JP6914961B2 - 広範囲の量の液体をサンプリングするためのピペット - Google Patents

Description

本発明は、容器内の液体を採取したり分注したりするためのサンプリングピペット（ラボラトリピペットや液体分注ピペットとも称される）に関連する。

本発明が取扱うピペットは、手で操作されるピペットである。このようなピペットは、液体採取および分注作業中において作業者の手により保持されるように構成されている。これらの作業は、ピペット操作制御ノブに操作圧を加えることで当該ノブを動かすことによりなされる。モータピペットの場合、制御ノブに対する作業者の圧力が信号を生成する。当該信号は、ピペットの制御ユニットへ送られ、内蔵された適当なモータを通じた制御ロッドの動作のトリガとなる。

なお、本発明が取り扱うマニュアルピペットは、電子カウンタとディスプレイの少なくとも一方を備えうる。これにより、当該ピペットは、機械的な態様と電子的な態様の双方を組み合わせた「ハイブリッド」な特性を有する。

長年にわたり、手動ピペットの設計は多くの改善を経てきた。そうした改善の狙いは、特にピペットの構成を簡易にしつつ、エルゴノミクス性を向上させることにある。

許容可能な正確性の恩恵をえるために、ピペットにより採取されうる量の範囲は、呼び量の１０％から１００％の間である。呼び量の１００％は、ピペットが採取できる最大量に対応している。

したがって、量が広範囲にわたる異なる試料を採取する必要がある場合、作業者は複数のピペットを使用することが求められる。例えば、３μＬから１２５０μＬの範囲にある量の採取を必要とする作業は、下記の三つのピペットの使用が求められる。
・３μＬから３０μＬの範囲の量に使用されうる呼び量３０μＬの第一ピペット
・３０μＬから３００μＬの範囲の量に使用されうる呼び量３００μＬの第二ピペット
・３００μＬから１２５０μＬの範囲の量に使用されうる呼び量１２５０μＬの第三ピペット

この状況下では、複数のピペットにより精密かつ正確な作業が保証されるが、実験台上に場所を取り過ぎることになる。

よって、本発明の目的は、上記の問題の少なくとも一部を解消することにある。

この目的を達成するための本発明の対象は、サンプリングピペットであって、
不動のピペット本体と、
前記ピペット本体に対し前記サンプリングピペットの長手軸に沿って往復移動可能である制御ロッドと、
吸引チャンバと、
を備えているものである。

本発明によれば、上記のピペットは、
各々が前記吸引チャンバの区画に寄与しているＮ個の同心ピストンのセット（Ｎは２以上の整数）と、
前記制御ロッドを前記Ｎ個の同心ピストンのセットに結合するための結合モジュールとをさらに備えており、
前記結合モジュールは、Ｎ個の異なる状態を成立させることができるように構成されており、
前記Ｎ個の異なる状態は、それぞれ前記制御ロッドが一つのピストンと結合する状態、前記制御ロッドが二つのピストンと結合する状態、…および前記制御ロッドがＮ個のピストンと結合する状態である。

本発明は、複数のピストン、および制御ロッドを当該ピストンの各々に結合するためのモジュールをピペットに内蔵することにより、採取可能な量の範囲を広げることができる点において注目に値する。したがって、ピペット操作の間、動作するピストンの数は、採取量の関数となる。

この解決手段は、ピペット操作が様々な量の採取を必要とする場合に、ピペットの正確性や精密動作に影響を及ぼすことなく、必要なピペットの数を低減できる利点がある。結果として、実験台上にスペースを有利に確保できる。加えて、複数のピペットが単一のピペットに置き換えられることにより、このピペットでなされる全てのピペット操作を記録することにより、プロトコルのトレーサビリティが向上する利点がある。

さらに、本発明に係るピペットは、複数のピストンが同心状に配置されていることにより、大型化が抑制されている。

本発明は、以下に列挙される特徴の少なくとも一つを、単独あるいは組み合わせて備えうる。

前記結合モジュールは、前記長手軸に対して径方向に延びている少なくとも一つの装着爪を備えており、
少なくとも（Ｎ−１）個のピストンの各々は、周方向に延びて開口している装着スロットを有しており、
前記（Ｎ−１）個のピストンの前記装着スロットの前記周方向に沿う長さは相違しており、
前記装着爪は、前記径方向に対向している前記装着スロットに対して前記周方向に進入と脱出が可能である。

換言すると、制御ロッドに対する各ピストンの結合と結合解除は、上記の爪が突起として機能するバヨネット型の接続によりなされる。本発明に係るこの構成により、制御ロッドと結合されるピストンの数は、径方向に対向する上記の爪とスロットの相対角度位置に依存する。この相対角度位置は、ピペット上に設けられた適当な制御部材を用いて作業者の手により定められうるが、ピペットの制御ユニットにより制御されたモータ手段によって自動的に定められることが好ましい。

しかしながら、結合モジュールは、本発明の趣旨から逸脱することなく他に適当と考えられる任意の態様をとりうる。例えば、このモジュールは、機械的把持、磁気的把持などに基づくものでありうる。

前記結合モジュールは、その下端に前記装着爪が設けられた結合回転部材を備えており、前記結合回転部材の上部は、前記長手軸に沿って回転可能に前記制御ロッドと結合されている。

