WO2018079884A1 - 피펫 팁 및 피펫 시스템 - Google Patents

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WO2018079884A1
WO2018079884A1 PCT/KR2016/012256 KR2016012256W WO2018079884A1 WO 2018079884 A1 WO2018079884 A1 WO 2018079884A1 KR 2016012256 W KR2016012256 W KR 2016012256W WO 2018079884 A1 WO2018079884 A1 WO 2018079884A1
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WO
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sample
pipette tip
capillary tube
capillary
pipette
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PCT/KR2016/012256
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English (en)
French (fr)
Inventor
최의열
오영진
김병철
정경화
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바디텍메드(주)
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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
    • B01L3/0275—Interchangeable or disposable dispensing tips
    • 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
    • B01L3/022—Capillary pipettes, i.e. having very small bore
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0406—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0487—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics

Definitions

  • the present invention relates to a pipette tip that can be easily sampled and a pipette system including the same, in particular a pipette tip capable of quantitatively collecting a relatively large amount of liquid sample using a capillary tube and a liquid sample using the same
  • a pipette system capable of being harvested, transported and dispensed.
  • a pipette is a thin tube of glass or plastic used for measuring or dispensing a liquid.
  • pipettes include a pipette (hole pipette), a dropper pipette, a pasteur pipette, and an automatic pipette.
  • pipette tips are used to quantify, mix and dispense samples.
  • the experimenter uses a pipette to test using a tip that is appropriate for the dose to be quantified.
  • Automated equipment refers to clinical testing equipment that can automatically process (dispensing and pretreatment) a sample at least once through an internally input program.
  • the disadvantage of these automated devices is that they require tens of times more samples to collect the amount of sample needed for the measurement.
  • venous blood is collected and stored in a predetermined tube and tested.
  • An amount of 10 ⁇ l is sufficient, but for automated devices, automatic collection can only be achieved if the blood tube contains several mL of blood. 10 ⁇ L of blood may be collected using capillary blood at the fingertips, but automated capillary cannot use such capillary blood.
  • infants and patients with deep blood vessels or difficult to collect blood psychological pain and blood collection It will come with its own difficulties.
  • the present invention is to solve the problems of the prior art, a pipette tip capable of quantitatively collecting a small amount of sample without using a pipette, and using the pipette tip mixed pretreatment of the pretreatment solution and the sample is made easy To provide a pipette system that can.
  • the sample taking portion is formed capillary tube in the longitudinal direction is introduced; And a barrel body communicating with the capillary tube and having a discontinuous end and having a sample storage chamber for storing the sample.
  • the discontinuous end is characterized in that the inclination angle with the capillary tube is 45 ° or more.
  • the capillary tube is characterized in that it has a first capillary tube, and a second capillary tube different in cross-sectional area from the first capillary tube.
  • the capillary is characterized in that the cross section is a long hole or cross.
  • the pipette system includes a sample collection part in which a capillary tube is formed in a longitudinal direction and introduces a sample, and a barrel body having a sample storage chamber communicating with the capillary tube and discontinuous ends and storing the sample. Pipette tips; And a handler device fixed to the barrel body end and capable of regulating pressure in the pipette tip by a pressure source driven by an electrical control signal.
  • the handler device, the adapter is formed through the passage formed through the fitting assembly with the opening of the barrel body; It includes; a pump that can adjust the pressure in the pipette tip through the adapter by an electrical control signal input from the outside.
  • the handler device comprises: a guide unit for guiding movement of the adapter between a region where the pipette tip is located and a region where the reagent cartridge is located; A driving unit generating a driving force for manipulating the position of the adapter along the guide unit; And a controller configured to generate an electrical control signal for controlling the driving of the pump and the driving unit.
  • the pipette tip according to the present invention includes a sample collection part in which a capillary tube is formed, and a body part in which an extended sample storage chamber is formed with a discontinuous end and a capillary tip, and thus, a quantitative sampling of the sample using a capillary tube designed to have a predetermined capacity. It is possible to have an accurate examination can be made even for a small amount of samples, such as capillary results.
  • the pipette tip of the prior art does not have a function of aspirating a quantitative sample by itself, and thus, a method of setting a volume of a sample to be collected using the volumetric setting function of the pipette is used, but in the present invention, a pipette is used. It is possible to quantify a certain volume of liquid sample from the pipette tip itself without using it. Therefore, it can be utilized in an automated diagnostic device to enable automated diagnosis using a small amount of sample such as capillary blood.
