Hand-held pipette of no temperature drift for the liquid sample collection

本発明は、手持型ピペットに関する。

ＥＰ ０ ８７３ ７３１公報に、２つの温度センサを備えた手持型ピペットが開示されており、２つの温度センサは、液体試料の採取中にピペットの下端部分を流れる空気の温度を測定するものである。 ピストンの移動量を制御する際に、この温度測定値を利用して、空気温度を考慮に入れることができ、それによって、採取体積量の精度を向上させることができる。

しかしながら実際には、体積量の測定精度はなお、不十分であることが判明している。 更に、ピペットの下端部分に２つのセンサを組込むために、ピペットの構造が複雑化しているということがある。

ＥＰ ０ ８７３ ７３１公報

従って本発明の目的は、採取体積量の測定精度を向上させることにあり、また、温度ドリフトを考慮に入れることによって、それを行うことにある。

かかる目的を達成するため、本発明は手持型ピペットを提供するものであり、この手持型ピペットは、
内側部分を有する部品と、
温度センサとを備え、
前記温度センサが前記内側部分の温度を測定するように配設されている、
ことを特徴とする。

この構成によれば、温度センサによって、ピペットの実際の温度を考慮に入れることが可能となっており、ピペットの実際の温度は、例えばユーザが長時間に亘って操作を行うことなどによって上昇する。 この温度データを考慮に入れるには、採取すべき体積量の値をディスプレイに表示するようにしてもよく、或いは、ピストンを制御するようにしてもよく、或いは、その両方を同時に行うようにしてもよい。 例えば調節ネジやボディなどをはじめとする、ピペットの内部の様々な構成部品の温度を認識することによって、例えば部品の膨張によって生じるストロークの変動の影響などを補正することができる。

本発明のピペットは更に、以下の特徴のうちの少なくとも１つを備えたものとすることができる。
前記温度センサが前記内側部分の内壁面に接触していること、
前記部品が非可動部品であること、
前記部品が、目標採取体積量を調節するために位置調節可能とされた部品であること、
前記部品が、前記ピペットの外側を延在している部分を有すること、
前記部品がユーザの手に接触するように構成されていること、
前記部品がハンドルであること、
前記ピペットがモータ駆動式ピペットであること、
前記ピペットがモータ駆動式ピペットではないこと。

本発明は更に、手持型ピペットで採取する試料の目標採取体積量の値をディスプレイに表示する方法を提供するものであり、この方法は、
前記ピペットの部品の内側部分の温度を測定するステップと、
前記測定の測定値を考慮に入れて、目標採取体積量を表す体積値をディスプレイに表示するステップと、
を含むことを特徴とする。

本発明の方法は更に、以下の特徴のうちの少なくとも１つを備えたものとすることができる。
前記測定値と未補正体積値とに基づいて補正体積値を決定すること、
前記補正体積値をディスプレイに表示すること、
前記未補正体積値をディスプレイに表示すること、
前記測定値を考慮に入れるに際して、前記未補正体積値が前記補正体積値より小さいか大きいかを判定し、その状況に応じて、より小さいかより大きいかを表す符号をディスプレイに表示すること、
前記符号を前記補正体積値と共にディスプレイに表示すること。

本発明のその他の特徴及び利点は、図面に示した好適な実施の形態及びその変更例に係る実施の形態についての以下の説明により明らかとなる。 尚、それら実施の形態は具体例を提示したものであって、本発明はそれら実施の形態に限定されるものではない。

以下に図１及び図２を参照しつつ、本発明のピペットの好適な実施の形態について説明する。

このピペットは基本的に、ＷＯ ０１／７６７４７、ＷＯ ０１／７６７４８、ＷＯ ０１／７６７４９、ＷＯ ０１／７６７５０、ＷＯ ０１／７６７５１、ＷＯ ０１／７６７５２、ＷＯ ０１／７６７５３、及び、ＦＲ−Ａ ２ ８０７ ３４４の、各特許公報に記載されているピペットと同種のものである。 それゆえ、本明細書では、本発明に関連しており、しかも、従来文献であるそれら特許公報には記載されていない特徴についてのみ、説明することにする。

全体の概要を述べるならば、ピペット２は、ボディ４、操作ロッド６、操作ロッド６の上端に取付けられた操作ボタン８、調節ネジ１０、情報をまた特に目標採取体積値をディスプレイに表示するための液晶スクリーン１２、ディスプレイ及びピペットを制御するための電子回路１４、それにコーン取外し装置１６を備えており、コーン取外し装置１６はその操作ボタン１８を含んでいる。 コーン取外し装置１６は、取外しが可能なコーン（不図示）を取外すための装置であり、そのコーンは、ピペットの下端部分２０に公知の方法で装着される。 操作ロッド６は、ピストン２１を制御するものであり、それによって、液体試料を吸入してコーン内に採取し、また、コーン内の液体試料を排出することができるようになっている。

