KR20160079877A - 모세관-피스톤 조립체의 피스톤의 파지가 용이하도록 설계된 정-변위 피펫팅 시스템 - Google Patents

모세관-피스톤 조립체의 피스톤의 파지가 용이하도록 설계된 정-변위 피펫팅 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20160079877A
KR20160079877A KR1020167015009A KR20167015009A KR20160079877A KR 20160079877 A KR20160079877 A KR 20160079877A KR 1020167015009 A KR1020167015009 A KR 1020167015009A KR 20167015009 A KR20167015009 A KR 20167015009A KR 20160079877 A KR20160079877 A KR 20160079877A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
legs
piston
capillary
gripping device
gripping
Prior art date
Application number
KR1020167015009A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102270027B1 (ko
Inventor
클로드 보웨
스테판 기샤르동
Original Assignee
길슨 에스에이에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 길슨 에스에이에스 filed Critical 길슨 에스에이에스
Publication of KR20160079877A publication Critical patent/KR20160079877A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102270027B1 publication Critical patent/KR102270027B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02Burettes; Pipettes
    • B01L3/021Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids
    • B01L3/0217Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids of the plunger pump type
    • B01L3/022Capillary pipettes, i.e. having very small bore
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02Burettes; Pipettes
    • B01L3/0275Interchangeable or disposable dispensing tips
    • B01L3/0279Interchangeable or disposable dispensing tips co-operating with positive ejection means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02Burettes; Pipettes
    • B01L3/0286Ergonomic aspects, e.g. form or arrangement of controls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/08Ergonomic or safety aspects of handling devices
    • B01L2200/087Ergonomic aspects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/14Process control and prevention of errors
    • B01L2200/141Preventing contamination, tampering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0832Geometry, shape and general structure cylindrical, tube shaped
    • B01L2300/0838Capillaries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0478Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure pistons

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

본 발명에 의하여 제공되는 피펫팅 시스템(100)은 정-변위 샘플링 피펫(positive displacement sampling pipette; 1) 및 모세관-피스톤 조립체(84)를 포함하는 것으로서, 상기 모세관-피스톤 조립체(84)의 피스톤(82)의 상단부는 상기 피펫에 구비된 파지 장치(gripping device; 20)에 의하여 유지되며, 상기 파지 장치(20)는 복수의 파지용 집게 다리들(tongs; 26)을 포함한다. 본 발명에 의한 상기 피펫팅 시스템은, 상기 모세관(80)이 피펫 말단부(6)에 장착되고 파지 장치(20)가 상기 피스톤(82)의 위로 이격되어 있는 때에, 상기 집게 다리들(26)이 개방 구성형태(open configuration)에 있는 채로 상기 파지 장치가 하방향으로 미리 정해진 위치까지 변위될 수 있으며, 상기 미리 정해진 위치에서는 상기 피스톤(82)의 상단부 주위에 배치된 집게 다리들이 피스톤(82)의 상단부를 잡아 유지하는 폐쇄 구성형태(closed configuration)로 자동적으로 전환되도록 구성된다.

