JP3681818B2 - ピペット先端部の製造方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、好適には分析装置の一部内の及び一部としての、分析装置の分配プローブのための使い捨て可能な先端部の製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多くの分析装置で一般的な使用方法として、常設の分配プローブに使い捨て可能な先端部が使用され、それぞれの新しいサンプルは、新しい先端部内に吸引されかつそれから分配される。それゆえ、サンプル間で交わって混合されることが回避される。
【０００３】
同様に一般的なこととして、予め製作されるそのような先端部は、所定の分配機能を提供するために、例えば米国特許第US-A-4,347,875号の“ロケット”形状として示されるような、特有のかなり複雑な形状を有する。そのような先端部は、立派に機能するが、いくつかの課題を有する。そのような先端部は、成形費用がやや高く、更に別々の部品として供給されるために、分析装置に容易にかつ迅速に付加されず、かつ分配プローブに容易にかつ迅速に係合されない。一定時間内に最大量の原材料が処理される高速の分析装置が必要とされない場合、近年において遅れは重要ではない。
【０００４】
一方で、当業者にとって古いこととしては、かなりの長さの連続する円筒形のプラスチックの管のみを具備する非常に安価なピペットを提供することであり、更にａ）液体を吸引し、続いてｂ）圧縮されない部分に吸引された液体を分配するために、二つのプレートの間のかなりの長手部分を圧縮することである。分配が完了すると、使用された部分をナイフが切断可能になるまで、管は逆回転ローラによって容易に送られ、続いて連続的な管の新しい部分が、使用されるために送られる。例は、米国特許第US-A-3,736,099号に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そのような方法は、費用の問題を解決するが、吸引及び分配圧力を発生するための管の圧縮用の外部のプレートに依存する。そのような機構は、米国特許第US-A-4,347,875号に記載された先端部を配置する常設のプローブと共に従来使用されてきたポンプほど正確ではない。つまり、圧力を発生させるための管のつぶれは変わりやすい。更に、この方法は、弾力性のある管の使用に限定され、それゆえ硬い管の使用は排除される。液体の非常に少ない総量（１０μＬ）が使用される場合に、例えば乾燥されたスライドガラスのテスト要素を使用して処理される定量的な分析のためには、正確な分配は非常に重要になってきた。血液のホームテストのために指をピンで刺す際に、多くはないが５μＬの誤差は、最適な総量が１０μＬの場合には、５０％の誤差になる。
【０００６】
それゆえ、連続的な管の方法は、公表された文献から１９７３年から入手可能であるが、使い捨て可能なピペット先端部として十分な業務用の地位を得ていない。
【０００７】
それゆえ、連続的な円筒形の管のように安価であるが、もっと高価に成形された“ロケット”先端部のような精度を有する、使い捨て可能な先端部の製造方法及び装置の必要性が存在していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
私は、分配精度を犠牲にすることなく、先端部のために連続的な管が使用される、先端部の製造方法及び装置を発明した。
【０００９】
より詳細には、本発明の第一の見地に関し、分配プローブのピペットの穴の内側に配置するピペット先端部の製造方法であって、
ａ）第一及び第二のダイプレートが、互いに面しかつ摺動して接触する第一の表面と、円筒形の貯蔵体が通過する軸が形成されるようにそれぞれ実質的に互いに整列された第一及び第二の開口とを有し、また前記第二のプレートが、前記第二のプレートの前記第二の開口と概略同軸でありかつ前記第一の表面と反対側の第二のプレートの表面から延在する第三の開口を有するものであるとき、前記第一及び第二のダイプレートを通して円筒形の貯蔵体を押動する段階と、
ｂ）前記第三の開口内にピペット又は分配プローブの収容穴を挿入する段階と、
ｃ）前記貯蔵体が、前記第三の開口のピペット又は分配プローブの前記穴内に摩擦係合されるまで、前記第一及び第二のダイプレートを通して前記貯蔵体を十分に押動する段階と、
