同軸ニードル及びピペット装置
特に細胞プローブの顕微鏡検査で使用されるピペット装置のための２部分同軸ニードル(10,14,16)であって、ピペット容器(12)内に液体を注入することと、ピペット容器(12)から吸引により液体を除去することの両方を可能とする。好ましい実施形態においては、ピペット容器(12)内に同軸ニードル(10,14,16)を降下させるための駆動と、吸引による液体の注入及び除去は、ただ１つの圧力源を介して空気圧式に行われる。同軸ニードル(10,14,16)及び駆動システム(84,86)の本発明による設計は、高い計量精度の下での迅速且つ確実なピペット操作を可能とし、相互干渉のない特にコンパクトなピペットユニットを広く用いられている多種類の顕微鏡と一緒に使用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡検査、特に、細胞プローブに関する顕微鏡検査で使用するためのピペット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生細胞を用いた試験シリーズは、生物学及び医学の研究開発において極めて重要であり、製薬産業において、例えば、新しい活性物質及び医薬の開発において幅広く使用されている。この点に関連して、制御された方法で個々のプローブに、例えば活性医療物質又はある種の分子生物学改質（例えば、ｓｉＲＮＡ又は免疫染色）を含む液体物質を供給するための観察中に又は次の観察工程との間に、各種の細胞プローブを、透過顕微鏡検査又は蛍光顕微鏡検査を用いて、迅速に且つ可能な限り自動化した方法で観察する必要がある。
【０００３】
この目的のため、細胞プローブは、対象物キャリア又は多重井戸形プレートの別個のチャンバに分配され、前記プローブの観察のため、ステージ上で、顕微鏡の光路内に順次供給される。この工程において、倒立顕微鏡が頻繁に使用され、画像記録装置及びしばしば照明装置の少なくとも一部がステージの下に配置され、これにより、プローブを位置決めし且つ充填するために、ステージの上の空間の大部分をリザーブしておくことができる。プローブの迅速な自動的位置決めのために、一般に、各種のプローブ容器を収容できるプローブ・ポジショナーがステージ上に設けられている。前記プローブ・ポジショナーの個々のプローブチャンバは、顕微鏡の光路内に迅速且つ極めて正確に移動させることができ、焦点合わせのために光軸に沿って変位させることができる。例えば活性物質のような液体を所定の希釈比又は混合比にて個々のプローブチャンバに加え、又はプローブチャンバから吸引によって液体を除去する工程は、依然として部分的に手動で、例えばマイクロリットル・ピペットを用いて行われている。しかしながら、吸引による手動での充填又は除去は、時間と手間がかかるばかりでなく、非常にミスが起こりやすい。
【０００４】
さらに、試験シリーズは、しばしば、制御された温度条件及び環境条件の下で実施する必要があり、これにより、プローブ容器は、ステージ並びに観測設備及び照明装置の一部と共に、いわゆる人工気候室内に収容され、その結果、外部からプローブに接近することは、もはや事実上不可能である。このため、可動ピペットを持つ自動化されたピペットシステムが発明され、このシステムは、制御された環境の下で、選択されたピペット容器内に液体を迅速且つ確実に供給することを可能にする。この構成において、マイクロモーターを備えたポンプの使用によってリザーバからの液体の注入が起こり、電気モーターの使用によってピペットの位置決め及び操作もまた起こる。人工気候室内の、そのような自動化されたピペット装置を持つ倒立顕微鏡は、例えば、米国特許第７０９２１５１号に記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術として知られているピペット装置は、ピペット及び駆動ユニットが比較的大きな設置スペースを必要とするという問題があり、その結果、顕微鏡の操作にマイナスの影響を与える可能性がある。この問題は、特に、透過中のプローブがステージの上から照らされるときに生じる。なぜなら、照明装置及びピペット装置が相互干渉を引き起こすからである。しかしながら、同じ問題がまた、使用される顕微鏡が通常はステージの上の第２照明装置を提供し、この第２照明装置は、実施されるべき試験シリーズには必要ではなく、それにもかかわらず設計上の理由から、光路から十分に遠ざけて自動ピペット装置の非制限的な操作を可能にするということができない、専らステージの下から照明がなされる試験シリーズにおいても生じ得る。広く使用されている多くのタイプの顕微鏡は、そのような空間上の制約を伴い、そのため、従来技術として知られている自動ピペット装置と共に使用される際には、機能上の制約を伴って、又は、おそらくは時間及び費用がかかるであろう改造を行った後においてのみ使用され得る。このため、既知の広く用いられている設計の顕微鏡と相互干渉を起こすことなく使用できるピペット装置が求められている。
【０００６】
さらに、使用されるプローブチャンバは、しばしば、周囲環境からプローブを保護するために、金属箔又はプラスチックフィルム等のカバーによって封止されている。このため、そのような密封構成にもかかわらず、迅速、確実、且つ正確に、選択されたプローブチャンバ内に液体を供給することができる自動ピペット装置がさらに求められている。
【０００７】
同様に、選択されたプローブチャンバ内への液体の自動供給を可能とすることから離れて、ピペット装置は、また、選択されたプローブチャンバからの迅速且つ効果的な液体の除去を可能としなければならない。
【０００８】
これらの目的は、請求項１に係る本発明による同軸ニードルによって達成され、又は、請求項５及び請求項１１に係る本発明によるピペット装置によって達成される。本発明は、また、請求項１３に係る、対応するピペット操作方法に関する。従属請求項は、好ましい実施形態に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による同軸ニードルは、ピペット装置のためのものであり、ピペット容器から液体を抜き取るための中空吸引ランスと、吸引ランスを少なくとも部分的に包囲する中空挿入ランスであって、吸引ランスの外壁と挿入ランスの内壁との間に、ピペット容器内に液体を供給するための液体ダクトが形成される、中空挿入ランス（１６）と、を備える。
【００１０】
液体ダクトは、特に、吸引ランスの外壁と挿入ランスの内壁との間の全体の中空空間を備える。
【００１１】
本発明による同軸ニードルは、液滴注入及び連続流での注入の両方において、注入されるべき液体の量を慎重且つ正確に測ることを可能とする。
【００１２】
好ましい実施形態において、挿入ランスは同軸的に吸引ランスを包囲する。これにより、特に液体の注入でさえ達成可能となる。
【００１３】
さらに好ましい実施形態においては、吸引ランス及び／又は挿入ランスは、中空シリンダー又は中空円錐台の形状に設計される。
【００１４】
さらに、好ましい実施形態においては、吸入ランスは、ピペット容器からの液体の吸い上げのための第１開放端と、第１開放端と軸方向反対側に配置された、吸い上げられた液体の吸引除去ノズルへの移送のための第２開放端（２０）と、を含む。
【００１５】
さらに、挿入ランスは、好ましくは、ピペット容器への液体の移送のための第１開放端と、第１開放端と軸方向反対側の、挿入ノズルからの液体の吸い上げのための第２開放端と、を含む。
【００１６】
注入されるべき液体は、挿入ランスの第２開放端を介して挿入ノズルから液体ダクトに供給可能であり、挿入ランスの第２開放端の軸方向反対側の第１開放端を介してピペット容器内に供給可能である。同様に、ピペット容器からの液体を、吸引によって、吸引ランスの第１開放端を通って吸引ランスの内部に除去可能であり、ここから液体を、第１開放端の軸方向反対側に位置する第２開放端を介して吸引除去ノズルに搬送可能である。本発明による同軸ニードルによって、液体を迅速に且つ計量してピペット容器内に注入可能であり、また、液体をピペット容器から除去可能である。
【００１７】
好ましい実施形態においては、挿入ランスの第１開放端は挿入先端部を含む。特に、挿入ランスの第１開放端は、傾斜するようにして尖らせることができる。このようにして、カバーによって密封されたピペット容器にもまた液体を供給することが可能であり、また、そのようなピペット容器から液体を除去することが可能である。
【００１８】
さらに好ましい実施形態においては、吸引ランスの第１開放端が挿入ランスの内部に配置されている。一方では、このような構成により、密封されたピペット容器を穿孔する際に吸引ランスが損傷を受けることを効果的に防止できるという利点がある。他方では、挿入ランスの内部に吸引ランスを配置する構成は、液体の計量に対して有利な効果をもたらす。液体ダクトに進入する液体は、吸引ランスの周りを流れてこれを濡らし、ピペット容器内に供給される前に、吸引ランスの開放端に集まり、所定サイズの液滴を形成する。
【００１９】
好ましい実施形態においては、挿入ランスの第２開放端は、挿入漏斗を含む。これにより、挿入ノズルから液体ダクトへの液体の注入を簡略化することできる。
【００２０】
さらに好ましい実施形態においては、吸引ランス及び挿入ランスは、共通の軸方向に沿って移動させることができる。これにより、各ランスは、吸引によって液体をピペット容器内に供給し又は除去するために、降下させることができる。
【００２１】
吸引ランス及び挿入ランスは、特に、軸方向に沿って互いに独立して移動することができる。これにより、例えば、吸引ランスを挿入ランスから移動させることができ、液体を抜き取るためにピペット容器の底部まで降下させることができる。
【００２２】
本発明によるピペット装置においては、挿入ランスの第２開放端は、好ましくは、第１接続配管を介して第１リザーバに接続されており、さらに、吸引ランスの第２開放端は、第２接続配管を介して第２リザーバに接続されている。
【００２３】
このようにして、ピペット容器内に供給されるべき液体は、第１接続配管を介して第１リザーバから除去可能であり、ピペット容器から吸引によって除去された液体は、第２接続配管を介して第２リザーバに供給される。
【００２４】
第１接続配管は、挿入ランスと第１リザーバとの間に配置された供給弁を含むことができ、供給バルブは挿入ランスの第２開放端に近接して配置され、第２開放端は、好ましくは、第１接続配管の内径の１０倍よりも小さく、又は２ｃｍ以下である。挿入ランスの第２開放端に近接して配置され、これにより液体ダクトに近接する供給バルブによって、注入時点及び注入量を極めて正確に決定することができる。
【００２５】
好ましい実施形態においては、第２接続配管は、吸引ランスの第２開放端と第２リザーバとの間に吸引除去バルブを備えている。
【００２６】
供給バルブ及び／又は吸引除去バルブは、好ましくは電子制御可能な３／２バルブである。
【００２７】
さらに好ましい実施形態においては、第１リザーバは、第１圧力配管を介して第１圧力源に接続されている。これにより、第１接続配管を介して液体を液体ダクトに供給することが可能であり、第１圧力配管を介して第１圧力源によって第１リザーバが加圧され、供給バルブを用いて計量が制御される。このようにして、正確に計量された液体を、圧力の急増（サージ）によってピペット容器内に注入することができる。
【００２８】
好ましい実施形態においては、圧力源は、窒素圧力源である。
【００２９】
有利な実施形態においては、第１圧力配管は、第１リザーバと第１圧力源との間に、減圧器及び／又はフィルターを備えている。減圧器は、作動圧範囲を設定することを可能とし、フィルターは、リザーバ及びその中に貯蔵された液体を汚染から防護する。
【００３０】
好ましい実施形態においては、第２リザーバは、第２圧力配管によって負圧源に接続されている。このようにして、第２リザーバと、前記第２リザーバに接続された第２接続配管は、負圧を受けることが可能であり、吸引除去バルブを制御することにより、液体は、吸引ランスを介してピペット容器から第２接続配管内に抜き取られ、そこから第２リザーバ内に抜き取られることができる。
【００３１】
さらに好ましい実施形態においては、負圧源は真空ポンプを含む。代替の実施形態においては、負圧源は、第１圧力源に接続されたベンチュリノズルを含み、ベンチュリノズルは、第１圧力源の過圧を負圧に変換する。この実施形態においては、液体は、ピペット容器内に注入することもできるし、単一の圧力源を用いてピペット容器から吸引により除去することもできる。
【００３２】
有利な実施形態においては、挿入ランスは、第１駆動ユニットに接続され、吸引ランスは第２駆動ユニットに接続される。第１及び／又は第２駆動ユニットは、好ましくは、空気圧駆動ユニットである。
【００３３】
挿入ランス及び吸引ランスの駆動を空気圧で行うことにより、駆動ユニットによって占有される設計空間を大幅に縮小することができる。そのため、２つの駆動ユニットを持つ同軸ニードルは、有利には、同軸ニードルの軸方向に沿った設計高さが４ｃｍを超えない可動ピペットユニットを一緒に形成することができる。軸方向における低い設計高さは、特に、そのようなピペットユニットを、ステージ又はピペット容器と顕微鏡の照明装置との間の空間内に、顕微鏡の操作を妨げることなく、又は顕微鏡の設計変更を必要とすることなく、移動させることを可能とする。
【００３４】
好ましい実施形態においては、第１駆動ユニットは、第１圧力ピストンと共に、第１接続要素及び第１締結要素又は締結手段を含み、第１締結手段は、挿入ランスに接続可能であり、第１接続要素を介して第１圧力ピストンに接続可能である。第２駆動ユニットは、第２圧力ピストンと共に、第２接続要素及び第２締結要素を含み、第２締結要素又は締結手段は、吸引ランスに接続され、第２接続要素を介して第２圧力ピストンに接続可能である。
【００３５】
好ましい実施形態においては、第１締結要素は、さらに、第１リザーバから液体を吸い上げるための挿入ノズルを含み、第２締結要素は、吸い上げた液体を第２接続配管を介して第２リザーバに搬送するための吸引除去ノズルを含む。このようにして、ピペットユニットによって占有される設計空間をさらに減少させることができる。
【００３６】
さらに好ましい実施形態においては、第１締結要素は、スプリングを介して第２締結要素に接続され、駆動ピンを介して接続可能である。このようにして、挿入ランス及び吸引ランスは、例示の実施形態を参照して以下に説明されているように、単一の駆動ユニットのみを使用してピペット容器内に一緒に降下される。
