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(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】P2024171588
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】ポンプ
(51)【国際特許分類】
   F04B 9/02 20060101AFI20241205BHJP
   F04B 43/02 20060101ALI20241205BHJP
   G01N 37/00 20060101ALN20241205BHJP
   G01N 35/08 20060101ALN20241205BHJP
【FI】
F04B9/02 Z
F04B43/02 Z
G01N37/00 101
G01N35/08 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023088674
(22)【出願日】2023-05-30
(71)【出願人】
【識別番号】000003296
【氏名又は名称】デンカ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002789
【氏名又は名称】弁理士法人IPX
(72)【発明者】
【氏名】久保渕 啓
(72)【発明者】
【氏名】青山 周平
【テーマコード(参考)】
2G058
3H075
3H077
【Fターム(参考)】
2G058AA09
2G058GA06
3H075AA01
3H075BB03
3H075CC36
3H075DA03
3H075DA04
3H075DA05
3H075DB01
3H075DB12
3H077AA01
3H077CC02
3H077CC09
3H077DD01
3H077EE37
3H077FF06
3H077FF31
(57)【要約】
【課題】プランジャの一方向への押圧操作により、流体を排出及び吸引し得るポンプを提供する。
【解決手段】本発明の一態様によれば、ポンプが提供される。このポンプは、容器と、容器内に摺動可能に設けられ、容器との間に流体を収容する空間を形成するガスケットと、空間の容積を変更するように、ガスケットを容器に対して移動操作するプランジャとを有する流体収容部と、容器のプランジャと反対側に接続されたスナップスルー部と、容器のスナップスルー部と反対側に設けられ、プランジャの移動を規制する移動規制部とを備える。プランジャの一方向への押圧操作により、空間から第1の流体を排出し、かつ空間へ第1の流体を吸引するように構成されている。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポンプであって、
容器と、前記容器内に摺動可能に設けられ、前記容器との間に流体を収容する空間を形成するガスケットと、前記空間の容積を変更するように、前記ガスケットを前記容器に対して移動操作するプランジャとを有する流体収容部と、
前記容器の前記プランジャと反対側に接続されたスナップスルー部と、
前記容器の前記スナップスルー部と反対側に設けられ、前記プランジャの移動を規制する移動規制部とを備え、
前記プランジャの一方向への押圧操作により、前記空間から第1の流体を排出し、かつ前記空間へ前記第1の流体を吸引するように構成されている、ポンプ。
【請求項2】
請求項1に記載のポンプにおいて、
さらに、前記流体収容部の移動をガイドするガイド部を備える、ポンプ。
【請求項3】
請求項2に記載のポンプにおいて、
前記スナップスルー部は、前記ガイド部に固定されている、ポンプ。
【請求項4】
請求項2又は請求項3に記載のポンプにおいて、
前記移動規制部は、前記ガイド部に固定されている、ポンプ。
【請求項5】
請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のポンプにおいて、
さらに、前記容器と前記スナップスルー部とを接続する柱状の接続部を備え、
前記接続部と前記プランジャとは、同心的に配置されている、ポンプ。
【請求項6】
請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のポンプにおいて、
さらに、前記移動規制部の前記流体収容部と反対側に設けられた第2の流体収容部であって、前記プランジャに接続された第2の容器と、前記第2の容器内に摺動可能に設けられ、前記第2の容器との間に流体を収容する第2の空間を形成する第2のガスケットと、前記第2の空間の容積を変更するように、前記第2のガスケットを前記第2の容器に対して移動操作する第2のプランジャとを有する第2の流体収容部を備え、
前記第2の容器が前記移動規制部に当接することにより、前記プランジャの移動が規制され、
前記第2のプランジャの前記一方向への押圧操作により、前記第2の空間から前記第1の流体を排出し、かつ前記空間へ前記第1の流体を吸引するように構成されている、ポンプ。
【請求項7】
請求項6に記載のポンプにおいて、
さらに、前記容器と前記スナップスルー部とを接続する柱状の接続部を備え、
