KR20170062465A

KR20170062465A - 인체공학적 제어 버튼을 구비한 샘플링 피펫

Info

Publication number: KR20170062465A
Application number: KR1020177008823A
Authority: KR
Inventors: 산자이 람사미
Original assignee: 길슨 에스에이에스
Priority date: 2014-10-03
Filing date: 2015-10-01
Publication date: 2017-06-07
Also published as: CN106794463B; JP2017536225A; CN106794463A; BR112017005929A2; PL3200923T3; FR3026659A1; EP3200923A1; ES2734187T3; WO2016050896A1; EP3200923B1; CA2962904C; US20170304817A1; JP6609628B2; US10350590B2; CA2962904A1; FR3026659B1

Abstract

본 발명에 의하여 제어 로드(control rod; 10)를 구비한 인체공학적 샘플링 피펫(1)을 위한 조립체(3)가 제공되는바, 상기 제어 로드(10)의 단부에는 제어 로드(10)의 종축(18)을 따르는 제어 로드(10)의 움직임을 제어하기 위한 제어 버튼(12)이 배치되고, 상기 제어 버튼(12)은 작업자의 엄지를 수용하기 위한 압력 표면(11)을 구비한다. 본 발명에 따르면, 상기 제어 버튼(12)의 압력 표면(11)은 작업 동안에 제어 로드(10)의 종축(28)에 대해 복수의 각도를 취할 수 있도록 움직일 수 있다.

Description

인체공학적 제어 버튼을 구비한 샘플링 피펫{SAMPLING PIPETTE HAVING AN ERGONOMIC CONTROL BUTTON}

본 발명은 샘플링 피펫 분야에 관한 것인데, 이것은 실험실 피펫 또는 액체 전달 피펫으로 호칭되기도 한다. 이것은 용기 등 안의 액체를 샘플링(sampling; 채취) 및 디스펜싱(dispensing; 분배)하기 위한 것이다.

보다 구체적으로 본 발명은 수작업 방식의, 단일 채널 피펫 또는 다중 채널 피펫(multi-channel pipette)에 관한 것이다. 알려진 바와 같이, 수작업 피펫은 액체의 샘플링 및 디스펜싱 작업 동안에 작업자가 손에 잡도록 의도된 것이고, 상기 작업들은 제어 버튼에 축방향 압력을 가함으로써 발생하는 제어 버튼의 움직임 작동에 의해 수행된다. 상기 제어 버튼에 가해지는 축방향 압력은 상기 피펫의 제어 로드를 거쳐서 피펫의 피스톤으로 전달된다. 상기 피스톤은 축방향 변위를 겪으며, 공기의 변위를 유발하여 상기 샘플링 및 디스펜싱 작업을 유발한다. 이와 같은 원리는 소위 공기 변위 피펫(air displacement pipette)에 관한 것인데, 여기에서 샘플링 콘(sampling cone)은 피펫의 팁(tip)에 분리가능하게 장착된다. 다만 본 발명은 소위 양 변위 피펫(positive displacement pipette)에도 적용되는 것인데, 이것은 모세관-피스톤 유형의 소모품(capillary-piston type consumables)과 결합되도록 의도된 것이고, 여기에서 피스톤은 배출 또는 재사용되기 이전에, 취해질 샘플과 직접적으로 접촉한다. 그러므로 양 변위 피펫은 보다 통상적인 공기 변위 피펫의 설계형태와는 상이한 설계형태를 가지며, 피스톤은 피펫의 일체형 부분을 이룬다.