【００３７】
有利な実施形態においては、第１駆動ユニットは、第３圧力配管を介して第２圧力源に接続され、第２駆動ユニットは、第４圧力配管を介して前記第２圧力源に接続される。好ましい実施形態においては、第２圧力源は、第１圧力源と同じものである。そのような構成においては、同軸ニードルの両方のランス、及び液体は、単一の圧力源を用いて駆動可能である。このようにして、非常にコンパクトで且つ効率的なピペット装置が提供される。
【００３８】
好ましい実施形態においては、第３圧力配管は、第１急速排出スロットルバルブと共に第１駆動バルブを含み、第１急速排出スロットルバルブは、第１圧力ピストンと第１駆動バルブとの間に配置されている。
【００３９】
急速排出スロットルバルブは、第１駆動ユニットにおいて、よりゆっくりとした圧力上昇をもたらし、これにより、挿入ランスをその軸方向に沿って降下させる際の移動速度を低下させることができる。
【００４０】
同様に、第４圧力配管は、第２急速排出スロットルバルブと共に第２駆動バルブを含み、第２急速排出スロットルバルブは、第２圧力ピストンと第２駆動バルブとの間に配置されている。
【００４１】
好ましい実施形態においては、第１駆動バルブ及び第２駆動バルブは、電子制御可能な３／２バルブである。
【００４２】
好ましい実施形態においては、本発明によるピペット装置は、同軸ニードルの軸方向に垂直な方向に移動可能なピペットユニットを含み、ピペットユニットは、第１駆動ユニット及び第２駆動ユニットと共に同軸ニードルを含み、軸方向に沿ったピペットユニットの設計高さは４ｃｍを超えない。
【００４３】
本発明は、また、ピペット容器に液体を供給するためのピペット及びピペットを移動させるための駆動ユニットを備えたピペット装置に関し、駆動ユニットは、空気圧駆動ユニットであり、第３圧力配管を介して第１圧力源に接続されている。
【００４４】
上述したように、空気圧駆動は、非常にコンパクトなピペット装置を提供することが可能であり、特にピペットの軸方向に沿った設計高さが低いピペットユニットを提供することができ、ピペット装置はピペット及び駆動ユニットを含む。
【００４５】
有利な実施形態においては、ピペット装置は、追加的に、ピペットを第１リザーバに接続する第１接続配管を含み、第１リザーバは第１圧力配管を介して第１圧力源に接続されている。このようにして、ピペットを移動させるための駆動ユニット及び液体を注入するための注入装置の両方を、共有の圧力源を介して操作可能であり、これにより、再び、非常にコンパクトで効率的なピペット装置が得られる。
【００４６】
本発明によるピペット装置のピペットは、液体をピペット容器から抜き取るための設計とすることもでき、第２接続配管を介して第２リザーバに接続することも可能であり、第２リザーバは、第２圧力配管を介して負圧源に接続されている。
【００４７】
次に負圧源は、第１圧力源に接続されたベンチュリノズルを含むことができ、これにより上述の利点が得られる。
【００４８】
本発明は、また、上述の特徴を備えたピペット装置を持つ顕微鏡に関する。特に、顕微鏡は、倒立顕微鏡とすることができる。
【００４９】
最後に、本発明は、中空吸引ランス及び吸引ランスを少なくとも部分的に包囲する中空挿入ランスを持つ同軸ニードルをピペット容器の上に配置する工程と、吸引ランス及び挿入ランスをピペット容器内に一緒に移動させる工程と、液体のための第１リザーバから、吸引ランスの外壁と挿入ランスの内壁との間に配置された液体ダクトに液体を供給する工程と、液体ダクトからピペット容器内に液体を供給する工程と、を備えた、ピペット操作のための方法に関する。
【００５０】
好ましい実施形態においては、吸引ランスの第１端は挿入ランスの内部に配置されており、これにより、ピペット容器と反対の端部である吸引ランスの第１開放端と、ピペット容器と反対の開放端である挿入ランスの第１開放端との間の距離が、ピペット容器内への液体の注入中、少なくとも１ｍｍである。上述したように、この方法にて、液体ダクト内の液滴形成を促進し、飛散無しの注入が可能となる。
【００５１】
さらに好ましい実施形態においては、液体は、液滴毎にピペット容器内に供給され、液滴の量は、ピペット容器の反対の端部である吸引ランスの第１開放端と、ピペット容器の反対側の端部である挿入ランスの第１開放端との間の距離を選択することによって設定される。この距離は、ピペット容器内への液体の注入中、好ましくは少なくとも１ｍｍである。
【００５２】
好ましい実施形態においては、吸引ランス及び挿入ランスを移動させる工程は、ピペット容器のカバーの貫通を含む。
【００５３】
さらに好ましい実施形態においては、液体は、圧力の急増(サージ)によってピペット容器内に注入される。上述したように、このようにして、液体の注入量を効果的に測定することが可能であり、注入の時点を正確に決定することができる。
【００５４】
さらに、好ましい実施形態においては、本発明による方法は、吸引ランスの第２開放端を第１負圧源に接続する工程と共に、液体ダクトから吸引ランスの内部を介して液体のための第２リザーバ内に過剰の液体を吸引により除去する工程を追加的に含む。
【００５５】
液体ダクトから吸引により過剰な液体を除去することにより、過剰量の液体がピペット容器内に意図せずに注入される危険を低減することができる。さらに、本発明による方法を使用することにより、吸引による除去によって液体ダクトを簡単に清掃することができる。これは特に、試験シリーズ中又は次の試験シリーズとの間において供給すべき液体を変更する場合であって、それまで使用していた液体の残りによって次に使用する液体が汚染されることを避けなければならない場合において有利である。
【００５６】
さらに好適な実施形態においては、本発明による方法は、吸引ランスの第１開放端がピペット容器内の液体の容積内に浸漬されるまで、吸引ランス及び挿入ランスの共通の軸方向に沿って吸引ランスを移動させる工程と、吸引ランスの第２開放端を第２負圧源に接続する工程と、吸引によって液体をピペット容器から吸引ランスの内部を通って液体のための第３リザーバ内に除去する工程と、を更に備える。
【００５７】
吸引ランスは、挿入ランスとは独立に共通の軸方向に沿って降下させることができるので、ピペット容器の内部から、液面が低い場合でも、吸引により効果的且つ完全に液体を除去することができる。
【００５８】
好ましい実施形態においては、第２負圧源及び第１負圧源は同じものであり、及び／又は、液体のための第３リザーバ及び液体のための第２リザーバは同じものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１ａ】本発明によるピペット装置の好ましい実施形態の概略図。
【図１ｂ】図１ａのピペット装置で使用されている急速排出スロットルバルブの拡大図。
【図２ａ】各種の操作位置にある、本発明による同軸ニードルの好ましい実施形態を示した図。
【図２ｂ】各種の操作位置にある、本発明による同軸ニードルの好ましい実施形態を示した図。
【図２ｃ】各種の操作位置にある、本発明による同軸ニードルの好ましい実施形態を示した図。
【図２ｄ】各種の操作位置にある、本発明による同軸ニードルの好ましい実施形態を示した図。
【図３ａ】各種の操作位置にある本発明による同軸ニードルを操作するための駆動装置の概略側面図。
【図３ｂ】各種の操作位置にある本発明による同軸ニードルを操作するための駆動装置の概略側面図。
【図３ｃ】各種の操作位置にある本発明による同軸ニードルを操作するための駆動装置の概略側面図。
【図４ａ】図３ａ乃至図３ｃの各種の操作位置にある駆動装置の概略正面図。
【図４ｂ】図３ａ乃至図３ｃの各種の操作位置にある駆動装置の概略正面図。
【図４ｃ】図３ａ乃至図３ｃの各種の操作位置にある駆動装置の概略正面図。
【図５】液体のための幾つかのリザーバを備えた本発明によるピペット装置の改良を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
コンパクトな設計及び低い設計高さの故に、本発明による同軸ニードル又は本発明によるピペット装置は、広く用いられている各種の顕微鏡と、相互の干渉を起こすことなく、一緒に使用することが可能であり、加えて、ピペット容器内への迅速且つ制御され自動化された液体注入を可能とすると共に、ピペット容器からの吸引による液体の除去を可能とする。
【００６１】
本発明による同軸ニードル及び本発明によるピペット装置並びに本発明によるピペット操作方法の数多くの利点が、添付図面の詳細な説明を参照して最も良好に理解される。
【００６２】
図１ａは、本発明によるピペット装置を、その操作にとって重要な構成要素と共に示した概略図である。図１ａにおいては、供給圧力を持つ圧力配管は二重線で示されており、減圧された過圧又は負圧を持つ圧力配管は単一の線で示されており、制御信号ラインは波線で示されている。ピペット装置の中心は、本発明による同軸ニードル１０であり、同軸ニードル１０はピペット容器１２内に部分的に浸漬されている。ピペット容器１２は、例えば、井戸型プレート又はペトリ皿の円筒プローブチャンバとすることができ、プローブチャンバは、細胞プローブを含み、適用可能であれば、プローブに供給され、(図１ａには示されていない)倒立光学顕微鏡の光路内に挿入された液体を含む。
【００６３】
以下、同軸ニードル１０の設計及び機能について、図２ａ乃至図２ｄを参照して詳細に説明する。
【００６４】
図２ａは、カバーフォイル３０で密封されたピペット容器１２の上の待機位置にある同軸ニードル１０を示している。図示されているように、同軸ニードル１０は、吸引ランス１４と共に挿入ランス１６を備えている。両ランスは、金属中空円筒の形体で設計されており、挿入ランス１６は、吸引ランス１４よりも短く、吸引ランスの外径を超える内径を備えている。
【００６５】
説明されている実施形態においては、吸引ランス１４及び挿入ランス１６の両方が、中空正円筒の形体である。しかし、ニードルの使用分野に応じて、異なる形体の中空体を使用することができる。本願発明の文脈においては、「吸引ランス」の用語は、液体を抜き取るために好適なあらゆる中空体を指している。同様に、「挿入ランス」の用語は、吸引ランスと協働してピペット容器１２内に液体を供給するために好適なあらゆる中空体を指している。挿入ランスは、特に、カバーフォイル３０を穿孔するように設計されている。
【００６６】
図２ａに示されているように、吸引ランス１４は、ピペット容器１２の反対の第１開放端１８、及び、軸方向２６に沿って第１開放端１８の反対の第２開放端２０を含む。同様に、挿入ランス１６は、ピペット容器１２の反対の第１開放端２２、及び、第１開放端２２の反対の第２開放端２４を含む。吸引ランス１４の第１開放端１８は、挿入ランス１６内に挿入され、その中でスライド可能であり、挿入ランス１６は、吸引ランス１４を同軸的に部分的に包囲しているが、吸引ランス１４はその長さの故に少なくとも一方の側が常に挿入ランス１６から突出している。挿入ランス１６の内径が吸引ランス１４の外径よりも大きいので、挿入ランス１６が同軸的に吸引ランス１４を包囲している位置において、吸引ランス１４の外壁と挿入ランス１６の内壁との間に液体ダクト２８が形成されている。
【００６７】
図２ａに示された構成においては、挿入ランス１６の第１開放端２２が、軸方向２５に対して傾斜した先端部の形体にて設計されている。この先端部は、同軸ニードル１０がピペット容器１２内に降下された際にカバーフォイル３０を貫通するために使用される。
【００６８】
挿入ランス１６は、その第２開放端２４に挿入漏斗３２を備えており、挿入ランス１６に接続された挿入ノズル３４から、液体ダクト２８内に液体を挿入することができる。これとは対照的に、吸引ランス１４は、その第２開放端２０にて吸引除去ノズル３６に接続されており、吸引ランス１４の内部から吸引により液体を除去することができる。
【００６９】
図１に示されているように、第１接続配管３８及び供給バルブ４０を介して挿入ノズル３４が第１リザーバ４２に接続されており、第１リザーバ４２内には、ピペット容器１２内に注入されるべき液体が貯蔵されている。第１接続配管３８は、フレキシブル・プラスチックホースとすることができる。第１リザーバ４２は、第１圧力配管４４及び圧力スイッチ４６を介して圧力源４８に接続されている。圧力源４８は、作動ガスとして窒素を使用して操作される圧力源とすることができ、圧力源は約５バールの作動圧を提供する。圧力源４８と第１リザーバ４２との間に配置された減圧器５０を介して、作動圧が、約０．２乃至０．３バールの低減された圧力に変換される。減圧器５０の下流に配置されたフィルタ５２は、第１リザーバ４２及びその中に貯蔵された液体を汚染から防護する。
【００７０】
供給バルブ４０は、磁気作用で操作され、２つのスイッチング状態を持つ３つの接続を提供する、いわゆる３／２バルブである。図１の例は、供給バルブ４０の可能なスイッチング状態の両方を並べて示しており、即ち、供給バルブ４０の左側は、第１リザーバ４２から同軸ニードル１０に液体を注入するために開放され、供給バルブ４０においては、接続１及び２が通路の方向に接続されており、右側は閉鎖されたバルブであり、接続２及び３が接続され、第１リザーバ４２からピペット１０への液体の注入が閉鎖されている。
【００７１】
供給バルブ４０を制御ユニット５６に接続する第１制御ライン５４を介して、予め選択されたタイミングパターンにて、供給バルブ４０の２つのスイッチング状態を電子的に変更可能であり、これによりピペットへの液体の注入を制御することができる。そのようなバルブの典型的なスイッチング時間は、１０ｍｓから５０ｍｓの範囲である。制御ユニット５６に接続された入出力ユニット５８は、好適なタイミングシーケンスを選択し、入力するために使用され、ピペット装置を制御し、監視するために使用される。
【００７２】
第１供給バルブ４０は、同軸ニードル１０に近接するように配置され、挿入ランス１６の第２開放端２４と供給バルブ４０との距離は、好ましくは、第１接続配管３８の直径の１０倍よりも小さく、２ｃｍ以下である。このようにして、液体の注入量及び注入のタイミングを非常に正確に決定することができる。
【００７３】