Description

모세관-피스톤 조립체의 피스톤의 파지가 용이하도록 설계된 정-변위 피펫팅 시스템{POSITIVE DISPLACEMENT PIPETTING SYSTEM, HAVING A DESIGN FACILITATING THE GRIPPING OF THE PISTON OF THE CAPILLARY-PISTON ASSEMBLY}
본 발명은 정-변위 샘플링 피펫을 포함하는 피펫팅 시스템, 및 피펫의 말단부에 장착도는 모세관을 구비한 모세관-피스톤 조립체에 관한 것이다.
정-변위 피펫은 모세관-피스톤 유형의 소모품(consumable)들과 협력하도록 의도된 것으로서, 그것의 피스톤은 채취(샘플링)될 샘플과 직접적으로 접촉한 후 이탈 또는 재사용된다. 정-변위 피펫은, 피스톤이 피펫과 일체를 이루는 종래의 공기-변위 피펫(air displacement pipet)과 상이한 설계 구조를 갖는다.
정-변위 피펫은 통상적으로 점성, 휘발성, 및/또는 오염성 액체를 채취하기 위하여 사용된다. 정-변위 피펫과 "모세관-피스톤" 유형의 소모품이 함께 사용됨으로써 피펫이 오염됨을 방지할 수 있다.
이와 같은 피펫은 예를 들어 FR 2 446 672 및 FR 2 980 123 에 개시되어 있다.
FR 2 446 672 에 개시된 유형의 종래의 정-변위 피펫에는 피스톤의 상단부의 파지 장치의 변위를 조작하는 하단부를 구비한 제어 줄기부가 제공되어 있으며, 상기 파지 장치는 피펫과 협력하도록 의도된 모세관-피스톤 조립체의 일부를 이룬다. 상기 파지 장치는 "집게 다리들(tongs)"이라고 호칭되기도 한다.
피펫은 피펫의 상단부에 배치된 제어 노브(control knob)를 거쳐서, 제어 줄기부에 두 번의 연속적인 하방향 스트로크(stroke)를 가할 수 있도록 설계된다. 상기 제어 줄기부의 제1 스트로크는 채취된 샘플을 토출(dispense)하기 위한 스트로크에 해당된다. 이것은, 바람직하게는 압축 스프링인 제1 스프링의 복원력에 반하여 수행된다. 제어 줄기부의 제2 스트로크는 피스톤 파지용 집게 다리들의 돌출(presentation) 및 개방에 해당된다. 이것은 바람직하게는 압축 스프링인 제2 스프링의 복원력에 반하여 수행되는데, 상기 제2 스프링은 제1 스프링과 같은 방향을 따라서 배치되되 현저히 더 큰 강성(stiffness)을 갖는다.
보다 구체적으로, 상기 제2 스트로크로 인하여 외피 사이에 개재된 집게 다리들이 인출된다. 일단 집게 다리들이 외피로부터 풀려난 이후에는, 상기 피펫에 대한 소모품의 설치시에 집게 다리가 피스톤의 상단부를 쉽게 통과할 수 있으며, 이와 동시에 피펫의 말단부에 모세관이 장착된다.
상기 제2 스프링의 복원력 영향 하에서 상기 제어 줄기부를 상승시키는 제1 단계에서는, 상기 집게 다리들이 외피로부터 인출되고, 상기 피스톤의 상단부가 조여지는 위치에서 집게 다리들에 의해 유지된다. 상대적으로 낮은 강성을 갖는 제1 스프링의 복원력 영향 하에서 상기 제어 줄기부를 상승시키는 제2 단계에서는, 상기 피스톤을 개재(sandwich)시키는 집게 다리들뿐만 아니라 상기 줄기부도 피펫 몸체에 대해 상부 위치까지 변위된다.
한편 상기 제2 스트로크는 작업자의 엄지손가락만을 이용하여 제2 스프링의 복원력에 역행함으로써 수행되는데, 이는 상기 제1 스프링의 복원력과 대비되도록 하기 위하여 실질적으로 필요한 것으로서, 이로 인하여 피펫팅 스트로크에 해당되는 제1 스트로크의 끝에서 작업자에게 민감한 신호를 전달하는 기능을 수행할 수 있게 된다.
이와 같은 사항을 개선하기 위하여, FR 2 980 123에 개시된 것과 같은 피펫이 제공되었다. 여기에서 제공되는 설계안에서는, 이탈 기능이 피펫팅 기능과 분리된다. 집게 다리들 사이로 피스톤의 상단부를 도입시킴은 큰 강성을 갖는 제2 스프링의 복원력에 반하지 않고서 수행될 수 있다. 모세관의 장착이 완료된 때에에 집게 다리들 사이로의 피스톤의 도입이 개시되며, 이것은 본질적으로 상기 집게 다리들 주위에 있는 탄성 복원 수단의 강성으로 인해서 작업자의 노력이 적게 필요한 작용 덕분에 제어 줄기부의 간편한 변위에 의해 수행된다. 그러나 이와 같은 탄성 수단은 피펫팅 작업 동안에 피스톤을 유지하는 기능을 제공하기 위하여 현저한 강성을 가져야 한다. 또한 이와 같은 방안에 의할 경우에는 피스톤의 그와 같은 유지(holding)를 가능하게 하기 위해 충분히 현저한 강성과, 반복적인 피펫팅 작업을 수행하는 작업자를 위해서 문제를 발생시키지 않도록 충분히 작은 강성 사이에 적절한 타협점을 찾기가 어렵다.
결과적으로, 집게 다리들 사이에 피스톤의 상단부를 도입시키는 상기 단계를 위하여, 피펫을 인체공학적으로 더 향상시킬 필요가 있다.
본 발명은 전술된 종래 기술의 단점을 적어도 부분적으로 해결함을 목적으로 한다.
상기 목적을 위하여 본 발명에 의항 제공되는 피펫팅 시스템은 정-변위 샘플링 피펫(positive displacement sampling pipette) 및 모세관-피스톤 조립체를 포함하며, 상기 모세관-피스톤 조립체의 모세관은 상기 피펫의 말단부(tip)에 장착되도록 의도된 것이고, 상기 모세관-피스톤 조립체의 피스톤의 상단부는 피펫팅 작업(pipetting operations) 동안에 상기 피펫에 구비된 파지 장치(gripping device; 20)에 의하여 유지되도록 의도된 것이며, 상기 파지 장치는 복수의 파지용 집게 다리들(tongs)을 포함한다.
본 발명의 상기 피펫팅 시스템은, 상기 모세관-피스톤 조립체의 모세관이 피펫 말단부에 장착되고 파지 장치가 상기 피스톤의 위로 이격되어 있는 때에, 상기 집게 다리들이 개방 구성형태(open configuration)에 있는 채로 상기 파지 장치가 하방향으로 미리 정해진 위치까지 변위될 수 있으며, 상기 미리 정해진 위치에서는 상기 피스톤의 상단부 주위에 배치된 집게 다리들이 피스톤의 상단부를 잡아 유지하는 폐쇄 구성형태(closed configuration)로 자동적으로 전환되도록 구성된다.
또한 본 발명은, 개방 구성형태에 있는 집게 다리들에 의하여 상기 피스톤의 상단부의 도입이 이루어진다는 점에 일 특징이 있다. 그러므로, 작업자가 상기 도입 시에 집게 다리들의 벌려 개방하기 위하여 별도의 힘을 가하지 않아도 된다. 이와 같이 간편하게 구성된 피스톤 상단부의 파지 메카니즘으로 인하여, 상기 피펫이 인체공학적으로 개선된다.
바람직하게는, 상기 파지 장치가 집게 다리들을 개방 구성형태에서 잠그는 집게 잠금 수단을 포함하고, 상기 잠금 수단은 상기 집게 다리들에 대해 슬라이딩 가능하게 장착된 잠금해제 제어 부재(unlocking control member)를 포함한다. 또한 상기 개방 구성형태로부터 폐쇄 구성형태로의 자동적 전환이 잠금해제 제어 부재의 변위에 의하여 촉발(trigger)되도록 상기 피펫이 구성되고, 상기 잠금해제 제어 부재의 변위는 상기 파지 장치의 하방향 변위 동안에 상기 잠금해제 제어 부재가 피스톤의 상단부에 맞닿음으로 인해 유발된다.
바람직하게는, 상기 파지 장치가:
상기 집게 다리들에 부착된 머리부(head);
상기 머리부와 집게 다리들 주위에 배치되고 외피(sheath) 형상의 하단부(bottom end)를 구비한 외측 몸체(outside body)로서, 상기 외피 형상의 하단부가 둘러싸고 있는 집게 다리들에 대한 상기 하단부의 상대 위치에 따라서 상기 집게 다리들이 개방/폐쇄됨이 가능하게 되는, 외측 몸체; 및
상기 집게 다리들을 개방 구성형태에 잠그는 집게 잠금 수단;을 포함한다.
바람직하게는, 볼(ball)들을 구비한 잠금 시스템(locking system)을 형성한다.
그럼에도 불구하고, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 임의의 다른 자동적 잠금/잠금해제가 구현될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 집게 잠금 수단은:
상기 파지 장치의 머리부의 반경방향 외측으로 개방된 구멍들 안에 수용되는 잠금 볼(locking ball)들;
상기 외측 몸체의 내측 표면에 제공된 홈;
상기 집게 다리들 및 머리부를 상기 외측 몸체에 대하여 상방향으로 강제하는 제1 탄성 복원 수단(first return elastic means); 및
제1 부분(first portion) 및 상기 제1 부분보다 낮게 위치하는 제2 부분(second portion)을 적어도 포함하는 축 시스템(axis system)으로서, 상기 제1 부분 및 제2 부분은 개별적으로 제1 직경 및 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 가지며, 상기 축 시스템의 하측 단부는 상기 잠금해제 제어 부재에 의하여 형성되는, 축 시스템;을 포함한다.
또한 상기 집게 잠금 수단은:
- 상기 집게 다리들의 개방 구성형태에서, 잠금 볼들이 상기 홈 안에 부분적으로 수용됨으로써 상기 머리부의 구멍들로부터 반경방향 외향으로 돌출되고 또한 상기 축 시스템의 제1 부분과 접촉함으로써 유지되며, 상기 제1 탄성 복원 수단으로 인하여 상기 잠금 볼들이 상기 홈의 상부 축방향 단부(top axial end)에 대해 맞닿게 되고; 그리고
- 상기 축 시스템의 제2 부분이 상기 잠금 볼들을 대면하고 있는 때에 상기 홈의 상부 축방향 단부와 제1 탄성 복원 수단의 조합된 작용으로 인하여 상기 잠금 볼들이 상기 머리부의 구멍들 안을 향해 반경 방향 내측으로 후퇴하여 홈으로부터 이탈하고, 상기 제1 탄성 복원 수단에 의하여 상기 머리부와 집게 다리들의 상기 외측 몸체에 대한 상방향 변위가 유발될 수 있으며, 상기 상방향 변위는 상기 집게 다리들을 외측 몸체의 외피 형태의 하단부에 의해 둘러싸이는 폐쇄 구성형태로 되게 하는 상대적 위치까지 유발될 수 있도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 피펫팅 시스템이, 피펫의 고정 요소(fixed element)와 파지 장치의 외측 몸체 사이에 배치된 제2 탄성 복원 수단을 포함한다.
바람직하게는, 이탈 버튼(48, 8)의 누름과 누름해제에 의하여 수행되는 모세관-피스톤 조립체의 이탈 작동(eject operation) 동안에 상기 파지 장치의 집게 다리들은 폐쇄 구성형태로부터 개방 구성형태로 자동적으로 전환되고, 상기 이탈 작동의 끝에서 상기 개방 구성형태가 유지되도록 구성된다. 그러므로, 상기 집게 다리들은 다시 새로운 모세관-피스톤 조립체의 피스톤을 간편하게 파지할 준비가 된다.
바람직하게는, 상기 피펫이 상기 머리부 및 머리부에 부착된 집게 다리들을 변위시키기 위한 제어 줄기부를 포함한다.
제1 형태에 따르면, 상기 제어 줄기부는, 피펫팅용 제어 줄기부의 기능과 모세관-피스톤 조립체의 이탈 줄기부의 기능을 수행하도록 구성된다.
제2 형태에 따르면, 상기 제어 줄기부는 모세관-피스톤 조립체의 이탈 줄기부의 기능을 수행하도록 구성되고, 상기 피펫은 상기 파지 장치를 병진운동하게끔 구동시킬 수 있는 피펫팅용 제어 줄기부를 더 포함한다.
후자의 경우, 본 발명은 피펫팅 작동 기능과 모세관-피스톤 소모품 이탈 기능을 수행할 수 있는 구성요소들을 분리하는 설계안에 기초한다.
구체적으로, 여기에서 상기 소모품의 이탈은 FR 2 980 123 에 개시된 바와 같이 제어 줄기부와 별도인 전용의 줄기부에 의해 수행된다. 또한, 상기 제어 줄기부에 의한 소모품의 뜻하지 않은 이탈의 위험은 유리하게도 감소되어 없어진다. 본 발명에 따른 피펫의 취급 시에는, 작업자가 유실과 같은 위험에 대한 염려 없이 제어 줄기부를 조작할 수 있고, 이것은 일반적으로 인체공학적 특성, 채취의 반복성, 및 생산성이 향상됨을 가능하게 한다.
상기 향상 사항들은 집게 다리들을 이용하여 피스톤을 누르는 작용에 기초한 이탈 기술이 이용됨으로 인하여 더 증진되는데, 그 과정에서 상기 피스톤은 상기 모세관에 맞닿아 움직이게 한다. 그러므로, 소모품의 이탈을 보장하기 위하여 전달되는 힘이 상대적으로 적게 될 수 있는데, 이는 작업자를 위한 감지 신호를 발생시키고자 하는 목적을 위해서 제1 탄성 복원 수단과 제2 탄성 복원 수단 간의 큰 강성 차이를 제공할 필요가 없게 되기 때문이다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 아래의 비제한적인 상세한 설명으로부터 명확하게 이해될 것이다.
아래에서는 하기의 첨부 도면들을 참조로 하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1 에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정-변위 피펫팅 시스템의 종단면도가 도시되어 있고;
도 2a 및 도 2b 에는 도 1 에 도시된 피펫팅 시스템에 구비된 파지 장치가 두 가지의 상이한 구성형태에 있는 모습을 나타내는 확대도가 도시되어 있고;
도 3 내지 도 11 에는 앞선 도면들에 도시되어 있는 피펫팅 시스템의 작동하는 모습을 개략적으로 나타내는 다양한 도면들이 도시되어 있고;
도 12 에는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 정-변위 피펫팅 시스템의 종단면도가 도시되어 있고;
도 13 에는 이전의 피펫팅 시스템이 도시되어 있는 도 10 과 동일한 상태로 도시된, 이전 도면의 피펫팅 시스템의 모습이 도시되어 있다.
도 1 에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피펫팅 시스템(100)이 도시되어 있다. 상기 피펫팅 시스템(100)은 정-변위 샘플링 피펫(1)과 함께 소모품 모세관-피스톤 조립체(84)를 포함한다.
아래의 설명에 있어서, "상(上)" 및 "하(下)"라는 표현은 피펫이 피펫팅 자세 또는 이와 유사한 자세에서 수직으로 유지되는 때를 기준으로 한 것이다. 또한, 상기 피펫팅 시스템의 구성 요소들은 피펫의 종축(10)을 중심으로 하여 실질적으로 회전대칭의 형상을 갖는다는 점에 유의한다.
피펫(1)의 외측 몸체는 상부 부분과 저부 부분(4)을 구비하는데, 상기 상부 부분은 작업자를 위한 손잡이(2)를 형성하고, 저부 부분(4)은 소모품 모세관-피스톤 조립체(84)의 모세관(80)이 장착되도록 의도된 말단부(6)로 끝을 맺도록 저부를 향해 테이퍼(taper)진다. 상기 저부 부분(4)은 조립/분해를 용이하게 하기 위하여, 손잡이 형성 몸체(handle forming body; 2)에 나사체결 방식으로 장착되는 것이 바람직하다.
상기 피펫은 피펫 외측 몸체 내측에 슬라이딩 가능하게 수용되는 제어 줄기부(8)를 구비한다. 상기 줄기부(8)는 중공(hollow)의 것으로서, 피펫의 종축(10)을 따라서 배치된다. 상기 줄기부(8)의 상단부는 손잡이 형성 몸체(2)로부터 상방향으로 돌출되고, 여기에는 한 손으로 상기 몸체(2)를 잡고 있는 작업자의 엄지손가락에 의하여 작동되도록 의도된 제어 노브(12)가 구비된다. 상기 줄기부(8)는 예를 들어 육각형 또는 팔각형 형상인 비-원형의 형상을 갖는 횡단면을 갖는다. 상기 줄기부(8)는 채취될 샘플의 체적을 조절하기 위한 스크류(14)를 통해 슬라이딩 가능하게 수용되며, 상기 스크류(14)의 내측 중공 부분은 상기 줄기부(8)의 외측 표면에 대해 상보적인 형상을 가지고, 상기 스크류(14)의 외측 표면에는 스레드(thread)가 형성되어서 상기 손잡이 형성 몸체(2)의 하측 단부에서 나사체결에 의해 장착된다.
공지된 방식에 따르면, 상기 노브(12)에 의해서 제어 줄기부(8)를 회전시킴으로써 상기 조절 스크류가 축(10)의 방향을 따라서 피펫 외측 몸체에 대해 변위되고, 이로써 채취할 샘플 체적의 변화가 가능하게 된다.
