特表 2023-520324 改善された設計のマルチチャンネル・ピペット操作システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-17

(54)【発明の名称】改善された設計のマルチチャンネル・ピペット操作システム

(51)【国際特許分類】

   B01L 3/02 20060101AFI20230510BHJP

   G01N 1/00 20060101ALI20230510BHJP

【ＦＩ】

B01L3/02 D

G01N1/00 101K

【審査請求】未請求

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2022557155

(86)(22)【出願日】2021-03-25

(85)【翻訳文提出日】2022-11-16

(86)【国際出願番号】 FR2021050517

(87)【国際公開番号】W WO2021198593

(87)【国際公開日】2021-10-07

(31)【優先権主張番号】2003160

(32)【優先日】2020-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】513310243

【氏名又は名称】ジルソン エスアーエス

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】デュデク，ブルーノ

(72)【発明者】

【氏名】ギシャルドン，ステファン

【テーマコード（参考）】

2G052

4G057

【Ｆターム（参考）】

2G052AD06

2G052AD26

2G052BA14

2G052CA18

2G052CA21

2G052CA33

2G052JA08

2G052JA11

4G057AB18

4G057AB31

4G057AB34

(57)【要約】

本発明は、ピストン・ホルダ（３４）と、前記ピストン・ホルダのガイド・ロッド（３８）であって、ガイド部材（４０）内に摺動自在にマウントされるガイド・ロッド（３８）と、吸引チャンバ内に摺動自在に収容されるボトム端部を有する複数のピストン（２０ａ，２０ｂ）と、機械的な接続（６２）を用いて前記ピストン・ホルダにマウントされるピストン・ヘッド（５６）とを包含する、マルチチャンネル・ピペット操作システムのための装置に関する。本発明によれば、前記機械的な接続（６２）は、前記ピペット操作システムの横方向（１０）に対して、かつそれの中心縦軸（１４）に対して直交して向き付けされるピストン・ヘッドの回動軸（６６）を合同して定義する２つの接触点（６４ａ，６４ｂ）を包含し、また前記装置は、前記２つの接触点（６４ａ，６４ｂ）が設定されるように、前記ピストン・ヘッド（５６）を前記ピストン・ホルダ（３４）に対して上向きに押し付ける前記ピストン（２０ａ，２０ｂ）と関連付けされた弾性戻り手段（６８）を、さらに包含する。
【選択図】 図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マルチチャンネル・ピペット操作システムのための装置（３２）であって、
－ 前記ピペット操作システムの横方向（１０）に延びるピストン・ホルダ（３４）と、
－ 前記ピストン・ホルダをガイドするためのロッド（３８）であって、前記ピペット操作システムの中心縦軸（１４）と平行に、かつ前記ピストン・ホルダ（３４）と直交して延びるガイド・ロッドと、
－ 前記ガイド・ロッド（３８）を、前記中心縦軸（１４）に沿ってガイドするための部材（４０）であって、中に前記ガイド・ロッド（３８）が摺動自在にマウントされるガイド部材（４０）と、
－ 前記ピストン・ホルダ（３４）に沿って分配される複数のピストン（２０ａ，２０ｂ）であって、それぞれのピストンが吸引チャンバ（１３ａ，１３ｂ）内に摺動自在に収容される下側端部をはじめ、前記ピストン・ホルダ（３４）に前記ピストン（２０ａ，２０ｂ）をマウントするための機械的な接続（６２）を介して前記ピストン・ホルダにマウントされるピストン・ヘッド（５６）を有する複数のピストン（２０ａ，２０ｂ）と、
－ 前記ピペット操作システムの前記横方向（１０）に沿って分配される試料採取コーン・ホルダ・チップ（６）の列であって、それぞれのチップ（６）が前記吸引チャンバ（１３ａ，１３ｂ）のうちの１つとそれぞれ連通する試料採取コーン・ホルダ・チップ（６）の列と、
を包含し、それにおいて、
前記機械的なマウント接続（６２）が、前記ピストン（２０ａ，２０ｂ）のうちの少なくとも１つのために、前記ピペット操作システムの前記横方向（１０）および前記中心縦軸（１４）と直交して、または実質的に直交して向き付けされた前記ピストン・ヘッドの回動軸（６６）を連帯的に定義する２つの接触点（６４ａ，６４ｂ）を含むことと、
前記装置が、さらに、前記２つの接触点（６４ａ，６４ｂ）を設定するために前記ピストン・ヘッド（５６）を前記ピストン・ホルダ（３４）に対して上向きに押し付ける前記ピストン（２０ａ，２０ｂ）と関連付けされた弾性戻り手段（６８）を含むことと、
を特徴とする、マルチチャンネル・ピペット操作システムのための装置（３２）。

【請求項2】

前記弾性戻り手段が、断面がボトムから上向きにテーパーを有する全体的に円錐形状のコイルばね（６８）によって形成されること、または前記弾性戻り手段が、変形されたワイヤの形状のばねによって形成されること、を特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記ピストン・ホルダ（３４）が、２つの反対側の自由横端部を有すること、を特徴とする、請求項１または請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記ガイド・ロッド（３８）が、前記中心縦軸（１４）に沿って互いに間隔が離された２つの摺動ピボット接続（４６ａ，４６ｂ）を介して、前記ガイド部材（４０）内に摺動自在にマウントされること、を特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項5】

各ピストン（２０ａ，２０ｂ）が、それの下側端部において、前記ピストンと関連付けされた前記吸引チャンバ（１３ａ，１３ｂ）の内側表面（４９）を圧迫するシール（４７）を担持すること、を特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の装置。

【請求項6】

前記シール（４７）がリップ・シールであることを特徴とする、請求項１～５の何れか一項に記載の装置。

【請求項7】

各機械的なマウント接続（６２）の前記２つの接触点（６４ａ，６４ｂ）が、関連付けされたピストン軸（４８ａ，４８ｂ）に関して対称に配されること、を特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の装置。

