JP3977597B2 - ピペット装置、ピペットチップ、及びピペットユニット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピペット装置へのピペットの装着に関する。
【0002】
【従来の技術】
ピペット装置は、例えば、分子生物学の分野や医学的解析の分野において、液体を移すために用いられている。このとき、ピペット装置に装着される一回の使用のために作られた特殊なピペットチップがよく用いられている。このような使い捨てのチップは、「チップ」の名でも知られている。ピペット装置は、単に1個の単体のピペットユニットを有した手動のピペット装置であることもあろう。現代の分析用研究室への第一歩ともいえる高度な自動化が進むにつれて、自動化されたピペット、あるいは、一列ないしは行列で配列された多数のピペットユニットを有した、いわゆるピペットロボットなるものもしばしば用いられている。このような自動化されたピペットを用いると、複数の容器から同時にサンプルを吸入し、どこか別の場所に取り出すことができる。
【0003】
これまで、ピペットチップは、大抵ジャケット部を有して構成されていた。このジャケット部は、円錐状に膨出して形成され、この形状に合わせて円錐状に形成されたピペット装置の連結スタッド(以後、円錐状の連結部と称する場合もある)、ないしは、好ましくは個々のピペットユニットの連結スタッド上に、ピペットチップがこのジャケット部によって装着されるようになっている。ピペットチップは、このとき、連結スタッド上にしっかり押し付けられ、ピペットチップと連結スタッドとの間が摩擦により係合するようになっている。所望の密閉性を得るために、比較的高い押し付け圧が必要である。ピペットチップの材料は、所定の弾性を有し、ピペットチップが円錐状の連結部に押し付けられる際に延びるようになっている。こうして、リークを発生させるような、いくつものミクロの裂け目がピペットチップ内に生じる可能性がある。また、円錐状の連結部上に存在する埃の粒もリークにつながる可能性がある。さらに、ピペットチップを装着する際の高い押し付け圧によって、ピペットチップを取り外すために相応の大きい力が加えられなければならないという欠点を有している。
【0004】
高い押し付け圧を回避するために、O−密閉リング(以後、単にO−リングと称することもある)を有した連結スタッドを構成することが提案されている(米国特許第5 063 790号明細書参照)。この場合、ピペットチップは、上記の場合と比較すると、より緩やかに連結スタッド上に載置される。その後、締め付け装置を用いることによりO−密閉リングを圧搾することができ、これにより、O−密閉リングが半径方向に膨張して、ピペットチップを支持するための摩擦による係合が得られるようになっている。ピペットチップを取り外すためには、O−密閉リングを緩め、O−密閉リングが再び縮んで、ピペットチップとO−密閉リングとの間の摩擦による係合が解消されるようにすれば十分である。この構成によれば、ピペットチップを装着する際も、また、これを取り外す際も、ピペットチップ上に大きな力を加える必要がないという長所がある。
【0005】
連結スタッドと連結するための所定の部分が円錐形状に形成されているピペットチップが、最初に述べた構成のように円錐状の連結部に押し付けられたり、あるいは、米国特許第5 063 790号明細書に記載のように連結スタッド上に装着されてO−密閉リングが締め付けられると、いずれの場合においても、連結スタッドに対するピペットチップの位置が決まったやり方で調整できない。最初の場合には、押し付け圧が異なることによって、ピペットチップが円錐状の連結部上で異なる位置にずらされるという結果が引き起こされる。これは、押し付け圧の大きさによって、ピペットチップが異なる度合いで膨張するということに起因している。二番目の場合、O−密閉リングは、締め付けられるとピペットチップの円錐状の表面に向かって押し付けられる。もし、初期の段階で、O−密閉リングとピペットチップの間に摩擦による係合がないと、O−密閉リングの半径方向の膨張によって、ピペットチップが滑ってしまう可能性がある。
【0006】
ところが、とくに多数のピペットユニットを有した自動化されたピペットにとって、相対的に決められた連結スタッドに対するピペットチップの位置は本質的に重要なものである。液体を吸入している間、数十、あるいはむしろ数百のピペットユニットを有した自動化されたピペットのピペットチップが異なる位置にあると、いくつかのピペットは、これらのピペットに割り当てられた容器やマイクロタイター板の窪みの中に正しく浸漬される一方で、他のいくつかのピペットは、これらの容器や窪みの液面の上方に位置したままといったことが起こり得る。同様に、個々のピペットチップが容器や窪みの底に当たって、これにより、これらのピペットチップの開口部が少なくともいくらか破損するといったことも生じ得る。結局、液体の吸入、取り出しのいずれの場合においても、計量精度が不十分となる可能性がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
斯かる理由から、本発明の課題は、ピペット装置、とりわけ、多数のピペットユニットを有した自動化されたピペット装置を用いて、液体を移す際の計量精度の向上を図ることのできる方法を示すことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決する第一の観点によれば、本発明は、ピペット装置に取り付けるためのピペットチップに係り、このピペットチップが、ジャケットと、このジャケットによって取り囲まれた移送用開口部とを有していて、この移送用開口部が、吸入する媒体に浸漬されるよう設けられた該ピペットチップの第一の前方端部、及び軸方向に対向する該ピペットチップの第二の前方端部の間に縦方向軸線に沿って延在するよう設けられ、かつ、このピペットチップが、第二の前方端部に近接した位置に、ピペット装置の連結スタッドと連結するための部分を有している。
【0009】