前記接続部と前記プランジャと前記第2のプランジャとは、同心的に配置されている、ポンプ。
【請求項8】
請求項6に記載のポンプにおいて、
さらに、前記流体収容部の前記第2の流体収容部と反対側に設けられた第3の流体収容部であって、第3の容器と、前記第3の容器内に摺動可能に設けられ、前記第3の容器との間に流体を収容する第3の空間を形成する第3のガスケットと、前記第3の空間の容積を変更するように、前記第3のガスケットを前記第3の容器に対して移動操作する第3のプランジャとを有する第3の流体収容部と、
前記スナップスルー部に接続された第2のスナップスルー部であって、その変形方向が前記スナップスルー部の変形方向と交差するように設けられた第2のスナップスルー部とを備え、
前記第2のプランジャの前記一方向への押圧操作により、前記第2の空間から前記第1の流体を排出し、前記空間へ前記第1の流体を吸引し、前記第3の空間から第2の流体を排出し、かつ前記空間へ前記第2の流体を吸引するように構成されている、ポンプ。
【請求項9】
請求項8に記載のポンプにおいて、
さらに、前記流体収容部の移動をガイドする第1のガイド部と、
前記第3の流体収容部の移動をガイドする第2のガイド部とを備える、ポンプ。
【請求項10】
請求項9に記載のポンプにおいて、
前記第2のガイド部は、前記第1のガイド部の移動もガイドする、ポンプ。
【請求項11】
請求項9に記載のポンプにおいて、
前記スナップスルー部及び前記第2のスナップスルー部は、前記第2のガイド部に固定されている、ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポンプに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、バルーンカテーテルには、シリンジ等の駆動流体給排部が接続されて、バルーンに駆動流体が供給及び排出される(特許文献1参照)。駆動流体をバルーンに供給する際には、シリンジ外筒に対してプランジャを押し込む操作が行われ、駆動流体をバルーンから排出する際には、シリンジ外筒に対してプランジャを引っ張る操作が行われる。すなわち、駆動流体をバルーンに供給及び排出する際には、シリンジ外筒に対してプランジャを二方向へ移動させる操作が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第2011/118366号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明では上記事情に鑑み、プランジャの一方向への押圧操作により、流体を排出及び吸引し得るポンプを提供することとした。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様によれば、ポンプが提供される。このポンプは、容器と、容器内に摺動可能に設けられ、容器との間に流体を収容する空間を形成するガスケットと、空間の容積を変更するように、ガスケットを容器に対して移動操作するプランジャとを有する流体収容部と、容器のプランジャと反対側に接続されたスナップスルー部と、容器のスナップスルー部と反対側に設けられ、プランジャの移動を規制する移動規制部とを備える。プランジャの一方向への押圧操作により、空間から第1の流体を排出し、かつ空間へ第1の流体を吸引するように構成されている。
【0006】
上記態様によれば、プランジャの一方向への押圧操作により、流体を排出及び吸引することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】第1実施形態のポンプの構成を模式的に示す断面図である。
図2】第1実施形態のポンプの構成を模式的に示す断面図である。
図3】第2実施形態のポンプの構成を模式的に示す断面図である。
図4】第2実施形態のポンプの構成を模式的に示す断面図である。
図5】第3実施形態のポンプの構成を模式的に示す断面図である。
図6】第3実施形態のポンプの構成を模式的に示す断面図である。
図7】第3実施形態のポンプの構成を模式的に示す断面図である。
図8】第3実施形態のポンプの構成を模式的に示す断面図である。
図9】流体受容部の一例であるマイクロ流路デバイスの構成を示す概略図である。
図10図9中のA-A線断面図であり、マイクロ流路デバイスの使用方法を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を用いて本開示の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。
<ポンプ>
まず、本発明のポンプについて説明する。
<<第1実施形態>>
まず、本発明のポンプの第1実施形態について説明する。
図1及び図2は、それぞれ第1実施形態のポンプの構成を模式的に示す断面図である。以下の説明では、図1及び図2中の上側を「上」又は「上方」、下側を「下」又は「下方」と言う。
【0009】
図1及び図2に示すポンプ1Aは、流体収容部2と、スナップスルー部3と、移動規制部5とを備えている。
