JP6169862B2 - ピペッティング装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ピペッティング装置および本ピペッティング装置の製造方法に関する。

このようなピペッティング装置は、通常、医学、生物学、生化学、化学、およびその他の分野の実験室で使用される。実験室において、こうしたピペッティング装置は、流体試料の運搬および移し替え、特に、試料の精密な計量に使われる。ピペッティング装置を用いて、例えば液体試料を、負圧により例えば目盛り付きピペットなどのピペッティング容器に吸引し、この容器に試料を保管し、再びそこから目標場所へと試料を分注する。

ピペッティング装置には、例えばハンドヘルド型ピペッティング装置や、自動制御ピペッティング装置、特にコンピュータ制御ピペッティング自動装置が含まれる。これらの装置は、一般に、エアクッション式ピペッティング装置である。この場合、エアクッションが供給され、試料がピペッティング容器へと受け入れられる際にエアクッションの圧力が低下することにより、負圧を利用して試料がピペッティング容器に吸引される。このようなピペッティング装置は、一般に電動式装置であり、ピペッティングエイドとも呼ばれる。

このようなピペッティング装置は、一般に、例えば０．１ｍｌ〜１００ｍｌの範囲の容量を有する流体試料をピペッティングするように設計されている。このようなピペッティング装置は、一般に、電気的に駆動されるポンプを有し、経験上、このポンプはダイヤフラムポンプである。ダイヤフラムポンプはピペッティングに適しており、したがって負圧と過圧の両方を生成することができる。この場合の「ピペッティング」とは、負圧を利用した吸引により試料を取り込むことに加えて、重力および／または過圧による排出により試料を分注することも含む。通常、吸込／送出管を使ってピペッティングが行われ、この管の作動は、操作者がハウジング本体内の適切なバルブを用いて制御することができる。

市販のハンドヘルド型電動ピペッティング装置の一例は、ドイツハンブルク州のEppendorf AGが提供するEppendorf Easypet（登録商標）である。

ピペッティングする液体容量の計量を改善するため、圧力管および送出管への体積流量を制限し、あるいは、それに応じてポンプの動力または圧力を適合させる装置が知られている。

米国特許第３ ９６３ ０６１号および米国特許第６ ２５３ ６２８号では、送出管および吸込管内の体積流量を制限するように設計されたバルブについて記述している。このケースでは、ニードルバルブのストロークに応じて送出および吸込管の自由断面積を変化させる断面をニードルバルブに設けている。この種のシステムでは、特に小容量のピペットで精密な計量を十分に達成することはできない。特に、スロットルでポンプ出力を調節する場合、計量がポンプのストローク頻度に高く依存することは明らかである。スロットルで体積流量を調節しても、ポンプの脈動がピペットにまで続くため、液体の断続的計量が生じることになる。この場合、正確な体積を維持可能にするには困難を伴う。

独国特許第１０３ ２２ ７９７号では、スロットル要素に加えて、周囲環境に対して別個にスロットルで調節する開口部を同様に送出および吸込管に設けた構成について記述している。これらの開口部は、送出および吸込管に直接接続しており、ポンプの最大過圧と負圧を所定の値に制限するように設計されている。したがって、この構成は、可変性の点で大きな制約がある。使用者は、ピペッティング工程を実施する前に、対応する液量に対するスロットルの設定を入念に検討しなければならない。

本発明の目的は、特にピペッティング容器のサイズと無関係に、正確なピペッティングと計量ができるピペッティング装置を提供することである。本発明のさらなる目的は、このピペッティング装置の製造方法を開示することである。

この目的は、本発明の請求項１によるピペッティング装置および請求項１７による方法により達成される。好適な実施形態は、特に従属請求項に開示されている。

本ピペッティング装置、特にピペッティング圧力下の空気を用いてピペッティング容器に吸引することにより流体試料をピペッティングするための装置は、
−ピペッティング圧力を設定するための少なくとも１つのバルブデバイスであって、少なくとも１つのバルブチャンバを備えるバルブデバイスを有する、バルブ構成と、
−上記少なくとも１つのバルブチャンバと接続して、チャンバ内に少なくとも１つのチャンバ圧力を生成する、少なくとも１つのポンプデバイスと、
−ピペッティング容器と接続可能なピペッティングチャンネルと、
−周囲環境に対して開放しているバイパスチャンネルと、を具備し、
−ピペッティングチャンネルとバイパスチャンネルの各々は、バルブチャンバと接続し、特に互いに並行してバルブチャンバと接続し、
−上記少なくとも１つのバルブデバイスは、ピペッティングチャンネル内に所望のピペッティング圧力を生成するために、チャンバ圧力がバルブデバイスによりピペッティングチャンネルとバイパスチャンネルの間で分散するように、特に、バルブデバイスの閉鎖要素の位置に応じて分散するように、設計される。

本発明の利点は、ピペッティング容量の正確な計量が可能であるという事実にある。バイパスが設けられているため、計量時のポンプ圧力（負圧および／または過圧）の変動は、ピペッティングチャンネルと接続しているピペッティング容器まで実質的に不完全に継続し、特に、低ポンプ出力では継続しない。ダイヤフラムポンプとして形成されたポンプデバイスの場合、ダイヤフラム運動により生じる脈動は、ピペッティング容器内まで特に実質的に不完全に継続する。フル出力のポンプデバイスという任意のケースでは、ピペッティング容量が少量（例えば＜５ｍＬ）のピペッティング容器でも、非常に正確に充填することができる。ピペッティング容器から流体試料を分注する場合も、同じことがいえる。

本発明の範囲内において、「バルブ構成の２つの空気充填領域の接続」という表現は、２つの領域が接続チャンネルにより互いに接続し、その結果、特に、両領域間で空気が移動でき、特に、方向に関係なく空気が移動できることを意味する。このような接続は、間接的でも、特に「直接的」でもよい。本発明の範囲内において、バルブ構成の２つの空気充填領域間の「直接接続」という表現は、特に、枝分かれしていない接続チャンネルで２つの領域が接続され、この接続チャンネルに可変の流体抵抗を設けること、例えばスロットル機能を有するデバイス、特にスロットルバルブを設けることが可能であることを意味する。直接接続の場合、２つの領域を、例えば複数の管またはチャンバを介して接続でき、かつ／または、例えば１つ以上の分岐点に沿って接続することができる。

チャンネル、特に接続チャンネルとは、管、特にホース管であってよく、あるいは、バルブ構成の別領域、または流体媒体を案内するように設計されたピペッティング装置の別領域であってよく、例えば、型で成形された部品に一体化されたチャンネルであってよい。

好ましくは、厳密に１つのポンプデバイスが提供され、このポンプデバイスは特に、ダイヤフラムポンプであるか、ダイヤフラムポンプを備える。このポンプデバイスは、好ましくは、取入口側に第１ポンプチャンネルを備え、この第１ポンプチャンネルは、ピペッティングチャンネルに接続したピペッティング容器に流体試料を吸入するための、吸込チャンネルとして形成される。このポンプデバイスは、好ましくは、排出口側に第２ポンプチャンネルを備え、この第２ポンプチャンネルは、ピペッティングチャンネルに接続したピペッティング容器から流体試料を排出するための、圧力チャンネルとして形成される。

バルブ構成は、好ましくは、厳密に１つのバイパスチャンネルを備える。ポンプデバイスと直接接続した少なくとも１つのポンプチャンネルが、好ましくは、周囲環境および／またはバイパスチャンネルと直接接続する。ピペッティングされる試料をピペッティング容器に吸入するように設計されたバルブデバイスを伴って、排出口側のポンプチャンネルは、好ましくは、バイパスチャンネルおよび／または周囲環境と直接接続する。ピペッティングされる試料をピペッティング容器から排出するように設計されたバルブデバイスを伴って、投入口側のポンプチャンネルは、好ましくは、周囲環境および／またはバイパスチャンネルと直接接続する。

本発明の好適な実施形態では、ポンプデバイスは、第１バルブデバイスのバルブチャンバと、第２バルブデバイスのバルブチャンバに接続する。

ピペッティングチャンネルは、好ましくは、可変の流体抵抗を有する第１接続チャンネルを介してバルブチャンバと接続し、バイパスチャンネルは、好ましくは、可変の流体抵抗を有する第２接続チャンネルを介してバルブチャンバと接続する。ここで、ピペッティングチャンネル内に所望のピペッティング圧力を生成するため、第１流体抵抗と第２流体抵抗をバルブデバイスにより適合させ、特に同時に適合させる。可変の流体抵抗は、構造の面では比較的効率よく一体化することができる。

バルブデバイスは、好ましくは、閉鎖支持要素と、少なくとも１つの閉鎖要素を備える。この閉鎖要素は、好ましくは、並進移動可能に、好ましくは移動可能に、かつ好ましくは並進移動可能および／または回転移動可能に配置され、少なくとも第１位置と第２位置の間に位置するように配置される。

第１位置において、閉鎖要素は、好ましくは第１接続チャンネルを閉鎖し、好ましくは第２接続チャンネルを同時に閉鎖しない。

第２位置において、閉鎖要素は、好ましくは第１接続チャンネルを閉鎖せず、好ましくは、同時に第２接続チャンネルを閉鎖する。

特に閉鎖要素を用いて、特に単一の閉鎖要素を用いて、第１流体抵抗と第２流体抵抗を同時に適合させることができる。このようにして、ピペッティング圧力を簡易的に設定できる。

