KR20160052568A - 샘플링되는 부피를 조절하고 표시하기 위한 개선된 장치를 가진 샘플링 피펫 - Google Patents

Abstract

본 발명은, - 핸들을 형성하는 중공형 외측 몸체(6); - 피펫팅 제어 로드(pipetting control rod)(14); - 샘플링되는 부피를 조절하고 표시하기 위한 장치(20)를 포함하는 샘플링 피펫(1)의 상부(2)에 관한 것이며, 그 장치는 샘플링되는 부피를 조절하기 위한 것으로 제어 로드(14)가 통과하는 제1 나사 부재(22)를 포함하고, 또한 길이방향 축(3)의 둘레에 서로로부터 각도를 이루도록 이격되며 샘플링되는 부피에 관한 정보를 제공하기 위해 제1 참조부호(reference)(44)와 협력하는 제1 부피 눈금들(42)의 세트를 포함한다. 본 발명에 따르면, 제1 나사 부재(22)는 제1 부피 눈금들(42)의 세트와 제1 참조부호(reference)(44)로 이루어진 두 개의 요소들 중 하나와 함께 회전하도록 제한되고, 그 요소는 핸들을 형성하는 중공형 외측 몸체(6)와 제어 버턴(16) 사이에 축방향으로 배치된다.

Description

샘플링되는 부피를 조절하고 표시하기 위한 개선된 장치를 가진 샘플링 피펫{Sampling pipette having an improved device for adjusting and displaying a volume to be sampled}

본 발명은 샘플링 피펫, 실험실용 피펫 또는 액체 이동 피펫으로도 언급되는 피펫(pipette)의 분야에 관한 것이다. 그들은 액체를 샘플링하고 용기들 또는 그 밖의 유사한 것의 내부로 분배하기 위한 것이다.

본 발명은, 더욱 상세하게는 액체 샘플링과 분배 작업 중에 조작자가 손으로 잡도록 의도된 수동식(hand-operated) 피펫에 관한 것이며, 이 작업들은 제어 노브(control knob)에 축방향 압력을 인가함으로써 얻어지는 동일한 노브의 작동에 의해 이루어진다. 제어 노브에 인가되는 축방향 압력은 피펫의 피스톤으로 전달되며, 피스톤은 축방향으로 이동하면서 공기의 이동을 초래하여 샘플링과 분배 작업들이 이루어지게 된다. 수동식 피펫은 전동식(motor-operated) 피펫과는 차이가 있으며, 전동식 피펫은 비록 샘플링 스트로크(stroke)와 분배 스트로크(stroke)가 노브를 작동시킴으로써 제어되지만 전자 장치에 의해 구동되는 모터의 영향하에 피스톤의 운동이 수행되도록 설계된다.

수동식 피펫에 관해, 피펫되는(pipetted) 부피의 양을 맞출 수 있도록 하기 위해, 이 부피를 조절하기 위한 장치가 일반적으로 제공된다. 이 장치를 작동시킴으로써, 피스톤의 최초 위치가 이동하게 되며, 이에 따라 피스톤의 피펫팅(pipetting) 스트로크가 변경된다. 보다 상세하게는, 이 조절 장치를 작동시키면 제어 스템(control stem)을 위한 상단 정지부(top stop)를 형성하는 나사 부재(threaded member)의 이동이 발생하며, 제어 스템의 상단부는 제어 노브를 지지하고, 제어 스템의 하단부는 피스톤과 협력한다. 그래서, 샘플링되는 부피의 조절에 관해, 나사 부재와 그 상단 정지부의 축방향 이동은, 적합한 스프링들을 통해, 제어 스템, 노브 및 피스톤의 동시 축방향 이동을 초래한다.

부피를 조절하기 위한 나사 부재는 피펫을 취급할 때 조작자가 손으로 잡게 되는 핸들을 형성하는 중공형(hllow) 외측 몸체의 내부에 배치된다. 또한 중공형 외측 몸체는 제어 스템이 통과하며, 조절된 부피의 값이 표시되도록 할 수 있는 계측기(counter)를 수용한다. 이 계측기는 조절 나사 부재와 협력하는 다수의 눈금 바퀴들(graduated wheels)을 포함하며, 조절 중에 이 부재가 작동됨에 따라 그들은 회전 구동된다. 이러한 구동을 수행하기 위해, 조절 나사 부재와 계측기의 바퀴들 사이에 보통 기어식(gear-type) 연결부가 설치된다.

조절되는 부피의 값은 외측 몸체에 제공된 창문에 의해 표시되며, 이 창문은 각각의 계측기 바퀴의 눈금들 중 하나를 읽을 수 있도록 한다. 바퀴들은, 예를 들어 세 개의 바퀴들은, 일반적으로 축방향으로 적층되며 제각기 수십과 수백 단위의 숫자를 가리키는데 전념한다. 조절된 부피의 전체 값은 그 다음에 핸들을 형성하는 피펫 외측 몸체의 측면에 마련된 창문을 통해 보이는 세 개의 숫자를 축방향으로/수직으로 읽음으로써 나타낸다.

이 디자인은 수동식 피펫에 넓게 퍼져 있으며, 만족스럽다. 그러나, 피펫의 전체 크기를 감소시키기 위해 및/또는 전체 크기에 과도한 영향을 미치지 않고 다른 피펫 부품들을 맞출 수 있도록 하기 위해, 이 피펫의 상부의 디자인을 최적화할 필요가 있다.

종래 기술에 있어서, 바퀴가 마련된 계측기를 디지털 계측기로 교체하는 것은 알려져 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 해법도 신뢰성 문제에 의해 영향을 받을 수 있고, 많은 수의 부품들, 특히 센서를 요구하기 때문에 개선될 수 있다. 더욱이, 디지털 계측기는 전력 공급이 필요하다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 실행에 대하여 위에서 지적된 문제점들을 적어도 부분적으로 해결하기 위한 것이다.

