JPH07501006A - 自己位置合せ機能と自己密封機能を備えるピペット・ティップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自己位置合せ機能と自己密封機能を 備えるピペット・ティップ 発明の背景 本発明は、一般に試験サンプルと試薬を吸引し配合するためのピペット・ティッ プに関し、具体的には位置合せ機能と密封機能を組み込んだピペット・ティップ に関する。

従来技術の説明 自動試薬分析システムでピペット・ティップを利用することは既に知られている 。このシステムでは、システム上のピペット嚇ラックまたはキャリア内に複数の ピペットが配置され、ロボット・アームの端部に自動プローブが装着され、プロ ーブは、キャリア内の１つのピペットの上方に配置され、ピペットと係合するよ うにピペットに挿入される。この従来技術では、ピペットはテーパ形内部通路を 備え、円筒形プローブをピペットに挿入するとくさび式はめ合いが生じてピペッ トがプローブ上に装着され、プローブの円筒形周囲表面とピペットのテーパ形環 状内壁面の間で密封が実現される。次いで、ロボット・アームがプローブとピペ ットを持ち上げ、患者サンプル及び試薬を吸引し配合するための一連の移動と操 作が実行される。操作が完了すると、ロボット・アームがプローブとピペットを 処分部に移動し、そこで自動機構が、ピペットに係合して、プローブを引き抜く 間それを保持し、ピペットをプローブから取り外す。

その後、プローブは新しいピペットで次のサイクルを繰り返すことができる。

この従来技術のピペット・ティップは、ピペット内の通路のテーバ形を利用して いるために、ピペットのプローブとの精密な密封及び位置合せができない。この 構造は、ピペットが個々のピペットと適切なくさび式係合及び密封を実施できる 位置関係を探す必要がある。これは大部分の操作には有効であるが、ピペットを プローブ上に挿入するための装入力が約±２−３　ｋｇも変動する可能性がある 。その上、プローブをピペット上にロックするためにくさび式ロック機構が利用 されていたので、ピペットをプローブから取り外すための除去力または装入解除 力も約±２−３　ｋｇも変動する可能性がある。

力とピペットのテーパ形環状内壁面の変形とによって密封を実施するには、プロ ーブをテーバ形ピペット中に十分に押し込む必要があるために、この問題はさら に拡大される。

さらに、この従来技術のピペット・ティップは一時に１個ずつラックに手で装入 しなければならない。これは時間のかかる本発明は、従来技術の欠点を克服した ピペット・ティップを対象とする。具体的には、本発明のピペット・ティップは 、様々な流体の吸引及び配合操作を実行するために、冗長シールを実施し、ピペ ットをプローブ上に反復可能な形で積極的に位置決めしながら、プローブをピペ ット中に精密にかつ最小の力で挿入できるようにする、組込みの位置合せ機能と 密封機能を有する。さらに、本発明のピペット・ティップは、ピペットの外面に 、ピペット・ティップをラック内で正確に位置決めし、プローブとピペットが互 いに較正され制御される位置関係になるようにし、プローブのピペットと係合し てそれとの間でシールを形成する能力を大幅に高めるための位置指定面を有する 。

本発明の好ましい実施例では、ピペット・ティップとプローブの組合せは、装入 力及び装入解除力の変動を約±０．４５ｋｇ未満に低減させた。さらに、シール に係合するのに必要な力を減少させながらピペットの密封能力を大幅に高める、 積極的な弾性の冗長シールが提供される。

本発明のもう１つの特徴は、複数のピペットが、ピペットを適切に位置決めし、 キャリア内に装入するために、システム内でラックまたはキャリアの真上に配置 されるように構成された容器内で位置決めされるように構成されていることであ る。ピペット上に複数の位置指定面が設けられ、第１の面は、ピペットを容器内 で適切に維持し、第２の面は、容器を介して複数のピペットを同時にキャリア内 に挿入するとき、キャリア上の較正済み位置指定面と係合する。容器は操作中に ピペットの適切な位置を維持するために、キャリアに一時的に固定されるように 構成されている。