상기 제어 줄기부(8)의 하단부(16)는 피펫 외측의 몸체의 저부 부분(4)에 의해 형성되는 보어(bore; 18) 안에서 슬라이딩 가능하게 장착된 파지 장치(20)에 대해 축방향으로 지탱된다. 그것은 모세관-피스톤 조립체(84)의 피스톤(82)의 상단부의 파지 장치(20)이고, 이 상단부는 피스톤 머리부라고 호칭되기도 한다.
도 1, 도 2a, 및 도 2b 를 참조로 하여 상기 파지 장치(20)의 설계에 대해서 상세히 설명한다. 먼저, 도 1 및 도 2a 에 도시된 파지 장치(20)에 구비된 파지용 집게 다리들은 개방 구성형태에 있는데, 여기에서 상기 집게 다리들은 피스톤(82)의 상단부를 편리하고 쉽게 도입시킬 수 있게 하며, 도 2b 에 도시된 파지 장치(20)의 파지용 집게 다리들은 폐쇄 구성형태에 있는데, 여기에서 상기 집게 다리들은 피펫팅 작업 동안에 상기 피스톤(82)의 상단부가 유지(홀딩)됨을 가능하게 한다.
상기 파지 장치(20)는, 이탈 머리부라고 호칭되기도 하는 머리부(21)를 구비하고, 상기 머리부(21)로부터 턱부분(jaw)이라고 호칭되기도 하는 파지용 집게 다리들(26)까지 하방향으로 연장된다. 상기 집게 다리들의 갯수는 둘 이상이다. 예시적인 실시예에서는 두 개의 집게 다리들이 제공되어 있고, 탄성 복원 수단(32)은 집게 다리들이 개방 구성형태로 복원됨을 가능하게 하며, 상기 개방 구성형태에서는 상기 집게 다리들이 반경방향으로 벌어져 개방된다. 이를 위하여 상기 탄성 복원 수단(32)은 상기 집게 다리들의 내측에 배치되어 집게 다리들을 반경방향 외향으로 편향시키도록 구성된 스프링으로 구현될 수 있다. 또한 전체적으로 고리형 형상을 갖는 스프링(32)은, 반경방향 내향으로의 힘을 받는 때에 감소될 수 있는 직경을 갖는다. 도면들에 도시된 실시예에서, 상기 스프링(32)은 집게 다리들(26)의 내측 표면에 편향력을 가하는 나선 스프링으로서 구현될 수 있다.
머리부(21)와 집게 다리들(26)에 의해서 형성되는 상기 일체형 조립체 주위에서 상기 파지 장치(20)에는 보어(18) 안에 슬라이딩 가능하게 장착되는 외측 몸체(24)가 구비되는데, 상기 외측 몸체(24)는 상기 집게 다리들(26)을 둘러싸는 외피 형상의 하단부(25)를 포함한다. 상기 외피(25) 및 집게 다리들(26)은 함께 기구적 벨(mechanical bell)을 형성한다. 따라서 상기 외피(25)가 집게 다리들(26)에 대해 상부 위치에 있는 때에는, 집게 다리들(26)이 도 2a 에 도시된 개방 구성형태에 있게 됨으로써, 집게 다리들(26)들이 하방향으로 돌출되어 스프링(32)의 영향 하에서 벌어져 개방될 수 있다. 이와 대조적으로 외피(25)가 집게 다리들(26)을 따라서 하방향으로 변위된 때에는, 상기 집게 다리들(26)이 반경방향으로 위축되어 도 2b 에 도시된 폐쇄 구성형태에 있게 된다. 그러므로, 상기 집게들에 대한 외피의 반경방향 압박으로 인하여 상기 스프링(32)이 반경방향으로 위축되는 작용을 받게 된다. 다시 말하면, 상기 집게 다리들(26)의 개방/폐쇄는 상기 외피에 의해 둘러싸인 집게 다리들(26)들에 대한 외피(25)의 상대 위치에 따라서 결정된다.
마지막으로, 상기 파지 장치(20)는 개방 구성형태에서 집게를 잠그는 수단을 포함한다.
바람직하게는 상기 집게 잠금 수단이 볼(ball)들을 구비한 잠금 시스템을 형성한다. 구체적으로, 상기 시스템에 구비된 잠금 볼(27)들은, 파지 장치(20)의 머리부(21)가 통하도록 제공되어 있는 구멍(29)들 안에 수용되어 반경방향으로 배분되어 있다. 상기 구멍(29)들은 반경방향 외측으로 개방되어서, 외측 몸체(24)의 내측 표면에 제공되어 있는 축(10)의 홈(31)을 대면한다.
또한 상기 잠금 수단은 바람직하게는 압축 스프링인 제1 탄성 복원 수단(64)을 포함하는데, 이것은 상기 집게 다리들(26) 및 머리부(21)에 의하여 형성된 조립체를 외측 몸체(24)에 대해서 상방향으로 강제한다. 이를 위하여 상기 스프링(64)은 머리부(21)에 제공되어 있는 상부 어깨부(66)와 외측 몸체(24)의 내측 표면에 제공되어 있는 저부 어깨부(68) 사이에서 압축되어 있다.
또한 상기 잠금 수단은 제1 부분(33a) 및 상기 제1 부분보다 낮은 제2 부분(33b)을 구비하는 축 시스템(33)을 포함한다. 상기 제1 부분(33a)과 제2 부분(33b)은 개별적으로 제1 직경과 제1 직경보다 작은 제2 직경을 가지며, 상기 제1 부분(33a)과 제2 부분(33b) 사이에는 절두원추형 형상 또는 이와 유사한 형상을 갖는 천이부(33c)가 구비된다. 상기 축 시스템(33)은 단일체로서 제작되며, 상기 제2 부분(33b)과 일체인 축 시스템(33)의 하측 단부는 아래에서 설명되는 바와 같이 잠금해제 제어 부재(54)를 형성한다.
축 시스템(33)은 이탈 줄기부(46)의 구멍(35) 안에 슬라이딩 가능하게 장착된다. 상기 구멍(35)은 하방향으로 연장되고, 상기 구멍(35)의 저부와 상기 축 시스템(33)의 큰 직경을 갖는 제1 부분(33a)에 제공된 어깨부(39) 사이에는 압축 스프링(37)이 개재된다.
도 2a 에 도시된 집게 다리들(26)들의 개방 구성형태에서, 잠금 볼(27)들은 반경방향 구멍(29)들로부터 반경방향 외향으로 돌출된다. 이로 인하여 상기 볼(27)들이 부분적으로 홈(31) 안에 수용되고, 상기 홈(31)의 저부와 접촉하게 된다. 상기 볼(27)들은 상대적으로 큰 직경을 갖는 축 시스템(33)의 제1 부분(33a)과의 반경방향 내측 접촉에 의하여 상기 홈의 저부에 유지되고, 이로 인하여 상기 볼들이 상기 홈으로부터 나오지 못하게 된다. 또한, 상기 스프링(64)은 머리부(21)와 볼(27)들을 외측 몸체(24)에 대해 상방향으로 밀어 올리고, 이로 인하여 상기 볼들은 상기 홈의 축방향 상단부(31a)와 맞닿게 된다. 상기 상단부(31a)에 대한 지탱에 의해서, 상기 볼들로 인해 머리부(21) 및 집게(26)들이 몸체(24)에 대한 그들의 상부 위치에 도달하지 못하게 되고, 이에 의하여 외피(25)가 유지됨으로써 파지 장치(20)의 집게 다리들이 개방 구성형태에 있는 채로 잠기게(locked) 된다.
또한, 도 2b 에 도시된 집게 다리들의 폐쇄 구성형태에서, 상기 볼(27)들은 홈(31)의 상방향 외측에 배치되는바, 즉 외측 몸체(24)의 보어(39)에서 반경방향 외측으로 접촉한다. 또한, 이 볼들은 축 시스템(33)의 작은 직경을 갖는 제2 부분(33b)과 반경방향 내측의 접촉을 이루는바, 스프링(64)의 확장력 영향 하에서 볼(27)들이 상기 보어(29)에 대해 슬라이딩함으로써 머리부(21) 및 집게 다리(26)들이 몸체(24)에 대해 상방향으로 슬라이딩하게 된다. 상기 스프링이 완전히 확장되고 그리고/또는 상기 파지 장치(20)의 외측 몸체(24)에서 상부가 맞닿음으로써 상부 위치에 도달한다.
상기 폐쇄 구성형태에 이르기 위해서는 상기 축 시스템(33)이 구멍(35) 안의 스프링(37)의 압축에 의하여 이탈 줄기부(46)에 대해 변위되어야 한다. 상기 스프링(37)의 이와 같은 압축 상태는 더 큰 강성을 가지고 머리부(21)를 상방향으로 미는 스프링(64)에 의해 인가되는 반대방향 힘(antagonist force) 덕분에 유지된다. 또한 상기 집게 다리들로 구성된 집게의 이와 같은 폐쇄 구성형태는 피펫팅 작업 동안의 구조에 의해 유지되는바, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 파지 장치(20)의 외측 몸체(24)는, 말단부(6)에 인접하여 저부 부분(4)에 제공되어 있는 어깨부(40)로부터 이격되어 상기 어깨부(40)를 하방향으로 대면하고 있는 어깨부(38)를 더 포함한다. 예를 들어 압축 스프링인 제2 탄성 복원 수단(42)은 상기 어깨부들(38, 40) 사이를 지탱하도록 수용되어서, 상방향으로 연장되어 지탱되어 배치된 제어 줄기부(8) 및 파지 장치(20)의 조립체의 상부 위치에서의 복원 스프링을 구성한다. 상기 압축 스프링(42)에 의하여 인가되는 복원력은 상기 제어 줄기부(8)가 저부 부분(4)에 대해 상부의 위치를 취하게 하고, 피펫 외측 몸체의 임의의 부분(2, 4)의 끝에는 통상적인 상부 맞닿음부(미도시)가 제공된다. 상기 스프링(42)은 스프링(64)보다 낮은 강성을 갖는다.