  • the pipette system of the present invention has an effect that the mixing and dispensing with the reaction solution can be conveniently performed using a pipette tip capable of quantitatively collecting a sample using a capillary phenomenon.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a sampling unit showing another embodiment of a pipette tip according to the present invention
  • FIG. 5 is a block diagram of a pipette system according to the present invention.
  • first and / or second in the present invention may be used to describe various components, but the components are not limited to the terms.
  • the above terms are for the purpose of distinguishing one component from other components only, for example, within the scope not departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first component may be called a second component, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • the pipette tip 100 of the present invention includes: a sample collection unit 110 in which a capillary tube 111 is formed in a longitudinal direction to introduce a sample; And a barrel body 120 having a capillary tube 111 and a sample storage chamber 122 in communication with the discontinuous end 121 to store the sample.
  • Sampling unit 110 and the barrel body 120 may be integrally formed, but may be glass or plastic material, but is not particularly limited to the material, the stiffness rate so as not to change the shape by the force applied from the outside ( It is preferable to use a material having a large rigidity.
  • the sampling unit 110 may be a hydrophilic material used for effective capillary phenomenon or a hydrophilic thin film may be coated on the inner circumferential surface of the capillary tube 111.
  • Capillary tube 111 is formed through the longitudinal direction of the sample collection unit 110, the sample is stored by the capillary phenomenon, the sampling capacity can be configured to approximately 5 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m.
  • the capillary tube 111 may have a size (diameter) determined within a range in which a sample can be collected by a capillary phenomenon, and is preferably determined at about 0.5 mm to 1.5 mm.
  • Barrel body 120 may be formed integrally with the sample collection unit 110, the sample storage chamber 122 is provided in communication with the tip of the capillary tube 111, the sample storage chamber 122 is the end of the capillary tube 111 and It has a discontinuous end 121 and extends to have a larger diameter than the capillary tube 111.
  • the discontinuous end 121 in FIG. 1 illustrates that the inclination angle with the capillary tube 111 is a right angle
  • the liquid sample collected by the capillary phenomenon only fills up to the capillary tube 111 when the inclination angle ⁇ is 45 ° or more. It was confirmed that the angle of inclination ⁇ may be 90 ° or more.
  • the sample storage chamber 122 may be formed through the center of the barrel body 120 to mix the pretreatment solution and the sample.
  • the sample storage chamber 122 has a conical inclined surface in the upward direction at the discontinuous end 121.
  • the expanded opening at the upper end of the sample storage chamber 122 may be a luer lock assembly such as an automated device having a corresponding tapered surface.
  • the tapered surface of the automated apparatus is provided on the inner circumferential surface of the sample storage chamber 122.
  • a ring-shaped engagement groove 123 may be formed so that a protrusion and a fitting coupling formed on the protrusion may be formed.
  • Pipette tip 100 of the present invention configured as described above can be determined by the precise capacitive capacity of the capillary 111 volume of the sampling unit 110. That is, the volume of the capillary tube 111 is determined by the cross-sectional area and the height (L) of the capillary tube 111, and the sample taken fills the capillary tube 111 below the stage 121 by the capillary phenomenon.
  • the cross-sectional shape of the capillary in the present invention can be variously modified in consideration of the sampling capacity.
  • the length L of the sample collection part should be made accordingly, but in the present invention, the cross sectional area of the capillary tube may be increased in order to obtain a large collection capacity.
  • the capillary tube 111a may have a circular cross section (a), or the capillary tube 111b may be a hole of a long hole (b).
  • the capillary tube 111c of the present invention may have a cross shape (c), or the capillary tube 111d may be a hole formed by overlapping an arc of a predetermined angle on a predetermined radius (d).
  • each capillary (111a) (111b) (111c) (111d) is preferably within the range that the capillary phenomenon can be approximately the size (d) (diameter or width) is determined from 0.5mm to 1.5mm.
  • FIG. 2 (e) shows that the mandrel 112 is inserted into a capillary 111e having a circular cross section, wherein the diameter d1 of the capillary 111e itself is described above.
  • the effective size (d) by the size of the mandrel 112 can be set larger than the examples (a) (b) (c) (d) but within a range (0.5 mm to 1.5 mm) in which capillary action can occur. By determining in, the effective cross-sectional area can be increased to obtain a large sample size.
  • FIG. 2 (f) shows that the mandrel 113 is inserted into the capillary 111e and has a rectangular cross-sectional structure as another embodiment.
  • FIG 3 is an enlarged cross-sectional view of a sampling unit showing another embodiment of a pipette tip according to the present invention.