閉鎖要素は、好ましくはバルブピストンであり、その場合、閉鎖支持要素は、好ましくはピストン支持要素である。バルブデバイスは、好ましくはニードルバルブデバイスであり、その場合、バルブピストンはニードルバルブピストンである。このようにして、バルブピストンの動きを第１および／または第２接続チャンネル内の圧力変化へと精密に変換でき、それにより、ピペッティングチャンネル内のピペッティング圧力を正確に設定することが可能になる。

好ましくは、閉鎖要素はばねデバイスを用いてばね式に取り付けられ、このばねデバイスは、閉鎖要素を第１位置に押し込み、閉鎖要素を第１位置から第２位置に移動することにより伸張する。

閉鎖要素は、好ましくは、第１位置と第２位置の間の少なくとも１つの第３の位置に配置されているとき、第１接続チャンネルと第２接続チャンネルを部分的に開放するように形成される。第１接続チャンネルと第２接続チャンネルは、好ましくは、第１位置と第２位置の間の距離の少なくとも半分に渡って、それぞれ部分的に開放される。この第３の位置の結果として、ポンプデバイスは、ピペッティングチャンネルと接続できるだけでなく、周囲環境に対して開放しているバイパスチャンネルとも同時に接続できる。このようにして、チャンバ圧力の変動は、少なくとも完全にはピペッティングチャンネルに伝達されずに、減衰する。よって正確なピペッティングが可能になる。

閉鎖要素は、好ましくは、第４位置よりも第３位置の方が第１接続チャンネルをさらに閉鎖し、好ましくは、第３位置よりも第４位置の方が第２接続チャンネルをさらに閉鎖するように形成される。この場合、第３位置と第４位置は、特に第１位置と第２位置の間に配置される。この処置の結果、ピペッティングチャンネルおよびバイパスチャンネルにおけるチャンバ圧力の圧力降下の分散を、閉鎖要素の位置に応じて選択的に適合させることができる。第３位置は、好ましくは第１位置の方に近づけて配置され、第２位置は、好ましくは第４位置の方に近づけて配置される。

上記少なくとも１つのバルブデバイスは、好ましくはバルブチャンバを備え、閉鎖要素はバルブピストンであり、このバルブピストンは、バルブデバイスを通じて軸Ａに沿って伸び、少なくとも第１位置と第２位置の間で、軸Ａに沿って本体に対して並進移動可能である。バルブチャンバは、好ましくは、少なくとも部分的にピストン支持要素内に配置される。

このピペッティング装置は、好ましくは手動で操作可能であり、この場合のバルブデバイスは、使用者が閉鎖要素の位置を決定することにより、ピペッティング管内に所望のピペッティング圧力を設定するように設計される。閉鎖要素の移動は、好ましくは使用者が駆動する。しかしながら、閉鎖要素の移動を電気的に駆動することも可能であり、特に、ピペッティング装置の電気制御デバイス（本デバイスは好ましくは供給される）により制御することが可能である。

第１接続チャンネルは、好ましくは第１開断面を有し、バルブピストンは、好ましくは、第１開断面内で移動可能に配置される第１ピストン部分を有し、これにより、第１位置と第２位置の間で、特に、異なる第１開断面を有するバルブピストンの位置に応じて、上記第１開断面を少なくとも部分的に、または完全に閉鎖できる。第２接続チャンネルは、好ましくは第２開断面を有し、バルブピストンは、好ましくは、第２開断面内で移動可能に配置される第２ピストン部分を有し、これにより、第２位置と第１位置の間で、特に、異なる第２開断面を有するバルブピストンの位置に応じて、上記第２開断面を少なくとも部分的に、または完全に閉鎖できる。第１ピストン部分と第２ピストン部分は、それぞれスロットル部分であってよく、あるいは、そのようなスロットル部分を備え、このスロットル部分は円錐形であってよい。このようにして、第１接続チャンネルおよび／または第２接続チャンネルに、可変の流体抵抗を簡易的に提供することができる。

第１ピストン部分および／または第２ピストン部分は、好ましくは円錐形部分を有し、この円錐形部分の軸Ａに対して垂直な断面が、少なくとも複数の部分に渡って、軸に沿って連続的および／または部分的に段階的に変化する。第１および／または第２ピストン部分が円錐状に形成されるため、ピペッティング圧力を特に穏やかで快適に設定できる。

本発明の第１の好適な実施形態では、ポンプデバイスは、第１バルブデバイスのバルブチャンバと、第２バルブデバイスのバルブチャンバに接続する。ポンプデバイスの第１ポンプチャンネルは、好ましくは第１バルブデバイスと接続し、ポンプデバイスの第２チャンネルは、好ましくは第２バルブデバイスと接続する。この場合、ポンプデバイスは好ましくはポンプ、特にダイヤフラムポンプ、好ましくは単一のポンプを備える。

本発明の第１の好適な実施形態によれば、本ピペッティング装置は、好ましくは、第１バルブチャンバを有する少なくとも１つ、好ましくは厳密に１つの第１バルブデバイスと、第２バルブチャンバを有する１つの、好ましくは厳密に１つの第２バルブデバイスを具備し、上記少なくとも１つ、好ましくは厳密に１つのポンプデバイスは、第１バルブチャンバと接続して当該第１バルブチャンバ内に第１チャンバ圧力を生成し、かつ第２バルブチャンバと接続して当該第２バルブチャンバ内に第２チャンバ圧力を生成し、第１バルブチャンバと第２チャンバの各々は、少なくとも１つ、好ましくは厳密に１つのピペッティングチャンネルと接続し、かつ、少なくとも１つ、好ましくは厳密に１つのバイパスチャンネルと接続する。第１バルブデバイスは、好ましくは、ピペッティングチャンネル内に圧力が設定され、この圧力が、空気を密閉してピペッティングチャンネルと接続しているピペッティング容器に流体試料を吸引するのに適切な圧力となるように設計される。第２バルブデバイスは、好ましくは、ピペッティングチャンネル内に圧力が設定され、この圧力が、空気を密閉してピペッティングチャンネルと接続しているピペッティング容器から流体試料を分注するのに適切な圧力となるように設計される。

本ピペッティング装置はまた、好ましくは手動で操作可能であり、流体試料を吸引する目的で、第１バルブチャンバとピペッティングチャンネルの間の接続チャンネルが少なくとも部分的に開放し、第２バルブチャンバとピペッティングチャンネルの間の接続チャンネルが閉鎖するように設計され、かつ、好ましくは、流体試料を分注する目的で、第１バルブチャンバとピペッティングチャンネルの間の接続チャンネルが閉鎖し、第２バルブチャンネルとピペッティングチャンネルの間の接続チャンネルが少なくとも部分的に開放するように設計される。

本ピペッティング装置はまた、好ましくは手動で操作可能であり、流体試料を吸引する目的で、第１バルブチャンバとバイパスチャンネルの間の接続チャンネルが少なくとも部分的に開放するか、閉鎖し、第２バルブチャンバとバイパスチャンネルの間の接続チャンネルが開放するように設計され、かつ、好ましくは、流体試料を分注する目的で、第１バルブチャンバとバイパスチャンネルの間の接続チャンネルが開放し、第２バルブチャンネルとバイパスチャンネル間の接続チャンネルが少なくとも部分的に、または完全に開放するように設計される。

本ピペッティング装置はまた、好ましくは、実質的に、ピペッティングチャンネル内に所要のピペッティング圧力を設定するのに必要な空気量に対応する空気量のみが、バイパスチャンネルを通じて周囲環境と交換されるように設計され、好ましくは、ピペッティング圧力を設定するときに実質的に限定して空気が交換され、好ましくは、所望のピペッティング圧力に達しているときは、空気は実質的にまったく交換されない。バルブ構成との間で交換される空気量は、好ましくは、吸入処置時または排出処置時の空気の正味の体積流量である。この実施形態が提供する利点は、空気はバルブ構成内を実質的に周期的に循環し、ピペッティング圧力を変更するのに必要な程度に実質的に限定して周囲環境と空気が交換されることである。よって、一方では、有害な外気、例えば湿気が不必要にバルブ構成に引き込まれることが防止され、他方、バルブ構成から周囲環境へと不必要に空気が放出されることがないので、使用者にとってより快適となる。

本ピペッティング装置は、好ましくは、厳密に１つのポンプデバイスと、ポンプデバイスの取入口側に接続した少なくとも１つの吸入空気用第１ポンプチャンネルと、ポンプデバイスの送出口側に接続した分注空気用第２ポンプチャンネルと、を有し、第１ポンプチャンネルは好ましくは第１バルブチャンバと接続し、第２ポンプチャンネルは好ましくは第２バルブチャンバと接続し、その結果、第１バルブチャンバ内の吸込圧力と、第２バルブチャンバ内の送出圧力の両方を、１つのポンプデバイスを用いて生成することができる。このような構成は、特にコスト的に効率よく製造することができる。