本発明により、上記ジャケットは、前記連結するための部分である連結部に軸方向位置決め手段有し、この軸方向位置決め手段は、連結スタッドの相補的な対軸方向位置決め手段と相互作用するように設けられるとともに、この対軸方向位置決め手段と協働して、ピペット装置上でのピペットチップの軸方向の連結位置を決定するように構成されている。この軸方向位置決め手段によって、ピペット装置上のいかなる位置にピペットチップを取り付ける場合でも、ピペット装置に対する軸方向のピペットチップの位置を予め設定し、決定することができる。これにより、自動化されたピペットのピペットユニットに、ピペットチップを正確かつ同じ位置に取り付けることが可能となる。こうして、ピペットチップが容器やマイクロタイター板の窪みの中に導入される際に、個々のピペットチップの軸方向の位置が異なるということがなくなり、このため、個々のピペットユニットによって、同じ液体の量を吸入したり、取り出したりすることが可能となる。これにより、ピペット装置による計量精度が全体として向上する。
【0010】
通常、ピペットチップは、第二の前方端部で連結スタッド上に嵌合可能とされている。このため、軸方向位置決め手段は、ジャケットの内周部上の少なくとも一部に、該ピペットチップの第二の前方端部から軸方向に所定距離隔てられた位置に設けられていることが好ましい。
【0011】
上記軸方向位置決め手段は、ジャケット上に設けられた軸方向係止部を少なくとも一つ備え、この軸方向係止部が、連結スタッドの相補的な対係止部と相互作用するように設けることができる。連結スタッドにピペットチップが連結されると、軸方向係止部は、対係止部と接合し、ピペットチップの軸方向の位置が決定される。さらに、連結スタッドが、弾性変形可能なO−密閉リングを備え、このO−密閉リングが軸方向に締め付けることにより噛み合い、これにともなって半径方向に膨張してピペットチップの密閉面と摩擦を有して係合するようになっている場合、とりわけ容易に、それでも極めて正確に、ピペット装置上へのピペットチップの取り付けを行なうことができる。
【0012】
簡易な製造技術を用いれば、上記軸方向係止部は、ジャケット内周部の段付きの肩部から形成することができ、この肩部によって、比較的大きい直径を有して第二の前方端部に比較的近い第一の円筒状ジャケット内周部と、比較的小さい直径を有して第二の前方端部からさらに隔てられた第二の円筒状ジャケット内周部とが繋がれるように構成することができる。このとき、以下の寸法が用いられることが好ましい。すなわち、段付きの肩部によって第二のジャケット内周部に対して第一のジャケット内周部の直径が縮小される大きさは、0.8〜1.2mmの間、好ましくは0.9〜1.1mmの間、最も好ましくは、略1.0mmとされている。第一のジャケット内周部の直径は、6.5〜7.1mmの間、好ましくは6.7〜6.9mmの間、最も好ましくは略6.8mmの大きさとされている。第二のジャケット内周部の直径は、5.5〜6.1mmの間、好ましくは5.7〜5.9mmの間、最も好ましくは略5.8mmの大きさとされている。ピペットチップ及びピペット装置の間の標準的な連結用インターフェースは、移されるべき液体に対する異なる吸入容量を有し、その一方で標準となる連結部を有したピペットチップが、一つで、しかも同じ種類のピペット装置に結合できるように設定されていることが好ましい。
【0013】
軸方向係止部及び対係止部によるピペットチップの軸方向の位置決めの精度は、ジャケットが、ピペット装置上に支持された付勢部材のための作用面を連結部に有し、該付勢部材が、ピペットチップの連結位置において、ピペットチップの軸方向係止部を、連結スタッドの対係止部に対して軸方向に付勢するように設けられている場合に、さらに高めることができる。とりわけ簡易な構成とすることができるのは、弾性変形可能、かつ、必要に応じて導電性をも有した材料から形成された、付勢部材を構成する密閉部材が密閉状態を形成する配置をとるような形状に、上記作用面が同時に形成されていて、上記付勢部材が、ピペットチップを連結スタッドに対して密閉するために用いられるよう構成されている場合である。密閉部材は、それゆえ、密閉性を保つ機能だけでなく、同時に付勢する機能をも担っている。密閉部材に対しては、既知の解決手段に拠ることができる。このため、密閉部材は、米国特許第5 063 790号明細書により、O−リングから形成でき、ピペット装置に設けられた締め付けユニットによって軸方向に圧搾可能にすることができる。このとき、上記作用面は、ピペットチップが連結位置にあるとき、密閉部材が、軸方向に圧搾されていない状態で、付勢力を生成する作用面との係合が略解除された状態に置かれるとともに、軸方向に圧搾されるにしたがって、付勢力を生成する作用面との係合状態に至るように形成され、かつ、ジャケットに設けられるようにしてもよい。
【0014】
作用面と密閉部材とが合わせられることによって、軸方向にピペットチップを支持する力が生じ、米国特許第5 063 790号明細書による解決手段を用いる場合よりも、ピペットチップが連結スタッドにより良好に保持されるようになる。このため、米国特許第5 063 790号明細書におけるような、ピペットチップを軸方向に確実に保持するために密閉部材を強く締め付ける必要性は無くなり、密閉部材の寿命が延びる。
【0015】
作用面は、例えば、ジャケット内周部に形成され、内側に連結スタッドの密閉部材が「係合」可能とされた環状溝部上に形成することができる。縦方向軸線を含む断面を考えると、環状溝部は、曲率半径が0.3〜0.9mmの間、好ましくは0.4〜0.8mmの間、最も好ましくは0.5〜0.7mmの間の値を有した円弧状に湾曲された形状とすることができる。作用面は、軸方向に、軸方向係止部と、ピペットチップの第二の前方端部との間に設けられていることが好ましい。
【0016】
冒頭に述べた問題を解決するためのさらなる観点によれば、本発明は、少なくとも一つのピペットユニットを有し、このピペットユニットは、導管軸に沿って延在するピペット導管部と、ピペットチップ、とくに、上述した類の本発明に係るピペットチップを接続するための連結スタッドとを有し、連結スタッドは、相補的な対軸方向位置決め手段を有し、該対軸方向位置決め手段は、ピペットチップの軸方向位置決め手段と相互作用するように設けられるとともに、この軸方向位置決め手段と協働して、ピペットユニット上でのピペットチップの軸方向の連結位置を決定するように構成されている。
【0017】
