JP2536946B2 - 液体の分配用の液体制御ノズル構造 - Google Patents
液体の分配用の液体制御ノズル構造Info
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- JP2536946B2 JP2536946B2 JP2031648A JP3164890A JP2536946B2 JP 2536946 B2 JP2536946 B2 JP 2536946B2 JP 2031648 A JP2031648 A JP 2031648A JP 3164890 A JP3164890 A JP 3164890A JP 2536946 B2 JP2536946 B2 JP 2536946B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/02—Burettes; Pipettes
- B01L3/0275—Interchangeable or disposable dispensing tips
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
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- B01L3/0241—Drop counters; Drop formers
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- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
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- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Devices For Dispensing Beverages (AREA)
- Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は分析のため液体を吸引し、それから分配す
るのに使用されるコンテナに関する。
るのに使用されるコンテナに関する。
血液アナラザのための乾燥試験エレメントに関して最
近のものでは必要な試薬が全てスライド中に組み込みと
なったものである。そのような試験エレメントにより得
られる精度を高くするため、患者のサンプルはそれに準
じて分配される容積の精度を高くし、かつ湿潤される領
域を調和させる必要がある。もっと詳しく説明すると、
10μの容積の分配に際して、精度としては公称値の１
％若しくはそれ以下が必要となる。この精度を出すのは
簡単なことではなく、それは、患者のサンプルの粘度変
化が１から20cpsと大きく、表面張力の変化も35から72m
N/mと大きいからである。試験を更に困難とするもうひ
とつの事情は、変化する試験エレメントでの各分析のた
め、分配ステーションでの表面湿潤性が頻繁に異なって
くる事実によるものである。化学的性質として非湿潤状
態を好む場合は分配された液体はすでに湿潤されたノズ
ルの上側に伝わろうとする（以下パーフュージョン）。
パーフュージョンは分配精度の大きな変動の原因とな
る。パーフュージョンは、その発生度合の程度について
は分配の間にコンテナにおいて発生するピーク圧力によ
って検出することが可能である。
近のものでは必要な試薬が全てスライド中に組み込みと
なったものである。そのような試験エレメントにより得
られる精度を高くするため、患者のサンプルはそれに準
じて分配される容積の精度を高くし、かつ湿潤される領
域を調和させる必要がある。もっと詳しく説明すると、
10μの容積の分配に際して、精度としては公称値の１
％若しくはそれ以下が必要となる。この精度を出すのは
簡単なことではなく、それは、患者のサンプルの粘度変
化が１から20cpsと大きく、表面張力の変化も35から72m
N/mと大きいからである。試験を更に困難とするもうひ
とつの事情は、変化する試験エレメントでの各分析のた
め、分配ステーションでの表面湿潤性が頻繁に異なって
くる事実によるものである。化学的性質として非湿潤状
態を好む場合は分配された液体はすでに湿潤されたノズ
ルの上側に伝わろうとする（以下パーフュージョン）。
パーフュージョンは分配精度の大きな変動の原因とな
る。パーフュージョンは、その発生度合の程度について
は分配の間にコンテナにおいて発生するピーク圧力によ
って検出することが可能である。
上述のような状況は次の事実によって一層悪化され
る。即ち、患者のサンプルを分配コンテナに導入する最
も経済的な方法は大きなサンプル供給源から吸引するこ
とである。浸漬若しくは吸引するため使用される分配コ
ンテナの外部を拭わずに済ませるとすると、分配コンテ
ナに幾分かの残留患者サンプルがその外側表面に留まる
ことに配慮しなければならない。この残留サンプルは分
配オリフィスを介して分配操作と干渉することになる。
即ち、最善なのは、外部表面からの残留ガスのうち極く
僅かだけが、10μの分配における不正確性が１％を超
えない範囲で、内部から分配される所望量に合体される
ことが必要である。最悪の場合は、多量の残留物が自然
に流出し、装置若しくは試験エレメント又はその両方を
汚染することである。
る。即ち、患者のサンプルを分配コンテナに導入する最
も経済的な方法は大きなサンプル供給源から吸引するこ
とである。浸漬若しくは吸引するため使用される分配コ
ンテナの外部を拭わずに済ませるとすると、分配コンテ
ナに幾分かの残留患者サンプルがその外側表面に留まる
ことに配慮しなければならない。この残留サンプルは分
配オリフィスを介して分配操作と干渉することになる。
即ち、最善なのは、外部表面からの残留ガスのうち極く
僅かだけが、10μの分配における不正確性が１％を超
えない範囲で、内部から分配される所望量に合体される
