WO2015071957A1 - 事前吐出機能を備えた電動ピペット - Google Patents

事前吐出機能を備えた電動ピペット Download PDF

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WO2015071957A1
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electric pipette
pipette
correction
dispensing
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直人 出雲
雄二 深見
陽輔 大塚
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株式会社 エー・アンド・デイ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/021—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids
    • B01L3/0217—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids of the plunger pump type
    • B01L3/0237—Details of electronic control, e.g. relating to user interface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/0275—Interchangeable or disposable dispensing tips
    • B01L3/0279—Interchangeable or disposable dispensing tips co-operating with positive ejection means

Definitions

  • the present invention relates to a pipette that is a measuring device that sucks / discharges a set volume of liquid, and more particularly to an electric pipette having a function for ensuring the accuracy of discharge capacity.
  • a metering device called a pipette, which has a function of discharging a constant volume of liquid, captures the volume change due to the movement of the movable piston provided inside the pipette as a volume change of the air, Suction and discharge to the chip attached to the.
  • the electric pipette has a mechanism that moves the piston up and down with a ball screw and a rotational drive motor, and the movement of the piston can be electrically controlled by the number of rotations of the motor, so the suction / discharge operation is stable. You can do it.
  • the electric pipette is suitable for a constant volume discharge, and can be used for a dispensing operation in which a solution containing a reagent is sucked into a specified volume set by a user and discharged a single time. Many.
  • some electric pipettes can perform a continuous dispensing operation in which a liquid is sucked in a predetermined volume ⁇ the total number of times of dispensing, and can be discharged continuously for a set number of times by a specified volume (for example, Patent Document 1).
  • JP 2008-39785 A (paragraph 0025, etc.)
  • the volume discharged during the first discharge is often less than the specified volume. This cause is considered as follows.
  • the piston of the pipette rises in order to suck the liquid.
  • the piston is lowered every time a certain amount is dispensed. Therefore, since the first discharge after the suction is reversed, the piston movement was reversed and then turned downward. Therefore, the first discharge is related to an error (backlash) on the ball screw mechanism due to the reverse movement of the piston. This is because of the above. This error is inevitably generated not only in the first discharge of continuous dispensing but also with the dispensing operation of discharging after suction, and this is unavoidable in terms of the mechanism principle.
  • the present invention has been made based on the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an electric pipette having a function of accurately and reliably discharging capacity.
  • a cylinder communicating with a pipette tip mounted to suck / discharge liquid, a piston moving up and down in the cylinder, and moving the piston up and down
  • a ball screw capable of rotating the ball screw forward and backward
  • a control means capable of controlling the rotation speed of the motor
  • a user interface unit capable of selecting a suction / discharge capacity setting and a pipette operation mode
  • control means increases or decreases the correction volume according to the viscosity of the dispensed liquid.
  • control means increases or decreases the correction capacity according to the shape of the chip used.
  • control means increases or decreases the correction capacity in accordance with a dispensing prescribed capacity.
  • the electric pipette includes a non-volatile memory, and adjustment data related to an adjustment value for increasing or decreasing the correction capacity is stored in the memory, and the control unit obtains the adjustment value from the memory according to a dispensing condition. Read and use.
  • the adjustment value can be arbitrarily written from an external device via an external communication port provided in the user interface unit or the electric pipette.
  • the electric pipette of the present invention in order to eliminate the error of the discharge capacity due to the backlash in the ball screw mechanism (between the ball screw and the nut), it is set in the control means during the suction operation, which is more than the capacity set by the user.
  • the corrected correction capacity ⁇ is sucked, and immediately after the suction operation, the piston is automatically moved by a small amount in the discharge direction, and the correction capacity ⁇ corresponding to the backlash is discharged. That is, according to the electric pipette of the present invention, the error adjustment for the backlash is automatically performed at the time of suction, so that the accuracy of the discharge capacity is ensured and the user can immediately move to the dispensing operation.
  • the control means automatically adjusts the correction volume ⁇ according to the dispensing conditions, the dispensing accuracy is further improved.
  • the pipette is a mechanism that sucks the liquid into the tip using the volume change caused by the movement of the piston. Therefore, since the suction amount corresponding to the volume change by the piston cannot be obtained, and the discharged volume tends to be smaller than the specified volume, more accurate dispensing can be performed by sucking a large correction volume ⁇ . it can.
  • the data related to the adjustment value of the correction capacity ⁇ is stored in the nonvolatile memory, and the control means reads the adjustment value from the memory in accordance with the dispensing conditions including the dispensing liquid, the tip shape, and the dispensing amount. Therefore, the determination of the correction capacity ⁇ is instantaneous and does not cause a delay in the dispensing operation. It should be noted that a new adjustment value for the correction capacity ⁇ can be arbitrarily added to a previously created data table or the like.
