KR20160117508A - 향상된 블로우아웃을 갖는 공기 변위 피펫 - Google Patents

Abstract

본 발명의 공기 변위 피펫은, 분리되어 단차가 있는 피스톤을 포함하여, 블로우아웃 행정 중에 부가적인 공기를 고속으로 배출하도록 형성되고, 이에 따라 이전의 분배 행정에 따른 피펫 팁으로부터의 접착 막을 더욱 완전히 배출함에 의해, 정확하고 향상된 배출을 가능하게 한다.

Description

향상된 블로우아웃을 갖는 공기 변위 피펫{AIR DISPLACEMENT PIPETTE WITH ENHANCED BLOWOUT}

본 발명은 공기 변위 피펫에 관한 것으로, 특히 종래의 공기 변위 피펫보다 더욱 충분하게 접착액을 배출할 수 있는 향상된 블로우아웃 행정을 갖는 공기 변위 피펫에 관한 것이다.

핸드헬드 피펫은 일반적으로 적은 양의 액체를 정확히 측정하여 분배 또는 전달하는 데 사용된다.

미국 특허 제5,700,959호는, 예를 들면, 시판중인 단일 채널 공기 변위 수동 피펫을 기술하고 있다. 이러한 피펫은 일반적으로 위를 향해 편향되는 스프링 플런저 유닛을 수용하는, 손으로 잡을 수 있는 기다란 피펫 몸체를 포함한다. 플런저 유닛은, 피펫 몸체에서 플런저 유닛의 상부가 피펫 몸체의 상단부로부터 연장되는 제1 또는 상부 정지 위치 사이에서, 축 방향 운동을 하도록 지지된다. 피펫 사용자는 플런저 유닛의 노출된 단부 위에서 자신의 손가락으로 피펫 몸체를 잡는다. 플런저 유닛에서 아래쪽을 향한 엄지손가락 동작은, 리턴 스프링의 상향 편향에 대항하여, 플런저 유닛을 그 상부 정지 위치로부터 홈 위치를 향해 아래로 이동시키고, 리턴 스프링과 제2 스프링에 대항하여, 측정된 유체가 피펫에 고정된 일회용 팁에서 분리되는, 제2 또는 하부 정지 위치로 이동된다.

상기 특허에 기재된 바와 같이, 시판중인 피펫에서, 홈 위치는 "소프트(soft)" 정지부로 정의된다. 상기 소프트 정지부는 종종 "블로우아웃(blowout)" 스프링이라 불리는 비교적 뻑뻑한 제2 스프링 기구를 포함하며, 이것은 피펫 몸체 내에 어느 정도 프리로드된 상태(preloaded state)로 설치되지만, 플런저 유닛이 홈 위치에 도달할 때 더욱 활성화된다. 피펫 사용자가 플런저 유닛의 노출 단부 위에서 자신의 엄지손가락을 아래로 가압하여, 그 상부 정지 위치로부터 플런저 유닛을 수동으로 이동시키면, 피펫 사용자는 아래를 향한 플런저 유닛의 움직임에 대항하는 제2 스프링 조립체의 활성화에 의해, 플런저 유닛의 움직임에 대해 저항이 증가하는 "느낌(feel)"을 받을 수 있다. 사용자가 제2 스프링 기구의 활성화를 느끼는 플런저 유닛의 위치는, 플런저 유닛의 홈 위치로 정의한다. 플런저 유닛이 홈 위치를 넘어 하부 정지 위치를 향해 계속 이동하면, 리턴 스프링과 제2 스프링 기구의 조합에 의한 저항을 받는다. 피펫의 볼륨은 상부 정지부와 소프트한 "홈 위치" 사이의 거리에 의해 확정되며, 따라서, 2개의 스프링 저항 사이의 전이부인 홈 위치의 촉감은, 수동 피펫의 중요한 특성이다.

공기 변위 피펫은 가장 일반적인 종류의 소형 피펫이다. 공기 변위 피펫에서, 제어 피스톤은 피펫의 챔버 내에서 축 방향으로 이동하도록 장착되고, 피스톤은 수동 제어(전술한 바와 같이) 또는 구동 전자 제어에 응답하여 이동한다. 일반적으로 피스톤은, 일회용 피펫 팁이 장착될 수 있는 피펫의 액체 단부, 또는 피펫의 샤프트의 챔버 내에서 이동한다.

밀봉 피스톤과 샤프트 사이에는 공기 기밀(air tight seal)이 형성된다. 이러한 위치에서의 밀봉에 의해, 피스톤의 축 방향 운동은 샤프트 내의 공기 영역의 크기를 변화시킬 수 있다. 피스톤이 샤프트 안에서 아래를 향해 움직이면, 공기 영역과 개방 말단부를 통해 샤프트로부터 나오는 공기의 힘을 줄일 수 있다. 피스톤이 샤프트로부터 위를 향해 움직이면, 공기영역이 증가하고, 이에 따라 공기가 개방 단부를 통해 샤프트 안으로 유입되게 된다. 피스톤과 샤프트 사이의 밀봉은, 일반적으로 만족스런 장기간의 성능을 제공하는 재료로 제조된 압축 O 링, 스커트형 시일, 립 시일, 또는 유사한 구조로 형성된다. 예를 들어, 피스톤 시일 구조는 PTFE와 결합된 폴리에틸렌으로 제조될 수 있고, 이것은 수개월 내지 수년에 걸쳐 우수한 밀봉 성능과 마모 저항성, 그리고 안정성을 제공한다는 것이 밝혀졌다. 다양한 건조 또는 윤활 시일을 포함하는, 다른 구성도 가능하다.

일회용 피펫 팁은 샤프트의 개방 말단부에서 노즐을 밀봉한다. 그리고 피스톤이 샤프트 내에서 움직일 때, 공기(또는 배출된 공기와 볼륨이 동일한 측정된 액체의 양)는 팁 안으로 또는 팁 밖으로 배출된다. 피스톤 및 샤프트에 밀봉된 팁에 의해, 입구 및 출구의 유일한 통로는 일회용 피펫 팁의 개방 말단부가 되게 된다. 이러한 밀봉된 시스템 때문에, 공기 변위 피펫은 정확하고 정밀한 측정을 위해 사용될 수 있고, 조심스럽게 조정된 액체의 양을 이동시킬 수 있다.

종래의 수동 공기 변위 피펫으로 액체를 분배하는 경우, 피펫 사용자는 플런저 유닛의 노출 단부 위에서 자신의 손가락으로 피펫 하우징을 잡는다. 엄지손가락으로 플런저 유닛에 압력을 가하면, 플런저 유닛은 리턴 스프링의 힘에 대항하여 상부 정지 위치에서 멀리 이동한다. 사용자는 플런저 유닛을 이동하는데 필요한 아래를 향한 힘이 증가하는 시작을 감지함으로써, 제1 정지 위치로부터 멀어지는 플런저 유닛의 이동 중에, 플런저 유닛의 홈 위치를 검출한다. 이러한 힘의 증가는 리턴 스프링과, 일반적으로 "블로우아웃" 스프링 기구라 불리는 프리로드된 제2 스프링 기구에 대항한 플런저 유닛의 이동 결과이다. 그리고 액체에 삽입된 팁에 의해 사용자는 수동으로, 홈 위치에서 상부 정지 위치로의 플런저 유닛의 리턴 속도를 제어한다.

계속하여, 액체를 분배하기 위해, 사용자는 액체로부터 팁을 제거하고, 그것을 리셉터클 위의 위치로 움직이게 하고, 그리고 플런저 유닛을 홈 위치의 소프트 정지부까지 서서히 밀고, 홈 위치를 넘어 블로우아웃 행정을 향한다. 상부 정지 위치와 홈 위치 사이의 하향 메인 행정 중에 분배된 액체의 볼륨은, 이론적으로는, 동일한 행정을 통해 플런저 유닛의 상향 이동에 의해 흡인된 액체의 볼륨과 동일해야 한다. 그러나 실제로는, 일회용 팁에서 일부 액체가 물방울로서 내부 표면이나 하부, 또는 이들 모두에 부착될 수 있다. 홈 위치와 고정된 하부 정지부 사이에서, 블로우아웃 행정 중에 피펫으로부터 배출된 추가적인 공기는, 이러한 잔여 액체를 제거하는 데 도움이 된다. 그러나 시판중인 대부분의 피펫에서는, 플런저 유닛이 사용자의 엄지손가락에 의해 제어될 때, 가능한 행정 길이가 실제로는 제한되기 때문에, 블로우아웃 행정이 비교적 짧다. 이러한 짧은 블로우아웃 행정은 잔여 액체를 실질적으로 모두 제거하기에는 충분하지 않을 수 있다. 성공적으로 분배되지 않은 임의의 잔여 액체는, 피펫을 통해 수행되는 액체 분배 동작의 정확성에 악영향을 미치는 경향이 있다. 이것은 50㎕ 이하를 취급하는 저 용량의 피펫의 경우 특히 그러하다. 저 용량의 피펫은, 원하는 샘플 크기에 대하여 부착되는 액체의 비율이 특히 높을 수 있다.

팁의 바닥에 물방울로 매달려 있는 잔여 액체를 제거하기 위해서, 사용자는 리셉터클의 측면에 대하여 팁의 말단부를 "터치 오프(touch off)" 하거나, 툭툭 치는 행동을 시도할 수 있다. 그러나 실제로 모든 상황에서 항상 터치 오프를 시행할 수 없으며, 이러한 방식으로는 부착된 모든 액체를 제거할 수 없다. 자동화되거나 또는 로봇에 의한 액체 처리 시스템은, 리셉터클의 측면에 대한 터치 오프가 자유롭지 않으며, 또는 프로토콜이 이를 허용하지 않을 수 있다. 또한, 이 방법에서는 리셉터클의 측벽에 전달된 액체가 측벽에서 별도의 방울로 남아있을 수도 있고, 일부 경우에는 배출된 샘플의 나머지를 사용자가 원하는 대로 재결합할 수 없다.