ボディ４は、プラスチック材料から成る一体形成品の部品である。 ボディ４は、複数の内側部分２２、２４、及び２６を有すると共に、外側部分２８などの複数の外側部分を有している。 ボディ４は、中空形状の非可動部品であり、ピペット内の多数の部品の位置決めの基準となるものであって、特に、調節ネジ１０などのように、ボディに対する相対位置が調節可能な部品の位置決めの基準となるものである。 調節ネジ１０は、採取すべき体積量である目標採取体積量の値を調節するために位置調節可能とされた部品である。 従って、ピペットの多数の部品が、ボディ４に直接的または間接的に取付けられている。 ボディ４は背後窓３０を備えており、この窓３０を通してディスプレイ１２を視認することができる。 窓３０はガラス３２で覆われており、このガラス３２は、窓３０の領域を超えて上下両方へ延在しており、即ち、上方へも延在しているが、なによりも、下方へ延在することによって、ピペットの背後側を覆ってボディの内側部分２２を閉塞している。 ボディは、ピペットのハンドルを構成しており、従って、ボディは、ピペットの操作中にユーザの手に直接接触する触れるピペットの部品のうちの１つである。

特に、ボディ４の内側部分２２は、内壁面３４を備えており、この内壁面３４は、ピストン２２を作動させるための操作ロッド６がその中を移動可能なチャンバ３６を画成している。 ピペットは、温度プローブ４０を備えている。 この温度プローブ４０は、内側部分２２の内壁面３４に形成された凹部に収容されており、この凹部はチャンバ３６の上端部分に設けられている。 温度プローブ４０は、温度センサを構成するものであり、内側部分２２の温度を測定するように配設されている。 図から明らかなように、温度プローブから成る温度センサ４０は、調節ネジ１０と、操作ロッド６と、電子回路１４とのいずれにも近接した位置に配置されており、電子回路１４は、それ自体が熱を発生するものである。 従って、温度プローブは、最も熱膨張の影響を受け易い部分に近接した位置に装備されており、また、試料採取系を構成している機械部品の温度を検出する機能を果たすものである。 温度センサ４０は、電気配線４２を介して電子回路１４に接続されており、これによって、温度センサ４０が検出した温度の測定値を、電子回路１４が考慮に入れることができるようになっている。 図示例では、温度を考慮に入れるに際しては、図３のフローチャートに従うようにしている。

先ず、最初のステップでは、ユーザが、採取しようとする液体試料の体積量である目標採取体積量を表す値を、公称値即ち未補正値のまま手作業で設定し、この値の設定は、それを行うためにピペットに備えられている制御子を操作することによって行われる。 このステップを表したのが図３のブロック４４である。 こうして設定された値についての情報は、エンコーダ４６により、電子回路１４内のプロセッサが認識可能な形に変換される。 プロセッサは更に、温度センサ４０から、内側部分２２の温度についての情報を受取る。

ここで、ピペットの仕様が、また特に目標採取体積量の公称値の設定に関する仕様が、ピペットの温度が２０°であることを前提として定められているものとする。 プロセッサは、温度センサ４０から供給される温度の測定値に基づいて、公称値に補正を施す必要があるか否かの判定を行う。 例えば、ユーザがピペットを長時間に亘って操作し続けているときなどには、ユーザの手に接触していることによってピペットの温度が上昇するため、ピペットの機構は、その機構を構成している幾つかの部品が熱膨張を生じることにより、設定点が新たな点へ移行する。 この周知のの現象は「ハンドウォーミング」と呼ばれている。

プロセッサは、温度センサから供給される温度の測定値に基づき、また、所定の補正式及び／または補正マトリクス（例えば数表など）を使用して、先ず、体積値に補正を施す必要があるか否かを判定し、それが必要であると判定されたならば、出力すべき、補正を施した体積値である補正体積値を決定する。 従って、この具体例では、プロセッサは、最初に、図３のブロック４８に示したように、ユーザが設定した公称体積値をディスプレイ１２に表示し、次に、図３のブロック５０に示したように、補正方向を示す符号と共に補正体積値をディスプレイ１２に表示する。 補正方向を示す符号は、補正体積値が公称体積値より大きく、従って採取体積量が過小になるおそれがある場合には「−」符号とし、それとは逆に、補正体積値が公称体積値より小さく、従って採取体積量が過大になるおそれがある場合には「＋」符号としている。 従って、合計３項目の情報が、ディスプレイ１２によりユーザに表示される。

