特開 2023-142716 ピペット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023142716

(43)【公開日】2023-10-05

(54)【発明の名称】ピペット

(51)【国際特許分類】

   B01L 3/02 20060101AFI20230928BHJP

【ＦＩ】

B01L3/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022049741

(22)【出願日】2022-03-25

(71)【出願人】

【識別番号】000002141

【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100194250

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 直志

(74)【代理人】

【識別番号】100181722

【弁理士】

【氏名又は名称】春田 洋孝

(74)【代理人】

【識別番号】100140718

【弁理士】

【氏名又は名称】仁内 宏紀

(72)【発明者】

【氏名】塚田 亮平

(72)【発明者】

【氏名】大久保 春男

(72)【発明者】

【氏名】林 大輔

【テーマコード（参考）】

4G057

【Ｆターム（参考）】

4G057AB11

(57)【要約】

【課題】液だれを抑制可能なピペットを提供する。
【解決手段】筒状のピペット本体と、ピペット本体の先端側に設けられた排出部と、ピペット本体と排出部との間に設けられた整流板と、ピペット本体の後端に設けられた接続部と、を有し、整流板は、ピペット本体の延びる方向に貫通し、ピペット本体の内部空間と連通する複数の貫通孔を有するピペット。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状のピペット本体と、
前記ピペット本体の先端側に設けられた排出部と、
前記ピペット本体と前記排出部との間に設けられた整流板と、
前記ピペット本体の後端に設けられた接続部と、を有し、
前記整流板は、前記ピペット本体の延びる方向に貫通し、前記ピペット本体の内部空間と連通する複数の貫通孔を有するピペット。

【請求項2】

前記排出部は、前記ピペット本体側から遠ざかる方向に漸次断面積が縮小する錐台部と、
前記錐台部の先端において延びる筒状部とを有し、
前記筒状部の内部は複数に分割されている請求項１に記載のピペット。

【請求項3】

前記排出部の先端は、前記内部空間と連通する開口部であり、
前記開口部は複数に分割されている請求項１又は２に記載のピペット。

【請求項4】

前記開口部は、２～４の穴に分割されている請求項３に記載のピペット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピペットに関する。

【背景技術】

【0002】

生化学試験においては、生体分子や細胞を溶解・分散した溶液を分注する器具として、ピペットが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－１９２９８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ピペットで液体を吸引し移し替えを行う際、ピペットに加わる揺れのため、ピペット先端から液体のしずくが落ちることがある。以下の説明においては、液体を吸引したピペットを移動させる際に、意図せずピペット先端から液体のしずく（液滴）が落ちることを「液だれ」と称することがある。

【0005】

移し替える液体が、例えば高タンパク質の培地である場合、液滴として落ちた培地が雑菌の温床となり、実験環境が汚染され無菌環境が維持できないおそれがある。また、このように培地で実験環境が汚れた場合、無菌環境を担保するために清掃や除染が必要となり、作業効率が低下する。

【0006】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、液だれを抑制可能なピペットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

液体を吸い上げたピペット先端を重力方向に向けた場合、ピペットが液体を吸い上げる力（内部空間向きの力）と、ピペットの外部向きに液体に加わる力と、がつり合っていると液だれは生じない。ピペットが液体を吸い上げる力とは、ピペットの内部空間の気圧が周囲と比べ減圧になっていることで大気から受ける力、及び液体の表面張力により生じる力が挙げられる。ピペットの外部向きに液体に加わる力とは、代表的には重力が挙げられる。

【0008】

一方、ピペットを動かす際に液体に加わる加速度により、一時的にピペットの外部向きに液体に加わる力が増加すると、上記つり合いが崩れ、液だれを生じると考えられる。

【0009】

発明者らが検討した結果、ピペット先端において液体の表面張力により生じる「吸い上げる力」を増大させる構成とすることにより、液だれを効果的に抑制できると考え、発明を完成させた。

【0010】

すなわち、上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、以下の態様を包含する。

【0011】

［１］筒状のピペット本体と、前記ピペット本体の先端側に設けられた排出部と、前記ピペット本体と前記排出部との間に設けられた整流板と、前記ピペット本体の後端に設けられた接続部と、を有し、前記整流板は、前記ピペット本体の延びる方向に貫通し、前記ピペット本体の内部空間と連通する複数の貫通孔を有するピペット。

