JP4977626B2 - 試料採取ピペットおよびそのシャフト - Google Patents

Description

本発明は容器への液体の試料採取および校正添加用に設計された研究室ピペットの分野に関する。

研究室ピペットは、実質的にテーパ状の外形を有する通常は取外し可能である１つまたは幾つかのシャフトを備えている。これらのシャフトの各々には、取外し可能な使い捨てプラスチック先端部が嵌合される。従来、これらの先端部の各々は対応するシャフトに圧嵌めされて摩擦によりシャフトに適所に保持される。先端部の内面を通る長さ方向断面は、シャフトへの先端部の圧嵌めと、適当な保持力および許容可能な漏れ密性での取付けとを可能にするような寸法で、シャフトによる実質的な摩擦がなされる帯域において概ね円錐形である。先端部は、好ましくは、例えば文献フランス特許第Ａ-２８０７３４２号に記載のものと同様なピペットに一体化された適切な装置を使用して取出される。

しかしながら、既存のピペットシャフトおよび前述の対応する先端部の使用では、十分に満足な使用特性を得ることができない。その理由は以下の如くである。
― 先端部の圧嵌めに必要な力は不確かであり、非常に高く、この力を制限する手段が無い。
― 密封領域における接触圧力が低く、その結果、シール特性が不確かで、再現不可能になる。
― 密封領域の高さおよび位置は十分に良く制御されなく、これは、特に、互いに並んでいる幾つかのシャフトを備えており、対応する数の先端部が棚状に配置されるか或は互いに連結されたストリップを形成するようになっている多チャンネルピペットでは不都合であり、この場合、先端部すべての位置が正確であり、従ってこれらの先端部が対応するシャフトとの接触部において満足なシールをもたらすと言う保証は無い。
― 先端部を取出すために加えられるべき力は、不確かであり、且つ先端部が高い力および挿入深さでシャフトに圧嵌めされたなら、非常に大きいことがあり得る。

文献ＷＯ-Ａ-２００３／００２９８０号は、シャフトに環状リムを設けることにより先端部とシャフトとの接触部をシールすることができると言う提案を含んでいる。このリムは、シャフトを局部的に厚くし、しばしば、先端部の内壁部に形成された接触面が圧接するストッパを形成する。しかしながら、このリムは先端部を挿入し難くする傾向があり、また先端部とリムとの間の接触領域に格別な一致および変形性を有する先端部を必要とする。

本発明の目的は前述の問題に対する最良の解決をもたらすピペットシャフトを提案することである。

この目的を達成するために、本発明の対象は、実質的にテーパ状または円筒形の末端部分が圧嵌めされた先端部を保持するように設計されている試料採取ピペット用のシャフトにおいて、前記末端部分が少なくとも２つの環状肩部を備えており、これらの環状肩部のところで前記末端部分の直径がシャフトの下端部に向かって小さくなっていることを特徴とする試料採取ピペット用のシャフトである。

前記末端部分の直径は前記肩部のところで０.２ないし２ｍｍ、好ましくは０.３ｍｍないし１.８ｍｍだけ減少されることができる。
その場合、前記肩部は０.２ないし５ｍｍ、好ましくは０.５ないし３ｍｍの長さにわたって延びることができる。
肩部間の距離は２ないし８ｍｍ、好ましくは３.５ないし６ｍｍであることができる。
シャフトは多チャンネルピペットに使用するように適合されることができる。
本発明の他の目的は、前記種類の少なくとも１つのシャフトを備えていることを特徴とする試料採取ピペットである。

明らかになるように、本発明はピペットシャフトの新規な構成に基づいている。シャフトの下側末端部分の外面は先端部との好適な接触領域を形成する少なくとも２つの段状の環状肩部を備えている。
下側肩部は先端部とシャフトとの接触部にシールを形成する。上側肩部は本質的にシャフトおよびストッパに先端部を心出しするのを助けるために使用される。
本発明は添付図面を参照して以下に行われる説明を読んだ後に良く理解されるであろう。

添付図面を参照して本発明の実施形態を以下に詳細に説明する。
図１に示されている本発明による例としてのシャフト１の下側末端部分２はそれに先端部３を圧嵌めすることを可能にするために概ねテーパ状の外形を有しており、前記末端部分２の内側空間４はシャフト１との接触がなされる領域における対応するテーパ状の長さ方向断面に対応している。この接触部は、先端部３を交換しなければならないときに、先端部３の容易な取出しと適合可能である最良の可能なシールを有していなければならない。本発明の内容内で、先端部３の構成および寸法は、全く代表的であり、例えば、凹部またはレリーフの無い正確に円筒形またはテーパ状の内面であってもよい。ピペット先端部を製造するのに適した任意の公知の性質のものであることができる先端部の製造用の材料についていずれの特定の要件もない。

