JP6173480B2 - 正確なピペット吐出容量校正方法及び装置 - Google Patents

正確なピペット吐出容量校正方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、設定した容量の液体を吸引／吐出する計量装置であるピペットに関し、特に、ピペットの吐出容量校正を正確に行う方法及びそのためのピペット装置に関する。
ピペットと呼ばれる、液体の定容量吐出機能を持つ計量装置は、ピペット内部に備えた可動ピストンの移動による体積変化を空気のボリューム変化としてとらえ、空気のボリューム変化分の容積分の液体を、ピペット先端に装着されるチップに吸引し、吐出させる。この原理上、圧縮性のある空気を媒体としていることから、空気回路中で空気の抵抗を受けたり、ピストン操作、チップ（チップ全長、チップ先端形状等）、吸引する液体の物性（疎水性、親水性あるいは吸湿性等）、あるいは計量環境（気圧、気温あるいは湿度等）等の種々の影響を受けて、設定した容量に対して誤差が生じる。このため、吐出容量の校正が必要となる。
一般に、ピペットの校正は重量測定法が用いられるが、校正に使用される液体は特定の温度での密度が既知である蒸留水が用いられる。しかし、実務においては、ピペットを利用して蒸留水を計量することは少なく、通常は、粘度が水よりも低くなる溶剤のような液体から、ゲル状に高い液体まで、ユーザが使い勝手の良いと判断したピペットによって、入手の容易な任意のチップを使用して、計量が行われている。このような現場では、ピペットを蒸留水で校正した時と、使用時の条件が異なるため、正確な容量吐出は困難であり、当然トレーサビリティの確保も困難である。
これに対し、特許文献１には、電動操作式のピペット（以下、電動ピペットと称す）において、データメモリをもって、使用したチップ、計量対象とした液体、計量環境等の校正データを、計量条件ごとに記憶しておき、計量時には、事前に記憶している校正データの中から、現在の計量条件に合致する校正データを選択する作業を行うものが開示されている。
特開２０１０−２２７９３３号公報（請求項１、段落０００８等）
しかし、特許文献１のピペットでは、チップ情報、被計量液体の情報、環境情報の種々の組み合わせを逐一記録するので、何通りものパターンが生じ、パターンの選定作業も困難となるおそれがある。また、現在の計量環境に合致したパターンがない場合も十分に考えられ、種々の計量条件が想定される現場においては、合理的とならない場合がある。
本発明は、従来技術の問題点に基づいて為されたもので、その目的は、任意の計量条件においても、正確な容量吐出を確保することができ、かつ簡易な、ピペット吐出容量校正方法及びその装置を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明に係るピペットの吐出容量校正方法では、設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段と、を含むピペットを用いて、実際に計量を行うピペットで、容量を設定するステップと、設定した容量を目指して、被計量液体を、計量を行うチップに吸引するステップと、チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出するステップと、測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の容量を確定するステップと、設定した容量と実際の容量の比を求め、この比を設定した容量に積した量を吸引するよう校正するステップと、を含むことを特徴とする。
また、本発明に係るピペットの吐出容量校正方法では、設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段と、を含むピペットを用いて、実際に計量を行うピペットで、重量を設定するステップと、設定した重量を目指して、被計量液体を、計量を行うチップに吸引するステップと、チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出するステップと、測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の重量を確定するステップと、設定した重量と実際の重量の比を求め、この比を設定した重量に積した量を吸引するよう校正するステップと、を含むことを特徴とする。
また、本発明に係るピペットの吐出容量校正方法では、設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段と、を含むピペットを用いて、実際に計量を行うピペットで、容量を設定し表示するステップと、設定した容量を目指して、被計量液体を、計量を行うチップに吸引するステップと、チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出するステップと、測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の容量を確定するステップと、実際の容量を真値として容量表示を校正するステップと、を含むことを特徴とする。