各ピペットの外側ティップは、サンプルの吸引及び配合時に形成されるメニスカ スを減少させ、サンプル及び試薬の外部要素への露出を減らすように設計されて いる。

プローブは、ピペット基部の環状シールと係合して、ピペットとプローブの間の 結合を密封するための積極的滑動弾性シールをもたらすように構成された、平坦 なまたは円筒形の密封面を有する。ピペットの外側端部は、プローブ上に設けら れた積極的ストップ上に係合して、プローブを反復可能な制御された形で各ピペ ットと位置合せさせ各ピペット内に挿入させるように構成されたストップ面を有 する。

好ましい実施例では、シールは、プローブをピペットに挿入するときプローブ上 の密封面と係合するため、ピペット内に装着されピペットの内壁面から内側に突 きだした、軸方向に離隔した同心状の複数の環状リングによって規定される。こ の同心シールは、プローブとピペットを適切に位置合せするのにも役立つ。この 複数のリングは、積極的な弾性冗長シールを提供し、従来技術のピペット・ティ ップに比べてピペットとプローブの間のシールを大幅に改善する。

ピペットの基部は、ピペット・ティップをキャリア内で適切に位置合せするため の位置指定面として機能し、かつピペット・ティップを強化して、プローブをテ ィップに挿入するときの変形を減少させる、リブを備える。本発明のピペット・ ティップは、１．０９ｍ１のピペット・ティップの場合に３０Ｍ１の制御範囲内 で流体を吸引し配合する、容積の再現性を有する。

従って、本発明の１つの目的及び特徴は、プローブがピペット・ティップと係合 するときにプローブのピペット・ティップ内への移動を制御するための積極的位 置指定面を有する、ビペット・ティップを提供することである。

本発明の他の目的及び特徴は、プローブがピペット中に入るとき、プローブ上の 密封面と係合するように構成された組込み密封機構を有する、ピペット・ティッ プを提供することである。

本発明の他の目的及び特徴は、プローブとピペット・ティップの間のシールを増 大させるための弾性冗長シールを提供することである。

本発明の他の目的及び特徴は、ピペットをプローブ上に装着するための装入力及 びピペットをプローブから取り外すための装入解除力が一貫しており予測可能で ある、ピペット・ティップとプローブの組合せを提供することである。

本発明の他の目的及び特徴は、複数のピペット・ティップを同時にシステム・キ ャリア内に装入する手段を提供することである。

本発明のその他の目的及び特徴は、添付の図面と好ましい実施例に関する以下の 詳しい説明から容易に明らかになるである第１図は、本発明による容器ボックス 及びピペット・ティップの分解透視図である。

第２図は、キャリアを第１図のピペット及び容器システムと併せて示す、分解正 面図である。

第３図は、本発明によるピペットの拡大正面図である。

第４図は、ピペットを受けるためのプローブを含む、全般的に第３図の線４−４ に沿って切断した断面図である。

第５図は、全般的に第４図の線５−５に沿って切断した断面図である。

第６図は、全般的に第３図の線６−６に沿って切断した断面図である。

第７図は、密封表面の細部を含む、第３図と同じ方向から見た拡大部分図である 。

第８図は、密封面の代替実施例を示す、第７図と同様の図である。

好ましい実施例の詳細な説明 本発明に従って作成したピペット容器とピペットを第１図に示す。好ましい実施 例では、この容器は、閉じた底面と直立する側壁とフラップ１４付きのヒンジ式 上面１２とを有するボックス１０からなる。トレイ１６は、ボックス１ｏの開い た上面で受けられるように構成されており、トレイをボックスに挿入するとき、 ボックスの上縁部２２と２４上に位置決めされるように構成された、複数の外側 に延びるタブの対１８と２０を有する。トレイ１６は、それぞれピペット・ティ ップ３ｏを受けるように構成された複数の穴または貫通孔２８を有する、一般に 水平な上側表面２６を有する。第３図を見るとさらによくわかるが、ピペット・ ティップ３０は、それぞれトレイ内でピペットを位置決めし保持するために上面 ２６に係合するように構成された底縁部３４を有する、複数の縦方向に延びるリ ブ３２をその外端部の周りに備える。ピペットを孔２８内に装入すると、ピペッ トは第１図に示すようにトレイからぶら下がる。次に、タブ１８と２０をそれぞ れ縁部２２と２４から外側に延びる状態で、トレイをボックス１０内に置く。各 リブ３２の位置指定端部３４が、ピペットの底端部３６がボックスの閉じた底面 ３８の上方にくるように、ピペットをトレイ内で維持する。