さらに、連結スタッドは、差し込み端部でピペットチップの中に嵌合可能とされていてもよい。このとき、上記相補的軸方向位置決め手段が、連結スタッドの外周部上の少なくとも一部に、差し込み端部から軸方向に所定距離隔てられた位置に設けられていることがとりわけ好ましい。
【0018】
先に述べたピペットチップのジャケット内周部の円柱形状にしたがって、連結スタッドの外周部は、連結位置においてピペットチップの中に突出している少なくとも連結スタッドの部分に、円柱状の部分によって略形成された包絡面を有している。
【0019】
対軸方向位置決め手段は、連結スタッドに、少なくとも一つの相補的な対係止部を備え、この対係止部は、ピペットチップの軸方向係止部と相互作用するように設けられている。この対係止部は、連結スタッドの外周部上の段付きの肩部から形成されていてもよい。
【0020】
連結スタッドは、密閉部材を有し、この密閉部材は、ピペットチップと連結スタッドとの間を密閉するために用いられ、とくに、弾性変形可能な、そして必要に応じて導電性をも有した材料から形成されたO−リングとされ、ピペットユニットには、密閉部材を軸方向に圧搾する締め付け装置が設けられている。ピペットユニットが、密閉部材に対して相応の形状で形成されて配置された作用面を有し、この作用面が半径方向の成分を持った表面を有して、密閉部材からの軸方向の力を受けることができる場合、この密閉部材は、密閉性を保つ機能だけでなく、同時に付勢する機能をも同様に有することができる。
【0021】
さらに他の観点によれば、本発明は、結局、上に述べられた類のピペットと、上に述べられた類のピペット装置の連結体をも含むものである。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づき詳述する。
【0023】
先ず、図1に基づき説明する。図1に、チップとも称されるピペットチップ1を示す。このピペットチップ1は、縦方向軸線3回りに回転対称とされたジャケット5を有しており、このジャケット5が、このピペットチップ1を軸方向に貫通する移送用開口部7を取り囲むようにして画成している。ピペットチップ1は、ピペットチップ1の図1における上側の開口した前方端部9の部分に、図1には不図示のピペット装置に連結するための連結部11を備えている。また、ピペットチップ1は、前方端部9の反対側に、吸い込んで移すべき媒体に浸漬されるよう設けられた吸口端部13を備えている。
【0024】
上記ピペットチップ1のジャケット5は、外周部15と、内周部17とを有している。この内周部17は、連結部11の部分に、概ね前方端部9から環状の段付き肩部21にかけて延在する円筒状内周部19を有している。そして、この段付き肩部21に、他の円筒状内周部23が連接されている。この段付き肩部21は、軸方向に向けられた係止面を形成している。上記ジャケット5には、円筒状内周部19の部分に、周方向に延びる環状溝部25が設けられている。軸方向において前方端部9と段付き肩部21との間に設けられたこの環状溝部25は、図1の断面に示されるように、一つの円弧に倣った溝形状を有している。
【0025】
ジャケット5は、連結部11に連なる部分に、第一の円錐壁部28と、この円錐壁部28の円錐の度合いよりも円錐の度合いが小さくされた第二の円錐壁部29とを有している。ジャケット5は、壁部28及び壁部29の部分において、連結部11における壁の厚さよりも薄い壁の厚さを有して形成されている。連結部11における壁の厚さがより分厚く形成されることによって、ピペットチップ1の安定度と剛性の向上が図られる。これにより、ピペットチップ1を確実に漏れのない状態でピペット装置に連結することができる。
【0026】
図1に示されるようなピペットチップに用いられる寸法の一例として、例えば、内周部19の部分におけるジャケット5の内径は約6.8mm、内周部23の部分における内径は約5.8mmとすることができる。段付き肩部21は、前方端部9から軸方向に約5mm隔てられた位置に設けることができる。環状溝部25の円形の輪郭の曲率半径は、約0.6mmとすることができる。環状溝部25の半径方向の最大深さは、約0.2mmとすることができる。段付き肩部21と環状溝部25の中心との間の距離、つまり、段付き肩部21と環状溝部25の最も深くなっている部分との間の距離は、約2.1mmとすることができる。
【0027】
他の図において、図1に示されるものと同一、もしくは同一の機能を有する部材には同一の符号を付す。ただし、こららの符号には、図1における符号に100を加えるものとする。再度説明することを省略するため、図1に関する上述の説明を引用する。
【0028】
図2の上側の部分には、手動もしくは自動で操作可能とされたピペットユニット201の一部が示されている。このピペットユニット201は、上記ピペットチップ101と連結するように設けられた連結スタッド203を有している。本実施形態におけるピペット装置は、斯かるピペットユニット201を複数、例えば、ピペットロボットといった構成において数百まで備えるものとされていてもよい。ピペットユニット201は、ピペット導管部207を備えたピペットチューブ205を有している。ピペット導管部207は、導管軸209に沿って延在していて、かつ、ピペットチップ101がピペットユニット201上に連結された連結状態で、ピペットチップ101の移送用開口部107に連通するようになっている。連結スタッド203は、連結スリーブ211を備えている。この連結スリーブ211は、ピペットチューブ205の下端に、例えば、押し込められたり、ネジ留めされるなどして、しっかりと取り付けられている。ピペットチューブ205の上には、弾性変形可能な、そして必要ならば導電性をも有した材料から形成されたO−密閉リング213が被せられて、ピペットチップ101から軸方向に離れた側の連結スリーブ211の端面に隣接するよう設けられている。さらに、ピペットチューブ205の上には、締め付けスリーブ215が被せられている。この締め付けスリーブ215は、ピペットチューブ205に対して相対的に軸方向に滑動自在に設けられ、O−密閉リング213を軸方向に圧搾するために用いられる。締め付けスリーブ215は、ここでは不図示の作動手段によって作動可能に設けられている。この作動手段は、手動もしくは自動で締め付けスリーブ215を操作するものであってもよい。例えば、締め付けスリーブ215は、液体圧で作動するように設けられていてもよい。また、締め付けスリーブ215を調整するために、手動で操作することのできる、しかしながら電動モータを用いても操作することのできるネジ駆動を設けることも可能である。