また、本発明に係るピペットの吐出容量校正方法では、設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段と、を含むピペットを用いて、実際に計量を行うピペットで、重量を設定し表示するステップと、設定した重量を目指して、被計量液体を、計量を行うチップに吸引するステップと、チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出するステップと、測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の重量を確定するステップと、実際の重量を真値として重量表示を校正するステップと、を含むことを特徴とする。
また、本発明に係る電動ピペットでは、設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる回転駆動モータと、モータの回転数の制御や演算を行う演算処理部と、表示部を備えるユーザインターフェース部と、を含み、ユーザインターフェース部には、容量を設定する手段と、演算処理部には、設定した容量を目指して、被計量液体を、計量を行うチップに吸引し、チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出して得た測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の容量を確定する手段と、演算処理部には、設定した容量と実際の容量の比を求め、この比を設定した容量に積した量を吸引するよう校正する手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る電動ピペットでは、設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる回転駆動モータと、モータの回転数の制御や演算を行う演算処理部と、表示部を備えるユーザインターフェース部と、を含み、ユーザインターフェース部には、重量を設定する手段と、演算処理部には、設定した重量を目指して、被計量液体を、計量を行うチップに吸引し、チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出して得た測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の重量を確定する手段と、演算処理部には、設定した重量と実際の重量の比を求め、この比を設定した重量に積した量を吸引するよう校正する手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る電動ピペットでは、設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる回転駆動モータと、モータの回転数の制御及び演算を行う演算処理部と、表示部を備えるユーザインターフェース部と、を含み、ユーザインターフェース部には、容量を設定し表示する手段と、演算処理部には、設定した容量を目指して、被計量液体を、計量を行うチップに吸引し、チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出して得た測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の容量を確定する手段と、実際の容量を真値として容量表示を校正する手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る電動ピペットでは、設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる回転駆動モータと、モータの回転数の制御及び演算を行う演算処理部と、表示部を備えるユーザインターフェース部と、を含み、ユーザインターフェース部には、重量を設定し表示する手段と、演算処理部には、設定した重量を目指して、被計量液体を、計量を行うチップに吸引し、チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出して得た測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の重量を確定する手段と、実際の重量を真値として重量表示を校正する手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る電動ピペットでは、好ましくは、表示部に重量で吐出量を表示させる重量表示手段が設けられていることを特徴とする。
また、本発明に係る電動ピペットでは、好ましくは、計量時、容量による計量で表示し吐出するか、重量による計量で表示し吐出するか、を選択する単位切替手段が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、実際に計量に用いるピペットによって、実際に計量する液体を、実際に計量するチップを用いて、実際に計量する環境において校正する方法であるので、ピペットチップ、被計量液体、環境要因等による誤差を排除し、簡単に、かつ正確に校正することができる。
