JP3573809B2 - ピペットシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の目的】
本発明は、注射器とピペットを備えたピペットシステムであって、注射器は取付部および注射器プランジャを備えており、ピペットは取付部を収容する収容空間と、注射器プランジャを収容する収容体と、取付部を収容空間に注射器プランジャを収容体にそれぞれ逆回転可能に固定するための締付手段と、収容体をピペット本体内において変位せしめるためのプランジャ調節手段を備えており、注射器はさらに、注射器および／または注射器の状態に関する情報を有するデータキャリヤを備え、ピペットはさらに、データキャリヤの情報を検出するための検出手段を備えているピペットシステムに関するものである。
【０００２】
このような形式のピペットシステムは、しばしば反復ピペットシステムあるいは多重ピペットシステムとして規定され、注射器から徐々に液体を流出させることができる。このような反復ピペットシステムは、ＤＥ‐Ｃ２２９２６６９１に記載されており、この文献では、特に、反復ピペットシステムの反復機構が記載されている。また、前記反復ピペットシステムの注射器を固定するための方法が記載されている。この目的のために、注射器は一端から前記一端に向かって開口した実質上Ｕ字形状の溝内に挿入せしめられるべく適合した注射器フランジを備えている。軸方向の押付スプリングが挿入された注射器フランジをナットに固定する。注射器プランジャのプランジャ調節手段への接続のために、挿入部材が注射器プランジャの端部を２つの顎の間に収容せしめるべく設けられている。顎はフラップ用クランプ部材によって前記注射器プランジャに対して押し付けられる。前記クランプ部材の作動レバーが開口に沿って本体から突出している。
【０００３】
このシステムによれば、注射器フランジはさらに、反復ピペットのスプリングによって作動せしめられるレバーが作用するような形状を有している。レバーはプランジャ調節手段に連結されており、排出量を調節する。このとき、注射器フランジは、その本体収容空間内における回転位置に依存して、異なる排出量を調節するような形状を有している。これによってユーザーは注射器収容空間内におけるその回転位置によって注射器の排出量を調節することができる。しかしながら、この反復ピペットにおいては、異なった吸収能力をもった注射器が用いられている。これらの注射器は全長が同一であるために互いに異なる断面積を有している。それ故、異なる注射器の注射器フランジを同一形状とすることによって排出量を一致した方法で調節することはできない。それどころか、異なる吸収能力をもつ注射器の挿入に際して取替作業を必要とする。
【０００４】
利用可能なスペースが限られていることから、異なった注射器は独立した形状を有することができない。さらに、その形状は排出量の離散的な調節のみを可能とする。その形状によって決定される調節範囲の中間値またはそれを越える値を達成することはできない。
【０００５】
上記事実に鑑み、本発明の目的は、挿入された注射器の識別またはその注射器の状態の識別を可能とするピペットシステムを提供することである。特に、システムは如何なる交換作業も必要とすることなく、排出量の調節を容易に行うことができるようにすべきである。
【０００６】
【発明の構成および効果】
上記課題を解決すべく、本発明の構成を、注射器とピペットを備えたピペットシステムであって、注射器は取付部および注射器プランジャを備えており、ピペットは取付部を収容する収容空間と、注射器プランジャを収容する収容体と、取付部を収容空間に注射器プランジャを収容体にそれぞれ逆回転可能に固定するための締付手段と、収容体をピペットの本体内において変位せしめるためのプランジャ調節手段を備えており、注射器はさらに、注射器の容積および／または洗浄状態および／または充填物質の情報を有するデータキャリヤを備え、ピペットはさらに、データキャリヤの情報を検出するための検出手段を備えているピペットシステムにおいて、取付部および注射器プランジャは収容空間および前記収容体の軸方向の開口に沿ってピペット内においてそれらの取付位置まで軸方向に運動可能になっており、データキャリアは、検出手段がデータキャリアの情報を検出するための検出位置に配置され、取付部は、軸方向位置のデータキャリヤとして、軸方向に関して少なくとも一方の側に配置された検知領域を有していることを特徴とするピペットシステムとしたものである。