  • FIG. 1 is a front view of an electric pipette showing an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a right side view of the electric pipette
  • FIG. 3 is a schematic view of a drive mechanism of the electric pipette.
  • Reference numeral 100 denotes an electric pipette, which is a micropipette that is operated by hand to have an overall length of about 280 mm.
  • Reference numeral 1 denotes a cylindrical main body case 1 that is long in the vertical direction, and an elongated cylinder 2 for sucking and discharging liquid is formed inside the case defined by fitting the front case and the rear case, A piston 3 hermetically inserted in the cylinder 2 so as to be reciprocally movable in the vertical direction; a ball screw 5 that is coaxially coupled to the piston 3 and moves the piston 3 in the vertical direction; And a hollow stepping motor 6 that rotates the ball screw 5 in both forward and reverse directions.
  • Reference numeral 7 denotes a chip holder, which is a part of the main body case 1 and is engaged with the lower portion of the main body case 1 in a detachable manner. At the time of assembly, the lower side of the cylinder 2 having a small diameter is accommodated. A pipette tip 8 (shown by a broken line) is attached to the lower end portion of the tip holder 7 so as to be detachably attached so as to be inserted through the lower end portion of the cylinder 2.
  • a user interface unit 18 is provided in front of the electric pipette 100.
  • the user interface unit 18 is provided with a liquid crystal panel (display unit) 18a and operation keys 18c, and suction / discharge volume parameter setting (setting volume), pipette operation mode selection, and the like are possible.
  • the set volume indicates the volume set by the user in the operation mode, and the specified volume is used for dispensing, and the specified volume x the number of times of dispensing for continuous dispensing. In the case of continuous dispensing of different volumes, it means the sum of the prescribed volumes that differ depending on the number of dispensings.
  • a release switch 12 for removing the chip 8 is provided below the user interface unit 18.
  • the release switch 12 is mechanically connected to the chip holder 7, and the chip 8 is pushed down and detached from the chip holder 7 by pressing the release switch 12 downward.
  • an operation switch 14 for starting the operation is provided on the back of the electric pipette 100. Further, below the operation switch 14 is provided a finger rest 16 that serves as a support assist during operation and a stopper during non-operation.
  • an electric board 10 is accommodated on the back surface of the user interface unit 18, and a storage battery 11 for driving the electric board 10 and the motor 6 is accommodated above the motor 6.
  • the left and right side surfaces of the electric pipette 100 are provided with projecting charge points 17 that are electrically connected to the storage battery 11 in order to be electrically connected to an external charging device that charges the storage battery 11.
  • the electric pipette 100 has two energy supply lines, and in addition to the storage battery 11 described above, the power supply 15 provided on the right side surface of the electric pipette 100 is powered by the commercial power supply 152 via the AC adapter 151. Can do.
  • FIG. 4 is a block diagram of the electric pipette.
  • Reference numeral 20 denotes an arithmetic processing unit serving as a control unit, which is connected to the user interface unit 18.
  • the arithmetic processing unit 20 is operated by the operation key 18c, outputs a signal to the display unit 18a and the acoustic signal buzzer 18b, and displays the setting / control contents and the like (with buzzer sound as appropriate) on the screen.
  • Reference numeral 4 denotes a driver for controlling the stepping motor 6
  • reference numeral 9 denotes a piston position detection sensor
  • the arithmetic processing unit 20 detects a position (zero point) of the piston 3 by obtaining a signal from the piston position detection sensor 9. Then, the motor rotation speed necessary to move the piston 3 with the target movement amount is input to the driver 4.
  • the motor 4 rotates under the control of the driver 4, the piston 3 in the cylinder 2 moves up and down via the ball screw 5, and the inside of the cylinder 2 is negatively pressurized. The injected liquid is sucked and discharged by the tip 8.
  • Numeral 21 is a non-volatile data memory
  • numeral 22 is an external communication port
  • the arithmetic processing unit 20 outputs or reads the setting / control contents and the arithmetic result to the data memory 21.
  • the arithmetic processing unit 20 can communicate data with an external PC or the like via the external communication port 22.
  • the electric pipette 100 can execute various operation modes such as dispensing, continuous dispensing, continuous dispensing of different volumes, calibration, mixing, and stirring.
  • the pre-discharge function is executed in all operation modes that involve the dispensing operation of discharging after aspiration, and will be described in detail as an example in the operation in the continuous dispensing mode.
  • FIG. 5 is an operation image diagram of continuous dispensing using the pre-discharge function.
  • the specified volume ⁇ the number of times of dispensing is set, the set volume is sucked in all, and the specified volume is discharged continuously for the set number of times.
  • the correction volume ⁇ [ ⁇ L] is sucked in excess of the set capacity 160 [ ⁇ L]
  • the correction volume ⁇ [ ⁇ L] is automatically discharged.