이러한 문제는 잘 공지되어 있으며, 이를 해결하기 위한 몇몇 시도가 있었다. 헤이노낸의 미국 특허 제5,696,330호는, 두 개의 동심 피스톤(피스톤의 상부 위치와 그 홈 위치 사이에서 일차 액체를 흡인 및 분배하는 "투여 피스톤(18)"과, 추가 공기를 배출하고 물방울을 분리하기 위해 블로우아웃 행정 중에 이동하는 이차 및 분리 가동 가능한 "제거 피스톤(13)")을 포함하는 수동 공기 변위 피펫을 개시하고 있다. 헤이노낸 피펫의 하향 행정 중에는, 투여 피스톤만이 상부 정지부 및 홈 위치 사이에서 동작한다. 홈 위치에서는, 투여 피스톤이 맞물리고, 이차 제거 피스톤의 이동이 시작된다. 이 설계는 블로우아웃 중에 확실히 더 많은 공기를 배출하지만, 타이트한 공차의 과도한 가동부를 포함하여, 장기적인 신뢰성에 문제를 일으키고, 추가적인 제조 비용을 초래할 수 있다.

수바니에미 등의 미국 특허 제8,318,108호는 단일 피스톤을 사용하여, 약간 다른 방식으로 상기 문제를 해결하려 하고 있지만, 블로우아웃 행정 중에는 피스톤이 가속될 수 있다. 이것도 블로우아웃 중에 더 빨리, 더 많은 공기를 배출하여, 효과적인 블로우아웃 특성을 제공하는 경향이 있다. 하지만, 종래의 핸드헬드 수동 피펫의 피스톤 이동은 사용자에 의해 제어되기 때문에, 수바니에미 기술은 모터 제어하의 전자 피펫에서 최고로 구현된다. 두 개의 고속 링크를 통한 기계적 수단을 통해, 전적으로 피스톤에 부여된 이러한 운동 특성의, 완전 수동인 피펫을 설계하는 것이 가능하지만, 이러한 설계는 더욱 복잡하며, 더 많은 가동 부품을 사용하게 한다. 그리고 블로우아웃 행정 중에 더 많은 공기를 배출하기 위해, 가속을 한다 하여도, 피펫의 피스톤 행정을 길게 할 필요가 있고, 이것은 결과적으로 사용자가 선호하는 것과 달리, 피펫을 더 크고 길게 할 필요가 있게 된다.

따라서, 수동 공기 변위 피펫의 블로우아웃 특성을 향상 및 개선하는 것이 지속적으로 요구되고 있다. 이러한 피펫은 실질적인 복잡성의 증가, 크기, 비용, 또는 운영상의 어려움 없이, 피펫 팁으로부터 남아있거나 또는 부착된 임의의 액체를 제거하는 향상된 기능을 제공한다.

본 발명에 따른 핸드헬드 피펫은, 전술한 바와 같은 현재 시판중인 핸드헬드 피펫의 단점 중 일부를 해결한다.

종래의 수동 피펫과 같이, 본 발명의 실시예는 손으로 잡을 수 있는 피펫 몸체를 포함하며, 상기 피펫은 제1 또는 상부 정지 위치로부터 축 방향 이동을 위해, 그 안에 지지된 리턴 스프링 바이어스 플런저 유닛을 갖는다. 액체의 일정량을 전달하기 위해, 사용자는 먼저, 피펫의 볼륨 표시화면에 나타낸 바와 같이, 피펫을 원하는 볼륨 설정으로 설정한다. 물론 조절이 안 되는 고정된 볼륨 피펫도 사용 가능하지만, 가장 일반적인 핸드헬드 피펫은 여기에 기재된 바와 같은 볼륨이 조절 가능하다.

그리고 사용자는 피펫의 샤프트를 일회용 팁에 삽입하고, 팁은 샤프트의 단부에 고정된다. 사용자는 플런저 버튼(종종 볼륨 조정 손잡이 역할을 함)을 촉각으로 알 수 있는 "홈" 위치까지 누르고, 팁의 단부를 액체에 담그고, 플런저 버튼을 천천히 해제하여 피펫 팁 안으로 액체를 가져온다. 모든 액체는 일회용 팁에 남아있게 되고, 따라서, 팁을 제거 및 폐기하면 피펫의 연속사용에 따른 샘플 간의 교차 오염을 방지할 수 있다.

분배를 위해, 사용자는 팁을 처음의 액체 샘플로부터 이동시키고, 그것을 리셉터클 상에 위치시킨다. 종래의 수동 피펫과 같이, 본 발명의 피펫을 잡고 있는 피펫 사용자는, 플런저 버튼을 가압하여, 플런저 유닛을, 리턴 스프링에 대항하는 제1 정지 위치로부터 이동시켜, "홈" 위치를 경유하여, 피펫 팁에 포함된 측정된 유체가 팁으로부터 배출되는, 제2 또는 하부 정지 위치로 이동시킨다. 그리고 피펫 사용자는, 리턴 스프링이 플런저를 하부 정지 위치에 인접한 "홈" 위치로 돌아가게 한다. "홈" 위치는 "소프트" 정지부로서 정의되며, 이것은 플런저 유닛이 피펫에 의한 각각의 연속 흡인 동작을 시작하기 위해 돌아가는 시작 위치이다. 특히, "홈" 위치를 넘는 플런저 유닛의 임의의 하향 움직임은 "불로우아웃" 스프링을 활성화하고, "불로우아웃" 스프링은 이러한 플런저 유닛의 하향 움직임에 반대인 강한 상향력을 발생한다. 피펫 사용자는 리턴 힘의 증가가 시작되는 것을 감지하거나, 또는 느끼게 되고, 이것은 플런저 유닛이 "홈" 위치에 도달하여 있다는 것을 나타낸다.

여기에 개시된 피펫의 일 실시예는, 분리되어 단차가 있는 공기 변위 피스톤과, 향상된 블로우아웃 행정을 가능하게 하는 복수의 피스톤 시일을 포함한다.

플런저 유닛이 상부 정지부와 홈 위치 사이에서 움직이는, 상부 행정 부분에서, 피스톤의 비교적 좁은 말단 부분은 하부 시일을 통해 움직이고, 피펫은 종래의 공기 변위 피펫으로서 작동한다.

그러나, 플런저가 홈 위치와 고정된 하부 정지부 사이에서 움직이는, 블로우아웃 행정 부분의 적어도 일부에서는, 비교적 좁은 말단 부분이 하부 시일로부터 분리되고, 피스톤이 상부 시일을 통해 움직일 때, 공기는 피스톤의 비교적 넓은 근접 부분에 의해 변위된다. 피스톤의 넓은 부분은 피스톤에 의해 축 방향의 단위당 변위된 공기의 양을 증가시키고, 따라서, 플런저 유닛이 동일한 속도로 이동하는 경우, 팁을 통해, 그리고 팁으로부터 이동하는 공기의 속도와 볼륨을 증가시킨다. 이 증가된 공기 속도와 볼륨은 블로우아웃 행정의 능력을 향상시켜, 배출 행정시에 팁에 부착될 수 있는 액체를 배출하는 경향이 있다.

따라서, 공지된 다른 수동 공기 변위 피펫의 여러 단점이 본 발명에 따른 피펫에 의해 해결된다. 본 발명은 모터 기반의 향상된 블로우아웃 행정(길거나 가속된 블로우아웃 행정 등)으로 대체하거나 또는 여기에 추가하는 바와 같이, 전자 공기 변위 피펫에도 적응될 수 있다.

본 발명의 이들 및 다른 목적들, 특징 및 이점은 아래의 상세한 설명 및 첨부 도면에서 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 향상된 블로우아웃 특성을 이용하는 본 발명에 따른 핸드헬드 피펫을 도시한다.
도 2는 종래 기술에 따른 원통형의 피스톤과 단일 시일을 이용하는 종래의 공기 변위 피펫의 절단면도이다.
도 3은 피스톤이 상부 정지 위치에 있는, 공기 변위 피펫의 블로우아웃 행정 중에 배출된 공기와 액체의 속도를 증가시키는, 단차가 있는 피스톤과 이중 고정식 시일 구성의 개략도이다.
도 4는 피스톤이 홈 위치에 있는, 공기 변위 피펫의 블로우아웃 행정 중에 배출된 공기와 액체의 속도를 증가시키는, 단차가 있는 피스톤과 이중 고정식 시일 구성의 개략도이다.
도 5는 피스톤이 하부 정지 위치에 있는, 공기 변위 피펫의 블로우아웃 행정 중에 배출된 공기와 액체의 속도를 증가시키는, 단차가 있는 피스톤과 이중 고정식 시일 구성의 개략도이다.
도 6은 피스톤이 상부 정지 위치에 있는, 공기 변위 피펫의 블로우아웃 행정 중에 배출된 공기의 압력을 증가시키는, 단차가 있는 피스톤과 이중 고정식 시일 구성의 개략도이다.
도 7은 피스톤이 홈 위치에 있는, 공기 변위 피펫의 블로우아웃 행정 중에 배출된 공기의 압력을 증가시키는, 단차가 있는 피스톤과 이중 고정식 시일 구성의 개략도이다.
도 8은 피스톤이 하부 정지 위치에 있는, 공기 변위 피펫의 블로우아웃 행정 중에 배출된 공기의 압력을 증가시키는, 단차가 있는 피스톤과 이중 고정식 시일 구성의 개략도이다.
도 9는 피스톤이 상부 정지 위치에 있는, 공기 변위 피펫의 블로우아웃 행정 중에 배출된 공기와 액체의 속도를 증가시키는, 단차가 있는 피스톤과 이중 이동식 시일 구성의 개략도이다.
도 10은 피스톤이 홈 위치에 있는, 공기 변위 피펫의 블로우아웃 행정 중에 배출된 공기와 액체의 속도를 증가시키는, 단차가 있는 피스톤과 이중 이동식 시일 구성의 개략도이다.
도 11은 피스톤이 하부 정지 위치에 있는, 공기 변위 피펫의 블로우아웃 행정 중에 배출된 공기와 액체의 속도를 증가시키는, 단차가 있는 피스톤과 이중 이동식 시일 구성의 개략도이다.
도 12는 볼륨 설정 정지부에 대항하여 피스톤이 최상부 위치에 있는, 블로우아웃 행정 중에 배출된 공기와 액체의 속도를 증가시키도록 배치된, 본 발명에 따른 단차가 있는 피스톤과 이중 시일 구성을 사용하는 공기 변위 피펫의 절단면도이다.
도 13은 볼륨 설정 정지부에 대항하여 피스톤이 최상부 위치에 있는, 블로우아웃 행정 중에 배출된 공기와 액체의 속도를 증가시키도록 배치된, 본 발명에 따른 단차가 있는 피스톤과 이중 시일 구성을 사용하는 공기 변위 피펫의 절단면도이다.