【０００７】
本発明によるピペットシステムによれば、注射器は注射器および／または注射器の状態に関する情報を有するデータキャリヤを備えている。かかる情報は、注射器の容積またはそれ以外の一定のデータ等の注射器の特徴的なデータに関する。情報はまた、その洗浄状態または充填物質等の注射器の他のデータに関係し得る。さらに、ピペットはデータキャリヤの情報を読み取る検出手段を有している。すなわち、ピペットは所定位置において関係する注射器を識別し、および／またはその注射器の状態を検出する。その結果、本発明によるピペットシステムはそれぞれのピペットパラメータを自動的に決定し、または調節し得る。それ故、もはやユーザーが時間を浪費する如何なる作業をする必要もない。特に、評価手段が、プランジャ調節手段の設定値を考慮して、検出手段によって読み取られた情報を現実に調節された排出量の値に変換すべく設けられている。これによってユーザーは実際の要求に応じた形式の注射器を使用することができ、時間を浪費する如何なる取替作業を行うことなく、排出量を調節することができる。加えて、これによって利用可能な排出面積の範囲内で排出量の連続的な選択が可能となる。それ故、プランジャ調節手段はただ調節され得るだけであり、排出量はディスプレイ手段によって直接表示される。
【０００８】
データキャリヤ上に情報を物理的に与えることによって検出手段は機械的に、電気的に、光学的に、磁気的に、電磁誘導的に、静電容量的におよび／または音響学的に検出することができる。評価手段またはディスプレイ手段もまた、機械的、電気的および／または光学的作動モードにおいて作動し得る。この場合、小型電気回路またはＬＣＤディスプレイが使用され得る。
【０００９】
注射器はピペットに対し、軸方向に運動可能に連結され得る。それによってデータキャリヤおよび検出手段の相互整合が達成される。この目的のために、取付部に対する収容空間および注射器プランジャに対する収容体が軸方向の開口を有している。
【００１０】
好ましくは、注射器の取付部はデータキャリヤとして機能する。大容積の注射器は、いずれもそれらをピペットに固定するための取付部を備えたアダプターを必要とするような大きさとなり得る。その場合に、データキャリヤはアダプターの取付部に設けられ得る。好ましくは、取付部は同時にデータキャリヤとしても機能し得る注射器フランジまたはアダプターフランジからなっている。
【００１１】
情報は検知領域の配置および軸方向位置の中に含まれ得る。検知領域はリング（例えば、銃眼を設けられたリング) 内に配置されており、それによって注射器は反復ピペット内に異なる回転位置で挿入され得る。好ましくは、すべての検知領域は、注射器上において、軸方向に関して一方の側にある位置と、他方の側にある位置のただ２つの可能な異なる軸方向位置のみを与えられる。これによって情報の二進表記法が可能となり、それによって検出エラーの生じることが防止される。全体で７個の検知領域とすることによって十分な個数の異なる注射器容積を表示することが可能となる。これは実際の要求を十分に満足している。このとき、如何なる検出エラーも検出され得る。
【００１２】
位置合わせノーズは注射器フランジ上に設けられ、ガイド溝が反復ピペットの収容空間内に設けられ、注射器およびそのデータキャリヤが検出手段と再現可能に整合せしめられる。いくつかの位置合わせノーズおよびガイド溝を配置することによってユーザーは任意の望まれた角度に注射器を固定することができ、自動的な整合の後、評価手段は個々の角度位置とは無関係に注射器の容積を決定する。ガイドはただ検出手段をデータキャリヤに対し正確に整合せしめるだけである。
【００１３】
検出手段は検知領域の位置を検出するための位置センサからなっている。位置センサはスプリング手段によって注射器の検知領域に向けて軸方向に押し付けられた検出ピンを備えている。検出ピンは好ましくは、注射器フランジに対するフランジ当接部材を越えて軸方向に押し付けられ得る。
【００１４】
