KR20210154453A - High speed large volume Pipette Apparatus - Google Patents

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KR20210154453A
KR20210154453A KR1020200071476A KR20200071476A KR20210154453A KR 20210154453 A KR20210154453 A KR 20210154453A KR 1020200071476 A KR1020200071476 A KR 1020200071476A KR 20200071476 A KR20200071476 A KR 20200071476A KR 20210154453 A KR20210154453 A KR 20210154453A
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KR1020200071476A
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이준석
이창길
임민혁
한만수
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주식회사 톱텍
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Abstract

The present invention relates to a high-speed large-volume pipette apparatus which sucks, discharges and distributes a liquid through a pipette tip. The pipette apparatus includes: an inlet/outlet port linked to the pipette tip and provided as a pneumatic pressure transfer path to the pipette tip during the suction and discharge of the liquid; a flow controller linked to the inlet/outlet port for sucking or discharging the liquid through the pipette tip to form an air suction and discharge flow path, wherein the air suction or discharge flow path is selected by controlling the opening/closing of a valve; a suction pump linked to the flow controller during the suction of the liquid through the pipette tip and sucking the air inside of the pipette apparatus to discharge it out of the pipette apparatus; a discharge pump linked to the flow controller during the discharge of air or distribution of the liquid through the pipette tip, and configured to suck the air outside of the pipette apparatus and inject the air into the pipette apparatus; and a controlling unit receiving the order of liquid suction, air discharge and air distribution through the pipette tip to control the flow controller, suction pump and the discharge pump. According to the present invention, it is possible to quickly mix and accurately control a large amount of liquid by using a high-speed pump. Particularly, the pipette apparatus can be used as a pipette apparatus automated by a robot, when a large amount of liquid is quickly mixed and a precise amount of liquid is distributed in an automate cell culture system.

Description

고속 대용량 피펫 장치{High speed large volume Pipette Apparatus}High speed large volume Pipette Apparatus

본 발명은 피펫 장치에 관한 것으로서, 특히 고속 펌프를 이용하여 대량의 액체를 신속하고 정확하게 조절할 수 있는 고속 대용량 피펫 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pipette device, and more particularly, to a high-speed, large-capacity pipette device capable of quickly and accurately controlling a large amount of liquid using a high-speed pump.

일반적으로 피펫(pipette)은 화학실험, 생물학 및 의학 등 소량의 액체를 정확하게 채취하여 다른 용기로 옮길 때 사용된다. 특히 인체 질병의 진단 또는 치료 등의 목적으로 특정 세포를 배양할 때, 일정량의 세포를 정해진 기간 동안 배양하고, 배양된 세포가 원심 분리되면 배양된 세포는 원심분리 용기의 아랫부분에 가라앉고 윗부분에 있는 부유용액은 뽑아내어(suction) 버린다. 그리고 새로운 세포배양액을 주입하고, 원심 분리된 배양세포와 세포배양액을 혼합하는 과정을 거친다. 그리고 혼합된 세포와 세포배양액 중에서 일정량을 취출하여 세포 수를 카운트 한다. 이러한 과정에서 배양된 세포의 원심분리 후 부유 용액을 뽑아내고, 새로운 세포배양액을 주입하고, 세포와 세포배약액을 혼합하고, 일정량을 취출 할 때 대용량, 고속, 정확한 피펫팅이 필요한다. In general, a pipette is used to accurately collect a small amount of liquid and transfer it to another container in chemical experiments, biology and medicine. In particular, when culturing specific cells for the purpose of diagnosing or treating human diseases, a certain amount of cells is cultured for a set period, and when the cultured cells are centrifuged, the cultured cells sink to the bottom of the centrifuge vessel and The suspended solution is withdrawn and discarded. Then, a new cell culture medium is injected, and the centrifuged cultured cells are mixed with the cell culture medium. Then, a certain amount is taken out of the mixed cell and cell culture solution and the number of cells is counted. In this process, after centrifugation of the cultured cells, the suspended solution is extracted, a new cell culture medium is injected, the cells and the cell medium are mixed, and a large capacity, high speed, and accurate pipetting are required to take out a certain amount.

도 1은 종래의 공기변위피펫(Air Displacement Pipette)의 일 예를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 종래의 피펫(ADP, 110)은 핸드헬드(Hand Held) 피펫으로서, 팁 장착 샤프트(112)를 가지며, 팁(114)은 샤프트(112)에 장착되어 있다. 피펫(110)은 플런저 로드(118)에 연결된 플런저 버튼(116)을 갖는다. 플런저 버튼(116)과 플런저 로드(118)는 확장된 위치로 스프링 편향된다. 플런저 로드(118)는 피펫(110) 내에서 피스톤에 연결되어 있다. 플런저 버튼(116)이 눌리면, 플런저 로드(118)가 이동하고, 피스톤은, 샤프트(112)를 통해, 샤프트(112)의 말단부(120)에 있는 노즐을 향해 내려간다. 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. 플런저 로드(118)와 플런저 버튼(116)은 피펫(110)의 몸체(122)에 대하여 해제 및 연장 위치에 있으며, 홈 위치로부터 완전히 연장된 위치로 해제되어, 원하는 액체 볼륨을 분배하며, 다음에 연장된 위치로부터 홈 위치로 움직이고, 하부로 이동하면서 액체를 분배한다.1 shows an example of a conventional air displacement pipette. Referring to FIG. 1 , a conventional pipette ADP 110 is a hand-held pipette, and has a tip mounting shaft 112 , and the tip 114 is mounted on the shaft 112 . The pipette 110 has a plunger button 116 connected to a plunger rod 118 . The plunger button 116 and plunger rod 118 are spring biased into the extended position. The plunger rod 118 is connected to the piston in the pipette 110 . When the plunger button 116 is depressed, the plunger rod 118 moves and the piston descends, through the shaft 112 , towards a nozzle at the distal end 120 of the shaft 112 . The plunger button 116 is spring biased for two positions: a release and extended position and a home position. When plunger button 116 is depressed past the home position, it is in the fully depressed blowout position. When no pressure is applied to the plunger button 116, the plunger spring biases the plunger button 116 upward against the upper volume setting stop, the position of the upper volume setting stop being such that the plunger button 116 and the above-described position are The bar is adjusted by rotation of the stop position adjusting mechanism. The plunger rod 118 and plunger button 116 are in a released and extended position relative to the body 122 of the pipette 110 and are released from their home position to a fully extended position to dispense the desired volume of liquid, followed by Moving from the extended position to the home position, dispensing the liquid as it moves downwards.