【請求項8】

各機械的なマウント接続（６２）の前記２つの接触点（６４ａ，６４ｂ）が、
－ 前記ピストン上に備えられたトロイダル表面（７０）と、前記ピストン・ホルダ上に備えられ、互いに対して相対的に傾斜される２つの平らな表面（７２）を使用する方法、
－ 前記ピストン上に備えられた球状表面（７０）と、前記ピストン・ホルダ上に備えられ、互いに対して相対的に傾斜される２つの平らな表面（７２）を使用する方法、
－ 前記ピストン上に備えられた円錐状表面（７０）と、前記ピストン・ホルダ上に備えられた２つの球状表面（７２）を使用する方法、
－ 前記ピストン上に備えられた平らな表面（７０）と、前記ピストン・ホルダ上に備えられた２つの球状表面（７２）を使用する方法、
－ 前記ピストン上に備えられた球状表面（７０）と、前記ピストン・ホルダ上に備えられた２つの球状表面（７２）を使用する方法、
－ 前記ピストン上に備えられた球状表面（７０）と、前記ピストン・ホルダ上に備えられた２つの円筒状表面（７２）を使用する、セカント軸を伴う方法、または、
－ 前記ピストン上に備えられたトロイダル表面（７０）と、前記ピストン・ホルダ上に備えられた２つの円筒状表面（７２）を使用する、セカント軸を伴う方法、
のうちのいずれかで作られることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の装置。

【請求項9】

前記吸引チャンバ（１３ａ，１３ｂ）が、平行なチャンバ軸（５０ａ，５０ｂ）を有すること、を特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載の装置。

【請求項10】

すべての前記チャンバ軸（５０ａ，５０ｂ）が、前記ピペット操作システムの同一の横平面内に配されること、を特徴とする、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記チャンバ軸（５０ａ，５０ｂ）が、前記ピペット操作システムの２つの別々の平行な横平面（Ｐ１，Ｐ２）内においてずらし配置態様で配されること、を特徴とする、請求項９に記載の装置。

【請求項12】

前記ピストン・ヘッド（５６）もまた、前記チャンバ軸（５０ａ，５０ｂ）によって定義される同じ前記２つの横平面（Ｐ１，Ｐ２）内において、これらのチャンバ軸が前記ピストン軸（４８ａ，４８ｂ）とペア毎に一致するようにずらし配置態様で配されること、を特徴とする、請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

前記ピストン・ヘッド（５６）が、すべて、前記チャンバ軸（５０ａ，５０ｂ）によって定義される前記２つの横平面（Ｐ１，Ｐ２）と平行、かつそれらの間に配される横線（８４）に沿って整列され、その結果、前記ピストン軸（４８ａ，４８ｂ）が、それらの対応するチャンバ軸（５０ａ，５０ｂ）に関して傾斜されるようになること、を特徴とする、請求項１１に記載の装置。

【請求項14】

前記ピストン・ホルダ（３４）が、互いに固定される２つの部品（３４ａ，３４ｂ）から作られ、それらの間に前記ピストン・ヘッド（５６）と前記弾性戻り手段（６８）とが配されること、または前記ピストン・ホルダ（３４）がワンピースで作られること、を特徴とする、請求項１～１３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項15】

請求項１～１４のいずれか一項に記載の装置（３２）を包含するマルチチャンネル・ピペット操作システム（１）であって、好ましくは、マニュアル、モータ付き、またはハイブリッド試料採取ピペット、またはそのほかのオート・ピペットの多関節アームに接続されることが意図された下側部分を形成するカセットとする、マルチチャンネル・ピペット操作システム（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、容器内の液体の較正試料採取および導入のために意図された、ラボラトリ・ピペットとも呼ばれるマルチチャンネル試料採取ピペットまたはそのほかの空気置換送液ピペット等のマルチチャンネル・ピペット操作システムの分野に関する。

【0002】

本発明は、液体の試料採取および分配の操作の間にわたって操作者によってその手の中に保持されることが意図された試料採取ピペットに好ましく適用できるが、自動化されたピペット操作システムにも適用される。

【背景技術】

【0003】

従来技術から、ハンドルを形成するボディをはじめ、ピペット試料採取コーン・ホルダ・チップを端部にいくつか有する下側部分を統合するタイプの設計を有するマルチチャンネル試料採取ピペットが周知であり、ピペット試料採取コーン・ホルダ・チップの周知の機能は、消耗品とも呼ばれる試料採取コーンの担持である。

【0004】

周知の態様におけるマルチチャンネル・ピペットの基本原理は、圧力の降下および試料採取コーン内の液体の上昇を生じさせる体積の変動に基づく。一般に、各ピペット操作の間、およびマルチチャンネル・ピペットの各チャンネルの間に引き渡される体積の差に従って重量測定仕様が設定される。このことは、圧力変動を発生させるすべてのピストンの移動のコントロールを必要とするという結果に帰する。

【0005】

マニュアル（機械式とも呼ばれる）、モータ付き、またはハイブリッド・マルチチャンネル・ピペットには、このピペットの横方向に延びるピストン・ホルダが備えられ、従来的にこのピストン・ホルダは、『レーキ』と呼ばれている。また、この同じピペットの中心縦軸と平行に延びる、ピストン・ホルダをガイドするためのロッドも備えられる。それに加えて、ガイド部材が、中心の縦軸に沿ってガイド・ロッドが摺動自在にガイドされることを可能にする。この状況に関して言えば、複数のピストンがピストン・ホルダに沿って分配されており、各ピストンは、吸引チャンバ内に摺動自在に収容される下側端部をはじめ、ピストンをピストン・ホルダにマウントするための機械的な接続を介してピストン・ホルダにマウントされるピストン・ヘッドを有する。

