JP4638909B2 - 液体を受容し、かつ分配するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、直接的に又は間接的に吸込み開口を備えたピストン及びシリンダを有する複数のピストン・シリンダユニットによって液体を受容し、かつ分配するための装置であって、前記ピストン及びシリンダがそれぞれピストンプレート及びシリンダプレートに配置されており、液体の受容及び分配が、駆動機構によるプレートの間隔変化を介してピストンをシリンダ内に摺動させることによって、及びプレート平面に対して垂直にプレートをガイドすることによって行われ、液体を受容する容積が上側のストッパ及び下側のストッパによって規定され、これらのストッパのうちの少なくとも一方が、少なくとも１つの調節手段によって調節可能である形式のもの関する。

最近の生物学的な研究では、大量処理法つまり試料を大量に処理する方法が行われ、これに続いてピペッティング（分注）段階が行われる。試料は、標準的なフォーマットでは９６３８４又は１５６３の凹部を有するプレート内で処理される。必要な回数の多くのピペッティング段階は、従来の手動による８チャンネルピペット若しくは１２チャンネルピペットによる作業では処理できない。このために９６チャンネル又は３８４チャンネルの自動ピペット装置が用いられる（Beckman-Coulter, Gilson, Tecan, Zymark, Quiagen, Robbins, Zinsser, Perkin Elmer その他)。しかしながらこれらの装置は、著しく高価であって、非常に広い設置スペースを必要とし、またプログラミング、操作及び保守のための多大な人的コストを必要とする。このような自動化されたピペッティングシステムにおいては、ピストンユニットが、高速回転するスピンドル駆動装置によって著しく精確に平行ガイドされて昇降運動せしめられる。規定されたＺ位置で停止することによって、ピペット容積が精確に規定される。

手動によって又は簡単な駆動装置によって駆動されるピペッティングシステムにおいては、高速で精確な同時に行われる必要なスピンドル回転数を有する、このようなスピンドル駆動装置は解決策ではない。何故ならば、このようなスピンドル駆動装置は、非常に高価な機械的なコスト、又は非常に高価な制御コスト及び駆動コストを必要とするからである。

冒頭に述べた形式の構造を有する簡単な機械的な装置は、アメリカ合衆国特許第５５４０８８９号明細書により公知である。この装置においては、ピストンプレートは、このピストンプレートの中央に配置された手動式駆動ロッドによって、シリンダプレートに対して相対的に移動せしめられる。この場合、シリンダプレートに対するピストンプレートの平行性は、手動式駆動ロッドのガイドによって、及び場合によってはピストンをシリンダ内でガイドすることによっても得られる。この原理は、公知である多チャンネルピペット（上記８チャンネルピペット若しくは１２チャンネルピペット）に相当する。１回のピペッティング過程において非常に精確な容積を操作する必要があるので、このような機構は不十分である。何故ならば、このような形式のガイドは、冒頭に述べた自動装置の制御されたスピンドル駆動装置とは異なり、絶対的な平行性及びひいては、ピペッティング（分注）しようとする液体の非常に精確な容積が保証されないからである。この場合、平行ガイドの制御のためのあまりに高い費用な非経済的である。このような問題は、ピストン・シリンダユニットの数、ひいてはプレートの大きさに伴って大きくなるので、このような形式のガイドでは、非常に少ないピストン・シリンダユニットだけしか同時に操作できないか、又は容積の制御ができない。

そこで本発明の課題は、冒頭に述べた形式の装置を改良して、安価な技術的な費用で、多数のピストン・シリンダユニットの精確な容積を操作するために適したものを提供することである。

この課題は本発明によれば、前記ピストンプレートが上側のストッパに当接する上側のストップ位置及び、前記ピストンプレートが下側のストッパに当接する下側のストップ位置におけるプレートの面平行性が前記２つのストッパによって得られるように、これら２つのストッパが構成され、かつ配置されていることによって、プレート平面の面平行性に関する要求が小さい場合に、プレートガイド内での運動中におけるピストン・シリンダユニットの同じ受容容積及び分配容積が保証されるようになっており、前記２つのストッパは、精確な最初の調節も、また必要に応じて後調節も可能であるように、ストッパ位置の平行性を調節するための調整手段を備えていることによって解決された。

本発明による解決策は、精確な容積をピペッティングするために、全ピペッティング過程中に、すべてのピストンの一体的な運動、つまりピストンプレート及びシリンダプレートの平行性を常に保証する必要がない、という点にある。むしろ、受容若しくは分配する容積の精度のためには、すべてのピストン・シリンダユニットが精確に２回の時点で同じ位置（下の終端位置並びに上の終端位置）にあれば、十分だからである。これはストッパによって保証される。液体受容の開始及び終了若しくは液体分配の開始及び終了に相当する、これら２つの位置が精確に一致していれば、複数のプレートが精確に平行であるかどうかは、容積の精度のために重要ではない。何故ならば、このような非均等性は、遅くともそれぞれのストッパ（つまり液体受容のためのストッパ、及び液体分配のためのストッパ）にぶつかると共に再び補償されるからである。従って精度はピペット駆動装置とは無関係である。