그 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 대상은 샘플링 피펫(sampling pipette)의 상부(top part)로서:

- 핸들을 형성하는 중공형 외측 몸체;

- 중공형 외측 몸체의 내부에서 피펫의 길이방향 축을 따라 병진 이동 가능한(translationally movable) 피펫팅 제어 스템(pipetting control stem);

- 제어 스템의 상단부에 배치된 피펫팅 제어 노브(knob);

샘플링되는 부피를 조절하기 위한 것으로 제어 스템이 통과하는 제1 나사 부재와, 길이방향 축의 둘레에 서로로부터 각도를 이루도록 이격되며 샘플링되는 부피에 대해 알려주기 위해 제1 마크와 협력하는 제1 부피 눈금들의 세트(set)를 포함하는, 샘플링되는 부피를 조절하고 표시하기 위한 장치를 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 제1 나사 부재는 상기 제1 부피 눈금들의 세트와 상기 제1 마크로 이루어진 두 개의 요소들 중 하나와 길이방향 축을 따라 회전할 수 있게 합체되고, 이 요소는 핸들을 형성하는 중공형 외측 몸체와 상기 제어 노브 사이에 축방향으로 배치된다.

본 발명은 제1 눈금들의 세트 또는 제1 마크가 부피를 조절하기 위한 제1 나사 부재와 회전할 수 있게 합체된다는 점에서 주목할 만하다. 조절된 부피를 직접 읽을 수 있는 이 디자인은 부피를 조절하기 위한 나사 부재와 계측기의 바퀴들 사이에 기어식 연결부들이 제공되는 종래 기술의 계측기와 다르다. 이 연결부들을 제거하는 것은 상부의 전체 크기를 감소시키며 및/또는 중공형 몸체 내의 자유 부피(free volume) 내에 다른 피펫 부품들을 설치할 수 있도록 하는 데에 크게 기여한다. 이러한 이점은 제1 눈금들의 세트 및/또는 제1 마크를, 더 이상 이 몸체의 측부를 관통하여 제공되는 창문 뒤가 아니라, 핸들을 형성하는 중공형 몸체의 바깥에 설치하는 것에 의해 훨씬 더 확연하다.

이 외에도, 본 발명에 의해 제공된 이러한 디자인을 가지면, 눈금들과 마크에 의해 표시되는 부피는 바람직하게는 피펫의 위로부터, 즉 피펫의 축과 일치하는 조작자의 시선을 가지고 제어 노브는 조작자의 눈쪽을 향하도록 하여 읽을 수 있다. 또 다른 이점은 피펫을 손으로 잡고 있는 한 조절된 부피를 항상 읽을 수 있는 가능성이 있다는 것이다. 이것은 사실 피펫을 잡기 위해 선택된 손의 기능 때문에 계측기의 창문이 조작자의 손에 의해 가려질 수 있는 종래 기술의 실행과는 차이가 있다.

본 발명은 바람직하게는 아래에서 제시되는, 개별적으로 또는 조합으로 제공되는, 추가적인 특징들 중 적어도 하나를 포함한다.

상기 제1 부피 눈금들의 세트는, 바람직하게는 링 형상으로, 제1 눈금 부재(graduated member) 상에 만들어지며, 제1 눈금 부재 및/또는 상기 제1 마크는, 제1 눈금 부재의/제1 마크의 지지 부재 상에 몇몇의 각 위치들(angular positions)로, 바람직하게는 스냅핏(snap-fit)에 의해, 가역적으로(reversibly) 장착될 수 있도록 구성된다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 이 특징은 피펫 교정 방법을 상당히 쉽게 하는 것이 가능하도록 한다. 이 외에도, 이러한 교정의 목적을 위해, 각 위치들의 수는 바람직하게는 적어도 제1 눈금들의 수와 같다.

상기 제1 마크는 지표(index) 또는 창문이다.

상기 제1 나사 부재는 핸들을 형성하는 중공형 외측 몸체의 상측 개구(upper opening)를 축방향으로 통과하며 상기 제1 나사 부재의 상단부로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장된 제1 칼라(collar)와 일체로 만들어지고, 상기 제1 칼라는 제1 나사 부재와 연관된 상기 요소를 지지한다. 선택가능한 대안으로서, 칼라는 제1 조절 나사 부재에 추가될 수 있다.

샘플링되는 부피를 조절하고 표시하기 위한 상기 장치는 샘플링되는 부피를 조절하기 위한 제2 나사 부재를 더 포함하고, 상기 제2 나사 부재는 제어 스템이 통과하며, 상기 제1 나사 부재에 나사로 장착되고, 장치는 길이방향 축의 둘레에 서로로부터 각도를 이루도록 이격되며 샘플링되는 부피에 대해 알려주기 위해 제2 마크와 협력하는 제2 부피 눈금들의 세트도 포함하며, 상기 제2 나사 부재는 상기 제2 부피 눈금들의 세트와 상기 제2 마크로 이루어진 두 개의 요소들 중 하나와 길이방향 축을 따라 회전할 수 있게 합체되고, 상기 요소는 핸들을 형성하는 중공형 외측 몸체와 상기 제어 노브 사이에 축방향으로 배치된다.

부피를 조절하기 위한 몇몇의 나사 부재들을 가진 디자인들은, 양호한 정확도를 유지하면서 빠른 속도로 조절할 수 있도록 하기 때문에 바람직하다.

이 경우에, 제2 나사 부재의 피치(pitch)는 제1 나사 부재의 피치보다 작으며, 제1 및 제2 나사 부재들은, 축방향 위치의 일단으로부터 타단까지의 제2 나사 부재의 축방향 이동 거리가 제1 눈금들 중 어느 하나로부터 직접적으로 연이어진 제1 눈금까지 지나갈 때 생성되는 제1 나사 부재의 축방향 이동 거리와 같도록 설계되는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 한편으로 제1 나사 부재는 예를 들어 두 개의 직접적으로 연속되는 제1 눈금들 사이에 10㎕의 분할 값을 가지고 조악한 조절(coarse adjustment)을 가능하게 하고, 다른 한편으로 제2 나사 부재는 예를 들어 두 개의 직접적으로 연속되는 제2 눈금들 사이에 1㎕의 분할 값을 가지고 미세한 조절(fine adjustment)을 가능하게 한다.