  • the capillary tubes 211 and 212 penetrated through the sample collection unit 210 may include a first capillary tube 211 and a first capillary tube 211 formed at the front end opening. It may be composed of a second capillary tube 212 in communication with a narrower cross-sectional area.
  • the second capillary tube 212 is preferably the size (diameter or width) is determined to be 1.5mm or less so that the capillary phenomenon, more preferably, the first capillary tube 211 and the second capillary tube 212 Is connected to the discontinuous end 211a.
  • the capillary tube is composed of the first capillary section (A) and the second capillary section (B), and each section is connected to discontinuous stages, so that a large capacity design of the pipette tip or a sampling capacity of various capacities can be easily designed and manufactured.
  • the pipette tip for a large volume of liquid sampling should be made long length of the capillary tube in proportion to the design capacity, which is automated
  • the pipette tip is applied in the analytical device, there is a problem in that interference due to the length of the pipette tip should be considered.
  • a large-capacity (50 ⁇ l ⁇ ) pipette tip 200 for sampling a liquid may be divided into two or more sections by capillary tubes 211 and 212 according to a sampling capacity.
  • the total length (L1) of the capillary tubes (211) (212) can be designed while the required sampling capacity is limited to a certain length or less.
  • the sample 10 is collected by using the pipette tip 100, wherein the sample 10 is accurately quantified in the capillary of the sampling unit 110 by capillary action. As long as the collection is made.
  • the pipette tip 100 from which the sample 10 is collected is mounted to a pressure controllable handler device.
  • the handler device may be configured to generate a positive pressure or a negative pressure to the pipette tip 100 through an adapter 310 and an adapter 310 formed with a flow passage formed therethrough and the adapter 310.
  • the adapter 310 is fitted with the pipette tip 100 as a hollow tube is connected to the pump 320 and the pipe.
  • the sample in the sample collection unit 110 of the pipette tip 100 is stored in the barrel body 120 by the negative pressure generated by the handler device.
  • the pipette tip 100 mounted on the handler device is transferred to the pretreatment solution 20, and the sample 10 and the pretreatment solution 20 are mixed to mix the mixed solution 30. Make At this time, the sample 10 of the pipette tip 100 is discharged by the positive pressure generated from the pump 320.
  • the mixed liquid 30 is sucked back into the pipette tip 100, and the sucked mixed liquid 30 may be dispensed where desired. At this time, the mixed liquid 30 is sucked into the pipette tip 100 by the negative pressure generated by the pump 320.
  • FIG. 5 is a block diagram of a pipette system according to the present invention.
  • the pipette system of the present invention includes a guide unit for guiding a moving position of the adapter 310, a driving unit generating a driving force for position operation of the adapter 310 along the guide unit, and a pump. And a control unit for controlling driving of the driving unit.
  • the adapter 310 exemplifies a module type integrally formed with the pump 320, and the adapter 310 is provided at the bottom of the pump 320 to move the position together with the adapter 310. Meanwhile, the adapter may be connected to the pump and the flexible hose so that only the adapter may move and operate.
  • the guide unit guides the positional movement of the adapter 310 between the pipette tip site in which the plurality of pipette tips 100 in which the liquid sample is collected and the reagent cartridge site in which the reagent cartridge 21 is located.
  • the horizontal movement of the pump 320 is provided horizontally on the movable frame 410 and the movable frame 412 which is guided by the vertical ball screw 411, the vertical ball screw 411, and performs vertical movement. It illustrates a horizontal ball screw 412 to guide the.
  • the pipette tip 100 is accommodated and disposed in the rack 401 provided at a designated position in a state where the liquid sample is quantified, and the reagent cartridge 21 is provided at one side of the transfer device 500.
  • the vertical ball screw 411 and the horizontal ball screw 412 are provided to be rotatable by a known bearing, and each of the first drive motor 413 and the second drive motor 414 for rotating the ball screw are provided. Prepared.
  • the control unit 420 controls the driving of the pump 320 and the first and second driving motors 413 and 414. Specifically, the control unit 420 includes the first driving motor 413 and the second driving motor ( 414 may be controlled to control the position of the adapter 310. The pipette tip 100 from which the liquid sample is collected through the adapter 310 may be moved to the reagent cartridge 21 to transfer the liquid sample to the reagent cartridge 21. Mixing or dispensing can be done with the pretreatment solution.