従って、本発明によれば、精確で繰り返し可能なピペッティングのための次の２つの条件が満たされている。

１．ピストン・シリンダユニットの経路及びひいては容積の大きさは、下側のストッパと上側のストッパとの間の間隔によって精確に調節可能である。

２．複数のプレートは、容積を規定するための始端位置及び終端位置におけるストッパによって完全に平行に整列される。

これによってすべてのピストン・シリンダユニットが同じ経路を進むようになっている。またこれによって、ピペット容積が精確に規定されるだけではなく、このピペット容積がシステムの各ピストン・シリンダユニットのために同じであることが保証される。これに従って、各ユニットは同じ容積をピペッティング（分注）することができ、この場合、すべての容積は同時に非常に精確に調節され得る。しかも操作力も、実際に適した範囲内にある。

前記装置によって、まず、大量処理作業のための平行な多くのピペッティング過程を実施するための安価な可能性が得られる。高価な投資は必要なく、また冒頭に述べた形式の自動装置におけるよりも、維持費用は著しく安価であり、装置の全重量は著しく少ない。これは特に、小企業、大学又は研究所及び発展途上国の企業にとって好都合である。

本発明の装置によれば、多チャンネルピペットと全自動システムとの間のギャップが埋められる。本発明による装置は、多数の有利には９６の液体試料の受容若しくは分配を可能にする。容積は、自由に選択可能で、かつ精確に調整可能である。ピペッティング過程自体は、簡単かつ容易に習得可能であって、手動によるピペッティングによって既に数十年来公知であるピペッティング過程に十分に匹敵する。

電子制御装置若しくは電気駆動装置は必要ないが、このような形式の非常に簡単に得られる手段を使用することを排除するものではない。何故ならば、手動操作においても、またモータ駆動装置においても、ストッパ間の制御されない昇降運動で十分だからである。ストッパは、その平行性が一度調整されていれば、表示装置を備えた簡単な調節運動によって調節することができる。従って、このシステムは、高価なプログラミング操作なしで駆動することができる。従って操作は、訓練を受けた作業員によって、時間的及びコスト的な集中学習を行うことなしに簡単に実施することができる。従来の手動によるピペッティングにおけるように、いつでも申し分のない操作を目視によって制御することができる。このシステムは、簡単かつフレキシブルに、それぞれの要求に適合させることができ、その小さい寸法に基づいて、スペース的に狭められた条件下（例えば無菌の作業台）においても使用することができる。

ストッパは種々異なる形式で構成することができる。重要なことは、ストッパによって、プレートの平行性、つまり上側及び下側のストッパ位置におけるピストンプレート及びシリンダプレートの平行性が保証されるだけでよい。例えばピストンプレートが移動せしめられると、シリンダプレートは下側のストッパとして用いられるか、又は下側のストッパを支持するようになっている。下側のストッパを支持している場合は、上側のストッパを配置するだけでよい。この上側のストッパも、それ自体が平らなプレートであるか、又は線形の２つのストッパであってよい。しかしながら有利な形式で、それぞれ上側のストッパ及び下側のストッパがそれぞれ少なくとも３つのストップポイントを有していて、これらのストップポイントが移動するプレートの外側の領域内で当接するようになっている。少なくとも３つのポイントを設けたのは、これによって、面の精確な位置が規定されるからである。ピペッティング過程は、一般的に、直交配列の格子ひいては４角形の形状を有する作業プレートによって行われる。これによって、プレート角縁における４つのストップポイントが提供される。この場合、勿論前記のような３つのストップポイントの可能性もある。

有利な形式で、ストップ位置の平行性を調節するために調整手段が設けられる。この調整手段は、精確な最初の調節のためにも、また場合によっては後調節のためにも用いられる。

容積調節をできるだけ簡単に実施することができるようにするために、容積調節のための調節手段は、調節可能なストッパのストップポイントが同時に高さ調節可能であるように、構成されている。このような形式で、１回の操作によって容積調節を実施することができ、この場合、終端位置におけるプレートの平行性及びひいては、すべてのピストン・シリンダユニットの精確な容積が常に保証される。これは、種々異なる構成を有していてよい。例えば、ストップポイントがステップモータによって調節可能であってもよい。これは、１つの表示装置を有する非常に簡単な制御によって実現可能である。

別の可能性は、ストップポイントが、伝動装置によって同時に調節可能である、という点にある。例えばストップポイントはねじ山付きスピンドル又は定置のねじ山付きスピンドルにおいて回転可能な調節ナットによって調節することができる。これらのねじ山付きスピンドル及び調節ナットは、歯付きベルト及び歯車を介して調節装置によって同時に移動せしめられる。この調節は、負荷なしで、ストッパに当接する当接プレートによって実施することができる。ストッパ若しくはストップポイントが、当接プレート（例えばピストンプレート）に向かう方向に移動せしめられる場合、このプレートは有利な形式で前もって離反移動せしめられ、これによって僅かな力によるスムーズな移動が保証される。勿論、これを保証するような手段、例えば調節手段のロック、又はストッパのための調節手段の開始操作におけるプレートの自動的な離反運動も可能である。しかしながら一般的に、作業員は自分で、プレートを離反移動させることを思い出すことができる。何故ならば調節手段が、当接プレートによってロックされるか、又は移動しにくくなるからである。従って必要な力及び耐久性は、自動装置のスピンドル駆動装置に対する要求とは比較にならない。これによって、本発明による装置におけるストッパ若しくはストップポイントの、僅かな力で可能な調節において、簡単な手段で高い精度が得られる。有利な形式で、調節装置は、調節された容積を表示する表示装置を有している。