ことが必要である。最悪の場合は、多量の残留物が自然
に流出し、装置若しくは試験エレメント又はその両方を
汚染することである。
これらの残留物の量及び位置は容易には制御すること
ができない多くの条件によって決まり、これらの条件と
してはサンプル蛋白質の性質や濃度、全体のサンプル供
給からの分配容器取出速度、その特定のサンプルの粘
度、吸引のための浸漬深さ、ピペットの表面積、等が含
まれる。それらのなかでも、最後の因子だけがアナラザ
において使用されるコンテナにより最初から決まってお
り、この因子は変更の必要に適合するように標本に応じ
て次々に変更するということは容易ではない。
ができない多くの条件によって決まり、これらの条件と
してはサンプル蛋白質の性質や濃度、全体のサンプル供
給からの分配容器取出速度、その特定のサンプルの粘
度、吸引のための浸漬深さ、ピペットの表面積、等が含
まれる。それらのなかでも、最後の因子だけがアナラザ
において使用されるコンテナにより最初から決まってお
り、この因子は変更の必要に適合するように標本に応じ
て次々に変更するということは容易ではない。
廃棄可能型分配コンテナとして米国特許第4,347,875
号に開示のものはユニバーサルな必要に合わせて使用で
きるものではなく、全タンパク質及び炭酸ガスを含む、
秘伝的な化学的性質の試験エレメントや、特有な患者の
サンプル条件、例えば、IgG多発性骨髄腫のようなもの
は適用できない。従って、‘875特許のコンテナで分配
を行うと不充分な結果となることが多く、容量の精度不
良となるか、液体のパーフュージョンが発生する場合は
全然分配できないことになる。詳しく説明すると、公称
10μの滴下は（人間の血液より用意し、かつ試験液と
してのAmerican Scientific Productsによるバイカーボ
ネート（bicarbonate）希釈剤と共に使用したDadeTM ES
レベルII一般的多目的制御血清を10回分配した場合）平
均値で9.259μ（±0.368）から平均値で10.583μ
（±0.166）まで変化する。これより良好な結果が必要
な場合であっても10回の滴下の平均値が9.93μより小
さいことはないし、10.05（±0.1）より大きいこともな
い。
号に開示のものはユニバーサルな必要に合わせて使用で
きるものではなく、全タンパク質及び炭酸ガスを含む、
秘伝的な化学的性質の試験エレメントや、特有な患者の
サンプル条件、例えば、IgG多発性骨髄腫のようなもの
は適用できない。従って、‘875特許のコンテナで分配
を行うと不充分な結果となることが多く、容量の精度不
良となるか、液体のパーフュージョンが発生する場合は
全然分配できないことになる。詳しく説明すると、公称
10μの滴下は（人間の血液より用意し、かつ試験液と
してのAmerican Scientific Productsによるバイカーボ
ネート（bicarbonate）希釈剤と共に使用したDadeTM ES
レベルII一般的多目的制御血清を10回分配した場合）平
均値で9.259μ（±0.368）から平均値で10.583μ
（±0.166）まで変化する。これより良好な結果が必要
な場合であっても10回の滴下の平均値が9.93μより小
さいことはないし、10.05（±0.1）より大きいこともな
い。
この発明の目的は性質が大きく変化する懸濁液体を使
用したときに上記問題点を解決することができる分配装
置を提供することを目的とする。
用したときに上記問題点を解決することができる分配装
置を提供することを目的とする。
この発明によれば、上記目的を達成するため、ある時
点において液体の一部を分配するための分配装置であっ
て、液体を保持することができる隔室から延びており、
開口によって終端する通路と、該通路を包囲する液体封
入壁面を形成したノズルとを備え、該ノズルは前記開口
の廻りに配置される液体拡開第１外部表面において終端
しており、前記包囲壁は前記第１外部表面からノズルの
側面まで延びる第２外部表面を形成し、その形状は該第
２の表面上の液体を前記開口を介して分配される液体と
相互作用しないように付勢するべき形状である分配装置
において、特徴とするのは、前記第２の表面は前記第１
の表面から第１の角度で延びる直接延びる傾斜面を具備
し、その第１の角度は、液体が前記傾斜面から第１の面
に再処理されたときのみ液体源を切り離すべく前記外部
表面上の液体を付勢する角度であり、さらに前記第２の
表面はその外径が増大する一連の少なくとも二つの全体
として環状の段型ランドを具備し、該ランドは、前記第
１の表面の平面から計測される第２の全体角度をなすよ
うに前記ノズルの上側に離間しており、この第２の角度
は装置からの液体ドレインの間に殆どの外部液体を放出
するのに有効な角度であることである。
点において液体の一部を分配するための分配装置であっ
て、液体を保持することができる隔室から延びており、
開口によって終端する通路と、該通路を包囲する液体封
入壁面を形成したノズルとを備え、該ノズルは前記開口
の廻りに配置される液体拡開第１外部表面において終端
しており、前記包囲壁は前記第１外部表面からノズルの
側面まで延びる第２外部表面を形成し、その形状は該第
２の表面上の液体を前記開口を介して分配される液体と
相互作用しないように付勢するべき形状である分配装置
において、特徴とするのは、前記第２の表面は前記第１
の表面から第１の角度で延びる直接延びる傾斜面を具備
し、その第１の角度は、液体が前記傾斜面から第１の面
に再処理されたときのみ液体源を切り離すべく前記外部
表面上の液体を付勢する角度であり、さらに前記第２の
表面はその外径が増大する一連の少なくとも二つの全体
として環状の段型ランドを具備し、該ランドは、前記第
１の表面の平面から計測される第２の全体角度をなすよ
うに前記ノズルの上側に離間しており、この第２の角度
は装置からの液体ドレインの間に殆どの外部液体を放出
するのに有効な角度であることである。
この発明によれば、また、前記目的を達成するため、
