WO2002016039A1 - Pipette a tete jetable - Google Patents

Description

明細書 使い捨てチップを備えたピぺット装置 技術分野

本発明は、 血 や尿などの液体試料の測定ゃ移し替えに用いられるピペッ ト装 置に関する。 背景技術

従来より、 採取した液体試料 （血液、 尿など） の検査に際して、 ピペット装置 が用いられることがある。 典型的には、 ピぺット装置は、 細長い管を有しており、 この中に液体試料を吸引し、 かつ保持するように構成されている。 採取された試 料は、 ピペッ ト装置によって、 一の容器から別の容器あるいは分析装置に移され る （以下、 この作業を 「ピペッティング」 という）。

极ぅ試料が複数種類ある場合には、 ピペッティングによって異種の試料が混じ り合わないようにする必要がある。 そこで従来は、 図 5 Αに示すように、 ピぺッ トノズル 8の先端部に、 使い捨てのチップ 9を外嵌装着することにより、 吸引し た試料 mがピペットノズル 8に接触しないようにしていた。 そして、 試料 mの吐 出作業が終了すると、 チップ 9を新たなチップと交換していた。

しかしながら、 上記従来の方法は、 異種試料の混合防止策としては十分ではな く、 以下に述べるような問題があった。

すなわち、 チップ 9から試料 mを吐出させる場合において、 試料 mをすベて外 部に排出することは難しく、 微量の試料 mがチップ 9の内面に残存してしまうこ とがある。 この残存試料 mは、 次のようにしてピペットノズル 8を汚染するおそ れがある。 今、 図 5 Bに示すように、 試料 mの吐出後にチップ 9を交換すべく、 チップ 9をピぺットノズル 8から矢印 N 1の方向に引き抜くとする。この際には、 チップ 9内の空間 Sの体積が増大することにより、 チップ 9内に負圧が生じる。 その結果、 チップ 9内には、 先端開口部 9 0 aから空気が流入する。 チップ 9を 引き抜く速度が速いほど、 チップ 9內に発生する負圧も大きくなり、 空気の流入 速度も速くなる。 このような空気流が、 チップ 9の内部に残留している試料 mを ピぺットノズル 8まで運び、 これによりピペットノズル 8が汚染される。

上記のような不具合は、 チップ 9の寸法を長くしたり、 あるいはチップ 9の引 き抜き速度を遅く したりすることで解消可能である。 ところ力 前者の手段を採 用すると、 チップ 9内の容積が大きくなり、 所望量の試料 mを正確に吸引するこ とが難しくなる。 さらには、 チップ 9の寸法を長くすると、 ピペット装置全体の 大型化を招くことになる。 一方、 後者の手段によれば、 チップ 9の交換に多くの 時間が費やされることになり、 作業効率の低下を招く。 発明の開示

本発明は、 上述した事情のもとで提案されたものである。 したがって、 本発明 の課題は、 ピペットノズルからピペットチップを引き抜く際に、 ピペットノズル が残留試料により汚染されないように構成されたピぺット装置を提供することに ある。

本発明により提供されるピペット装置は、 内部通路が形成されたピぺットノズ ルと、 前記ノズルに取り外し可能に装着される中空状のピぺットチップとを含ん でいる。 このピペットチップは、 前記ノズルに対して、 正規固定位置と完全離脱 位置との間を変位可能である。 前記ノズルには外部空気取り入れ手段が形成され ている。 前記取り入れ手段は、 前記チップが前記正規固定位置にある場合には、 前記チップによって閉塞されている。 また、 前記取り入れ手段は、 前記チップが 前記正規固定位置から前記完全離脱位置の方向に変位した場合には、 前記チップ ■ から露出するように構成されている。

好ましくは、 前記ノズルは、 軸心に沿って長状の形態を有しており、 前記取り 入れ手段は、 前記軸心に沿って延びた溝を含んでいる。 あるいは、 この溝に代わ つて、 前記ノズルの内部通路に連通した貫通孔を前記ノズルに形成してもよい。 好ましくは、 本発明のピペット装置は、 〇リングをさらに具備しており、 前記 ノズルには、 この Oリングを受容する環状溝が形成されている。

