JPH06501558A - サンプルのピペッティング法 - 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】 本発明は同時係篇中の米国特許出願第０７／’６１２１６０号の一部継続出願で ある。

本発明は一般に非侵入自動ピペッティング法、さらに詳しくは試験サンプルにお いて流体レベルの位買を決定する方法に関する。空気を吸引しながらサンプルの 方ヘビペンタ−を移動させ、ピペッタ−内部の圧力の変化をモニターすることに よってレベル感知が行ｔわわる。次に、流体サンプルを制御下に吸引する。

液体試験サンプルに電極を接触させる自動ピペッティング／ステムが知られてい る。たとえば、伝導ピペットチップまたは該ピペットチップに隣接した電極が、 緩衝液または血清、血漿あるいは尿ｉンブルなどの導電性流体表面に接＠すると き、電気信号が生じる。これらの方法には、流体への侵入操作が含まれているた め、試験サンプル間に交差汚染の危険が発生する。最初のサンプルの一部分がピ ペットチップまたは電極に付看し、そのピペットチップまたは電極が第２のサン プルに接触するとき、そのピペノテ／ングサンプルは最初のサンプルで汚染され る。この交差汚染または立ヤリーオーバー（繰り越し汚染）はアッセイ試薬間お よびアソでイ試藁とサンプル間でも起こり得る。交差汚染またはキャリーオーバ ーの危険は各ビベ７・ティング毎にピペットチップまた：＝を極を広範囲に洗浄 することによって縮小する二とができるが、このような洗浄ステップは自動器具 による処理時開を減少させる。

流体を正確にピベノテメンクするためには、流体表面の検知つ＼非常に重要であ る。流体表面を決定することにより、流体−へのビベソｉチップの侵入を制御す ることができるっ流体；へのビベノトチ、・プの侵入の深さを制御することによ って、１ノブの外側に付着する流体の量が一定となり、その結果、ビベ、７テノ ングにより分配される全体積の一定性か増大する。非侵入流体サンプル表面感知 法および使い捨て高分子ビベ７・１千・プど連結した公賓を用いることにより、 制御性と一定性が増大する。したがって、非侵入にて流体表面を感知することか ら２つの利点が提供される。第１に、サンプリング間のピペットチップの洗浄が 不要となるため、器具処理時間が増加する。第２に、非侵入表面探査法によりサ ンプルのキャリーオーバーの可能性が除去される。

非侵入流体表面感知システムが米国特許第３４７４９０２号および同第３４９４ １９１号に記載されている。この非侵入流体表面感知システムではステッパーモ ーター制御ノリン／て空気を送風する二程を含む方法を用いて流体表面レベルを 検知している。このレベル感知法は生物学的サンプルの自動ピペッティングに使 ５用することができる。しかし、試験サンプルに空気が送風されて泡二ちがたび たび起こり、エアロゾルが発生することがある。気泡の発生を最小限にするため 、サンプル表面が検知されるまでピペッタ−をサンプルの方へ非常にゆっくりと 移動させ、次いでその移動範囲の端まで素早く引き戻す。次にンリンジを分配し て、すべての残存空気をンリンジから完全に排出する。最後にピペッタ−を流体 表面に戻し、吸引を開始する。本発明の目的はピペットチップを通して空気を送 風せずに流体サンプルのレベル感知を非侵入にて行うことである。本発明の他の 目的はピペットチップの外側に付看するサンプルの分量を最小限にするために、 ピペットチップを制御された最小の深さでサンプルを侵入させて流体サンプルを 吸引することである。さらにもう一つの本発明の他の目的は流体サンプル中の固 まり、気泡、泡状物などの不均質性を検知することである。さらに本発明の他の 目的等は当業者にとっては明らかであろう。

本発明は公知のレベル感知法および流体サンプル吸引法よりも優れた利点を提供 する。圧力変換器などのレベル感知手段と試験サンプルの間に接触のない非侵入 法を用いることによって、サンプルと試薬間のキャリーオーバーまたは交差汚染 が除去される。本発明はまた正圧（＝気送風）レベル感知法よりも優れた利点を 有する。本発明によって、気泡とエアロゾルの可能性が除去される。また、レベ ル感知ステップと吸引ステップの間の／す〉／ポンプの方向逆転が不必要である ため、器具処理時間コ・増加する。さらに、工発明では、吸引前にノリ７ノを空 にするためにサンプルからピペッタ−を引き戻す必要がなくなり、気泡やエアロ ゾルの発生なしに該方法におけるステップを減らすために、器具処理時間が改善 本発明は容器から流体をピペッティングする装置および方法を提供するものであ り、（ａ　）（ｉ）基準の圧力読み取り値としてピペッタ−内部の周囲空気圧を 測定し、（１１）ピペッタ−を容器内の流体サンプルの方へ移動させなからピペ 、ター内へ空気を吸引し、（ｉｊｉ）ピペッタ−内の空気圧の変化をモニターし て容器内の流体の表面レベルを指示することによって流体のレベルを決定し１． （ｂ）流体にピペッタ−を侵入させ、増分体積を吸引しながら、制御されたステ ップで容器から流体をピペッタ−内に吸引し、（Ｃ）各増分吸引ステップ後の圧 力変化をモニターし９次いで（ｄ）小滴をはぎ取るような方法でサンプルからピ ペッタ−チップを移動させることを特徴とする。ピペッタ−チップは使い捨てか または再利用できるものであってよい。

