JP2011200784A - 定量液体採取用スポイト - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、特に１ｍｌ以下の微少な量の液体を操作する場合にも負担が掛からず、簡単な操作で精度良く採取することができ、しかも使い捨てが可能な安価の計量スポイトを提供することにある。
【解決手段】本発明の定量液体採取用スポイトは、一端が開口した開口端部からなる内部に管路が形成された管体部と該管体部の他端の基端部に屈曲自在の連結管部を介して押圧部を連結し、少なくとも前記管体部の開口部から前記連結管部まで管路が連通してなり、前記押圧部を押圧変位させることにより前記連結管部が屈曲されて所定量の容積が減少し、続いて押圧を解除したときの形状復帰により開口端部より所定量の液体を前記管体部内に採取することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、定量の液体を繰り返し安定に採取することが出来るスポイト、特に検査されるべき被検体を微少な定量分を容易にしかも精度良く採取できるスポイトに関する。

液体を採取するスポイトは古くから薬剤やインクなどの液体を移すときに使用されてきた器具であり、基本構造は細管の一端部に弾性体からなる袋状の操作部が取付けられたものであり、古くはガラス管とゴム袋が用いられていた。操作部を押圧圧縮してスポイト内の容積を減少させて空気を排出させた後、細管の先端部を採取する液体内に挿入し、操作部を放して形状復帰する際に先に容積が減少した分に見合う量の液体をスポイト内に採取するという動作である。近年は安価で壊れにくく取扱が容易なプラスチック素材からなる一体構造のものが普及してきた。このスポイトは単に液体を移すという機能の他に、所望量を採取したいという要望に応えて計量機能を備えたものが普及している。

特許文献１に示されたものは従来のスポイトが様々な量の液体採取するためにはそれぞれの量に応じた操作部のものを別々に揃えるか、操作部を手加減で調整することが必要であることに鑑みて考案されたもので、図３に示されるように操作部である加圧室の構造を変形容量を異にする親室と子室とを備えたものとし、所望量に対応した加圧室を操作して適量の採取を可能にしたものである。すなわち、多量の採取の時は親室を圧縮して吸引採取し、少量の場合には小室を選択して操作する。Ｂに示されたものは４つの異なる量の採取が可能なものとして提示されている。このスポイトを用いれば所望量に見合う量の採取が容易になるものの、これによって精度の良い計量採取を求めることは難しく、精度を上げようとすれば結局は手加減調整に依存することとなり、安定した精度を期待することはできない。

また、精度の良い計量採取するためのスポイトとして、図４に示すような計量目盛りを備えたものが知られている。(Ａ)に示したものは操作部に目盛りが付されたもので、操作部を押圧圧縮し、容積が減少した分の気体に見合う量の液体を操作部の形状復帰によって吸引採取し、その際の液面位置を目盛りにて読み、求められる量の液体を目盛りで確認しつつ再度操作部を圧縮して該当量の液体を排出させるものである。目盛りによって計量可能となっているので、特許文献１に示されたものより計量精度は優れている。しかし、これも操作部の目盛りを見て行うものであるから、微量液体の計量をする際には調整が難しく精度を期待できなくなる。できなくなると共に定量を吸引する操作が容易ではない。図の(Ｂ)に示したものは目盛りが操作部ではなく、細管に付されている。細管の径は操作部の径に比べ小さいので、目盛りはより細かなものとすることができる。したがって、(Ａ)に示したものより微量の計量が精度良く行うことができる。しかしこのタイプの計量スポイトであっても更なる微少量の計量となると精度は厳しくなり、±10％以内の精度を要求された場合、１ｍｌ程度までの計量が限界である。しかもこの種の目盛り計量タイプのものは使用者に目で目盛りを見つめて量を確認するという作業負担が掛かるものであり、特に透明な液体の場合には気液境界位置を注意深く確認する必要があり、この場合も定量を吸引する操作が容易ではない。

微少定量計量が可能なものとして、特許文献２が提示されている。この発明は、１０μｌを切る微量検量の場合には、ピペッターの吸引吐出性能や、ポンプ性能、吸引ノズルの気密性、ピペットチップの撥水性と検体の粘度の関係で、微妙に目的の検量に誤差が発生し、満足できる安定した検査結果を得る事ができないということに鑑み、採取液体をより正確に検量することができるピペットチップを提供することを目的としたものである。この発明は、吸引ノズルの先端に装着され採取液体の検量を行うピペットチップであって、図５に示されるように、吸引ノズルに装着される基端部と前記採取液体の吸引および吐出を行う側の先端部とを有する本体部ａと、この本体部の先端部に設けられ前記採取液体を吸引して所定量だけ吐出自在に保持する液体保持部ｂとを有し、前記本体部内には、前記液体保持部から上記所定量を超えてオーバーフローした液体を収容するための余剰液体収容部ｃが設けられていることを特徴としている。このような構成を採用したことにより、前記液体を前記液体保持部からオーバーフローさせることで、前記液体保持部には常に所定量の液体を保持できる。このことにより、ポンプの吸引性能に誤差があった場合でも、正確な検量が行え、しかも使用者への負担は軽いものとなる。しかし、この検量装置は所定量だけの液体を計量保持する液体保持部とその液体保持部から上記所定量を超えてオーバーフローした液体を収容するための余剰液体収容部を備えるという複雑な機構を本来的に細管構造であるピペットチップ内に高精密に形成しなければならず、衛生検査等に求められる安価な使い捨て器具としては不向きである。また、余剰液が余剰液体収容部容量を超えることがないように注意しなければならない。