容積調節の実施態様のために重要なことは、調節機構が、すべての力に関連した負荷特に、ピペッティング過程のための駆動装置による負荷とは無関係であって、従って安価なコストで高い精度が得られる、ということである。

本発明による装置は、８チャンネルピペット又は１２チャンネルピペットにおいて用いられるよりも著しく多くのピストン・シリンダユニットが必要とされ、格子状の配置例えば９６個のユニットを備えて構成されている場合に、有利な形式で使用することができるので、本発明による装置を、同様に多くの作業位置を備えた作業プレート上に問題なく載せることができる。従って、ピストンプレート、シリンダプレート、ストッパ及び駆動装置を、垂直方向ガイドによってスタンドに懸架されているピペットヘッド内に配置することが提案されている。この場合有利には、ピストン・シリンダユニットの格子配置を作業プレート上の作業位置の格子配置と合致させるために、前記スタンドが、ピペッティングのために用いられる作業プレートに対してピペットヘッドを位置決めするための位置決め装置を有している。このような形式で、作業の熟練性に対して過剰な要求を課すことなしに、特に迅速な作業が可能である。

また、例えば貯蔵タンクから液体を受容し、次いで処理しようとする作業プレートに再び分配するために、複数の作業プレートで作業したい、という要求がしばしばある。同様に、スムーズな作業のために、複数の液体受容及び液体分配を、作業プレートを常に交換する必要なしに相次いで行う必要があることも考えられる。しばしば液体受容部例えばピペット先端を格子状の配置で受容する必要もある（後述されている）。次いで液体の受容及び分配、そして最後に液体受容部を遠ざける作業が行われる。このために、４つの作業プレートを配置する必要がある。このために、作業プレートのための別の複数の位置決め装置が設けられており、これらの位置決め装置が、選択的に、ピストン・シリンダユニットの格子配置と合致せしめられるようになっている。

作業プレート用の複数の位置決め装置を準備するために、様々な可能性がある。第１の可能性（実施態様）として、複数の作業プレートを格子配置で合致させるために、位置決め装置を１つの回転テーブル上に取り付けることが、挙げられている。第２の可能性（実施態様）として、スタンドが、ピペットヘッドのための水平方向ガイドと、該水平方向ガイドの下に相並んで配置された、作業プレートのための複数の位置決め装置とを有しており、この場合、水平方向ガイドにおいて格子に対応配置するための位置決め補助手段が設けられている構成が挙げられている。第３の可能性（実施態様）として、複数の作業プレートのための複数の位置決め装置が設けられており、これらの位置決め装置が、これらの位置決め装置のための少なくとも１つの水平方向ガイド（例えば摺動可能なトレー）によって、前記位置決め補助手段によって規定された位置に対して摺動可能であって、この位置にある作業プレートがピストン・シリンダユニットの格子に対応配置されるようになっている。この第３の可能性は、作業プレートのための水平方向ガイドがピペットヘッドのための水平方向ガイドに対して直交する方向に移動することによって、前記可能性と組み合わせることもできる。前記第１及び第２の実施態様においては、それぞれ２箇所で位置決めする必要があるので、位置決め補助手段としては、それぞれ水平方向ガイドの終端ストッパが用いられる。これによって、前記しばしば必要とされる４つの作業プレートを位置決めすることができる（図２参照）。勿論、これらのストッパ間に係止位置が設けられていれば、別の位置決めを実施することもできる。

ピペットヘッドの垂直方向運動のために、有利な形式で少なくとも１つの下側のストッパが設けられている。この下側のストッパは、下方への垂直運動時に、所望のピペッティング過程が行われる停止位置を調節するために用いられる。何故ならば、液体受容又は液体分配のための正しい高さ位置は、それぞれの作業プレートとの関係で得られるからである。従って、少なくとも１つの下側のストッパが、作業プレートの液体受容部内への侵入深さを調節するために調節可能であっても、有利である。例えばピペットヘッドのための水平方向ガイドの下に、複数の作業プレートが位置決め装置に配置されていれば、勿論各位置決め装置のために１つのストッパが設けられている。これによって、各作業プレート上における正しい高さが調節可能である。

簡単でスムーズな作業を実施するために、ピペットヘッドの垂直方向ガイドに重量補償装置が対応配置されていて、該重量補償装置は、わずかな力でスムーズな垂直方向運動が可能となるように寸法設計されている。これは、カウンタウエイト（釣り合い重り）であってよい。しかしながら有利な形式で、装置の全重量を重くすることのないばねであってもよい。この場合、渦巻きばね（Spiralfeder）が特に適している。何故ならば、このばねは、ほぼ直線的な特性曲線を有しており、それによって垂直方向運動のために必要とされる力はすべての運動軌道上で同じである。ピペットヘッドの垂直方向ガイドに対して、強い加速に反応する降下ストッパ又は降下ブレーキが対応配置されている。これは、落下及びこれによって発生する事故を避けるために、有利である。このような落下は、例えばばねが破損した時に発生する。また液圧式又は空圧式の降下ストッパ又は降下ブレーキ、例えば空圧式のばねを使用してもよい。

さらにまた、ピストン・シリンダユニットのための駆動機構が、伝動装置を備えたハンドレバーによって操作可能であれば、簡単な作業のために有利である。この場合、相応のレバー伝動装置又は歯車伝動装置若しくはラック伝動装置又はこれらの部材の組み合わせであってよい。その他の可能性も勿論考えられる。