전술된 바와 같이, 이 실시예에서는 중공의 제어 줄기부(8) 내부에 슬라이딩 가능하게 장착된 이탈 줄기부(46)가 제공된다. 상기 이탈 줄기부(46)는 상기 제어 줄기부(8)의 내측 표면에 대해 상보적인 외측 표면을 갖는다. 제어 노브(12)와 손잡이 형성 몸체(2) 사이에 배치된 이탈 줄기부(46)의 상단부에는 이탈 버튼(48)이 제공된다. 상기 이탈 버튼(48)은, 이탈 줄기부(8)에 장착되어 있고 상기 제어 줄기부 내에 제공되어 있는 긴 통로(52)를 횡단하는 핀(pin) 형상의 지지 부재(50)에 제공된다 (도 1 참조). 따라서 상기 핀(50)은 두 개의 줄기부들(8, 46) 간의 상대 변위 동안에 상기 긴 통로(52) 안에서 슬라이딩할 수 있으며, 그 슬라이딩은 축(10)의 방향을 따라서 이루어진다.
상기 이탈 줄기부(46)의 하단부(54)는 상기 파지 장치의 머리부(21)의 상단부와 접촉하므로, 상기 하단부(54)와 머리부(21)의 상단부는 동시에 변위되어서 방향(10)을 따라 병진운동한다. 그러므로 상기 줄기부(46)는 머리부(21)와 집게 다리들(26)의 변위 제어 기능을 수행한다.
이 실시예에서는 피펫팅용 제어 줄기부와 이탈 줄기부가 분리되어 있고, 그 각각이 피펫팅의 기능과 모세관-피스톤 조립체 이탈의 기능을 수행하도록 구성되어 있는데, 이에 대해서는 아래에서 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 8 을 참조하여 피펫팅 시스템(100)의 작동에 대해 설명한다.
먼저 도 1 을 참조하면, 손잡이(2)에 의해서 피펫을 파지하고 있는 작업자는 바람직하게는 박스("랙(rack)"이라고 호칭되기도 함) 안에 배치되어 있는 소모품 모세관-피스톤 조립체(84)의 모세관(80) 안에 있는 말단부(6)와 맞물리게 한다. 상기 피펫(1)에 대해서 하방향의 수직 압력을 가함에 의하여, 작업자는 말단부(6)에 모세관(80)이 끼워지게 할 수 있으며, 이는 통상적인 공기-변위 피펫의 말단부에 있는 통상적인 모세관 또는 원추형태부의 끼움과 같은 방식으로 수행될 수 있다. 이 때에는 집게 다리들(26)이 개방 구성형태로 유지되는데, 개방 구성형태는 이전 소모품(84)의 이탈 이후에 자동적으로 취하게 되는 구성형태이다. 집게 다리들이 개방되는 개방 구성형태는 피펫의 판매 전에 제조사에 의해 마련될 수도 있다.
그 다음 도 3 을 참조하면, 작업자는 개방 구성형태에 있는 집게 다리들(26)과 함께 파지 장치(20) 및 제어 줄기부(8)를 하방향으로 변위시키기 위해서 제어 노브를 누른다. 이 변위는, 파지 장치(20)의 외측 몸체(24)의 상단부에 대해 지탱되어 있는 줄기부(8)의 하단부(16)에 의해서 실행된다. 그러므로 스프링(42)은 압축되는 한편, 스프링(64)의 초기 압축 상태는 변화없이 유지된다. 제어 줄기부(8)는 이탈 줄기부(46) 및 그것의 버튼과 함께 하방향으로 작동하여, 줄기부들(8, 46) 사이 그리고 상기 줄기부들에 의해 각각 제어되는 외측 몸체(24)와 머리부(21) 사이에는 상대적인 움직임이 발생하지 않는다. 한편, 상기 제어 줄기부(8)에 의한 이탈 줄기부(46)의 구동은, 핀(50)에 대해 지탱되어 있는 긴 통로(52)의 상단부에 의해서 이루어진다.
상기 파지 장치(20)의 하강 동안에, 개방된 채로 유지되는 집게 다리들(26)은 피스톤(82)의 상단부 주위에서 맞물린다. 상기 집게 다리들(26)의 개방 구성형태로 인하여, 바람직하게는 실질적으로 존재하지 않거나 매우 작은 노력만으로 도입 또는 삽입이 가능하다.
상기 피스톤(82)이 집게 다리들(26) 사이에 도입된 이후에 상기 파지 장치(20)의 하강이 계속되면, 상기 피스톤의 상단부와 축 시스템(33)의 하단부에 의해 형성되는 잠금해제 제어 부재(54)가 접촉하게 된다.
하강이 계속됨에 따라서, 잠금해제 제어 부재(54)에 대한 상기 피스톤(82)의 상단부의 지탱으로 인하여, 상기 축 시스템이 머리부(21), 집게 다리들(26), 볼(27)들, 및 외측 몸체(24)에 의해 형성되는 병진운동 일체 조립체에 대해 상방향으로 변위된다. 상기 축 시스템의 제2 부분(33b)이 상기 볼(27)들을 대면하는 미리 정해진 위치에 상기 파지 장치(20)가 도달한 때, 상기 집게 다리들은 자동적으로 폐쇄 구성형태로 전환되고 이 때 상기 피스톤(82)의 상단부에 대해 폐쇄되어 피스톤의 상단부를 유지하게 된다. 상기 정해진 위치는, 외측 몸체(24)가 저부 부분(4)에 대하여 저부 맞닿음을 이루기 전 몇 밀리미터의 위치인 것이 바람직하다.
그러므로 상기 집게 다리들(26)의 개방 구성형태로부터 폐쇄 구성형태로의 자동 전환은 축(10)을 따라 병진운동하는 잠금해제 제어 부재(54)의 변위에 의해 촉발되는 것이다. 상기 부재(54)의 변위는 제어 줄기부(8)에 의해 구동되는 파지 장치(20)의 하방향 변위 동안에 피스톤(82)의 지탱에 의해 유발된다. 구체적으로, 상기 축 시스템의 제2 부분(33b)이 잠금 볼(27)들을 대면하는 때, 홈(31)의 축방향 상단부(31a)와 스프링(64)의 조합된 작용으로 인하여 상기 잠금 볼들이 상기 홈으로부터 이탈함이 유발된다. 이를 위하여, 고리형 축방향 단부(31a)는 반경방향 내측을 향하여 경사진 표면, 또는 둥근 표면의 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이로 인하여 상기 볼(27)들은 홈(31)으로부터 나올 때까지 상기 머리부(21)의 구멍(29)들 안에서 반경방향 내측으로 후퇴한다.
일단 상기 볼들이 홈(31)으로부터 이탈한 후, 부분적으로 압축되었던 스프링(42)이 확장되어서 상기 외측 몸체(24)에 대한 상기 집게 다리들(26) 및 머리부(21)의 상방향 변위가 유발될 수 있으며, 이는 도 4 에 개략적으로 도시된 바와 같이 집게 다리들(26)을 폐쇄 구성형태로 되게 하는 상대 위치까지 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 낮은 강성을 갖는 스프링(42)을 압축시킴으로써 스프링(64)의 확장 영향 하에서 하방향으로 변위되는 것은 외측 몸체(24)이고, 예를 들어 스프링(64)의 완전한 확장시까지 상승하는 것은 머리부(21) 및 집게 다리들(26)이다. 상기 스프링(64)의 확장 영향 하에서 상기 외측 몸체(24)와 머리부(21) 간의 수 밀리미터에 걸친 급격한 상대 변위 동안에는 일종의 "딸깍" 소리가 발생한다는 점에 유의한다.
한편, 기구적 벨(25, 26)이 피스톤(82)의 상단부 주위에서 폐쇄되는 폐쇄 구성형태로의 이와 같은 전환 이후에도, 스프링(42)에 의해 인가되는 복원력에 반하는 제어 노브 상의 압력에 의하여 하강이 계속된다. 이 스트로크의 끝에서 스프링(42)은 계속하여 압축되고, 집게 다리들(26)은 피스톤(82)의 상단부를 따라서 슬라이딩한다. 상기 시스템(100)은, 상기 스프링(42)의 최대 압축에 대응되는 외측 몸체(24)의 스트로크의 끝이 상기 피스톤(82)의 하단부의 기저부에 위치한 칼라(collar; 83)에 대한 집게 다리들(26)의 축방향 맞닿음과 일치하도록 설계되며, 상기 칼라(83)는 모세관(80)에 대해 축방향으로 맞닿는다. 또한, 도 5 에 개략적으로 도시된 제어 줄기부(8)의 하강의 끝에서, 상기 피스톤(82)은 파지 장치(20)에 대해 정밀하게 배치되고, 이는 후속되는 고정밀 피펫팅을 보장한다.