さらに本発明はサンプル表面上の泡状物または気泡の存在および／または試験サ ンプル表面上あるいは試験サンプル内の固まりの存在などの流体サンプルにおけ る不均質性を検知する装！および方法を提供する。この方法は（ａ）基準の圧力 読み取り値としてピペッタ−内の周囲空気圧を測定し、（ｂ）ピペッタ−を容器 内の流体サンプルの方へ移動させながらピペッタ−内へ空気を吸引し、（Ｃ）ピ ベ７ター内の空気圧の変化をモニターして容器内の流体の表面レベルを指示する ことによって流体のレベルを決定し、（ｄ）流体にピペッタ−を侵入させ、容器 から流体をピペッタ−内に吸引し、（ｅ）吸引ステップ（ｄ）の吸引後の圧力変 化をモニターし、（ｆ）測定した圧力変化をあらかじめ決定された正零吸引圧力 枠と比較し、次いで（ｇ）該圧力枠から外れている圧力値を観測することを特徴 とする。

図面の簡単な説明 図１は不発明のレベルき句法を用いた王宮つノ皿清の典型的なサンプルのグラフ であり、圧力（士１ｐｓｉ〜−１ｐｓｉを１０桁２進数で表現したもの）を、断 続的間隔で行った圧力読み取りの連続番号に対してプロットしている。ピペット チップがサンプルの表面に接触するときに圧力変化が生じ、空気の吸引は直ちに 停止される。

図２は本発明のレベル感知法および吸引法を用いた正零ウシ血清のサンプルの吸 引中の典型的な圧力変化のグラフであり、圧力（↓１ｐｓｉ〜−１ｐｓｉを１０ 桁２進数で表現したもの）を、吸引データポイントに対してプロットしている。

測定されたすべての圧力はサンプルの均質性を示すあらかじめ決定された吸引圧 力枠引した、表面に泡状物を有する正常ラン血清の典型的なサンプルのグラフで あり、圧力（÷ｌ　ｐｓｉ〜−１ｐｓｉを１０桁２進数で表現したもの）を、吸 引データポイントに対してプロットしている。測定された圧力値の少なくとも１ つがサンプルの均質性を示すあらかじめ決定された俣引圧力粋外にあり、Ｔなゎ ち、泡状物の存在を意味する。

図４は本発明のレベル感知法および吸引法を用いてサンプル１０００μｌを吸引 した、表面に大きな気泡を有する正常ラン血清の典型的なサンプルのグラフであ り、圧力（＋１ｐｓｉ〜−１ｐｓｉを１０桁２進数で表現したもの）を、吸引デ ータポイントに対してプロットしている。測定した三カ僅の少なくとも１つがサ ンプルの均質性を示すあらかじめ決定された吸引圧力枠外にあり、すなわち、気 泡の存在を意味する。

図５は本発明のレベル感知法および吸引法を用いてサンプル１０００μｍを吸引 した、サンプル中に固まりを模した非乳性クリーム状物を含有する水のサンプル のグラフであり、圧力（−１ｐｓｊ〜−１ｐｓｉを１０桁２進数で表現したもの ）を、吸引データポイントに対してプロットしている。測定した圧力値の少なく とも１つはサンプルの均質性を示すあらかじめ決定された吸引圧力枠外にあり、 すなわち、固まりの存在を意味する。

図６：＝２つのす／プルにおいて同時にレベルを感知し、吸引を行い、次にサン プル反応皿に２つのサンプルを分配する装置を描いたものである。

好ましい具体例の説明 本発明の新規レベル感知および吸引装置ならびに方法はレベル感知および吸引ス テップ中のピペッタ−内の測定可能な圧力変化に基いている。先行のレベル感知 および吸引装置ならびに方法と比較すると、本発明は驚くべきことに、より迅速 かつ正確に流体サンプルのレベル感知および吸引を行うことが判る。

図６に示すように、本発明のピペッタ−装！は、チューブ（１６）とピペッタ− 間を気密的に結合しうる内孔とチューブ接続手段（１４）を有するピペットチッ プ保持手段（１２）と気密的に接続しつる使い捨てのピペットチップ（１０）か らなり、使い捨てピペットチップ（１０）を通ってピペットチップ保持手段（１ ２）、次いてチューブ（１６）へ空気を吸い込むことができる。チューブ（１６ ）は圧力測定手段（１８）およびビペ、ターを通る空気の吸引手段（２０）に接 続され、該接続は気密的である。最終的に、ピペットチップ保持手段（１２）は ピペッタ−を２軸にそって垂直に移動させるだめの手段（図示せず）に付属して いる。