吸引ランス１４の第２開放端２０は、吸引除去ノズル３６及び第２接続配管６０ａ、６０ｂを介して第２リザーバ６２に接続され、次にリザーバ６２は、第２圧力配管６４を介して負圧源６６に接続されている。第２接続配管６０ａ、６０ｂもまた、フレキシブル・プラスチックホースとすることができる。
【００７４】
第１実施形態においては、負圧源６６は、例えば回転翼型ポンプのような従来の真空ポンプ６８のみならず、バッファーボリューム７０及びニードルバルブ・バイパス７２を含んでいる。
【００７５】
図１はまた、負圧源６６’を備えた代替の実施形態を示している。この代替の実施形態においては、第２リザーバ６２が、第２圧力配管６４’を介してベンチュリノズル７４の低圧接続に連結されている。次にベンチュリノズル７４は第１圧力配管４４に接続され、これにより圧力源４８に接続され、このようにして、圧力源４８によって提供される、第１圧力配管４４内の過圧を、第２圧力配管６４’内の負圧に変換する。
【００７６】
第２接続配管６０ａ、６０ｂ内の吸引除去バルブ７６を介して、吸引除去ノズル３６及びこれに接続された吸引ランス１４の第２開放端２０は、負圧（本実施形態では−５０ミリバールから−１００ミリバール）で制御され、これにより、ピペット容器１２からの液体は、吸引により、吸引ランス１４、第２接続配管６０ａ、６０ｂ及び吸引除去バルブ７６を介して、第２リザーバ６２内に除去可能である。第２圧力配管６４又は６４’内のフィルタ７８は、液体又はそれらの脱ガス生成物が吸引により第２リザーバ６２から負圧源６６又は６６’内に除去されることを防止する。
【００７７】
上述した供給バルブ４０の場合のように、吸引除去バルブ７６は、第２制御ライン８０を介して制御ユニット５６に接続された電子制御可能な３／２バルブとすることができる。図１の左側に示された、接続２及び３が接続されている第１スイッチング状態は、第２接続配管６０ａ、６０ｂを介して同軸ニードル１０が負圧源６６又は６６’に接続されている、吸引除去バルブのアクティブ・スイッチング状態である。吸引バルブ７６の接続１及び２が相互に接続されている、非アクティブ又は閉じたスイッチング状態が、隣接する右側に示されている。
【００７８】
図１に示された実施形態においては、供給バルブ４０及び吸引除去バルブ７６は、供給バルブの接続３を吸引バルブの接続２に接続する中間接続８２を介して連結可能である。この中間接続８２は、例えば清掃作業又はメインテナンス作業のためにピペット装置から全ての液体を排出する必要がある場合、第１接続配管３８及び挿入ノズル３４を空にし、かくして負圧源６６又は６６’によって液体ダクト２８を空にする。
【００７９】
図１の概略図はまた、同軸ニードル１０を操作するための空気圧駆動ユニットを示している。図示のピペット装置は、挿入ランス１６及び吸引ランス１４のために２つの別個の駆動ユニット８４及び８６を提供し、これにより、挿入ランス１６及び吸引ランス１４は、それらの共通の軸方向２６に沿って互いに独立に移動させることができる。
【００８０】
以下、図３ａを参照して駆動ユニット８４及び８６について詳細に説明する。
【００８１】
第１駆動ユニット８４は、第１圧力ピストン８８と共に、第１接続要素９０及び第１締結要素９２を備えている。第１締結要素９２は、挿入ランス１６に直接接続されており、また、挿入ノズル３４（図３ａには図示せず）を含んでいる。第１締結要素９２は、第１接続要素９０を介して第１圧力ピストン８８に接続されている。このようにして、第１接続要素９０を介して、第１圧力ピストン８８の動きが、軸方向２６（図２参照）に沿った挿入ランス１６の動きに変換される。
【００８２】
吸引ランス１４を移動させるための第２駆動ユニット８６は、同様に設計されており、第２圧力ピストン９４、第２圧力ピストン９４に接続された第２接続要素９６及び第１接続要素９０、並びに第２締結要素９８を備えている。第２締結要素９８は、吸引ランス１４に直接接続されており、また、吸引除去ノズル３６（図３ａには図示せず）を含んでいる。第２圧力ピストン９４が作動すると、第２接続要素９６が第２締結要素９８に作用し、これにより、軸方向２６に沿って吸引ランス１４が移動可能となる。
【００８３】
本発明による駆動ユニット及び本発明による同軸ニードル１０の設計は、同軸ニードル１０及び第１駆動装置８４及び第２駆動ユニット８６を備えた可動ピペットユニット１２６を提供可能であり、ピペットユニット１２６の軸方向２６に沿った設計高さは、顕微鏡操作及びピペット操作が互いに干渉することなく、ピペット容器１２と、ピペット容器１２の上に配置される従来設計の倒立光学顕微鏡の照明ユニットとの間に、ピペットユニット１２６を挿入するのに十分な低さである。特に、軸方向２６に沿った設計高さが４ｃｍ未満であるピペットユニット１２６を達成することができる。
【００８４】
図１の概略図に示したように、第１駆動ユニット８４の第１圧力ピストン８８は、第１圧力配管４４に接続され、かくして第３圧力配管１００を介して圧力源４８に接続されている。２つの駆動バルブ１０２及び１０４によって第３圧力配管１００は第１圧力配管４４に連結され、これにより、スイッチング状態に応じて、第１圧力ピストン８８は両端に圧力を受けることができ、一方の端部からの加圧は、第１接続要素９０を介して挿入ランス１６の下向きの動きに変換され、反対の端部からの加圧は、軸方向に沿った挿入ランス１６の上向きの動きに変換される。
【００８５】
駆動バルブ１０２及び１０４は、再び、各スイッチング状態が図１に示されている電子制御可能な３／２バルブであり、前記バルブは、再び、波線で示された制御ラインを介して制御ユニット５６に接続されている。
【００８６】
第３圧力配管１００の両方の分岐において、急速排出スロットルバルブ１０６及び１０８が第１圧力ピストン８８の上流に配置されており、急速排出スロットルバルブ１０６及び１０８は、第１圧力ピストン８８における圧力上昇を遅らせ、このようにして、挿入ランス１６の移動速度を設定することが可能となる。
【００８７】
第２圧力ピストン９４は、同様に、第１圧力配管４４に接続されており、第１圧力配管４４は、次に、制御ユニット５６に接続された２つの電子制御可能な３／２バルブ１１２及び１１４を備えている。この構成において、第２圧力ピストン９４の駆動は、上述した第１圧力ピストン８８の駆動に類似して生じ、再び、急速排出スロットルバルブ１１６及び１１８が、第４圧力配管１１０の両方の分岐に設けられている。
【００８８】
使用されている急速排出スロットルバルブ１０６、１０８、１１６及び１１８の作動及び機能は、図１ｂの拡大図に概略図示されている。そのようなバルブは、端部が圧力源４８に対向し、図１ｂにおいてＡで示されているスロットルバルブの端部から、ピペットユニットのリフティング・シリンダーに対向し、図１ｂにおいてＢで示されているバルブの端部への流れの場合、この流れを、この流れとは反対方向の流れを可能としつつ、ブロックする。さらに、スロットルバルブは、逆止弁１３２をバイパスするバイパス１３４を含み、調整可能な減圧バルブ１３６を含む。
【００８９】
減圧バルブ１３６によって容量が制限されたバイパス１３４を介してのみ、圧力媒体がＡ→Ｂの流れ方向に流れることができるので、リフティング・シリンダーでの圧力上昇は、よりゆっくりと生じる。これとは対照的に、Ｂ→Ａの流れ方向においては、逆止弁１３２及び減圧弁１３６の両方が圧力媒体に対して開放されているので、リフティング・シリンダーでの圧量減少は急激に生じうる。減圧弁１３６における流通容量を適切に選択することで、圧力上昇及びこれによる挿入ランス１６又は吸引ランス１４の移動速度を適宜設定することができる。
【００９０】
ピペット操作のために、同軸ニードル１０、並びに、第１駆動ユニット８４及び第２駆動ユニット８６を含むピペットユニット１２６が、選択されたピペット容器１２の上に位置決めされる。そのような位置決めは、一方では、顕微鏡のステージの可動位置決め装置によって生じ、ピペット容器１２を同軸ニードル１０の下で移動させる。既に説明したように、代替策として、本発明によるピペット装置は、また、ピペット装置１２６が移動可能となるように設計することもできる。これにより、ピペットユニット１２６は駆動装置（図１には図示せず）に接続することが可能であり、駆動装置は、ステージの面に沿ってピペットユニット１２６が移動することを可能とし、必要に応じて前記面に対して垂直方向にも移動することを可能とする。例えば、ピペット容器の選択されたチャンバに充填し及びチャンバを空にするために、可動ピペットユニット１２６を揺動させて顕微鏡の光路内に入れることも可能であり、次の顕微鏡検査工程の際に揺動させて光路から出すこともできる。これにより、透過での観察においてさえ、支障なく顕微鏡検査操作を行うことができる。
【００９１】
軸方向２６に沿ったピペットユニット１２６の低い設計高さのために、本発明によるピペット装置１２６は、ピペット操作及び顕微鏡検査操作が相互干渉を引き起こすことなく、通常使用されている多くの顕微鏡モデル及び設計と一緒に使用することができる。特に、同軸ニードル１０は、ピペット容器１２を持つステージとステージの上に配置された顕微鏡の照明装置との間の光路内に挿入可能である。従って、観察に使用される顕微鏡が、対象物をその上から照明するものであって、対象物をその下から照明するものであっても、又は、米国特許第７．０９２，１５１号に記載のステージ上方からの照明又は下方からの照明を選択する顕微鏡の場合であっても、本発明によるピペット装置を使用することができる。これは、本発明による同軸ニードル及び本発明によるピペット装置の特別な利点である。
【００９２】
さらに、そのコンパクトな設計の故に、本発明によるピペット装置は、特に、人工気候室内での使用に適している。
【００９３】
以下、ピペット操作のための方法について、図２、図３及び図４に示した実施形態を参照して説明する。この構成においては、図２ａ、図３ａ及び図４ａは、待機位置にある同軸ニードル１０を示し、図２ｂ、図２ｃ、図３ｂ及び図４ｂは、注入位置にある同軸ニードル１０を示し、図２ｄ、図３ｃ及び図４ｃは、吸引除去位置にある同軸ニードル１０を示している。
【００９４】
図２ａ、図３ａ及び図４ａに示した待機位置においては、同軸ニードル１０は、カバーフォイル３０によって密封されたピペット容器１２の上に位置しており、ピペット容器１２は、調査されるべき細胞プローブを収容している。
【００９５】
同軸ニードル１０をピペット容器１２内に挿入するために、第３圧力配管１００を介して第１圧力ピストン８８に圧力を付与し、これにより、第１締結要素９２及び第１接続要素９０を介して第１圧力ピストン８８に接続された挿入ランスが、軸方向２６に沿って下方に移動する。同時に、第１接続要素９０に連結された第２接続要素９６は、図３ｂに示されているように、第２締結要素９８との接触を確保するように形成されている。図３ａに示されているように、挿入ランス１６の第１締結要素９２は、待機位置において解放されているスプリング１２０及び駆動ピン１３０を介して、吸引ランス１４の第２締結要素９８に連結されている。図４ａに示されているように、第１締結要素９２及び第２締結要素９８は、軸方向２６に延びるガイドレール１２８内で追加的に一緒に案内されている。第１締結要素９２及びそれと共に挿入ランス１６がガイドレール１２８に沿ってピペット容器１２内に移動すると、第１締結要素９２に接続され、その広くされたカバー表面が第２締結要素９８に係合するピン１３０が、第２締結要素９８に堅固に接続された吸引ランス１４を引っ張る。それらの相対的な位置を維持しながら、挿入ランス１６及び吸引ランス１４の両方がピペット容器１２内に移動し、挿入ランス１６の挿入先端部がカバーフォイル３０を貫通する。そして同軸ニードルは、図２ｂ及び図２ｃ、並びに図３ｂ及び図４ｂに示した注入位置にある。
【００９６】
供給バルブ４０の作動の結果、注入すべき液体は、加圧下で、第１リザーバ４２から、第１接続配管３８、挿入ノズル３４及び挿入漏斗３２を介して、吸引ランス１４と挿入ランス１６との間の液体ダクト２８内に注がれる。図２ｂに示したように、液体は、吸引ランス１４の周りを流れ、その第１開放端１８で集まって液滴を形成する。この実施形態においては、ピペット容器１２と反対の吸引ランス１４の第１開放端１８と、ピペット容器１２と反対の挿入ランスの第１開放端２２との間の距離が、ピペット容器１２への液体の注入中、約１ｍｍである。本実施形態においてはピン１３０の変位によって調整可能であるこの距離を、適切に選択することによって、液滴のサイズ、従って注入される液体の量を、同様に設定することができる。供給バルブ４０の圧力の急増（サージ）によって、液滴は同軸ニードル１０から離れてピペット容器１２内に落下する。液滴注入から離れて、一定の流れで液体を注入することもまた可能であり、供給バルブ４０は、制御ユニット５６を介して、延長された時間にわたって開放が維持される。
【００９７】
吸引ランス１４の第２開放端２０を、第２接続配管６０ａ、６０ｂ及び吸引除去バルブ７６を介して負圧源に接続することによって、次の工程において、図２ｃに示したように、もし必要であれば液滴が離れた後で、液体ダクト２８内にまだ残留している液体を、吸引ランス１４の内部を介して、吸引によって第２リザーバ６２内に除去できる。
【００９８】
続いて、同軸ニードル１０は、ピペット容器１２から除去可能であり、第１駆動ユニット８４の作動の結果、挿入ランス１６がガイドレール１２８に沿って動かされてホームポジションに戻る。吸引ランス１４の第２締結要素９８はスプリング１２０を介して挿入ランス１６の第１締結要素９２に接続されているので、このプロセスにおいて、同時に、前記吸引ランス１４は、挿入ランス１６に対する相対的な位置を維持しながら、ピペット容器１２から後退移動される。そして、同軸ニードル１０は、注入プロセスを繰り返すために更なるピペット容器の上に位置決めすることができる。
【００９９】