  • control unit 420 controls the pump 320 so that the appropriate pressure is applied to the pipette tip 100 in the process of moving, manipulating, or dispensing the pipette tip 100 to prevent the liquid sample from flowing out. Or may be mixed or dispensed with the pretreatment solution.
  • the reagent cartridge 21 mixed or dispensed with the liquid sample may be transferred to the inspection unit 600 by the transfer device 500 to be inspected.
  • the guide part has been described as having two axis movements in the vertical and horizontal directions, but it is obvious that the movement in the three axis directions can be made by adding a guide member and a driving source in a direction perpendicular to each other in the vertical and horizontal directions.
  • a guide member and a driving source in a direction perpendicular to each other in the vertical and horizontal directions.
  • sample 122 sample storage room
  • movable frame 411 vertical ball screw

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Abstract

본 발명은 시료의 정량 채취가 용이하게 이루어질 수 있는 피펫 팁 및 이를 포하는 피펫 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 피펫 팁은, 길이 방향으로 모세관(111)이 형성되어 시료의 도입이 이루어지는 시료채취부(110)와; 상기 모세관(111)과 불연속 단(121)을 갖고 연통되며 상기 시료를 저장하는 시료저장실(122)이 형성된 배럴몸체(120);를 포함한다.

Description

피펫 팁 및 피펫 시스템
본 발명은 시료의 정량 채취가 용이하게 이루어질 수 있는 피펫 팁 및 이를 포하는 피펫 시스템에 관한 것으로, 특히 상대적으로 대용량의 액체 시료를 모세관을 이용하여 정량 채취가 가능한 피펫 팁 및 이를 이용하여 액체 시료를 채취하고 운송 및 분주가 가능한 피펫 시스템에 관한 것이다.
피펫(pipette)은 액체를 측정하거나 분주할 때에 사용하는 유리 또는 플라스틱의 가는 관을 말하며, 용도에 따라서 메스 피펫(홀 피펫), 스포이드 피펫, 파스퇴르 피펫, 자동 피펫 등이 있다.
임상 면역 분석을 하기 위하여 시료를 정량으로 채취 하고 혼합 및 분주하기 위하여 pipette 팁을 사용을 한다. 분석을 위하여 실험자는 피펫을 이용하여 정량을 채취하고자 하는 용량에 맞는 팁을 사용하여 검사를 하게 된다. 이런 수동검사를 쉽게 할 수 있고 대량의 검사를 쉽게 할 수 있는 자동화 장비들이 많이 개발 보급 되고 있다.
자동화 장비라 함은 내부 입력된 프로그램을 통하여 시료를 1회 이상 자동으로 처리(분주, 전처리)할 수 있는 임상검사 장비를 말한다. 이런 자동화 장비들의 단점으로는 측정에 필요한 시료의 량을 장비가 채취하기 위하여 수십 배의 더 많은 시료를 필요로 한다.
구체적인 일례로써, 사람의 혈액에 존재하는 단백질 등을 검사 측정하는 자동화 장비의 경우 검사를 위해서는 5 mL 이상의 정맥혈을 채취하여 일정한 튜브에 보관 및 검사하는 방법을 사용하게 되나, 실제로 측정에 사용되는 혈액의 량은 10㎕ 정도면 충분하지만, 자동화 기기에서는 혈액 튜브에 수 mL의 혈액이 담겨 있어야만 자동 채취가 이루어질 수 있다. 10㎕ 정도의 혈액은 손가락 끝에서 모세혈을 이용하여 채취하여 사용할 수도 있으나 자동화 기기에서는 이러한 모세혈을 사용할 수 없으며, 또한 영유아 및 혈관이 깊거나 하여 채혈이 힘든 환자의 경우 채혈의 심리적 고통과 채혈 자체의 어려움이 따르게 된다.
[선행기술문헌]
대한민국등록특허공보 제10-1510823호(공고일자: 2015.04.13)
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 피펫을 이용하지 않으면서도 소량의 시료를 정량 채취할 수 있는 피펫 팁과, 이 피펫 팁을 이용하여 전처리 용액과 시료의 혼합 전처리가 편리하게 이루어질 수 있는 피펫 시스템을 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 피펫 팁은, 길이 방향으로 모세관이 형성되어 시료의 도입이 이루어지는 시료채취부와; 상기 모세관과 불연속 단을 갖고 연통되며 상기 시료를 저장하는 시료저장실이 형성된 배럴몸체;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 불연속 단은 모세관과의 경사각이 45° 이상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 모세관은 제1모세관과, 상기 제1모세관과 단면적이 다른 제2모세관을 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 모세관은, 횡단면이 장공형 또는 십자형인 것을 특징으로 한다.