好ましくは、 前記チップには、 前記 Oリングに係合する固定溝が形成されてい る。 好ましくは、 前記ノズルは、 前記チップ内に収容される下端部を有しており、 前記取り入れ手段は、 前記環状溝と前記下端部との間に設けられている。

本発明のその他の特徴および利点は、 添付図面を参照して以下に行う詳細な説 明によって、 より明らかとなろう。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の第 1実施例に基づくピぺット装置を示す断面図である。 図 2は、 第 1実施例のピぺット装置に用いられるノズルを示す斜視図である。 図 3は、 第 1実施例のピぺット装置の作用を示す図である。

図 4 Aは、 本発明の第 2実施例に基づくピぺット装置の要部を示す断面図であ り、 図 4 Bは、 第 2実施例のピペット装置の作用を示す図である。

図 5 Aは、 従来のピペット装置の基本構成を示す断面図であり、 図 5 Bは、 従 来のピぺット装置の欠点を説明する断面図である。 発明を実施するための最良の形態 ■

以下、 本発明の好ましい実施例を、 添付の図面を参照して具体的に説明する。 図 1〜図 3は、 本発明の第 1実施例に基づくピペット装置 （全体を符号 Aで示 す） を表す。 図 1に良く示されるように、 ピペット装置 Aは、 ピペッ トノズル 1 と、 シリンジポンプ 2と、 ジョイント管 3とを具備している。 これらの構成部材 は、 いずれもステンレスなどの耐食性に優れた素材からなる。 さらに、 ピペッ ト 装置 Aは、 ピペットチップ 4を備えている。 チップ 4は、 着脱可能にノズル 1に 取り付けられている。

図 1および図 2に示すように、 ピペットノズル 1は、 略筒状であり、 その内部 には軸心 Cに沿って延びる通路 1 0が形成されている。 ノズル 1の上部には、 ジ ョイント管 3との連結を図るためのネジ部 1 1やフランジ部 1 2が設けられてい る。 ノズル 1の長手方向中間部には、 Oリング 1 4を装着するためのリング溝 1 3が設けられている。 ピペットノズル 1において、 その下端 1 aとリング溝 1 3 の間の部位は、 符号 1 5で示されている。 以下、 この部位を 「チップ装着部」 と いう。 チップ装着部 1 5には、 ノズル 1の軸心 Cに沿って延びる、 2つの長状溝 1 6 が形成されている。 各溝 1 6は、 図 2によく表われているように、 ノズル 1の下 端 1 aからリング溝 1 3の近傍まで延びている。

図 1に示すように、 ピペットチップ 4は、 中空状であり、 相対的に大径の第 1 管状部 4 1と、 相対的に小径の第 2管状部 4 2を有している。 第 1管状部 4 1お よび第 2管状部 4 2は、 テーパ部 4 3を介して互いに連結されている。 第 1管状 部 4 1の内周面には、 Oリング 1 4に嵌合するための係合溝 4 2が設けられてい る。 このため、 第 1管状部 4 1は、 ノズル 1のチップ装着部 1 5に対して着脱自 在に外嵌可能である。第 2管状部 4 2の下端には、開口部 4 0が形成されている。 ジョイント管 3は、 ノズル 1とシリンジポンプ 2とを連結するためのものであ る。 ジョイント管 3には、分岐管 3 0が設けられている。分岐管 3 0に圧力計（図 示略） を取り付けることによりノズル 1内の圧力を測定できる。 このような圧力 測定の必要がない場合には、 ジョイント管 3を用いなくてもよい。 この場合には、 ノズル 1とシリンジポンプ 2とを直接連結させてもよレ、。 あるいは、 後述するよ うに、 ノズル 1とシリンジポンプ 2とを可撓性を有するホースによって連結して もよい。

シリンジポンプ 2は、 シリンダ 2 0と、 このシリンダ 2 0内において往復動可 能なプランジャ 2 1とを具備している。 プランジャ 2 1の往復動は、 たとえば図 示されていないモータを利用して行われる。 あるいは、 手動によりプランジャ 2 1を駆動してもよレ、。 図 1において、 プランジャ 2 1が上方に移動することによ り、 ノズル 1の内部通路 1 0内には、 試料吸引のための負圧が発生する。 逆に、 プランジャ 2 1が下方に移動することにより、 ノズル 1の内部通路 1 0内には、 試料吐出のための正圧が発生する。