ｄ）摺動が前記貯蔵体に作用して、前記第二の開口の前記穴のための先端部が切断されるまで、前記軸に対して概略横の方向に互いに関して前記面するプレートを摺動させる段階と、を含むことを特徴とするピペット先端部の製造方法が提供される。
【００１０】
本発明の第二の見地に関し、液体を先端部内に吸引する及び該先端部から分配するためのプローブを具備する、分析装置の分配ステーションで、使い捨て可能な先端部を繰り返し製作及び使用する方法であって、
ａ）連続する管を穴まで第一の方向に移動させることによって、前記プローブの前記穴を前記管と係合させる段階と、
ｂ）前記プローブの穴から突出する前記管のいくらかを残すために、前記管の一部分を切断する段階と、
ｃ）第一の液体サンプルを吸引及び分配するために、前記使い捨て可能な先端部として前記切断された管の部分を使用する段階と、
ｄ）前記第一の方向の反対方向に前記切断された管を突き出す段階と、
ｅ）前記連続する管が前記プローブと再び係合するまで、前記第一の方向に沿って前記プローブの穴まで前記連続する管を移動させる段階と、
ｆ）第二の液体サンプルによって、前記段階ｂ）及びｃ）を繰り返す段階とを含むことを特徴とする使い捨て可能な先端部を繰り返し製作及び使用する方法が提供される。
【００１１】
本発明の第三の見地に関し、ピペット又は分配プローブの穴内に挿入される、連続する円筒形貯蔵体からピペット先端部を形成する装置であって、
互いに面しかつ摺動して接触する第一の表面と、所定の軸を形成するためにそれぞれ実質的に互いに整列された第一及び第二の開口と、を有する第一及び第二のダイプレートを具備し、該第二のプレートは、前記ピペット又は分配プローブの穴を収容するために、前記第二のプレートの前記第一の開口と概略同軸の第三の開口を有し、
前記軸に対して概略横の方向に前記第一の表面に沿って互いに関して前記プレートを摺動させる手段と、
ピペット先端部を製作するために連続する円筒形の貯蔵体と摩擦係合しかつこれを付勢して前記プレートを通す係合手段とを具備することを特徴とするピペット先端部の形成装置が提供される。
【００１２】
本発明の第四の見地に関し、生物学的な液の分析物を分析する分析装置の分配ステーションであって、
連続する円筒形貯蔵体から形成される使い捨て可能な先端部の配置用穴を有するプローブと、
前記穴内で、雰囲気に関して正及び負の圧力を発生させる加圧手段と、
互いに面しかつ摺動して接触する第一の表面と、所定の軸を形成するためにそれぞれ実質的に互いに整列された第一及び第二の開口と、を有する第一及び第二のダイプレートとを具備し、該第二のプレートは、ピペット又は分配プローブの前記穴を収容するために、前記第二のプレートの前記第一の開口と概略同軸の第三の開口を有し、更に
前記軸に対して概略横の方向に前記第一の表面に沿って互いに関して前記プレートを摺動させる手段と、
ピペット先端部を製作するために、連続する円筒形の貯蔵体と摩擦係合しかつこれを付勢して前記プレートを通す係合手段とを具備することを特徴とする分配ステーションが提供される。
【００１３】
本発明の第五の見地に関し、所定の寸法の内径を有する穴を製作するために、所定の軸のまわりに湾曲された壁状表面と、
所定の外径を有する使い捨て可能な概略円筒形の管とを具備し、該外径は、前記管の長手に及んで概略一定であり、かつ前記所定の内径内で前記管が摩擦係合するように選択され、前記穴のための先端部が限定され、更に
液体の新しいサンプルと新しい先端部が使用される際に、前記管を前記穴から第一の方向に移動させる、前記穴内の手段とを具備する分配プローブが提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、以下好適な実施形態に関して説明され、好適なダイは、サンプル液を分配するために、個々の先端部を、逆回転ローラによって供給される円筒形状の連続する貯蔵体から提供するために使用される。更に、使用される提供機構にかかわらず、あるいは連続する貯蔵体の形状にかかわらず、あるいは使用される送り手段がローラであるか他の装置であるかにかかわらず、本発明は有益である。更に、吸引及び分配される液体の型式にかかわらず、更に液体を受け取る検査材料の型式にかかわらず、本発明は有益である。
【００１５】
