JPH04244239A - 液体吸引ピペット及び分配装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は試験分析等のための液
体サンプルの吸引及び分配のための装置に関するもので
あり、更に特定すると手動操作可能な吸引ピペットと、
該ピペットを受け取りその内容物を自動的に計量分配す
る関連する分配装置とを具備した分配システムに関する
。

【０００２】

【従来の技術】液体サンプルの化学的分析もしくは他の
試験のためにコンテナ内にサンプルを採集し、それに引
き続いて分析のためにサンプルを化学的なスライド等に
分配することが良く行われる。ピペット及び類似の吸引
装置は、その動作は手動的なものと自動的なものとがあ
るが、いづれの方式であってもこの目的を達成するため
のものである。何の分析を行うかに応じて液体サンプル
の容積の制御の要求精度が決る。分析を受けるサンプル
、制御物質及びキャリブレータ液体サンプルの分配制御
は所定容積においてある分配速度で行うことが普通であ
る。正確な化学的分析を実行するために考慮しなければ
ならない多くの要因があるが、その中でも、液体サンプ
ルの容積吸引量が正確であること、液体のパーフュージ
ョン（ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ）　が最小であること、サン
プルを空気中に露出しておく時間が最短であること、ピ
ペットチップの外部の液滴形成が最小であること、並び
に分配速度の制御を行うことが重要である。この目的を
達成するために多くのピペット機構は可動ピストンを有
し、該ピストンはそのシリンダ内に配置される。シリン
ダの自由端部は液体サンプルに浸漬されており、ピスト
ンの相対移動によってシリンダ内に形成される負圧は、
外部の大気圧の影響下で、液体をしてシリンダに流入せ
しめる。この流れはピストンの体積的な移動量、並びに
液体の蒸気圧力、液体表面張力、及び毛細管圧力によっ
て支配される。次いで、ピストン及びシリンダ装置は液
体から除去され、サンプルの所望の分配が実行される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】サンプルはその容積が
極度に小さいことから、一滴であったとしても装置の自
由表面上に形成されたとすると、ピペットから有意な量
の液体が失われることになり精度を落す結果となる。こ
のような液滴の形成はシリンダ内でのピストンの移動や
、装置の外部への液体の粘着や、液体を超えるシリンダ
ヘッド内の熱的及び蒸気圧力変化や、大気状態の変化に
よってもたらされるものである。流体損失の減少の実現
のために、サンプルコンテナからピペットが一旦除去さ
れたら、液滴の形成を防止するように工夫すればよい。 例えば、ピペットの開放端内に微小なエアポケットを形
成することによって液滴形成は防止することができる。 即ち、ピストンを微小量付加的に後退させることによっ
て、液体サンプルを引き戻すことができるのである。シ
リンダヘッド膨張のための微小なエアポケットは露出し
た表面領域を減少させることによって大気に対するサン
プルの露出を最小とし、物理的な接触によって除去され
得る、装置端部での液滴の形成を好適に防止することが
できる。分析のためサンプルの分配をする際に、サンプ
ルの容積を正確に制御し、液滴を落下位置を正確とし、
かつ分配速度を制御することで、以後の分析において精
度を高めることができる。或る種の分析の場合は複数の
サンプルの、単一のスライドへの逐次的な滴下、液体の
速度の変化、その化学的組成は分析の際に分配速度を異
ならせることを要求する。従って、この発明の目的はこ
の要求に調和させて分配速度を適当に変化させることに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するこの
発明の手動操作可能な液体吸引ピペットは、ピペットハ
ウジングを備え、ハウジングに対して手動的に移動可能
な作動連接部材がハウジング内に延設され、前記ハウジ
ング内に略位置する液体吸引手段が第１位置と第２位置
との間を移動可能に設けられ、前記吸引手段は前記第２
位置から第１位置への移動の間に液体の吸引をするよう
に作動され、かつ第１位置から第２位置への移動の間に
液体の分配をするように作動され、前記吸引手段を前記
第２位置から第１位置へ付勢するため吸引手段に作動連
結される付勢手段が設けられ、手動操作型の後退手段が
前記吸引手段に作動連結され、該後退手段は、第２位置
から第１位置への吸引手段の移動の際に、前記吸引手段
を第１位置と第２位置の中間の第３の位置に解放可能に
保持するため作動するものであり、前記後退手段の手動
作動により吸引手段が解除せしめられて、付勢手段によ
る第３位置から第１位置への移動が許容され、ピペット
は第２位置から第３位置への吸引手段の移動の間に液体
サンプルを吸引し、次いで、後退手段の解除によって第
３位置から第１位置に吸引手段が移動する間に空気を吸
引するべく作動することを特徴とする。