  • a specified volume of 20 ⁇ L is dispensed 8 times.
  • the correction capacity ⁇ is set by the arithmetic processing unit 20 based on the ⁇ adjustment table 200 by referring to the memory 21 in which the data table related to the adjustment value of the correction capacity ⁇ is stored according to the dispensing conditions.
  • FIG. 6 shows an example of the data table of the electric pipette.
  • a viscosity parameter
  • b tip shape parameter
  • c dispensing specified volume parameter
  • d model adjustment
  • e manual adjustment.
  • the correction capacity ⁇ is determined by a combination of a to e.
  • Viscosity parameter a The higher the viscosity of the dispensing liquid, the smaller the amount of suction than the volume change by the piston. Therefore, the correction value ⁇ is set to a larger value as the viscosity of the dispensed liquid increases.
  • the viscosity is divided into levels, and the value of the correction capacity ⁇ increases as the level class increases.
  • level 2 is equivalent to water (1.0 [mPa ⁇ s])
  • level 1 is set to level 1 on the low viscosity side, levels 3, 4, 5,.
  • the numerical values shown in FIG. 6 are merely examples showing this concept, and various modifications can be considered.
  • Tip shape parameter b Various types of piston tips are in circulation, but they are roughly divided into short tips and long tips. When the used tip shape is long, the suction amount tends to be smaller than the volume change by the piston. Therefore, the correction capacity ⁇ is set to a large value in the case of a long chip.
  • the numerical values shown in FIG. 6 are merely examples showing this concept, and various modifications can be considered.
  • Dispensing prescribed volume parameter c If the prescribed volume to be dispensed is large, the suction amount tends to be smaller than the volume change by the piston. Therefore, when the dispensing prescribed capacity is large, the correction capacity ⁇ is set to a large value.
  • the numerical values shown in FIG. 6 are merely examples showing this concept, and various modifications can be considered.
  • Model adjustment d Performs adjustment according to the model (capacity size) of the electric pipette. That is, the correction volume ⁇ is finally adjusted to fit the pipette volume size.
  • the model adjustment value d a value corresponding to the model is stored in a table in advance at the time of shipment.
  • the numerical values shown in FIG. 6 are merely examples showing this concept, and various modifications can be considered.
  • Manual adjustment e It is provided so that the constant deviation caused by the operator's habit and measurement environment can be arbitrarily adjusted with respect to the correction capacity ⁇ .
  • the manual adjustment value e is preferably determined on the basis of a result at the time of calibration or the like.
  • the memory 21 can be arbitrarily written.
  • the arithmetic processing part 20 determines correction
  • ⁇ ⁇ (a + b + c) ⁇ d ⁇ + e (1)
  • the value that is increased or decreased by the manual adjustment value is set as the correction capacity ⁇ .
  • the numerical value of the ⁇ adjustment table 200 is merely an example, and may be determined according to the tendency described in the parameter description above.
  • the above-described arithmetic expression (1) is also an example, and various changes such as addition of other parameters and adjustment of the weight of each parameter are also scheduled.
  • FIG. 7 is a flowchart in the continuous dispensing mode to which the pre-discharge function is applied.
  • a specified volume m [ ⁇ L] to be dispensed at one time is input.
  • the number n (times) of dispensing is input.
  • the viscosity [mPa ⁇ s] of the dispensed liquid is input.
  • step S4 whether the chip to be used is a short chip or a long chip is input. Steps S1 to S4 may be performed in any order, and can be performed interactively using the display unit 18a and the operation keys 18c.
  • step S5 the arithmetic processing unit 20 searches the ⁇ adjustment table 200, and calculates and sets a correction volume ⁇ [ ⁇ L] suitable for the current continuous dispensing.
  • step S6 the arithmetic processing unit 20 sets the corresponding numerical value to suck the amount obtained by adding the correction capacity ⁇ [ ⁇ L] to the set capacity m ⁇ n [ ⁇ L].
  • An input is made to the driver 4, the rotation of the motor 6 is controlled, the piston 3 is moved in the suction direction, and the liquid is sucked.
  • step S7 the arithmetic processing unit 20 reversely rotates the motor 6 by the correction capacity ⁇ [ ⁇ L], moves the piston 3 in the discharge direction, and discharges the correction capacity ⁇ [ ⁇ L].
  • step S8 the counter is initialized.
  • step S9 the specified volume is dispensed.
  • step S10 the counter is incremented by 1.
  • step S10 it is confirmed whether the dispensing has been performed a set number of times. If not, the process returns to the operation of step S6 and the dispensing is continued. If the dispensing is performed, the dispensing ends.
  • FIG. 8 is an operation image diagram of continuous dispensing in another operation mode to which the pre-ejection function is applied.