しかしながら、本発明によるピペット装置は、ピペット容器１２から吸引により液体を除去するために使用することもできる。この結果、上述した方法に寄れば、挿入ランス１６及び吸引ランス１４は、選択されたピペット容器１２内に最初に一緒に挿入される。そのような液体の注入に続いて、又はそのような先行の注入工程のない代替案として、同軸ニードル１０は、図２ｄ、３ｃ及び４ｃに示された吸引除去位置に移動される。図２ｂ、２ｃ、３ｂ及び４ｂに示された注入位置からスタートして、第２圧力ピストン９４は第４圧力配管１１０を介して作動され、これにより、第２圧力ピストン９４に接続されている第２接続要素９６は第２締結要素９８と係合し、スプリング１２０の張力下にある吸引ランス１４は、ピペット容器１２内に収集された液体１２４の容積内に吸引ランス１４の第１開放端１８が浸漬されるまで、ガイドレール１２８に沿って軸方向２６に降下される。このプロセスにおいて、挿入ランス１６の位置は不変に維持される。吸引ランス１４の第２開放端２０を、吸引除去ノズル３６及び第２接続配管６０ａ、６０ｂを介して、負圧源６６又は６６’に接続することによって、ピペット容器１２内に収集された液体１２４の容積は、続いて、その一部又は全部が、吸引ランス１４の内部を通って第２リザーバ６２内に吸引により除去可能である。吸引プロセスの完了後、駆動ユニット８６又は接続要素９６の戻り移動の結果としてスプリング１２０が解放され、これにより、スプリング力によって締結要素９８が上方に押され、締結要素９８に接続されている吸引ランス１４は、軸方向２６に沿って、図２ｃ、３ｂ及び４ｂに示されたホームポジション内にはね戻る。この方法は、上記の如く続けることができる。
【０１００】
上述した本方法によれば、本発明によるピペット装置を用いて、液体を急速に、確実に、そして正確に計量して、密封されたピペット容器内に供給し、又は密封されたピペット容器から除去することができる。しかしながら、多くの試験シリーズにおいて、異なる液体又は異なる濃度の液体を連続的に注入し又は除去することが望まれる。複数の液体間の相互接触を防止して、いかなる汚染も、また望ましくない反応も防止する必要がしばしばある。
【０１０１】
この目的のため、本発明による方法及び本発明による装置は、幾つかの別個の液体循環システムを備えるように設計することも可能であり、各システムが、同軸ニードルを備え、残余は上述の実施形態に対応している。選択されたピペット容器内に複数の液体の１つを注入するために、又は選択されたピペット容器から複数の液体の１つを吸引により除去するために、対応する同軸ニードルがリボルバーシステムにて選択可能である。
【０１０２】
代替案として、幾つかの同軸ニードルを使用することに代えて、単一の同軸ニードルを使用することも可能であり、単一の同軸ニードルは、異なる液体循環システムに接続されるように設計され、さらに、別個のクリーニング循環システムに接続されるようにしても良い。このように異なる液体循環システムへの接続間で、同軸ニードルのクリーニングが、あらゆる汚染を効果的に防止するために実施可能である。クリーニングは、別個のリンス液を用いて配管システムをリンスすることにより、又は、液体循環システムからの残りのピペット液の吸引による除去により実施可能である。
【０１０３】
図５は、本発明によるピペット装置の類似の改良の概略図である。図５に示したピペット装置は、主要部分については図１ａに示したピペット装置と同一であり、対応する構成要素には同じ参照符号を付している。しかしながら、第１リザーバ４２を設ける代わりに、図５に示したピペット装置は、２つのリザーバを備えており、一方のリザーバ１３８は第１ピペット液のためのものであり、他方のリザーバ１４０は第２ピペット液のためのものである。さらに、本発明による改良は、１つの供給バルブ４０を設ける代わりに、３つの供給バルブ、即ち、第１供給バルブ１４６、第２供給バルブ１４８及び第３供給バルブ１５０を備えている。図示の実施形態における第１、第２及び第３供給バルブは、図１ａを参照して上で説明したように、制御ユニット５６を介して電子制御可能な３／２バルブである。
【０１０４】
接続配管１４２又は接続配管１４４を介して、選択的に加圧下で、リザーバ１３８から所定量の第１ピペット液を、又はリザーバ１４０から所定量の第２ピペット液を、挿入ランス１６に供給可能である。第１ピペット液のための接続配管１４２は、第２供給バルブ１４８の入力ポート１に接続されている。次に、第２供給バルブ１４８の出力ポート２は、第３供給バルブ１５０の入力ポート１に接触しており、第３供給バルブ１５０の出力ポートは、第１接続配管３８を介して挿入ランス１６に通じている。第２供給バブル１４８及び第３供給バルブ１５０の作動によって、第１ピペット液のためのリザーバ１３８からピペットに液体が供給される。接続配管１４４を介して第２ピペット液のためのリザーバ１４０に接続されている第１供給弁１４６は、この時点では切り離されている。
【０１０５】
第１ピペット液を供給することに代えて、第２ピペット液をピペットに供給する場合には、第２供給バルブ１４８及び第３供給バルブ１５０に代えて、第１供給バルブ１４６及び第３供給バルブ１５０が作動される。このようにして、第２ピペット液は、加圧下で、接続配管１４４及び第１供給バルブ１４６、非作動の第２供給バルブ１４８及び第３供給バルブ１５０を介して、挿入ランス１６に供給され、このとき第１ピペット液は、接続配管１４２を介して第２供給バルブ１４８の非作動の入力ポート１に接続され、切り離されている。第１供給バルブ１４６の入力ポート３は、接続配管６０ｃを介して第２リザーバ６２に接続されており、リザーバ６２は、ピペット装置の配管システムから吸引により除去された如何なる残留物も吸い上げる。
【０１０６】
上述した改良によって、第１又は第２ピペット液のいずれかを選択的に注入することができる。ピペット液の相互汚染を防止するために、配管システムは、第１ピペット液の注入と第２ピペット液の注入との間に吸引除去によりクリーニングされ、クリーニングを行う際、例えば、第１接続配管３８は、第３供給バルブ１５０の接続３を介して吸引除去バルブ７６に、図１ａにおいて中間接続８２によって図示されているように、又は、例えば、非作動のバルブ１４８及び１４６及び容器６２内への接続配管６０ｃを介したバルブ１５０及び接続２−３の作動によって、第３供給バルブ１５０の接続３を介して吸引除去バルブ７６に接続される。
【０１０７】
同様にして、本発明によるピペット装置は、更なるリザーバ及び供給バルブを追加することによって、２つよりも多くのピペット液で稼働するように拡張することができる。
【０１０８】
上述した実施形態及び図面は、本発明による装置及び本発明による方法を単に説明するために役立つに過ぎず、本発明を限定するものと誤解されてはならない。本発明の保護範囲は、専ら特許請求の範囲に基づくものである。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ 同軸ニードル
１２ ピペット容器
１４ 吸引ランス
１６ 挿入ランス
１８ 吸引ランス１４の第１開放端
２０ 吸引ランス１４の第２開放端
２２ 挿入ランス１６の第１開放端
２４ 挿入ランス１６の第２開放端
２６ 軸方向
２８ 液体ダクト
３０ カバーフォイル
３２ 挿入漏斗
３４ 挿入ノズル
３６ サージノズル
３８ 第１接続配管
４０ 供給バルブ
４２ 第１リザーバ
４４ 第１圧力配管
４６ 圧力スイッチ
４８ 圧力源
５０ 減圧器
５２ フィルタ
５４ 第１制御ライン
５６ 制御ユニット
５８ 入出力ユニット
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ 第２接続配管
６２ 第２リザーバ
６４、６４’ 第２圧力配管
６６、６６’ 負圧源
６８ 真空ポンプ
７０ バッファーボリューム
７２ ニードルバルブ・バイパス
７４ ベンチュリノズル
７６ 吸引除去バルブ
７８ フィルタ
８０ 第２制御ライン
８２ 中間接続
８４ 第１駆動ユニット
８６ 第２駆動ユニット
８８ 第１圧力ピストン
９０ 第１接続要素
９２ 第１締結要素
９４ 第２圧力ピストン
９６ 第２接続要素
９８ 第２締結要素
１００ 第３圧力配管
１０２、１０４ 第１駆動ユニット８４のための駆動バルブ
１０６、１０８ 第１駆動ユニット８４のための逆止減圧弁
１１０ 第４圧力配管
１１２、１１４ 第２駆動ユニット８６のための駆動バルブ
１１６、１１８ 第２駆動ユニット８６のための逆止減圧弁
１２０ スプリング
１２２ 過剰の液体
１２４ ピペット容器１２内の液体の容積
１２６ ピペットユニット
１２８ ガイドレール
１３０ 駆動ピン
１３２ 逆止弁
１３４ バイパス
１３６ 減圧弁
１３８ 第１ピペット液のためのリザーバ
１４０ 第２ピペット液のためのリザーバ
１４２ 第１ピペット液のための接続配管
１４４ 第２ピペット液のための接続配管
１４６ 第１供給バルブ
１４８ 第２供給バルブ
１５０ 第３供給バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡検査、特に、細胞プローブに関する顕微鏡検査で使用するためのピペット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生細胞を用いた試験シリーズは、生物学及び医学の研究開発において極めて重要であり、製薬産業において、例えば、新しい活性物質及び医薬の開発において幅広く使用されている。この点に関連して、制御された方法で個々のプローブに、例えば活性医療物質又はある種の分子生物学改質（例えば、ｓｉＲＮＡ又は免疫染色）を含む液体物質を供給するための観察中に又は次の観察工程との間に、各種の細胞プローブを、透過顕微鏡検査又は蛍光顕微鏡検査を用いて、迅速に且つ可能な限り自動化した方法で観察する必要がある。
【０００３】
この目的のため、細胞プローブは、対象物キャリア又は多重井戸形プレートの別個のチャンバに分配され、前記プローブの観察のため、ステージ上で、顕微鏡の光路内に順次供給される。この工程において、倒立顕微鏡が頻繁に使用され、画像記録装置及びしばしば照明装置の少なくとも一部がステージの下に配置され、これにより、プローブを位置決めし且つ充填するために、ステージの上の空間の大部分をリザーブしておくことができる。プローブの迅速な自動的位置決めのために、一般に、各種のプローブ容器を収容できるプローブ・ポジショナーがステージ上に設けられている。前記プローブ・ポジショナーの個々のプローブチャンバは、顕微鏡の光路内に迅速且つ極めて正確に移動させることができ、焦点合わせのために光軸に沿って変位させることができる。例えば活性物質のような液体を所定の希釈比又は混合比にて個々のプローブチャンバに加え、又はプローブチャンバから吸引によって液体を除去する工程は、依然として部分的に手動で、例えばマイクロリットル・ピペットを用いて行われている。しかしながら、吸引による手動での充填又は除去は、時間と手間がかかるばかりでなく、非常にミスが起こりやすい。
【０００４】
さらに、試験シリーズは、しばしば、制御された温度条件及び環境条件の下で実施する必要があり、これにより、プローブ容器は、ステージ並びに観測設備及び照明装置の一部と共に、いわゆる人工気候室内に収容され、その結果、外部からプローブに接近することは、もはや事実上不可能である。このため、可動ピペットを持つ自動化されたピペットシステムが発明され、このシステムは、制御された環境の下で、選択されたピペット容器内に液体を迅速且つ確実に供給することを可能にする。この構成において、マイクロモーターを備えたポンプの使用によってリザーバからの液体の注入が起こり、電気モーターの使用によってピペットの位置決め及び操作もまた起こる。人工気候室内の、そのような自動化されたピペット装置を持つ倒立顕微鏡は、例えば、米国特許第７０９２１５１号に記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術として知られているピペット装置は、ピペット及び駆動ユニットが比較的大きな設置スペースを必要とするという問題があり、その結果、顕微鏡の操作にマイナスの影響を与える可能性がある。この問題は、特に、透過中のプローブがステージの上から照らされるときに生じる。なぜなら、照明装置及びピペット装置が相互干渉を引き起こすからである。しかしながら、同じ問題がまた、使用される顕微鏡が通常はステージの上の第２照明装置を提供し、この第２照明装置は、実施されるべき試験シリーズには必要ではなく、それにもかかわらず設計上の理由から、光路から十分に遠ざけて自動ピペット装置の非制限的な操作を可能にするということができない、専らステージの下から照明がなされる試験シリーズにおいても生じ得る。広く使用されている多くのタイプの顕微鏡は、そのような空間上の制約を伴い、そのため、従来技術として知られている自動ピペット装置と共に使用される際には、機能上の制約を伴って、又は、おそらくは時間及び費用がかかるであろう改造を行った後においてのみ使用され得る。このため、既知の広く用いられている設計の顕微鏡と相互干渉を起こすことなく使用できるピペット装置が求められている。
【０００６】
さらに、使用されるプローブチャンバは、しばしば、周囲環境からプローブを保護するために、金属箔又はプラスチックフィルム等のカバーによって封止されている。このため、そのような密封構成にもかかわらず、迅速、確実、且つ正確に、選択されたプローブチャンバ内に液体を供給することができる自動ピペット装置がさらに求められている。
【０００７】
同様に、選択されたプローブチャンバ内への液体の自動供給を可能とすることから離れて、ピペット装置は、また、選択されたプローブチャンバからの迅速且つ効果的な液体の除去を可能としなければならない。
【０００８】
これらの目的は、請求項１に係る本発明による同軸ニードルによって達成され、又は、請求項５及び請求項１１に係る本発明によるピペット装置によって達成される。本発明は、また、請求項１３に係る、対応するピペット操作方法に関する。従属請求項は、好ましい実施形態に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による同軸ニードルは、ピペット装置のためのものであり、ピペット容器から液体を抜き取るための中空吸引ランスと、吸引ランスを少なくとも部分的に包囲する中空挿入ランスであって、吸引ランスの外壁と挿入ランスの内壁との間に、ピペット容器内に液体を供給するための液体ダクトが形成される、中空挿入ランス（１６）と、を備える。
【００１０】
液体ダクトは、特に、吸引ランスの外壁と挿入ランスの内壁との間の全体の中空空間を備える。
【００１１】
本発明による同軸ニードルは、液滴注入及び連続流での注入の両方において、注入されるべき液体の量を慎重且つ正確に測ることを可能とする。
【００１２】
好ましい実施形態において、挿入ランスは同軸的に吸引ランスを包囲する。これにより、特に液体の注入でさえ達成可能となる。
【００１３】
さらに好ましい実施形態においては、吸引ランス及び／又は挿入ランスは、中空シリンダー又は中空円錐台の形状に設計される。