【０００５】前記目的を達成するこの発明の液体吸引分
配装置は、手動操作可能なピペットはピペットハウジン
グと、該ピペットハウジングに対して手動移動可能にハ
ウジング内を延設される作動連接部材と、ハウジング内
に大体が位置した液体吸引手段とを備え、前記吸引手段
は第１位置と第２位置との間を移動するように前記作動
連接部材に作動連結され、前記吸引手段は前記第２位置
から第１位置への移動の間に液体の吸引を行い、前記第
１位置から第２位置への移動の間に液体の分配を行うよ
うに作動し、前記ピペットは、加えて、吸引手段をして
前記第１位置と第２位置との間で移動させるべく前記吸
引手段に作動連結される第２の作動部材を具備し、前記
ピペットを除去可能に受け取るべく自動作動する自動分
配装置が設けられ、該分配装置はピペットの前記第２作
動部材と係合可能な計量部材と、該計量部材を駆動する
手段とを具備しており、分配手段は前記吸引手段を第１
位置から第２位置に移動して、液体サンプルを前記ピペ
ットから自動分配するべく作動することを特徴とする。

【０００６】アスピレータは、そのピストンの運動によ
って第１位置と第２位置との間を操作可能である。液体
は第２位置から第１位置への移動の間にピペットに吸引
され、装置は第１位置から第２位置への移動の間に分配
作動を行う。付勢スプリングは好ましくはアスピレータ
に作動連結され、該機構は第２位置から第１位置に付勢
される。液体のサンプリングを容易とするために、ピペ
ットは、作動連接部材を介して液体アスピレータに作動
連結される手動操作可能な後退機構を備えている。後述
の実施例では後退機構はラッチ部材を有し、このラッチ
部材は、ピペットハウジング及び作動連接部材の概して
横方向に解除位置と係止位置との間を可動となっている
。ラッチ付勢スプリングはラッチ部材を係止位置に付勢
する。後退機構は液体アスピレータを、アスピレータの
第２位置から第１位置に向っての移動の間に、第１位置
と第２位置との中間にある第３位置に解除自在に保持す
るべく作動する。ラッチ付勢スプリングはこの係合を自
動的に行わしめるべく作動し、その結果、それに継続す
る後退機構手動操作によって作動連接部材、即ちアスピ
レータ、が解除され、関連する付勢スプリングの影響下
で第３位置から第１位置へのアスピレータの移動が許容
される。この構造によって、アスピレータが第２位置か
ら係止状態の第３位置に後退移動する間に液体サンプリ
ングは吸引せしめられる。次いで、後退機構の解除によ
って、第３位置から第１位置へのアスピレータの移動の
間に空気が吸引される。操作の容易のため、ピペットは
、分配装置によるピペットの操作の間に手動後退機構を
効かなく（ロックアウト）するもしくは無効にする装置
を備えるのが好ましい。ロックアウト装置はピペットの
第２の作動部材及び後退機構に作動連結されている。 ロックアウト装置は、第２作動機構が分配機構によって
アスピレータに移動するべく作動している時に後退機構
がピペットアスピレータを第３の中間位置に保持される
ことを防止する。これによりアスピレータは、係止され
た中間第３位置に解除自在に保持されることなく、その
第２位置から第１位置に完全に後退するのが許容される
。かくして、分配装置からピペットを取り外した後でピ
ペットは次のサンプルの吸引の準備が整うことになる。