液体を受容若しくは分配するために、シリンダプレートは有利な形式で、作業プレートに対して所定の高さ位置に位置決めされるべきである。従って、このシリンダプレートは可動なプレートにおいてはピストンプレートであるので、駆動装置は有利な形式でピストンプレートに対応配置される。駆動装置は、ピストンプレートをその下側のストッパ位置にもたらし、戻しばねがピストンプレートをその上側のストッパ位置に戻し案内するようになっている。これによって、特に簡単な作業が可能となり、ピストンプレートが規定されない位置に留まることは避けられる。

ピストンはシリンダに対してシールによってシールされている。これによって、ピストン及びシリンダに関連して高すぎる精度の要求が課されることはない、という利点が得られる。高い程度のシール性が保証され、調節中に、固着が発生することなしに、プレートの所定の非平行性が可能である。シールは、ピストンに配置されたシールリングとして構成されていてよい。しかしながらまた、シリンダプレートが水平方向で分割されていて、弾性的なシール材料が挿入されていて、シリンダプレートのプレート部分を互いに押圧するための手段によってシリンダ直径をシール箇所に調節可能であって、この際にピストンがシール箇所の領域内で移動するようになっていてもよい。シール材料においては、弾性的な材料より成る孔付きプレートであるか、又は各シリンダにリング状の弾性的なシールエレメントを対応配置してもよい。このような構成の利点は、ピストンにおけるシールの当接が調節可能及び後調節可能である、という点にある。

シリンダに吸込み開口を直接設けるか、又はシリンダの下端部に、液体受容部特にピペット先端を差し込むための受容部を配置してもよい。これによって、液体受容部だけが液体によって濡らされ、ピストン・シリンダユニットが吸い込み装置として用いられ、この吸込み装置が、吸込みに対応する負圧を生ぜしめ、下方運動によって、液体受容部内に存在する液体を吐出させる。従って、１作業段階後に、又は分注しようとする液体を交換する前に、液体受容部を交換するだけでよい。液体受容のための受容部、つまり例えば小管又はピペット先端は、弾性的なリングを備えていてもよい。これによって、液体受容部又はピペット先端が不精確な直径を有していても、確実な保持及び気密な座着が保証される。

このような液体受容部若しくはピペット先端を大量に、例えば格子全体を一度に受容することができるようにするために、所定の力が必要である。従って、力伝達手段が設けられており、該力伝達手段が、液体受容部特にピペット先端を受容するためのピペットヘッドを、位置決め装置内にある液体受容部支持体特にピペット先端支持体に押し付けるか、又はピペット先端支持体をピペットヘッドに押し付けるようになっている。力伝達手段は、例えば伝動レバーであってよい。この伝動レバーは、スタンドとピペットヘッドとの間に作用して、ピペットヘッドを液体受容部支持体特にピペット先端支持体に押し付ける。このような力伝達手段によって、ピペッティングのための駆動装置をそのために引き込む必要はないので、この駆動装置は、高い力を生ぜしめるように設計する必要はない。

さらにまた、液体受容部ストリッパ又はピペット先端ストリッパが設けられていれば、有利である。この液体受容部ストリッパ又はピペット先端ストリッパは、シリンダプレートの下に配置された、レバー操作される垂直方向にしゅう動可能な孔付きプレートであってよい。この場合、該孔付きプレートの複数の孔の大きさは、前記受容部よりも大きいが、液体受容部又はピペット先端よりも小さい。

このような形式の液体受容部例えばピペット先端を操作するために、残留液体が吐出されるようになっていれば、有利である。このために、下側のストッパが係止部材（ラッチ）として構成されていて、移動せしめられたプレートが、ストッパのストップ位置を形成する保持力を克服するか、又は残留液体を吐出させるために、係止解除することによってさらに移動せしめられるようになっている。

本発明による装置の別の有利な実施態様によれば、受容された液体を計量分配するために、上側のストッパと下側のストッパとの間に少なくとも１つの調節可能な格子状の中間ストッパが配置されており、該中間ストッパが、同様にプレートを平行に整列させるように作用し、また強い力で又は係止解除することによって克服可能となっている。このような形式の単数又は複数の中間ストッパは、１回の液体受容後に規定された、液体の容積が相前後して、２つ又はそれ以上の作業プレートに分配されるようにするために用いられる。このような形式で、複数の作業プレートに同じ液体が供給される場合、より効率的に作業することができる。勿論、このような少なくとも１つの格子状の中間ストッパも調節可能であり、また相次いで引き渡される液体に関連して、容積も精確に規定可能である。

本発明を、以下に図示の実施例を用いて詳しく説明する。

図１は、本発明による装置の機能的な構造、
図２は、ピペットヘッドを用いた、本発明による装置をスタンドに配置した配置構造、
図３は、ピペッティング過程のための可能な駆動機構を示す。

