液体サンプリング用ピペットにおける正確な液量測定用のシステムと方法
【課題】ピペットの現在の物理的状態又は要求された容積に応じて、ピペットで液体を吸引／放出するために、液体の要求された容積を調整する方法と装置を提供すること。
【解決手段】本発明のピペットは、ピストン組立体に接触すし、チップホルダ内でピストン組立体のピストンロッドを移動させるピストン駆動機構を有し、これによりチップホルダ内の液体の調整を行う。本発明の方法は、（Ａ）ピペットで、要求された容積を選択するステップ（要求された容積は調整される液体の量を表し）と、（Ｂ）容積特性を用いて、修正容積を計算するステップ（容積特性は、要求された容積の関数としてチップホルダ内で調整される液体量の差を表し）と、（Ｃ）ピペットのユーザに修正容積を表示するステップとを有する。これによりチップホルダ内の液体の要求された容積を調整する。前記容積特性は校正プロセスを用いて決定される。
【解決手段】本発明のピペットは、ピストン組立体に接触すし、チップホルダ内でピストン組立体のピストンロッドを移動させるピストン駆動機構を有し、これによりチップホルダ内の液体の調整を行う。本発明の方法は、（Ａ）ピペットで、要求された容積を選択するステップ（要求された容積は調整される液体の量を表し）と、（Ｂ）容積特性を用いて、修正容積を計算するステップ（容積特性は、要求された容積の関数としてチップホルダ内で調整される液体量の差を表し）と、（Ｃ）ピペットのユーザに修正容積を表示するステップとを有する。これによりチップホルダ内の液体の要求された容積を調整する。前記容積特性は校正プロセスを用いて決定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の調整した量を吸引し放出するピペットに関し、特に、液体の正確な量を測定する液体サンプリングピペットに関する。
【背景技術】
【０００２】
製薬研究、ゲノム研究、タンパク研究、生物学研究、薬剤開発研究あるいは他のバイオテクノロジーのアプリケーションにおいては、液体ピペットを用いて、様々な実験手順において実験用サンプルを取り扱っている。ピペットを用いてある量の液体をピペット内に吸引する。その液体をその後１つあるいは複数の放出容積に分けて放出する。ピストン駆動機構で、ピストン組立体を動かすことにより、所定量の液体を吸引し放出するのを制御する。ピペットを手動で操作する場合、ユーザは感圧性ノブを用いて液体の吸引量と放出量とその速度を手動で制御している。別構成として、ピペットをモータ駆動させる場合、モーターが液体の吸引と／又は放出を制御している。いずれの場合においても、ピペットは、例えば、吸引する必要量を表示するような電子部品を有する。ユーザは様々なパラメータを、例えば速度、容積、吸引の回数、放出の回数を、ピペットに搭載されるディスプレイを用いて選択できる。ピストンロッドの動きは、ピストン駆動機構によりかかる推力により制御される。モータ駆動の（機械式）ピペットにおいては、ピストンロッドの動きはピペットのハウジング内に収納された小型プロセッサで制御される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
機械式ピペットあるいは非機械式（手動式）ピペットのいずれにおいても、ピペットにより実際に調整される液体の量の誤差は、様々な影響で原因で発生する。サンプリングするために少量の液体が必要な場合には、ある影響が観測される。実際にサンプリングされる容積は、必要容積よりも大きい。サンプリングされる容積が少ない場合には、誤差は毛細管現象に起因して発生する。逆に大容量（容積）の液体が必要とされる場合には、実際にサンプリングされる量は必要容積よりも小さい。サンプリングされる量が大量の場合には、誤差は液体を圧縮する液体柱の重量に起因する。更に誤差は、ピペットの校正温度とは異なるピペットの実際の動作温度が原因で発生する。例えばピペットの加温は、ユーザが長時間に渡りピペット取り扱うと発生する。ピペットの加温は、吸引又は放出する液体を調整するピペットの構成要素の膨張を引き起こし、必要とされる容積の吸引に誤差を発生させる。冷たいピペットではその構成要素は収縮する。更に別の誤差が、校正雰囲気とは異なるピペットの現在の周囲状態が原因で発生する。例えばピペットが動作する雰囲気の温度、圧力、湿度は、ピペットの校正時の周囲パラメータとは異なる。それ故に必要なことは、ピペットの現在の物理的状態と／又は現在必要とされる容積を修正する方法であり、これにより液体を取り扱うピペット内の液体の必要量を正確に調整することである。更に必要なことは、ピペットの販売値段を抑えその製造工程を単純化しながら、ピペットの精度を改善する方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態は、ピペットの現在の物理的状態を修正することにより液体処理ピペット内の液体の必要量を調整する方法である。本発明の方法は、これに限定されるものではないが、本発明は、ピペットの現在の物理的状態に応じて修正することにより、液体を取り扱うピペット内の液体の要求された容積を調整する方法において、ピペットで、要求された容積を選択するステップ（前記ピペットは、ピストン駆動機構を有し、前記ピストン駆動機構は、ピストン組立体のピストンロッドをチップホルダ内で移動させるよう、ピストン組立体に接触し、これによりチップホルダ内の液体の量を調整し、前記要求された容積は、調整する溶液の量を表し）と、容積特性を用いて修正容積を計算するステップ（前記容積特性は、チップホルダ内で調整される液体の量を要求された量の関数としての差を特徴付け、前記容積特性は、校正プロセスを用いて決定され）と、ピペットのユーザに修正容積を表示するステップ（これによりチップホルダ内の液体の要求された容積を調整する）とを有する。
【０００５】
本発明の一実施形態は、ピペットの現在の物理的状態を修正することにより液体処理ピペット内の液体の必要量を調整する装置である。本発明の装置は、これに限定されるわけではないが、ボディケースと、チップホルダと、ピストン組立体と、ピストン駆動機構と、容積セレクタと、ディスプレイと、プロセッサとを有する。チップホルダは、ボディケースに搭載される。ピストン組立体は、チップホルダに搭載され、これに限定されるわけではないが、チップホルダ内に適合するピストンロッドを有する。前記ピストン駆動機構は、これに限定されるわけではないが、ピストン組立体に接触する表面を有するコントロールロッドを有し、前記ピストン駆動機構は、チップホルダ内でピストン組立体のピストンロッドを移動させ、これによりチップホルダ内の液体の調整を行う。容積セレクタは、ボディケースに搭載され、ユーザが要求された容積を選択できるよう構成される。要求された容積は、調整すべき液体の量を表す。ディスプレイは、ボディケースに搭載される。プロセッサは、ディスプレイと容積セレクタに接続され、容積特性を用いて修正容積を計算する。前記容積特性は、要求された容積の関数として、チップホルダ内の調整された液体の量の差を特徴付ける。容積特性は、校正プロセスを用いて決定される。ディスプレイは、修正容積をピペットのユーザに示し、これによりチップホルダ内の液体の要求された容積を調整する。
【０００６】
本発明の基本的特徴及び利点は、図面、発明の詳細の説明、特許請求の範囲を検討することにより当業者に明らかである。
【０００７】
（実施形態）
本明細書において用語「搭載する」とは、結合する、統合する、接続する、関連づける、挿入する、吊す、保持する、固着する、取り付ける、固定する、貼り付ける、ボルト締めする、ネジ止めする、リベットで付ける、はんだ付けする、溶接する等の意味を含む。用語「調整する」とは、ピペット内の液体を吸引することあるいは放出することを含む。図１，２の実施形態において、電子ピペット３０は、液体容積を連続的に１個あるいは複数個のチップホルダ３６に自動的に吸引し放出するよう指令を受ける。この電子ピペット３０は、複数の構成要素とサブシステムを含み、それらが一体となって正確な容積の液体を吸引し放出する様々な動作モードを提供する。電子ピペット３０の構成要素とサブシステムは、これに限定されるものではないが、ボディケース３２と、ピストン駆動機構３４と、ピストン組立体３５と、チップホルダ３６と、内部パワーサブシステム３８と、外部チップ離脱機構４０と、内部チップ離脱機構４２と、制御電子カード４４と、ディスプレイ１７０と、容積選択器１７２とを有する。これらの構成要素とサブシステムのあるものは当業者に公知であり詳細な説明はここでは割愛する。ボディケース３２は、通常中空で、電子ピペット３０の他の構成要素の配置基準として機能する。ピペットの構成要素の多くはは、直接的あるいは間接的に、ボディケース３２に搭載される。ボディケース３２は、ユーザが電子ピペット３０を保持できるようなグリップを提供し、ピペットを取り扱う時には、ユーザの手と直接接触するピペット部品の１つとなる。
【０００８】
内部パワーサブシステム３８は、バッテリー１２０と、コネクター１２２と、バッテリーケース１２４とを含む。このバッテリーケース１２４は、バッテリー１２０を保持しボディケース３２にはまる。バッテリーは、パワーを例えばピストン駆動機構３４と／又は制御電子カード４４に送る。コネクター１２２は、電気的接続機能を制御電子カード４４に与える。制御電子カード４４は、これに限定されるものではないが、プロセッサ、メモリ、クロック、他の関連電子部品（図示せず）を有する。
【０００９】
ピストン駆動機構３４により、チップホルダ３６を介して、所定量の液体の吸引と放出が、チップホルダ３６内の縦方向軸A-Aに沿って、ピストン組立体３５内をピストンロッド９４を移動させることにより行われる。ピストンの移動により空気の吸排気が行われ、これにより液体をチップホルダ３６内に吸引するあるいはチップホルダ３６外に放出する。ピストン駆動機構３４はユーザにより手動で、例えば図３に示すボリュームセレクタ２０２の回転により制御されるか、あるいはモータ７０を使用して自動的に制御される。図２の実施形態を参照すると、ピストン駆動機構３４は、これに限定されるものではないが、モータ７０と、制御ロッド７２と、制御ロッドチップ７４と、制御ロッド支持部材７６と、ハウジング７８と、チップホルダ取り付けノブ８０とを有する。ピストン駆動機構３４は、制御ロッド７２は縦方向軸A-Aに沿って伸びるよう、電子ピペット３０のボディケース３２内に取り外し可能に搭載される。
【００１０】
モータ７０は、制御ロッド７２を、制御電子カード４４に搭載されたプロセッサの制御に従って、移動させる。モータ７０は、従来公知の様々な電子機械装置を用いて実現できる。モータ７０は、正確に制御ロッド７２を縦軸A-Aに沿って上下に移動し、液体を、チップホルダ３６内に吸引したりチップホルダ３６から放出する。モータ７０は、制御電子カード４４のプロセッサとインターフェースし、制御電子カード４４からモータ７０は電気信号を受領して制御ロッド７２の移動を制御する。制御電子カード４４は、モータ７０と通信する１つあるいは複数のコネクタあるいはインターフェースを有する。制御ロッドチップ７４は、制御ロッド７２のモータ７０の反対端部に搭載される。例えば制御ロッドチップ７４は、制御ロッド７２にネジで係合される。制御ロッド支持部材７６は、制御ロッド７２が縦軸A-Aに沿って移動できるよう保持する。ハウジング７８は、制御ロッド支持部材７６に搭載され、制御ロッド７２の一部と制御ロッドチップ７４を収納し、制御ロッド支持部材７６を越えて伸び、ソケットを構成する。
【００１１】
図２の実施形態を参照すると、ピストン組立体３５は、これに限定されるものではないが、ピストンヘッド９２と、ピストンロッド９４と、ピストンハウジング９６と、ピストン復帰バネ９８と、スプリングガイド１００とを有する。ピストンヘッド９２は、金属製あるいはプラスチック材料製の円形ディスクである。ピストンヘッド９２は、第１面９１を有する。ピストンロッド９４は、ピストンヘッド９２に搭載され、ピストンヘッド９２の第１面９１に直交する方向に伸びる。ピストンロッド９４は円筒形状をしている。
【００１２】
ピストンハウジング９６は、ピストンヘッド９２に搭載され、ピストンヘッド９２の第１面９１に直交する方向に伸び、ピストンロッド９４を包囲する。ピストンハウジング９６は、円筒形をしており、１つあるいは複数のテーパ部分を有する。ピストン復帰バネ９８は、ピストンハウジング９６に搭載され、ピストンヘッド９２の第１面９１に直交する方向で縦軸A-Aに沿って伸びる。本発明の実施形態においては、ピストン復帰バネ９８は、ピストンハウジング９６上をスライドし、ピストン復帰バネ９８とピストンヘッド９２に隣接するピストンハウジング９６の部分との間に、摩擦力により配置される。ピストン組立体３５は、図２に示すピストン駆動機構のハウジング７８内にスライドする。
【００１３】
図２の実施形態に示すように、チップホルダ３６は、これに限定されるものではないが、上部チューブ１１０と、下部チューブ１１２と、Ｏリング１１４とを有する。下部チューブ１１２は、上部チューブ１１０に搭載される。例えば下部チューブ１１２は、ネジ切り端部を有し、この部分が上部チューブ１１０のネジの切られた表面にネジ止めされる。上部チューブ１１０と下部チューブ１１２は、１つあるいは複数のテーパ状部分を有する。Ｏリング１１４は、上部チューブ１１０と下部チューブ１１２との間のアンダーカットされた部分に配置される。Ｏリング１１４は、ピストンロッド９４と下部チューブ１１２との間で防水接続機能を提供する。チューブ取り付けナット８４は、ピストン組立体３５に圧力を加えるチップホルダ３６の上をスライドし、これによりチップホルダ３６がボディケース３２とピストン駆動機構３４に対し動かないようにする。
【００１４】
制御ロッドチップ７４は、ピストン駆動機構３４のハウジング７８内でピストン組立体３５の第１面９１に接触する。液体を放出するときは、ピストン駆動機構３４は、縦軸A-Aに沿った制御ロッドチップ７４の移動により、ピストン組立体３５をピストン駆動機構３４から離す方向に、制御ロッドチップ７４が第１面９１に接触する場所で、押す。ピストン復帰バネ９８は、チューブ取り付けナット８４により保持されたスプリングガイド１００に当たって圧縮される。液体を吸引するときは、ピストン駆動機構３４は、制御ロッドチップ７４をピストン駆動機構３４の方向に移動させる。この移動にもかかわらず、第１面９１は、ピストン復帰バネ９８の圧縮力の結果、制御ロッドチップ７４に接触した状態を維持する。
【００１５】
外部チップ離脱機構４０と内部チップ離脱機構４２は、チップ１３０を、電子ピペット３０の吸引端と放出端から離脱させ、サンプルの汚染を回避する。内部チップ離脱機構４２は、これに限定されるものではないが、離脱ノブ１４０と、固定シリンダ１４２と、ノブシリンダ１４４と、ボディシリンダ１４６と、ロッド１４８と、離脱スプリング１５０と、搭載ブレース（固定器）１５２を有する。固定シリンダ１４２は、ボディケース３２に搭載される。搭載ブレース１５２は、ボディケース３２と／又は固定シリンダ１４２に搭載される。固定シリンダ１４２と搭載ブレース１５２は、ボディケース３２に固定保持される。離脱ノブ１４０は、ノブシリンダ１４４に搭載される。離脱ノブ１４０は、縦軸A-Aの周囲に回転可能で、ユーザの左手あるいは右手のいずれかを用いて適正な操作を確保する。ノブシリンダ１４４は、スライド可能に固定シリンダ１４２に搭載され、ノブシリンダ１４４の動きと離脱ノブ１４０の圧縮と組み合わせ、チップ１３０を離脱する。ボディシリンダ１４６は、ノブシリンダ１４４に搭載される。ロッド１４８は、ノブシリンダ１４４に対向するボディシリンダ１４６の一端に搭載される。離脱スプリング１５０は、ボディシリンダ１４６に第１端１５６で、搭載ブレース１５２に第２端１５８で搭載される。離脱ノブ１４０を圧縮することにより、ロッド１４８をチップ１３０の方向に駆動する。離脱スプリング１５０により、ロッド１４８は反対方向に戻り、これにより、離脱ノブ１４０が解放されたときに、離脱ノブ１４０を元の位置に戻す。