물론, 본 발명의 범위 내에서 조절 나사 부재들의 수는 두 개보다 많을 수 있다. 두 개의 나사 부재들의 경우에, 그 해법은 특히 간단한 조절을 제공한다는 이점이 있다. 사실, 많아야 두 번의 회전, 즉 제1 나사 부재를 위한 한 번의 최대 회전과 제2 나사 부재를 위한 한 번의 최대 회전을 수행함에 의해 피펫의 작동 범위의 어떠한 부피라도 조절하는 것이 가능하게 된다. 더욱이, 거의 미세한 조절을 제공하는 몇몇의 나사 부재들을 가진 이 경우에, 조악한 조절과 관련된 눈금들의 세트는, 바람직하게는 피펫을 위에서 볼 때 외부에서 항상 볼 수 있는 두 개의 극한 값들(extreme values) 덕분에, 주어진 피펫 작동 범위에 관해 정확한 표시를 가능하게 한다. 이것은 조작자가 언제라도 그가 사용하는 피펫 모델을 확인할 수 있게 한다.

선택적인 특징들 중에, 상기 제2 부피 눈금들의 세트는, 바람직하게는 링 형상으로, 제2 눈금 부재(graduated member) 상에 만들어지며, 제2 눈금 부재 및/또는 상기 제2 마크는, 제2 눈금 부재의/제2 마크의 지지 부재 상에 몇몇의 각 위치들(angular positions)로, 바람직하게는 스냅핏(snap-fit)에 의해, 가역적으로 장착될 수 있도록 구성된다. 제1 부재에 대해 위에서 언급한 바와 마찬가지로, 이것은 교정 작업을 용이하게 할 수 있다. 그래서, 여기서 각 위치들의 수도 바람직하게는 적어도 제2 눈금들의 수와 같다.

마찬가지로, 상기 제2 마크는 지표 또는 창문이다.

바람직하게는, 제2 나사 부재는 상기 제1 나사 요소의 상측 개구를 축방향으로 통과하며 제2 나사 부재의 상단부로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장된 제2 칼라와 일체로 만들어지고, 상기 제2 칼라는 상기 제2 나사 부재와 연관된 상기 요소를 지지한다. 여기서 다시, 추가적인 칼라를 가진 해법은 본 발명의 범위 내에서 고려할 가치가 있다.

바람직하게는, 제1 칼라는 제2 칼라와 핸들을 형성하는 중공형 외측 몸체 사이에 축방향으로 배치되며, 제1 나사 부재와 연관된 상기 요소를 지지하는 상기 제1 칼라는 상기 제2 부피 눈금들의 세트와 상기 제2 마크로 이루어진 두 개의 요소들 중 다른 하나도 지지한다. 물론, 제1 나사 부재에 외부에서 나사 체결되는 제2 나사 부재를 제공함으로써, 두 개의 칼라들 사이에 반대의 위치도 가능하다.

바람직하게는, 상기 제1 부피 눈금들의 세트와 상기 제1 마크로 이루어진 두 개의 요소들 중 다른 하나는 핸들을 형성하는 상기 중공형 외측 몸체에 의해, 바람직하게는 이 몸체의 상면에 의해, 실질적으로 피펫의 길이방향 축에 대해 직각으로 지지된다.

바람직하게는, 제1 및/또는 제2 칼라들은 샘플링되는 부피를 조절하기 위한 제1/제2 나사 부재들을 회전할 수 있게 작동시키기 위한 수단을 형성한다. 이 특징은, 물론 하나의 조절 나사 부재를 가진 해법들에도 유효하며, 피펫의 디자인을 더 단순하게 할 수 있다. 사실, 눈금들 및/또는 관련된 마크들이 설치된 이 칼라들은, 따라서 두 개의 분명한 기능들, 즉 부피의 조절 기능과 조절된 부피의 표시 기능을 수행할 수 있게 한다.

더욱이, 제어 스템은 제2 나사 부재를 회전할 수 있게 작동시키기 위한 수단을 형성하며, 제2 나사 부재를 통과하는 제어 스템에 의한 제2 나사 부재의 회전 구동은 바람직하게는 형상 협력(shape cooperation)에 의해 수행된다. 따라서, 제2 나사 부재를 제어 노브를 통해 제2 칼라와 함께 및/또는 제어 스템과 함께 작동시키는 것이 가능하다. 당연하게, 이 가능성도 하나의 나사 부재를 가진 디자인들을 위해 제공된다.

바람직하게는, 제2 나사 부재는 제어 스템의 피펫팅 스트로크(pipetting stroke)를 위한 상단 정지부(top stop)를 형성한다. 여기서 다시, 하나의 조절 나사 부재를 가진 해법을 위해, 이 정지부는 하나의 나사 부재에 의해 형성될 수 있다.

본 발명의 대상은, 또한 위에서 설명된 바와 같은 상부를 포함하는 샘플링 피펫이다.

마지막으로, 본 발명의 대상은 또한 위에서 설명된 바와 같은 상부를 포함하는 샘플링 피펫을 교정하는 방법으로서:

(a) 피펫의 상부에 마련된 상기 조절 및 표시 장치를 사용하여 샘플링되는 목표 부피를 조절하는 단계;

(b) 피펫을 사용하여 액체를 샘플링하는 단계;

(c) 피펫에 의해 샘플링된 액체의 부피를 측정하는 단계; 및

(d) 측정값이 목표 부피의 값과 다를 때, 제1 및 제2 나사 부재들과 제1 및 제2 마크들 중 적어도 하나의 요소를 분해하고, 그 다음에 상기 분해된 요소(들)을 그들과 연관된 지지 부재들 상에, 하나 또는 다른 각 위치들로 재조립함으로써 상기 측정값을 표시하는 단계를 포함한다.

