WO2008062869A1

WO2008062869A1 - Élément de noyau de pipette, pipette et dispositif de pipette

Info

Publication number: WO2008062869A1
Application number: PCT/JP2007/072663
Authority: WO
Inventors: Mamoru Hirafuji; Ichiro Tominaga; Shigeto Eda; Ichiro Yanagisawa; Osamu Ohara
Original assignee: Altair Corporation; Nano Fusion Technologies, Inc.; Kazusa Dna Research Institute
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2008-05-29
Also published as: US8268261B2; JP4332575B2; US20090317304A1; EP2098588A1; EP2098588B1; JP2008151777A; EP2098588A4

Description

明細書

ピペット芯材、ピペット、ピペット装置

技術分野

[0001] 本発明は、 1個の細胞や、 1匹のバクテリア、微粒子その他の試料を採取するピぺットのピペット芯材、このピペット芯材を備えたピペット、および、このピペットを備えるピペット装置に関する。

背景技術

[0002] 卵細胞や、卵細胞に含まれる核などを採取するピペットがある。このピペット 100は、一般に、図 10に示すような、マニピュレータ 130を用いて操作される。

[0003] このピペット 100は、マニピュレータ 130の微動部 131 (電磁方式によりピペットを取り付ける取付部を水平垂直に 1 μ m単位の動きを行いえる装置)から延設された取付部 132に固定されている。このピペット 100は、マニピュレータ 130からの指示により、微動部 131が移動して、 XYZの!/、ずれの方向にも移動する。

[0004] また、ピペット 100には、ポンプ 120が備えられ、このポンプ 120及びピペット 100がチューブ 101で接続されている。

[0005] このうちポンプ 120は、図 11に示すように、シリンダ 121とピストン 122を備えるポンプ 120と、ポンプ 120のピストン 122を移動させるステッピングモータ 123とを備えている。そしてこのポンプ 120のシリンダ 121からは、駆動液を送るチューブ 101が延設され、このチューブ 101の先端はピペット 100の長手方向の後端に接続されている。

[0006] マニピュレータ 130からの指示によりステッピングモータ 123が回転すると、ステツピングモータ 123の駆動軸 124に接続された移動部 125が移動し、この移動によってピストン 122がシリンダ 121内を移動する。そして、このピストン 122の移動によってシリンダ 121内の駆動液は、シリンダ 121からチューブ 101を介してピペット 100に排出され、あるいはピペット 100からチューブ 101を介してシリンダ 121内に吸い込まれる

[0007] 上述したピペット 100を用い、マニピュレータ 130からの指示によりポンプ 120を駆動して、駆動液を吸い込むと、ピペット 100の先端に細胞を吸引したり、ピペット 100 内に試薬を吸入することができる。また逆に、駆動液を排出すると、ピペット 100内の試料を排出したり、ピペット 100の先端に吸引した細胞を、ピペット 100先端から排出すること力 Sでさる。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力、し、マニピュレータ 130で行う作業の一部に不便なものがある。

[0009] その作業の一つに、あるシャーレの複数の細胞を他のシャーレに移し変える作業がある。

[0010] この作業を上述したマニピュレータ 130で行う場合、まず、移し変える細胞が入ったシャーレ 140をテーブル 133に載せて、ピペット 100で細胞を极うことができる位置までテーブル 133を上方向に動かす必要があった。そして、そのシャーレ 140からピぺット 100の先端に細胞を吸引させ、テーブル 133を下ろす。その後、新しいシャーレ 1 40をテーブル 133に載せて、ピペット 100で細胞を极うことができる位置まで再びテ一ブル 133を上方向に動かし、そして、そのシャーレ 140内でピペット 100の先端から細胞を排出する必要があった。

[0011] そのため、研究者等からは、マニピュレータ 130から取り外したピペット 100を手で操作することができれば、顕微鏡を併用することで、試料を採取する作業を手作業で行うことができるので、そのような作業ができないかと、要望されていた。

[0012] し力、し、上述したピペット 100の場合、ピペット 100を動かすたびにチューブ 101が大きく曲げられ、チューブ 101内の空間の容積が変化してしまうので、ピペット 100の吸引力が変化してしまう。このように吸引力が変化すると、ピペット 100の先端から細胞を排出してしまったり、吸い込みすぎて細胞を傷つけてしまうので、実質的にシャーレ間で細胞を移し変える作業を手作業で行うことができな力、つた。

[0013] また、上述したピペットを用いて、手作業で細胞等試料を採取する場合、微妙な操作と流速が求められる。しかし、上述したピペット 100では、ポンプ 120としてステツピングモータ 123を用いているため、試料の吸引が一定量ずつ段階的に行われ、いわゆる脈流が生じてしまうという問題と流速が速いという問題があった。このうち脈流が発生すると、試料の吸引の際に、試料の吸い込みすぎや吸い込み不足が発生したり、逆に試料の吐き出しすぎや試料の吐き出し不足が発生する。また、流速が速いと、目的の細胞が小さい場合（10 m)先端部に保持するのは不可能であった。そのため、このピペット 100を用いた手作業での細胞等の試料の採取は不可能であった。

[0014] そこで本発明では、シャーレ間で細胞を移し変えるなど、試料を採取する作業を手作業で行うことができるピペットに用いられるピペット芯材と、このピペット芯材を用いたピペット、そして、このピペットを備えたピペット装置を提供することを目的とする。課題を解決するための手段

[0015] 上記目的を達成する本願の第 1局面の発明は、試料を採取するピペットで用いられるピペット芯材であって、駆動液を貯留するリザーバが電気浸透流ポンプの一方の吸排口と連通し、前記電気浸透流ポンプ及び前記リザーバが一体に形成されたボンプ体と、前記電気浸透流ポンプに連結されるとともに、前記電気浸透流ポンプの他方の吸排口と連通するキヤピラリーとを備え、前記キヤビラリ一が前記ポンプ体に対し固定されてレ、ることを特徴とする。