예시적인 실시예를 참조하여 본 발명을 설명한다. 본 발명에 따른 시스템은 다양한 형태로 실시될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 여기에 개시된 특정 구조 및 기능적인 세부사항은 대표적인 것이며, 본 발명의 범위를 한정하지 않는다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 핸드헬드 피펫(110)이 도시되어 있다. 종래의 피펫과 마찬가지로, 도시된 피펫(110)은 팁 장착 샤프트(112)를 가지며, 팁(114)은 샤프트(112)에 장착되어 있다.

피펫(110)과 그 일회용 팁(114)의 전체적인 형태는 종래의 피펫과 유사하며, 그 조합은 동일한 방식으로 사용되고, 기존 피펫을 사용하여 수행되는 것과 동일한 기술을 사용한다.

피펫은 플런저 로드(118)에 연결된 플런저 버튼(116)을 갖는다. 플런저 버튼(116)과 플런저 로드(118)는 완전히 확장된 위치로 스프링 편향된다. 플런저 로드(118)는 피펫(110) 내에서 피스톤에 연결되어 있다(도시되지 않음). 종래의 피펫과 마찬가지로, 플런저 버튼(116)이 눌리면, 플런저 로드(118)가 이동하고, 피스톤은, 상부 볼륨 설정 정지부에 대항하는 최상부 위치로부터, 샤프트(112)를 통해, 샤프트(112)의 말단부(120)에 있는 노즐을 향해 내려간다.

종래의 수동 피펫과 같이, 플런저 버튼(116)은 두 위치, 즉 해제 및 연장 위치와 홈 위치에 대하여 스프링 편향된다. 플런저 버튼(116)이 홈 위치를 지나 눌려지면, 완전히 눌려진 블로우아웃 위치에 있다. 플런저 버튼(116)에 압력을 가하지 않을 경우, 플런저 스프링은 플런저 버튼(116)을 상부 볼륨 설정 정지부에 대항하여 상방으로 편향하고, 상부 볼륨 설정 정지부의 위치는, 플런저 버튼(116)과 상술한 바와 같은 정지 위치 조절기구의 회전에 의해 조정된다. 도 1에 도시된 피펫(110)을 포함하는 일부 피펫에서는, 바람직하지 않은 볼륨 조정을 방지하기 위해 사용자에 의해 제어되는 볼륨 잠금부(124)를 포함한다. 이 위치에서, 플런저 로드(118)와 플런저 버튼(116)은 피펫(110)의 몸체(122)에 대하여 해제 및 연장 위치에 있다.

플런저 버튼(116)이 부분적으로 압축되어 있는, 홈 위치에서는, 플런저 버튼의 압축에 대해 저항이 증가한다. 핸드헬드 피펫 구조에서는 일반적인 바와 같이, 제2 프리로드된 블로우아웃 스프링은 플런저 스프링에 의해 제공된 저항을 추가한다. 증가된 저항은 피펫 사용자에 의해 감지되고, 홈 위치를 정의한다. 해제 및 연장된 위치와 홈 위치 사이에서는, 플런저 스프링만이 플런저 버튼 위치를 그 연장된 위치를 향해 위로 편향하고, 스프링 편향에 대항하여 작동하는 것은 비교적 가벼운 제1의 힘 레벨이 필요하다.

플런저 버튼(116)은 홈 위치로부터 완전히 연장된 위치로 해제되어, 원하는 액체 볼륨을 분배하며, 다음에 연장된 위치로부터 홈 위치로 움직이고, 계속하여 하부 정지부로 이동하여 액체를 분배한다.

홈 위치와 완전히 압축된 블로우아웃 위치 사이에서, 플런저 스프링과 블로우아웃 스프링은 플런저 버튼(116)에 대항하여 위로 작용하며, 스프링 편향에 대항하여 작동하는 것은 큰 제2의 힘 레벨이 필요하다. 제1 플런저 스프링과 제2 블로우아웃 스프링을 포함하는 이러한 형태는 핸드헬드 피펫에서 일반적이다.

분배 후에, 플런저 버튼(116)은 피펫 팁(114)으로부터 남아있는 임의의 액체를 배출하기 위해, 홈 위치로부터 블로우아웃 위치의 끝으로 이동된다.

따라서, 홈 위치에서, 사용자는, 두 개의 스프링 힘 사이에서 촉각에 의한 전이를 느끼고, 제1 레벨과 큰 제2 레벨 사이의 힘을 부여하여, 사용자는 플런저 버튼(116)을 홈 위치에 용이하게 유지시킬 수 있다.

종래의 핸드헬드 피펫에서, 플런저 버튼은 플런저 로드를 통하여 원통형 피스톤에 직접 힘을 가하고, 피펫 내의 시일을 경유하여 피펫의 액체 단부를 기밀 밀봉한다. 밀봉은 액체 단부에 대해 고정된 위치에서 유지되고, 액체 단부의 내부 부분에 대하여 기밀을 더욱 형성한다. 따라서, 플런저 버튼이 작동하면, 피스톤은 시일을 통해 이동하게 되고, 액체 단부 내의 공기 볼륨이 이동하게 된다. 오리피스가 피펫 팁의 선단부에 제공되어 있고, 실질적으로 다른 모든 장소에서 기밀 밀봉이 유지되면, 액체(또는 임의의 유체)의 팁으로의 유입 또는 이로부터의 배출을 위한 유일한 통로는 상기 오리피스를 통하게 되고, 이것은 피스톤에 의해 변위된 공기의 볼륨과 피펫에 의해 조작된 액체의 볼륨 사이를 결정하게 된다.

여러 면에서, 피펫(110)은 종래의 핸드헬드 수동 피펫과 유사하게 구성될 수 있다. 하나의 예시적인 피펫 구성은, 홈버그의 미국 특허 제5,700,959호에 기재되어 있는 것을 사용 및 재구성할 수 있고, 상기 특허는 여기서 참고로 인용된다. 동일한 볼륨 설정 기구, 스프링들, 구동기구, 플런저 기구, 및 몸체 부분들이 일반적으로 이용될 수 있다. 여기서 기술되는 기능에서, 본 발명에 따른 피펫(110)의 주된 차이점은, 도 5 내지 7을 참고하여 아래에서 설명된 바와 같이, 분리되어 단차가 있는 피스톤과, 적어도 두 개의 피스톤 시일을 포함하는 것이다.

비교를 위해, 종래의 공기 변위 피펫이 도 2에 도시되어 있다. 본 발명은 핸드헬드 피펫 및 다른 공기 변위 액체 취급 장치의 다양한 형태 및 구성에 쉽게 적용할 수 있지만, 도시된 피펫은 레이닌 인스트루먼트, LLC(Rainin Instrument, LLC)의 RAININ CLASSIC 피펫을 단순화한 것이다.

도 1에 도시된 실시예와 같이, 손으로 잡을 수 있는 몸체(212), 피펫(210)을 조작하는 데 사용되는 플런저 버튼(214)과 플런저 로드(216), 이젝터 버튼(220)에 결합된 팁 이젝터 (218), 및 팁 장착 샤프트(222)를 포함한다. 단순함을 위해, 도 2의 실시예에는 볼륨 잠금 기구가 없다.

볼륨 설정 기구는 피펫의 상부 정지 위치를 조정하여, 피펫의 행정 길이를 제한하는 볼륨 설정 나사(226)와 볼륨 노브(224)를 포함한다. 플런저 로드(216)는, 행정 스프링(230)과 블로우아웃 스프링(232)에 의해 위로 스프링 편향되는, 피스톤 조립체(228)에 대항하여 작동하며, 블로우아웃 스프링은, 피스톤 조립체(228)가 특정화된 홈 위치를 교차할 때만, (초기 프리로드된 상태를 지날 때) 더욱 압축된다.

피스톤 조립체(228)는 샤프트(222) 안으로 축 방향으로 연장하는 원통형 피스톤(234)을 포함하며, 이 피스톤(234)은, 시일 리테이너(242)에 의해 샤프트(222) 내의 제 위치에서 유지되는 환형 밀봉 링(240)에 대하여 밀봉하고, 블로우아웃 스프링(232)으로부터 가해진 압력에 의해 샤프트(222)의 스텝(238)에 대하여 제 위치에 유지된다. 시일 리테이너 및/또는 밀봉 링(240)은 또한 공기 누출 경로가 나타나는 것을 회피하기 위해, 샤프트(222)에 대해 밀봉한다.

따라서, 밀봉 링(240)을 통한 피스톤(234)의 축 방향 이동은 샤프트(222) 내의 공기를 변위 시키고, 샤프트가 완전히 밀폐되면 (그리고 일반적으로 팁이 장착되어 거기에서 밀봉됨), 다른 통로는 없고, 공기와 액체가 그 말단 개방 단부를 통해 팁에 들어가거나 배출된다.

도 3 내지 5는 본 발명에 따른 일 실시예에서, 분리되어 단차가 있는 피스톤의 작동을 개략적인 형태로 도시하고 있고, 여기서는 피펫의 블로우아웃 행정을 향상시키기 위해 증가된 공기 볼륨과 속도를 사용한다.

도 3은 넓은 상단부(312)와 좁은 하단부(314)를 갖는 예시적인 피펫 샤프트(310)를 포함한다. 샤프트(310) 내에는 상부 밀봉 링(316)과 하부 밀봉 링(318)이 있고, 각각 단면이 도시되어 있다. 밀봉 링(316, 318)은 하나 이상의 시일 리테이너를 통해 샤프트(310) 내의 위치에 고정될 수 있다는 것을 주목해야 하며, 이러한 리테이너는 단순함을 위해 생략되었다. 시일은 또한 샤프트 내에서 직접 세부 부품들을 지지함에 의해 제 위치에 고정될 수 있다.

또한, 도 3에는 비교적 좁은 하부 부분(322), 얇은 허리 부분(324), 그리고 비교적 넓은 상부 부분(326)을 포함하는, 분리된 피스톤(320)이 포함되어 있다. 이 실시예에서, 허리 부분(324)은 일반적으로 하부 부분(322) 및 상부 부분(326)의 직경보다 더 좁다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 허리 부분(324)은 하부 부분(322)보다 좁게 할 필요는 없다. 이것은 허리 부분에 가공되어 있거나 또는 형성되어 있는, 피스톤의 평면부 또는 홈에 의해 공기가 하부 밀봉 링 주변을 통과하도록 구성될 수 있다. 플런저 로드가 도시되지 않았지만, 실제 구현에서는 피스톤(320)이 플런저 유닛에 결합할 수 있음을 알 수 있다.