다음으로 본 발명에 따른 피펫 시스템은, 길이 방향으로 모세관이 형성되어 시료의 도입이 이루어지는 시료채취부와, 상기 모세관과 불연속 단을 갖고 연통되며 상기 시료를 저장하는 시료저장실이 형성된 배럴몸체를 포함하는 피펫 팁과; 상기 배럴몸체 단부와 고정되어 전기적인 제어신호에 의해 구동되는 압력원에 의해 상기 피펫 팁 내의 압력 조절이 가능한 핸들러 장치를 포함한다.
바람직하게는, 상기 핸들러 장치는, 관통 형성된 유로가 형성되어 상기 배럴몸체의 개구부와 끼움 조립이 이루어지 아답터와; 외부에서 입력된 전기적인 제어신호에 의해 상기 아답터를 통해 피펫 팁 내의 압력을 조절할 수 있는 펌프;를 포함한다.
보다 바람직하게는, 상기 핸들러 장치는, 피펫 팁이 위치하는 영역과 시약카트리지가 위치하는 영역 사이에서 상기 아답터의 이동을 안내하는 가이드부와; 상기 가이드부를 따라서 상기 아답터의 위치 조작을 위한 구동력을 발생시키는 구동부와; 상기 펌프와 상기 구동부의 구동을 제어하는 전기적인 제어신호를 발생시키는 제어부;를 포함한다.
본 발명에 따른 피펫 팁은, 모세관이 형성된 시료채취부와, 모세관 선단과 불연속적인 단을 갖고 확장된 시료저장실이 형성된 몸체부를 포함하므로써, 일정 용량을 갖도록 설계 제작된 모세관을 이용하여 시료의 정량 채취가 가능하여 모세결과 같이 소량의 시료에 대해서도 정확한 검진이 이루어질 수 있는 효과가 있다.
종래기술의 피펫 팁은 그 자체로는 정량 시료를 흡인할 수 있는 기능을 가지고 있지 않아서, 피펫의 용적 설정 기능을 이용하여 채취되는 시료의 용적을 설정하는 방식이 사용되나, 본 발명에서는 피펫을 사용하지 않으면서도 피펫 팁 자체에서 일정 용적의 액체 시료의 정량 채취가 가능하며, 따라서 자동화 진단 기기에서 활용되어 모세혈 등의 소량 시료를 사용하여 자동화 진단이 가능한 효과가 있다.
또한 본 발명의 피펫 시스템은 모세관 현상을 이용한 시료의 정량 채취가 가능한 피펫 팁을 이용하여 반응 용액과의 혼합 및 분주가 편리하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 피펫 팁의 단면 구성도,
도 2의 (a) 내지 (f)는 본 발명에 따른 피펫 팁의 모세관 평단면에 대한 다양한 실시예들을 보여주는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 피펫 팁의 다른 실시예를 보여주는 시료채취부의 확대 단면도,
도 4의 (a) 내지 (f)는 본 발명에 따른 피펫 팁의 사용방법을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 피펫 시스템의 구성도.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1에 예시된 것과 같이, 본 발명의 피펫 팁(100)은, 길이 방향으로 모세관(111)이 형성되어 시료의 도입이 이루어지는 시료채취부(110)와; 모세관(111)과 불연속 단(121)을 갖고 연통되어 시료의 저장이 이루어질 수 있는 시료저장실(122)이 형성된 배럴몸체(120);를 포함한다.
시료채취부(110)와 배럴몸체(120)는 일체로 구성될 수 있으며, 유리 또는 플라스틱 재질 일수 있으나 특별히 재질에 한정되지는 않나, 외부에서 가해지는 힘에 의해 형상의 변화가 발생되지 않도록 강성률(rigidity)이 큰 소재가 사용됨이 바람직하다.
또한 시료채취부(110)는 효과적인 모세관 현상을 위하여 친수성 소재가 사용되거나 모세관(111) 내주면에 친수성의 박막이 코팅될 수 있다.
모세관(111)은 시료채취부(110)의 길이 방향을 따라서 관통 형성되어 모세관 현상에 의해 시료가 저장되며, 채취 용량은 대략 5㎕ ~ 100㎕까지 구성이 가능하다.
모세관(111)은 모세관 현상에 의해 시료의 채취가 가능한 범위 내에서 사이즈(직경)가 결정될 수 있으며, 대략 0.5㎜ ~ 1.5㎜에서 결정됨이 바람직하다.