上記構成のピペット装置 Aは、 可動ホルダ （図示略） に保持されており、 垂直 方向および水平方向に移動可能である。

上記構成のピぺット装置 Aの作用について説明する。

ピぺッティング作業を行うには、 図 1に示したように、 まずチップ 4をノズル 1のチップ装着部 1 5に外嵌させる。 そのためには、 係合溝 4 2が Oリング 1 4 にタリック音を以て係合するまでチップ 4をノズル 1に押し込む。 係合溝 4 2が Oリング 1 4に適切に係合した状態を、 本明細書では、 チップ 4がノズル 1に対 して 「正規固定位置」 にあると言う。

チップ 4が上で定義した正規固定位置にある場合には、 ノズル 1の各溝 1 6が チップ 4の第 1管状部 4 1によって覆われる。 したがって、 チップ 4の内部は、 各溝 1 6を介して外部と連通した状態にはなっていない。 このため、 シリンジポ ンプ 2を動作させることにより、チップ 4の内部には吸引圧（負圧）や吐出圧（正 圧） を適切に発生させることができ、 チップ 4内への試料の取り込み動作や、 そ の試料の外部への吐出動作を開口部 4 0を介して適切に行わせることができる。

1つの試料のピぺッティング作業を終えた後には、 新しいチップと交換するた めに、 古いチップ 4をノズル 1から抜き取る。 既に説明したように、 従来のピぺ ット装置 （図 5 A、 5 B ) では、 チップ 9をノズル 8から抜き取る際に、 チップ 9の内部に負圧が発生し、 残留した試料がノズル 8を汚染していた。 しかしなが ら、 本発明のピペット装置 Aでは、 このような不具合は発生しない。 理由は以下 のとおりである。

チップ 4を、 図 3の N a方向に移動させると、 各溝 1 6の上端部 n 1が開放状 態となる。 これにより、 チップ 4の内部には各溝 1 6を介して外部の空気が流入 し、 好ましくない負圧の発生が防止される。 よって、 チップ 4をノズル 1から高 速で引き抜く場合であっても、 チップ 4の先端開口部 4 0からチップ 4内に外部 の空気が流入しない。 その結果、 たとえチップ 4内に、試料 mが残存していても、 この試料がノズル 1を汚染することはない。 ここで、 各溝 1 6を介してチップ 4 内に流入する空気は、 残存試料 mをノズル 1から遠ざける向きに流れることに留 意されたい。 従って、 この流入空気によって運ばれた試料 が、 ノズル 1を汚染 することはない。

このように、 本発明の第 1実施例によれば、 古いチップを新しいチップに取り 替える際に、残留試料 mがノズル 1に付着することを有効に防止できる。 よって、 第 1の試料のピぺッティング作業の後に、 異なる第 2の試料のピぺッティング作 業を行う場合であっても、 第 2の試料に第 1の試料が混入することはない。

さらに、本発明の第 1実施例によれば、チップ 4の長さを大きくすることなく、 ノズル 1の汚染を防止することができる。 したがって、 チップ 4を適切に短寸に することにより、 微量の試料を高精度で吸引することができる。

図 4 A、 4 Bは、 本発明の第 2実施例に基づくピペット装置 （全体を符号 Bで 示す） を表している。 これらの図においては、 上記第 1実施例と同一または類似 の要素には、 第 1実施例と同一の符号を付している。 容易に理解されるように、 第 2実施例のピペット装置 Bは、 第 1実施例のピペット装置 Aと基本的には同じ 構成である。 すなわち、 ピペット装置 Bは、 ピペットノズノレ 1と、 シリンジポン プ （図示せず） と、 ジョイント管 3と、 ピペットチップ 4とを含んでいる。 ノズ ノレ 1には内部通路 1 0が形成されている。 また、 ノズル 1は、 チップ 4を取り付 けるためのチップ装着部 1 5を有している。

第 2実施例のピぺット装置 Bは、 以下の点において第 1実施例のピぺット装置 Aと異なっている。 すなわち、 ピペット装置 Bのチップ装着部 1 5には、 長状溝 1 6 (図 2参照） に代わって、 2つの貫通孔 1 6 Aが設けられている。 各貫通孔 1 6 Aは、 チップ装着部 1 5の壁部を貫通することにより、 ノズル 1の内部通路 1 0と外部とを連通させている。