校正ステップとしては、使用するピペット、チップ、被計量液体を決めたのち、計量条件下で、設定した量を吸引・吐出し、実際の吐出量を確定して、設定した量と実際の量との比を求め、これを設定した量に積した値を吸引するように機構調整して、実際の吐出量が設定した量に合うように校正する。或いは、実際の吐出量をピペットに入力し、表示量を実際に吐出された量に校正する。計量前に実務的にこの校正を実施することにより、任意のピペット、被計量液体、使用チップであっても、極めて簡易に、正確な容量吐出を確保することができる。
さらに、目標とする設定量の管理量を、重量とすることで、単位系を統一した、いっそう簡易な校正を行うことができる。従来一般の校正方法である重量測定法でも同様であるが、ピペットから実際に吐出された実際量は、質量計による重量で確認する。即ち、ピペット校正の容量管理の最初の物理量は重量となっている。しかし、実際に吐出された量は、重量から体積に管理量を変換するために被計量液体の密度を求めることで初めて確定される。これに対し、そもそもの設定を重量で管理することで、この単位系の変換工程、特に被計量液体の密度を求める必要がなくなるから、いっそう簡易な校正方法となる。
 発明を実施するための実施の形態
次に、本願発明の好適な実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例を示す電動ピペットの正面図、図２は同電動ピペットの右側面図、である。
符号１００は、電動ピペットであって、その全長を約２８０ｍｍ程度とする手持ちにより操作されるマイクロピペットである。符号１は、縦方向に長い円筒状の本体ケース１であって、前ケースと後ケースを嵌合させて画成された該ケースの内部には、液体の吸入吐出用の細長いシリンダ２と、シリンダ２内を上下方向に往復移動可能に挿入されたピストン３と、ピストン３に連結され、ピストン３を上下方向に移動させるためのボールネジ５と、ボールネジ５を正逆いずれの方向にも回転駆動させるステッピングモータ６と、を備えている。
符号７は、チップホルダーであって、本体ケース１の一部であり、本体ケース１の下方に装着脱可能に係合するようになっている。組み立て時には、径が細く形成されるシリンダ２の下部側が収容される。チップホルダー７の下端部には、シリンダ２の下端部と挿通するように装着脱可能に取り付けられるピペット用チップ８（破線にて図示）が装着される。このチップ８に、被計量液体が吸引／吐出される。チップ８は、図示のものはあくまで一例であり、設定量や液体種類に応じて様々な長さ、形状のものが流通しており、ユーザが目的に応じて任意に選択する。
電動ピペット１００の正面には、ユーザインターフェース部１８が設けられている。ユーザインターフェース部１８は、液晶パネル（表示部）１８ａと、操作キー１８ｃと、を備えており、吐出容量のパラメータ設定や、装置の操作モードの設定等が可能となっている。
ユーザインターフェース部１８の下方には、チップ８を取り外すためのリリーススイッチ１２が設けられている。リリーススイッチ１２は、チップホルダー７と機構的に連結しており、リリーススイッチ１２を下方向に押印することで、チップ８が押し下げられ、チップホルダー７から外れるようになっている。
電動ピペット１００の背面には、操作を開始するための操作スイッチ１４が設けられている。また、操作スイッチ１４の下方には、操作時の支持補助及び非操作時のストッパーとなるフィンガーレスト１６が設けられている。
また、本体ケース１内には、ユーザインターフェース部１８の裏面に電気ボード１０と、モータ６の上方位置に、電気ボード１０やモータ６を駆動するための蓄電池１１が収容されている。
電動ピペット１００の左右側面には、蓄電池１１を充電する外部チャージ装置と電気的に導通させるために、蓄電池１１と電気的に導通する突状のチャージポイント１７が設けられている。
電動ピペット１００は、エネルギー供給ラインを２系統備えており、上述の蓄電池１１に加え、電動ピペット１００の右側面に備えた電源コネクタ１５から、ＡＣアダプタ１５１を介して商用電源１５２の電源を取ることができる。
図３は、同電動ピペットのブロック図である。符号２０は、制御のコアとなる演算処理部であり、ユーザインターフェース部１８と接続している。演算処理部２０は、操作キー１８ｃによって動作し、表示部１８ａや音響信号ブザー１８ｂに信号出力し、設定・制御内容や演算結果を（適宜、ブザー音とともに）画面に表示する。
符号４はステッピングモータ６を制御するドライバ、符号９はピストン位置検出センサであり、演算処理部２０は、ピストン位置検出センサ９からの信号を得てピストン３の位置（ゼロ点）を検出した上で、ピストン３を狙いの移動量で動かすために必要なモータ回転数をドライバ４に入力する。操作スイッチ１４を押印すると、ドライバ４に制御されて、モータ６が回転し、ボールネジ機構５を介してシリンダ２内のピストン３が上下動し、シリンダ２内が負加圧され、設定した量の被計量液体がチップ８にて吸入・吐出される。
符号２１は不揮発性のデータメモリ、符号２２は外部通信ポートであり、演算処理部２０は、設定・制御内容や演算結果をデータメモリ２１に出力またはその読み出しを行う。また、演算処理部２０は、外部通信ポート２２を介して外部ＰＣ等とデータの相互通信が可能である。