따라서, 이 교정 방법은 단지 한 번의 측정이 요구되므로, 교정이 매우 빠르게 수행된다. 특히, 이 교정 방법은, 몇 번의 측정이 요구되는 시행착오의 원칙(trial and error principle)에 기초한 종래에 사용되던 방법과는 차이가 있다.

본 발명의 추가적인 이점들과 특징들은 아래의 비한정적인 상세한 설명 내에 나타날 것이다.

본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 공기의 이동을 이용하는 수동식 샘플링 피펫의 부분적으로 개략적인 길이방향 단면도를 도시하며;
도 2는 도 1에 도시된 피펫 상부의 확대도를 도시하며;
도 2a와 2b는 각각 도 2의 A-A 선과 B-B 선을 따른 단면도들이며;
도 3은 도 1과 2에 도시된 피펫의 평면도를 묘사하며;
도 4 내지 6은 샘플링되는 부피의 조절 작동 중에 다른 연속적인 상태들에서의 피펫을 보여주며;
도 7은 이전의 도면들 내에 도시된 피펫을 교정하는(calibrating) 방법의 특정 단계를 개략적으로 도시한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 공기의 이동(air movement)을 이용하는 수동식 샘플링 피펫(1)이 도시된다. 다음의 설명들 전체에 걸쳐, "상(top)"과 "하(bottom)"라는 용어들은, 도 1에 도시된 경우와 같이, 피펫팅(pipetting) 자세 또는 이와 비슷한 자세로 수직으로 유지된 피펫을 고려한 것이다. 알려진 방식에 있어서, 수동식 피펫은 조작자가 손으로 잡고 엄지손가락을 사용하여 피펫을 작동시키면 이전에 미리 끌어 당겨진 액체가 분배되도록 한다.

보다 상세하게는, 길이방향 축(3)을 가진 피펫(1)은 핸들(handle)(6)을 형성하는 중공형 외측 몸체를 갖춘 상부(top part)(2)를 포함한다. 몸체(6)는, 피펫의 거의 모든 구성요소들로서, 축(3)을 중심으로 한 회전체(revolution)의 일반적인 형태를 가진다. 상부에 있어서, 몸체(6)는 피펫팅(pipetting) 중에 조작자의 손이 위치하게 되는 림(rim)(8)을 포함한다.

몸체(6)는 그 하단(lower end)에서 팁(tip)(10)에 의해 끝나는 피펫 하부(bottom part)(7)에 연결되며, 팁(10)은 여기에 끼워진 샘플링 콘(cone)(12)을 갖추고 있다. 전형적으로, 콘을 방출하기 위한 시스템(미도시)도 피펫에 제공된다.

상부(2)와 하부(7) 사이의 연결은 바람직하게는 나사에 의해 이루어진다.

상부(2)는 또한 그 상단부에 조작자의 엄지손가락의 압력을 받도록 의도된 제어 노브(control knob)(16)를 지지하는 피펫팅 제어 스템(control stem)(14)을 포함한다. 스템(14)은 몸체(6)의 내부에서 축(3)을 따라 병진 이동이 가능하다(translationally movable). 더욱이, 하부에서, 스템(14)은 하부에 마련된 흡입실(suction chamber)(19) 내로 피스톤(18)이 이동하는 것을 제어한다. 그래서, 서로 고정됨으로써 및/또는 탄성 복귀 수단(elastic return means)과 정지부들(stops)의 영향하에, 조작자에 의해 노브(14)에 압력이 가해질 때와 압력이 해제될 때 노브(16), 스템(14) 및 피스톤(18)은 동시에 축(3)을 따라 이동한다. 도시된 바와 같이, 스템(14)과 피스톤(18)은 일체로 만들어질 수 있으며, 또는 별개로 만들어진 다음에 서로 합해질 수 있다.

상부(2)는 또한 본 발명의 특징인 샘플링되는 부피를 조절하고 표시하기 위한 장치(20)를 포함하며, 이는 도 2 내지 3을 참조하며 보다 상세하게 설명된다.

장치(20)는 샘플링되는 부피를 조절하기 위한 제1 나사 부재(22)를 포함하며, 이는 조절 나사로도 언급된다. 이 부재(22)는 속이 비어 있으며 스템(14)이 통과한다. 제1 나사 부재는 몸체(6)의 내면에 마련된 상응하는 나사와 결합하는 외측 나사(24)를 가진다. 제1 나사 부재는 샘플링되는 부피가 조악하게(coarsely) 조절되도록 할 수 있는 부재이며, 따라서 높은 피치(high pitch)(P1)를 가진다.

부재(22)는 몸체(6)의 내부에서 몸체의 상측 개구(upper opening)(27)를 축방향으로 통과할 때까지 위쪽으로 연장된다. 따라서, 그것은 핸들(6)을 넘어서 위쪽으로 연장되며, 그 상단부는 반경방향 바깥쪽으로 연장된 제1 칼라(collar)(26)와 합체된다. 칼라(26)는 바람직하게는 나사 부재(22)와 일체로 만들어진다. 제1 칼라는 몸체(6)의 림(8)과 실질적으로 평행하게 배치됨으로써 림(8)의 부분을 덮는다. 후술하는 바와 같이, 칼라(26)는 몇몇의 기능들을 가지며, 이 기능들 중 하나는 나사 부재(22)를 작동시키는 것이고, 나사 부재(22)와 함께 칼라(26)도 물론 축(3)을 따라 일체로 회전할 수 있다.