하지만 종래의 피펫은 수동으로 액체를 분배함으로써 대량의 용액을 고속으로 뽑아내는 데 한계가 있고, 특히, 배양세포와 세포배양액을 혼합하기 위해 짧은 시간에 펌핑(blowing)과 흡입(suction) 동작하기에는 적합하지 않다. However, the conventional pipette has a limitation in extracting a large amount of solution at high speed by manually dispensing the liquid, and in particular, it is suitable for pumping (blowing) and suction operation in a short time to mix cultured cells and cell culture solution. don't

공개특허공보 제10-2016_0117508, 2016.10.10)Laid-Open Patent Publication No. 10-2016_0117508, 2016.10.10)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 고속 펌프를 이용하여 대량의 액체를 신속하게 혼합하고 정확하게 조절할 수 있으며, 특히 자동화된 세포배양 시스템에서 로봇이 대량의 액체를 신속하게 혼합하고 정확한 양을 분배 할 수 있는, 고속 대용량 피펫 장치를 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention was created to solve the problems of the prior art, and a large amount of liquid can be quickly mixed and precisely controlled using a high-speed pump. To provide a high-speed, high-capacity pipetting device capable of rapidly mixing and dispensing precise amounts.

상기 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명의 일측면에 의한, 고속 대용량 피펫 장치는, 피펫팁을 통해 액체를 흡입, 배출 및 분배하는 피펫 장치에 있어서, 상기 피펫팁(pipette tip)과 연결되며, 액체의 흡입, 배출시 상기 피펫팁에 공압 전달 통로로 제공되는 입출력포트; 상기 피펫팁을 통해 액체를 흡입 또는 배출하기 위해, 상기 입출력포트와 연결되어 공기의 흡입 및 배출 흐름 경로가 형성되고, 밸브의 개폐 제어를 통해 상기 공기의 흡입 또는 배출 흐름 경로가 선택되는 흐름제어기; 상기 피펫팁을 통한 액체 흡입시 상기 흐름제어기와 연결되며 상기 피펫장치 내부의 공기를 흡입하여 상기 피펫장치 외부로 배출하는 흡입 펌프; 상기 피펫팁을 통한 공기 배출 또는 액체 분배시 상기 흐름제어기와 연결되며, 피펫장치 외부의 공기를 흡입하여 피펫장치 내부로 주입하는 배출 펌프; 및 상기 피펫팁을 통한 액체 흡입, 공기 배출 및 액체 분배 명령을 수신하여 상기 흐름제어기, 상기 흡입 펌프 및 상기 배출 펌프를 제어하는 제어부를 포함한다.According to one aspect of the present invention, a high-speed, large-capacity pipette device is a pipette device for sucking, discharging, and dispensing a liquid through a pipette tip, and is connected to the pipette tip, and an input/output port provided as a pneumatic transmission path to the pipette tip during suction and discharge; a flow controller connected to the input/output port to form a suction and discharge flow path for air, in order to suction or discharge the liquid through the pipette tip, the suction or discharge flow path of the air is selected through opening/closing control of a valve; a suction pump connected to the flow controller when the liquid is sucked through the pipette tip and for sucking air inside the pipette device and discharging it to the outside of the pipette device; a discharge pump connected to the flow controller when discharging air or dispensing liquid through the pipette tip, sucking air from the outside of the pipette device and injecting it into the pipette device; and a control unit configured to receive commands for suctioning liquid, discharging air and dispensing liquid through the pipette tip to control the flow controller, the suction pump, and the discharge pump.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 측면에 의한 고속 대용량 피펫 장치는, 피펫팁을 통해 액체를 흡입, 배출 및 분배하는 피펫 장치에 있어서, 상기 피펫팁(pipette tip)과 연결되며, 액체의 흡입, 배출시 상기 피펫팁에 공압 전달 통로로 제공되는 입출력포트; 상기 피펫팁을 통해 액체를 흡입 또는 배출하기 위해, 상기 입출력포트와 연결되어 공기의 흡입 및 배출 흐름 경로가 형성되고, 밸브의 개폐 제어를 통해 상기 공기의 흡입 또는 배출 흐름 경로가 선택되는 제1흐름제어기; 상기 피펫팁을 통한 액체 흡입시 상기 제1흐름제어기와 연결되어 공기의 저속 및 고속 흐름 경로가 형성되고, 밸브의 제어를 통해 공기의 저속 및 고속 흐름 경로가 선택되는 제2흐름제어기; 상기 피펫팁을 통한 액체 흡입시 상기 제2흐름제어기와 연결되며 피펫장치 내부 공기를 흡입하여 피펫장치 외부로 배출하는 흡입 펌프; 상기 피펫팁을 통한 공기 배출 또는 액체 분배시 상기 제1흐름제어기와 연결되며, 피펫장치 외부의 공기를 흡입하여 피펫장치 내부로 주입하는 배출 펌프; 및 상기 피펫팁을 통한 액체 흡입, 공기 배출 및 액체 분배 명령을 수신하여 상기 제1흐름제어기, 상기 제2흐름제어기, 상기 흡입 펌프 및 상기 배출 펌프를 제어하는 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above technical object, a high-speed, large-capacity pipette device is a pipette device for sucking, discharging, and dispensing a liquid through a pipette tip, and is connected to the pipette tip and sucks the liquid , an input/output port provided as a pneumatic transmission path to the pipette tip during discharge; In order to suction or discharge the liquid through the pipette tip, the first flow is connected to the input/output port to form a suction and discharge flow path of air, and the suction or discharge flow path of the air is selected through opening/closing control of the valve controller; a second flow controller connected to the first flow controller when liquid is sucked through the pipette tip to form low-speed and high-speed flow paths of air, and select low-speed and high-speed flow paths of air through control of a valve; a suction pump connected to the second flow controller when the liquid is sucked through the pipette tip and for sucking air inside the pipette device and discharging it to the outside of the pipette device; a discharge pump connected to the first flow controller when discharging air or dispensing liquid through the pipette tip, sucking air from the outside of the pipette device and injecting it into the inside of the pipette device; and a control unit configured to receive a command for suctioning liquid, discharging air, and dispensing liquid through the pipette tip to control the first flow controller, the second flow controller, the suction pump, and the discharge pump.