배럴몸체(120)는 시료채취부(110)와 일체로 형성될 수 있으며, 모세관(111) 선단과 연통되는 시료저장실(122)이 마련되며, 이때 시료저장실(122)은 모세관(111) 선단과 불연속 단(121)을 갖고 확장되어 모세관(111) 보다는 큰 직경을 갖는다.
도1에서 불연속 단(121)은 모세관(111)과의 경사각이 직각인 것을 예시하고 있으나, 경사각(θ)이 45° 이상인 경우에 모세관 현상에 의해 채취된 액체 시료는 모세관(111)까지만 채우게 되는 것을 확인할 수 있었으며, 또한 경사각(θ)은 90° 이상이어도 무방하다.
시료저장실(122)은 배럴몸체(120)의 중심을 관통하여 형성되어 전처리 용액과 시료의 혼합이 이루어질 수 있으며, 바람직하게는, 불연속 단(121)에서 상방향으로 원뿔 형상의 경사면을 갖는다.
이와 같이 시료저장실(122) 상단의 확장된 개구부는 대응되는 테이퍼면을 갖는 자동화 장치 등과 루어 록(luer lock) 조립이 이루어질 수 있으며, 바람직하게는, 시료저장실(122) 내주면에는 자동화 장치의 테이퍼면에 돌출 형성된 돌기와 끼움 결합이 이루어질 수 있도록 고리 형상의 계합요홈(123)이 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 피펫 팁(100)은 시료채취부(110)의 모세관(111) 부피에 의해 정확한 채취 용량이 결정될 수 있다. 즉, 모세관(111)의 횡단면적과 높이(L)에 의해 모세관(111)의 부피가 결정되며, 채취 시료는 모세관 현상에 의해 단(121) 이하의 모세관(111)을 채우게 된다.
한편, 본 발명에서 모세관의 단면 형상은 채취 용량을 고려하여 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 채취 용량을 크게 하기 위해서는 그에 따라서 시료채취부의 길이(L)를 길게 제작하여야 하나, 본 발명에서는 대용량의 채취 용량을 위하여 모세관의 횡단면적 크기를 크게 할 수 있다.
도 2의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명에 따른 피펫 팁의 모세관 평단면에 대한 다양한 실시예들을 보여주는 도면이다.
도 2를 참고하면, 모세관(111a)은 원형의 단면일 수 있으며(a), 또는 모세관(111b)은 장공의 홀일 수 있다(b). 또한, 본 발명의 모세관(111c)은 십자 형상일 수 있으며(c), 또는 모세관(111d)은 일정 반경 상에 일정 각도의 원호가 중첩되어 형성된 홀일 수 있다(d).
한편, 각 모세관(111a)(111b)(111c)(111d)은 모세관 현상이 이루어질 수 있는 범위 내에서 대략 그 사이즈(d)(직경 또는 폭)는 0.5㎜ ~ 1.5㎜에서 결정됨이 바람직하다.
또 다른 실시예로써, 도 2의 (e)는 원형의 단면을 갖는 모세관(111e) 내에 심봉(112)이 삽입된 것을 보여주고 있으며, 이때 모세관(111e) 자체의 직경(d1)은 앞서 설명한 실시예(a)(b)(c)(d) 보다는 크게 설정될 수 있으면서도 심봉(112)의 사이즈에 의한 유효 사이즈(d)는 모세관현상이 발생될 수 있는 사이즈(0.5㎜ ~ 1.5㎜) 범위 내에서 결정함으로써 유효 단면적을 크게 하여 대용량의 채취 시료가 이루어질 수 있다. 도 2의 (f)는 또 다른 실시예로써 사각의 단면 구조를 갖고 모세관(111e) 내부에 심봉(113)이 삽입된 것을 보여주고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 피펫 팁의 다른 실시예를 보여주는 시료채취부의 확대 단면도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 피펫 팁에 있어서 시료채취부(210)에 관통 형성되는 모세관(211)(212)은, 전단 개구부에 형성된 제1모세관(211)과, 제1모세관(211) 보다 좁은 단면적을 갖고 연통되는 제2모세관(212)으로 구성될 수 있다.
한편, 제2모세관(212)은 모세관 현상이 이루어질 수 있도록 사이즈(직경 또는 폭)는 1.5㎜ 이하에서 결정되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는, 제1모세관(211)과 제2모세관(212)은 불연속 단(211a)으로 연결된다.
