JP4695503B2 - 液面検出及び/又は気泡検出を統合したピペット装置 - Google Patents
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Description
(a)流体スペース(7)をシステム液体(8)で少なくとも部分的に満たし、流体スペース(7)内に実質的に連続的なシステム液体カラム(10)を形成するステップと、
(b)システム液体カラム(10)と作用的に接触したインパルス生成手段(16、18、19)によって、このシステム液体カラムにおいて垂直変動を導き、それによって、流体スペース(7)に空圧的に接続されガス充満スペースにおいて圧力変動を引き起こすステップと、
(c)ガス充満スペース(15)における圧力変動を圧力変換器(11)で記録し、記録されたデータを第1データ処理ユニット(13)で処理するステップと、
(d)処理されたデータに従って、液面(17)がピペットチップ(2)の開口部(3)に侵入したか、あるいは離れたかを決定するステップと
を含む。
(a)流体スペースをシステム液体で少なくとも部分的に満たし、流体スペース内に実質的に連続的なシステム液体カラムを形成するステップと、
(b)システム液体カラムと作用的に接触したインパルス生成手段によって、このシステム液体カラムにおける垂直変動を導き、それによって、流体スペースと空圧的に接触したガス充満スペースにおいて圧力変動を引き起こすステップと、
(c)ガス充満スペースにおける圧力変動を圧力変換器で記録し、記録したデータを第1データ処理ユニットで処理するステップと、
(d)処理されたデータに従って流体スペース内にあるシステム液体に気泡があるかどうかを決定するステップと
を含む。
システム液体を動かすためのポンプの作動部分(例えばピストン)は、圧縮できないシステム液体カラムと直接的に接触している。このように、ポンプの作動面は、ポンプからチューブ又はピペットチップまで動かされ、例えば圧力変換器の近くに動かされる。
圧力変換器のセンサは乾燥しており、システム液体から生じる堆積物を受けない。
システムから圧力センサへの機械的振動の液体伝導は、圧力センサの前方のガスが満たされたスペースのダンピング効果によって限定される。
スペースを満たすガスがダンパとして働くので、本発明の装置を備えるピペットロボットの突然の動きでさえ圧力変換器のセンサ信号を邪魔しない。そのため、ロボットが動いている間のシステム液体の慣性から生じるみせかけの圧力信号は除去される。
圧力変換器の周辺のガススペースがあまりに小さいので、最小限の圧縮可能な媒体によってシステム液体を採取するサンプル液体から分離する。
非伝導性液体と同様に電気伝導性液体上の液面検出器(LLD)も実現できる。
本発明によるLLDに、容量性のLLD等の他のLLD技術を同時に追加することによって、液面検出の安全性を高めることができる。
本発明によるピペット装置は、例えば、容量性技術又は伝導性技術とは異なり、ガスで満たされた気泡と真の液体メニスカスとを区別する能力がある。
(1)ピペットチップ2を第1チューブ5に接続する使い捨てピペットチップ用のアダプタ23がある。
(2)接続サイト14は、チューブ5に適合しておらず、ピペットチップ2(図示)又はアダプタ23に配置してもよい。
(3)圧力センサ12を有する圧力変換器11は、ガス充満スペース15を有する追加のチューブ34によって、ピペットのガスを満たす本質的な部分に接続される。
(4)圧縮部材19は、第1チューブ5内に統合されている。この圧縮部材19は、チューブ5の一部として存在してもよく(図4及び8B参照)、あるいは、圧縮部材19はチューブ5の外側に配置してもよく(図9Aを見る)、圧縮部材19はチューブ5との親密コンタクトを有する。この圧縮部材は、電気的にコントロールされたインパルス生成手段16であって、好ましくはチューブ形状の圧電性アクチュエータ20として実現される。
(a)流体スペース7を少なくともシステム液体8で部分的に満たし、流体スペース7の中に実質的に連続的なシステム液体カラム10を形成するステップと、
(b)システム液体カラム10と作用的に接触するインパルス生成手段16,18,19によって、このシステム液体カラム10において垂直変動を導き、それによって、流体スペース7と空圧的に接続されたガス充満スペース15において圧力変動を引き起こすステップと、
(c)ガス充満スペース15における圧力変動を圧力変換器11で記録し、第1データ処理ユニット13で記録されたデータを処理するステップと、
(d)処理されたデータに従って、液面17がピペットチップ2の開口部4を貫いたかあるいは離れたかを決定するステップと
を含む。
i)使い捨てピペットチップ2に関する全てのアダプタ23をシステム液体8でフラッシングするステップと、