[0016] 本発明のピペット芯材は、キヤビラリ一が電気浸透流ポンプに対して固定されているため、電気浸透流ポンプのキヤピラリー側の流路の容積が変化しない。そのため、吸引力が変化しないので、このピペット芯材を備えたピペットは、芯材の先端に細胞を吸引させて移動しても、細胞が排出されたり、吸い込みすぎによって細胞を傷つけたりすることがない。

[0017] また、このピペット芯材は、電気浸透流ポンプを用いて!/、る。この電気浸透流ポンプは、電圧が印加された時間に比例した量の駆動液をキヤビラリ一方向にあるいは逆方向に送ることができる。すなわち、ステッピングモータとポンプを用いたピペットのように、脈流が発生しない。また、微量な流速（1 1/min以下）でコントロールできる。そのため、このピペット芯材を備えるピペットを用いると、試料の吸引の際に、試料の吸い込みすぎや、吸い込み不足が発生したり、逆に試料の吐き出しすぎや、試料の吐き出し不足が発生することがない。

[0018] 従って、本発明のピペット芯材を組み込んだピペットを用いると、シャーレ間で細胞を移し変えるなどの試料を採取する作業を手作業で行うことができる。

[0019] また、このピペット芯材を用いると、従来の技術の欄で説明したマニピュレータが不要なので、試料を採取する作業を、安価な設備で行うことができる（コスト的には 1/5 〜； 1/10)。

[0020] 尚、キヤビラリ一の電気浸透流ポンプへの固定は、電気浸透流ポンプのキヤビラリ一側の流路の容積が変化しないように構成する限り、どのような方法で行ってもよい。例えば、第 2局面の発明のように、キヤビラリ一は、電気浸透流ポンプとキヤビラリ一とを連結するチューブを介して電気浸透流ポンプに対し固定されてレ、てもよ!/、し、キヤピラリーを電気浸透流ポンプに直付したり、一体に形成してもよい。

[0021] ところで、電気浸透流ポンプの他方の吸排ロカキヤビラリ一の先端までの流路の容積や長さが大きすぎたり長すぎたりすると、電気浸透流ポンプの吸引力が、駆動液等を介してキヤビラリ一の先端まで十分に伝わらなくなる恐れがある。

[0022] そこで、第 3局面の発明のように、電気浸透流ポンプの他方の吸排口から、キヤビラリーの長手方向の端部のうち電気浸透流ポンプと連結する後端とは反対側のキヤピラリーの先端までの流路の容積が、 50マイクロリットル以下となるように形成されていることが好ましい。

[0023] また、第 4局面の発明のように、電気浸透流ポンプの他方の吸排口から、キヤビラリ一の長手方向の端部のうち電気浸透流ポンプと連結する後端とは反対側のキヤビラリーの先端までの長さが、 18cm以下となるように形成されていることが好ましい。

[0024] このように形成すると、電気浸透流ポンプの吸引力を、キヤビラリ一の先端まで十分に伝えることができる。

[0025] ところで、本発明のピペット芯材は手で持って操作するピペットに用いられるものであるので、ポンプ体は小型軽量であることが好まし!/、。

[0026] そこで、第 5局面の発明のように、ポンプ体は、電気浸透流ポンプ及びリザーバの並び方向の大きさが 20mm以下、この並び方向に沿った中心軸を中心とする径が 8 mm以下の大きさに形成されて!/、ることが好まし!/、。

[0027] また、第 6局面の発明のように、ポンプ体は、重量が lg以下に形成されていることが好ましい。

[0028] 次に、上述したピペット芯材を用いたピペットとしては、第 7局面の発明のように、上述のピペット芯材と、ピペット芯材を内部に収納するピペット本体とを備え、ピペット本体は、キヤビラリ一の先端を外部に突出させた状態でピペット芯材を内部で保持するものであることが好ましい。

[0029] このように構成されたピペットを用いれば、細胞を移し変えるなどの試料を採取する作業を手作業で行うことができる。

[0030] また、このピペットは、第 8局面の発明のように、ピペット本体力 S、ペンの筐体形状に形成され、キヤビラリ一の先端をピペット本体の軸方向の一端側から外部に突出させた状態で、ピペット芯材を内部で保持して!/、ることが好まし!/、。

[0031] これによれば、ペンを扱う感覚でピペットを操作することができる。

[0032] 次に、第 9局面の発明のように、上述のピペットを備えるピペット装置は、電気浸透流ポンプを制御するコントローラと、電気浸透流ポンプとコントローラとを電気的に接続し、コントローラから出力された制御信号を電気浸透流ポンプに送信する制御信号線とを備えることが好ましい。

図面の簡単な説明

[0033] [図 1]本実施形態のピペット装置 1の全体構成を示す模式図である。

[図 2]ピペット芯材の説明図で、図 2 (a)はピペット芯材の平面図、図 2 (b)はピペット芯材のキヤビラリ一部分について図 2 (a)の基準軸 αを通る 2B— 2B断面で示した一部断面平面図である。

[図 3]ポンプ体の説明図で、図 3 (a)はポンプ体の平面図で、図 3 (b)は図 3 (a)の基準軸 αを通る 3Β— 3Β断面で示したポンプ体の拡大断面図である。

[図 4]ピペットの説明図であり、図 4 (a)はピペットの平面図、図 4 (b)はピペットの第 2 本体部について断面で示したもので、図 4 (a)の 4B— 4B断面の断面図である。

[図 5]ピペットの第 1本体部の説明図であり、図 5 (a)は第 1本体部の平面図、図 5 (b) は第 1本体部について断面で示したもので、図 5 (a)の 5B— 5B断面の断面図である

[図 6]ピペットの説明図であり、図 6 (a)はピペットの平面図、図 6 (b)はピペットの第 2 本体部について断面で示したもので、図 6 (a)の 6B— 6B断面の断面図である。

[図 7]本発明の別の実施例のピペット装置のコンソールの外観を示す斜視図である。

[図 8]図 7に示すピペット装置の電気的構成を示すブロック図である。 [図 9]図 8に示すコントローラにおいて行われる倍率設定動作及び留置電圧設定動作を説明するためのフロー図である。