【００１４】
さらに、好ましい実施形態においては、吸入ランスは、ピペット容器からの液体の吸い上げのための第１開放端と、第１開放端と軸方向反対側に配置された、吸い上げられた液体の吸引除去ノズルへの移送のための第２開放端（２０）と、を含む。
【００１５】
さらに、挿入ランスは、好ましくは、ピペット容器への液体の移送のための第１開放端と、第１開放端と軸方向反対側の、挿入ノズルからの液体の吸い上げのための第２開放端と、を含む。
【００１６】
注入されるべき液体は、挿入ランスの第２開放端を介して挿入ノズルから液体ダクトに供給可能であり、挿入ランスの第２開放端の軸方向反対側の第１開放端を介してピペット容器内に供給可能である。同様に、ピペット容器からの液体を、吸引によって、吸引ランスの第１開放端を通って吸引ランスの内部に除去可能であり、ここから液体を、第１開放端の軸方向反対側に位置する第２開放端を介して吸引除去ノズルに搬送可能である。本発明による同軸ニードルによって、液体を迅速に且つ計量してピペット容器内に注入可能であり、また、液体をピペット容器から除去可能である。
【００１７】
好ましい実施形態においては、挿入ランスの第１開放端は挿入先端部を含む。特に、挿入ランスの第１開放端は、傾斜するようにして尖らせることができる。このようにして、カバーによって密封されたピペット容器にもまた液体を供給することが可能であり、また、そのようなピペット容器から液体を除去することが可能である。
【００１８】
さらに好ましい実施形態においては、吸引ランスの第１開放端が挿入ランスの内部に配置されている。一方では、このような構成により、密封されたピペット容器を穿孔する際に吸引ランスが損傷を受けることを効果的に防止できるという利点がある。他方では、挿入ランスの内部に吸引ランスを配置する構成は、液体の計量に対して有利な効果をもたらす。液体ダクトに進入する液体は、吸引ランスの周りを流れてこれを濡らし、ピペット容器内に供給される前に、吸引ランスの開放端に集まり、所定サイズの液滴を形成する。
【００１９】
好ましい実施形態においては、挿入ランスの第２開放端は、挿入漏斗を含む。これにより、挿入ノズルから液体ダクトへの液体の注入を簡略化することできる。
【００２０】
さらに好ましい実施形態においては、吸引ランス及び挿入ランスは、共通の軸方向に沿って移動させることができる。これにより、各ランスは、吸引によって液体をピペット容器内に供給し又は除去するために、降下させることができる。
【００２１】
吸引ランス及び挿入ランスは、特に、軸方向に沿って互いに独立して移動することができる。これにより、例えば、吸引ランスを挿入ランスから移動させることができ、液体を抜き取るためにピペット容器の底部まで降下させることができる。
【００２２】
本発明によるピペット装置においては、挿入ランスの第２開放端は、好ましくは、第１接続配管を介して第１リザーバに接続されており、さらに、吸引ランスの第２開放端は、第２接続配管を介して第２リザーバに接続されている。
【００２３】
このようにして、ピペット容器内に供給されるべき液体は、第１接続配管を介して第１リザーバから除去可能であり、ピペット容器から吸引によって除去された液体は、第２接続配管を介して第２リザーバに供給される。
【００２４】
第１接続配管は、挿入ランスと第１リザーバとの間に配置された供給弁を含むことができ、供給バルブは挿入ランスの第２開放端に近接して配置され、第２開放端は、好ましくは、第１接続配管の内径の１０倍よりも小さく、又は２ｃｍ以下である。挿入ランスの第２開放端に近接して配置され、これにより液体ダクトに近接する供給バルブによって、注入時点及び注入量を極めて正確に決定することができる。
【００２５】
好ましい実施形態においては、第２接続配管は、吸引ランスの第２開放端と第２リザーバとの間に吸引除去バルブを備えている。
【００２６】
供給バルブ及び／又は吸引除去バルブは、好ましくは電子制御可能な３／２バルブである。
【００２７】
さらに好ましい実施形態においては、第１リザーバは、第１圧力配管を介して第１圧力源に接続されている。これにより、第１接続配管を介して液体を液体ダクトに供給することが可能であり、第１圧力配管を介して第１圧力源によって第１リザーバが加圧され、供給バルブを用いて計量が制御される。このようにして、正確に計量された液体を、圧力の急増（サージ）によってピペット容器内に注入することができる。
【００２８】
好ましい実施形態においては、圧力源は、窒素圧力源である。
【００２９】
有利な実施形態においては、第１圧力配管は、第１リザーバと第１圧力源との間に、減圧器及び／又はフィルターを備えている。減圧器は、作動圧範囲を設定することを可能とし、フィルターは、リザーバ及びその中に貯蔵された液体を汚染から防護する。
【００３０】
好ましい実施形態においては、第２リザーバは、第２圧力配管によって負圧源に接続されている。このようにして、第２リザーバと、前記第２リザーバに接続された第２接続配管は、負圧を受けることが可能であり、吸引除去バルブを制御することにより、液体は、吸引ランスを介してピペット容器から第２接続配管内に抜き取られ、そこから第２リザーバ内に抜き取られることができる。
【００３１】
さらに好ましい実施形態においては、負圧源は真空ポンプを含む。代替の実施形態においては、負圧源は、第１圧力源に接続されたベンチュリノズルを含み、ベンチュリノズルは、第１圧力源の過圧を負圧に変換する。この実施形態においては、液体は、ピペット容器内に注入することもできるし、単一の圧力源を用いてピペット容器から吸引により除去することもできる。
【００３２】
有利な実施形態においては、挿入ランスは、第１駆動ユニットに接続され、吸引ランスは第２駆動ユニットに接続される。第１及び／又は第２駆動ユニットは、好ましくは、空気圧駆動ユニットである。
【００３３】
挿入ランス及び吸引ランスの駆動を空気圧で行うことにより、駆動ユニットによって占有される設計空間を大幅に縮小することができる。そのため、２つの駆動ユニットを持つ同軸ニードルは、有利には、同軸ニードルの軸方向に沿った設計高さが４ｃｍを超えない可動ピペットユニットを一緒に形成することができる。軸方向における低い設計高さは、特に、そのようなピペットユニットを、ステージ又はピペット容器と顕微鏡の照明装置との間の空間内に、顕微鏡の操作を妨げることなく、又は顕微鏡の設計変更を必要とすることなく、移動させることを可能とする。
【００３４】
好ましい実施形態においては、第１駆動ユニットは、第１圧力ピストンと共に、第１接続要素及び第１締結要素又は締結手段を含み、第１締結手段は、挿入ランスに接続可能であり、第１接続要素を介して第１圧力ピストンに接続可能である。第２駆動ユニットは、第２圧力ピストンと共に、第２接続要素及び第２締結要素を含み、第２締結要素又は締結手段は、吸引ランスに接続され、第２接続要素を介して第２圧力ピストンに接続可能である。
【００３５】
好ましい実施形態においては、第１締結要素は、さらに、第１リザーバから液体を吸い上げるための挿入ノズルを含み、第２締結要素は、吸い上げた液体を第２接続配管を介して第２リザーバに搬送するための吸引除去ノズルを含む。このようにして、ピペットユニットによって占有される設計空間をさらに減少させることができる。
【００３６】
さらに好ましい実施形態においては、第１締結要素は、スプリングを介して第２締結要素に接続され、駆動ピンを介して接続可能である。このようにして、挿入ランス及び吸引ランスは、例示の実施形態を参照して以下に説明されているように、単一の駆動ユニットのみを使用してピペット容器内に一緒に降下される。
【００３７】
有利な実施形態においては、第１駆動ユニットは、第３圧力配管を介して第２圧力源に接続され、第２駆動ユニットは、第４圧力配管を介して前記第２圧力源に接続される。好ましい実施形態においては、第２圧力源は、第１圧力源と同じものである。そのような構成においては、同軸ニードルの両方のランス、及び液体は、単一の圧力源を用いて駆動可能である。このようにして、非常にコンパクトで且つ効率的なピペット装置が提供される。
【００３８】
好ましい実施形態においては、第３圧力配管は、第１急速排出スロットルバルブと共に第１駆動バルブを含み、第１急速排出スロットルバルブは、第１圧力ピストンと第１駆動バルブとの間に配置されている。
【００３９】
急速排出スロットルバルブは、第１駆動ユニットにおいて、よりゆっくりとした圧力上昇をもたらし、これにより、挿入ランスをその軸方向に沿って降下させる際の移動速度を低下させることができる。
【００４０】
同様に、第４圧力配管は、第２急速排出スロットルバルブと共に第２駆動バルブを含み、第２急速排出スロットルバルブは、第２圧力ピストンと第２駆動バルブとの間に配置されている。
【００４１】
好ましい実施形態においては、第１駆動バルブ及び第２駆動バルブは、電子制御可能な３／２バルブである。
【００４２】
好ましい実施形態においては、本発明によるピペット装置は、同軸ニードルの軸方向に垂直な方向に移動可能なピペットユニットを含み、ピペットユニットは、第１駆動ユニット及び第２駆動ユニットと共に同軸ニードルを含み、軸方向に沿ったピペットユニットの設計高さは４ｃｍを超えない。
【００４３】
本発明は、また、ピペット容器に液体を供給するためのピペット及びピペットを移動させるための駆動ユニットを備えたピペット装置に関し、駆動ユニットは、空気圧駆動ユニットであり、第３圧力配管を介して第１圧力源に接続されている。
【００４４】
上述したように、空気圧駆動は、非常にコンパクトなピペット装置を提供することが可能であり、特にピペットの軸方向に沿った設計高さが低いピペットユニットを提供することができ、ピペット装置はピペット及び駆動ユニットを含む。
【００４５】
有利な実施形態においては、ピペット装置は、追加的に、ピペットを第１リザーバに接続する第１接続配管を含み、第１リザーバは第１圧力配管を介して第１圧力源に接続されている。このようにして、ピペットを移動させるための駆動ユニット及び液体を注入するための注入装置の両方を、共有の圧力源を介して操作可能であり、これにより、再び、非常にコンパクトで効率的なピペット装置が得られる。
【００４６】
本発明によるピペット装置のピペットは、液体をピペット容器から抜き取るための設計とすることもでき、第２接続配管を介して第２リザーバに接続することも可能であり、第２リザーバは、第２圧力配管を介して負圧源に接続されている。
【００４７】
次に負圧源は、第１圧力源に接続されたベンチュリノズルを含むことができ、これにより上述の利点が得られる。
【００４８】
本発明は、また、上述の特徴を備えたピペット装置を持つ顕微鏡に関する。特に、顕微鏡は、倒立顕微鏡とすることができる。
【００４９】
最後に、本発明は、中空吸引ランス及び吸引ランスを少なくとも部分的に包囲する中空挿入ランスを持つ同軸ニードルをピペット容器の上に配置する工程と、吸引ランス及び挿入ランスをピペット容器内に一緒に移動させる工程と、液体のための第１リザーバから、吸引ランスの外壁と挿入ランスの内壁との間に配置された液体ダクトに液体を供給する工程と、液体ダクトからピペット容器内に液体を供給する工程と、を備えた、ピペット操作のための方法に関する。
【００５０】
好ましい実施形態においては、吸引ランスの第１端は挿入ランスの内部に配置されており、これにより、ピペット容器と反対の端部である吸引ランスの第１開放端と、ピペット容器と反対の開放端である挿入ランスの第１開放端との間の距離が、ピペット容器内への液体の注入中、少なくとも１ｍｍである。上述したように、この方法にて、液体ダクト内の液滴形成を促進し、飛散無しの注入が可能となる。
【００５１】
さらに好ましい実施形態においては、液体は、液滴毎にピペット容器内に供給され、液滴の量は、ピペット容器の反対の端部である吸引ランスの第１開放端と、ピペット容器の反対側の端部である挿入ランスの第１開放端との間の距離を選択することによって設定される。この距離は、ピペット容器内への液体の注入中、好ましくは少なくとも１ｍｍである。
【００５２】
好ましい実施形態においては、吸引ランス及び挿入ランスを移動させる工程は、ピペット容器のカバーの貫通を含む。
【００５３】
さらに好ましい実施形態においては、液体は、圧力の急増(サージ)によってピペット容器内に注入される。上述したように、このようにして、液体の注入量を効果的に測定することが可能であり、注入の時点を正確に決定することができる。
【００５４】
さらに、好ましい実施形態においては、本発明による方法は、吸引ランスの第２開放端を第１負圧源に接続する工程と共に、液体ダクトから吸引ランスの内部を介して液体のための第２リザーバ内に過剰の液体を吸引により除去する工程を追加的に含む。
【００５５】
液体ダクトから吸引により過剰な液体を除去することにより、過剰量の液体がピペット容器内に意図せずに注入される危険を低減することができる。さらに、本発明による方法を使用することにより、吸引による除去によって液体ダクトを簡単に清掃することができる。これは特に、試験シリーズ中又は次の試験シリーズとの間において供給すべき液体を変更する場合であって、それまで使用していた液体の残りによって次に使用する液体が汚染されることを避けなければならない場合において有利である。
【００５６】
さらに好適な実施形態においては、本発明による方法は、吸引ランスの第１開放端がピペット容器内の液体の容積内に浸漬されるまで、吸引ランス及び挿入ランスの共通の軸方向に沿って吸引ランスを移動させる工程と、吸引ランスの第２開放端を第２負圧源に接続する工程と、吸引によって液体をピペット容器から吸引ランスの内部を通って液体のための第３リザーバ内に除去する工程と、を更に備える。
【００５７】
吸引ランスは、挿入ランスとは独立に共通の軸方向に沿って降下させることができるので、ピペット容器の内部から、液面が低い場合でも、吸引により効果的且つ完全に液体を除去することができる。
【００５８】
好ましい実施形態においては、第２負圧源及び第１負圧源は同じものであり、及び／又は、液体のための第３リザーバ及び液体のための第２リザーバは同じものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１ａ】本発明によるピペット装置の好ましい実施形態の概略図。
【図１ｂ】図１ａのピペット装置で使用されている急速排出スロットルバルブの拡大図。