実開昭６４−１７３３３号公報 「スポイト」 昭和６４年１月２７日公開 特開２００７−３１５７９３号公報 「採取液体を検量するために用いられるピペットチップ、このピペットチップを用いた検量方法および検量装置」 平成１９年１２月６日公開

本発明の課題は、１ｍｌ以下の微少な量の液体であっても操作に負担が掛からず、簡単な操作で定量の液体を繰り返し安定に採取することができ、しかも使い捨てが可能な安価の計量スポイトを提供することにある。

本発明の定量液体採取用スポイトは、一端が開口した開口端部からなる内部に管路が形成された管体部と該管体部の他端の基端部に屈曲自在の連結管部を介して押圧部を連結し、少なくとも前記管体部の開口端から前記連結管部まで管路が連通してなり、前記押圧部を押圧変位させることにより前記連結管部が屈曲されて所定量の容積が減少し、続いて押圧を解除したときの形状復帰により開口端部より所定量の液体を前記管体部内に採取することを特徴とする。
本発明の定量液体採取用スポイトは、屈曲と形状復帰機能を満たす柔軟性を備えたプラスチック素材で全体構造が一体的に成形され、前記連結部は扁平形状を有するものとした。
本発明の定量液体採取用スポイトは、屈曲自在の連結管部はアーチ形状であって、前記押圧部は前記管体部の基端部から管体部軸の延長方向の所定間隔に位置するように形成されるようにした。
そして、本発明の定量液体採取用スポイトは、前記押圧部が前記管体部の前記基端部に当接すると前記連結管部が所定量減少するものとした。
更に、本発明の定量液体採取用スポイトは、前記押圧部と前記管体部の基端部は共に略球形形状に成形されたものとした。

本発明の定量液体採取用スポイトは、一端が開口した開口端部からなる内部に管路が形成された管体部と該管体部の他端の基端部に屈曲自在の連結管部を介して押圧部を連結し、少なくとも前記管体部の開口端から前記連結管部まで管路が連通してなり、前記押圧部を押圧変位させることにより前記連結管部が屈曲されて所定量の容積が減少し、続いて押圧を解除したときの形状復帰により開口端部より所定量の液体を前記管体部内に採取するものであるから、押圧して解除という単純な指の動きだけで計量採取の動作を行うことができ、使用者に負担が掛からない形態で容易に迅速に計量採取を行うことができる。しかも、連結管部の屈曲による体積変化は５ｍｍ以上の押圧部の変位量に対しても１ｍｌ以下という微少量を安定して確保することができる。
本発明の定量液体採取用スポイトは、屈曲と形状復帰機能を満たす柔軟性を備えたプラスチック素材で全体構造が一体的に成形され、前記連結部は扁平形状を有するものであるから、計量動作が確実なスポイトを安価に製造することができる。したがって、洗浄などを必要としない使い捨てのものが提供できる。

また、屈曲自在の連結管部がアーチ形状であって、押圧部は管体部の基端部から管体部軸の延長方向の所定間隔に位置するように形成された本発明の定量液体採取用スポイトは、管体部を握り込み、指で押圧部を管体部軸方向に管体部の基端部に当接するまで押圧し、所定位置で開放するという単純で楽なノック動作で、微少定量液体を採取することができる。
このように押圧部を管体部の基端部に当接して所定量押圧変位するものとした本発明の定量液体採取用スポイトは、精密な計量に対応する押圧変位量が押圧部が管体部の基端部に当接するという動作によって精度の良い変位が確実に実行され、誤差が少なく精度の良い計量が保証される。
更に、押圧部と管体部の基端部が共に略球形形状に成形されたものである本発明の定量液体採取用スポイトは、球面と球面の当接という形態となるため、接触位置が１点に決められ、正確な変位量が確保できる。すなわち、押圧部と管体部の基端部が面と面の接触である場合には、面同士で全面が当接するように設計することが難しく、また、形状も複雑となり好ましくない。