前記前提構成と類似した構成において、各ランドは前記
第１の表面と全体的に平行の環状表面を持ち、かつ所定
の半径方向の延長寸法（RN−RN-1）を有し、近接したラ
ンド若しくは開口に近接した表面からの各段状ランドか
らの間隔および前記所定半径方向延長部は離間の後に第
２の外部表面上に残っている液体を分離した液滴に破砕
するため有効である。
前記前提構成と類似した構成において、各ランドは前記
第１の表面と全体的に平行の環状表面を持ち、かつ所定
の半径方向の延長寸法（RN−RN-1）を有し、近接したラ
ンド若しくは開口に近接した表面からの各段状ランドか
らの間隔および前記所定半径方向延長部は離間の後に第
２の外部表面上に残っている液体を分離した液滴に破砕
するため有効である。
この発明を以下好ましい実施例について説明するが、
この好適実施例では分配装置は手動若しくは自動的ピペ
ットとしての装置に取付けるための廃棄可能チップであ
り、乾燥した試験エレメント上に、チップにまず吸引さ
れチップ内に含まれる血清を分配するものである。加え
て、この発明はアスピレータ若しくは分配器、又は廃棄
可能血液分離装置、又はノズル部分のみが廃棄可能なコ
ンテナの永久的な部分である分配装置に適用可能であ
る。この発明は分配されている液体に係わらず、若しく
はこれを受け取る試験エレメントに係わらず有益であ
る。更に、装置が分配に先立って液体を収容するかどう
か、又はそのような収納を行う別の装置に単に流体的に
連結されるのか、に係わらず有益である。
この好適実施例では分配装置は手動若しくは自動的ピペ
ットとしての装置に取付けるための廃棄可能チップであ
り、乾燥した試験エレメント上に、チップにまず吸引さ
れチップ内に含まれる血清を分配するものである。加え
て、この発明はアスピレータ若しくは分配器、又は廃棄
可能血液分離装置、又はノズル部分のみが廃棄可能なコ
ンテナの永久的な部分である分配装置に適用可能であ
る。この発明は分配されている液体に係わらず、若しく
はこれを受け取る試験エレメントに係わらず有益であ
る。更に、装置が分配に先立って液体を収容するかどう
か、又はそのような収納を行う別の装置に単に流体的に
連結されるのか、に係わらず有益である。
ここに上、下、底等の用語は重力が加わっている環境
におけるその好ましい使用中における部品の向きのこと
である。しかしながら、この発明は上方向が任意な環
境、例えば、宇宙ステーション等の環境でも有益であ
る。
におけるその好ましい使用中における部品の向きのこと
である。しかしながら、この発明は上方向が任意な環
境、例えば、宇宙ステーション等の環境でも有益であ
る。
この発明が解決しようとする問題は第１図に説明され
ている。分配コンテナ10はピペット装置12に取付られ、
矢印14に示すように第1A図のコンテナ16における液体Ｌ
の総供給源に挿入される。ピペット12内に部分的なバキ
ュームが発生すると、血液血清のような液体が矢印18の
ように分配コンテナ10に吸い込まれる。次ぎに、コンテ
ナ10及び装置12は第1B図の矢印20のように取り出され、
液体が破断され、コンテナ10の外表面上に液滴ｄが残さ
れる。次ぎに、コンテナ10は第1C図のように試験エレメ
ントＥに近接配置され、部分的な圧力が加えられ、そこ
に含まれた液体の一部が矢印22のように分配される。試
験エレメントの表面が比較的に非湿潤であれば、又は、
液的ｄが分配中の液体と接触するものとすると、コンテ
ナ10の外壁まで液体のパーフュージョンが起こり易くな
る。その結果、意図した量、例えば、10μと比較し、
エレメントＥによって受け取られる液体の量の有意な変
動が起こる。
ている。分配コンテナ10はピペット装置12に取付られ、
矢印14に示すように第1A図のコンテナ16における液体Ｌ
の総供給源に挿入される。ピペット12内に部分的なバキ
ュームが発生すると、血液血清のような液体が矢印18の
ように分配コンテナ10に吸い込まれる。次ぎに、コンテ
ナ10及び装置12は第1B図の矢印20のように取り出され、
液体が破断され、コンテナ10の外表面上に液滴ｄが残さ
れる。次ぎに、コンテナ10は第1C図のように試験エレメ
ントＥに近接配置され、部分的な圧力が加えられ、そこ
に含まれた液体の一部が矢印22のように分配される。試
験エレメントの表面が比較的に非湿潤であれば、又は、
液的ｄが分配中の液体と接触するものとすると、コンテ
ナ10の外壁まで液体のパーフュージョンが起こり易くな
る。その結果、意図した量、例えば、10μと比較し、
エレメントＥによって受け取られる液体の量の有意な変
動が起こる。
この問題点に対する米国特許第4,347,875号に開示さ
れた解決手段が第2A図、第2B図に比較のため図示されて
いる。この分配装置若しくはコンテナ10では、液体収納
隔室24がノズル部26に設けられ、このノズル部26は底部
30を形成する壁部材28を持つ。分配開口32はまた外部表
面34を有し、この外部表面34は表面30から所定位置離間
（好ましくは距離ｄ）した手段を有し、この手段は表面
34上の過剰の液体を表面30から吸引するものである。最
も好ましくはこの吸引手段は表面34上の部分40であり、
この部分40は円錐表面を形成するように角度αをなして
いる。距離ｈは0.02cmから約0.5cmの値が好ましいとさ
れる。
れた解決手段が第2A図、第2B図に比較のため図示されて
いる。この分配装置若しくはコンテナ10では、液体収納
隔室24がノズル部26に設けられ、このノズル部26は底部
30を形成する壁部材28を持つ。分配開口32はまた外部表
面34を有し、この外部表面34は表面30から所定位置離間
（好ましくは距離ｄ）した手段を有し、この手段は表面
34上の過剰の液体を表面30から吸引するものである。最
も好ましくはこの吸引手段は表面34上の部分40であり、
この部分40は円錐表面を形成するように角度αをなして
いる。距離ｈは0.02cmから約0.5cmの値が好ましいとさ