하부 부분(322)이 하부 밀봉 링(318) 내에서 축 방향으로 위치될 때, 하부 밀봉이 피스톤(320)과 하부 밀봉 링(318) 사이에 형성되도록, 하부 부분(322)과 하부 밀봉 링(318)의 크기가 정해진다. 유사하게, 상부 부분(326)이 상부 밀봉 링(316) 내에서 축 방향으로 위치될 때, 상부 밀봉이 피스톤(320)과 상부 밀봉 링(316) 사이에 형성되도록, 상부 부분(326)과 상부 밀봉 링(316)의 크기가 정해진다. 이들 상부 및 하부 밀봉은 도 3 내지 5를 참조하여 하기에서 더 자세히 기술된다.

도 3은, 상부 볼륨 설정 정지부에 대하여, 피스톤(320)이 그 최상 위치(330)에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 볼륨 설정 정지부는 그 최대 볼륨 설정에, 또는 그 근처에 있다. 여기에 도시된 바와 같이, 피스톤(320)의 바닥 단부(328)는 하부 밀봉 링(318) 내에 있지만, 여전히 그것을 밀봉하고 있다. 피스톤(320)이 메인(상부) 행정을 통해 아래로 이동하면, 피스톤(322)의 하부 부분(322)은 하부 밀봉 링(318)을 통해 이동하여, 대응하는 공기의 양을 변위시킨다. 종래의 피펫과 마찬가지로, 피스톤이 상부 정지부(최대 볼륨 설정)로부터 홈 위치(332)로 이동할 때 피스톤(320)에 의해 변위된 공기의 볼륨은 피펫의 최대 액체량의 용량과 실질적으로 동일하다. 고정된 하부 정지부(334)에 대응하는 위치를 향해 계속 움직이면 그 용량을 초과하고, 블로우아웃 행정을 나타낸다.

예를 들어, 용량이 200㎕인, 피스톤의 하부 부분(322)을 갖는 본 발명에 따른 피펫은, 대략 4mm의 직경을 가질 수 있고, 상부 정지부와 홈 위치 사이의 거리는 약 16mm 일 수 있다. 피스톤이 상부 정지부와 홈 위치 사이에서 이동하면, 200㎕의 공기가 변위되고, 그것은 피펫 팁에서 대략 동일한 액체의 양을 이동시킨다. 마찬가지로, 20㎕의 용량을 갖는 본 발명에 따른 피펫에서, 하부 부분(322)은 약 1.25 mm의 직경을 가질 수 있다.

도 3에서, 피스톤(320)의 넓은 상부 부분(326)은 상부 밀봉 링(326)과 밀봉 결합하지 않으며, 따라서, 상부 부분(326)은 상부 정지부와 홈 위치 사이에서 피펫의 성능에 영향을 주지 않는다는 것을 주목해야 한다. 그 볼륨 설정 범위의 하단부 근처인, 하부 볼륨으로 설정되는 가변 볼륨 피펫은, 도 3에 도시된 것과 동일한 방식으로 밀봉 링들과 결합하지만, 피스톤(320)의 시작 위치는 최상부 위치(330)와 홈 위치(332) 사이에 있게 된다.

도 4는 피스톤(320)(도 3)이 홈 위치에 있는 것을 도시한다. 이 위치에서, 피스톤(320)의 하부 부분(322)은 여전히 하부 밀봉 링(318)에 대해서만 밀봉을 하고 있고, 피스톤(320)의 상부 부분(326)은 폐쇄되어 있지만 상부 밀봉 링(316)과 아직 밀봉 결합하고 있지 않다. 이 지점에서, 피펫은 여전히 종래의 공기 변위 피펫처럼 작동하고 있다. 그러나, 피스톤(320)이 계속하여 블로우아웃 행정 안으로 아래를 향해 축 방향으로 이동하면, 하부 부분(322)은 하부 밀봉 링과의 밀봉이 해제되고, 상부 부분(326)은 상부 밀봉 링(316)과 결합하고, 그 상부 밀봉 링(316)을 따라 이동하는 넓은 상부 부분(326)의 이동에 의해, 계속적인 공기 변위가 형성된다. 피스톤(320)의 이 부분이 넓기 때문에, 피스톤(320)의 수직하는 축 방향 운동의 각각의 유닛이 공기를 더욱 이동시킨다. 피스톤이 일정한 속도로 계속 이동하면, 이 변위된 공기는 피펫 팁이(114)의 수축된 좁은 단부를 통해 더 빠르게 이동하게 된다. 이렇게 빠르게 움직이는 볼륨 공기는 본 발명에 따른 피펫에서 피펫 팁으로부터의 물방울과 액체의 접착 막을 제거하는 데 있어 더욱 효과적이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 피스톤(320)(도 3)은 하부 정지부에 대응하는 위치(334)에 있고, 그 블로우아웃 행정을 완료했다. 피스톤의 상부 부분(326)은 상부 밀봉 링(316)을 통해 이동되고, 상부 밀봉은 제 위치에 유지되며, 하부 부분(322)은 하부 밀봉 링(318)과 분리되어 유지된다. 허리 부분(324)은 하부 부분(322)보다 상당히 좁게 할 필요는 없다. 적어도 그 부분은, 하부 밀봉 링(318)과 분리되어, 하부 밀봉 링(318)과 피스톤(320)의 허리 부분(324) 사이에서 공기가 자유롭게 흐를 수 있을 정도면 충분하다. 허리 부분(324)은 원통형일 필요는 없으며, 본 발명의 실시예에서는, 허리 부분(324)이 하부 부분의 것과 직경이 동일한, 거의 원통형이지만, 그 외부 표면에 축 방향으로 가공된 하나 이상의 공기통로가 형성되어 있다. 다른 구성도 가능하며, 내부 공기 통로가 형성된 피스톤을 포함하는 것도 생각할 수 있다.

전술한 바와 같이, 도 3-5에 개략적으로 도시된 실시예는, 피펫 행정의 블로우아웃 행정 중에 배출된 공기의 볼륨과 속도를 증가시킴에 의해, 향상된 블로우아웃을 수행한다. 도 6-8에 도시된 다른 실시예에서, 향상된 블로우아웃은 두 개의 밀봉 링 사이에서 몸체 내에 형성된 공간에 압력을 축적하고, 압축된 공기는 피펫 팁을 통해 갑자기 방출함으로써 달성된다.

도 3과 같이, 도 6은 넓은 상단부(612)와 좁은 하단부(614)를 갖는, 예시적인 피펫 샤프트(610)를 포함한다. 샤프트(610) 내에는 상부 밀봉 링(616)과 하부 밀봉 링(618)이 있고, 각각의 단면이 도시되어 있다. 밀봉 링(616, 618)은 하나 이상의 밀봉 리테이너를 통해 샤프트(610) 내의 위치에 고정될 수 있고, 리테이너는 간결함을 위해 생략되어 있다.

또한, 도 6에는, 비교적 좁은 하부 부분(622), 얇은 허리 부분(624), 및 비교적 넓은 상부 부분(626)을 포함하는 분리된 피스톤(620)이 도시되어 있다. 이 실시예에서는, 허리 부분(624)이 하부 부분(622) 및 상부 부분(626) 보다 직경이 더 좁다. 플런저 로드는 도시되어 있지 않다.

도 3-5에 도시된 실시예와 같이, 하부 부분(622)이 하부 밀봉 링(618) 내에서 축 방향으로 위치될 때, 하부 밀봉이 피스톤(620)과 하부 밀봉 링(618) 사이에 형성되도록, 하부 부분(622)과 하부 밀봉 링(618)의 크기가 정해진다. 유사하게, 상부 부분(626)이 상부 밀봉 링(616) 내에서 축 방향으로 위치될 때, 상부 밀봉이 피스톤(620)과 상부 밀봉 링(616) 사이에 형성되도록, 상부 부분(626)과 상부 밀봉 링(616)의 크기가 정해진다. 이들 상부 및 하부 밀봉과 피스톤(612)과의 관계는 도 6 내지 8을 참조하여 하기에서 더 자세히 기술된다.

도 6에서, 피스톤(620)은 그 최대 볼륨 설정에, 또는 그 근처에서, 상부 볼륨 설정 정지부에 대하여, 그 최상 위치(630)에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 피스톤(620)의 바닥 단부(628)는 하부 밀봉 링(618) 내에 있지만, 여전히 그것을 밀봉하고 있다. 피스톤(620)이 아래로 이동하면, 피스톤(622)의 하부 부분(622)는 하부 밀봉 링(618)을 통해 이동하여, 공기의 대응하는 양을 변위시킨다. 종래의 피펫과 마찬가지로, 피스톤이 상부 정지부(최대 볼륨 설정)로부터 홈 위치(632)로 이동할 때 피스톤(620)에 의해 변위된 공기의 볼륨은, 피펫의 최대 액체량의 용량과 실질적으로 동일하다. 고정된 하부 정지부(634)에 대응하는 위치를 향해 계속 움직이면 그 용량을 초과하고, 블로우아웃 행정을 나타낸다.

용량이 200㎕인 본 발명에 따른 피펫에서, 피스톤이 상부 정지부와 홈 위치 사이에서 이동하면, 200㎕의 공기가 변위되고, 그것은 피펫 팁에서 대략 동일한 액체의 양을 이동시킨다.

도 6에서, 피스톤(620)의 넓은 상부 부분(626)은 상부 밀봉 링(616)과 밀봉 결합하지 않으며, 따라서, 상부 부분(626)은 상부 정지부와 홈 위치 사이에서 피펫의 성능에 영향을 주지 않는다. 그 볼륨 설정 범위의 하단부 근처인, 하부 볼륨으로 설정되는 가변 볼륨 피펫은, 도 6에 도시된 것과 동일한 방식으로 밀봉 링들과 결합하지만, 피스톤(620)의 시작 위치는 최상부 위치(630)와 홈 위치(632) 사이에 있게 된다.

도 6-8의 피스톤(620)은 도 3-5의 피스톤(320)과 적어도 두 가지 면에서 다르다는 것을 주목해야 한다. 허리 부분(624)(도 6)은 대응하는 허리 부분(324)(도 3)보다 축 방향 길이가 더 짧고, 하부 부분(622)은 대응하는 하부 부분(322)(도 3)보다 축 방향 길이가 더 길다. 이러한 상호 간의 변경은, 도 6-8의 실시예의 블로우아웃 행정 중에 피펫(110) 내에 압력이 형성되게 하고, 이로부터 압력이 배출될 수 있게 하며, 자세한 사항은 아래에서 설명될 것이다.