그 다음에는 제어 노브(12)의 누름이 해제되어서 제어 줄기부(8) 및 이탈 줄기부(46)가 상부 위치로 되돌아 오고, 이 때 파지 장치(20)는 피스톤(82)을 파지하는 상태에 있다. 이 상부 위치는 도 6 에 도시되어 있다. 도 6 에서, 작업자는 제어 노브를 이용하여 피펫팅 작업을 통상적인 방법으로 수행할 수 있다. 다만, 액체 채취 과정의 단순화를 위해서, 샘플이 채취될 때까지 상기 제어 줄기부(8)가 도 5 에 도시된 저부 위치에 유지될 수 있으며, 이 동안에 제어 줄기부는 피스톤을 상승시켜서 액체의 흡입을 유발한다.
그 다음에는, 버튼(12)에 의하여 제어 줄기부를 변위시킴으로써 상기 채취된 액체의 토출이 수행되는데, 이것은 상기 피스톤을 파지하기 위하여 수행된 것과 같은 방식으로 수행된다. 진정으로 스크로크가 동일하며, 따라서 스프링(42)의 완전한 압축시까지 제어 줄기부(8)가 저부 위치로 진행한다. 이와 같은 토출 동안에 집게 다리들(26)이 개방되어 소모품(84)이 이탈될 위험은 존재하지 않는데, 왜냐하면 상기 제어 노브에 대한 작용은 상기 집게 다리들의 개방을 구동하는 스프링(64)에 대해 영향을 주지 않고, 피펫팅 스프링이라 호칭되기도 하는 스프링(42)에만 영향을 주기 때문이다.
마지막으로, 제어 노브(48)에 의하여 작동되는 이탈 줄기부(46)를 이용하여 소모품 조립체(84)가 이탈된다. 이 이탈은 도 7 내지 도 11 에 개략적으로 도시되어 있다.
상기 복원 스프링(64)의 강성은, 제1 스트로크 동안에 이 스프링이 거의 압축되지 않으면서 이탈 줄기부(46)의 힘을 파지 장치의 외측 몸체(24)에 전달하도록 정해진다. 따라서, 도 7 에 도시된 바와 같이 머리부(21)의 상단부에 대해 지탱되는 줄기부(46)가 파지 장치(20) 전체를 하방향으로 구동한다. 또한, 제어 줄기부(8)는 외측 몸체(24)의 상단부에 대해 지탱됨을 유지하면서 마찰 및/또는 중력에 의하여 상기 하방향 움직임을 따른다.
상기 스프링(64)이 최대로 압축됨으로 인하여 외측 몸체(24)와 제어 줄기부(8)의 병진운동 변위가 멈춘 상태에서 이탈 버튼(48)의 하방향 작동이 계속되면 상기 이탈 줄기부의 제2 스트로크가 실행되며, 이 동안에는 움직이지 않는 채로 남아 있는 줄기부(8)에 대한 줄기부(46)의 상대 변위가 이루어진다. 이와 같은 상대 변위는 도 1 을 참조로 하여 설명한 바와 같이 제어 줄기부의 긴 통로(52) 안에 있는 핀(50)의 변위에 의해 가능하게 된다.
도 8 에 개략적으로 도시된 제2 스트로크 동안에 머리부(21)와 집게 다리들(26)은 하강하고, 절두원추형 천이부(33c)가 볼(27)들에 맞닿음으로 인하여 상기 볼(27)들이 반경방향 외향으로 변위되어서 홈(31) 안으로 진입한다. 이와 동시에, 집게 다리들(26)들은 피스톤(82)의 칼라(83)에 축방향으로 맞닿고, 상기 칼라가 이탈의 힘을 모세관(80)에 전달하여 말단부(6)로부터의 분리가 시작된다.
도 9 에 도시된 바와 같이, 상기 이탈 줄기부(46)의 하강이 계속되는 상태에서 스프링(64)은 압축되고 볼(27)들은 홈(31)의 저부에서 슬라이딩하여 그 홈의 축방향 저부 단부까지 하방향으로 진행한다. 상기 집게 다리들(26)은 피스톤(82)의 칼라(83)에 의한 모세관(80)의 분리를 유발하고, 이와 동시에 상기 집게 다리들에 대한 외피(25)의 후퇴로 인하여 점진적으로 개방된다. 상기 외피는 저부 부분(4)에 고정된 채로 남아 있다.
상기 볼(27)들이 홈(31)의 하단부에 대해 축방향으로 맞닿게 도달하는 때에 상기 머리부(21)와 집게 다리들(26)은 저부 위치에 도달한다. 도 10 에 도시된 이 순간으로부터, 이탈 버튼이 더 이상 눌리지 않을 수 있다. 또한, 이 시점에서 모세관(80)은 말단부(6)로부터 완전히 분리되고, 상기 개방된 집게 다리들(26)은 피스톤(82)을 놓아준다. 이로써 소모품 조립체(84)가 이탈되고, 중력에 의하여 전용 컨테이너(미도시) 안으로 떨어질 수 있다.
상기 스프링(64)의 복원력은 이탈 버튼에 대한 작업자의 작용에 의해 저지되기 때문에, 압축 스프링(37)이 확장되어서 축 시스템(33)을 아래로 밀어낼 수 있다. 이로써, 도 4 에 개략적으로 도시된 바와 같이 이전에 상기 피스톤의 파지 동안에 축적되었던 에너지가 복구된다. 이와 같은 자동 작업 동안에는 상기 볼들이 홈(31) 안에 수용되기 때문에, 큰 직경을 갖는 제1 부분(33a)이 도 10 에 도시된 바와 같이 볼(27)들 사이로 도입된다.
상기 이탈 버튼에 대한 압력을 해제하면 스프링(64)이 먼저 확장되며, 이로 인하여 머리부(21), 집게 다리들(26), 홈(31) 안에서 슬라이딩하는 볼(27)들, 및 축 시스템(33)에 의해 형성되는 조립체가 상승하게 된다. 이와 같은 상승시에는 상기 머리부(21)와 축 시스템(33)의 상대 위치가 변화하지 않는데, 이는 압축 스프링(37)에 대하여 아무런 힘이 작용하지 않기 때문이다. 따라서, 상대적으로 큰 직경을 갖는 제1 부분(33a)이 상기 상승 동안에 볼(27)들 사이에 수용된 채로 남아 있게 되고, 상기 상승은 도 11 에 도시된 바와 같이 상기 볼들이 홈(31)의 축방향 상단부(31a)와 접촉하기에 이르는 때에 멈춘다. 이 상태에서, 파지 장치(20)의 집게 다리들(26)은 개방 구성형태로 유지된다. 이 상태는 스프링(42)의 확장에 의해 유발되는 상기 상승의 제2 부분 동안에 유지되는데, 이 확장 동안에는 파지 장치(20)가 도 11 에 도시된 구성형태를 유지하는 채로 저부 부분(4)에서 상승한다. 상기 상승의 끝에서, 피펫(1)은 도 1 과 관련하여 이미 설명된 형태를 갖게 된다.
상기 설계 형태는, 이탈 버튼(48)을 누른 이후에 누름을 해제함으로써 수행되는 소모품(84)의 이탈 작동 동안에 집게 다리들(26)이 폐쇄 구성형태로부터 개방 구성형태로 자동적으로 전환되고 상기 개방 구성형태가 이탈 작동의 끝에서 유지된다는 점에서 유리한 장점을 갖는다. 결과적으로, 상기 집게 다리들은 새로운 소모품(84)의 피스톤을 다시 간편하게 파지할 준비가 되며, 이는 본 발명의 일 특징에 해당된다.
도 12 에는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 피펫팅 시스템(100)이 도시되어 있다. 본 실시예는 이전의 실시예와 많은 점에서 유사하다. 그러므로, 도면에서 동일한 참조 번호가 부여되어 있는 구성요소들은 동일 또는 유사한 구성요소에 대응된다.
이전의 실시예와 본 실시예의 차이점은 피펫팅용 제어 줄기부(8)와 별도의 이탈 줄기부가 제공되지 않는다는 사실인데, 상기 제어 줄기부(8)는 피펫팅용 제어 줄기부의 기능과 모세관-피스톤 조립체 이탈 줄기부의 기능을 수행하도록 설계되어 있다.
따라서, 이전의 실시예와 상이한 구조적 차이점은, 축 시스템(33)을 수용하는 것이 제어 줄기부(8)이고, 제어 줄기부(8)의 하단부(16)가 외측 몸체(24)의 상단부가 아니라 파지 장치(20)의 머리부(21)의 상단부에 지탱되며, 외측 몸체(24)의 상단부에는 아무것도 지탱되지 않는다는 사실이다.
이전 실시예와 관련하여 설명된 다양한 작동들은 일반적으로 본 실시예에서도 적용된다. 본 실시예의 상이한 점은, 이탈 작동이 이탈 버튼의 누름에 의해 수행되는 것이 아니라 제어 노브(12)를 누름으로써 수행된다는 것이다. 이것은 도 13 에 도시되어 있는데, 여기에 도시된 시스템(100)은 이전 실시예의 시스템을 도시하는 도 10 과 동일한 상태로 도시된 것이다. 도 13 에 도시된 바에 따르면, 스프링들(42, 64)의 연속적인 압축을 유발하는 제어 줄기부(8)의 하강은 볼(27)들이 홈(31)의 하단부에 맞닿을 때까지 계속된다.
물론, 위에서 설명된 것은 비제한적인 예로서 제시된 본 발명의 예시적인 실시예들이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형을 가할 수 있다.

