JPH0411259B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体試料から液体を分注するために
用いられる液体吸入吐出用ピペツトに関するもの
である。

一般に、人体の体液をはじめとする液体試料を
化学的に分析することが必要とされる場合が多
い。液体試料の化学分析法としては、乾式法と湿
式法とが知られており、このうち乾式法は希釈剤
等の調製工程が不要である等の点で湿式法に比し
て簡便な方式である。この乾式法は、特定の試薬
が含浸された薄層体をマウントに挾み込んで成る
液体試料分析素子に、分析すべき液体試料を滴下
供給して液体試料分析素子の試薬と液体試料とを
反応せしめ、その反応の進行状態または結果を、
例えば反応による色変化を光学的分析機器等によ
つて調べ、これによつて液体試料の特定の成分に
ついてその含有の有無或いはその含有量等を知る
方法である。

このような分析において、液体試料から液体を
分注するために液体吸入吐出用ピペツトが用いら
れており、このピペツトはいわば注射器に類似し
た構造であり、端部に液体吸入吐出部を有して成
るシリンダと、このシリンダ内に設けたピストン
と、このピストンを移動せしめる駆動手段とによ
り構成されており、ピストンを移動せしめること
により液体の吸入及び吐出を行なうものである。

従来において、ピストンを移動せしめるための
駆動手段としては、手動による手段、吸引ポンプ
などによる手段、ピニオンとラツクなどを用いて
機械的に移動せしめる手段などが知られている。
しかしながら、手動による手段では作業効率が悪
く、吸引ポンプなどによる手段では、吸入量にバ
ラツキが生じ易く、特に分注すべき液体試料の量
が適正な所定量であることが要求される場合には
分注精度が低いものとなつてしまう。またピニオ
ンとラツクなどの機械的な手段では、構成が複雑
となりしかも大型になる欠点がある。

本発明は以上の如き事情に基いて成されたもの
であつて、液体の吸入吐出を自動的に行なうこと
ができ、しかも構造が簡単で小型であり、その上
吸入吐出量を高い精度でもつて一定量とすること
ができる液体吸入吐出用ピペツトを提供すること
を目的とする。

本願の第１の発明においては、 一方の端部に液体吸入吐出部を有して成るシリ
ンダと、 このシリンダ内において気密に往復移動するよ
うに設けたピストンと、 前記シリンダの他方の端部に設けたコイル取付
枠と、 このコイル取付枠内に固定して設けたピストン
駆動用コイルと を具えて成り、 前記ピストンの端部が前記ピストン駆動用コイ
ルの内部に挿入されて駆動用コアを構成し、 前記ピストンの前記コイル取付枠内に突出する
突出部の基端にストツパーを設け、 前記駆動用コアを前記ピストン駆動用コイル内
から突出させる方向に弾性力を作用させる抑制部
材を前記ストツパーと前記ピストン駆動用コイル
との間に設けたことを特徴とする。

また、本願の第２の発明においては、 一方の端部に液体吸入吐出部を有して成るシリ
ンダと、 このシリンダ内において気密に往復移動するよ
うに設けたピストンと、 前記シリンダの他方の端部に設けたコイル取付
枠と、 このコイル取付枠内に、前記シリンダの長さ方
向に沿つて並ぶように固定して設けた複数のピス
トン駆動用コイルと、 この複数のピストン駆動用コイル内を順次に通
過するように前記ピストンに固定して設けた駆動
用コアとを具えて成ることを特徴とする。

以下図面によつて本発明の実施例について説明
する。

第１図は、第１の発明についての実施例を示す
説明図である。

シリンダ１の一方の端部１１には液体吸入吐出
部２が設けられ、他方の端部１２には例えば円筒
状のコイル取付枠４が一体的に設けられている。

ピストン３は、シリンダ１内において気密に往
復移動するように、例えば棒状の形態を有してお
り、その先端３１はシリンダ１の液体吸入吐出部
２内に位置されている。

コイル取付枠４内には、円筒状のピストン駆動
用コイル（以下適宜「コイル」という。）６が固
定して設けられている。

ピストン３の後端３２は、コイル６の内部に挿
入されて、駆動用コアを構成している。

ピストン３のコイル取付枠４内に突出する突出
部３３の基端にはストツパーとしての鉄芯５が設
けられている。この鉄芯５は、円板状の形態を有
し、ピストン３に同軸となるよう固定して設けら
れている。