【００１６】
図２を参照すると、外部チップ離脱機構４０は、これに限定されるものではないが、離脱ブレード１５６と離脱ブレード調整ノブ１５８とを有する。離脱ブレード１５６は、チップホルダ３６の外側形状に沿った湾曲形状を有する。離脱ブレード１５６は、第１端部１６０と第２端部１６２とを有する。第２端部１６２は、閉鎖シリンダーを有し、チップホルダ３６の上をスライドする。その結果離脱ノブ１４０を圧縮することにより、離脱ブレード１５６をチップホルダ３６に沿って移動させて、チップ１３０を第２端部１６２でチップホルダ３６から離脱させる。第１端部１６０近傍で離脱ブレード１５６に搭載された離脱ブレード調整ノブ１５８を回転させることにより、離脱ブレード１５６の第２端部１６２はチップホルダ３６を上下に移動させる。チップホルダ３６に沿って離脱ブレード１５６の位置を調整することにより、外部チップ離脱機構４０は様々な種類のチップを離脱する。
【００１７】
電子ピペット３０は、コンピュータ装置と通信する通信インターフェースを有する。コンピュータは、ディスクトップ、ラップトップ、パーソナルデータアシスタントのいずれかのコンピュータでもよい。コンピュータは、物理的に電子ピペット３０から離れて配置される。通信インターフェースは、チップ１３０に対向したボディケース３２の上部に配置され、電子ピペット３０の操作を干渉することなく、ユーザにより容易にアクセス可能となる。電子ピペット３０とコンピュータとの間の通信は様々な伝送技術を用いる。例えば、符号分割多重化（Code Division Multiple Access(CDMA)）, Global System for Mobile Communications(GSM), Universal Mobile Telecommunications Systen(UMTS), 時分割多重化（Time Division Multiple Access(TDMA)）,Transmission Control Protocol/Internet Protocol(TCP/IP), Short Messaging Service(SMS), Multimedia Messaging Service(MMS), e-mail, Instant Messaging Service(IMS), Bluetooth, IEEE 802.11, 等でる。電子ピペット３０とコンピュータとは、これに限定されるものではないが、様々な媒体例えば無線、赤外線、レーザー、ケーブル等を用いて通信される。通信インターフェースは、有線接続と／又は無線接続を用いる。
【００１８】
有線接続は、電子ピペット３０の通信インターフェースに接続する第１端と、コンピュータの通信インターフェースに接続する第２端とを有する。本発明の一実施形態においては、電子ピペット３０の通信インターフェースは、Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)1394 mini 標準に適合する。本発明の一実施形態においては、コンピュータの通信インターフェースは、RS 232 のタイプでUniversal Serial Bus connector と接続する。本発明の他の実施形態においては、電子ピペット３０の通信インターフェースと／又はコンピュータの通信インターフェースは、Ethernet（登録商標）インターフェースでもよい。
【００１９】
無線インターフェースは、短距離から長距離までの様々な距離に渡って、装置間を接続する。電子ピペット３０とコンピュータ装置は、無線信号をブロードキャストしたり受信したりするプロセスをサポートする。無線信号は、例えばIEEE 802.11TM（登録商標）標準で、802.11 a, 802.11 b, 802.11 f or 802.11 gのいずれかのバージョンを用いることもできる。更に無線信号は、例えば最新のバージョンであるIEEE 802.15.1のBLUETOOTH標準を用いることもできる。IEEE 802.11TM（登録商標）規格は、Wireless Local Area Networks (WLANs)の無線標準を規定し、ワイヤレスのクライアントとベースステーションあるいはアクセスポイント間、及び無線クライアント間の無線（over-the-air）インターフェースを提供する。IEEE 802.15 Working Groupは、複雑でなくかつ低電力消費のWireless Personal Area Networks(PANs)を提供し、例えばこれらはBluetooth仕様により支持されている。
【００２０】
図３を参照すると、手動式ピペット２００の断面が一実施形態として示されている。手動式ピペット２００の構成要素とサブシステムは、これに限定されるものではないが、ボリュームセレクタ２０２と、ボディケース２０４と、ピストン駆動機構２０６と、ピストン組立体２０８と、チップホルダ２１０と、バッテリー２１２と、チップ離脱機構２１４と、ディスプレイ２１６と、制御電子カード２１８と、チップの種類を示すインディケータ２５６を有する。これらの構成要素とサブシステムは、当業者で公知であり、詳細な説明は割愛する。ボリュームセレクタ２０２は、ノブ２２０と調整ネジ２２２とを有する。ノブ２２０を回転させることにより、調整ネジ２２２が縦軸方向A-Aに沿って上下し、これにより吸引あるいは放出する要求容積を変化させる。
【００２１】
ボディケース２０４は一体部品材料から形成される。本発明の実施形態によれば、この材料はプラスチックである。ボディケース２０４は、通常中空で、ピペット２００の他の構成要素に対し取り付け基準として機能する。例えば調整ネジ２２２の位置は、ボディケース２０４に対し調整可能であり、調整する為に要求される液体容積を設定する。かくして多くのピペット構成要素は、直接的あるいは間接的に、ボディケース２０４に搭載される。ボディケース２０４は、これに限定されるものではないが、窓を有し、そこを通してディスプレイ２１６が見える。この窓は、ガラス製又は透明なプラスチック製である。ボディケース２０４は、ユーザに対しピペット２００を保持するグリップを提供する。かくしてピペットの部品の１つが、ユーザがピペットを取り扱うときに、ユーザの手に直接接触する。
【００２２】
ピストン駆動機構２０６により、チップホルダ２１０を通して液体の必要量の吸引と放出が、これはピストンロッド２２４をピストン組立体２０８内で縦軸A-Aに沿って動かすことにより、行われる。ピストンロッドの移動により空気の容積の移動が起こり、これによりチップホルダ２１０内に液体が吸引され、チップホルダ２１０から液体が放出される。ピストン駆動機構２０６は、これに限定されるものではないが、制御ロッド２２６と、制御ロッドチップ２２８と、制御ロッド支持部材２３０と、ハウジング２３２と、チップホルダ取り付けノブ２３４とを有する。ピストン駆動機構２０６は、ピペット２００のボディケース２０４内に取り外し可能に、制御ロッド２２６は縦軸A-Aに沿って伸びるよう、搭載される。本発明の一実施形態においては、チップホルダ取り付けノブ２５４は、ピペット２００の内側内部に固定されるチップホルダ取り付けノブ２３４に搭載される。
【００２３】
ノブ２２０を回転することにより、制御ロッド２２６の（平行）移動が行われる。制御ロッドチップ２２８は、ノブ２２０に対向する制御ロッド２２６の端部に搭載される。例えば制御ロッドチップ２２８は、制御ロッド２２６の内側または外側にネジで結合される。制御ロッド支持部材２３０は、制御ロッド２２６が縦軸A-Aに沿って移動するのを維持する。ハウジング２３２は、制御ロッド支持部材２３０に搭載され、制御ロッド２２６と制御ロッド支持部材２３０を越えて伸びる制御ロッドチップ２２８の一部を包囲し、ソケットを形成する。
【００２４】
ピストン組立体２０８は、これに限定されるものではないが、ピストンヘッド２３６と、ピストンロッド２２４と、ピストンハウジング２４０と、ピストン復帰スプリング２４２と、スプリングガイド２４４とを有する。ピストンヘッド２３６は、金属製あるいはプラスチック材料製の円形ディスクである。ピストンヘッド２３６は、第１面２４６を有する。ピストンロッド２２４はピストンヘッド２３６に搭載され、ピストンヘッド２３６の第一面２４６に直交する方向に伸びる。ピストンロッド２２４は円筒形状を有する。
【００２５】
ピストンハウジング２４０は、ピストンヘッド２３６に搭載され、ピストンヘッド２３６の第一面２４６に直交する方向に伸び、ピストンロッド２２４を包囲する。ピストンハウジング２４０は、ほぼ円筒形状をし、１つあるいは複数のテーパ部分を有する。ピストン復帰スプリング２４２は、ピストンハウジング２４０に搭載され、ピストンヘッド２３６の第一面２４６に対向して直交する方向に、縦軸A-Aに沿って伸びる。本発明の一実施形態においては、ピストン復帰スプリング２４２は、ピストンハウジング２４０上をスライドし、ピストン復帰スプリング２４２とピストンヘッド２３６に隣接するピストンハウジング２４０の一部の間に摩擦力で配置される。組立のときには、ピストン組立体２０８は、ピストン駆動機構２０６のハウジング２３２内にスライドする（図３）。
【００２６】
図３の実施形態に示すように、チップホルダ２１０は、これに限定されるものではないが、上部チューブ２４８と、下部チューブ２５０と、Ｏリング２５２とを有する。下部チューブ２５０は、上部チューブ２４８に搭載される。例えば下部チューブ２５０は、ネジ切り端部を有し、この部分が上部チューブ２４８のネジの切られた表面にネジ止めされる。上部チューブ２４８と下部チューブ２５０は、１つあるいは複数のテーパ状部分を有する。Ｏリング２５２は、上部チューブ２４８と下部チューブ２５０との間のアンダーカットされた部分に配置される。Ｏリング２５２は、ピストンロッド２２４と下部チューブ２５０との間で防水接続機能を提供する。チューブ取り付けナット２５４は、ピストン組立体２０８に圧力を加えるチップホルダ２１０の上をスライドし、これによりチップホルダ２１０がボディケース２０４とピストン駆動機構２０６に対し動かないようにする。
【００２７】
制御ロッドチップ２２８は、ピストン駆動機構２０６のハウジング２３２内でピストン組立体２０８の第１面２４６に接触する。液体を放出するときは、ピストン駆動機構２０６は、縦軸A-Aに沿った制御ロッドチップ２２８の移動により、ピストン組立体２０８をピストン駆動機構２０６から離す方向に、制御ロッドチップ２２８が第１面２４６に接触する場所で、押す。ピストン復帰バネ２４２は、チューブ取り付けナット２５４により保持されたスプリングガイド２４４に当たって圧縮される。液体を吸引するときは、ピストン駆動機構２０６は、制御ロッドチップ２２８をピストン駆動機構２０６の方向に移動させる。この移動にもかかわらず、第１面２４６は、ピストン復帰バネ２４２の圧縮力の結果、制御ロッドチップ２２８に接触した状態を維持する。
【００２８】
チップ離脱機構２１４は、チップ１３０を電子ピペット３０の吸引端と放出端から図２，３と同様な方法で、離脱させるが、これはサンプルの汚染を防ぐためである。ディスプレイ２１６は、情報をピペットのユーザに示す。例えばユーザが選択したノブ２２０を回転させることにより、選択した必要容量が、ディスプレイ２１６に表示される。制御電子カード２１８は、これに限定されるわけではないが、プロセッサと、メモリと、クロックと、他の関連電子部品（図示せず）とを有し、ディスプレイ２１６と、ピペット２００の調整を制御する。バッテリーは、エネルギーを例えばディスプレイ２１６と制御電子カード２１８に与える。
【００２９】
図４を参照すると、ピペット２００は、校正プロセスの間、スケール２６０に接続ワイヤ２６２を介して接続される。接続ワイヤ２６２は、ピペット２００に、端末２６４を介して接続され、スケール２６０からのデータをピペットのメモリに直接与える。例えば端末２６４は、RS232型のコネクタである。他の実施形態においては、ピペット３０も同様な方法で使用できる。
【００３０】
図５を参照して、図４のピペット２００を用いた校正プロセスのフローチャートを示す。ステップ２７８において、ピペット２００の重量をスケール２６０を用いて決定する。ステップ２８０において、ユーザは、ピペット２００で調整すべき校正容積を選択する。ステップ２８２において、ユーザは、ピペット２００を用いて必要な容積を吸引する。ステップ２８４において、吸引された液体を含むピペット２００の吸引された状態の重さをスケール２６０を用いて測定する。ステップ２８６において、吸引された実容積を、ピペット２００の吸引された状態の重さとピペット２００が空の時の重さとの差と、当業者に公知の吸引された液体の物理的特性に基づいて計算する。ステップ２８８において、計算された実吸引容積をピペット２００に送り、そこで校正容積と共にメモリに記憶させる。例えば、校正容積と測定された実吸引容積は、データベース内にあるいは当業者に公知の表内に記憶させる。ステップ２９０において、テストは更なる校正容積が吸引されるべきかを決定する。決定が肯定的の（ＹＥＳ）場合には、ステップ２８０−２８８は、更なる校正容積に対し繰り返される。本発明の他の実施形態においては、ピペットが空の重さを、各追加的な校正容積に対し計算してもよい。ステップ２９２において、追加的校正容積が使用される場合には、調整された液体の量と校正容積の関数としての差を特徴付ける容積特性が決定される。
【００３１】
図６を参照すると、理想的な応答カーブ２９４と測定された応答カーブ２９６が示されている。この応答カーブ２９４は、校正容積を正確に吸引する理想的なピペットを示す。一方測定された応答カーブ２９６は、ピペットの実際の応答を示す。応答カーブ２９４と測定された応答カーブ２９６の差が調整誤差である。例えば図５に記載した校正プロセスの間、３個の校正容積A,B,Cが選択される。校正容積Aに基づいて、実際の容積Aaが、校正プロセスの間測定される。調整誤差２９８は、校正容積Aと実際の容積Aaの差即ちAa-Aである。同様に調整誤差３００は、校正容積Bと実際の容積Baの差即ちBa-Bである。同様に調整誤差３０２は、校正容積Cと実際の容積Caの差即ちCa-Cである。
【００３２】
校正容積、例えばAと、それに対応する実際の吸引容積Aaが校正データポイントを決定する。校正プロセスの間、より多くの校正データポイントが使用されると、測定された応答カーブ２９６に対するより正確な概算値が計算できる。当業者に公知のシミュレーションと様々な方法を用いて校正容積と調整誤差、あるいは吸引された実容積を含む校正容積データを用いて、測定された応答カーブ２９６を概算できる。容積特性は、校正容積以外の容積の場所において測定された応答カーブ２９６を決定する為に、これらの方法のいずれかを用いて決定できる。
【００３３】
例えば様々なカーブ適合アルゴリズムを用いて、データポイントの組に対し最適の適合性を与えることができる。カーブ適合アルゴリズムの出力は、数式である。n次の多項式を用いて、A,B,Cにおける校正データポイントを用いて、測定された応答カーブ２９６を概算できる。かくして１つあるいは複数の校正データポイントを用いて、容積特性を決定できる。例えば、容積特性は、湾カーブ適合アルゴリズムを用いて決定された数式である。単純な数式では、測定された応答カーブ２９６をシミュレートするのに不十分の場合には、更なる数式を決定して、校正容積間で、必要とされる吸引容積の間の応答を決定できる。例えば測定された応答カーブ２９６に基づいて、線形数式がB以上の容積に対しては十分である。しかし多項式が、B以下の測定された応答カーブ２９６を概算するのにより好ましい。この場合、容積特性は２つの数式を含む。