ピペットチップ保持手段（１２）は公知である。たとえば、ピペッタ−と使い捨 てピベントチップ開の気密ソールを形成すると同時に使い捨てピペットチップを 簡単に除去しうる千ノブプローブを有する手動および自動ピペッタ−は容易に入 手できる。さらに、リミッタ−スイッチを組み込んでピペットプ：−ブのピペッ トチア・ブの有無を検知する二とができる。当業者は再現試験なして二のような ピベンターを製造することかてきるっルアーロック（１ソｅｒ−１ｏｃｋ）　、 三縮取付チューブ了ダブタｔとのチューブ接続手段（１４）もまた当業者にとっ て公知であり、本発明に使用するにあたって、当業者なら再現試験を行わずに容 易に応用しうるちのである。

ホＩ！プロピレンなどの規格の使い撞でピペットチップ（１０）およびタイボン （Ｔｙｇｏｎ、　ｌ録商標）、ビニール、ポリプロピレン、ポリニチレ／、金ｇ Ａなとの規格のチューブ（１６）を本発明に使用することか可能であり、ニｎら は容易に入手できる。使い捨てピペットチップ（１０）はピペッタ−が接近しゃ すい棚に保管することができる。

本発明方法において、圧力測定手段（１８）は連続的または断続的のいずれかで ピペッタ−内の空気圧を測定する。好ましい圧力測定手段は圧力変換器（電極） である。圧力変換器はデイテムｄｃｍ３００デジタルＩ１０ボード（カナダ、オ ンタリオ州のデイテム・リミテッド社製）を通じて主コンピユータ−システムと 接続している。圧力変換器によって１０桁２進数（０〜１０２３）出力が供給さ れ、そのレンジのほぼ中央の値（５１２）で周囲空気圧が測定される。フルスケ ール正圧（＋１ｐｓｉ）はＯに翻訳され、フルスケール真空（−１）は１０２３ に翻訳される。

ピペッタ−中に空気を吸引する手段（２０）は動作を正確に制御できるものでな ければならない。たとえば、レベル感知中、ピペットチップが流体表面に到達後 、吸引手段（２０）は直ちに停止可能でなければならない。好ましい吸引手段は （２０）、シリンジのピストンの動作が制御可能であり、フリンジにチューブ（ １６）を通して空気の吸引および分配をおこさせることが可能な、ステッパーモ ーターとホームリミットスイッチに機械的に接続されたシリンジ（１５００μｍ シリンジが好ましい）である。ステッパーモーターとホームリミットスイッチは デイテムｄｃ１１３４０ステッパーモーターコントロール（カナダ、オンタリオ 州のデイテム・リミテッド社製）を通じて主コンピューターに接続される。

ピペッタ−をＺ軸に沿って垂直に移動させる手段は、サンプル容器（２２）のＸ Ｙ面に対して少なくともＺ軸に沿った（垂直）ピペッタ−の移動が可能であり、 Ｙ軸とＹ軸に沿ったピペンターの移動も可能な電気機械的組立品である。好まし くは、ピペッタ−をＺ軸に沿って位置させるためにステッパーモーターとホーム リミットスイッチを用いる。再度、デイテムｄｃｍ３４０ステッパーモーターコ ントロールを通してステッパーモーターとホームリミットスイッチを王コンピュ ーターに接続する。好ましくは、マグノンＸＹテーブル（カリフォルニア州）オ ンタナのマグノン・エンノニアリング社製）などをピペッタ−の位置定めに用い る。

マグノンＸＹテーブルはピペッタ−の位置定めに必要な機械的ノ・−ドウエアと 電気的制御機能の両方を備えている。ビットパスコミュニケーンヨンポート（力 １ノフォルニア州サンタクララのインテル社製）を通して該ＸＹテーブルコント ローラーを主コンピューターに接続する。

多数のサンプルを同時にピペッティングするために、マルチプノしピペ・ツタ− 組立品を接続することができる。たとえば、図６はデュアルピペッタ−組二品を 図示したものである。各ピペッタ一部品は使い捨てピペットチップ（１０）、チ ューブ（１６）を通して三カ測定手段（１８）に接読されたピペットチップ保持 手段（１２）および吸引手段（２０）から構成される。２つのビベ・ツタ一部品 Ｈｉ２つのサンプルを同時または順次にレベル感知し、吸引しうるような、両方 のピペッタ−をＺ軸に７８って垂直に移動させる手段に接続される。二わらのデ ュアルピペッタ−組立品によって２つのサンプルをデュアル反応ウニルを有する 反応皿（２４）に分配することができる。

サンプルピペッティング法 本発明のサンプルピペッティング法はサンプルの流体表面のレベル感知およびサ ンプル吸引ステップからなるものである。図６に示すピペ・ツタ−装置を用しま た本発明の詳細な概要は下記の通りである。

レベル感知 １、シリンジをその完全分配性！にし、ピペッタ−をＺ軸１：おけるその行程の 最上部に位置させ、圧力変換器でビペ・ツタ−内の周囲窒気三を測定する。その 値が他のすべての圧力読み取り値を比較するための基１とする工この値を基１値 として用いることによって、周囲窓気圧の変化による圧力測定における影響ｊ： Ｌｙずれも排除される。