도 7은 피스톤(620)(도 6)이 홈 위치에 있는 것을 도시한다. 도시된 실시예의 이 위치에서, 피스톤(620)의 하부 부분(622)은 계속하여 하부 밀봉 링(618)에 대해 밀봉을 하고 있고, 피스톤(620)의 상부 부분(626)은 상부 밀봉 링(316)과 아직 밀봉 결합하고 있지 않다. 이 지점에서, 피펫은 여전히 종래의 공기 변위 피펫처럼 작동하고 있다. 그러나 피스톤(620)이 계속하여 아래를 향해 축 방향으로 블로우아웃 행정 안으로 이동하면, 하부 부분(622)은 하부 밀봉 링과의 밀봉은 계속되고, 상부 부분(626)은 상부 밀봉 링(316)과 결합하여 밀봉하고, 계속된 상부 밀봉 링(626)의 아래를 향한 축 방향 이동은 두 개의 밀봉 링(616, 618) 사이의 밀봉된 영역(712)의 공기를 압축하기 시작한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 피스톤(620)이 블로우아웃 행정의 말기에 도달할 때까지, 밀봉된 영역(712)에서 공기의 압축은 계속된다. 그 시점에, 피스톤(620)의 하부 부분(622)과 하부 밀봉 링(618) 사이의 밀봉이 해제되고, 허리 부분(624)과 하부 밀봉 링(618) 사이의, 영역(712)으로부터 압축된 공기가 탈출하여, 피펫과 거기에 연결된 팁(114)으로부터 나가게 된다. 압축된 공기의 탈출은 팁으로부터 공기의 과도한 고속 흐름으로 나타나고, 액체 방울 및 접착 막을 제거하는 경향이 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 피스톤(620)(도 6)은 하부 정지부에 대응하는 위치(634)에 있고, 그 블로우아웃 행정을 완료했다. 피스톤의 상부 부분(626)은 상부 밀봉 링(616)을 통해 이동되고, 상부 밀봉은 제 위치에 유지된다. 하부 부분(622)은 하부 밀봉 링(618)과 분리되어 유지된다. 도 3-6의 실시예에서, 허리 부분(624)은 하부 부분(622)보다 상당히 좁게 하거나 원통일 필요는 없다. 본 발명의 실시예에서, 허리 부분(624)은 하부 부분의 것과 동일한 직경의 거의 원통형이지만, 그 외부 표면에 축 방향으로 가공된 하나 이상의 공기통로가 형성되어 있다. 다른 구성도 가능함은 용이하게 상상할 수 있다.

본 발명에 따른 피펫의 다른 실시예는 실질적으로 원통형인 피펫 몸체, 샤프트, 또는 실린더 모듈의 내부 표면에 대하여 복수의 이동 시일을 이용하는 분리된 피스톤을 사용한다. 도 9, 10, 및 11은 본 발명에 따른 이동 시일을 갖는 이러한 분리되어 단차가 있는 피스톤의 작동을 도시하며, 일 실시예(도 3-5)에서는, 증가된 공기 볼륨과 속도를 사용하여, 피펫의 블로우아웃 행정을 향상시킨다.

도 9는 넓은 상단부(912)와 좁은 하단부(914)를 갖는, 예시적인 피펫 샤프트(910)를 포함한다. 샤프트(910) 내에는 실질적으로 원통형인 상부 챔버(916)와 실질적으로 원통형인 하부 챔버(918)가 있고, 각각의 단면이 도시되어 있다. 상부 챔버(916)는 하부 챔버(918)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는다. 상부 챔버(916)와 하부 챔버(918)는 서로 인접하여 있고, 성형 또는 가공을 통해 샤프트 또는 피펫의 몸체에 의해 직접 형성될 수 있고, 또는 분리된 구조된 모듈형 실린더 구조의 형태를 택할 수 있고, 피펫의 몸체 또는 샤프트 내의 위치에 유지될 수 있다. 하부 챔버(918)는 피펫 샤프트 및 피펫 팁(114)(도 1)의 하단부와 연통할 수 있고, 상부 챔버(916)는 피펫의 몸체 또는 외부 환경과 연통할 수 있다.

도 9는 또한 상부 챔버(916)의 내벽에 의해 형성된 상부 홈(920)(또는 복수의 상부 홈)과 하부 챔버(918)의 내벽에 의해 형성된 하부 홈(922)(또는 복수의 하부 홈)을 포함하며, 이들의 기능은 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.

또한, 도 9에는 두 개의 이동 밀봉 링인, 상부 밀봉 링(926)과 하부 밀봉 링(928)을 운반하는 분리된 피스톤(924)이 도시되어 있다. 상부 밀봉 링(926)은 상부 챔버(916)의 내벽을 밀봉하도록 크기가 정해지고 (상부 홈(920)이 존재하는 것은 제외), 하부 밀봉 링(928)은 하부 챔버(918)의 내벽을 밀봉하도록 크기가 정해진다. (하부 홈(922)이 존재하는 것은 제외), 건조 시일 또는 윤활 시일 중 하나가 사용될 수 있다. 상부 밀봉 링(926)이 상부 홈(920)에 대하여 위치될 때, 피펫 내의 공기는 상부 밀봉 링(926)을 우회할 수 있다, 마찬가지로, 하부 밀봉 링(928)이 하부 홈(922)에 대하여 위치될 때, 피펫 내의 공기는 하부 밀봉 링(928)을 우회할 수 있다, 도 3-5에서는 플런저 로드가 도시되어 있지 않지만, 실제 구현에서는 피스톤(924)이 플런저 유닛에 결합될 수 있음을 알 수 있다.

도 9에서 피스톤(924)은, 그 최대 볼륨 설정에, 또는 그 근처에서, 상부 볼륨 설정 정지부에 대하여, 그 최상 위치(930)에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 피스톤(924)의 하부 밀봉 링(928)은 하부 챔버(918)의 상부 부분 근처에서 축 방향으로 위치하지만, 여전히 하부 챔버(918)의 내부 표면을 밀봉하고 있다. 피스톤(924)이 피펫의 메인 (상부) 행정을 통해 아래로 이동하면, 피스톤(924)의 하부 밀봉 링(928)은 하부 챔버(918)의 길이를 가로지르고, 공기의 대응하는 양을 변위시킨다. 종래의 피펫과 마찬가지로, 피스톤이 상부 정지부(최대 볼륨 설정)로부터 홈 위치(932)로 이동할 때 피스톤(924)에 의해 변위된 공기의 볼륨은, 피펫의 최대 액체량의 용량과 실질적으로 동일하다. 피스톤이 고정된 하부 정지부(934)에 대응하는 위치를 향해 계속하여 움직이면 그 용량을 초과하고, 블로우아웃 행정을 나타낸다.

볼륨은 도 3-5의 실시예의 것과 유사한 방식으로 계산된다. 예를 들어, 200㎕의 용량을 갖는 본 발명에 따른 피펫에서, 피스톤(924)의 하부 밀봉 링(928)은 대략 4mm의 직경을 가질 수 있고, 상부 정지부와 홈 위치 사이의 거리는 약 16mm 일 수 있다. 피스톤이 상부 정지부와 홈 위치 사이에서 이동할 때, 그것은 피펫 팁으로부터 거의 동일한 액체의 양을 이동시킨다. 마찬가지로, 20㎕의 용량을 갖는 본 발명에 따른 피펫에서, 하부 밀봉 링(928)은 대략 1.25mm의 직경을 가질 수 있다.

도 9에서 알 수 있듯이, 피스톤(924)의 넓은 상부 밀봉 링(926)은 상부 홈(920)에 인접하여 있지만, 상부 챔버(916)와 밀봉 결합하고 있지 않음을 주목해야 한다. 따라서, 피스톤(924)이 상부 정지 위치(930)와 홈 위치(932) 사이에서 이동할 때, 상부 밀봉 링(926)은 피펫의 성능에 영향을 주지 않으며, 상부 밀봉 링(926)은 피펫 행정의 전체 부분에 대하여 밀봉되지 않은 상태로 유지된다. 그 볼륨 설정 범위의 하단부에 가까운, 하부 볼륨 설정으로 설정된 가변 볼륨 피펫은 도 9에 도시된 바와 동일한 방식으로 밀봉되지만, 피스톤(924)의 시작 위치는 최상부 위치(930)와 홈 위치(932) 사이에 있을 것이다.

도 10은 홈 위치(932)에 있는 피스톤(924)을 도시한다. 이 위치에서, 피스톤(924)의 하부 밀봉 링(928)은 여전히 하부 챔버(918)를 밀봉하고 있지만, 하부 밀봉 링(928)은 하부 홈(922)만을 밀봉하고 있고, (계속적인 하향 축 방향 이동은 하부 밀봉 링(928)이 하부 홈(922)을 밀봉하기 때문에), 피스톤(924)의 상부 밀봉 링(926)은 상부 챔버(916)와 전체적인 밀봉 결합을 하게 된다. 이 시점에서, 피펫은 여전히 종래의 공기 변위 피펫과 같이 작동된다. 하지만, 피스톤(924)이 축 방향인 아래로 계속 이동하여 블로우아웃 행정으로 가면, 하부 밀봉 링(928)은 하부 챔버(918)와의 밀봉이 파괴되고, 상부 챔버(916)를 밀봉하는 넓은 상부 밀봉 링(926)의 이동에 의해 계속하여 공기가 변위된다. 피스톤(924)의 상부 부분이 넓기 때문에, 피스톤(924)의 각 유닛의 수직인 축 방향 이동은 더 많은 공기를 변위 시킨다. 피스톤이 일정한 속도로 계속 이동하면, 공기의 변위는 피펫 팁(114)(도 1)의 수축된 좁은 단부를 통해 더 빠르게 이동한다. 이 빠르게 움직이는 높은 볼륨의 공기는 본 발명에 따른 피펫에서 피펫 팁의 액체 방울 및 접착 막을 제거하는 데 더욱 효과적이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 피스톤(924)(도 9)은 하부 정지부에 대응하는 위치(934)에 있고, 그 블로우아웃 행정을 완료했다. 피스톤(924)의 상부 밀봉 링(926)은 상부 챔버(916)를 통해 축 방향으로 아래로 이동하고, 상부 밀봉은 제 위치에 유지하며, 하부 밀봉 링(928)은 하부 홈(922)을 거쳐 하부 챔버(918)로부터 분리되어 유지된다.