  • FIG. 9 is a flowchart of continuous dispensing in another operation mode to which the pre-discharge function is applied.
  • the same step number is cited and the description is omitted.
  • dispensing conditions are input in steps S21 to S24 as in steps S1 to S4.
  • step S25 as in step S5, the correction volume ⁇ [ ⁇ L] suitable for the current continuous dispensing is calculated.
  • the operation switch 14 is pressed, the process proceeds to step S26, and the liquid is sucked in mn + ⁇ + ⁇ [ ⁇ L].
  • ⁇ [ ⁇ L] a predetermined numerical value is determined in advance at the time of shipment corresponding to the model to be used, and is stored in the memory 21.
  • the correction volume ⁇ [ ⁇ L] is discharged in step S27, as in step S7.
  • steps S28 to S31 as in steps S8 to S11, the set number of times is dispensed.
  • the process proceeds to step S32, and the excess suction volume ⁇ [ ⁇ L] is discharged. And exit.
  • the electric pipette 100 has a pre-discharge function that sucks the correction volume ⁇ in excess of the set volume and automatically discharges the correction volume ⁇ immediately after the suction operation.
  • the error adjustment for the rush is automatically performed, the accuracy of the discharge capacity is ensured, and the user can immediately move to the dispensing operation.
  • this pre-ejection function has a ⁇ adjustment table 200 stored in the memory 21 and can be additionally written arbitrarily, so that the arithmetic processing unit 20 automatically adjusts the determination of the correction capacity ⁇ instantly according to the dispensing conditions.
  • the dispensing accuracy can be further improved without delaying the dispensing operation.
  • the front view of the electric pipette which shows one Example of this invention
  • Right side view of the electric pipette Schematic of the drive mechanism of the electric pipette Block diagram of the electric pipette Work image of continuous dispensing using the pre-discharge function of the electric pipette Data table example of the same electric pipette Flow diagram in continuous dispensing mode applying the pre-discharge function of the same electric pipette Image of continuous dispensing work in other operation modes applying the pre-discharge function of the electric pipette Flow chart of continuous dispensing in other operation modes applying the pre-discharge function of the same electric pipette