本発明により解決される課題及び本発明の周囲は図１に示され、図１は、特には従来の技術の米国特許第US-A-5,008,082号の分析装置を示す。そのような従来の分析装置では、患者のサンプル液は、キャリヤ１０によって運ばれる（管として示される）容器Ｃによって供給され、キャリヤ１０は、直線状でありかつベルト２０によって直線に駆動される。あるいは、キャリヤ１０は、回転されるロータであることが可能である。使い捨て可能な先端部Ｔは、例えば米国特許第US-A-4,347,875号の“ロケット”型のように予め製作されて提供され、更に矢印３２のように直線に進む、又はロータであることが可能な、トレイ３０に供給される。分配プローブ４０は、周知なように、吸引用真空及び分配用圧力を製作するためのポンプ４２に結合される。続いてプローブ４０は、行路５０に沿って矢印４８のように直線に移動するキャリヤ４６に、矢印４４のような垂直の往復運動のために配置される。当然ながら、目的として、プローブは、先端部Ｔを拾い上げるためにまずトレイ３０まで移動され、続いて容器Ｃから先端部内に液体サンプルを吸引するためにキャリヤ１０まで移動され、続いて分配ステーションである新しいステーション６０まで矢印５２のように戻され、そこでは、先端部Ｔは、矢印６２のように下げられ、液体サンプルは、例えば商標名“Ektachem"の下でクリニカル ジアグノスティック システムズ インコーポレイティド ア ジョンソン アンド ジョンソン カンパニー(Clinical Diagnostic Systems, Inc., a Johnson & Johnson company)から入手可能である、乾燥されたスライドガラスのテスト要素Ｅに分配可能である。
【００１６】
それらが、主に、最新式の分析装置に使用される使い捨て可能な先端部であった。唯一の欠点として、トレイ３０では、オペレータ又はオペレータの助手は手動で先端部を装着しなければならず、それゆえ先端部が予め製作されること及び特有の金型で製作されることが必要とされる。
【００１７】
図２の本発明に関し、トレイ３０と先端部の予めの製作は、自動化された分析装置の一部である、図２の機構１００によって置き換えられる。この機構は、他のプレートと接触する摺動接触表面１０６と、それぞれ表面１０６の反対側の表面１０８、１１０とをそれぞれ有する第一及び第二の向かい合ったダイプレート１０２、１０４を具備する。続いて各表面１０６は、好適には実質的に直径Ｄ１と適合する形状で、それぞれ１１２、１１４の位置で穴あけされる。反対側の表面１１０は、開口１１４の出口位置であるか、あるいは、付加的に１２０の位置に示されるように面取りされることが可能である。好適には反対側の表面１０８は、円筒形でありかつ開口１１２に同軸に整列され、Ｄ１より大きい直径を備えた、更に他の開口１２２を有する。その機能は、（以下示される）分配用プローブの穴の端部を収容することであり、更に開口１２２は、付加的に１２４の位置で面取りされることが可能である。
【００１８】
矢印１３０のような、プレート１０４に関するプレート１０２の相対的な摺動動作を提供するために、いずれか又は両方のプレートは、それぞれ駆動部１３２、１３４に結合される。そのような駆動部は、例えば、ステッピングモータを使用するラック及びピニオンの駆動部、水圧式ピストンの駆動部、又はベルト駆動部である、任意の従来の機構を具備する。例えば抵抗部分である、拘束ローラ又は同等の機構１４０は、プレート１０２及び１０４が、図２に示されるそれらの位置から移動するのを妨げるために使用される。
【００１９】
実際の使い捨て可能な先端部は、例えば従来先端部の製作のために使用されたような任意の適切なプラスチックから選択され、好適には一定の直径の実質的に円筒形の断面を有する中空の管Ｔの連続する貯蔵体から形成される。この管は、例えば（フランジ１５２のみ示されているが、ロールを制限するために両側に側部のフランジを有する）大きいロールである、“継ぎ目なし”供給体から供給される。
【００２０】
管の貯蔵体Ｔと係合しかつそれを送るために、例えば向かい合った逆回転ローラ１６０、１６２である手段が提供され、ローラ１６０、１６２は、管Ｔと摩擦係合する間隔をあけられたニップ１６４を有する。ニップ１６４は、少なくとも管の貯蔵体送り段階の際に、開口１１４と同軸に整列される。ローラ１６０、１６２は、任意の適切な従来の機構によって駆動される。
【００２１】
代わりの管送り手段は、図示されない振動式顎部を有し、その顎部は、管を把持し、管をダイプレート内に送り、解放し、把持のために第一位置まで戻る。
【００２２】