【０００７】

【実施例】この発明は色々な形態で実施が可能であるが
、以下添付図面を参照して好ましい実施例を説明するが
、以下の実施例の説明は単なる例示であって、この発明
をこの実施例に限定する意図は全然ない。図面を参照す
ると、手動操作可能な液体吸引ピペットが１０はこの発
明の原理を実現するものである。ピペット１０は手動操
作のみのための構造となっているが、この発明において
は、ピペット１０は、この発明の関連する分配装置に応
じて、手動操作用であってもよいし、自動操作型であっ
てもよい。ピペット１０は全体として細長い中空のピペ
ットハウジング１２を有しており、ピペットハウジング
１２内に全体として細長い作動連接部材１４が延設され
る。ハウジング１２の上端から延びた作動ボタン１６は
連接部材１４に作動連結され、ピペットハウジング１２
に対して連接部材１４を全体として軸線に沿って移動せ
しめる。作動連接部材１４はピペットハウジング１２の
概して下側延長部に設けたアスピレータ１８と作動連結
される。図示実施例では、アスピレータ１８は、ハウジ
ング１２に固定される吸引シリンダ２０と、作動連接部
材１４に作動連結される吸引ピストン２２とを備え、シ
リンダ内に液体の吸引を行うためピストン２２はシリン
ダ２０に対して相対的に移動可能となっている。シリン
ダ及びピストンより成る構造は所望の容積の液体サンプ
ルの吸引に適した寸法を持っている。ピストン及びシリ
ンダよりなる構造は代表的には金属製の構成部材から作
られるが、この発明のピペットの他の実施例として適当
な場合には経済的な配慮からはプラスチック材料等によ
って構成することも可能である。ピペット１０の図示実
施例では上記ピストンとシリンダとより成るアスピレー
タを図示するが、アスピレータは他の構成とすることが
でき、例えば、従来技術として公知のようにベローズ型
の吸引機構として構成することができる。

【０００８】好ましい実施例ではピペット１０は付勢ス
プリング２３を更に具備し、この付勢スプリング２３は
図示実施例では圧縮コイルスプリングであって、スプリ
ングリテーナ２４とシリンダ２０との間でピストン２２
上に保持されている。作動ボタン１６を押し下げること
により作動連接部材１４は付勢スプリング２３に抗して
アスピレータピストン２２を高くいもしくは収縮した第
１位置から第２位置に移動せしめる。かくして、付勢ス
プリング２３がアスピレータピストン２２をその第２位
置から第１位置に向って付勢し、シリンダ２０内に形成
されるチャンバ内に真空を生成し、付勢スプリングに抗
した作動連接部材１４の運動はピペットからの液体の分
配のため作用する、という便利な作動が得られる。好ま
しい実施例としてピペット１０はアスピレータ１８の吸
引シリンダ２０に解除可能に連結された交換可能中空チ
ップ２５を備える。アスピレータの作動に付随して液体
はアスピレータに流入し、アスピレータから排出され、
液体サンプルの便利かつ正確な分配が実現される。チッ
プ２５の交換を容易とするため、ピペット１０はハウジ
ング１２内に全体が収納された手動操作型のチップエジ
ェクタ機構を備え、このエジェクタ機構のチップエジェ
クタロッド２６は交換可能チップ２５と係合してチップ
を吸引シリンダ２０から切り放す働きをする。エジェク
タロッド２６はエジェクタボタン２８によって作動され
、その際ロッド２６及びボタン２８は、ボタン２８と作
動連結されるエジェクタ付勢スプリング３０によって図
１に示す位置に、チップから離間されるように付勢され
ているのが好ましい。図示実施例ではエジェクタ付勢ス
プリング３０は、作動連接部材１４に近接しもしくは同
部材１４を通過して延びるエジェクタボタン２８の位置
と、スプリング３０が着座するハウジング１２の部分と
の間において拘束状態にて取り付けられる。