次にトレイのふた１８を閉じ、フラップ１４をボックスの前壁面４０に引っかけ る。ふた１２が閉鎖位置にあるとき、タブ１８と２０はボックスから外側に突き 出る。

第２図に示すように、ピペット・トレイ１６とピペット３゜は、ピペットがトレ イ内にあるときボックス１０から取り外されるように構成されている。利用者は タブ１８と２０を把んで、ピペットとトレイをボックスから取り出し、ピペット を分析システムのピペット・ラックまたはキャリア４２に対して位置決めするこ とができる。ピペット・キャリア４２は、それぞれ分析システム内でピペットを 受けて位置決めする、複数のピペット受け４４を含む。キャリア４２の上面４６ は、精密に較正された表面であり、当業者には周知の方式でプローブをピペット ・キャリアに対して位置合せするために、表面４６とロボット・アーム（図示せ ず）の末端にあるプローブとの精密な位置合せをもたらす。

ユーザが、第２図に示すようにトレイ１６中のピペット３０をキャリア４２中の ピペット受け４４の上方に位置決めする。

次にトレイ１６をキャリア４２上に下ろす。ピペット３０は当該のピペット受け ４４中に受けられる。第３図を見るとさらによくわかるように、ピペット３０の 外壁面に、リブ３２より半径方向に内側に複数の細長いリブ４８が設けられてい る。各リブ４８はそれぞれ、ピペットをキャリアに対して正しく位置決めするた めに、キャリア４２上の位置指定面４６と係合するように構成された下端５０を 有する。ピペット３０の外側端部からリブ４８の下端までの距離＠Ａ″は、トレ イ１６の厚さ１Ｂ″よりも大きく、シたがってピペット３０が下がってキャリア ４６中に収まるとき、位置指定面４６がリブの下端５０と係合し、トレイ１６が キャリアにまで下がってピペットとの接触から脱し、ピペットがキャリア中に正 しく位置決めされるようになる。

本発明の好ましい実施例では、タブ１８と２０はそれぞれ、第２図に示すように テープ５２などの接着材を含む。所望の場合、テープ５２に、剥離可能な保護層 を設けて、出荷中にタブ１８と２０がボックス１０の外側に露出されるとき、テ ープが汚染されたり早まって係合したりすることのないようにすることもできる 。ピペットがキャリア４２中で正しく位置決めされ、トレイ１６がキャリアの上 面４６上に下りた後、タブ１８と２０をそれぞれキャリア４２の外端壁面５４と ５６に沿って折り曲げることができる。次にテープ・ストリップ５２を壁面５４ と５６に押しつけて、分析システムの操作中トレイを定位置に保持する。操作中 にピペットがすべて取り出された後、あるいは操作の完了後に、タブ１８と２０ を壁面５４と５６から取り外し、トレイを上方に第２図の位置まで引き上げるこ とにより、トレイ１６をキャリア４２から取り出し、廃棄することができる。

ピペット・ティップ３０の拡大平面図を第３図に示す。この図に示すように、ピ ペット・ティップ３０は、基部６０、ピペット本体６２、下側開放端３６及び上 側開放端６４を備える。