流体収容部2は、容器21と、容器21内に摺動可能に設けられ、容器21との間に流体Fを収容する空間20を形成するガスケット22と、空間20の容積を変更するように、ガスケット22を容器21に対して移動操作するプランジャ23と、プランジャ23を押圧するフランジ24とを有している。
容器21は、有底筒状の部材で構成されている。容器21には、ガスケット22及びプランジャ23が挿入され、容器21とガスケット22とで囲まれる空間20に流体Fが収容されている。
ここで、流体Fとしては、例えば、空気、不活性ガス、反応性ガスのような気体、水、アルコール類、オイル類、試薬類のような液体、粉末のような固体等が挙げられる。流体Fには、これらの物質の1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて(例えば、液体と固体との混合流体等として)使用してもよい。
【0010】
容器21の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートのようなポリエステル、ポリ(メタ)アクリロニトリル、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリ(メタ)アクリル酸のような(メタ)アクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンのようなポリオレフィン、ナイロンのようなポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、環状ポリオレフィン、ポリメチルペンテン、ポリカーボネート、ポリスルホンのような樹脂材料、金属材料、セラミックス材料等が挙げられる。
中でも、容器21の構成材料としては、樹脂材料、特に熱可塑性樹脂が好ましい。このような熱可塑性樹脂を用いることにより、容器21の製造コストの低減、軽量化及び形状選択の幅の拡大といった点において有利であるとともに、容器21の耐破損性を向上させることができる。
また、容器21の底部付近には、流体ラインFLを介して、流体受容部9が接続されている。
【0011】
ガスケット22は、流体Fの空間20からの排出、及び流体Fの空間20への吸引を気密的又は液密的に行うための部材である。このような流体Fの吸引及び排出は、ガスケット22を容器21の上下方向に相対的に摺動させ、空間20の容積を増減させることにより行なわれる。
ガスケット22は、ほぼ円盤状又は円柱状の部材で構成され、その外周部には、容器21に内周面に向かって突出するリング状の凸部が複数形成されている。ガスケット22を容器21の上下方向に相対的に摺動させると、凸部は、容器21の内周面に対して密着しつつ摺動し、気密性又は液密性を保持することができる。
ガスケット22の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンのようなフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられ、フッ素系樹脂が好適である。
【0012】
ガスケット22の上側には、プランジャ23が連結されている。プランジャ23は、例えば、その横断面形状がほぼ十字をなす部材で構成されている。
プランジャ23の先端部には、ヘッド部(図示せず。)が形成され、ガスケット22の中央部には、嵌入部(図示せず。)が形成されている。この嵌入部にヘッド部が嵌入されることにより、プランジャ23がガスケット22に連結されている。かかる構成により、プランジャ23の移動に追従して、ガスケット22も移動することができる。
なお、プランジャ23のガスケット22に対する固定方法は、嵌入に限定されず、例えば、カシメ、融着(熱融着、超音波融着、高周波融着)、接着剤による接着等の方法であってもよい。
また、プランジャ23の上側には、円盤状のフランジ24が一体的に形成されている。なお、プランジャ23及び後述する接続部25の構成材料には、それぞれ容器21の構成材料として挙げたのと同様の材料を使用することができる。
【0013】
ポンプ1Aは、さらに、流体収容部2の移動をガイドするガイド部4を備えている。
ガイド部4は、容器21の平面視形状に対応した平面視形状を有する筒状の部材で構成されている。このガイド部4の内側に、流体収容部2が上下方向に沿って移動可能に配置されている。流体収容部2の容器21は、ガイド部4の内周面に接触している。
移動規制部5は、平板状の部材で構成され、その中央部には、プランジャ23が挿通される貫通孔51が形成されている。この移動規制部5は、ガイド部4の上側開口を塞ぐように、ガイド部4に固定されている。図2(c)に示すように、プランジャ23が最も下側に位置したとき、フランジ24が移動規制部5に接触することにより、それ以上のプランジャ23の下側に向かった移動が規制される。したがって、フランジ24も移動規制部5の一部を構成するものと捉えることができる。
なお、ガイド部4と移動規制部5とは、一体的に形成されていてもよい。ガイド部4及び移動規制部5の構成材料には、容器21の構成材料として挙げたのと同様の材料を使用することができる。
【0014】