Abstract

　吐出容量を正確・確実にする事前吐出機能を備えた電動ピペットを提供する。ピペット用チップ8と連通するシリンダ2と、シリンダ内を上下動するピストン3と、ピストンを上下動させるためのボールネジ5と、ボールネジを正逆回転可能な回転駆動モータ6と、モータの回転数を制御できる制御手段20と、設定容量やピペットの動作モードを選択できるユーザインターフェース部18と、を含み、吸引動作時、設定容量と補正容量とを吸引し、吸引動作直後に補正容量を自動排出する。

Description

事前吐出機能を備えた電動ピペット
　本発明は、設定された容量の液体を吸引／吐出する計量装置であるピペットに関し、特に、吐出容量の精度を確保するための機能を備えた電動ピペットに関する。
　ピペットと呼ばれる、液体の定容量吐出機能を持つ計量装置は、ピペット内部に備えた可動ピストンの移動による体積変化を空気のボリューム変化としてとらえ、空気のボリューム変化分の容積分の液体を、ピペット先端に装着されるチップに吸引し、吐出させる。特に、電動式のピペットは、ピストンの上下動を、ボールネジと回転駆動モータによって行う機構が採られており、ピストンの動きをモータの回転数で電気的に制御できるため、吸引／吐出動作が安定して行える。
　よって、電動ピペットは、定容量吐出に適しており、試薬などを含んだ溶液を、ユーザによって設定された規定容量を吸引し、吸引分を１回で吐出する、分注作業に用いられることが多い。
　特に、一部の電動ピペットには、液体を、規定容量×分注回数分の全量を吸引し、規定容量を設定回数、連続で吐出することができる、連続分注作業が行えるものがある（例えば、特許文献１）。
特開２００８－３９７８５号公報（段落００２５等）
　連続分注においては、最初の吐出（１回目の分注）の際に吐出された容量が、規定容量に対し少なく出ることが多い。この原因は以下のように考えられている。はじめに液体を吸引する際、液体を吸引するためにピペットのピストンは上昇するが、最初の吐出以降からは、ピストンは一定量ずつ分注の度に下降していく。よって、吸引後の最初の吐出は、ピストンの動きが上昇であったものが反転して下降に転じるため、最初の吐出に関しては、ピストンの動きが反転することによるボールネジ機構上の誤差（バックラッシュに代表される）が含まれるからである。この誤差は、連続分注の最初の吐出に限らず、吸引後吐出する分注の動作を伴う場合には必然的に生じるものであり、このことは機構原理的に避けられない。
　これに対し、吸引時に規定容量よりも多めに吸い、分注に移る前に、ユーザにこの予備吸引分を排出する作業を行ってもらうことで、吐出の精度を上げる機能を備えたものもある。しかし、この場合、吸引から分注に移る前に排出動作が加わるため、ユーザにとっては面倒であるし、この作業が看過されると、精度も保障されないこととなる。
　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、吐出容量を正確・確実にする機能を備えた電動ピペットを提供することにある。
　前記目的を達成するために、本発明に係る電動ピペットでは、液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを上下動させるためのボールネジと、ボールネジを正逆回転可能な回転駆動モータと、モータの回転数を制御できる制御手段と、吸引／吐出容量の設定やピペットの動作モードを選択できるユーザインターフェース部と、を含み、吸引動作時、ユーザに設定された吸引／吐出容量となる設定容量と制御手段により設定された補正容量とを吸引し、吸引動作直後に補正容量を自動排出することを特徴とする。
　好ましくは、前記制御手段は、分注液体の粘度に応じて、前記補正容量を増減させる。
　好ましくは、前記制御手段は、使用チップの形状に応じて、前記補正容量を増減させる。
　好ましくは、前記制御手段は、分注規定容量に応じて、前記補正容量を増減させる。
　好ましくは、前記電動ピペットは不揮発性メモリを備え、メモリには前記補正容量を増減させる調整値に関する調整データが記憶されており、前記制御手段は、分注条件に合わせて前記メモリから調整値を読み出して使用する。
　好ましくは、前記調整値は、前記ユーザインターフェース部又は前記電動ピペットに設けられた外部通信ポートを介した外部装置から、任意に書き込み可能である。
　本発明の電動ピペットによれば、ボールネジ機構（ボールネジとナット間）におけるバックラッシュによる吐出容量の誤差を解消するために、吸引動作時、ユーザに設定された容量よりも余分に、制御手段に設定された補正容量βを吸引し、吸引動作後すぐに自動でピストンを吐出方向に微量動かし、バックラッシュ分にあたる補正容量βを排出する。すなわち、本発明の電動ピペットによれば、吸引時にバックラッシュ分の誤差調整を自動で行うので、吐出容量の精度が確保されるとともに、ユーザはすぐに分注作業に移ることができる。
　さらに、この事前吐出機能は、分注条件に応じて、制御手段が補正容量βを自動調節するので、分注精度がより向上する。具体的に、分注液体の粘度が高い、使用チップ形状が長い、分注の規定容量が多い場合などは、ピペットはピストンの移動による体積変化を利用して液体をチップに吸い上げる機構であることから、ピストンによる体積変化分の吸引量が得られず、吐出された容量は規定容量よりも少なくなる傾向があるため、補正容量βを多く吸引することで、より正確な分注を行うことができる。