도 9-11에 개략적으로 도시된 바와 같이, 피펫의 가능한 대안적인 일 실시예는 샤프트(910)에 의해 형성된 하나 이상의 관통 구멍으로 상부 홈(920)이 대체되어, 도시된 상부 홈(920)의 하단부에 대응하는 위치에서 외부 환경과 연통하는 것이다. 이 대안적이 구성에서, 상부 밀봉 링(926)이 바이패스되어 있지 않지만, 오히려 이동 시일이 피펫의 메인(상부) 행정 중에 관통 구멍으로부터 공기를 변위시키기 때문에, 관통 구멍 위의 상부 챔버(916) 내에서 상부 밀봉 링(926)의 축 방향 이동은 피펫의 작동에 영향을 미치지 않는다. 블로우아웃 행정 중에, 상부 밀봉 링(926)이 관통 구멍을 통해 아래로 이동할 때, 상부 밀봉 링(926)은 도 10-11에 도시된 바와 같이, (바이패스된) 하부 밀봉 링(928) 주변의 공기를 변위시킨다. 유사한 성능의 다른 구성이 가능하며 이는 용이하게 상상할 수 있다.

도 9-11의 또 다른 실시예가 구현될 수 있음을 주목해야 한다. 이 실시예에서, 압력은 블로우아웃 행정 중에 배출되기 전에, 이동 밀봉 링(926, 928)(도 6-8의 실시예와 유사) 사이에 형성된다. 이 대안적인 실시예는 당업자에 의해, 도 9-11에 도시된 구성에 작은 변화를 주어 용이하게 달성될 수 있기 때문에, 도시하지 않으며 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3-11에 도시된 구성은 전적으로 개략적이며, 따라서 치수 관계는 명확성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. 본 발명에 따른 실제 피펫은 상당히 다른 크기를 가질 것이며, 이러한 구성은 당업자에 의해, 하기에 기술되는 바와 같이, 특히, 도 12-13을 참조하여, 그리고 종래 피펫의 지식 및 디자인을 고려하여 용이하게 도출될 수 있다. 샤프트(326, 626)의 상부 부분 또는 상부 이동 밀봉 링(926)이 전혀 밀봉을 행하지 않는 실시예를 포함하여, 다양한 다른 변경이 가능함을 주목해야 한다. 그러한 부분 또는 시일에 의해 변위된 공기는, 예를 들어, 체크 밸브 또는 다른 어떤 기구, 또는 메인 행정 중의 구조를 통해, 그 변위된 공기를 라우팅하여, 메인 행정 중에 피펫의 성능에 영향을 미치는 것을 방지할 것이다. 다양한 다른 편차 및 변경이 가능하며, 이러한 모든 사항은 본 발명의 범위 내에 유지되도록 구성된다.

도 3-5에 개략적으로 도시된 실시예는, 도 12의 예시적인 피펫과 연관하여 도시되었다. 도 2에 도시된 종래 기술의 피펫과 마찬가지로, RAININ CLASSIC 피펫의 단순화된 버전은, 본 발명이 핸드헬드 수동 공기 변위 피펫으로 통합되는 방법을 명확하게 보여주며, 이러한 멀티채널 핸드헬드 피펫, 또는 벤치탑 멀티채널 피펫, 또는 로봇 장치 등의 다른 피펫 개념의 다른 구현이, 본 기술로부터 용이하게 도출될 수 있다.

도 2에 도시된 종래 기술의 피펫과 마찬가지로, 이것은, 손으로 잡을 수 있는 몸체(1212)와, 피펫(1210)을 작동하는 데 사용되는 플런저 버튼(1214) 및 플런저 로드(1216)와, 이젝터 버튼(1220)에 결합된 팁 이젝터(1218)와, 팁 장착 샤프트(1222)를 포함한다.

볼륨 노브(1224) 및 볼륨 설정 나사(1226)를 포함하는 볼륨 설정 기구는, 종래의 피펫에 존재하는 기구와 호환될 수 있다. 플런저 로드(1216)는 행정 스프링(1230)과 블로우아웃 스프링(1232)에 의해 위로 편향되는 스프링인, 피스톤 조립체(1228)에 대하여 작동하며, 블로우아웃 스프링은 프리로드된 상태로 설치되며, 피스톤 조립체(1228)가 특정 홈 위치를 교차하는 때에만 더 압축된다.

도 12의 피스톤 조립체(1228)는 도 3-5에 도시된 바와 같이 분할된다. 피스톤 조립체(1228)는 비교적 좁은 하부 부분(1240)과, 얇은 허리 부분(1242), 그리고 비교적 넓은 상부 부분(1244)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 허리 부분(1242)은 하부 부분(1240) 및 상부 부분(1244)보다 더 좁다.

도시된 실시예에서, 피스톤 조립체는(1228)는 스테인리스 강과 같은 적합한 금속을 단일 가공 및 연마하여 제조된다. 또한 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등의 가공 세라믹 또는 성형 폴리머 등의 다른 재료들이 제조목적에 적합하게 사용될 수 있다. 필요하다면, 피스톤 조립체(1228)는 여러 부품 및 재료로 조립될 수 있다. 피스톤 조립체(1228)는, 다른 실시예에서는, 피스톤 조립체(1228)와 플런저 로드(1216)가 나사 결합, 접착제, 또는 하나의 단일 부품으로 가공될 수 있지만, 타이트한 마찰 고정에 의해 플런저 로드(1216)에 결합되어 있다.

샤프트(1222)는 밀봉 리테이너(1250)에 의해 제 위치에 유지하고 있는 하부 밀봉 링(1246)과 상부 밀봉 링(1248)을 포함하며, 리테이너는 샤프트(1222) 내의 위치로 떨어지고 블로우아웃 스프링(1232)에 의한 압력에 의해 제 위치에 유지된다. 도시된 바와 같이, 하부 밀봉 링(1246)은 샤프트(1222)를 더욱 밀봉하게 되고, 이에 따라 리테이너(1250) 상의 공기가 리테이너(1250)와 샤프트(1222) 사이의 통로를 통해 바람직하지 않게 누출되는 것을 방지한다.

도 3-5와 마찬가지로, 피스톤 조립체(1228)의 하부 부분(1240)과 하부 밀봉 링(1246)은, 하부 부분(1240)이 하부 밀봉 링(1246) 내에서 축 방향으로 위치될 때, 피스톤 조립체(1228)와 하부 밀봉 링(1246) 사이에 하부 밀봉이 형성되는 크기로 형성된다. 유사하게, 상부 부분(1244)과 상부 밀봉 링(1248)은, 상부 부분(1244)이 상부 밀봉 링(1248) 내에서 축 방향으로 위치될 때, 피스톤 조립체(1228)와 상부 밀봉 링(1248) 사이에 상부 밀봉이 형성되는 크기로 형성된다. 피스톤 조립체(1228)가 사용자의 제어하에서, 플런저 로드(1216)를 통해 축 방향으로 이동할 때, 피펫(1210)은 도 3-5에 개략적으로 도시된 바와 같이 작동한다.

도 2의 종래 기술의 피펫과 관련하여 전술한 바와 같이, 밀봉 링(1246, 1248)은 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있으며, 압축된 O 링, 립 시일, 또는 스커트형 시일의 형태를 취할 수 있고, 이들은 성능 요구에 따라 건식 시일 또는 습식 시일이 될 수 있다. 이러한 사항은 피펫 디자인 분야에서 공지의 지식을 가진자에 의해 쉽게 결정된다. 본 발명에 따른 피펫에서, 시일은 피펫의 사용 가능한 서비스 기간 동안에, 열화를 방지할 수 있는 충분한 내구성을 가지도록 설계 및 제조되어야 하며, 원통형 피스톤 및 단일 시일을 갖는 종래의 피펫과 달리, 본 발명에 따른 피스톤 조립체(1228)는 하부 밀봉 링(1246)과 상부 밀봉 링(1248) 모두에서 축 방향으로 이동하며, 이는 밀봉 마모를 증가시키는 경향이 있다. 따라서, 피스톤 조립체(1228)는 마모 및 손상을 줄이기 위해 부분 전이부에, 모따기부 또는 둥근 에지를 제공할 수 있다.

최대 200㎕의 액체 용량(예시의 단순성 및 명확성을 위해)을 갖는 피펫을 개략적으로 나타내고 있는 기술된 실시예에서, 피스톤 조립체(1228)는 다음과 같은 바람직한 치수를 가질 수 있는 데, 하부 부분(1240)은 대략 4mm의 직경을 갖고, 허리 부분(1242)은 대략 2-3mm의 직경을 갖고, 상부 부분(1244)은 대략 8mm의 직경을 갖는다. 피펫(1210)은 약 16mm의 메인 행정 길이와, 약 5mm의 블로우아웃 행정 길이를 가지며, 21mm의 전체 길이는, 엄지손가락으로 작동되는 플런저 버튼에 의해, 가장 편안히 제어할 수 있는 합리적인 행정 길이이다.

이러한 치수로 인해, 본 발명에 따른 피펫(1210)의 하부 부분(1240)은 16mm의 메인 행정을 통해 이송되고, 길이는 200㎕의 측정된 용량까지 이동하고, 5mm의 블로우아웃 행정 중에, 대략 250㎕의 추가 공기가 상부 부분(1244)으로부터 변위되어 배출된다. 비교하면, 종래의 피펫은 동일한 길이(그리고 동일 기간)의 블로우아웃 행정 중에 62.5㎕의 공기만을 배출하며, 저속에서 적은 공기가 이동되어, 팁의 잔여 액체를 배출하기에 효과적이지 않았다. 상술한 크기를 갖는 기술된 피펫(1210)은 블로우아웃 행정 중에 공기의 4배를 제공한다. 그러나 허리 부분(1242)과 상부 부분(1244)의 직경은 변할 수 있고, 따라서 블로우아웃 행정 중에 제공된 추가적인 공기는, 원하는 성능 파라미터에 따라 구성될 수 있다는 것을 주목해야 한다.

유사하게, 16mm의 메인 행정과 5mm의 블로우아웃 행정을 가지며, 약 1.25mm의 하부 부분 직경과, 약 2.5mm의 상부 부분 직경을 갖는 20㎕의 용량의 본 발명에 따른 피펫에서, 블로우아웃 행정은 동일한 용량과 행정 길이를 갖는 6㎕ 이상의 종래의 피펫과 비교하여, 약 25㎕의 공기를 빠르게 배출한다.