【００３４】
別の構成として、容積特性は、複数の校正データポイントを含む表で表してもよい。実際に吸引された容積は、校正データポイント間を内挿することにより、あるいは所定の計算式を用いて校正データポイントから外挿することにより決定できる。他の実施形態としては、校正データポイントからの内挿と／又は外挿に対し使用される数式を、表内に含めてもよい。データは当業者に公知の表として形成される。表は、ファイルで規定された表あるいはデータベースの如何なる形態でもよい。図７を参照すると、表３０４は、校正容積A,B,Cの関数としての調整誤差を表す。これは単なる例示である。実際に吸引された容積と調整誤差の内の一方あるいは両方を表３０４に記憶することができる。
【００３５】
別の構成として、図８の表３０６には、数式の指標とその数式で使用される定数が含まれる。例えば数式の指標１は、各校正容積の間の測定された応答カーブ２９６を記述するために「定数１」のみを使用する線形数式を意味する。数式の指標３は、各校正容積の間の測定された応答カーブ２９６を記述する定数１，２，３を使用する２次の多項式を意味する。かくして数式2.7+0.5A+0.01A2はA未満の要求された容積に対する修正容積を表す。数式4.6-1.6AはAを越えてB未満の必要とされる容積に対する修正容積を規定する。数式2.9+8.9AはBを越える必要とされる容積に対する修正容積を規定する。
【００３６】
本発明の一実施形態においては、少なくとも２個の校正容積を用いて、容積特性を決定する。好ましくはこの２個の校正容積の１つは、ピペットの最小動作容積であり、他の１つはピペットの最大動作容積である。ピペットの最大容積を用いた校正は、機械的な欠陥に対する最大の考慮が可能となる、特にネジ通路の容積量とピストンの直径とチップホルダ内の容積の重量を最大限に考慮したものである。一方ピペットの最小容積を用いた校正は、機械的な欠陥と毛細管現象を最大限考慮したものである。より正しい値は更なる校正容積を用いて得られる。これに関連して様々な内挿方法は、当業者に公知であるが、これを用いて、ピペットの操作中に、１つあるいは複数の校正容積には等しくない要求された容積における修正容積を決定することもできる。
【００３７】
１つあるいは複数の数式及び／又は表を用いて、ピペットの更なる物理的状態に基づいて容積特性を決定できる。例えば、第１の数式及び／又は表を、ピペットの種類に基づいて決定できる。第２の数式及び／又は表を、特定のピペットに対し決定できる。その理由は、測定された実容積は、ピペットの製造に際しピペットの校正部品毎に異なる製造誤差が原因で異なるからである。
【００３８】
更なる例として、測定された応答カーブ２９６は、ピペットが異なる周囲温度の環境で動作したときにも変わる。図９を参照すると、３つの測定応答カーブの例が示されている。例えば測定応答カーブ３０８は、１０℃の大気温度で決定される。例えば測定応答カーブ３１０は、２０℃の大気温度で決定される。例えば測定応答カーブ３１２は、２５℃の大気温度で決定される。その結果、異なる数式あるいは表を用いて、各測定応答カーブ３０８，３１０，３１２を規定できる。かくして容積特性は、修正容積を決定するために、パラメータと要求された容積を用いる。当業者に公知のように様々な方法を用いて複数のカーブ間を内挿できる。かくしてピペットの場所の現在の物理的状態を表すパラメータを用いて、ピペットの容積特性を規定することができ、これにより吸引された容積の更なる変動原因に対する修正ができる。
【００３９】
パラメータは、これに限定されるわけではないが、ピペットのチップの種類、ピペットのある場所の大気温度、ピペットの部分の温度、ピペットのある場所の大気圧、ピペットの空腔内の圧力、ピペットのある場所の大気湿度、調整すべき液体の粘度である。チップの種類を示すインディケータ２５６をユーザが用いて、チップホルダ２１０上に配置するチップの先端の種類を選択する。異なるサイズと形状を有するチップは、異なる測定応答カーブを示す。かくしてチップホルダに搭載されたチップの種類は、容積特性を変化させる。更にピペットに搭載された１つあるいは複数のセンサー（図１１−１６を参照のこと）を用いて、容積特性に使用されるパラメータを提供できる。これにより、ピペットのチップの種類、ピペットのある場所の大気温度、ピペットの部分の温度、ピペットのある場所の大気圧、ピペットの空腔内の圧力、ピペットのある場所の大気湿度に基づいて修正容積を計算できる。センサーあるいはインディケータは、更に調整すべき液体の種類を示す。この場合液体特性は、液体の粘度に主に基づいて選択された液体に対する修正値を含む。
【００４０】
一般的にセンサーが測定したパラメータを用いて決定された容積特性は、調整誤差Cであり、これはプロセッサが実行する所定の数式で大気圧の測定パラメータと大気圧湿度の測定パラメータを入れたものである。一実施形態においてはCは次式で計算される。C=a*B+mここでBは必要とされる容積であり、aとmは所定の修正値であり、mの値は０のこともある。パラメータaは次式で定義される。
a=(1-Datm/e)/(Di-Datm)
Diは調整される液体の密度であり、Datm は空気の密度であり、eは定数である。
【００４１】
密度Diは、大気温センサーにより測定された温度を含む所定の数式により計算される。この実施形態においては、Di=g/f(Ti)である。ここでgは定数（定数）であり、Tiは測定温度であり、f(Ti)は所定の多項式である。例えば次式である。
Di=1000/(999.87-0.06426Ti+0.0085045Ti2-0.0000679Ti3)
この式において、Tiは摂氏で表現され、Diは、立方メートル当たりのキログラムで表される。
【００４２】
同様に、Datmは、センサーが測定した大気圧と大気温と大気湿度を有する所定の数式により計算される。この実施形態では次式である。
Datm=45Patm/(12908(Ti+273.15))+(Ti-0.02H)1000)
Patmはパスカルで表された圧力であり、Hはパーセントで表された湿度である。例えば湿度が４０％の場合はHは0.4となる。
【００４３】
図１０を参照すると、校正プロセスの間決定された容積特性に基づいた、使用中のピペット液体の正しい調整を行う手順を示す。ステップ３２０において、ユーザはピペットを用いて調整すべき要求された容積を選択する。ステップ３２２において、ピペットの現在の物理的状態を表すパラメータを決定する。ピペットのメモリ内に記憶された容積特性を用いて、修正容積をプロセッサを用いてステップ３２４で計算する。容積特性が、要求された容積の関数と／又はパラメータとして調整された液体の量の差を決定する。かくして修正容積は、要求された容積の関数と／又はパラメータとして、調整された液体の量の差を表す。ステップ３２６において、要求された容積はユーザに示される。
【００４４】
ステップ３２８において、修正容積がユーザに表示される。この修正容積は吸引された実際の容積か、あるいは要求された容積に関連する２個の校正データポイント間の数式の内挿に基づいた要求された容積の調整誤差である。ステップ３３０において、ユーザは表示された修正溶液に基づいて、新たな要求容積を選択する。例えばピペットが手動の（モータ駆動でない）場合には、表示は修正溶液と要求された溶液を示す。それに応答して、ユーザは、ユーザが必要とする精度内で、修正溶液が要求された容積に一致するまで新たな要求された容積を選択する。
【００４５】
本発明の他の実施形態においては、修正溶液は、要求された溶液として表示され、その結果、要求された容積とパラメータに基づくピペットの修正プロセスはユーザには見えない（関与しない）。かくして例えば電動のピペット２０を用いて、プロセッサは、自動的に制御ロッドの位置を修正して、調整誤差を含めるようにする。この表示は、要求された容積を表しこれは修正容積でもある。その理由は、プロセッサは、制御ロッドの位置を調整して、ピペット２０の物理的状態の影響と要求された容積の影響を考慮しながら、要求された容積を調整するからである。かくしてディスプレイによる自動修正により特徴付けられる動作モードにおいては、要求された容積の表示は、自動的に修正を組み込んだものである。ディスプレイは、ピペットの物理的状態に伴って変動し、ユーザは如何なる調整も必要としない。
【００４６】
高／低のインディケータが、ピペットのユーザに表示される（ステップ３３２）。この高／低インディケータは、調整誤差が正又は負であるかを示す。高／低インディケータは、実容積が校正容積よりも大きいとき 過小適用（underdosage ）のリスクがある場合にはマイナスのサインを、実容積が校正容積よりも小さいとき過大適用（overdosage ）のリスクがある場合にはプラスのサインを示す。要するに３つの情報がピペットのディスプレイでユーザに示される。即ち要求された容積と修正溶液と高／低のインディケータである。修正容積は調整誤差あるいは実際の容積である。この情報を用いてユーザは、要求された容積を、高／低インディケータが正又は負のいずれも示さなくなるまで、調整する。これは要求された容積と修正容積との間の差が精度誤差内にあることを意味する。他の実施形態においては、高／低インディケータはピペットには表示されない。
【００４７】
本発明の他の実施形態においては、調整された容積を修正する手順は、ユーザにより選択可能なオプションである。かくしてユーザは、ピペットを用いてユーザが液体を調整する際に、どの様な修正値を含まないようにプロセッサに命令するオプションを選択できる。本発明の他の実施形態おいては、ピペットにあるプロセッサは、修正値が例えば所定の精度値よりも大きいときにのみ修正を行うようプログラムすることもできる。所定の精度値は、大幅な修正に関連する状況と関連しない状況の間を区別するよう選択される。この実施形態は、ピペットの操作に渡ってユーザの制御を最大限にする。
【００４８】
図５に示す校正手順と図１０に示す使用手順により、ピペットで調整される液体の量を修正する。この修正は、次の物理的状態に基づいて行われる。即ち要求される容積が少ない為に発生する毛細管現象、要求される容積が大きい為の液体柱の重量の影響、ピペットの校正部品の製造誤差、ピペットが置かれる大気温度、ピペットの部品の温度、ピペットが置かれる大気圧、ピペットの空腔内の圧力、ピペットが置かれる大気湿度、調整される液体の粘度である。例えばユーザが長期に渡ってピペットを取り扱うときには、ピペットはユーザの手が接触することにより温度が上昇し、その結果ピペットの操作はある構成要素の熱膨張の為変動する。上記した手順に基づいて、ピペットの精度はピペットが加温されても維持され、ピペットの精度は、ピペットの広範囲に渡る動作状態でも維持される。ピペットを自動的に調整してもよい。別の構成として、表示された修正容積は、ユーザに対し変化を示し、それに基づいてユーザは手動でピペットを調整することもできる。ピペットは製造後修正／調整されるために、ピペットの製造時に要求される精度は緩和される。その結果ピペットはより安くより容易に製造できる。サンプリングされる量に直接影響するサンプリングの移動容積のドリフトを通常引き起こすような機械的システムの様々な膨張が緩和される。連続的な修正も複数の物理的状態を考慮するために含めてもよい。
【００４９】
図１１−１６を参照すると、容積特性への入力として使用されるパラメータを加えるセンサー構造が示されている。図８にピペット２００の第２実施形態を示す。このピペットは更に温度センサー３４０を有する。この温度センサー３４０はピストン駆動機構２０６のハウジング２３２に隣接して搭載される。この温度センサー３４０を配置してピペット２００の一部の温度を測定する。この実施形態においては、温度センサー３４０は、制御ロッド２２６と、制御ロッド支持部材２３０と制御電子カード２１８の近傍に配置される。制御電子カード２１８は発熱することがあり、これがピストン駆動機構２０６のある構成要素の熱膨張を引き起こす。温度センサー３４０は熱膨張にさらされる部品近傍に搭載され、かくしてサンプリングシーケンスに関与する機械的構成要素の温度を知ることができる。温度センサー３４０は、導電ワイヤ３４２を介して制御電子カード２１８に接続され、これにより、プロセッサがセンサーにより測定される温度に会わせて調整する。
【００５０】
この調整は図１１に示す手順に従って、センサーにより測定された温度をパラメータとして用いて実行される。校正手順の間、ピペットは、通常２０℃の温度で、液体を吸引／放出するよう動作するとしている。ユーザが２０℃ではない液体を調整しようとする場合には、調整される容積は、ピペットのディスプレイに示される値には対応しない。放出かれる容積は様々な理由で必要とされる容積とは異なる。この誤差の主な原因は、その膨張に起因する、ピペットの内部内のデッドボリュームの加温であり、これにより、ユーザは、予測される調整量で調整するよりも少ない液体を調整することになる。ピペットの校正仕様、特に２０℃のピペットに対する公称サンプリング容積の校正仕様を知って、プロセッサは、温度センサー３４０により決定された温度と、その温度に基づいた容積特性によって、この公称値の修正が必要であるか否かを決定する。
【００５１】
図１２を参照すると、ピペット２００の第３実施形態が示される。このピペットは、更にピストン駆動機構２０６に隣接して搭載される大気圧センサー３５０を有する。この実施形態においては、センサーは、バッテリー２１２上に搭載される。大気圧センサー３５０は大気圧を測定し、その情報をプロセッサに送り、以前に関連した調整値を修正する。ピペットは、更にチップ近傍のチップホルダの外部に搭載される大気温センサー３５２を有する。この場所において、大気温センサー３５２は、調整された液体近傍の温度を測定し、このセンサーが液体の上の空気に接触していない場合でも、液体の温度の概算値を測定できるようにする。大気温センサー３５２は、チップホルダの表面を内部チューブ３５６まで貫通し、調整された液体に近い場所の大気温を測定する。大気温センサー３５２は、導電ワイヤ３５４を介して制御電子カード２１８に接続される。これによりプロセッサはセンサーが測定した温度に応じて調整する。本発明の他の実施形態においては、湿度センサーを大気圧センサー３５０と同様なピペット位置に搭載してもよい。
【００５２】
図１３に本発明のピペットの第４実施形態を示す。このピペットは、更に大気温センサー３６０を有する。この大気温センサー３６０はチップホルダ２１０の下部チューブに搭載される。大気温センサー３６０は、チップホルダの下部チューブでリングを形成し、これによりチップホルダの下端部に配置されたシリンダケース内に収納される。大気温センサー３６０は、トーラス(torus)と同一の内壁を有し、かくしてピペットの縦軸A-Aに対向した壁にその中心を有する円内に配置された湾曲を形成する（図１４）。かくして形成された制限された空気通路により、大気温センサー３６０を通る空気の速度が増加し、更に離脱時の液体の除去ができる。大気温センサー３６０は、導電ワイヤ３６２を介して制御電子カード２１８に接続され、これによりプロセッサがセンサーにより測定された温度に対し調整する。
【００５３】