　また、補正容量βの調整値に関するデータは、不揮発性メモリに記憶されており、制御手段は、分注液体、チップ形状、分注量を含む分注条件に合わせて、調整値をメモリから読み出して使用するので、補正容量βの決定は瞬時であり、分注作業に遅延をもたらすこともない。なお、補正容量βの調整値は、予め作成されたデータテーブルなどに対し、新たなものを任意に追加することができる。
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電動ピペットの正面図、図２は同電動ピペットの右側面図、図３は同電動ピペットの駆動機構の概略図である。
　符号１００は、電動ピペットであって、その全長を約２８０ｍｍ程度とする手持ちにより操作されるマイクロピペットである。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、液体の吸入吐出用の細長いシリンダ２と、シリンダ２内に気密的に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と同軸に連結され、ピストン３を上下方向に移動させるためのボールネジ５と、そのボールネジナットを内装し、ボールネジ５を正逆いずれの方向にも回転駆動させる中空ステッピングモータ６と、を備えている。
　符号７は、チップホルダーであって、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ようになっている。組み立て時には、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ピペット用チップ８（破線にて図示）が装着される。
　電動ピペット１００の正面には、ユーザインターフェース部１８が設けられている。ユーザインターフェース部１８は、液晶パネル（表示部）１８ａと、操作キー１８ｃと、を備えており、吸引／吐出容量のパラメータ設定（設定容量）やピペットの動作モードの選択等が可能となっている。なお、本明細書において、設定容量とは、動作モードにおいてユーザに設定される量を示しており、分注の際は規定容量を、連続分注の際は規定容量×分注回数分の量を、異容量連続分注の際は分注回数で異なる規定容量の和の量を意味している。
　ユーザインターフェース部１８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、チップホルダー７と機構的に連結しており、リリーススイッチ１２を下方向に押印することで、チップ８が押し下げられ、チップホルダー７から外れるようになっている。
　電動ピペット１００の背面には、操作を開始するための操作スイッチ１４が設けられている。また、操作スイッチ１４の下方には、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。
　また、本体ケース１内には、ユーザインターフェース部１８の裏面に電気ボード１０と、モータ６の上方位置に、電気ボード１０やモータ６を駆動するための蓄電池１１が収容されている。
　電動ピペット１００の左右側面には、蓄電池１１を充電する外部チャージ装置と電気的に導通させるために、蓄電池１１と電気的に導通する突状のチャージポイント１７が設けられている。
　電動ピペット１００は、エネルギー供給ラインを２系統備えており、上述の蓄電池１１に加え、電動ピペット１００の右側面に備えた電源コネクタ１５から、ＡＣアダプタ１５１を介して商用電源１５２の電源を取ることができる。
　図４は、同電動ピペットのブロック図である。符号２０は、制御手段となる演算処理部であり、ユーザインターフェース部１８と接続している。演算処理部２０は、操作キー１８ｃによって動作し、表示部１８ａや音響信号ブザー１８ｂに信号出力し、設定・制御内容等を（適宜、ブザー音とともに）画面に表示する。
　符号４はステッピングモータ６を制御するドライバ、符号９はピストン位置検出センサであり、演算処理部２０は、ピストン位置検出センサ９からの信号を得てピストン３の位置（ゼロ点）を検出した上で、ピストン３を狙いの移動量で動かすために必要なモータ回転数をドライバ４に入力する。操作スイッチ１４を押印すると、ドライバ４に制御されて、モータ６が回転し、ボールネジ５を介してシリンダ２内のピストン３が上下動し、シリンダ２内が負加圧され、設定した容量の分注液体がチップ８にて吸入・吐出される。
　符号２１は不揮発性のデータメモリ、符号２２は外部通信ポートであり、演算処理部２０は、設定・制御内容や演算結果をデータメモリ２１に出力またはその読み出しを行う。また、演算処理部２０は、外部通信ポート２２を介して外部ＰＣ等とデータの相互通信が可能である。
　次に、電動ピペット１００による、本願発明に係る事前吐出機能について説明する。
　電動ピペット１００では、分注、連続分注、異容量連続分注、校正、混合、攪拌等の種々の動作モードを実行することができる。このうち、事前吐出機能は、吸引後吐出する分注の動作を伴う全ての動作モードで実行されるが、一例として、連続分注モードでの動作で詳細に説明する。
　図５は、事前吐出機能を適用した連続分注の動作メージ図である。このモードは、規定容量×分注回数を設定し、この設定容量を全量吸引し、規定容量を設定回数、連続で吐出する。電動ピペット１００では、規定容量が２０［μＬ］、分注回数が８［回］と設定されたとき、操作スイッチ１４を押すと、設定容量（２０×８＝１６０［μＬ］）が吸引開始され、その吸引動作時、設定容量１６０［μＬ］とは余分に補正容量β［μＬ］を吸引し、吸引動作直後に、補正容量β［μＬ］を自動排出する。続いて、順次操作スイッチ１４が押印されるにつれ、規定容量２０μＬを８回分注する。