図１は、本発明による装置の実施例の機能的な構造を示している。ピストン・シリンダユニット１は、ピストン１′がピストンプレート２に配置されていて、シリンダ１″がシリンダプレート３に配置されていることによって、格子状に配置されている。シリンダ１″は、図示の実施例では、シリンダプレート３が相応に複数の孔を備えていることによって形成されている。このような形式で、ピストンプレート２が上方に移動することによって吸込み運動が生ぜしめられ、ピストンプレート２が下方に移動することによって吐出運動が生ぜしめられる。ピストン１′をシリンダ１″に対してシールするために、ピストン１′はそれぞれシールリング３１を備えている。図示の実施例では、ピストン・シリンダユニット１はピストン１′とシールリング３１とシリンダ１″と共に、例として破線で示されている。実際には、このような形式の複数のユニット１が設けられており、このために格子状の配置が選択されている。相応に通常の作業プレート１６は、この作業プレート１６上の作業位置を操作するために、例えば９６個のピストン・シリンダユニット１の格子が選択される。勿論、その他の格子を設けてもよい。

駆動機構６（そのうちの駆動ロッド４６だけが示されている）の調節運動３５は、ピストンプレート２を下側のストップ位置１０に移動させる。この位置で、ピストン・シリンダユニット１は、液体を吸込むための準備位置にある。この状態では、駆動機構６は、非作動状態にもたらされるか、又は図示していないロックを解除する必要があるだけである。このために、戻しばね３４はピストンプレート２を再び、上側のストップ位置９まで上方に移動させる。運動特性曲線は、相応の手段によって繰り返し可能な形式であらかじめ与えることができる。この位置９において液体が吸い込まれる。ピストンプレート２が再び下方へ移動せしめられると、液体が再び吐出される。

本発明の本質は、ピストンプレート２が、上側のストップ位置９及び下側のストップ位置１０におけるシリンダプレート３に対して精確に位置決めされていることによって、すべてのピストン・シリンダユニット１によって吸い込まれ、吐出される容積が、精確に同じであるという点にある。このために、上側のストッパ４及び下側のストッパ５が用いられる。ピストンプレート２のできるだけ精確な位置決めを維持するために、ストッパ４，５は、それぞれストップポイント４′，４″，４″′若しくはストップポイント５′，５″，５″′及び５″″より成っており、これらのストップポイントが、ピストンプレート２の外側の領域内にぶつかって、それによって良好な平行の整列が得られるようになっている（図面では破断して示されているので、相応に配置されたストップポイント４″′，４″″，５″′，５″″は示されておらず、矢印がその位置を示している）。下側のストップポイント５′，５″，５″′及び５″″は、下側のストップポイント１０内でピストンプレート２を精確に並列に整列させるためにだけ調整可能である。これらのストップポイント５′，５″，５″′及び５″″は、図示のストップ位置１０においてストッパ５を形成するが、前記付加的な吐出し機能を得るために（つまり付着性の残留液体を取り除くために）、より強い力でさらに下方に押しやることができるように構成されている。

これに対して、上側のストップポイント４′，４″，４″′，４″″は、調整可能なだけではなく、受容するか若しくは分配しようとする容積を調節できるようにするために、同時に調節可能でもある。このような調節は、ストップポイント４′，４″，４″′，４″″に関連して同時に行われるストッパ調節を考慮したものである。この伝動装置１１は、調節ホイール４７を備えた調節手段８より成っており、この調節ホイール４７によって、駆動輪４４が駆動可能である。調節ホイール４７の相応の回転に応じて、容積表示装置４５において調節され容積が表示される。調節ホイール４７を介して、駆動輪４４が歯付きベルト４２を駆動し、この歯付きベルト４２が同時に駆動歯車４３を駆動する。この駆動歯車４３は、ねじ山付きスピンドル４１に支承された調節ナット４８に接続されているので、同時にこの調節ナット４８はその高さが調節される。これらの調節ナット４８は、その両下端部でストップポイント４′，４″，４″′，４″″を形成しているので、このような形式ですべてのストップポイント４′，４″，４″′，４″″が同時に調節可能であって、調節時にシリンダプレート３に対するピストンプレート２に関連して精確に面平行な上側のストップ位置９が保証される。選択的に、駆動歯車４３も駆動輪として用いることができる。

ピストン・シリンダユニット１が汚れないようにするために、ピストン・シリンダユニット１は空気だけを吸い込み、吐出し、液体がシリンダ″内に達しないようにすれば、有利である。このために、シリンダ１″の下端部には受容部２５が配置されており、この受容部２５に液体受容部が被せ嵌められている。液体受容部としては有利にはピペット先端２６が用いられる。このようなピペット先端２６を受容するために、図示のユニットは精確にピペット先端支持体２８上にもたらされる。次いで図示のユニットが下方に移動せしめられると、このユニットは受容部２５と共に、ピペット先端支持体２８内に配置されたピペット先端２６を受容する。別の液体受容部が使用される場合、それに応じた過程が実施される。受容部２５上に確実に保持するために、弾性的なリング２７が配置されており、このリング２７は、必要な保持力が常に得られるように、わずかな寸法差も補償する。

さらにまた、孔付きプレートとして構成された液体受容部又はピペット先端ストリッパ３０が図示されており、このピペット先端ストリッパ３０は、弾性的なリング２７の下方の位置に示されている。このことはつまり、ピペット先端２６が脱ぎ取られるということである。ピペット先端２６を受容するために、ピペット先端ストリッパ３０は、シリンダプレート３にぶつかるまで、上側に移動せしめられる。次いでピペット先端２６が受容部２５に被せ嵌められ、弾性的なリング２７で停止する。何故ならば、弾性的なリング２７は受容部２５よりもわずかに小さい直径を有しているからである。ピペット先端ストリッパ３０が再び図時の位置に移動すると、ピペット先端２６が脱ぎ取られ、このために準備された例えば支持体内に落下する。このような脱ぎ取り作業のために、孔付きプレートの複数の孔は、受容部２５（弾性的なリング２７を含む）よりも大きいが、ピペット先端２６の直径よりも小さくなければならない。