肩または外側リム６６が基部６０の外端で上側開放端６４に位置決めされている 。肩６６は、プローブ上にピペット３０を装着するための積極的ストップを提供 するための位置指定面をもたらす。肩６６から複数のリブ３２が吊り下がり、そ の下端３４が、トレイ１６中でピペット・ティップ３０を位置決めするためのス トップ面を規定する。これらのリブはまた、ピペット基部を補強して、プローブ をピペット中に挿入したときのシールの変形を最小限に抑える。リブ３２より半 径方向に内側に配置され、トレイ１６中の穴２８と接触しないように構成された 、複数の長いリブ４８が、ピペット・ティップのテーパ形本体６２に沿って下方 に延び、精密に位置決めされた末端５０で終端している。末端５０は、ピペット が個々のピペット受け４４中で受けられるときに、ピペット・ティップ３０をキ ャリア４６中で積極的かつ正確に位置決めするための位置指定面を規定する。本 体６２は、基部６０の底部６８から下端３６付近の移行点７０まで連続したテー パ形である。移行点７０と下端３６の間の移行区間７２ではテーパが増大してい ることに留意ト使用中に下端３６に形成されるメニスカスが大幅に減少して、計 量の不正確さを少なくし、外部要素への流体の露出を減らすことが判明している 。

ピペットの内部通路を第４図により明瞭に示す。この図に示すように、ピペット 内部通路７４は、ピペット・ティップ下端３６から基部上側開放端６４まで連続 したテーパ形である。

好ましい実施例では、ピペット通路７４は、ピペットの中心軸上に位置合せされ 、開口３８の直径が０．０３１インチ（０，７９■ｌ）、全長が約４．２５イン チ（１０，８ｃｍ）のピペットでは、２．１８０の連続テーパを着する。基部上 端６４での開口の直径は０．２８６インチ（７，２６ｍ１）である。

好ましい実施例では、ピペット・ティップ３０は高密度ポリエチレン製であり、 半透明の白色である。このピペットは、単一ストップ法で成形できるように設計 されている。さらに重要なことであるが、高密度ポリエチレンには赤血球が付着 せず、したがって配合時に赤血球をピペットから完全に除去することができる。

高密度ポリエチレンは血液を透過させず、したがって検査中のピペットの汚染が 減り、ピペットの内容が見やすくなる。通路７４の内壁上に目盛線７６が付いて おり、ピペットの外側から見える。通常の操作では、ピペットに目盛線７６より 上まで注入することはない。

基部６０は、通路７４の内壁の周りに延び、そこから外側に突き出して弾性密封 面を規定する、第１の環状リング７８を備える。好ましい実施例では、環状リン グ７８と離隔され、第２の冗長な弾性密封表面を提供する、第２の同心の環状リ ング８０が設けられる。

やはり第４図に示すように、プローブ１００はピペット３０の基部開放端６４に テーパ形通路７４中に挿入されるように構成されている。プローブの差込み端部 １０２は、通路７４中にぶつからずに受けられるように構成されている。プロー ブは、１０６と１０８に外部開放端を有する中央貫通溝１０４を備える。プロー ブ上に装着面１１０が設けられ、これは、ロボット・アーム（図示せず）内に装 着されそれと係合して、ロボット・アーム内に設けられたソケットとプレスばめ されるように設計されている。当業者には十分に理解されるように、プローブを ロボット・アーム上に装着するための他の手段を組み込むこともできる。

次いで、ロボット・アームを真空システム（やはり図示せず）に接続して、プロ ーブを真空にする。プローブの差込み端部１０２は、プローブ差込み端部１０２ の末端１０６から第１の円筒形平坦面１１４へと延びるテーパ形前部表面１１３ と、第１の円筒形平坦面１１４及び第２の円心の円筒形平坦面１１６ならびにそ れらの間のテーパ形移行表面１１８を備える。テーパ形前部表面１１３は、プロ ーブ差込み端部１０２とピペット３０の円滑な結合を可能にする抜き勾配を有す ることが好ましい。好ましい実施例では、プローブ・ティップ１０２は、ピペッ トの基部６０の開放端６４に挿入されるように構成され、プローブ・ティップ上 の平坦な円筒形密封面１１４と１１６は、それぞれピペット・ティップ３０上の 環状リング７８と８０によって滑り係合で受けられるように構成されている。環 状リング７８と８０の寸法は、円筒形平坦面１１４及び１１６と弾性密封係合を 形成できるような寸法になっている。その際に、ピペット・ティップとプローブ ・ティップの間に冗長の弾性シールが設けられる。プローブ・ティップ１０２の 基部に、ピペット・ティップの基部６０上のリムまたは肩６６と係合して、プロ ーブ・ティップのピペット・ティップ内への移動を制限する積極的ストップを提 供するための肩１２０が設けられる。この環状のプローブの肩１２０とピペット の肩６６と同心の環状シール７８及び８０とプローブ密封表面１１４及び１１６ があいまって、ピペット・ティップに対するプローブの正しい軸方向位置合せを 保証する。

