JP4391995B2 - 異なる寸法を有する使い捨てチップ用ピペット装置 - Google Patents

Description

本発明は所定量の液体を分配もしくは小出しするためのピペット装置に関する。

ピペット装置は２０ミリリッタから数ピコリッタまでの範囲で、所定量の液体を分配するために広く使用されている。ピペット装置は研究室において標準装備であり、かつ例えば科学、生物、医薬、および診断の分野で広く使用されている。具体的目的に応じて異なるタイプのピペットが知られている。

口から液体を吸い込むガラスピペットが過去において使用されている。今日、例えばEppendorf and Gilsonにより市販されている手動ピペット装置が使用されている。手動ピペット装置は単一チャンネル装置であるが、複数チャンネルピペットが一度に複数の液体を移送するために使用される。手動装置の殆どはハンドル、液体を運ぶために使用される下部、下部にハンドルを連結するシャフトを含む。ピペットが液体量の調節を可能にする場合に、これらのピペットは、例えばハンドルに一体化された親指ホイールにより、液体量を調節するための手段を有する。これらのピペットは、また、所望量の液体をピペットへ吸引するための真空発生手段を有し、これは、しばしば、ピペットの上部のプッシュボタンの押圧により移動する、ピペットに一体化されたシリンダ内の可動ピストンである。

サンプルまたは試薬間の汚染は望ましくないので、これらのピペットの多くは使い捨てチップと共に使用される。使い捨てチップはピペットの下端で取り付け面に取り付けられかつ使用後に廃棄される。ピペットそれ自体は、通常は、液体と直接には接触しない。使い捨てチップの取り外しを簡単にするために、幾つかの手段がピペットに使用されることは既知である。通常、かかるエジエクタは使い捨てチップの上縁に圧力を加えることによりチップを滑り出させる手段を有し、この手段はピペットの上側でプッシュボタンに連結されている。

手動ピペットの他に自動ピペットが既知である。例えば科学、生物および医薬分野において、自動装置はサンプル調製および診断分析試験に使用され、かつ殆どの場合に自動ピペットが含まれる。これらのピペットは使用後に容易に洗浄できるチップまたは上述の手動装置に使用されるチップと同様に使い捨てチップを使用している。

小出しする量によって、使い捨てチップの寸法は変化する。結果的に、異なるチップに対して異なる直径の取り付け面を有する異なるピペットが使用される。このことは手動試験または分析をする場合に許容できるものであるが、異なる寸法の使い捨てチップに対して分離ピペットを使用する必要性が自動システムで大きな欠点となる。

ＵＳ４５９３８３７において、複数の異なる寸法の取り付けチップ用に複数の異なる取り付け面を有するピペットが記載されている。しかしながら、使用後のチップの廃棄を可能にする手段がこのピペットについて説明されていない。

ＵＳ４５９３８３７

そこで、本発明は、様々に異なる寸法のチップの使用を可能にする改善されたピペット装置、特に、使用後に使い捨てチップの廃棄を容易にする装置を提供することを課題とする。

本発明の一つの特徴は、使い捨てチップを取り付けのための少なくとも二つの面を有する液体を小出しもしくは分配するピペット装置に関し、前記二つの面は異なる直径を有しかつ相互に対して移動可能であり、本発明によるピペット装置は、使い捨てチップに対して相対的に幅広い直径を有する取り付け面を移動させることによって相対的に小さい直径を有する取り付け面上へ取り付けられた使い捨てチップの廃棄を可能にすることを特徴とする。

本発明の他の特徴は使い捨てチップを取り付けかつ放出する方法に関し、この方法は、
−前記ピペット装置の複数の取り付け面の一つの上へ使い捨てチップを取り付け、かつ
−その使い捨てチップを放出することを含む。

本発明の他の特徴は液体を分配もしくは小出しする方法に関し、この方法は、
−前記ピペット装置の複数の取り付け面の一つの上へ使い捨てチップを取り付け、
−所定量の液体を前記使い捨てチップに吸引し、
−その液体を分配し、かつ
−前記使い捨てチップを放出することを含む。