コイル取付枠４内において、駆動用コアである
ピストン３の後端３２をコイル６内から突出させ
る方向に弾性力を作用させる抑制部材としての例
えば戻しスプリング７が、ストツパーである鉄芯
５とコイル６との間に設けられている。

コイル６には駆動用電源（図示省略）が接続さ
れている。

ピペツトチツプ８は、液体吸入吐出部２に取外
し可能に気密に嵌合装着されている。

このような構成によれば次のようにして液体試
料の分注が行われる。

すなわち、コイル６が消磁されているときに
は、戻しスプリング７の弾性力により鉄心５がコ
イル取付枠４の前部壁に対接された状態にあり、
この状態においてピペツトチツプ８の先端が液体
試料中に入れられる。

次に、コイル６が励磁されると、このコイル６
に発生する磁力により、戻しスプリング７の弾性
力に抗して駆動用コア（ピストン３の後端３２）
が吸引される方向に移動するため、ピストン３の
先端３１が後退移動して液体吸入吐出部２内に負
圧が生じ、ピペツトチツプ８内に液体試料が吸入
される。

次に、この状態を維持したまま、適宜の手段に
よりピペツトチツプ８の直下に例えば分析素子が
配置され、コイル６が消磁されると、コイル６に
よる吸引力が消失し、鉄芯５に作用する戻しスプ
リング７による弾性力によつて、鉄芯５がコイル
取付枠４の前部壁に対接するまで、すなわち元の
位置に戻るまでピストン３が前進移動し、これに
より液体吸入吐出部２内に吸引されていた液体試
料は外部に吐出され分析素子に滴下供給される。

第１図の実施例によれば、コイル６を励磁及び
消磁させることにより、液体試料の吸入吐出を自
動的に行うことができ、しかも従来のように吸引
ポンプを用いる場合や、ピニオンとラツクなどを
用いる場合に比して構成が簡単であり、しかも小
型にすることができる。

そして、鉄芯５によりピストン３の移動距離が
確実に一定化されるので、液体試料の吸入量及び
吐出量を常に一定量とすることが可能となる。

また、液体試料の吸入においては、鉄芯５に作
用する抑制部材７の弾性力に抗してピストン３の
後端３２がコイル６内に吸引されるので、ピスト
ン３の移動が滑らかとなり、吸入が無理なく行わ
れ、この点からも吸入量の精度が一層高められ
る。

第２図は、第２の発明についての実施例を示す
説明図である。

シリンダ１の一方の端部１１には液体吸入吐出
部２が設けられ、他方の端部１２には例えば円筒
状のコイル取付枠４が一体的に設けられている。

ピストン３は、シリンダ１内において気密に往
復移動するように、例えば棒状の形態を有してお
り、その先端３１はシリンダ１の液体吸入吐出部
２内に位置されている。

コイル取付枠４内には、２つのピストン駆動用
コイル群（以下「コイル群」という。）６Ａ及び
６Ｂが固定して設けられている。

第１のコイル群６Ａは、シリンダ１の長さ方向
に沿つて並ぶように固定して設けられた、円筒状
の複数のピストン駆動用コイル（以下適宜「コイ
ル」という。）６１Ａ〜６４Ａにより構成されて
いる。

第２のコイル群６Ｂも、同様に、円筒状の複数
のピストン駆動用コイル（以下適宜「コイル」と
いう。）６１Ｂ〜６４Ｂにより構成されている。

ピストン３のコイル取付枠４内に突出する突出
部３３の基端及び他端３２には、それぞれ駆動用
コアとしての円板状の鉄芯５１及び５２がピスト
ン３に同軸となるように固定して設けられてお
り、これらの鉄芯５１及び５２がそれぞれ第１の
コイル群６Ａ及び第２のコイル群６Ｂ内におい
て、コイル６１Ａ〜６４Ａ及び６１Ｂ〜６４Ｂを
順次に通過するようになつている。