図１５に本発明の第５実施形態を示す。このピペットは、ピペット内の可動部分に搭載される大気温センサー３７０を有する。この大気温センサー３７０は、ピストンロッド２２４の端部に直接固定される。この位置においては、大気温センサー３７０は調整される液体とは接触していない。大気温センサー３７０は、導電ワイヤ３７２を介して制御電子カード２１８に接続され、プロセッサがセンサーが測定した温度に対し調整できるようにする。図１６を参照すると、導電ワイヤ３７２が、２個の金属製バンド３７４，３７６に接続される。これらのバンドは、ピストンヘッドで、ピペットの縦軸A-Aに直交する方向に積層される。金属製バンド３７４，３７６は、それぞれピペットのボディケースに搭載された２枚のブレード３７８，３８０に接触する。この構成によりプロセッサと大気温センサー３７０との常時電気接続が、ピストンの回転にもかかわらず、可能となる。
【００５４】
本発明の実施形態は、様々な動作環境において、ピペットの製造時の機械的製造誤差にもかかわらず、例えば様々な粘性の液体様々なタイプのチップを用いた場合、あらゆる範囲の容積について、ピペットが液体の吸引又は放出を正確に行えるようにする。代表的な操作例は、手動ピペットあるいは電動ピペットのいずれを用いても行うことができる。本発明で実行される機能を実施形態とは異なる数の構成要素間に振り分けること、本発明の機能の分散は、本発明の範囲を離れることなく変更可能である。モジュールの実行順序は、本発明の範囲を離れることなく変更可能である。
【００５５】
以上の説明は、本発明の一実施形態に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態による電子ピペットの断面図。
【図２】図１の電子ピペットのピストン駆動機構とピストン組立体とチップホルダと外部チップ離脱機構の断面図。
【図３】本発明の一実施形態による手動式ピペットの断面図。
【図４】本発明の第１実施形態により、校正装置に取り付けられた図３の手動式ピペットの断面図。
【図５】図４のピペットの校正操作のフローチャート図。
【図６】ピペット内の実容積と校正容積との間の調整誤差を表すグラフ。
【図７】本発明の実施形態による容積特性を表す第１表。
【図８】本発明の実施形態による容積特性を表す第２表。
【図９】様々な動作状態（条件）におけるピペット内の実容積と校正容積との間の調整誤差を表すグラフ。
【図１０】本発明の一実施形態によるピペットの動作を表すフローチャート図。
【図１１】本発明の第２実施形態による図３の手動式ピペットのピストン駆動機構の断面図。
【図１２】本発明の第３実施形態による図３の手動式ピペットのピストン駆動機構の断面図。
【図１３】本発明の第４実施形態による図３の手動式ピペットの本体収納ケースとチップホルダの断面図。
【図１４】図１３の第４実施形態によるセンサーの断面図。
【図１５】本発明の第５実施形態による図３の手動式ピペットのピストン駆動機構とピストン組立体の断面図。
【図１６】本発明の第５実施形態による図５の手動式ピペットのピストン組立体の側面図。
【符号の説明】
【００５７】
３０ 電子ピペット
３２ ボディケース
３４ ピストン駆動機構
３５ ピストン組立体
３６ チップホルダ
３８ 内部パワーサブシステム
４０ 外部チップ離脱機構
４２ 内部チップ離脱機構
４４ 電子制御電子回路
７０ モーター
７２ 制御ロッド
７４ 制御ロッドチップ
７６ 制御ロッド支持部材
７８ ハウジング
８０ チップホルダ取り付けノブ
８４ チューブ取り付けナット
９１ 第一面
９２ ピストンヘッド
９４ ピストンロッド
９６ ピストンハウジング
９８ ピストン復帰バネ
１００ スプリングガイド
１１０ 上部チューブ
１１２ 下部チューブ
１１４ Ｏリング
１２０ バッテリー
１２２ コネクタ
１２４ バッテリーケース
１３０ チップ
１４０ 離脱ノブ
１４２ 固定シリンダ
１４４ ノブシリンダ
１４６ ボディシリンダ
１４８ ロッド
１５０ 離脱スプリング
１５２ 搭載ブレース
１５６ 第１端
１５６ 離脱ブレード
１５８ 第２端
１５８ 離脱ブレード調整ノブ
１６０ 第１端部
１６２ 第２端部
１７０ ディスプレイ
１７２ 容積を選択する
２００ 手動式ピペット
２０２ ボリュームセレクタ
２０４ ボディケース
２０６ ピストン駆動機構
２０８ ピストン組立体
２１０ チップホルダ
２１２ バッテリー
２１４ チップ離脱機構
２１６ ディスプレイ
２１８ 制御電子カード
２２０ ノブ
２２２ 調整ネジ
２２４ ピストンロッド
２２６ 制御ロッド
２２８ 制御ロッドチップ
２３０ 制御ロッド支持部材
２３２ ハウジング
２３４ チップホルダ取り付けノブ
２３６ ピストンヘッド
２４０ ピストンハウジング
２４２ ピストン復帰スプリング
２４４ スプリングガイド
２４６ 第１面
２５６ チップの種類を示すインディケータ
２６０ スケール
２６２ 接続ワイヤ
２６４ 端末
２９４ 応答カーブ
２９６ 測定された応答カーブ
２９８，３００，３０２ 調整誤差
２９５，３０４，３０６ 表
３０８，３１０，３１２ 測定応答カーブ
３４０ 温度センサー
３５０ 大気圧センサー
３５２ 大気温センサー
３５４ 導電ワイヤ
３５６ 内部チューブ
３６０，３７０ 大気温センサー
３７２ 導電ワイヤ
３７４，３７６ 金属製バンド
３７８，３８０ ブレード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の調整した量を吸引し放出するピペットに関し、特に、液体の正確な量を測定する液体サンプリングピペットに関する。
【背景技術】
【０００２】
製薬研究、ゲノム研究、タンパク研究、生物学研究、薬剤開発研究あるいは他のバイオテクノロジーのアプリケーションにおいては、液体ピペットを用いて、様々な実験手順において実験用サンプルを取り扱っている。ピペットを用いてある量の液体をピペット内に吸引する。その液体をその後１つあるいは複数の放出容積に分けて放出する。ピストン駆動機構で、ピストン組立体を動かすことにより、所定量の液体を吸引し放出するのを制御する。ピペットを手動で操作する場合、ユーザは感圧性ノブを用いて液体の吸引量と放出量とその速度を手動で制御している。別構成として、ピペットをモータ駆動させる場合、モーターが液体の吸引と／又は放出を制御している。いずれの場合においても、ピペットは、例えば、吸引する必要量を表示するような電子部品を有する。ユーザは様々なパラメータを、例えば速度、容積、吸引の回数、放出の回数を、ピペットに搭載されるディスプレイを用いて選択できる。ピストンロッドの動きは、ピストン駆動機構によりかかる推力により制御される。モータ駆動の（機械式）ピペットにおいては、ピストンロッドの動きはピペットのハウジング内に収納された小型プロセッサで制御される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
機械式ピペットあるいは非機械式（手動式）ピペットのいずれにおいても、ピペットにより実際に調整される液体の量の誤差は、様々な影響で原因で発生する。サンプリングするために少量の液体が必要な場合には、ある影響が観測される。実際にサンプリングされる容積は、必要容積よりも大きい。サンプリングされる容積が少ない場合には、誤差は毛細管現象に起因して発生する。逆に大容量（容積）の液体が必要とされる場合には、実際にサンプリングされる量は必要容積よりも小さい。サンプリングされる量が大量の場合には、誤差は液体を圧縮する液体柱の重量に起因する。更に誤差は、ピペットの校正温度とは異なるピペットの実際の動作温度が原因で発生する。例えばピペットの加温は、ユーザが長時間に渡りピペット取り扱うと発生する。ピペットの加温は、吸引又は放出する液体を調整するピペットの構成要素の膨張を引き起こし、必要とされる容積の吸引に誤差を発生させる。冷たいピペットではその構成要素は収縮する。更に別の誤差が、校正雰囲気とは異なるピペットの現在の周囲状態が原因で発生する。例えばピペットが動作する雰囲気の温度、圧力、湿度は、ピペットの校正時の周囲パラメータとは異なる。それ故に必要なことは、ピペットの現在の物理的状態と／又は現在必要とされる容積を修正する方法であり、これにより液体を取り扱うピペット内の液体の必要量を正確に調整することである。更に必要なことは、ピペットの販売値段を抑えその製造工程を単純化しながら、ピペットの精度を改善する方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態は、ピペットの現在の物理的状態を修正することにより液体処理ピペット内の液体の必要量を調整する方法である。本発明の方法は、これに限定されるものではないが、本発明は、ピペットの現在の物理的状態に応じて修正することにより、液体を取り扱うピペット内の液体の要求された容積を調整する方法において、ピペットで、要求された容積を選択するステップ（前記ピペットは、ピストン駆動機構を有し、前記ピストン駆動機構は、ピストン組立体のピストンロッドをチップホルダ内で移動させるよう、ピストン組立体に接触し、これによりチップホルダ内の液体の量を調整し、前記要求された容積は、調整する溶液の量を表し）と、容積特性を用いて修正容積を計算するステップ（前記容積特性は、チップホルダ内で調整される液体の量を要求された量の関数としての差を特徴付け、前記容積特性は、校正プロセスを用いて決定され）と、ピペットのユーザに修正容積を表示するステップ（これによりチップホルダ内の液体の要求された容積を調整する）とを有する。
【０００５】
本発明の一実施形態は、ピペットの現在の物理的状態を修正することにより液体処理ピペット内の液体の必要量を調整する装置である。本発明の装置は、これに限定されるわけではないが、ボディケースと、チップホルダと、ピストン組立体と、ピストン駆動機構と、容積セレクタと、ディスプレイと、プロセッサとを有する。チップホルダは、ボディケースに搭載される。ピストン組立体は、チップホルダに搭載され、これに限定されるわけではないが、チップホルダ内に適合するピストンロッドを有する。前記ピストン駆動機構は、これに限定されるわけではないが、ピストン組立体に接触する表面を有するコントロールロッドを有し、前記ピストン駆動機構は、チップホルダ内でピストン組立体のピストンロッドを移動させ、これによりチップホルダ内の液体の調整を行う。容積セレクタは、ボディケースに搭載され、ユーザが要求された容積を選択できるよう構成される。要求された容積は、調整すべき液体の量を表す。ディスプレイは、ボディケースに搭載される。プロセッサは、ディスプレイと容積セレクタに接続され、容積特性を用いて修正容積を計算する。前記容積特性は、要求された容積の関数として、チップホルダ内の調整された液体の量の差を特徴付ける。容積特性は、校正プロセスを用いて決定される。ディスプレイは、修正容積をピペットのユーザに示し、これによりチップホルダ内の液体の要求された容積を調整する。
【０００６】
本発明の基本的特徴及び利点は、図面、発明の詳細の説明、特許請求の範囲を検討することにより当業者に明らかである。
【０００７】
（実施形態）
本明細書において用語「搭載する」とは、結合する、統合する、接続する、関連づける、挿入する、吊す、保持する、固着する、取り付ける、固定する、貼り付ける、ボルト締めする、ネジ止めする、リベットで付ける、はんだ付けする、溶接する等の意味を含む。用語「調整する」とは、ピペット内の液体を吸引することあるいは放出することを含む。図１，２の実施形態において、電子ピペット３０は、液体容積を連続的に１個あるいは複数個のチップホルダ３６に自動的に吸引し放出するよう指令を受ける。この電子ピペット３０は、複数の構成要素とサブシステムを含み、それらが一体となって正確な容積の液体を吸引し放出する様々な動作モードを提供する。電子ピペット３０の構成要素とサブシステムは、これに限定されるものではないが、ボディケース３２と、ピストン駆動機構３４と、ピストン組立体３５と、チップホルダ３６と、内部パワーサブシステム３８と、外部チップ離脱機構４０と、内部チップ離脱機構４２と、制御電子カード４４と、ディスプレイ１７０と、容積選択器１７２とを有する。これらの構成要素とサブシステムのあるものは当業者に公知であり詳細な説明はここでは割愛する。ボディケース３２は、通常中空で、電子ピペット３０の他の構成要素の配置基準として機能する。ピペットの構成要素の多くはは、直接的あるいは間接的に、ボディケース３２に搭載される。ボディケース３２は、ユーザが電子ピペット３０を保持できるようなグリップを提供し、ピペットを取り扱う時には、ユーザの手と直接接触するピペット部品の１つとなる。
【０００８】
内部パワーサブシステム３８は、バッテリー１２０と、コネクター１２２と、バッテリーケース１２４とを含む。このバッテリーケース１２４は、バッテリー１２０を保持しボディケース３２にはまる。バッテリーは、パワーを例えばピストン駆動機構３４と／又は制御電子カード４４に送る。コネクター１２２は、電気的接続機能を制御電子カード４４に与える。制御電子カード４４は、これに限定されるものではないが、プロセッサ、メモリ、クロック、他の関連電子部品（図示せず）を有する。
【０００９】
ピストン駆動機構３４により、チップホルダ３６を介して、所定量の液体の吸引と放出が、チップホルダ３６内の縦方向軸A-Aに沿って、ピストン組立体３５内をピストンロッド９４を移動させることにより行われる。ピストンの移動により空気の吸排気が行われ、これにより液体をチップホルダ３６内に吸引するあるいはチップホルダ３６外に放出する。ピストン駆動機構３４はユーザにより手動で、例えば図３に示すボリュームセレクタ２０２の回転により制御されるか、あるいはモータ７０を使用して自動的に制御される。図２の実施形態を参照すると、ピストン駆動機構３４は、これに限定されるものではないが、モータ７０と、制御ロッド７２と、制御ロッドチップ７４と、制御ロッド支持部材７６と、ハウジング７８と、チップホルダ取り付けノブ８０とを有する。ピストン駆動機構３４は、制御ロッド７２は縦方向軸A-Aに沿って伸びるよう、電子ピペット３０のボディケース３２内に取り外し可能に搭載される。
【００１０】
モータ７０は、制御ロッド７２を、制御電子カード４４に搭載されたプロセッサの制御に従って、移動させる。モータ７０は、従来公知の様々な電子機械装置を用いて実現できる。モータ７０は、正確に制御ロッド７２を縦軸A-Aに沿って上下に移動し、液体を、チップホルダ３６内に吸引したりチップホルダ３６から放出する。モータ７０は、制御電子カード４４のプロセッサとインターフェースし、制御電子カード４４からモータ７０は電気信号を受領して制御ロッド７２の移動を制御する。制御電子カード４４は、モータ７０と通信する１つあるいは複数のコネクタあるいはインターフェースを有する。制御ロッドチップ７４は、制御ロッド７２のモータ７０の反対端部に搭載される。例えば制御ロッドチップ７４は、制御ロッド７２にネジで係合される。制御ロッド支持部材７６は、制御ロッド７２が縦軸A-Aに沿って移動できるよう保持する。ハウジング７８は、制御ロッド支持部材７６に搭載され、制御ロッド７２の一部と制御ロッドチップ７４を収納し、制御ロッド支持部材７６を越えて伸び、ソケットを構成する。
【００１１】
図２の実施形態を参照すると、ピストン組立体３５は、これに限定されるものではないが、ピストンヘッド９２と、ピストンロッド９４と、ピストンハウジング９６と、ピストン復帰バネ９８と、スプリングガイド１００とを有する。ピストンヘッド９２は、金属製あるいはプラスチック材料製の円形ディスクである。ピストンヘッド９２は、第１面９１を有する。ピストンロッド９４は、ピストンヘッド９２に搭載され、ピストンヘッド９２の第１面９１に直交する方向に伸びる。ピストンロッド９４は円筒形状をしている。
【００１２】