れる。
上部44はオプションであるが、リブを形成しており、
コンテナの取扱を容易とする意図のものである。
コンテナの取扱を容易とする意図のものである。
この発明によれば、コンテナ10は、第３図及び第４図
に示すような新規なノズル形状50を持つ点で改善されて
いるものである。以前と同様にコンテナ10は液体収納隔
室24を具備し、この隔室24は吸引によって分配用の液体
を40μだけ吸引により獲得することができる。ノズル
部50は変更されており、以下説明するような適当な液体
流れ特性を反映したものである。その構造につき説明す
ると、ノズル50は通路54の周囲を包囲している壁面52を
形成しており、この通路54はオリフィス32を隔室24と流
体的に連結するものである（第４図参照）。最も好まし
くは、コンテナ10及び特にノズル50は対称軸線56を有し
ており、この対称軸線は通路54及び開口32と芯合してい
る。
に示すような新規なノズル形状50を持つ点で改善されて
いるものである。以前と同様にコンテナ10は液体収納隔
室24を具備し、この隔室24は吸引によって分配用の液体
を40μだけ吸引により獲得することができる。ノズル
部50は変更されており、以下説明するような適当な液体
流れ特性を反映したものである。その構造につき説明す
ると、ノズル50は通路54の周囲を包囲している壁面52を
形成しており、この通路54はオリフィス32を隔室24と流
体的に連結するものである（第４図参照）。最も好まし
くは、コンテナ10及び特にノズル50は対称軸線56を有し
ており、この対称軸線は通路54及び開口32と芯合してい
る。
以前と同様に、ノズル50は、好ましくは半径R1をもっ
て軸線56から延びる底表面30を形成する。好ましくは表
面30は環状である。R1の有効な値は以下に説明する。し
かしながら、第２図に示す構造と相違して、表面30は直
接にエッジ60で、表面30に対して角度αで傾斜する表面
62と接続され、αの角度の符号は表面30及び62が凸面を
なすものである。表面62は全体として環状であり、好ま
しくは軸線56からの半径差R2−R1の距離を張るように延
びている。ここで使用する“全体的に環状”というのは
形状が大体において輪をなしていれば充足されるものと
する。加えて、ノズルは一連のランド64及び66を有して
おり、これらのランドは軸線56に沿ってノズルの側面ま
で段状に連なっている。これらの各ランドはその形状が
全体的に環状であり、表面30に対して概して平行である
のが好ましく、その軸線56から夫々の半径寸法R2、R1を
持っており、その結果各ランドの表面領域は二つの境界
半径の差RN−RN-1の関数となり、ここにランド64ではＮ
は３であり、ランド66ではＮは４となる。各ランドは段
々と後退しており、好ましくはステップ的であり、軸線
56に沿って、表面30に近い近接表面からh2、h3の距離離
間している。表面62のための距離h1は当然のことである
が、角度αと半径R2とによって決まる。
て軸線56から延びる底表面30を形成する。好ましくは表
面30は環状である。R1の有効な値は以下に説明する。し
かしながら、第２図に示す構造と相違して、表面30は直
接にエッジ60で、表面30に対して角度αで傾斜する表面
62と接続され、αの角度の符号は表面30及び62が凸面を
なすものである。表面62は全体として環状であり、好ま
しくは軸線56からの半径差R2−R1の距離を張るように延
びている。ここで使用する“全体的に環状”というのは
形状が大体において輪をなしていれば充足されるものと
する。加えて、ノズルは一連のランド64及び66を有して
おり、これらのランドは軸線56に沿ってノズルの側面ま
で段状に連なっている。これらの各ランドはその形状が
全体的に環状であり、表面30に対して概して平行である
のが好ましく、その軸線56から夫々の半径寸法R2、R1を
持っており、その結果各ランドの表面領域は二つの境界
半径の差RN−RN-1の関数となり、ここにランド64ではＮ
は３であり、ランド66ではＮは４となる。各ランドは段
々と後退しており、好ましくはステップ的であり、軸線
56に沿って、表面30に近い近接表面からh2、h3の距離離
間している。表面62のための距離h1は当然のことである
が、角度αと半径R2とによって決まる。
ランド64及び66の重要な点はその最も外側の半径R3、
R4がノズル50の外表面、及び表面30の平面から図った全
体角度βを与え、これは、以下説明するようにノズル50
の外面上の液体を最大限排出させるため有効である。他
の重要な構造は各ランドに段部によって構成される凹部
と、距離h2およびh3である。即ち、各段部は角度βによ
り想定される円錐形状輪郭にギャップを形成し、ステッ
プ後退面68が前記距離h2およびh3を持ち、このようなギ
ャップは、総合液体供給源からコンテを取出したときノ
ズル50の外部上に残留する液体鞘を捕捉し、破砕するの
に有効となる。
R4がノズル50の外表面、及び表面30の平面から図った全
体角度βを与え、これは、以下説明するようにノズル50
の外面上の液体を最大限排出させるため有効である。他
の重要な構造は各ランドに段部によって構成される凹部
と、距離h2およびh3である。即ち、各段部は角度βによ
り想定される円錐形状輪郭にギャップを形成し、ステッ
プ後退面68が前記距離h2およびh3を持ち、このようなギ
ャップは、総合液体供給源からコンテを取出したときノ
ズル50の外部上に残留する液体鞘を捕捉し、破砕するの
に有効となる。
ランド64及び66は大体の形状が環状であることが要求
されるだけであり、この場合、RN−RN-1は厳密には半径
を引算することでは決定されない。RN−RN-1が非円形曲
線の寸法のときは（第８図）、RN−RN-1の値は、単純
に、そのランドがステップ後退面68の周囲を延びるとき
のそのランドの幅となる。第８図では８角形状のリング