【0006】

ピストン・ホルダにピストンをマウントするための各機械的な接続は、概して、この接続に対して特定の硬直性を与える、ピストンの平面と直交する平らな支持体を含む。したがって、これが、結果として、ピストンの平面と垂直であり、かつガイド・ロッドの摺動接続の軸を通る軸を伴うトルクを発生し得る。この寄生トルクは、２つの主要な不利益を招き、それらの第１は、観察される『レーキ効果』にあり、第２は、ピストン・ホルダおよびピペットのそのほかの可動要素の、それらの並進運動の間における無視できない摩擦に対応する。

【0007】

第１の不利益についての注意として述べるが、レーキ効果は、マルチチャンネル・ピペットの２つの正反対の位置にある最端のチャンネルの間において引き渡される体積の差によって定量化される。この効果は、したがって、ピストン・ホルダを支持するロッドの摺動ガイド接続のクリアランスにおける、その同じピストン・ホルダの変位の角度振幅によって直接的な影響を受ける。したがって、現行の設計に観察されるレーキ効果に起因して、マルチチャンネル・ピペットが有する重量測定パフォーマンスが制限される。

【0008】

摩擦および可能性としてマルチチャンネル・ピペットの可動要素の押し詰まりに関係する第２の不利益については、後者が、特にピペット操作およびパージの力に関するエルゴノミクスの点において影響を受ける。

【0009】

まったく同じか、または類似した不利益が、モータ付きまたはハイブリッド・ピペット、またはそのほかの任意のタイプのマルチチャンネル・ピペット操作システムにも観察されることに注意を要する。それの代替としてそれを、オート・ピペットの多関節アームに接続されることが意図された下側部分を形成するカセットとすることができる。

【0010】

それに加えて、リターンおよび／またはパージばねを含むマルチチャンネル・ピペットについては、それが圧縮されたときに、このばねが接続摺動ガイド内のそれの並進運動の軸に対応する軸を伴う別の寄生トルクをガイド・ロッド上に発生させる。寄生トルクは、ピストン・ホルダへ伝達され、それが、前述の並進運動の軸周りの別の寄生回転運動を受けるという結果を伴う。これは、ピストンの間の、ピペットの中心縦軸からのそれらの距離に依存するピペット操作ストロークにおける差異の別の原因である。またこれはピストン・ホルダとピペットの固定された周囲要素の間における追加の摩擦／押し詰まりのリスクも生じさせる。

【0011】

要するに、リターンおよび／またはパージばねは、ピペットの重量測定パフォーマンスをはじめ、ピペット操作およびパージの力に関するピペットの使用のエルゴノミクスをさらに低下させがちである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明の目的は、したがって、従来技術の解決策において遭遇する、上に述べられている問題を少なくとも部分的に克服する解決策を提案することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

この目的のために、本発明は、第一にマルチチャンネル・ピペット操作システムのための装置に関し、前記装置は、
－ 前記ピペット操作システムの横方向に延びるピストン・ホルダと、
－ 前記ピストン・ホルダをガイドするためのロッドであって、前記ピペット操作システムの中心縦軸と平行に、かつ前記ピストン・ホルダと直交して延びるガイド・ロッドと、
－ 前記ガイド・ロッドを、前記中心縦軸に沿ってガイドするための部材であって、中に前記ガイド・ロッドが摺動自在にマウントされるガイド部材と、
－ 前記ピストン・ホルダに沿って分配される複数のピストンであって、それぞれのピストンが吸引チャンバ内に摺動自在に収容される下側端部をはじめ、前記ピストン・ホルダに前記ピストンをマウントするための接続メカニズムを介して前記ピストン・ホルダにマウントされるピストン・ヘッドを有する複数のピストンと、
－ 前記ピペット操作システムの前記横方向に沿って分配される試料採取コーン・ホルダ・チップの列であって、それぞれのチップが前記吸引チャンバのうちの１つとそれぞれ連通する試料採取コーン・ホルダ・チップの列と、
を包含する。

【0014】

本発明によれば、前記機械的なマウント接続が、前記ピストンのうちの少なくとも１つのために、好ましくはそれらのうちのいくつか、またはそれらのうちの全部のために、前記ピペット操作システムの前記横方向および前記中心縦軸と直交して、または実質的に直交して向き付けされた前記ピストン・ヘッドの回動軸を連帯的に定義する２つの接触点を含む。前記装置は、さらに、前記２つの接触点を設定するために前記ピストン・ヘッドを前記ピストン・ホルダに対して上向きに押し付ける前記ピストンと関連付けされた弾性戻り手段を含む。

【0015】

このように本発明は、マルチチャンネル・ピペット操作システム上において一般に実装されていた原理、すなわち、ピストン・ホルダ内におけるピストンのヘッドのある種の埋め込みを導くピストン・ホルダとピストンの間の接続のために比較的高い硬直性を提供するという事実との関係を遮断している。本発明においては、むしろその逆に、これらの接続に、前記ピストン・ホルダとの前記２つの接触点によって定義される回動軸周りに前記ピストン・ヘッドが枢動する可能性とともに、特定の柔軟性が導入される。

【0016】

前記ピストン・ヘッドにおいて許容されるこの移動の自由度は、第一にピストン・ホルダのレーキ効果が制限されることを可能にし、そのことが、精度／再現性に関する利得を都合よく導き、前記ピペット操作システムのためのより良好な重量測定パフォーマンスの獲得を可能にする。また、この移動の自由度は、並進運動で移動する要素の、特に前記ピストン・ホルダおよび前記ピストンの摩擦および押し詰まりのリスクを制限することも可能にする。このことは、都合よく、マニュアル・ピペットのときにはピペット操作およびパージの力における低減を結果としてもたらし、したがって、より良好なピペットの使用のエルゴノミクスを導き、あるいはモータ付きおよびハイブリッド・ピペットにおいては、駆動モータのサイズならびにバッテリのサイズの低減を導く。

