、出入口203は開いている。その結果、300マ
イクロリットルの緩衝液が緩衝液ボトル120から管121及
び112を通してピストン21の動きにより容積形ポンプへ
再充填される間、蠕動ポンプによる吸い出しと排出が生
じる。第２〜５図はこの段階の種々のステップの間のピ
ストンの位置を示す。
ち、出入口200は閉じ、出入口201は開いており、出入口
202は閉じ、出入口203は開いている。その結果、300マ
イクロリットルの緩衝液が緩衝液ボトル120から管121及
び112を通してピストン21の動きにより容積形ポンプへ
再充填される間、蠕動ポンプによる吸い出しと排出が生
じる。第２〜５図はこの段階の種々のステップの間のピ
ストンの位置を示す。
第13段階では、第１のピストン21が上方に移動し、バ
ルブ110と111が共にオンの状態となり、即ち、出入口20
0が開き、出入口201が閉じ、出入口202が開き、出入口2
03が閉じることにより、例えば、300マイクロリットル
の緩衝液が混合室に押出される。
ルブ110と111が共にオンの状態となり、即ち、出入口20
0が開き、出入口201が閉じ、出入口202が開き、出入口2
03が閉じることにより、例えば、300マイクロリットル
の緩衝液が混合室に押出される。
好ましいシステムの混合室100は、大気中に開放され
た定置室である。混合室は、丸い円形又は区画状の底部
を備えた円筒状のものである。底面下位部に配設された
流出用環状通路はこの室を空にする。（点線矢印153で
示した）室内において渦巻き液体を生じさせるための、
液流を室内の中心軸から外れた位置に導入することによ
り、貯留されている室内の液体と流入する液体とを良好
に混合するため、第7A図及び第7B図に示した、非中心部
導入管152が設けられる。好ましい態様において、室の
直径は0.312インチ（7.9248mm）であり、かつ、流入口
の直径は0.031インチ（0.7874mm）であり、かつ、流入
口0.085インチ（2.159mm）のオフセットで室の側部に入
り、即ち、半径に対して90度の角度で室の半径の中心点
で室に入る。
た定置室である。混合室は、丸い円形又は区画状の底部
を備えた円筒状のものである。底面下位部に配設された
流出用環状通路はこの室を空にする。（点線矢印153で
示した）室内において渦巻き液体を生じさせるための、
液流を室内の中心軸から外れた位置に導入することによ
り、貯留されている室内の液体と流入する液体とを良好
に混合するため、第7A図及び第7B図に示した、非中心部
導入管152が設けられる。好ましい態様において、室の
直径は0.312インチ（7.9248mm）であり、かつ、流入口
の直径は0.031インチ（0.7874mm）であり、かつ、流入
口0.085インチ（2.159mm）のオフセットで室の側部に入
り、即ち、半径に対して90度の角度で室の半径の中心点
で室に入る。
この発明の特別の態様を述べたが、多くの変形が可能
である。各種材料の所要量は異なる測定量で使用可能で
あり、上述の特定量は当業者に明らかのように大きく変
えることができる。この発明のポンプ内におけるシリン
ダーを置換することにより、及び、その直径を変えるこ
とにより、ポンプからの流出量を変えることができる。
ポンプは、異なったサイズの液体量を測定するため、種
々の環境下で使用できる。
である。各種材料の所要量は異なる測定量で使用可能で
あり、上述の特定量は当業者に明らかのように大きく変
えることができる。この発明のポンプ内におけるシリン
ダーを置換することにより、及び、その直径を変えるこ
とにより、ポンプからの流出量を変えることができる。
ポンプは、異なったサイズの液体量を測定するため、種
々の環境下で使用できる。
ある場合には、ピストンは同軸方向に配置する必要は
ないが、単一のモーターにより制御されるように位置す
るのが好ましい。他の場合には、２以上の別個の異なる
直径のピストン（図示されていない）が、一定容積の室
に設けられ、互いに独立して往復運動し、その室から１
以上の所要量を測定する。ピストンが異なる直径を有す
る限りにおいて、ピストンはポンプからの異なる液体容