본 발명의 다른 측면에 의한 고속 대용량 피펫 장치는, 상기 제2흐름제어기에 의해 제공되는 저속흡입경로에서 상기 제2솔레노이드밸브와 상기 흡입펌프 사이에 위치하고, 저속의 공기흐름 속도를 조절하는 제1스피드 콘트롤러 및 상기 제1흐름제어기에 의해 제공되는 배출경로에서 상기 제1솔레노이드밸브와 상기 배출펌프 사이에 위치하고, 배출되는 공기 흐름 속도를 조절하는 제2스피드 콘트롤러를 더 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 다른 측면에 의한 고속 대용량 피펫 장치는, 상기 제1흐름제어기에 의해 배출되는 공기를 필터링하여 상기 입출력포트로 출력되게 하는 에어필터를 더 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 다른 측면에 의한 고속 대용량 피펫 장치는, 상기 입출력포트에 인접하여 위치하며, 상기 입출력포트에 피펫팁이 장착되어 있는지를 감지하는 팁 센서를 더 포함할 수 있다.A high-speed, large-capacity pipette device according to another aspect of the present invention is located between the second solenoid valve and the suction pump in the low-speed suction path provided by the second flow controller, and a first speed for controlling the low-speed air flow speed. It may further include a controller and a second speed controller positioned between the first solenoid valve and the discharge pump in the discharge path provided by the first flow controller, and for controlling the air flow rate to be discharged. In addition, the high-speed large-capacity pipette device according to another aspect of the present invention may further include an air filter configured to filter the air discharged by the first flow controller to be output to the input/output port. In addition, the high-speed high-capacity pipette device according to another aspect of the present invention may further include a tip sensor positioned adjacent to the input/output port and configured to detect whether a pipette tip is mounted in the input/output port.

본 발명에 따른 고속 대용량 피펫 장치에 의하면, 대량의 액체를 다룰 수 있다. 예를 들어, 자동화된 세포배양시스템에서 50ml 이상의 세포배양액을 다룰 수 있다.According to the high-speed, large-capacity pipette device according to the present invention, a large amount of liquid can be handled. For example, an automated cell culture system can handle more than 50 ml of cell culture solution.

그리고 본 발명에 의하면, 고속 펌프를 이용하여 대량의 액체를 신속하게 혼합할 수 있다. 예를 들어 자동화된 세포배양 시스템에서 대량의 액체를 신속하게 혼합할 때, 본 발명에 의한 고속 대용량 피펫을 고속 흡입 및 배출 동작하도록 제어함으로써, 세포와 대량의 세포배양액을 균일하게 혼합할 수 있다.And according to the present invention, it is possible to quickly mix a large amount of liquid using a high-speed pump. For example, when a large amount of liquid is rapidly mixed in an automated cell culture system, cells and a large amount of cell culture solution can be uniformly mixed by controlling the high-speed large-capacity pipette according to the present invention to perform high-speed suction and discharge operations.

또한 본 발명에 의하면, 분할 동작을 통해 흡입된 액체를 정량으로 다단계 분배 배출할 수 있다. 예를 들어, 로봇에 의해 흡입된 액체를 10ml, 3ml, 7ml로 다단계로 분배 할 때 분할 동작을 통해 정확하게 분배 배출할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to distribute and discharge the liquid sucked through the division operation in multiple steps in a quantitative manner. For example, when dispensing the liquid sucked by the robot into 10ml, 3ml, and 7ml in multiple stages, it can be dispensed and discharged accurately through the dividing operation.