【0017】

さらにまた、前記ピストン・ヘッドの前記機械的なマウント接続の前記２つの接触点の特定の位置決めの好結果として、リターンおよび／またはパージばねからの結果としてもたらされる寄生トルクを、シールを備える前記ピストンを使用して吸収することが容易になる。実際に前記ガイド・ロッドの並進運動の軸に沿って及ぼされるこの寄生トルクは、直接前記ピストン・ホルダへ、その後前記ピストンへ、最後に、それぞれの吸引チャンバの内の放射状の接触点を設定する前記シールへと伝達される。前記ピストン・シールを介した、前記ガイド・ロッドの並進運動の軸に沿った前記寄生トルクを吸収するこの方法は、レーキ効果を大きく制限する一方、前記ピペットの可動部品の摩擦を低減する。前記ピペットの重量測定パフォーマンスがさらに増加し、ピペット操作およびパージの力をさらに低減することが可能である。

【0018】

さらにまた、この寄生トルクを吸収するピストン・シールの使用は、前記ピストン・ホルダの両端部を、前記ピペット操作システムの固定された部分によって個別にガイドする必要がなくなることから、このシステムの設計の単純化を、したがってそれの重量の軽減を可能にする。個別にガイドする必要がなくなるというよりは、むしろ、前記ピストン・ホルダの前記両端部を、前記ピペット操作システムのそのほかの部分との接続を伴うことなく自由なままにしておくことが可能である。

【0019】

最後に、提案されている解決策が、前記ピストン・シールがオートクレーブ内の多数回のサイクルに耐えることを都合よく可能にする一方、エルゴノミクスに有害な摩擦力の発生を伴うことなく、必要とされるシールを、それらと関連付けされた吸引チャンバへ継続的に提供することに注意する。このように、提案されている解決策は、重量測定および使用のエルゴノミクスの点において特に効率的であることを明らかにする一方、満足の得られる前記ピストン・シールの寿命を確保する。

【0020】

また、本発明は、好ましくは、次に挙げる、個別に、または組み合わせで採用されるオプションの特徴のうちの少なくとも１つも含む。

【0021】

好ましくは、前記弾性戻り手段が、断面がボトムから上向きにテーパーを有する全体的に円錐形状のコイルばねによって形成される。このばねの形状および向きは、前記ピストン・ヘッドの前記回動軸周りの前記ピストン・ヘッドの枢動を容易にする一方、前記ピストン・ホルダに対するピストンの軸押しを確保する。

【0022】

それに代えて、前記弾性戻り手段が、変形されたワイヤの形状のばねによって形成される。

【0023】

前記ピストン・ホルダは、２つの反対側の自由横端部を有する。

【0024】

前記ガイド・ロッドは、前記中心縦軸に沿って互いに間隔が離された２つの摺動ピボット接続を介して、前記ガイド部材内に摺動自在にマウントされる。

【0025】

各ピストンは、それの下側端部において、前記ピストンと関連付けされた前記吸引チャンバの内側表面を圧迫するシールを担持する。

【0026】

好ましくは、前記シールをリップ・シールとする。

【0027】

各機械的なマウント接続の前記２つの接触点は、関連付けされたピストン軸に関して対称に配される。

【0028】

各機械的なマウント接続の前記２つの接触点は、
－ 前記ピストン上に備えられたトロイダル表面と、前記ピストン・ホルダ上に備えられ、互いに対して相対的に傾斜される２つの平らな表面を使用する方法、
－ 前記ピストン上に備えられた球状表面と、前記ピストン・ホルダ上に備えられ、互いに対して相対的に傾斜される２つの平らな表面を使用する方法、
－ 前記ピストン上に備えられた円錐状表面と、前記ピストン・ホルダ上に備えられた２つの球状表面を使用する方法、
－ 前記ピストン上に備えられた平らな表面と、前記ピストン・ホルダ上に備えられた２つの球状表面を使用する方法、
－ 前記ピストン上に備えられた球状表面と、前記ピストン・ホルダ上に備えられた２つの球状表面を使用する方法、
－ 前記ピストン上に備えられた球状表面と、前記ピストン・ホルダ上に備えられた２つの円筒状表面を使用する、セカント軸を伴う方法、または、
－ 前記ピストン上に備えられたトロイダル表面と、前記ピストン・ホルダ上に備えられた２つの円筒状表面を使用する、セカント軸を伴う方法、
のうちのいずれかで作られる。

【0029】

本発明の好ましい実施態様によれば、前記吸引チャンバが平行なチャンバ軸を有する。

【0030】

すべての前記チャンバ軸を、前記ピペット操作システムの同一の横平面内に配するか、または前記ピペット操作システムの２つの別々の平行な横平面内においてずらし配置態様で配することが可能である。後者の場合においては、前記ピストン・ヘッドもまた、前記チャンバ軸によって定義される同じ前記２つの横平面内において、これらのチャンバ軸が前記ピストン軸とペア毎に一致するようにずらし配置態様で配することが可能である。それに代えて、前記ピストン・ヘッドを、すべて、前記チャンバ軸によって定義される前記２つの横平面と平行、かつそれらの間に配される横線に沿って整列させることが可能であり、その結果、前記ピストン軸が、それらの対応するチャンバ軸に関して傾斜されるようになる。

【0031】

好ましくは、前記ピストン・ホルダが、互いに固定される２つの部品から作られ、それらの間に前記ピストン・ヘッドと前記弾性戻り手段が配される。それに代えて、前記ピストン・ホルダが、たとえば、２００または３００μＬ等の小容量の試料採取が意図されたピペットのためにワンピースで作られる。

【0032】

最後に、本発明は、この種の装置を包含するマルチチャンネル・ピペット操作システムにも関係し、前記ピペット操作システムは、好ましくはマニュアル、モータ付き、またはハイブリッド試料採取ピペットである。それに代えて、それを、たとえば、自動化されたピペット操作システムとすることが可能である。

【0033】

本発明のそのほかの利点および特徴は、以下の非限定的な詳細な説明の中に現れてくるであろう。

【0034】

この説明は、次に挙げる添付図面に関して与えられることになる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】空気置換マルチチャンネル試料採取ピペットを示した正面図である。

