WO2014178101A1

WO2014178101A1 - ピペット装置

Info

Publication number: WO2014178101A1
Application number: PCT/JP2013/062562
Authority: WO
Inventors: 直人出雲
Original assignee: 株式会社エー・アンド・デイ
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2014-11-06
Also published as: JPWO2014178101A1

Abstract

【課題】　個々のピペットユーザの各人特性を考慮し、操作性向上及び疲労軽減に寄与するとともに、吐出容量誤差を低減するマイクロピペットを提供する。【解決手段】　シリンダ２内のピストン３を上下動させて液体の吸入吐出を行う液体吸入吐出機構４と、液体吸入吐出機構４を収容する本体ケース１と、液体吸入吐出機構４を動作させる操作スイッチ１４と、を備えたマイクロピペットで、操作スイッチ１４の操作時に把持される本体ケース１のハンドグリップ部１５に、本体ケース１に装着脱可能なホルダ１７を設け、ホルダ１７を、厚みを変更して複数用意した。

Description

ピペット装置

　本発明は、手持ちにより操作されるマイクロピペットに関する。

　マイクロピペットには、大きく分類すると、手動操作式のものと電動操作式のものとがある。いずれのタイプにおいても、縦方向に長い筒状の本体ケース内に、ピストンが挿入されたシリンダを有しており、手動操作式のものは、本体ケース上部の操作部（ピストン操作用ノブ）を操作することにより、電動操作式のものは、本体ケースに設けられた操作部（操作スイッチ）を操作し電動アクチュエータを動かすことにより、シリンダ内のピストンが上下動し、シリンダ内が負加圧され、その負加圧により本体ケース先端に着脱可能に装着されるチップに予定量の液体が吸入・吐出される。

特開２００７－５１２１２８号公報特開２００８－３９７８５号公報

　研究現場等で用いられるマイクロピペットの使用者は老若男女を問わず幅広い。即ち、マイクロピペットは色々な大きさの手で長時間把持されることとなる。しかし、第１に、特許文献１，２のような従来のマイクロピペットは、操作時に把持される本体ケースの周囲寸法、即ちハンドグリップ部の周長は、機種ごとに固定化されているのが現状であり、各自の手の大きさには馴染まないという問題があった。このため、自身の手をピペットの周長に合った持ち方に合せて無理な使用を強いられているユーザも多く、疲労の要因となっていた。第２に、このようなマイクロピペットは、長時間把持されることにより、手の熱が伝わって、ピペット装置を構成する樹脂部品や金属部品が線膨張し、この膨張や収縮によりピストン部のストローク変動が生じて吐出容量に誤差が生じるという問題があった。

　本発明は、従来技術の問題点に基づいて為されたもので、その目的は、個々のピペットユーザの各人特性を考慮し、操作性向上及び疲労軽減に寄与するとともに、吐出容量誤差を低減するマイクロピペットを提供するものである。

　前記目的を達成するために、請求項１に係るマイクロピペットでは、シリンダ内のピストンを上下動させて液体の吸入吐出を行う液体吸入吐出機構と、前記液体吸入吐出機構を収容する本体ケースと、前記液体吸入吐出機構を動作させる操作部と、を備え、前記操作部の操作時に把持される前記本体ケースのハンドグリップ部に、本体ケースに装着脱可能なホルダを設け、前記ホルダは、厚みを変更して複数用意されることを特徴とする。

　請求項２に係るマイクロピペットでは、請求項１に記載のマイクロピペットにおいて、前記ホルダの裏面には、本体ケースへのホルダ固定用ボスが複数形成され、前記ホルダが装着されるハンドグリップ部表面には、前記各ボスが係合するガイド溝が複数形成されることを特徴とする。

　請求項３に係るマイクロピペットでは、請求項１又は２に記載のマイクロピペットにおいて、前記ホルダには、排熱用の空隙が形成されることを特徴とする。

　請求項４に係るマイクロピペットでは、請求項１～３のいずれかに記載のマイクロピペットにおいて、前記ホルダには、ホルダ取り外し用ベロが形成されることを特徴とする。

　本発明によれば、本体ケースのハンドグリップ部に、本体ケースとは独立した、本体ケースに取り付け，取り外しが可能な専用のホルダを設け、かつ、このホルダを、断面形状（厚み）を変えて複数用意し、選択的に使用されるものとした。これにより、各人の手の大きさに合った周長に調整してピペット操作を行うことができるので、操作性の向上及び長時間のピペッティング疲労が軽減できる。

　また、ハンドグリップ部を構成するホルダを取り外し可能としたことで、ホルダ単体をオートクレーブ処理することが出来るため、最も汚染の激しいハンドグリップ部を滅菌処理することができ、コンタミネーション混入の防止に寄与することができる。