本発明の第２の実施形態では、バルブ構成は、厳密に１つのバルブデバイスを備える。この場合、特に、好ましくは、ポンピング方向を入れ替えるようにポンプデバイスを設計する。これにより、ポンプデバイスの２つのポンプチャンネルの各々が、吸込チャンネル（投入チャンネル）と送出チャンネル（排出チャンネル）の両方の働きをすることができる。

本ピペッティング装置は、好ましくは、手動で操作可能な電気ピペッティング装置として設計される。この電気ピペッティング装置は、特にピストル状のグリップを備え、このグリップは少なくとも１つの駆動要素を備え、この駆動要素は使用者が係合させることができ、チャンバ圧力は使用者により制御され、この駆動要素が駆動すると、上記少なくとも１つのバルブデバイスにより、ピペッティングチャンネルとバイパスチャンネルの間にチャンバ圧力が分散し、計量されて、所望のピペッティング圧力がピペッティングチャンネル内に生成される。

本ピペッティング装置は、好ましくは、バルブデバイスの本体に対するバルブデバイスの閉鎖要素の位置に応じて、上記少なくとも１つのポンプデバイスのポンプ出力を自動的に設定するためのデバイスを有する。本ピペッティング装置は、好ましくは、バルブデバイスの本体に対する駆動要素の位置に応じて、上記少なくとも１つのポンプデバイスのポンプ出力を自動的に設定するためのデバイスを具備する。このデバイスは、閉鎖要素の位置、特にバルブピストンおよび／または駆動要素の位置を検出するためのポジションセンサであってよい。このポジションセンサは、ホールセンサであってよい。あるいは、光学ポジション認識も可能であると考えられる。

本発明による本ピペッティング装置を製造するための本発明による方法は、好ましくは以下のステップ：
−バルブ構成の上記少なくとも１つのバルブデバイスを、特にセラミックまたは金属であり得る第１材料から少なくとも部分的に製造し、好ましくは、少なくとも１つのバルブピストンを特に金属から製造することと、
−上記少なくとも１つのピペッティングチャンネルと、また、特に上記少なくとも１つのバイパスチャンネルを、少なくとも部分的に第２材料から製造することと、
−好ましくは、特に鋳造方法を用いて、特に一部材で製造することにより、上記少なくとも１つのピペッティングチャンネルを少なくとも部分的に製造し、また、特に上記少なくとも１つのバイパスチャンネルを少なくとも部分的に製造することと、を含んでなる。ここで、第２材料は特にプラスチックまたは金属であり、特にアルミニウムである。

バルブ構成において、好ましくは少なくとも１つの支持部品が提供され、この支持部品は、一部材で製造され、好ましくはピペッティングチャンネルの少なくとも一部分を備え、好ましくはバイパスチャンネルの少なくとも一部分を備え、少なくとも１つのバルブデバイス、好ましくは厳密に２つのバルブデバイスの、バルブチャンバの少なくとも一部分を好ましくは備える。この支持部品は、好ましくは、ピストン支持要素を受け入れるための少なくとも１つの受入領域、特に厳密には２つの受入領域を備える。

ピペッティング容器は、特に中空円筒形の容器であり、流体試料を受領／分注するための第１開口部と、ピペッティング圧力を印加するための少なくとも１つの第２開口部を備える。ピペッティング容器は、好ましくは接続部分を含み、この接続部分により、ピペッティング容器は、ピペッティング装置の対応する接続部分（この接続部分は好ましくは提供される）と、特に空気および圧力を密閉する方法で着脱自在に接続可能となる。ピペッティング容器は、好ましくは、市販の目盛り付きピペットまたはホールピペットである。ピペッティング容器の可能なサイズすなわちピペッティング容器の最大容量は、特に０．１ｍｌ〜１００ｍｌであり得る。流体試料は一般に液体であり、特に主として水性の試料であり、例えば生理的水溶液である。

本発明によるピペッティング装置および本発明によるその製造方法のさらなる好適な実施形態および特徴については、以下の代表的実施形態の説明において、図および図の説明を伴って明らかにされる。特に明記されるか、文脈から別の表示であることが明らかでない限り、代表的な実施形態における同様の部品は同様の参照記号で実質的に示される。図面の説明を以下に示す。

本発明によるピペッティング装置の、第１の代表的実施形態の概略側面図を示す。 本発明の第１の好適な実施形態による図１に示すピペッティング装置の、第１状態にあるバルブ構成全体の断面図を示す。 図２ａの詳細を示す。 図２ａ、２ｄ〜２ｇ、および３ａ〜３ｃ中のバルブ構成のバルブピストン全体の断面図を示す。 図２ａのバルブ構成の第２状態を示す。 図２ａのバルブ構成の第３状態を示す。 図２ａのバルブ構成の第４状態を示す。 図２ａのバルブ構成の第５状態を示す。 本発明の第２の好適な実施形態による、本発明によるピペッティング装置の第１状態にあるバルブ構成全体の側面図を示す。 図３ａのバルブ構成の第２状態を示す。 図３ａのバルブ構成の第３状態を示す。

図１は、本発明によるピペッティング装置１の代表的な実施形態を示す。このピペッティング装置１は、電気で作動する手動ピペッティングエイドとして使用され、実験器具供給業者から充填容量０．１ｍＬ（ミリリットル）〜１００ｍＬの各種サイズで入手可能な、ガラス製またはプラスチック製のホールピペットまたは目盛り付きピペット９と共に使用される。

以下、特に本発明を説明する目的で、「〜の上」および「〜の下」という表現を使用する。これらの表現は、本ピペッティング装置の空間上の配置に関するものである。本ピペッティング装置では、ピペッティング容器は、縦軸に沿って伸びて本ピペッティング装置と接続し、重力方向と並行に、すなわち垂直に配置される。方向を示す「下方向」は重力方向を表し、「上方向」は反対方向を表す。

ピペッティング装置１は、エアクッションピペッティング装置であり、特に、第１ピペッティング圧力下の空気を用いてピペッティング容器に吸入することにより流体試料をピペッティングすること、および／または、第２ピペッティング圧力下の空気を用いてピペッティング容器から流体試料を分注もしくは排出すること、を目的として使用される。このエアクッションピペッティング装置では、空気を作動媒体として使用して、ピペッティング容器との間で流体試料を移送する。以下、より詳細にこれを説明する。

図１において、ピペッティング容器９内の流体試料９ａは、ハッチで仕切られたように表示されている。周囲圧力として比較して膨張した空気、すなわち負圧下の空気が、ピペッティング容器の領域９ｂ内のハッチ領域の上に位置する。この負圧は、試料を吸引するために、ピペッティング装置のピペッティングチャンネルを介して印加されるピペッティング圧力である。図１では、この負圧により、試料９ａが重力に逆らって容器内の一定の高さに保持されている。試料を吸引するための第１ピペッティング圧力は、特に、ピペッティングする試料の露出先の周囲圧力よりも少なくとも低くなるように選択される。試料を吸引するための第１ピペッティング圧力は、特に、ピペッティング容器９内で液柱９ａを上昇または保持するのに必要な対向力を加える圧力となるように選択される。この対向力は、特に、液柱９ａの重量と実質的に少なくとも同量である。ピペッティング容器９から流体試料９ａを分注するための第２ピペッティング圧力は、第１ピペッティング容器よりも少なくとも小さくなければならず、特に、液柱がピペッティング圧力（負圧）により生じる対向力に打ち勝ち、重力の効果で分注される程度に、少なくとも小さくなければならない。ピペッティング容器から流体試料を排出させるため、第２ピペッティング圧力は、特に周囲圧力よりも少なくとも高い圧力となる。

ピペッティング装置１は、本体２としてハウジング２を具備し、ハウジング２はアーム部分４を備え、ハウジング４の端には、ピペッティング装置の接続部分５が下側に供給され、これにより、ピペッティング容器９が接続部分５に着脱自在に、空気を密閉して接続される。この実施形態の場合、この接続部分は、ねじ留めのできる交換可能な受入コーン５として設計される。この部分はクランプ部分（非表示）を格納している。その目的は、クランプ部分に挿入可能なピペッティング容器９と、アーム部分４とピペッティング容器９の間のピペッティングチャンネルに挿入される薄膜フィルタ（非表示）を、圧力ばめにより保持することである。この薄膜フィルタは、ピペッティングされる流体試料がピペッティング装置またはそのバルブデバイスに浸潤するのを防止する。このようにして、ピペッティング装置の機能が保証される。

本体２は、ピストル状のグリップ部分３をさらに具備する。このグリップ部分３の内側の、下方向に開放しているか開放可能なアキュムレータコンバートメント内に、バッテリユニットまたはアキュムレータユニット６が配置される。アキュムレータユニット６は、例えば９Ｖの作動電圧を供給可能な、例えばニッケル／金属水素化物アキュムレータ、またはリチウムポリマーアキュムレータ、またはリチウムイオン／ポリマーアキュムレータを含むことができる。アキュムレータユニット６は、ピストルの弾倉のように本体２から下方向に取り外すことができ、好ましくはラッチデバイス（非表示）により本体に保持される。グリップ部分３の内側には、アキュムレータユニットの作動電圧で電気的に作動するポンプデバイス７がさらに収容され、ポンプデバイス７は、調整可能なポンプ出力を有する電動式ダイヤフラムポンプを備える。ハウジング２の内側にある電気制御デバイス８は、電気回路、特にプログラム可能な電気回路を備える。この制御デバイス８は、電気で作動するピペッティング装置１の少なくとも１つの機能を制御するように設計される。