第７図に示すように、環状密封リング７８は、円筒形区間１３２へとテーバ形で 続く丸くなった上面または縁部１３０からなる。これは、成形したプローブを軸 方向に矢印Ｃの方向に引き抜くとき、モールド・キャビティから取り出しやすく するためのものである。しかし、第８図に示す弧状表面１３４などどんな環状密 封面も利用できることが容易に理解できよう。希望するなら、ピペットの内面に 溝を設け、独立のＯＩＪングを挿入することもできる。しかし、好ましい実施例 の一体式密封表面は、プローブ・ティップとピペット・ティップの間の冗長な弾 性シールを確保しながら製造コストを下げる。

本発明のいくつかの特徴及び実施例を詳細に説明してきたが、本発明は下記の特 許請求の範囲の趣旨及び範囲に含まれるあらゆる改良及び修正を包含することが 容易に理解されよう。

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．プローブ上に装着されるように構成され、較正された体積の流体を吸引し配 合するためのピペットであって、ａ．縦軸と中心を貫通する通路と開いた両端部 とを有し、前記端部の一方がピペット・ティップを規定する、細長い本体と、 ｂ．本体のピペット・ティップとは反対側の端部にあり、外側の肩と、ピペット 通路と連絡する内部貫通孔とを備える基部と、 ｃ．プローブと係合して密封結合を形成するように構成された、貫通孔内の密封 部材と を備えるピペット。
2. ２．プローブが前記貫通孔内で受けられるような寸法の密封面を備え、前記密封 手段が、密封面が前記貫通孔内で受けられるとき、密封面と係合するように構成 された、弾性環状リングを貫通孔内面上に備えることを特徴とする、請求項１に 記載のピペット。
3. ３．密封手段がさらに、密封面が前記貫通孔内で受けられるとき、密封面と係合 してそれを密封するように構成された、前記第１の環状リングと同心の第２の環 状リングを貫通孔内面上に備え、これによって前記密封手段が冗長環状シールを 備えるようになることを特徴とする、請求項２に記載のピペット。
4. ４．前記プローブが、密封表面が前記貫通孔内で受けられるとき、前記ピペット 基部の外側の肩と積極的に係合して、ピペットとプローブの間の相対運動を制限 する積極的ストップを規定するように構成された、前記密封面に対して固定した 位置関係にある装着面を備えることを特徴とする、請求項１に記載のピペット。
5. ５．前記の肩が前記環状リングと同心であることを特徴とする、請求項４に記載 のピペット。
6. ６．ピペットが、ピペットを受ける複数のピペット受けを有するキャリア内に置 かれるように構成され、キャリアがさらに前記プローブに対して所定の位置に配 置された較正表面を備え、ピペットが、ピペットをキャリア内でプローブに対し て精密に配置するために較正表面と係合するように構成された制御部材を備える ことを特徴とする、請求項１に記載のピペット。
7. ７．さらに、それぞれピペットを受けて担持するように構成された複数のアパチ ャを有するトレイを含み、トレイが、各ピペットをキャリア内のピペット受けに 挿入するために前記キャリア上に置かれるように構成され、各ピペットが、その ピペットをトレイ内で位置決めするための第２の制御部材を備えることを特徴と する、請求項６に記載のピペット。
8. ８．トレイがさらに、外側両端部と、前記端部のそれぞれに固定されたヒンジ式 タブとを備え、ヒンジ式タブが自由位置からキャリアと係合する位置に移動する ように構成されることを特徴とする、請求項７に記載のピペット。
9. ９．前記タブのそれぞれが、タブをキャリアに選択的かつ解除可能に固定するた めの解除可能な接着材を含むことを特徴とする、請求項８に記載のピペット。
10. １０．前記解除可能な接着材が感圧テープを備え、さらに前記感圧テープ上に置 かれた剥離可能な保護カバーを含むことを特徴とする、請求項９に記載のピペッ ト。