【図２ａ】各種の操作位置にある、本発明による同軸ニードルの好ましい実施形態を示した図。
【図２ｂ】各種の操作位置にある、本発明による同軸ニードルの好ましい実施形態を示した図。
【図２ｃ】各種の操作位置にある、本発明による同軸ニードルの好ましい実施形態を示した図。
【図２ｄ】各種の操作位置にある、本発明による同軸ニードルの好ましい実施形態を示した図。
【図３ａ】各種の操作位置にある本発明による同軸ニードルを操作するための駆動装置の概略側面図。
【図３ｂ】各種の操作位置にある本発明による同軸ニードルを操作するための駆動装置の概略側面図。
【図３ｃ】各種の操作位置にある本発明による同軸ニードルを操作するための駆動装置の概略側面図。
【図４ａ】図３ａ乃至図３ｃの各種の操作位置にある駆動装置の概略正面図。
【図４ｂ】図３ａ乃至図３ｃの各種の操作位置にある駆動装置の概略正面図。
【図４ｃ】図３ａ乃至図３ｃの各種の操作位置にある駆動装置の概略正面図。
【図５】液体のための幾つかのリザーバを備えた本発明によるピペット装置の改良を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
コンパクトな設計及び低い設計高さの故に、本発明による同軸ニードル又は本発明によるピペット装置は、広く用いられている各種の顕微鏡と、相互の干渉を起こすことなく、一緒に使用することが可能であり、加えて、ピペット容器内への迅速且つ制御され自動化された液体注入を可能とすると共に、ピペット容器からの吸引による液体の除去を可能とする。
【００６１】
本発明による同軸ニードル及び本発明によるピペット装置並びに本発明によるピペット操作方法の数多くの利点が、添付図面の詳細な説明を参照して最も良好に理解される。
【００６２】
図１ａは、本発明によるピペット装置を、その操作にとって重要な構成要素と共に示した概略図である。図１ａにおいては、供給圧力を持つ圧力配管は二重線で示されており、減圧された過圧又は負圧を持つ圧力配管は単一の線で示されており、制御信号ラインは波線で示されている。ピペット装置の中心は、本発明による同軸ニードル１０であり、同軸ニードル１０はピペット容器１２内に部分的に浸漬されている。ピペット容器１２は、例えば、井戸型プレート又はペトリ皿の円筒プローブチャンバとすることができ、プローブチャンバは、細胞プローブを含み、適用可能であれば、プローブに供給され、(図１ａには示されていない)倒立光学顕微鏡の光路内に挿入された液体を含む。
【００６３】
以下、同軸ニードル１０の設計及び機能について、図２ａ乃至図２ｄを参照して詳細に説明する。
【００６４】
図２ａは、カバーフォイル３０で密封されたピペット容器１２の上の待機位置にある同軸ニードル１０を示している。図示されているように、同軸ニードル１０は、吸引ランス１４と共に挿入ランス１６を備えている。両ランスは、金属中空円筒の形体で設計されており、挿入ランス１６は、吸引ランス１４よりも短く、吸引ランスの外径を超える内径を備えている。
【００６５】
説明されている実施形態においては、吸引ランス１４及び挿入ランス１６の両方が、中空正円筒の形体である。しかし、ニードルの使用分野に応じて、異なる形体の中空体を使用することができる。本願発明の文脈においては、「吸引ランス」の用語は、液体を抜き取るために好適なあらゆる中空体を指している。同様に、「挿入ランス」の用語は、吸引ランスと協働してピペット容器１２内に液体を供給するために好適なあらゆる中空体を指している。挿入ランスは、特に、カバーフォイル３０を穿孔するように設計されている。
【００６６】
図２ａに示されているように、吸引ランス１４は、ピペット容器１２の反対の第１開放端１８、及び、軸方向２６に沿って第１開放端１８の反対の第２開放端２０を含む。同様に、挿入ランス１６は、ピペット容器１２の反対の第１開放端２２、及び、第１開放端２２の反対の第２開放端２４を含む。吸引ランス１４の第１開放端１８は、挿入ランス１６内に挿入され、その中でスライド可能であり、挿入ランス１６は、吸引ランス１４を同軸的に部分的に包囲しているが、吸引ランス１４はその長さの故に少なくとも一方の側が常に挿入ランス１６から突出している。挿入ランス１６の内径が吸引ランス１４の外径よりも大きいので、挿入ランス１６が同軸的に吸引ランス１４を包囲している位置において、吸引ランス１４の外壁と挿入ランス１６の内壁との間に液体ダクト２８が形成されている。
【００６７】
図２ａに示された構成においては、挿入ランス１６の第１開放端２２が、軸方向２５に対して傾斜した先端部の形体にて設計されている。この先端部は、同軸ニードル１０がピペット容器１２内に降下された際にカバーフォイル３０を貫通するために使用される。
【００６８】
挿入ランス１６は、その第２開放端２４に挿入漏斗３２を備えており、挿入ランス１６に接続された挿入ノズル３４から、液体ダクト２８内に液体を挿入することができる。これとは対照的に、吸引ランス１４は、その第２開放端２０にて吸引除去ノズル３６に接続されており、吸引ランス１４の内部から吸引により液体を除去することができる。
【００６９】
図１に示されているように、第１接続配管３８及び供給バルブ４０を介して挿入ノズル３４が第１リザーバ４２に接続されており、第１リザーバ４２内には、ピペット容器１２内に注入されるべき液体が貯蔵されている。第１接続配管３８は、フレキシブル・プラスチックホースとすることができる。第１リザーバ４２は、第１圧力配管４４及び圧力スイッチ４６を介して圧力源４８に接続されている。圧力源４８は、作動ガスとして窒素を使用して操作される圧力源とすることができ、圧力源は約５バールの作動圧を提供する。圧力源４８と第１リザーバ４２との間に配置された減圧器５０を介して、作動圧が、約０．２乃至０．３バールの低減された圧力に変換される。減圧器５０の下流に配置されたフィルタ５２は、第１リザーバ４２及びその中に貯蔵された液体を汚染から防護する。
【００７０】
供給バルブ４０は、磁気作用で操作され、２つのスイッチング状態を持つ３つの接続を提供する、いわゆる３／２バルブである。図１の例は、供給バルブ４０の可能なスイッチング状態の両方を並べて示しており、即ち、供給バルブ４０の左側は、第１リザーバ４２から同軸ニードル１０に液体を注入するために開放され、供給バルブ４０においては、接続１及び２が通路の方向に接続されており、右側は閉鎖されたバルブであり、接続２及び３が接続され、第１リザーバ４２からピペット１０への液体の注入が閉鎖されている。
【００７１】
供給バルブ４０を制御ユニット５６に接続する第１制御ライン５４を介して、予め選択されたタイミングパターンにて、供給バルブ４０の２つのスイッチング状態を電子的に変更可能であり、これによりピペットへの液体の注入を制御することができる。そのようなバルブの典型的なスイッチング時間は、１０ｍｓから５０ｍｓの範囲である。制御ユニット５６に接続された入出力ユニット５８は、好適なタイミングシーケンスを選択し、入力するために使用され、ピペット装置を制御し、監視するために使用される。
【００７２】
第１供給バルブ４０は、同軸ニードル１０に近接するように配置され、挿入ランス１６の第２開放端２４と供給バルブ４０との距離は、好ましくは、第１接続配管３８の直径の１０倍よりも小さく、２ｃｍ以下である。このようにして、液体の注入量及び注入のタイミングを非常に正確に決定することができる。
【００７３】
吸引ランス１４の第２開放端２０は、吸引除去ノズル３６及び第２接続配管６０ａ、６０ｂを介して第２リザーバ６２に接続され、次にリザーバ６２は、第２圧力配管６４を介して負圧源６６に接続されている。第２接続配管６０ａ、６０ｂもまた、フレキシブル・プラスチックホースとすることができる。
【００７４】
第１実施形態においては、負圧源６６は、例えば回転翼型ポンプのような従来の真空ポンプ６８のみならず、バッファーボリューム７０及びニードルバルブ・バイパス７２を含んでいる。
【００７５】
図１はまた、負圧源６６’を備えた代替の実施形態を示している。この代替の実施形態においては、第２リザーバ６２が、第２圧力配管６４’を介してベンチュリノズル７４の低圧接続に連結されている。次にベンチュリノズル７４は第１圧力配管４４に接続され、これにより圧力源４８に接続され、このようにして、圧力源４８によって提供される、第１圧力配管４４内の過圧を、第２圧力配管６４’内の負圧に変換する。
【００７６】
第２接続配管６０ａ、６０ｂ内の吸引除去バルブ７６を介して、吸引除去ノズル３６及びこれに接続された吸引ランス１４の第２開放端２０は、負圧（本実施形態では−５０ミリバールから−１００ミリバール）で制御され、これにより、ピペット容器１２からの液体は、吸引により、吸引ランス１４、第２接続配管６０ａ、６０ｂ及び吸引除去バルブ７６を介して、第２リザーバ６２内に除去可能である。第２圧力配管６４又は６４’内のフィルタ７８は、液体又はそれらの脱ガス生成物が吸引により第２リザーバ６２から負圧源６６又は６６’内に除去されることを防止する。
【００７７】
上述した供給バルブ４０の場合のように、吸引除去バルブ７６は、第２制御ライン８０を介して制御ユニット５６に接続された電子制御可能な３／２バルブとすることができる。図１の左側に示された、接続２及び３が接続されている第１スイッチング状態は、第２接続配管６０ａ、６０ｂを介して同軸ニードル１０が負圧源６６又は６６’に接続されている、吸引除去バルブのアクティブ・スイッチング状態である。吸引バルブ７６の接続１及び２が相互に接続されている、非アクティブ又は閉じたスイッチング状態が、隣接する右側に示されている。
【００７８】
図１に示された実施形態においては、供給バルブ４０及び吸引除去バルブ７６は、供給バルブの接続３を吸引バルブの接続２に接続する中間接続８２を介して連結可能である。この中間接続８２は、例えば清掃作業又はメインテナンス作業のためにピペット装置から全ての液体を排出する必要がある場合、第１接続配管３８及び挿入ノズル３４を空にし、かくして負圧源６６又は６６’によって液体ダクト２８を空にする。
【００７９】
図１の概略図はまた、同軸ニードル１０を操作するための空気圧駆動ユニットを示している。図示のピペット装置は、挿入ランス１６及び吸引ランス１４のために２つの別個の駆動ユニット８４及び８６を提供し、これにより、挿入ランス１６及び吸引ランス１４は、それらの共通の軸方向２６に沿って互いに独立に移動させることができる。
【００８０】
以下、図３ａを参照して駆動ユニット８４及び８６について詳細に説明する。
【００８１】
第１駆動ユニット８４は、第１圧力ピストン８８と共に、第１接続要素９０及び第１締結要素９２を備えている。第１締結要素９２は、挿入ランス１６に直接接続されており、また、挿入ノズル３４（図３ａには図示せず）を含んでいる。第１締結要素９２は、第１接続要素９０を介して第１圧力ピストン８８に接続されている。このようにして、第１接続要素９０を介して、第１圧力ピストン８８の動きが、軸方向２６（図２参照）に沿った挿入ランス１６の動きに変換される。
【００８２】
吸引ランス１４を移動させるための第２駆動ユニット８６は、同様に設計されており、第２圧力ピストン９４、第２圧力ピストン９４に接続された第２接続要素９６及び第１接続要素９０、並びに第２締結要素９８を備えている。第２締結要素９８は、吸引ランス１４に直接接続されており、また、吸引除去ノズル３６（図３ａには図示せず）を含んでいる。第２圧力ピストン９４が作動すると、第２接続要素９６が第２締結要素９８に作用し、これにより、軸方向２６に沿って吸引ランス１４が移動可能となる。
【００８３】
本発明による駆動ユニット及び本発明による同軸ニードル１０の設計は、同軸ニードル１０及び第１駆動装置８４及び第２駆動ユニット８６を備えた可動ピペットユニット１２６を提供可能であり、ピペットユニット１２６の軸方向２６に沿った設計高さは、顕微鏡操作及びピペット操作が互いに干渉することなく、ピペット容器１２と、ピペット容器１２の上に配置される従来設計の倒立光学顕微鏡の照明ユニットとの間に、ピペットユニット１２６を挿入するのに十分な低さである。特に、軸方向２６に沿った設計高さが４ｃｍ未満であるピペットユニット１２６を達成することができる。
【００８４】
図１の概略図に示したように、第１駆動ユニット８４の第１圧力ピストン８８は、第１圧力配管４４に接続され、かくして第３圧力配管１００を介して圧力源４８に接続されている。２つの駆動バルブ１０２及び１０４によって第３圧力配管１００は第１圧力配管４４に連結され、これにより、スイッチング状態に応じて、第１圧力ピストン８８は両端に圧力を受けることができ、一方の端部からの加圧は、第１接続要素９０を介して挿入ランス１６の下向きの動きに変換され、反対の端部からの加圧は、軸方向に沿った挿入ランス１６の上向きの動きに変換される。
【００８５】
駆動バルブ１０２及び１０４は、再び、各スイッチング状態が図１に示されている電子制御可能な３／２バルブであり、前記バルブは、再び、波線で示された制御ラインを介して制御ユニット５６に接続されている。
【００８６】
第３圧力配管１００の両方の分岐において、急速排出スロットルバルブ１０６及び１０８が第１圧力ピストン８８の上流に配置されており、急速排出スロットルバルブ１０６及び１０８は、第１圧力ピストン８８における圧力上昇を遅らせ、このようにして、挿入ランス１６の移動速度を設定することが可能となる。
【００８７】
第２圧力ピストン９４は、同様に、第１圧力配管４４に接続されており、第１圧力配管４４は、次に、制御ユニット５６に接続された２つの電子制御可能な３／２バルブ１１２及び１１４を備えている。この構成において、第２圧力ピストン９４の駆動は、上述した第１圧力ピストン８８の駆動に類似して生じ、再び、急速排出スロットルバルブ１１６及び１１８が、第４圧力配管１１０の両方の分岐に設けられている。
【００８８】
使用されている急速排出スロットルバルブ１０６、１０８、１１６及び１１８の作動及び機能は、図１ｂの拡大図に概略図示されている。そのようなバルブは、端部が圧力源４８に対向し、図１ｂにおいてＡで示されているスロットルバルブの端部から、ピペットユニットのリフティング・シリンダーに対向し、図１ｂにおいてＢで示されているバルブの端部への流れの場合、この流れを、この流れとは反対方向の流れを可能としつつ、ブロックする。さらに、スロットルバルブは、逆止弁１３２をバイパスするバイパス１３４を含み、調整可能な減圧バルブ１３６を含む。
【００８９】