도 1은 종래의 수동 공기변위피펫(ADP)의 일 예를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고속 대용량 피펫 장치의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고속 대용량 피펫 장치의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고속 대용량 피펫 장치의 구현 예를 사시도로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 고속 대용량 피펫 장치의 동작을 설명하기 위한 내부 구성도의 일 예를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시에에서 제공되는 흡입저속, 흡입고속 및 배출에 대한 공기흐름경로를 나타낸 것이다.1 shows an example of a conventional manual air displacement pipette (ADP).
2 is a block diagram showing the configuration of a high-speed, large-capacity pipette device according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the configuration of a high-speed, large-capacity pipette device according to another embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating an implementation example of a high-speed, large-capacity pipette device according to another embodiment of the present invention.
5 shows an example of an internal configuration diagram for explaining the operation of a high-speed large-capacity pipette device according to another embodiment of the present invention.
6 is a view showing an air flow path for suction low speed, suction high speed and discharge provided in another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only a preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and variations.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고속 대용량 피펫 장치의 구성을 블록도로 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 고속 대용량 피펫 장치는 피펫팁(pipette tip)을 통해 액체를 흡입, 배출 및 분배하는 피펫 장치로서, 입출력포트(210), 흐름제어기(220), 흡입펌프(230), 배출펌프(240) 및 제어부(250)을 포함하여 이루어질 수 있다.2 is a block diagram showing the configuration of a high-speed, large-capacity pipette device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 , a high-speed, large-capacity pipette device according to an embodiment of the present invention is a pipette device for sucking, discharging, and dispensing liquid through a pipette tip, and includes an input/output port 210 and a flow controller 220 . , the suction pump 230 , the discharge pump 240 and the control unit 250 may be included.

입출력포트(210)는 피펫팁(pipette tip, 250)과 연결되며, 액체의 흡입, 배출시 피펫팁(260)에 공압 전달 통로로 제공되며, 피펫팁(260)이 장착되거나 탈착될 수 있다.The input/output port 210 is connected to a pipette tip 250 , and is provided as a pneumatic transmission path to the pipette tip 260 during suction and discharge of liquid, and the pipette tip 260 may be mounted or detached.

흐름제어기(220)는 피펫팁(260)을 통해 액체를 흡입 또는 배출하기 위해, 입출력포트(210)와 연결되어 공기의 흡입 및 배출 흐름 경로가 형성되고, 밸브의 개폐 제어를 통해 상기 공기의 흡입 또는 배출 흐름 경로가 선택될 수 있다. 흐름제어기(220)로는 솔레노이드 밸브가 사용될 수 있다.The flow controller 220 is connected to the input/output port 210 to suction or discharge the liquid through the pipette tip 260 to form a suction and discharge flow path of air, and suction of the air through opening/closing control of the valve Alternatively, an exhaust flow path may be selected. A solenoid valve may be used as the flow controller 220 .

흡입 펌프(230)는 피펫팁(260)을 통한 액체 흡입시 솔레노이드 밸브(220)와 연결되며 피펫장치 내부의 공기를 흡입하여 피펫장치 외부로 배출하며, 다이어프램 펌프(Diaphragm Pump)가 사용될 수 있다. The suction pump 230 is connected to the solenoid valve 220 when the liquid is sucked through the pipette tip 260, sucks air inside the pipette device and discharges it to the outside of the pipette device, and a diaphragm pump may be used.

배출 펌프(240)는 피펫팁(260)을 통한 공기 배출 또는 액체 분배시 솔레노이드 밸브(220)와 연결되며, 피펫장치 외부의 공기를 흡입하여 피펫장치 내부로 주입한다. 배출 펌프(240)로는 다이어프램 펌프(Diaphragm Pump)가 사용될 수 있다. The discharge pump 240 is connected to the solenoid valve 220 when discharging air or dispensing liquid through the pipette tip 260, sucks air from the outside of the pipette device, and injects it into the pipette device. A diaphragm pump may be used as the discharge pump 240 .

제어부(250)는 피펫팁(260)을 통한 액체 흡입, 공기 배출 및 액체 분배 명령을 수신하여 솔레노이드 밸브(220), 흡입 펌프(230) 및 배출 펌프(240)를 제어한다. 제어부(260)는 PLC(Programmable Logic Controller)로 구현될 수 있다. The control unit 250 controls the solenoid valve 220 , the suction pump 230 , and the discharge pump 240 by receiving the liquid suction, air discharge, and liquid dispensing commands through the pipette tip 260 . The controller 260 may be implemented as a programmable logic controller (PLC).

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고속 대용량 피펫 장치의 구성을 블록도로 나타낸 것이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 고속 대용량 피펫 장치는 피펫팁(pipette tip)을 통해 액체를 흡입, 배출 및 분배하는 피펫 장치로서, 입출력포트(310), 제1흐름제어기(320), 제2흐름제어기(330), 흡입펌프(340), 배출펌프(350) 및 제어부(360)을 포함하여 이루어질 수 있으며, 제1속도조절기(370), 제2속도조절기(380), 에어필터(390) 및 팁 센서(395)를 더 포함할 수 있다.3 is a block diagram showing the configuration of a high-speed, large-capacity pipette device according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3 , a high-speed, large-capacity pipette device according to an embodiment of the present invention is a pipette device for sucking, discharging, and dispensing liquid through a pipette tip, and includes an input/output port 310 and a first flow controller ( 320), the second flow controller 330, the suction pump 340, the discharge pump 350 and may include a control unit 360, the first speed controller 370, the second speed controller 380, It may further include an air filter 390 and a tip sensor 395 .

입출력포트(310)는 피펫팁(pipette tip, 305)과 연결되며, 액체의 흡입, 배출시 상기 피펫팁에 공압 전달 통로로 제공된다.The input/output port 310 is connected to a pipette tip 305, and is provided as a pneumatic transmission path to the pipette tip during suction and discharge of liquid.

제1흐름제어기(320)는 피펫팁(305)을 통해 액체를 흡입 또는 배출하기 위해, 입출력포트(310)와 연결되어 공기의 흡입 및 배출 흐름 경로가 형성되고, 밸브의 개폐 제어를 통해 상기 공기의 흡입 또는 배출 흐름 경로가 선택된다. 제1흐름제어기(320)로는 솔레노이드 밸브가 사용될 수 있다.The first flow controller 320 is connected to the input/output port 310 to suction or discharge the liquid through the pipette tip 305 to form a suction and discharge flow path for air, and control the opening and closing of the valve to control the opening and closing of the air. of the inlet or outlet flow path is selected. A solenoid valve may be used as the first flow controller 320 .