　そして、補正容量βは、分注条件に応じて、補正容量βの調整値に関するデータテーブルが保存されたメモリ２１が参照され、β調整テーブル２００に基づいて演算処理部２０が設定する。
　図６は、同電動ピペットのデータテーブル例である。β調整テーブル２００のうち、ａ：粘度パラメータ、ｂ：チップ形状パラメータ、ｃ：分注規定容量パラメータ、ｄ：機種調整、ｅ：マニュアル調整、である。補正容量βは、ａ～ｅの組み合わせによって決定される。
　粘度パラメータａ：分注液体の粘度が高いほど、ピストンによる体積変化分よりも吸引量が少なくなる傾向がある。よって、分注液体の粘度が上がるにつれ、補正値βが大きい値になるように設定されている。一例として、粘度をレベル分けし、レベルの階級が上がるにつれ、補正容量βの値が大きくなるようにする。例えば、レベル２を水相当（１．０［ｍＰａ・ｓ］）とし、レベル２に対して低粘度側のレベル１、高粘度側のレベル３、４、５・・・のように設定する。図６に示す数値は、あくまでこの概念を示した一例であり、種々の変形が考えられる。
　チップ形状パラメータｂ：ピストン用チップは、様々な種類のものが流通しているが、ショートチップとロングチップに大別され流通している。使用チップ形状が長いと、ピストンによる体積変化分よりも吸引量が少なくなる傾向がある。よって、ロングチップのときには補正容量βが大きい値になるように設定されている。図６に示す数値は、あくまでこの概念を示した一例であり、種々の変形が考えられる。
　分注規定容量パラメータｃ：分注したい規定容量が多いと、ピストンによる体積変化分よりも吸引量が少なくなる傾向がある。よって、分注規定容量が多い場合は、補正容量βが大きい値になるように設定されている。図６に示す数値は、あくまでこの概念を示した一例であり、種々の変形が考えられる。
　機種調整ｄ：電動ピペットの機種（容量サイズ）による調整を行う。すなわち、ピペットの容量サイズに合うように補正容量βが最終調整されている。機種調整値ｄは、出荷時に機種に対応する値を予めテーブルに記憶しておく。図６に示す数値は、あくまでこの概念を示した一例であり、種々の変形が考えられる。
　マニュアル調整ｅ：操作者の癖や、計量環境によって恒常的に生じるズレを、補正容量βに対し任意調整できるように設けられている。このマニュアル調整値ｅは、校正時等の結果に基づき決定するのが好ましい。なお、メモリ２１に任意に書き込み可能である。
　そして、演算処理部２０は、例えば以下の演算式（１）から、補正容量βを決定する。
β ＝ {（ａ＋ｂ＋ｃ）×ｄ }＋ｅ　・・・（１）
　すなわち、パラメータａ、ｂ及びｃの和を機種調整値ｄで調整したのち、マニュアル調整値で増減させた値を補正容量βとする。
　例として、図６の数値を適用すれば、ａ：水（粘度１．０ｍＰａ・ｓ、レベル２）、ｂ：ショートチップ、ｃ：規定容量１００μＬ、ｄ：容量２００～１２００μＬの機種、ｅ：マニュアル調整なし、の場合は、式（１）から、補正容量β＝（６＋０＋４）×３±０　＝　３０μＬ　となる。
　なお、上述の通り、β調整テーブル２００の数値はあくまで一例であって、上述のパラメータ説明で述べた傾向に応じて決定されればよい。上述の演算式（１）もまた一例であり、他のパラメータが追加されたり、各パラメータの重み調整がなされたり等の種々の変更も予定される。
　図７は、事前吐出機能を適用した連続分注モードでのフロー図である。連続分注モードを操作キー１８ｃから選択すると、ステップＳ１で、１回に分注する規定容量ｍ［μＬ］を入力する。続いて、ステップＳ２で、分注する回数ｎ［回］を入力する。続いて、ステップＳ３で、分注液体の粘度［ｍＰａ・ｓ］を入力する。続いて、ステップＳ４で、使用チップがショートチップかロングチップかを入力する。ステップＳ１～Ｓ４は、順不同としてよく、表示部１８ａと操作キー１８ｃとで対話式に行うことができる。この分注条件の入力が終わると、ステップＳ５に移り、演算処理部２０はβ調整テーブル２００を検索し、今回の連続分注に適した補正容量β［μＬ］を演算、設定する。次に、操作スイッチ１４を押すと、ステップＳ６に移り、設定容量ｍ×ｎ［μＬ］に、補正容量β［μＬ］を加えた量を吸引すべく、演算処理部２０はこれ対応する数値をドライバ４へ入力し、モータ６の回転を制御し、ピストン３を吸引方向に動かして、液体を吸引する。この吸引動作後すぐに、ステップＳ７で、演算処理部２０は補正容量β［μＬ］分、モータ６の回転を逆回転して、ピストン３を吐出方向に動かし、補正容量β［μＬ］を排出する。次に、ステップＳ８で、カウンタを初期化し、ステップＳ９で、規定容量を分注し、ステップＳ１０で、カウンタを＋１し、ステップＳ１０で、分注が設定回数行われたかを確認し、行われていなかった場合はステップＳ６の動作へ戻って分注を続け、行われた場合は分注を終了する。
　事前吐出機能について、他の動作モードでもう一例説明する。図８は、事前吐出機能を適用した他の動作モードでの連続分注の動作イメージ図である。
　ピペット動作では、被計量液体を設定容量よりも多く吸引し、余剰吸引分を計量に用いないことで、各吐出における規定容量が正確に吐出されるように連続分注する方法がある。
　電動ピペット１００で、規定容量が２０［μＬ］、分注回数が８［回］としてこの動作モードが選択されたとき、操作スイッチ１４を押すと、設定容量１６０［μＬ］と余剰吸引容量α［μＬ］とが吸引開始され、その吸引動作時、さらに補正容量β［μＬ］を吸引し、吸引動作直後に補正容量β［μＬ］を自動排出する。続いて、順次操作スイッチ１４を押印し、規定容量２０μＬを８回分注し、最後に余剰吸引容量α［μＬ］を残液として排出する。