図２には、図１に示された、スタンド１４における装置の配置が示されている。図１に示した装置はピペットヘッド７内に位置しており、この場合、ピペットヘッド７上にピペッティング過程のための駆動機構６が配置されており、この駆動機構６は、旋回可能なハンドレバー２２及び定置の保持ハンドル３２によって手動で操作される。スタンド１４はベースプレート４９と構造部５０とから成っており、この構造部５０にピペットヘッド７が垂直方向ガイド１３によって配置されている。この垂直方向ガイド１３に沿ってピペットヘッド７が摺動せしめられ、ピペット先端２６等の液体受容部が液体受容部支持体又はピペット先端支持体２８によって受容され、液体もピペット先端２６内に吸い込まれ、この液体が再び別の作業プレート１６に分配され、この作業プレート１６上に作業位置３３例えば凹部が配置されていて、この凹部内に液体が分配されるようになっている。この過程を実施するために正しい高さ調節を得るために、ピペットヘッド７のために下側のストッパ１２が設けられており、この下側のストッパ１２は調整ねじ２１によってそれぞれの必要に応じて高さが調節される。ストッパ１２は位置決め装置１５に応じてここで位置決め可能な作業プレート１６に対応配置されていて、この作業プレート上で調節される。

また、位置決め装置１５によって位置決めされた図示の２つの作業プレート１６間でピペットヘッド７を走行させることができるようにするために、水平方向ガイド１７が設けられている。格子を合致させるために、水平方向ガイド１７の両端部にストッパとしての位置決め補助手段１８が形成されている。

さらに多くの作業プレート１６で作業できるようにするために、ベースプレート４９上に水平方向ガイド１９によって摺動可能な２つのトレー５１が配置されており、これら２つのトレー５１は、作業プレート１６のためのそれぞれ２つの位置決め装置１５を有している。この位置決め装置１５は例えば凹部であって、この凹部内に作業プレート１６が精確に合致するようになっている。トレー５１は、それぞれ２つのストッパ２０間で水平方向ガイド１９に沿って摺動可能である。これらの２つのストッパ２０は水平方向ガイド１９の両端部に配置されており、各終端位置は、位置決め装置１５内の作業プレート１６とピペットヘッド７との間で精確な格子合致を形成する。勿論、異なる大きさの作業プレート１６を位置決めさせるための調節可能な位置決め装置１５も可能である。異なる格子のために、プレート２，３若しくはピペットヘッド７も交換可能であって、位置決め補助手段１８，２０が調節可能である。

特に多くのピペット先端、例えば９６個のピペット先端より成る格子を受容しようとする場合に、ピペット先端２６及び別の液体受容部を受容部２５に受容するために、より強い力を加える必要があるので、伝動レバー２９が設けられている。この伝動レバー２９は、ヒンジ３６によって旋回可能にピペットヘッド７に配置されていて、支持部３７が設けられている。より強い力でピペットヘッド７を下方に押しやり、それによって受容部２５が複数のピペット先端２６より成る格子全体を受容するために、前記支持部３７内に伝動レバー２９の端部が係合するようになっている。勿論、伝動レバー２９は図示の実施例では一方側だけが示されているが、伝動レバー２９をピペットヘッド７の両側に配置してもよい。この場合は、１つの横方向ロッドが共通操作のために両端部に作用する。

図３には、ピペッティング過程のための可能な駆動機構６が示されている。この場合、ハンドレバー２２はヒンジ２３によってピペットヘッド７に旋回可能に枢着されていて、伝達ロッド３８によって旋回運動を歯車３９に伝達する。歯車３９は歯付きセグメントとして構成されていてもよい。歯付きセグメントはラック４０に噛み合い、ラック４０は、図１に示した駆動ロッド４６に接続されている。２重矢印３５は、略示されたピストンプレート２に作用する調節運動を示している。このような形式で、ハンドレバー２２とピストンプレート２の調節運動３５との間で相応の伝達が得られる。

図面は、本発明の可能な実施例だけを示している。このような簡単に構成された、例えば図１に示した装置は、スタンド１４なしで作業プレート１６上に相応に載せることができる。さらに、ストッパ４又はストッパ５をステップモータによって調節するか、又はハンドレバー操作の代わりに簡単なモータ駆動装置を設けることも可能である。勿論、ピストンプレート２の代わりにシリンダプレート３を移動させることもできるが、この場合は、正しい作業間隔を維持するために、操作しようとする作業プレート１６も一緒に移動せしめられる。別の実施態様によれば、ストッパ４と５との間に中間ストッパが設けられており、この中間ストッパは、格子状に係止して、受容された液体を複数の位置に相前後して供給するために用いられる。その他の変化実施例も可能である。

本発明による装置の機能的な構造を示す部分的な斜視図である。 ピペットヘッドを用いた、本発明による装置をスタンドに配置した配置構造を示す斜視図である。 ピペッティング過程のための可能な駆動機構を示す概略図である。