が図示されているが、その数は重要ではないし、そのよ
うな角形状があること自体も重要ではない。
されるだけであり、この場合、RN−RN-1は厳密には半径
を引算することでは決定されない。RN−RN-1が非円形曲
線の寸法のときは（第８図）、RN−RN-1の値は、単純
に、そのランドがステップ後退面68の周囲を延びるとき
のそのランドの幅となる。第８図では８角形状のリング
が図示されているが、その数は重要ではないし、そのよ
うな角形状があること自体も重要ではない。
以下の表は前記の各寸法について好ましい値の範囲、
及び最適値を示したリストである。 寸法値 項目 範囲 最適値 角度α 6゜−30゜ 12゜ 角度β 40゜−60゜ 53゜ 半径R1 0.057−0.076cm 0.063cm 半径差（R2−R1） 0.013−0.13 cm 0.063cm 半径差（R3−R2） 0.013−0.13 cm 0.076cm 半径差（R4−R3） 0.013−0.13 cm 0.076cm 高さh2 ＊ 0.035−0.08 cm 0.05 cm 高さh3 ＊ 0.02−0.05 cm 0.04 cm ＊相互の相違の理由は後で説明する。
及び最適値を示したリストである。 寸法値 項目 範囲 最適値 角度α 6゜−30゜ 12゜ 角度β 40゜−60゜ 53゜ 半径R1 0.057−0.076cm 0.063cm 半径差（R2−R1） 0.013−0.13 cm 0.063cm 半径差（R3−R2） 0.013−0.13 cm 0.076cm 半径差（R4−R3） 0.013−0.13 cm 0.076cm 高さh2 ＊ 0.035−0.08 cm 0.05 cm 高さh3 ＊ 0.02−0.05 cm 0.04 cm ＊相互の相違の理由は後で説明する。
最も好ましくは、ランド64,66若しくは表面62のよう
な表面と、垂直方向に延びる段部後退面68との交叉によ
って画定される各エッジ70は比較的に急峻であり、その
曲率半径は約0.2cmを超過することがない。
な表面と、垂直方向に延びる段部後退面68との交叉によ
って画定される各エッジ70は比較的に急峻であり、その
曲率半径は約0.2cmを超過することがない。
以上説明したノズル50の幾何学構造の意味について第
5A図−第5D図によって説明する。
5A図−第5D図によって説明する。
角度βは、コンテナ10が矢印20のように引き抜かれる
ときの液体のノズルからの脱落の仕方による選定される
ものである。高速撮影で研究した結果では引き抜きの過
程で最初に起こるのは液体の鞘Ｓが残されようとする傾
向であり、この鞘は残りの液体Ｌに対して或る角度を形
成し、この角度は実際には53゜であり、もしβが53゜で
あれば、βの角度である。かくして、βの最も好ましい
値とはこの角度と等しい角度であり、幾分効率が下がる
が−13゜から＋７゜で角度でも所期の効果は得られる。
ときの液体のノズルからの脱落の仕方による選定される
ものである。高速撮影で研究した結果では引き抜きの過
程で最初に起こるのは液体の鞘Ｓが残されようとする傾
向であり、この鞘は残りの液体Ｌに対して或る角度を形
成し、この角度は実際には53゜であり、もしβが53゜で
あれば、βの角度である。かくして、βの最も好ましい
値とはこの角度と等しい角度であり、幾分効率が下がる
が−13゜から＋７゜で角度でも所期の効果は得られる。
角度αは液体Ｌからのノズル50の引き抜きの過程での
次の事象により決められるものである。それは、ノズル
50及び残留液体がコンテナ16内の液体Ｌから切り離され
ようとするとき、表面30上の残留液体が液体Ｌに対して
所定の“拭い角度”をなすが、この拭い角度は６−30゜
の範囲にあり、通常は約12゜である。従って、液体Ｌに
よる表面62の拭い作動は表面62が同一の角度で傾斜して
いるときに最適な結果が得られる他の角度では効力は落
ちるが角度αは前出の表の範囲で変化させることができ
る。
次の事象により決められるものである。それは、ノズル
50及び残留液体がコンテナ16内の液体Ｌから切り離され
ようとするとき、表面30上の残留液体が液体Ｌに対して
所定の“拭い角度”をなすが、この拭い角度は６−30゜
の範囲にあり、通常は約12゜である。従って、液体Ｌに
よる表面62の拭い作動は表面62が同一の角度で傾斜して
いるときに最適な結果が得られる他の角度では効力は落
ちるが角度αは前出の表の範囲で変化させることができ
る。
第5B図及び第5C図から段部64及び66により達成される
機能もまた明白である。これらの段部によって形成され
る空間は三次元の帯状空間を形成し、この容積部は残留
鞘の帯状体若しくは液滴を受け取り、かつ再分配し、第
5B図の鞘を破砕するものである。このような破砕作用は
極めて微妙な調整により得られるものである。即ち、ひ
と続きの容積部として鞘が残留している場合はこの鞘は
その重量が大きく、ノズルを滑り落ち、分配部Ｐと接触
し（第５図）、その分配容積を許容できないほど変化さ
せてしまう。帯状体は相互に離間されているため、ラン
ド64と66とランドから突出する段部戻り面68との間に留
まる（第5C図）。かくして、正確な分配を行うことがで
きる。
機能もまた明白である。これらの段部によって形成され
る空間は三次元の帯状空間を形成し、この容積部は残留
鞘の帯状体若しくは液滴を受け取り、かつ再分配し、第
5B図の鞘を破砕するものである。このような破砕作用は
極めて微妙な調整により得られるものである。即ち、ひ
と続きの容積部として鞘が残留している場合はこの鞘は
その重量が大きく、ノズルを滑り落ち、分配部Ｐと接触
し（第５図）、その分配容積を許容できないほど変化さ
せてしまう。帯状体は相互に離間されているため、ラン
ド64と66とランドから突出する段部戻り面68との間に留
まる（第5C図）。かくして、正確な分配を行うことがで
きる。
第5D図はh2およびh3が異なった値を持っている理由を
説明する。この図に示すように分配されるべき10μの