容器21のプランジャ23と反対側には、スナップスルー部3が接続されている。スナップスルー部3は、柱状の接続部25を介して容器21に接続されている。接続部25も、例えば、その横断面形状がほぼ十字をなす部材で構成されている。
接続部25とプランジャ23とは、好ましくは同心的に配置される。これにより、接続部25を介して、プランジャ23への押圧力をスナップスルー部3により確実かつ正確に伝達することができる。
【0015】
スナップスルー部3は、平面視で帯状(長方形状)の弾性板で構成され、その両端部がガイド部4に固定されている。したがって、上記移動規制部5は、容器21のスナップスルー部3と反対側に設けられている。
スナップスルー部3は、上側に凸の状態(図1(a)及び(b)参照)から平坦な状態(図2(c)参照)になるのに従って歪みが蓄積され、それまで蓄積された歪みが瞬間的に開放されて、下側に凸の状態(図2(d)参照)に反転するスナップスルー遷移を生じる。
スナップスルー部3の構成材料としては、弾性材料が好ましい。かかる弾性材料としては、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、ニッケル合金、チタン合金のような金属材料、ポリプロピレン、ポリカーボネートのような樹脂材料(非金属材料)等が挙げられる。
【0016】
次に、このようなポンプ1Aの使用方法(作用)について説明する。
[1A] まず、図1(a)に示す状態では、流体収容部2の空間20に流体Fが収容されている。また、この状態で、スナップスルー部3は、上側に凸の状態となっている。
[2A] 次に、フランジ24を押圧して、プランジャ23を押し下げると、空間20の容積が減少して、流体Fは、空間20から排出されて、流体ラインFLを介して流体受容部9に供給される。
[3A] 次に、さらに、プランジャ23を押し下げると、空間20からほぼ全ての流体Fが排出される(図1(b)参照)。
なお、このとき、スナップスルー部3の弾性力及び容器21とガイド部4の内周面との摩擦力によって、容器21はガイド部4に対する上下方向の位置が維持される。
【0017】
[4A] さらに、スナップスルー部3の弾性力及び容器21とガイド部4の内周面との摩擦力に抗して、プランジャ23を押し下げて、スナップスルー部3がほぼ平坦になる状態まで、容器21ごと下方に向かって移動させる。
[5A] さらに、プランジャ23を押し下げようとすると、フランジ24が移動規制部5に係止(当接)されて、その移動が規制される。
この状態で、スナップスルー部3が反転する(すなわち、下側に凸となるように変形する)ので、接続部25を介してスナップスルー部3に接続された容器21が下方に向かって引っ張られる。このとき、プランジャ23は、その移動が規制されて移動できないため、容器21が単独で下方に向かって移動する。これにより、空間20の容積が増大する結果、流体受容部9から空間20に流体Fが流体ラインFLを介して吸引される(図2(d)参照)。
【0018】
以上のように、ポンプ1Aによれば、プランジャ23の下方(一方向)への押圧操作により、空間20から流体(第1の流体)Fを排出し、かつ空間20へ流体(第1の流体)Fを吸引するように構成されている。このため、ポンプ1Aは、操作性に優れる。
なお、プランジャ23の押圧操作は、人手によって行ってもよく、機械によって行うようにしてもよい。プランジャ23の押圧操作を機械によって行う場合には、押圧操作機構の構成の簡略化を図ることもできる。
【0019】
<<第2実施形態>>
次に、本発明のポンプの第2実施形態について説明する。
以下、第2実施形態のポンプについて、第1実施形態のポンプとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図3及び図4は、それぞれ第2実施形態のポンプの構成を模式的に示す断面図である。以下の説明では、図3及び図4中の上側を「上」又は「上方」、下側を「下」又は「下方」と言う。
【0020】
第2実施形態のポンプ1Bは、主に、追加の第2の流体収容部6を備える点が異なり、それ以外は、第1実施形態のポンプ1Aと同様である。
第2の流体収容部6は、移動規制部5の流体収容部2と反対側に、すなわち、流体収容部2の上方に設けられている。
この第2の流体収容部6は、プランジャ23に接続された第2の容器61と、第2の容器61内に摺動可能に設けられ、第2の容器61との間に流体Fを収容する第2の空間60を形成する第2のガスケット62と、第2の空間60の容積を変更するように、第2のガスケット62を第2の容器61に対して移動操作する第2のプランジャ63と、第2のプランジャ63を押圧するフランジ64とを有している。
【0021】
第2の流体収容部6の各部の構成材料は、流体収容部2の各部の構成材料として挙げたのと同様の材料を使用することができる。
第2実施形態では、流体受容部9は、流体ラインFL1を介して第2の容器61の底部付近、及び流体ラインFL2を介して容器21の底部付近にそれぞれ接続されている。
また、第2実施形態では、第2の容器61が移動規制部5に当接することにより、プランジャ23の移動が規制されるように構成されている。したがって、第2の容器61も移動規制部5の一部を構成するものと捉えることができる。