本発明によるシャフト１は、従来の構成を有する取外し可能なシャフトを交換することによるだけで既存のピペットに取付けされるように設計されることができる。また、あらゆる他の点において従来の設計のものであるピペットの取外し不可能なシャフトを形成することもできる。
本発明によれば、シャフト１の末端部分２は２つの環状肩部、すなわち、上側肩部５および下側肩部６を有している。これらの肩部の各々においてシャフト１の外径の比較的急な変化があり、つまり、シャフト１の下端部８に向かってこの直径の減少がある。先端部３がシャフト１に圧嵌めされるとき、肩部の一方、次いで他方が先端部３の内壁部７と接触し、従来の構成におけるより効率的に先端部３をシャフト１に維持し、それによりシャフト１の末端部分２の直径はその下端部８に向かって漸次且つ連続的に減少している。

代表的には、これらの肩部５、６の各々は０.２ないし２ｍｍ、好ましくは０.３ないし１.８ｍｍの程度であるシャフト１の直径の減少に対応している。
好ましくは、これらの肩部５、６は鋭角を有していないが、先端部３の圧嵌めを容易にするために丸くなっている。代表的には、肩部５、６に対応するシャフト１の直径の減少は０.２ないし５ｍｍ、好ましくは、０.５ないし３ｍｍの長さにわたってなされている。
上側肩部５の本質的な機能は、圧嵌め中に先端部３のための心出し装置を構成することと、漸次的なストッパを形成することとである。下側肩部６の本質的な機能は、先端部３とシャフト１との間の接触部をシールすることであり、これは、圧嵌めにより引き起こされる先端部３の非常に局部的な変形が最も高い位置である。２つの肩部５、６間の距離は代表的には２ないし８ｍｍ、好ましくは３.５ないし６ｍｍの程度である。これらの寸法の正確な選択は使用される先端部の特性に大いに依存している。

図示のように、従来、先端部３はフィルタ９を収容してもよいが、この特性は本発明と関係なく、明らかに全く強制的ではない。
本発明は先端部３とシャフト１との間の接触の幾何形状をより信頼可能にするすることができる。何故なら、この接触の品質は、従来技術におけるよりも、先端部３の圧嵌め操作中に使用者により加えられる力に非常に依存しているからである。高い嵌め力は、上側肩部５で構成されたストッパの存在に大きく起因して、もっと小さい嵌め力の場合よりも先端部３へのシャフト１の末端部分２の著しく大きい進入を生じない。

その結果、シャフト１から先端部３を分離することが必要とされるとき、及ぼされなければならない取出し力は、通常、図３に示されるようにはっきり定められた値に等しい。この図３は、先端部３に加えられなければならない取出し力Ｆ_ejectionを、先端部３が圧嵌めされている間に及ぼされた力Ｆ_fittingの関数として定性的かつ概略的に示している。末端部分２が普通に成形されるシャフト１の場合（曲線１０）、必要とされる取出し力は加えられる嵌め力に伴ってほぼ線形に増大する。しかし、使用されるシャフト１が本発明により成形された末端部分２を有する場合(曲線１１)、先端部３のためのストッパとして作用する上側肩部５の存在に因り、制限取出し力Ｆ_limに対応する公称の嵌め力Ｆ_nomがあり、この制限取出し力Ｆ_limを超えると、もはや、嵌め力の増大が先端部の位置にいずれの影響をも及ぼさない。その結果、Ｆ_nomを超える嵌め力の場合でも、必要とされる取出し力はＦ_limに等しいままである。従って、Ｆ_nomより大きいが、より正確に定められなくてもよい嵌め力を加えることによるだけでＦ_limに等しい正確な取出し力を保証することが容易である。

下側肩部６と先端部３の内壁部７との間の接触領域よりなる密封領域は、シャフト１の末端部分２の通常の滑らかな構成の場合におけるよりも小さい表面積を有している。従って、密封領域における接触圧力はより高く、これは信頼性があり且つ再生可能なシールを得るために役立つ。更に、この密封領域の位置は良く制御される。これらの利点は、前述のように、各先端部に同じ満足な密封状態を得ることがしばしば非常に困難である多チャンネルピペットの場合に特に重要である。このことは図４に示されている。図４は、従来の多チャンネルピペットの１２個のシャフトに先端部すべてを同時に圧嵌めした後に測定されたシャフトの各々における密封領域のところの接触圧力Ｐ_contact（曲線１２）を定性的に示している。この接触圧力が１つのシャフトから他のシャフトまで非常に可変であり、且つ前述のように、ピペットの側領域に位置されたシャフトでは、最も高い圧力に達していることがわかる。ピペットの中間部分におけるシャフトでは、良好なシールを達成するのに必要な接触圧力の最小値１３に達しないかも知れないと言う恐れがある。曲線１４は、シャフトの形状が本発明に応じており、且つ先端部が先の従来のピペット用の先端部と同じである多チャンネルピペットの１２個のシャフトの各々の密封領域で測定されたこの接触圧力を示している。以下のことがわかる。