【0029】
ピペットチップ101を取り外すために、さらに、取り外し部材217が、ピペットチューブ205に対して相対的に軸方向に可動に設けられている。この取り外し部材217は、本実施形態においては、締め付けスリーブ215及びピペットチューブ205を取り囲んだ取り外し管として形成されている。この取り外し機構217の作動の仕方を以下に詳細に説明する。
【0030】
連結スリーブ211上には、上記ピペットチップ101の段付き肩部121と相補的な、環状の段付き肩部219が形成され、連結スタッド203をピペットチップ101に差し込むと、ピペットチップ101の段付きの肩部121に当接するようになっている。これら段付き肩部121,219の双方が協働することによって、ピペットチップ101の軸方向の位置が、その最終的な装着位置においてピペットユニット201に対して相対的に正確に決定されるようになっている。取り付けの際に前方に動く連結スタッド203の端部に向けて、連結スリーブ211は、円筒状の外周部221を有している。その直径は、連結スタッド203上にピペットチップ101が滑らかに動いて差し込まれるように、ピペットチップ101の内周部123の直径に合わせられている。軸線方向に見て、もう一方の側には、連結スリーブ211のもう一つ別の円筒状の外周部223が、段付き肩部219に繋がれている。その直径は、先に述べた場合と同様、ピペットチップ101の内周部119の直径に合わせられている。
【0031】
図3は、ピペットチップ101が差し込まれて、O−密閉リング213がまだ圧搾されていない状態を示す。O−密閉リング213が載置されている連結スリーブ211の端面から軸方向に測ると、連結スリーブ211の段付き肩部219の位置は、O−密閉リング213が、図3に示された差し込み位置において環状溝部125に対して軸方向に幾分ずれるようなものとされている。より正確には、圧搾されていないO−密閉リング213の軸方向の中心に対して、環状溝部125の軸方向の中心がピペットチップ101側に向けてずらされている。この差し込み位置から、締め付けスリーブ215が、O−密閉リング213を軸方向に圧搾するように、軸方向下側、ピペットチップ101に向けて動かされる。図4及び図4aは、この様子について示すものである。図4は、O−密閉リング213を圧搾し終わって、ピペットユニット201上でピペットチップ101が最終的な装着位置に達した様子を示し、また、図4aは、O−密閉リング213の部分を拡大して示す図である。図4aを参照すると、締め付けスリーブ215は、O−密閉リングに面している端部に前方チップ225を有している。この前方チップ225は、締め付けスリーブ215がO−密閉リング213に向かって進むにつれO−密閉リング213とピペットチューブ205の間に入り込み、O−密閉リング213がこのチップ225によって完全に軸方向にではなく、そのかわり、やや環状溝部125に向けて半径方向に圧搾されるように構成されている。O−密閉リング213を圧搾していくと、全体でO−密閉リング213の外径が拡大する。O−密閉リング213の半径方向に押し広げられた部分は、図4aに点線で示すように、環状溝部125の窪んだ隙間に逃げ込むことができる。環状溝部125に逃げ込むO−密閉リング213の部分は、緩もうとして環状溝部125内に膨張し、このとき環状溝部125の底に達して、この底の部分を押圧する。上述した、O−密閉リングに対する環状溝部125の軸方向のずれによって、専ら環状溝部125の底の図4aにおける軸方向上側の部分が、O−密閉リング213によって押圧されるようになる。環状溝部125の底は、この部分にO−密閉リング213のための作用面127を形成している。この作用面127は、その曲率に起因して半径方向の要素を有し、これにより、O−密閉リングが作用面127を押圧すると、ピペットチップ101に、軸方向の成分を有した力が及ぼされるようになっている。この軸方向の力によって、ピペットチップ101の段付き肩部121が、連結スリーブ211の段付き肩部219に向けて軸方向に付勢され、このとき、ピペットチップ101がピペットユニット201上に軸方向に確実に支持されるようになる。O−密閉リング213を作用面に向けて押し付ける力が働く結果、O−密閉リング213が作用面127に密に取り付けられることになり、これにより、ピペットチップ101とピペットユニット201の間の確実な密閉性が保証される。
【0032】
図4aからわかるように、O−密閉リング213が圧搾された状態(図中、点線を参照)で、環状溝部125の軸方向下側の部分は、必ずしも、O−密閉リング213によって満たされている必要はない。O−密閉リング213によって満たすこともできるだろうが、むしろ重要なのは、圧搾されたO−密閉リング213と環状溝部125との間が係合して接合した状態に置かれ、これにより、軸方向に生じる力が、O−密閉リング213によって常にピペットチップ101に及ぼされるということであり、上述したように、ピペットチップ101の段付き肩部121が連結スリーブ211の段付き肩部219を押圧するということである。ピペットチップ101がピペットユニット201上に連結した最終的な連結状態、すなわち、O−密閉リング213が軸方向に圧搾され、半径方向に膨張することにより、ピペットチップ101がしっかり、かつ密閉した状態でピペットユニット201上で支持された状態は、図4に示されている。
【0033】
ピペットチップ101を取り外すためには、締め付けスリーブ215が、図4に示される圧搾位置から軸方向に上側に向けて移動させられる。このとき、O−密閉リング213は、再び緩められ、環状溝部125から引き戻される。したがって、図4に示される連結状態において段付き肩部121,219に及ぼされていた付勢力は解除される。最終的には、再び、図3に示された状態となる。好ましいことに、図3に示された状態では、O−密閉リング213は、ピペットチップ101の内周部117と完全に接触しなくなるわけではなく、むしろ、ピペットチップ101の内周部117と係合しようとして、これにより、ピペットチップ101が自然にピペットユニット201から脱落することがなくなる。