【図2】手前の図面内に示されているピペットの統合された部分を形成する、本発明の第１の好ましい実施態様に従った装置の図である。

【図2a】図１および２に示されているピペットの部分的な斜視図である。

【図3】図２および２ａに示されている装置の上側部分の軸方向断面図である。

【図4】図２および２ａに示されている装置の下側部分の斜視図である。

【図5】装置の下側部分の側面図である。

【図5a】第１の好ましい実施態様に実装されるピストン・ホルダを示した斜視図である。

【図5b】手前の図面内に示されているピストン・ホルダの部分の拡大斜視図である。

【図6】ピストン・ホルダ上にピストンをマウントするための機械的な接続を示した手前の図面内に示されている装置の部分の拡大正面図である。

【図7a】手前の図面内に示されている機械的なマウント接続の部分的な斜視図である。

【図7b】代替に従った機械的なマウント接続の部分的な斜視図である。

【図7c】別の代替に従った機械的なマウント接続の部分的な斜視図である。

【図7d】さらに別の代替に従った機械的なマウント接続の部分的な斜視図である。

【図7e】さらに別の代替に従った機械的なマウント接続の部分的な斜視図である。

【図7f】さらに別の代替に従った機械的なマウント接続の部分的な斜視図である。

【図7g】さらに別の代替に従った機械的なマウント接続の部分的な斜視図である。

【図8】図５に示されている装置の部分を示した斜視図である。

【図9】図６に類似する図である。

【図10】本発明の第２の好ましい実施態様の形式の装置の、図５に類似する正面図である。

【図11】第２の好ましい実施態様に実装されるピストン・ホルダを示した斜視図である

【図12】本発明の第３の好ましい実施態様に従った装置を示した部分分解斜視図である。

【図13】手前の図面のピストン・ホルダと直交する平面に沿った断面図である。

【図14】図１２のピストン・ホルダと平行な平面に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

最初に図１乃至３を参照すると、本発明の好ましい実施態様に従ったマルチチャンネル試料採取ピペット１が示されている。それにもかかわらず、本発明がピペットに限定されることはないが、任意のマルチチャンネル・ピペット操作システムに、特に、オート・ピペットと呼ばれる自動化されたピペット操作システムに適用される。

【0037】

図１乃至３のこの実施態様においては、ピペットが、たとえば１２００μｌといった高容量の試料採取のために好ましく意図されている。しかしながら、その設計は、より小さい容量、たとえば２００または３００μＬの試料採取にも適合する。

【0038】

マニュアル、モータ付き、またはハイブリッド空気置換ピペット１は、上側部分のハンドル２を形成するボディをはじめ、それの下側端部において、上からコーンまたは消耗品８をプレス嵌めすることが意図された試料採取コーン・ホルダ・チップ６を統合する下側部分４を包含する。

【0039】

試料採取コーン・ホルダ・チップ６は、矢印１０によって表されている、ピペットのラテラル方向とも呼ばれるピペット操作システムの横方向において互いに間隔が離されている。各チップ６は、上側端部において吸引チャンバ１３ａ、１３ｂと、また下側端部において試料採取コーン８と連通する貫通オリフィス１２を有する。貫通オリフィス１２は、関連付けされたチップ６に中心合わせされているか、またはされてなく、言い換えると、上にプレス嵌めされるコーンが中心合わせされるチップの中心軸７にそれが中心合わせされているか、またはされていない。

【0040】

ピペット１は、下側部分４の中心縦軸および本発明に特有の装置３２のそれにも対応する中心縦軸１４を有する。この軸１４は、ピペットの高さ１５の方向と平行であり、横方向１０と直交する。中心縦軸１４は、ハンドル２と交差し、一般に、横方向１０における当該軸の両側に配置されるチップ６がまったく同じ数を有するように配置される。さらにまた、概して軸１４は、貫通オリフィス１２の軸およびそれらの関連付けされたチップ６およびコーン８の軸７と平行であり、また、以下に述べるピペットの可動要素の摺動／並進運動の方向に対応する高さ１５の方向に対しても平行である。

【0041】

図１乃至３に示されている例においては、チップの単一の横列が形成されるように、方向１０に整列する１２個のチップ６が備えられる。また、それぞれのチップ６の中心軸７は、方向１０に延びる同一の直線９を挟み取る。

【0042】

当業者に周知のとおり、下側部分４は、ハンドルを形成するボディ２上に螺合される態様で好ましくマウントされる。

【0043】

本発明の特徴のうちの１つは、下側部分４の殆どすべてをはじめ、ハンドル２の小部分を形成する装置３２の設計にある。装置３２は、その全体が図２に示されているが、それの第１の好ましい実施態様の説明は、すべて図２乃至９に関して行う。

【0044】

周知の態様において、下側部分４は、固定本体１６をはじめ、この固定本体１６と相対的に、摺動方向１５に移動可能なアッセンブリ１９を包含する。

【0045】

ピペットの下側部分の固定本体１６は、互いに一体化されるか、または取り付けられるいくつかの要素を使用して作られるか、またはワンピースとして作られる。そこには、特に、吸引チャンバ１３ａ、１３ｂ、およびコーン保持チップ６があり、これらの要素は、チャンバ１３ａ、１３ｂの上側端部により横切られる固定横保持プレート２１によって完全になる。図２ａに部分的に示されているとおり、外側の取り外し可能なカバー１７が、固定本体１６の周囲に配されており、このカバーは、概して、装置３２の下側部分を、チップ６の下側部分だけが下向きにこのカバー１７の外側に突出するようにカバーする。後者は、固定横保持プレート２１のエッジを収容するための凹部を内側に有する。

【0046】

一方、可動アッセンブリ１９は、カバー１７の内側で横方向１０に延びる全体的にバーの形状のレーキとも呼ばれるピストン・ホルダ３４を含む。ピストン２０ａ、２０ｂは、横方向１０において互いに規則的な間隔でピストン・ホルダに沿って分配されており、それぞれは、軸１４と平行に向き付けされている。ピストン・ホルダ３４は、全体的にピストン２０ａ、２０ｂのピストン・ヘッドの収容が可能となるように、それらの上方に位置する。より詳細に述べれば、これらのピストン・ヘッドは、摺動方向１５の両方向における並進運動が、この同じ方向におけるピストン・ホルダの前後移動に従うことが可能となるように、ピストン・ホルダ３４によってブロックされる。