グリップ部分３の内側には、少なくとも１つのバルブデバイスを有するバルブ構成１０も配置され、このバルブ構成１０は、特に、図２ａ〜２ｇまたは図３ａ〜３ｃに従って設計することができる。

ピペッティング装置１は、バルブ構成１０のバルブデバイスを手動で駆動するための２つの駆動要素１１、１２を含む。これらの駆動要素は、ばね付きの押しボタンとして設計され、使用者の指により押しボタンが開始位置から押し込み位置に移動されると、ばねは伸張した状態になる。押しボタン１１、１２は、互いに独立して移動可能である。この２つの駆動要素１１、１２は本体２に係留して上下に並行して配置され、水平方向に移動可能である。各駆動要素は、好ましくは、バルブ構成１０、１００、特に、本発明の第１の好適な実施形態によるバルブ構成１００の、バルブデバイスのバルブピストン１１０、１１０’に、特にバルブピストン１１０の下位部分１１７と端部分１２２に駆動ボタンを取り付けることにより、軸Ａに沿って少なくとも一方向に、実質的に一体に固定される。

本ピペッティング装置は、好ましくは遮断デバイスを具備し、この遮断デバイスにより、一方の駆動要素が駆動されているとき、他方の駆動要素は遮断する（特に、ロックされる）。この遮断デバイスは、一方の駆動要素を駆動することにより機械的に移動する捕獲要素を備えてもよく、それにより、他方の駆動要素の可動性を遮断して遮断状態にすることができる。しかしながら、この遮断デバイスは、電気的に遮断状態に設定するように設計されてもよい。

第１駆動要素１１は、流体試料をピペッティング容器に吸引するのに使用する。第２駆動要素１２は、ピペッティング容器から流体試料を分注または排出するのに使用する。

図２ａは、本発明の第１の好適な実施形態による、図１に示すピペッティング装置の第１状態にあるバルブ構成１００全体の断面図を示す。この第１状態では、第１バルブデバイス１０１とピペッティングチャンネル１０３の間の接続チャンネルはバルブピストン１１０、１１０’で閉鎖されているので、ピペッティングチャンネル１０３内の圧力をポンプデバイスで変化させることはできない。また、この代表的な実施形態では、駆動要素を駆動しない限りポンプデバイスは駆動しないので、この点でも、圧力を変化させることは不可能である。バルブ構成１００の第１状態では、ピペッティングチャンネル内の適切なピペッティング圧力（負圧）により、液柱９ａを特に一定の高さに保持することができる。

この代表的実施形態では、バルブ構成１００は、様々な部品を特に互いに嵌挿して製造される。これらの部品は、特に、支持部品１５０、２つのピストン支持要素１５１、１５１’、２つのバルブピストン１１０、１１０’、および１６のリングシール１３１、１３２、１３３、１３４、１３５を備える。支持部品１５０は、第１の実質的に中空円筒形の受入部分１５１と、第２の実質的に中空円筒形の受入部分１５１’を一体に備える。各受入部分は、片側が外向きに開放し、第１ピストン支持要素１６１または第２ピストン支持要素１６１’の挿入を可能にしている。ピストン支持要素１６１，１６１’は、好ましくは、それぞれの受入部分１５１，１５１’に対して少量のすきまばめを有し、その結果、リングシールを一緒に押し込むことにより、各ピストン支持要素１６１、１６１’は圧力ばめによりそれぞれの受入部分１５１、１５１’に固定される。この場合、ピストン支持要素１６１、１６１’とその受入部分１５１、１５１’の間に各々が配置されている３つのリングシール１３１、１３２、１３３は、それぞれ、ピストン支持要素１６１、１６１’の対応するＯリングホルダ内の各々のピストン支持要素上に保持される。本実施形態の場合、このＯリングホルダは、ピストン支持要素中の凹みとして形成される。リングシールは、ピペッティング装置を目的通りに使用したときに空気と圧力（負圧）を密閉するシールとなるように、緊密に形成される。

第１バルブピストン１１０は、部分的に第１ピストン支持要素１６１内に配置され、第２バルブピストン１１０’は、部分的に第２ピストン支持要素１６１’内に配置される。バルブピストン１１０、１１０’は、いずれの場合も、軸Ａを中心にして回転対称であり、この軸に沿って、各々のピストン支持要素１６１、１６１’に対して並進して水平方向に移動可能になるように配置され、特に、各々のピストン支持要素１６１、１６１’に対するバルブピストンの第１位置と第２位置の間で移動可能になるように配置される。この場合、第１接続チャンネルは第１位置内で閉鎖し、第２接続チャンネルは開放し、特に完全に、すなわち、特に最大限に開放し、第２接続チャンネルは第２位置内で閉鎖し、第１接続チャンネルは開放し、特に完全に、すなわち、特に最大限に開放する。

閉鎖要素の働きをするバルブピストン１１０、１１０’は、好ましくは、ばねデバイスを用いて支持部品１５０上、またはピペッティング装置の本体２上にばねを付けて取り付けられる。この場合、ばねデバイスは、バルブピストン１１０、１１０’の各々を第１位置へと押し込み、閉鎖要素を第１位置から第２位置に移動させることにより伸張する。

上記部品群は簡単に組み合わせて組み立てることができ、特に、組立工程時に特殊工具および／または複雑な固定手順を使用せずに組み立てることができるため、このバルブ構成１００は、特に簡単で経済的に製造でき、よって効率的に製造できる。

この代表的実施形態において、本発明によるピペッティング装置の第１バルブデバイス１０１の主要部品と、第２バルブデバイス１０２の主要部品は、バルブ構成１００の部品１５０、１５１、１５１’、１１０、１１０’、１３１、１３２、１３３、１３４、および１３５で形成される。

図２ａも、ピペッティングチャンネル１０３内にピペッティング圧力をそれぞれ設定するために使われるバルブデバイス１０１、１０２を示している。第１バルブデバイス１０１は、ピペッティングチャンネルから空気を吸引するのに使用され、したがってピペッティングチャンネルと直列に接続しているピペッティング容器から液体試料を吸引するのに使用される。第１バルブデバイス１０１の設計と機能については以下で説明する。第２バルブデバイス１０２は、ピペッティングチャンネルから空気を分注／排出するのに使用され、したがってピペッティングチャンネルと直列に接続しているピペッティング容器から液体試料を分注／排出するのに使用される。設計は第１バルブデバイス１０１と実質的に同様である。第１、第２バルブデバイスの対応する部品を同様の参照記号を用いて表示するが、第２バルブデバイス１０２の場合は参照記号にアポストロフィーを付している。このようにして、記述の重複を回避可能にしている。

図２ａの拡大詳細図である図２ｂから分かるように、バルブデバイス１０１は第１バルブチャンバ１０６を備え、バルブチャンバ１０６は特に低圧チャンバとして使用される。第１バルブチャンバ１０６は、特に、実質的に中空円筒形のピストン支持要素１６１の外壁内にある実質的に円筒の凹み１０６ａと、ピストン支持要素１６１内の２つの内腔１０６ｂと、ピストン支持要素１６１の内部領域１６３、より具体的にはその下位部分１６３ａの部分１０６ｃと（図２ｄも参照のこと）、から形成される。２つの内腔１０６ｂはそれぞれ、凹み１０６ａの空洞を、ピストン支持要素１６１の中空内部領域１６３に接続している。

バルブピストン１１０は、ピストン支持要素１６１に対するバルブピストン１１０の位置に応じて内部領域１６３の伸長部を変化させるピストンであり、ピストン支持要素１６１の内部領域１６３を通じて伸長する。内部領域１６３は、軸Ａを中心にして実質的に回転対称である。バルブピストンおよびピストン支持要素の内部領域の設計が回転対称であるため、特に高度に精密な製造を達成できる。よって、流動に誘発される騒音発生も比較的低い。

内部領域１６３は、１６３ａ、１６３ｂ、１６３ｃ、および１６３ｄの各部分を備える。第１下位部分１６３ａは、内腔１０６ｂと直接接続して、ピストン支持要素１６１の実質的に中空円筒形の下位部分１６５内に形成される。第２下位部分１６３ｂは、ピストン支持要素１６１の（少なくとも複数部分に渡って）実質的に中空円筒形の下位部分１６６内で、内腔１０６ｂと直接接続する。下位部分１６６は、中空円錐形の停止領域１６６ａを備え、この領域に、バルブピストンの相補的な形状の円錐形下位部分が当たり、空気と圧力を密閉するように静止し得る。ピストン支持要素１６１の下位部分１６６の領域内にある第２下位部分１６３ｂは、第１状態のバルブ構成１００および第１位置にあるバルブピストン１１０において、内部領域１６３に割り当てられる。バルブチャンバ１０６の第２接続チャンネルがバイパスチャンネル１０４に向かうにつれて次第に閉鎖すると、第２下位部分１６３ｂは次第に縮小するが、第２接続チャンネルが閉鎖すると、第２下位部分１６３ｂは最終的には完全に消失する。しかし、第１接続チャンネルは実質的に同時に開放するので、連続領域である内部領域１６３は膨張する。この膨張は、ピストン支持要素１６１の実質的に中空円筒形の下位部分１６４内の下位部分１６３ｃと、下位部分１６３ｃと隣接し同様に徐々に拡大するピストン支持要素１６１の実質的に中空円筒形の下位部分１６９内の下位部分１６３ｄによるものである。