채택되는 설계형태와 무관하게, 위와 같은 피펫의 인체공학성을 향상시킴에 대한 지속적인 요구가 있으며, 특히 액체의 디스펜싱 또는 흡입 작업은 물론 배출 동안에 작업자의 엄지의 움직임을 편안하게 해줄 것에 대한 요구가 있다. 사실, 제어 로드의 하방향 이동의 시작시에 작업자의 기울어진 엄지는 제어 버튼에 대한 작은 표면적을 가질 뿐이고, 이로 인하여 실시하고자 하는 변위를 발생시키기 위하여 작업자가 상당한 힘을 인가해야 한다. 이것은 피펫팅 작업에 있어서의 편안함에 대한 문제를 일으킬 뿐만 아니라, 근골격계 장애(musculoskeletal disorders; MSD)를 초래할 수도 있다.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제를 해결함을 목적으로 한다.

상기 목적의 달성을 위하여, 본 발명은 제어 로드(control rod)를 구비한 인체공학적 샘플링 피펫을 위한 조립체를 제공하는바, 상기 제어 로드의 단부에는 제어 로드의 종축을 따르는 제어 로드의 움직임을 제어하기 위한 제어 버튼이 배치되고, 상기 제어 버튼은 작업자의 엄지를 수용하기 위한 압력 표면을 구비한다. 본 발명에 따르면, 상기 제어 버튼의 압력 표면은 작업 동안에 제어 로드의 종축에 대해 복수의 각도를 취할 수 있도록 움직일 수 있다.

다시 말하면, 상기 제어 버튼에 추가적인 자유도(degree of freedom)가 도입됨으로써, 작업시에 제어 버튼의 압력 표면의 각도가 손으로 피펫을 잡고 있는, 즉 유지하고 있는 작업자의 엄지의 원위 끝마디뼈의 변화하는 각도에 적합화된다. 이와 같은 추가적인 자유도에 의하여, 제어 로드의 상승 및 하강시에 상기 압력 표면의 위치가 엄지의 근위 끝마디뼈에 대한 원위 끝마디뼈의 자연적인 회전 움직임을 추종하도록 변화할 수 있게 된다. 이것은 피펫팅시의 우월한 편안함으로 귀결되며, 특히 엄지손가락의 마디에서의 긴장 배분(strain distribution)이 우수하게 되며, 또한 상기 버튼에 의한 제어 로드의 하강을 유도하기 위하여 낮은 강도의 힘을 인가함이 가능하게 된다. 이것은 근육 피로의 감소로 이어질 뿐만 아니라, 근골격계 장애의 발생 위험을 억제한다.

본 발명은 다음과 같은 특징들 중 적어도 한 가지를 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.

상기 제어 버튼은, 제어 로드의 종축에 대해 직각인 평면에 배치된 피봇축(pivoting axis)을 따라서, 제어 로드에 피봇식으로(pivotally) 장착된다. 대안적으로는, 제어 버튼이 두 개의 부분, 즉 제어로드에 장착된 베이스와 상기 베이스에 피봇식으로 장착된 움직임가능한 단부 부분을 포함하도록 만들어질 수 있는데, 상기 움직임가능한 단부 부분은 엄지에 의해 접촉되도록 의도된 상기 압력 표면을 포함한다.

상기 제어 버튼은 두 개의 단부 위치들 사이에서 피봇식으로 장착되고, 상기 두 개의 단부 위치들 중 하나로부터 다른 하나로의 전환은 10° 내지 45° 사이, 보다 바람직하게는 15° 내지 25° 사이의 총 회전 범위에 걸친 피봇에 의해 수행된다.

상기 조립체는 상기 압력 표면을 휴지 위치로 복귀시키기 위한 수단을 포함하는데, 상기 휴지 위치는 전술된 두 개의 단부 위치들 중에서 동등하게 어느 하나 또는 다른 위치일 수 있다.

상기 압력 표면은, 작업자의 엄지를 수용하기 위한 크래들(cradle)을 형성하도록 볼록 형상(convex shape)을 갖는다.

상기 제어 버튼의 압력 표면의 볼록면 축(convexity axis)은 상기 제어 버튼의 피봇축에 대해 실질적으로 직각이다.