更に分配プローブ４０は、好適には図３のように変更され、好適な実施形態では、プローブの外側よりもむしろ内側で係合される先端部が提供されるために、プローブ４０は、プローブ４０の穴１７１の内側に配置される中空のエジェクタのシリンダ１７０を有する。あるいは、以下説明されるように、管Ｔから形成される先端部が、上述された米国特許第US-A-5,008,082号の先端部Ｔの場合のように、プローブの外側の上及びまわりに挿入される場合には、エジェクタは、プローブ４０の外側に配置可能である。
【００２３】
好適には、プローブ４０は、更に変更されて、プローブの先端１７４から離れる方に徐々に直径を小さくされ、面取りされた表面１７２を有する。このプローブ４０は、表面１７２よりも少し直径の大きい中空の穴１７５を有する。表面１７２のテーパは、プローブ内に供給されると管の先端部Ｔの先端１９９を押しつぶすようにされ、それゆえ“先端部”になるものと確実に係合する。
【００２４】
更に他の構造的な変更例は、図４により明確に示されるように、分配ステーション６０の位置に横の支持部１９０を有し、横の支持部１９０は、垂直軸１９４を備えたＶ状の切り欠き１９３を有するプレート１９２を具備し、以下説明されるように、形成された先端部受け取りかつ分配の際にそれを安定させる。
【００２５】
このことは、上述された説明から明らかになったであろう。詳細には、図３及び図５〜９に示されるように、進行は以下のようである。
【００２６】
図３のように、プローブ４０は、開口１２２内に挿入され、開口１１２と開口１２２の間の結合部である肩部１９６に配置される。穴１７１と管Ｔを係合させるために、プレート１０２及び１０４は摺動可能に調節され、開口１１４及び１１２は、貯蔵体通過軸１９８に沿って同軸に整列される（図２）。続いて図３では、管Ｔの先端１９９は、まず矢印２００のように、ローラ１６０、１６２の回転によって押動されることによって開口１１４内に移動される。ローラは、管Ｔの先端１９９が面取り部分１７２内に摩擦によって配置されるまで、図５のように、開口１１２を通じてＡ方向に管Ｔを押動し続ける。
【００２７】
管Ｔの一部分を切断して、図６のように、実際に使い捨て可能な先端部Ｔ_i を製作するために、二つのプレートは、この場合はプレート１０４のみを移動させることによって、軸１９８に対して概略横の方向２０２に、互いに関して横に摺動される。管Ｔ_i は、ダイプレートの接触面１０６の位置で供給される。続いて、プローブ４０は、図７のように、先端部Ｔ_i と共に開口１２２から引き抜かれ、例えば図１の容器Ｃである、サンプル容器まで移動され、そこでは、先端部Ｔ_i のみが、液体を吸引するために、液体内に挿入される。続いてプローブ４０、先端部Ｔ_i 及びその液体は、例えば図１のステーション６０である、分配ステーションまで移動され、図８のように、吸引された液体の一部又はすべてがスライドガラスのテスト要素Ｅに分配される。図４のステーション６０では、先端部が矢印２１０のように液体の分配のための位置に移動されると、プレート１９２及び切り欠き１９３はプローブ４０を押動する。スライドガラスのテスト要素Ｅは、好適には、２１２の方向にステーション６０内に及びそれから移動される。続いて切り欠き１９３は、作用して、望まれないｘ、ｙ方向の動作に抗して拘束されたプローブ４０及び先端部Ｔ_i を保持する。
【００２８】
そのサンプル液が終了すると、エジェクタ１７０は、図９のように、プローブ４０を通じて移動し、図５の方向Ａと反対の方向Ｂに、プローブ４０から分離するように先端部Ｔ_i を付勢する。
【００２９】
続いてプローブ４０は、プローブ４０が開口１２２内に挿入されかつ配置された位置に戻され、図５の方向Ａに沿って管Ｔを再び収容し、新しい先端は、面取りされた表面１７２内で係合可能である。管の切断処理及び先端部の使用方法は、繰り返され、次のサンプル液と共に使用するための（図示されない）新しい使い捨て可能な先端部Ｔ_i+1 が製作される。処理は、Ｔ_i+n まで新しい先端部を製作するために、繰り返される。
【００３０】
上述された説明に加え、管Ｔは、非伝導性のプラスチックの代わりに、伝導性のプラスチックから選択可能である。つまり、管Ｔは、先端部Ｔ_i 、Ｔ_i+1 及びＴ_i+n を電気伝導性にするために、十分なカーボンブラック粒子を有するポリマーを具備可能である。結果として、プローブ４０は、容器Ｃの液体の高さを検出可能であり、周知なように、何時先端部が液体と接触するかを検出するために先端部Ｔ_i 、Ｔ_i+1 又はＴ_i+n 及び静電容量検出回路が使用される。例えば米国特許第US-A-4,326,851号が参照可能である。