好ましくは、前記結合回転部材は、前記長手軸に沿って相対摺動可能に装着された二つの部品を用いて形成されており、拡張ばねが前記二つの部品の間に配置されており、当該二つの部品を離間させる力を発生している。

前記結合モジュールは、前記制御ロッドと往復移動方向に一体とされた制御ロッドエクステンションを備えており、前記二つの部品は、上部品と下部品により形成されており、前記下部品は、前記制御ロッドエクステンションに対して前記長手軸に沿って往復移動可能に装着されている。

前記結合モジュールは、前記結合回転部材と協働する運動変換体を備えており、前記結合回転部材と前記運動変換体の間の前記長手軸に沿う相対往復移動が、同時に当該長手軸に沿う両者の間の相対回転を生じる。すなわち、運動変換体と結合回転部材の協働が、後者の螺旋運動をもたらす。

好ましくは、前記運動変換体は、少なくとも一つの螺旋状の第一斜面と少なくとも一つの螺旋状の第二斜面を備えており、前記結合回転部材は、フォロワローラを備えており、前記フォロワローラは、前記第一斜面と協働すると前記結合回転部材を第一回転方向に沿って回転させ、前記第二斜面と協働すると前記結合回転部材を第二回転方向に沿って回転させる。この構成は、簡易かつ信頼性の高い手法でピストンの結合と結合解除を実現可能にする。

好ましくは、前記結合回転部材の前記第一方向に沿う回転は、前記制御ロッドのパージ終了位置から下方への第一オーバーストロークによって実現され、前記結合回転部材の前記第二方向に沿う回転は、前記制御ロッドの上ピペット操作位置から上方への第二オーバーストロークによって実現される。よって、制御ロッドの簡易な往復移動（それぞれパージストロークを超える進行とピペット操作位置を超える後退）によってピストンの結合と結合解除が実現されるように、ピペットが構成されうる。この特徴に係る利点の一つは、同じ平行移動自由度に沿う動きがピペット操作とピストンの結合／結合解除操作の双方を可能にし、制御ロッドの構成、ひいてはピペットの構成を簡易にできることである。

好ましくは、前記第一オーバーストロークは、前記結合回転部材を前記運動変換体に対して上方へ付勢する第一センタリングばねによって発生される力に抗うようになされ、前記第二オーバーストロークは、前記結合回転部材を前記運動変換体に対して下方へ付勢する第二センタリングばねによって発生される力に抗うようになされる。

好ましくは、前記サンプリングピペットは、前記制御ロッドの移動が手動またはモータ駆動によりなされるように構成されている。すなわち、ハイブリッドピペットもまた、本発明の適用対象である。

好ましくは、前記Ｎ個の同心ピストンの数は、３以上である。しかしながら、本発明の趣旨から逸脱することなく、二つの同心ピストンを備える構成をとりうる。

好ましくは、前記サンプリングピペットは、０．５μＬから１２５０μＬの範囲の量、または５００μＬから１００００μＬの範囲の量を採取可能に構成されている。

好ましくは、最も内側に位置するピストンは、前記結合モジュールと永続的に一体化されている。あるいは、結合モジュールを介して制御ロッドに対して結合と結合解除が可能とされうる。最も外側に位置するピストンが、前記結合モジュールと永続的に一体化されている構造も採用されうる。

前記サンプリングピペットは、採取される量を調節するための制御部材を、ノブ型、ボタン型などの周知の態様で備えている。

前記サンプリングピペットは、シングルチャネルピペットまたはマルチチャネルピペットでありうる。

本発明に係る更なる利点や特徴は、以降の非限定的な説明において詳細に説明される。

その説明は、以下に列挙される添付の図面に基づいてなされる。

本発明の好適な一実施形態に係るモータサンプリングピペットの正面図である。 前図に示されるピペットの下部の軸断面図である。 前図のピペットに内蔵されたピストン結合モジュールの斜視図である。 前図の軸断面図である。 前図の線Ｖ−Ｖに沿う断面図である。 上記ピペットのピストンと協働している図３と図４に示される結合モジュールの下部の断面図である。 第一状態における結合モジュールを用いたピペット操作を示している。 第一状態における結合モジュールを用いたピペット操作を示している。 第一状態における結合モジュールを用いたピペット操作を示している。 第二状態における結合モジュールを用いたピペット操作を示している。 第二状態における結合モジュールを用いたピペット操作を示している。 第二状態における結合モジュールを用いたピペット操作を示している。 第三状態における結合モジュールを用いたピペット操作を示している。 第三状態における結合モジュールを用いたピペット操作を示している。 第三状態における結合モジュールを用いたピペット操作を示している。 第一状態から第二状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第一状態から第二状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第一状態から第二状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第一状態から第二状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第一状態から第二状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第二状態から第三状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第二状態から第三状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第二状態から第三状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第二状態から第三状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第二状態から第三状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第三状態から第二状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第三状態から第二状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第三状態から第二状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第三状態から第二状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第三状態から第二状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第二状態から第一状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第二状態から第一状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第二状態から第一状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第二状態から第一状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。 第二状態から第一状態へ切り替えられる結合モジュールを示している。