더욱이, 장치(20)는 샘플링되는 부피를 조절하기 위한 제2 나사 부재(32)를 포함하며, 이는 조절 나사로도 언급된다. 이 부재(32)는 속이 비어 있으며 스템(14)이 통과한다. 제2 나사 부재는 제1 나사 부재(22)의 내면에 마련된 상응하는 나사와 결합하는 외측 나사(34)를 가진다. 제2 나사 부재는 샘플링되는 부피가 미세하게(finely) 조절되도록 할 수 있는 부재이며, 피치(P1)보다 작은 낮은 피치(low pitch)(P2)를 가진다.

부재(32)는 몸체(6)의 내부 및 제1 나사 부재(22)의 내부에서 제1 나사 부재의 상측 개구(upper opening)(35)를 축방향으로 통과할 때까지 위쪽으로 연장된다. 따라서, 부재(32)는 핸들(6)과 제1 칼라(26)를 넘어서 위쪽으로 연장되며, 그 상단부는 반경방향 바깥쪽으로 연장된 제2 칼라(collar)(36)와 합체된다. 칼라(36)는 바람직하게는 나사 부재(32)와 일체로 만들어진다. 제2 칼라는 칼라(26)와 실질적으로 평행하게 배치됨으로써 칼라(26)의 부분을 덮으며, 제1 칼라(26)의 반경방향 크기는 제2 칼라(36)의 반경방향 크기보다 크다. 여기에서도, 후술하는 바와 같이, 칼라(36)는 몇몇의 기능들을 가지며, 이 기능들 중 하나는 제2 나사 부재(32)를 작동시키는 것이며, 제2 나사 부재(32)와 함께 칼라(36)도 물론 축(3)을 따라 일체로 회전할 수 있다.

따라서 두 개의 칼라(26, 36)는 동심이며, 스템(14)의 둘레에 배치되고, 축방향으로 핸들(6)의 상부 림(8)과 피펫팅 제어 노브(16) 사이에 위치한다.

림(8)은 눈금 부재(graduated member)를 형성하는 링(40)이 가역적으로(reversibly) 삽입되는 홈(groove)(39)을 가진다. 이 링(40)에, 축(3)을 따라 서로로부터 각도를 이루도록 이격된(angularly spaced) 제1 부피 눈금들(graduations)(42)의 세트(set)가 마련된다. 제1 눈금들(42)은 서로 간에 예를 들어 10㎕의 값의 각도 분할(angular division)을 규정한다. 도시된 예에서, 축(3)을 중심으로 한 원의 둘레에 표시된 눈금들(42)은 최소 샘플링 값인 20㎕로부터 최대 샘플링 값인 200㎕까지 거의 360°로 분포된다.

이 외에도, 제1 칼라(26)는 제1 눈금들(42)과 협력하는 지표(index)(44)로 이루어진 마크(mark)를 가진다. 그래서, 길이 방향을 따라 피펫을 중첩시키면, 지표(44)는 제1 나사 부재에 의해 확보된 조절을 표시하는 눈금들(42) 중 하나를 가리킨다.

유사하게, 제1 칼라(26)는 눈금 부재를 형성하는 링(50)이 가역적으로(reversibly) 삽입되는 홈(49)을 가진다. 이 링(50)에, 축(3)을 따라 서로로부터 각도를 이루도록 이격된(angularly spaced) 제2 부피 눈금들(graduations)(52)의 세트(set)가 마련된다. 제2 눈금들(52)은 서로 간에 예를 들어 1㎕의 값의 각도 분할(angular division)을 규정한다. 도시된 예에서, 축(3)을 중심으로 한 원의 둘레에 표시된 눈금들(52)은 0으로부터 9㎕까지 거의 360°로 분포된다. 부피를 거의 0.5㎕까지 조절/표시할 수 있도록, 제2 눈금들(52) 사이에 중간 눈금들(52')이 위치하는 것도 가능하다.

제2 칼라(36)는 제2 눈금들(42) 및 중간 눈금들(52')과 협력하는 지표(index)(54)로 이루어진 마크(mark)를 가진다. 그래서, 길이방향을 따라 피펫을 중첩하면, 지표(54)는 제2 나사 부재에 의해 확보된 조절을 표시하는 눈금들(52, 52') 중 하나를 가리킨다.

위에서 설명된 내용을 고려하면, 미세 조절 부재(32)에 의해 제공되는 전체 부피 변화는 조악한 조절 부재(22)의 두 개의 제1 눈금들(42) 사이의 분할 값(division value)과 상응하며, 이는 조절 정확도를 매우 높일 수 있게 한다. 다시 말해서, 제1 및 제2 나사 부재들(22, 32)은, 축방향 위치의 일단으로부터 타단까지의 제2 나사 부재(32)의 축방향 이동 거리가 제1 눈금(42)으로부터 다음 눈금까지 지나가는 제1 나사 부재(22)의 축방향 이동 거리와 같도록 설계된다.

눈금이 새겨진 링들(graduated rings)(40, 50)은, 대응되는 홈들(39, 49) 내에 삽입되었을 때, 홈을 형성하는 부품과 회전할 수 있게 합체되며, 같은 방식으로, 지표들(44, 54)도 슬라이더(slider)처럼 각각 칼라들(26, 36)과 회전할 수 있게 합체된다. 그럼에도 불구하고, 눈금이 새겨진 링들(40, 50)은 그 홈들에 가역적으로 장착되며, 즉 그들은 손상을 받지 않고 분리될 수 있으며, 그 다음에 다른 각 위치들(angular positions)로 재조립될 수 있다. 이는, 뒤에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 피펫을 교정하기 위한 방법이 용이하게 되도록 한다. 눈금이 새겨진 링들(40, 50)을 그들 각각의 홈들에 조립하는 작업은, 바람직하게는 스냅핏(snap-fit) 또는 공구가 요구되지 않거나 매우 전형적인 공구가 요구되는 다른 유사한 기술에 의해 수행된다.

눈금이 새겨진 링들(40, 50) 각각이 그들의 지지 부재(8, 26)와 함께 축(3)을 따라 회전하는 것을 보장하기 위해, 링의 주연부(periphery) 및 관련된 홈의 외측면에 홈과 돌기 유형의 상보적인 기하학적 구조가 제공된다는 것을 주목하여야 한다.