【0012】

［２］前記排出部は、前記ピペット本体側から遠ざかる方向に漸次断面積が縮小する錐台部と、前記錐台部の先端において延びる筒状部とを有し、前記筒状部の内部は複数に分割されている［１］に記載のピペット。

【0013】

［３］前記排出部の先端は、前記内部空間と連通する開口部であり、前記開口部は複数に分割されている［１］又は［２］に記載のピペット。

【0014】

［４］前記開口部は、２～４の穴に分割されている［３］に記載のピペット。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、液だれを抑制可能なピペットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、ピペット１の概略斜視図である。

【図2】図２は、図１の線分ＩＩ－ＩＩにおける矢視断面図である。

【図3】図３は、整流板４０を軸Ｃに沿った視野で見たときの模式図である。

【図4】図４は、ピペット１の先端の開口部２０ｘを示す模式図である。

【図5】図５は、整流板４０の機能を説明する説明図である。

【図6】図６は、従来の構成のピペット１Ｘの先端部分の断面図である。

【図7】図７は、ピペット１の先端部分の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図１～図７を参照しながら、本実施形態に係るピペットについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。

【0018】

図１は、ピペット１の概略斜視図である。図２は、図１の線分ＩＩ－ＩＩにおける矢視断面図である。
図１，２に示すように、ピペット１はピペット本体１０と、排出部２０と、接続部３０と、整流板４０とを有する。以下の説明においては、ピペット本体１０を単に「本体１０」と略称することがある。ピペット１は、先端の開口部２０ｘから吸い上げた液体を、内部空間Ｓに貯留する。

【0019】

ピペット１の容量は、例えば、１～２００ｍＬであってもよく、２～１５０ｍＬであってもよく、２～１００ｍＬであってもよい。ピペット１の容量が上記範囲内であることにより、大容量を一度に処理することができる。

【0020】

（ピペット本体）
本体１０は、軸Ｃを中心とする筒状を呈し、内部に貫通孔１０ａを有する。図では、本体１０を外直径及び内径が一定の円筒状の部材として記載しているがこれに限らない。

【0021】

本体１０の長さは、本体１０の軸Ｃの方向の長さをいう。本体１０の長さは１００～５００ｍｍであり、１２０～４００ｍｍであることが好ましく、１４０～３００ｍｍであることがより好ましい。

【0022】

本体１０の材料としては、ピペットの材料として通常用いられるものであれば特に制限されず使用することができる。本体１０の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン等が挙げられる。ピペット１をオートクレーブやガンマ線により滅菌する場合、これらの滅菌処理において劣化や変形をしない材料を選択するとよい。

【0023】

（排出部）
排出部２０は、本体１０の先端１０ｘ側に設けられ、本体１０と連通する貫通孔２０ａを有する。

【0024】

排出部２０は、本体１０から遠ざかる方向において、漸次断面積が縮小する錐台部２１を有する。さらに排出部２０は、錐台部２１の先端において本体１０の軸Ｃの方向に延びる筒状部２２を有すると好ましい。筒状部２２は、一定の内径を有する筒状部材である。筒状部２２の内径は、本体１０の内径よりも小さい。

【0025】

錐台部２１の外形は、軸Ｃを中心とする円錐台であり、内側に貫通孔１０ａと連通する空間を有する。筒状部２２は、軸Ｃを中心とする筒状を呈し、錐台部２１と連通する。筒状部２２の先端は、内部空間と連通する開口部２０ｘである。

【0026】

排出部２０の材料としては、上述の本体１０の材料と同様とすることができる。

【0027】

（接続部）
接続部３０は、本体１０の後端１０ｙ側に設けられ、本体１０と連通する貫通孔３０ａを有する。接続部３０は、本体１０と接合する第１部材３１と、第１部材３１に接合した筒状の第２部材３２と、を有する。第２部材３２は、不図示の吸引具に取り付けられる。

【0028】

接続部３０の材料としては、上述の本体１０の材料と同様とすることができる。

【0029】

（整流板）
図３は、整流板４０を軸Ｃに沿った視野で見たときの模式図である。整流板４０は、本体１０と排出部２０との間に設けられる円板状の部材である。整流板４０は、本体１０と排出部２０とにより厚さ方向に挟まれ固定されている。