２　ピペットチップが試験サンプル管の最上部と同じ高さに−るよて、ピペッタ −を試験サンプルの方へ降下させる。

３　次に、ピペッタ−をサンプル流体表面の方へ降下：ｌ？する。サンプル流体 表面へ同かって降下するビペ、ターの降下動作と同時に、ノリ７ノの中１＝窓気 を吸い込むことによってピペッタ−中に空気を吸引し、ピペッタ−内部の圧力を 圧力変換器で測定する。ピペッタ−内への空気の吸引のプロセスにおいては本質 的に、ピペッタ−内の圧力は周囲圧力よりもある程度低いものとなるだろう。

４、ピペッタ−内の圧力が突然に下がるとき、ピペッタ−のチップはサンプルの 表面に接触している（図１参照）。シリンジとピペッタ−の両方の動作を直ちに 停止させる。好ましくは、ピペッタ−のチップが０１２５または１／８インチ以 上サンプル表面の下にならないようにピペッタ−を停止しなければならない。

０１２５インチ以内で停止することによって、ピペットチップの外側に付着する サンプル流体の分量をたやすく最小にすることができる。

−回の継続的測定としてよりもむしろ一連の断続的な測定として継続的な圧力測 定を実際に記録する（図１参＠）。本明細書中に記載Ｔるような圧力測定システ ムでは、本質的に、値を記録するためには測定された圧力値を２進法出力で処理 する必要があり、そのようなデータ処理は最短の時間で行われることが知られて いる。か（して、各データ処理サイクル後、すぐに圧力が記録される。

サンプルピペッティング ５、ピペッタ−を僅かな距離（およそ００５５インチ）だけさらにサンプル内で 降下し、サンプル吸引中にピペッタ−にサンプルが途切れないようにする。

６、シリンジを適当な距離引き下げることによって、少なくとも約１００μｍの サンプルがピペッタ−内に吸引される。シリンジの移動の停止後直ちにピペッタ −内の圧力を測定する（図２、吸引データポイント１参照）。圧力が平衡、すな わち安定状態の圧力（約０．　２秒）になった後、再び圧力を測定する（図２、 吸引データポイント２参照）。

７　次に、２つの圧力測定値を吸引圧力枠と比較する。もし圧力値のいずれかも しくは両方が枠の外にあれば、サンプルは不均質であり、ピペッティングは停止 される（図３〜５参照）。もし両方の値が枠内にあれば、ピペッティングを継続 して、ステップ８に移る工 前記ステップ１て得らｎた周囲圧力測定値に経験決定圧力を加える二とによって 、周囲圧力測定値から吸引圧力枠が計算される（後記表１参照）ｅ経験決定値は 、種々の正常で均質なサンプルを種々の圧力変換器でここに述べたサンプルピペ ッティング法を用いてピペッティングするなどの公知の標準実験法を用（Ｘで得 られる。圧力変換器の個々の性能特性には差異があることが知られており、吸引 圧力枠などの標！１！範囲を設定することによって、異ｔつだ変換器間や異なつ た正常サンプル間の変化をサンプル表面・ノテイング法における因子のひとつ力 鳴排除することができる。ｉＥ富で均質なサンプルの圧力測定値かその中に含ま れる；＝ずの吸引圧力枠から外れた少なくとも一つの圧力測定値を有するサンプ ルが不均質サンプルである。

経験決定値は、正零サンプルのサンプルピベノテイ／グ二に得られる最高ピペッ タ−圧力測定値と最低ピペッタ−圧力測定値から層圧圧力（正常サンプル圧力測 定値のときのもの）を差し引くことによって簡単に得られる。したがって、将来 のサンプルピペッティングにおいて周囲圧力にこれらの経験値を加える場合、周 囲圧力のあらゆる変化に自動的に適合する。

８、次に、ピペッタ−を僅かな距離（およそ００５５インチ）だけさらにサンプ ル内で降下させ、サンプル吸引−にピペッタ−にサンプルが途切れなＬ）ように する。

９、ノリジンを適当な距離引き下げることにより約１５０μｍのｉンブルがピペ ッタ−内に吸引される。圧力が二面、すなわち安定状態の圧力（約０２秒）にな った後、ピペ・ツタ−内の圧力を測定する（ス２、吸引データポイント３参昭） 。

１０　次に、圧力測定値を吸引圧力枠と比較すももし圧力値の少なくとも１つが 枠の外にあｎば、サンプルに不均質であり、ピペッティングは停止される。

もし値が枠内にあれば、ピペノそノングを継続して、ステップ１１に移るつ１１ 　所望合計量（約１００．ｑｌから約１０００μｍ）のサンプルつくピペッタ− 内に吸引されるまて、要すｎばステ、・プ８〜１０の吸引サイクＩしく図２、吸 引データポイント４〜８１昭）を繰り返Ｔ工１２　ピペッタ−千・プがこの時占 、てのサンプル表面にくるようにピペッタ−を僅かに（約０．０５５インチ）上 昇させる。約５０μｌのサンプルをサンプルに配給して、試験サンプルを反応容 器に分配する前にシリンジ内にバックラッシュが起きないようにする。このバッ クランツユは部品のゆるみや歯東のかみあわせ不良のために機械システムに起き ることがよく知られている。したがって、ノリジンを逆方向へ動かすために機械 ／ステムを逆方向へ動かすとき、シリンジを動かし始める前に機械システムにお けるバックランツユまたはゆるみを取り上げねばならない。約５０μｍのサンプ ルをサンプル管に戻すことによって、バックランツユを防ぎ、反応容器へのサン プルの分配が、より正確になる。