図 4 Aに示すように、 チップ装着部 1 5にチップ 4を外嵌させたときには、 各 貫通孔 1 6 Aの外側開口部は、 チップ 4によって塞がれる。 このため、 この状態 においては、 ノズル 1の内部通路 1 0 (およびチップ 4の内部） が各貫通孔 1 6 Aを介して外部と連通することはない。 したがって、 ピペッティング動作に必要 とされる吸引負圧と吐出圧とを適切に発生させることができる。

これに対し、 図 4 Bに示すように、 チップ 4をノズル 1から抜き始めると、 各 貫通孔 1 6 Aの外側端部が外部に露出される。 このため、 ノズル 1の内部通路 1 0やチップ 4の内部は、 各貫通孔 1 6 Aを介して外部と連通する。 したがって、 チップ 4を高速でノズル 1から引き抜く場合であっても、 チップ 4の開口部 4 0 から空気が急速に流入することはない。

上述した 2つの実施例においては、 ノズル 1のチップ装着部 1 5に、 2つの外 部空気取り入れ通路 （第 1実施例における長状溝 1 6、 第 2実施例における貫通 孔 1 6 A) を設けたが、 本発明はこれら特定の例に限定されるものではない。 す なわち、 本発明によれば、 少なくとも 1つの外部空気取り入れ通路が設けられて いればよレ、。 また、 このような通路は、 必ずしも〇リング 1 4の近傍に設ける必 要はない。 本発明によれば、 チップ 4が上記 「正規固定位置」 から 「完全離脱位 置（チップ 4がノズル 1から完全に離脱する位置）」 まで変位する間のいずれかの 時点において、 外部空気取り入れ通路が外部に露出するように構成されていれば よい。 要は、 チップ 4内部の圧力があまりに低くなり過ぎない段階で、 外部空気 取り入れ通路が、 チップ 4による閉塞状態から開放されるように構成されていれ ばよい。

本発明においては、 既述したとおり、 ノズル 1とシリンジポンプ 2とを可撓性 を有するホースによって違結してもよい。 このような構造においては、 シリンジ ポンプ 2を一定箇所に固定した上で、 ノズルのみを適当な動作手段によって移動 させることができる。

また、 本発明においては、 チップ 4内部において吸引圧や吐出圧を発生させる 手段として、 シリンジポンプとは異なる手段を用いることも可能である。

本発明につき、 以上において説明したが、 これを他の様々な態様に改変し得る ことは明らかである。 このような改変は、 本発明の思想及び範囲から逸脱するも のではなく、 当業者に自明な全ての変更は、 以下における特許請求の範囲に含ま れるべきものである。

Claims

請求の範囲

1 . 内部通路が形成されたピぺッ

前記ノズルに取り外し可能に装着されるとともに、 前記ノズルに対して、 正 規固定位置と完全離脱位置との間を変位可能な中空状のピぺットチップと、 を具 備する構成において、

前記ノズルには外部空気取り入れ手段が形成されており、 前記取り入れ手段 は、 前記チップが前記正規固定位置にある場合には、 前記チップによって閉塞さ れており、 前記取り入れ手段は、 前記チップが前記正規固定位置から前記完全離 脱位置の方向に変位した場合には、 前記チップから露出するように構成されてい る、 ピぺット装置。

2 . 前記ノズルは、軸心に沿って長状の形態を有しており、前記取り入れ手段は、 前記軸心に沿って延びた溝を含んでいる、 請求項 1に記載のピぺット装置。

3 . 前記取り入れ手段は、 前記ノズルの内部通路に連通した貫通孔である、 請求 項 1に記載のピぺット装置。

4 . Oリングをさらに具備しており、 前記ノズルには、 前記〇リングを受容する 環状溝が形成されている、 請求項 1に記載のピペット装置。

5 . 前記チップには、 前記 Oリングに係合する固定溝が形成されている、 請求項 4に記載のピぺット装置。

6 . 前記ノズルは、 前記チップ内に収容される下端部を有しており、 前記取り入 れ手段は、 前記環状溝と前記下端部との間に設けられている、 請求項 4に記載の ピぺット装置。