本発明の他の特徴は前記装置の使用に関し、この使用は、手動で液体を分配もしくは小出しするか、または好適には、自動分配もしくは小出しシステムに前記装置を使用することを含む。

図1は本発明によるピペット装置を示す。符号ａはチップホルダをポンプシステムに連結するシャフトを示し、符号bは使い捨てチップを放出するためのケースを示し、符号cはピペットにチップを連結するための相対的に幅広い直径を有する取り付け面を示し、かつ符号dは相対的に小さい直径を有する取り付け面を示す。

図2は本発明によるピペット装置の断面図である。符号ａからdは上述の通りである。図3は本発明によるピペット装置の更に詳細な断面図を示す。寸法はミリメータで表示されている。符号a-dは上述の通りであり、eはシーリング、fはスプリングである。

本発明は液体を分配、即ち、小出しするための装置に関する。汚染を防止するために、装置は使い捨てチップを取り付けるための取り付け面を有する。液体は、使い捨てチップの表面と接触するのみである。吸引されるべき液体量に応じて、チップの寸法、特に、その内径が変化する。例えば、１ｍｌを吸引するために使用されるチップは、１から１０μlの範囲の量の吸引には適さない。一つのピペットで異なる量の液体を吸引するために寸法の異なるチップの使用を可能にするために、本発明の装置は、異なる外径の少なくとも二つの取り付け面を有し、二つの取り付け面はピペットの軸に沿ってずらして配向され、かつその取り付け面は相互に対して移動可能である。使用後に、これらのチップは下方へ相対的に広くなった直径（ピペットの軸に沿って垂直に）を有する取り付け面を移動させ、かつ相対的に小さい直径を有する取り付け面へ取り付けられたチップへ圧力を加えかつその取り付け面からチップを滑り落とすことにより廃棄されることができる。相対的に多い量のピペット分配（pipette)が必要な場合には、チップを相対的に広い直径を有する取り付け面上に取り付けることができる。使用後に、この相対的に大きいチップは、上述の二つの取り付け面よりも更に広い外径の他の取り付け面により廃棄されるか、または例えばその取り付け面よりも更に広い直径を有する可動ケース、のような分離したエジエクタ（ejector）により廃棄できる。

好適には、前記二つの取り付け面は二つの直径の異なるシリンダ管であり、二つのシリンダ管は図１から３に示されたように相互に嵌合するものである。二つのシリンダ管は手の力で相互に対して移動可能であるか、または好適には空気圧、電気手段により自動化されたシステム、もしくは当分野で既知の他の手段であってよい。

前記取り付け面の運動、そして選択的には上述のごとき分離したエジエクタの運動もしくは移動は、異なる方法で共働してよい。エジエクタとして使用される取り付け面、そして同様に選択的には分離エジエクタは、例えば適宜リンク装置または電子制御器により共に連携してよい。かかる装置において、全取り付け面（最小直径の取り付け面を除く、この取り付け面はチップを放出するために使用できない）、および同様に選択的に分離エジエクタは、使い捨てチップが装置の取り付け面のいずれか一つから放出されなければならない場合に結果的に下方へ移動する。または、各取り付け面および同様に選択的に分離エジエクタは他方から分離独立に移動できる。かかる装置は、取り付け面の各々に対して、そして同様に好適には分離エジエクタに対して、例えばリンク装置、プッシュボタン（手動ピペットの場合には）のように分離構造手段、制御手段等を必要とするので、かかる装置は第一形態よりも複雑な装置である。

好適には、前記装置は、取り付け面そして同様に選択的に分離エジエクタを、使い捨てチップを放出するために必要とされない場合に、一時的に固定された位置へ置く。これは、図３にｆで示されたような例えばバネを装置に一体化することにより達成され、バネは取り付け面および同様に選択的に分離エジエクタが不本意に下方へ移動することを阻止する。しかし、他の手段が当分野で知られておりこの目的で使用できる。