次に、この電動ピペット１００を用いた、本発明の校正方法を説明する。次のいずれの校正方法も、実際に計量に用いる電動ピペット１００によって、実際に計量する液体を、実際に計量するチップ８を用いて、実際に計量する環境において行うことを特徴の一つとする。
（校正方法１）
図４は、同電動ピペットでの第１の校正方法を示すフロー図である。
事前ステップＳ０として、実際に計量する環境において、実際に計量に用いる電動ピペット１００と、実際に計量するチップ８を選択し、実際に計量する液体を準備する。
第１の校正モードを選択すると、ステップＳ１に進み、目標としたい容量となる設定容量パラメータＶ０［単位：Ｌ／ｍＬ／μＬ］を、操作キー１８ｃから選択或いは入力して設定する。選択値或いは入力値は、表示部１８ａに表示される。
次に、ステップＳ２に進み、操作スイッチ１４を押印して、チップ８内に液体を吸引する。
次に、ステップＳ３に進み、操作スイッチ１４を押印して、重量を測定することができる質量計に対し吐出する。このとき、質量計の分解能は、設定した容量に応じて選択すべきである。例えば設定した容量が２０μＬのピペットの試験では、０．１μＬの桁まで確定することが求められるので、さらにもう一桁下の１０ｎＬの測定が必要であり、質量計としてはセミマイクロ天びんが必要となる。
次に、ステップＳ４に進み、質量計で測定重量Ｇ［単位：ｇ／ｍｇ／μｇ］を計る。
次に、ステップＳ５にて、得られた測定重量Ｇを、容量に単位換算する。容量への換算は、少なくとも被計量液体の密度を利用する。これには、単に予め密度計等で得た被計量液体の密度で測定重量を割ることで得てもよいが、好ましくは、温度や気圧による液体の密度変化、浮力変化をパラメータとする換算係数を用いて行うのがよい。その演算は、外部ＰＣ等の他の演算機器でのプログラムを利用してよい。
次に、ステップＳ６にて、表示部１８ａは、被計量液体の実際の容量Ｖを入力するようメッセージを出す。ユーザは、ステップＳ５で得た実際の容量Ｖを、操作キー１８ｃから入力し、実際の容量Ｖ［Ｌ／ｍＬ／μＬ］を確定する。
次に、ステップＳ７にて、演算処理部２０は、設定した容量Ｖ０と実際の容量Ｖの比κ１＝Ｖ０／Ｖを求める。具体的に、設定した容量Ｖ０が１００［μＬ］で、実際の容量Ｖが９０［μＬ］であれば、比κ１＝Ｖ０／Ｖ＝１．１１を演算する。
次に、ステップＳ８にて、演算処理部２０は、ピストン３の補正移動率ｋ１を式（１）から求める。
ｋ１＝ｋ０×κ１ ・・・（１）
ただし、ｋ０は設定した容量Ｖ０に対応するピストンの初期移動率
次に、ステップＳ９にて、演算処理部２０は、ピストンの補正移動率ｋ１をデータメモリ２１に対し出力し、データメモリ２１は補正移動率ｋ１を記憶する。これにて、校正は終了となる。
そして、計量時には、この校正で記憶したピストンの補正移動率ｋ１を用いることで、実際の吐出容量は、任意の設定容量分が正確に吐出されることとなる。
すなわち、計量時、ユーザが所望する任意の設定容量ｖを電動ピペット１００に入力すると、演算処理部２０は、校正で得た補正移動率ｋ１をメモリ２１から読み出し、式（２）からピストン３の移動量ｄ１を計算する。
ｄ１＝ｋ１×ｖ ・・・（２）
演算処理部２０は、求めた移動量ｄ１に対応する数値をドライバ４へ入力し、モータ６の回転数を制御する。これにより、設定容量ｖと設定された時に吸引する量は、補正容量ｖ´（ｖ´＝ｖ×κ１［Ｌ／ｍＬ／μＬ］）に変更される。具体的に、校正にて、比κ１＝Ｖ０／Ｖ＝１．１１を得て、これに伴うピストン補正移動率ｋ１が記憶されている。そして、計量時、計量での設定容量ｖが１００［μＬ］であれば、校正でのピストン補正移動率ｋ１が読み出されてモータ回転数が変更し、補正容量ｖ´＝ｖ＊κ１＝１１１［μＬ］を吸引するよう機構調整され、実際の吐出量は１００［μＬ］に合うようになる。すなわち、校正によって、計量時には、校正で得たピストン補正移動率ｋ１を用いて、任意の設定容量ｖに対して、誤差分を考慮に入れた補正容量ｖ´を吸引するよう機構調整されるので、実際の吐出容量は、設定した容量ｖ分が吐出されることとなる。
（校正方法２）
図５は、同電動ピペットでの第２の校正方法を示すフロー図である。第２の校正方法は、第１の校正方法に対して、目標とする設定量の単位系を、重量に統一し、いっそう簡易に校正を行うものである。第１の校正方法と同じ工程に対しては、同一のステップ番号を引用して説明を割愛する。
第２の校正モードを選択すると、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１は、第１の校正方法のステップＳ１に対応する。異なる点は、目標とする設定量を、重量で行う。即ち、ステップＳ２１では、設定重量Ｇ０［単位：ｇ／ｍｇ／μｇ］を選択或いは入力して設定する。
次に、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４に進み、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４と同様に、チップ８に吸引し、質量計に対し吐出する。そして、質量計の測定重量Ｇ［単位：ｇ／ｍｇ／μｇ］を計り入力し、実際の重量Ｇを確定する。第２の校正方法では、重量で単位系が統一されており、測定重量Ｇが実際の重量Ｇであるため、ステップＳ５、Ｓ６は不要である。