積を排出できる利点を有し、ピストンは互いに独立のモ
ーターで作動させることも可能である。
ないが、単一のモーターにより制御されるように位置す
るのが好ましい。他の場合には、２以上の別個の異なる
直径のピストン（図示されていない）が、一定容積の室
に設けられ、互いに独立して往復運動し、その室から１
以上の所要量を測定する。ピストンが異なる直径を有す
る限りにおいて、ピストンはポンプからの異なる液体容
積を排出できる利点を有し、ピストンは互いに独立のモ
ーターで作動させることも可能である。
好ましくは、ピストンは、その移動の少くともある部
分の間は、互いに同期運動し、それらの行程容積に影響
しあう。
分の間は、互いに同期運動し、それらの行程容積に影響
しあう。
好ましい容積形ポンプにおいてこのような移送方法を
使用する時は、好ましくは２個のピストンが使用される
が、３個又はそれ以上のピストンも使用できる。第２ピ
ストンは0.2500インチ（6.35mm）の直径を有し、0.2560
インチ（6.5024mm）の直径の第１ピストンとともに、バ
ネ負荷される。当業者に自明ないかなる結合でもよい
が、慣用の組み合わせに基づく送りネジとアンチバック
クラッシュナットにより、バックラッシュの無い正確な
上下への運動が達成される。送りネジは、好ましくは、
1.8゜／ステップのテップモータにより回転される。送
りねじの全ストロークは、約1.6インチ（40.64mm）であ
る。下方に位置する第１ピストンは、最高位置まで全行
程を上昇した時、ポンプに対してホームポジションにあ
る。（ピストンの最高位置を参照するため、光機械的フ
ラッグを使用するステッパーモータに対する基準点）こ
れは、第２図に示されるサンプリング位置である。この
位置で、第１ピストンが送りねじを介してステッパーモ
ータにより下降させられる時は、上方に位置する第２ピ
ストンは、第１ピストンの移動行程に従がう。なぜな
ら、それは第２ピストン自体が上方からバネ負荷されて
おり、バネ力は密閉装置が第１ピストンに抗する摩擦力
よりも、ずっと大きい。２つのピストンが一体化して移
動する時は、室内の流体の排除又は吸入は次の条件に基
づく。
使用する時は、好ましくは２個のピストンが使用される
が、３個又はそれ以上のピストンも使用できる。第２ピ
ストンは0.2500インチ（6.35mm）の直径を有し、0.2560
インチ（6.5024mm）の直径の第１ピストンとともに、バ
ネ負荷される。当業者に自明ないかなる結合でもよい
が、慣用の組み合わせに基づく送りネジとアンチバック
クラッシュナットにより、バックラッシュの無い正確な
上下への運動が達成される。送りネジは、好ましくは、
1.8゜／ステップのテップモータにより回転される。送
りねじの全ストロークは、約1.6インチ（40.64mm）であ
る。下方に位置する第１ピストンは、最高位置まで全行
程を上昇した時、ポンプに対してホームポジションにあ
る。（ピストンの最高位置を参照するため、光機械的フ
ラッグを使用するステッパーモータに対する基準点）こ
れは、第２図に示されるサンプリング位置である。この
位置で、第１ピストンが送りねじを介してステッパーモ
ータにより下降させられる時は、上方に位置する第２ピ
ストンは、第１ピストンの移動行程に従がう。なぜな
ら、それは第２ピストン自体が上方からバネ負荷されて
おり、バネ力は密閉装置が第１ピストンに抗する摩擦力
よりも、ずっと大きい。２つのピストンが一体化して移
動する時は、室内の流体の排除又は吸入は次の条件に基
づく。
1.第１ピストンの直径 2.第２ピストンの直径 3.ピストンの下方移動距離 この場合、第１ピストンの直径は第２ピストンの直径
より大きく、そのため、２つのピストンが一体となって
下方に移動する時は、真空が形成されるので液体は室内
に吸引される。吸引される液体の容積は、（πR1 2−πR
g 2×下方移動距離）となるであろう。
より大きく、そのため、２つのピストンが一体となって
下方に移動する時は、真空が形成されるので液体は室内
に吸引される。吸引される液体の容積は、（πR1 2−πR
g 2×下方移動距離）となるであろう。