ピペットの電子回路が、以上に説明した動作及びディスプレイ表示を、温度によって補正が必要となったときにだけ起動するように、電子回路をプログラムしておくようにしてもよい。 そのためには、補正を必要とする場合と、そうでない場合とを区別するための値を、予め選択して設定しておけばよい。 この動作モードとした場合には、ユーザは、ブロック５０で提供される新たな表示に従ってピペットの調節を行えばよく、それによってピペットの温度を考慮に入れることができる。

図４に示したのは、変更例に係る動作である。 この変更例では、ブロック４４に示したように採取しようとする体積量の値が手作業で設定されて、それがエンコーダ４６によってプロセッサ１４が認識できる形に変換されたならば、続いてプロセッサが、温度センサから供給された温度の測定値を考慮に入れて、図５２に示したように、補正体積値だけをディスプレイに表示する。 この補正体積値は、ユーザが要求した値である公称体積値に応じて、またそれと共に、温度センサから供給された温度の測定値に応じて、プロセッサが決定した値である。 それゆえユーザは、ただ１項目だけの情報を与えられ、その情報は、採取すべき体積量を表す補正された値である。 従って、この動作モードは、ディスプレイの表示を自動的に補正することを特徴とするものであり、この動作モードにおいては、ディスプレイに表示されるピペットで採取すべき体積量を表す値に、自動的に補正が組込まれる。 ディスプレイには温度に応じて異なった値が表示されるが、ユーザの側ではそれに対して何ら手を加える必要はない。 従って、この補正方法は、ユーザにとってトランスペアレントなプロセスであり、ユーザには、何も行われていないように見える。 ユーザは、ピペットを調節して、ディスプレイにみずからが望む体積値が表示されるようにすればよい。

従って、本発明のピペットは、ユーザが操作を続けている間に発生する可能性のある温度上昇をはじめとして、様々な原因で発生する温度上昇の影響を、全て免れ得るものとなっている。 また、本発明のピペットは、機構系に発生する様々な膨張の影響を緩和するものであって、機構系に発生する様々な膨張は、試料採取時のストロークに変動即ちドリフトを引き起こすため、採取される体積量に対して直接的な影響を及ぼすものである。

本発明によれば、より広いピペットの動作温度範囲に亘って、例えば１０℃〜３０℃の温度範囲に亘って、体積量の精度を一定に維持することが可能である。

当然のことながら、本発明に対しては、その範囲から逸脱することなく、数多くの変更を加えることが可能である。

以上の説明では、プロセッサ１４が、温度情報を考慮に入れて、ディスプレイに表示する数値に補正を施す場合に、それをどのように行っているかを示した。 プロセッサが、温度以外のパラメータを考慮に入れるようにすることも可能であり、例えば、大気圧を考慮に入れるようにすることもでき、更にはコーンの種類を考慮に入れることも可能であり、より詳しくは、ピペットの下端部分に取付けるコーンの容積を考慮に入れることが可能である。 いずれの場合にも、ピペットは、ディスプレイに表示する体積量の値に対して連続的に補正を施すようにすることができ、それによって、最終的な値がディスプレイに表示されるようにすることができる。 また、以上の説明をより一般化して述べるならば、採取すべき体積量の値をディスプレイに表示するに際して、温度の測定値を未補正体積値との両方に基づいて補正体積値を決定してディスプレイに表示するということもでき、或いはまた、温度の測定値に基づいてディスプレイに表示する体積値を決定するということもできる。

図示例のピペットは、モータ駆動式ではない手持型ピペットであったが、本発明はモータ駆動式の手持型ピペットにも適用可能である。

温度センサを装備する位置は、温度センサがその温度を測定する部品が、ピペット内部の可動部品であって、例えば液体試料の目標採取体積量を調節するために位置調節可能とされた部品であるような装備位置としてもよい。 従って、温度センサがその温度を測定する部品は、調節ネジとしてもよい。

本発明の好適な実施の形態に係るピペットの、長手方向軸線に沿った断面図である。

図１のピペットの中央部を示した拡大図である。

ピペットの動作中にいかにして温度が考慮に入れられるかを示したフローチャートである。

図３に示した動作の変更例に係る動作を示したフローチャートである。