【0034】
図4aに注目すると、この状態で、O−密閉リング213は、例えば、環状溝部125、及びピペットチップ101の円筒状内周部119の間に、符号129で示された移行エッジに当たっている。ピペットチップ101を取り外すためには、O−密閉リング213を通り越して移行エッジ129を動かさなければならないが、これは、O−密閉リングの通過の際に、O−密閉リングを半径方向にわずかに圧搾することでのみ可能となる。O−密閉リング213をこのように半径方向に圧搾することは、しかしながら、摩擦を増加させ、ピペットユニット201からピペットチップ101を滑らかに滑らせて取り外すという要求に反した動きをもたらすことになろう。こういった理由から、環状溝部125の上側に設けられたピペットチップ101の円筒状内周部119は、図4aに示されるような段差を有して形成されることが好ましい。移行エッジ129から軸方向にやや離れた位置に、段差131によって段付きに拡張された部分が形成されている。この拡張部は内周部119の拡径部に対応している。O−リング213が、移行エッジ129と段差131との間に形成されたこの「締め付け領域」を通り超えると、O−リング213は、完全に力の加わらない状態になることができ、ピペットチップ101の内周部117との接触が失われ、これにより、ピペットチップ101をピペットユニット201から滑らかに滑らせながら取り外すことができる。
【0035】
ピペットチップ101をピペットユニット201から手で取り外さなくてもいいように、取り外し部材217が設けられている。この取り外し部材217は、様々な方法で操作することができる。例えば、取り外し部材217を液体の圧力で操作したり、あるいは、電動モータを用いて操作することも可能である。これとは別に、不図示の付勢ばねを取り外し部材217に作用させてもよい。すなわち、ピペット101がピペットユニット201に取り付けられると、上記付勢バネが緊張し、ピペットチップ101が、前方端部109の部分で、取り外し部材217とされている取り外し管を上方に付勢するのである。O−密閉リング213の圧搾状態が解除されると、上記付勢バネが再び緩められる。このときのバネの力によって、取り外し管217が再び下方に押圧され、同時に、ピペットチップ101が取り外される。上記の取り外し用の付勢バネの寸法は、緊張した状態にある付勢バネから取り外し管217に及ぼされる力が、O−密閉リング213の軸方向に支持する力を超えないように設定されるものであることはいうまでもない。また同様に、この付勢バネの寸法は、付勢バネが緩められる過程でピペットチップ101に働く力が十分なものになり、移行エッジ129がO−密閉リング213を通り過ぎることができるように設定されるものであることも明らかであろう。
【0036】
図5は、取り外し部材217が下方に動かされている取り外しの際の様子を示し、ピペットチップ101がO−密閉リング213を完全に通りすぎた状態を示している。
【0037】
ピペットユニット201のピペットチューブ205には、適当な吸入手段が設けられ、ピペット導管部207内、そして、これによってピペットチップ101内に負圧を生成することができ、移されるべき液体を吸入するようになっている。この吸入手段は、例えば、ピペットチューブ205内で軸方向に可動に設けられ、電気、液体圧、あるいは気体圧による作動手段を用いて軸方向に位置をずらすことができるピストン等を備える構成とすることができる。
【0038】
上記ピペットチップ101は、例えば、射出成形などによって、プラスチック材料から形成されていることが好ましい。このプラスチック材料は、移されるべき液体の中の電気伝導率を、実際によく知られた方法で測定することができるよう、導電性を有していてもよい。それに応じて、連結スリーブ211及びピペットチューブ205もまた、導電性を有した材料から形成されていてもよい。堅さと耐摩耗性の理由から金属材料が好まれるものの、これら連結スリーブ211及びピペットチューブ205にプラスチック材料を用いる可能性は否定されるものではない。使い捨て品として作られたピペットチップ101の容量は、例えば、0.1〜1300μlとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るピペットチップの一実施の形態を示す図であって、ピペットチップ断面図である。
【図2】 ピペットチップをピペット装置に着脱する様子を示す図である。
【図3】 ピペットチップをピペット装置に着脱する様子を示す図である。
【図4】 ピペットチップをピペット装置に着脱する様子を示す図である。
【図4a】 ピペットチップをピペット装置に着脱する様子を示す図である。
【図5】 ピペットチップをピペット装置に着脱する様子を示す図である。
【符号の説明】
1,101・・・ピペットチップ
3,103・・・縦方向軸線
5,105・・・ジャケット
7,107・・・移送用開口部
9,109・・・前方端部(第二の前方端部;差し込み端部)
11,111・・・連結部
13・・・吸口端部(第一の前方端部)
15,115・・・外周部
17,117・・・内周部(ジャケット内周部)
21,121・・・段付き肩部(ピペットチップの段付きの肩部;軸方向位置決め手段;軸方向係止部)
19,119・・・円筒状内周部(第一の円筒状ジャケット内周部)
23,123・・・円筒状内周部(第二の円筒状ジャケット内周部)
25,125・・・環状溝部(内周溝)
201・・・ピペットユニット
203・・・連結スタッド
205・・・ピペットチューブ
207・・・ピペット導管部
209・・・導管軸
211・・・連結スリーブ
213・・・O−密閉リング(相補的な対軸方向位置決め手段;付勢部材;密閉部材)
215・・・締め付けスリーブ(締め付け装置;作動装置)
217・・・取り外し部材
219・・・段付き肩部(段付きの肩部;対軸方向位置決め手段;対係止部) 221・・・外周部
223・・・外周部
Claims (48)
- ピペットチップ(101)を持つピペットユニット(201)を備えてなるピペット装置であって、前記ピペットユニット(201)は、連結スタッド(203)を有し、該連結スタッド(203)上に前記ピペットチップ(101)が連結のために嵌め込み方向に差し込み可能とされ、前記連結スタッド(203)が、該連結スタッドに設けられた作動装置(215)によって付勢状態と解放状態とを調整することができる調整可能な付勢部材(213)を有し、