特に、接続チャンネルとは、異なる圧力を有する２つの圧力領域間に空気が流れるときに主要流体抵抗を形成する、バルブデバイスのチャンネル部分を意味すると理解される。原理上、チャンネル系統は、例えば第１接続チャンネルと、それと直列に接続するバルブデバイスのさらなるチャンネル部分とを備え、こうしたチャンネル系統は、気流に対する全抵抗を明確に形成する。しかし、直列に接続したさらなるチャンネル部分が全抵抗に及ぼす寄与は、比較的小さい。このことを使用して、特に小空間要求で、第１（または第２）接続チャンネルの領域内の第１（または第２）開断面を変化させることにより、可変の流体抵抗を生成する。

バルブチャンバ１０６とピペッティングチャンネル間の第１接続チャンネルは、特に実質的に管状のギャップ、すなわちピストン支持要素１６１の内部領域１６３の下位部分１０３ｃとしてすでに示されているギャップにより形成される。下位部分１６３ｃは、バルブピストン１１０、特にその第１スロットル部分１１１と、ピストン支持要素１６１の実質的に中空円筒形の下位部分１６４の間に、軸Ａに対して垂直の空洞により形成される。図２ｂに示す線１６８に沿った第１開断面１６８において、最大の収縮、すなわち第１接続チャンネルの最大の割合の流体抵抗が形成される。特に図２ａ、２ｂ、２ｆ、および２ｇにおいて、第１接続チャンネルは完全に閉鎖している。その理由は、各々の図において、バルブピストン１６３のリングシール１３５がピストン支持要素１６１の下位部分１６９の中空円錐形の停止領域１６９ａにぶつかり、空気と圧力を密閉するように静止しているからである。ピストン支持要素１６１の内部領域１６３の下位部分１６３ｃは、好ましくは、第１接続チャンネル１６３ｃとして示される。

第１接続チャンネル１６３ｃは可変であり、よって第１の可変流体抵抗を実質的に形成する。使用者がバルブピストン１１０をピストン支持要素１６１へと徐々に押し込むと、第２接続チャンネル１６３ｄが次第に閉鎖し、１６３ｃは次第に開放する。したがって、使用者の指が印加する圧力が減少する結果として、およびばねの力が回復する結果として、バルブピストン１１０が次第にピストン支持要素１６１から押されると、第２接続チャンネル１６３ｄが次第に開放し、１６３ｃは次第に閉鎖する。

図２ａに示す第１状態のバルブ構成では、ポンプデバイスは好ましくは停止しており、その結果、好ましくは、バイパスチャンネル１０４とバルブチャンバ１０６の間、特に第２接続チャンネル内には空気がまったく流れず、第２接続チャンネルでは圧力降下がまったく発生しない。しかしながら、第１状態でポンプデバイスが作動することも可能である。この場合、特に、バルブ構成１００のチャンネル領域を通じて空気が循環するように空気をポンピングし、特に、開放したバイパスチャンネルを介する周囲環境との正味の空気交換量は実質的に存在しない。

図２ｄに示す第２状態のバルブ構成と、図２ｅに示す第３状態のバルブ構成では、ポンプデバイスは作動している。このとき、周囲圧力、例えば、周囲環境に対して開放しているバイパス管１０４に存在する周囲圧力と比較して低い負圧が、吸込管１０５ａの働きをするポンプチャンネル１０５ａに生成されるか、または存在する。第２バルブデバイス１０２が作動する場合、圧力管の働きをし、バルブチャンバ部分１０６ａ’と接続しているポンプチャンネル１０５ｂ内に、周囲圧力と比較して高い過圧が生成されるか、または存在する。いずれの場合も、バルブチャンバ１０６には、この負圧（または過圧）が実質的にチャンバ圧力として存在する。このとき、バイパスチャンネル１０４とバルブチャンバ１０６の間に圧力降下が存在する。この圧力降下は、ポンプ入力（または、第２バルブデバイス１０２の場合はポンプ出力）と周囲環境の間で直列に接続したチャンネル部分の全抵抗により形成されるものであるが、この全抵抗は、内部領域１６３の下位部分１６３ｄにより実質的に形成される。

下位部分１６３ｄは、ピストン支持要素１６１の実質的に中空円筒形の下位部分１７０内に形成する、実質的に管状のギャップである。ピストン支持要素１６１の内部領域１６３の下位部分１６３ｄは、バルブピストン１１０、特にその第２スロットル部分１１２と、ピストン支持要素１６１の実質的に中空円筒形の下位部分１６５の間に、軸Ａに対して垂直に形成される空洞と定義される。ピストン支持要素１６１の内部領域１６３の下位部分１６３ｄは、好ましくは、第２接続チャンネル１６３ｄとして示される。

第２接続チャンネル１６３ｄは可変であり、よって第２の可変流体抵抗を実質的に形成する。バルブピストン１１０がピストン支持要素１６１へと徐々に押し込まれると、第１接続チャンネル１６３ｃが次第に開放し、第２接続チャンネルが次第に閉鎖する。図２ｂに示す線１６７に沿った第２開断面１６７において、最大の収縮、すなわち第２接続チャンネルの最大の割合の流体抵抗が形成される。

特にバイパスチャンネル１０４は、ピストン支持要素１６１の外壁内に管状の凹み１０４ｃも実質的に格納しており、この凹みは、ピストン支持要素１６１と、支持部品１５０の受入領域１５１の間の空洞として配置され、２つのリングシール１３１、１３２により軸Ａに沿って横方向に密閉されている。特にバイパスチャンネル１０４は、管状の空洞１０４ａおよび２つの内腔１０４ｂも格納しており、これらの内腔は空洞１０４ｃを空洞１０４ａに接続している。

図２ａに示す第１状態のバルブ構成では、第２接続チャンネル１６３ｄは完全に開放し、第１接続チャンネル１６３ｃは完全に閉鎖している。その結果、バルブチャンバ１０６内のチャンバ圧力は、バイパスチャンネル１０４の周囲圧力から最小限にしか逸脱しない。バルブピストン１１０は、ピストン支持要素１６１に対して第１位置に位置している。

図２ｄに示す第２状態のバルブ構成では、第２接続チャンネル１６３ｄが流体抵抗を示している。この流体抵抗は、バイパスチャンネル１０４とバルブチャンバ１０６の間を流れる空気の全抵抗を支配し、第２接続チャンネルが次第に閉鎖すると同時に次第に増加する。図２ｅに示す第３状態のバルブ構成では、第２接続チャンネル１６３ｄは完全に閉鎖している。図２ｄに示す第２状態のバルブ構成では、第１接続チャンネル１６３ｃも流体抵抗を示している。この流体抵抗は、ピペッティングチャンネル１０３とバルブチャンバ１０６の間を流れる空気の全抵抗を支配し、第１接続チャンネルが次第に開放すると同時に次第に減少する。バルブ構成１００のこの第２状態では、バルブピストン１１０は、第１位置と第２位置の間に配置される第３の位置に位置する。

バルブピストン１１０が第１位置へと大きく移動するほど、バイパスチャンネル１０４を通じて引き込まれる空気の割合が高くなる。これに応じて、ピペッティングチャンネルを通じて吸い込まれる空気の割合は低くなる。その結果、ピペッティングチャンネルと接続しているピペッティング容器への流体試料の上昇速度（時間当たりの体積）が低下し、ピペッティング容器内の最大液柱は、重力の作用を受けるため低くなる。したがって、バルブピストン１１０が第２位置へと大きく移動するほど、バイパスチャンネル１０４を通じて引き込まれる空気の割合が低くなる。よって、ピペッティングチャンネルを通じて吸い込まれる空気の割合は大きくなる。よって、バルブピストン１１０が最大限ピストン支持要素１６１（第２位置）へと移動した場合、バイパス管１０４を通じた空気は、実質的にそれ以上引き込まれなくなる。よって、ピペッティングチャンネル１０３から吸引される空気量は最大値に達する。その結果、上昇速度およびピペッティング容器内の液注は、それぞれ最大に達する。バイパスチャンネル１０４を介した上昇速度の制御に加えて、断面の変化、特に、バルブピストン１１０の少なくとも１つの下位部分（１１１、１１２）の円錐形の断面の変化により、ピストン支持要素１６１の内部領域１６３の吸入口１０６ｂからピペッティングチャンネル１０３までの、気流経路全体の気流速度が調節される。バルブ構成のこの機能について、さらに下記で具体的に記述する。このようにして、ピペッティング容器に入る液注の上昇速度を、いっそう精密に計量することができる。

図２ｄに示す第２状態のバルブ構成１００から開始して、使用者が、吸入工程を終了させるため、バルブピストン１１０を第３位置から第１位置に戻した場合、好ましくは、第１接続チャンネル内の第１流体抵抗に従ってポンプ動力を設定するように、あらかじめ決定された方法で電気制御デバイスによりポンプ出力が調節される。これにより、再びバルブピストンの第１位置に到達するまでは、ピペッティング圧力が一定のままになる。よって、使用者が吸引した液注の体積は、ピペッティング容器内で一定のままになる。特に、ピストンを第３位置から第１位置に移動した場合、第１位置に到達するまでは、第３位置に存在したポンプ出力を少なくとも一定に保つことが可能である。