10マイクロリットルの流体を吸引するためには、２つ
のピストンは一体となって0.250インチ（6.35mm）移動
する必要があるだろう。この解決（resolution）は、市
販されているHamilton 100マイクロリットルシリンジポ
ンプのものと同等である。
のピストンは一体となって0.250インチ（6.35mm）移動
する必要があるだろう。この解決（resolution）は、市
販されているHamilton 100マイクロリットルシリンジポ
ンプのものと同等である。
試液を吸引する時点では、第１ピストンはもはや第２
ピストンとは接していないので下方に移動することがで
きる。第２ピストンはそのストロークの終了時で止ま
る。２つのピストンが接しなくなり、第１ピストンが下
方に移動する時は、室で排除される容積はπR1 2×下方
移動距離であり、これは、２個のピストンが一体となっ
て移動する時に排除される容積と比較すると大きく異な
る。500マイクロリットルの試液を吸引するにはピスト
ンは約0.60インチ（15.24mm）移動しなければならない
であろう。
ピストンとは接していないので下方に移動することがで
きる。第２ピストンはそのストロークの終了時で止ま
る。２つのピストンが接しなくなり、第１ピストンが下
方に移動する時は、室で排除される容積はπR1 2×下方
移動距離であり、これは、２個のピストンが一体となっ
て移動する時に排除される容積と比較すると大きく異な
る。500マイクロリットルの試液を吸引するにはピスト
ンは約0.60インチ（15.24mm）移動しなければならない
であろう。
この解決は、市販の2000マイクロリットルシリンジの
解決に等しいであろう。
解決に等しいであろう。
試液及びサンプルを排除するには、ピストンは別個
に、又は必要ならば共に移動しなければならないであろ
う。好ましい態様の特定のポンプは、サンプリングに対
して0.62インチ（15.748mm）のストロークが、試液に対
してさらに１インチ（25.4mm）のストロークをもつこと
が企図される。
に、又は必要ならば共に移動しなければならないであろ
う。好ましい態様の特定のポンプは、サンプリングに対
して0.62インチ（15.748mm）のストロークが、試液に対
してさらに１インチ（25.4mm）のストロークをもつこと
が企図される。
ピストンの径を適切に選ぶことにより、非常に少量の
サンプルを正確に吸引でき、かつ、右サンプルをずっと
多量の試液で正確に希釈することが可能である。ピスト
ン径は一定にするのが好ましく、少くとも室内を移動す
る横断面は一定であるのが好ましい。直径とストローク
長の正しい組みあわせは、すべての所望の混合割合を与
えることができる。
サンプルを正確に吸引でき、かつ、右サンプルをずっと
多量の試液で正確に希釈することが可能である。ピスト
ン径は一定にするのが好ましく、少くとも室内を移動す
る横断面は一定であるのが好ましい。直径とストローク
長の正しい組みあわせは、すべての所望の混合割合を与
えることができる。
本実施例においては１つの好ましい態様が示されてい
るが、ポンプの特別の構成要素と同様に、システムにお
いても変更を行うことが可能である。２個のピストンの
取付け方法を、大きさと同様大きく変えることができ
る。図示されたようにシステムは上下２個の出入口をも
つことが好ましいが、１又は複数のバルブを三方バルブ
のようなものとして使用することができる。ポンプは当
業者に明らかのように、バルブと管が異なったシステム
装置において、多くの適用状態で使用できる。
るが、ポンプの特別の構成要素と同様に、システムにお
いても変更を行うことが可能である。２個のピストンの
取付け方法を、大きさと同様大きく変えることができ
る。図示されたようにシステムは上下２個の出入口をも
つことが好ましいが、１又は複数のバルブを三方バルブ
のようなものとして使用することができる。ポンプは当
業者に明らかのように、バルブと管が異なったシステム
装置において、多くの適用状態で使用できる。
上述の如く、この発明のポンプは異なった量のサンプ
ル及び試液又は緩衝液を測定するために使用できること