ii)10μlのトレーリング(trailing)・エアギャップを吸引するステップと、
iii)使い捨てピペットチップ2をピックアップ(200μl、標準、ろ過済み)するステップと、
iv)液体容器(トラフ)にわたって取り付けられた4台のピペット装置1を有するRSPのアームを変動させるステップと、
v)振動を開始するステップと、
vi)液面17に向かってのZ変動させるステップと
を含む。
i)使い捨てピペットチップ2に関する全てのアダプタ23をシステム液体8でフラッシングするステップと、
ii)10μlのトレーリング・エアギャップを吸引するステップと、
iii)使い捨てピペットチップ2をピックアップ(200μl又は1000μl、フィルタの有無の標準)するステップと、
iv)液体容器(トラフ)にわたって取り付けられた2台のピペット装置1を有するRSPアームを変動させるステップと
を含む。
(a)流体スペース7を少なくともシステム液体8で部分的に満たし、流体スペース7内に実質的に連続的なシステム液体カラム10を形成するステップと、
(b)システム液体カラム10と作用的に接触するインパルス生成手段16,18,19によって、このシステム液体カラム10において垂直変動を導き、それによって、流体スペース7と空圧的に接続したガス充満スペース15において圧力変動を引き起こすステップと、
(c)ガス充満スペース15における圧力変動を圧力変換器11で記録し、記録されたデータを第1データ処理ユニット13で処理するステップと、
(d)処理されたデータに従って、流体スペース7のシステム液体8に気泡があるか否かを決定するステップと
を含む。
・知られている重力測定の品質管理では、一時的な情報だけを提供していたが、この液体取り扱いシステムでは、パフォーマンスの品質の点で永久にコントロールできる。
・オンライン制御のために、システム液体8の気泡によって引き起こされたピペットエラーを防ぐことができる。
Claims (39)
- 圧力センサ(12)を有する圧力変換器(11)がガス充満スペース(15)に取り付けられた流体スペース(7)を備えたピペット装置(1)であって、
前記流体スペース(7)は、ピペットチップ(2)と、前記ピペットチップ(2)をポンプ(4)に接続する第1チューブ(5)と、前記ポンプ(4)の動作部(6)とによって画成され、
前記ピペット装置(1)は、前記流体スペース(7)内のシステム液体(8)のカラム(10)と作用的に接触しているインパルス生成手段(16、18、19)をさらに備え、
前記インパルス生成手段(16、18、19)は、このシステム液体カラム10に垂直変動を導くように設計され、それによって、流体スペース(7)と空圧的に接続されたガス充満スペースにおいて圧力変動を生じる、ピペット装置。 - 前記圧力変換器(11)で記録され、第1データ処理ユニット(13)によって処理された圧力変動によって、液面(17)がピペットチップ(2)の開口部(3)に侵入したか離れたかを示す、請求項1に記載のピペット装置。
- 前記圧力変換器(11)で記録され、第1データ処理ユニット(13)によって処理された圧力変動によって、流体スペース(7)に含まれるシステム液体(8)に気泡が存在するか否かを示す、請求項1に記載のピペット装置。
- 前記圧力変換器(11)で記録され、第1データ処理ユニット(13)によって処理された圧力変動によって、ピペットチップ(2)にフィルタが存在するか否かを示す、請求項1に記載のピペット装置。
- システム液体カラム(10)は、実質的に連続的であって、システム液体カラム(10)によって、流体スペース(7)において、ポンプ(4)の作動部(6)に対して遠位の端部にメニスカス(9)を形成する、請求項1に記載のピペット装置。
- 前記インパルス生成手段(16)は、電気的にコントロールされ、ポンプ(4)のモータ駆動ピストン(18)と、ポンプ(4)のモータ駆動ベローズと、圧縮部材(19)とを含むグループから選択される、請求項1に記載のピペット装置。
- 前記圧縮部材(19)は、ポンプ(4)から離れて配置され、前記第1チューブ(5)の部分として実現される、請求項6に記載のピペット装置。
- 前記圧縮部材(19)は、前記第1チューブ(5)上で、あるいは、前記第1チューブ(5)におけるシステム液体カラム(10)上で作用する、請求項7に記載のピペット装置。
- 電気的にコントロールされた前記インパルス生成手段(16)は、ポンプピストン(18)、ポンプベローズ、あるいは圧縮部材(19)の一部の圧電性アクチュエータ(20)である、請求項6に記載のピペット装置。
- 電気的にコントロールされた前記インパルス生成手段(16)は、第1チューブ(5)の部分と、前記第1チューブ(5)の実質的に連続的なシステム液体カラム(10)で作用する攪拌媒体とを備えた貫流部材である、請求項7に記載のピペット装置。