第１のコイル群６Ａ及び第２のコイル群６Ｂの
動作は制御機構（図示省略）により制御される。

前記第１のコイル群６Ａはピストン３の長さ方
向に沿つて順に隣接するように配設された、電気
的にはそれぞれ独立したコイル６１Ａ、コイル６
２Ａ、コイル６３Ａ及びコイル６４Ａにより構成
され、前記第２のコイル群６Ｂはピストン３の長
さ方向に沿つて順に隣接するよう配設された、電
気的にはそれぞれ独立したコイル６１Ｂ、コイル
６２Ｂ、コイル６３Ｂ、コイル６４Ｂ及びコイル
６５Ｂにより構成されている。これら第１のコイ
ル群６Ａ及び第２のコイル群６Ｂと鉄芯５１及び
鉄芯５２との相対的位置関係は、例えば第２図に
示した状態即ち鉄芯５２がコイル６１Ｂ内に位置
するときには鉄芯５１がコイル６１Ａの右側に偏
移して位置し、この状態から鉄芯５１が移動して
コイル６１Ａ内に位置されたときには鉄芯５２が
コイル６２Ｂの右側に偏移して位置され、鉄芯５
２が更に移動してコイル６２Ｂ内に位置されたと
きには鉄芯５１が６２Ａの右側に偏移して位置さ
れるというように、ピストン３を一方向に移動せ
しめるときに、一方の鉄芯５１が第１のコイル群
６Ａの各コイル内に順次位置される状態と、他方
の鉄芯５２が第２のコイル群６Ｂの各コイル内に
順次位置される状態とが交互に現われるよう設定
する。１３は第１のコイル群６Ａと第２のコイル
群６Ｂとを区画する区画部であり、鉄芯５１及び
鉄芯５２のストツパーを兼ねている。

前記制御機構は、例えば第３図に示すように、
コイル６１Ａ〜６４Ａ及びコイル６１Ｂ〜６５Ｂ
の各々に接続されたドライバー（増幅器）１１１
〜１１４及び１２１〜１２５と、入力信号の組合
せに応じてドライバー１１１〜１１４及び１２１
〜１２５の選択された一つに駆動信号を供給する
デコーダ２０と、このデコーダ２０に入力信号を
供給するカウンタ２１と、このカウンタ２１にク
ロツクパルスを供給する、パルス発生器２２、フ
リツプフロツプ回路２３及びアンド回路２４と、
カウンタ２１にアツプダウン信号を供給するフリ
ツプフロツプ回路２５とにより構成され、２６は
アンド回路、２７，２８はスイツチである。