[図 10]従来のピペットの説明図で、マニピュレータとピペットの模式図である。

[図 11]従来のピペットの説明図で、ピペットとポンプの模式図である。

符号の説明

[0034] 1···ピペット装置、 2···ピペット、 3···ピペット本体、 7···ピペット芯材、 9· コントローラ、 30···第 1本体部、 31···胴体部、 32···固定部、 33···ポンプ収納部、 33a…周囲側面、 34···コネクタホノレダ、 40—第2本体咅^ 41…月同体咅 ^ 42—固定咅^ 70···ポンプ体、 73···電気浸透流ポンプ、 80···キヤビラリ一、 81···大径細管、 82···小径細管、 83 …第チューブ、 84…接続チューブ、 90…コントローラ本体、 91…切替スィッチ、 92 …調整ダイヤノレ、 93···コネクタホノレダ、 98···電原供給部、 99···制卸信号泉、 200··· コントローラ、 210…操作部 210、 212…セットアップボタン、 214…電圧設定切換ボタン、 216…マックスボタン、 218…電圧粗調整ダイヤル、 220…電圧微調整ダイヤノレ 220、 230···ί夜晶表示部、 240…ポンプ制卸回路、 252---CPU, 254---ROM, 2 56---RAM, 260…ノス、 270…入出力回路、 310…ネジ山、 410…ネジ溝、 700··· ポンプ本体部、 701…管部、 701a…他方の吸排口、 710…ポンプ部、 711…ポンプ ϋ又糸内空曰 1、 720···リザーノ ^、 721···リザーノ空曰 1、 730--- W 732···^1 電極、 732a…メッシュ電極き ^ 732b…端子棒電極き ^ 734···第 2電極、 734a…メッシュ部、 734b…電極端子棒、 820…スリーブ

発明を実施するための最良の形態

[0035] 次に、本発明が適用された実施形態であるピペット装置について説明する。

1.ピペット装置の全体説明

ここで、図 1は、本実施形態のピペット装置 1の全体構成を示す模式図である。

[0036] 本実施形態のピペット装置 1は、図 1に示すように、ピペット 2とコントローラ 9とを備えている。

[0037] ピペット 2は、ペンの筐体のように略円筒形状に形成されたピペット本体 3と、ピぺット芯材 7とを備えている。このうちピペット芯材 7は、その先端が、ピペット本体 3の軸方向の一端の軸中心からピペット本体 3の軸に沿ってピペット芯材の外側に向かって突設されるように、ピペット本体 3内に収納されている。また、ピペット本体 3の軸方向の他端側の外周面上には、軸方向に垂直に立設されたコネクタホルダ 34が備えられている。

[0038] コントローラ 9は、コントローラ本体 90と、ピペット 2に対し試料の吸引'排出を切り替えて指示するための切替スィッチ 91と、ピペット 2に対し試料の吸引流量、排出流量を指示する流量の調整ダイヤル 92とを備えている。そして、このコントローラ本体 90 の周囲側面には、コネクタホルダ 93が設けられている。このコントローラ 9は、切替スイッチ 91を切り替え、調整ダイヤル 92を回転操作すると、電源供給部 98から供給された電力によって、切替スィッチ 91及び調整ダイヤル 92に応じた指示を示す制御信号がコネクタホルダ 93を介して外部に出力されるよう構成されている。

[0039] このように構成されたピペット 2とコントローラ 9とは、それぞれのコネクタホルダ 34, 9 3に制御信号線 99の各端部に設けられた図示しないコネクタを揷入することで、通信可能に接続される。

[0040] このように接続したピペット装置 1のコントローラ 9の各ボタン 91 , 92を操作すると、各ボタン 91 , 92に割り当てられた指示に応じた操作をピペット 2に対して行うことができる。

[0041] 尚、以下の説明で、ピペット 2の形状を定める基準となる軸を、基準軸 αと呼ぶ。上述したピペット本体 3も、この基準軸 αを軸として略円筒形状に形成されている。

2. ピペット芯材 7

次に、ピペット芯材 7について説明する。

[0042] ここで、図 2 (a) (b)は、ピペット芯材の説明図で、図 2 (a)はピペット芯材の平面図、図 2 (b)はピペット芯材のキヤビラリ一部分につ!/、て図 2 (a)の基準軸 αを通る 2Β— 2

Β断面で示した一部断面平面図である。

[0043] ピペット芯材 7は、図 2 (a)に示すように、ポンプ体 70と、キヤピラリー 80とを備えている。

[0044] ポンプ体 70は、電気浸透流ポンプを備えるものであり、キヤピラリー 80は、細胞を扱うことができる細さの細管である。

[0045] 以下、ポンプ体 70及びキヤピラリー 80について、それぞれ詳細に説明する。 2. 1.ポンプ体 70

まず、ポンプ体 70について説明する。

[0046] ここで、図 3 (a) (b)は、ポンプ体の説明図で、図 3 (a)はポンプ体の平面図で、図 3 ( b)は図 3 (a)の基準軸 αを通る 3Β— 3Β断面で示したポンプ体の拡大断面図である

[0047] このポンプ体 70は、図 3 (a)に示すように、略円筒状に形成されている。

[0048] またこのポンプ体 70は、後述する電気浸透流ポンプ 73を内部に備えるポンプ本体 700と、このポンプ本体 700から突設された管部 701とを備えている。これらポンプ本体 700、及び、管部 701は、基準軸 αを軸として、それぞれ略円筒状に形成されている。

[0049] ポンプ本体 700の内部には、管部 701が備えられた側に、ポンプ収納空間 711が形成され、管部 701が備えられた側とは反対側に、ポンプ収納空間 711に比べ大きな径のリザーバ空間 721が形成されている。以下、このポンプ収納空間 711が設けられた部分のポンプ本体 700をポンプ部 710と呼び、リザーバ空間 721が形成された部分をリザーバ部 720と呼ぶ。

[0050] 管部 701は、ポンプ本体 700よりも小径状に形成され、ポンプ収納空間 711と連通している。この管部 701の内径は、キヤピラリー 80の後述する大径細管 81の外径と略同じ径で形成されている。