ピストンハウジング９６は、ピストンヘッド９２に搭載され、ピストンヘッド９２の第１面９１に直交する方向に伸び、ピストンロッド９４を包囲する。ピストンハウジング９６は、円筒形をしており、１つあるいは複数のテーパ部分を有する。ピストン復帰バネ９８は、ピストンハウジング９６に搭載され、ピストンヘッド９２の第１面９１に直交する方向で縦軸A-Aに沿って伸びる。本発明の実施形態においては、ピストン復帰バネ９８は、ピストンハウジング９６上をスライドし、ピストン復帰バネ９８とピストンヘッド９２に隣接するピストンハウジング９６の部分との間に、摩擦力により配置される。ピストン組立体３５は、図２に示すピストン駆動機構のハウジング７８内にスライドする。
【００１３】
図２の実施形態に示すように、チップホルダ３６は、これに限定されるものではないが、上部チューブ１１０と、下部チューブ１１２と、Ｏリング１１４とを有する。下部チューブ１１２は、上部チューブ１１０に搭載される。例えば下部チューブ１１２は、ネジ切り端部を有し、この部分が上部チューブ１１０のネジの切られた表面にネジ止めされる。上部チューブ１１０と下部チューブ１１２は、１つあるいは複数のテーパ状部分を有する。Ｏリング１１４は、上部チューブ１１０と下部チューブ１１２との間のアンダーカットされた部分に配置される。Ｏリング１１４は、ピストンロッド９４と下部チューブ１１２との間で防水接続機能を提供する。チューブ取り付けナット８４は、ピストン組立体３５に圧力を加えるチップホルダ３６の上をスライドし、これによりチップホルダ３６がボディケース３２とピストン駆動機構３４に対し動かないようにする。
【００１４】
制御ロッドチップ７４は、ピストン駆動機構３４のハウジング７８内でピストン組立体３５の第１面９１に接触する。液体を放出するときは、ピストン駆動機構３４は、縦軸A-Aに沿った制御ロッドチップ７４の移動により、ピストン組立体３５をピストン駆動機構３４から離す方向に、制御ロッドチップ７４が第１面９１に接触する場所で、押す。ピストン復帰バネ９８は、チューブ取り付けナット８４により保持されたスプリングガイド１００に当たって圧縮される。液体を吸引するときは、ピストン駆動機構３４は、制御ロッドチップ７４をピストン駆動機構３４の方向に移動させる。この移動にもかかわらず、第１面９１は、ピストン復帰バネ９８の圧縮力の結果、制御ロッドチップ７４に接触した状態を維持する。
【００１５】
外部チップ離脱機構４０と内部チップ離脱機構４２は、チップ１３０を、電子ピペット３０の吸引端と放出端から離脱させ、サンプルの汚染を回避する。内部チップ離脱機構４２は、これに限定されるものではないが、離脱ノブ１４０と、固定シリンダ１４２と、ノブシリンダ１４４と、ボディシリンダ１４６と、ロッド１４８と、離脱スプリング１５０と、搭載ブレース（固定器）１５２を有する。固定シリンダ１４２は、ボディケース３２に搭載される。搭載ブレース１５２は、ボディケース３２と／又は固定シリンダ１４２に搭載される。固定シリンダ１４２と搭載ブレース１５２は、ボディケース３２に固定保持される。離脱ノブ１４０は、ノブシリンダ１４４に搭載される。離脱ノブ１４０は、縦軸A-Aの周囲に回転可能で、ユーザの左手あるいは右手のいずれかを用いて適正な操作を確保する。ノブシリンダ１４４は、スライド可能に固定シリンダ１４２に搭載され、ノブシリンダ１４４の動きと離脱ノブ１４０の圧縮と組み合わせ、チップ１３０を離脱する。ボディシリンダ１４６は、ノブシリンダ１４４に搭載される。ロッド１４８は、ノブシリンダ１４４に対向するボディシリンダ１４６の一端に搭載される。離脱スプリング１５０は、ボディシリンダ１４６に第１端１５６で、搭載ブレース１５２に第２端１５８で搭載される。離脱ノブ１４０を圧縮することにより、ロッド１４８をチップ１３０の方向に駆動する。離脱スプリング１５０により、ロッド１４８は反対方向に戻り、これにより、離脱ノブ１４０が解放されたときに、離脱ノブ１４０を元の位置に戻す。
【００１６】
図２を参照すると、外部チップ離脱機構４０は、これに限定されるものではないが、離脱ブレード１５６と離脱ブレード調整ノブ１５８とを有する。離脱ブレード１５６は、チップホルダ３６の外側形状に沿った湾曲形状を有する。離脱ブレード１５６は、第１端部１６０と第２端部１６２とを有する。第２端部１６２は、閉鎖シリンダーを有し、チップホルダ３６の上をスライドする。その結果離脱ノブ１４０を圧縮することにより、離脱ブレード１５６をチップホルダ３６に沿って移動させて、チップ１３０を第２端部１６２でチップホルダ３６から離脱させる。第１端部１６０近傍で離脱ブレード１５６に搭載された離脱ブレード調整ノブ１５８を回転させることにより、離脱ブレード１５６の第２端部１６２はチップホルダ３６を上下に移動させる。チップホルダ３６に沿って離脱ブレード１５６の位置を調整することにより、外部チップ離脱機構４０は様々な種類のチップを離脱する。
【００１７】
電子ピペット３０は、コンピュータ装置と通信する通信インターフェースを有する。コンピュータは、ディスクトップ、ラップトップ、パーソナルデータアシスタントのいずれかのコンピュータでもよい。コンピュータは、物理的に電子ピペット３０から離れて配置される。通信インターフェースは、チップ１３０に対向したボディケース３２の上部に配置され、電子ピペット３０の操作を干渉することなく、ユーザにより容易にアクセス可能となる。電子ピペット３０とコンピュータとの間の通信は様々な伝送技術を用いる。例えば、符号分割多重化（Code Division Multiple Access(CDMA)）, Global System for Mobile Communications(GSM), Universal Mobile Telecommunications Systen(UMTS), 時分割多重化（Time Division Multiple Access(TDMA)）,Transmission Control Protocol/Internet Protocol(TCP/IP), Short Messaging Service(SMS), Multimedia Messaging Service(MMS), e-mail, Instant Messaging Service(IMS), Bluetooth, IEEE 802.11, 等でる。電子ピペット３０とコンピュータとは、これに限定されるものではないが、様々な媒体例えば無線、赤外線、レーザー、ケーブル等を用いて通信される。通信インターフェースは、有線接続と／又は無線接続を用いる。
【００１８】
有線接続は、電子ピペット３０の通信インターフェースに接続する第１端と、コンピュータの通信インターフェースに接続する第２端とを有する。本発明の一実施形態においては、電子ピペット３０の通信インターフェースは、Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)1394 mini 標準に適合する。本発明の一実施形態においては、コンピュータの通信インターフェースは、RS 232 のタイプでUniversal Serial Bus connector と接続する。本発明の他の実施形態においては、電子ピペット３０の通信インターフェースと／又はコンピュータの通信インターフェースは、Ethernet（登録商標）インターフェースでもよい。
【００１９】
無線インターフェースは、短距離から長距離までの様々な距離に渡って、装置間を接続する。電子ピペット３０とコンピュータ装置は、無線信号をブロードキャストしたり受信したりするプロセスをサポートする。無線信号は、例えばIEEE 802.11TM（登録商標）標準で、802.11 a, 802.11 b, 802.11 f or 802.11 gのいずれかのバージョンを用いることもできる。更に無線信号は、例えば最新のバージョンであるIEEE 802.15.1のBLUETOOTH標準を用いることもできる。IEEE 802.11TM（登録商標）規格は、Wireless Local Area Networks (WLANs)の無線標準を規定し、ワイヤレスのクライアントとベースステーションあるいはアクセスポイント間、及び無線クライアント間の無線（over-the-air）インターフェースを提供する。IEEE 802.15 Working Groupは、複雑でなくかつ低電力消費のWireless Personal Area Networks(PANs)を提供し、例えばこれらはBluetooth仕様により支持されている。
【００２０】
図３を参照すると、手動式ピペット２００の断面が一実施形態として示されている。手動式ピペット２００の構成要素とサブシステムは、これに限定されるものではないが、ボリュームセレクタ２０２と、ボディケース２０４と、ピストン駆動機構２０６と、ピストン組立体２０８と、チップホルダ２１０と、バッテリー２１２と、チップ離脱機構２１４と、ディスプレイ２１６と、制御電子カード２１８と、チップの種類を示すインディケータ２５６を有する。これらの構成要素とサブシステムは、当業者で公知であり、詳細な説明は割愛する。ボリュームセレクタ２０２は、ノブ２２０と調整ネジ２２２とを有する。ノブ２２０を回転させることにより、調整ネジ２２２が縦軸方向A-Aに沿って上下し、これにより吸引あるいは放出する要求容積を変化させる。
【００２１】
ボディケース２０４は一体部品材料から形成される。本発明の実施形態によれば、この材料はプラスチックである。ボディケース２０４は、通常中空で、ピペット２００の他の構成要素に対し取り付け基準として機能する。例えば調整ネジ２２２の位置は、ボディケース２０４に対し調整可能であり、調整する為に要求される液体容積を設定する。かくして多くのピペット構成要素は、直接的あるいは間接的に、ボディケース２０４に搭載される。ボディケース２０４は、これに限定されるものではないが、窓を有し、そこを通してディスプレイ２１６が見える。この窓は、ガラス製又は透明なプラスチック製である。ボディケース２０４は、ユーザに対しピペット２００を保持するグリップを提供する。かくしてピペットの部品の１つが、ユーザがピペットを取り扱うときに、ユーザの手に直接接触する。
【００２２】
ピストン駆動機構２０６により、チップホルダ２１０を通して液体の必要量の吸引と放出が、これはピストンロッド２２４をピストン組立体２０８内で縦軸A-Aに沿って動かすことにより、行われる。ピストンロッドの移動により空気の容積の移動が起こり、これによりチップホルダ２１０内に液体が吸引され、チップホルダ２１０から液体が放出される。ピストン駆動機構２０６は、これに限定されるものではないが、制御ロッド２２６と、制御ロッドチップ２２８と、制御ロッド支持部材２３０と、ハウジング２３２と、チップホルダ取り付けノブ２３４とを有する。ピストン駆動機構２０６は、ピペット２００のボディケース２０４内に取り外し可能に、制御ロッド２２６は縦軸A-Aに沿って伸びるよう、搭載される。本発明の一実施形態においては、チップホルダ取り付けノブ２５４は、ピペット２００の内側内部に固定されるチップホルダ取り付けノブ２３４に搭載される。
【００２３】
ノブ２２０を回転することにより、制御ロッド２２６の（平行）移動が行われる。制御ロッドチップ２２８は、ノブ２２０に対向する制御ロッド２２６の端部に搭載される。例えば制御ロッドチップ２２８は、制御ロッド２２６の内側または外側にネジで結合される。制御ロッド支持部材２３０は、制御ロッド２２６が縦軸A-Aに沿って移動するのを維持する。ハウジング２３２は、制御ロッド支持部材２３０に搭載され、制御ロッド２２６と制御ロッド支持部材２３０を越えて伸びる制御ロッドチップ２２８の一部を包囲し、ソケットを形成する。
【００２４】
ピストン組立体２０８は、これに限定されるものではないが、ピストンヘッド２３６と、ピストンロッド２２４と、ピストンハウジング２４０と、ピストン復帰スプリング２４２と、スプリングガイド２４４とを有する。ピストンヘッド２３６は、金属製あるいはプラスチック材料製の円形ディスクである。ピストンヘッド２３６は、第１面２４６を有する。ピストンロッド２２４はピストンヘッド２３６に搭載され、ピストンヘッド２３６の第一面２４６に直交する方向に伸びる。ピストンロッド２２４は円筒形状を有する。
【００２５】
ピストンハウジング２４０は、ピストンヘッド２３６に搭載され、ピストンヘッド２３６の第一面２４６に直交する方向に伸び、ピストンロッド２２４を包囲する。ピストンハウジング２４０は、ほぼ円筒形状をし、１つあるいは複数のテーパ部分を有する。ピストン復帰スプリング２４２は、ピストンハウジング２４０に搭載され、ピストンヘッド２３６の第一面２４６に対向して直交する方向に、縦軸A-Aに沿って伸びる。本発明の一実施形態においては、ピストン復帰スプリング２４２は、ピストンハウジング２４０上をスライドし、ピストン復帰スプリング２４２とピストンヘッド２３６に隣接するピストンハウジング２４０の一部の間に摩擦力で配置される。組立のときには、ピストン組立体２０８は、ピストン駆動機構２０６のハウジング２３２内にスライドする（図３）。
【００２６】
図３の実施形態に示すように、チップホルダ２１０は、これに限定されるものではないが、上部チューブ２４８と、下部チューブ２５０と、Ｏリング２５２とを有する。下部チューブ２５０は、上部チューブ２４８に搭載される。例えば下部チューブ２５０は、ネジ切り端部を有し、この部分が上部チューブ２４８のネジの切られた表面にネジ止めされる。上部チューブ２４８と下部チューブ２５０は、１つあるいは複数のテーパ状部分を有する。Ｏリング２５２は、上部チューブ２４８と下部チューブ２５０との間のアンダーカットされた部分に配置される。Ｏリング２５２は、ピストンロッド２２４と下部チューブ２５０との間で防水接続機能を提供する。チューブ取り付けナット２５４は、ピストン組立体２０８に圧力を加えるチップホルダ２１０の上をスライドし、これによりチップホルダ２１０がボディケース２０４とピストン駆動機構２０６に対し動かないようにする。
【００２７】
制御ロッドチップ２２８は、ピストン駆動機構２０６のハウジング２３２内でピストン組立体２０８の第１面２４６に接触する。液体を放出するときは、ピストン駆動機構２０６は、縦軸A-Aに沿った制御ロッドチップ２２８の移動により、ピストン組立体２０８をピストン駆動機構２０６から離す方向に、制御ロッドチップ２２８が第１面２４６に接触する場所で、押す。ピストン復帰バネ２４２は、チューブ取り付けナット２５４により保持されたスプリングガイド２４４に当たって圧縮される。液体を吸引するときは、ピストン駆動機構２０６は、制御ロッドチップ２２８をピストン駆動機構２０６の方向に移動させる。この移動にもかかわらず、第１面２４６は、ピストン復帰バネ２４２の圧縮力の結果、制御ロッドチップ２２８に接触した状態を維持する。
【００２８】
チップ離脱機構２１４は、チップ１３０を電子ピペット３０の吸引端と放出端から図２，３と同様な方法で、離脱させるが、これはサンプルの汚染を防ぐためである。ディスプレイ２１６は、情報をピペットのユーザに示す。例えばユーザが選択したノブ２２０を回転させることにより、選択した必要容量が、ディスプレイ２１６に表示される。制御電子カード２１８は、これに限定されるわけではないが、プロセッサと、メモリと、クロックと、他の関連電子部品（図示せず）とを有し、ディスプレイ２１６と、ピペット２００の調整を制御する。バッテリーは、エネルギーを例えばディスプレイ２１６と制御電子カード２１８に与える。
【００２９】
図４を参照すると、ピペット２００は、校正プロセスの間、スケール２６０に接続ワイヤ２６２を介して接続される。接続ワイヤ２６２は、ピペット２００に、端末２６４を介して接続され、スケール２６０からのデータをピペットのメモリに直接与える。例えば端末２６４は、RS232型のコネクタである。他の実施形態においては、ピペット３０も同様な方法で使用できる。