또한, 피펫 상부(2)는 스템(14)과 피스톤을 상단 위치로 복귀시키는 스프링(60)을 포함한다. 이 스프링(60)은, 스템(14)을 둘러싸고 있으며, 예를 들어 핸들(6)의 하단부에 지지되는 하단부와, 스템에 마련된 어깨부(shoulder)(62)에 지지되는 상단부를 가진다. 스프링(60)의 압력을 받는 어깨부(62)는, 제2 나사 부재(32)의 상단부에 마련된 피펫팅 스트로크 상단 정지부(64)에 밀착된다. 게다가, 어깨부(62)의 주연부는 부피를 조절하기 위한 제2 나사 부재(32)의 내면과 상보적인 형상을 가지며, 그래서 제2 나사 부재는 노브(16)에 의해 스템(14)을 거쳐 회전 구동될 수 있다. 도 2b는 예시적인 구현예를 도시하며, 여기에서 상보적인 형상은 다각형의 기하학적 구조를 가진다.

그래서, 노브(16)에 의해 스템(14)이 축(3)을 따라 회전하면 나사 부재(32)도 같은 크기로 회전하기 때문에, 스템(14)은 부피를 조절하기 위한 제2 나사 부재(32)를 회전할 수 있게 작동시키기 위한 수단을 형성한다.

샘플링되는 부피를 조절하기 위해, 조작자는 두 개의 나사 부재들(22, 32)을 작동시킬 수 있다. 제1 나사 부재(22)는 제1 칼라(26)에 의해 작동될 수 있으며, 제1 칼라가 축(3)을 따라 회전하면 제1 나사 부재(22)도 동일한 크기로 회전하게 된다. 조작자는 조절을 시작할 때 조악한 조절과 관련이 있는 제1 부재(22)를 우선적으로 작동시킬 수 있다. 따라서, 이 작동은, 중공형 몸체(6)의 밖에서 지표(44)가 원하는 제1 눈금(42)을 가리킬 때까지 칼라(26)를 회전시킴으로써 수행된다. 이는 부피가 가장 가까운 10㎕로 조절될 수 있도록 한다.

미세한 조절을 이해, 조작자는 그 다음에 제2 나사 부재(32)를 작동시킬 수 있다. 제2 나사 부재는 제2 칼라(36) 또는 제어 스템(14)에 의해 작동될 수 있다. 두 경우에, 축(3)을 따른 회전은 제2 나사 부재(32)의 동일한 크기의 회전을 초래한다. 이 작동도, 중공형 몸체(6)의 밖에서 지표(54)가 원하는 제2 눈금(52) 또는 중간 눈금(52')을 가리킬 때까지 칼라(36) 또는 스템(14)을 회전시킴으로써 수행된다. 이것은 부피가 가장 가까운 0.5㎕로 조절될 수 있도록 한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 노치들(notches) 또는 유사한 것을 가진 연결부가 몸체(6), 부재(22) 및 부재(32) 사이에 제공될 수 있으며, 그래서 두 개의 부재들 모두 각각 원하는 조절 위치 내에 회전할 수 있게 유지될 수 있다. 그래서, 하나의 눈금으로부터 다른 눈금으로 지나가기 위해서는, 조작자에 의해 발생된 칼라들(26, 36)을 회전시키는 압력은 노치들과 홈들의 결합에 기인한 유지 압력(holding strain)을 극복하여야 한다. 이 유지 압력은 바람직하게는 작지만, 피펫을 취급할 때 부피가 우연히 변하지 않을 정도로 충분히 높다. 따라서, 이러한 방식은 홈 내에 있는 눈금이 새겨진 링들(40, 50) 중 하나와는 다르며, 그 이유는 후자의 경우에 단지 홈들로부터 링들을 제거하고, 그들을 다른 각 위치에 다시 설치함으로써만 상대적인 회전을 얻을 수 있기 때문이다.

이러한 홈들과 노치들을 가진 독창적인 설계는, 피펫을 취급할 때 부피가 우연히 변하는 것을 방지하기 위해 일반적으로 맞물림 수단과 결부된 제어 수단을 가진 종래 기술의 시스템을 대체한다. 이는 전체 크기와 무게의 면에서 유익하다.

위에서 언급한 바와 같이, 나사 부재들(22, 32)이 회전하면 그들은 축(3)을 따라 이동하게 되고, 이에 따라 피펫팅 스트로크 상단 정지부(64)도 이동하게 된다. 스프링(60)의 영향하에서, 노브(16), 스템(14) 및 피스톤을 포함하는 세트는 동일한 수직 거리로 이동하며, 이는 직접적으로 피펫팅 스트로크에 영향을 준다. 이 점에 있어서, 피펫팅 스트로크 하단 정지부는 중공형 몸체(6)의 하부에 수용되며, 축(3)을 따라 슬라이딩 이동하는 부품(66)에 의해 수행된다. 스프링(60)의 탄성률(rate)보다 큰 탄성률을 가진 스프링(68)이 부품(66)과 중공형 몸체(6)의 하부 사이에 개재된다. 이것은 배수 스프링(draining spring)이며, 피스톤이 본 기술분야의 기술자로부터 알려진 전형적인 방법으로 배수 스트로크를 수행할 수 있도록 한다.

이 디자인을 가지면, 눈금들과 상응하는 지표들에 의해 표시되는 부피를 피펫의 위로부터, 즉 축(3)과 일치하는 조작자의 시선을 가지고 노브(16)는 조작자의 눈쪽을 향하도록 하여 읽을 수 있다. 보다 상세하게는, 눈금들과 그들의 지표들 사이에 전체 부피를 읽을 수 있도록 하는 반경방향의 관련성(radial correspondence)이 있으며, 전체 부피는 제1 지표(44)가 가리키는 부피와 제2 지표(54)가 가리키는 부피를 합산함으로써 결정된다.