次に進み、ステップＳ２５は、ステップＳ７に対応する。ステップＳ２５にて、演算処理部２０は、設定した重量Ｇ０と実際の重量Ｇの比κ２＝Ｇ０／Ｇを求める。
次に、ステップＳ２６にて、演算処理部２０は、ピストン３の補正移動率ｋ２を式（３）から求める。
ｋ２＝ｋ０×κ２ ・・・（３）
ただし、ｋ０は設定した重量Ｇ０に対応するピストンの初期移動率
次に、ステップＳ２７にて、演算処理部２０は、ピストンの補正移動率ｋ２をデータメモリ２１に対し出力し、データメモリ２１は補正移動率ｋ２を記憶する。これにて、校正は終了となる。
そして、計量時には、第１の校正方法と同様に、ユーザが所望する任意の設定重量ｇを電動ピペット１００に入力すると、演算処理部２０は、校正で得た補正移動率ｋ２をメモリ２１から読み出し、式（４）からピストン３の移動量ｄ２を計算する。
ｄ２＝ｋ２×ｇ ・・・（４）
演算処理部２０は、求めた移動量ｄ２に対応する数値をドライバ４へ入力し、モータ６の回転数を制御する。これにより、設定重量ｇと設定された時に吸引する量は、補正重量ｇ´（ｇ´＝ｇ×κ２［ｇ／ｍｇ／μｇ］）に変更される。第１の校正方法と同様に、任意の設定重量ｇに対して、誤差分を考慮に入れた補正重量ｇ´を吸引するよう機構調整されるので、実際の吐出重量は、設定した重量ｇ分が吐出されることとなる。
（校正方法３）
図６は、同電動ピペットでの第３の校正方法を示すフロー図である。第３の校正方法は、第１の校正方法が、吸引量を校正したのに対して、表示量を校正するものである。第１の校正方法と同じ工程に対しては、同一のステップ番号を引用して説明を割愛する。
第３の校正モードを選択すると、ステップＳ３１〜Ｓ３６に進む。ステップＳ３１〜Ｓ３６は、ステップＳ１〜Ｓ６と同じである。
次に、ステップＳ３７にて、演算処理部２０は、表示部１８ａに表示されている設定容量Ｖ０を、ステップＳ３６で得た実際の容量Ｖに変更する。
次に、ステップＳ３８にて、今回の校正に関する情報をデータメモリ２１に記憶する。これにて、校正は終了する。
（校正方法４）
図７は、同電動ピペットでの第４の校正方法を示すフロー図である。第４の校正方法は、第３の校正方法に対して、目標とする設定量の単位系を、重量に統一したものである。第３の校正方法と同じ工程に対しては、同一のステップ番号を引用して説明を割愛する。
第４の校正モードを選択すると、ステップＳ４１に進む。ステップＳ４１は、第３の校正方法のステップＳ３１に対応するが、目標とする設定量を、設定重量Ｇ０［単位：ｇ／ｍｇ／μｇ］で選択或いは入力する。
次に、ステップＳ４２、Ｓ４３、４２４に進み、ステップＳ３２、Ｓ３３、Ｓ３４と同様に、チップ８に吸引し、質量計に対し吐出し、質量計の測定重量Ｇ［単位：ｇ／ｍｇ／μｇ］を得る。第４の校正方法では、測定重量Ｇが実際の重量Ｇであるため、ステップＳ３５、Ｓ３６は不要である。
次に、ステップＳ４５にて、演算処理部２０は、表示部１８ａに表示されている設定重量Ｇ０を、ステップＳ３６で得た実際の重量Ｇに変更する。
次に、ステップＳ４６にて、今回の校正に関する情報をデータメモリ２１に記憶する。これにて、校正は終了する。
第１及び第２の校正方法によれば、設定した量と実際の量の比を利用して、モータ回転数を変更して、誤差を加味して吸引し、実際の吐出量が設定した量となるように校正する。第３及び第４の校正方法によれば、モータ回転数は変更せず、実際の吐出量に表示を合わせる（表示校正する）ことで、実際の吐出量が設定した量となるよう導くことができる。
第１〜第４の校正方法のいずれも、実際に計量に用いるピペットによって、実際に計量する液体を、実際に計量するチップを用いて、実際に計量する環境において校正する方法であるので、ピペットチップ、被計量液体、環境要因等による誤差を排除し、簡単に、かつ正確に校正することができる。
さらに、第２及び第４の校正方法のように、目標とする設定量の管理量を、重量とすることで、単位系の変換工程、特に被計量液体の密度を求める必要がなくなるから、いっそう簡易な校正方法となる。
なお、上記校正方法は、電動ピペット１００を使用して説明しているが、第１及び第２の校正方法は、いわゆる手動操作式ピペット（以下、手動ピペット）においても、実現することができる。手動ピペットも、設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる駆動手段（ネジ機構）と、駆動手段と噛み合ってこれを制御する制御手段（調整ノブ）と、を含む装置構成を持つ。すなわち、調整ノブを手動で回して、補正容量ｖ或いは補正重量ｇを吸引するようにすれば、本願の校正方法を実行できる。
逆に言えば、本願の校正方法を電動ピペットで実現させたことで、計量時における設定量に対するピストン３のストローク調整はモータ６の回転数の数値を入力制御するだけでよいので、手動調整に比して非常に簡便となる。
また、第２及び第４の校正方法での、ステップＳ２４或いはＳ４４で得られる測定重量Ｇは、入力によらず、例えばＲＳ-２３２Ｃケーブルで接続して、外部通信ポート２２を介して質量計から直接得ることも可能である。また、第１及び第３の校正方法での、ステップＳ５或いはＳ３５で求められる単位換算の結果は、入力によらず、外部通信ポート２２を介して外部演算装置（ＰＣ等）から直接得ることも可能である。