[0051] リザーバ部 720のポンプ部 710とは反対側部分は開口 722しており、この開口 722 を介してリザーバ空間 721内に、駆動液である純水が注入される。

[0052] 以上のように構成されたポンプ体 70は、ポンプ収納空間 711及びリザーバ空間 72 1の並び方向の大きさが 18mm、この並び方向に沿った中心軸を中心とする径が 8m mの大きさに形成されている。また、ポンプ体 70は、重量が 0. 34gで形成されている

2. 1. 1.電気浸透流ポンプ 73

電気浸透流ポンプ 73は、図 3 (b)に示すように、電気浸透材 730と、一対の電極 73 2 734と力、らなる。

[0053] 電気浸透材 730は、シリカを材料として形成されたセラミック焼結体からなる多孔質形状に形成されており、その孔径は、数十 (nm)〜数 m)である。またこの電気浸透材 730は、ポンプ収納空間 71に嵌合可能な大きさに形成されている。

[0054] 第 1電極 732は、電気浸透材 730のリザーバ空間 721側に配置され、第 2電極 734 は、管部 701側に配置されている。

[0055] 各第 1電極 732及び第 2電極 734は、メッシュ電極部 732a, 734aと、各メッシュ部 7

32a, 734a力、ら延設された端子棒電極き 732b, 734bと力、らなる。

[0056] メッシュ電極部 732a, 734aは、電気浸透材 730のリザーバ空間 721側及び管部 7

01側の側面全体を覆って!/、る。

[0057] また、端子棒電極部 732b, 734bは、メッシュ電極部 732a, 734aからポンプ本体 7

00を貫通して、ポンプ本体 700の外周側面から基準軸 αに対して略垂直に並行に突設されている。

[0058] このように形成された電気浸透流ポンプ 73では、リザーバ部 720に貯留された駆動液が電気浸透材 730に対し毛細管現象により供給される。

[0059] そして、この電気浸透流ポンプ 73では、コントローラ 9の切替ボタン 91を排出側に倒し、調整ダイヤル 92を回すと、第 1電極 732がプラス、第 2電極 734がマイナスに帯電され、その供給された駆動液が管部 701側に排出される。

[0060] 一方、この電気浸透流ポンプ 73では、コントローラ 9の切替ボタン 91を供給側に倒し、調整ダイヤル 92を回すと、第 1電極 732がマイナス、第 2電極 734がプラスに帯電され、管部 701側から駆動液を電気浸透材 730に吸い込む。

[0061] このように電気浸透流ポンプ 73で駆動液を給排することで、キヤピラリー 80の先端力も液体の試料を給排したり、キヤピラリー 80の先端に細胞等の試料を内部に吸引し、あるいはその吸着した試料をキヤピラリー 80の内部から外部に排出することができる。

[0062] 尚、以下の説明では、必要に応じ、電気浸透流ポンプ 73のメッシュ電極部 732a側を一方の吸排口、管部 701の突端の開口 701aを他方の吸排口 701aとよぶ。

[0063] また、電気浸透流ポンプ 73としては、 3V以下の電圧を各第 1電極 732及び第 2電極 734に印加することで、駆動液の吸排を行うことができる使用のものが用いられ、その倉力は数十 pl/min〜数百 ml/minである。 2. 2.キヤビラ!;一 80

次にキヤピラリー 80について説明する。

[0064] キヤピラリー 80は、図 2 (a)に示すように、大径細管 81と、小径細管 82と、第 1チューブ 83と、接続チューブ 84とを備えている。

[0065] 大径細管 81は、直径 1100 inのガラス製の細管で、図 2 (b)に示すように、ポンプ体 70の管部 701と同じ径で構成されている。

[0066] 第 1チューブ 83は、シリコンチューブで形成され、大径細管 81及び管部 701を差し込み可能な径で内部空間が形成されてレ、る。

[0067] この第 1チューブ 83の両側からポンプ体 70の管部 701及び大径細管 81を差し込むと、キヤピラリー 80がポンプ体 70に固定されるとともに、管部 701がキヤピラリー 80 と連通する。

[0068] 小径細管 82は、直径 360 μ mのポリイミドコーティングのガラス製の細管である。この小径細管 82は、図 2 (b)に示すように、大径細管 81に取り付けられる側の端部に、外周面までの径を大径細管 81の径と等しくなるように補正するスリーブ 820が取り付けられている。

[0069] 接続チューブ 84は、シリコンチューブで形成され、大径細管 81及びスリーブ 820が設けられた側の小径細管 82を差し込み可能な径で内部空間が形成されている。

[0070] この接続チューブ 84の両側から大径細管 81及び小径細管 82を差し込むと、小径細管 82が大径細管 81に固定されるとともに、大径細管 81及び小径細管 82と連通す

[0071] このキヤピラリー 80は、大径細管 81及び小径細管 82を第 2チューブ 84で接続し、第 1チューブ 83で大径細管 81と管部 701とを接続することにより、メッシュ電極部 73 4aから、小径細管 82の先端 (スリーブ 820が付けられて!/、な!/、側の端部）まで流路が形成される。

[0072] 本実施形態のキヤピラリー 80としては、他方の吸排ロ 701aから小径細管 82の先端までの流路の容積が 7 a 1となるものが用いられて!/、る。

[0073] また、このキヤピラリー 80としては、電気浸透流ポンプ 73の他方の吸排口 701aから

、小径細管 82の先端 (スリーブ 820が付けられていない側の端部）までの長さ力 18 cmとなるものが用いられて!/、る。

3. ピペット本体 3

次に、ピペット本体 3について説明する。

[0074] ここで、図 4 (a) (b)は本実施形態のピペットの説明図であり、図 4 (a)はピペットの平面図、図 4 (b)はピペットの第 2本体部について断面で示したもので、図 4 (a)の 4B— 4B断面の断面図である。図 5 (a) (b)は、ピペットの第 1本体部の説明図であり、図 5 ( a)は第 1本体部の平面図、図 5 (b)は第 1本体部について断面で示したもので、図 5 ( a)の 5B— 5B断面の断面図である。図 6 (a) (b)は、本実施形態のピペットの説明図であり、図 6 (a)はピペットの平面図、図 6 (b)はピペットの第 2本体部について断面で示したもので、図 6 (a)の 6B— 6B断面の断面図である。

