JP4576502B2 - 多連ピペット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本願発明は、各々が所定量の液体を吐出可能な複数のピペットを有する多連ピペットに関する。
【0002】
【従来の技術】
試料中における特定成分の濃度は、たとえば特定成分の濃度が既知の参照液と試料液との間を短絡した場合に生じる電位差から測定するポテンシオメトリックな方法がある。この方法は、たとえば参照液または試料液を点着可能な受液部と、分析装置における電位差測定用のプローブが接触する端子とがそれぞれ設けられたプレートを、参照液および試料液を受液部に点着した状態で当該分析装置にセットして参照液と試料液との間の電位差を測定し、その電位差から特定成分の濃度を演算することにより行われる。
【0003】
このような分析装置による濃度測定では、プレートをセットする前に、受液部に参照液や試料液を点着する必要があるが、この点着作業は、通常は二連ピペットを用いて行われる。通常の二連ピペットは、参照液や試料液を吸引・吐出可能な2つのピペットを、これらの液体吐出口の距離を、プレートにおいて対となる2つの受液口の距離に対応させた状態で保持したものである。そして、実際の吸引・吐出作業では、液体吐出口を覆うようにして、上下が開放した先細テーパ状のチップを各々のピペットの先端部に装着した状態で行われる。
【0004】
この場合、試料液における特定成分の濃度が未知であり、しかも測定すべき各試料液の特定成分の濃度が同一であるとは限らず、また先に測定した試料液が次に測定する試料液に影響を与えないように、ピペットにおいて試料液を吸引・吐出する毎に、チップを取り替える必要がある。
【0005】
一方、参照液における特定成分の濃度は各測定毎に同一であるため、ピペットに装着されたチップを取り替えずに繰り返し使用することも考えられる。しかしながら、先に参照液を吸引・吐出してから、次に参照液を吸引・吐出させるまでの間のインターバルが長くなれば、チップの内面に付着して残存する先に使用した参照液は、水分が蒸発して濃縮され、これが次に吸引した参照液に混入して参照液の濃度が変わってしまう虞がある。また、連続して参照液の吸引・吐出を繰り返す場合であっても、先に吸引した参照液がチップ内に残存し、これが次に吸引した参照液とともに吐出されるような事態も起こり、吐出量が不安定となってしまう虞もある。このため、ピペットから吐出された参照液の吐出量やその濃度の均一化を図る観点からは、参照液を吸引・吐出する度にチップを取り替える必要が生じる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、従来の二連ピペットでは、参照液を吸引・吐出する度にチップの取り替えが必要となって、各プレート毎に2つのチップを必要となり、コスト的に不利となる。そればりか、処理すべき廃棄物(チップ)の量も自ずと多くなる。さらに、参照液は、それぞれの測定において同一のものを使用するにもかかわらず、各測定毎に参照液を吸引する作業が必要となり、多数の試料液の測定が必要な事態にあっては、その作業が煩わしいものとなる。
【0007】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、チップ使用量の低減によるコストおよび廃棄物量の低減を図ることができ、しかも参照液などの液体の吸引作業の煩わしさを低減することができる多連ピペットを提供することをその課題とする。
【0008】
【発明の開示】
このような課題を解決するため、本願発明では次の技術的手段を講じている。すなわち、本願発明により提供される多連ピペットは、液体保持部内に収容された液体を、液体保持部内に収容された液体を、基端側において、基端側に付勢されつつ往復操作可能に設けた第1の操作部を先端側に向けて押動操作する毎に、先端側に設けたノズルの吐出口から一定量ずつ複数回に分けて吐出できる第1のピペットと、基端側に設けた第2の操作部を基端側に移動させることにより先端側に装着されるチップ内に吸引した液体を、上記第2の操作部を先端側に押動操作することにより、上記チップの先端から一度に吐出できる第2のピペットと、を備えることを特徴としている。好ましくは、先端側に移動することにより上記液体保持部内の液体を上記ノズルに向けて押し出すピストンロッドに設けたラチェット溝と、上記第1の操作部とともに移動し、かつ一方向に付勢される爪と、を含むラチェット機構により、上記第1の操作部を先端側に向けて押動操作する毎に、上記液体保持部内に収容された液体を上記ノズルの吐出口から一定量ずつ吐出できる。
【0009】
上記構成では、第1のピペットにおいて、液体を吐出する度に次に吐出すべき液体を改めて吸引することなく、液体保持部内の液体を次々と吐出させることができる。このため、同一の液体を繰り返し吐出させる必要がある場合にあっては、液体を吐出する度に繰り返し液体の吸引するといった作業が不要となり、その煩わしさが回避される。