１３　次に、ビペンターを約０．５インチゆっくりと上昇させて、ピペッタ−チ ップの内側から少量のサンプルがはぎ取られるのを防ぐ。次に、ピペッタ−が分 配位置へ移動することができる元の位置にピペッタ−を戻し、サンプルの正確な 分量を反応容器に分配する用意をする。

レベル感知法では、ピペッタ−内に空気を吸引すると同時にピペッタ−を流体サ ンプルの表面の方へ降下させる。この方法で用いるシリンジは１５００μｍ／リ ンシが好ノリジン１５００μｌシリンジを用いて１０００μｍを吸引するとき１ ．１００μｍのみがレベル感知に利用しうる。したがって、サンプルの表面へ向 かって降下するピペッタ−の動きは５００μｍの空気吸引と協働しなければなら ない。

レベル感知法に好ましいシリンジ吸引速度は１６０μ〕／秒であり、ピペッタ− の移動速度は、もしもサンプルの表面が検知されないとき、シリンジが５００μ ｍの空気を吸引を完了すると同時にピペッタ−がその行程の嶌にシｊ達する（す なわち、ピペッタ−の降下の限界）ように調Ｅする。しかし、ピペットチップの 先がサンプルの表面の僅９１０．１２５　（１／８）インチ下になるようにビベ ンターを停止できるように、ピペッタ−の降下速度は最大速度よりも遅くするの が好ましい。ピペットチップがサンプル容器の頂部と同じ高さになる位！からビ ベ、ターが降下する罰にノリジンは吸引を開始する。二゛ベクターの動作の遅れ （約０２秒が好ましい）によって静止状態に到達する１こめの空気三線時間が付 与される。

サンプル表面のレベルが感知され、ピペットチップかサンプル表面の僅かＯ１２ ５インチ下に位置した後、吸引法は開始される。／リンノとピペッタ−の両方が 静止状態となる。ピペッタ−を短距離降下（０，０５５インチが好ましい）させ て、サンプル吸引中にピペッタ−にサンプルが途切れないようにする。もしもピ ペッタ−にサンプルが途切れたら、サンプルのほかに空気が吸引され、誤った分 量のサンプルが吸引されることになる。次に少なくとも１００μｌのサンプルを 吸引する（最初の吸引）。約１００μｍのサンプルが図６に示す装！を用いるこ のプロトコールによって正確に吸引しつる最小量であると思われる。このサンプ ル量は気泡、泡状物などのサンプルにおける不均質性、およ；Ｃ装置における空 気漏れなどの他のシステム上の問題点を内包する種々のサンプルを比較するため の基本となる。最初のサンプル吸引において／リンノが停止した後、直ちに圧力 読み取りを行う（吸引データポイント１）。もしもこの圧力読み取りが吸引デー タポイント１における吸引圧力枠外にあるなら、サンプルは不均質である。たと えば、固まりまたは厚い泡状物などの高粘度のサンプルは、ピペッタ−内部に正 常均質サンプルよりもより高真＝を生じさせる。システムに気泡または漏れがあ るサンプルはピペッタ−内部は正常均質サンプルよりも低真空になり、周囲圧と 同じになるかもしれない。第２の吸引圧力読み取り（吸引データポイント２）は 少し遅れて（好ましくは少なくとも約０．２秒）ピペッタ−内部で行うが、この 遅れとはピペッタ−内部の圧力が静止状態に到達するのに十分な時間である。

最初の圧力読み取りに関して、吸引データポイント２に対応する吸引圧力枠外の 圧力読み取りは不均質性また：＝システム上の問題点を示している。何らかの圧 力読み取りが対応する吸引圧力枠の外にあるときは必ず、吸引工程は自動的に停 止される。

ピペッタ−内へ吸引される予定の残りのサンプルは、固定した体積（またはもし 吸引される所望のサンプル合計量を得るために必要な量かそれ全部ならば、それ 以下）（少なくとも１００μｍが好ましい）が、各吸引サイクルにおいて吸引さ れるようなサンプル吸引サイクルで吸引されるＣ約１５０μｍの体積が各吸引サ イクルで吸引されるのかより好ましい。したがって、合計１０００μｌのサンプ ルを完全に吸引するためには、７つの吸引サイクルが必要である。吸引サイクル は次のとおりである：（１）ピペッタ−にサンプルが途切れるのを防ぐため、ピ ペッタ−をサンプル内で短距離（約０．０５５インチが好ましい）降下させ、（ ２）ピペッタ−に一定量のサンプル（約１５０μｌが好ましい）を吸引し、次に （３）少し遅れて（少なくとも約０．　２秒が好ましい）、ピペッタ−内で圧力 を読み取りを行う（吸引データポイント３〜８）。再び、もし圧力読み取り値が 対応する吸引圧力枠外にあるならば、サンプルは不均質であり、吸引は停止され る。