[0075] ピペット本体 3は、図 4 (a)に示すように、ペンの筐体のように略円筒形状に形成されている。

[0076] このピペット本体 3は、図 4 (b)に示すように、基準軸 αに対し同軸状に形成された第 1本体部 30と第 2本体部 40とを備えている。そして、このうち第 2本体部 40は、その内部を第 1本体部 30が移動可能な大きさに形成されている。

3. 1.第 1本体部 30

第 1本体部 30は、図 5 (a)に示すように、基準軸 αを軸として略円筒状に形成されている。具体的には、この第 1本体部 30は、円筒形状に形成された軸方向に長尺な胴体部 31と、この胴体部 31の軸方向の一端側に形成された略円錐形状の固定部 3 2と、胴体部 31の軸方向の他端側に形成された、胴体部 31より径の大きいポンプ収納部 33を有する。

[0077] このうち第 1本体部 30のうち胴体部 31の内部空間は、図 5 (b)に示すように、キヤピラリー 80の第 1チューブ 83及び第 2チューブ 84が嵌揷されるように、その外径と略同じ内径で形成されている。そのためこの第 1本体部 30にキヤピラリー 80を揷入すると、キヤピラリー 80の第 1チューブ 83及び第 2チューブ 84が第 1本体部 30に嵌揷されるので、キヤピラリー 80は、第 1本体部 30の内部で安定的に保持される。

[0078] また固定部 32は、胴体部 31側を底部とする円錐形状に形成されており、その内部には、底部側から先端側に向かって細くなる、胴体部 31の内部空間と連通する内部空間が形成されている。そして固定部 32の先端には、キヤピラリー 80の小径細管 82 を嵌揷可能な嵌揷孔を有する嵌揷部 320が設けられている。キヤピラリー 80の小径細管 82を嵌揷部 320に通すと、小径細管 82が第 1本体部 30に対して安定的に保持される。

[0079] また胴体部 31は、軸周りの外周面上に、螺旋状のネジ山 310が形成されている。

[0080] ポンプ収納部 33は、その内部空間がポンプ体 70を収納するべくその外径と略同じ内径で形成され、胴体部 31の内部空間と連通している。またこのポンプ収納部 33の軸周りの周囲側面 33aには、このポンプ収納部 33の内部空間と連通する差込孔 32b が形成されている。この差込孔 32bには、コネクタホルダ 34が差し込まれる。このコネクタホルダ 34は、この差込孔 32bに差し込まれると、ポンプ収納部 33に対して固定される。そして、このコネクタホルダ 34が差込孔 32bに揷入されると、ポンプ収納部 33 ίこ収糸内されたポンプ体 70の端子棒電極 732b、 734b iこ、コネクタホノレダ 34の端子が接続される。そのためこのコネクタホルダ 34に、コントローラ 9から延設された制御信号線 99の端部に取り付けられた図示しないホルダを差し込むと、コントローラ 9でポンプ体 70を制御可能となる。

[0081] また、ポンプ収納部 33は、ポンプ体 70を収納可能な大きさに形成されている。そしてこのポンプ収納部 33は、第 1本体部 30の軸方向の他端側の端面のうち、ポンプ体 70を収納したとき、ポンプ体 70の開口と対向する部分に、開口 33bが設けられて!/、る。ポンプ体 30への駆動液の注入は、この開口 33bを介して行う。

[0082] 以上説明したように第 1本体部 30内にピペット芯材 7を収納すると、ピペット芯材 7 は、キヤピラリー 80の先端（小径細管 82のスリーブ 820が設けられて!/、な!/、側）を外部に突出させた状態で、第 1本体部 30の内部で保持される。

3. 2.第 2本体部 40

次に、第 2本体部 40について説明する。

[0083] この第 2本体部 40は、図 4 (b)に示すように、基準軸 αを軸として略円筒状に形成されている。具体的には、この第 2本体部 40は、円筒形状に形成された軸方向に長尺な胴体部 41と、この胴体部 31の軸方向の一端に形成された略円錐形状の固定部 4 2とを有する。 [0084] この第 2本体部 40のうち胴体部 41の内部空間は、図 4 (b)に示すように、第 1本体部 30の胴体部 31が嵌揷されるように、その外径と略同じ内径で形成されている。そのためこの第 2本体部 40に第 1本体部 30を揷入すると、第 1本体部 30の胴体部 31 が第 2本体部 40の内部に嵌揷されるので、第 1本体部 30は、第 2本体部 40の内部で安定的に保持される。

[0085] また固定部 42は、胴体部 41側を底部とする円錐形状に形成されており、その内部には、底部側から先端側に向かって細くなる、胴体部 41の内部空間と連通する内部空間が形成されている。そして固定部 42の先端には、第 1本体部 30の円錐状に形成された固定部 32の先端を嵌揷可能な嵌揷孔 42aが設けられている。第 1本体部 3 0の固定部 32を、この嵌揷孔 42aに通すと、第 1本体部 30の固定部 32は固定され、胴体部 41と連携して、第 2本体部 40に対し第 1本体部 30を安定的に保持する。

[0086] また胴体部 41は、内周面上に、ネジ山 310と螺合する螺旋状のネジ溝 410が形成されている。このネジ山 310の高さとネジ溝 410の深さは、略同じに形成されている。

[0087] このネジ溝 410は、図 6に示すように、ネジ山 310をかみ合わせながら、第 1本体部 30を第 2本体部 40に揷入したとき、第 1本体部 30から突出しているキヤピラリー 80の先端が第 2本体部 40内に収納される位置から、第 1本体部 30の固定部 32が第 2本体部 40の固定部 42に固定されてキヤピラリー 80の先端が外部に出る位置まで、第 1 本体部 30を移動可能な長さ分だけ形成されている。