【0047】

各ピストン２０ａ、２０ｂは、関連付けされた吸引チャンバ１３ａ、１３ｂのうちの１つの中に摺動自在に収容される下側端部を有し、吸引チャンバ自体が、それぞれチップ６のうちの１つと連通している。

【0048】

下側ピペット部分４の可動アッセンブリ１９は、ピストン・ホルダ３４のガイド・ロッド３８と固定的に接続される。ガイド・ロッド３８は、中心縦軸１４と平行に、たとえば、後者に中心合わせされて延び、このロッド３８もまた、ピストン・ホルダ３４と直交して延びることが含意される。それがハンドル２を通り、ピペットの下側部分４の一体部分を形成する固定ガイド部材４０内において軸１４に沿って摺動自在にマウントされており、またそれは、ハンドル２内にも侵入する。

【0049】

より具体的に述べれば、軸１４に沿って摺動自在に固定ガイド部材４０内に収容されるガイド・ロッド３８が、図３を参照すると示されている。これら２つの半径方向の間に、ピペット操作のためのリターンばね４２と、パージばね４４が備えられる。これらは、円筒状圧縮コイルばねであり、軸方向においてガイド・ロッド３８を圧迫する。このロッド３８の上側部分においては、第１の摺動ピボット接続が形成されるように、ショルダ４６ａが中空ガイド部材４０の内側表面と協働する。それに加えて、その下側端部においては、第１の摺動ピボット接続から方向１５において間隔が離された第２の摺動ピボット接続が形成されるように、ガイド部材４０が、最小限のクリアランスを伴ってロッド３８が通過するボア４６ｂを有する。これら２つの接続の間の間隔は、したがって、効率的なガイドが獲得されるように、またガイド・ロッド３８の寄生クリアランスがもっともよく制限されるように、可能な限り大きくする。

【0050】

この第１の好ましい実施態様について、図３乃至５は、チャンバ１３ａ、１３ｂおよびピストン２０ａ、２０ｂのアレンジメントに関するピペット特徴の１つを示している。ピストンは、２つの平行な横列が形成されるように、ずらし配置態様で配置される。第１のピストン２０ａは、ピペットの第１の横平面Ｐ１内に収まることによって第１のピストン列を形成し、言い換えるとこれらの第１のピストン２０ａのピストン軸４８ａは、すべて同一の、方向１０ならびに１５に対して平行な横平面Ｐ１内に収まる。同様に、第２のピストン２０ｂは、平面Ｐ１と平行かつ、それとは区別されるピペットの第２の横平面Ｐ２内に内接させることによって第２のピストン列を形成する。これらの第２のピストン２０ｂのピストン軸４８ｂは、したがって、同一の、これもまた方向１０ならびに１５に対して平行な第２の横平面Ｐ２内にすべて内接させられる。さらにまた、この第１の実施態様においては、ピストン軸４８ａ、４８ｂが互いに平行であり、２つの平面Ｐ１、Ｐ２は、軸１４の両側に位置する。

【0051】

ピストンのこの特定のアレンジメントは、吸引チャンバ１３ａ、１３ｂに対しても適用される。実際、チャンバは、２つの平行な横列が形成されるように、ずらし配置態様で配置される。第１のチャンバ１３ａは、第１の横平面Ｐ１内に収まることによって第１のチャンバ列を形成し、言い換えるとこれらの第１のチャンバ１３ａのチャンバ軸５０ａは、すべて同一の横平面Ｐ１内に収まり、関連付けされた第１のピストン２０ａのピストン軸４８ａとペア毎に一致する。同様に、第２のチャンバ１３ｂは、第２の横平面Ｐ２内に収まることによって第２のチャンバ列を形成し、言い換えるとこれらの第２のチャンバ１３ｂのチャンバ軸５０ｂは、すべて同一の第２の横平面Ｐ２内に収まり、関連付けされた第２のピストン２０ｂのピストン軸４８ｂとペア毎に合流する。

【0052】

図５ａ、５ｂ、および６に示されているとおり、この特定のアレンジメントを達成するためにピストン・ホルダ３４は、横平面Ｐ１内において整列する第１の一連のシート５２ａと、平面Ｐ２内において整列する第２の一連のシート５２ｂとを含む。シート５２ａは、第１のピストン２０ａのピストン・ヘッド５６を収容するべく備えられており、シート５２ｂは、第１のピストン２０ｂのピストン・ヘッド５６を収容するべく備えられている。

【0053】

図５は、ピストン２０ａ、２０ｂのそれぞれの下側端部に、関連付けされている吸引チャンバ１３ａ、１３ｂの内側表面４９を圧迫するシール４７が備えられることを示す。シール４７は、たとえばエラストマ材料から作られ、本発明の範囲からの逸脱を伴うことなくほかの形状を考えることがたとえ可能であるとしても、好ましくはリップ・シールとする。

【0054】

ピストン・ヘッド５６がピストン・ホルダと協働する態様は、本発明に特有であり、図６を参照してそれについて述べる。これに関しては、この図６の教示が、第１および第２のピストン２０ａ、２０ｂの両方に適用できることに注意する。以下においては、便宜上、第１のピストン２０ａだけを参照する。

