JPS6013260A - 分配装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は混合した、比較的低粘度の液体を少量づつ分配
することに関する。

混合物を他の何らかの要素へ計量、又は分配する前に、
比較的低粘度の２棟類の少量の液体（それぞれ５から１
Ｏｎ）を混合しうる装置が従来必要とされてきた。その
ような必要性の一例は生化学アナライトの免役学的検定
分野にある。

より詳しくは、例えば血清のような生化学液体の分析に
おける最近の進歩により、試験に１０μｅ程度の液体を
使用できるようになった。前述のような少量の液体を使
用する輻射試験に適した試験エレメントの例が１９７６
年１１月１６日に発行された米国特許第３，９９２，１
５８号および１９８１年５月２４日発行された同特許第
４，２５８．００１号に記載されている。このような試
験に対して多数のアナライトが適合しうろことが立証さ
れた。

Ｓ＝学的試験分野において、前述の試験エレメントヲ使
用する試みがなされてきた。免疫学的試験では一般的に
、分類された抗原（あるいは抗体）の周知の童を患者か
らの同じ抗原（あるいは抗体）の分類不明でかつ量の不
明のものと対比する、抗体−抗原の複合ｖＩＪン形成す
ることを言んでいる。

このような試験を行う際、患者から採果した試料を試験
エレメントに添加する直前に患者の試料の稀釈液として
分類された抗原あるいは抗体ケ席加する。必要な分類ず
みの抗原あるいは抗体の量を最小にするために、稀釈し
た全体の液体をほんの１０μｅから２０μｌまでてする
ことが好ましい。前述の米国特許に記載の形式の試験エ
レメントに存在するエレメントが多孔性であり、かつ流
れが高速であるため、該特許の全ての実施例において、
まづ試料の小滴ヲ試嵌エレメントに加え、次いで稀釈液
の小滴を加えることにより稀釈あるいは混合を行うこと
は困難である。前述の特許の実施例において、試験エレ
メントが急速に吸収するため、順次に冷加する二種類の
小滴が混合しなくなる。

しかしながら、稀釈液と患者から採果した試料とを試験
エレメントと接触する前に容器内で混合すれば、一つ、
又はそれ以上の問題が発生しやすい。即ち、それら液体
の小滴が容器の壁に拡散するため液体がよく混らないか
、あるいは混ったとしても容器の壁に王として付着して
計量すべき液したがって、本発明の目的は少量の液体の
混合が可能であって、次に混合物を医学上の分析を行う
ため分配しうるようにする分配装置を提供することであ
る。前記の目的は、稀釈液と患者から採重要である。

本発明の以前に、種々の種類の従来技術による分配装置
があったが、いづれも上記目的を達成するには十分でな
かった。例えば、音生で相互に衝芙するよう小滴の流れ
乞発生させるため極めて複雑な装置が構成されてきた。

これらの装置は複雑さと不安定性とにより医学上の分析
のための液体分配は概ね受け入れられない。

前述の目的は、比較的低粘度の液体を容器の外側で混合
する装置により達成される。この装置は、それぞれ比較
的低粘度の液体を分配するよう構成された第１と第２の
分配チャンバと、該チャンバの外側で少量の液体乞混合
する手段とを含む。前記混合手段は前記チャンバ乞２位
置の間で、即ちチャンバが隔置する位置と、チャンバの
一万から液体７分配し、他方のチャンバから分配された
液と合体させ、相互に混合させるよう十分チャンバが近
接する位置との間で運動させる手段を含む。

本発明乞、免疫学的恢査用の生化学液体ン分配る。さら
に、本発明は当該装置がピペットであるか否かを問わず
、いづれかの最終用途に対して、容器の外側で比較的低
粘度の液体を混合する装置として有用である。例えば、
比較的低粘度の工業用液体も本発明により混合できる。

さらに、本発明は少量の液体の混合に特に有用ではある
が、大量の液体の混合にも十分通用可能である。さらに
、説明実施例は手持ちの装置であるが、完全自動の分配
装置に対しても適用可能である。さらに、本発明は分配
装置が一体であるか、あるいは使い捨ての容器であるか
には無関係に通用しうる。