　図９は、事前吐出機能を適用した他の動作モードでの連続分注のフロー図である。連続分注モードと同じ工程に対しては、同一のステップ番号を引用して説明を割愛する。この動作モードを選択すると、ステップＳ２１～Ｓ２４で、ステップＳ１～Ｓ４と同様に、分注条件の入力を行う。次に、ステップＳ２５で、ステップＳ５と同様に、今回の連続分注に適した補正容量β［μＬ］が演算される。次に、操作スイッチ１４を押すと、ステップＳ２６に移り、液体を　ｍｎ＋β＋α［μＬ］吸引する。余剰吸引容量α［μＬ］については、使用機種に対応して、出荷時に予め所定の数値が決定され、メモリ２１に記憶されている。この吸引動作後すぐに、ステップＳ２７で、ステップＳ７と同様に、補正容量β［μＬ］を排出する。次に、ステップＳ２８～Ｓ３１で、ステップＳ８～Ｓ１１と同様に、設定回数の分注が行われ、設定回数行われた場合には、ステップＳ３２に移行し、余剰吸引容量α［μＬ］を排出し、終了する。
　なお、以上、補正容量βは、β調整テーブル２００を参照することで決定される例で説明したが、補正容量βは、実測した値に基づいて決定されてもよい。例えば、ピペット容量テスター等の吐出容量を実測可能な機器によって、設定容量と実測容量との差Ａを調べ、例えば以下の演算式（２）から、補正容量βを決定する。
β＝Ａ＋ｅ　・・・（２）
　ただし、ｅはマニュアル調整値
　例として、設定容量が１２００μＬ、実測容量が１１８０μＬ、マニュアル調整なしの場合であれば、その差Ａは２０μＬであり、式（２）から、
　補正容量β＝２０＋０　＝　２０μＬ　となる。
　以上、本実施例によれば、電動ピペット１００は、設定容量と余分に補正容量βを吸引し、吸引動作後すぐに自動で補正容量βを排出する、事前吐出機能を備えるから、吸引時にバックラッシュ分の誤差調整が自動でなされ、吐出容量の精度が確保されるとともに、ユーザはすぐに分注作業に移ることができる。
　さらに、この事前吐出機能は、β調整テーブル２００がメモリ２１に記憶されており、また任意に追記可能なので、分注条件に応じて、演算処理部２０が補正容量βの決定を瞬時に自動調節し、分注作業に遅延をもたらすことなく、分注精度をより向上させることができる。
本発明の一実施例を示す電動ピペットの正面図 同電動ピペットの右側面図 同電動ピペットの駆動機構の概略図 同電動ピペットのブロック図 同電動ピペットの事前吐出機能を適用した連続分注の作業イメージ図 同電動ピペットのデータテーブル例 同電動ピペットの事前吐出機能を適用した連続分注モードでのフロー図 同電動ピペットの事前吐出機能を適用した他の動作モードでの連続分注の作業イメージ図 同電動ピペットの事前吐出機能を適用した他の動作モードでの連続分注のフロー図
　１　本体ケース
　２　シリンダ
　３　ピストン
　４　ドライバ
　５　ボールネジ
　６　モータ
　７　チップホルダー
　８　チップ
　９　ピストン位置検出センサ
　１０　電気ボード
　１１　畜電池
　１２　リリーススイッチ
　１４　操作スイッチ
　１５　電源コネクタ
　１５１　ＡＣアダプタ
　１５２　商用電源
　１６　フィンガーレスト
　１７　チャージポイント
　１８　ユーザインターフェース部
　１８ａ　液晶パネル
　１８ｂ　ブザー
　１８ｃ　操作キー
　２０　演算処理部
　２１　メモリ
　２２　外部通信ポート
　１００　電動ピペット
　２００　β調整テーブル

Claims (6)

  1. 　液体を吸引／吐出するために装着されるピペット用チップと連通するシリンダと、シリンダ内を上下動するピストンと、ピストンを上下動させるためのボールネジと、ボールネジを正逆回転可能な回転駆動モータと、モータの回転数を制御できる制御手段と、吸引／吐出容量の設定やピペットの動作モードを選択できるユーザインターフェース部と、を含み、
    　吸引動作時、ユーザに設定された吸引／吐出容量となる設定容量と制御手段により設定された補正容量とを吸引し、吸引動作直後に補正容量を自動排出することを特徴とする電動ピペット。
  2. 　前記制御手段は、分注液体の粘度に応じて、前記補正容量を増減させることを特徴とする請求項１に記載の電動ピペット。
  3. 　前記制御手段は、使用チップの形状に応じて、前記補正容量を増減させることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動ピペット。
  4. 　前記制御手段は、分注規定容量に応じて、前記補正容量を増減させることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の電動ピペット。
  5. 　前記電動ピペットは不揮発性メモリを備え、メモリには前記補正容量を増減させる調整値に関する調整データが記憶されており、前記制御手段は、分注条件に合わせて前記メモリから調整値を読み出して使用することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の電動ピペット。
  6. 　前記調整値は、前記ユーザインターフェース部又は前記電動ピペットに設けられた外部通信ポートを介した外部装置から、任意に書き込み可能であることを特徴とする請求項５に記載の電動ピペット。
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