이와 같이 모세관은 제1모세관 구간(A)과 제2모세관 구간(B)으로 구성되고 각 구간이 불연속적인 단으로 연결됨으로써 피펫 팁의 대용량 설계 또는 다양한 용량의 채취 용량 설계 및 제작이 용이하다.
구체적으로, 도 1을 참고하면, 모세관(111) 전체 구간이 동일한 직경을 갖는 경우에 대용량의 액체 시료 채취용 피펫 팁은 설계 용량에 비례하여 모세관(111)의 길이를 길게 제작하여야 하며, 이는 자동화 분석 기기에서 피펫 팁의 적용 시에 피펫 팁의 길이에 의한 간섭 발생 등을 고려해야 하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명에서는 도 3에 예시된 것과 같이, 대용량(50㎕<) 액체 시료 채취용 피펫 팁(200)은 채취 용량에 따라서 모세관(211)(212)을 두 개 이상의 구간으로 나누어서 전단 개구부에 일정 길이(L2) 만큼 직경이 큰 구간을 갖도록 설계하여 모세관(211)(212)의 전체 길이(L1)는 일정 길이 이하로 제한하면서도 필요한 채취 용량의 설계가 이루어질 수 있다.
도 4의 (a) 내지 (f)는 본 발명에 따른 피펫 팁의 사용방법을 보여주는 도면이다.
도 4의 (a)에 예시된 것과 같이, 피펫 팁(100)을 이용하여 시료(10)를 채취하게 되며, 이때 시료(10)는 모세관 현상에 의해 시료채취부(110)의 모세관 내에 정확히 정량만큼 채취가 이루어진다.
도 4의 (b)에서와 같이, 시료(10)가 채취된 피펫 팁(100)을 압력 조절이 가능한 핸들러장치에 마운팅(mounting)한다.
핸들러장치는 관통 형성된 유로가 형성되어 피펫 팁(100)과 조립되는 아답터(310)와, 아답터(310)를 통해 피펫 팁(100)에 정압(positive pressure) 또는 부압(negative pressure)을 발생시킬 수 있는 펌프(320)로 구성되며, 아답터(310)는 중공 형상의 튜브로써 피펫 팁(100) 상부와 끼움 조립되어 펌프(320)와 배관으로 연결된다.
다음으로 도 4의 (c)에서와 같이, 핸들러장치에 의해 발생된 부압에 의해 피펫 팁(100)의 시료채취부(110)에 있던 시료는 배럴몸체(120)에 저장된다.
도 4의 (d)(e)에 도시된 것과 같이, 핸들러장치에 마운팅된 피펫 팁(100)을 전처리 용액(20)으로 옮겨서 시료(10)와 전처리 용액(20)을 혼합하여 혼합액(30)을 만든다. 이때, 피펫 팁(100)의 시료(10)는 펌프(320)에서 발생되는 정압에 의해 배출이 이루어진다.
다음으로 도 4의 (f)에 도시된 것과 같이, 혼합액(30)은 다시 피펫 팁(100)으로 흡입이 이루어지며, 흡입된 혼합액(30)은 원하는 곳에 분주가 이루어질 수 있다. 이때, 혼합액(30)은 펌프(320)에서 발생되는 부압에 의해 피펫 팁(100)으로 흡입이 이루어진다.
도 5는 본 발명에 따른 피펫 시스템의 구성도이다.
도 5에 예시된 것과 같이, 본 발명의 피펫 시스템은, 아답터(310)의 이동 위치를 안내하는 가이드부와, 이 가이드부를 따라서 아답터(310)의 위치 조작을 위한 구동력을 발생시키는 구동부와, 펌프와 구동부의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 실시예에서 아답터(310)는 펌프(320)와 일체로 구성된 모듈 타입을 예시하고 있으며, 펌프(320) 하단에 아답터(310)가 구비되어 아답터(310)와 함께 위치 이동이 이루어진다. 한편 아답터는 펌프와 플렉셔블 호스로 연결되어 아답터만이 위치 이동하여 작동이 이루어질 수 있을 것이다.
가이드부는 액체 시료가 정량 채취된 복수의 피펫 팁(100)이 위치하게 되는 피펫 팁 사이트와, 시약카트리지(21)가 위치하게 되는 시약카트리지 사이트 사이에서 아답터(310)의 위치 이동을 안내하게 되며, 본 실시예에서는 수직 볼스크류(411)와, 수직 볼스크류(411)에 의해 안내되어 수직 운동이 이루어지는 가동프레임(410)과, 가동프레임(412)에 수평하게 구비되어 펌프(320)의 수평 운동을 안내하게 되는 수평 볼스크류(412)를 예시하고 있다.
