JP2003248011A - ピンツール装置および方法 - Google Patents

ピンツール装置および方法

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】定期的なピンの清浄ために中断時間を必要とし
ない、使い捨てまたは再利用可能なピンツールアッセン
ブリを提供する。 【解決手段】 ピンツールアッセンブリ10は、少量の
液体を基板に移送する備えがなされている。そのアッセ
ンブリ10は、多くの穴を有するベースプレート12に
ピンは、その穴内に配される。そのピン14および穴は
ピンの軸線に沿った摺動を可能である。ウエイトプレー
ト16は、付勢するようにそのピンの上に取付けられ
る。トランシジョンカバー18は、ピペットデスペンサ
ヘッド20に開放可能に係合するための上方に開口した
複数のレセプタクルを含んでおり、液体の選択された用
途のためにウエルプレートまたは他の液体源からそのピ
ンツールアッセンブリを移動させるためのロボット装置
で利用され得る。そのピンツールアッセンブリ10は、
それから、そのディスペンサヘッド20から分離され、
廃棄または再利用され得るものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、少量の液体の効率
的な移送用のピンツールに関する。
【0002】
【従来の技術】実験の処置を行うには、しばしば、配置
されている他の液体、組織の試料、フィルタ、一枚の吸
い取り紙等とやりとりするために指定された容量の液体
が必要となる。この液体の移送は、代表的には、ピペッ
トにより実行される。ピペットは、円錐形の先細の端部
を有している小さな中空の管である。ピペットの端部
は、選択された容量の液体がピペット内に付勢されるよ
うに液体の供給源に連通して配されている。ピペット
は、それから、指定の移動先に移送される。ピペット内
の液体は、小さな差込口内か、または、一枚の吸水紙、
フィルタ、組織の試料のような基板上に吸い出される。
【0003】多くの液体移送システムは、単一のピペッ
ト、および、液体源と移動先との間で連続的にそのピペ
ットを移動させるための装置を使用している。また、従
来技術は、各ピペットが略平行となるように、また、ピ
ペットの端部がほぼ同一平面内にあるようにプレートに
取り付けられた多数のピペットを備える装置を含んでい
る。ピペットの配列は、満たすために液体源に一斉に移
送され得る。その満たされたピペットは、それから、採
集された液体が吸い出される移動先に移動せしめられ
る。その配列内に実装されるピペットの数量、その配列
のピペットの間隔、および、プレートが協働し液体を採
集し吸い出す装置およびピペットを支持する双方のプレ
ートのためのフットプリントの寸法について、規格が業
界全般を通じて作られている。
【0004】ピペットは、500nLしかない液体を分
配することができる。しかしながら、多くの実験用のテ
ストによっては、処置がもっと少量の液体で実行され得
る。このため、液体移送システムは、少量の液体を移送
するためにピペットの代わりにピンに依存するものが開
発されている。さらに詳細には、一本のピン、または多
数のピンが、液体内に選択された範囲で浸され、それか
ら、引き出される。少量の液体は、ピンの外部に残る。
その一本または多数のピンは、それから、移動先に移送
され、容器または基板に対し軽く打ち付けられ、また
は、押し付けられる。ピンを軽く打ったり、または、型
押しすることにより、ピンの外部に残った液体が、”誘
発”する。ピンツールにより、より少量の液体が移送さ
れる。従って、ピンツールは、移送される液体に関連す
るコストを低下させる。加えて、ピンツールにより、高
密度の分析試験が所定量の空間内で実行され得る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来技術におけるピン
ツール液体移送システムは、手動で動作するものか、ロ
ボット装置内にピンツールが一体に組み込まれたものが
ある。手動のピンツール液体移送システムは、遅く、ピ
ンツールがロボット移送システムにおいて切り離すこと
のできない一部を構成しているシステムは、定期的なピ
ンの清浄のために中断時間を必要とする。従って、従来
技術におけるピンの分配システムは、小型の装置および