検出された情報の排出量に対する読み取りへの変換は、すべて機械的になされる。しかしながら、検出ピンはまた、エレクトロニクス的評価を行うべくマイクロスイッチに接続され得る。好ましくは、実施例によれば、検出ピンはシリコンのような弾性をもつ柔軟な材料から形成された環状板の軸方向の節として形成されている。中空空間の底において、節は導電材料を備えている。環状板は節を備えた面の反対側の面において環状のプリント基板に固定されており、幾つかのプリント基板が各節に関係している。プリント基板は導電材料によって電気的に相互接続される。環状板の節を備えた面は、環状の締付板によってプリント基板に固定されており、環状の締付位置は節に対する貫通孔を有している。加えて、環状の締付板は節を注射器フランジによる極端な押し付けから保護する。この検出手段は低コストで製造され、また取り付けられ、高い作動信頼性を有している。
【００１５】
さらに、位置センサは一定位置において押し付けられ、スイッチが入れられる圧力センサからなっている。適当な圧力センサは文献「タッチミー‐タスタツーレン ミット ドルック ウント ポジチオンス センソーレン（Ｔｏｕｃｈ ｍｅ − Ｔａｓｔａｔｕｒｅｎ ｍｉｔ Ｄｒｕｃｋ− ｕｎｄ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ−ｓｅｎｓｏｒｅｎ） 」，コンストルクチオンスプラクシス（Ｋｏｎｓｔｒｕｋｔｉｏｎｓｐｒａｘｉｓ） 、Ｎｏ．５、１９９３年５月発行、第２３卷頁８４〜８５に記載されている。これらの圧力センサはまた、ＦＳＲ‐ＴＭ圧力センサ（圧力検出レジスタタッチミー圧力センサ（Ｆｏｒｃｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｔｏｕｃｈ ｍｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒｓ））として知られている。その基本形式は、互いに積層された２つのポリマー層を有している。一方の層はインターデジタル電極によって被覆されており、他方の層は適当な半導体材料によって被覆されている。無負荷状態において、出力抵抗は通常１ＭΩまたはそれ以上である。負荷状態においては、表面が負荷状態にあるときは出力抵抗は一般に４００〜４０ｋΩまで落ちる。この抵抗の変化がスイッチ命令として使用される。このような圧力センサは、微小開閉路を有しており、その結果、寸法差を補整すべくピペット本体内に弾性付勢された状態で保持されている。
【００１６】
最後に、実施例は検出手段、評価手段および／またはディスプレイ手段が後付けされ得るような反復システムを与える。特に、この後付けは関係する電気的システムの形式に関連している。
【００１７】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。
図１には、吸収能力が視認できるような注射器１を示した。円筒形の注射器本体２は周知の構造を有しており、底に注射器に対する差込みコーン３を備えている。注射器プランジャ４はその端部にピアス５を備えており、注射器本体から上方に突出している。上部ピアス５はプランジャ鍔６によって制限され、その上方に注射器が反復ピペットの収容体に固定され得るようになっている。
【００１８】
さらに、注射器本体は上端に注射器フランジ７を有している。注射器フランジ７は検知領域９を備えたリング８を有している。検知領域９は注射器フランジ上端面の凹部として形成されている。凹部の２つの異なる深さに対応して２種類の検知領域９が存在する。すなわち、異なる種類の検知領域９は互いに注射器本体２における軸方向位置が異なっている。リング８は全体で７個の検知領域９を備えており、異なる凹部の個数および配置は注射器１の最大吸収容積に関する情報を有している。
【００１９】
図２のＡ〜Ｉは、これら検知領域９の異なる配置を図示したものである。７つの検知領域９はそれぞれ同一の四角形状を有しており、検出手段１１の検出ピン１５を作動せしめる底の浅い検知領域を黒く塗り潰してある。これらの検知領域は、９つの異なるパターン（Ａ〜Ｉ）で配置されることができ、検出手段１１に対する注射器１の回転位置とは無関係に反復ピペット２３内に設けられた検出手段によって明確に検出され、評価され得る。同時に、奇数個の底の浅い検知領域のみが常に評価されるという事実から、検出手段１１の検出ピン１５欠陥によって検出エラーが生じたとしても、このエラーは容易に検出され得る。なぜなら、偶数個の底の浅い検知領域が検出手段によって検出されるようになっているからである。
【００２０】
さらに、図１に示したように、注射器フランジは上方に先細になった位置合わせノーズ１０を備えている。７個の位置合わせノーズ１０が設けられており、これらノーズはそれぞれ隣合った検知領域９の間に配置されている。