- 前記攪拌媒体は、第1チューブ(5)の連続的及び弾力的部分の外側で機能する固体材料である、請求項10に記載のピペット装置。
- 前記攪拌媒体は、前記第1チューブ(5)の中断部分におけるシステム液体(8)で作用するピストン(38)又はメンブラン(42)である、請求項10に記載のピペット装置。
- 前記第1チューブ(5)の中断部分におけるシステム液体(8)で作用する前記メンブラン(42)は、活性圧電性メンブラン又は受動的メンブランである、請求項10に記載のピペット装置。
- 前記第1チューブ(5)の中断部分におけるシステム液体(8)で作用する前記受動的メンブラン(42)は、圧電性積層体(43)又は電気ヒータ(44)によって拡張される気体ボリュームによって活性化される、請求項13に記載のピペット装置。
- 前記圧力変換器(11)で記録され、第1データ処理ユニット(13)によって処理された前記ガス充満スペース(15)の前記圧力変動に従ってモータドライブ(22)をモニタするために、前記第2データ処理ユニット(21)は、ポンプ(4)のモータドライブ(22)と前記第1データ処理ユニット(13)とに接続される、請求項2から4のいずれか一項に記載のピペット装置。
- 前記システム液体カラム(10)の前記メニスカス(9)は、ピペットチップ(2)の中にある、請求項5に記載のピペット装置。
- ガス充満スペース(15)は、ピペットチップ(2)の本質的部分(31)である、請求項16に記載のピペット装置。
- システム液体カラム(10)のメニスカス(9)は、第1チューブ(5)の内側に配置され、前記ガス充満スペース(15)は、ピペットチップ(2)の本質的部分(31)及びチューブ(5)の本質的部分(32)である、請求項5に記載のピペット装置。
- 前記圧力変換器(11)は、前記ピペットチップ(2)の壁、又は、前記第1チューブ(5)の壁に配置された接続サイト(14)を経由して流体スペース(7)に接続された、請求項16又は18に記載のピペット装置。
- 前記圧力変換器(11)は、ピペット開口部(3)とメニスカス(9)の間に配置された接続サイト(14)を介して流体スペース(7)に接続され、前記圧力変換器(11)は、ガスで充満した流体スペース(7)の部分(33)に対して開放されている接続サイト(14)に直接接続される、請求項17に記載のピペット装置。
- ピペットチップ(2)は、使い捨ての単一及び複数のピペットチップ、単一及び複数のピペット針を含むグループから選択される、請求項1に記載のピペット装置。
- 前記第1チューブ(5)は、使い捨てのピペットチップ用アダプタ(23)と、内側チューブ(24)と、接続サイト(14)を有する外側チューブ(25)とを備え、前記内側チューブ及び前記外側チューブとは互いに同軸的に延在し、それらの間に第1の同軸のガススペース(26)を画成し、前記第1の同軸のガススペース(26)は、前記アダプタ(23)に固定された使い捨てピペットチップに配置された第2の同軸ガススペース(27)に空圧的に接続された、請求項1に記載のピペット装置。
- 前記内側チューブ(24)は、ポンプ(4)から第2の同軸のガススペース(27)に到達する第1チューブ(5)の共通のプラスチック部分で構成された連続チューブである、請求項22に記載のピペット装置。
- 前記内側チューブ(24’)は、非弾性的な固いチューブ(5’)であって、前記ポンプ(4)に導く前記第1チューブ(5)に接続され、前記第2の同軸のガススペース(27)に達する、請求項22に記載のピペット装置。
- 前記ポンプ(4)は、3ウエイバルブ(28)を有し、前記第1チューブ(5)が前記3ウエイバルブ(28)から前記ピペットチップ(2)及び液体容器(30)に通じている第2チューブ(29)の方へ導く、請求項1に記載のピペット装置。
- 前記ガス充満スペース(15)は、センサ(12)を接続サイト(14)に接続する追加のチューブ(34)において所定体積を有する、請求項1に記載のピペット装置。
- 前記ガス充満スペース(15)は、センサ(12)を接続サイト(14)に接続すると共に、フレキシブルメンブラン(35)によって前記流体スペース(7)を密閉する追加のチューブ(34)において所定体積として画成される、請求項1に記載のピペット装置。
- 容器配置用の作業台を備えた液体取り扱いシステムであって、
前記液体取り扱いシステムは、請求項1から27のいずれか一項に記載の少なくとも一つのピペット装置を備えた、液体取り扱いシステム。 - 前記液体取り扱いシステムは、さらに液体取り扱いロボットと、制御ユニットとを備えた、請求項28に記載の液体取り扱いシステム。