少量の液体移送により可能とされる効率を相殺する非能
率さを含んでいる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、少量の液体を
移送するための使い捨てまたは再利用可能なピンツール
アッセンブリについて述べている。そのピンツールアッ
センブリは、ピン配列を搬送するためのベースプレート
を含んでいる。そのベースプレートは、略平坦であり、
プラスチック材料で一体に形成されてもよい。そのベー
スは、対応する複数のピンを摺動可能に受け入れるため
の複数の穴を備えて形成されている。ピンの数量は、各
用途の間で差がある。しかしながら、ピンの数量は、従
来のマルチウエルソースプレートにおける貯留部の数量
および間隔に適合することが好ましい。従って、そのベ
ースプレートにおける多数の穴は、好ましくは、従来の
ソースプレートにおける貯留部の数量に応じた96,3
84、または1536個に等しい。
【0007】そのピンは、そのベースプレート内におけ
るピンの横方向の動き、即ち、ピンの揺動を防止するよ
うにそのベースの穴内に取付けられる。加えて、各ピン
は、そのベースプレートにおける各穴を通じてそのピン
が完全に落下することを防止する拡大した頭部を備えて
形成されてもよい。しかしながら、その軸線方向の各ピ
ンの僅かな動きは、可能とされる。
【0008】ウエイトプレートは、ピンの頭部をそのベ
ースプレートに向けて付勢するために各ピンの頭部の全
体にわたって設けられてもよい。しかしながら、個々の
ピンの僅かな動きは、そのソースプレートの貯留部内の
寸法的な不一致を補償するようにウエイトプレートの力
に抗して吸収され得る。従って、すべてのピンは、その
貯留部内に同一距離、浸され、略等しい量の液体が移送
され得る。
【0009】ピンツールアッセンブリは、さらに、ウエ
イトプレートおよびベースプレートを覆い、係合するト
ランシジョンカバーを含んでいる。
【0010】そのトランシジョンカバーは、ウエイトプ
レートおよびベースプレート双方から遠ざかるように向
い合う外面を含んでいる。その外面は、従来のピペット
ディスペンサヘッドと開放可能に係合するための係合手
段を備えて形成されている。さらに詳細には、そのピペ
ットディスペンサヘッドは、ロボット装置により把持す
るための手段を備えたプレートを含んでいる。その把持
手段に向かい合うプレートの面は、通常、大量の液体を
移送するために使用される円錐台のピペットの標準的な
配列を含んでいる。ディスペンサヘッドのピペットは、
そのトランシジョンカバーの係合手段と摩擦的係合する
ように特定の寸法で作られ構成されている。その係合手
段は、そのトランシジョンカバー内における凹部の内面
であってもよい。トランシジョンカバーの凹部は、ディ
スペンサヘッドにおけるピペットに一対一に対応しても
よい。代替的に、凹部がピペットよりも少なくてもよ
く、凹部の特定の数量は、ピペットと凹部との間に十分
な摩擦的係合力を確保するように選択される。従って、
ディスペンサヘッドは、先細のピペットが入れ子式に重
なり、そのトランシジョンカバーの凹部に摩擦的係合す
るようにトランシジョンカバーと係合した状態で付勢さ
れてもよい。そのディスペンサヘッドは、それから、移
動せしめられ、ピンツールアッセンブリをソースプレー
トに移送し、それから、液体の移動先に移送する。
【0011】そのピンツールアッセンブリは、ドッキン
グトレーとともに使用される。そのドッキングトレー
は、下部壁と、複数の直立した側壁および開口した上部
とを含んでいる。その側壁の間隔は、SBS規格に適合
しており、ピンが概ね囲まれて保護された状態でピンツ
ールアッセンブリがドッキングトレー内に入れ子式に収
納され得る。ドッキングトレーの側壁は、そのベースプ
レートが据え付けられる段差部、即ち、棚を形成するよ
うに形成されてもよく、その段差部からドッキングトレ
ーの下部壁までの距離は、ピンの突出距離を越えるもの
であってもよい。従って、ピンは、ドッキングトレーに
より安全に取り囲まれ、密閉される。
【0012】ピンツールアッセンブリおよびドッキング
トレーは、上述したようにピンがドッキングトレーによ
り安全に密閉された状態で入れ子式に重ねられ得る。そ
のディスペンサヘッドは、それから、少なくともあるピ
ペットが、凹部との摩擦的係合を得るためにトランシジ
ョンカバー内の凹部に付勢されるようにロボット装置に
より移動せしめられ得る。そのロボット装置は、それか
ら、ディスペンサヘッドをドッキングトレーから離れる
ように持ち上げ、ピンツールアッセンブリをソースプレ
ートに移動させ、その結果、そのピンがソースプレート
の各貯留部に入る。そのピンは、すべてのピンのための
貯留部内において略等しい挿入量を確保するようにベー
スプレートに対し移動する。ロボット装置は、それか
ら、ソースプレートから離れるようにピンツールアッセ
ンブリを持ち上げ、その移動先に向けてピンツールアッ
センブリを移動させる。ピンは、”誘発”即ち、ピンに
形成される液滴を取り除くように移動先の表面に対し押
し付けられ、即ち、軽く打ち付けられる。ロボット装置
は、それから、その移動先から離れ、ピンツールアッセ
ンブリを排出する。排出されたピンツールアッセンブリ
は、廃棄されまたは清浄し再利用されてもよい。ロボッ
ト装置は、それから、その工程を繰り返すために次のピ
ンツールアッセンブリに向ってディスペンサヘッドを移
動させる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明に従うピンツールアッセン
ブリは、図1〜5において概ね数字の10により識別さ
れている。ピンツールアッセンブリ10は、ベースプレ
ート12、複数のピン14、ウエイトプレート16、お
よび、トランシジョンカバー18を含んでいる。ピンツ
ールアッセンブリ10は、従来技術におけるディスペン
サヘッド20およびドッキングトレー22とともに使用
される。ドッキングトレー22は、他の全く同一のドッ
キングトレーに積み重ねることができるものであり、二
つのそのドッキングトレー22は、図1〜4に示されて
いる。従来技術におけるディスペンサヘッド20は、対
向する上面26と、下面28を有する下部壁24とを含
んでいる。複数の側壁30は、支持および寸法的な安定
性のために下部壁24から上方に突き出ている。取付け
用フランジ32は、下部壁24の上面26から上方に突
き出ており、予め設定されたX,Y,Z座標の配置でデ
ィスペンサヘッド20を移動させることができるロボッ
ト装置(不図示)にしっかり取り付けるように構成され
ている。
【0014】多数のピペット34が、ディスペンサヘッ
ド20における下部壁24の下面28の特徴である。各
ピペット34は、図6に最も明らかに示されるように、
中空の先端が切られた錐体、即ち、円錐台である。各ピ
ペット34は、下面36を有し、下面36は、共通の平
面に置かれている。ディスペンサヘッド20は、液体の
容器内に浸し、比較的大なる液体の試料(例えば、50
0nL)を得るためのピペッターとして使用できるもの
である。しかしながら、ディスペンサヘッド20は、本
発明に従って液体を得て分配するために直接的に使用さ
れない。
【0015】ピンツールアッセンブリ10のベースプレ
ート12は、プラスチック材料で一体に形成されている
剛体の略長方形の平坦な板である。さらに詳細には、ベ
ースプレート12は、上面40、下面42、および、上
面40からその下面42までベースプレート12の中を
完全に貫通している複数のほぼ同一の穴44を有してい
る。
【0016】示される実施例において、ベースプレート
12は、均等の間隔で48列並んで1536個の穴44
を有し、その結果、各列が均等の間隔で32個の穴を有
することとなる。ベースプレート12は、長さ”a”,
幅”b”、厚さ”c”を有している。
【0017】ピン14は、互いに略同一であり、穴44
の数量と数の上で等しい。従って、示される実施例にお
いて、1536個のピンが設けられる。各ピン14は、
シャンク46、先端部47、および頭部48を含んでい
る。各シャンク46は、一つの穴44内にしっくりとな
じむように作られた断面を有している。従って、穴44
内のピン14の揺動即ち横移動が防止される。しかしな
がら、穴44においてピン14の軸線方向の移動は、可
能とされる。各ピン14の頭部48は、ベースプレート
12における穴44よりも断面的に大なるものである。
従って、頭部48は、ピン14が穴44を完全に通過す
ることを防止する。ピン14のシャンク46は、ベース
プレート12の厚さ”c”を越えた距離”d”、頭部4
8から突出している。従って、ピン14の先端部47
は、ベースプレート12の下面42を越えて距離”e”
突出している。
【0018】ウエイトプレート16は、ベースプレート
12の長さ”a”および幅”b”以下の長さおよび幅寸
法を備える略長方形の平面構造である。従って、ウエイ
トプレート16は、ベースプレート12に取付けられる
すべてのピン14の頭部48に載置することができる。
ウエイトプレート16は、ベースプレート12に対しピ
ン14を付勢する。しかしながら、少なくとも選択され
たピン14は、ピンツール10が使用されるウエルプレ
ートの寸法のばらつきによりピン14の先端部47に生
じる力に応じて持ち上がる。
【0019】トランシジョンカバー18は、プラスチッ
ク材料で一体に成形されている。しかしながら、機械加
工されたトランシジョンカバーが、また、使用されても
よい。トランシジョンカバー18は、上面52および下
面54を備える上部壁50を含んでいる。複数の側壁5
6は、上部壁50から下方に延在しており、ベースプレ
ート12の一部に開放可能に係合するための突起部57
を含んでいる。
【0020】複数の上方に突出するピペットレセプタク
ル58が上部壁50の上面52の特徴である。レセプタ
クル58は、ディスペンサヘッド20上のピペット34
の大きさおよび形状にしっくり合う内面60を備える略
管状構造である。さらに、ピペットレセプタクル58
は、それぞれ、ピペット34と正しく合うように配され
ている。その示される実施例においては、ピペットレセ
プタクル58は、数の上でピペット34の数量に等し
い。しかしながら、より少数のピペットレセプタクル5
8が、設けられてもよい。ドッキングトレー22は、プ
ラスチック材料で一体に成形されており、略長方形の平
坦な下部壁64および下部壁64から上方に突出する複
数の側壁66を含んでいる。側壁66により形成される
長さおよび幅寸法は、生物学的規格協会(SBS)によ
り制定された標準のフットプリントサイズに適合してい
る。側壁66は、ピンツールアッセンブリ10の外周部
に係合するための段差部68を備えて形成されている。
段差部68は、ベースプレート12の下面42からピン
14の突出している距離”e”をわずかに越えた距離だ
けドッキングトレー22の下部壁64から離隔してい
る。ドッキングトレー22の側壁66の長さおよび幅寸
法により、ピンツール10が段差部68に支持され、ピ
ン14が下部壁64からわずかに離隔した状態で、ドッ
キングトレー22の開口した上部内に部分的に挿入せし
められ得る。
【0021】ピンツール10は、最初に、図2に示され
る状態で組立てられる。従って、ピン14は、穴44か
ら突出し、ウエイトプレート16は、ピン14の頭部4
8上に位置決めされている。トランシジョンカバー18
は、それから、ウエイトカバー16上に配され、ベース
プレート12に開放可能に固定される。ピンツールアッ
センブリ10は、それから、ドッキングトレー22に入
れ子式に収納され得る。
【0022】ディスペンサーヘッド20の取付用フラン
ジ32は、指定された一連のX,Y,Z座標による移動
のために予めプログラムされたロボット装置に固定され
る。ロボット装置は、ピペットレセプタクル58との近
接した関係によりディスペンサヘッド20を移動させ、
それから、ピペット34がレセプタクル58に入れ子式
に入るようにディスペンサ20を下降させる。ピペット
34とレセプタクル58との間の摩擦力が、ピンツール
アッセンブリ10をディスペンサヘッド20に保持す
る。それから、ロボット装置は、ディスペンサヘッド2
0およびピンツールアッセンブリ10を持ち上げる。従
って、ピンツールアッセンブリ10は、ドッキングトレ
ー22から引き離される。ロボット装置は、それから、
ソースプレート(不図示)の貯蔵部と一直線となってデ
ィスペンサヘッド20およびピンツールアッセンブリ1
0を移動させる。ピンツールアッセンブリ10のソース
プレートに対する下方への移動により、ピン14が各貯
蔵部内に入り、その中の液体に接触する。選択されたピ
ン14は、ベースプレート12に対し移動し、ソースプ
レート内の寸法的な不規則を補い、液体内の各ピン14
の略等しい挿入を確実にする。ロボット装置は、それか
ら、ディスペンサヘッド20およびピンツールアッセン
ブリ10を上昇させ、そのソースプレートから離し、選
択された移動先に向けて移動させる。少量の液体(例え
ば、10nL)は、各ピン14に残るであろう。ピン1
4は、各ピン14の液滴がその基板上に誘発するように
移動先で接触せしめられ得る。そのロボット装置は、そ
れから、ディスペンサヘッド20およびピンツール10
をドッキングトレー22に戻し、ピンツールアッセンブ
リ10をディスペンサヘッド20から引き離す。従っ
て、ピンツールアッセンブリ10は、ドッキングトレー
22に残ることとなる。ピンツールアッセンブリ10お
よびドッキングトレー22は、それから、清浄および再
利用するために廃棄または再利用され得る。同時に、そ
のロボット装置は、ディスペンサヘッド20を他のピン
ツールアッセンブリ10に移動させる。
【0023】図7は、ディスペンサヘッド20のピペッ
ト34をそれぞれ位置合わせする先細の穴72を含むよ
うに機械加工された一体の平らなプラスチック材料片か
ら機械加工されている代替のトランシジョンカバーを示
す。機械加工されたトランシジョンカバー70は、概
ね、上述のように、ベースプレート12、ピン14、お
よびウエイトプレート16とともに使用される。
【0024】本発明は、好ましい実施例に関して説明さ
れている。しかしながら、様々の変更が、添付された請
求の範囲により形成される本発明の範囲から逸脱するこ
となくなされ得る。例えば、付勢手段が、ウエイトプレ
ート16およびトランシジョンカバー18の間に設けら
れてもよい。その付勢手段は、複数のスプリングまたは
弾性シート材料を含んでも良い。その付勢手段は、ベー
スプレート12において完全に据え付けられる位置で、
ウエイトプレート16およびピン14を付勢するために
作用する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従うディスペンサヘッドおよびドッキ
ングトレー、ピンツールアッセンブリの分解側面図であ
る。
【図2】ピンツールアッセンブリおよびドッキングトレ
ーの分解斜視図である。
【図3】組立てられた状態におけるドッキングトレーお
よびディスペンサヘッド、ピンツールアッセンブリの斜
視図である。
【図4】ピンツールアッセンブリのベースプレートの平
面図である。
【図5】図3の5−5線に沿った断面図である。
【図6】図5に示される係合状態のピンツールアッセン
ブリおよびディスペンサヘッドの一部における拡大断面
図である。
【図7】代替例のベースプレートにおける斜視図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 595117091 1 BECTON DRIVE, FRA NKLIN LAKES, NEW JE RSEY 07417−1880, UNITED STATES OF AMERICA (72)発明者 マイケル エス.シャンラー アメリカ合衆国 02215 マサチューセッ ツ州 ボストン マールボロー ストリー ト 409 アパートメント 63 Fターム(参考) 2G052 AD06 CA22 CA28 CA30 CA38 2G058 EA11 ED16 ED20 ED36

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の突出するピペットを有するピペッ
    トディスペンサヘッドとともに使用するピンツールアッ
    センブリにおいて、 貫通する複数の穴を有するベースプレートと、 前記ベースプレートの前記穴にそれぞれ取付けられ、該
    ベースプレートから突出する先端部を有する複数のピン
    と、 前記ベースプレート上に取付けられ、前記ディスペンサ
    ヘッドのピペットに開放可能に係合されるために形成さ
    れる複数の係合手段を含むトランシジョンカバーとを備
    え、 それによって、前記ディスペンサヘッドは、前記ピンツ
    ールアッセンブリを液体源、液体の移動先、および、廃
    棄位置の間を移動させるために該ピンツールアッセンブ
    リに開放可能に係合され得るピンツールアッセンブリ。
  2. 【請求項2】 前記係合手段は、前記ピペットに開放可
    能に係合するための複数の略管状の差込口を含んでいる
    請求項1記載のピンツールアッセンブリ。
  3. 【請求項3】 前記各ピペットは、略錐台の先端部を含
    み、前記差込口は、前記ピペットの前記先端部に摩擦的
    係合を得るために作られた管状壁を含む請求項2記載の
    ピンツールアッセンブリ。
  4. 【請求項4】 前記各ピンは、略円筒形のシャンク、及
    び、拡大した頭部を含み、該各ピンのシャンクは、前記
    ベースプレートの穴にそれぞれ摺動可能に係合するよう
    に作られ、該頭部は、該穴内の該ピンの移動を制限する
    ために該穴よりも大なる断面を有している請求項1記載
    のピンツールアッセンブリ。
  5. 【請求項5】 前記ピンの頭部上であって前記ベースプ
    レートと前記トランシジョンカバーとの間に配されるウ
    エイトプレートをさらに含み、該ウエイトプレートは、
    前記ピンのシャンクにおける力に応じて前記ピンの該頭
    部が上方へ移動し前記ベースプレートから離なれること
    を可能としながら該ピンの該頭部を該ベースプレートに
    向けて付勢する請求項4記載のピンツールアッセンブ
    リ。
  6. 【請求項6】 前記トランシジョンカバーは、前記ベー
    スプレートに開放可能に係合するための複数の弾性的に
    偏倚可能なフランジを含んでいる請求項1記載のピンツ
    ールアッセンブリ。
  7. 【請求項7】 前記ベースプレートから突出する前記ピ
    ンの一部を保護的に取り囲むように前記ベースプレー
    ト、前記ピン、および前記トランシジョンカバーを開放
    可能に収容するドッキングトレーをさらに含む請求項1
    記載のピンツールアッセンブリ。
  8. 【請求項8】 液体を移送する方法において、 複数の円錐先細状のピペットを備えるディスペンサヘッ
    ドを設け、 前記ベースプレートから突出する複数のピンと、該ベー
    スプレートに取付けられ前記ディスペンサヘッドの前記
    ピペットにそれぞれ開放可能に係合するように構成され
    る複数の差込口を含むトランシジョンカバーとをそれぞ
    れが有する複数のピンツールアッセンブリを設け、 前記ピペットが選択されたピンツールアッセンブリの差
    込口に開放可能に係合するように前記ディスペンサヘッ
    ドを選択された一つのピンツールアッセンブリに向けて
    移動させ、 前記選択されたピンツールアッセンブリの前記ピンが前
    記少なくとも一つの液体源内に入るように前記ディスペ
    ンサヘッドおよび前記選択されたピンツールアッセンブ
    リを移動させ、 前記液体の液滴が前記ピンに残るように前記ディスペン
    サヘッドおよび前記選択されたピンツールアッセンブリ
    を前記液体源から離し、 前記ピンの前記液滴が移動先で誘発するように前記ディ
    スペンサヘッドおよび前記選択されたピンツールアッセ
    ンブリを移動先に移動させ、 前記ディスペンサヘッドおよび前記選択されたピンツー
    ルアッセンブリを前記移動先から離し、 前記選択されたピンツールアッセンブリを前記ディスペ
    ンサヘッドから引離し、 それにより、該ディスペンサヘッドが別のピンツールア
    ッセンブリに開放可能に係合できる、液体を移送する方
    法。
  9. 【請求項9】 前記ピンツールアッセンブリのひとつを
    支持する構成をそれぞれが有する複数のドッキングトレ
    ーを設ける工程をさらに含み、前記方法は、前記ピンツ
    ールアッセンブリのピンが該ドッキングトレーにより保
    護的に囲まれるように前記ドッキングトレー内にピンツ
    ールアッセンブリを支持する工程と、前記選択されたピ
    ンツールアッセンブリが開放可能に各ドッキングトレー
    に開放可能に支持されながら前記ピペットの前記差込口
    への係合が実行される工程と、前記ピンツールアッセン
    ブリを前記ドッキングトレーから引離しながら前記ディ
    スペンサヘッドおよび選択されたピンツールアッセンブ
    リを移動させる工程と、をさらに含む請求項8記載の方
    法。
  10. 【請求項10】 前記ディスペンサヘッドを前記選択さ
    れたピンツールアッセンブリから引離す前に前記選択さ
    れたピンツールアッセンブリを各ドッキングトレーに戻
    す工程をさらに含む請求項9記載の方法。
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