吸引圧力枠は経験的に導かれた値である。多数の正常な均質流体サンプルを多種 多様の圧力測定手段を用いた本発明方法を用いて吸引する。したがって、サンプ ルや圧力測定手段の変化による圧力読み取り（吸引データポイント）における正 常な変動から、正常な均質サンプルを吸引するときに観測されるであろう圧力値 の正常な範囲が創設される。各吸引データポイントにおける該範囲は正常な均質 サンプルを吸引したときに得られる最低圧力読み取り値から最高圧力読み取り値 に広がっている。大気圧の変動の影響を排除するために、各吸引データポイント において得られる最低および最高圧力読み取り値から周囲圧力（吸引時のもの） を差し引く。たとえば、正常ウシ血清の１０個のサンプルから得られる各吸引デ ータポイントの差異値を下記表１に示Ｔ０次に、レベル感知ステップの開始時（ 前記ステップ１）に測定された周囲圧力を加算することによってこれらの差異値 から将来の吸引における吸引圧力枠を計算することができる。これらの範囲（す なわち、差異値）の正確さは吸引圧力枠の創設に用いた正常サンプルの数に依存 するだろう。好ましくは少なくとも１０個のサンプルを吸引圧力枠の創設に用い るべきである。

吸引圧力枠 もし、サンプルの吸引中に行われるいずれかの圧力読み取り短（吸引データポイ ント）が対応する吸引圧力枠の外にあるならば、サンプルは不均質てあり、吸引 は停止される。たとえば、６番目の圧力読み取り値におＬ）で、もし周囲圧７′ ：つ（５１２ならば、表１の値に従った吸引圧力枠の値は７５２　（５１２’− ２４０）〜８８２　（５１２＋３７０）となる。７５２以下あるいは８８２以上 のサンプルの圧力読み取り値はサンプルが不均質であることを示している。

所望のサンプル合計量を吸引した後、ピペッタ−を短距離（０，０５３インチが 好ましい）上昇させ、ピペットチップの端がサンプル表面の下り　１２５インチ 以内になるようにする。こｎによって、いくら力＼のサンプル（約５０μｍ６ｓ 好ましい）をサンプル甲に戻させる。機械／ステムは機械の結合部に歯Ｘ；どの 間のすべらせるためなどのゆるみを有するので、ノリンシピストンを駆動させる 機構がその前の動作から逆方向にコ・わるとき、ノくノクラノンニが観測される 。−二とえば、およそ５０ｕ　１０サンプルがサンプルに戻されるとき、／１ノ ンノビストンか動き始める前に機械動作のいくつかは部品間の張力を再調整する 。し−二カベって、５０μｍ以下のサンプルが正確にサンプルに戻される。

吸引サンプルをサンプルに戻した後、少しの遅れ（少なくとも０５秒力く好まし い）によイ乙ピベノトチノブの外側に付着した妙ンブル液の大部分力＼流出ミれ る。次に、非常に遅い速度（２，８８イン≦／秒が好ましく１）てビペ５・ター を短距離（０，０５インチが好ましい）上昇さてる。これによって、ピペットゝ ノブの端の内側から少量のサンプルをはぎ取るかあるいは解放することなしに、 サンプルからピペットチップが除去される。次に、ピペッタ−を普通の速度で元 の位置に戻すことができる。元の位置から吸引したサンプルを分配する新しい位 ！ヘビベソターを移動させる。別法として、反応皿をサンプル容器の代わりに移 動させ、ピペッタ−を再度降下させてもよい。

サンプルは吸引しうるように、少なくとも一部は液体でなければならない。した がって、血液、血清、血漿、尿、を髄液、腹水、細胞培養培地、組織およびスワ ップ抽出物、ＤＮＡサイクライザーにおけるサンプル処理から得られる流体など の生物学的流体などがサンプルとなることができる。生物学的サンプルには細胞 などの粒子も含まれる。アッセイ操作に用いられる微粒子または他の小粒子も該 粒子に含まれる。水サンプルまたは化学薬品あるいは少な（とも＠濁液に分散し つる固体などの非生物学的流体もサンプルとなることができる。

次に記載する実施例は士発明の具体例であるが、請求の範囲で定義される本発明 の範囲はこれらに限定されるものではない。不発明の概念が適用されうる多くの 他の器具および使用方法を当業者かセ像しうることが理解されよう。

実施例１ 真空によるサンプル検出 前述の不発明方法にしたがって、サンプルの表面が検知される（レベル感知）。

ピペッタ−がサンプルの表面の方へ移動するとき、ピペッタ−内に（ンリンジで ）空気を吸引することにより、図６に示すピペッタ−内部に真空が生じる。この 工程の間中、圧力変換器で三カがモニターされ、データはｐ−列”と名付けられ た変数に蓄えられる。ピペッタ−制御ソフトウェアは、ソフト−スコープ２８６ デバツカープログラム（アイダホ州モスコーのコンカレント・サイエンノーズ社 製）の制御下で実行される。このソフトウエアハンゲーノはプコグラムの実行を モニターし、処理歯の変数の値を審査する能力を持つ。レベル−知完了後、“ｐ 列゛に蓄えられた値を審査することによって最初の３０個の圧力読み取りが決定 される。コンピューターによるデータ処理のため、各圧力読み取り間に僅かな遅 れが存在する。この遅れの長さはソフトウェアとコンピューターハードウェアに 依存する。より長い遅れが必要ならばソフトウェアに組み込むことができる。