물론, 상이한 용량(예를 들어, 최소 2㎕, 최대 5㎕ 이상)을 갖는 공기 변위 피펫이 상업적으로 용이하게 입수 가능하며, 기계 설계 분야의 기술자는 기술된 피펫의 크기를 상이한 용량의 여러 피펫에 맞도록 적용할 수 있을 것이다. 여기에 기술된 실시예들은 단지 예시적이다. 본 발명은, 팁에 부착되는 액체의 부분이 전체 전달되는 액체의 볼륨에 비해 클 때와 같이, 200㎕ 이하, 특히 50㎕ 이하인 작은 볼륨의 공기 변위와 연관할 때 특히 유리한 것으로 믿어진다.

도 12의 피펫은 도 3에 개략적으로 도시된 피스톤의 구성을 나타낸다. 플런저 버튼(1214)을 누름에 의해, 피스톤 조립체(1228)는 도 4-5에 나타낸 바와 같이, 시일(1246, 1248)을 통해 축 방향으로 이동한다. 도 12의 피펫(1210)은 그들 위치에 도시되어 있지 않으며, 당업자는 도 3-5의 설명과 연관한 종래의 피펫 작동의 이해를 통해 이를 쉽게 이해할 것이다.

도 9-11에 개략적으로 도시된 실시예는 도 13에 도시된 예시적인 피펫과 연관하여 도시된다. 도 2에 도시된 종래 기술의 피펫과 도 12의 고정식 시일 실시예와 마찬가지로, RAININ CLASSIC 피펫의 간략화된 버전이 도 13에 도시되어 있고, 이것은 본 발명이 핸드헬드 수동 공기 변위 피펫에 통합되는 방법을 가장 명확하게 기술하고 있으며, 멀티채널 핸드헬드 피펫, 또는 벤치탑 멀티채널 피펫, 또는 로봇 장치 등의 여러 피펫의 구현이 본 기술로부터 쉽게 도출될 수 있다.

도 13의 피펫은 손으로 잡을 수 있는 몸체(1312), 피펫(1310)을 작동하는 데 사용되는 플런저 버튼(1314)과 플런저 로드(1316), 이젝터 버튼(1320)에 결합된 팁 이젝터(1318), 및 팁 장착 샤프트(1322)를 포함한다.

볼륨 노브(1324)와 볼륨 설정 나사(1326)를 포함하는 볼륨 설정기구는, 종래의 피펫에 존재하는 기구와 호환 가능하다. 플런저 로드(1316)는 행정 스프링(1330)과 블로우아웃 스프링(1332)에 의해 위로 편향되는 스프링인, 피스톤 조립체(1328)에 대하여 작동하며, 블로우아웃 스프링은 프리로드된 상태로 설치되며, 피스톤 조립체(1328)가 특정 홈 위치를 교차하는 때에만 더 압축된다.

도 13의 피스톤 조립체(1328)는 도 9-11에 도시된 바와 같이 분할된다. 피스톤 조립체(1328)는 비교적 좁은 하부 밀봉 링(1342)과 비교적 넓은 상부 밀봉 링(1344)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 피스톤의 코어(1340)는 폴리에테르이미드(PEI) 등의 비교적 강성인 폴리머로 성형되며, 밀봉 링(1342, 1344)은 적합한 퍼플루오로폴리에테르(PFPE)나 다른 그리스로 바람직하게 윤활된, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM) 고무 등의 호환적인 재료로 성형된 립 시일이다. 밀봉 링(1342, 1344)은 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있으며, 압축된 O 링, 립 시일, 또는 스커트형 시일의 형태를 취할 수 있고, 성능 요구에 따라 건식 시일 또는 습식 시일이 될 수 있다. 재료 및 조립 방법은, 2013년 1월 15일자로 출원되었고, 여기서 참조로서 인용된, 발명의 명칭이 "멀티채널 공기 변위 피펫을 위한 액체 단부 조립체(LIQUID END ASSEMBLY FOR A MULTICHANNEL AIR DISPLACEMENT PIPETTE)"인 모라이티 등의 미국 출원 제13/742,305호에 기술된, 피스톤과 실린더에 사용된 것과 유사할 수 있다. 비록 본 출원이 멀티채널 핸드헬드 피펫을 기술하였지만, 여기에 기술된 피스톤과 실린더의 다양한 양태, 즉, 단일 채널 또는 다중 채널을 포함하는 지의 여부, 핸드헬드 또는 장착 여부, 그리고 수동 작동 또는 자동 구동되는 지의 여부 등이, 여기에 기술된 피펫에서 사용될 수 있다. 다른 구성이 가능하고, 이것은 당업자에 의해 쉽게 실현될 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 피스톤 조립체(1328)는 밀착된 마찰 고정에 의해 플런저 로드(1316)에 결합될 수 있고, 다른 실시예에서는, 피스톤 코어(1340)와 플런저 로드(1316)가 나사 결합, 접착제 결합에 의해 함께 고정될 수 있거나, 또는 단일 일체형 부품으로서 가공 또는 성형될 수 있다. 이러한 일반적인 디자인 결정은 피펫 디자인 분야의 기술자에 의해 용이하게 도출될 수 있다.

도시된 바와 같이, 샤프트(1322)는 하부 챔버(1346)와 상부 챔버(1348)를 형성하고, 도 9-11에서처럼, 하부 챔버(1346)와 상부 챔버(1348)는 샤프트에 의해 형성될 수 있고, 또는 다른 실시예에서는 몸체에 의해서, 또는 샤프트 또는 몸체 내에서 고정되는 분리된 모듈로 형성될 수 있다. 그러나 제조시에는, 챔버(1346, 1348)는 바람직하게는 부드러운 내면을 보유할 수 있는 비교적 단단한 폴리머로 제조된다.

도 9-11과 마찬가지로, 하부 밀봉 링이, 하부 홈(1350)을 형성하지 않는 하부 챔버(1346)의 위치에서 축 방향으로 위치될 때, 하부 밀봉이 하부 밀봉 링(1342)과 하부 챔버(1346)의 내부면 사이에 형성되도록, 피스톤 조립체(1328)의 하부 밀봉 링(1342)과 하부 챔버(1346)의 크기가 정해진다. 유사하게, 상부 부분(1344)이, 상부 홈(1352)을 형성하지 않는 상부 챔버(1348)의 위치에서 축 방향으로 위치될 때, 상부 밀봉이 상부 밀봉 링(1342)과 상부 챔버(1348)의 내부면 사이에 형성되도록, 상부 밀봉 링(1344)과 상부 챔버(1348)의 크기가 정해진다. 피스톤 조립체(1328)가, 사용자의 제어에 따라 플런저 로드(1316)를 통해 축 방향으로 이동하면, 피펫(1310)은 도 9-11에 도시된 바와 같이 작동한다.

본 발명의 다른 실시예와 같이, 밀봉 링(1342, 1344)과 챔버(1346, 1348)는, 피펫의 사용 가능한 서비스 기간 동안, 열화를 방지할 수 있는 충분한 내구성을 가지도록 설계 및 제조되어야 하며, 원통형 피스톤 및 단일 시일을 갖는 종래의 피펫과 달리, 밀봉 링(1342, 1344)은 하부 및 상부 챔버(1346, 1348)의 홈(1350, 1352)을 통해 일정하게 이동하며, 이는 밀봉 마모를 증가시키는 경향이 있다. 따라서, 하부 및 상부 챔버(1346, 1348)의 홈(1350, 1352)은 마모 및 손상을 줄이기 위해, 모따기부 또는 둥근 에지를 제공할 수 있다.

최대 200㎕의 액체 용량(예시의 단순성 및 명확성을 위해)을 갖는 피펫을 개략적으로 나타내고 있는, 기술된 실시예에서, 피스톤 조립체(1328)와 챔버(1346, 1348)는 다음과 같이 바람직한 치수를 가질 수 있는 데, 하부 밀봉 링(1342)은 대략 4mm의 직경을 갖고, 상부 밀봉 링(1344)은 대략 8mm의 직경을 갖는다. 피펫(1310)은 약 16mm의 메인 행정 길이와, 약 5mm의 블로우아웃 행정 길이를 가지며, 21mm의 전체 길이는, 엄지손가락으로 작동되는 플런저 버튼에 의해, 가장 편안하게 제어할 수 있는 합리적인 행정 길이이다.

이러한 치수로 인해, 본 발명에 따른 피펫(1310)의 하부 밀봉 링(1342)은 16mm의 메인 행정을 통해 이송되고, 길이는 200㎕의 측정된 용량까지 이동하고, 5mm의 블로우아웃 행정 중에, 대략 250㎕의 추가 공기가 상부 밀봉 링(1344)으로부터 하부 홈(1350)을 경유하여 하부 밀봉 링(1342)을 우회하여 배출된다. 상부 밀봉 링(1344)의 직경은 변할 수 있고, 따라서 블로우아웃 행정 중에 제공된 추가적인 공기는 원하는 성능 파라미터에 따라 구성될 수 있다.

유사하게, 16mm의 메인 행정과 5mm의 블로우아웃 행정을 가지며, 약 1.25mm의 하부 부분 직경과, 약 2.5mm의 상부 부분 직경을 갖는, 20㎕의 용량의 본 발명에 따른 피펫에서, 블로우아웃 행정은 도 12에 도시된 실시예와 비교하여, 약 25㎕의 공기를 빠르게 배출한다. 기계 설계의 기술자는 서로 다른 용량의 다른 피펫에 맞도록 기술된, 피펫의 크기를 적용할 수 있을 것이다. 본 명세서에 기술된 실시예는 단지 예시적이다.

도 13의 피펫은 도 9에 개략적으로 도시된 피스톤의 구성을 나타낸다. 플런저 버튼(1314)을 누름에 의해, 피스톤 조립체(1328)와 그 밀봉 링(1342, 1344)은 도 10-11에 도시된 바와 같이, 각각의 챔버(1346, 1348)를 통해 축 방향으로 이동한다. 도 13의 피펫(1310)은 그들 위치에 도시되어 있지 않으며, 당업자는 도 9-11의 설명과 연관한 종래의 피펫 작동의 이해를 통해 이를 쉽게 이해할 것이다.