減圧バルブ１３６によって容量が制限されたバイパス１３４を介してのみ、圧力媒体がＡ→Ｂの流れ方向に流れることができるので、リフティング・シリンダーでの圧力上昇は、よりゆっくりと生じる。これとは対照的に、Ｂ→Ａの流れ方向においては、逆止弁１３２及び減圧弁１３６の両方が圧力媒体に対して開放されているので、リフティング・シリンダーでの圧量減少は急激に生じうる。減圧弁１３６における流通容量を適切に選択することで、圧力上昇及びこれによる挿入ランス１６又は吸引ランス１４の移動速度を適宜設定することができる。
【００９０】
ピペット操作のために、同軸ニードル１０、並びに、第１駆動ユニット８４及び第２駆動ユニット８６を含むピペットユニット１２６が、選択されたピペット容器１２の上に位置決めされる。そのような位置決めは、一方では、顕微鏡のステージの可動位置決め装置によって生じ、ピペット容器１２を同軸ニードル１０の下で移動させる。既に説明したように、代替策として、本発明によるピペット装置は、また、ピペット装置１２６が移動可能となるように設計することもできる。これにより、ピペットユニット１２６は駆動装置（図１には図示せず）に接続することが可能であり、駆動装置は、ステージの面に沿ってピペットユニット１２６が移動することを可能とし、必要に応じて前記面に対して垂直方向にも移動することを可能とする。例えば、ピペット容器の選択されたチャンバに充填し及びチャンバを空にするために、可動ピペットユニット１２６を揺動させて顕微鏡の光路内に入れることも可能であり、次の顕微鏡検査工程の際に揺動させて光路から出すこともできる。これにより、透過での観察においてさえ、支障なく顕微鏡検査操作を行うことができる。
【００９１】
軸方向２６に沿ったピペットユニット１２６の低い設計高さのために、本発明によるピペット装置１２６は、ピペット操作及び顕微鏡検査操作が相互干渉を引き起こすことなく、通常使用されている多くの顕微鏡モデル及び設計と一緒に使用することができる。特に、同軸ニードル１０は、ピペット容器１２を持つステージとステージの上に配置された顕微鏡の照明装置との間の光路内に挿入可能である。従って、観察に使用される顕微鏡が、対象物をその上から照明するものであって、対象物をその下から照明するものであっても、又は、米国特許第７．０９２，１５１号に記載のステージ上方からの照明又は下方からの照明を選択する顕微鏡の場合であっても、本発明によるピペット装置を使用することができる。これは、本発明による同軸ニードル及び本発明によるピペット装置の特別な利点である。
【００９２】
さらに、そのコンパクトな設計の故に、本発明によるピペット装置は、特に、人工気候室内での使用に適している。
【００９３】
以下、ピペット操作のための方法について、図２、図３及び図４に示した実施形態を参照して説明する。この構成においては、図２ａ、図３ａ及び図４ａは、待機位置にある同軸ニードル１０を示し、図２ｂ、図２ｃ、図３ｂ及び図４ｂは、注入位置にある同軸ニードル１０を示し、図２ｄ、図３ｃ及び図４ｃは、吸引除去位置にある同軸ニードル１０を示している。
【００９４】
図２ａ、図３ａ及び図４ａに示した待機位置においては、同軸ニードル１０は、カバーフォイル３０によって密封されたピペット容器１２の上に位置しており、ピペット容器１２は、調査されるべき細胞プローブを収容している。
【００９５】
同軸ニードル１０をピペット容器１２内に挿入するために、第３圧力配管１００を介して第１圧力ピストン８８に圧力を付与し、これにより、第１締結要素９２及び第１接続要素９０を介して第１圧力ピストン８８に接続された挿入ランスが、軸方向２６に沿って下方に移動する。同時に、第１接続要素９０に連結された第２接続要素９６は、図３ｂに示されているように、第２締結要素９８との接触を確保するように形成されている。図３ａに示されているように、挿入ランス１６の第１締結要素９２は、待機位置において解放されているスプリング１２０及び駆動ピン１３０を介して、吸引ランス１４の第２締結要素９８に連結されている。図４ａに示されているように、第１締結要素９２及び第２締結要素９８は、軸方向２６に延びるガイドレール１２８内で追加的に一緒に案内されている。第１締結要素９２及びそれと共に挿入ランス１６がガイドレール１２８に沿ってピペット容器１２内に移動すると、第１締結要素９２に接続され、その広くされたカバー表面が第２締結要素９８に係合するピン１３０が、第２締結要素９８に堅固に接続された吸引ランス１４を引っ張る。それらの相対的な位置を維持しながら、挿入ランス１６及び吸引ランス１４の両方がピペット容器１２内に移動し、挿入ランス１６の挿入先端部がカバーフォイル３０を貫通する。そして同軸ニードルは、図２ｂ及び図２ｃ、並びに図３ｂ及び図４ｂに示した注入位置にある。
【００９６】
供給バルブ４０の作動の結果、注入すべき液体は、加圧下で、第１リザーバ４２から、第１接続配管３８、挿入ノズル３４及び挿入漏斗３２を介して、吸引ランス１４と挿入ランス１６との間の液体ダクト２８内に注がれる。図２ｂに示したように、液体は、吸引ランス１４の周りを流れ、その第１開放端１８で集まって液滴を形成する。この実施形態においては、ピペット容器１２と反対の吸引ランス１４の第１開放端１８と、ピペット容器１２と反対の挿入ランスの第１開放端２２との間の距離が、ピペット容器１２への液体の注入中、約１ｍｍである。本実施形態においてはピン１３０の変位によって調整可能であるこの距離を、適切に選択することによって、液滴のサイズ、従って注入される液体の量を、同様に設定することができる。供給バルブ４０の圧力の急増（サージ）によって、液滴は同軸ニードル１０から離れてピペット容器１２内に落下する。液滴注入から離れて、一定の流れで液体を注入することもまた可能であり、供給バルブ４０は、制御ユニット５６を介して、延長された時間にわたって開放が維持される。
【００９７】
吸引ランス１４の第２開放端２０を、第２接続配管６０ａ、６０ｂ及び吸引除去バルブ７６を介して負圧源に接続することによって、次の工程において、図２ｃに示したように、もし必要であれば液滴が離れた後で、液体ダクト２８内にまだ残留している液体を、吸引ランス１４の内部を介して、吸引によって第２リザーバ６２内に除去できる。
【００９８】
続いて、同軸ニードル１０は、ピペット容器１２から除去可能であり、第１駆動ユニット８４の作動の結果、挿入ランス１６がガイドレール１２８に沿って動かされてホームポジションに戻る。吸引ランス１４の第２締結要素９８はスプリング１２０を介して挿入ランス１６の第１締結要素９２に接続されているので、このプロセスにおいて、同時に、前記吸引ランス１４は、挿入ランス１６に対する相対的な位置を維持しながら、ピペット容器１２から後退移動される。そして、同軸ニードル１０は、注入プロセスを繰り返すために更なるピペット容器の上に位置決めすることができる。
【００９９】
しかしながら、本発明によるピペット装置は、ピペット容器１２から吸引により液体を除去するために使用することもできる。この結果、上述した方法に寄れば、挿入ランス１６及び吸引ランス１４は、選択されたピペット容器１２内に最初に一緒に挿入される。そのような液体の注入に続いて、又はそのような先行の注入工程のない代替案として、同軸ニードル１０は、図２ｄ、３ｃ及び４ｃに示された吸引除去位置に移動される。図２ｂ、２ｃ、３ｂ及び４ｂに示された注入位置からスタートして、第２圧力ピストン９４は第４圧力配管１１０を介して作動され、これにより、第２圧力ピストン９４に接続されている第２接続要素９６は第２締結要素９８と係合し、スプリング１２０の張力下にある吸引ランス１４は、ピペット容器１２内に収集された液体１２４の容積内に吸引ランス１４の第１開放端１８が浸漬されるまで、ガイドレール１２８に沿って軸方向２６に降下される。このプロセスにおいて、挿入ランス１６の位置は不変に維持される。吸引ランス１４の第２開放端２０を、吸引除去ノズル３６及び第２接続配管６０ａ、６０ｂを介して、負圧源６６又は６６’に接続することによって、ピペット容器１２内に収集された液体１２４の容積は、続いて、その一部又は全部が、吸引ランス１４の内部を通って第２リザーバ６２内に吸引により除去可能である。吸引プロセスの完了後、駆動ユニット８６又は接続要素９６の戻り移動の結果としてスプリング１２０が解放され、これにより、スプリング力によって締結要素９８が上方に押され、締結要素９８に接続されている吸引ランス１４は、軸方向２６に沿って、図２ｃ、３ｂ及び４ｂに示されたホームポジション内にはね戻る。この方法は、上記の如く続けることができる。
【０１００】
上述した本方法によれば、本発明によるピペット装置を用いて、液体を急速に、確実に、そして正確に計量して、密封されたピペット容器内に供給し、又は密封されたピペット容器から除去することができる。しかしながら、多くの試験シリーズにおいて、異なる液体又は異なる濃度の液体を連続的に注入し又は除去することが望まれる。複数の液体間の相互接触を防止して、いかなる汚染も、また望ましくない反応も防止する必要がしばしばある。
【０１０１】
この目的のため、本発明による方法及び本発明による装置は、幾つかの別個の液体循環システムを備えるように設計することも可能であり、各システムが、同軸ニードルを備え、残余は上述の実施形態に対応している。選択されたピペット容器内に複数の液体の１つを注入するために、又は選択されたピペット容器から複数の液体の１つを吸引により除去するために、対応する同軸ニードルがリボルバーシステムにて選択可能である。
【０１０２】
代替案として、幾つかの同軸ニードルを使用することに代えて、単一の同軸ニードルを使用することも可能であり、単一の同軸ニードルは、異なる液体循環システムに接続されるように設計され、さらに、別個のクリーニング循環システムに接続されるようにしても良い。このように異なる液体循環システムへの接続間で、同軸ニードルのクリーニングが、あらゆる汚染を効果的に防止するために実施可能である。クリーニングは、別個のリンス液を用いて配管システムをリンスすることにより、又は、液体循環システムからの残りのピペット液の吸引による除去により実施可能である。
【０１０３】
図５は、本発明によるピペット装置の類似の改良の概略図である。図５に示したピペット装置は、主要部分については図１ａに示したピペット装置と同一であり、対応する構成要素には同じ参照符号を付している。しかしながら、第１リザーバ４２を設ける代わりに、図５に示したピペット装置は、２つのリザーバを備えており、一方のリザーバ１３８は第１ピペット液のためのものであり、他方のリザーバ１４０は第２ピペット液のためのものである。さらに、本発明による改良は、１つの供給バルブ４０を設ける代わりに、３つの供給バルブ、即ち、第１供給バルブ１４６、第２供給バルブ１４８及び第３供給バルブ１５０を備えている。図示の実施形態における第１、第２及び第３供給バルブは、図１ａを参照して上で説明したように、制御ユニット５６を介して電子制御可能な３／２バルブである。
【０１０４】
接続配管１４２又は接続配管１４４を介して、選択的に加圧下で、リザーバ１３８から所定量の第１ピペット液を、又はリザーバ１４０から所定量の第２ピペット液を、挿入ランス１６に供給可能である。第１ピペット液のための接続配管１４２は、第２供給バルブ１４８の入力ポート１に接続されている。次に、第２供給バルブ１４８の出力ポート２は、第３供給バルブ１５０の入力ポート１に接触しており、第３供給バルブ１５０の出力ポートは、第１接続配管３８を介して挿入ランス１６に通じている。第２供給バブル１４８及び第３供給バルブ１５０の作動によって、第１ピペット液のためのリザーバ１３８からピペットに液体が供給される。接続配管１４４を介して第２ピペット液のためのリザーバ１４０に接続されている第１供給弁１４６は、この時点では切り離されている。
【０１０５】
第１ピペット液を供給することに代えて、第２ピペット液をピペットに供給する場合には、第２供給バルブ１４８及び第３供給バルブ１５０に代えて、第１供給バルブ１４６及び第３供給バルブ１５０が作動される。このようにして、第２ピペット液は、加圧下で、接続配管１４４及び第１供給バルブ１４６、非作動の第２供給バルブ１４８及び第３供給バルブ１５０を介して、挿入ランス１６に供給され、このとき第１ピペット液は、接続配管１４２を介して第２供給バルブ１４８の非作動の入力ポート１に接続され、切り離されている。第１供給バルブ１４６の入力ポート３は、接続配管６０ｃを介して第２リザーバ６２に接続されており、リザーバ６２は、ピペット装置の配管システムから吸引により除去された如何なる残留物も吸い上げる。
【０１０６】
上述した改良によって、第１又は第２ピペット液のいずれかを選択的に注入することができる。ピペット液の相互汚染を防止するために、配管システムは、第１ピペット液の注入と第２ピペット液の注入との間に吸引除去によりクリーニングされ、クリーニングを行う際、例えば、第１接続配管３８は、第３供給バルブ１５０の接続３を介して吸引除去バルブ７６に、図１ａにおいて中間接続８２によって図示されているように、又は、例えば、非作動のバルブ１４８及び１４６及び容器６２内への接続配管６０ｃを介したバルブ１５０及び接続２−３の作動によって、第３供給バルブ１５０の接続３を介して吸引除去バルブ７６に接続される。
【０１０７】
同様にして、本発明によるピペット装置は、更なるリザーバ及び供給バルブを追加することによって、２つよりも多くのピペット液で稼働するように拡張することができる。
【０１０８】
上述した実施形態及び図面は、本発明による装置及び本発明による方法を単に説明するために役立つに過ぎず、本発明を限定するものと誤解されてはならない。本発明の保護範囲は、専ら特許請求の範囲に基づくものである。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ 同軸ニードル
１２ ピペット容器
１４ 吸引ランス
１６ 挿入ランス
１８ 吸引ランス１４の第１開放端
２０ 吸引ランス１４の第２開放端
２２ 挿入ランス１６の第１開放端
２４ 挿入ランス１６の第２開放端
２６ 軸方向
２８ 液体ダクト
３０ カバーフォイル
３２ 挿入漏斗
３４ 挿入ノズル
３６ サージノズル
３８ 第１接続配管
４０ 供給バルブ
４２ 第１リザーバ
４４ 第１圧力配管
４６ 圧力スイッチ
４８ 圧力源
５０ 減圧器
５２ フィルタ
５４ 第１制御ライン
５６ 制御ユニット
５８ 入出力ユニット