は明らかである。この発明は、２個の別個のシリンジ又
は排除ポンプに対する要求を替えることができる。１つ
になったユニークな２つのポンプは、それら機器要素の
コストを切り下げることができ、又、従来より市販され
ている100マイクロリットルのポンプ、これにあって
は、空気泡システムを除くため、しばしばシリンジが除
去され、手動により呼び水されなければならないもので
あるが、このポンプの不利な点である、過剰な呼び水サ
イクルを除去することができる。
ル及び試液又は緩衝液を測定するために使用できること
は明らかである。この発明は、２個の別個のシリンジ又
は排除ポンプに対する要求を替えることができる。１つ
になったユニークな２つのポンプは、それら機器要素の
コストを切り下げることができ、又、従来より市販され
ている100マイクロリットルのポンプ、これにあって
は、空気泡システムを除くため、しばしばシリンジが除
去され、手動により呼び水されなければならないもので
あるが、このポンプの不利な点である、過剰な呼び水サ
イクルを除去することができる。
この発明の容積形ポンプは、グルコース、クレアチニ
ン、コレステロール、又は血清、体液濃縮物を分析する
ときの生物分析のように、希釈剤又は試液中のサンプル
を測定するために使用できる。しかしながら、例えば、
１〜100倍、あるいはそれ以上の希釈剤の量の中に希釈
されて１ミリリットルまでの量とされるような、少量の
１つの液が他の液で希釈されるという工業的使用に対す
る高精度試液を製造する時に、あらかじめ定められた量
の２つの液体を混合する。同様に、医療上の成分が、こ
の発明の差動ポンプを使用して混合される。各種の成分
は大きく変えることができる。ピストンは四角、不規則
形、又は円形でもよく、固体又は半固体材料が使用でき
る。ポンプを作動するための各種密閉装置及び各部の相
互連結は、機械分野の当業者に公知のように変更でき
る。ある場合には、むしろ、１個のピストンは第２のピ
ストンと関連して動き、又、第２のピストンが移動する
間、１個のピストンは運動を止め、ピストンは、第１の
ピストンが第２のピストンに向けて移動するとき、第２
のピストンが第１のピストンの体中にスライドするよう
に配列することができる。これは、構成要素の逆転であ
り、この発明の範囲内であると考えられるべきである。
ン、コレステロール、又は血清、体液濃縮物を分析する
ときの生物分析のように、希釈剤又は試液中のサンプル
を測定するために使用できる。しかしながら、例えば、
１〜100倍、あるいはそれ以上の希釈剤の量の中に希釈
されて１ミリリットルまでの量とされるような、少量の
１つの液が他の液で希釈されるという工業的使用に対す
る高精度試液を製造する時に、あらかじめ定められた量
の２つの液体を混合する。同様に、医療上の成分が、こ
の発明の差動ポンプを使用して混合される。各種の成分
は大きく変えることができる。ピストンは四角、不規則
形、又は円形でもよく、固体又は半固体材料が使用でき
る。ポンプを作動するための各種密閉装置及び各部の相
互連結は、機械分野の当業者に公知のように変更でき
る。ある場合には、むしろ、１個のピストンは第２のピ
ストンと関連して動き、又、第２のピストンが移動する
間、１個のピストンは運動を止め、ピストンは、第１の
ピストンが第２のピストンに向けて移動するとき、第２
のピストンが第１のピストンの体中にスライドするよう
に配列することができる。これは、構成要素の逆転であ
り、この発明の範囲内であると考えられるべきである。
第１図は、マルチ・モード差動容積形ポンプの好ましい
態様の正面図である。 第1A図は、第１図における要部側断面図である。 第２図は、サンプリングサイクル開始時の半図式的な、
横断面図である。 第３図は、サンプリングサイクル終了時の半図式的な、
横断面図である。 第４図は、希釈測定サイクル開始時の半図式的な、横断
面図である。 第５図は、希釈測定サイクル終了時の半図式的な、横断
面図である。 第６図は、実験室用測定器具中の緩衝液と混合されるサ
ンプルのための混合室を連結した、この発明のマルチモ
ード差動容積形ポンプの使用のためのシステムを示す、