제2흐름제어기(330)는 피펫팁(305)을 통한 액체 흡입시 상기 제1흐름제어기와 연결되어 공기의 저속 및 고속 흐름 경로가 형성되고, 밸브의 제어를 통해 공기의 저속 및 고속 흐름 경로가 선택된다. 제2흐름제어기(330)로는 솔레노이드 밸브가 사용될 수 있다.The second flow controller 330 is connected to the first flow controller when liquid is sucked through the pipette tip 305 to form a low-speed and high-speed flow path of air, and a low-speed and high-speed flow path of air through the control of the valve. is chosen As the second flow controller 330, a solenoid valve may be used.

흡입 펌프(340)는 피펫팁(305)을 통한 액체 흡입시 제2솔레노이드 밸브(330)와 연결되며 피펫장치의 공기흐름경로상의 내부 공기를 흡입하여 피펫장치 외부로 배출한다. 흡입 펌프(340)로는 다이어프램 펌프(Diaphragm Pump)가 사용될 수 있다. The suction pump 340 is connected to the second solenoid valve 330 when liquid is sucked through the pipette tip 305 and sucks the internal air in the air flow path of the pipette device and discharges it to the outside of the pipette device. A diaphragm pump may be used as the suction pump 340 .

배출 펌프(350)는 피펫팁(305)을 통한 공기 배출 또는 액체 분배시 제1흐름제어기(320)와 연결되며, 피펫장치 외부의 공기를 흡입하여 피펫장치의 공기흐름 경로 내부로 주입한다. 배출 펌프(250)로는 다이어프램 펌프(Diaphragm Pump)가 사용될 수 있다. The discharge pump 350 is connected to the first flow controller 320 when discharging air or dispensing liquid through the pipette tip 305, sucks air from the outside of the pipette device, and injects it into the air flow path of the pipette device. A diaphragm pump may be used as the discharge pump 250 .

제어부(360)는 피펫팁(305)을 통한 액체 흡입, 공기 배출 및 액체 분배 명령을 수신하여 상기 제1흐름제어기, 상기 제2흐름제어기, 상기 흡입 펌프 및 상기 배출 펌프를 제어한다. 제어부(260)는 PLC(Programmable Logic Controller)로 구현될 수 있다. The control unit 360 controls the first flow controller, the second flow controller, the suction pump, and the discharge pump by receiving the liquid suction, air discharge, and liquid dispensing commands through the pipette tip 305 . The controller 260 may be implemented as a programmable logic controller (PLC).

제1속도조절기(370)는 제2흐름제어기(330)에 의해 제공되는 저속흡입경로에서 제2흐름제어기(330)와 흡입펌프(340) 사이에 위치하고, 저속의 공기흐름 속도를 조절한다. 제1속도조절기(370)는 스피드 컨트롤러(Speed Controller)로 구현될 수 있다. The first speed regulator 370 is located between the second flow controller 330 and the suction pump 340 in the low speed suction path provided by the second flow controller 330, and adjusts the low speed air flow speed. The first speed controller 370 may be implemented as a speed controller.

제2속도조절기(380)는 제1흐름제어기(320)에 의해 제공되는 배출경로에서 제1흐름제어기(320)와 배출펌프(350) 사이에 위치하고, 배출되는 공기 흐름 속도를 조절한다. 제1속도조절기(370)는 스피드 컨트롤러(Speed Controller)로 구현될 수 있다. The second speed controller 380 is located between the first flow controller 320 and the discharge pump 350 in the discharge path provided by the first flow controller 320, and adjusts the air flow rate to be discharged. The first speed controller 370 may be implemented as a speed controller.

에어필터(390)는 제1흐름제어기(320)에 의해 배출되는 공기를 필터링하여 입출력포트(310)로 출력되게 한다. 특히 에어필터(390)는 세포배양시스템에서 공기 중의 이물질이나 세균 등을 필터링할 때 유용하게 사용될 수 있다.The air filter 390 filters the air discharged by the first flow controller 320 to be output to the input/output port 310 . In particular, the air filter 390 may be usefully used to filter foreign substances or bacteria in the air in the cell culture system.

팁 센서(395)는 입출력포트(310)에 인접하여 위치하며, 입출력포트(310)에 피펫팁(305)이 장착되어 있는지를 감지한다. 팁 센서(395)는 세포 자동화 배양시스템에서 로봇(미도시)에 의해 액체를 흡입, 배출 또는 분배할 때 피펫팁(305)이 장착되어 있는지를 먼저 체크할 때 사용될 수 있다. 팁 센서(395)의 감지결과는 제어부(360)으로 전달될 수 있다. The tip sensor 395 is located adjacent to the input/output port 310 and detects whether the pipette tip 305 is mounted on the input/output port 310 . The tip sensor 395 may be used when first checking whether the pipette tip 305 is mounted when sucking, dispensing, or dispensing a liquid by a robot (not shown) in an automated cell culture system. The detection result of the tip sensor 395 may be transmitted to the controller 360 .