符号の説明

１ ピストン・シリンダユニット、 １′ ピストン、 １″ シリンダ、 ２ ピストンプレート、 ３ シリンダプレート、 ４ 上側のストッパ（調整及び調節可能）、 ４′，４″，４″′，４″″ 上側のストッパのストップポイント、 ５ 下側のストッパ（調整可能）、 ５′，５″，５″′，５″″ 下側のストッパのストップポイント、 ６ ピペッティング過程のための駆動機構、 ７ ピペットヘッド、 ８ ストッパの調節手段、 ９ 上側のストップ位置、 １０ 下側のストップ位置、 １１ 同時ストッパ調節のための伝動装置、 １２ ピペットヘッドのための下側のストッパ、 １３ ピペットヘッドのための下側のストッパ、 １３ ピペットヘッドの垂直方向ガイド、 １４ スタンド、 １５ 作業プレート用の位置決め装置、 １６ 作業プレート、 １７ ピペットヘッドの水平方向ガイド、 １８ ピペットヘッドのための位置決め補助手段（例えばストッパ）、 １９ 作業プレート用の位置決め装置のための水平方向ガイド、 ２０ 位置決め装置のための位置決め補助手段、 ２１ 調整ねじ、 ２２ ハンドレバー、 ２３ ハンドレバーのヒンジ、 ２４ 伝動装置、 ２５ 受容部、 ２６ ピペット先端、 ２７ 弾性的なリング、 ２８ 液体受容部又はピペット先端支持体、 ２９ 伝動レバー、 ３０ 液体受容部又はピペット先端ストリッパ、 ３１ シールリング、 ３２ 保持ハンドル、 ３３ 作業プレート上の作業位置、 ３４ 戻しばね、 ３５ ピペッティングのための調節運動、 ３５ ピペットヘッドにおける伝動レバーのヒンジ、 ３６ ピペットヘッドにおける伝動レバーのヒンジ、 ３７ スタンドにおける伝動レバー支持部、 ３８ 伝達ロッド、 ３９ 歯車又は歯付きセグメント、 ４０ ラック、 ４１ ねじ山付きスピンドル、 ４２ 歯付きベルト、 ４３ 駆動歯車、 ４４ 駆動輪、 ４５ 容積表示装置、 ４６ 駆動ロッド、 ４７ 調節ホイール、 ４８ 調節ナット、 ４９ ベースプレート、 ５０ 構造部、 ５１ トレー

Claims (29)