【0055】

まずはじめに、ピストン・ホルダ３４は、方向１５にスタックされることによって互いに固定される２つの部品３４ａ、３４ｂから作られている。主要部品３４ａは、他方の上に位置し、かつピストン・ヘッド５６を受け入れるための、下向きに開いたシート５２ａ、５２ｂが現れるような下側表面構造を有する主要部品である。他方の部品３４ｂは、ピストン２０ａ、２０ｂのための通過オリフィス５８に差し込まれる単純な閉じカバーを形成する。通過オリフィス５８は、したがって、ピストン・ヘッド５６が配される空間６０が形成されるようにペアのシート５２ａ、５２ｂと整列する。それに代えて、ピストン・ホルダ３４が単一部品として製造されること、言い換えると一体で／ワンピースで、たとえばモールディングによって作られることも可能である。ワンピースでレーキ３４を製造するためのこの解決策は、それに加えて、たとえば、２００または３００μＬ等の小容量の試料採取が意図されたピペットの下側部分について好ましい。

【0056】

図６は、ピストン・ホルダ３４にピストン・ヘッド５６をマウントするための機械的な接続６２を示している。この接続６２が、好ましくは、ピペットのすべてのピストン２０ａ、２０ｂのために取り入れられている。これには、ピストン・ヘッドの回動軸６６を連帯的に定義する２つの接触点６４ａ、６４ｂが含まれる。この２点接続６２は、ピストン・ヘッドの回動軸６６が横方向１０および軸１４と直交するか、または実質的に直交するように向き付けされる。言い換えると、この回動軸６６は、バー形状のピストン・ホルダ３４と直交して向き付けされ、それによりピストン２０ａが、それのヘッド周りに、ピストン３４と相対的に、この同じ２つの要素２０ａ、３４によって定義される横平面内において枢動することが可能になる。

【0057】

２つの接触点６４ａ、６４ｂは、ピストン軸４８ａに関して対称に配され、かつシート５２ａ上において直径方向に反対側となる。

【0058】

２つの接触点６４ａ、６４ｂを維持するために、装置３２は、ピストン・ヘッド５６を上向きに、ピストン・ホルダ３４のシート５２ａに対して押し付けるリターンばね６８も含む。ここでは、ばね６８を、断面がボトムから上に向かうテーパーを有し、ピストン軸４８ａ上に好ましく中心合わせされる全体的に円錐形状のコイルばねとする。このばね６８の形状および向きは、回動軸６６周りのピストン・ヘッド５６の枢動を容易にする一方、ピストン・ホルダ３４に対するピストン２０ａの軸押しを確保する。ばね６８は、空間６０内に収容され、したがって、閉じカバー３４ｂを圧迫する下側端部と、直径がより小さい、ピストン２０ａのショルダ７０を圧迫する上側端部を有する。

【0059】

図７ａ乃至７ｇは、機械的なマウント接続６２の２つの接触点６４ａ、６４ｂを獲得するためのいくつかの幾何学的な選択肢を示している。

【0060】

まずはじめに図７ａにおいては、ピストン軸４８ａ上に中心合わせされる表面７０がピストン・ヘッド５６に備えられ、ここでは、表面７０がトロイダルである。それは、ピストン軸４８ａに関して対称に配されるシート５２ａの２つの部材７２上のバイパンクチュアル・ベアリングに属する。ここでは、２つの部材７２が互いに関して傾斜された、横方向１０と平行な２つの平らな表面であり、これらの表面７２は、図５ｂにも見ることができる。

【0061】

図７ｂにおいては、表面７０が、球状表面であり、ピストン・ホルダに備えられた２つの傾斜された平らな表面７２と接触する。

【0062】

図７ｃにおいては、表面７０が、円錐状表面であり、ピストン・ホルダに備えられた２つの球状表面７２と接触する。

【0063】

図７ｄにおいては、表面７０が、ピストン軸４８ａと直交する平らな表面であり、ピストン・ホルダに備えられた２つの球状表面７２と接触する。

【0064】

図７ｅにおいては、表面７０が、ピストン上に備えられた球状表面であり、ピストン・ホルダに備えられた２つの球状表面７２と接触する。

【0065】

図７ｆにおいては、表面７０が、球状表面であり、ピストン・ホルダ上に備えられた２つの円筒状表面７２と接触し、ピストン軸４８ａ上の点において交差する軸を伴う。

【0066】

最後に、図７ｇにおいては、表面７０が、軸４８ａを伴うトロイダル表面であり、ピストン・ホルダ上に備えられた２つの円筒状表面７２と接触し、これもまた、ピストン軸４８ａ上の点において交差する軸を伴う。

【0067】

図８および９を参照し、本発明によって与えられる多様な利点を説明する。

【0068】

まずはじめに、機械的なマウント接続６２に導入された柔軟性の好結果として、各ピストン２０ａ、２０ｂのピストン・ヘッド５６が、２つの接触点６４ａ、６４ｂによって定義されるそれの回動軸６６周りに実際に枢動することが可能である。この移動の自由度は、ピストン・ホルダ３４のレーキ効果が制限されることを可能にし、そのことが、精度／再現性に関する利得と、より良好な重量測定パフォーマンスの獲得を都合よく導く。また、この移動の自由度は、並進運動で移動する要素、特にピストン・ホルダ３４およびピストン２０ａ、２０ｂの摩擦および押し詰まりのリスクを制限することも可能にする。このことは、都合よく、ピペット操作およびパージの力における低減を結果としてもたらし、したがって、ピペットの使用のより良好なエルゴノミクスを導く。

【0069】

それに加えて、２つの接触点６４ａ、６４ｂの特定の位置決めの好結果として、リターンおよび／またはパージばねから結果としてもたらされる寄生トルク、すなわち軸１４に沿って及ぼされ、図８においては矢印７４によって略図的に参照されているトルクを容易に吸収することが可能となる。この吸収は、ピストン２０ａ、２０ｂの、シール４７を備える下側端部を使用して生じる。実際にこの寄生トルク７４は、ピストン・ホルダ３４へ直接、その後ピストン２０ａ、２０ｂへ、最後に、それぞれのチャンバ１３ａ、１３ｂの内側表面４９上の放射状接触点７６を設定するシール４７へと伝達される。これらの放射状接触は、そのうちの１つが図８に矢印７８によって略図的に参照されているが、軸６６を統合し、かつ方向１５と平行な平面内においてピストンの寄生回転を伴わずに、特に、図９において矢印８０によって略図的に参照されているばね６８の戻り力の好結果として維持される。