　さらに、ハンドグリップ部に本体ケースとは別部材のホルダを設けたことで、ホルダには柔軟な素材を採用することが可能となるから、本体ケースは基本性能となる吸入吐出性能の維持に欠かせない剛性を保ちながら、ハンドグリップ部には手に優しい最適素材を備えることができる。

　また、ハンドグリップ部の周長の変更する方法としては、周長を変更した様々な本体ケースを複数製造することでも実現できるが、周長ごとに複数の金型を作成しなければならないため、高価となる。一方、本発明は、ホルダの厚みで周長を変更させるため、前述の手法に比して非常に安価に実現することができる。

　また、上記ホルダは、該ホルダの裏面に形成された各固定用ボスを、本体ケース側のガイド溝に沿って係合させるだけで、本体ケースに対してホルダの位置決めがなされ、同時に抜け止めされるため、実施者レベルで容易に付け外しが可能であるとともに、使用時には外れ難い固定構造となっている。

　また、本発明は、第一に、ハンドグリップ部の一部となるホルダが本体ケースから独立しているため、本体ケースとホルダ間には空気層が生まれ、人体からの熱を断熱する構成となっている。このため、吐出容量誤差を低減することができる。

　さらに、ホルダに、排熱用の空隙を設けることで、ホルダが把持（押圧）されることによってこの排熱空隙が通気孔となり、空気層の熱を逃がすため、ピペット装置の構成部品の熱膨張を低減し、ピペット操作時や室温変化等による温度変化に対する吐出容量の精度変化を防止する構成となっている。

　また、ホルダに、ホルダ取り外し用ベロを形成することで、工具を用いなくとも簡単に、洗浄時、交換時の取り外しが可能となる。

発明を実施するための実施の形態

　次に、本願発明の好適な実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例を示すマイクロピペットの正面図、図２は同マイクロピペットの右側面図、図３は同マイクロピペットのハンドグリップ部の正面図、図４はハンドグリップ部の縦断面図であり、図１に示すＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図、図５はハンドグリップ部の横断面図であり、図２に示すＶ－Ｖ線に沿う断面図であって、（ａ）ホルダ小の横断面図、（ｂ）ホルダ中の横断面図、（ｃ）ホルダ大の横断面図、である。なお、図面における符号Ｕ，Ｄはピペット上下方向を、符号Ｌ，Ｒはピペット左右方向を、符号Ｆ，Ｂはピペット前後方向を示す。

　符号１は、縦方向に長い円筒状の本体ケース１であって、前ケースと後ケースを嵌合させて画成された該ケースの内部には、液体吸入吐出機構４が収容されている。液体吸入吐出機構４は、液体の吸入吐出用のシリンダ２と、シリンダ２内を上下方向に往復移動可能に挿入されたピストン３と、ピストン３に連結され、ピストン３を上下方向に移動させるためのボールネジ機構５と、ボールネジ機構５の上方に配置され、ボールネジを正逆いずれの方向にも回転駆動させるモータ６と、を備えている。

　符号７は、チップホルダー部であって、本体ケース１の一部であり、本体ケース１の下方に装着脱可能に係合する。組み立て時には、下方に向けて径が細く形成されるシリンダ２の下部側が収容される。チップホルダー部７の下端部には、シリンダ２の下端部と挿通するように装着脱可能に取り付けられるチップ８（図示せず）が装備される。

　本体ケース１の上方側前面（正面）には、液体の吸入・吐出動作の設定が行える液晶パネルを利用した表示・操作部９が設けられており、吐出容量のパラメータ設定や、装置の操作モード設定等が可能となっている。本体ケース１内には、表示・操作部９の裏面に、表示・操作部９での各設定に応じてモータ６を電気的に制御する電気ボード１０（図示せず）と、モータ６の上方位置に、電気ボード１０やモータ６を駆動するための電源電池１１（図示せず）が収容されている。

　本体ケース１の表示・操作部９の下方には、チップ８を取り外すためのリリーススイッチ１２が設けられている。リリーススイッチ１２は、ロアパーツ７と機構的に連結しており、リリーススイッチ１２を押印することで、チップ８が押し下げられロアパーツ７から外れるようになっている。

　本体ケース１の後面（背面）の略中央部には、液体吸入吐出機構４を動作させるための操作部である操作スイッチ１４が設けられている。操作スイッチ１４を押印すると、モータ６が駆動し、ボールネジ５が回動して、シリンダ２内のピストン３が上下動し、シリンダ２内を負加圧することで、表示・操作部９で予め設定した容量の液体がチップ８にて吸入・吐出される。

　ユーザはピペット操作時、親指でリリーススイッチ１２を操作し、人差し指で操作スイッチ１４を操作するため、本体ケース１のうち、リリーススイッチ１２及び操作スイッチ１４の下方域が、操作時に把持される部分となるハンドグリップ部１５である。