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ 第２接続配管
６２ 第２リザーバ
６４、６４’ 第２圧力配管
６６、６６’ 負圧源
６８ 真空ポンプ
７０ バッファーボリューム
７２ ニードルバルブ・バイパス
７４ ベンチュリノズル
７６ 吸引除去バルブ
７８ フィルタ
８０ 第２制御ライン
８２ 中間接続
８４ 第１駆動ユニット
８６ 第２駆動ユニット
８８ 第１圧力ピストン
９０ 第１接続要素
９２ 第１締結要素
９４ 第２圧力ピストン
９６ 第２接続要素
９８ 第２締結要素
１００ 第３圧力配管
１０２、１０４ 第１駆動ユニット８４のための駆動バルブ
１０６、１０８ 第１駆動ユニット８４のための逆止減圧弁
１１０ 第４圧力配管
１１２、１１４ 第２駆動ユニット８６のための駆動バルブ
１１６、１１８ 第２駆動ユニット８６のための逆止減圧弁
１２０ スプリング
１２２ 過剰の液体
１２４ ピペット容器１２内の液体の容積
１２６ ピペットユニット
１２８ ガイドレール
１３０ 駆動ピン
１３２ 逆止弁
１３４ バイパス
１３６ 減圧弁
１３８ 第１ピペット液のためのリザーバ
１４０ 第２ピペット液のためのリザーバ
１４２ 第１ピペット液のための接続配管
１４４ 第２ピペット液のための接続配管
１４６ 第１供給バルブ
１４８ 第２供給バルブ
１５０ 第３供給バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピペット装置のための同軸ニードル（１０）であって、
ピペット容器（１２）から液体を抜き取るための中空吸引ランス（１４）と、
前記吸引ランス（１４）を少なくとも部分的に包囲する中空挿入ランス（１６）であって、前記吸引ランス（１４）の外壁と前記挿入ランス（１６）の内壁との間に、ピペット容器（１２）内に液体を供給するための液体ダクト（２８）が形成される、中空挿入ランス（１６）と、を備えた同軸ニードル（１０）。
【請求項２】
前記吸入ランス（１４）は、ピペット容器（１２）からの液体の吸い上げのための第１開放端（１８）と、前記第１開放端（１８）と軸方向反対側に配置され、吸い上げられた液体の吸引除去ノズル（３６）への移送のための第２開放端（２０）と、を含み、前記挿入ランス（１６）は、ピペット容器（１２）への液体の移送のための第１開放端（２２）と、前記第１開放端（２２）と軸方向反対側の、挿入ノズル（３４）からの液体の吸い上げのための第２開放端（２４）と、を含む、請求項１記載の同軸ニードル（１０）。
【請求項３】
前記吸引ランス（１４）及び前記挿入ランス（１６）は、共有の軸方向（２６）に沿って移動させることができる、請求項１又は２に記載の同軸ニードル（１０）。
【請求項４】
前記吸引ランス（１４）及び前記挿入ランス（１６）は、互いに独立して前記軸方向（２６）に沿って移動させることができる、請求項３記載の同軸ニードル（１０）。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の同軸ニードル（１０）を備えたピペット装置であって、前記挿入ランス（１６）の前記第２開放端（２４）は、第１接続配管（３８）を介して第１リザーバ（４２）に接続されており、前記吸引ランス（１４）の前記第２開放端（２０）は、第２接続配管（６０）を介して第２リザーバ（６２）に接続されている、ピペット装置。
【請求項６】
前記挿入ランス（１６）は、第１駆動ユニット（８４）に接続されており、前記吸引ランス（１４）は、第２駆動ユニット（８６）に接続されている、請求項５記載のピペット装置。
【請求項７】
前記第１駆動ユニット（８４）及び／又は第２駆動ユニット（８６）は、空気圧駆動ユニットである、請求項６記載のピペット装置。
【請求項８】
前記第１駆動ユニット（８４）は、第１圧力ピストン（８８）と共に、第１接続要素（９０）及び第１締結要素（９２）を含み、前記第１締結要素（９２）は、前記挿入ランス（１６）に接続でき、且つ、前記第１接続要素（９０）を介して前記第１圧力ピストン（８８）に接続でき、さらに、前記第２駆動ユニット（８６）は、第２圧力ピストン（９４）と共に、第２接続要素（９６）及び第２締結要素（９８）を含み、前記第２締結要素（９８）は、前記吸引ランス（１４）に接続され、且つ、前記第２接続要素（９６）を介して前記第２圧力ピストン（９４）に接続することができる、請求項７記載のピペット装置。
【請求項９】
前記第１締結要素（９２）は、スプリング（１２０）を介して前記第２締結要素（９８）に接続されており、且つ、駆動ピン（１３０）を介して接続可能である、請求項８記載のピペット装置。
【請求項１０】
前記同軸ニードル（１０）の軸方向（２６）に垂直な方向に移動させることができるピペットユニット（１２６）を備え、前記ピペットユニット（１２６）は、前記第１駆動ユニット（８４）及び前記第２駆動ユニット（８６）と共に前記同軸ニードル（１０）を含み、前記軸方向（２６）に沿った前記ピペットユニット（１２６）の設計高さは４ｃｍを超えない、請求項６乃至９のいずれか一項に記載のピペット装置。
【請求項１１】
ピペット容器（１２）内に液体を供給するためのピペットと、
前記ピペットを移動させるための駆動ユニット（８４）と、
前記駆動ユニット（８４）は、空気圧駆動ユニットであり、且つ、第３圧力配管（１００）を介して第１圧力源（４８）に接続されている、ピペット装置。
【請求項１２】
請求項５乃至１１のいずれか一項に記載のピペット装置を備えた顕微鏡。
【請求項１３】
ピペット操作のための方法において、
中空吸引ランス（１４）及び前記吸引ランス（１４）を少なくとも部分的に包囲する中空挿入ランス（１６）を持つ同軸ニードル（１０）をピペット容器（１２）の上に配置する工程と、
前記吸引ランス（１４）及び前記挿入ランス（１６）をピペット容器（１２）内に一緒に移動させる工程と、
液体のための第１リザーバ（４２）から、前記吸引ランス（１４）の外壁と前記挿入ランス（１６）の内壁との間に配置された液体ダクト（２８）に液体を供給する工程と、
前記液体ダクト（２８）から前記ピペット容器（１２）内に液体を供給する工程と、を備えた方法。
【請求項１４】
前記吸引ランス（１４）の第２開放端（２０）を第１負圧源（６６，６６’）に接続する工程と、
吸引によって余分な液体（１２２）を前記液体ダクト（２８）から前記吸引ランス（１４）の内部を通って液体のための第２リザーバ（６２）内に除去する工程と、を更に備えた請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記吸引ランス（１４）の第１開放端（１８）が前記ピペット容器（１２）内の液体の容積（１２４）内に浸漬されるまで、前記吸引ランス（１４）及び前記挿入ランス（１６）の共通の軸方向（２６）に沿って前記吸引ランス（１４）を移動させる工程と、
前記吸引ランス（１４）の第２開放端（２０）を第２負圧源に接続する工程と、
吸引によって液体の前記容積（１２４）の少なくとも一部を前記ピペット容器（１２）から前記吸引ランス（１４）の内部を通って液体のための第３リザーバ内に除去する工程と、を更に備えた請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１】
ピペット装置のための同軸ニードル（１０）であって、
ピペット容器（１２）から液体を抜き取るための中空吸引ランス（１４）と、
前記吸引ランス（１４）を少なくとも部分的に包囲する中空挿入ランス（１６）であって、前記吸引ランス（１４）の外壁と前記挿入ランス（１６）の内壁との間に、ピペット容器（１２）内に液体を供給するための液体ダクト（２８）が形成される、中空挿入ランス（１６）と、を備えた同軸ニードル（１０）。
【請求項２】
前記吸入ランス（１４）は、ピペット容器（１２）からの液体の吸い上げのための第１開放端（１８）と、前記第１開放端（１８）と軸方向反対側に配置され、吸い上げられた液体の吸引除去ノズル（３６）への移送のための第２開放端（２０）と、を含み、前記挿入ランス（１６）は、ピペット容器（１２）への液体の移送のための第１開放端（２２）と、前記第１開放端（２２）と軸方向反対側の、挿入ノズル（３４）からの液体の吸い上げのための第２開放端（２４）と、を含む、請求項１記載の同軸ニードル（１０）。
【請求項３】
前記吸引ランス（１４）及び前記挿入ランス（１６）は、共有の軸方向（２６）に沿って移動させることができる、請求項１又は２に記載の同軸ニードル（１０）。
【請求項４】
前記吸引ランス（１４）及び前記挿入ランス（１６）は、互いに独立して前記軸方向（２６）に沿って移動させることができる、請求項３記載の同軸ニードル（１０）。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の同軸ニードル（１０）を備えたピペット装置であって、前記挿入ランス（１６）の前記第２開放端（２４）は、第１接続配管（３８）を介して第１リザーバ（４２）に接続されており、前記吸引ランス（１４）の前記第２開放端（２０）は、第２接続配管（６０）を介して第２リザーバ（６２）に接続されている、ピペット装置。
【請求項６】
前記挿入ランス（１６）は、第１駆動ユニット（８４）に接続されており、前記吸引ランス（１４）は、第２駆動ユニット（８６）に接続されている、請求項５記載のピペット装置。
【請求項７】
前記第１駆動ユニット（８４）及び／又は第２駆動ユニット（８６）は、空気圧駆動ユニットである、請求項６記載のピペット装置。
【請求項８】
前記第１駆動ユニット（８４）は、第１圧力ピストン（８８）と共に、第１接続要素（９０）及び第１締結要素（９２）を含み、前記第１締結要素（９２）は、前記挿入ランス（１６）に接続でき、且つ、前記第１接続要素（９０）を介して前記第１圧力ピストン（８８）に接続でき、さらに、前記第２駆動ユニット（８６）は、第２圧力ピストン（９４）と共に、第２接続要素（９６）及び第２締結要素（９８）を含み、前記第２締結要素（９８）は、前記吸引ランス（１４）に接続され、且つ、前記第２接続要素（９６）を介して前記第２圧力ピストン（９４）に接続することができる、請求項７記載のピペット装置。
【請求項９】
前記第１締結要素（９２）は、スプリング（１２０）を介して前記第２締結要素（９８）に接続されており、且つ、駆動ピン（１３０）を介して接続可能である、請求項８記載のピペット装置。
【請求項１０】
前記同軸ニードル（１０）の軸方向（２６）に垂直な方向に移動させることができるピペットユニット（１２６）を備え、前記ピペットユニット（１２６）は、前記第１駆動ユニット（８４）及び前記第２駆動ユニット（８６）と共に前記同軸ニードル（１０）を含み、前記軸方向（２６）に沿った前記ピペットユニット（１２６）の設計高さは４ｃｍを超えない、請求項６乃至９のいずれか一項に記載のピペット装置。
【請求項１１】
ピペット容器（１２）内に液体を供給するためのピペットと、
前記ピペットを移動させるための駆動ユニット（８４）と、
前記駆動ユニット（８４）は、空気圧駆動ユニットであり、且つ、第３圧力配管（１００）を介して第１圧力源（４８）に接続されている、ピペット装置。
【請求項１２】
請求項５乃至１１のいずれか一項に記載のピペット装置を備えた顕微鏡。
【請求項１３】
ピペット操作のための方法において、
中空吸引ランス（１４）及び前記吸引ランス（１４）を少なくとも部分的に包囲する中空挿入ランス（１６）を持つ同軸ニードル（１０）をピペット容器（１２）の上に配置する工程と、
前記吸引ランス（１４）及び前記挿入ランス（１６）をピペット容器（１２）内に一緒に移動させる工程と、
液体のための第１リザーバ（４２）から、前記吸引ランス（１４）の外壁と前記挿入ランス（１６）の内壁との間に配置された液体ダクト（２８）に液体を供給する工程と、
前記液体ダクト（２８）から前記ピペット容器（１２）内に液体を供給する工程と、を備えた方法。
【請求項１４】
前記吸引ランス（１４）の第２開放端（２０）を第１負圧源（６６，６６’）に接続する工程と、
吸引によって余分な液体（１２２）を前記液体ダクト（２８）から前記吸引ランス（１４）の内部を通って液体のための第２リザーバ（６２）内に除去する工程と、を更に備えた請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記吸引ランス（１４）の第１開放端（１８）が前記ピペット容器（１２）内の液体の容積（１２４）内に浸漬されるまで、前記吸引ランス（１４）及び前記挿入ランス（１６）の共通の軸方向（２６）に沿って前記吸引ランス（１４）を移動させる工程と、
前記吸引ランス（１４）の第２開放端（２０）を第２負圧源に接続する工程と、
吸引によって液体の前記容積（１２４）の少なくとも一部を前記ピペット容器（１２）から前記吸引ランス（１４）の内部を通って液体のための第３リザーバ内に除去する工程と、を更に備えた請求項１３又は１４に記載の方法。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図５】
【図１ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図５】
【公表番号】特表２０１２−５１１１６４（Ｐ２０１２−５１１１６４Ａ）
【公表日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３８８９９（Ｐ２０１１−５３８８９９）
【出願日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／００８６３７
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０６３４７４
【国際公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（３０１０７６０８３）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／００８６３７
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０６３４７４
【国際公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（３０１０７６０８３）
【Ｆターム（参考）】
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