【0070】

ピストン・シール４７を介した、軸１４に沿う寄生トルクを吸収するこの方法は、レーキ効果を大きく制限する一方、ピペットの可動要素の摩擦を低減する。重量測定パフォーマンスが増加し、ピペット操作およびパージの力が低減される。

【0071】

さらにまた、ピストン・シール４７を使用した軸１４に沿う寄生トルクの吸収は、ピペットの設計の単純化および重量の低減を可能にする。実際に、ピストン・ホルダ３４の横方向の両端部を、ピペットの固定部品によって個別にガイドする必要がなくなり、それに加えてそれらは、図２ａに見られるとおり、下側部分のカバー１７によって画定される内部空間内において優先的に自由である。『自由』端は、ピペットのほかの部分、特に固定部品との直接的な機械的な接続を有しない端部を意味する。

【0072】

最後に述べれば、提案されている解決策は、ピストン・シール４７が多数回のオートクレーブ・サイクルに耐えることも可能にする一方、必要とされるシールをそれらと関連付けされたチャンバ１３ａ、１３ｂに提供する。これに関して言えば、ピペット操作システムの分野で周知の、広く使用されている態様において、オートクレーブは、特定の温度および圧力条件の下に、飽和水蒸気の存在する中での部品の滅菌を可能にする動作からなることに注意する。温度、圧力、および水蒸気の組み合わされた作用は、部品、特に接合箇所の寸法を変更し得る。それにもかかわらず、各ピストンに与えられた回転の自由度の好結果として、本発明は、シールがそれのチャンバ内において良好なシーリングを継続的に確保することを、チャンバ内における再位置決め能力に起因してそれの位置が常に最適にとどまることから、限定的な接触を伴う場合でさえ可能にする。図１０および１１は、本発明の第２の好ましい実施態様を示し、それにおいてピストン・ヘッド５６は、ずらし配置態様で配されることはそのまま残されたチャンバ１３ａ、１３ｂの軸５０ａ、５０ｂによって定義される横平面Ｐ１およびＰ２と平行に配される横線８４に沿ってすべて整列する。また、横線８４の位置は、２つの平面Ｐ１、Ｐ２の間でもある。その結果、ピストン軸４８ａ、４８ｂは、それらに対応するチャンバ軸５０ａ、５０ｂに関して、すべて、第１のピストン２０ａのための所定の方向、および第２のピストン２０ｂのための反対の方向において傾斜されている。ピストン軸４８ａ、４８ｂの傾斜は、並進運動の間に漸進的に変化するが、たとえば５乃至１０°の範囲の適度に小さい角度範囲内である。ピペット操作の間におけるこの傾斜の漸進的変化は、機械的な接続６２内のばね６８の弾性変形によって可能になる。

【0073】

この第２の実施態様においては、ピストン・ヘッド５６を受け入れるためのシート５２ａ、５２ｂもまた、横線８４に沿ってピストン・ホルダ３４上にすべて整列させることが可能である。このことは、たとえば、図５ａおよび５ｂに見ることができる、シート５２ａ、５２ｂの２つの横列の間のオフセットから結果としてもたらされがちな二次レーキ効果を都合よく制限する。

【0074】

当然のことながら、非限定的な例としてだけここで今述べたばかりの、その範囲が付随する請求の範囲によって限定される本発明に対して、当業者によって多様な変更が行われる可能性はある。たとえば、本発明を、たとえばより低容量の試料採取のために意図された図１２乃至１４の第３の実施態様に示されているとおり、すべてのチャンバの軸およびすべてのピストンの軸が同一平面内に位置する場合にも適用することが可能である。

【0075】

この第３の実施態様においては、それの特徴を上に述べられている実施態様のそれらと組み合わせること、および／または相互交換することが可能であるが、各チップ６は、それの関連付けされた吸引チャンバ１３ａ、１３ｂとともにワンピースで作られる。

【0076】

図１２乃至１４においては、各ピストン２０ａ、２０ｂのヘッドの上側部分だけが示されている。図示されていない下側部分には、この上側部分と結合されることが意図されている。たとえば、２００および３００μＬタイプの容量の試料採取のために考えられた第１の可能性によれば、ピストンの下側部分が、嵌め合いによって上側部分のチップ１００を受け入れるべく提供される。たとえば、より小さい１０または２０μＬタイプの容量の試料採取のために考えられた第２の可能性によれば、ピストンの下側部分が、ピストン・ヘッド５６が組み込まれた上側部分のボア１０２内へのプレス嵌めによる結合のために提供される。

【0077】

この第３の実施態様においては、別の特徴が、レーキ３４に対してピストン・ヘッド５６を保持するための弾性戻り手段にある。これらの手段が、ここでは、特に、それぞれが方向１０および１５と実質的に直交し、かつ２つのピストン・ヘッド５６を、それぞれ軸方向に圧迫する２つの端部の枝１０６を包含するワイヤの態様で作られるクリップ１０４の形式を取る。クリップは、概してＣ字形状を取り入れ、Ｃ字の下側部分が２つの実質的に平行な端部の枝１０６によって形成され、Ｃ字の上側部分１０８が、レーキ３４の上側表面を軸方向に圧迫し、Ｃ字の中央部分１１０が、方向１０と直交する方向においてレーキ３４をバイパスしている。

【0078】

その結果として、各クリップ１０４は、変形されたワイヤによって製造され、それの概してＣ字形状および２つの端部の枝１０６が助けとなって、２つの隣接するピストン・ヘッド５６に対して戻り力を印加することが可能になる。それに代えて、各ワイヤ製のクリップが、概してＵ字形状を維持するが、１つのピストン・ヘッド５６に対してだけ戻り力を印加することも可能である。

【図1】

【図2】

【図2a】

【図3】

【図4】

【図5】

【図5a】

【図5b】

【図6】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図7d】

【図7e】

【図7f】

【図7g】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【国際調査報告】