　ハンドグリップ部１５の後面には、操作スイッチ１４の下方に、操作時の支持補助及び非操作時のストッパーとなるフィンガーレスト１６が設けられている。

　そして、ユーザの手のひらが当接するハンドグリップ部１５の前面（正面）には、ホルダ１７が、本体ケース１に装着脱可能に固定されている。以下詳述する。なお、図４及び図５の断面図では、本発明の要部となるホルダ１７の部分を着色して示している。

　ホルダ１７は、円筒状の本体ケース１（ハンドグリップ部１５）の外形に沿う横断面半円弧状の薄肉材であり、ハンドグリップ部１５の前面の略全域と、ハンドグリップ部１５の左右側面の少なくとも前面側を覆う形状に形成されている。

　さらにホルダ１７の形状は、ホルダ１７の幅方向（左右方向）にみて、中央に最も厚みを持ち、左右方向にかけて徐々に厚みが薄くなるものとし（図５参照）、ホルダ１７の軸方向（上下方向）にみても、略中央に最も厚みを持ち、上下方向にかけて徐々に厚みが薄くなるように形成されている（図４参照）。

　即ち、ホルダ１７の形状は、ハンドグリップ部１５の前面中央部を最も膨らませ、グリップした手のひらのくぼみを反転させたようなゆるやかな凸形状に形成されており、操作時の手のひらの起伏形状にフィットするように設計されている。

　そして、ホルダ１７は、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、厚みを変更して複数枚用意されている。一例として、図５（ａ）は、ホルダ小１７Ｓであり、女性ユーザを想定して、ホルダ小１７Ｓの前面中央部頂点から本体ケース１の内周中心までの距離ｄを２２ｍｍとし、ハンドグリップ部１５の周長Ｌが１０２ｍｍとなるように設計されている。図５（ｂ）は、ホルダ中１７Ｍであり、一般男性ユーザを想定して、距離ｄを２４．７ｍｍとし、周長Ｌが１０９ｍｍとなるように設計されている。図５（ｃ）は、ホルダ大１７Ｌであり、手の大きなユーザを想定して、距離ｄを２６ｍｍとし、周長Ｌが１１９ｍｍとなるように設計されている。即ち、ハンドグリップ部１５の周長は、選択するホルダ１７Ｓ，１７Ｍ，１７Ｌにより、変更可能となっている。なお、本願においてホルダ１７と示す場合は、ホルダ１７Ｓ，１７Ｍ，１７Ｌに共通する事項とする。

　また、ホルダ１７の表面には、滑り止めとして、凹状のエンボス加工が施されている（図１参照）。

　また、ホルダ１７の裏面の幅方向中央部には、上下方向略等間隔３箇所に、本体ケース１への固定用ボス１８，１８，１８が、後方に延出形成されている。各固定用ボス１８の外周形状は、ボス延出方向に連続する波型に形成されている。

　一方、ホルダ１７が装着される本体ケース１側（ハンドグリップ部１５の前面）には、ケース内側に窪む縦溝部１９が設けられており、該縦溝部１９には、立壁２０がはめ込まれている。そして、立壁２０には、ホルダ１７の各固定用ボス１８の形成位置に対応して、上下方向３箇所に、各固定用ボス１８を上下挟持する一対のガイド溝２１，２１，２１が形成されている。よって、各固定用ボス１８を各ガイド溝２１に係合させると、それぞれの固定用ボス１８は縦溝部１９及びガイド溝２１で四方から押圧され、ホルダ１７が本体ケース１からはずれ難いようになる（図３，図４参照。なお、図３では、係合状態を示すために、ハンドグリップ部１５の正面図には顕れない各固定用ボス１８を図示している。）
　また、ホルダ１７の表面には、右側面上方部及び左側面上方部にホルダ取り外し用ベロ２３が一体成形されている。よって、ホルダ取り外し用ベロ２３を摘み前方へ引けば、固定用ボス１８の外周の波部が可撓し、固定用ボス１８はガイド壁２１から容易に外れるので、ホルダ１７は工具を用いなくとも簡単に本体ケース１から外れるようになっている。なお、上記のホルダ取り外し用ベロ２３の形成位置は一例であって、上記に限定されるものではない。

　本実施例によれば、本体ケース１のハンドグリップ部１５に、本体ケース１とは独立した、本体ケース１に取り付け，取り外しが可能な専用のホルダ１７を設け、かつ、このホルダ１７を、断面形状（厚み）を変えて複数用意（１７Ｓ，１７Ｍ，１７Ｌ）し、選択的に使用されるものとしたことで、各人の手の大きさに合ったハンドグリップ部１５の周長でピペット操作を行うことができる。これにより、操作性の向上及び長時間のピペッティング疲労が軽減できる。