本明細書で使用する「生化学用液体」とは、全血、血清
、髄液、尿を含む動物から採取した全ての液体および例
えば宮塩溶液ゴロよび分類された抗原または抗体を含む
免投学的検肴用侑釈液のような前記動物から採集の液体
など２言む比較的低粘度の液体を意味する。本明細書で
使用する「比較的低粘度」とは水と較べ、２５℃で測っ
た際の相対粘度が２０以下を意味する。これ以上の相対
粘度の液体は、単に液体の小滴と合わせても表面張力が
異なり合理的な時間、例えば数秒ではよく混らない。例
えば水と比べ、かつ２５℃で測定して相対粘度が１００
のエポキシは、本発明の使用ヶ可能とする本機構では合
理的な時間内にはよ（混らない。

第１図に示すように、本発明により構成したピペット１
０は、前端、即ち分配端１４と後端、即ち作動端１６と
２有する全体的に中梁のフレーム１２を含む。２１回の
使い捨て容器Ｃ１および（：２に生［ヒ学液を吸入し、
かつ垂下する小滴を形成するには、端部１４におけるピ
ストンチャンバ４０　、４２とピストンロンド５０．５
２が端部１６のプランジャ８０とボタン８２により作動
する接続横部材７０により作動する。

まづ分配端１４乞検討すれば、ピペット１０は、例えば
１９８２年９月７日に発行された米国特許第４．３４７
，８７５号に記載のように構成された便い捨て容器Ｃ１
と０２と共に使用するようにされている。即ち、前記容
器はその端部２２がピストンチャンバ４０．４２のテー
バ付きニップル２４に強制装着されるよう内側の孔２０
に傾斜がつけられている。

茶器ＣＩおよびＣ２の反対側の端部２６は、液体の吸引
後谷器の外側に残っている液体が容器のプラットフォー
ム２８に近接の干渉位置まで流下しないようにするテー
バ構造を有する。第２図に示すプラットフォーム２８は
、該プラットフォーム２８により囲まれ、かつその内部
で全体的に心した開口５０から出る液体が、点緋でメニ
スカス状に示すようにプラットフォームから垂下状態と
なるよう米国特許第４．０４１９９５号に示す特殊構造
としている。

ピストンチャンバ４０．４２は、従来と同様ピストンロ
ッド５０，５２の端部４８ン受入れるよう、第１図と第
５図に示すような内径４４．４６Ｙ有する。例えばυ−
リング、あるいは四神形シール５４のようなシールが、
ワンド５０，５２乞挿入したり、後退させて、それぞれ
、チャンバ内、したがって茶器Ｃ１およびＣ２の内外の
液体に対して加圧したり、あるいは吸引具’２Ｙ発生さ
せる。全体のピストンチャンバＡＯ，４２の各々は以下
説明するように固定されたフランジ５５によりフレーム
１２の内部に取り付けられている。

ピストンロッド５０，５２の端部５６は横部材７０に固
定されているので、該横部材７０が運動すると同時に運
動する。より詳しくは、第５図と第４図に示すように、
前記端部５６は５８でフック状とされ、そのフック内で
ピン６０を受入れている。

ピン６０の方はスロット６２乞通って横部材７０の厚さ
乞貞通している。横部材７０はフランジ６４ケ有するＵ
字形チャンネルであることが好ましく、該フランジの端
部６６は第４図に示すようにスロット６２を有する。前
記スロット６２の深さは横部材７０が押し下げられ、容
器Ｃ１と０２が後述するように運動する場合、第４図で
矢印６８で指示１−るようにピン６０が横部材７０中へ
自在に摺動じうろようになされている。

横部材７Ｄは、第１図に示すようにプランジャ８０の端
部８４において該プランジャに接続さｔｔている。ボタ
ン８２と端部８４の中間にお（・てプランジャ８０の周
りに固定フランジ８６が固定されている。圧縮戻りばね
８８がフランジ８６とフレーム１２の一部との間に取り
付けられている。