【0030】

整流板４０は、本体１０の延びる方向に複数の貫通孔４０ｘを有する。貫通孔４０ｘは、内部空間Ｓと連通する。これにより、内部空間Ｓの液体Ｌは、整流板４０により動きが規制されると共に、貫通孔４０ｘを介して外部に排出される。

【0031】

本体１０は、先端１０ｘにおいて整流板４０と液密に接合している。また、本体１０は、後端１０ｙにおいて接続部３０と液密に接合している。さらに、整流板４０は、排出部２０と液密に接合している。本体１０、排出部２０、接続部３０及び整流板４０の接合方法としては、熱溶着、レーザー溶着、超音波溶着、接着剤・粘着剤を使用した接着などが挙げられる。

【0032】

また、排出部２０と本体１０との接続方法は、界面が液密であるならば上記方法に限らない。例えば、本体１０の先端１０ｘの外周面に雄ねじ、排出部２０の内周面に雌ねじを設け、螺号することで接続してもよい。

【0033】

ピペット１では、本体１０の貫通孔１０ａ、排出部２０の貫通孔２０ａ、接続部３０の貫通孔３０ａ、整流板４０の貫通孔４０ｘが連通し、全体として筒状を呈している。接続部３０に接続された吸引具は、接続部３０の貫通孔３０ａを介して、ピペット１の内部空間Ｓを減圧し、先端の開口部２０ｘから液体を吸い上げる。

【0034】

図４は、ピペット１の先端の開口部２０ｘを示す模式図である。詳しくは、図４は、ピペット１の先端を、軸Ｃに沿った視野で見たときの開口部２０ｘの内部を示す模式図である。

【0035】

図４に示すように、ピペット１の開口部２０ｘの内部、すなわち筒状部２２の内部は、開口部２０ｘを分割する分割部２５が設けられ、複数に分割されている。図４では、開口部２０ｘには、十字の分割部２５が設けられ、４つの小孔２０ｙに分割されている。開口部２０ｘを分割する数は、図３に示す数に限らず、２つであってもよく、３つであってもよい。ピペット１を用いた液体の吸引と排出とを阻害しない範囲であれば、開口部２０ｘは５以上に分割されていてもよい。

【0036】

図５～７は、ピペット１の効果を説明する説明図である。図５は、整流板４０の機能を説明する説明図であり、図６、７は、分割部２５の機能を説明する説明図である。図５～７では、重力方向をｚ軸方向として設定し、ピペットの中心軸がｚ軸と平行となる姿勢とする。ピペット内部への方向を＋ｚ方向、ピペット外部への方向を－ｚ方向とする。

【0037】

図５に示すように、整流板４０は、内部空間Ｓの液体Ｌ１がピペット１の先端側に移動する際、本体１０から排出部２０に移る液体Ｌ１の一部の流れを遮り、単位時間あたりに貫通孔４０ｘを通過する量の液体Ｌ２を規制する。言い換えると、整流板４０は、内部空間Ｓからピペット１の先端側に移動する液体Ｌ１の勢いを低減する。

【0038】

ここで、ピペット１を用い液体Ｌを吸引し移し替えを行う際には、ピペット１が－ｚ方向に移動することがある。その際、内部空間Ｓに貯留される液体Ｌは、ピペット１の移動方向に生じる加速度により、液体Ｌを先端方向に動かそうとする力ＦＡが働く。この力ＦＡは、ピペットの先端の液体Ｌを－ｚ方向に押し下げ、「液だれ」を生じさせる。

【0039】

一方、ピペット１においては、整流板４０が液体Ｌの移動を規制し、液体Ｌの勢いを低減させる。そのため、内部空間Ｓに貯留される液体Ｌが－ｚ方向に移動したとしても、液体Ｌに働く力は、整流板４０を介することで、力ＦＡから力ＦＢに低減する。これにより、ピペットの先端の液体Ｌを－ｚ方向に押し下げる力が弱まり、「液だれ」を抑制することができる。