【0022】
次に、このようなポンプ1Bの使用方法(作用)について説明する。
[1B] まず、図3(a)に示す状態では、第2の流体収容部6の第2の空間60に流体Fが収容されている。一方、流体収容部2の空間20は空の状態である。また、この状態で、スナップスルー部3は、上側に凸の状態となっている。
[2B] 次に、フランジ64を押圧して、第2のプランジャ63を押し下げると、第2の空間60の容積が減少して、第2の空間60からほぼ全ての流体Fが排出されて、流体ラインFL1を介して流体受容部9に供給される(図3(b)参照)。
なお、このとき、スナップスルー部3の弾性力及び容器21とガイド部4の内周面との摩擦力によって、容器21はガイド部4に対する上下方向の位置が維持される。
【0023】
[3B] さらに、スナップスルー部3の弾性力及び容器21とガイド部4の内周面との摩擦力に抗して、第2のプランジャ63を押し下げて、スナップスルー部3がほぼ平坦になる状態まで、第2の容器61及び容器21(流体収容部2)ごと下方に向かって移動させる(図4(c)参照)。
[4B] さらに、プランジャ23を押し下げようとすると、第2の容器61が移動規制部5に係止(当接)されて、その移動が規制される。
この状態で、スナップスルー部3が反転する(すなわち、下側に凸となるように変形する)ので、接続部25を介してスナップスルー部3に接続された容器21が下方に向かって引っ張られる。このとき、第2の容器61に接続されたプランジャ23は、その移動が規制されて移動できないため、容器21が単独で下方に向かって移動する。これにより、空間20の容積が増大する結果、流体受容部9から空間20に流体Fが流体ラインFL2を介して吸引される(図4(d)参照)。
【0024】
以上のように、ポンプ1Bによれば、第2のプランジャ63の下方(一方向)への押圧操作により、第2の空間60から流体(第1の流体)Fを排出し、かつ空間20へ流体(第1の流体)Fを吸引するように構成されている。このため、ポンプ1Bは、操作性に優れる。
また、接続部25とプランジャ23と第2のプランジャ63とは、好ましくは同心的に配置される。これにより、接続部25及びプランジャ23を介して、第2のプランジャ63への押圧力をスナップスルー部3により確実かつ正確に伝達することができる。
第2実施形態のポンプ1Bによれば、流体受容部9に流体Fの一方向の流れを形成することができる。このため、異なる種類の流体Fを流体受容部9に順次供給する場合に都合がよい。かかる構成については後述する。
【0025】
<<第3実施形態>>
次に、本発明のポンプの第3実施形態について説明する。
以下、第3実施形態のポンプについて、第1及び第2実施形態のポンプとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図5図8は、それぞれ第3実施形態のポンプの構成を模式的に示す断面図である。以下の説明では、図5図8中の上側を「上」又は「上方」、下側を「下」又は「下方」と言う。
【0026】
第3実施形態のポンプ1Cは、主に、追加の第3の流体収容部7を備える点が異なり、それ以外は、第2実施形態のポンプ1Bと同様である。
第3の流体収容部7は、流体収容部2の第2の流体収容部6と反対側に、すなわち、流体収容部2の下方に設けられている。
この第3の流体収容部7は、第3の容器71と、第3の容器71内に摺動可能に設けられ、第3の容器71との間に流体Fを収容する第3の空間70を形成する第3のガスケット72と、第3の空間70の容積を変更するように、第3のガスケット72を第3の容器71に対して移動操作する第3のプランジャ73とを有している。
【0027】
第3の流体収容部7の各部の構成材料は、流体収容部2の各部の構成材料として挙げたのと同様の材料を使用することができる。
第3実施形態では、流体受容部9は、流体ラインFL1を介して第2の容器61の底部付近、流体ラインFL2を介して容器21の底部付近、流体ラインFL3を介して第3の容器71の底部付近にそれぞれ接続されている。
第3実施形態のガイド部4は、流体収容部2の移動をガイドする第1のガイド部41と、第3の流体収容部7の移動をガイドする第2のガイド部42とで構成されている。
第1のガイド部41は、容器21の平面視形状に対応した平面視形状を有する筒状の部材で構成され、第2のガイド部42は、第3の容器71の平面視形状に対応した平面視形状を有する筒状の部材で構成されている。
また、第2のガイド部42は、第1のガイド部41の移動もガイドする。
【0028】
移動規制部5は、第1のガイド部41の上側開口を塞ぐように、第1のガイド部41に固定されている。また、第1のガイド部41の外周面には、その上下方向の途中に、外方に向かって突出するフランジ部411が設けられている。このフランジ部411が、第2のガイド部42の上端に当接することにより、第1のガイド部41の第2のガイド部42に対する移動が規制される。
なお、フランジ部411は、第1のガイド部41と一体的に形成されていてもよく、別体として形成され、第1のガイド部41に固定されてもよい。