本発明に係る微少定量液体採取用スポイトの１実施形態を示す図である。 本発明に係る微少定量液体採取用スポイトの他の実施形態を示す図である。 異なる所定量を採取する従来のスポイトを示す図である。 従来の計量スポイトの形態を示す図である。 従来のピペットチップを用いた検量方法および検量装置を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示したものは本発明に係る定量液体採取用スポイトの１実施形態である。Ａの左は正面図、右は平面図であり、Ｂは前方から見た側面図、Ｃは側面断面図である。図中の符号１は細管構造の管体部であり、２は管体部の管径より太く広げられた管体部の基端部、３は管体部の基端部２と同じ幅で厚みは管体部の管径より小さい寸法とされた扁平形状の連結管部、そして４は管体部の基端部２とほぼ対称形に形成された押圧部である。更に、この管体部１の開口端部から管体部１の基端部２、連結管部３を通り押圧部４に至る管路が設けられている。この管路は、押圧部４まで連通していなくとも定量採取動作の点においては問題がないが、成形性等を考慮すると上記構成が好ましい。この実施形態例は、プラスチック素材のブロー成形で一体構造に製造されたものである。

図のＤはこの実施形態の定量液体採取用スポイトの屈曲動作説明図であり、Ｅはその屈曲時の状態を断面図で示したものである。管体部の基端部２付近を握り込み親指で押圧部４を押してこのように連結管部３を屈曲させる。この際連結管部３がアーチ状に変形し、その外側壁部と内側壁部間の距離が縮められることによりこの領域の容積が若干減少する。この容積減少量は従来スポイトの袋状の操作室の押圧変形に比べ極めて小さいものとなっている。この連結管部の屈曲による体積変化は微細な手加減を必要としない５ｍｍ以上の押圧部の変位量に対して、１ｍｌ以下という微少量の容積変化を安定して確保することができるもので、このような機構を提示した点が本発明の技術的思想のポイントである。この実施例は図示されているようにほぼ９０度屈曲させることで所望の容積変化を生じさせ、適量の液体採取ができるように設計されている。この９０度屈曲は管体部の端部２付近に人差し指がかかるように握り込み親指で押圧部４を押して人差し指の側面に押圧部４を当接させることで連結管部３をほぼ９０度に屈曲させることができる。

本発明に係る定量液体採取用スポイトは管体部１の開口端部を採取する液体内に挿入し、押圧部４を押して連結管部３を屈曲変形させ、スポイト内の容積を減少させて空気を排出させた後、押圧部４を放して形状復帰する際に先に容積が減少した分に見合う量の液体をスポイト内に採取するという動作である。従って、この屈曲変形が可能であって、かつ押圧部４の開放によって元の形状に形状復帰ができる柔軟性を備えていることと溶解性がないことが必要である。したがって、プラスチック素材にはその要件を満たすものであればよいのであるが、高密度ポリエチレンやポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートを用いることができる。また、微少量の液体を採取し、排出させるものであるため、管体部１に付着する液体についても無視できない。このような場合には、設計に当たって扱われる液体の粘性とスポイトの素材の撥水性とを勘案して、連結管部３の屈曲変形による容積変化量を決めることになる。スポイトに付着して残留する液体があってもこれが常に一定値とみなせれば計量への大きな影響はないからである。

図２に示したものは本発明に係る定量液体採取用スポイトの異なる実施形態である。Ａは側面図であり、Ｂはこの側断面図、Ｃは正面図である。図中の符号１は細管構造の管体部であり、２は管体部の管径より大きな半球体形状の管体部の基端部、４は管体部の基端部２とほぼ同径に形成された球体形状押圧部、そして３は前記管体部の基端部２と押圧部４とを連結するように配置された扁平形状でありアーチ状の連結管部である。更に、この管体部１の開口端部から管体部１の基端部２、連結管部３を通り押圧部４に至る管路が設けられている。この管路は、押圧部４まで連通していなくとも定量採取少の点においては問題がないが、成形性等を考慮すると上記構成が好ましい。この実施形態例も、プラスチック素材のブロー成形で一体構造に製造されたものである。この実施形態でもプラスチック素材には一般的な高密度ポリエチレンやポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートを用いることができる。

図のＤはこの実施形態の定量液体採取用スポイトの屈曲動作説明図であり、Ｅはその屈曲時の状態を断面図で示したものである。管体部の基端部２付近を握り込み指で押圧部４を押してこのように連結管部３を屈曲させる。図から分かるように連結管部３は外側壁面が緩い曲率、内側壁面がきつい曲面形状とされた扁平形状である。押圧部４が押圧されるとアーチはさらに曲率を増すように変形し、その外側壁部と内側壁部間の距離が縮められることによりこの領域の容積が若干減少する。この容積減少量が従来スポイトの袋状の操作室の押圧変形に比べ極めて小さいものとなっていることは図１のものと同様である。この実施形態の特徴点は押圧部４が管体部の基端部２に当接することによって変位量が一定に保てる点にある。使用者は屈曲量を手加減する必要はなく、単純に親指で押圧部４をノックすれば押圧部４が管体部の基端部２に当接するまで自然に変位する。要するに、初期形状における押圧部４と管体部の基端部２との間隔分がこのスポイトにおける押圧部４の変位量となるわけで、これによって、連結管部３の屈曲変形による容積変化が精度良く実現できるものである。