半図式的なダイアグラムである。 第7A図、第7B図は、好ましい渦混合室及びこの発明で使
用されるサンプルプローブのそれぞれ半図式的な側面図
及び上面図である。
態様の正面図である。 第1A図は、第１図における要部側断面図である。 第２図は、サンプリングサイクル開始時の半図式的な、
横断面図である。 第３図は、サンプリングサイクル終了時の半図式的な、
横断面図である。 第４図は、希釈測定サイクル開始時の半図式的な、横断
面図である。 第５図は、希釈測定サイクル終了時の半図式的な、横断
面図である。 第６図は、実験室用測定器具中の緩衝液と混合されるサ
ンプルのための混合室を連結した、この発明のマルチモ
ード差動容積形ポンプの使用のためのシステムを示す、
半図式的なダイアグラムである。 第7A図、第7B図は、好ましい渦混合室及びこの発明で使
用されるサンプルプローブのそれぞれ半図式的な側面図
及び上面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョーン・ディー・クザバン アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01915、ビヴァリー、ユニット 202、ダ ック・ポンド・ロード ４
Claims (17)
- 【請求項１】高精度に、少なくとも２つの異なる測定さ
れる所要量を得るための、マルチモード差動容積形ポン
プであって、 内部に第１及び第２ピストンを保持する縦長のポンプ室
と、 上記室内に往復運動可能に取付けられた、第１の容積を
限定する上記第１のピストンと、 上記室内に往復運動可能に取付けられた、第２の容積を
限定する上記第２のピストンと、 上記２つの異なる所要量にそれぞれ対応するあらかじめ
定められた容積変化を得るために、上記ピストンの一方
および双方を所定の行程だけ移動させる往復手段とを有
することを特徴とするポンプ。 - 【請求項２】上記２つのピストンが同軸上に整列され、
かつ、一緒に移動可能である請求項１に記載のマルチモ
ード差動容積形ポンプ。 - 【請求項３】上記２つのピストンが２つの異なる直径を
有し、これが、上記ポンプ室への出口においてシールに
より密封されている請求項２に記載のマルチモード差動
容積形ポンプ。 - 【請求項４】上記第２のピストンが、上記第１のピスト
ンよりも小さな直径を有し、上記第２のピストンが、上
記第１のピストンの端部に抗してバネ負荷されている請
求項３に記載のマルチモード差動容積形ポンプ。 - 【請求項５】上記シールの少くとも１つが定常固定シー
ルである請求項３に記載のマルチモード差動容積形ポン
プ。 - 【請求項６】上記シールの少くとも１つが定常固定シー
ルであり、上記第１のピストンが該第１のピストンを移
動するためにモータに連結されている請求項４に記載の
マルチモード差動容積形ポンプ。 - 【請求項７】上記第１のピストンが、上記第２のピスト
ンを間接的に移動するためにモータに連結されている請
求項１に記載のマルチモード差動容積形ポンプ。 - 【請求項８】上記第１のピストンが移動プレート上に配
置されるとともに送りねじ装置を介してステップモータ
により駆動可能とされている請求項１に記載のマルチモ
ード差動容積形ポンプ。 - 【請求項９】上記第１のピストンが、上記第２のピスト
ンの移動区間にまで食い込んで共に運動可能とするため
に、第２のピストンが、上記第１のピストンに抗してバ
ネ負荷されかつ偏倚されている請求項８項記載のマルチ
モード差動容積形ポンプ。 - 【請求項１０】内部に第１及び第２ピストンを保持する
縦長のポンプ室と、上記室内に往復運動可能に取付けら
れた、第１の容積を限定する上記第１のピストンと、上
記室内に往復運動可能に取付けられた、第２の容積を限
定する上記第２のピストンと、上記２つの異なる所要量
にそれぞれ対応するあらかじめ定められた容積変化を得
るために、上記ピストンの一方および双方を所定の行程
だけ移動させる往復手段とを有する、高精度に２つの異
なる測定される所要量を得るためのマルチモード差動容
積形ポンプにより計量された２つの容積流体の混合方法