【0011】
また、上記構成では、第1のピペットからはノズルを介して液体が吐出されるため、必ずしもチップを装着して使用する必要はない。このため、本発明では、チップの使用量を低減することが可能となり、これにともないコスト上昇を回避することができ、また廃棄物(チップ)の量の低減を図ることができる。もちろん、第2のピペットのみにチップを装着すればよいため、チップの装着作業の煩わしさも低減される。
【0012】
なお、液体保持部内への液体の保持は、第1のピペットの外部から液体を吸引することにより行ってもよいし、予め液体が収容された液体保持部を第1のピペットに組み込むことによって行ってもよい。後者の場合、液体保持部を着脱自在な構成とする必要があり、そうすれば、液体が充填された液体保持部と、液体が所定量以下に減った液体保持部とを取り替えることができるようになり、第1のピペットにより液体を吸引する作業が全く不要となる。また、液体保持部が着脱自在とされていれば、必要に応じて液体保持部内を洗浄することができ、液体保持部内への塩の付着や細菌の繁殖を抑制することができるようになる。
【0013】
好ましい実施の形態においては、上記第1のピペットの上記ノズルには、上記吐出口を覆うようにしてキャップが着脱自在に取り付けられている。
【0014】
この構成では、液体保持部内に保持された液体の蒸発を抑制でき、たとえば水分の蒸発による特定成分の濃縮などの弊害を除去し、吐出される液体の濃度を長期にわたって安定化させることができるようになる。
【0015】
好ましい実施の形態においては、特定成分の濃度が既知の参照液と上記特定成分の濃度が未知の試料液との間を短絡した場合に生じる電位差から上記試料液中の特定成分の濃度を測定する場合において、上記第1のピペットにより上記参照液を供給し、上記第2のピペットにより上記試料液を供給する。
【0016】
上述の通り、第1のピペットから吐出される液体は、その量および濃度の均一化が図られているため、濃度測定に際して安定した量および濃度で参照液を供給でき、長期にわたって測定精度の維持向上を図ることができるようになる。
【0017】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。図1は、本願発明に係る多連ピペットの一例を表す縦断面図、図2は第1のピペットの要部拡大図である。
【0019】
図1に示したように、上記多連ピペットXは、第1のピペット1と第2のピペット2とがホルダ3により横並びで保持された構成とされている。
【0020】
第1のピペット1は、ハウジング10内において、ピストンロッド11、およびこれの上端側を覆うシリンダ12が収容された構成とされている。
【0021】
ピストンロッド11は、ロッド部13と栓部14とを有しており、ロッド部13の上端部には、外方側に突出するピン13bを介して、操作ノブ13cが一体化されている。ロッド部13の中間部には、図2に良く表れているように複数のラチェット溝13aが、後述する爪12dを上方側から係止できるようにして連続して設けられている。
【0022】
シリンダ12には、図1に示したように上端部の径が他の部分よりも大きくされて係止部12aが設けられており、その側壁12bにピン13bの上下動可能を許容するスリット12cが設けられている。側壁12bにおけるスリット12cとは反対側の部分の下端には、爪12dが回動自在に一体化されており、この爪12dは、図2に良く表れているように全体としてへの字状とされている。そして、先端部の形状が、ラチェット溝13aの形状に対応したものとされている。そして、図面上には明確に表れていないが、爪12dは、ねじりコイルばねなどによりピストンロッド11側に付勢されている。したがって、爪12dが下方に移動する際には、爪12dがラチェット溝13aに係止されて爪12dの下方移動とともにピストンロッド11が一体的に下方に移動し、爪12dが上方に移動する際には爪12dがラチェット溝13aには係止されず、爪12dはラチェット溝13aとは独立して移動する。
【0023】
ハウジング10は、図1に示したように上下に開口10a,10bを有しており、側壁10cにはピン13bの上下動を許容する窓部10dが設けられている。上開口10aには、プッシュロッド15のロッド部15aが挿通され、栓部15bがシリンダ12の上面と密着してハウジング10内に収容されている。ロッド部15aの上端部には操作部15cが取り付けられている。ハウジング10内には、窓部10dのやや上方に係止部10eが設けられ、この係止部10eとシリンダ12の係止部12aとの間には、シリンダ12の上端部を外套するようにしてコイルバネ16が配置されている。これにより、シリンダ12が上方側に付勢されて、シリンダ12の上面とその栓部15bが密着するプッシュロッド15も上方側に付勢されている。
【0024】