所定量の液体がチップの内部に所定真空を付与することによりチップへ充填され、かつその液体は内部へ吸引され得る。当分野で既知の標準的ピペットと同様に、この吸引は気密チャンネルによりチップに連結されたピストンによりまたは当分野で既知の他の手段により発生してよい。手動用として、ピペット装置は例えばＵＳ２００３／０１５６９９４またはＵＳ５３６４５９５に記載のピペットと同様に形成でき、それによりチップの取り付け用として使用されピペットの下部は、上述のようにして構成される。例えば、手動ピペットはハンドル、吸引量調節手段、使用後にチップを放出するために取り付け面を移動させるためのプッシュボタン等の手段、上述のごとき可動取り付け面を含む下部にピペットの上部を連結するシャフト、そして選択的に最も広い直径を有する取り付け面上に取り付けられたチップを放出するための他のエジエクタを含む。

このコンセプトは、科学および生物配合物の合成、サンプル調製、または医薬および分子診断法のための自動装置に使用されるピペットに採用できる。かかる機器に使用されるピペットは、通常、所定量の液体をチップへ吸引するのに必要な所定真空の発生に必要な手段、この真空の発生を制御する手段、使い捨てチップを取り付けるためのピペットの下部を含み、この下部は上述のごとく本発明により構成される。当然ながら、取り付け面から真空発生手段までの連結チャンネルは、ピペットの漏れを誘発しないために気密であることが必要である。記載した手動の手持ち式ピペット、そして同様に自動ピペットは最も広い外径を有する取り付け面上に取り付けられたチップを放出するために分離エジエクタを有してよい。かかるエジエクタは図１から３に示されたようなケースであってよいが、Ｇｉｌｓｏｎ ａｎｄ Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆから市場で入手できるピペット等の標準的ピペットから知られるピペットであってよく、また当分野で既知の他のエジエクタであってよい。

取り付け面はピペットの下部に位置決めされる。特に他の記載がない限り、取り付け面の直径は、使い捨てチップと直接接触しない位置でのこの取り付け面の外径を言う。取り付け面の形状は使用される使い捨てチップの上部の内面の形状に適合する。通常、チップは上部に円形開口部を有しかつ下部に相対的に小さい第二開口部を有し、第二開口部はチップへ液体を吸引しかつ液体を小出しするために使用される。これらのチップを使用する場合、取り付け面はチップの上部の開口部と同一外径のシリンダ形態である。このシリンダは、チップとの良好かつ気密な接触を促進するためかつ使用されるチップ間の僅かな変化に対応するために、装置の軸に沿って僅かに円錐形になっている（図１から３に示されたように）。

取り付け面はピペットと同一材料で形成されるが、異なる材料により形成されてもよい。通常、当分野のピペットは熱可塑性等の弾性もしくは可撓性のプラスチック材料により形成される。当分野で既知の標準的ピペットと同様に、本発明によるピペットに重要なことは、使い捨てチップに連結される部分がチップと良好かつ気密な接触をし、かつ丈夫で不活性な面を有することである。

少なくとも二つの取り付け面は、図１から３に示されたように交互に重合するかまたは格納式のシリンダとして配向される。ピペットの軸に対する取り付け面の移動は、例えばプッシュボタンを使用して手により、または例えば電子力または空気圧力により自動的に増進される。上述のごとく、相対的に広い直径を有する取り付け面が、相対的に小さい直径を有する取り付け面へ、取り付けられた使い捨てチップを廃棄するために使用できる。従って、図１から３に示されたようなピペットは二つの異なる寸法、そして異なる直径のチップ上部開口部を有する使い捨てチップへのピペットの使用を可能にする。更により広い直径を有する他の取り付け面を加えることにより、かかるピペットはより大きい寸法のチップに使用できる。当然ながら、他の取り付け面が必要に応じて追加できる。