【００３０】
図５を参照して、図４のピペット２００を用いた校正プロセスのフローチャートを示す。ステップ２７８において、ピペット２００の重量をスケール２６０を用いて決定する。ステップ２８０において、ユーザは、ピペット２００で調整すべき校正容積を選択する。ステップ２８２において、ユーザは、ピペット２００を用いて必要な容積を吸引する。ステップ２８４において、吸引された液体を含むピペット２００の吸引された状態の重さをスケール２６０を用いて測定する。ステップ２８６において、吸引された実容積を、ピペット２００の吸引された状態の重さとピペット２００が空の時の重さとの差と、当業者に公知の吸引された液体の物理的特性に基づいて計算する。ステップ２８８において、計算された実吸引容積をピペット２００に送り、そこで校正容積と共にメモリに記憶させる。例えば、校正容積と測定された実吸引容積は、データベース内にあるいは当業者に公知の表内に記憶させる。ステップ２９０において、テストは更なる校正容積が吸引されるべきかを決定する。決定が肯定的の（ＹＥＳ）場合には、ステップ２８０−２８８は、更なる校正容積に対し繰り返される。本発明の他の実施形態においては、ピペットが空の重さを、各追加的な校正容積に対し計算してもよい。ステップ２９２において、追加的校正容積が使用される場合には、調整された液体の量と校正容積の関数としての差を特徴付ける容積特性が決定される。
【００３１】
図６を参照すると、理想的な応答カーブ２９４と測定された応答カーブ２９６が示されている。この応答カーブ２９４は、校正容積を正確に吸引する理想的なピペットを示す。一方測定された応答カーブ２９６は、ピペットの実際の応答を示す。応答カーブ２９４と測定された応答カーブ２９６の差が調整誤差である。例えば図５に記載した校正プロセスの間、３個の校正容積A,B,Cが選択される。校正容積Aに基づいて、実際の容積Aaが、校正プロセスの間測定される。調整誤差２９８は、校正容積Aと実際の容積Aaの差即ちAa-Aである。同様に調整誤差３００は、校正容積Bと実際の容積Baの差即ちBa-Bである。同様に調整誤差３０２は、校正容積Cと実際の容積Caの差即ちCa-Cである。
【００３２】
校正容積、例えばAと、それに対応する実際の吸引容積Aaが校正データポイントを決定する。校正プロセスの間、より多くの校正データポイントが使用されると、測定された応答カーブ２９６に対するより正確な概算値が計算できる。当業者に公知のシミュレーションと様々な方法を用いて校正容積と調整誤差、あるいは吸引された実容積を含む校正容積データを用いて、測定された応答カーブ２９６を概算できる。容積特性は、校正容積以外の容積の場所において測定された応答カーブ２９６を決定する為に、これらの方法のいずれかを用いて決定できる。
【００３３】
例えば様々なカーブ適合アルゴリズムを用いて、データポイントの組に対し最適の適合性を与えることができる。カーブ適合アルゴリズムの出力は、数式である。n次の多項式を用いて、A,B,Cにおける校正データポイントを用いて、測定された応答カーブ２９６を概算できる。かくして１つあるいは複数の校正データポイントを用いて、容積特性を決定できる。例えば、容積特性は、湾カーブ適合アルゴリズムを用いて決定された数式である。単純な数式では、測定された応答カーブ２９６をシミュレートするのに不十分の場合には、更なる数式を決定して、校正容積間で、必要とされる吸引容積の間の応答を決定できる。例えば測定された応答カーブ２９６に基づいて、線形数式がB以上の容積に対しては十分である。しかし多項式が、B以下の測定された応答カーブ２９６を概算するのにより好ましい。この場合、容積特性は２つの数式を含む。
【００３４】
別の構成として、容積特性は、複数の校正データポイントを含む表で表してもよい。実際に吸引された容積は、校正データポイント間を内挿することにより、あるいは所定の計算式を用いて校正データポイントから外挿することにより決定できる。他の実施形態としては、校正データポイントからの内挿と／又は外挿に対し使用される数式を、表内に含めてもよい。データは当業者に公知の表として形成される。表は、ファイルで規定された表あるいはデータベースの如何なる形態でもよい。図７を参照すると、表３０４は、校正容積A,B,Cの関数としての調整誤差を表す。これは単なる例示である。実際に吸引された容積と調整誤差の内の一方あるいは両方を表３０４に記憶することができる。
【００３５】
別の構成として、図８の表３０６には、数式の指標とその数式で使用される定数が含まれる。例えば数式の指標１は、各校正容積の間の測定された応答カーブ２９６を記述するために「定数１」のみを使用する線形数式を意味する。数式の指標３は、各校正容積の間の測定された応答カーブ２９６を記述する定数１，２，３を使用する２次の多項式を意味する。かくして数式2.7+0.5A+0.01A2はA未満の要求された容積に対する修正容積を表す。数式4.6-1.6AはAを越えてB未満の必要とされる容積に対する修正容積を規定する。数式2.9+8.9AはBを越える必要とされる容積に対する修正容積を規定する。
【００３６】
本発明の一実施形態においては、少なくとも２個の校正容積を用いて、容積特性を決定する。好ましくはこの２個の校正容積の１つは、ピペットの最小動作容積であり、他の１つはピペットの最大動作容積である。ピペットの最大容積を用いた校正は、機械的な欠陥に対する最大の考慮が可能となる、特にネジ通路の容積量とピストンの直径とチップホルダ内の容積の重量を最大限に考慮したものである。一方ピペットの最小容積を用いた校正は、機械的な欠陥と毛細管現象を最大限考慮したものである。より正しい値は更なる校正容積を用いて得られる。これに関連して様々な内挿方法は、当業者に公知であるが、これを用いて、ピペットの操作中に、１つあるいは複数の校正容積には等しくない要求された容積における修正容積を決定することもできる。
【００３７】
１つあるいは複数の数式及び／又は表を用いて、ピペットの更なる物理的状態に基づいて容積特性を決定できる。例えば、第１の数式及び／又は表を、ピペットの種類に基づいて決定できる。第２の数式及び／又は表を、特定のピペットに対し決定できる。その理由は、測定された実容積は、ピペットの製造に際しピペットの校正部品毎に異なる製造誤差が原因で異なるからである。
【００３８】
更なる例として、測定された応答カーブ２９６は、ピペットが異なる周囲温度の環境で動作したときにも変わる。図９を参照すると、３つの測定応答カーブの例が示されている。例えば測定応答カーブ３０８は、１０℃の大気温度で決定される。例えば測定応答カーブ３１０は、２０℃の大気温度で決定される。例えば測定応答カーブ３１２は、２５℃の大気温度で決定される。その結果、異なる数式あるいは表を用いて、各測定応答カーブ３０８，３１０，３１２を規定できる。かくして容積特性は、修正容積を決定するために、パラメータと要求された容積を用いる。当業者に公知のように様々な方法を用いて複数のカーブ間を内挿できる。かくしてピペットの場所の現在の物理的状態を表すパラメータを用いて、ピペットの容積特性を規定することができ、これにより吸引された容積の更なる変動原因に対する修正ができる。
【００３９】
パラメータは、これに限定されるわけではないが、ピペットのチップの種類、ピペットのある場所の大気温度、ピペットの部分の温度、ピペットのある場所の大気圧、ピペットの空腔内の圧力、ピペットのある場所の大気湿度、調整すべき液体の粘度である。チップの種類を示すインディケータ２５６をユーザが用いて、チップホルダ２１０上に配置するチップの先端の種類を選択する。異なるサイズと形状を有するチップは、異なる測定応答カーブを示す。かくしてチップホルダに搭載されたチップの種類は、容積特性を変化させる。更にピペットに搭載された１つあるいは複数のセンサー（図１１−１６を参照のこと）を用いて、容積特性に使用されるパラメータを提供できる。これにより、ピペットのチップの種類、ピペットのある場所の大気温度、ピペットの部分の温度、ピペットのある場所の大気圧、ピペットの空腔内の圧力、ピペットのある場所の大気湿度に基づいて修正容積を計算できる。センサーあるいはインディケータは、更に調整すべき液体の種類を示す。この場合液体特性は、液体の粘度に主に基づいて選択された液体に対する修正値を含む。
【００４０】
一般的にセンサーが測定したパラメータを用いて決定された容積特性は、調整誤差Cであり、これはプロセッサが実行する所定の数式で大気圧の測定パラメータと大気圧湿度の測定パラメータを入れたものである。一実施形態においてはCは次式で計算される。C=a*B+mここでBは必要とされる容積であり、aとmは所定の修正値であり、mの値は０のこともある。パラメータaは次式で定義される。
a=(1-Datm/e)/(Di-Datm)
Diは調整される液体の密度であり、Datm は空気の密度であり、eは定数である。
【００４１】
密度Diは、大気温センサーにより測定された温度を含む所定の数式により計算される。この実施形態においては、Di=g/f(Ti)である。ここでgは定数（定数）であり、Tiは測定温度であり、f(Ti)は所定の多項式である。例えば次式である。
Di=1000/(999.87-0.06426Ti+0.0085045Ti2-0.0000679Ti3)
この式において、Tiは摂氏で表現され、Diは、立方メートル当たりのキログラムで表される。
【００４２】
同様に、Datmは、センサーが測定した大気圧と大気温と大気湿度を有する所定の数式により計算される。この実施形態では次式である。
Datm=45Patm/(12908(Ti+273.15))+(Ti-0.02H)1000)
Patmはパスカルで表された圧力であり、Hはパーセントで表された湿度である。例えば湿度が４０％の場合はHは0.4となる。
【００４３】
図１０を参照すると、校正プロセスの間決定された容積特性に基づいた、使用中のピペット液体の正しい調整を行う手順を示す。ステップ３２０において、ユーザはピペットを用いて調整すべき要求された容積を選択する。ステップ３２２において、ピペットの現在の物理的状態を表すパラメータを決定する。ピペットのメモリ内に記憶された容積特性を用いて、修正容積をプロセッサを用いてステップ３２４で計算する。容積特性が、要求された容積の関数と／又はパラメータとして調整された液体の量の差を決定する。かくして修正容積は、要求された容積の関数と／又はパラメータとして、調整された液体の量の差を表す。ステップ３２６において、要求された容積はユーザに示される。
【００４４】
ステップ３２８において、修正容積がユーザに表示される。この修正容積は吸引された実際の容積か、あるいは要求された容積に関連する２個の校正データポイント間の数式の内挿に基づいた要求された容積の調整誤差である。ステップ３３０において、ユーザは表示された修正溶液に基づいて、新たな要求容積を選択する。例えばピペットが手動の（モータ駆動でない）場合には、表示は修正溶液と要求された溶液を示す。それに応答して、ユーザは、ユーザが必要とする精度内で、修正溶液が要求された容積に一致するまで新たな要求された容積を選択する。
【００４５】
本発明の他の実施形態においては、修正溶液は、要求された溶液として表示され、その結果、要求された容積とパラメータに基づくピペットの修正プロセスはユーザには見えない（関与しない）。かくして例えば電動のピペット２０を用いて、プロセッサは、自動的に制御ロッドの位置を修正して、調整誤差を含めるようにする。この表示は、要求された容積を表しこれは修正容積でもある。その理由は、プロセッサは、制御ロッドの位置を調整して、ピペット２０の物理的状態の影響と要求された容積の影響を考慮しながら、要求された容積を調整するからである。かくしてディスプレイによる自動修正により特徴付けられる動作モードにおいては、要求された容積の表示は、自動的に修正を組み込んだものである。ディスプレイは、ピペットの物理的状態に伴って変動し、ユーザは如何なる調整も必要としない。
【００４６】
高／低のインディケータが、ピペットのユーザに表示される（ステップ３３２）。この高／低インディケータは、調整誤差が正又は負であるかを示す。高／低インディケータは、実容積が校正容積よりも大きいとき 過小適用（underdosage ）のリスクがある場合にはマイナスのサインを、実容積が校正容積よりも小さいとき過大適用（overdosage ）のリスクがある場合にはプラスのサインを示す。要するに３つの情報がピペットのディスプレイでユーザに示される。即ち要求された容積と修正溶液と高／低のインディケータである。修正容積は調整誤差あるいは実際の容積である。この情報を用いてユーザは、要求された容積を、高／低インディケータが正又は負のいずれも示さなくなるまで、調整する。これは要求された容積と修正容積との間の差が精度誤差内にあることを意味する。他の実施形態においては、高／低インディケータはピペットには表示されない。
【００４７】
本発明の他の実施形態においては、調整された容積を修正する手順は、ユーザにより選択可能なオプションである。かくしてユーザは、ピペットを用いてユーザが液体を調整する際に、どの様な修正値を含まないようにプロセッサに命令するオプションを選択できる。本発明の他の実施形態おいては、ピペットにあるプロセッサは、修正値が例えば所定の精度値よりも大きいときにのみ修正を行うようプログラムすることもできる。所定の精度値は、大幅な修正に関連する状況と関連しない状況の間を区別するよう選択される。この実施形態は、ピペットの操作に渡ってユーザの制御を最大限にする。
【００４８】
図５に示す校正手順と図１０に示す使用手順により、ピペットで調整される液体の量を修正する。この修正は、次の物理的状態に基づいて行われる。即ち要求される容積が少ない為に発生する毛細管現象、要求される容積が大きい為の液体柱の重量の影響、ピペットの校正部品の製造誤差、ピペットが置かれる大気温度、ピペットの部品の温度、ピペットが置かれる大気圧、ピペットの空腔内の圧力、ピペットが置かれる大気湿度、調整される液体の粘度である。例えばユーザが長期に渡ってピペットを取り扱うときには、ピペットはユーザの手が接触することにより温度が上昇し、その結果ピペットの操作はある構成要素の熱膨張の為変動する。上記した手順に基づいて、ピペットの精度はピペットが加温されても維持され、ピペットの精度は、ピペットの広範囲に渡る動作状態でも維持される。ピペットを自動的に調整してもよい。別の構成として、表示された修正容積は、ユーザに対し変化を示し、それに基づいてユーザは手動でピペットを調整することもできる。ピペットは製造後修正／調整されるために、ピペットの製造時に要求される精度は緩和される。その結果ピペットはより安くより容易に製造できる。サンプリングされる量に直接影響するサンプリングの移動容積のドリフトを通常引き起こすような機械的システムの様々な膨張が緩和される。連続的な修正も複数の物理的状態を考慮するために含めてもよい。
【００４９】
図１１−１６を参照すると、容積特性への入力として使用されるパラメータを加えるセンサー構造が示されている。図８にピペット２００の第２実施形態を示す。このピペットは更に温度センサー３４０を有する。この温度センサー３４０はピストン駆動機構２０６のハウジング２３２に隣接して搭載される。この温度センサー３４０を配置してピペット２００の一部の温度を測定する。この実施形態においては、温度センサー３４０は、制御ロッド２２６と、制御ロッド支持部材２３０と制御電子カード２１８の近傍に配置される。制御電子カード２１８は発熱することがあり、これがピストン駆動機構２０６のある構成要素の熱膨張を引き起こす。温度センサー３４０は熱膨張にさらされる部品近傍に搭載され、かくしてサンプリングシーケンスに関与する機械的構成要素の温度を知ることができる。温度センサー３４０は、導電ワイヤ３４２を介して制御電子カード２１８に接続され、これにより、プロセッサがセンサーにより測定される温度に会わせて調整する。