【０００９】この発明によれば、液体サンプルの吸引に
継続してピペットのチップ２５への空気の吸引をするこ
とが好ましく、これにより液滴の形成を防止すると同時
にサンプル表面積の露出を最小とすることができる。こ
のため、ピペット１０は手動操作可能な後退機構を有し
ており、この後退機構は、吸引ピストン２２の上昇もし
くは収縮の間に作動連接部材１４を解放自在に保持する
ように動作する。この後退機構は後退ラッチ部材３４を
備え、このラッチ部材３４はピペットハウジング１２の
大略横方向移動可能であると共に、作動連接部材１４の
大略横方向に移動可能である。ラッチ部材は図１に示す
解放位置と、図３に示す係止位置との間を移動可能であ
り、この係止位置ではラッチ部材は作動連接部材１４の
段状部分と係合され、付勢スプリング２３の作用に抗し
て作動連接部材１４の保持を行う。後退機構３６はラッ
チ部材３４に作動連結されており、ラッチ部材をその係
止位置から付勢スプリング３０に抗して解放位置に向け
て付勢している。この構造によりアスピレータ１８、特
に、吸引ピストン２２は第１の後退位置と第２位置との
中間の第３位置に解放自在に保持される。係止状態の第
３位置から作動部材１４、即ち、吸引ピストンの解除を
行うため、後退ボタン３６が押され、ラッチ部材３４は
作動連接部材１４の段状部から解放される。従って、付
勢スプリング２３は吸引ピストン２２を第３位置から完
全に収縮した第１位置に付勢する働きをする。

【００１０】このような構造により、ピペットの操作を
行う者はまず作動ボタン１６を押し、ピストン２２をそ
の第１位置から第２位置に移動せしめ、チップ２５が被
サンプリング液体中に位置された後にボタン１６が解放
され、するとアスピレータピストン２２はその第２位置
から上方に移動される。作動部材の下方運動の間に後退
ラッチ機構３４は作動連接部材の段状部に自動的に係合
され、戻りストロークの際に吸引ピストンはの第３位置
（中間位置）に自動的に保持される。次に、オペレータ
はサンプリングされた液体からピペットのチップを引き
抜き、後退ボタンを押す。この操作によってラッチ部材
３４は作動部材１４から解除され、付勢スプリング２３
の作用下で作動ピストン２２の上方への運動が継続され
、ピストンはその第３位置（ラッチ位置）から完全収縮
位置（第１位置）に移動される。かくして、液体サンプ
ルの下方に幾分の量の空気が吸引される。

【００１１】以下に説明するように、この発明のピペッ
トはその内部の液体の自動分配できる構造となっている
のが好ましい。後退機構を無効にして、自動作動の間に
吸引ピストン２２がその第２位置から完全収縮位置（第
１位置）に完全に移動することができることが好ましい
。所望の自動的分配のため、第２の作動機構４２が設け
られ、この第２の作動機構はスプリングリテーナ２４の
箇所で部材アスピレータ１８のピストン２２と連結され
、作動連接部材１４及びピストン２２は連接部材１４の
作動に伴って部材４２に対して移動可能である。図示実
施例ではピペットハウジング１２は第２の作動部材４２
のためのアクセス開口４４を形成し、関連する自動的分
配装置によって作動部材４２を作動させることができる
。後退機構をロックアウトもしくは無効にするため、ロ
ックアウトロッド４６が設けられ、ロッド４６は第２の
作動部材４２及び後退ボタン３６によって作動連結され
る。特定すると、圧縮スプリング４８は作動部材４２と
ロックアウトロッド４６上の適当なピン５０との間に保
持されている。ロックアウトロッド４６の上端は緊張ス
プリング５２と作動連結され、係合ピン５４は後退ボタ
ン３６と係合するように位置され、この係合は、後退ラ
ッチ部材３４が、後退付勢スプリング３８の影響下で作
動連接部材の段状部に移動することを防止する。図示実
施例の構造においてはスプリング４８の力は緊張スプリ
ング５２の力より大きく、かくして、第２作動部材４２
を緊張スプリング５２と対向した状態において下方に移
動するのを許容している。係合ピン５４が後退ボタン３
６と係合し、着座した後には、スプリング４８は作動部
材４２及びロックアウトロッド４６とロストモーション
機構を構成するように協働し、ロックアウトロッド４６
に対する作動部材４２の継続的な下方運動が許容される
。