【0040】

図６は従来の構成のピペット１Ｘ、図７は本実施形態のピペット１の先端部分の断面図である。図６，７では、ピペットの構成のみ異なり、その他の操作における条件は同じとする。

【0041】

まず、図６に示すピペット１Ｘで液体Ｌを吸い上げた場合、液体Ｌには、ピペット１Ｘの接続部に接続した吸引具から加えられる吸引力Ｆが加わる。また、ピペット１Ｘの先端では毛管現象が生じ、先端の液体Ｌには、筒状部２２の内壁２２ｘとの間に生じる表面張力が働く。表面張力は、先端の液体Ｌを＋ｚ方向に吸い上げる力Ｆ１として作用する。

【0042】

一方、液体Ｌには、－ｚ方向に重力Ｇが加わる。ピペット１Ｘで液体Ｌを吸い上げた場合、吸引力Ｆと力Ｆ１との合力と、重力Ｇとがつり合うことで、液体Ｌがピペット１Ｘの内部に保持されると考えることができる。

【0043】

また、筒状部２２は本体１０よりも内径が小さいことから、ピペット１Ｘの内部に貯留された液体Ｌが筒状部２２を通過する場合、圧力損失が生じる。そのため、筒状部２２の存在は、液体Ｌが－Ｚ方向に移動する際の抵抗力として働き、液体Ｌをピペット１Ｘの内部の保持しやすくする。

【0044】

ここで、ピペット１Ｘの先端の液体Ｌには、開口部２０ｘから－ｚ方向に押し出されて突出し、メニスカスＬＭ１が形成されることがある。ピペット１Ｘで液体Ｌを吸引し移し替えを行う際には、例えばピペット１Ｘを符号Ａで示す矢印方向に動かすと、メニスカスＬＭ１に加わる加速度により、メニスカスＬＭ１には、符号Ａと逆方向に慣性力Ｆ２が働く。

【0045】

メニスカスＬＭ１に加わる重力Ｇと慣性力Ｆ２との合力が、メニスカスＬＭ１に加わる吸引力Ｆと力Ｆ１と液体Ｌの粘性による粘性力との合力よりも大きくなると、メニスカスＬＭ１は開口部２０ｘで形状を維持できなくなり、液滴が形成される。これにより、「液だれ」が生じると思われる。

【0046】

対して、図７に示すピペット１で液体Ｌを吸い上げた場合、液体Ｌには、分割部２５との間に生じる表面張力が働く。この表面張力は、先端の液体Ｌを＋ｚ方向に吸い上げる力Ｆ３として作用する。すなわち、ピペット１においては、吸引力Ｆ、力Ｆ１に加えて、力Ｆ３も液体Ｌに作用する。

【0047】

さらに、ピペット１の先端に形成されるメニスカスＬＭ２は、図６に示すメニスカスＬＭ１よりも＋ｚ方向に引き上げられ、相対的に小さくなる。このため、ピペット１を動かす際にメニスカスＬＭ２に加速度が加わったとしても、メニスカスＬＭ２に加わる慣性力Ｆ４は慣性力Ｆ２よりも小さくなる。

【0048】

これらにより、図６の状態と比べ、ピペット１では、液体Ｌ（メニスカスＬＭ２）を＋ｚ方向に吸い上げる力は強く、メニスカスＬＭ２を開口部２０ｘから離そうとする力は弱くなる。そのため、ピペット１では、メニスカスＬＭ２は開口部２０ｘで形状を維持しやすくなり、「液だれ」が抑制できる。

【0049】

以上のような構成のピペット１によれば、液だれを抑制可能であり、操作性が向上したものとなる。

【0050】

なお、本実施形態においては、ピペット１を構成する各部を、軸Ｃを中心とした円筒状、円錐台状としたが、これに限らない。本発明の効果を損なわず、ピペットとしての機能を有する範囲であれば、形状の変更は可能である。

【0051】

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計、仕様等に基づき種々変更可能である。

【符号の説明】

【0052】

１…ピペット、１０…本体（ピペット本体）、１０ｘ…ピペット本体の先端、１０ｙ…ピペット本体の後端、２０…排出部、２０ｘ…開口部、２１…錐台部、２２…筒状部、３０…接続部、４０…整流板、４０ｘ…貫通孔、Ｓ…内部空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】