[0088] このように構成された第 2本体部 40に対し、ネジ溝 410にネジ山 310を螺合させて第 1本体部 30を揷入し、第 1本体部 30の固定部 32を、第 2本体部 40の嵌揷孔 42a に通して固定すると、第 1本体部 30が第 2本体部 40に対し確実に固定される。

[0089] また、第 1本体部 30を一方方向の軸周りに回すと、第 2本体部 40内を第 1本体部 3 0が回転しながら移動して、キヤピラリー 80が第 2本体部 40内に収納され、他方方向に回すと、キヤピラリー 80が第 2本体部 40の外部に出される。

[0090] さらに、ネジ山 310の高さとネジ溝 410の深さは、略同じに形成されているので、ネジ山 310をネジ溝 410に合わせて第 1本体部 30を第 2本体部 40に揷入すると、外力を加えない限り、第 1本体部 30を揷入した位置で第 2本体部 40に保持される。

4.本実施形態のピペット装置の特徴的な効果本実施形態のピペット装置 1のピペット 2で用いられているピペット芯材 7は、キヤピラリー 80が電気浸透流ポンプ 73に対して固定されているため、電気浸透流ポンプ 7 3のキヤピラリー 80側の流路の容積が変化しない。そのため、吸引力が変化しないので、このピペット芯材 7を備えたピペット 2は、ピペット芯材 7の先端に細胞を吸引させて移動しても、細胞が排出されたり、吸い込みすぎによって細胞を傷つけたりすることがない。

[0091] また、このピペット芯材 7は、電気浸透流ポンプ 73を用いている。この電気浸透流ポンプ 73は、電圧が印加された時間に比例した量の駆動液をキヤピラリー 80方向にあるいは逆方向に送ることができる。すなわち、ステッピングモータとポンプを用いたピペットのように、手作業にとって支障となる脈流が発生しない。また、微量な流速（lml /min以下）でコントロールできる。そのため、このピペット芯材 7を備えるピペット 2を用いると、試料の吸引の際に、試料の吸い込みすぎや、吸い込み不足が発生したり、逆に試料の吐き出しすぎや、試料の吐き出し不足が発生することがない。

[0092] 従って、本実施形態のピペット芯材 7を組み込んだピペット 2を用いると、シャーレ間で細胞を移し変えるなどの試料を採取する作業を手作業で行うことができる。

[0093] また、このピペット芯材 7を用いると、従来の技術の欄で説明したマニピュレータが不要なので、試料を採取する作業を、安価な設備で行うことができる。

[0094] 次に、本実施形態のピペット 2で用いられるキヤピラリー 80は、他方の吸排ロ 701a 力も小径細管 82の先端 (スリーブ 820が付けられて!/、な!/、側の端部）までの流路の容積が、 7〃1となるように形成されている。また、管部 701の開口 701a部分から、小径細管 82の先端（スリーブ 820が付けられて!/、な!/、側の端部）までの長さが、 18cm となるように形成されている。そのため、電気浸透流ポンプ 73の吸引力を、駆動液等を介してキヤピラリー 80の先端まで十分に伝えることができるので、本実施形態のピペット 2を用いれば、 1個の細胞や、 1匹のバクテリア、微粒子その他の試料の採取を確実に行うことができる。

[0095] 次に、本実施形態のポンプ体 70は、ポンプ収納空間 71及びリザーバ空間 72の並び方向の大きさが 18mm、この並び方向に沿った中心軸を中心とする径が 7mmの大きさに形成されている。また、ポンプ体 70は、重量が 0. 34gで形成されている。また、本実施形態のピペット 2は、ピペット本体 3がペン形状に形成されている。そのため、このピペット 2は、ポンプ体 70が小型軽量でありかつ、ピペット本体 3がペン形状に形成されているので、細胞等の試料の採取する操作を行う場合でも、ピペット 2を手で持ってペンを扱う間隔でスムーズに操作できる。

[0096] また、本実施形態のピペット 2は、キヤピラリー 80の先端が第 2本体部 40の外部に突出する位置から第 2本体部 40の内部に収納される位置まで移動するよう第 1本体部 30が構成されている。そのため、このピペット 2を使用しないときは、キヤピラリー 80 の先端を第 2本体部 40内に収納しておけるので、未使用時のキヤピラリー 80の破損を防止すること力できる。

[0097] また、本実施形態のピペット装置 1は、ピペット 2とコントローラ 9とが制御信号線 99 で結ばれている。そのため、例えばピペット 2を移動する操作を右手で行い、左手でコントローラ 9を操作してピペット 2の吸引'排出を操作することができる。

5.その他の変形例

上記実施形態では、電気浸透材 730としてシリカを用いた力他に、アルミナ、ジノレコユア、 Ti〇2等の酸化物や、高分子材料を用いてもよい。また、上記実施形態では、電気浸透材 730の形状としては、セラミック焼結体からなる多孔質形状としたが、高分子材料からなる多孔質形状や、ファイバー又は上記材料 (シリカ、アルミナ、ジルコユア、 Ti〇2等の酸化物や、高分子材料）の粉末を充填して固めた形状としてもよい。

[0098] 上記実施形態では、キヤピラリー 80として、ガラスで形成されたものを用いた力重力に対し表面張力が支配的な内径で形成された細管を形成可能なものであれば、プラスチック、木材、金属類などを用いてもよい。

[0099] 上記実施形態では、他方の吸排ロ 701aから、キヤピラリー 80の長手方向の端部のうち電気浸透流ポンプ 73と連結する後端とは反対側のキヤピラリー 80の先端までの流路の容積が、 7 1であった力これに限られるものではなぐ 50 1以下であればよい。

[0100] 上記実施形態では、他方の吸排ロ 701aから、キヤピラリー 80の長手方向の端部のうち電気浸透流ポンプ 73と連結する後端とは反対側のキヤピラリー 80の先端までの長さが、 15· 5cmであった力これに限られるものではなぐ 18cm以下であればよい〇