前記ピペットチップ(101)は、該ピペットチップ(101)の軸方向の連結位置において連結スタッド(203)の対係止部(219)と相互作用する軸方向係止部(121)を有し、
前記付勢部材(213)は、差し込まれた前記ピペットチップ(101)の、前記差し込み方向からそれた、半径方向内側に延在する面成分を有した作用面(127)に、該付勢部材(213)が前記付勢状態にあるときに作用し、これにより、該付勢部材(213)が前記作用面に密閉状態で当接しかつ前記ピペットチップ(101)を前記ピペットユニット(201)上に前記軸方向の連結位置に付勢するように設けられているとともに、
前記付勢部材(213)は、該付勢部材(213)が前記解放状態にあるときに前記ピペットチップ(101)の作用面(127)を略解放するように設けられているピペット装置。 - 前記作用面(127)は、環状溝部(125)によって形成されている請求項1のピペット装置。
- 前記軸方向係止部(121)は、前記ピペットチップ(101)のジャケット(105)のジャケット内周部(117)上の少なくとも一部に、該ピペットチップ(101)の差し込み端部(109)から軸方向に所定距離隔てられた位置に設けられている請求項1のピペット装置。
- 前記ジャケット内周部(117)は、少なくとも連結部(111)に、互いに内径の異なる二つの円柱状の部分(119,123)によって概ね形成された包絡面を有している請求項3のピペット装置。
- 前記軸方向係止部(121)は、ジャケット内周部(117)の段付きの肩部から形成され、この肩部によって、相対的に大きい直径を有して差し込み端部(109)に相対的に近い円柱状の部分である第一の円筒状ジャケット内周部(119)と、相対的に小さい直径を有して前記差し込み端部(109)からさらに隔てられた円柱状の部分である第二の円筒状ジャケット内周部(123)とが繋がれている請求項2のピペット装置。
- 前記軸方向係止部(121)によって前記第一の円筒状ジャケット内周部(119)から前記第二の円筒状ジャケット内周部(123)へ直径が縮小される大きさは、0.8〜1.2mmの間とされている請求項5のピペット装置。
- 前記第一の円筒状ジャケット内周部(119)の直径は、6.5〜7.1mmの間の大きさとされている請求項5のピペット装置。
- 前記第二の円筒状ジャケット内周部(123)の直径は、5.5〜6.1mmの間の大きさとされている請求項5のピペット装置。
- 環状溝部(125)がジャケット内周部(117)に形成されており、前記環状溝部(125)の溝の断面は、円弧状に湾曲されてなり、その曲率半径が0.3〜0.9mmの間の値を有している請求項5のピペット装置。
- 前記作用面(127)は、軸方向に、前記軸方向係止部(121)と、前記ピペットチップ(101)の前記差し込み端部(109)との間に設けられている請求項3のピペット装置。
- 前記対係止部(219)は、前記連結スタッド(203)の外周部上の段付きの肩部から形成されている請求項1のピペット装置。
- 前記連結スタッド(203)は、密閉部材である前記付勢部材(213)を有し、該密閉部材である前記付勢部材(213)は、前記ピペットチップ(101)と前記連結スタッド(203)との間を密閉するために用いられ、弾性変形可能な材料から形成され、
前記ピペットユニット(201)には、前記密閉部材である前記付勢部材(213)を軸方向に圧搾する締め付け装置として機能する作動装置(215)が設けられている請求項1のピペット装置。 - 前記密閉部材である前記付勢部材(213)は、O−リングとされている請求項12のピペット装置。
- 前記密閉部材である前記付勢部材(213)の材料は、導電性を有している請求項12のピペット装置。
- 二つの対軸方向位置決め手段、すなわち対係止部である対軸方向位置決め手段(219)と付勢部材である対軸方向位置決め手段(213)とが設けられた連結スタッド(203)を有するピペット装置(201)に取り付けるためのピペットチップ(101)であって、
吸入する媒体に浸漬されるよう設けられた第一の端部と、
軸方向に対向する第二の端部と、
ジャケット(105)と、該ジャケット(105)によって取り囲まれた移送用開口部(107)とを備えてなり、このとき、前記移送用開口部(107)が、該ピペットチップ(101)の前記第一の端部及び該ピペットチップ(101)の差し込み端部(109)の間に縦方向軸線(103)に沿って延在するよう設けられ、
かつ、前記差し込み端部(109)に近接した位置に、前記ピペット装置(201)の前記連結スタッド(203)と連結するための連結部(111)を有し、
前記ジャケット(105)は、前記連結部(111)に二つの軸方向位置決め手段(121,127)を有し、一方の該軸方向位置決め手段(121)は、前記連結スタッド(203)の前記対軸方向位置決め手段(219)に対して相補的で、該対軸方向位置決め手段(219)と相互作用するように設けられるとともに、この対軸方向位置決め手段(219)と協働して、前記ピペット装置(201)上での該ピペットチップ(101)の軸方向の連結位置を決定するように構成されており、かつ、他方の該軸方向位置決め手段(127)は、前記連結スタッド(203)の前記対軸方向位置決め手段(213)に対して相補的で、該対軸方向位置決め手段(213)と相互作用するように設けられるとともに、この対軸方向位置決め手段(213)と協働して、前記ピペット装置(201)上での該ピペットチップ(101)の軸方向の連結位置を決定するように構成されていることを特徴とするピペットチップ(101)。 - 請求項15のピペットチップ(101)であって、前記差し込み端部(109)で前記連結スタッド(203)に結合可能とされ、
かつ、前記軸方向位置決め手段(121,127)が、前記ジャケット(105)のジャケット内周部(117)上の少なくとも一部に、該ピペットチップ(101)の前記差し込み端部(109)から軸方向に所定距離隔てられた位置に設けられているピペットチップ(101)。 - 前記ジャケット内周部(117)は、少なくとも前記連結部(111)に、互いに内径の異なる二つの円柱状の部分(119,123)によって概ね形成された包絡面を有している請求項16のピペットチップ(101)。