Claims (10)

  1. 정-변위 샘플링 피펫(positive displacement sampling pipette; 1) 및 모세관-피스톤 조립체(84)를 포함하는 피펫팅 시스템 (100)으로서,
    상기 모세관-피스톤 조립체(84)의 모세관은 상기 피펫의 말단부(tip; 6)에 장착되도록 의도된 것이고, 상기 모세관-피스톤 조립체(84)의 피스톤(82)의 상단부(top end)는 피펫팅 작업(pipetting operations) 동안에 상기 피펫에 구비된 파지 장치(gripping device; 20)에 의하여 유지되도록 의도된 것이며, 상기 파지 장치는 복수의 파지용 집게 다리들(tongs; 26)을 포함하고,
    상기 모세관-피스톤 조립체의 모세관(80)이 피펫 말단부(6)에 장착되고 파지 장치(20)가 상기 피스톤(82)의 위로 이격되어 있는 때에, 상기 집게 다리들(26)이 개방 구성형태(open configuration)에 있는 채로 상기 파지 장치가 하방향으로 미리 정해진 위치까지 변위될 수 있으며, 상기 미리 정해진 위치에서는 상기 피스톤(82)의 상단부 주위에 배치된 집게 다리들이 피스톤(82)의 상단부를 잡아 유지하는 폐쇄 구성형태(closed configuration)로 자동적으로 전환되도록 구성된 것을 특징으로 하는, 피펫팅 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파지 장치(20)는 집게 다리들을 개방 구성형태에서 잠그는 집게 잠금 수단을 포함하고, 상기 잠금 수단은 상기 집게 다리들(26)에 대해 슬라이딩 가능하게 장착된 잠금해제 제어 부재(unlocking control member; 54)를 포함하며,
    상기 개방 구성형태로부터 폐쇄 구성형태로의 자동적 전환이 잠금해제 제어 부재(54)의 변위에 의하여 촉발(trigger)되도록 상기 피펫이 구성되고, 상기 잠금해제 제어 부재(54)의 변위는 상기 파지 장치(20)의 하방향 변위 동안에 상기 잠금해제 제어 부재(54)가 피스톤(82)의 상단부에 맞닿음으로 인해 유발되는 것을 특징으로 하는, 피펫팅 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 파지 장치(20)는:
    상기 집게 다리들(26)에 부착된 머리부(head; 21);
    상기 머리부와 집게 다리들 주위에 배치되고 외피(sheath) 형상의 하단부(bottom end; 25)를 구비한 외측 몸체(outside body; 24)로서, 상기 외피 형상의 하단부(25)가 둘러싸고 있는 집게 다리들에 대한 상기 하단부(25)의 상대 위치에 따라서 상기 집게 다리들(26)이 개방/폐쇄됨이 가능하게 되는, 외측 몸체(24); 및
    상기 집게 다리들을 개방 구성형태에 잠그는 집게 잠금 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 피펫팅 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 집게 잠금 수단은 볼(ball)들을 구비한 잠금 시스템(locking system)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 피펫팅 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 집게 잠금 수단은:
    상기 파지 장치의 머리부(21)의 반경방향 외측으로 개방된 구멍(29)들 안에 수용되는 잠금 볼(locking ball; 27)들;
    상기 외측 몸체(24)의 내측 표면에 제공된 홈(31);
    상기 집게 다리들(26) 및 머리부(21)를 상기 외측 몸체(24)에 대하여 상방향으로 강제하는 제1 탄성 복원 수단(first return elastic means; 64); 및
    제1 부분(first portion; 33a) 및 상기 제1 부분보다 낮게 위치하는 제2 부분(second portion; 33b)을 적어도 포함하는 축 시스템(axis system; 33)으로서, 상기 제1 부분과 제2 부분은 개별적으로 제1 직경과 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 가지며, 상기 축 시스템(33)의 하측 단부는 상기 잠금해제 제어 부재(54)에 의하여 형성되는, 축 시스템(33);을 포함하고,
    상기 집게 잠금 수단은:
    - 상기 집게 다리들의 개방 구성형태에서, 잠금 볼(27)들이 상기 홈(31) 안에 부분적으로 수용됨으로써 상기 머리부의 구멍(29)들로부터 반경방향 외향으로 돌출되고 또한 상기 축 시스템(33)의 제1 부분(33a)과 접촉함으로써 상기 홈 안에 유지되며, 상기 제1 탄성 복원 수단(64)으로 인하여 상기 잠금 볼(27)들이 상기 홈의 상부 축방향 단부(top axial end; 31a)에 대해 맞닿게 되고; 그리고
    - 상기 축 시스템(33)의 제2 부분(33b)이 상기 잠금 볼(27)들을 대면하고 있는 때에 상기 홈의 상부 축방향 단부(31a)와 제1 탄성 복원 수단(64)의 조합된 작용으로 인하여 상기 잠금 볼(27)들이 상기 머리부(21)의 구멍(29)들 안을 향해 반경 방향 내측으로 후퇴하여 홈(31)으로부터 이탈하고, 상기 제1 탄성 복원 수단(64)에 의하여 상기 머리부(21)와 집게 다리들(26)의 상기 외측 몸체(24)에 대한 상방향 변위가 유발될 수 있으며, 상기 상방향 변위는 상기 집게 다리들(26)을 외측 몸체의 외피 형태의 하단부(25)에 의해 둘러싸이는 폐쇄 구성형태로 되게 하는 상대적 위치까지 유발될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는, 피펫팅 시스템.
  6. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피펫팅 시스템은 피펫의 고정 요소(fixed element; 4)와 파지 장치(20)의 외측 몸체(24) 사이에 배치된 제2 탄성 복원 수단(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 피펫팅 시스템.
  7. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    이탈 버튼(eject button; 48, 8)의 누름과 누름해제에 의하여 수행되는 모세관-피스톤 조립체(84)의 이탈 작동(eject operation) 동안에 상기 파지 장치(20)의 집게 다리들(26)은 폐쇄 구성형태로부터 개방 구성형태로 자동적으로 전환되고, 상기 이탈 작동의 끝에서 상기 개방 구성형태가 유지되도록 구성된 것을 특징으로 하는, 피펫팅 시스템.
  8. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피펫(1)은 머리부(21) 및 상기 머리부(21)에 부착된 집게 다리들(26)을 변위시키기 위한 제어 줄기부(control stem; 8, 46)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 피펫팅 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어 줄기부(8)는, 피펫팅용 제어 줄기부의 기능과 모세관-피스톤 조립체의 이탈 줄기부의 기능을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 피펫팅 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어 줄기부(46)는 모세관-피스톤 조립체(84)의 이탈 줄기부의 기능을 수행하도록 구성되고, 상기 피펫(1)은 상기 파지 장치(20)를 병진운동하게끔 구동시킬 수 있는 피펫팅용 제어 줄기부(8)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 피펫팅 시스템.
KR1020167015009A 2013-11-07 2014-11-04 모세관-피스톤 조립체의 피스톤의 파지가 용이하도록 설계된 정-변위 피펫팅 시스템 KR102270027B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1360906A FR3012883B1 (fr) 2013-11-07 2013-11-07 Systeme de pipetage a deplacement positif, presentant une conception facilitant la prehension du piston de l'ensemble capillaire-piston
FR1360906 2013-11-07
PCT/EP2014/073631 WO2015067579A1 (fr) 2013-11-07 2014-11-04 Système de pipetage à déplacement positif, présentant une conception facilitant la préhension du piston de l'ensemble capillaire-piston