まず図１から図５を参照しつつ、本発明の好適な実施形態に係るモータサンプリングピペット１を示す。

このようなモータピペット１は、作業者の手によって保持されるように構成されることが一般的である。当該作業者は、先に吸引された液体を分注するために、親指を使って当該ピペットの制御ノブを操作可能である。

より詳しくは、シングルチャネルピペット１は、ハンドル６を備えている。ハンドル６は、ピペットの上本体を形成している。その上方には、ピペット制御ボタン３が配置されている。ピペット制御ボタン３の上部は、作業者の親指の圧力を受けるように構成されている。表示を目的として、電子表示スクリーン４がハンドル６に設けられている。さらにノブやボタンのような制御部材８と採取量を調節するための制御部材が、ハンドル６に設けられている。

ピペットの頂部には、電子制御ユニット１０とモータ１１も設けられている。モータ１１は、ユニット１０によって制御される直流モータであることが好ましい。

モータ１１の出力軸１３は、制御ロッド１２をピペットの長手軸９に沿って往復移動させるための装置１５と機械的に結合されている。長手軸９は、ピペットの長手方向に対応している。なお、ピペットを構成する要素の大半は、長手軸９を中心とする回転体形状である。

ハンドル６の下方において、ピペット１は、取り外し可能な底部１４を備えている。底部１４の下端は、コーン担持端１６とされている。コーン担持端１６は、サンプリングコーンとも称される消耗品１８を受容する。

コーンイジェクタ２０は、ハンドル６の下方へ開口している。イジェクタ２０は、ピペットの不動体２２を形成しているハンドル６と底部１４に対して可動であることが一般的である。

本発明の特徴の一つは、ピペットが幾つかの同心ピストン（ここでは符号２４ａ、２４ｂ、２４ｃが付された三つのピストン）を備えている点にある。しかしながら、ピストンの数Ｎは、本発明の趣旨から逸脱しなければ、３を上回っても下回ってもよい。

三つのピストンは、長手軸９を中心として底部１４に収容されている。内側に配置された第一ピストン２４ａは、円筒形状の断面を有している。第二ピストン２４ｂは、環状の横断面を有しており、第一ピストン２４ａを包囲している。第二ピストン２４ｂの上端２４ｂ’は、上方に開口した軸ハウジング２６を区画している。軸ハウジング２６の底部は、Ｏリング２８を装備している。第一ピストン２４は、Ｏリング２８を通過する。なお、径方向に小さな隙間が第一ピストン２４ａと第二ピストン２４ｂの間に設けられていることが一般的である。これにより空気が当該隙間を通ることができる。なお、本明細書を通じて、「上」と「下」という語は、ピペット操作中の作業者の手によって保持されたピペット（すなわち制御ノブ３が上を向いている姿勢）についての方向を意味する。

上記と同様に、第三ピストン２４ｃの上端２４ｃ’は、上方に開口する軸ハウジング３０を区画している。軸ハウジング３０の底部は、Ｏリング３２を装備している。第二ピストン２４ｂは、Ｏリング３２を通過する。なお、径方向に小さな隙間が第二ピストン２４ｂと第三ピストン２４ｃの間に設けられていることが一般的である。これにより空気が当該隙間を通ることができる。

第三ピストン２４ｃは、縁シール４０を装備した下端を有している。縁シール４０は、不動体２２の内面に緩く嵌合している。

第二ピストン２４ｂと第三ピストン２４の各々は、径方向外側に延びる突起３４を有している。図４に示されるように、突起３４は、不動体２２の縦内溝３６内に摺動可能に配置されている。これにより、ピペットの不動体２２に対する各ピストンの回転が阻止される。

各ピストンの下端は、単一の吸引チャンバ４２の区画に寄与している。吸引チャンバ４２の下部は、コーンキャリア１６を通過する通路４４に連通している。

一例として、ピペットは、０．５μＬ〜１２５０μＬの範囲、あるいは５００μＬ〜１００００μＬの範囲にある量の液体を採取可能にするように構成されている。前者の例の場合、固有容量が５０μＬ程度である第一ピストン２４ａが用いられる。第二ピストン２４ｂは、第一ピストン２４ａとともに用いられることにより、３５０μＬ程度の固有容量を有する。第三ピストン２４ｃは、第一ピストン２４ａおよび第二ピストン２４ｂとともに用いられることにより、１２５０μＬ程度の固有容量を有する。

所望の量に応じて、ピペットの専用制御部材を通じて作業者に調節されることにより、制御ユニット１０は、下記のいずれかを起動する指令を出すことができる。
・第一ピストン２４ａのみ
・第一ピストン２４ａと第二ピストン２４ｂ
・第一ピストン２４ａ、第二ピストン２４ｂ、および第三ピストン２４ｃ

そのため、ピペット１は、本発明に特有の結合モジュール５０を装備している。結合モジュール５０は、制御ロッド１２に対する各ピストンの結合と結合解除を可能にする。より詳しくは、モジュール５０は、制御ロッド１２が第一ピストン２４ａのみと結合される構成、制御ロッド１２が第一ピストン２４ａおよび第二ピストン２４ｂと結合される構成、ならびに制御ロッド１２が第一ピストン２４ａ、第二ピストン２４ｂ、および第三ピストン２４ｃと結合される構成という、三つの独立した構成を実現可能に構成されている。