제1 칼라(26)에 의한 최대 360°의 회전과 제2 칼라(36)에 의한 최대 360°의 회전에 의해 어떠한 부피라도 매우 빠르게 조절될 수 있다는 사실 외에, 선택된 디자인의 이점은 피펫을 손으로 잡고 있는 한 조절된 부피를 항상 읽을 수 있다는 것이다. 사실, 조작자의 손은 핸들(6)의 림(8) 아래에 위치하지만, 눈금이 새겨진 링들(40, 50)과 지표들(44, 54)은 몸체(6)에 대해 바깥쪽에, 몸체와 제어 노브(16) 사이에 축방향으로 배치된다. 피펫의 위로부터 항상 보이는 제1 및 제2 눈금들에 의하여, 조작자는 언제라도 피펫 작동 범위를 읽을 수 있다.

도 4 내지 6은 위에서 설명된 피펫에 관해 부피를 조절하는 다른 단계들을 보여준다. 여기서, 원하는 부피는 158㎕이다.

먼저, 축방향으로 핸들 림(8)과 제2 칼라(36) 사이에 배치된 칼라(26)를 작동시켜, 도 4에 도시된 바와 같이 20㎕를 가리키는 제1 눈금(42)의 지표(44)를 도 5에 도시된 바와 같이 150㎕를 가리키는 제1 눈금(42)으로 가져 온다. 이 회전에 의해 나사 부재(22)는 축방향으로 이동하게 되고 피펫팅 스트로크 상단 정지부(64)도 위쪽으로 이동하게 된다. 그 다음에, 제2 눈금이 새겨진 링(5)과 제1 지표(44)가 결합된 제1 칼라(26)는 고정된 상태로 유지되지만, 제2 칼라(36)를 회전할 수 있게 작동시켜, 도 5에 도시된 바와 같이 0㎕를 가리키는 제2 눈금(52)의 지표(54)를 도 6에 도시된 바와 같이 8㎕를 가리키는 제2 눈금(52)으로 가져 온다. 이 회전은 나사 부재(32)의 새로운 축방향 이동을 초래하며, 따라서 피펫팅 스트로크 상단 정지부(64)의 위쪽으로의 새로운 이동을 발생시킨다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피펫(10을 교정하는 방법의 단계들 중 하나를 도시한다.

먼저, 이 방법을 시행하기 위해, 조절 및 표시 장치(20)를 사용하여 샘플링되는 목표 부피의 조절이 수행된다.

이어서, 조절된 피펫(1)을 사용하여 액체를 샘플링 한 다음에, 이 부피를 분배한 후, 전형적인 기술로 그 부피를 측정한다.

샘플링된 부피의 측정값이 부피의 목표값과 다를 때, 그 방법은 단순히, 도 7에 도시된 바와 같이, 처음에 홈들(39, 49) 내에 스냅핏된 하나 또는 두 개의 눈금이 새겨진 링들(40, 50)을 분해한 다음에, 이어서 상응하는 지표들에 의해 측정값이 표시되도록 이 링들(40, 50)을 이 홈들 내에 다른 각 위치들(angular positions)로 재조립하는 것이다. 정확한 교정이 가능하도록 하기 위해, 각각의 링(40, 50)을 위해, 링을 홈에 장착하기 위한 가능한 각 위치들의 수는 적어도 링에 표시된 눈금들의 수와 같게 제공되는 것이 바람직하다.

이러한 교정은 빠르고 쉽게 실시할 수 있으며, 조작자 자신에 의해 시행될 수 있다.

물론, 본 기술분야의 기술자들에 의해, 단지 비한정적인 예들로서 설명된 본 발명에 다양한 변형들을 가져올 수 있다.

Claims (18)