또한 본 발명은 위와 같은 조립체를 포함하는 샘플링 피펫에 관한 것이기도 하며, 상기 샘플링 피펫은 공기 변위 유형 또는 양 변위 유형의 것이고, 또한 단일 채널 유형 또는 다중 채널 유형의 것이다.

본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들은 아래의 비제한적인 상세한 설명으로부터 명확히 이해될 것이다. 아래에서는 하기의 첨부 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기 변위 샘플링 피펫의 사시도가 도시되어 있고,
도 2 에는 도 1 에 도시된 피펫의 제어 버튼의 보다 상세한 측면도가 도시되어 있고,
도 3 에는 도 2 에 도시된 제어 버튼의 배면도가 도시되어 있고,
도 4 에는 제어 버튼의 두 개의 단부 위치들을 개략적으로 나타내는 도면이 도시되어 있고,
도 5 에는 액체 흡입 이동(liquid intake travel)이 끝나는 시각에서 작업자에 의하여 유지되는 피펫의 모습이 도시되어 있는데, 이 시각에서 제어 버튼은 상기 두 개의 단부 위치들 중 하나의 위치를 점하게 되며,
도 6 에는 액체 배수 이동(liquid drainage travel)이 끝나는 시각에서 작업자에 의해 유지되는 피펫의 모습이 도시되어 있는데, 이 시각에서 제어 버튼은 상기 두 개의 단부 위치들 중 다른 위치를 점하게 된다.

먼저 도 1 을 참조하면, 여기에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 수작업에 의해 작동되는 공기 변위 샘플링 피펫(1)이 도시되어 있다. 아래에서 "상부" 및 "하부"는 피펫이 피펫팅 위치 또는 이와 가까운 위치에서 직립으로 유지되는 때를 기준으로 한 것이다.

도 1 에는, 이전에 흡입된 액체의 디스펜싱(배출)을 유발하기 위하여 엄지(4)로 피펫을 작동시키는 작업자의 손(2)에 의해 유지되는 샘플링 피펫(1)이 도시되어 있다.

보다 구체적으로, 샘플링 피펫(1)은 상기 피펫의 상측 몸체로서 작용하는 손잡이(handle; 6)를 포함하고, 피펫팅 위치(pipetting position)에서 상기 손잡이(6)의 상부 끝에서는 피펫용 제어 로드(10)가 나오도록 구성된다. 또한 샘플링 피펫(1)은 제어 버튼(12)을 포함하는데, 이것의 상부 부분은 작업자의 어머지의 압력을 받도록 의도된 것이다. 보다 구체적으로 상기 버튼은 작업자의 엄지를 받아들이도록 의도된 압력 표면(11)를 구비하며, 이 압력 표면(11)은 전체적으로 상방향을 향한다.

참고적으로, 상기 손잡이(6) 상에는 디스플레이 스크린(display screen)(미도시)이 제공될 수 있다. 유사하게, 샘플링될 체적을 설정하기 위한 수단도 상기 손잡이(6)에서 작업자가 조작할 수 있다.

상기 손잡이(6) 아래에서는, 샘플링 피펫(1)이 분리가능한 하부 부분(14)을 포함하는데, 상기 하부 부분(14)의 하부 끝에는 소모품(18)을 수용하는 콘-홀더 팁(cone-holder tip; 16)(샘플링 콘; sampling cone)으로 호칭되기도 함)이 구비된다. 공지된 바와 같이, 피펫팅 이후에는 상기 콘이 배출기(20)에 의하여 기계적으로 배출될 수 있으며, 작동 버튼(22)은 제어 버튼(12)의 근처에서 예를 들어 상기 손잡이의 상부에서 돌출되도록 배치될 수 있다.