図３と図４を参照しつつ、結合モジュール５０についてより詳細に説明する。

モジュール５０は、制御ロッドエクステンション５２を備えている。制御ロッドエクステンション５２は、平行移動可能に制御ロッド１２と一体化されており、制御ロッド１２から下方へ延びている。好ましくは、エクステンション５２の上端は、制御ロッド１２の下端と螺合されている。

エクステンション５２の下端は、長手軸９を中心として第一ピストン２４ａを固定的かつ永続的に担持している。両者の間は、螺合、接着などを通じて接続されている。

さらに、モジュール５０は、結合回転部材５６を備えている。結合回転部材５６は、制御ロッドエクステンション５２を中心に配置されている。好ましくは、この部材５６は、二つの部品を用いて作られる。当該二つの部品は、軸９に沿って互いに摺動可能に搭載されている。上部品５６ａは、ロッド１２とそのエクステンション５２に対して軸９に沿う方向には固定されているが回転可能である。下部品５６ｂは、上部品５６ａに対して例えばキー６０を介して回転可能に結合されている。

拡張ばね６２は、両部品５６ａ、５６ｂの間に配置されており、両者が互いに離間する方向へ動くように付勢力を生じる。この拡張ばね６２は、下部品５６ｂの内押圧面と、上部品５６ａおよびエクステンション５２を結合するためのリングとを押圧している。

これにより、下部品５６ｂは、エクステンション５２およびロッド１２に対して軸９に沿って往復移動可能に搭載される。また、少なくとも一つのピストン装着爪６４が、下部品５６ｂの下端に設けられる。好ましくは、図３に示されるように、径方向について反対側に位置する二つのピストン装着爪６４が設けられる。

各装着爪６４は、下部品５６ｂから径方向外側へ延びている。後述するように、これらの爪６４の角度位置は、モジュール５０に結合されるピストンの数を条件付ける。

爪６４の角度位置を変えるために、モジュール５０は、軸９に沿う往復運動を回転運動に変換するための運動変換体６６を備えている。運動変換体６６は、結合回転部材５６の上部品５６ａと協働して、軸９に沿う両者の相対往復移動と同時に同軸を中心とする相対回転を実現する。その目的は、結合回転部材５６の螺旋運動を得ることにある。螺旋運動は、変換体６６に設けられた複数の斜面と回転部材５６によって支持された複数のフォロワローラによって可能とされる。

より詳しくは、部材５６は、径方向について反対側に位置する二つのフォロワローラ６８を装備している。フォロワローラ６８は、同じ横断軸７６に沿って回転可能に搭載されている。第一螺旋斜面７０ａは、変換体６６内に配置されている。第二螺旋斜面７０ｂもまた、変換体６６内に配置されて第一斜面に対向している。二つの斜面は、各フォロワローラ６８に対応付けられている。この構成は、各フォロワローラ６８が第一斜面７０ａと協働するときに、回転部材５６に軸９を中心とする第一方向への回転７２ａを可能とする。逆に、各フォロワローラ６８が第二斜面７０ｂと協働すると、回転部材５６に第一方向とは反対の第二方向への回転７２ｂを可能とする。

なお、各フォロワローラ６８は、回転支持ピン７４によって支持されている。回転支持ピン７４は、軸７６に中心が合わせられている。このピンは、運動変換体６６の径方向開口７８内を延びている。

運動変換体６６に対する結合回転部材５６の軸方向の位置決めは、二つの圧縮ばね（第一センタリングばね８０ａと第二センタリングばね８０ｂ）によってなされる。第一センタリングばね８０ａは、部材５６を変換体６６に対して上方へ戻すように付勢する。第二センタリングばね８０ｂは、部材５６を変換体６６に対して下方へ戻すように付勢する。

そのため、第一ばね８０ａは、変換体６６内における下端と肩部８２の間に収容されている。肩部８２は、回転部材５６の上端に配置されている。これに対して第二ばね８０ｂは、変換体６６内における上端と肩部８２の間に収容されている。なお、フォロワローラ６８は、ピン７４を介してこの肩部８２に搭載されることが好ましい。

図３および図４と組み合わせて図６を参照しつつ、結合モジュール５０と第二ピストン２４ｂおよび第三ピストン２４ｃとの協働について説明する。第一ピストン２４ａは、結合モジュール５０に対して一体化されたままである。

第二ピストン２４ｂは、その上端２４ｂ’において、二つの装着スロット８４ｂを有している（図６においてはその一つが視認されうる）。二つの装着スロット８４ｂは、径方向について反対側に位置している。各スロット８４ｂは、周方向に延びており、一端部において同方向へ開口している。各スロット８４ｂは、他端部においてスロットボトムを有している。突起としての爪６４と協働するスロット８４ｂは、バヨネット接続を構成しうる切欠き８６ｂによって区画されている。