なお、上記第１及び第２の校正方法は、被計量液体を、設定した容量よりも多く吸引し、余剰吸引分を計量に用いないことで、設定した容量が正確に吐出されるようにする方法で計量が行われる場合であっても、同様に用いることが可能である。
なお、電動ピペット１００は、校正時だけでなく、計量時にも、表示部１８ａに重量で吐出（分注）量を表示させる重量表示手段（重量表示機能）を演算処理部２０に備えていることを明確にしておく。
併せて、電動ピペット１００は、計量時の管理量を、ユーザが任意に選択することができる単位切替手段（単位切替機能）が設けられている。すなわち、ユーザインターフェース部１８からいずれで行うかを選択すれば、演算処理部２０により、容量による計量で表示し吐出（分注）するか、重量による計量で表示し吐出（分注）するか、が選択的に実行される。
現在、ピペットは、バイオ関連、製薬、食品あるいは化粧品等、臨床試験工業製品、環境測定等での液体管理ツールとして展開されている。これらの現場においては、重量比で液体を希釈する場面や、ピペットで計量した溶媒分（例えばｍＬ）と質量計で計量した溶質分（例えばｍｇ）を混合して溶液を作成するなど、重量で配合管理する場面が多々ある。しかし、従来一般のピペットは、容量表示（Ｌ単位の表示）機能しか備えていないため、単位系が異なるために、混合の配分を誤ることが多発している。さらに、前述したように、管理量を変換するために、被計量液体の密度を知る必要がある。一方、本願の電動ピペット１００は、これらの煩わしい対応を省略し、ユーザが任意に管理単位を切り替えて計量を行える機能を備えているので、単位系の違いから配分を取り違えることが軽減される。
本発明に係る電動ピペットの正面図 同電動ピペットの右側面図 同電動ピペットのブロック図 同電動ピペットでの第１の校正方法を示すフロー図 同電動ピペットでの第２の校正方法を示すフロー図 同電動ピペットでの第３の校正方法を示すフロー図 同電動ピペットでの第４の校正方法を示すフロー図
１ 本体ケース
２ シリンダ
３ ピストン
４ ドライバ
５ ボールネジ
６ モータ
７ チップホルダー
８ チップ
９ ピストン位置検出センサ
１０ 電気ボード
１１ 畜電池
１２ リリーススイッチ
１４ 操作スイッチ
１５ 電源コネクタ
１５１ ＡＣアダプタ
１５２ 商用電源
１６ フィンガーレスト
１７ チャージポイント
１８ ユーザインターフェース部
１８ａ 液晶パネル
１８ｂ ブザー
１８ｃ 操作キー
２０ 演算処理部
２１ メモリ
２２ 外部通信ポート
１００ 電動ピペット

Claims (10)

  1. 設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段と、を含むピペットを用いて、
    実際に計量を行うピペットで、容量を設定するステップと、
    設定した容量を目指して、実際に計量を行う被計量液体を、計量を行うチップに吸引するステップと、
    チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出するステップと、
    測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の容量を確定するステップと、
    設定した容量と実際の容量の比を求め、この比を設定した容量に積した量を吸引するよう校正するステップと、
    を含むことを特徴とする、ピペットの吐出容量校正方法。
  2. 設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段と、を含むピペットを用いて、
    実際に計量を行うピペットで、重量を設定するステップと、
    設定した重量を目指して、実際に計量を行う被計量液体を、計量を行うチップに吸引するステップと、
    チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出するステップと、
    測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の重量を確定するステップと、
    設定した重量と実際の重量の比を求め、この比を設定した重量に積した量を吸引するよう校正するステップと、
    を含むことを特徴とする、ピペットの吐出容量校正方法。
  3. 設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段と、を含むピペットを用いて、
    実際に計量を行うピペットで容量を設定し表示するステップと、
    設定した容量を目指して、実際に計量を行う被計量液体を、計量を行うチップに吸引するステップと、
    チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出するステップと、
    測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の容量を確定するステップと、