また、第2のガイド部42には、その側方に開口する開口部420が形成されている。この開口部420を介して、スナップスルー部3の一端部が外部に突出している。なお、スナップスルー部3の他端部は、第2のガイド部42に固定されている。
【0029】
第3実施形態のポンプ1Cは、さらに、変形方向がスナップスルー部3の変形方向と交差するように設けられた第2のスナップスルー部8を備えている。そして、この第2のスナップスルー部8も、平面視で帯状(長方形状)の弾性板で構成され、その長手方向(上下方向)の途中に、開口部420から突出するスナップスルー部3の一端部が接続されている。
また、第2のスナップスルー部8は、第2のガイド部42の側方に突出して設けられた固定部421、421に固定されている。すなわち、スナップスルー部3及び第2のスナップスルー部8は、いずれも第2のガイド部42に固定されている。なお、固定部421、421は、第2のガイド部42と一体的に形成されていてもよく、別体として形成され、第2のガイド部42に固定されてもよい。
【0030】
次に、このようなポンプ1Cの使用方法(作用)について説明する。
[1C] まず、図5に示す状態では、第2の流体収容部6の第2の空間60に第1の流体F1が収容され、第3の流体収容部7の第3の空間70に第2の流体F2が収容されている。一方、流体収容部2の空間20は空の状態である。また、この状態で、スナップスルー部3は、上側に凸の状態となり、第2のスナップスルー部8は、右側に凸の状態となっている。
[2C] 次に、フランジ64を押圧して、第2のプランジャ63を押し下げると、第2実施形態で説明したように、第2の空間60の第1の流体F1は、流体ラインFL1、流体受容部9及び流体ラインFL2を介して、流体収容部2の空間20に移送される(図6参照)。
このとき、スナップスルー部3は、第3のプランジャ73の上端に当接する。
【0031】
[3C] さらに、第2のプランジャ63を押し下げると、第2の容器61が移動規制部5に当接しているため、第1のガイド部41及び流体収容部2ごと下方に移動させる。このとき、接続部25は、スナップスルー部3を下方に変形させつつ、第3のプランジャ73を押し下げる。これにより、第3の空間70の容積が減少して、第3の空間70からほぼ全ての第2の流体F2が排出されて、流体ラインFL3を介して流体受容部9に供給される(図7参照)。
なお、このとき、第3の容器71と第2のガイド部42の内周面との摩擦力によって、第3の容器71は第2のガイド部42に対する上下方向の位置が維持される。
また、このとき、第2のスナップスルー部8は、スナップスルー部3により左側に引っ張られて、ほぼ平坦な状態となる。
【0032】
[4C] さらに、第2のプランジャ63を押し下げようとすると、第2のスナップスルー部8が反転する(すなわち、左側に凸となるように変形する)ので、第2のスナップスルー部8に接続されたスナップスルー部3が下側により大きく凸となるように押されて変形する。このとき、第2の容器61に接続されたプランジャ23は、その移動が規制されて移動できないため、容器21が単独で下方に向かって移動する。これにより、空間20の容積が増大する結果、流体受容部9から空間20に第2の流体F2が流体ラインFL2を介して吸引される(図8参照)。
また、このとき、スナップスルー部3により、第3のプランジャ73及び第3のガスケット72を介して第3の容器71を押し下げる。
通常、スナップスルー部3の弾性率と第2のスナップスルー部8の弾性率とは略等しいことが好ましい。なお、スナップスルー部3の弾性率を第2のスナップスルー部8の弾性率より大きくすれば、第2のスナップスルー部8のスナップスルー時の変形が安定して行われる。一方、第2のスナップスルー部8の弾性率をスナップスルー部3の弾性率より大きくすれば、第3の容器71と第2のガイド部42の内周面との摩擦力が比較的大きい場合でも、第3の容器71を確実に押し下げることができる。
【0033】
以上のように、ポンプ1Cによれば、第2のプランジャ63の下方(一方向)への押圧操作により、第2の空間60から第1の流体F1を排出し、空間20へ第1の流体F1を吸引し、第3の空間70から第2の流体F2を排出し、かつ空間20へ第2の流体F2を吸引するように構成されている。このため、ポンプ1Cは、操作性に優れる。
第3実施形態のポンプ1Cによれば、第1の流体F1及び第2の流体F2を、同一の流体収容部2の空間20に回収することができるので、排液処理に要する時間を短縮することができる。
【0034】
<流体受容部>
次に、流体受容部9の一例について説明する。
図9は、流体受容部の一例であるマイクロ流路デバイスの構成を示す概略図である。図10は、図9中のA-A線断面図であり、マイクロ流路デバイスの使用方法を説明するための概略図である。
図9に示すマイクロ流路デバイス90は、内部に形成されたマイクロ流路900と、このマイクロ流路900に連通する第1の注入口901a及び第2の注入口902aと、第1の排出口901b及び第2の排出口902bとを有している。
【0035】