본 실시예에서 피펫 팁(100)은 액체 시료가 정량 채취된 상태에서 지정된 위치에 마련된 랙(401)에 수납되어 배치하며, 시약카트리지(21)는 이송장치(500) 일측에 마련된다.
수직 볼스크류(411)와 수평 볼스크류(412)는 주지의 베어링에 의해 회동 가능하게 마련되며, 각각에는 볼스크류의 회전 구동을 위한 제1구동모터(413)와 제2구동모터(414)가 마련된다.
제어부(420)는 펌프(320)와 제1,2구동모터(413)(414)의 구동을 제어하게 되며, 구체적으로, 제어부(420)는 제1구동모터(413)와 제2구동모터(414)를 제어하여 아답터(310)의 위치 제어가 이루어질 수 있으며, 아답터(310)를 통해 액체 시료가 채취된 피펫 팁(100)을 시약카트리지(21)로 이동시켜 액체 시료를 시약카트리지(21)의 전처리 용액과 혼합 또는 분주가 이루어질 수 있다.
한편 제어부(420)는 피펫 팁(100)을 이동 조작 및 혼합 또는 분주하는 과정에서 피펫 팁(100) 내에 적정 압력이 작용될 수 있도록 펌프(320)를 제어하여 이동 과정에서 액체 시료가 유출되는 것을 방지하거나 전처리 용액과의 혼합 또는 분주가 이루어질 수 있다.
액체 시료와 혼합 또는 분주가 완료된 시약카트리지(21)는 이송장치(500)에 의해 검사부(600)로 이송되어 검사가 이루어질 수 있다.
본 실시예에서 가이드부는 수직 및 수평 방향의 2축 운동이 이루어지는 것으로 설명하였으나, 수직 및 수평 방향과 서로 직교하는 방향의 가이드부재와 구동원을 추가하여 3축 방향의 운동이 이루어질 수 있음은 자명하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
[부호의 설명]
100 : 피펫 팁 110 : 시료채취부
111 : 모세관 120 : 배럴몸체
121 : 단 122 : 시료저장실
310 : 아답터 320 : 펌프
410 : 가동프레임 411 : 수직 볼스크류
412 : 수평 볼스크류 420 : 제어부
500 : 이송장치 600 : 검사부

Claims (7)

  1. 길이 방향으로 모세관이 형성되어 시료의 도입이 이루어지는 시료채취부와;
    상기 모세관과 불연속 단을 갖고 연통되며 상기 시료를 저장하는 시료저장실이 형성된 배럴몸체;를 포함하는 피펫 팁.
  2. 제1항에 있어서, 상기 불연속 단은 모세관과의 경사각이 45° 이상인 것을 특징으로 하는 피펫 팁.
  3. 제1항에 있어서, 상기 모세관은 제1모세관과, 상기 제1모세관과 단면적이 다른 제2모세관을 갖는 것을 특징으로 하는 피펫 팁.
  4. 제1항에 있어서, 상기 모세관은, 횡단면이 장공형 또는 십자형인 것을 특징으로 하는 피펫 팁.
  5. 길이 방향으로 모세관이 형성되어 시료의 도입이 이루어지는 시료채취부와, 상기 모세관과 불연속 단을 갖고 연통되며 상기 시료를 저장하는 시료저장실이 형성된 배럴몸체를 포함하는 피펫 팁과;
    상기 배럴몸체 단부와 고정되어 전기적인 제어신호에 의해 구동되는 압력원에 의해 상기 피펫 팁 내의 압력 조절이 가능한 핸들러 장치를 포함하는 피펫 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 핸들러 장치는,
    관통 형성된 유로가 형성되어 상기 배럴몸체의 개구부와 끼움 조립이 이루어지 아답터와;
    외부에서 입력된 전기적인 제어신호에 의해 상기 아답터를 통해 피펫 팁 내의 압력을 조절할 수 있는 펌프;를 포함하는 피펫 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 핸들러 장치는,
    피펫 팁이 위치하는 영역과 시약카트리지가 위치하는 영역 사이에서 상기 아답터의 이동을 안내하는 가이드부와;
    상기 가이드부를 따라서 상기 아답터의 위치 조작을 위한 구동력을 발생시키는 구동부와;
    상기 펌프와 상기 구동부의 구동을 제어하는 전기적인 제어신호를 발생시키는 제어부;를 포함하는 피펫 시스템.
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