도 2 및 도 3 에는 제어 로드(10)의 상부 단부에 피봇식으로 장착된 제어 버튼(12)이 보다 상세히 도시되어 있다. 상기 피봇을 수행하기 위하여, 부재(24)가 제어 로드(10) 및 제어 버튼(12)의 하부 부분 모두를 관통한다. 상기 부재(24)는 제어 로드의 종축(28)에 대해 직각인 피봇축(26)을 따르는 방위를 가지며, 상기 축(28)에 대해 직각인 평면에 배치된다. 또한 상기 종축(28)은 피펫의 종축에 해당될 뿐만 아니라, 피펫팅 작업 동안 제어 로드(10)의 변위의 방향에 해당되기도 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는, 도 2 및 도 3 에서 참조번호 10 으로 표시된 쌍(pair)이 제어 로드의 상부 단부를 형성하는 것이 아니라, 그에 대해 대안적으로 제어 버튼(12)의 일부를 형성한다는 점에 유의한다. 사실, 제어 버튼은 두 개의 부분, 즉 도 2 및 도 3 에서 참조번호 10 으로 표시된 요소에 해당되고 제어 로드 상에 장착된 베이스(base), 및 부재(24)를 거쳐서 상기 베이스에 피봇식으로 장착되는 이동가능 단부 부분을 포함하도록 만들어질 수 있다.

상기 제어 버튼(12)은 작업자의 엄지를 수용하기 위한 크래들(cradle)을 형성하기 위하여 볼록한 압력 표면(11)을 갖는다. 이 크래들은 원통형 형상을 취하는바, 두 개의 융기된 가장자리(30)를 구비하여 엄지의 측방향으로의 미끄러짐을 방지한다. 상기 두 개의 가장자리(30)는 압력 표면(11)의 볼록면 축(11a)의 양측에 배치되며, 이 축(11a)은 피봇축(26)에 대해 직각을 이룬다.

상기 압력 표면(11)의 곡률반경(R)은 예를 들어 20　mm 정도이다. 또한, 상기 압력 표면(11)에 의하여 형성되는 크래들의 하부와 피봇축(26) 사이의 간격(E)은 3 내지 5 cm 정도이고, 바람직하게는 대략 4 cm이다. 또한, 피봇축(26)을 포함하는 제어 버튼(12)의 횡단 평면(P1)으로부터 상기 제어 버튼(12)의 제1 단부(36a)까지의 거리(D1)는 10 내지 14　cm 이며, 바람직하게는 12　cm 정도이다. 상기 제1 단부(36a)는 볼록면 축(11a)을 따르는 단부에 해당되고, 보다 구체적으로는 작업자의 엄지의 원위 끝마디뼈(distal phalanx)의 앞 부분(anterior part)과 맞닿도록 의도된 것이다. 또한, 횡단 평면(P1)으로부터 제어 버튼(12)의 제2 단부(36b)까지의 거리(D2)는 13 내지 17　cm 이고, 바람직하게는 15　cm 정도이다. 상기 제2 단부(36b)는 상기 볼록면 축(11a)을 따라서 제1 단부의 반대측에 있으며, 따라서 엄지의 원위 끝마디뼈의 뒷 부분과 맞닿도록 의도된 것이다.

본 발명에 따른, 제어 버튼(12) 및 제어 로드(10)를 포함하는 조립체(3)에는 상기 제어 버튼(12)을 도 2 및 도 3 에 도시된 휴지 위치(rest position)로 복귀시키기 위한 수단(40)도 구비된다. 이것은 바람직하게는, 상기 버튼의 돌출부(42)와 상기 제어 로드(10)의 상부 부분 사이에 삽입되는 압축 스프링(40)을 포함한다.

이 점에 있어서, 제어 버튼이 도 2 및 도 3 에서 참조번호 10 으로 표시된 요소에 해당되는 베이스를 구비한 두 개의 부분들로 만들어지는 전술된 실시예에서는 상기 스프링(40)이 상기 베이스에 지탱된다는 점에 유의한다. 유리하게는, 상기 베이스가 스프링(40)을 수용하는 상기 로드의 표면적보다 더 큰 표면적을 제공한다. 예를 들어 상기 베이스는 제어 로드의 상부 단부 근처에 장착되고 튜브형 형상을 가진 것으로서, 이 경우에 부재(24)는 도 1 에 도시된 바와 같이 상기 베이스와 상기 버튼의 상부 부분을 관통한다.