本構成例では、上記第2実施形態のポンプ1Bとして、2つのポンプ1Ba、1Bbがマイクロ流路デバイス90に接続されている。
具体的には、ポンプ1Baの流体ラインFL1aが第1の注入口901aに接続され、流体ラインFL2aが第1の排出口901bに接続されている。また、ポンプ1Bbの流体ラインFL1bが第2の注入口902aに接続され、流体ラインFL2bが第2の排出口902bに接続されている。
また、図10(a)に示すように、マイクロ流路900の長手方向の底面には、抗体91が固相化されている。
マイクロ流路デバイス90の構成材料としては、例えば、ポリスチレンのような樹脂材料、ガラス材料等が挙げられる。
【0036】
リガンドが結合された抗体91を、抗リガンドが結合されたマイクロ流路900の底面に接触させると、リガンドと抗リガンドとが結合し、これにより、抗体91はマイクロ流路900の底面に固相化される。すなわち、抗体91は、リガンド-抗リガンド結合を介して、マイクロ流路900の底面に固相化される。
抗リガンドとしては、例えば、アビジン、ストレプトアビジン等が好適に使用される。一方、リガンドとしては、例えば、ビオチン、プロテインA、プロテインG等が好適に使用される。これらの中でも、リガンドとしては、ビオチンが最適である。ビオチンは、抗体91(特に、その定常領域)に結合させ易く、かつ、抗体91の活性を阻害しにくい。加えて、ビオチンは、抗リガンド(特に、アビジン)との特異的な結合能も極めて高い。
また、マイクロ流路900の底面に対して、各種表面処理を施すことにより化学的に抗体の固定性を高める方法や、微細構造を付与して表面積を増加させることにより抗体の固定性を高める方法も有効である。このような方法を用いることによって、リガンドが結合されていない抗体であっても、マイクロ流路900の底面に抗体を固定(固相化)することができる。
表面処理の方法としては、特に限定されず、例えば、各種プラズマ処理、UV処理、UV/オゾン処理、又は3-アミノプロピルトリエトキシシラン若しくはグルタールアルデヒドによる表面修飾等の手法が挙げられる。
【0037】
ポンプ1Baには、抗原92を含有する第1の液体L1を収容しており、第1の液体L1を流体ラインFL1a及び第1の注入口901aを介して、マイクロ流路900に供給するように構成されている(図10(b)参照)。
ここで、第1の液体L1としては、例えば、全血、血漿、血清、尿、汗、唾液、脳脊髄液、分泌液、鼻腔ぬぐい液、鼻汁液等が挙げられる。
そして、第1の液体L1に、抗体91に特異的に結合する抗原92が含まれる場合、この抗原92は、マイクロ流路900を通過する際に、抗体91に捕捉(結合)される(図10(c)参照)。
その後、第1の液体L1は、マイクロ流路900を通過して、第1の排出口901b及び流体ラインFL2aを介して、ポンプ1Baに吸引(回収)される(図10(d)参照)。
【0038】
一方、ポンプ1Bbは、抗原92に特異的に結合する抗体を標識した標識化抗体93を含有する第2の液体L2を収容しており、第2の液体L2を流体ラインFL1b及び第2の注入口902aを介して、マイクロ流路900に供給するように構成されている(図10(e)参照)。
そして、抗体91に抗原92が結合している場合、この抗原92に標識化抗体93が結合する。
ここで、標識としては、例えば、着色物質、蛍光物質、放射性物質、酵素等が挙げられる。標識の種類に応じた方法で、標識化抗体93の存在を検出することができる。その結果、抗原92の存在の有無を確認することができる。
その後、第2の液体L2は、マイクロ流路900を通過して、第2の排出口902b及び流体ラインFL2bを介して、ポンプ1Bbに吸引(回収)される。
【0039】
以上のような構成によれば、マイクロ流路900の一方向に第1の液体L1及び第2の液体L2を通過させることができる。このため、第1の液体L1及び第2の液体L2のマイクロ流路900の供給操作を連続して行うことができる。
なお、第1の液体L1及び第2の液体L2の他、例えば、マイクロ流路900を洗浄するための第3の液体を使用することもできる。この場合、第3の液体を供給するポンプがマイクロ流路デバイス90に接続される。
【0040】
さらに異なる種類の多くの液体を使用するようにしてもよい。この場合、マイクロ流路デバイス90に接続するポンプの数を変更することにより、マイクロ流路900に供給し得る流体の数を適宜増減することができる。
流体受容部9は、抗原抗体反応を利用した生化学用途のマイクロ流路デバイス90に限らず、例えば、DNAやRNA等の核酸を検出する生化学用途のマイクロ流路デバイス、有機分子や金属触媒の合成に使用する化学用途のマイクロ流路デバイス等に適用することができる。
さらに、次に記載の各態様で提供されてもよい。
【0041】
(1)ポンプであって、容器と、前記容器内に摺動可能に設けられ、前記容器との間に流体を収容する空間を形成するガスケットと、前記空間の容積を変更するように、前記ガスケットを前記容器に対して移動操作するプランジャとを有する流体収容部と、前記容器の前記プランジャと反対側に接続されたスナップスルー部と、前記容器の前記スナップスルー部と反対側に設けられ、前記プランジャの移動を規制する移動規制部とを備え、前記プランジャの一方向への押圧操作により、前記空間から第1の流体を排出し、かつ前記空間へ前記第1の流体を吸引するように構成されている、ポンプ。