- 流体スペース(7)を備えたピペット装置(1)であって、圧力変換器(11)が前記流体スペース(7)のガス充満スペース(15)に取り付けられ、前記流体スペースは、ピペットチップ(2)と、前記ピペットチップ(2)をポンプ(4)に接続する第1チューブ(5)と、前記ポンプ(4)の動作部分とによって規定される、ピペット装置(1)についての液面検出方法であって、
(a)前記流体スペース(7)をシステム液体(8)で少なくとも部分的に満たし、前記流体スペース(7)内に実質的に連続的なシステム液体カラム(10)を形成するステップと、
(b)システム液体カラム(10)と作用的に接触するインパルス生成手段(16,18,19)によってシステム液体カラム(10)に垂直変動を導き、それによって、前記流体スペース(7)と空圧的に接続されたガス充満スペース(15)において圧力変動を引き起こすステップと、
(c)ガス充満スペース(15)の圧力変動を圧力変換器(11)で記録し、前記記録されたデータを第1データ処理ユニット(13)で処理されたデータを処理するステップと、
(d)前記処理されたデータに従って、液面(17)が前記ピペットチップ(2)の開口部(4)の中に入ったか、あるいは離れたかを決定するステップと
を含む、ピペット装置(1)についての液面検出方法。 - 前記ステップ(c)において、前記圧力変換器(11)で記録され、前記第1データ処理ユニット(13)で処理された前記圧力変動によって、前記ピペットチップ(2)にフィルタが存在するか否かを示す、請求項30に記載の方法。
- 前記ステップ(d)における決定は、吸引プロセスの最初又は最後の部分の間に圧力変換器(11)によって記録された圧力振動数に基づいて実行される、請求項30に記載の方法。
- 前記ステップ(b)における前記システム液体カラム(10)の垂直変動は、不連続又は連続的な双方向の振動であって、前記垂直変動は、ピストン(18)又はポンプ(4)のベローズの振動によって引き起こされ、あるいはポンプ(4)の一部のメンブラン(20、42)又は圧縮部材(19)の振動で引き起こされる、請求項30に記載の方法。
- 前記ステップ(b)における前記システム液体カラム(10)の垂直変動は、単一又は反復の双方向の振動であって、ピストン(18)でのインパルス又はポンプ(4)のベローズによって引き起こされ、あるいは、ピストン(18)の一部又は圧縮部材(19)のメンブラン(20,42)によるインパルスによって引き起こされる、請求項30に記載の方法。
- 前記ステップ(b)における前記システム液体カラム(10)の垂直変動は、ピストン(18)又はポンプ(4)のベローズの単一又は反復の上向き又は下向きの変動によって生じる単一の又は反復の一定方向下向き又は上向きのステップ変動である、請求項30に記載の方法。
- 前記ステップ(b)における前記システム液体カラム(10)の不連続振動、単一パルス、又は単一ステップ変動は、前記ピペットチップ開口部(4)を液面(17)の方へ動かす2つのステップの間で実行される、請求項30から35のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ステップ(b)における前記システム液体カラム(10)の連続振動、反復パルス、又は反復ステップ変動は、前記ピペットチップ開口部(4)を液面(17)の方へ動かす間に実行される、請求項30から35のいずれか一項に記載の方法。
- 流体スペース(7)を有するピペット装置(1)であって、圧力変換器(11)が前記流体スペース(7)のガス充満スペース(15)に取り付けられ、前記流体スペース(7)は、ピペットチップ(2)と、前記ピペットチップ(2)をポンプ(4)に接続する第1チューブ(5)と、前記ポンプ(4)の動作部(6)とによって画成される、ピペット装置(1)の気泡検出方法であって、
(a)前記流体スペース(7)をシステム液体(8)で少なくとも部分的に満たし、前記流体スペース(7)内に実質的に連続的なシステム液体カラム(10)を形成するステップと、
(b)前記システム液体カラム(10)と作用的に接触するインパルス生成手段(16,18,19)によって、前記システム液体カラム(10)に垂直変動を導き、前記流体スペース(7)と空圧的に接続されたガス充満スペース(15)において圧力変動を引き起こすステップと、
(c)前記ガス充満スペース(15)の圧力変動を前記圧力変換器(11)で記録し、前記記録されたデータを第1データ処理ユニット(13)で処理するステップと、
(d)処理されたデータに従って、前記流体スペース(7)内の前記システム液体(8)に気泡があるか否かを決定するステップと
を含む、ピペット装置(1)の気泡検出方法。 - 前記ステップ(d)における決定は、吸引プロセスの最初の部分又は最後の部分の間に圧力変換器(11)で記録された圧力振動数に基づいて実行される、請求項38に記載の方法。
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