― この接触圧力の値は従来のピペットの場合より著しく高く、前述のように、これは密封領域のより小さい表面積に起因している。
― その値はすべてのチャンネルにおいて従来のピペットの場合より非常に一様である。
これはすべてのシャフトに対して満足なシールを保証する。

シャフト１の末端部分２について以上で説明したものと同様に、２より多い肩部５、６を設けることが可能である。かくして、シールの質は同じであり、シャフト１は、公称寸法と比較して、先端部の内側寸法の小さい差に対してまさに許容できる。
本発明によるピペットのシャフトは単チャンネルまたは多チャンネルピペットに使用されることができる。本発明の代表的な特性は両方の場合に差別無しに使用されることができる。シャフトの他の特性は普通の特性であって、シャフトをこれらの２つの種類のピペットのいずれかに使用するのに適したものにする。

先端部が嵌合された本発明によるピペットの例としてのシャフトの端部を示している長さ方向断面図である。 同じように先端部が嵌合された前記シャフトの詳細を示している図である。 従来のピペットシャフトおよび本発明によるピペットシャフトにおける先端部のための「取出し力＝ｆ（嵌め力）」曲線を概略的に示している図である。 シャフトが嵌合された従来の多チャンネルピペットおよび多チャンネルピペットの場合における異なる先端部と異なるシャフトとの間の接触圧力を概略的に示している図である。

Claims (11)

1. シャフト（１）と、該シャフト（１）に嵌合されるピペット先端部（３２）とを備えた試料採取ピペットであって、前記ピペット先端部は、前記シャフトに接触するようになった円錐形内壁部を有し、前記シャフト（１）は、
   ピペットの下端部(８)から延びている第１円筒形部分であって、その第１横断面がピペットの長さ方向軸線に対して垂直であり、第１直径を有しており、下端部と反対側の上端部を有している第１円筒形部分と、
   第１環状肩部（６)と、を備えており、この第１環状肩部（６)は、
   第１円筒形部分の上端部に隣接している第１変化端部と、
   第２横断面がピペットの長さ方向軸線に対して垂直であり、そして第２直径を有している第２円筒形部分と、
   第１変化端部の反対側の第１端部と、を有しており、前記第２円筒形部分は第１変化端部から第１端部まで延びており、
   前記末端部分は第２環状肩部（５）を備えており、この第２環状肩部（５）は、
   第１環状肩部の第１端部に隣接している第２変化端部と、
   第３横断面がピペットの長さ方向軸線に対して垂直であり、そして第３直径を有している第３円筒形部分と、
   第２変化端部の反対側の第２端部と、を有しており、前記第３円筒形部分は第２変化端部から第２端部まで延びており、
   前記第２直径は前記第１直径より大きく、
   前記第３直径は前記第２直径より大きく、
   更に、前記第２直径および第３直径並びにピペット先端部は、ピペット先端部が前記シャフトに設けられるとき、ピペット先端部の円錐形内壁部が、シールを形成するように前記第２円筒形部分の少なくとも一部に接触し、かつ、漸次的なストッパを形成するように前記第３円筒形部分の少なくとも一部に接触するように、選択されていることを特徴とする試料採取ピペット。
2. 前記第３直径と前記第２直径との差が０.２ｍｍと２ｍｍとの間であることを特徴とする請求項１に記載の試料採取ピペット。
3. 前記第１変化端部および第２変化端部は丸いことを特徴とする請求項１または２に記載の試料採取ピペット。
4. 前記第１変化端部および第２変化端部は長さ方向軸線の方向に０.２ｍｍないし５ｍｍの長さにわたって延びていることを特徴とする請求項３に記載の試料採取ピペット。
5. 前記第１環状肩部および第２環状肩部は長さ方向軸線の方向に２ｍｍないし８ｍｍの長さにわたって延びていることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１つの項に記載の試料採取ピペット。
6. シャフトおよびピペット先端部が複数ある多チャンネルピペットであることを特徴とする請求項５に記載の試料採取ピペット。
7. 前記第２直径と前記第１直径との差が０.２ｍｍと２ｍｍとの間であることを特徴とする請求項１に記載の試料採取ピペット。
8. 前記第３直径と前記第２直径との差が０.３ｍｍと１.８ｍｍとの間であることを特徴とする請求項１に記載の試料採取ピペット。
9. 前記第２直径と前記第１直径との差が０.３ｍｍと１.８ｍｍとの間であることを特徴とする請求項１に記載の試料採取ピペット。
10. 前記第１変化端部および第２変化端部は長さ方向軸線の方向に０.５ｍｍないし３ｍｍの長さにわたって延びていることを特徴とする請求項３に記載の試料採取ピペット。
11. 前記第１環状肩部および第２環状肩部は長さ方向軸線の方向に３.５ｍｍないし６ｍｍの長さにわたって延びていることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載の試料採取ピペット。

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