図２ｅに示す第３状態のバルブ構成では、第１接続チャンネル１６３ｃは完全に開放し、第２接続チャンネル１６３ｄは完全に閉鎖している。その結果、バルブチャンバ１０６内のチャンバ圧力は、ピペッティングチャンネル１０３に最大限に印加される。バルブピストン１１０は、ピストン支持要素１６１に対して第２位置に位置している。

さらに、図２ａ、２ｄ、および２ｅに示す第１状態、第２状態、および第３状態のバルブ構成において、第２バルブデバイス１０２の第２接続チャンネル１６３ｄ’は完全に開放し、第１接続チャンネル１６３ｃ’は完全に閉鎖している。その結果、バルブチャンバ１０６’内のチャンバ圧力は、バイパスチャンネル１０４内の周囲圧力から最小限にしか逸脱しない。第２バルブデバイス１０２のバルブピストン１１０’は、ピストン支持要素１６１’に対して第１位置に位置している。

図２ｆに示す第４状態のバルブ構成では、第２バルブデバイス１０２の第２接続チャンネル１６３ｄ’が流体抵抗を示している。この流体抵抗は、バイパスチャンネル１０４とバルブチャンバ１０６’の間を流れる空気の全抵抗を支配し、第２接続チャンネルが次第に閉鎖すると同時に次第に増加する。図２ｇに示す第５状態のバルブ構成では、第２接続チャンネル１６３ｄ’は、その時点で完全に閉鎖している。さらに、図２ｆに示す第４状態のバルブ構成では、第１接続チャンネル１６３ｃ’が流体抵抗を示している。この流体抵抗は、ピペッティングチャンネル１０３とバルブチャンバ１０６’の間を流れる空気の全抵抗を支配し、第１接続チャンネルが次第に開放すると同時に次第に減少する。

図２ｇに示す第５状態のバルブ構成では、第２バルブデバイス１０２の第１接続チャンネル１６３ｃ’は完全に開放し、第２接続チャンネル１６３ｄ’は完全に閉鎖している。その結果、バルブチャンバ１０６’内のチャンバ圧力は、ピペッティングチャンネル１０３に最大限に印加される。バルブピストン１１０’は、ピストン支持要素１６１に対して第２位置に位置している。

さらに、図２ａ、２ｆ、および２ｇに示す第１状態、第４状態、および第５状態のバルブ構成において、第１バルブデバイス１０１の第２接続チャンネル１６３ｄは完全に開放し、第１接続チャンネル１６３ｃは完全に閉鎖している。その結果、バルブチャンバ１０６内のチャンバ圧力は、バイパスチャンネル１０４内の周囲圧力から最小限にしか逸脱しない。第１バルブデバイス１０１のバルブピストン１１０は、ピストン支持要素１６１に対して第１位置に位置している。

ピペッティングチャンネル１０３内のピペッティング圧力は、一方のバルブデバイスによって設定され、他方のバルブデバイスは、ピペッティング圧力に影響を与えることに実質的に失敗する。その理由は特に、他方のバルブデバイスの第１接続チャンネルが閉鎖しているからである。第２接続チャンネルまたは第２開断面１６７は、特に第３位置にあり、すなわちバルブピストンの第１位置および／または第２位置の間に位置し、好ましくは少なくとも部分的に開放し、特に、第２位置より第１位置に近い第３位置にあり、好ましくは最大開放量の少なくとも半分の程度、または最大開放量の程度に開放している。バルブ構成１００のバルブチャンバと周囲環境の間にそれぞれバイパス接続があるため、ポンプデバイスにより生成され得るバルブチャンバ内の圧力変動は、特に、ピペッティングチャンネルに完全には伝達されず、したがって液注には完全には伝達されず、バイパスを介して比例的に周囲環境に放出される。したがって、バルブピストンの第１位置からの移動量が少量の状態で、かつ、特にポンプ出力および／またはポンプ頻度が低い状態で、この圧力変動は効率的に減衰する。計量容量が小さいピペッティング容器でも、ポンプのフル出力で非常に正確に充填することができる。よって、より正確でより快適なピペッティング工程が可能になる。

能動バルブデバイス１０１、１０２は、ピペッティングチャンネル１０３内に所望のピペッティング圧力を生成する目的で、ピペッティングチャンネルとバイパス管の間に計量的にチャンバ圧力が分散するように設計される。この目的を達成するため、特に、第１接続チャンネル１６３ｃ、１６３ｃ’は、いずれの場合も可変の第１流体抵抗を有し、特に、第２接続チャンネル１６３ｄ、１６３ｄ’は、いずれの場合も可変の第２流体抵抗を有し、この場合において、ピペッティングチャンネル１０３内に所望のピペッティング圧力を生成する目的で、バルブデバイス１０１、１０１’の各々が第１流体抵抗、第２流体抵抗をそれぞれ適合させる。第１接続チャンネルと第２接続チャンネルは、特に互いに並行してバルブチャンバと接続し、かつ、特にバイパスチャンネルと接続する。

バルブピストン１１０、１１０’は、バルブピストンが、特に第１位置と第２位置の間の、第３位置または第４位置に配置されているとき、第４位置より第３位置の方が第１接続チャンネル１６３ｃ、１６３ｃ’をさらに閉鎖し、同時に、特に、第３位置より第４位置の方が第２接続チャンネル１６３ｄ、１６３ｄ’をさらに閉鎖するように設計される。このようにして、第１および／または第２の流体抵抗が可変となる。第３位置は、好ましくは第１位置の方に近づけて配置され、第２位置は、好ましくは第４位置の方に近づけて配置される。このことは、特にバルブデバイスがスロットル機能、特にダブルスロットル機能を有することにより達成でき、この場合、２つのスロットル機能が機能に関して互いに調和する。代表的な実施形態では、第１接続チャンネルの第１流体抵抗と、第２接続チャンネルの第２流体抵抗はそれぞれ可変であるため、スロットル機能は達成されている。

この実施形態の場合、第１流体抵抗が可変である理由は、ピストン支持要素１６１の第１下位部分１６４（この場合は実質的に中空円筒形）が第１最小内径Ｄ１を有し、軸Ａに沿って伸びるバルブピストン１１０が、第１下位部分１１１、すなわち外径ｄ１を有する第１スロットル部分１１１を備え、この外径は、軸Ａに沿って可変であって、特に、ピッチ動作δｄ１／δＡ、すなわち数学関数ｄ１（Ａ）のピッチに従って、バルブピストンの端に向かうほど増大するからである。下位部分１１１の外面輪郭を形成することにより、特に構造をｄ１（Ａ）に適合させることにより、第１流体抵抗の可変性、特にピペッティング動作に所望の影響を与えることができる。この目的で、第１スロットル部分１１１の第１下位領域１１１ａ（このスロットル部分の下位領域１１１ｂより、軸Ａ沿いにバルブピストン１１０の第１端１２１に近い方の領域）は、好ましくは、下位領域１１１ｂより大きなピッチを有する。

この実施形態の場合、第２流体抵抗も可変である理由は、ピストン支持要素１６１の下位部分１７０（この場合は実質的に中空円筒形）が第２最小内径Ｄ２を有し（この場合、好ましくはＤ２＞Ｄ１である）、軸Ａに沿って伸びるバルブピストン１１０が、第２下位部分１１２、すなわち外径ｄ２を有する第２スロットル部分１１２を備え、この外径は、軸Ａに沿って可変であって、特に、ピッチ動作δｄ２／δＡ、すなわち数学関数ｄ２（Ａ）のピッチに従って、バルブピストンの第２端１２２に向かうほど増大し、逆に、第１端１２１に向かうほど減少するからである。下位部分１１２の外面輪郭を形成することにより、特に、構造をｄ２（Ａ）に適合させることにより、第２流体抵抗の可変性、特にピペッティング動作に所望の影響を与えることができる。この目的で、第１スロットル部分１１２の第１下位領域１１２ａ（スロットル部分１１２の下位領域１１２ｂより、軸Ａ沿いにバルブピストン１１０の第２端１２２に近い方の領域）は、好ましくは、下位領域１１２ａより数学的に大きなδｄ２／δＡピッチ、すなわち下位領域１１２ｂより低い勾配を有する。

特に、ピペッティング装置の所望のピペッティング動作は、第１スロットル領域と第２スロットル領域を調和させることにより達成することができる。特に、これらの外面輪郭を一致させることにより、特に、スロットル領域の外径のピッチδｄ／δＡのピッチ動作を一致させることにより、かつ／または、ピストン支持要素１６１の第１下位部分１６４（この場合は実質的に中空円筒形）の内径Ｄ１および／または第２下位部分１７０の内径Ｄ２を一致させることにより、特に、各々の内径のピッチ動作δＤ／δＡを一致させることにより、達成することができる。