【００２１】
注射器フランジ７の情報を検出する検出手段１１が図３〜図７に示してある。検出手段１１は上面に導電路１３を備えた環状のプリント回路基板１２を備えている。プリント回路基板１２の導電路が備えられた面にはシリコン性の環状板１４が配置されている。環状板１４は７個の節１５を備えている。これら７個の節１５は注射器１の検知領域９に対応して中心軸のまわりに均一に分布しており、よって、互いに５１．４°の角距離αだけ離れて配置されている。節１５は導電路１３が備えられた面に向かって開口した中空空間１６を有している。この中空空間１６の底には節１５が導電ドットあるいは導電ラッカーの形状の導電材料１７を備えている。導電材料１７の下方にはプリント回路基板１２が導電路１３を備えている。導電路１３は節１５を軸方向に押すことによって導電材料１７によって互いに電気的に接続される。節１５は弾性的に押し付けられ、押し付けが解除されると、もとの形状に弾性的に復帰する。
【００２２】
節を備えた板１４は環状の締付板１８によってプリント回路基板１２に固定されている。環状の締付板１８は節１５が上方に突出する貫通孔１９を備えている。
【００２３】
導体接続２０、２１が検出手段１１の対向する端縁において上方に案内されている。導体接続２０、２１はそれぞれ多数の電気的接続を確立することができる。さらに、検出手段１１はその外周にセンタリング凹部２２を有している。
【００２４】
もし、節１５が検知領域９に整合せしめられることによって検出手段１１が注射器フランジ７の上面に押し付けられるならば、節１５は浅い方の検知領域９によって押し付けられ、その結果、下方にある導電路１３が導電材料１７によって相互接続され得る。深い方の凹部に押し込められる残りの節１５は、対応するスイッチ状態にもたらされない。各節１５のスイッチ状態によって注射器フランジ７に含まれる情報は、導体接続２０、２１上に移され得る。
【００２５】
図８〜図１１において、反復ピペットシステムは検出手段１１および対応する注射器１を備えている。システムは反復ピペット２３を備えており、ピペット２３は注射器フランジ７に対する収容空間２５を備えたピペット本体２４を有している。ピペット本体２４における収容空間２５の上方には、スプリングによって支持された当接部材２６が配置され、この当接部材２６は図面に垂直な方向に分割されている。
【００２６】
さらに、ピペット本体２４内には注射器プランジャ４に対する（図示はしない）プランジャ収容空間を備えた収容体２７が配置されている。この収容体２７は駆動ロッド２８および（図示はしない）反復機構によって軸方向に変位可能となっている（ＤＥ‐Ｃ２２９２６６９１参照）。
【００２７】
ピペット本体２４の半径方向の切欠部内には、注射器フランジ７に対するグリップレバー２９が互いに直径方向に対向して配置されている。加えて、収容体２７の半径方向の切欠部３０内には、プランジャ鍔６に対するグリップレバー３１が直径方向に対向して所定位置に配置されている。注射器グリップレバー２９は内側にカム３２を備えており、カム３２は鍔グリップレバー３１の外側に向かって旋回し得るようになっている。
【００２８】
ピペット本体２４は注射器フランジ７に対する軸方向開口３３を有しており、収容体２７はプランジャ４に対する軸方向開口３４を有している。
【００２９】
このピペット２３によれば、検出手段１１はフランジ当接部材２６の下側に固定されており、ピペット本体２４の軸方向開口３３に向けられた節１５を備えている。軸方向開口３３に近接してフランジ収容空間はガイド溝３５を備えている。ガイド溝３５の間には、挿入された注射器の位置合わせノーズ１０が案内されている。
【００３０】
注射器１の反復ピペット２３への挿入およびそれからの取り外しは、軸方向開口３３に沿って注射器１をそのフランジ７とともにフランジ収容空間２５内に挿入し、または取り外すことによってなされる。同時に、注射器フランジャ４は軸方向開口３４に沿って収容体２７に案内されている。収容空間２５および収容体２７内において、注射器フランジ７およびプランジャ鍔６はグリップレバー２９、３１によって保持される。ガイド溝３５によって注射器１は挿入の間に整合せしめられ、よって、各検知領域９は検出手段の各節１５に正確に関係付けられる。
【００３１】