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고속 대용량 피펫 장치의 구현 예를 사시도로 나타낸 것이다. 그리고 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 고속 대용량 피펫 장치의 동작을 설명하기 위한 내부 구성도의 일 예를 나타낸 것이다. 또한 도 6은 본 발명의 다른 실시에에서 제공되는 저속흡입, 고속흡입 및 배출에 대한 공기흐름경로를 나타낸 것이다.4 is a perspective view illustrating an implementation example of a high-speed, large-capacity pipette device according to another embodiment of the present invention. 5 shows an example of an internal configuration diagram for explaining the operation of a high-speed, large-capacity pipette device according to another embodiment of the present invention. In addition, Figure 6 shows the air flow path for the low-speed suction, high-speed suction and discharge provided in another embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 고속 대용량 피펫장치의 동작을 설명하기로 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 고속 대용량 피펫장치는 액체 흡입 및 배출에 대해 3가지의 동작모드, 즉 저속흡입, 고속흡입 및 배출 모드를 제공한다. 각 동작모드에 따라 동작모드에 상응하는 공기흐름경로가 형성된다. An operation of a high-speed, large-capacity pipette device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6 . A high-speed large-capacity pipette device according to another embodiment of the present invention provides three operation modes for liquid suction and discharge, that is, a low-speed suction, a high-speed suction and a discharge mode. According to each operation mode, an air flow path corresponding to the operation mode is formed.

먼저, 피펫팁(305)를 통해 액체를 흡입하는 저속흡입 동작모드를 설명하면, 제어부(360)가 액체 흡입 저속 명령을 수신하면 흡입펌프(340)가 공기 흡입경로의 내부 공기를 흡입하도록 제어한다. 그리고 제어부(360)는 제1흐름제어기(320)가 공기의 흡입 경로를 형성하도록 제어하고, 제2흐름제어기(330)가 공기의 저속 경로를 형성하도록 제어한다. 제어부(360)의 제어에 따라 흡입펌프(340) 및 제1흐름제어기(320) 및 제2흐름제어기(330)가 제어되면, 저속흡입모드에 따른 공기흐름에 대한 저속흡입경로가 형성되고, 흡입펌프(340)는 흡입을 위한 펌핑을 하고, 상기 펌핑에 의해 피펫팁(305)를 통한 액체 흡입을 위한 공압이 흡입펌프(340), 제2흐름제어기(330) 및 제1흐름제어기(320), 에어필터(390), 입출력포트(310) 및 피펫팁(305)로 전달되어 피펫팁(305)은 액체를 흡입하게 된다. 여기서, 액체의 저속 흡입 시 보다 정밀하게 액체의 저속 흡입을 제어하기 위해 제1속도조절기(370)을 제어할 수 있다. 즉, 제1속도조절기(370)의 밸브를 조절하여 공기 유량을 제어할 수 있다. First, the low-speed suction operation mode in which the liquid is sucked through the pipette tip 305 will be described. When the control unit 360 receives the liquid suction low-speed command, the suction pump 340 controls the suction pump 340 to suck the internal air of the air suction path. . And the control unit 360 controls the first flow controller 320 to form an intake path of air, and controls the second flow controller 330 to form a low-speed path of air. When the suction pump 340 and the first flow controller 320 and the second flow controller 330 are controlled according to the control of the controller 360, a low-speed suction path for the air flow according to the low-speed suction mode is formed, and the suction The pump 340 pumps for suction, and the pneumatic pressure for suction of the liquid through the pipette tip 305 by the pumping is the suction pump 340, the second flow controller 330 and the first flow controller 320. , the air filter 390, the input/output port 310 and the pipette tip 305 are transferred to the pipette tip 305 to suck the liquid. Here, the first speed regulator 370 may be controlled to more precisely control the low-speed suction of the liquid when the liquid is sucked at the low speed. That is, the air flow rate may be controlled by adjusting the valve of the first speed controller 370 .

다음으로, 피펫팁(305)를 통해 액체를 흡입하는 고속흡입 동작모드를 설명하면, 제어부(360)가 액체의 고속 흡입 명령을 수신하면 흡입펌프(340)가 공기 흡입경로의 내부 공기를 흡입하도록 제어한다. 그리고 제어부(360)는 제1흐름제어기(320)가 공기의 흡입 경로를 형성하도록 제어하고, 제2흐름제어기(330)가 공기의 고속 경로를 형성하도록 제어한다. 제어부(360)의 제어에 따라 흡입펌프(340) 및 제1흐름제어기(320) 및 제2흐름제어기(330)가 제어되면, 고속흡입모드에 따른 공기흐름에 대한 고속흡입경로가 형성되고, 흡입펌프(340)는 흡입을 위한 펌핑을 하고, 상기 펌핑에 의해 피펫팁(305)를 통한 액체 흡입을 위한 공압이 흡입펌프(340), 제2흐름제어기(330) 및 제1흐름제어기 (320), 에어필터(390), 입출력포트(310) 및 피펫팁(305)로 전달되어 피펫팁(305)은 액체를 흡입하게 된다. 고속흡입모드는 자동세포배양시스템에서 대량의 세포와 세포배양액을 균일하게 혼합할 때 고속으로 흡입하고 배출하는 것이 필요한데, 이 때 고속 흡입시 사용될 수 있다.Next, the high-speed suction operation mode for sucking the liquid through the pipette tip 305 will be described. When the controller 360 receives the high-speed suction command of the liquid, the suction pump 340 sucks the internal air of the air suction path. Control. And the control unit 360 controls the first flow controller 320 to form an intake path of air, and controls the second flow controller 330 to form a high-speed path of air. When the suction pump 340 and the first flow controller 320 and the second flow controller 330 are controlled according to the control of the controller 360, a high-speed suction path for the air flow according to the high-speed suction mode is formed, and the suction The pump 340 pumps for suction, and the pneumatic pressure for suction of the liquid through the pipette tip 305 by the pumping is the suction pump 340, the second flow controller 330 and the first flow controller 320. , the air filter 390, the input/output port 310 and the pipette tip 305 are transferred to the pipette tip 305 to suck the liquid. The high-speed suction mode requires high-speed suction and discharge when uniformly mixing a large amount of cells and cell culture medium in an automatic cell culture system. In this case, it can be used for high-speed suction.