バルブピストンは、好ましくは、通常、少なくとも１つの実質的に円錐形の第１下位部分（１１１）を備え、この下位部分を用いて、特に、第１接続チャンネル（１６３ｃ）の自由第１開断面（１６８）を変えることにより、第１流体抵抗を変化させることができる。バルブピストンは、好ましくは、通常、少なくとも１つの実質的に円錐形の第２下位部分（１１２）を備え、この下位部分を用いて、特に、第２接続チャンネル（１６３ｄ）の自由第１開断面（１６７）を変えることにより、第２流体抵抗を変化させることができる。第１接続チャンネルと第２接続チャンネルは、特に互いに並行してバルブチャンバと接続し、かつ、特にバイパスチャンネルと接続する。第１接続チャンネルと第２接続チャンネルにおけるチャンバ圧力の降下は、いずれの場合も、計算により概算でき、かつ／または実験により測定できる。

バルブピストンの第２端は、バルブピストンの第１端よりも、ピペッティング装置の駆動要素の近くにある。

バルブピストン１１０はさらに、第２接続チャンネル１６３ｄを閉鎖するための円錐形の停止領域１１３、すなわち閉鎖部分１１４を備え、この部分は外径ｄ３を有し、この外径は、ピストン支持要素１６１の下位部分１６６の最大内径Ｄ３と実質的に対応し、したがって実質的にｄ３＝Ｄ３であり、ここで、好ましくはＤ３＞Ｄ２である。バルブピストン１１０はさらに、バルブピストンの第１端１２１の近くに配置される、リングシール１３５を保持するための環状の凹み１１５ａを備える。バルブピストン１１０はさらに、バルブピストンの閉鎖部分１１４の近くに配置される、リングシール１３４を保持するための環状の凹み１１５ｂを備える。バルブピストン１１０はさらに、伸長部分１１６を備える。この伸長部分を介して、使用者が駆動要素を駆動することにより、ピペッティング装置の外側からスロットル部分を移動させて、第１および第２流体抵抗を変化させる。バルブピストン１１０は、凹み１１７を介して本体２にばねを伴って取り付けられ、この凹みは、バルブピストン１１０のばね取り付けの受け部として使われる。好ましくは、駆動要素のフランジ部分を、ハウジング２のばねと本体２の間に取り付ける。好ましくは、駆動要素を本体２の案内部分に案内して、軸Ａに沿って並進移動させる。

ピペッティング装置１の場合、ポンプ出力が連続的に可変であるため、ピペッティング動作がさらに調整される。この目的を達成するため、本体２は、ポジションセンサとして少なくとも１つのホールセンサ（非表示）を備え、このセンサにより、本体に対する、またはピストン支持要素１６１に対するバルブピストンの位置が検出される。電気制御デバイス８は、軸Ａに沿って移動するバルブピストン１１０の測定位置および／または測定速度に従ってポンプ出力を変えるように設計され、特に、使用者が駆動要素を徐々に押すことによりバルブピストンがピストン支持要素１６１の内側にさらに押し込まれたとき、ポンプ出力を増加させるように設計される。よって、ピペッティング装置の使用の効率が高まり、特に快適性が向上し、ポンプ出力調整の柔軟性が高くなる。特に、ポジションセンサまたは他のスイッチ（例えば機械スイッチ）により、直ちにポンプのスイッチを入れることができる。この機械スイッチは、使用者が開始位置から駆動ボタンを押したとき、好ましくは、使用者がバルブピストンを第１位置から移動させたとき、例えば駆動要素面に設けられたつまみにより、自動的に起動させることができる。このことは、少なくとも試料吸引用の駆動要素に当てはまる。試料を分注するための駆動要素の場合は、ポンプは、好ましくは、バルブピストン１１０’の特定の第３位置に到達したとき、すなわち、何らかの挿入深さに到達したときにのみ作動する。その理由は、当該第３位置に到達する前に、重力の影響で試料が分注され、過圧が不要であるからである。第２接続チャンネルの開放により制御する試料の分注は、効率的かつ快適であり、ポンプが作動することにより、所望の程度に分注する工程を追加的に加速することができる。

バルブ構成１００を用いた第１の好適な実施形態による、本発明のピペッティング装置のさらなる具体的利点は次の通りである。このピペッティング装置は、ピペッティングチャンネル内に所望のピペッティング圧力を設定するのに必要な空気量に実質的に対応する空気量のみが、バイパス管１０４を通じて周囲環境と交換されるように設計される。この場合、好ましくは、ピペッティング圧力を設定するときに実質的に限定して空気が交換され、好ましくは、所望のピペッティング圧力に達しているときは、空気は実質的にまったく交換されない。交換される空気量は、特に、バルブ構成１００の流体領域と周囲環境の間の正味流量を構成し、すなわち、周囲環境から取得される空気の正味量、または周囲環境に送出される空気の正味量を構成する。よって、バルブ構成１００のチャンネル領域に到達する外部の潜在的に有害な空気、例えば湿気は減少し、逆の、バルブ構成１００から周囲環境に送出される空気も減少する。これは、使用者にとってより快適なことである。

代表的な実施形態でこの利点が達成される理由は、特に、このピペッティング装置が、厳密に１つのポンプデバイス（例えば厳密に１つのダイヤフラムポンプ）と、ポンプデバイスの取入口側に接続した、吸入空気用の少なくとも１つの第１（または厳密に１つの第１）ポンプチャンネル１０５ａと、ポンプデバイスの送出口側に接続した、分注空気用の第２（または厳密に１つの第２）ポンプチャンネル１０５ｂと、を具備し、第１ポンプチャンネルは第１バルブデバイス１０１の第１バルブチャンバ１０６に接続し、第２ポンプチャンネルは第２バルブデバイス１０２の第２バルブチャンバ１０６’に接続し、その結果、第１バルブチャンバ１０６内の吸込圧力と、第２バルブチャンバ１０６’内の送出圧力の両方を、１つのポンプデバイスで生成できるからである。

図３ａは、本発明の第２の好適な実施形態による、本発明による別のピペッティング装置の第１状態にあるバルブ構成２００全体の側面図を示す。バルブ構成２００の部品はバルブ構成１００の部品と同様であり、区別するため二重引用符を付けて表示している。このピペッティング装置は特に、逆行可能なポンピング方向を有するポンプデバイスを具備する。よって、このポンプデバイスは、特に、単一のバルブ支持デバイス１０１”で動作できる。しかし、このポンプデバイスは、各々が一定のポンピング方向を有する２つのポンプを使用することも可能であり、あるいは、別の適切なポンプデバイスを含むことも可能である。

バルブ構成１００と異なり、バルブ構成２００の場合、ポンプチャンネル（非表示）はバルブチャンバ１０６”と直接接続せず、好ましくは、周囲環境、特にバイパスチャンネル１０４”、特に、ピストン支持要素１６１”の内部領域１６３”の下位部分１０４ｃ”または空洞１０４ａ”と、常時接続している。この場合、バイパスチャンネル１０４”も周囲環境と直接接続している。換言すれば、大きな圧力降下がなく、換言すれば、特に、第１または第２流体抵抗による圧力降下と比べて、大きな圧力降下がない。バルブ構成２００の第１状態では、第１接続チャンネル１６３ｃ”は閉鎖し、第２接続チャンネル１６３ｄ”は最大限に開放している。バルスピストン１１０”は第１位置に位置する。

図３ｂは、図３ａのバルブ構成の第２状態を示す。この場合、ポンピング方向に応じて、第１接続チャンネル１６３ｃ”と第２接続チャンネル１６３ｄ”の各々を部分的に開放することにより、ピペッティング出力が調整される。バルブピストンは、第１位置と第２位置の間に位置する。

図３ｃは、図３ａのバルブ構成の第３状態を示す。ポンピングの方向に応じて、最大出力で、空気をピペッティングチャンネル１０３”に吸入するか、またはそこから排出することにより、ピペッティング出力が最大化される。バルスピストン１１０”は第２位置に位置する。

本発明の第２の好適な実施形態についても、バルブチャンバと周囲環境の間にバイパス接続１０４”が達成される理由は、特に、ポンプデバイスにより発生し得るバルブチャンバ内の圧力変動が、ピペッティングチャンネルに完全には伝達されず、したがって液注に完全には伝達されず、バイパスを介して比例的に周囲環境に送出され、したがって、バルブピストンの第１位置からの移動量が少量の状態で、かつ、特にポンプ出力および／またはポンプ頻度が低い状態で、この圧力変動が効率的に減衰するからである。計量容量が小さいピペッティング容器でも、ポンプのフル出力で非常に正確に充填することができる。よって、この場合も、より正確でより快適なピペッティング工程が可能になる。

Claims (15)