본 발명의 다양한 실시예들이 상세히 설명되었지만, 본 발명은 이들 기술에 한정되는 것이 아니며, 본 발명에 따라 제조되는, 향상된 블로우아웃 특성을 갖는 피펫은 이들 실시예로부터 다양한 방식으로 변경 가능함을 이해하여야 한다. 특히, 본 발명의 실시예들은 다양한 유체 처리 분야에 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 용어 "상부"와 "하부"는, 하단부의 말단 개구와 상단부의 플런저 버튼을 갖는 수직으로 배향된 종래의 표준 핸드헬드 피펫을 참고하여, 명세서와 청구범위에서 다양한 개념으로 사용되었으며, 이들 용어들은 명확성과 편의성을 위해 사용되었고, 다른 방향으로 배치될 수 있는 피펫 또는 그 구성 요소들을 제한하는 것으로 간주하지 않아야 한다. 본 발명이 볼륨 조정 가능한 수동 핸드헬드 피펫의 개념에서 기술되었지만, 볼륨 고정식 피펫, 전자 피펫, 그리고 벤치탑 및 자립식 액체 처리 장치를 포함하는 다른 형태의 공기 변위 피펫에도 동일하게 적용될 수 있다. 상술한 기능적 차이는 설명의 명료함을 위한 것이며, 본 발명에 따른 시스템과 방법의 구조적 변경은 보호받아야 하여, 본 발명의 적당한 범위는 하기에 기술되는 청구범위를 따르는 것으로 간주한다.

Claims (22)

1. 액체의 양을 흡인 및 분배하기 위한 공기 변위 피펫으로서,
   피펫 몸체;
   상부 정지 위치로부터 홈 위치를 통해 하부 정지 위치까지 축 방향 이동을 위해 상기 피펫 몸체 내에 장착된 피스톤; 및
   피스톤의 축 방향 이동에 반응하여 피펫 몸체 내에 공기를 수용하고 피펫 몸체로부터 공기를 배출하도록 적응된 노즐; 을 포함하며,
   상기 피스톤은 제1 부분과 제2 부분을 포함하는 복수의 부분을 구비하며, 상기 피스톤의 제1 부분은 제1 행정 부분의 적어도 일부분 중에 상기 피펫을 밀봉하고, 상기 피스톤의 제2 부분은 제2 행정 부분의 적어도 일부분 중에 상기 피펫을 밀봉하고, 상기 제2 행정 부분 중에 상기 피스톤의 축 방향 이동에 의해 변위된 제2 공기량은 상기 제1 행정 부분 중에 상기 피스톤의 동일한 축 방향 이동에 의해 변위된 제1 공기량보다 큰 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 행정 부분은 상기 상부 정지 위치로부터 상기 홈 위치까지의 메인 행정을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 행정 부분은 상기 홈 위치로부터 상기 하부 정지 위치까지의 블로우아웃 행정을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐은 피펫 팁을 수용하도록 적응된 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 몸체는 샤프트를 포함하며, 상기 노즐은 상기 샤프트의 말단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤의 제1 부분은 피스톤의 하부 부분을 포함하며, 상기 피펫은, 상기 피스톤의 상기 하부 부분이 제1 밀봉 링을 통해 축 방향으로 이동할 때, 상기 하부 부분과 상기 피펫의 몸체에 대하여 실질적으로 공기 기밀(air tight seal)을 형성하도록 적응되는 제1 고정 밀봉 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 피스톤의 제2 부분은 피스톤의 상부 부분을 포함하며, 상기 피펫은, 상기 피스톤의 상기 상부 부분이 제2 밀봉 링을 통해 축 방향으로 이동할 때, 상기 상부 부분과 상기 피펫의 몸체에 대하여 실질적으로 공기 기밀을 형성하도록 적응되는 제2 고정 밀봉 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 하부 부분은 실질적으로 원통형이며, 하부 부분 직경을 가지며, 상기 상부 부분은 실질적으로 원통형이며, 상부 부분 직경을 가지며, 상기 상부 부분 직경은 상기 하부 부분 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 피스톤은 상기 하부 부분과 상기 상부 부분 사이에 허리 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 허리 부분은, 상기 피스톤의 허리 부분이 상기 제1 밀봉 링을 통해 축 방향으로 이동할 때, 공기가 상기 허리 부분과 상기 제1 밀봉 링 사이를 통과하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 허리 부분은 실질적으로 원통형이며, 상기 하부 부분 직경보다 작은 허리 부분 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
12. 제 8 항에 있어서, 상기 피펫은, 상기 메인 행정 중에 피스톤의 하부 부분이 상기 제1 밀봉 링에 대하여 밀봉할 수 있게 형성되고, 이에 따라 상기 제1 밀봉 링을 통한 피스톤의 하부 부분의 축 방향 이동은, 공기가 상기 메인 행정 중에 상기 노즐을 통해 이동되게 하며,
    상기 피펫은 또한, 피스톤의 상부 부분이 상기 제2 밀봉 링에 대하여 밀봉할 수 있고, 피스톤의 하부 부분이 블로우아웃 행정의 적어도 일부분 중에 상기 제1 밀봉 링으로부터 분리될 수 있게 형성되고, 이에 따라 상기 제2 밀봉 링을 통한 피스톤의 상부 부분의 축 방향 이동은, 공기가 상기 블로우아웃 행정 중에 상기 노즐을 통해 이동되게 하는 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
13. 제 8 항에 있어서, 상기 피펫은, 상기 메인 행정 중에 피스톤의 하부 부분이 상기 제1 밀봉 링에 대하여 밀봉할 수 있게 형성되고, 이에 따라 상기 제1 밀봉 링을 통한 피스톤의 하부 부분의 축 방향 이동은, 공기가 상기 메인 행정 중에 상기 노즐을 통해 이동되게 하며,
    상기 피펫은 또한, 상기 피스톤의 하부 부분이 상기 블로우아웃 행정의 제1 부분 중에 상기 제1 밀봉 링을 계속하여 밀봉하면서, 상기 피스톤의 상부 부분이, 블로우아웃 행정의 적어도 일부분 중에 상기 제2 밀봉 링에 대하여 밀봉할 수 있게 형성되고,
    상기 피펫은 또한, 피스톤의 하부 부분이 상기 블로우아웃 행정의 제2 부분 중에 상기 제1 밀봉 링과 분리되도록 형성되며,
    블로우아웃 행정의 제1 부분 중에 상기 제2 밀봉 링을 통한 피스톤의 상부 부분의 축 방향 이동은, 상기 제1 밀봉 링과 상기 제2 밀봉 링 사이의 피스톤 주변의 몸체의 공간에 압축된 공기를 형성하며,
    상기 압축된 공기는 상기 제1 밀봉 링을 지나, 상기 블로우아웃 행정의 제2 부분 중에 노즐을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 피펫은 하부 챔버를 더 포함하며, 상기 피스톤의 제1 부분은 상기 하부 챔버의 내부면의 적어도 일부분에 대하여 실질적으로 공기 기밀을 형성하도록 적응되는 하부 밀봉 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 피펫은 상부 챔버를 더 포함하며, 상기 피스톤의 제2 부분은 상기 상부 챔버의 내부면의 일부분에 대하여 실질적으로 공기 기밀을 형성하도록 적응되는 상부 밀봉 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 하부 챔버는 실질적으로 원통형이며, 하부 챔버 직경을 가지며, 상기 상부 챔버는 실질적으로 원통형이며, 상부 챔버 직경을 가지며, 상기 상부 챔버 직경은 상기 하부 챔버 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 하부 챔버의 내부면의 일부분은 적어도 하나의 하부 홈은 형성하고, 상기 상부 챔버의 내부면의 일부분은 적어도 하나의 상부 홈 또는 스루홀(through-hole)을 형성하는 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 하부 홈은, 상기 하부 밀봉 링이 상기 하부 홈을 형성하는 하부 챔버의 내부면의 부분을 횡단할 때, 공기가 상기 하부 밀봉 링과 상기 하부 챔버의 내부면 사이를 통과하도록 형성된 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 상부 홈 또는 스루홀은 상부 홈을 포함하며, 상기 상부 홈은, 상기 상부 밀봉 링이 상기 상부 홈을 형성하는 상부 챔버의 내부면의 부분을 축 방향으로 횡단할 때, 공기가 상기 상부 밀봉 링과 상기 상부 챔버의 내부면 사이를 통과하도록 형성된 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
20. 제 18 항에 있어서, 상기 상부 홈 또는 스루홀은 상부 스루홀을 포함하며, 상기 상부 스루홀은, 상기 상부 밀봉 링이 상기 상부 스루홀 위의 상부 챔버의 내부면의 부분을 축 방향으로 횡단할 때, 상기 상부 밀봉 링의 축 방향 이동에 의해 변위된 공기가 그것을 통해 통과되도록 형성된 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
21. 제 16 항에 있어서, 상기 피펫은, 하부 밀봉 링이 상기 메인 행정 중에 상기 하부 챔버에 대하여 밀봉할 수 있게 형성되고, 이에 따라 상기 하부 챔버를 통한 하부 밀봉 링의 축 방향 이동이, 상기 메인 행정 중에 공기가 상기 노즐을 통해 이동되게 하며,
    상기 피펫은 또한, 상기 상부 밀봉 링이 상기 상부 챔버에 대하여 밀봉할 수 있게 하고, 하부 밀봉 링이 블로우아웃 행정의 적어도 일부분 중에 상기 하부 챔버로부터 분리될 수 있게 형성되고, 이에 따라 상기 상부 챔버를 통한 상부 밀봉 링의 축 방향 이동은, 공기가 상기 블로우아웃 행정 중에 상기 노즐을 통해 이동되게 하는 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.
22. 제 16 항에 있어서, 상기 피펫은, 상기 하부 밀봉 링이 상기 메인 행정 중에 상기 하부 챔버에 대하여 밀봉할 수 있게 형성되고, 이에 따라 상기 하부 챔버를 통한 피스톤의 하부 밀봉 링의 축 방향 이동은, 공기가 상기 메인 행정 중에 상기 노즐을 통해 이동되게 하며,
    상기 피펫은 또한, 상기 하부 밀봉 링이 상기 블로우아웃 행정의 제1 부분 중에 상기 제1 챔버를 계속하여 밀봉하면서, 상기 상부 밀봉 링이, 블로우아웃 행정의 적어도 일부분 중에 상기 상부 챔버에 대하여 밀봉할 수 있게 형성되고,
    상기 피펫은 또한, 상기 하부 밀봉 링이 상기 블로우아웃 행정의 제2 부분 중에 상기 하부 홈과 결합하고 상기 하부 챔버를 밀봉하지 않도록 형성되며,
    상기 블로우아웃 행정의 제1 부분 중에 상기 상부 챔버의 상부 밀봉 링의 축 방향 이동은, 상기 제1 밀봉 링과 상기 제2 밀봉 링 사이의 피스톤 주변의 몸체의 공간에 압축된 공기를 형성하며,
    상기 압축된 공기는 상기 블로우아웃 행정의 제2 부분 중에 상기 제1 밀봉 링을 지나, 노즐을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 공기 변위 피펫.

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