読み取り番号と得られる圧力を表２に作表した。

表２の値は１０桁２道数であり、フルスケール真空（−１％ｉ）の値は１０２３ で表され、フルスケール正圧（−１ｐｓｉ）の値は０で表される。読み取り番号 １４における圧力の変化は表面に到達したこと、すなわち、ピペッタ−のチップ がサンプルの表面に接触したことを示している。直ちに、ピペッタ−の動きが停 止され、吸引が停止される。次にビベンター内部の圧力を周囲圧力と平衡にもど す。これらのデータは翼圧吸引しながら（すなわち、空気吸引）サンプルの表面 を検知するという／ステムの能力を実証する。圧力値はレベル感知中に蓄えられ る。サンプルと接触するとき、真空スパイク力）起こる。データをグラフ化し、 圧力（１０桁２進数で表した＋ｌ　ｐｓｉ〜−１ｐｓｉ）を圧力読み取りに対し てプロットしたものを図１に示す。

実施例２ 正常コラン血清の吸引圧力試験 吸引圧力枠を正常コラン血清を用いて実証する。１０個の正常コラン血清サンプ ルを個別的に吸引し、ピペッタ−吸引圧力データを蓄える。１０個のサンプルす べてが泡状物、気泡、細粒または他の不均質物を含まないことを視覚的に確認す る。１０個のサンプルすべてがサンプルの表面から０．１２５（１／８）インチ 以内でレベル感知され、したがって、サンプル表面から０．１２５インチという 許容枠内にある。１０個のサンプルすべてからの吸引データをまとめたものが表 ３である。代表的なサンプルをグラフ化し、圧力（１０桁２進数で表した〒１ｐ Ｓ１〜−１ｐｓｉ）を吸引データポイントに対してプロットしたものが図２であ る。

ひとつのコラン血清サンプルをプロットし、■を結んだ実線て示す。また、下限 枠は×を結んだ実線で、上限枠は＊を結んだ実線で示す。

表２ 読み取り番号　圧力値　読み取り番号　圧力値　読み取り番号　圧力値１　５７ ５　１１　５７６　２１　５Ｂ２９　５７５　１９　５Ｂ２　２９　５８２表３ サンプル　吸引データポイント 陽、　Ｏ”　１２３４５６７８ ３　５Ｂ３　７０９　７０８　７６９　８１９　８５７　８９３　９２５　９５ １７　５Ｂ３７０９７０９７７４８２１８６１８９６９２６９５２９　５８４　 ７０６　７１０　７７．０　８１６　８５７　８９３　９２４　９４９吸引中の 名状物の検出 サンプル表面上の泡状物の影響を下記のとおり試験する。３個の正零コウノ血清 サンプルをそれぞれ別の容器にピペットで入れる。３個のサンプルすべてが泡状 物、気泡、細粒または他の不均質物を含まないことを視覚的に確認する。それぞ れの試験サンプルを激しく振り混ぜ、泡状物を作成する。前述の本発明方法に従 って流体レベルを感知する。サンプルの表面に泡状物を含有する３個のサンプル すべてが泡状物の表面で検知される。しかし、これらのサンプルは吸引圧力デー タに基づき、あとて却下される。３個のサンプル丁べての吸引データをまとめた ものが表４である。泡状物を含有するコラン血清サンプルのうちのびとつからの データをグラフ化しく■を結んだ実線で示す）、圧力（１０桁２進数で表した＋ 　ｌ　ｐｓｉ〜−１ｐｓｉ）を吸引データポイントに対してプロットしたものが 図３である。また、下限枠は×を結んだ実線で、上限枠は＊を結んだ実線で示す 。

実施例４ 吸引中の気泡の検出 サンプル表面上の大きな気泡の影響を下記のとおり試験Ｔる。３個の正零＝ウン 血清サンプルをそれぞれ別の容器にピペットて入れる。３個のサンプルすべてが 泡状物、気泡、細粒または他の不均質物を含まないことを視覚的に確認する。

パスツールピペットとスポイト球を用いてサンプルの表面に空気を送り込み、そ れぞれの試験サンプル表面大きな気泡を作成するｅ前述の不発明方法に従って流 体レベルを感知する。３個のサンプルすべての吸引データをまとめたものが表５ である。気泡を有するはじめの２個のサンプルは正確にレベル感知される。Ｔな わち、これら２個のサンプルのそれぞれに存在する気泡はレベル感知において何 の影響も与えなかったことになる。ピベ、ターがサンプルの表面の方へ移動する ときに、ピペットチップが気泡を壊すものと忠われる。

サンプル　吸引データポイント Ｎｏ、　０”　１　２　３　４　５　６　７　８１　５８２　Ｂ２５　７５２　 ” ２　５８２　８２３　７５７　” ３　５８２　８３９　７５８　” ＊、周囲圧力 ＊＊−：サンプルは初期吸引データに基づいて拒絶され、吸引は６止される。