液滴Ｄ′が試験エレメントの湿潤に先立って表面30から
垂れ下がっている。もしこの液滴がエレメントＥの表面
を容易に湿潤させるものであれば、この液体は表面62を
湿らせ、ノズル50のＤ″の位置まで移行することにな
り、その間でエレメントへの滴下が行われる。エレメン
トＥの湿潤領域はＡで表される。しかしながら、表面が
比較的に非湿潤型であると、付加的な量の液体が初期の
液滴Ｄ″に加えられ、第5E図の10μ容積を形成すると
（エレメントＥの濡れは遅いから）、実線のような膨ら
みが最初に形成され、それから破線のような膨らみが発
達される。角度γが約90゜に到達し、この値を超えると
図示の破線DIVで示すように液体は表面62を飛び超え、
ランド64に乗る。かくして、ランド64の表面はランド62
及び64の領域にのみこまれ10μの容積を液体を支え、
一方角度γは90゜より小さく維持される。しかしなが
ら、ランド66は話が異なってくる。即ち、その離間距離
h3は十分大きく選定され、表面62,64,66の組合せにより
支えることが可能な容積は分配するべきトータルの容積
を超過する。半径R3のところで生ずる圧力差は、液滴D
IVをランド64からランド66に拡開するには不十分とな
る。エレメントＥの湿潤領域Ａは比較的に一定に留まる
（第5D図及び第5E図）。h3は表に述べた0.02の最小値よ
り小さくないのが好ましく、その理由はそれ以下では所
定角度βでランド66で形成される段部が、第5A図の鞘Ｓ
を第5C図の段部の周囲に延びる液体の離間的３次元的帯
状体に有効に破砕するには過少となるからである。
説明する。この図に示すように分配されるべき10μの
液滴Ｄ′が試験エレメントの湿潤に先立って表面30から
垂れ下がっている。もしこの液滴がエレメントＥの表面
を容易に湿潤させるものであれば、この液体は表面62を
湿らせ、ノズル50のＤ″の位置まで移行することにな
り、その間でエレメントへの滴下が行われる。エレメン
トＥの湿潤領域はＡで表される。しかしながら、表面が
比較的に非湿潤型であると、付加的な量の液体が初期の
液滴Ｄ″に加えられ、第5E図の10μ容積を形成すると
（エレメントＥの濡れは遅いから）、実線のような膨ら
みが最初に形成され、それから破線のような膨らみが発
達される。角度γが約90゜に到達し、この値を超えると
図示の破線DIVで示すように液体は表面62を飛び超え、
ランド64に乗る。かくして、ランド64の表面はランド62
及び64の領域にのみこまれ10μの容積を液体を支え、
一方角度γは90゜より小さく維持される。しかしなが
ら、ランド66は話が異なってくる。即ち、その離間距離
h3は十分大きく選定され、表面62,64,66の組合せにより
支えることが可能な容積は分配するべきトータルの容積
を超過する。半径R3のところで生ずる圧力差は、液滴D
IVをランド64からランド66に拡開するには不十分とな
る。エレメントＥの湿潤領域Ａは比較的に一定に留まる
（第5D図及び第5E図）。h3は表に述べた0.02の最小値よ
り小さくないのが好ましく、その理由はそれ以下では所
定角度βでランド66で形成される段部が、第5A図の鞘Ｓ
を第5C図の段部の周囲に延びる液体の離間的３次元的帯
状体に有効に破砕するには過少となるからである。
付加的なランドを第６図に示すように収納隔室に向か
ってノズル上方に追加することができる。以前に説明し
たとの同様な部品は同一の参照番号を付すものとし、区
別するため添字Ａを追加する。
ってノズル上方に追加することができる。以前に説明し
たとの同様な部品は同一の参照番号を付すものとし、区
別するため添字Ａを追加する。
第６図を参照すると、コンテナ10Aはノズル50Aを具備
し、このノズル50Aは前と同様に構成され、底表面30A
と、環状リング面62Aと、段部64A及び66Aを具備する。
加えて、二つの他の段部80及び81が加えられ、夫々が段
状後退部82を介して離間され、h4,h5の距離離間してい
る。最も好ましくは各段部80及び81は半径方向の長さR5
−R4,R6−R5を持っている。R5−R4とR4−R3をと同一範
囲でかつ好適値を持っており、一方R6−R5は実質的に小
さい。さらに、h4およびh5はh3と同一範囲にあり同様の
好適値を持つ。角度α及びβは前と同様である。
し、このノズル50Aは前と同様に構成され、底表面30A
と、環状リング面62Aと、段部64A及び66Aを具備する。
加えて、二つの他の段部80及び81が加えられ、夫々が段
状後退部82を介して離間され、h4,h5の距離離間してい
る。最も好ましくは各段部80及び81は半径方向の長さR5
−R4,R6−R5を持っている。R5−R4とR4−R3をと同一範
囲でかつ好適値を持っており、一方R6−R5は実質的に小
さい。さらに、h4およびh5はh3と同一範囲にあり同様の
好適値を持つ。角度α及びβは前と同様である。
第２図のコンテナに対してこの第６図の分配装置を好
適に作動させるため、第２図及び第６図の10個のコンテ
ナが300μのDadeTM Moni−TrolTM ESレベルII制御血
清で試験された。コンテナは各々が10μの液的を分配
するようにプログラムされた自動的ピペットに取付され
た。最初に液体が第1A図及び第1B図の工程を使用して吸
引された後で各コンテナは９滴が分配された。このよう
に分配された容量が計測され、かつ平均値及び標準偏差
が計測された。以下の表は結果を示す。
適に作動させるため、第２図及び第６図の10個のコンテ
ナが300μのDadeTM Moni−TrolTM ESレベルII制御血
清で試験された。コンテナは各々が10μの液的を分配
するようにプログラムされた自動的ピペットに取付され
た。最初に液体が第1A図及び第1B図の工程を使用して吸
引された後で各コンテナは９滴が分配された。このよう
に分配された容量が計測され、かつ平均値及び標準偏差
が計測された。以下の表は結果を示す。
第２図の装置においては、３σ合計（３標準偏差）は