であって、 第１の流体を前記ポンプ室に閉じ込め、 第１のピストンを移動させて、そこからの第１の所要量
の容積を限定し、 第２の流体を前記ポンプ室に閉じ込め、 第２のピストンを移動させ、上記第１の容積とは異なる
第２の所要量の容積を限定し、 そこで、上記第１と第２の所要量の容積をあらかじめ定
めた割合で混合することを特徴とする方法。 - 【請求項１１】上記第１及び第２のピストンが、互いに
異なる直径を有しており、 第２のピストンの直径が、第１のピストンの直径よりも
小さく、 上記ポンプ室が、液状の流体で充填される請求項10に記
載の方法。 - 【請求項１２】上記第２のピストンが、上記第１のピス
トンと同軸に配列され、一体になって第２のピストンの
移動区間である第２の位置にまで往復運動可能であり、
かつ上記第２のピストンは第１のピストンの運動をとも
なわずに、該第１のピストンの移動区間である第１の位
置に食い込んで移動可能に取付けられている請求項11に
記載の方法。 - 【請求項１３】上記第１のピストンを上記第２のピスト
ンに抗して押し進める間、上記第１及び第２のピストン
は上記所要量の容積を限定する位置にまで移動させ、次
に、上記第１のピストンの移動が停止した後、上記第２
のピストンが運動を続ける請求項10に記載の方法。 - 【請求項１４】上記第１及び第２のピストンが、互いに
同軸に配列され、かつ上記第２のピストンは上記第１の
ピストンの端部に接触してこの端部をばね負荷している
請求項13に記載の方法。 - 【請求項１５】上記ポンプ室が液体で充填され、かつ、
上記室から取り出される第１及び第２の所要量の液体
が、混合域で互いに混合される２つの選択された第１及
び第２の材料にそれぞれ対応する所要量を規定している
請求項14に記載の方法。 - 【請求項１６】上記第１及び第２の所要量が上記混合領
域で混合され、分析のために試験装置に通される、生物
学的サンプルと希釈剤から成る請求項15に記載の方法。 - 【請求項１７】上記生物学的サンプルが上記混合領域に
通される前にエアースペースにより他の液体から分離さ
れる請求項16に記載の方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US213,169 | 1988-06-29 | ||
| US07/213,169 US4941808A (en) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | Multi-mode differential fluid displacement pump |
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|---|---|
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| JP (1) | JP2826841B2 (ja) |
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| DE (1) | DE68915865T2 (ja) |
| ES (1) | ES2055064T3 (ja) |
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1989
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1992
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030004028A (ko) * | 2001-06-28 | 2003-01-14 | 에섹 트레이딩 에스에이 | 점성 액체의 계량된 배출을 위한 장치 |
Also Published As
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| ATE106991T1 (de) | 1994-06-15 |
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