    実際の容量を真値として容量表示を校正するステップと、
    を含むことを特徴とする、ピペットの吐出容量校正方法。
  4. 設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段と、を含むピペットを用いて、
    実際に計量を行うピペットで重量を設定し表示するステップと、
    設定した重量を目指して、実際に計量を行う被計量液体を、計量を行うチップに吸引するステップと、
    チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出するステップと、
    測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の重量を確定するステップと、
    実際の重量を真値として重量表示を校正するステップと、
    を含むことを特徴とする、ピペットの吐出容量校正方法。
  5. 設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる回転駆動モータと、モータの回転数の制御や演算を行う演算処理部と、表示部を備えるユーザインターフェース部と、を含み、
    ユーザインターフェース部には、容量を設定する手段と、
    演算処理部には、設定した容量を目指して、実際に計量を行う被計量液体を、計量を行うチップに吸引し、チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出して得た測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の容量を確定する手段と、
    演算処理部には、設定した容量と実際の容量の比を求め、この比を設定した容量に積した量を吸引するよう校正する手段と、
    を備えることを特徴とする、電動ピペット。
  6. 設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる回転駆動モータと、モータの回転数の制御や演算を行う演算処理部と、表示部を備えるユーザインターフェース部と、を含み、
    ユーザインターフェース部には、重量を設定する手段と、
    演算処理部には、設定した重量を目指して、実際に計量を行う被計量液体を、計量を行うチップに吸引し、チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出して得た測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の重量を確定する手段と、
    演算処理部には、設定した重量と実際の重量の比を求め、この比を設定した重量に積した量を吸引するよう校正する手段と、
    を備えることを特徴とする、電動ピペット。
  7. 設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる回転駆動モータと、モータの回転数の制御及び演算を行う演算処理部と、表示部を備えるユーザインターフェース部と、を含み、
    ユーザインターフェース部には、容量を設定し表示する手段と、
    演算処理部には、設定した容量を目指して、実際に計量を行う被計量液体を、計量を行うチップに吸引し、チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出して得た測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の容量を確定する手段と、
    実際の容量を真値として容量表示を校正する手段と、
    を備えることを特徴とする、電動ピペット。
  8. 設定した量の液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを移動させる回転駆動モータと、モータの回転数の制御及び演算を行う演算処理部と、表示部を備えるユーザインターフェース部と、を含み、
    ユーザインターフェース部には、重量を設定し表示する手段と、
    演算処理部には、設定した重量を目指して、実際に計量を行う被計量液体を、計量を行うチップに吸引し、チップに吸引した液体を、重量を測定することができる質量計に対し吐出して得た測定重量から、ピペットから実際に吐出された実際の重量を確定する手段と、
    実際の重量を真値として重量表示を校正する手段と、
    を備えることを特徴とする、電動ピペット。
  9. 前記電動ピペットには、表示部に重量で吐出量を表示させる重量表示手段が設けられていることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の電動ピペット。
  10. 前記電動ピペットには、計量時、容量による計量で表示し吐出するか、重量による計量で表示し吐出するか、を選択する単位切替手段が設けられていることを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載の電動ピペット。
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