【0042】
(2)上記(1)に記載のポンプにおいて、さらに、前記流体収容部の移動をガイドするガイド部を備える、ポンプ。
【0043】
(3)上記(2)に記載のポンプにおいて、前記スナップスルー部は、前記ガイド部に固定されている、ポンプ。
【0044】
(4)上記(2)又は(3)に記載のポンプにおいて、前記移動規制部は、前記ガイド部に固定されている、ポンプ。
【0045】
(5)上記(1)~(4)のいずれか1つに記載のポンプにおいて、さらに、前記容器と前記スナップスルー部とを接続する柱状の接続部を備え、前記接続部と前記プランジャとは、同心的に配置されている、ポンプ。
【0046】
(6)上記(1)~(5)のいずれか1つに記載のポンプにおいて、さらに、前記移動規制部の前記流体収容部と反対側に設けられた第2の流体収容部であって、前記プランジャに接続された第2の容器と、前記第2の容器内に摺動可能に設けられ、前記第2の容器との間に流体を収容する第2の空間を形成する第2のガスケットと、前記第2の空間の容積を変更するように、前記第2のガスケットを前記第2の容器に対して移動操作する第2のプランジャとを有する第2の流体収容部を備え、前記第2の容器が前記移動規制部に当接することにより、前記プランジャの移動が規制され、前記第2のプランジャの前記一方向への押圧操作により、前記第2の空間から前記第1の流体を排出し、かつ前記空間へ前記第1の流体を吸引するように構成されている、ポンプ。
【0047】
(7)上記(6)に記載のポンプにおいて、さらに、前記容器と前記スナップスルー部とを接続する柱状の接続部を備え、前記接続部と前記プランジャと前記第2のプランジャとは、同心的に配置されている、ポンプ。
【0048】
(8)上記(6)又は(7)に記載のポンプにおいて、さらに、前記流体収容部の前記第2の流体収容部と反対側に設けられた第3の流体収容部であって、第3の容器と、前記第3の容器内に摺動可能に設けられ、前記第3の容器との間に流体を収容する第3の空間を形成する第3のガスケットと、前記第3の空間の容積を変更するように、前記第3のガスケットを前記第3の容器に対して移動操作する第3のプランジャとを有する第3の流体収容部と、前記スナップスルー部に接続された第2のスナップスルー部であって、その変形方向が前記スナップスルー部の変形方向と交差するように設けられた第2のスナップスルー部とを備え、前記第2のプランジャの前記一方向への押圧操作により、前記第2の空間から前記第1の流体を排出し、前記空間へ前記第1の流体を吸引し、前記第3の空間から第2の流体を排出し、かつ前記空間へ前記第2の流体を吸引するように構成されている、ポンプ。
【0049】
(9)上記(8)に記載のポンプにおいて、さらに、前記流体収容部の移動をガイドする第1のガイド部と、前記第3の流体収容部の移動をガイドする第2のガイド部とを備える、ポンプ。
【0050】
(10)上記(9)に記載のポンプにおいて、前記第2のガイド部は、前記第1のガイド部の移動もガイドする、ポンプ。
【0051】
(11)上記(9)又は(10)に記載のポンプにおいて、前記スナップスルー部及び前記第2のスナップスルー部は、前記第2のガイド部に固定されている、ポンプ。
もちろん、この限りではない。
【0052】
最後に、本開示に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0053】
1A :ポンプ
1B :ポンプ
1Ba :ポンプ
1Bb :ポンプ
1C :ポンプ
2 :流体収容部
20 :空間
21 :容器
22 :ガスケット
23 :プランジャ
24 :フランジ
25 :接続部
3 :スナップスルー部
4 :ガイド部
41 :第1のガイド部
411 :フランジ部
42 :第2のガイド部
420 :開口部
421 :固定部
5 :移動規制部
51 :貫通孔
6 :第2の流体収容部
60 :第2の空間
61 :第2の容器
62 :第2のガスケット
63 :第2のプランジャ
64 :フランジ
7 :第3の流体収容部
70 :第3の空間
71 :第3の容器
72 :第3のガスケット
73 :第3のプランジャ
8 :第2のスナップスルー部
9 :流体受容部
90 :マイクロ流路デバイス
91 :抗体
92 :抗原
93 :標識化抗体
900 :マイクロ流路
901a :第1の注入口
901b :第1の排出口
902a :第2の注入口
902b :第2の排出口
F :流体
F1 :第1の流体
F2 :第2の流体
FL :流体ライン
FL1 :流体ライン
FL1a :流体ライン
FL1b :流体ライン
FL2 :流体ライン
FL2a :流体ライン
FL2b :流体ライン
FL3 :流体ライン
L1 :第1の液体
L2 :第2の液体
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10