【００１２】図２及び図４を参照すると、この発明の自
動分配装置６０が概略的に図示される。分配装置６０は
、ピペット１０を取り外し自在に収容できるように構成
され、ピペットの自動作動、特にピペットのアスピレー
タ１８内からの液体の自動的分配を実現している。分配
装置６０は適当なハウジング６２を有し、該ハウジング
６２はピペット１０の下端を受け取るためのピペット空
所６４を形成している。爪状の計量装置６６がピペット
空所６４と作動的な関連をなして位置され、第２の作動
部材４２と作動係合することができる。分配装置６０は
駆動機構６８を有し、駆動機構は機械式、電気−機械式
、空気圧式、もしくは液圧式とすることができるが、適
当な駆動連接部材７０によって計量部材６６と連結され
る。この構造は計量部材６０に作動連結される復帰スプ
リング７２を具備することができる。図示実施例では計
量部材６０はピボット連結部７４を有し、このピボット
連結部７４は計量部材６０を駆動リンク７０に連結して
おり、同時に付勢スプリング７６は計量部材６６を全体
として空所６４に付勢しており、かくして計量部材は、
ピペットハウジング内のアクセス開口４４を通して第２
の作動部材４２と係合するように付勢されている。 好ましい実施例ではハウジング６２はカム面７８を有し
、このカム面７８は計量部材６６と協働し、計量部材６
６を空所６４から離間するように付勢し、関連するピペ
ットの挿入及び除去を容易に行うことができる。

【００１３】以上述べたことからこのシステムの動作は
容易に理解されると思われる。分配装着のピペット１０
及びハウジング６２は空所６４を含めた協働によってピ
ペットはハウジング６２内部の所定位置に位置するよう
に挙動する。挿入の間に計量装置は全体的には図２に示
す位置にあり、ピペットを支障なく容易に挿入を行うこ
とができる。ピペットのチップ２５からの液体サンプル
の自動的分配を開始するために、駆動部材６８が作動さ
れ、計量部材６６はハウジング６２に対して略下方に移
動される。この作用によって、付勢スプリング７６の影
響下で、計量部材はピペットの第２の作動部材４２と協
働的な係合をするように強いられる。計量部材６６が作
動部材４２と係合すると、駆動部材の動作継続はピペッ
トのアスピレータ１８内での液体サンプルの分配を行わ
しめる。所望の速度での分配を行わせ、かつ所望の容積
の分配をするため適当な自動制御機構を設けるのが好ま
しい。上述のように第２作動部材４２の下方運動はロッ
クアウトロッド４６を作動するように挙動し、これによ
り分配システムの戻りストローク時にピペットの後退機
構を無効とする。これにより、分配装置とピペットピス
トン２２をして最も上まで収縮した、第１位置まで復帰
せしめ、オペレータはピペットの後退機構を解除するこ
となく再使用することができる。上方に向かってのスト
ロークの際に計量部材６６はハウジング６２のカム面７
８と協働し、部材６６はキャビティ６２に対して後退し
た位置に復帰される。