ハウジング10の下開口10bには、液体保持部17aに対してノズル17bが螺合されたシリンジ17が螺合されている。このため、ハウジング10からは、シリンジ17(液体保持部17a)が取り外し可能とされ、また液体保持部17aからはノズル17bが取り外し可能とされている。そして、ノズル17bの中央部および基端部側が補強部17cにより保護されている。この補強部17cには、ノズル17bの先端部を覆うようにしてキャップ19が着脱自在に装着されている。この状態では、ノズル17cの先端がキャップ19の内底部に密着した状態とするのが好ましい。
【0025】
また、ハウジング10内には、図2に良く表れているように、その下方部位においてラチェット溝13aを覆うようにしてスライド片18が突出形成されている。このスライド片18は、自然状態において爪12dが待機する部位であり、爪12dがスライド片18の幅に対応する距離だけ下方始動する間は、爪12dスライド片18上を移動し、それ以上に爪12dが下動した場合には爪12dがスライド片18から落ちてラチェット溝13aに係止し、ピストンロッド11を下動させる。そして、ピストンロッド11は付勢されておらず、また爪12dが上動する場合には爪12dがラチェット溝13aとが噛み合わないから、爪12dが上動する場合には、爪12dがピストンロッド11に対して独立して上動する。
【0026】
以上の構成とされた第1のピペット1では、液体保持部17a内への液体の保持は次のようにして行われる。まず、キャップ19を取り外した状態で、操作ノブ13cを下動させることによりピストンロッド11を下げて液体保持部17a内の気体を排出する。そして、操作ノブ13cが下動した状態のままで、ノズル17bの先端部を吸引すべき液内に差し込み、操作ノブ13cに作用する力を開放する。そうすると、操作ノブ13cとともにピストンロッド11が上動し、液体保持部17a内に液体が吸引される。
【0027】
一方、液体保持部17a内の液体の吐出は、次のようにして行われる。まず、プッシュロッド15の操作部15cを下動させて、シリンダ12および爪12dを下動させる。そうすると、図2に良く表れているように爪12dは、スライド片18上で待機しているから、プッシュロッド15の下動に伴って爪12dがスライド片18上を下動する。そして、爪12dをさらに下動させれば、爪12dがスライド片18から落ち、ラチェット溝13aに係止される。そして、プッシュロッド15のさらなる下動に伴い、ピストンロッド11が爪12dとともに下動する。なお、プッシュロッド15のストロークは、これを移動下端まで押し下げるとき、爪12dが図2に実線で示すように1つのラチェット溝13aに係止されてからラチェット溝13aのピッチまたはその整数倍に相当する距離さらに下動するように設定される。これにより、液体保持部17a内の液体が下方に押され、ピストンロッド11の移動量に応じた一定量だけノズル17bの先端部から液体が吐出される。
【0028】
このようにして液体が吐出された後、操作部15cに作用する力を開放すれば、コイルバネ16による付勢力によりシリンダ12およびプッシュロッド15が上動し、これにともない爪12dも上動する。このとき、爪12dは、ラチェット溝13aに係止されることなく上動し、再びスライド片18を上動してもとの部位で待機することとなる。
【0029】
以上のようにして、操作部15cに力を作用させてピストンロッド11などを下動させ、またその力を開放するという作業を繰り返すことにより、ピストンロッド11の移動距離に応じて一定量ずつ繰り返し液体保持部17a内の液体を吐出させることができる。また、非使用状態では、液体保持部17a内の液体の蒸発・濃縮を回避すべく、キャップ19を取り付けた状態とされる。
【0030】
一方、第2のピペット2は、ハウジング20内に、ピストンロッド21および中間ロッド22が収容された構成とされている。
【0031】
ハウジング20は、ハウジング本体部20Aの下端にノズル部20Bが連続して形成された構成となっている。ハウジング20の内部空間は、ノズル部20Bの先端開口(吐出口)20aを介して外部に通じている。ハウジング本体部20A内には、下方部位および中間部において中心に向けて突出する係止部20b,20cがそれぞれ形成されている。
【0032】
ピストンロッド21は、ロッド部21aの上端に栓部21bが一体化された構成とされており、栓部21bがハウジング本体部20A内に収容され、ロッド部21aがハウジング本体部20A内およびノズル部20B内に跨がって収容されている。そして、栓部21bとハウジング本体部20Aの係止部20bとの間には、ロッド部21aの先端部を外套するようにしてコイルバネ24が収容されている。これにより、ピストンロッド21が上方側に付勢されている。
【0033】
中間ロッド22は、ロッド部22aの下端に栓部22bが一体化された構成とされ、この栓部22bがピストンロッド21の栓部21bと密着している。したがって、中間ロッド22もまた、上方側に付勢されている。