- 前記軸方向位置決め手段(121,127)は、前記ジャケット(105)上に設けられた少なくとも一つの軸方向係止部(121)からなり、
該軸方向係止部(121)は、前記連結スタッド(203)の、相補的な対係止部である対軸方向位置決め手段(219)と相互作用するように構成されている請求項15のピペットチップ(101)。 - 前記軸方向係止部(121)は、前記ジャケット(105)が有するジャケット内周部(117)の段付きの肩部から形成され、この肩部によって、相対的に大きい直径を有して前記差し込み端部(109)に相対的に近い第一の円筒状ジャケット内周部(119)と、相対的に小さい直径を有して前記差し込み端部(109)からさらに隔てられた第二の円筒状ジャケット内周部(123)とが繋がれている請求項18のピペットチップ(101)。
- 前記軸方向係止部(121)によって前記第一の円筒状ジャケット内周部(119)から前記第二の円筒状ジャケット内周部(123)へ直径が縮小される大きさは、0.8〜1.2mmの間とされている請求項19のピペットチップ(101)。
- 前記軸方向係止部(121)によって前記第一の円筒状ジャケット内周部(119)から前記第二の円筒状ジャケット内周部(123)へ直径が縮小される大きさは、0.9〜1.1mmの間とされている請求項20のピペットチップ(101)。
- 前記軸方向係止部(121)によって前記第一の円筒状ジャケット内周部(119)から前記第二の円筒状ジャケット内周部(123)へ直径が縮小される大きさは、1.0mmとされている請求項20のピペットチップ(101)。
- 前記第一の円筒状ジャケット内周部(119)の直径は、6.5〜7.1mmの間の大きさとされている請求項19のピペットチップ(101)。
- 前記第一の円筒状ジャケット内周部(119)の直径は、6.7〜6.9mmの間の大きさとされている請求項23のピペットチップ(101)。
- 前記第一の円筒状ジャケット内周部(119)の直径は、6.8mmの大きさとされている請求項23のピペットチップ(101)。
- 前記第二の円筒状ジャケット内周部(123)の直径は、5.5〜6.1mmの間の大きさとされている請求項19のピペットチップ(101)。
- 前記第二の円筒状ジャケット内周部(123)の直径は、5.7〜5.9mmの間の大きさとされている請求項19のピペットチップ(101)。
- 前記第二の円筒状ジャケット内周部(123)の直径は、5.8mmの大きさとされている請求項19のピペットチップ(101)。
- 前記ジャケット(105)は、ピペット装置上に支持された付勢部材(213)のための作用面である前記軸方向位置決め手段(127)を連結部(111)に有し、
該付勢部材(213)は、該ピペットチップ(101)の前記連結位置において、該ピペットチップ(101)の前記軸方向係止部(121)を、前記連結スタッド(203)の対係止部(219)に対して軸方向に付勢するように設けられている請求項18のピペットチップ(101)。 - 前記作用面(127)は、前記付勢部材(213)を構成する密閉部材が密閉状態を形成する配置をとるように形成され、該密閉部材は、弾性変形可能な材料から形成され、該ピペットチップ(101)を連結スタッド(203)に対して密閉するために用いられている請求項29のピペットチップ(101)。
- 前記密閉部材の材料は、導電性を有している請求項30のピペットチップ(101)。
- 密閉部材として機能する対軸方向位置決め手段(213)が、前記ピペット装置が具備する締め付け装置(215)によって軸方向に圧搾可能とされた請求項24のピペットチップ(101)であって、
作用面である前記軸方向位置決め手段(127)は、該ピペットチップ(101)が連結位置にあるとき、前記密閉部材として機能する対軸方向位置決め手段(213)が、軸方向に圧搾されていない状態で、付勢力を生成する前記作用面である前記軸方向位置決め手段(127)との係合が略解除された状態に置かれるとともに、軸方向に圧搾されるにしたがって、付勢力を生成する作用面である前記軸方向位置決め手段(127)との係合状態に至るように形成されて前記ジャケット(105)に設けられているピペットチップ(101)。 - 作用面である前記軸方向位置決め手段(127)は、前記ジャケット(105)が有するジャケット内周部(117)に形成された内周溝(125)に設けられている請求項29のピペットチップ(101)。
- 前記内周溝(125)は、前記縦方向軸線(103)を含む断面内において円弧状に湾曲されてなり、曲率半径が0.3〜0.9mmの間の値を有している請求項33のピペットチップ(101)。
- 前記曲率半径が0.4〜0.8mmの間の値を有している請求項34のピペットチップ(101)。
- 前記曲率半径が0.5〜0.7mmの間の値を有している請求項34のピペットチップ(101)。
- 作用面である前記軸方向位置決め手段(127)は、軸方向に、前記軸方向係止部(121)と、該ピペットチップ(101)の前記差し込み端部(109)との間に設けられている請求項23のピペットチップ(101)。
- 二つの軸方向位置決め手段(121,127)、すなわち軸方向係止部である軸方向位置決め手段(121)および作用面である前記軸方向位置決め手段(127)を有するピペットチップ(101)に接続するためのピペットユニット(201)であって、導管軸(209)に沿って延在するピペット導管部(207)と、連結スタッド(203)とを備えてなり、前記連結スタッド(203)は、相補的な二つの対軸方向位置決め手段(219,213)、すなわち前記軸方向位置決め手段(121)に対して相補的な、対係止部である前記対軸方向位置決め手段(219)と、前記軸方向位置決め手段(127)に対して相補的な、付勢部材である前記対軸方向位置決め手段(213)とを有しており、前記対軸方向位置決め手段(219)は、前記ピペットユニット(201)上での前記ピペットチップ(101)の軸方向の連結位置を決定するために、前記ピペットチップ(101)の前記軸方向位置決め手段(121)と相互作用するように設けられているとともに、前記対軸方向位置決め手段(213)は、前記ピペットユニット(201)上での前記ピペットチップ(101)の軸方向の連結位置を決定するために、前記ピペットチップ(101)の前記軸方向位置決め手段(127)と相互作用するように設けられているピペットユニット(201)。