1. 샘플링 피펫(sampling pipette)(1)의 상부(top part)(2)로서,
   - 핸들을 형성하는 중공형 외측 몸체(6);
   - 상기 중공형 외측 몸체의 내부에서 상기 피펫의 길이방향 축(3)을 따라 병진 이동 가능한(translationally movable) 피펫팅 제어 스템(pipetting control stem)(14);
   - 상기 제어 스템의 상단부에 배치된 피펫팅 제어 노브(knob)(16);
   - 샘플링되는 부피를 조절하기 위한 것으로 상기 제어 스템(14)이 통과하는 제1 나사 부재(22)와, 길이방향 축(3)의 둘레에 서로로부터 각도를 이루도록 이격되며 샘플링되는 부피에 대해 알려주기 위해 제1 마크(44)와 협력하는 제1 부피 눈금들(42)의 세트(set)를 포함하는, 샘플링되는 부피를 조절하고 표시하기 위한 장치(20)를 포함하며,
   상기 제1 나사 부재(22)는 상기 제1 부피 눈금들(42)의 세트와 상기 제1 마크(44)로 이루어진 두 개의 요소들 중 하나와 길이방향 축을 따라 회전할 수 있게 합체되고, 상기 요소는 핸들을 형성하는 상기 중공형 외측 몸체(6)와 상기 제어 노브(16) 사이에 축방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 샘플링 피펫의 상부.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 부피 눈금들(42)의 세트는, 바람직하게는 링 형상으로, 제1 눈금 부재(graduated member)(40) 상에 만들어지며, 상기 제1 눈금 부재 및/또는 상기 제1 마크는, 상기 제1 눈금 부재의/상기 제1 마크의 지지 부재(8) 상에 몇몇의 각 위치들(angular positions)로, 바람직하게는 스냅핏(snap-fit)에 의해, 가역적으로 장착될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 피펫 상부.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 각 위치들의 수는 적어도 상기 제1 눈금들(42)의 수와 같은 것을 특징으로 하는 피펫 상부.
4. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 마크(44)는 지표(index) 또는 창문(window)인 것을 특징으로 하는 피펫 상부.
5. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 나사 부재(22)는 핸들을 형성하는 상기 중공형 외측 몸체(6)의 상측 개구(upper opening)(27)를 축방향으로 통과하고 상기 제1 나사 부재(22)의 상단부로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장된 제1 칼라(collar)(26)와 일체로 만들어지고, 상기 제1 칼라(26)는 상기 제1 나사 부재(22)와 연관된 상기 요소(44)를 지지하는 것을 특징으로 하는 피펫 상부.
6. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   샘플링되는 부피를 조절하고 표시하기 위한 상기 장치(20)는 샘플링되는 부피를 조절하기 위한 제2 나사 부재(32)를 더 포함하고, 상기 제2 나사 부재는 상기 제어 스템(14)이 통과하며 상기 제1 나사 부재(22) 상에 나사로 장착되고, 상기 장치(20)는 길이방향 축(3)의 둘레에 서로로부터 각도를 이루도록 이격되며 샘플링되는 부피에 대해 알려주기 위해 제2 마크(54)와 협력하는 제2 부피 눈금들(52)의 세트도 포함하며, 상기 제2 나사 부재(32)는 상기 제2 부피 눈금들(52)의 세트와 상기 제2 마크(54)로 이루어진 두 개의 요소들 중 하나와 길이방향 축을 따라 회전할 수 있게 합체되고, 상기 요소는 핸들을 형성하는 상기 중공형 외측 몸체(6)와 상기 제어 노브(16) 사이에 축방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 피펫 상부.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 제2 나사 부재(32)의 피치(pitch)(P2)는 상기 제1 나사 부재(22)의 피치(P1)보다 작으며, 축방향 위치의 일단으로부터 타단까지의 상기 제2 나사 부재(32)의 축방향 이동 거리가 상기 제1 눈금들(42) 중 어느 하나로부터 직접적으로 연이어진 제1 눈금까지 지나갈 때 생성되는 상기 제1 나사 부재(22)의 축방향 이동 거리와 같도록 상기 제1 및 제2 나사 부재들(22, 32)이 설계되는 것을 특징으로 하는 피펫 상부.
8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
   상기 제2 부피 눈금들(52)의 세트는, 바람직하게는 링 형상으로, 제2 눈금 부재(graduated member)(50) 상에 만들어지며, 상기 제2 눈금 부재 및/또는 상기 제2 마크는, 상기 제2 눈금 부재의/상기 제2 마크의 지지 부재(26) 상에 몇몇의 각 위치들(angular positions)로, 바람직하게는 스냅핏(snap-fit)에 의해, 가역적으로 장착될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 피펫 상부.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 각 위치들의 수는 적어도 상기 제2 눈금들의 수와 같은 것을 특징으로 하는 피펫 상부.
10. 제 6항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 마크(54)는 지표(index) 또는 창문(window)인 것을 특징으로 하는 피펫 상부.
11. 제 6항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 나사 부재(32)는 상기 제1 나사 부재(22)의 상측 개구(35)를 축방향으로 통과하고 상기 제2 나사 부재(32)의 상단부로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장된 제2 칼라(collar)(36)와 일체로 만들어지고, 상기 제2 칼라(36)는 상기 제2 나사 부재와 연관된 상기 요소(54)를 지지하는 것을 특징으로 하는 피펫 상부.
12. 제 5항과 결합된 제 11항에 있어서,
    상기 제1 칼라(26)는 상기 제2 칼라(36)와 핸들을 형성하는 상기 중공형 외측 몸체(6) 사이에 축방향으로 배치되며, 상기 제1 나사 부재와 연관된 상기 요소(44)를 지지하는 상기 제1 칼라(26)는, 상기 제2 부피 눈금들(52)의 세트와 상기 제2 마크(54)로 이루어진 두 개의 요소들 중 다른 하나(52)도 지지하는 것을 특징으로 하는 피펫 상부.
13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1 부피 눈금들(42)의 세트와 상기 제1 마크(44)로 이루어진 두 개의 요소들 중 다른 하나(42)는 핸들을 형성하는 상기 중공형 외측 몸체(6)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 피펫 상부.
14. 제 11항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및/또는 제2 칼라들(26, 36)은 샘플링되는 부피를 조절하기 위한 상기 제1 및 제2 나사 부재들(22, 32)을 회전할 수 있게 작동시키기 위한 수단을 형성하는 것을 특징으로 하는 피펫 상부.
15. 제 6항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 스템(14)은 상기 제2 나사 부재(32)를 회전할 수 있게 작동시키기 위한 수단을 형성하며, 그것을 통과하는 상기 제어 스템(14)에 의한 상기 제2 나사 부재의 회전 구동은 바람직하게는 형상 협력(shape cooperation)에 의해 만들어지는 것을 특징으로 하는 피펫 상부.
16. 제 6항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 나사 부재(32)는 상기 제어 스템(14)의 피펫팅 스트로크(pipetting stroke)를 위한 상단 정지부(top stop)(64)를 형성하는 것을 특징으로 하는 피펫 상부.
17. 전기한 항들 중 어느 한 항에 따른 상부(2)를 포함하는 샘플링 피펫(1).
18. 제 2항과 결합된, 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 따른 상부(2)를 포함하는 샘플링 피펫(1)을 교정하는 방법으로서,
    (a) 상기 피펫의 상부에 마련된 상기 조절 및 표시 장치(20)를 사용하여 샘플링되는 목표 부피를 조절하는 단계;
    (b) 상기 피펫을 사용하여 액체를 샘플링하는 단계;
    (c) 상기 피펫에 의해 샘플링된 액체의 부피를 측정하는 단계; 및
    (d) 측정값이 목표 부피의 값과 다를 때, 상기 제1 및 제2 나사 부재들(40, 50)과 상기 제1 및 제2 마크들(44, 54) 중 적어도 하나의 요소를 분해하고, 그 다음에 상기 분해된 요소(들)을 그들과 연관된 지지 부재들 상에 하나 또는 다른 각 위치들로 재조립함으로써 상기 측정값을 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플링 피펫을 교정하는 방법.

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