1. ピペッティング圧力下の空気（９ｂ）を用いてピペッティング容器（９）に吸引することにより、流体試料（９ａ）をピペット操作するためのピペッティング装置（１）であって、
   −ピペッティング圧力を設定するための少なくとも１つのバルブデバイス（１０１；１０２；１０１”）であって、バルブチャンバ（１０６；１０６’；１０６”）を備えたバルブデバイス（１０１；１０２；１０１”）を有するバルブ構成（１０；１００；２００）と、
   −前記バルブチャンバと接続して前記バルブチャンバ内でチャンバ圧力を生成する、少なくとも１つのポンプデバイス（７）と、
   −前記ピペッティング容器と接続可能なピペッティングチャンネル（１０３；１０３”）と、
   −周囲環境に対して開放しているバイパスチャンネル（１０４；１０４”）と、
   を具備し、
   前記ピペッティングチャンネルと前記バイパスチャンネルは、それぞれ前記バルブチャンバと接続し、
   前記少なくとも１つのバルブデバイスは、前記ピペッティングチャンネル内で所望のピペッティング圧力を生成するために、前記チャンバ圧力が該バルブデバイスにより前記ピペッティングチャンネルと前記バイパスチャンネルの間に分散するように設計され、
   前記ピペッティングチャンネル（１０３；１０３”）は、可変の流体抵抗を有する第１接続チャンネル（１６３ｃ；１６３ｃ’；１６３ｃ”）を介して前記バルブチャンバ（１０６；１０６’；１０６”）と接続し、
   前記バイパスチャンネル（１０４；１０４”）は、可変の流体抵抗を有する第２接続チャンネル（１６３ｄ；１６３ｄ’；１６３ｄ”）を介して前記バルブチャンバ（１０６；１０６’；１０６”）と接続し、
   前記ピペッティングチャンネル内で所望のピペッティング圧力を生成するために、前記バルブデバイスにより第１流体抵抗と第２流体抵抗が適合される、ピペッティング装置。
2. 前記バルブデバイスが、閉鎖支持要素（１６１；１６１’；１６１”）と、少なくとも第１位置と第２位置の間で該閉鎖支持要素に対して並進移動可能に配置された少なくとも１つの閉鎖要素（１１０；１１０’；１１０”）と、を備えている、請求項１に記載のピペッティング装置であって、該閉鎖要素は、第１位置で前記第１接続チャンネルを閉鎖するが、第２位置では前記第１接続チャンネルを閉鎖せず、該閉鎖要素は、第１位置で前記第２接続チャンネルを閉鎖しないが、第２位置では前記第２接続チャンネルを閉鎖する、ピペッティング装置。
3. 前記閉鎖要素が前記第１位置と前記第２位置の間の第３の位置に配置されているとき、前記第１接続チャンネルと前記第２接続チャンネルを部分的に開放するように前記閉鎖要素が形成される、請求項２に記載のピペッティング装置。
4. 前記閉鎖要素が前記第１位置と前記第２位置の間の第３または第４の位置に配置されているとき、前記閉鎖要素が、第４位置よりも第３位置の方が前記第１接続チャンネルをさらに閉鎖し、第３位置よりも第４位置の方が第２接続チャンネルをさらに閉鎖するように、前記閉鎖要素が形成される、請求項２または３に記載のピペッティング装置。
5. 手動で操作可能な、請求項２〜４の少なくとも一項に記載のピペッティング装置であって、ピペッティング管内に所望のピペッティング圧力を設定するために、前記閉鎖要素の位置を使用者が決定するように前記バルブデバイスが設計される、ピペッティング装置。
6. 前記少なくとも１つのバルブデバイスがバルブチャンバを備えている請求項２〜５の少なくとも一項に記載のピペッティング装置であって、前記閉鎖要素がバルブピストン（１１０；１１０’；１１０”）であり、該バルブピストンは、該バルブデバイスを通じて軸Ａに沿って伸長し、かつ、少なくとも第１位置と第２位置の間で、該軸Ａに沿って前記閉鎖支持要素に対して並進移動可能である、ピペッティング装置。
7. 請求項６に記載のピペッティング装置であって、
   前記第１接続チャンネルが軸Ａに対して垂直の第１開断面を有し、前記バルブピストンが第１の円錐形のピストン部分を有し、該第１の円錐形のピストン部分は、前記第１位置と前記第２位置の間で、該第１開断面を少なくとも部分的に、または完全に閉鎖するように、該第１開断面内で移動可能に配置され、
   前記第２接続チャンネルが軸Ａに対して垂直の第２開断面を有し、前記バルブピストンが第２の円錐形のピストン部分を有し、該第２の円錐形のピストン部分は、前記第２位置と前記第１位置の間で、該第２開断面を少なくとも部分的に、または完全に閉鎖するように、該第２開断面内で移動可能に配置され、前記第１の円錐形のピストン部分および前記第２の円錐形のピストン部分の、軸Ａに対して垂直の断面が、少なくとも複数の部分に渡って、前記軸Ａに沿って連続的に変化する、ピペッティング装置。
8. 第１バルブチャンバを有する第１バルブデバイスと、第２バルブチャンバを有する第２バルブデバイスと、を具備する、請求項１〜７の少なくとも一項に記載のピペッティング装置であって、
   前記ポンプデバイスは、該第１バルブチャンバと接続して該チャンバ内に第１チャンバ圧力を生成し、かつ該第２バルブチャンバと接続して該チャンバ内に第２チャンバ圧力を生成し、該第１バルブチャンバと該第２バルブチャンバは、それぞれ前記ピペッティングチャンネルおよび前記バイパスチャンネルと接続し、
   前記ピペッティングチャンネル内に圧力が設定され、かつ該圧力が、前記ピペッティングチャンネルと空気を密閉して接続されたピペッティング容器に流体試料を吸引するのに適切な圧力であるように、前記第１バルブデバイスが設計され、
   前記ピペッティングチャンネル内に圧力が設定され、かつ該圧力が、空気を密閉して前記ピペッティングチャンネルと接続しているピペッティング容器から流体試料を分注するのに適切な圧力となるように、前記第２バルブデバイスが設計される、
   ピペッティング装置。
9. 手動で操作可能な、請求項８に記載のピペッティング装置であって、
   流体試料を吸引するため、前記第１バルブチャンバと前記ピペッティングチャンネルの間の前記接続チャンネルが少なくとも部分的に開放し、前記第２バルブチャンバと前記ピペッティングチャンネルの間の前記接続チャンネルが閉鎖するように設計され、かつ
   流体試料を分注するため、前記第１バルブチャンバと前記ピペッティングチャンネルの間の前記接続チャンネルが閉鎖し、前記第２バルブチャンバと前記ピペッティングチャンネルの間の前記接続チャンネルが少なくとも部分的に開放するように設計された、
   ピペッティング装置。
10. 手動で操作可能な、請求項８または９に記載のピペッティング装置であって、
    流体試料を吸引するため、前記第１バルブチャンバと前記バイパスチャンネルの間の前記接続チャンネルが少なくとも部分的に開放または閉鎖し、前記第２バルブチャンバと前記バイパスチャンネルの間の前記接続チャンネルが開放するように設計され、かつ
    流体試料を分注するため、前記第１バルブチャンバと前記バイパスチャンネルの間の前記接続チャンネルが開放し、前記第２バルブチャンバと前記バイパスチャンネルの間の前記接続チャンネルが少なくとも部分的に、または完全に開放するように設計された、
    ピペッティング装置。
11. 前記ピペッティングチャンネル内に所望のピペッティング圧力を設定するのに必要な空気量に対応する空気量のみが、前記バイパスチャンネルを通じて周囲環境と交換されるように設計された、請求項８〜１０の少なくとも一項に記載のピペッティング装置であって、該ピペッティング圧力を設定するときに実質的に限定して空気が交換され、前記所望のピペッティング圧力に達しているときは、空気が実質的にまったく交換されない、ピペッティング装置。
12. 厳密に１つポンプデバイスと、該ポンプデバイスの取入口側に接続した少なくとも１つの吸入空気用第１ポンプチャンネルと、該ポンプデバイスの送出口側に接続した分注空気用第２ポンプチャンネルと、を有する、請求項８〜１１の少なくとも一項に記載のピペッティング装置であって、該第１ポンプチャンネルは前記第１バルブチャンバと接続し、かつ該第２ポンプチャンネルは前記第２バルブチャンバと接続し、その結果、前記第１バルブチャンバ内の吸込圧力と、前記第２バルブチャンバ内の送出圧力の両方を、１つのポンプデバイスを用いて生成することのできる、ピペッティング装置。
13. 手動で操作可能な電気ピペッティング装置として設計された、請求項１〜１２の少なくとも一項に記載のピペッティング装置であって、該装置はピストル状のグリップを具備し、該グリップは少なくとも１つの駆動要素を具備し、該駆動要素は使用者が係合させることができ、前記チャンバ圧力は、使用者に制御され、前記駆動要素の駆動時に、前記少なくとも１つのバルブデバイスにより、前記ピペッティングチャンネルと前記バイパスチャンネルの間に前記チャンバ圧力が分散され、計量されて、前記ピペッティングチャンネル内に所望のピペッティング圧力が生成される、ピペッティング装置。
14. 前記少なくとも１つのポンプデバイスのポンプ出力を、前記バルブデバイスの本体に対する前記閉鎖要素の位置に応じて自動的に設定するためのデバイスを具備する、請求項２に記載のピペッティング装置。
15. 請求項１〜１４の少なくとも一項に記載のピペッティング装置（１）を製造する方法であって、
    −前記少なくとも１つのバルブデバイスを、少なくとも部分的に第１材料から製造するステップと、
    −前記少なくとも１つのピペッティングチャンネルと、前記少なくとも１つのバイパスチャンネルを、少なくとも部分的に第２材料から製造するステップと、
    を少なくとも含んでなる、方法。

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