　また、ホルダ１７が取り外せることから、ホルダ１７を単体でオートクレーブ処理することが出来る。このため、最も汚染の激しいハンドグリップ部１５を滅菌処理することができ、コンタミネーション混入の防止に寄与することができる。この効果を重視すると、ホルダ１７は、熱伝導率の低い合成樹脂、ゴム系及び繊維を含む複合材で形成されることが好ましい。

　さらに、ハンドグリップ部１５に、本体ケース１とは別部材のホルダ１７を設けたことで、ホルダ１７には柔軟な素材を採用することが可能となる。このため、本体ケース１には、耐熱性と剛性を保つために例えばフッ素樹脂やＰＢＴ／ＰＰＳ等の耐熱性合成樹脂をＦＲＰ化した素材等を採用し、ハンドグリップ部１５を構成するホルダ１７には、適度な弾性を持った合成樹脂を採用することができる。これにより、ソフトな使用感となり、ピペッティング疲労をいっそう軽減することができる。

　これらから、ホルダ１７の素材には、例えば加硫ゴム等の熱硬化性の合成樹脂や、シリコーン樹脂、フッ素系ゴム、ウレタン樹脂等を用いることが好ましい。

　また、本実施例では、ホルダ１７の厚みを変更するだけで、周長ごとに複数のケース金型を作成することなく、安価にハンドグリップ部１５の周長を変更することができる。

　また、ホルダ１７の裏面に形成された各固定用ボス１８を、本体ケース１の各ガイド溝２１に沿って係合させるだけで、本体ケース１に対してホルダ１７の位置決めがなされ、同時に抜け止めされるため、実施者レベルで容易に付け外しが可能であるとともに、使用時には外れ難い固定構造となっている。

　そして、ホルダ１７は、本体ケース１から独立しているため、本体ケース１とホルダ１７間には空気層Ｓが生まれ、人体からの熱を断熱する構成となっているため、吐出容量誤差が低減される。

　さらに、ホルダ１７の裏面の幅方向中央部の左右には、本体ケース軸方向（上下方向）に延びる排熱空隙２２が設けられている。これにより、ホルダ１７が把持（押圧）されることでこの排熱空隙２２が通気孔となり、空気層Ｓの熱を逃がすため、ピペット装置を構成する樹脂部品（例えばシリンダ２を構成するＡＢＳ、ＰＥやＰＰ）や金属部品（例えばピストン３、ボールネジ機構５を構成するアルミ、ステンレスや亜鉛）の線膨張が低減され、吐出容量の精度変化が一層低減される。

　なお、本実施例では、ホルダ１７は大・中・小の三種を用意しているが、より多い枚数を用意しても構わない。また、ホルダ１７Ｓ，１７Ｍ，１７Ｌのサイズは例示であり、サイズはこれに限るものではない。

　また、本実施例では、マイクロピペットとして電動ピペットを例に説明したが、シリンダ内のピストンを上下動させて液体の吸入吐出を行う液体吸入吐出機構と、液体吸入吐出機構を収容する本体ケースと、本体ケース上部に設けられた液体吸入吐出機構を動作させる操作部（ピストン操作用ノブ）と、を備える手動操作式のマイクロピペットの、前記操作部の操作時に把持される前記本体ケースのハンドグリップ部に対しても、本発明は同様に適用することができる。

本発明の一実施例を示すマイクロピペットの正面図同マイクロピペットの右側面図同マイクロピペットのハンドグリップ部の正面図ハンドグリップ部の縦断面図であり、図１に示すＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図ハンドグリップ部の横断面図であり、図２に示すＶ－Ｖ線に沿う断面図であって、（ａ）ホルダ小の横断面図、（ｂ）ホルダ中の横断面図、（ｃ）ホルダ大の横断面図。

１　本体ケース
２　シリンダ
３　ピストン
４　液体吸入吐出機構
１４　操作スイッチ
１５　ハンドグリップ部
１７　ホルダ
１８　固定用ボス
２１　ガイド溝
２２　排熱溝
２３　ホルダ取り外し用ベロ

Claims

　シリンダ内のピストンを上下動させて液体の吸入吐出を行う液体吸入吐出機構と、
　前記液体吸入吐出機構を収容する本体ケースと、
　前記液体吸入吐出機構を動作させる操作部と
　を備え、
　前記操作部の操作時に把持される前記本体ケースのハンドグリップ部に、本体ケースに装着脱可能なホルダを設け、
　前記ホルダは、厚みを変更して複数用意される
　ことを特徴とするマイクロピペット。
　前記ホルダの裏面には、本体ケースへのホルダ固定用ボスが複数形成され、
　前記ホルダが装着されるハンドグリップ部表面には、前記各固定用ボスが係合するガイド溝が複数形成されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロピペット。
　前記ホルダには、排熱用の空隙が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロピペット。
　前記ホルダには、ホルダ取り外し用ベロが形成されることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のマイクロピペット。