11. １１．前記制御部材が、基部の周囲に半径方向に配置されて縦方向に延び、基部 の周囲から半径方向に外側に突き出し、肩からピペット本体上の制御点へと延び る、複数のリブを備えることを特徴とする、請求項６に記載のピペット。
12. １２．さらに、基部の周囲に半径方向に配置されて縦方向に延び、基部の周囲か ら半径方向に外側に突き出し、前記第１の制御部材の中間に配置された複数のリ ブを備える第２の制御部材を含み、第２の制御部材のリブが第１の制御部材のリ ブよりも外に突き出し、第２の制御部材のリブが、肩から制御点よりも上にある ピペット本体上の端点まで延びることを特徴とする、請求項１１に記載のピペッ ト。
13. １３．本体と基部と密封手段が一体式成形構造であることを特徴とする、請求項 １に記載のピペット。
14. １４．一体成形ピペットが、高密度ポリエチレン材料から形成されることを特徴 とする、請求項１３に記載のピペット。
15. １５．ピペット本体が、前記基部に隣接し、第１のテーパの円錐台によって規定 される第１の部分と、前記ピペット・ティッブに隣接し、第２のテーパの円錐台 によって規定される第２の部分とを含む外側周囲壁を備えることを特徴とする、 請求項１に記載のピペット。
16. １６．前記中心貫通通路と前記貫通孔が、ピペット・ティップに向かって収束す る連続テーパ形であり、密封部材が、前記のテーパ形中心通路に沿った異なる位 置に、第１の密封要素と、これと同心の第２の密封要素とを備え、前記プローブ がさらに、前記中心通路の基部側端部で受けられるように構成されたティッブを 備え、ティップが、前記通路内にそれとぶつからないように受けられる、全般的 にテーパ形の外周部を有し、ティップが、第１の密封要素と係合する第１の密封 面と、第２の密封要素と係合する第２の密封面とを備えることを特徴とする、請 求項１に記載のピペット。
17. １７．前記ティップとテーパ形外周部と、密封面が一体形構造であり、前記第１ 及び第２の密封面が、前記の全般的テーパ形の外周部上に配置された同心の円筒 形区間を備えることを特徴とする、請求項１６に記載のピペット。
18. １８．前記プローブがステンレス鋼で形成されることを特徴とする、請求項１７ に記載のピペット。
19. １９．複数のピペットをキャリア内に装入するために自動分析システムのキャリ ア上に装着されるように構成され、各ピペットがそれぞれ、較正された体積の流 体を吸引し配合するためにプローブ上に装着されるように構成された、複数のピ ペットを担持するためのピペット・キットであって、それぞれ１つのピペットを 受けて担持するように構成された複数のアパチャを有し、各ピペットをキャリア 内のピペット受け中に挿入するために各キャリア上に置かれるように構成された トレイを備え、キャリアがさらに、前記プローブに対して所定の位置に配置され た較正面を備え、ピペットがさらに、ピペットをキャリア内でプローブに対して 精密に配置するために較正面と係合するように構成された第１の制御部材と、ピ ペットをトレイ内で位置決めするための第２の制御部材とを備えることを特徴と する、ピペット・キット。
20. ２０．トレイがトレイの厚さを規定する上面と下面を備え、ピペット上の第１制 御部材と第２制御部材がトレイの厚さよりも大きな距離だけ離隔されていること を特徴とする、請求項１９に記載のピペット・キット。
21. ２１．トレイがさらに、外側両端部と、前記端部のそれぞれに固定されたヒンジ 式タブとを備え、ヒンジ式タブが自由位置からキャリアと係合する位置に移動す るように構成されることを特徴とする、請求項２０に記載のピペット・キット。
22. ２２．前記タブのそれぞれが、タブをキャリアに選択的かつ解除可能に固定する ための解除可能な接着材を含むことを特徴とする、請求項２１に記載のピペット ・キット。
23. ２３．前記解除可能な接着材が感圧テープを備え、さらに前記感圧テープ上に置 かれた剥離可能な保護カバーを含むことを特徴とする、請求項２２に記載のピペ ット・キット。