プランジャ８０の連動量、およびチャンノ（４０゜４２
からのピストンロッド５０，５２の戻り量を調整するた
めに、固定フランジ９０がフレーム１２の端部１６にお
いて該フレームの内部でプランジャ８０の周刀を調整可
能に固定されて（・る。

本発明のこの笑施例によれば、茶器ＣＩとＣ２乞第１図
に示す隔置位置から、該茶器が垂下する小滴を相互に合
体させるべ（近接する位置まで運動させるために、移動
手段が設けられている。第５図および第６図に示すよう
に、前記移動手段はフレーム１２に支承された回転可能
ピン１０２に取り付けられるか、ピンに一体「ヒされた
回転可能ディスク１００ケ含む。リンク１０４と１０６
がそれらの端部１０８で、ピン１０２かう偏心してディ
スク１００に枢着されている。リンク１０４，１０６の
反対側の端部１１０は、それぞれチャンバ４０と４２の
一部に支承され、該チャンバには第５図で示すようにリ
ンクを受入れるようくぼみをつくることが好ましい。ピ
ン１０２は第１図と第６図に示すようにフレーム１２の
一万〇面１１４において、該フレーム１２から外方に延
び該ピンに固定された調整ノブ１１６を受入れている。

ノブ１１６乞作動させてチャンバ４０　、４２乞枢動す
せるために、ピン１０２．ディスク１００．リンク１０
４と１０６．チャンバのフランジ５５は第５図および第
５図に示すように、端部１２０においてフレーム１２に
枢着されている。

ノブ１１６とそのチャンバ４０．４’２への接続部分の
運動は第５図と第７図から明らかである。これらの図面
には示していないが、ノブ１１６が反時計方向に回転す
ると、ディスク１００も反時計方向に回転する（矢印１
５ｏ）。リンク１０４と１０６も第７図に示すように枢
動し相互に近接する。このためチャンバ４０＋４’２Ｙ
共に一端部１２０の枢着点に近接するように引張る。よ
り詳しくは、チャンバ４０と４２の各軸線は第７図に示
すように、第５図に示すチャンバが前にとっていた全体
的に平行の位置から測って、等しい角度であるが反対方
向の角度α分回転する。チャンバ乞第５図に示す位置に
戻すには、第７図において時計方向の矢印１５０で示す
ように回転ビ逆にする。

ピペットの好ましい全体的な使用方法は前述の説明から
明らかであるが以下の通りである。ピストンチャンバ４
０．４２を第１図に示す隔置位置において、窒の分配容
器Ｃ１と０２Ｙニツプル２４に嵌合させプラットフォー
ム２８を全体的に共通平面に整合させ相互に全体的に平
行にする。次いで、ピペット１ｏｖｇ器Ｃ１とＣ２が隔
置されているのと同じ距離だけ中心に対して隔置してい
る図示のない比較的大きい２個の液体容器の上に位置さ
せる。

最も好ましくは、液体の一万は例えば血ｖキのような患
者の液体試料であって、他方は例えば分類された抗原ま
たは抗体の水浴液即ち混合物のような稀釈液である。ボ
タン８２がピペットの端部１６の上面のような停止部分
と接触するまで光合に押し下げられる。ボタン８２ビ下
方位置に保持している間に、容器（−１と０２とがそれ
ぞれの液体中に挿入される。次に、ボタン８２が解放さ
れ液体χそれぞれの容器Ｃ１と０２へ吸引する。

次ニピヘット１０が好ましくは試験エレメント７含むス
テーションまで運ばれる。第８Ａ図に示すように、ボタ
ン８２はプラットフォーム２Ｂから垂下する小滴２００
および２０２乞形成するに十分な液体を押し出すに十分
な分だけ押し下げられる。ピペットが「−回シヨツト」
型ピペットである場合、前記小滴の量は吸引された量と
概ね同じ、例えば５μｅから１０犀の間である。