このような構成によれば次のようにして液体試
料の分注が行なわれる。即ち、制御機構におい
て、まずスイツチ２７が投入されると、カウンタ
２１にリセツト信号が送られ、予めリセツト状態
として定められた位置（以下「リセツト位置」と
いう。）例えば鉄芯５２がコイル６１Ｂ内にある
位置に移動されるよう、デコーダ２０よりドライ
バー１２１に駆動信号が供給されてコイル６１Ｂ
が励磁され、これにより鉄芯５２がコイル６１Ｂ
内に引付けられてリセツト位置に位置される。こ
のとき他方の鉄芯５１はコイル６１Ａの右側に偏
移して位置された状態となつている。この状態に
おいて、液体吸入吐出部２の先端に気密に嵌合装
着されたピペツトチツプ８の先端が液体試料中に
入れられると、次にスイツチ２８が投入されてカ
ウンタ２１に第４図に示すようにクロツクパルス
が供給される。このクロツクパルスの数に従つ
て、コイル６１Ａ、コイル６２Ｂ、コイル６２
Ａ、コイル６３Ｂ、コイル６３Ａ、コイル６４
Ｂ、コイル６４Ａ及びコイル６５Ｂがこの順番
に、クロツクパルスの周期によつて定まる一定時
間だけ励磁され、これにより鉄芯５１及び鉄芯５
２が交互に各コイル内に位置されるよう吸引され
て左方側に移動される。詳しく説明すると、コイ
ル６１Ｂが消磁されると同時にコイル６１Ａが励
磁され、これにより鉄芯５２に作用していた磁力
が解除されると共にコイル６１Ａに生じた磁力に
より鉄芯５１がコイル６１Ａ内に引付けられて鉄
芯５１が左方側に移動される。続いてコイル６１
Ａが消磁されると同時にコイル６２Ｂが励磁さ
れ、これにより鉄芯５１に作用していた磁力が解
除されると共にコイル６２Ｂに生じた磁力により
鉄芯５２がコイル６２Ｂ内に引付けられて鉄芯５
２がさらに左方側に移動される。以下同様にして
上述の順に各コイルが消磁及び励磁されて吸入完
了位置即ち鉄芯５２がコイル６５Ｂ内に位置する
まで移動せしめられる。このように鉄芯５１及び
鉄芯５２が交互に左方側に移動されることによ
り、ピストン３が同時に移動されるため、液体吸
入吐出部２内に負圧が生じ、これによりピペツト
チツプ８内に液体試料が吸入される。ただしコイ
ル６５Ｂはすぐには消磁せずに吸入された液体試
料の吐出基準が整うまで励磁状態とする。

次に適宜の手段によりピペツトチツプ８の直下
に例えば分析素子が配置され吐出準備が完了する
と、上述の順番とは全く逆の順番、すなわちコイ
ル６５Ｂ、コイル６４Ａ、コイル６４Ｂ、コイル
６３Ａ、コイル６３Ｂ、コイル６２Ａ、コイル６
２Ｂ、コイル６１Ａ及びコイル６１Ｂの順番に消
磁及び励磁が繰返して行なわれ、これにより鉄芯
５１及び鉄芯５２が交互に既述とは逆の方向すな
わち右方側に移動され、これによりピストン３が
同時に右方側に移動されるため、ピペツトチツプ
８内の液体試料が吐出されて分析素子に液体試料
が滴下供給される。

この実施例によれば、ピストン３の移動をコイ
ル６１Ａ〜６４Ａ及びコイル６１Ｂ〜６５Ｂに発
生する磁力により行なうようにしているため、従
来の装置においてピストンの移動のために用いら
れているような、吸引ポンプ或いはラツク、ピニ
オン及び電動機などが不要となり、従つて構成が
簡単であり、しかもコイル及び鉄芯５１，５２は
小型に設計することができるので全体としてコン
パクト化を達成することができる。そしてコイル
を複数設けているため液体試料の吸入時にコイル
を励磁消磁せしめるのとは逆の順にコイルを励磁
消磁することにより液体試料を吐出する方向にも
コイルの磁力によつてピストン３を移動せしめる
ことができる。そして鉄芯５１または鉄芯５２が
励磁されているコイル内に確実に位置せしめられ
るので、ピストン３の移動距離が、鉄芯５２がコ
イル６１Ｂ内にあるリセツト位置から鉄芯５２が
コイル６５Ｂ内にある吸入完了位置までの一定値
となり、従つてピストン３の移動距離に応じて定
まる液体試料の吸入吐出量を高い精度でもつて常
に一定とすることが可能となる。そして上述の実
施例においては、コイル６１Ａ〜６４Ａ及びコイ
ル６１Ｂ〜６５Ｂのすべてのコイルを励磁せしめ
てピストン３を最大限移動させるようにしたが、
励磁するコイルを適宜選択することにより吸入完
了位置を変えてピストン３の移動距離を変更する
ことができ、これにより液体試料の吸入吐出量を
必要に応じて変えることができる。また第１のコ
イル群６Ａと第２のコイル群６Ｂの２つのコイル
群を設けこれらのコイル群６Ａ及び６Ｂの各々に
対応して鉄芯５１と鉄芯５２を設け、これら鉄芯
５１と鉄芯５２の離間距離を、鉄芯５１及び鉄芯
５２の一方がコイル内に位置しているとき他方が
他のコイルに偏移して位置された状態となるよう
設定しているので、ピストン３の移動が小さな距
離ずつ徐々に行なわれるようになるためピストン
３の移動が滑らかになり、液体試料の吸入吐出が
無理なく行なわれて吸入吐出量の精度を一層高め
ることができる。