【００５０】
この調整は図１１に示す手順に従って、センサーにより測定された温度をパラメータとして用いて実行される。校正手順の間、ピペットは、通常２０℃の温度で、液体を吸引／放出するよう動作するとしている。ユーザが２０℃ではない液体を調整しようとする場合には、調整される容積は、ピペットのディスプレイに示される値には対応しない。放出かれる容積は様々な理由で必要とされる容積とは異なる。この誤差の主な原因は、その膨張に起因する、ピペットの内部内のデッドボリュームの加温であり、これにより、ユーザは、予測される調整量で調整するよりも少ない液体を調整することになる。ピペットの校正仕様、特に２０℃のピペットに対する公称サンプリング容積の校正仕様を知って、プロセッサは、温度センサー３４０により決定された温度と、その温度に基づいた容積特性によって、この公称値の修正が必要であるか否かを決定する。
【００５１】
図１２を参照すると、ピペット２００の第３実施形態が示される。このピペットは、更にピストン駆動機構２０６に隣接して搭載される大気圧センサー３５０を有する。この実施形態においては、センサーは、バッテリー２１２上に搭載される。大気圧センサー３５０は大気圧を測定し、その情報をプロセッサに送り、以前に関連した調整値を修正する。ピペットは、更にチップ近傍のチップホルダの外部に搭載される大気温センサー３５２を有する。この場所において、大気温センサー３５２は、調整された液体近傍の温度を測定し、このセンサーが液体の上の空気に接触していない場合でも、液体の温度の概算値を測定できるようにする。大気温センサー３５２は、チップホルダの表面を内部チューブ３５６まで貫通し、調整された液体に近い場所の大気温を測定する。大気温センサー３５２は、導電ワイヤ３５４を介して制御電子カード２１８に接続される。これによりプロセッサはセンサーが測定した温度に応じて調整する。本発明の他の実施形態においては、湿度センサーを大気圧センサー３５０と同様なピペット位置に搭載してもよい。
【００５２】
図１３に本発明のピペットの第４実施形態を示す。このピペットは、更に大気温センサー３６０を有する。この大気温センサー３６０はチップホルダ２１０の下部チューブに搭載される。大気温センサー３６０は、チップホルダの下部チューブでリングを形成し、これによりチップホルダの下端部に配置されたシリンダケース内に収納される。大気温センサー３６０は、トーラス(torus)と同一の内壁を有し、かくしてピペットの縦軸A-Aに対向した壁にその中心を有する円内に配置された湾曲を形成する（図１４）。かくして形成された制限された空気通路により、大気温センサー３６０を通る空気の速度が増加し、更に離脱時の液体の除去ができる。大気温センサー３６０は、導電ワイヤ３６２を介して制御電子カード２１８に接続され、これによりプロセッサがセンサーにより測定された温度に対し調整する。
【００５３】
図１５に本発明の第５実施形態を示す。このピペットは、ピペット内の可動部分に搭載される大気温センサー３７０を有する。この大気温センサー３７０は、ピストンロッド２２４の端部に直接固定される。この位置においては、大気温センサー３７０は調整される液体とは接触していない。大気温センサー３７０は、導電ワイヤ３７２を介して制御電子カード２１８に接続され、プロセッサがセンサーが測定した温度に対し調整できるようにする。図１６を参照すると、導電ワイヤ３７２が、２個の金属製バンド３７４，３７６に接続される。これらのバンドは、ピストンヘッドで、ピペットの縦軸A-Aに直交する方向に積層される。金属製バンド３７４，３７６は、それぞれピペットのボディケースに搭載された２枚のブレード３７８，３８０に接触する。この構成によりプロセッサと大気温センサー３７０との常時電気接続が、ピストンの回転にもかかわらず、可能となる。
【００５４】
本発明の実施形態は、様々な動作環境において、ピペットの製造時の機械的製造誤差にもかかわらず、例えば様々な粘性の液体様々なタイプのチップを用いた場合、あらゆる範囲の容積について、ピペットが液体の吸引又は放出を正確に行えるようにする。代表的な操作例は、手動ピペットあるいは電動ピペットのいずれを用いても行うことができる。本発明で実行される機能を実施形態とは異なる数の構成要素間に振り分けること、本発明の機能の分散は、本発明の範囲を離れることなく変更可能である。モジュールの実行順序は、本発明の範囲を離れることなく変更可能である。
【００５５】
以上の説明は、本発明の一実施形態に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態による電子ピペットの断面図。
【図２】図１の電子ピペットのピストン駆動機構とピストン組立体とチップホルダと外部チップ離脱機構の断面図。
【図３】本発明の一実施形態による手動式ピペットの断面図。
【図４】本発明の第１実施形態により、校正装置に取り付けられた図３の手動式ピペットの断面図。
【図５】図４のピペットの校正操作のフローチャート図。
【図６】ピペット内の実容積と校正容積との間の調整誤差を表すグラフ。
【図７】本発明の実施形態による容積特性を表す第１表。
【図８】本発明の実施形態による容積特性を表す第２表。
【図９】様々な動作状態（条件）におけるピペット内の実容積と校正容積との間の調整誤差を表すグラフ。
【図１０】本発明の一実施形態によるピペットの動作を表すフローチャート図。
【図１１】本発明の第２実施形態による図３の手動式ピペットのピストン駆動機構の断面図。
【図１２】本発明の第３実施形態による図３の手動式ピペットのピストン駆動機構の断面図。
【図１３】本発明の第４実施形態による図３の手動式ピペットの本体収納ケースとチップホルダの断面図。
【図１４】図１３の第４実施形態によるセンサーの断面図。
【図１５】本発明の第５実施形態による図３の手動式ピペットのピストン駆動機構とピストン組立体の断面図。
【図１６】本発明の第５実施形態による図５の手動式ピペットのピストン組立体の側面図。
【符号の説明】
【００５７】
３０ 電子ピペット
３２ ボディケース
３４ ピストン駆動機構
３５ ピストン組立体
３６ チップホルダ
３８ 内部パワーサブシステム
４０ 外部チップ離脱機構
４２ 内部チップ離脱機構
４４ 電子制御電子回路
７０ モーター
７２ 制御ロッド
７４ 制御ロッドチップ
７６ 制御ロッド支持部材
７８ ハウジング
８０ チップホルダ取り付けノブ
８４ チューブ取り付けナット
９１ 第一面
９２ ピストンヘッド
９４ ピストンロッド
９６ ピストンハウジング
９８ ピストン復帰バネ
１００ スプリングガイド
１１０ 上部チューブ
１１２ 下部チューブ
１１４ Ｏリング
１２０ バッテリー
１２２ コネクタ
１２４ バッテリーケース
１３０ チップ
１４０ 離脱ノブ
１４２ 固定シリンダ
１４４ ノブシリンダ
１４６ ボディシリンダ
１４８ ロッド
１５０ 離脱スプリング
１５２ 搭載ブレース
１５６ 第１端
１５６ 離脱ブレード
１５８ 第２端
１５８ 離脱ブレード調整ノブ
１６０ 第１端部
１６２ 第２端部
１７０ ディスプレイ
１７２ 容積を選択する
２００ 手動式ピペット
２０２ ボリュームセレクタ
２０４ ボディケース
２０６ ピストン駆動機構
２０８ ピストン組立体
２１０ チップホルダ
２１２ バッテリー
２１４ チップ離脱機構
２１６ ディスプレイ
２１８ 制御電子カード
２２０ ノブ
２２２ 調整ネジ
２２４ ピストンロッド
２２６ 制御ロッド
２２８ 制御ロッドチップ
２３０ 制御ロッド支持部材
２３２ ハウジング
２３４ チップホルダ取り付けノブ
２３６ ピストンヘッド
２４０ ピストンハウジング
２４２ ピストン復帰スプリング
２４４ スプリングガイド
２４６ 第１面
２５６ チップの種類を示すインディケータ
２６０ スケール
２６２ 接続ワイヤ
２６４ 端末
２９４ 応答カーブ
２９６ 測定された応答カーブ
２９８，３００，３０２ 調整誤差
２９５，３０４，３０６ 表
３０８，３１０，３１２ 測定応答カーブ
３４０ 温度センサー
３５０ 大気圧センサー
３５２ 大気温センサー
３５４ 導電ワイヤ
３５６ 内部チューブ
３６０，３７０ 大気温センサー
３７２ 導電ワイヤ
３７４，３７６ 金属製バンド
３７８，３８０ ブレード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピペットの現在の物理的状態に応じて修正することにより、液体を取り扱うピペット内の液体の要求された容積を調整する方法において、
（Ａ） ピペットで、要求された容積を選択するステップであって、前記ピペットは、ピストン駆動機構を有し、前記ピストン駆動機構は、ピストン組立体のピストンロッドをチップホルダ内で移動させるよう、ピストン組立体に接触し、これによりチップホルダ内の液体の量を調整し、前記要求された容積は、調整する溶液の量を表す上記ステップと、
（Ｂ） 容積特性を用いて、修正容積を計算するステップであって、前記容積特性は、チップホルダ内で調整される液体の量を要求された量の関数としての差を特徴付け、前記容積特性は、校正プロセスを用いて決定される上記ステップと、
（Ｃ） ピペットのユーザに修正容積を表示するステップであって、これによりチップホルダ内の液体の要求された容積を調整する上記ステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
更に、（Ｄ） パラメータを決定するステップであって、前記パラメータは、ピペットの現在の物理的状態を表す上記ステップを有し、
前記容積特性は、チップホルダ内の液体の量をパラメータの関数としての差を特徴付けることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記パラメータは、チップの種類であることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記パラメータは、前記ピペットに搭載されたセンサーにより測定されることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記パラメータは、ピペットが置かれた大気温度と、ピペットの部品の温度と、ピペットが置かれた大気圧と、ピペットの空腔内の圧力と、ピペットが置かれた大気湿度と、液体の粘度とからなるグループから選択されることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
更に、（Ｅ） 要求された容積をピペットのユーザに表示するステップを有することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項７】
修正された容積は、実際の容積であり、実際の容積は、要求された容積に基づいて、チップホルダ内で調整された液体の量を表すことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
修正された溶液は、調整エラーであり、
前記調整エラーは、要求された容積と実際の容積との差を表し、
前記実際の容積は、要求された容積に基づいて、チップホルダ内で調整される液体の量を表すことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
更に、（Ｆ） ユーザがピペットで新たな容積を選択するステップであって、前記新たな容積は、調整エラーを含む上記ステップを有することを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
更に、（Ｇ） 高／低インディケータをピペットのユーザに表示するステップであって、前記高／低インディケータは、調整エラーが正であるか負であるかを示すことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記容積特性は、表で表され、前記表は、複数のデータポイントを有し
前記各データポイントは、
（Ｘ）校正容積データポイントであって、前記校正容積データポイントは、調整すべき液体の容積を表し、前記校正容積データポイントは、ピペットの校正プロセスの一部として選択される前記校正容積データポイントと、
（Ｙ）修正容積であって、前記修正容積は、校正容積データポイントにおけるチップホルダ内で調整される液体の量を表す前記修正容積と、を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記容積特性は、表で表され、前記表は、複数のデータポイントを有し
前記各データポイントは、
（Ｘ）校正容積データポイントであって、前記校正容積データポイントは、調整すべき液体の容積を表し、前記校正容積データポイントは、ピペットの校正プロセスの一部として選択される前記校正容積データポイントと、
（Ｙ）修正容積であって、前記修正容積は、校正容積データポイントと実際の容積との間の差を表し、前記実際の容積は、校正容積データポイントにおけるチップホルダ内で調整される液体の量を表す前記修正容積と、を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１３】
容積特性は、数式で表されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
ピペットの現在の物理的状態に応じて修正することにより、液体を取り扱うピペット内の液体の要求された容積を調整する装置において
（Ａ） ボディケースと、
（Ｂ） 前記ボディケースに搭載されたチップホルダと、
（Ｃ） ピストン組立体であって、チップホルダに搭載され、チップホルダ内に適合するピストンロッドを有する上記ピストン組立体
（Ｄ） ピストン駆動機構であって、前記ピストン駆動機構は、ピストン組立体に接触する表面を有するコントロールロッドを有し、前記ピストン駆動機構は、チップホルダ内でピストン組立体のピストンロッドを移動させ、これによりチップホルダ内の液体の調整を行わせる前記ピストン駆動機構と、
（Ｅ） 容積セレクタであって、前記容積セレクタは、ボディケースに搭載され、ユーザが要求された容積を選択できるよう構成され、前記要求された容積は、調整すべき液体の量を表す前記容積セレクタと、
（Ｆ） 前記ボディケースに搭載されたディスプレイと、
（Ｇ） プロセッサであって、前記プロセッサは、ディスプレイと容積セレクタに接続され、容積特性を用いて修正容積を計算し、前記容積特性は、要求された容積の関数として、チップホルダ内の調整された液体の量の差を特徴付け、前記容積特性は、校正プロセスを用いて決定される前記プロセッサと、を有し、
前記ディスプレイは、修正容積をピペットのユーザに示し、これによりチップホルダ内の液体の要求された容積を調整することを特徴とする装置。
【請求項１５】
更に、（Ｈ） 物理的状態インディケータであって、前記物理的状態インディケータは、装置の一部に搭載され、装置の現在の物理的状態を示す前記物理的状態インジケータを有し、
前記プロセッサは、物理的状態インディケータに接続され、前記容積特性は、現在の物理的状態の関数として、チップホルダ内で調整された液体の量の差を特徴付けることを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