本発明の実施例となる定量液体採取用スポイトについて、採取量の再現性を確認する試験を行なった。実施例１のスポイトは図１に示した実施形態のもので、素材は高密度ポリエチレンを用い、扁平形状の連結管部の寸法はＬ＝20ｍｍ，Ｄ＝2.8ｍｍ，Ｗ＝11ｍｍで厚みは0.5ｍｍ程度のものを使用した。試験方法は試験液として水を用い、採取した液体の重量を計測するもので、３人の操作者（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が同じ１個のスポイトを用いて液体採取し、各１０回分の採取量を計測した。これが操作者の再現性の欄に示されたデータである。次に、１人の操作者（Ｘ）が１０個のスポイト（Ｓ1〜Ｓ10）をそれぞれ用いて液体採取し、採取量を計測したものの平均値を個体間の再現性の欄にデータとして示してある。

Ａvgは平均値、ＳＤは標準偏差を示している。上の表から検証すれば、同じスポイトを用いても個人差があり、そのＳＤ値は操作者Ｘ，Ｙ，Ｚについて2.3，2.5，2.6となった。本発明が目標とする10％以内の精度はほぼ満たされる。また、スポイト自体の個体間における採取量のＳＤ値は2.7であった。この結果から、図１に示される実施形態では連結管部を９０度屈曲させるという動作に個人差があり、それが採取量の若干のバラツキとなって顕れていることが推測される。したがって、この形態のスポイトにおいては９０度屈曲という動作を安定して実行するということが必要であり、使用者の熟練がある程度求められるが、安定動作ができれば、25乃至30ｍｇ程度の定量採取を10％以内の精度は勿論更なる精度で行えるものと認められる。

実施例２のスポイトは図２に示した実施形態のもので、素材は高密度ポリエチレンを用い、扁平形状の連結管部の寸法はＬ＝４ｍｍ，Ｄ＝３ｍｍ，Ｗ＝６ｍｍ，Ｒ＝10ｍｍ，ｒ＝４ｍｍで厚みは0.5ｍｍ程度のものを使用した。

図２に示される実施形態では連結部を屈曲させる際、押圧部と基端部との当接により押し下げる位置が一定になる構造であるため、採取量のバラツキは個人差が出にくく、先の実施例より小さなものとなっている。因みに、３人の操作者（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が同一のスポイトを用いて液体採取し、採取量を計測したＳＤ値は1.4，1.7，1.3となっており、先の実施例に比べて格段に精度が得られている。また、スポイト自体の個体間における採取量のＳＤ値は1.1であった。この結果から、図２に示される実施形態ではとくに熟練を要しなくても25乃至30ｍｇ程度の定量採取を十分な精度で行えることが確認できた。

本発明に係る定量液体採取用スポイトは、病理検査用に限らず、定量の液体を繰り返し安定に採取する場合に広く適用できる技術である。例えば、主液体中に微量の添加物を混入させる工程などに適用可能である。

１ 管体部
２ 管体部の基端部
３ 連結管部
４ 押圧部

Claims (5)

1. 一端が開口した開口端部からなる内部に管路が形成された管体部と該管体部の他端の基端部に屈曲自在の連結管部を介して押圧部を連結し、少なくとも前記管体部の一端から前記連結管部まで管路が連通してなり、前記押圧部を押圧変位させることにより前記連結管部が屈曲されて所定量の容積が減少し、続いて押圧を解除したときの形状復帰により開口端部より所定量の液体を前記管体部内に採取することを特徴とする定量液体採取用スポイト。
2. 屈曲と形状復帰機能を満たす柔軟性を備えたプラスチック素材で全体構造が一体的に成形され、前記連結管部は扁平形状を有する前記連結管部である請求項１に記載の定量液体採取用スポイト。
3. 屈曲自在の連結管部はアーチ形状であって、前記押圧部は前記管体部の基端部から管体部軸の延長方向の所定間隔に位置するように形成された請求項１または２に記載の定量液体採取用スポイト。
4. 前記押圧部が前記管体部の前記基端部に当接すると前記連結管部が所定量減少するものである請求項３に記載の定量液体採取用スポイト。
5. 前記押圧部と前記管体部の基端部は共に略球形形状に成形されたものである請求項４に記載の定量液体採取用スポイト。

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