1. 直接的に又は間接的に吸込み開口を備えたピストン（１′）及びシリンダ（１″）を有する複数のピストン・シリンダユニット（１）によって液体を受容し、かつ分配するための装置であって、前記ピストン（１′）及びシリンダ（１″）がそれぞれピストンプレート（２）及びシリンダプレート（３）に配置されており、液体の受容及び分配が、駆動機構（６）によるプレート（２，３）の間隔変化を介してピストン（１′）をシリンダ（１″）内に摺動させることによって、及びプレート平面に対して垂直にプレートをガイドすることによって行われ、液体を受容する容積が上側のストッパ（４）及び下側のストッパ（５）によって規定され、これらのストッパのうちの少なくとも一方が、少なくとも１つの調節手段（８）によって調節可能である形式のものにおいて、
   前記ピストンプレート（２）が上側のストッパ（４）に当接する上側のストップ位置（９）及び、前記ピストンプレート（２）が下側のストッパ（５）に当接する下側のストップ位置（１０）における２つのプレート（２，３）の面平行性が前記２つのストッパ（４，５）によって得られるように、これら２つのストッパ（４，５）が構成され、かつ配置されていることによって、プレート平面の面平行性に関する要求が小さい場合に、プレートガイド内での運動中におけるピストン・シリンダユニット（１）の同じ受容容積及び分配容積が保証されるようになっており、前記２つのストッパ（４，５）は、精確な最初の調節も、また必要に応じて後調節も可能であるように、ストッパ位置（９，１０）の平行性を調節するための調整手段を備えていることを特徴とする、液体を受容し、かつ分配するための装置。
2. 各ストッパ（４，５）が少なくとも３つのストップポイント（４′，４″，４″′，４″″及び５′，５″，５″′，５″″）を有しており、これらのストップポイントが移動するプレート（２及び／又は３）の外側の面領域内で当接するようになっている、請求項１記載の装置。
3. 容積調節のための調節手段（８）が、調節可能なストッパ（４及び／又は５）のストップポイント（４′，４″，４″′，４″″及び５′，５″，５″′，５″″）が同時に高さ調節可能であるように、構成されている、請求項１又は２記載の装置。
4. 前記ストップポイント（４′，４″，４″′，４″″及び５′，５″，５″′，５″″）がステップモータによって調節可能である、請求項３記載の装置。
5. 前記ストップポイント（４′，４″，４″′，４″″及び５′，５″，５″′，５″″）が、伝動装置（１１）によって同時に調節可能である、請求項３記載の装置。
6. ピストンプレート（２）と、シリンダプレート（３）とストッパ（４，５）とが、ピペットヘッド（７）内に配置されており、該ピペットヘッド（７）が垂直方向ガイド（１３）によってスタンド（１４）に懸架されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. ピストン・シリンダユニット（１）の格子配置を作業プレート（１６）上の液体貯蔵タンクの作業位置（３３）の格子配置と合致させるために、前記スタンド（１４）が、ピペッティングのための作業プレート（１６）に対してピペットヘッド（７）を位置決めするための位置決め装置（１５）を有している、請求項６記載の装置。
8. 複数の作業プレート（１６）のための別の複数の位置決め装置（１５）が設けられており、これらの位置決め装置が、選択的に、ピストン・シリンダユニット（１）の格子配置と合致せしめられるようになっている、請求項７記載の装置。
9. 位置決め装置（１５）が回転テーブル上に取り付けられている、請求項８記載の装置。
10. スタンド（１４）が、ピペットヘッド（７）のための水平方向ガイド（１７）と、該水平方向ガイド（１７）の下に並んで配置された、複数の作業プレート（１６）のための複数の位置決め装置（１５）と、格子に対応配置するための位置決め補助手段（１８）とを有している、請求項８記載の装置。
11. 複数の作業プレート（１６）のための複数の位置決め装置（１５）が設けられており、これらの位置決め装置（１５）が、少なくとも１つの水平方向ガイド（１９）によって、位置決め補助手段（２０）によって規定された位置に対して摺動可能であって、この位置にある作業プレート（１６）がピストン・シリンダユニット（１）の格子に対応配置されるようになっている、請求項８又は１０記載の装置。
12. ピペットヘッド（７）の垂直方向運動のために少なくとも１つの下側のストッパ（１２）が設けられている、請求項６から１１までのいずれか１項記載の装置。
13. 少なくとも１つの下側のストッパ（１２）が、作業プレート（１６）の液体受容部内への侵入深さを調節するために調節可能である、請求項１２記載の装置。
14. 前記作業プレート（１６）のための各位置決め装置（１５）にそれぞれストッパ（１２）が対応配置されている、請求項１２又は１３記載の装置。
15. ピペットヘッド（７）の垂直方向ガイド（１３）に重量補償装置が対応配置されていて、該重量補償装置は、わずかな力でスムーズな垂直方向運動が可能となるように寸法設計されている、請求項６から１４までのいずれか１項記載の装置。
16. ピペットヘッド（７）の垂直方向ガイド（１３）に対して、強い加速に反応する降下ストッパが対応配置されている、請求項１５記載の装置。
17. ピストン・シリンダユニット（１）のための駆動機構（６）が、伝動装置（２４）を備えたハンドレバー（２２）によって操作可能である、請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置。
18. 駆動機構（６）がピストンプレート（２）に作用する、請求項１から１７までのいずれか１項記載の装置。
19. 駆動機構（６）が、ピストンプレート（２）をその下側のストッパ位置（１０）にもたらし、戻しばね（３４）がピストンプレート（２）をその上側のストッパ位置（９）に戻し案内する、請求項１８記載の装置。
20. ピストン（１′）がシリンダ（１″）に対してシール（３１）によってシールされている、請求項１から１９までのいずれか１項記載の装置。
21. シリンダプレート（３）が水平方向で分割され、弾性的なシール材料が挿入されていて、シリンダプレートのプレート部分を互いに押圧するための手段によってシリンダ直径がシール箇所に調節可能で、この際にピストン（１′）がシール箇所の領域内で移動するようになっている、請求項２０記載の装置。
22. シリンダ（１″）の下端部に、液体受容部特にピペット先端（２６）を被せ嵌めるための受容部（２５）が配置されている、請求項１から２１までのいずれか１項記載の装置。
23. 液体を受容するための受容部（２５）が弾性的なリング（２７）を備えている、請求項２２記載の装置。
24. 力伝達手段が設けられており、該力伝達手段が、液体受容部特にピペット先端（２６）を受容するためのピペットヘッド（７）を、位置決め装置（１５）内にある液体受容部支持体特にピペット先端支持体（２８）に押し付けるか、又はピペット先端支持体（２８）をピペットヘッド（７）に押し付けるようになっている、請求項２２又は２３記載の装置。
25. 力伝達手段が伝動レバー（２９）であって、該伝動レバー（２９）が、スタンド（１４）とピペットヘッド（７）との間に作用して、ピペットヘッド（７）を液体受容部支持体特にピペット先端支持体（２８）に押し付ける、請求項２４記載の装置。
26. 液体受容部ストリッパ又はピペット先端ストリッパ（３０）が設けられている、請求項２２から２５までのいずれか１項記載の装置。
27. 液体受容部ストリッパ又はピペット先端ストリッパ（３０）が、シリンダプレート（３）の下に配置された、レバー操作される垂直方向にしゅう動可能な孔付きプレートであって、該孔付きプレートの複数の孔の大きさが、前記受容部（２５）よりも大きいが、液体受容部又はピペット先端（２６）よりも小さい、請求項２６記載の装置。
28. 下側のストッパ（５，５′，５″，５″′，５″″）が係止部材として構成されていて、移動せしめられたプレート（２，３）が、ストッパ（５，５′，５″，５″′，５″″）のストップ位置（１０）を形成する保持力を克服するか、又は残留液体を吐出させるために、係止解除することによってさらに１ステップ移動せしめられるようになっている、請求項１から２７までのいずれか１項記載の装置。
29. 受容された液体を計量分配するために、上側のストッパ（４′，４″，４″′，４″″）と下側のストッパ（５，５′，５″，５″′，５″″）との間に少なくとも１つの調節可能な格子状の中間ストッパが配置されており、該中間ストッパが、同様にプレート（２，３）を平行に整列させるように作用し、また強い力で又は係止解除することによって克服可能である、請求項１から２８までのいずれか１項記載の装置。

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