JP5986212B2 - 流体搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に分注装置である流体搬送装置、及び、それを使用する方法に関する。

斯かる流体搬送装置は基本的に、実験室において、流体サンプルを移送し、特にサンプルを計量するために使用される。分注装置の場合、例えば、液体サンプルは、減圧により、ピペット先端内へと吸引され、そこに格納され、且つ、そこから目標部位に対して放出される。

上記流体搬送装置としては、計量装置、特に分注装置、特に、例えばピペット及びディスペンサ（ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）のような手持ち式の分注装置が挙げられる。ピペットとは、当該器具に対して割当てられた移動デバイスであって、特にピストンを備えて成り得る移動デバイスにより、分注されるべき体積が当該ピペットに対して接続された分注容器内へと吸引され得る器具を意味すると理解される。また、ディスペンサとは、特にピストンを備えて成り得る移動デバイスにより、分注されるべき体積が当該ディスペンサに対して接続された分注容器内へと吸引され得る器具であって、例えば、上記ピストンが上記分注容器内に配置されることにより、上記移動デバイスが、上記分注容器に対して少なくとも部分的に割当てられる器具を意味すると理解される。手持ち式の分注装置の場合、単一回の起動により供与されるサンプル量は、上記器具内へと吸引されたサンプル量に対応し得る。但し、取り入れられて複数回分の供与量に対応するサンプル量が、複数の段階において反復的に供与されることも可能である。更に、単一チャネル式の機器及び多重チャネル式の機器の区別も為され、その場合、単一チャネル式の機器は単一本の供与チャネルのみを含み、且つ、多重チャネル式の機器は、特に、複数回分のサンプル体積の並行的な供与又は取り入れを許容する複数本の供与チャネルを含む。分注装置は、手動的に操作され、すなわち、移動デバイスに対してユーザにより引き起こされた駆動を意味し得ると共に、該分注装置は、特に電子的に操作され得る。

手動操作式のピペットの例は、ドイツ、ハンブルグのエッペンドルフ社（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ Ａｇ）からのＥｐｐｅｎｄｏｒｆ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ（登録商標）及びＥｐｐｅｎｄｏｒｆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ（登録商標）であり；手動操作式のディスペンサの一例は、エッペンドルフ社からのＭｕｌｔｉｐｉｐｅｔｔｅ（登録商標）ｐｌｕｓであり；電子式ピペットの一例は、エッペンドルフ社からのＥｐｐｅｎｄｏｒｆ Ｘｐｌｏｒｅｒ（登録商標）であり；電子式ディスペンサの例は、エッペンドルフ社からのＭｕｌｔｉｐｉｐｅｔｔｅ ｓｔｒｅａｍ（登録商標）及びＸｓｔｒｅａｍ（登録商標）である。

斯かる流体搬送装置は、実験室において、特に、１マイクロリットルの十分の幾つか乃至数ミリリットルの範囲の極めて少ないサンプル量を非常な高精度を以て計量且つ移送するために使用される。多くの場合、例えば、当該生化学的又は医学的なサンプルが、高いコストによってのみ生成され得るか、又は、法医学的サンプルの場合には、非情に多大な困難性を以てのみ獲得され得る事実に依り、相当の価値を意味する生化学的又は医学的なサンプルを分析することは重要である。これらの場合、可及的に一定のままとされる可能的に最高の精度を以てサンプルの処理を実施することが重要である。この目的のために、上記装置を使用するときには、第１には装置の信頼性、及び、第２には人間工学性が重要である。

特に、手動操作式の流体搬送装置の場合、該装置の連続的又は反復的な手動式の機械的起動によれば、装置及びユーザの双方に対して要求が為されることから、第１には当該器具の経時変化過程及び損耗が、第２にはユーザに対する操作の利便性が、影響される。このことは、流体搬送装置が、例えば自動システムの一部として集中的に起動されるときに当てはまる。故に、機器の操作の利便性を向上させ且つその信頼性を維持するために、又は、特に、流体搬送装置を使用するときに信頼性を評価し得るべく少なくとも起動の強度に関する情報を獲得するために、流体搬送装置の生産性は同一のままとし乍ら、該装置の起動の強度を低減することが好適である。

このことを出発点として、本発明は、特に、当該流体搬送装置の好適で永続的に信頼できる操作を可能とする優れた流体搬送装置を提供するという目的に基づいている。

上記目的は、請求項１に係る流体搬送装置、及び、請求項１０に係る方法により達成される。各従属請求項は、好適な形態に関している。

本発明に係る、特に生化学的又は医学的な実験室サンプルである少なくとも一種類の実験室用流体サンプルを移送し又は移し換える、特に分注装置である流体搬送装置は、
上記少なくとも一種類の流体サンプルを取り入れるために容器を当該基礎本体に対して接続する役割を果たす接続区画を有する基礎本体と、
上記容器に関する上記少なくとも一種類の実験室用流体サンプルの取り入れ及び／又は供与をもたらし得る移動デバイスと、
当該流体搬送装置の少なくとも１つの機能を制御する電気的制御デバイスと、
上記制御デバイスに対して信号接続された少なくとも１つの加速度センサであって、該センサにより、当該流体搬送装置の運動の間において少なくとも１つの加速度値が測定され得る加速度センサを備えて成るセンサデバイスと、を備えて成り、
上記制御デバイスは、該デバイスが、上記少なくとも１つの機能の制御の間において上記少なくとも１つの加速度値を使用するように設計される。

本発明に係る流体搬送装置は、該流体搬送装置の運動状態の変化が、自動的に検出且つ使用され、特に、加速度値に依存した様式で上記機能を自動的に実施すべく利用され得る、という利点を提供する。結果として、操作の利便性が高められる。例えば、上記流体搬送装置の機械的な荷重付与又は起動時に生じ得る運動状態の変化であって、上記流体搬送装置の信頼性に悪影響し得る運動状態の変化が、検出且つ評価され得る。上記機能は、特に上記流体搬送装置の機械的な荷重付与を特性記述すべく上記少なくとも１つの加速度値を使用し、特に観測し、特に評価もする試験機能であり得る。極端な荷重付与値が決定され得るか、又は、上記流体搬送装置の連続的な荷重付与の尺度として、合計された複数の荷重付与値を獲得するために複数の荷重付与値が合計され得る。決定された複数の荷重付与値によれば、上記流体搬送装置のユーザは、その信頼性に関する結論を導くことが可能とされ得る。以下においては、上記流体搬送装置の機能に影響する上記加速度値の使用に関し、種々の構成が記述される。

流体搬送装置とは、本発明に依れば、当該装置により、流体が該流体のための容器内へと移し換えられ得ると共に、特に、其処から再び供与され得る装置であると理解される。上記流体搬送装置は、移し換えられるべき流体を計量すべく設計された計量装置であり得るか、又は、特に、分注装置であり得る。分注装置の場合、流体は、減圧により容器内へと吸引される。上記減圧は好適には、移動デバイスのピストンにより生成され、該ピストンはシリンダ内で移動可能である。上記ピストンは、特に手動的に、又は、機械的に、特に、電気的駆動器により移動される。上記減圧は、流体と、流体側ピストン端部との間の膨張可能な空気体積の助けを借りて生成され得る。これに対する代替策として、直接的な変位器の原理において、流体側ピストン端部は、流体に対して直接接触され、又は、少なくとも流体の直近にもたらされる。

上記分注装置は好適には、ピペット又はディスペンサである。上記分注装置は更に、手動的に操作又は電気的に操作され得ると共に、この目的のために、特に、手動的に操作又は電気的に操作される移動デバイスを有し得る。分注装置は、単一チャネル式の機器、又は、多重チャネル式の機器であり得る。

上記流体搬送装置は、運動可能な又は加速可能な装置、特に、機械的に運動可能な装置又は手持ち式の装置である。この目的のために、それは好適には手持ち区画を備えて成る。好適には、上記基礎本体は、上記流体搬送装置を保持し、特に運動させ且つ操作するためにユーザの手により把持される取手区画として設計されるか、又は、取手区画を備えて成る。好適には、上記流体搬送装置は、流体移し換えに必要とされる全てのプロセスが片手で実現され得るように、片手操作に対して設計される。但し、上記流体搬送装置は、例えば、自動式の実験室用機械などの実験室用装置の一部ともされ得る。

上記基礎本体は好適には、当該ハウジング内に上記移動デバイスが少なくとも部分的に又は完全に配置され得るハウジングを備えて成る。好適には、上記制御デバイスは、上記基礎本体内に少なくとも部分的に又は完全に配置される。

上記移動デバイスは、流体の移し換えのために該流体を移動させる役割を果たすと共に、特に、上記容器内への流体の取り入れ、及び、該容器からの流体の供与に資する。手動操作式の移動デバイスの場合、該デバイスは好適には、特に操作ボタンである起動要素であって、その起動のためにユーザは、例えばスプリングを引っ張ることにより流体を移動させるための力を付与する起動要素を備えて成る。電気操作式の移動デバイスの場合、該移動デバイスを移動させるための力は、各々の場合に上記流体搬送装置の一部、特に上記基礎本体の一部であり得る特にバッテリ又は再充電可能バッテリを使用し得る電気的駆動器により付与される。上記移動デバイスは好適には、当該ピストンデバイスのシリンダ内に減圧を生成するために該シリンダ内で移動可能であるピストンを有するピストンデバイスを備えて成る。但し、上記移動デバイスはまた、例えば、注射器の容器部のピストンを移動させるときなどの場合におけるのと同様に、上記流体搬送装置の一部に過ぎない又は全く一部ではないピストンを移動させるようにも設計され得る。

上記分注装置は好適には、少量の流体の移し換え、特に、計量に対して設計される。少量とは、特に、０．１μｌ〜２００ｍｌの範囲の流体体積を意味すると理解される。上記流体は、通常は水性の液体であるが、例えば、他の無機又は有機の液体ともされ得る。系統的測定誤差（ＳＭＡ）に対する、好適にはＥＮ ＩＳＯ ８６５５に係る計量精度は好適には、夫々、水性流体の体積Ｖ＝１μｌならばＳＭＡ＝±（０．０２〜０．０８）μｌであり、Ｖ＝１０μｌならばＳＭＡ＝±（０．０８〜０．１６）μｌであり、Ｖ＝１００μｌならばＳＭＡ＝±（０．６〜１．０）μｌである。相対的な系統的測定誤差（ＳＭＡ／Ｖ）は好適には、千分の５〜５０である。上記系統的測定誤差は、上記分注装置の呼び体積から、又は、選択された体積から計量された体積の偏差である。それは、１０個の測定値から平均することにより決定され得る。

上記流体搬送装置の接続区画に対して接続され得る容器は、好適には、少量の流体体積の取り入れに対して設計される。上記容器は、特に、各々の場合に可動ピストンを備えて成り得るピペット先端又はディスペンサ先端であり得る。後者の場合、上記容器は、特に注射器の原理に従い作製される。各容器は、好適にはプラスチックで構成され、且つ、好適には消耗可能であり、すなわち、単回使用の後で、それらは好適には、清浄化されるのではなく、廃棄される。但し、それらはまた、他の材料で構成されても良く、且つ、再使用可能であり、特に生物学的又は医学的な実験室において圧熱滅菌可能である。

上記センサデバイスは好適には、少なくとも１つの加速度センサ、好適には厳密に１つの加速度センサを備えて成る。加速度センサは、市販されると共に、公知様式にて種々の測定原理に基づく。各原理は、例えば、圧電抵抗、圧電効果、ホール効果の使用、熱効果、又は、水晶発振器の共振などに基づく。加速度センサとして、容量的な半導体センサが好適に使用される、と言うのも、斯かる半導体センサは、マイクロメカニクスに関して非情に小寸とされ且つコスト効率的に製造され得ると共に、それらの測定値は、他の形式の加速度センサと対照的に、実質的に温度に依存しないからである。適切な形式の加速度センサは、例えば、ＭＥＭＳセンサ（ＭＥＭＳ：超小型光電気機械的システム）である。加速度センサはまた、測定された加速度値を評価するための、例えば集積回路機構などの電気回路を備えて成り得る。適切である市販の加速度センサは、例えば、スイス、ジュネーブの製造業者ＳＴマイクロエレクトロニクス社（ＳＴＭＩＣＲＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ）から入手可能である。

上記加速度センサは好適には、好適には±０．５〜１０ｇ、好適には±０．５〜２ｇの最小及び最大の検出可能な加速度値を備えて成る少なくとも１つの測定範囲を有する。１ｇは、特に、重力に起因する加速度に対応すると共に、９．８ｍ／ｓ²に固定され得る。上記加速度センサは好適には、１．０ｍｇ〜３２．０ｍｇ、好適には５．０ｍｇ〜２０．０ｍｇの測定の分解能を有する。

１ｇの測定値は、好適には、この場合には加速度センサに対して唯一の力として作用する重力に対応する。故に、測定された１ｇの量は、その他の点では加速されないセンサに作用する重力に対応し得る。更に、所定方向におけるセンサの加速度の負の値は、その方向における該センサの減速に対応する、ということがあり得る。好適には、上記加速度センサは、少なくとも１つの空間方向、又は、好適には、直交する全ての３つの空間方向における加速度を測定すべく設計される。好適には、上記制御デバイスは、空間方向における測定値に対応する少なくとも１つの加速度値を使用及び／又は評価すべく設計される。好適には上記制御デバイスは、少なくとも２つの空間方向における、又は、厳密に３つの、特に直交する空間方向における、又は、上記３つの直交する空間軸の正及び負の方向から帰着する合計で６つの空間方向における測定値に対応する複数の加速度値を使用及び／又は評価すべく設計される。このようにして上記制御デバイスは、加速度を、故に、特に荷重付与を、更に詳細であり且つ更に高信頼性である様式にて評価し得る。

更に、少なくとも１つの空間方向における、又は、該方向に平行とされる測定の結果を用いて、加速度値が導出され得る。特に、加速度値は、２つの、好適には直交する空間方向において、又は、それらの方向に平行とされる測定の結果を用いて導出され得る。更に、加速度値は、３つの、好適には直交する空間方向において、又は、それらの方向に平行とされる測定の結果を用いて導出され得る。斯かる加速度値は、少なくとも２つ、好適には２つ又は３つの、好適には直交する空間方向において、又は、該平行に測定された少なくとも２つ、特に２つ又は３つの加速度値の合計とされ得る。概略的に、「値」とは、「絶対値」を意味し得る。

好適には、上記流体搬送装置は、特に、ユーザと上記制御デバイスとの間における情報の入力及び／又は出力に資する少なくとも１つの操作要素を備えて成る。上記操作要素は、少なくとも１つの操作ボタン又はキーボード、少なくとも１つのディスプレイ又はタッチスクリーンを備えて成り得る。上記流体搬送装置はまた、例えば、スピーカなどの、音響的表示を出力する手段も備えて成り得る。

上記電気的制御デバイスは好適には、少なくとも１つのプリント回路基板と、好適には、該少なくとも１つのプリント回路基板上に配置された集積回路（ＩＣ）を有する構成要素とを備えて成る。好適には、上記制御デバイスは、プログラマブルな電気回路を備えて成る。好適には、上記センサデバイス、特に上記少なくとも１つの加速度センサもまた、上記プリント回路基板上に配置され、特に簡素で、コンパクト及び／又は節電的な設計態様が可能とされる。

上記制御デバイスは好適には信号処理デバイスを備えて成り、これにより、上記少なくとも１つの加速度値は、検出され、且つ、上記流体搬送装置の機能を制御すべく使用される。上記信号処理デバイスは、評価デバイスの一部であり得るか、又は、それを形成し得る。上記加速度値は、例えば電圧信号などのアナログ信号として、又は、デジタル値として存在し得る。上記信号処理デバイスは好適には、アナログ信号を処理すべく設計され、これはアナログ信号処理デバイスと称され、これによれば特に、上記少なくとも１つの加速度値は、アナログ信号として検出され、且つ、上記流体搬送装置の機能を制御すべく使用され、特に、アナログ様式で評価される。好適には、上記信号処理デバイスは、特に、演算ユニット（ＣＰＵ）、データバス、データメモリ、マイクロプロセッサ、装置内の又は装置外へのデータ転送のための１つ以上のインタフェース、及び／又は、例えば、他の電気デバイスに対する有線又は無線の１つ以上の信号接続部を備えて成るデジタルデータ処理デバイスを備えて成る。好適には、上記制御デバイスは、上記少なくとも１つの加速度値を、デジタル的に検出し、特にデジタル的に処理し、特にデジタル的に評価し且つ特にデジタル的に記憶すべく設計される。

好適には、上記制御デバイスは、少なくとも１つの加速度値、又は、時間的に順次的に又は少なくとも部分的に同時的に測定された複数の加速度値を記憶するための、加速度値メモリ、特に、加速度データメモリを備えて成る。これにより、本発明に係る流体搬送装置の種々の構成が実現され得る。好適には、上記制御デバイスは、時間検出デバイスを備えて成り、これにより、相対的又は絶対的な時点に関する情報が利用可能である。好適には、絶対的な時間は、例えばユーザにより補正且つ設定され得る。上記時間検出デバイスはまた、上記センサデバイスの一部、特に、加速度センサの一部でもあり得る。上記時間検出デバイスによれば、本発明に係る流体搬送装置の種々の構成が実現され得る。好適には、上記制御デバイスは、少なくとも１つの加速度値、又は、時間的に順次的に測定された複数の加速度値を記憶するための時間データメモリを備えて成る。上記加速度データメモリ及び上記時間データメモリは、好適には、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭなどの同一の物理的に再書込み可能なメモリ構成要素内に取り入れられ得るが、異なるメモリ構成要素内に配置されることも可能である。

測定された加速度値に依存する上記機能は、上記少なくとも１つの加速度値を測定する試験機能であって、特に所定の時的間隔にて複数の加速度値を測定し、各加速度値を評価する試験機能であり得る。上記少なくとも１つの加速度値を評価するために、上記流体搬送装置、及び／又は、上記制御デバイスは好適には、電気的評価デバイスを備えて成る。該評価デバイスは、特に、上記機能、特に上記試験機能を実施する手段である。上記評価デバイスは、例えば、上記機能を実施するように構成された電気回路であって、例えば、上記加速度値を表すアナログ又はデジタル信号を評価すると共に、例えば、それを、比較器回路により基準信号又は基準値と比較する電気回路を備えて成り得る。特に、デジタル様式で存在する加速度値の場合、上記評価デバイスは、デジタル信号処理システムを備えて成り得る。

好適には、上記制御デバイスは、プログラムコードが内部に記憶され得る少なくとも１つのプログラムデータメモリを備えて成る。上記プログラムコードは、上記少なくとも１つの加速度値を使用すべく、且つ、特に、上記及び以下に示される各方法の内の１つの方法に従い該加速度値を評価すべく設計される。上記プログラムコードは好適には、上記流体搬送装置の試験機能を実現する手段であり、その場合、上記試験機能は、特に、上記少なくとも１つの加速度値を使用し、且つ、特に、上記及び以下に示される各方法の内の１つの方法に従い該加速度値を評価する。この場合、上記プログラムコードは、加速度値メモリ、又は、他の一定のデータメモリに対するアクセスを提供し得る。上記プログラムコードは好適には、本発明に係る流体搬送装置における上記試験機能を実現すべく設計される。上記プログラムコードは好適には、特に、当該データ記憶媒体から本発明に係る上記制御デバイスへと転送されるべく本発明に従いデータ記憶媒体上に、又は、本発明に係る上記流体搬送装置のプログラムデータメモリ上に、提供され得る。

好適には、上記制御デバイスは、上記少なくとも１つの加速度値を、特にタイムスタンプ（＝相対的又は絶対的な時点、特に、測定の時点に関する情報を備えた時間データ）と共に記憶すべく設計される。このようにして、少なくとも１つの加速度値の測定の時点が検出され、記憶され、且つ、評価される試験機能が可能とされる。これにより、例えば、上記流体搬送装置の期待された信頼性がこの時点までは悪影響されておらず且つ信頼性はこの時点から開始して更に低く評価されるべきであるという説明を行うために、上記流体搬送装置の機械的な荷重付与又は過負荷の時点に関する情報を次続的に獲得することが可能とされる。極端な場合、この荷重付与及び／又は過負荷の時点から開始して上記流体搬送装置により実施された作業処理を、「信頼できない」と決定して拒絶することが可能である。斯かる試験機能によれば、上記流体搬送装置を使用するときの安全性が高められる。

好適には、上記制御デバイスは、複数の加速度値を記憶すべく、特に、それらを、等間隔であり得る時的間隔にて順次的に記憶すべく、特に、それらを連続的に又は、不規則的な時的間隔にて記憶すべく、及び／又は、それらをタイムスタンプと共に記憶すべく、設計される。このようにして、上記試験機能の一形態においては、上記流体搬送装置の機械的な荷重付与の系列が記録され得、これにより、上記流体搬送装置の複数回の機械的な荷重付与に関する情報が提供され得、特に、例えば、各々が時間に依存する、荷重付与の合計、平均値、分散を決定するために、荷重付与の統計的評価が可能とされ得る。上記評価は、上記流体搬送装置又は制御デバイスにおいて「装置内で」、又は、上記流体搬送装置の外部で評価されるデータにより「装置外で」行われ得る。

上記流体搬送装置又は制御デバイスによれば、試験機能を実現するために、該流体搬送装置の信頼性に関する結論を導くことを可能とする荷重付与の履歴（ｌｏａｄｉｎｇ ｈｉｓｔｏｒｙ）が記録され得る。上記荷重付与の履歴は、上記センサデバイスにより測定された少なくとも１つの加速度値と、好適には、少なくとも１つの測定時点の少なくとも１つのタイムスタンプとを備えて成る少なくとも１つのデータセットを備えて成り得る。上記制御デバイスは、有線様式又は無線によるデータ入力／出力インタフェースを介して上記荷重付与の履歴を利用可能とすべく設計され得ると共に、該制御デバイスは、上記少なくとも１つの加速度値、特に最大の加速度値を含むか、又は、複数の加速度値を含む荷重付与経過記録を生成し又は利用可能とし得る。更に、上記荷重付与経過記録は、上記少なくとも１つの加速度値の上記少なくとも１つのタイムスタンプを含み得る。上記荷重付与経過記録は、流体搬送装置の形式、機器の通し番号に関する、及び、例えば、機器の配送の時点、前回の保守などの上記制御デバイス内に記憶された他のデータに関する、又は、上記流体搬送装置の信頼性に関する結論を導くことを可能とする他の値に関する、表示内容を更に含み得る。このようにして、上記流体搬送装置を用いるときの安全性は更に高められる。

試験機能の更なる見地によれば、測定された上記少なくとも１つの加速度値に依存して上記流体搬送装置により表示信号が出力され、該信号は、例えば、上記流体搬送装置の表示デバイスにより光学的に、又は、上記流体搬送装置のスピーカによるなど、該流体搬送装置の出力デバイスにより出力され得る。上記制御デバイス及び評価デバイスは、上記少なくとも１つの加速度値を基準値と比較すべく、且つ、特に、この比較の結果に依存して表示信号を出力すべく設計され得る。この比較は、所定の時的間隔、特に、等間隔の時的間隔にて、連続的且つ反復的に実施され得る。それは特に、所定の基準値が下回られ、到達され、及び／又は、超過されたときに行われ得る。

上記制御デバイス及び／又は評価デバイス及び／又は加速度センサは、上記少なくとも１つの加速度値を基準値と比較すべく、且つ、特に、「比較データ」と称される該比較の結果データを、上記加速度値メモリ及び／又は荷重付与の履歴のデータセットに保存すべく、設計され得る。先に記述されたように、上記比較は、所定の時的間隔にて、特に、等間隔の時的間隔にて、連続的且つ反復的に実施され得る。上記比較データは、上記基準値が下回られ及び／又は上回られ及び／又は到達されたか否かに関する情報を含み得；上記比較データはまた、比較が為されたときに関する、及び／又は、どの時的間隔に対して比較が為されたかに関するタイムスタンプ又は時間情報も含むことで、上記基準値が、どのくらいの期間に亙り到達され、又は、下回られ、又は、上回られたかを表し得る。上記比較操作が上記加速度センサ自体により少なくとも部分的に実施される場合、上記センサは、測定値を評価することから、上記加速度センサは、上記流体搬送装置の制御デバイスの評価デバイスの一部となる。故に、上記試験機能は、上記加速度センサの電気回路によっても、少なくとも部分的に実行され得る。

好適には、上記流体搬送装置は、ユーザに対して表示信号を出力するための出力デバイスを備えて成り、その場合、特に、上記試験機能によれば、加速度の方向に依存して、又は、加速度の方向に依存せずに、上記少なくとも１つの加速度値が好適に所定基準値を超過し、又は代替的に、それよりも低下したならば、表示信号が出力される。上記表示信号はまた、特に、一回より多い比較の比較データを用いて１つより多い比較値を評価した後にも出力され得る。上記表示信号は、所定の条件が満足された後に出力され得る。斯かる条件は、例えば、特に所定の時的間隔内における、１つより多い比較値、特に所定個数の比較値が、基準値が下回られ、上回られ、及び／又は、到達されたことを示すことであり得る。

上記流体搬送装置の基準値データメモリであって、上記制御デバイスに対して連携され得るメモリ内には、１つの基準値又は複数の基準値が記憶され得る。ユーザは、提案された複数の基準値から上記基準値を選択し、且つ、それを所定基準値として設定し得るか、又は、ユーザは、例えば操作要素などのユーザインタフェースを介して所定基準値を入力し得、その場合、この入力された基準値は、そのときに好適に上記基準値データメモリに記憶される。

基準値はまた、上記流体搬送装置の外部から、該流体搬送装置のデータインタフェースを介して自動的にも定義され得る。上記データインタフェースは、例えば電波又はＲＦＩＤに基づき、又は、ＩＳＭバンド又は他のバンドにおける電波に基づき無線とされ得るか、あるいは、有線とされ得る。基準値は好適には、工場により事前決定され得るか、又は、ユーザにより決定され得る。好適には、上記制御デバイスは、基準値を実験的に決定するプログラムを実施すべく設計される。このプログラムの場合、ユーザは、上記流体搬送装置の少なくとも一回の運動を実施し、該運動から基準値が自動的に導出される。好適には、ユーザは上記流体搬送装置の複数回の運動を実施し、該運動により、該ユーザは基準値を定義することを意図し、且つ、該運動から、例えば、検出された複数の加速度値を平均することにより、基準値が自動的に導出される。

上記所定基準値はまた、例えば上記流体搬送装置の識別情報、特に機器通し番号に依存するなどして、特に１つ以上の判断基準に基づいて、上記制御デバイスにより自動的にも決定され得る。上記表示信号によれば、ユーザは、上記流体搬送装置の特定の加速又は荷重付与を認識せしめられ得ることから、上記流体搬送装置の使用の信頼性が高められる。例示的にのみ、上記流体搬送装置を複数のユーザが使用することが起こり得る。そのとき、第２のユーザは、上記流体搬送装置の可能的な信頼性の欠如であって、第１のユーザによる流体搬送装置の使用の間に、例えば落下に起因する過負荷の場合において生じ得る信頼性の欠如を認識せしめられ得る。そのとき、第２のユーザは、その機器の保守を開始し得る。

上記流体搬送装置の落下又は他の任意の運動を特性記述する上記基準値は、好適には、ＬＬ＝０ｍｇ〜ＬＬ＝３５０ｍｇの下限値（ＬＬ）、及び、ＵＬ＝３５０ｍｇ〜ＵＬ＝２，０００ｍｇ又はＵＬ＝１，０００ｍｇの上限値（ＵＬ）、又は、好適には、ＬＬ＝１５０ｍｇ〜ＬＬ＝３５０ｍｇ、及び、ＵＬ＝３５０ｍｇ〜ＵＬ＝９００ｍｇの上限値（ＵＬ）加速度範囲から、好適には加速の方向に依存せず、好適には加速の方向に依存もして、選択される。上記基準値は、好適には２００ｍｇ〜７００ｍｇ、好適には２２０ｍｇ〜６５０ｍｇ、好適には２４０ｍｇ〜５５０ｍｇである。「ｇ」は、９．８ｍ／ｓ²であり、「ｍｇ」は、０．００９８ｍ／ｓ²である。特に、斯かる基準値の場合、±２ｇの測定範囲を有する加速度センサが好適に使用される。１ｇより小さい範囲内の加速度の値は特に、上記センサの自由落下、故に、上記流体搬送装置の自由落下を表し得る。自由落下の間、上記センサ及び装置に対しては垂直方向において、実質的に、逆の垂直方向に作用する一切の対抗力なしで、重力が作用する。但し、上記センサは依然として、自由落下の間において重力の方向における小さな加速度であって、空気抵抗により生成される上記対抗力に関連付けられ得る小さな加速度を測定し得る。

上記センサ及び装置の落下は、例えば、上記センサの自由落下を検出することにより、及び／又は、上記装置が地面に衝突するときの衝撃を検出することにより、検出され得る。上記試験機能は、自由落下を測定すべく、又は代替的に、落下を検出するために衝撃を測定すべく、適合化され得る。更に、上記試験機能は、自由落下及び衝撃を測定すべく、すなわち、両方の事象を測定すべく適合化され得る。

衝撃の事象は、例えば、加速度値が所定基準値を超過したのか、又は、到達したのか、又は、下回るのかを決定することにより検出され得る。衝撃は通常は、自由落下の後における上記センサの急激な減速の間において該センサに作用する大きなｇの力により特性記述される。衝撃は、上記加速度センサを用いてｇの倍数により特性記述され得、衝撃によれば該センサは、衝当の間において「過負荷」状況とされる。故に、上記加速度センサと共に装置が地面に衝突するときに測定され得る可能的に最大である絶対的な加速度値を検出することが典型的である。例えば、ＬＬ（例えば−２又は−４ｇの下限値）〜ＵＬ（例えば２又は４ｇの上限値）の所定範囲で測定すべく適合化された加速度センサは、衝撃事象の間において、例えば−２又は−４ｇのＬＬ、又は、２又は４ｇのＵＬの加速度値を測定し得る。好適には、上記試験機能は、衝撃を検出するために、例えば、±２ｇ又は±４ｇなどの、加速度値に対する下限値又は上限値を検出すべく適合化される。斯かる値は、加速度を測定する加速度センサの物理的な能力を決定する範囲限界（ＬＬ又はＵＬ）に対応し得る。

衝撃はまた、衝当の直後に生ずる短い跳ね返り期間の間において典型的に生ずる加速度値によっても特性記述され得る。地面に衝突した物体は通常、該物体及び／又は地面の弾性に依り、地面から跳ね返る。跳ね返り期間の間には、低いｇの加速度値が測定され得る。好適には上記試験機能は、衝撃を検出するために、絶対値であり得る、０．０ｍｇ〜１５０．０ｍｇ、又は、０．０ｍｇ〜１２５．０ｍｇの加速度値を検出すべく適合化される。

更に、引き続き測定される各加速度値と上記基準値との比較が、当該時的間隔の間において各加速度値が基準値を超過し、又は、当該時的間隔の間において各加速度値が基準値を下回り、又は、当該時的間隔の間において各加速度値が基準値に等しい、という一定の結果を有する時的間隔を測定すべく、上記試験機能が適合化されることが可能であり且つ好適である。上記流体搬送装置及び／又は上記加速度センサ及び／又は上記制御デバイスは、特に、好適には１０Ｈｚ≦ｆ≦１００Ｈｚ、好適には１５Ｈｚ≦ｆ≦５０Ｈｚとして、次続的な測定の周波数ｆにより、加速度の測定を反復的に実施することが好適である。

更に、上記試験機能は、自由落下及び衝撃を測定すべく、すなわち、自由落下及び衝撃の組み合わせ運動に対応する各加速度値の特性的なシーケンスを検出することにより両方の事象を測定すべく適合化され得る。好適には、自由落下を特性記述する複数の加速度値の第１のデータセットが測定され、且つ、衝撃を特性記述する複数の加速度値の第２のデータセットが測定される。上記第１及び第２のデータセットの値は、少なくとも部分的に異なる。上記第２データセットは、衝当及び跳ね返りに夫々対応する、高ｇの加速度値及び／又は低ｇの加速度値を含み得る。また、上記第２データセットにおける各加速度値の算術符号は、好適には、第１データセットにおける各加速度値の算術符号に対し、少なくとも部分的に逆であることが可能であり且つ好適である。このことは、測定されつつある加速度の方向が、上記流体搬送装置の自由落下の間及び跳ね返りの間において逆であることを意味する。斯かる特性的シーケンスは、上記装置に作用した衝撃事象を更に確実に表す。

上記評価デバイス及び／又は上記試験機能は、自由落下及び／又は衝撃事象、又は、検出されるべき別の事象を表す加速度値の特性的パターンを決定するために、測定された各加速度値を解析すべく適合化されることが好適である。斯かる解析によれば、例えば、各値の少なくとも一部の、又は、実質的に全ての値の、平均及び／又は標準偏差を算出するなど、データに関する少なくとも一種類の統計的方法も実施され得る。斯かる解析によれば、複数の加速度値を含む上記データは、同様に複数の加速度値（基準値）を含む基準データと比較もされ得る。斯かる加速度データの特性的パターンを用いると、例えば、上記装置に作用した自由落下及び／又は衝撃事象などの一定事象が更に確実に示され得る。

試験機能によれば、上記少なくとも１つの加速度値は、上記器具の第２機能を起動又は実施するためにも使用され得る。上記第２機能は好適には、少なくとも１つの加速度値に依存して実施される。上記第２機能は、例えば、上記流体搬送装置を第１動作状態から第２動作状態へと移行させることであり得る。上記流体搬送装置の動作状態は、該流体搬送装置の電気デバイスの電力消費量の、又は、それにより電気的に実施される仕事の特定値により特性記述され得る。好適には、上記第１動作状態は、上記流体搬送装置の電気的に制御される機能が一時的に起動解除される該流体搬送装置のスタンバイ状態であり、且つ、上記第２動作状態は好適には、上記第１状態において起動解除された機能の内の少なくとも１つの機能が起動され、特に、上記流体搬送装置が意図されたように使用される有効状態である。斯かる試験機能により達成され得るのは、特に、上記第２機能の開始が、専用の操作要素も、入念なユーザの介在を必要とする操作機能も必要としないように、上記少なくとも１つの加速度値の自動的な評価により上記第２機能が自動的に実施される、ということであり得る。斯かる操作はまた上記流体搬送装置の機械的起動でもあり、該流体搬送装置の損耗及び信頼できない機能に繋がることもあり得る。故に、上記第２機能の自動実施によれば、上記流体搬送装置の用法の信頼性が向上される。更に、斯かる試験機能によれば、バッテリの、又は、再充電可能バッテリのスタンバイ持続時間又は寿命が向上され得る。

好適には、上記制御デバイス及び／又は上記評価デバイスは、上記加速度値を所定基準値と比較すべく、且つ、特に、少なくとも１つの基準値に対する少なくとも１つの加速度値の比較の結果に依存して上記第２機能を実施すべく、すなわち、該機能を開始し又は開始しないように、又は、該機能を改変様式で、すなわち、加速度値又は時間値を含み得る１つ以上のパラメータを該第２機能へと転送して開始すべく、設計される。上記比較は、所定の時的間隔にて、特に、等間隔の時的間隔にて、連続的且つ反復的に、特にユーザの動作なしで自動的に、実施され得る。上記第２機能は、例えば、流体搬送装置が、時間依存様式で、投入され（有効状態へと起動され）得るか、又は、作動停止され（電気的機能が起動解除され）得るように、時間依存様式で別様に実施され得る。上記基準値は、所定基準値を決定すべく上記又は下記に記述される方法の内の１つの方法に従い定義され得る。

上記流体搬送装置をスタンバイ状態から有効状態へと移行させる上記基準値は、好適には加速の方向に依存せず、好適には加速の方向に依存もして、ＬＬ＝１ｍｇ〜ＬＬ＝１５０ｍｇの下限値（ＬＬ）及びＵＬ＝２００ｍｇ〜ＵＬ＝５００ｍｇの上限値（ＵＬ）を有する加速度範囲から選択される。上記基準値は、好適には０ｍｇ〜４００ｍｇ、好適には１５０ｍｇ〜３５０ｍｇ、好適には２００ｍｇ〜３５０ｍｇ、好適には２２０ｍｇ〜３２０ｍｇである。「ｇ」は、９．８ｍ／ｓ²であり、「ｍｇ」は、０．００９８ｍ／ｓ²である。特に、斯かる基準値の場合、±２ｇの測定範囲を有する加速度センサが好適に使用される。

本件の場合、特定の機能、特に試験機能を具現すべく設計される流体搬送装置又は制御デバイスは、基本的に、例えばソフトウェアを実行した後に上記機能を実施するに適しているだけでなく、例えば、特に該流体搬送装置のファームウェアの形態で、必要なプログラムコード又は必要なソフトウェアを既に有することにより上記機能を実際に遂行するための全ての手段を既に有してもいる流体搬送装置又は制御デバイスを意味すると理解される。

上記機能又は試験機能を実施する手段は、特に、評価デバイスを備えて成る。

本発明は更に、本発明に係る流体搬送装置により測定された少なくとも１つの加速度値を該流体搬送装置において使用する方法に関し、その場合に該方法によれば、特に、上記少なくとも１つの加速度値が評価され、特に、それが少なくとも１つの基準値と比較され、又は、上述された全ての試験機能が、又は、種々の試験機能の記述において上述された他の各段階が、実施される。

本発明に係る装置及び本発明に係る方法の更なる好適な形態は、図面と関連する代表的実施例の以下の説明から明らかとなろう。

此処では電気的なピストン行程式ピペットである本発明に係る流体搬送装置の代表的実施例を示す図である。 図１における流体搬送装置において加速度値が評価される本発明に係る方法の一部の代表的実施例を示す図である。

図１における電気的なピストン行程式ピペット１は、ハウジング２を有する基礎本体を備えて成る。ユーザが、例えば別の方の手で（不図示の）複数のサンプル容器を固定し、各サンプル容器間にてユーザはピペット１により、例えば、主として水分含有溶媒中の生化学的な実験室サンプル（水性サンプル）、又は、医学的な実験室サンプルなどの液体を移し換え得るように、ハウジング２は、一方の手でピペット１を操作する取手として具現される。この目的のために、ユーザは、上記ピペットの中央起動ボタン３により、サンプルの取り入れ又は供与を開始する。起動ボタン３は、中立位置及び「取り入れ」及び「供与位置」を有するロッカースイッチである。上記ピペットは、シリンダと、該シリンダ内で気密様式で移動可能なピストンであって、その下端部と、ピペット先端７内に配置されたサンプル液体との間は空気クッションが載置されるピストンとを収容する。上記ピペットは更に、電気的に駆動される移動デバイスを収容し、これにより上記ピストンが移動され得る。（正のｚ方向における）上方への移動の場合、上記空気クッションは伸張され、その結果として、上記液体は開口８を通してピペット先端７内へと取り込まれ得ると共に、下方への移動の場合、上記空気クッションは圧縮され、その結果として、上記液体はピペット先端７から開口８へと供与され得る。上記ピペット、及び、それと共に使用されるピペット先端の種類に依存し、非常に少量の液体が計量され得る。可能的である最高の精度が望まれる。ピペット先端７は、上記ピペットの接続区画１０において該ピペットに対して接続される。

ピペット１は、少なくとも部分的にプリント回路基板１４上の電気的集積回路の形態で収容される制御デバイス５を備えて成る。同一のプリント回路基板上には上記ピペットのセンサデバイスの加速度センサ６が配置され、上記加速度センサは、上記制御デバイス及びピペット１と同一の電圧供給源により動作せしめられる。ピペット１は更に、ライン１５を介して制御デバイス５に対して信号接続されたタイマ１１であって、別体的なバッテリにより給電されるタイマ１１を備えて成る。加速度センサ６は、電気信号がライン伝導様式で該センサデバイスと制御デバイス５との間で伝送され得るように、電気ライン９を介して上記制御デバイスに対して信号接続される。制御デバイス５は、例えば５００ｍｓの所定の時的間隔にて上記センサデバイスに対してトリガ信号を伝達すべく設計され、これを考慮して、上記制御デバイスに対しては加速度センサ６により電気信号が伝送される。該電気信号は、加速度センサ６の３通りの測定であって、上記トリガ信号を考慮して、直交する各空間軸に沿い該加速度センサにより実質的に同時に実施される３通りの測定に対応する３つの加速度値を伝える。この測定は、図１における段階１０１である。

上記電気的制御デバイスは、試験機能を実施すべく設計される。上記試験機能によれば、加速度Ｂの３次元ベクトルの大きさが基準値と比較され（図２における段階１０２）、且つ、加速度Ｂが基準値Ｒを超過するならば段階１０３が実施され、且つ、その他の場合には測定１０１が新たに開始される。この連続的に反復される評価に対しては終了条件を準備することも可能であるが、該条件は図２には示されない。特に、上記電気式ピペットを電源切断すると上記試験機能は概略的には好適に終了し、特に、ゼロ、又は、ゼロの近傍とされ得る特定の加速度値が、好適にはユーザにより設定され得る所定の時間間隔に亙り超過されない場合も同様である。

段階１０３によれば、音響的又は光学的な表示信号が、ユーザインタフェース１３（図１）を介してユーザに対して出力され得る。このようにして、ユーザは、測定の時点において存在していた上記ピペットの過負荷状態を認識せしめられ得る。対応して測定され且つ評価により決定された加速度値は、後時において読み出され且つ出力されるべく、上記ピペットのデータ記憶デバイス内にタイムスタンプと共に過負荷値として記憶され得る。上記ピペットの落下に対する典型的な基準値は、例えば、２５０ｍｇ〜５２０ｍｇである。上記試験機能に依れば、上記ピペットの使用が更に高信頼性となる、と言うのも、器具の保守が時宜を得た様式で開始され得るからである。

段階１０３によれば、上記ピペットは好適に、比較的に大きな電力消費量による該ピペットの幾つかの電気的機能が起動解除されるスタンバイ状態であって、その間において上記試験機能が実施されるスタンバイ状態から、上記電気的機能が起動される有効状態であって、上記ピペットが使用に対して完全に準備される有効状態へと、移行もされ得る。上記ピペットの動作モードを変更するための典型的な基準値は、この場合、例えば２２０ｍｇ〜３５０ｍｇである。これらの値は、上記ピペットがテーブル上の格納位置からユーザの手へと拾い上げられるときに生ずる典型的な加速度に対応する。工場において事前決定されたこの基準値は、上記ピペットのユーザインタフェースを介してユーザにより変更され得る措置が取られることで、その使用法はユーザに対して更に好都合とされる。可能的に損耗を受け易い操作要素の起動が生ぜず、又は、ユーザの介在が必要とされないように、上記ピペットは、測定された加速度に依存して、各動作モード間で自動的に切換わる。このようにして上記ピペットは更に好都合に動作され得ると共に、損耗は減少され、且つ、上記ピペットの使用法は更に信頼性が高くなる。

Claims (8)

1. 少なくとも一種類の実験室用流体サンプルを移し換える手持ち式の流体搬送装置（１）であって、
   基礎本体（２）であって、前記少なくとも一種類の流体サンプルを容器（７）内へと取り入れるために前記容器を当該基礎本体に対して接続する役割を果たす接続区画（１０）を有する基礎本体（２）と、
   前記容器内に前記少なくとも一種類の実験室用流体サンプルの取り入れ及び／又は供与をもたらし得る移動デバイスと、
   当該手持ち式の流体搬送装置の少なくとも１つの試験機能を制御する電気的制御デバイス（５）と、
   前記試験機能を実現する評価デバイスであって、電気回路及び／又はプログラムコードを有する評価デバイスと、
   前記制御デバイスに対して信号接続された少なくとも１つの加速度センサ（６）であって、該センサにより、当該手持ち式の流体搬送装置の運動の間において当該手持ち式の流体搬送装置の少なくとも１つの加速度値が測定され得る加速度センサ（６）を有するセンサデバイスと、を具備し、
   前記制御デバイスは、該デバイスが、前記少なくとも１つの試験機能の制御の間において前記少なくとも１つの加速度値を使用するように設計され、
   前記試験機能が、測定された前記少なくとも１つの加速度値を、少なくとも１つの所定基準値と比較することを含む手持ち式の流体搬送装置（１）。
2. 前記評価デバイスが信号処理デバイスを有する請求項１に記載の手持ち式の流体搬送装置。
3. 当該手持ち式の流体搬送装置が基準値データメモリを具備し、
   前記試験機能によって、前記少なくとも１つの加速度値が、前記基準値データメモリ内に記憶された加速度の前記少なくとも１つの所定基準値と比較される請求項１に記載の手持ち式の流体搬送装置。
4. 当該手持ち式の流体搬送装置が、前記少なくとも１つの加速度値を記憶する加速度値メモリを有し、且つ、測定された前記少なくとも１つの加速度値と前記少なくとも１つの所定基準値との比較の結果データを前記加速度値メモリ内に保存すべく構成された請求項１に記載の手持ち式の流体搬送装置。
5. 当該手持ち式の流体搬送装置が、ユーザに対して表示信号を出力する出力デバイスを具備し、
   前記試験機能によって更に、前記少なくとも１つの加速度値が所定基準値により特徴付けられる範囲から外れて位置する場合に、表示信号が出力される請求項１に記載の手持ち式の流体搬送装置。
6. 前記試験機能によって、当該手持ち式の流体搬送装置が、前記少なくとも１つの加速度値に応じて、第１動作状態から第２動作状態へと移行され、
   前記第１動作状態は、スタンバイ状態であって当該スタンバイ状態の間において当該手持ち式の流体搬送装置の少なくとも１つの電気的に動作される機能が起動解除されるスタンバイ状態であり、
   前記第２動作状態は、有効状態であって当該有効状態の間において前記電気的に動作される機能が起動される有効状態である請求項１に記載の手持ち式の流体搬送装置。
7. 請求項１乃至６に記載の前記試験機能を実現するために使用されるプログラムコードが記憶されたデータ記憶媒体。
8. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の手持ち式の流体搬送装置（１）により該手持ち式の流体搬送装置において測定された少なくとも１つの加速度値を用いる方法（１００）であって、
   当該方法によって前記試験機能が実現され、
   該方法によって、前記少なくとも１つの加速度値が所定基準値と比較される方法。

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