注射器フランジが所定位置に配置された注射器グリップレバー２９によってその収容空間内に固定されると、すぐにより浅い検知領域９の節１５が押し付けられ、電気的接続が起こり、一方、それ以外の節は電気接続を達成しないまま維持される。排出量の望まれた値を考慮して反復ピペット２３内に配置された（図示しない）評価手段およびディスプレイ手段は検知手段１１によって与えられたスイッチ命令を評価し、各排出量を表示する。
【００３２】
注射器の取り出しは注射器グリップレバー２９を操作することによってなされる。注射器グリップレバー２９はそれらのカム３２によって鍔グリップレバー３１を旋回せしめ、それらを解除位置に配置する。このとき、弾性をもつ節１５が変形されない初期状態に復帰し、そして、そこで環状の締付板１８から上方に突出する。そして、節１５は別のコードをもった注射器１を検出すべくセットされる。
【００３３】
コード化されない注射器がまた挿入され得ることは言うまでもない。この場合には、注意が表示される。もし、注射器が挿入されないならば、評価手段はこれを検出し、自動的に表示をやめる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の側面図であり、注射器の容積に関する情報をもつ検知領域リングを備えた注射器を示した図である。
【図２】異なる容積の注射器に対する検知領域リングのコード化の方法を説明する図である。
【図３】検知領域リングを検出するための節を有する板を備えた検出手段の断面図である。
【図４】検知領域リングを検出するための節を有する板を備えた検出手段の部分拡大断面図である。
【図５】検知領域リングを検出するための節を有する板を備えた検出手段の下面図である。
【図６】検知領域リングを検出するための節を有する板を備えた検出手段の下面図である。
【図７】図３に示した検出手段の節を有する板を示す斜視図である。
【図８】図９のＶＩＩＩ‐ＶＩＩＩ線に沿った断面図であり、検出手段を備えた反復ピペットの下部および検知領域リングを備えた挿入された注射器の上部を示す図である。
【図９】左半分に部分的に挿入された注射器、右半分に完全に挿入された注射器を備えた反復ピペットを示す下面図である。
【図１０】図１１のＸ‐Ｘ線に沿った断面図であり、右半分に非作動状態の作動手段、左半分に作動状態の作動手段を備えた反復ピペットシステムを示した図である。
【図１１】図１０に示した反復ピペットの下面図である。
【符号の説明】
１ 注射器
４ 注射器プランジャ
７ 取付部
８ リング（データキャリヤ）
９ 検知領域
１１ 検出手段
２３ ピペット
２４ ピペット本体
２５ 収容空間
２７ 収容体
２８ 駆動ロッド（プランジャ調節手段）
２９、３１ グリップレバー（締付手段）
３３、３４ 開口

Claims (20)

1. 注射器１とピペット２３を備えたピペットシステムであって、前記注射器は取付部７および注射器プランジャ４を備えており、前記ピペットは前記取付部７を収容する収容空間２５と、前記注射器プランジャ４を収容する収容体２７と、前記取付部を前記収容空間に前記注射器プランジャを前記収容体にそれぞれ逆回転可能に固定するための締付手段２９、３１と、前記収容体２７を前記ピペットの本体２４内において変位せしめるためのプランジャ調節手段２８を備えており、前記注射器１はさらに、前記注射器の容積および／または洗浄状態および／または充填物質の情報を有するデータキャリヤ８を備え、前記ピペット２３はさらに、前記データキャリヤ８の情報を検出するための検出手段１１を備えているピペットシステムにおいて、
   前記取付部７および前記注射器プランジャ４は前記収容空間２５および前記収容体２７の軸方向の開口３３、３４に沿って前記ピペット内においてそれらの取付位置まで軸方向に運動可能になっており、前記データキャリア８は、前記検出手段１１が前記データキャリア８の情報を検出するための検出位置に配置され、前記取付部７は、軸方向位置のデータキャリヤ８として、軸方向に関して少なくとも一方の側に配置された検知領域９を有していることを特徴とするピペットシステム。
2. 前記検出手段１１は機械的に、電気的に、光学的に、磁気的に、電磁誘導的に、静電容量的におよび／または音響学的に前記検知領域を検出することを特徴とする請求項１に記載のピペットシステム。
3. 前記データキャリヤ８は前記取付部７上に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のピペットシステム。