更に、（Ｉ） 前記ボディケースに搭載されたチップを有し、
前記物理的状態インディケータは、チップの種類のインディケータであることを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記物理的状態インディケータは、センサーであることを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１８】
前記現在の物理的状態は、ピペットが置かれた大気温度と、ピペットの部品の温度と、ピペットが置かれた大気圧と、ピペットの空腔内の圧力と、ピペットが置かれた大気湿度と、液体の粘度からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
前記ディスプレイは、要求された容積をピペットのユーザに表示するよう構成されることを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項２０】
前記修正容積は、実際の容積であり、前記実際の容積は、要求された容積に基づいて、チップホルダ内で調整される液体の量の表すことを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項２１】
前記修正容積は、調整エラーであり、前記調整エラーは、要求された容積と実際の容積との間の差を表し、前記実際の容積は、要求された容積に基づいて、チップホルダ内で調整される液体の量を表すことを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項２２】
前記容積セレクタは、ユーザがピペットで新たな容積を選択するよう構成され、前記新たな容積は、調整エラーを含むことを特徴とする請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
前記ディスプレイは、高／低インディケータをピペットのユーザに示し、前記高／低インディケータは、調整エラーが正であるか負であるかを示すことを特徴とする請求項２１記載の装置。
【請求項２４】
前記容積特性は、表で表され、前記表は、複数のデータポイントを有し、
前記各データポイントは、
（Ｘ）校正容積データポイントであって、前記校正容積データポイントは、調整すべき液体の容積を表し、前記校正容積データポイントは、ピペットの校正プロセスの一部として選択される前記校正容積データポイントと、
（Ｙ）修正容積であって、前記修正容積は、校正容積データポイントにおけるチップホルダ内で調整される液体の量を表す前記修正容積を、有することを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項２５】
前記容積特性は、表で表され、前記表は、複数のデータポイントを有し、
前記各データポイントは、
（Ｘ）校正容積データポイントであって、前記校正容積データポイントは、調整すべき液体の容積を表し、前記校正容積データポイントは、ピペットの校正プロセスの一部として選択される前記校正容積データポイントと、
（Ｙ）修正容積であって、前記修正容積は、校正容積データポイントと実際の容積との間の差を表し、前記実際の容積は、校正容積データポイントにおけるチップホルダ内で調整される液体の量を表す前記修正容積と、を有することを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項２６】
容積特性は、数式で表されることを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項１】
ピペットの現在の物理的状態に応じて修正することにより、液体を取り扱うピペット内の液体の要求された容積を調整する方法において、
（Ａ） ピペットで、要求された容積を選択するステップであって、前記ピペットは、ピストン駆動機構を有し、前記ピストン駆動機構は、ピストン組立体のピストンロッドをチップホルダ内で移動させるよう、ピストン組立体に接触し、これによりチップホルダ内の液体の量を調整し、前記要求された容積は、調整する溶液の量を表す上記ステップと、
（Ｂ） 容積特性を用いて、修正容積を計算するステップであって、前記容積特性は、チップホルダ内で調整される液体の量を要求された量の関数としての差を特徴付け、前記容積特性は、校正プロセスを用いて決定される上記ステップと、
（Ｃ） ピペットのユーザに修正容積を表示するステップであって、これによりチップホルダ内の液体の要求された容積を調整する上記ステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
更に、（Ｄ） パラメータを決定するステップであって、前記パラメータは、ピペットの現在の物理的状態を表す上記ステップを有し、
前記容積特性は、チップホルダ内の液体の量をパラメータの関数としての差を特徴付けることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記パラメータは、チップの種類であることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記パラメータは、前記ピペットに搭載されたセンサーにより測定されることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記パラメータは、ピペットが置かれた大気温度と、ピペットの部品の温度と、ピペットが置かれた大気圧と、ピペットの空腔内の圧力と、ピペットが置かれた大気湿度と、液体の粘度とからなるグループから選択されることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
更に、（Ｅ） 要求された容積をピペットのユーザに表示するステップを有することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項７】
修正された容積は、実際の容積であり、実際の容積は、要求された容積に基づいて、チップホルダ内で調整された液体の量を表すことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
修正された溶液は、調整エラーであり、
前記調整エラーは、要求された容積と実際の容積との差を表し、
前記実際の容積は、要求された容積に基づいて、チップホルダ内で調整される液体の量を表すことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
更に、（Ｆ） ユーザがピペットで新たな容積を選択するステップであって、前記新たな容積は、調整エラーを含む上記ステップを有することを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
更に、（Ｇ） 高／低インディケータをピペットのユーザに表示するステップであって、前記高／低インディケータは、調整エラーが正であるか負であるかを示すことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記容積特性は、表で表され、前記表は、複数のデータポイントを有し
前記各データポイントは、
（Ｘ）校正容積データポイントであって、前記校正容積データポイントは、調整すべき液体の容積を表し、前記校正容積データポイントは、ピペットの校正プロセスの一部として選択される前記校正容積データポイントと、
（Ｙ）修正容積であって、前記修正容積は、校正容積データポイントにおけるチップホルダ内で調整される液体の量を表す前記修正容積と、を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記容積特性は、表で表され、前記表は、複数のデータポイントを有し
前記各データポイントは、
（Ｘ）校正容積データポイントであって、前記校正容積データポイントは、調整すべき液体の容積を表し、前記校正容積データポイントは、ピペットの校正プロセスの一部として選択される前記校正容積データポイントと、
（Ｙ）修正容積であって、前記修正容積は、校正容積データポイントと実際の容積との間の差を表し、前記実際の容積は、校正容積データポイントにおけるチップホルダ内で調整される液体の量を表す前記修正容積と、を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１３】
容積特性は、数式で表されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
ピペットの現在の物理的状態に応じて修正することにより、液体を取り扱うピペット内の液体の要求された容積を調整する装置において
（Ａ） ボディケースと、
（Ｂ） 前記ボディケースに搭載されたチップホルダと、
（Ｃ） ピストン組立体であって、チップホルダに搭載され、チップホルダ内に適合するピストンロッドを有する上記ピストン組立体
（Ｄ） ピストン駆動機構であって、前記ピストン駆動機構は、ピストン組立体に接触する表面を有するコントロールロッドを有し、前記ピストン駆動機構は、チップホルダ内でピストン組立体のピストンロッドを移動させ、これによりチップホルダ内の液体の調整を行わせる前記ピストン駆動機構と、
（Ｅ） 容積セレクタであって、前記容積セレクタは、ボディケースに搭載され、ユーザが要求された容積を選択できるよう構成され、前記要求された容積は、調整すべき液体の量を表す前記容積セレクタと、
（Ｆ） 前記ボディケースに搭載されたディスプレイと、
（Ｇ） プロセッサであって、前記プロセッサは、ディスプレイと容積セレクタに接続され、容積特性を用いて修正容積を計算し、前記容積特性は、要求された容積の関数として、チップホルダ内の調整された液体の量の差を特徴付け、前記容積特性は、校正プロセスを用いて決定される前記プロセッサと、を有し、
前記ディスプレイは、修正容積をピペットのユーザに示し、これによりチップホルダ内の液体の要求された容積を調整することを特徴とする装置。
【請求項１５】
更に、（Ｈ） 物理的状態インディケータであって、前記物理的状態インディケータは、装置の一部に搭載され、装置の現在の物理的状態を示す前記物理的状態インジケータを有し、
前記プロセッサは、物理的状態インディケータに接続され、前記容積特性は、現在の物理的状態の関数として、チップホルダ内で調整された液体の量の差を特徴付けることを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
更に、（Ｉ） 前記ボディケースに搭載されたチップを有し、
前記物理的状態インディケータは、チップの種類のインディケータであることを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記物理的状態インディケータは、センサーであることを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１８】
前記現在の物理的状態は、ピペットが置かれた大気温度と、ピペットの部品の温度と、ピペットが置かれた大気圧と、ピペットの空腔内の圧力と、ピペットが置かれた大気湿度と、液体の粘度からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
前記ディスプレイは、要求された容積をピペットのユーザに表示するよう構成されることを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項２０】
前記修正容積は、実際の容積であり、前記実際の容積は、要求された容積に基づいて、チップホルダ内で調整される液体の量の表すことを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項２１】
前記修正容積は、調整エラーであり、前記調整エラーは、要求された容積と実際の容積との間の差を表し、前記実際の容積は、要求された容積に基づいて、チップホルダ内で調整される液体の量を表すことを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項２２】
前記容積セレクタは、ユーザがピペットで新たな容積を選択するよう構成され、前記新たな容積は、調整エラーを含むことを特徴とする請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
前記ディスプレイは、高／低インディケータをピペットのユーザに示し、前記高／低インディケータは、調整エラーが正であるか負であるかを示すことを特徴とする請求項２１記載の装置。
【請求項２４】
前記容積特性は、表で表され、前記表は、複数のデータポイントを有し、
前記各データポイントは、
（Ｘ）校正容積データポイントであって、前記校正容積データポイントは、調整すべき液体の容積を表し、前記校正容積データポイントは、ピペットの校正プロセスの一部として選択される前記校正容積データポイントと、
（Ｙ）修正容積であって、前記修正容積は、校正容積データポイントにおけるチップホルダ内で調整される液体の量を表す前記修正容積を、有することを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項２５】
前記容積特性は、表で表され、前記表は、複数のデータポイントを有し、
前記各データポイントは、
（Ｘ）校正容積データポイントであって、前記校正容積データポイントは、調整すべき液体の容積を表し、前記校正容積データポイントは、ピペットの校正プロセスの一部として選択される前記校正容積データポイントと、
（Ｙ）修正容積であって、前記修正容積は、校正容積データポイントと実際の容積との間の差を表し、前記実際の容積は、校正容積データポイントにおけるチップホルダ内で調整される液体の量を表す前記修正容積と、を有することを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項２６】
容積特性は、数式で表されることを特徴とする請求項１４記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公表番号】特表２００７−５１５２６７（Ｐ２００７−５１５２６７Ａ）
【公表日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５４０６６６（Ｐ２００６−５４０６６６）
【出願日】平成１６年１１月２４日（２００４．１１．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００４／００３８７６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５１５４３
【国際公開日】平成１７年６月９日（２００５．６．９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（５０３２８５７６０）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２４日（２００４．１１．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００４／００３８７６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５１５４３
【国際公開日】平成１７年６月９日（２００５．６．９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（５０３２８５７６０）
【Ｆターム（参考）】
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