同様に、第三ピストン２４ｃは、その上端２４ｃ’において、二つの装着スロット８４ｃを有している（図６においてはその一つが視認されうる）。二つの装着スロット８４ｃは、径方向について反対側に位置している。各スロット８４ｃは、周方向に延びており、一端部において同方向へ開口している。各スロット８４ｃは、他端部において行き止まり部を有している。やはり突起としての爪６４と協働するスロット８４ｃは、バヨネット接続を構成しうる切欠き８６ｃによって区画されている。

スロット８４ｂ、８４ｃは、ペアを形成するように配置される。図６に示される同じペアをなすスロット８４ｂ、８４ｃは、径方向に対向している。すなわち、スロット８４ｂ、８４ｃは、径方向に沿って重なるように配置されている。スロット８４ｂ、８４ｃは、周方向については一部のみが重なっている。同じペアをなすスロット８４ｂ、８４ｃの周方向に沿う長さは相違している一方、各スロットの行き止まり部が径方向に揃うように配置されている。図示された好適な実施形態においては、第二ピストン２４ｂに設けられてスロット８４ｂを区画している各切欠き８６ｂは、第三ピストン２４ｃに設けられてスロット８４ｃを区画している各切欠き８６ｃよりも長い。

スロット８４ｂ、８４ｃの幅は、装着爪６４が周方向について出入りできるように同一であることが好ましい。スロットの幅寸法は、爪の径寸法よりも僅かに大きいことが好ましい。

このような構成によれば、モジュール５０の下部品５６ｂに結合されたピストンの数は、各爪６４と対応するスロット８４ｂ、８４ｃのペアとの間の相対角度位置に依存する。図６は、この仕組みを描写してはいない。実線で描かれた爪６４によって表されるモジュール５０の第一状態の場合、爪６４は、スロット８４ｂ、８４ｃの外側に位置する角度位置をとる。この第一状態においては、ピストン２４ｂ、２４ｃ同士は結合されておらず、第一ピストン２４ａのみがモジュール５０と一体化されたままである。この第一状態は、例えば０．５μＬ〜３０μＬの範囲の量をピペット操作するために、制御ユニットによって設定される。

図６の中程において破線で描かれた爪６４によって表されるモジュール５０の第二状態の場合、爪６４は、スロット８４ｂの内側に位置する一方、スロット８４ｃの外側に位置する角度位置をとる。爪６４とノッチ８６ｂの協働は、バヨネット接続に関連付けられる。例えば、第一状態における爪６４の位置と第二状態における爪６４の位置の間には、例えば２０°〜２５°の角度オフセットが設けられる。同状態においては、ピストン２４ａ、２４ｂがモジュール５０と結合されるが、第三ピストン２４ｃは結合されない。この第二状態は、例えば３０μＬ〜３００μＬの範囲の量をピペット操作するために、制御ユニットによって設定される。

図６において破線で描かれた爪６４によって表されるモジュール５０の第三状態においては、爪６４は、スロット８４ｂ、８４ｃの内側において各行き止まり部の近傍に位置するか当接する角度位置をとる。爪６４とノッチ８６ｂ、８６ｃの協働は、バヨネット接続に関連付けられる。例えば、第二状態における爪６４の位置と第三状態における爪６４の位置の間には、例えば２０°〜２５°の角度オフセットが設けられる。同状態においては、三つのピストン２４ａ、２４ｂ、２４ｃがモジュール５０と結合される。この第三状態は、例えば３００μＬ〜１２５０μＬの範囲の量をピペット操作するために、制御ユニットによって設定される。

図７ａから図７ｃを参照しつつ、結合モジュール５０が第一状態にある（第一ピストン２４ａのみが当該モジュールに結合されている）ときのピペット１の動作を説明する。

図７ａは、制御ロッドがその上ピペット操作位置（例えば吸引ストローク端）にあるときのピペット１を示している。モジュール５０に結合されたピストン２４ａは、ピペットの不動体２２に対して最上位置にある。他の二つのピストン２４ｂ、２４ｃは、下方で不動体２２に当接する非作動位置にある。この段階では、フォロワローラ６８は、同じく上位置にある運動変換体６６に対してほぼ中央に位置決めされている。

吸引された液体の分注は、制御ノブによって制御される。制御ノブは、モータを起動させることにより、制御ロッド１２が降下される。この分注ストロークの間、ロッド１２の下方への動きに伴い、モジュール５０も不動体２２に沿って摺動する。下方へ移動する第一ピストン２４とは異なり、ピストン２４ｂ、２４ｃは不動のままである。分注ストローク端におけるピペットの状態は、図７ｂに示されている。ロッド１２の降下が継続することにより行なわれるパージストロークの最終状態は、図７ｃに示されている。

図８ａから図８ｃを参照しつつ、結合モジュール５０が第二状態にある（第一ピストン２４ａと第二ピストン２４ｂのみが当該モジュールに結合されている）ときのピペット１の動作を説明する。

図８ａは、制御ロッドがその上ピペット操作位置（例えば吸引ストローク端）にあるときのピペット１を示している。モジュール５０に結合されたピストン２４ａ、２４ｂは、ピペットの不動体２２に対してそれぞれの最上位置にある。ピペット操作中におけるこれらのピストンの相対軸方向位置は、不変である。ピストン２４ｃは、下方で不動体２２に当接する非作動位置にある。この段階では、フォロワローラ６８は、同じく上位置にある運動変換体６６に対してほぼ中央に位置決めされている。