4. 前記取付部７は前記注射器１に連結されたアダプター上に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のピペットシステム。
5. 前記取付部７は注射器フランジまたはアダプターフランジからなっていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のピペットシステム。
6. 前記検知領域９は、前記注射器上における、軸方向に関して一方の側にある位置と、他方の側にある位置の２つの異なる軸方向位置を有していることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のピペットシステム。
7. ７個の検知領域９を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のピペットシステム。
8. 前記取付部７は少なくとも１つの位置合わせノーズ１０を備えており、前記収容空間２５は前記位置合わせノーズに関する少なくとも１つのガイド溝３５を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のピペットシステム。
9. 前記検出手段１１は前記検知領域９の位置を検出するための位置センサからなっていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載のピペットシステム。
10. 前記位置センサ１１はスプリング手段によって前記注射器１の前記検知領域９に向かって軸方向に押し付けられた検出ピン１５を有していることを特徴とする請求項９に記載のピペットシステム。
11. 前記検出手段１１は前記スプリング手段によって前記取付部７に対する当接部１８を越えて軸方向に押し付けられ得ることを特徴とする請求項１０に記載のピペットシステム。
12. 前記検出手段１１はマイクロスイッチ１７、１３に連結されていることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のピペットシステム。
13. 前記検出ピンは弾性を有する柔軟な材料から形成された環状板１４上に配置された軸方向の節１５からなり、前記節１５は前記環状板１４の前記節１５を備えた面と反対側の面側に開いた中空空間１６を有し、前記節１５は内側に導電材料１７を備え、前記環状板１４は前記節１５を備えた面と反対側の面が環状のプリント回路基板１２に係合し、前記プリント回路基板１２は前記節１５のそれぞれの下方に配置された複数の導電路１３を有していることを特徴とする請求項１０〜請求項１２のいずれかに記載のピペットシステム。
14. 前記環状板１４の前記節１５を備えた面は前記節１５に対する貫通孔１９を備えた環状の締付板１８によって前記プリント回路基板１２に固定されていることを特徴とする請求項１３に記載のピペットシステム。
15. 前記位置センサは一定の位置において前記検知領域９によってスイッチを入れられる圧力センサからなっていることを特徴とする請求項９に記載のピペットシステム。
16. 前記ピペット２３は前記検出手段１１によって読み取られた情報を前記プランジャ調節手段２８の設定値を考慮して評価する評価手段と、それぞれの排出量を表示するディスプレイ手段を有していることを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれかに記載のピペットシステム。
17. 前記評価手段および／または前記ディスプレイ手段は機械的に、電気的におよび／または光学的に作動することを特徴とする請求項１６に記載のピペットシステム。
18. 前記評価手段は小型電気回路からなっていることを特徴とする請求項１７に記載のピペットシステム。
19. 前記ディスプレイ手段はＬＣＤディスプレイからなっていることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載のピペットシステム。
20. 前記検出手段１１、前記評価手段および／または前記ディスプレイ手段は後付けされ得ることを特徴とする請求項１〜請求項１９のいずれかに記載のピペットシステム。

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