끝으로, 피펫팁(305)를 통해 액체를 배출하는 배출 동작모드를 설명하면, 제어부(360)는 액체 배출 명령을 수신하면, 배출펌프(350)가 공기 배출경로의 내부 공기를 배출하도록 제어한다. 그리고 제어부(360)는 제1솔레노이드밸브(320)가 공기의 배출 경로를 형성하도록 제어한다. 제어부(360)의 제어에 따라 흡입펌프(350) 및 제1흐름제어기(320)가 제어되면, 배출 동작모드에 따른 공기흐름에 대한 배출경로가 형성되고, 배출펌프(350)는 배출을 위한 펌핑을 하고, 상기 펌핑에 의해 피펫팁(305)를 통한 액체 배출을 위한 공압이 배출펌프(350), 제1흐름제어기(320), 에어필터(390), 입출력포트(310) 및 피펫팁(305)로 전달되어 피펫팁(305)은 액체를 배출하게 된다. 여기서, 액체의 배출 시 보다 정밀하게 액체의 배출을 제어하기 위해 제2속도조절기(380)을 제어할 수 있다. 즉, 제2속도저절기(380)의 밸브를 조절하여 공기 유량을 제어할 수 있다. 배출모드는 흡입된 액체를 분배할 때 사용될 수 있으며, 특히 다단계로 분배할 때 사용될 수 있다. 예를 들어 흡입된 액체를 10ml, 7ml, 3ml로 분배 배출할 수도 있다.Finally, when describing the discharge operation mode for discharging the liquid through the pipette tip 305, the control unit 360 controls the discharge pump 350 to discharge the internal air of the air discharge path when receiving the liquid discharge command. . And the control unit 360 controls the first solenoid valve 320 to form an air discharge path. When the suction pump 350 and the first flow controller 320 are controlled under the control of the controller 360, a discharge path for the air flow according to the discharge operation mode is formed, and the discharge pump 350 is pumped for discharge. and a pneumatic discharge pump 350, a first flow controller 320, an air filter 390, an input/output port 310, and a pipette tip 305 for discharging liquid through the pipette tip 305 by the pumping. ) and the pipette tip 305 discharges the liquid. Here, the second speed regulator 380 may be controlled to more precisely control the discharge of the liquid when the liquid is discharged. That is, the air flow rate may be controlled by adjusting the valve of the second speed regulator 380 . The discharge mode can be used when dispensing aspirated liquid, especially when dispensing in multiple stages. For example, the inhaled liquid may be distributed and discharged in 10 ml, 7 ml, or 3 ml.

한편, 도면에 도시되어 있지 않지만, 입출력포트(310), 에어필터(390), 제1흐름제어기(320), 제2흐름제어기(330), 제1속도조절기(370), 제2속도조절기(380), 흡입펌프(340) 및 배출펌프(35)을 통해 공기흐름경로가 형성할 때 각 엘리먼트들 간에는 공기튜브로 연결될 수 있다. 또한 흐름제어기는 솔레노이드 밸브가 사용될 수 있지만, 공기흐름경로를 제어할 수 있는 다른 기기도 사용가능하며, 이에 의해 본 발명이 한정되지 아니한다. Meanwhile, although not shown in the drawings, the input/output port 310, the air filter 390, the first flow controller 320, the second flow controller 330, the first speed controller 370, the second speed controller ( 380), when an air flow path is formed through the suction pump 340 and the discharge pump 35, each element may be connected with an air tube. In addition, a solenoid valve may be used as the flow controller, but other devices capable of controlling the air flow path may also be used, and the present invention is not limited thereto.

본 명세서에서, “부”는 프로세서 또는 회로와 같은 하드웨어 구성(hardware component), 및/또는 프로세서와 같은 하드웨어 구성에 의해 실행되는 소프트웨어 구성(software component)일 수 있다.In this specification, “unit” may be a hardware component such as a processor or circuit, and/or a software component executed by a hardware component such as a processor.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is only exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

205 : 피펫팁 210 : 입출력 포트
220 : 흐름제어기 230 : 흡입펌프
240 : 배출펌프 250 : 제어부
305 : 피펫팁 310 : 입출력 포트
320 : 제1흐름제어기 330 : 제2흐름제어기
340 : 흡입펌프 350 : 배출펌프
360 : 제어부 370 : 제1속도조절기
380 : 제2속도조절기 390 : 에어필터
395 : 팁 센서205: pipette tip 210: input/output port
220: flow controller 230: suction pump
240: discharge pump 250: control unit
305: pipette tip 310: input/output port
320: first flow controller 330: second flow controller
340: suction pump 350: discharge pump
360: control unit 370: first speed controller
380: second speed regulator 390: air filter
395: tip sensor

Claims (6)