吸引された液体の分注は、制御ノブによって制御される。制御ノブは、モータを起動させることにより、制御ロッド１２が降下される。この分注ストロークの間、ロッド１２の下方への動きに伴い、モジュール５０も不動体２２に沿って摺動する。下方へ移動するピストン２４、２４ｂとは異なり、ピストン２４ｃは不動のままである。分注ストローク端におけるピペットの状態は、図８ｂに示されている。ロッド１２の降下が継続することにより行なわれるパージストロークの最終状態は、図８ｃに示されている。

図９ａから図９ｃを参照しつつ、結合モジュール５０が第三状態にある（全てのピストン２４ａ〜２４ｃが当該モジュールに結合されている）ときのピペット１の動作を説明する。

図９ａは、制御ロッドがその上ピペット操作位置（例えば吸引ストローク端）にあるときのピペット１を示している。モジュール５０に結合されたピストン２４ａ〜２４ｃは、ピペットの不動体２２に対してそれぞれの最上位置にある。ピペット操作中におけるこれら三つのピストンの相対軸方向位置は、不変である。この段階では、フォロワローラ６８は、同じく上位置にある運動変換体６６に対してほぼ中央に位置決めされている。他の二つの状態と同様に、モジュール内におけるローラ６８の位置は、ピペット操作中に変更されない。

吸引された液体の分注は、制御ノブによって制御される。制御ノブは、モータを起動させることにより、制御ロッド１２が降下される。この分注ストロークの間、ロッド１２の下方への動きに伴い、モジュール５０も不動体２２に沿って摺動する。三つのピストン２４ａ〜２４ｃは、ロッド１２とモジュール５０に押されて同時に降下する。分注ストローク端におけるピペットの状態は、図９ｂに示されている。ロッド１２の降下が継続することにより行なわれるパージストロークの最終状態は、図９ｃに示されている。

図１０ａから図１０ｃ、および図１１ａと図１１ｂは、モジュール５０の第一状態から第二状態への切り替えを目的とした操作を示している。図７ｃに示されるパージストローク終了位置から下方への第一オーバーストロークが、制御ユニットによって指示される。

運動変換体６６は、降下してまず不動体２２に当接する。第一オーバーストロークが継続されると、フォロワローラ６８が斜面７０ａを押圧することにより、回転部材５６の上部品５６ａが回転される。この螺旋運動は、下部品５６ｂおよび装着爪６４へ伝達される。この運動は、第一センタリングばね８０ａを圧縮することによって生成される戻し力に抗ってなされる。この運動の間、下部品５６ｂの爪６４もまた、降下してピストン２４ｂ、２４ｃの上端２４ｂ’、２４ｃ’に当接する。この状態は、図１０ａと図１１ａに示される状態に対応している。その後、第一オーバーストロークが継続されて上部品５６ａが螺旋状に駆動され続けるのに対し、下部品５６ｂは、軸９に沿う第一方向７２ａへの回転に供されるのみである。下部品５６ｂの軸方向の動きが阻止されているからである。軸方向における両部品５６ａ、５６ｂの相対移動は、拡張ばね６２を圧縮することによって生成される戻し力に抗ってなされる。

この回転動作の間、回転角度量は、完全に制御される。装着爪６４がスロット８４ｂを貫通しており、回転角度量が制御ロッド１２の軸方向オーバーストローク量に直接的に依存するからである。しかしながら、爪６４の回転動作量（例えば２２．５°程度）は、スロット８４ｃを貫通するには至らない。爪６４がスロット８４ｂに進入することにより、第二ピストン２４ｂがモジュール５０と結合される。この機械的結合状態は、図１０ｂと図１１ｂに示されている。

一旦結合がなされると、ピペットの制御ユニットは、パージ終了位置へロッド１２を上げ戻す指示をする。これにより、図１０ｃに示されるように、第一ピストン２４ａと第二ピストン２４ｂも上げ戻される。ピストン２４ｃは、固定位置のままである。

その後、二つのピストン２４ａ、２４ｂの各々に係る範囲の量について、従来通りにピペット操作が指示されうる。

図１２ａから図１２ｃ、図１３ａ、および図１３ｂは、モジュール５０の第二状態から第三状態への切り替えを目的とした操作を示している。図１２に示されるように、パージストローク終了位置から下方への、先に説明したものよりも大きな量の第一オーバーストロークが、制御ユニットによって指示される。

運動変換体６６は、降下してまず不動体２２に当接する。第一オーバーストロークが継続されると、フォロワローラ６８が斜面７０ａを押圧することにより、回転部材５６の上部品５６ａが回転される。この螺旋運動は、下部品５６ｂおよび装着爪６４へ伝達される。この運動は、第一センタリングばね８０ａを圧縮することによって生成される戻し力に抗ってなされる。この運動の間、下部品５６ｂの爪６４もまた、降下してピストン２４ｃの上端２４ｃ’に当接する。この状態は、図１２ａと図１３ａに示される状態に対応している。