[0101] 上記実施形態では、ポンプ収納空間 71及びリザーバ空間 72の並び方向の大きさ力 S l 8mm、この並び方向に沿った中心軸を中心とする径が 7mmの大きさに形成されている。また、ポンプ体 70は、重量が 0. 34gで形成されている。し力、し、これに限られるものではなぐ例えば、ポンプ体は、ポンプ収納空間 71及びリザーバ空間 72の並び方向の大きさが 20mm以下、この並び方向に沿った中心軸を中心とする径が 10m m以下の大きさに形成されていればよい。また、ポンプ体は、重量が lg以下 (好ましくは 0. 2〜0. 7g)に形成されていればよい。

[0102] 上記実施形態では、コントローラ 9とピペット 2とを制御信号線で結び、有線で通信できるよう構成した力コントローラ 9とピペット 2とを、無線で通信できるように構成してあよい。

[0103] また、駆動液としては、純水のほかに、水道水や、用途に応じてその他液体を用いること力 Sでさる。

[0104] 次に、本発明の別の実施形態のピペット装置について説明する。

[0105] 図 7に示すように、別の実施例のピペット装置のコントローラ 200には、操作部 210 と液晶表示部 230とが設けられる。操作部 210には、セットアップボタン 212と、電圧設定切換ボタン 214と、マックスボタン 216と、電圧粗調整ダイヤル 218と、電圧微調整ダイヤル 220とが設けられる。

[0106] セットアップボタン 212は、各種設定を行うためのものである。電圧設定切換ボタン 214は、電圧微調整ダイヤル 220で設定する 1単位の電圧値を 0. IV単位にするの力、、 0. 01V単位にするのかを設定するためのものである。マックスボタン 216は、ポンプ 73の電極 732, 734に瞬時に最大電圧を供給するためのものである。電圧粗調整ダイヤル 218は、電圧を 0. 5V単位で変更するためのものである力 S、ダイヤルを押すたびに、アウトプットモードとストップモードとを切り換えるための切換ボタンとしても機能する。アウトプットモードは、試料を吸引あるいは吐き出しのための電圧値を出力するモードである。ストップモードは、試料をピペット中、特にピペット先端部に留置するための電圧値を出力するモードである。

[0107] ここで、試料をピペット先端部に留置するために所定の電圧値を供給する理由を簡単に説明する。ピペットの先端部では毛細管現象により常に吸引力が作用する。従つて、ピペット先端部に試料を留置しておくためには、その吸引力と同等の力で吐き出しを行う必要があり、この吐き出し力を得るための電圧を電極に供給するのである。

[0108] 電圧微調整ダイヤル 220は、電圧設定切換ボタン 214で設定された 0. IV単位あるいは 0. 01V単位で電圧を調整するためのものである力ダイヤルを押すたびに、出力の +—を切り換えるための切換ボタンとしても機能する。出力の +—を切り換えることにより、試料の吸引と吐き出しの切換を行うのである。

[0109] 但し、上述したように、ピペットの先端部では毛細管現象により常に吸引力が働いているので、同じ電圧のまま +—を切り換えて吐出側から吸引側に切り換えると、吸引速度の絶対値が吐出速度の絶対値よりも大きくなる。これを是正するためと、出力反転時に所望の吸引速度あるいは吐出速度を得るために、本実施形態では、予め定める倍率が掛け合わされた値の電圧が出力されるように、その倍率を設定する（以下、倍率設定という）ことができるようになつている。この設定は、電圧粗調整ダイヤル 21 8を押しながらセットアップボタン 212を押すことにより可能となる。倍率の変更は、上記ダイヤノレ 218とダイヤノレ 220とを回すことにより fiうこと力 Sできる。その後、セットアツプボタン 212を押すと設定された倍率が記憶されるようになっている。

[0110] また、上述したように、試料をピペット先端部に留置するための電圧値を設定する（以下、留置電圧設定という）ことは、電圧粗調整ダイヤル 218を押しながらセットアツプボタン 212を押し、更に電圧設定切換ボタン 214あるいはマックスボタン 216を押すことにより可能となる。試料をピペットの先端部に留置するための電圧の変更は上記ダイヤノレ 218とダイヤノレ 220とを回すことにより fiうこと力 Sできる。その後、セットアツプボタン 212を押すと設定された電圧が記憶されるようになっている。

[0111] 液晶表示部 230は、設定される電圧値や、動作状態などを表示するためのものである。

[0112] 図 8ίこ示すよう ίこ、ピペット装置 (ま、 CPU252、 ROM254、 RAM256、ノス 260及び入出力回路 270からなる制御部 250を備える。 CPU252は、ピペット装置全体の動作を制御するためのものである。 ROM254は、 CPU252の動作プログラムを記憶するためのものである。 RAM256は、各種データを記憶するためのものである。 CP U252、 ROM254及び RAM256はバス 260を介して入出力回路 270に接続されている。入出力回路 270には、上記操作部 210と、液晶表示部 230と、ポンプ制御回路 240とが接続される。ポンプ制御回路 240は、 CPU252の指令に基づき、ポンプ 7 3の電極 732、 734に必要な電圧を供給するための回路である。その他の構成は図 1 ないし図 6に示すのと同様であるので、説明を省略する。

[0113] 図 9は、コントローラ 200において行われる倍率設定動作及び留置電圧設定動作を説明するためのフロー図である。次に、この実施形態のピペット装置における倍率設定動作及び留置電圧設定動作について説明する。

[0114] 電源が投入されると、制御部 250は、操作部 210が操作されたか否かをチェックする（ステップ Sl)。操作部 210が操作されなければ (ステップ SI : NO)、制御部 250は、ステップ 1の動作を繰り返す。操作部 210が操作されたことを制御部 250が判別した場合 (ステップ S1： YES)には、次に、制御部 250は、倍率設定モードが選択されたか否かを判別する（ステップ S2)。上述したように、電圧粗調整ダイヤル 218が押されながらセットアップボタン 212が押された場合は、制御部 250は倍率設定モードが選択されたものと判別する。