피펫팁을 통해 액체를 흡입, 배출 및 분배하는 피펫 장치에 있어서,
상기 피펫팁(pipette tip)과 연결되며, 액체의 흡입, 배출시 상기 피펫팁에 공압 전달 통로로 제공되는 입출력포트;
상기 피펫팁을 통해 액체를 흡입 또는 배출하기 위해, 상기 입출력포트와 연결되어 공기의 흡입 및 배출 흐름 경로가 형성되고, 밸브의 개폐 제어를 통해 상기 공기의 흡입 또는 배출 흐름 경로가 선택되는 흐름제어기;
상기 피펫팁을 통한 액체 흡입시 상기 흐름제어기와 연결되며 상기 피펫장치 내부의 공기를 흡입하여 상기 피펫장치 외부로 배출하는 흡입 펌프;
상기 피펫팁을 통한 공기 배출 또는 액체 분배시 상기 흐름제어기와 연결되며, 피펫장치 외부의 공기를 흡입하여 피펫장치 내부로 주입하는 배출 펌프; 및
상기 피펫팁을 통한 액체 흡입, 공기 배출 및 액체 분배 명령을 수신하여 상기 흐름제어기, 상기 흡입 펌프 및 상기 배출 펌프를 제어하는 제어부를 포함하는, 고속 대용량 피펫 장치.A pipette device for sucking, discharging and dispensing a liquid through a pipette tip, comprising:
an input/output port connected to the pipette tip and provided as a pneumatic transmission path to the pipette tip during suction and discharge of liquid;
a flow controller connected to the input/output port to form an intake and exhaust flow path of air, in order to suction or discharge the liquid through the pipette tip, the intake or exhaust flow path of the air is selected through opening/closing control of a valve;
a suction pump connected to the flow controller when the liquid is sucked through the pipette tip and for sucking air inside the pipette device and discharging it to the outside of the pipette device;
a discharge pump connected to the flow controller when discharging air or dispensing liquid through the pipette tip, sucking air from the outside of the pipette device and injecting it into the pipette device; and
and a controller configured to control the flow controller, the suction pump, and the discharge pump by receiving commands for suctioning liquid, discharging air and dispensing liquid through the pipette tip. 피펫팁을 통해 액체를 흡입, 배출 및 분배하는 피펫 장치에 있어서,
상기 피펫팁(pipette tip)과 연결되며, 액체의 흡입, 배출시 상기 피펫팁에 공압 전달 통로로 제공되는 입출력포트;
상기 피펫팁을 통해 액체를 흡입 또는 배출하기 위해, 상기 입출력포트와 연결되어 공기의 흡입 및 배출 흐름 경로가 형성되고, 밸브의 개폐 제어를 통해 상기 공기의 흡입 또는 배출 흐름 경로가 선택되는 제1흐름제어기;
상기 피펫팁을 통한 액체 흡입시 상기 제1흐름제어기와 연결되어 공기의 저속 및 고속 흐름 경로가 형성되고, 밸브의 제어를 통해 공기의 저속 및 고속 흐름 경로가 선택되는 제2흐름제어기;
상기 피펫팁을 통한 액체 흡입시 상기 제2흐름제어기와 연결되며 피펫장치 내부 공기를 흡입하여 피펫장치 외부로 배출하는 흡입 펌프;
상기 피펫팁을 통한 공기 배출 또는 액체 분배시 상기 제1흐름제어기와 연결되며, 피펫장치 외부의 공기를 흡입하여 피펫장치 내부로 주입하는 배출 펌프; 및
상기 피펫팁을 통한 액체 흡입, 공기 배출 및 액체 분배 명령을 수신하여 상기 제1흐름제어기, 상기 제2흐름제어기, 상기 흡입 펌프 및 상기 배출 펌프를 제어하는 제어부를 포함하는, 고속 대용량 피펫 장치.A pipette device for sucking, discharging and dispensing a liquid through a pipette tip, comprising:
an input/output port connected to the pipette tip and provided as a pneumatic transmission path to the pipette tip during suction and discharge of liquid;
In order to suction or discharge the liquid through the pipette tip, the first flow is connected to the input/output port to form a suction and discharge flow path of air, and the suction or discharge flow path of the air is selected through opening/closing control of the valve controller;
a second flow controller connected to the first flow controller to form a low-speed and high-speed flow path of air when liquid is sucked through the pipette tip, and a low-speed and high-speed flow path of air selected through control of a valve;
a suction pump connected to the second flow controller when the liquid is sucked through the pipette tip and for sucking air inside the pipette device and discharging it to the outside of the pipette device;
a discharge pump connected to the first flow controller when discharging air or dispensing liquid through the pipette tip, sucking air from the outside of the pipette device and injecting it into the pipette device; and
and a control unit configured to receive commands for suctioning liquid, discharging air and dispensing liquid through the pipette tip to control the first flow controller, the second flow controller, the suction pump, and the discharge pump. 제2항에 있어서,
상기 제2흐름제어기에 의해 제공되는 저속흡입경로에서 상기 제2솔레노이드밸브와 상기 흡입펌프 사이에 위치하고, 저속의 공기흐름 속도를 조절하는 제1속도조절기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 대용량 피펫 장치.3. The method of claim 2,
The high-speed large-capacity pipette device, which is located between the second solenoid valve and the suction pump in the low-speed suction path provided by the second flow controller, and further comprises a first speed regulator for controlling the low-speed air flow speed. . 제2항에 있어서,
상기 제1흐름제어기에 의해 제공되는 배출경로에서 상기 제1솔레노이드밸브와 상기 배출펌프 사이에 위치하고, 배출되는 공기 흐름 속도를 조절하는 제2속도조절기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 대용량 피펫 장치.3. The method of claim 2,
and a second speed regulator positioned between the first solenoid valve and the discharge pump in the discharge path provided by the first flow controller, and configured to control a flow rate of the discharged air. 제2항에 있어서,
상기 제1흐름제어기에 의해 배출되는 공기를 필터링하여 상기 입출력포트로 출력되게 하는 에어필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 대용량 피펫 장치.3. The method of claim 2,
The high-speed, large-capacity pipette device according to claim 1, further comprising an air filter configured to filter the air discharged by the first flow controller and output the air to the input/output port. 제2항에 있어서,
상기 입출력포트에 인접하여 위치하며, 상기 입출력포트에 피펫팁이 장착되어 있는지를 감지하는 팁 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 고속 대용량 피펫 장치.3. The method of claim 2,
The high-speed, large-capacity pipette device according to claim 1, further comprising a tip sensor positioned adjacent to the input/output port and configured to detect whether a pipette tip is mounted on the input/output port.
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