その後、第一オーバーストロークが継続されて上部品５６ａが螺旋状に駆動され続けるのに対し、下部品５６ｂは、軸９に沿う第一方向７２ａへの回転に供されるのみである。下部品５６ｂの軸方向の動きが阻止されているからである。この回転動作の間、回転角度量は、完全に制御される。装着爪６４がスロット８４ｃを貫通しており、回転角度量が制御ロッド１２の軸方向オーバーストローク量に直接的に依存するからである。爪６４の回転動作量は、スロット８４ｂ、８４ｃの行き止まり部に当接あるいは接近するのに十分な量であり、例えば２２．５°程度である。爪６４がスロット８４ｃに進入することにより、第三ピストン２４ｃがモジュール５０と結合される。この機械的結合状態は、図１２ｂと図１３ｂに示されている。

一旦結合がなされると、ピペットの制御ユニットは、パージ終了位置へロッド１２を上げ戻す指示をする。これにより、図１２ｃに示されるように、第一ピストン２４ａ、第二ピストン２４ｂ、および第三ピストン２４ｃも上げ戻される。その後、三つのピストン２４ａ〜２４ｃの各々に係る範囲の量について、従来通りにピペット操作が指示されうる。

なお、第一状態から第三状態への直接的な切り替えがピペットの制御ユニットによって指示されてもよい。下方への第一ストロークの量は、然るべく調節される。

図１４ａから図１４ｄ、図１５ａ、および図１５ｂは、モジュール５０の第三状態から第二状態への切り替えを目的とした操作を示している。図１４ａに示される上ピペット操作位置から上方への第二オーバーストロークが、制御ユニットによって指示される。

第三状態に対応付けられた呼び量を採取するこの状態において、運動変換体６６は、上昇して不動体２２に当接する。上方への第二オーバーストロークが継続されると、図１５ａに示されるようにフォロワローラ６８が斜面７０ｂを押圧することにより、回転部材５６の上部品５６ａが回転される。この螺旋運動は、下部品５６ｂおよび装着爪６４へ伝達される。この運動は、第二センタリングばね８０ｂを圧縮することによって生成される戻し力に抗ってなされる。ピストン２４ｂ、２４ｃが回転せずに摺動するこの運動の間、螺旋運動を続ける爪６４は、徐々にスロット８４ｃから脱していく。第二オーバーストロークの終了時において、爪６４は、完全にスロット８４ｃの外側にある。これにより、第三ピストン２４ｃは、モジュール５０との結合を解かれる。この状態は、図１４ｂと図１５ｂに示されている。

その後、ピペットの制御ユニットは、制御ロッド１２の下方への移動を指示する。これにより、爪６４は、第三ピストン２４ｃを不動体２２に当接する下位置へ戻す。このフェーズは、図１４ｃに示されている。このフェーズは、図１４ｄに示される制御ロッド１２の上方への軸方向移動に伴うモジュール５０とピストン２４ａ、２４ｂの最終上げ戻しフェーズに先立つ。

その後、二つのピストン２４ａ、２４ｂの各々に係る範囲の量について、従来通りにピペット操作が指示されうる。

図１６ａ、図１６ｎ、図１７ａ、および図１７ｂは、モジュール５０の第二状態から第一状態への切り替えを目的とした操作を示している。図１６ａに示される上ピペット操作位置から上方への、先に説明したものよりも大きな量の第二オーバーストロークが、制御ユニットによって指示される。

第二状態に対応付けられた呼び量を採取するこの状態において、運動変換体６６は、上昇して不動体２２に当接する。上方への第二オーバーストロークが継続されると、図１６ａに示されるようにフォロワローラ６８が斜面７０ｂを押圧することにより、回転部材５６の上部品５６ａが回転される。この螺旋運動は、下部品５６ｂおよび装着爪６４へ伝達される。ピストン２４ｂが回転せずに摺動するこの運動の間、螺旋運動を続ける爪６４は、徐々にスロット８４ｂから脱していく。第二オーバーストロークの終了時において、爪６４は、完全にスロット８４ｂの外側にある。これにより、第二ピストン２４ｂは、モジュール５０との結合を解かれる。この状態は、図１６ｂと図１７ｂに示されている。

その後、ピペットの制御ユニットは、制御ロッド１２の下方への移動を指示する。これにより、爪６４は、第二ピストン２４ｂを不動体２２または既に下位置にある第三ピストン２４ｃに当接する下位置へ戻す。図１４ｃに示されるものと同様のこのフェーズは、制御ロッド１２の上方への軸方向移動に伴うモジュール５０と単一ピストン２４ａの最終上げ戻しフェーズに先立つ。

その後、単一の第一ピストン２４ａに係る範囲の量について、従来通りにピペット操作が指示されうる。

なお、第三状態から第一状態への直接的な切り替えがピペットの制御ユニットによって指示されてもよい。上方への第二ストロークの量は、然るべく調節される。

非限定的な例を示したに過ぎない上述の発明に対し、当業者によって様々な改変がなされうることは勿論である。

Claims (14)