【００３１】
【発明の効果】
従って、本発明の効果的な特徴として、使い捨て可能な先端部は、分配精度を犠牲にすることなく、簡単な円筒形の管から製作可能である。
【００３２】
そのような先端部の関連する効果的な特徴として、先端部は、必要な場合には、分析装置によって自動的に製造及び組立可能であり、個々の先端部を手動で装着する必要性が回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、先端部の装着及び分配ステーションを示す、従来の分析装置のサンプル取扱部分の斜視図である。
【図２】図２は、本発明の先端部製作装置の、部分的に断面の、部分的な正面図である。
【図３】図３は、図２と類似するが、本発明に関する先端部の製作の開始のために適切な吸引プローブを示す図面である。
【図４】図４は、本発明の残りに関する分配ステーションで使用される装置の部分的な正面図である。
【図５】図５は、図３と類似するが、本発明の使用方法の次の段階を示す図面である。
【図６】図６は、図３と類似するが、本発明の使用方法の次の段階を示す図面である。
【図７】図７は、図３と類似するが、本発明の使用方法の次の段階を示す図面である。
【図８】図８は、図３と類似するが、本発明の使用方法の次の段階を示す図面である。
【図９】図９は、図３と類似するが、本発明の使用方法の次の段階を示す図面である。
【符号の説明】
１０２、１０４…ダイプレート
Ｔ…先端部、管

Claims (3)

1. 分配プローブのピペットの穴の内側に配置するピペット先端部の製造方法において、
   ａ）第一及び第二のダイプレートが、互いに面しかつ摺動して接触する第一の表面と、円筒形の貯蔵体が通過する軸が形成されるようにそれぞれ実質的に互いに整列された第一及び第二の開口とを有し、また前記第二のプレートが、前記第二のプレートの前記第二の開口と概略同軸でありかつ前記第一の表面と反対側の第二のプレートの表面から延在する第三の開口を有するものであるとき、前記第一及び第二のダイプレートを通して円筒形の貯蔵体を押動する段階と、
   ｂ）前記第三の開口内にピペット又は分配プローブの収容穴を挿入する段階と、
   ｃ）前記貯蔵体が、前記第三の開口のピペット又は分配プローブの前記穴内に摩擦係合されるまで、前記第一及び第二のダイプレートを通して前記貯蔵体を十分に押動する段階と、
   ｄ）摺動が前記貯蔵体に作用して、前記第二の開口の前記穴のための先端部が切断されるまで、前記軸に対して概略横の方向に互いに関して前記面するプレートを摺動させる段階と、を含むことを特徴とするピペット先端部の製造方法。
2. ピペット又は分配プローブの穴内に挿入される、連続する円筒形貯蔵体からピペット先端部を形成する装置において、
   互いに面しかつ摺動して接触する第一の表面と、所定の軸を形成するためにそれぞれ実質的に互いに整列された第一及び第二の開口と、を有する第一及び第二のダイプレートを具備し、該第二のプレートは、前記ピペット又は分配プローブの穴を収容するために、前記第二のプレートの前記第一の開口と概略同軸の第三の開口を有し、
   前記軸に対して概略横の方向に前記第一の表面に沿って互いに関して前記プレートを摺動させる手段と、
   ピペット先端部を製作するために連続する円筒形の貯蔵体と摩擦係合しかつこれを付勢して前記プレートを通す係合手段と、を具備することを特徴とするピペット先端部の形成装置。
3. 生物学的な液の分析物を分析する分析装置の分配ステーションにおいて、
   連続する円筒形貯蔵体から形成される使い捨て可能な先端部の配置用穴を有するプローブと、
   前記穴内で、雰囲気に関して正及び負の圧力を発生させる加圧手段と、
   互いに面しかつ摺動して接触する第一の表面と、所定の軸を形成するためにそれぞれ実質的に互いに整列された第一及び第二の開口と、を有する第一及び第二のダイプレートとを具備し、該第二のプレートは、ピペット又は分配プローブの前記穴を収容するために、前記第二のプレートの前記第一の開口と概略同軸の第三の開口を有し、更に
   前記軸に対して概略横の方向に前記第一の表面に沿って互いに関して前記プレートを摺動させる手段と、
   ピペット先端部を製作するために、連続する円筒形の貯蔵体と摩擦係合しかつこれを付勢して前記プレートを通す係合手段と、を具備することを特徴とする分配ステーション。

Images