- 前記連結スタッド(203)は、前記ピペットチップ(101)の上端部に設けられた差し込み端部(109)で前記ピペットチップ(101)の中に嵌合可能とされ、
かつ、前記対軸方向位置決め手段(219,213)は、前記連結スタッド(203)の外周部上の少なくとも一部に、前記差し込み端部(109)から軸方向に所定距離隔てられた位置に設けられている請求項38のピペットユニット(201)。 - 前記連結スタッド(203)の前記外周部は、前記連結位置において前記ピペットチップ(101)の中に突出する少なくとも前記連結スタッド(203)の部分に、互いに直径の異なる二つの円柱状の部分(221,223)によって略形成された包絡面を有している請求項39のピペットユニット(201)。
- 前記対軸方向位置決め手段(219,213)は、前記連結スタッド(203)上の少なくとも一つの相補的な対係止部(219)からなり、
該対係止部(219)は、前記ピペットチップ(101)の軸方向係止部として機能する軸方向位置決め手段(121)と相互作用するように構成されている請求項38のピペットユニット(201)。 - 対係止部である前記対軸方向位置決め手段(219)は、前記連結スタッド(203)の外周部上の段付きの肩部から形成されている請求項41のピペットユニット(201)。
- 前記連結スタッド(203)は、密閉部材として機能する対軸方向位置決め手段(213)を有し、該密閉部材として機能する前記対軸方向位置決め手段(213)は、前記ピペットチップ(101)と前記連結スタッド(203)との間を密閉するために用いられ、前記ピペットユニット(201)には、前記密閉部材として機能する前記対軸方向位置決め手段(213)を軸方向に圧搾する締め付け装置(215)が設けられている請求項41のピペットユニット(201)。
- 前記密閉部材(213)は、弾性変形可能な材料から形成されたO−リングとされている請求項43のピペットユニット(201)。
- 前記密閉部材(213)は、導電性を有した材料から形成されたO−リングとされている請求項44のピペットユニット(201)。
- ピペットユニット(201)と、二つの軸方向位置決め手段(121,127)、すなわち軸方向係止部である軸方向位置決め手段(121)および作用面である前記軸方向位置決め手段(127)を有したピペットチップ(101)とを備えてなるピペット装置であって、
前記ピペットユニット(201)は、導管軸(209)に沿って延在するピペット導管部(207)と、連結スタッド(203)とを備えてなり、前記連結スタッド(203)は、二つの対軸方向位置決め手段(219,213)、すなわち前記軸方向位置決め手段(121)に対して相補的な、前記対係止部である対軸方向位置決め手段(219)と、前記軸方向位置決め手段(127)に対して相補的な、前記付勢部材である対軸方向位置決め手段(213)とを有しており、
前記ピペットチップ(101)は、ジャケット(105)と、該ジャケット(105)によって取り囲まれた移送用開口部(107)とを有して、この移送用開口部(107)が、吸入する媒体に浸漬されるよう設けられた該ピペットチップ(101)の第一の端部、及び軸方向に対向する該ピペットチップ(101)の差し込み端部(109)の間に縦方向軸線(103)に沿って延在するよう設けられ、前記ピペットチップ(101)は、前記差し込み端部(109)に近接した位置に連結部(111)を有し、前記ジャケット(105)は、前記連結部(111)に前記軸方向位置決め手段(121,127)を有し、
前記ピペットユニット(201)の一方の前記対軸方向位置決め手段(219)と、前記ピペットチップ(101)の前記軸方向位置決め手段(121)とは、前記ピペットユニット(201)上での前記ピペットチップ(101)の軸方向の連結位置を決定するために、相互作用するように設けられているとともに、前記ピペットユニット(201)の他方の前記対軸方向位置決め手段(213)と、前記ピペットチップ(101)の前記軸方向位置決め手段(127)とは、前記ピペットユニット(201)上での前記ピペットチップ(101)の軸方向の連結位置を決定するために、相互作用するように設けられているピペット装置。 - ピペットチップ付きのピペットユニット(201)を備えてなるピペット装置であって、前記ピペットユニット(201)は、導管軸(209)に沿って延在するピペット導管部(207)と、ピペットチップ(101)を接続するための連結スタッド(203)とを有し、該連結スタッド(203)は、作動装置(215)によって、圧搾されて付勢する状態と緩められた状態とを調整することができる調整可能な付勢部材(213)を有し、
前記連結スタッド(203)は、相補的な対係止部である対軸方向位置決め手段(219)を有し、該対軸方向位置決め手段(219)は、前記ピペットチップ(101)の軸方向係止部である軸方向位置決め手段(121)と相互作用するように設けられるとともに、この軸方向位置決め手段(121)と協働して、前記ピペットユニット(201)上での前記ピペットチップ(101)の軸方向の連結位置を決定するように構成され、
前記付勢部材(213)は、前記ピペットチップ(101)の半径方向の成分を持った表面を有した作用面(127)に、該付勢部材(213)が前記付勢状態にあるときに作用し、これにより、前記軸方向位置決め手段(121)が、前記相補的な対軸方向位置決め手段(219)との密閉配置を形成するように、該ピペットユニット(201)上での前記ピペットチップ(101)の前記連結位置に付勢され、
かつ、前記付勢部材(213)は、ピペットユニット(201)からピペットチップ(101)を容易に取り外せるように、該付勢部材(213)が前記緩められた状態にあるときに前記ピペットチップ(101)の作用面(127)を略解放するように設けられているピペット装置。 - 前記作用面(127)は、環状溝部(125)によって形成されている請求項47のピペット装置。
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