【0034】
ハウジング20の上面には、開口20aが形成されており、この開口20aには、プッシュロッド23のロッド部23aが挿通され、栓部23bがシリン中間ロッド22の上端と密着してハウジング20内に収容されている。ロッド部23aの上端部には操作部23cが取り付けられている。そして、栓部23bの下面とハウジング本体部20Aの係止部20cとの間には、中間ロッド22の上端部側を外套するようにしてコイルバネ25が配置されている。これにより、プッシュロッド23が上方側に付勢されている。
【0035】
以上の構成とされた第2のピペット2では、液体の吸引・吐出が次のようにして行われる。液体の吸引は、まずノズル部20Bの先端部にチップ26を装着した後に、プッシュロッド23の操作部23cに力を作用させてプッシュロッド23、ピストンロッド21および中間ロッド22を下動させた状態とする。次いで、チップ26を液内に差し込み、プッシュロッド23に作用する力を開放する。そうすれば、各コイルバネ24,25によって付勢されたピストンロッド21,中間ロッド22およびプッシュロッド23のそれぞれが上動し、チップ26内に液体が吸引される。一方、液体の吐出は、プッシュロッド23を下動させて、チップ26内の液体を押し出すことにより行われる。そして、プッシュロッド23に作用する力の開放すれば、各コイルバネ24,25の付勢力により、もとの状態に戻され、再び液体の吸引が可能な状態とされる。
【0036】
次に、上記二連ピペットXの用途の一例を図3および図4を参照して説明する。なお、図3は電位差測定用プレートの分解斜視図、図4は上記多連ピペットを用いて電位差測定用プレートに参照液および試料液を点着している状態を表す要部拡大斜視図である。
【0037】
上記二連ピペットXは、たとえば濃度が既知の参照液と、濃度が未知の試料液との間に生じる電位差により、分析装置を用いてポテンシオメトリックに試料液の濃度を測定する場合において、試料液および参照液を供給するために使用される。より具体的には、図4に示したような電位差測定用プレート4に対して、参照液および試料液を同時に供給するために使用する。
【0038】
上記電位差測定用プレート4は、図3に良く表れているように絶縁性を有するとともに長矩形状とされたベースフイルム層40上に、レジスト層41およびカバーフイルム層42を積層形成した形態とされ、3種のイオン、たとえばNa+ 、K+ 、Cl- の電位差を測定可能なように構成されている。
【0039】
ベースフイルム層40上には、両端部のそれぞれに幅方向に並んで電位差測定用のプローブが接触する端子40a,40bが3個ずつ形成されている。これらの端子40a,40bは、参照液または試料液の特定成分が供給される受液パッド40c,40d,40eにそれぞれ導体配線40f,40g,40hを介して導通している。
【0040】
レジストフイルム層41は、上下2層41A,41Bからなる。下層41Bには、ベースフイルム層40の各端子40a,40bに対応してプローブ用の挿入孔41a,41bが両端部のそれぞれに3個ずつ形成され、各受液パッド40c,40d,40eに対応して連絡孔41c,41d,41eが形成されている。各連絡孔41c,41d,41eには、Na+ 、K+ またはCl- を選択的に透過させるイオン選択膜41f,41g,41hが嵌め込まれている。上層41Aには、下層41Bの各挿入孔41a,41bおよび各端子40a,40bに対応してプローブ用の挿入孔41i,41jが形成されている。また、中央部には、試料液または参照液を保持するための液保持孔41k,41lが形成されている。これらの孔41k,41lは切欠41mを介して繋がっており、この切欠41mにはイオンの移動を許容するブリッジ41nが配置されている。
【0041】
カバーフイルム層42には、レジストフイルム層41の各挿入孔41a,41b,41i,41jに連通し、ベースフイルム層40の各端子40a,40bを臨ませる挿入孔42a,42bが両端縁のそれぞれに3個ずつ形成されている。長手方向の中央部の側端部には、レジストフイルム層41の液保持孔41k,41lに連通し、当該プレート4に参照液および試料液を供給するための受液口42c,42dが2個形成され、さらに空気抜き穴42eが2個形成されている。
【0042】
以上のような構成とされた電位差測定用プレート4では、図3および図4に示したようにカバーフイルム層41の受液口42c,42dから、二連ピペットXを介して参照液Rおよび試料液Sが点着される。二連ピペットXによる液滴の吐出機構については、先に説明した通りである。すなわち、バイアルや試験管などに保持された試料液Sから、第2のピペット2により所定量、たとえば20μmの試料液Sを吸引・採取する。なお、第1のピペット1には、予め液体保持部17aに参照液Rを収容しておく。そして、第1のピペット1のノズル17bの先端部および第2のピペット2に装着されたチップ26の先端部をそれそれプレート4の受液口42c,42dに対応させて状態で、各ピペット1,2のプッシュロッド15,23の操作部15c,23cを下動させて液滴を吐出させ、試料液Rおよび参照液Sを点着する。