【００１４】この発明のシステムはどのようなサンプリ
ングが必要なのか、及びどのような分配作動を行うべき
か、に応じて色々な形態することができる。実施例の装
置はピペットカセット１０は一個であるが、相互に連携
して作動する多数のピペットを具備するように変形する
ことは容易である。解除自在な連結手段を複数のピペッ
トを相互に連結するように設けることができる。ピペッ
トは独立作動としてもよく、共通の吸引及び分配動作を
するように一挙動作するようにすることもできる。以上
の説明から、この発明の範囲を逸脱することなく、種々
の変形、変更が可能である。従って、以上の実施例につ
いての説明はこの発明を限定する意図のもとにされたも
のではない。そのような変形、変更はすべてこの発明の
範囲に含まれるものである。

【００１５】

【発明の効果】この発明の効果は手動操作型のピペット
を分配速度の精密制御を行うため自動式の操作にも好適
に流用することができる点にある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の原理を実現する手動操作型
液体吸引ピペットの概略的断面図である。

【図２】図２は、図１のピペットを自動分配装置に連結
した状態を部分的に示す概略的断面図である。

【図３】図３は、図１と同様であるが、別の状態を示し
ている。

【図４】図４は、図２と同様であるが、分配装置による
ピペットの別の作動状態を示している。

【符号の説明】

１０…ピペット １２…ハウジング １４…連接部材 １８…アスピレータ ２０…吸引シリンダ ２２…ピストン ２４…リテーナ ２５…チップ ２６…チップエジェクタロッド ２８…エジェクタボタン ３４…後退ラッチ部材 ４２…第２の作動部材 ４６…ロックアウトロッド ５０…ピン ６０…分配装置 ６２…ハウジング ６８…駆動機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　手動操作可能な液体吸引ピペットであ
   って、ピペットハウジングを備え、ハウジングに対して
   手動的に移動可能な作動連接部材がハウジング内に延設
   され、前記ハウジング内に略位置する液体吸引手段が第
   １位置と第２位置との間を移動可能に設けられ、前記吸
   引手段は前記第２位置から第１位置への移動の間に液体
   の吸引をするように作動され、かつ第１位置から第２位
   置への移動の間に液体の分配をするように作動され、前
   記吸引手段を前記第２位置から第１位置へ付勢するため
   吸引手段に作動連結される付勢手段が設けられ、手動操
   作型の後退手段が前記吸引手段に作動連結され、該後退
   手段は、第２位置から第１位置への吸引手段の移動の際
   に、前記吸引手段を第１位置と第２位置の中間の第３の
   位置に解放可能に保持するため作動するものであり、前
   記後退手段の手動作動により吸引手段が解除せしめられ
   て、付勢手段による第３位置から第１位置への移動が許
   容され、ピペットは第２位置から第３位置への吸引手段
   の移動の間に液体サンプルを吸引し、次いで、後退手段
   の解除によって第３位置から第１位置に吸引手段が移動
   する間に空気を吸引するべく作動することを特徴とする
   手動操作型のピペット。
2. 【請求項２】液体吸引分配装置であって、手動操作可能
   なピペットはピペットハウジングと、該ピペットハウジ
   ングに対して手動移動可能にハウジング内を延設される
   作動連接部材と、ハウジング内に大体が位置した液体吸
   引手段とを備え、前記吸引手段は第１位置と第２位置と
   の間を移動するように前記作動連接部材に作動連結され
   、前記吸引手段は前記第２位置から第１位置への移動の
   間に液体の吸引を行い、前記第１位置から第２位置への
   移動の間に液体の分配を行うように作動し、前記ピペッ
   トは、加えて、吸引手段をして前記第１位置と第２位置
   との間で移動させるべく前記吸引手段に作動連結される
   第２の作動部材を具備し、前記ピペットを除去可能に受
   け取るべく自動作動する自動分配装置が設けられ、該分
   配装置はピペットの前記第２作動部材と係合可能な計量
   部材と、該計量部材を駆動する手段とを具備しており、
   分配手段は前記吸引手段を第１位置から第２位置に移動
   して、液体サンプルを前記ピペットから自動分配するべ
   く作動することを特徴とする液体吸引分配装置。