[0115] 倍率設定モードが選択されたことが判別された場合 (ステップ S2 : YES)には、倍率の変更が可能となる。ピペット装置の操作者は、ダイヤル 218とダイヤル 220とを回すことにより倍率の変更を行うことができる。ダイヤル 218, 220により倍率の変更がされた場合は、その値を液晶表示部 230に表示する（ステップ S3)。次に、制御部 250は、セットアップボタン 212が押されたか否かを判別する（ステップ S4)。セットアップボタン 212が押されなければ (ステップ S4 : NO)、ステップ S3に戻り、倍率変更を可能にする力セットアップボタン 212が押された場合は（ステップ S4 : YES)、次に、 RAM 256の所定のエリアに設定された倍率を記憶する（ステップ S 5)。

[0116] 一方、ステップ S2において、倍率設定モードが選択されたことが判別されなかった場合 (ステップ S2 : NO)には、ステップ S6に進み、留置電圧の設定が選択されたか否かが判別される。留置電圧の設定が選択されたことが判別された場合には (ステツプ S6 : YES)、留置電圧の変更が可能となる。ピペット装置の操作者は、ダイヤル 21 8とダイヤル 220とを回すことにより留置電圧の変更を行うことができる。ダイヤル 218 , 220により電圧の変更がされた場合は、その値を液晶表示部 230に表示する（ステップ S7)。次に、制御部 250は、セットアップボタン 212が押されたか否かを判別する (ステップ S8)。セットアップボタン 212が押されなければ（ステップ S8 : NO)、ステツプ S7に戻り、留置電圧の変更を可能にするが、セットアップボタン 212が押された場合は（ステップ S8 : YES)、次に、 RAM256の所定のエリアに設定された電圧値を記憶する（ステップ S9)。なお、ステップ S6において、否定判定された場合は、ステップ S 1に戻る。

[0117] なお、倍率設定モード又は留置電圧設定モードが一旦選択された場合、選択されたモードの情報は RAM256の所定のエリアに記憶されていて、再度ステップ S1でセットアップボタン 212が押されたことが判別された場合には、ステップ S2又は S6で倍率設定モード又は留置電圧設定モードであることが判別され、ステップ S3又は S 7で倍率又は電圧が変更され、ステップ S9で変更後の倍率又は電圧が記憶されるようになっている。

[0118] 従って、ピペット装置を用いて顕微鏡観察下で微小物を操作しながら、瞬時に微小物を所望の位置に留めるための電圧設定を行うために、セットアップボタン 212を押すと、その電圧が記憶され、また、セットアップボタン 212を押すごとに記憶内容が更新される。

[0119] 以上のようにして、本実施形態によれば、ピペットにより試料を所望の吸引速度あるいは吐出速度で吸引あるいは吐出すること及びピペットの先端部に試料を留置することが容易に行うことができる。

[0120] ピペットの先端部は消耗品であるので頻繁に交換する場合もあり、その内径や長さにより吸引力が変化するため、変化に応じて留置電圧を設定する必要がある。また、この実施形態のピペット装置では、留置電圧の設定が容易に行えるので、極めて操作性に富んでいる。

Claims

請求の範囲

[1] 試料を採取するピペットで用いられるピペット芯材であって、

駆動液を貯留するリザーバが電気浸透流ポンプの一方の吸排口と連通し、前記電気浸透流ポンプ及び前記リザーバが一体に形成されたポンプ体と、

前記電気浸透流ポンプに連結されるとともに、前記電気浸透流ポンプの他方の吸排口と連通するキヤビラリ一と

を備え、

前記キヤビラリ一が前記ポンプ体に対し固定されていることを特徴とするピペット芯材。

[2] 請求項 1に記載のピペット芯材にお!/、て、

前記キヤビラリ一は、前記電気浸透流ポンプと前記キヤピラリーとを連結するチューブを介して前記電気浸透流ポンプに対し固定されていることを特徴とするピペット芯材。

[3] 請求項 1 , 2のいずれかに記載のピペット芯材において、

前記電気浸透流ポンプの他方の吸排口から、前記キヤピラリーの長手方向の端部のうち前記電気浸透流ポンプと連結する後端とは反対側の前記キヤビラリ一の先端までの流路の容積が、 50マイクロリットル以下となるように形成されていることを特徴とするヒへッ卜、材。

[4] 請求項;!〜 3の!/、ずれかに記載のピペット芯材にお!/、て、

前記電気浸透流ポンプの他方の吸排口から、前記キヤピラリーの長手方向の端部のうち前記電気浸透流ポンプと連結する後端とは反対側の前記キヤビラリ一の先端までの長さが、 18cm以下となるように形成されていることを特徴とするピペット芯材。

[5] 請求項 1〜4の何れかに記載のピペット芯材において、

前記ポンプ体は、

前記電気浸透流ポンプ及び前記リザーバの並び方向の大きさが 20mm以下、この並び方向に沿った中心軸を中心とする径が 8mm以下の大きさに形成されていることを特徴とするピペット芯材。

[6] 請求項 1〜5の何れかに記載のピペット芯材において、前記ポンプ体は、

重量が lg以下に形成されていることを特徴とするピペット芯材。

[7] 請求項;!〜 6のいずれかに記載されたピペット芯材と、

前記ピペット芯材を内部に収納するピペット本体と

を備え、

前記ピペット本体は、前記キヤビラリ一の先端を外部に突出させた状態で前記ピぺット芯材を内部で保持することを特徴とするピペット。

[8] 請求項 7に記載されたピペットにおいて、

前記ピペット本体は、

ペンの筐体形状に形成され、

前記キヤビラリ一の先端を前記ペンの軸方向の一端側から外部に突出させた状態で、前記ピペット芯材を内部で保持することを特徴とするピペット。

[9] 請求項 7又は 8に記載されたピペットと、

前記電気浸透流ポンプを制御するコントローラと

前記電気浸透流ポンプと前記コントローラとを電気的に接続し、前記コントローラから出力された制御信号を前記電気浸透流ポンプに送信する制御信号線と

を備えることを特徴とするピペット装置。