【0043】
こうして点着された試料液Sは液保持孔41kに保持される一方、試料液Sは液体保持孔41lに保持されてブリッジ41nを介してこれらの液が短絡される。そして、試料液Rのうち、イオン選択膜41fにより、たとえばNa+ が選択的に透過して受液パッド40cに達し、イオン選択膜41gにより、たとえばK+ が選択的に透過して受液パッド40dに達し、イオン選択膜41hにより、たとえばCl- が選択的に透過して受液パッド40eに達する。同様に、参照液Rのうち、たとえばNa+ 、K+ およびCl- が各イオン選択膜41f,41g,41hを介して各受液パッド40c,41d,41eに達する。
【0044】
そして、図4に良く表れているように、挿入孔41a,41i,42a,41b,41j,42bを介してプローブP1 〜P6 を各端子40a,40bに接触させて、プローブP1 ,P2 の間に生じた試料液Rと参照液SとのNa+ の濃度差に起因した電位差を測定し、プローブP3 ,P4 の間に生じた試料液Rと参照液SとのK+ の濃度差に起因した電位差を測定し、プローブP5 ,P6 の間に生じた試料液Rと参照液SとのCl- の濃度差に起因した電位差をそれぞれ測定する。この測定電位からは、たとえば予め作成しておいた検量線に基づいて各イオンの濃度を決定することができる。
【0045】
このような試料液S中の特定成分(たとえばNa+ 、K+ 、Cl- )の濃度の測定は、異なる試料液Sに対して連続して行われることもある。この場合であっても、上記二連ピペットXは、液体保持部17a内の参照液Rを所定量ずつを複数回に分けて吐出させることができるため、プレート4に参照液Rを点着すべく、その都度参照液Rを吸引する必要はなく、もちろん第1のピペット1においてはチップの装着、取り外しといった作業も不要である。
【0046】
本実施形態においては、参照液Rを外部から吸引して液体保持部17aに保持し、これを所定量ずつ吐出するように構成されていたが、液体保持部17a内に参照液が保持された液体保持部17aを取り変えることにより、第1のピペット1内に参照液Rが保持された状態を維持してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明に係る多連ピペットの一例を表す縦断面図である。
【図2】図1の多連ピペットを構成する第1のピペットの要部拡大図である。
【図3】電位差測定用プレートの分解斜視図である。
【図4】図1の多連ピペットを用いて電位差測定用プレートに参照液および試料液を点着している状態を表す要部拡大斜視図である。
【符号の説明】
X 二連ピペット
1 第1のピペット
17 シリンジ(第1のピペットの)
17a 液体保持部(シリンジの)
17b ノズル(シリンジの)
18 キャップ(第1のピペットの)
2 第2のピペット
R 参照液
S 試料液
Claims (5)
- 液体保持部内に収容された液体を、基端側において、基端側に付勢されつつ往復操作可能に設けた第1の操作部を先端側に向けて押動操作する毎に、先端側に設けたノズルの吐出口から一定量ずつ複数回に分けて吐出できる第1のピペットと、基端側に設けた第2の操作部を基端側に移動させることにより先端側に装着されるチップ内に吸引した液体を、上記第2の操作部を先端側に押動操作することにより、上記チップの先端から一度に吐出できる第2のピペットと、を備えることを特徴とする、多連ピペット。
- 先端側に移動することにより上記液体保持部内の液体を上記ノズルに向けて押し出すピストンロッドに設けたラチェット溝と、上記第1の操作部とともに移動し、かつ一方向に付勢される爪と、を含むラチェット機構により、上記第1の操作部を先端側に向けて押動操作する毎に、上記液体保持部内に収容された液体を上記ノズルの吐出口から一定量ずつ吐出できる、請求項1に記載の多連ピペット。
- 上記液体保持部は、着脱自在とされている、請求項1または2に記載の多連ピペット。
- 上記第1のピペットの上記ノズルには、上記吐出口を覆うようにしてキャップが着脱自在に取り付けられている、請求項1ないし3のいずれかに記載の多連ピペット。
- 特定成分の濃度が既知の参照液と上記特定成分の濃度が未知の試料液との間を短絡した場合に生じる電位差から上記試料液中の特定成分の濃度を測定する場合において、上記第1のピペットにより上記参照液を供給し、上記第2のピペットにより上記試料液を供給する、請求項1ないし4のいずれかに記載の多連ピペット。
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