以上において、コイルの数は必要に応じて定め
ればよいが、例えば多数のコイルを設けて、分注
処理の種類に応じて励磁及び消磁するコイルを適
宜選択し得るようにすれば吸入吐出量を広い範囲
に亘つて適宜選定することができる利点が得られ
る。またコイルの幅の小さいコイルを多数設ける
ことによりピストン３の移動を更に一層滑らかに
することもできる。

以上本発明の実施例を説明したが、本発明はこ
れらの実施例に限定されず種々変更が可能であ
る。例えばコイルをコイル取付枠の外周に設ける
ようにすることもでき、この場合にはコイル取付
枠を外径の小さい非磁性材料により形成しておけ
ばよい。コアの材質としては鉄の他磁性を有する
ものであれば用いることができる。また各コイル
の幅は同じであつてもよいし異なつていてもよい
し、コイル群とコアとの組は３組以上或いは１組
であつてもよい。

以上のように本発明によれば、液体の吸入吐出
を自動的に行なうことができ、しかも構造が簡単
で小型であり、その上吸入吐出量を高い精度でも
つて一定量とすることができる液体吸入吐出用ピ
ペツトを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明用断面
図、第２図は本発明の他の実施例を示す説明用断
面図、第３図は第２図に示した他の実施例におけ
る制御機構の一例を示す説明用ブロツク図、第４
図は第３図に示した制御機構の動作を示す説明図
である。 １……シリンダ、２……液体吸入吐出部、３…
…ピストン、４……コイル取付枠、５……鉄芯、
６……コイル、７……戻しスプリング、８……ピ
ペツトチツプ、６Ａ……第１のコイル群、６Ｂ…
…第２のコイル群、６１Ａ，６２Ａ，６３Ａ，６
４Ａ……コイル、６１Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂ，６４
Ｂ，６５Ｂ……コイル、５１，５２……鉄芯、１
３……区画部、１１１，１１２，１１３，１１
４，１２１，１２２，１２３，１２４，１２５…
…ドライバー、２０……デコーダ、２１……カウ
ンタ、２２……パルス発生器、２３，２５……フ
リツプフロツプ回路、２４，２６……アンド回
路、２７，２８……スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方の端部に液体吸入吐出部を有して成るシ
   リンダと、 このシリンダ内において気密に往復移動するよ
   うに設けたピストンと、 前記シリンダの他方の端部に設けたコイル取付
   枠と、 このコイル取付枠内に固定して設けたピストン
   駆動用コイルと を具えて成り、 前記ピストンの端部が前記ピストン駆動用コイ
   ルの内部に挿入されて駆動用コアを構成し、 前記ピストンの前記コイル取付枠内に突出する
   突出部の基端にストツパーを設け、 前記駆動用コアを前記ピストン駆動用コイル内
   から突出させる方向に弾性力を作用させる抑制部
   材を前記ストツパーと前記ピストン駆動用コイル
   との間に設けたことを特徴とする液体吸入吐出用
   ピペツト。 ２ 一方の端部に液体吸入吐出部を有して成るシ
   リンダと、 このシリンダ内において気密に往復移動するよ
   うに設けたピストンと、 前記シリンダの他方の端部に設けたコイル取付
   枠と、 このコイル取付枠内に、前記シリンダの長さ方
   向に沿つて並ぶように固定して設けた複数のピス
   トン駆動用コイルと、 この複数のピストン駆動用コイル内を順次に通
   過するように前記ピストンに固定して設けた駆動
   用コアと を具えて成ることを特徴とする液体吸入吐出用ピ
   ペツト。