本発明による最大直径のピペットを有する取り付け面上へ取り付けられたチップの容易放出のために、好適にはこの目的のためのエジエクタを有する。かかるエジエクタは最大直径を有する取り付け面よりも広い直径を有するシリンダケースであってよく、このケースはこの取り付け面の上方に位置決めされかつ取り付け面に取り付けられたチップに対して垂直方向へ移動する。図１から３に示されたように、かかる構成は、エジエクタケースを下方へ移動し、かつ取り付け面へ取り付けられているチップを下へ引っ張ることによりこの面上へ取り付けられたチップを放出させる。

本発明の特徴は、液体を手動で小出しするために上述のピペットを使用することに関する。本発明が自動ピペットに適用される場合、有機生物物質の自動合成のための装置、サンプル調製用装置、診断方法を実行するための装置等の自動装置に使用できる。かかるピペットは、自動手段、例えば液体の吸引および分配を制御し、かつチップの取り付けおよび放出のプロセスを制御するための電子制御装置等の制御手段を含み、かつ例えば取り付け面の移動のためのモータまたは空気圧装置、分離エジエクタ、およびポンピングシステムを含む。ときには、かかるピペットは固定位置でなく、機器内でのピペットの移動を可能にする構成であってよい。

本発明の他の特徴は、使い捨てチップを取り付ける方法に関する。この方法は、
−装置の取り付け面の一つへ使い捨てチップを取り付け、かつ
−その使い捨てチップを放出することを含み、
前記装置が使い捨てチップを取り付ける少なくとも二つの面を有し、前記二つの取り付け面が異なる直径を有し、かつ相互に対して移動可能であって、使い捨てチップの縁に対して相対的に幅広い直径を有する取り付け面を移動することによって、相対的に小さい直径を有する取り付け面上へ取り付けられた使い捨てチップを放出を可能にする。

好適には、本発明は液体を分配もしくは小出しするための方法に関し、
この方法は、
−ピペット装置の取り付け面上へ使い捨てチップを取り付け、
−所定量の液体を使い捨てチップに吸引し、かつ
−その使い捨てチップを放出することを含み、
前記ピペット装置は、使い捨てチップの取り付けのための少なくとも二つの面を含み、二つの取り付け面は異なる直径を有しかつ相互に対して移動可能であって、その使い捨てチップに対して相対的に幅広い直径を有する取り付け面を移動することによって相対的に小さい直径を有する取り付け面上へ取り付けられた使い捨てチップの放出を可能にする。

好適には、最大直径を有する取り付け面上に取り付けられたチップは、上述したように、この目的からピペット装置内に存在する分離エジエクタにより放出される。

上述のごとく、本発明によるピペット装置は、特に自動システムに適し、ピペット工程は自動的に行われる。本発明は、かかる自動装置内に、異なる寸法を有する複数のピペットチップの唯一ピペットとの使用を可能にし、かつ従って、かかる装置の価格および煩雑さを軽減する。図１から３において、かかるピペット装置の下部は二つの取り付け面を含む。このことは、この装置の二つの異なる寸法のチップとの使用を可能にする。液体の吸引および分配のための手段等（真空装置等）のピペット装置の残部の殆どおよび制御ユニットは添付図面に示されていないが、当分野に既知のごとく構成されてよい。かかるピペット装置は、例えば生物学的方法、生化学的方法、医療方法および診断方法を自動的に実施するための機器に一体化できる。図１から３に示されたようなピペット装置の部分は、自動機器内でのピペット装置の移動を可能にする可動アームに取り付けることができる。