ボタン８２がプラットフォームから垂下する小滴を保持
１−るよう押し下げ続けている間に、ノブ１１６が第５
図に示すように反時計方向に回転させられてチャンバ４
０．４２およびそれらの容器ＣＩおよびＣ２Ｙ第８Ｂ図
に示すように相互に向って枢動させる。このときの双方
の容器の枢動角αはＣ１である。スロット６２はロッド
５０と５２の端部５６が第４図に示すように相互に向っ
て連動できるようにする。ノブ１１６はαの角度がＣ２
となり、ｌ］・２Ｍ　２０　［］と２０２が第８Ｃ図に
示すように合体するようプラットフォーム２８が近接す
るまでさらに回転する。２個の小滴の液体の表面張力の
差に概ね比例し、それらの粘度に反比例する速度で混合
が直ちに開始する。望むならピストンチャンバとそれら
の容器ＣＩと０２とをαの角度が零に等しい（第８Ａ図
）あるいはＣ２に等しい（ｇａｃ図）的 極端な２位置のいづれかに一時点に保持するためにはば
ね弾圧のデテクト（図示せず）が有用である。その様な
デテクトＹ使用した場合、前記デテクトは、αの角度の
前述の値と整合した（ぼみ（図示せず）に后壁するまで
、第６図に示すフレーム１２の外面１１４に乗り上げて
いるようノブ１１６の下面に取り付ける。

希望量の混合が行われた後、第８Ｄ図に示す合体した小
ｒ商２ｏｏ−２ｏ２が適当な試験エレメント５０００上
に滴下される。

その後、第１図に示すノブ１１６が時計方向に回転して
容器Ｃ，とＣ２ン第１図に示す（αの角度が零である）
隔置位置へ戻す。その後容器Ｃ１と０２は捨てるよう取
り外すことが好ましい。容器を第８Ａ図に示す第１の位
置から第８Ｃ図に示す位置まで移動させ、また元へ戻す
様に二つの位置があることの利点はこれが使い捨て容器
Ｃ１と０２を取り付けおよび取り外ししやすいのは第１
の位置であることが容易に認められる。さらに、第８Ｃ
図に示す位置と比較して、吸引のため第１の位置が好ま
しく、かつ芙際に必要である。さらに、不可欠というの
ではないが、容器が第８Ｃ図よりもむしろ第８Ａ図また
は第８Ｂ図に示す位置にある間に垂　“下小滴ン形成す
ることが好ましい。その理由は、隔置位置であれば各小
滴が独立して形成でき、その形成が可視的あるいは光学
的に俣出可能であるからである。

前述した代替使用例ビ第８Ｅ図に示すがこの芙施例では
容器がα−α２である近接位置まで運動するまでは垂下
小滴乞形成する液体の押出しが行われない。ボタン８２
が押し下げられると、液体はほとんど＋Ｍちに１個の垂
下小滴２０４乞形属し、該小滴が完全に形成されるまで
点源で示すように直径が太き（なる。

代替的に、前述の実施例と異なり、隔置した平行位置か
ら等しいが反対方向の回転角度だけ双方の容器を同時に
移動させるよう移動手段馨ピストンチャンバと容器に接
続する必要がない。第９図は、他方の容器の移動量ある
いは移動する時間を必ずしも同じとせずに各容器がその
第１の平行位置から独自に移動可能である代替実施例を
示す。

前述の実施例と類似の部材には、区別するため１ａｄｙ
追加して同じ参照番号ン付している。このように、ピペ
ット１０ａは分配端ｉ４ａと、作動端（図示せず）乞含
み、ピストンチャンバ４０ａ。

４２ａ、ピストンロッドとプランジャ（図示せず）を前
の実施例と同様に構成している。しかしながら、移動手
段は、ピストンチャンバのフランジ５５ａとそれぞれ接
続するプランジャ５０４，５０６に取り伺°けられた、
それぞれ該当ピストンチャンバ専用のボタンろＯＯｌろ
０２乞含む。圧縮戻りばねろ１０が、ボタン５００，５
０２とピペットのフレーム１　’２　ａの間に取り付け
られたプランジャ６０４゜ろ０６乞囲む。ボタン６００
または３０２がそのばねの作用に対して押されると、各
容器は他方の容器に向かって矢印５２０の方向に独自に
内方に枢動する。必然性はないが、２個の容器の枢動量
はボタンろ００と５０２に概ね均等な圧力２加えろこと
により等しくなるように選定することが好ましい。プラ
ンジャ６０４と５０６乞通すためのフレーム１２ａの孔
ろ５０は枢動によろわづかな垂直方向運動を許容するに
十分太き（されて（・る。