液滴内偏差が0.48であり、液滴間偏差が0.37であった。
第６図の装置については第１の液滴は第２図の装置に対
してソフトウエア滴に最適化した人工的な値であるから
無視し、そのため、３σ偏差は液滴内で僅か0.11であ
り、液滴間偏差で僅か0.33であった。
液滴内偏差が0.48であり、液滴間偏差が0.37であった。
第６図の装置については第１の液滴は第２図の装置に対
してソフトウエア滴に最適化した人工的な値であるから
無視し、そのため、３σ偏差は液滴内で僅か0.11であ
り、液滴間偏差で僅か0.33であった。
ランドの段部後退面68は常に平行である必要はなく、
その代わりに段部後退表面は軸線に対して傾斜させるこ
とができ（第７図）、ランドと段部後退面との間にφの
角度を形成することができる。以前と類似の部品は同一
の番号を付すものとし、区別のため添字Ｂを追加する。
コンテナ10Bはノズル10Bを具備し、ノズル内に表面30B
及び62Bの前の実施例と同様に形成される。しかしなが
ら、ランド64B及び66Bはステップ後退壁100によって離
間され、これらの壁100は軸線56Bに対して鋭角をなして
いる。しかしながら角度α、βのトータルの効果は小さ
い。角度φは75゜から120゜の値を持つことができる。
その代わりに段部後退表面は軸線に対して傾斜させるこ
とができ（第７図）、ランドと段部後退面との間にφの
角度を形成することができる。以前と類似の部品は同一
の番号を付すものとし、区別のため添字Ｂを追加する。
コンテナ10Bはノズル10Bを具備し、ノズル内に表面30B
及び62Bの前の実施例と同様に形成される。しかしなが
ら、ランド64B及び66Bはステップ後退壁100によって離
間され、これらの壁100は軸線56Bに対して鋭角をなして
いる。しかしながら角度α、βのトータルの効果は小さ
い。角度φは75゜から120゜の値を持つことができる。
第２図の装置と同様に、この発明のコンテナはどのよ
うな材料からも造ることができ、その最も好ましいのは
合成高分子である。
うな材料からも造ることができ、その最も好ましいのは
合成高分子である。
この発明の有利な技術的な効果は分配コンテナにより
吸引後にその外面に残留される液体の量を自動的に最小
とすることができることである。
吸引後にその外面に残留される液体の量を自動的に最小
とすることができることである。
他の技術的効果として分配コンテナは、分配される液
体のレオロジー的な性質の変動に係わらず分配中のパー
フュージョン誤差が発生しにくいことである。
体のレオロジー的な性質の変動に係わらず分配中のパー
フュージョン誤差が発生しにくいことである。
第１図はこの発明の分配装置で行われる吸引及び分配ス
テップを部分的、概略的に説明する。 第2A図及び第2B図は公知の分配装置の、夫々、正面図及
び拡大断面図である。 第３図はこの発明によって構成された分配装置の正面
図。 第４図は第３図のIVの印を付した部分の拡大、部分的正
面図。 第5A図から第5E図はこの発明の特徴をクリテカルに説明
する、部分的、一部断面で示す側面図。 第６図及び第７図は第４図と類似するが、他の実施例を
説明する図。 第８図は他の実施例を説明するこの発明の装置の端面
図。 10,10A,10b……分配装置 30,30A,30b……液体を拡開せしめるノズルの外部表面 62,62A,62b……表面30,30A,30bに近接した傾斜面 64,66;64A,66A;64,66b……環状離間ランド α……第１角度 β……第２角度
テップを部分的、概略的に説明する。 第2A図及び第2B図は公知の分配装置の、夫々、正面図及
び拡大断面図である。 第３図はこの発明によって構成された分配装置の正面
図。 第４図は第３図のIVの印を付した部分の拡大、部分的正
面図。 第5A図から第5E図はこの発明の特徴をクリテカルに説明
する、部分的、一部断面で示す側面図。 第６図及び第７図は第４図と類似するが、他の実施例を
説明する図。 第８図は他の実施例を説明するこの発明の装置の端面
図。 10,10A,10b……分配装置 30,30A,30b……液体を拡開せしめるノズルの外部表面 62,62A,62b……表面30,30A,30bに近接した傾斜面 64,66;64A,66A;64,66b……環状離間ランド α……第１角度 β……第２角度
Claims (2)
- 【請求項１】ある時点において液体の一部を分配するた
めの分配装置であって、液体を保持することができる隔
室から延びており、開口によって終端する通路と、該通
路を包囲する液体封入壁を形成したノズルとを備え、該
ノズルは前記開口の廻りに配置される第１外部表面にお
いて終端しており、前記液体封入壁は前記第１外部表面
からノズルの側面まで延びる第２外部表面を形成し、そ
の形状は該第２外部表面上の液体を排出させ、前記開口
を介して分配される液体との相互作用を起こさないよう
にする形状である分配装置において、前記第２外部表面
は前記第１外部表面から第１の角度（α）で直接延びる
傾斜面と該傾斜面から延びかつその外径が増大する一連
の少なくとも二つの全体として環状の段型ランドとを具
備し、前記第２外部表面が前記第１外部表面に対してな
す前記第１の角度（α）は、液面に漬けられたノズルを
引き出すときの最後の過程において液面による前記第１
外部表面の拭いを行わしめる角度であり、前記段型ラン
ドは、前記第１外部表面の平面から計測される第２の角
度（β）をなすように前記ノズルの上側に離間してお
り、この第２の角度（β）は、液面に漬けられたノズル
を引き出すときの最初の過程において前記第２外部表面
上の鞘状の液体を離脱せしめる角度であることを特徴と
する液体の分配用の液体制御ノズル構造。 - 【請求項２】液体を吸引し、吸引された液体を貯蔵し、
貯蔵された液体を時間毎に一部分配するための分配装置
において、装置は吸引すべき全量の液体を収納すること
ができる容積の隔室と、該隔室と流体的に連通するノズ
ルとを具備しており、前記ノズルは対称軸線の廻りに配
置される液体封入壁を形成し、かつこの液体封入壁を形
成し、かつこの液体封入壁は第１外部表面で終端してお
り、該第１外部表面に、前記隔室と流体的に連通する開
口が形成され、前記液体封入壁は前記外部外部表面から
ノズルの側まで延びる第２外部表面を具備し、その形状
は該第２外部表面上の液体を排出させ、前記開口を介し
て分配される液体との相互作用を起こさないようにする
形状である分配装置において、前記第２外部表面は前記
第１外部表面から該第１外部表面に対して６゜から30゜
の範囲の角度をなして直接延びる傾斜面と、その外径が
順次増大する一連の４個の環状の段型ランドとを具備
し、該段型ランドは前記第１外部表面から53゜に対して
−13゜から＋７゜の範囲の角度をなして上方に延設さ
れ、前記段型各ランドは前記第１外部表面と全体的に平
行の環状表面を持ち、かつ半径方向の長さ寸法（RN−R
N-1）は0.013cmと0.13cmとの間にあり、前記第１外部表
面に最も近いランドの一つは前記軸線に沿って0.035cm
と0.08cmの間の距離離間しており、残りの段型ランドは
前記第１外部表面の側の近接段型ランドから前記軸線に
沿って0.02cmと0.05cmの間の距離離間していることを特
徴とする分配装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US310151 | 1989-02-14 | ||
| US07/310,151 US4971763A (en) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | Liquid-controlling nozzle geometry for dispensers of liquids |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02290560A JPH02290560A (ja) | 1990-11-30 |
| JP2536946B2 true JP2536946B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=23201214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2031648A Expired - Fee Related JP2536946B2 (ja) | 1989-02-14 | 1990-02-14 | 液体の分配用の液体制御ノズル構造 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4971763A (ja) |
| EP (1) | EP0383563B1 (ja) |
| JP (1) | JP2536946B2 (ja) |
| KR (1) | KR900012685A (ja) |
| CA (1) | CA1332727C (ja) |
| DE (1) | DE69008216T2 (ja) |
| HK (1) | HK129294A (ja) |
| IE (1) | IE900528L (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US5159842A (en) * | 1991-06-19 | 1992-11-03 | Eastman Kodak Company | Self-cleaning pipette tips |
| JP3420824B2 (ja) * | 1994-04-15 | 2003-06-30 | 富士写真フイルム株式会社 | 乾式分析フイルム片への試料液点着方法およびその装置 |
| US5494828A (en) * | 1994-07-13 | 1996-02-27 | Leopando; Mark E. | Slide dispensing device and method |
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| WO2017086199A1 (ja) | 2015-11-16 | 2017-05-26 | コニカミノルタ株式会社 | 検査キット、検査キットを使用した送液方法及び検査装置 |
| CN110292962B (zh) * | 2019-07-12 | 2023-04-07 | 圣湘生物科技股份有限公司 | 液体吸取控制方法、装置、设备、***及存储介质 |
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| EP0082263A1 (en) * | 1981-12-10 | 1983-06-29 | The Perkin-Elmer Corporation | Sample introduction for chemical analysis by spectrometry/liquid chromatography |
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- 1989-02-14 US US07/310,151 patent/US4971763A/en not_active Expired - Lifetime
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- 1990-02-14 EP EP90301552A patent/EP0383563B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-14 JP JP2031648A patent/JP2536946B2/ja not_active Expired - Fee Related
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