図１は本発明のピペット装置の解説図を示す。二つの取り付け面（ｃおよびｄ）は、二つの異なる寸法の使い捨てチップとピペット装置との使用を可能にする。取り付け面（ｄ）上に取り付けられたチップは、使用後に、取り付け面（ｃ）をチップの上縁に対して垂直に移動させかつ取り付け面（ｄ）から落下させることにより放出され得る。相対的に大きいチップが取り付け面（ｃ）上に取り付けられることができる。使用後に、エジエクタ（ｂ）は、チップに対して垂直に移動させることができかつ取り付け面（ｃ）から滑り出させることができる。このエジエクタは取り付け面（ｃ）よりも幅広い直径を有するケースとして構成される。取り付け面およびエジエクタは、相互に対して垂直方向へ移動する交互に重ねたシリンダとして構成される（図２および３参照）。チップへ所定量の液体を吸引するために必要な真空、および液体を分配するための正圧は当分野で既知の手段により発生させることができる。これは、例えば、シリンダ内で移動する，ピストンであってよい。真空および正圧は、図２および３に示されたように気密チャンネルを介してチップへ伝達され得る。チャンネル内の漏れを解消するために、取り付け面とエジエクタ（図３、ｅ参照）等の可動部間をシーリングで一体化することが好ましい。図３に示されたようにバネ（ｆ）は、所定位置において可動部（取り付け面およびエジエクタ）を固定するために使用できるが、当分野で既知の他の手段が使用されてよい。取り付け面（ｃ）およびエジエクタ（ｂ）は、使用後にリンク機構（図示されていない）を使用することにより下方に移動して使い捨てチップを放出する。リンク機構は当分野で既知の手段により駆動できる。自動ピペット装置において、このことは、例えばコンピュータ等の電子制御により制御される電子モータにより実施され得る。

本発明による装置を示す。 本発明による装置の断面を示す。 本発明による装置の詳細断面を示す。

符号の説明

ａ チップホルダをポンプシステムに連結するシャフト
ｂ 使い捨てチップを放出するためのケース
ｃ ピペットにチップを連結するための相対的に幅広い直径を有する取り付け面
ｄ 相対的に小さい直径を有する取り付け面
ｅ シーリング
ｆ スプリング

Claims (6)

1. 使い捨てチップを取り付けるための少なくとも二つの取り付け面を含み、前記二つの取り付け面は異なる外径を有しかつ相互に対して移動可能であり、使い捨てチップに対して相対的に幅広い直径を有する取り付け面を移動させることによって相対的に小さい直径を有する取り付け面上へ取り付けられた使い捨てチップの廃棄を可能にする、液体を小出しするピペット装置において、
   前記ピペット装置は、少なくとも二つの取り付け面の幅よりも幅広い外径を有する付加的取り付け面、または少なくとも二つの取り付け面よりも幅広い外径を有するエジエクタを含み、
   前記付加的取り付け面またはエジエクタは、前記二つの取り付け面のうちの相対的に幅広い取り付け面に対して移動するときに、前記二つの取り付け面のうちの相対的に幅広い取り付け面上へ取り付けられた使い捨てチップの放出を可能にする、ピペット装置。
2. 前記エジエクタは最大の直径を有する取り付け面よりも幅広い直径を有する可動ケースである、請求項１のピペット装置。
3. 使い捨てチップを取り付けかつ放出する方法であって、
   −請求項１によるピペット装置の複数の取り付け面の一つの上へ使い捨てチップを取り付け、かつ
   −前記使い捨てチップを放出することを含む方法。
4. 液体を分配する方法であって、
   −請求項１によるピペット装置の複数の取り付け面の一つの上へ使い捨てチップを取り付け、
   −所定量の液体を前記使い捨てチップに吸引し、
   −その液体を分配し、かつ
   −前記使い捨てチップを放出することを含む方法。
5. ピペットの軸に対する前記二つの取り付け面かつ／またはエジエクタの少なくとも移動は、前記二つの取り付け面の一つの上へ取り付けられた使い捨てチップを廃棄するために手動により増進される、手動で液体を小出しするための請求項１による装置の使用方法。
6. ピペットの軸に対する前記二つの取り付け面かつ／またはエジエクタの少なくとも移動は、前記二つの取り付け面の一つの上へ取り付けられた使い捨てチップを廃棄するために電子力または空気圧力により増進される、自動小出しシステムにおける請求項１による装置の使用方法。

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