1. サンプリングピペット（１）であって、
   不動のピペット本体（２２）と、
   前記ピペット本体（２２）に対し前記サンプリングピペット（１）の長手軸（９）に沿って往復移動可能である制御ロッド（１２）と、
   吸引チャンバ（４２）と、
   各々が前記吸引チャンバの区画に寄与している複数の同心ピストン（２４ａ〜２４ｃ）と、
   前記複数の同心ピストン（２４ａ〜２４ｃ）の少なくとも一つに前記制御ロッド（１２）を結合する結合モジュール（５０）と、
   を備えており、
   前記結合モジュール（５０）は、前記制御ロッド（１２）に結合される前記同心ピストンの数に応じて前記吸引チャンバ（４２）への液体の採取量が異なる状態を成立させることができるように構成されており、
   前記結合モジュール（５０）は、前記長手軸（９）に対して径方向に延びている少なくとも一つの装着爪（６４）を備えており、
   前記複数の同心ピストン（２４ａ〜２４ｃ）のうち二個の同心ピストン（２４ｂ、２４ｃ）の各々は、周方向に延びて開口している装着スロット（８４ｂ、８４ｃ）を有しており、
   前記装着スロット（８４ｂ、８４ｃ）の前記周方向に沿う長さは相違しており、
   前記装着爪（６４）は、前記径方向に対向している前記装着スロット（８４ｂ、８４ｃ）に対して前記周方向に進入と脱出が可能である、
   サンプリングピペット。
2. 前記結合モジュール（５０）は、その下端に前記装着爪（６４）が設けられた結合回転部材（５６）を備えており、
   前記結合回転部材（５６）の上部は、前記長手軸（９）に沿って回転可能に前記制御ロッド（１２）と結合されている、
   請求項１に記載のサンプリングピペット。
3. 前記結合回転部材（５６）は、前記長手軸（９）に沿って相対摺動可能に装着された二つの部品（５６ａ、５６ｂ）を用いて形成されており、
   拡張ばね（６２）が前記二つの部品（５６ａ、５６ｂ）の間に配置されており、当該二つの部品（５６ａ、５６ｂ）を離間させる力を発生している、
   請求項２に記載のサンプリングピペット。
4. 前記結合モジュール（５０）は、前記制御ロッド（１２）と往復移動方向に一体とされた制御ロッドエクステンション（５２）を備えており、
   前記二つの部品は、上部品（５６ａ）と下部品（５６ｂ）により形成されており、
   前記下部品（５６ｂ）は、前記制御ロッドエクステンション（５２）に対して前記長手軸（９）に沿って往復移動可能に装着されている、
   請求項３に記載のサンプリングピペット。
5. 前記結合モジュール（５０）は、前記結合回転部材（５６）と協働する運動変換体（６６）を備えており、
   前記結合回転部材（５６）と前記運動変換体（６６）の間の前記長手軸（９）に沿う相対往復移動が、同時に当該長手軸（９）に沿う両者の間の相対回転を生じる、
   請求項２に記載のサンプリングピペット。
6. 前記運動変換体（６６）は、少なくとも一つの螺旋状の第一斜面（７０ａ）と少なくとも一つの螺旋状の第二斜面（７０ｂ）を備えており、
   前記結合回転部材（５６）は、フォロワローラ（６８）を備えており、
   前記フォロワローラ（６８）は、前記第一斜面（７０ａ）と協働すると前記結合回転部材（５６）を第一回転方向（７２ａ）に沿って回転させ、前記第二斜面（７０ｂ）と協働すると前記結合回転部材（５６）を第二回転方向（７２ｂ）に沿って回転させる、
   請求項５に記載のサンプリングピペット。
7. 前記結合回転部材（５６）の前記第一回転方向（７２ａ）に沿う回転は、前記制御ロッド（１２）のパージ終了位置から下方への第一オーバーストロークによって実現され、
   前記結合回転部材（５６）の前記第二回転方向（７２ｂ）に沿う回転は、前記制御ロッド（１２）の上ピペット操作位置から上方への第二オーバーストロークによって実現される、
   請求項６に記載のサンプリングピペット。
8. 前記第一オーバーストロークは、前記結合回転部材（５６）を前記運動変換体（６６）に対して上方へ付勢する第一センタリングばね（８０ａ）によって発生される力に抗うようになされ、
   前記第二オーバーストロークは、前記結合回転部材（５６）を前記運動変換体（６６）に対して下方へ付勢する第二センタリングばね（８０ｂ）によって発生される力に抗うようになされる、
   請求項７に記載のサンプリングピペット。
9. 前記制御ロッド（１２）の移動は、手動またはモータ駆動によりなされるように構成されている、
   請求項１に記載のサンプリングピペット。
10. 前記複数の同心ピストン（２４ａ〜２４ｃ）の数は、３以上である、
    請求項１に記載のサンプリングピペット。
11. ０．５μＬから１２５０μＬの範囲の量、または５００μＬから１００００μＬの範囲の量を採取可能に構成されている、
    請求項１に記載のサンプリングピペット。
12. 採取される量を調節するための制御部材（８）を備えている、
    請求項１に記載のサンプリングピペット。
13. 最も内側に位置する同心ピストン（２４ａ）は、前記結合モジュール（５０）と永続的に一体化されている、
    請求項１に記載のサンプリングピペット。
14. シングルチャネルピペットまたはマルチチャネルピペットである、
    請求項１に記載のサンプリングピペット。

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