本発明のさらに別の実施例においては、連続して多数の
小滴乞形成するため容器Ｃ１と０２へ多数の垂下水滴分
を吸引するため多小滴用ピペットを本発明に組入れるこ
とができる。そのような場合、一連の小滴に５から１０
　ｔｔｌＪの液体が確実に分配されろよう従来のラチェ
ット機構（図示せず）が追加される。

本発明の有利な効果は、混合された液体の概ね全て乞試
験エレメント上に次に分配しうるようにする形態で極め
て少量の液体が混合できることである。

本発明の関連する有利な効果は混合物が免投学的検査エ
レメント上に分配される前に分類された抗原あるいは抗
体を含有する少量の稀釈液が患者の血７にの試料と混合
しうろことである。

本発明の別の有利な効果は液体乞容器に入れろ吸引作用
に干渉することなく、混合が吸入ピペットで行いうろこ
とである。

本発明の別の有利な効果は２種類の液体を吸引し、該液
体から形成された小滴を混合し、かつ混合された小滴を
分配する機能を全て１゛つの装置において組み合せたピ
ペットが提供されろことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により構成された装置の部分的に破断し
、その中間平面に沼−って断面で示す側面図； 第２図は本発明による装置と共に使用する使い捨て容器
の分配端の拡大した部分断面図；第ろ図は判りやすくす
るため運動装置を省略し、第１図の＝ｎｔ−ｔｎに全体
的に浴った部分断面図；第４図は諸部材が第２の、分配
、混合位置まで運動した状態を示す、第１図と類似の拡
大部分側面図； 第５図は判りやすくするためにピストンロッドと調聚ノ
ブを省略した、第１図の側面図の中の別の部分ン示す拡
大部分図； 第６図は判りやす（するためピストンチャンバ（ン省い
た、第１図の線Ｖｌ　−ＶＩに全体的に酒っだ部分断面
図； 第７図は諸部材が混合のための別の位置に運動した状態
ケ示す第５図と同じ図面； 第８Ａ図から第８１）図までは本発明による装置の作動
順Ｆｆ；ン示す、使い捨て容器およびその垂下容器を示
す概略図； 第８Ｅ図は第８Ａ図−第８Ｄ図と類似であるが、本元明
による装置の代替的使用例を示す概略図；第９図は代替
芙施例を示す、第５図と類似の側面図である。 図において、 １０．１０ａ・・・・・・ピペット　ＣＩ　＋　Ｃ２・
・・・・・答　器２８・・・・・・容器のプラットフォ
ーム４０．４０ａ、４２．４２ａ・・・・・・チャンバ
５０．５２・・・・・・ピストンロンド５４・・・・・
・リングまたはシール ５５．５５ａ・・・・・・フランジ　７０・・・・・・
横部材８０・・・・・・プランジャ　８２・・・・・・
ボ　タ　ン１００・・・・・・回転ディスク　１０４，
１０６・・・・・・リ　ン　り１１６・・・・・・調整
ノブ　２０４・・・・・・垂下小滴５００．３０２・・
・・・・ボタン　５０４，３０６・・・・・・プランジ
ャ３１０・・・・・・圧縮ばね

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 比較的低粘度の液体を分配するよう構成された第１と第
   ２の分配チャンバと； 前記チャンバの外側で少量の前記液体ン混合する混合手
   段で、前記混合手段が、ａ）前記チャンバが隔置される
   第１の位置から、ｂ）前記チャンバの一万から分配され
   た液体を前記チャンバの他で、次いで、Ｃ）前記第１の
   位置まで前記分配チャンバを相対移動させる運動手段２
   含むものである混合手段と、 から成る分配装置。