表５ サンプル　吸引データポイント 陽、　Ｏ”　１　２　３　４　５　６　７　８３　５８３　５８４　５８２　′ ″１ ＊２周囲圧力 ＊＊：サンプルは初期吸引データに基づいて却下され、吸引は中止される。

表６ サンプル　吸引データポイント 険、０°　１　２３４５６７８ １　５８２　１０２０１０２２　°９ ２　５７８　９３７　６９９　” ３　５７７　１０２０１０２０　”　′″＊０周囲圧力 ＊＊　サンプルは初期吸引データに基づいて却下され、吸引は６止される。

３番目のサンプルの気泡はサンプル表面のレベル感知を妨げている。ピペッタ− に気泡が接触するとき、気泡およびサンプル表面でないものが検知される。この サンプルは吸引圧力データに基づき却下される。３番目のサンプルのデータをグ ラフ化しく■を結んだ実線で示す）、圧力（１０桁２進数で表した↓１ｐｓｉ〜 −１ｐｓｌ）を吸引データポイントに対してプロットしたものが図４である。ま た、下限枠は×を結んだ実酵で、上限枠は＊を結んだ実線で示す。

実施例５ 吸引中の固まりの検出 試験サンプル中の固まりを検出する本発明方法の能力を実証するために試験を行 う。非礼製クリーム状物を水と部分的に混合して小さな固まりを作り、模擬固ま りを形成する。前述の本発明方法を用いて、この混合物の吸引を３回行う。吸引 圧力データをまとめたものが表６である。

３つのサンプルすべてが吸引データに基づいて却下される。最初と３番目のサン プルもまた初期吸引に続く静止状態の圧力に３いて限度外であるっ典型的なサン プルのデータをグラフ化しく腸を結んだ実線で示す）、圧力（１０桁２進数で表 した＋ｌ　ｐｓｉ〜−１ｐｓｉ）を吸引データポイントに対してプロットしたも のが図５である。また、下限枠はＸを結んだ実線で、上限枠は＊を結んだ実線で 示す。

上記具体例および提案された別法は限定ではなく、むしろ実例として意図される 。したがって、本発明はこれらに限定されず、クレームに記載の発明の範囲を逸 税巳ない限り、いかなる改変も本発明に含まれるものである。

圧力（１０桁２進数） 圧力（１０桁２進数） 圧力（１０桁２進数） 圧力（１０桁２進数） 国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）（ｉ）基準の圧力読み取り値としてピペッター内部の周囲空気圧を測 定し、（ｉｉ）ピペッターを容器内の流体サンプルの方へ移動させながらピペッ ター円へ空気を吸引し、（ｉｉｉ）ピペッター内の空気圧の変化をモニターして 容器内の流体の表面レベルを指示することによって流体のレベルを決定し、：（ ｂ）流体にピペッターを侵入させ、増分体積を吸引しながら、制御されたステッ プで容器から流体をピペッター内に吸引し；（ｃ）各増分吸引ステップ後の圧力 変化をモニターし；次いで（ｄ）小滴をはぎ取るような方法でサンプルからピペ ッターチップを移動させることを特徴とする容器から流体をピペッティングする 方法。
2. ２．ピペッターチップが使い捨てである請求項１記載の方法。
3. ３．ピペッターチップが再利用可能である請求項１記載の方法。
4. ４．（ａ）基準の圧力読み取り値としてピペッター内の周囲空気圧を測定し、（ ｂ）ピペッターを容器内の流体サンプルの方へ移動させながらピペッター内へ空 気圧吸引し、（ｃ）ピペッター円の空気圧の変化をモニターして容器内の流体の 表面レベルを指示することによって流体のレベルを決定し、（ｄ）流体にピペッ ターを侵入させ、容器から流体をピペッター内に吸引し、（ｅ）吸引ステップ（ ｄ）の吸引後の圧力変化をモニターし、（ｆ）測定した圧力変化をあらかじめ決 定された正常吸引圧力枠と比較し、次いで（ｇ）該圧力枠から外れている圧力値 を観測することを特徴とする流体サンプルにおける不均質性を検知する方法。
5. ５．サンプルの不均質性が気泡である請求項４記載の方法。
6. ６．サンプルの不均質性が泡状層である請求項４記載の方法。
7. ７．サンプルの不均質性が固まりてある請求項４記載の方法。
8. ８．（ａ）基準の圧力読み取り値としてピペッター内の周囲空気圧を測定し、（ ｂ）流体にピペッターを侵入させ、容器から流体をピペッター内に吸引し、（ｃ ）吸引ステップ（ｄ）の吸引後の圧力変化をモニターし、（ｄ）測定した圧力変 化をあらかじめ決定された正常吸引圧力枠と比較し、次いで（ｅ）該圧力枠から 外れている圧力値を観測することを特徴とする流体サンプルにおける不均質性を 検知する方法。
9. ９．（ａ）基準の圧力読み取り値としてピペッター内の周囲空気圧を測定し、（ ｂ）ピペッターを容器内の流体サンプルの方へ移動させながらピペッター内へ空 気を吸引し、（ｃ）ピペッター内の空気圧の変化をモニターして容器内の流体の 表面レベルを指示することを特徴とする容器内の流体サンプルの表面を検知する 方法。