따라서, 스프링(40)은 종축(28)에 대해 직각인 평면에 대해 최대 각도를 갖는 위치에 해당되는 휴지 위치로 상기 버튼을 복귀시킨다. 이것은 상기 축(26)을 따르는 제어 버튼(12)의 피봇 움직임의 두 개의 단부 위치들 중 하나를 이룬다.

상기 피봇 움직임에 의하여, 작업자의 엄지의 원위 끝마디뼈의 변경가능한 위치에 맞게 변화함으로써, 제어 버튼(12)이 피펫팅 작업 동안 복수의 각도를 이룰 수 있게 된다.

도 4 에서, 제어 버튼(12)은 축(26)을 중심으로 하는 허용된 피봇 움직임의 두 개의 단부 위치들에 있는 것으로 도시되어 있다. 도 2 에 도시된 것에 해당되는, 점선으로 표시된 가장 많이 경사진 위치에서는 볼록면 축(11a)과 수평선(50) 사이의 각도(A1)가 35°정도이다. 이 점에 있어서, 도 4 에서는 선(50)이 종축(28)에 대해 직각인 평면과 수평선 모두를 나타낸다는 점에 유의한다. 각도(A1)는 35°보다 더 클 수 있으나, 이 경우에는 제어 로드(10)에 기생적인 반경방향 부하(parasitic radial loads)가 유발되기 쉽다. 이 위치는 상기 로드가 상부 정지시, 즉 샘플링 작업의 끝에 있는 때, 그리고 디스펜싱 작업의 시작 전에 점유하게 되는 위치이다. 사실, 도 5 에 도시된 설계형태에서, 원위 끝마디뼈(4a)와 근위 끝마디뼈(proximal phalanx;　4b) 사이의 각도는 작다. 그러므로, 원위 끝마디뼈(4a)는 수평선에 대해 현저히 경사진 것으로 보여지지만, 피봇식 압력 표면(11)에 의하여 상기 원위 끝마디뼈(4a)의 이와 같은 특정 방위, 즉 경사진 방위에 대해 완벽하게 적합화되는 것이 가능하게 된다. 따라서 이 위치에서 상기 버튼의 크래들은 원위 끝마디뼈(4a)을 수용하고, 상기 종축은 유리하게도 볼록면 축(11a)에 대해 평행하게 된다.

이와 같은 형상 상보성(shape complementarity)은, 근위 끝마디뼈(4b)에 대한 원위 끝마디뼈(4a)의 회전 움직임을 추종할 수 있는 제어 버튼(12)의 피봇 성질에 의해서, 모든 피펫팅 작업들 동안에 유지된다.

도 4 에서, 제어 버튼(12)은 피봇축(26)을 중심으로 하는 피봇 움직임의 두 개의 단부 위치들 중 다른 하나에 있는 것으로 도시되어 있다. 이 위치는 최소로 경사진 위치에 해당되고, 통상적인 피펫에서의 고정된 위치에 근접한 위치이다. 이 두 번째의 단부 위치에서 볼록면 축(11a)과 수평선(50) 사이의 각도(A2)는 15° 정도이다. 더 작은 각도도 가능하지만, 그 경우에는 근위 끝마디뼈(4b)와 원위 끝마디뼈(4a) 사이에 필요한 각도가 크게 되어서 인체공학적이지 못하다. 이 위치는 제어 로드가 하부 정지시, 즉 디스펜싱 작업의 끝 또는 배수 작업의 끝에서 있게 되는 위치이다. 사실, 도 6 에 도시된 설계형태에서는, 근위 끝마디뼈(4b)와 원위 끝마디뼈(4a) 사이의 각도가 상대적으로 크다. 따라서 원위 끝마디뼈(4a)는 수평선에 대해 약간 경사져 있는 것으로 도시되어 있으나, 그에 따라 방위가 정해지는 버튼의 크래들 안에 항상 완벽하게 수용된다.