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160079877A true KR20160079877A (ko) 2016-07-06
KR102270027B1 KR102270027B1 (ko) 2021-06-28

Family

ID=50482900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167015009A KR102270027B1 (ko) 2013-11-07 2014-11-04 모세관-피스톤 조립체의 피스톤의 파지가 용이하도록 설계된 정-변위 피펫팅 시스템

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9931626B2 (ko)
EP (1) EP3065871B1 (ko)
JP (1) JP6527864B2 (ko)
KR (1) KR102270027B1 (ko)
CN (1) CN105705241B (ko)
BR (1) BR112016010200A2 (ko)
CA (1) CA2929387C (ko)
ES (1) ES2648105T3 (ko)
FR (1) FR3012883B1 (ko)
PL (1) PL3065871T3 (ko)
WO (1) WO2015067579A1 (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3040896B1 (fr) 2015-09-15 2017-10-13 Gilson Sas Pipette de prelevement comprenant un organe de commande a double fonction d'ejection de cone et de deverrouillage du systeme de reglage de volume
EP3581275B1 (en) * 2016-06-15 2022-08-10 Hamilton Company Pipette tip coupling device and pipette tip assembly
DE102016121816A1 (de) * 2016-11-14 2018-05-17 Ika-Werke Gmbh & Co. Kg Fluidabgabeeinheit und Handdosiervorrichtung mit wenigstens einer Fluidabgabeeinheit
DE102016121813A1 (de) * 2016-11-14 2018-05-17 Ika-Werke Gmbh & Co. Kg Pipette und Verfahren zum Einstellen eines zu pipettierenden Volumens einer Pipette
DE202017101009U1 (de) * 2017-02-23 2018-05-24 Brand Gmbh + Co Kg Anbringen und Lösen einer Kolben-Zylinder-Einheit an bzw. von einem Dispenser zum Aufnehmen und Abgeben von Fluidvolumina
WO2019055627A1 (en) * 2017-09-14 2019-03-21 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. IMPROVED SAMPLE DISTRIBUTION DEVICE LIQUID TESTS FOR THE COLLECTION OF LIQUID WASTE AND METHODS OF USE THEREOF
CN109060594B (zh) * 2018-06-22 2021-07-16 北京市医疗器械检验所 一种液体密度测量方法
PL3680017T3 (pl) * 2019-01-08 2022-02-07 Eppendorf Ag Pipeta do używania z końcówką
US20220099693A1 (en) * 2019-01-28 2022-03-31 Formulatrix, Inc. Positive displacement pipette tip for motorized control automation or instrument system
CN109990860B (zh) * 2019-04-18 2024-03-19 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 气动毛细管夹持装置
CN110586215A (zh) * 2019-09-16 2019-12-20 甘肃金域医学检验所有限公司 一种用于病理封片的定量滴胶管
US11446672B2 (en) * 2019-10-25 2022-09-20 Mettler-Toledo Rainin, LLC Powered positive displacement pipette syringe piston grasping mechanism
EP3831486A1 (de) * 2019-12-06 2021-06-09 Eppendorf AG Pipettenspitzenfamilie umfassend pipettenspitzen für den gebrauch mit pipetten einer pipettenfamilie und pipettenfamilie umfassend pipetten für den gebrauch mit pipettenspitzen einer pipettenspitzenfamilie
EP3831487B1 (de) * 2019-12-06 2024-02-07 Eppendorf SE Pipette für den gebrauch mit einer pipettenspitze und pipettenspitze für den gebrauch mit einer pipette
JP7315625B2 (ja) * 2020-07-14 2023-07-26 エッペンドルフ エスイー 一体型プランジャを備えたピペット・チップとともに使用するためのピペット

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3525364A (en) * 1968-09-04 1970-08-25 Mccord Corp Control valve assembly
US4050316A (en) * 1975-11-03 1977-09-27 Becton, Dickinson And Company Pipette aspirator device

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3525264A (en) * 1968-04-05 1970-08-25 Becton Dickinson Co Micropipette holder
US4099548A (en) 1976-08-25 1978-07-11 Oxford Laboratories Inc. Hand-held pipette for repetitively dispensing precise volumes of liquid
DE2711124C2 (de) * 1977-03-15 1979-05-10 Labora Mannheim Gmbh Fuer Labortechnik, 6800 Mannheim Handpipette
FR2446672A1 (fr) 1979-01-19 1980-08-14 Marteau D Autry Eric Pipette a deplacement positif
FR2474340A1 (fr) * 1980-01-11 1981-07-31 Marteau D Autry Eric Pipette a deplacement positif perfectionnee
FR2515339A1 (fr) * 1981-10-28 1983-04-29 Marteau D Autry Eric Pipette de precision a deplacement positif
US4616514A (en) * 1983-06-06 1986-10-14 Rainin Instrument Co., Inc. Replaceable tip assembly for pipette
US4567780A (en) * 1984-03-12 1986-02-04 American Hospital Supply Corporation Hand-held pipette with disposable capillary
CH671526A5 (ko) * 1985-12-17 1989-09-15 Hamilton Bonaduz Ag
JP2701900B2 (ja) * 1988-12-20 1998-01-21 株式会社ニチリョー マルチピペット
JPH04225845A (ja) 1990-12-26 1992-08-14 Nichiriyoo:Kk 微量ピペット用チップ及びピストンの組立体
FR2696110B1 (fr) 1992-09-28 1994-12-09 Gilson Medical Electronics Sa Perfectionnement à une piquette de prélèvement et de distribution de volumes réglables de liquides.
CN1248495A (zh) * 1998-09-22 2000-03-29 陈国君 快速可调式移液器
JP4225845B2 (ja) 2003-06-19 2009-02-18 弘昭 杉山 貝係止具と連結貝係止具とロール状連結貝係止具
DE102004003434B4 (de) * 2004-01-21 2006-06-08 Eppendorf Ag Pipettiervorrichtung mit einer Verdrängungseinrichtung und einer damit lösbar verbundenen Antriebseinrichtung
KR100762015B1 (ko) * 2006-08-19 2007-10-04 한국표준과학연구원 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로구동되는 극미세 피펫 장치
FR2917648B1 (fr) * 2007-06-25 2009-09-25 Gilson Sas Soc Par Actions Sim Pipette permettant un prelevement de liquide par mouvement de va-et-vient du piston.
DE102008058067A1 (de) 2008-11-18 2010-05-20 Diasys Diagnostic Systems Gmbh Automatisierte Analysevorrichtung mit einer automatischen Pipettiervorrichtung und mit einem Pipettierarm mit einem Crash-Sensor
US8277757B2 (en) 2009-09-29 2012-10-02 Integra Biosciences Corp. Pipette tip mounting shaft
FR2980123B1 (fr) 2011-09-19 2013-10-11 Gilson Sas Pipette a deplacement positif presentant une fonction d'ejection amelioree
DE102012100836B3 (de) * 2012-02-01 2013-04-11 Cybio Ag Kapillardispenser
FR3003643B1 (fr) 2013-03-25 2015-04-17 Gilson Sas Systeme de pipetage a deplacement positif presentant une fonction d'ejection amelioree

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3525364A (en) * 1968-09-04 1970-08-25 Mccord Corp Control valve assembly
US4050316A (en) * 1975-11-03 1977-09-27 Becton, Dickinson And Company Pipette aspirator device

Also Published As

Publication number Publication date
ES2648105T3 (es) 2017-12-28
KR102270027B1 (ko) 2021-06-28
CA2929387A1 (fr) 2015-05-14
US9931626B2 (en) 2018-04-03
BR112016010200A2 (pt) 2017-08-08
PL3065871T3 (pl) 2018-01-31
WO2015067579A1 (fr) 2015-05-14
CA2929387C (fr) 2021-10-19
EP3065871A1 (fr) 2016-09-14
JP2016538990A (ja) 2016-12-15
JP6527864B2 (ja) 2019-06-05
FR3012883B1 (fr) 2015-12-25
CN105705241A (zh) 2016-06-22
CN105705241B (zh) 2017-08-08
US20160271602A1 (en) 2016-09-22
FR3012883A1 (fr) 2015-05-08
EP3065871B1 (fr) 2017-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160079877A (ko) 모세관-피스톤 조립체의 피스톤의 파지가 용이하도록 설계된 정-변위 피펫팅 시스템
KR101956375B1 (ko) 향상된 방출 기능을 가진 양변위의 피펫
US9931625B2 (en) Ejection function for a positive-displacement pipetting system
EP3471878B1 (en) Pipette tip
US7320260B2 (en) Pipetting device with a displacement device and a drive device releasably connected therewith
KR100712021B1 (ko) 저장 에너지를 이용하는 팁 이젝터가 장착된 피펫장치
US6199435B1 (en) Pipetting system with a pipetting device and at least one pipette tip releasably fastened thereto
JP2014530090A5 (ko)
FI86812C (fi) Foertraengningspipett
CN106391155B (zh) 具有吸头移除机构的移液枪,以及移除吸头和移液的方法
US9295986B2 (en) Pipette with releasable locking of rotational position of actuating element
US20140137672A1 (en) Piston-operated pipette with interchangeable displacement unit
WO2010126386A1 (en) Nozzle assembly for mounting in mechanical or electronic pipette
KR20220088893A (ko) 전동 양변위 피펫 주사기 피스톤 파지 기구

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant