JP6231081B2 - 流体を分注するための弁 - Google Patents
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Description
米国特許第6713021(B1)号、米国特許第6669909号、米国特許第3190608号、および米国特許第6050543号は、それぞれ、流体と接触しかつ作動コイルによって作動されることが可能であるプランジャとしての形態で永久磁石を有する、流体液滴を分注するための電磁操作式流体弁について説明している。
EP1099483A1および米国特許出願公開第2010/0051722(A1)号は、弁を閉じてその弁を閉じたままにしておくために外部の構成要素を必要とする、流体を分注するためのデバイスを示している。
− 流体入口開口部、流体出口を提供する細管ノズル、空所、およびプランジャを有する流体分注ユニットであって、細管ノズルが、空所内に端部を有し、プランジャが、空所内で開位置へ移動可能とされて、流体入口開口部および空所を通じた流体の流入と、細管ノズルを通じた流体の流出とを可能にし、プランジャがさらに、細管ノズルの端部に向けられた側に密封面を有し、プランジャが、密封面により細管ノズルの端部を密封する閉位置へ移動可能とされる、流体分注ユニットを含み、
乾燥部分が、
− プランジャを閉位置に引き付けるためにプランジャに対して磁気による閉口力を働かせる閉鎖要素を含む、弁に関する。
実施形態によれば、閉鎖要素は、湿潤部分に解放可能に取り付けられる。
前述の実施形態は、プランジャの密封剤が流体を吸収することにより時間と共にその体積を膨張させた場合でも、細管ノズルの端部の完全な密封がなおも可能とされるので、有利でありうる。
前述の実施形態は、プランジャの運動を案内する方法をプランジャの磁性材料の特性に応じて変更することができるので、有利でありうる。実施形態の2つの代替形態は、空所内でプランジャの運動を案内する機能を同様の方法で満たすので、流体分注ユニットの構成要素の購入は、購入費用のみに焦点を当てればよい。
前述の実施形態は、ホルダの内壁にある出っ張りが、流体分注器の位置を安定させるのに必要な表面を減らすのと同時に、流体分注器の断熱の効果に寄与するさらなる空気路を生成することにより、流体分注器の位置を固定することができるので、有利でありうる。
前述の実施形態は、弁の通常の閉状態が効率的な方法で実現されうるので、有利でありうる。保管または移送中の試薬の漏れとそれによる異なる試薬の相互汚染とを防ぐことができるように、弁の完全な閉鎖を達成することができる。弁の通常の閉状態では、漏れは存在しない。弁の閉状態は、閉鎖要素とプランジャとの間の引き合う磁力によって実現されうる。
閉鎖要素およびプランジャのうちの少なくとも一方が永久磁石であることの利点は、弁を常時閉とすることができるということでありうる。この文脈において、「常時閉」とは、作動ユニットに電流が供給されていないかまたは作動閾値を下回る電流が作動ユニットに供給されている場合には弁が閉じられるということを意味する。作動ユニットは、電流が供給されたときに磁力を生成することによりプランジャをその開位置へと移動させるように動作可能である。
− 本発明の一実施形態によるカートリッジを複数保持するためのカートリッジホルダと、
− 生体試料および1種または複数種の試薬を受け入れる試料容器を保持するための試料容器ホルダと、
− 試料容器に対するカートリッジの相対運動のためのロボット要素と、
− ロボット要素を制御するための第1の制御装置と、
− 作動ユニットを制御するための第2の制御装置と、
− 分注された流体の量を検知するためのセンサと
を含む、分析システムに関する。
図2aは、微小流体弁100の湿潤部分110を示す。湿潤部分は、例えば図2bに示されるような閉鎖要素112といった閉鎖要素と一緒に、微小流体弁を形成する。弁体の第1の部品102は、例えば図6に示されるようなカートリッジ600といった、試薬を含む貯槽への連結部202を有する。この連結部202と、弁体の第1の部品102の空所206内に延在する細管ノズル108の端部との間には、空所206の内壁にある摺動面208によるプランジャ106のための導管が存在する。プランジャ106は、生体適合性物質で被覆することができ、空所206内を上下に移動可能である。摺動面208は、プランジャ106の運動を案内し、かつ、プランジャ106のいかなる傾きも防ぐ。プランジャ106は、細管ノズル108と接触する端部上に密封面212を有することができる。密封面212により、プランジャ106が細管ノズル108の流体出口204を完全に閉鎖することが可能になる。
102 弁体の第1の部品
104 弁体の第2の部品
106 プランジャ
108 細管ノズル
110 湿潤部分
112 閉鎖要素
114 ホルダ
116 非使い捨て式要素
200 作動ユニット
202 流体貯槽への連結部
204 流体出口
206 空所
208 摺動面
210 閉鎖要素の開口部
212 密封面
300 開口部
302 突出部
304 空間的狭窄
400 摺動面の無い弁座
500 空気路
502 出っ張り
504 開口部
600 カートリッジ
602 流体貯槽
604 カートリッジシステムの使い捨て式部分
606 カートリッジシステムの非使い捨て式部分
608 センサ
700 自動分析器
600´ カートリッジ
600´´ カートリッジ
706 試料ホルダ
708 生体試料
710 相対運動手段
712 相対運動
714 検出システム
720 コンピュータ
722 ハードウェアインタフェース
724 プロセッサ
726 ユーザインタフェース
728 コンピュータストレージ
730 コンピュータメモリ
732 分析要求
734 センサデータ
736 分析結果
Claims (14)
- 乾燥部分および湿潤部分(110)を含む、流体を分注するための常時閉弁(100)であって、前記湿潤部分(110)のみが前記流体に接触されるように配置されており、前記湿潤部分(110)が、
− 流体入口開口部(202)、流体出口(204)を提供する細管ノズル(108)、空所(206)、およびプランジャ(106)を有する流体分注ユニットであって、前記細管ノズル(108)が、前記空所(206)内に端部を有し、前記プランジャ(106)が、作動ユニット(200)により前記空所(206)内で開位置へ移動可能とされて、前記流体入口開口部(202)および前記空所(206)を通じた前記流体の流入と、前記細管ノズル(108)を通じた前記流体の流出とを可能にし、前記プランジャ(106)がさらに、前記細管ノズル(108)の前記端部に向けられた側に密封面(212)を有し、前記プランジャ(106)が、前記密封面(212)により前記細管ノズル(108)の前記端部を閉鎖する閉位置へと移動可能である、前記流体分注ユニットを含み、
前記乾燥部分が、
− 前記プランジャ(106)を前記閉位置に移動させるために前記プランジャ(106)に対して磁気による閉口力を働かせる閉鎖要素(112)を含み、前記閉鎖要素および前記プランジャのうちの少なくとも一方が、前記常時閉弁をその通常の閉じられた状態に維持するための永久磁石を含み、
前記閉鎖要素(112)が、前記湿潤部分(110)に解放可能に取り付けられる、弁(100)。 - 前記細管ノズル(108)の前記端部は、前記常時閉弁の通常の閉じられた状態および開いた状態のいずれの状態においても、前記閉鎖要素と前記密封面との間に配置されている、請求項1に記載の弁(100)。
- 前記閉鎖要素(112)が、スナップ嵌め、プレス嵌め、形状嵌め、ねじ止め、および/または接着剤により、前記空所(206)を流れる前記流体の方向の範囲内で前記湿潤部分(110)に解放可能に取り付けられる、請求項2に記載の弁(100)。
- 前記流体分注ユニットが、前記空所(206)内の前記プランジャ(106)の運動を案内するための複数の摺動面(208)をさらに含み、前記摺動面(208)が、前記空所を通して流体経路を形成するために分断されており、前記流体経路は前記空所の軸方向に延び、流体が下方向に前記複数の摺動面(208)の間の空間を通って、前記細管ノズル(108)の方向へ流れることを可能にする、請求項1から3のいずれか一項に記載の弁(100)。
- 前記摺動面が、少なくとも部分的に前記開位置と前記閉位置との間に延在して前記空所(206)の壁に配置され、前記摺動面(208)が、前記空所(206)の軸方向に延在し、前記流体出口に向かう前記摺動面(208)の前記軸方向の延長が、前記閉位置によって制限され、前記流体出口に面する前記プランジャ(106)の前記端部が、密封面(212)を含み、前記細管ノズルが前記空所内に延在する、請求項4に記載の弁(100)。
- 前記空所(206)が、前記細管ノズル(108)を取り囲む密封領域を有し、前記密封領域には前記摺動面(208)が存在しない、請求項5に記載の弁(100)。
- 前記摺動面(208)が、前記プランジャ(106)の外側表面および/または前記空所(206)の内側表面に配置される、請求項4から6のいずれか一項に記載の弁(100)。
- 前記空所(206)が、下部開口部を有する第1の射出成形部品(102)内に形成され、前記下部開口部が、第2の射出成形部品(104)によって閉鎖され、前記細管ノズル(108)が、前記第2の射出成形部品(104)を貫通する、請求項1から7のいずれか一項に記載の弁(100)。
- 前記流体分注ユニットを受け入れるためのホルダ(114)をさらに含み、前記ホルダ(114)が、前記流体分注ユニットの断熱のために、その内側および/または外側の表面に空気路(500)を有する、請求項1から8のいずれか一項に記載の弁(100)。
- 前記ホルダ(114)が、内壁に出っ張り(502)を有し、前記出っ張り(502)が、前記流体分注ユニットを動作位置に保持するように構成されている、請求項9に記載の弁(100)。
- 前記プランジャ(106)に磁気による開口力を働かせるための前記作動ユニット(200)をさらに含み、前記作動ユニット(200)が、前記湿潤部分(110)の外側に配置されており、前記作動ユニット(200)が、作動コイルまたは永久磁石のうちの一方を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の弁(100)。
- 前記閉鎖要素(112)および前記プランジャ(106)のうちの少なくとも一方が永久磁石である、請求項1から11のいずれか一項に記載の弁(100)。
- 流体を受け入れるための貯槽(602)を有するカートリッジ(600)であって、前記貯槽(602)から前記流体を分注するために請求項1から12のいずれか一項に記載の弁(100)を含む、カートリッジ(600)。
- 生体試料を分析するための分析システムであって、
− 請求項13に記載のカートリッジ(600)を複数個保持するためのカートリッジホルダと、
− 前記生体試料および1種または複数種の試薬を受け入れる試料容器を保持するための試料容器ホルダと、
− 前記試料容器に対する前記カートリッジ(600)の相対運動のためのロボット要素と、
− 前記ロボット要素を制御するための第1の制御装置と、
− 前記作動ユニット(200)を制御するための第2の制御装置と、
− 分注された前記流体の量を検知するためのセンサ(608)と
を含む、分析システム。
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