제어 버튼(12)의 총 회전 각도(A3)는 20°이고, 보다 일반적으로는 15 내지 25°이다. 상기 제1 단부 위치로부터 제2 단부 위치로의 전환은 스프링(40)에 의해 인가되는 복귀력를 극복함으로써 이루어지는바, 상기 복귀력은 피펫의 인체공학적 특성에 영향을 주지 않도록 매우 작은 것이 바람직하다. 기계적인 정지 시스템(mechanical stop system)으로 인하여, 위에서 설명된 상기 두 개의 단부 위치들 사이에서의 상기 제어 버튼(12)의 피봇 움직임을 제한하는 것이 가능하게 된다. 또한, 작업자의 엄지의 크기에 따라서는 피펫팅 작업이 상기 두 개의 단부 위치들 중 어느 하나 그리고/또는 다른 하나에 도달하지 않고서도 수행될 수 있지만, 작업자의 엄지의 원위 끝마디뼈(4a)의 변경가능한 위치에 따라서 상기 제어 버튼(12)의 각도가 적합화(adaptation)되는 것이 항상 관찰된다는 점에 유의한다.

당연히, 위에서 비제한적인 예로서 제시된 본 발명의 실시예들에 대하여 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 다양한 변형을 가할 수 있을 것이다.

Claims

제어 로드(control rod; 10)를 구비한 샘플링 피펫(1)을 위한 조립체(3)로서, 상기 제어 로드(10)의 단부에는 제어 로드(10)의 종축(18)을 따르는 제어 로드(10)의 움직임을 제어하기 위한 제어 버튼(12)이 배치되고, 상기 제어 버튼(12)은 작업자의 엄지를 수용하기 위한 압력 표면(11)을 구비하며,
상기 제어 버튼(12)의 압력 표면(11)은 작업 동안에 제어 로드(10)의 종축(28)에 대해 복수의 각도를 취할 수 있도록 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는, 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제어 버튼(12)은, 제어 로드(10)의 종축(28)에 대해 직각인 평면(50)에 배치된 피봇축(pivoting axis; 26)을 따라서, 제어 로드(10)에 피봇식으로(pivotally) 장착된 것을 특징으로 하는, 조립체.
제2항에 있어서,
상기 제어 버튼(12)은 두 개의 단부 위치들 사이에서 피봇식으로 장착되고, 상기 두 개의 단부 위치들 중 하나로부터 다른 하나로의 전환은 10° 내지 45° 사이, 보다 바람직하게는 15° 내지 25° 사이의 총 회전 범위(A3)에 걸친 피봇에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 조립체.
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조립체는 상기 압력 표면(11)을 휴지 위치로 복귀시키기 위한 수단(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 조립체.
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 표면(11)은, 작업자의 엄지를 수용하기 위한 크래들(cradle)을 형성하도록 볼록 형상(convex shape)을 갖는 것을 특징으로 하는, 조립체.
제5항에 있어서,
상기 제어 버튼(12)의 압력 표면(11)의 볼록면 축(convexity axis; 11a)은 상기 제어 버튼(12)의 피봇축(26)에 대해 실질적으로 직각인 것을 특징으로 하는, 조립체.
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 따른 조립체(3)를 포함하는, 샘플링 피펫(1).
제7항에 있어서,
상기 샘플링 피펫(1)은 공기 변위 유형(air displacement type) 또는 양 변위 유형(positive displacement type)의 샘플링 피펫임을 특징으로 하는, 샘플링 피펫.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 샘플링 피펫은 단일 채널(single-channel) 또는 다중 채널(multi-channel)의 샘플링 피펫임을 특징으로 하는, 샘플링 피펫.