CN101578510B - 用于分配粉末样品的方法和装置 - Google Patents

Abstract

描述了用于并行地分配粉末样品的方法和装置。粉末样品被分配到至少两个粉末样品架中，每个所述样品架具有直通的通道，优选地，该直通的通道通常从第一孔至第二孔逐渐变小，粉末经过第一孔被引入所述通道，并且当被允许时，粉末经过第二孔从所述通道流出。优选地，样品架的下部的孔通过使用弹性膜而被密封。粉末样品通过实质上同时地给覆盖每个孔的膜打孔并搅动粉末样品以使它们从各自的样品架中流出而被分配。并且，公开了一种产生粉末样品库的方法和一种粉末样品库。

Description

用于分配粉末样品的方法和装置

[0001] 技术领域

本发明涉及分配粉末样品的方法和装置，用于材料的制备和分析，特别地，用于描述现有材料和识别新的材料。 

背景技术

着眼于改善或优化配方或识别新的且有用的组合物(composition)的材料描述通常需要进行和记录大量实验。用于这些实验的样品制备是耗时的，并且因为低的人的工作效率(由于在执行重复的操作中引起的疲劳、厌倦等)而可能在成分数量的测量和/或体积、重量或其它与其有关的详情的记录等方面产生误差。成分自身的性质，例如，低粘性液体、中等和高粘性液体、触变性液体、粉末等，由于难于精确地分配它们，因此在分配这些成分的过程中可能增加这些人为误差或者产生其它可能的误差。 

特别地，粉末经常难于精确地并重复地分配，特别是当少量地且并行地被分配时。可能遇到的一些困难是：从样品架开始使粉末流动、最小化样品架中的粉末滞留，以及当分配多种样品时，同时发起这些样品分配。将大量粉末同时分配到流体中对保证样品历史记录与实际获得的一样是特别重要的。此外，将粉末分配到流体，特别是液体中，必须保证这些粉末与流体介质密切接触。对于很多粉末，如淀粉和水状胶质，大块与液体接触，从而趋于导致粉末聚成块状，并且大多数材料没有被液体浸湿。因此，通常有必要将粉末逐渐地添加到流体中。 

发明内容

本发明的目的是提供用于分配粉末样品的新的方法和装置。特别地，本发明的另一个目的是提供用于并行地分配粉末样品的新的方法和装置，其中前述的缺点中的一个或多个被减轻或消除。 

根据本发明的第一方面，一种并行地分配粉末样品的方法包括： 

a)提供至少两个粉末样品架(powder sample holder)，每个所述样品架具有直通的通道(through passage)，所述直通的通道具有第一孔和第二孔，粉末通过所述第一孔被引入所述通道，并且当被允许时，粉末通过所述第二孔从所述通道流出； 

b)将粉末样品引入到各自的样品架； 

c)将每个所述架的所述第二孔与各自的样品容器的孔对准；以及 

d)实质上同时地允许粉末流过所述第二孔，同时还在所述通道中搅动粉末样品，以帮助所述粉末从所述第二孔流到各自的容器中。 

优选地，该方法包括提供通常从第一孔向第二孔逐渐变小的样品架。 

优选地，该方法包括：在将粉末样品引入到所述样品架中之前，密封所述样品架的所述第二孔。在优选的实施方式中，该方法包括：在每个所述孔上拉伸弹性膜，并相对于各自的样品架保持所述膜以密封所述样品架的第二孔。在该实施方式中，该方法的步骤d)包括：对密封每个第二孔的所述膜打孔。 

优选地，该方法包括，在步骤d)中，控制粉末样品通过所述第二孔的分配速度。 

优选地，该方法包括，在粉末样品实质上已经流过所述第二孔之后，使正向的气体流(positive gas flow)通过所述第一孔，进入所述样品架中的每一个样品架，以冲洗通过其所述第二孔的任何剩余粉末。 

优选地，该方法包括，在步骤d)期间，在所述第二孔的外部引导正向的气体流，从而减少粉末在第二孔附近对样品架的外表面的粘附。 

根据本发明的第二方面，用于并行地分配粉末样品的装置包括至少两个用于容纳粉末样品的样品架、各自的流动控制设备和搅动器设备，每个所述样品架具有直通的通道，所述直通的通道具有第一孔和第二孔，粉末样品通过所述第一孔被引入所述通道，并且粉末样品通过所述第二孔从所述通道流出，所述流动控制设备用于控制粉末通过每个所述第二孔的流动，所述搅动器设备用于在其使用期间搅动每个所述样品架中的粉末样品。 

优选地，每个所述样品架的每个所述直通的通道通常从所述第一孔向所述第二孔逐渐变小。 

优选地，多于两个，更一般地，八个或二十四个样品架被提供。这些样品架可相互集成在一起，例如，具有逐渐变小的直通的通道的孔板(wellplate)。可选择地，并且更优选地，这些样品架为可位于孔板中的直通的通道中的单独的架。优选地，这些样品架被锁定在孔板中的所述直通的通道中，以保证它们肯定被保持在其中。 

优选地，界定其直通的通道的每个样品架的壁界定形状是圆锥形的体积。优选地，当每个样品架是单独的样品架时，其外壁的至少一部分是这样的结构，即优选地实质上圆柱形，以使它紧配合在孔板中的相应的直通的通道中。优选地，每个样品架的下部的部分具有这样的外部结构，即，实质上平行于界定其直通的通道的样品架的内部壁的形状。 

与每个样品架相关联的流动控制设备可为阀门机构，例如，光圈隔膜阀(iris valve)或者活盖类型的阀门，或者相对于样品架的第二孔滑动的滑盖(sliding closure)。更优选地，流动控制设备包括可打孔的膜(perforablefilm)，例如，金属箔，或者，更具体地，乳胶或类似材料的弹性膜，其被保持为与每个样品架夹紧以封闭其第二孔。分离的穿孔器可被提供，以给每个膜打孔以实质上同时地打开各自的孔，用于使粉末流过其中。可选择地，并且更优选地，如下面更详细地描述，搅动器设备与每个样品架相关联，每个搅动器设备可轴向地平行移动通过每个样品架的各自的通道，来给每个膜打孔以打开各自的孔，用于粉末流动。 

在一个实施方式中，搅动器设备可包括用于在使用期间物理地振动样品架和容纳在其中的粉末的设备。可选择地，搅动器设备可包括用于在使用期间振动样品架和容纳在其中的粉末的超声波发生器。 

更优选地，每个搅动器设备包括搅拌器机构，当样品架位于它们的分配位置时，这些搅拌器机构可相对于各自的样品架相互平行地移动。优选地，搅拌器机构被安装在通用支撑构件(common support member)上，通用支撑构件相对于样品架的分配位置的相互移动产生搅拌器机构相对于样品架的相互移动。搅拌器机构朝向样品架的移动将每个搅拌器机构实质 上同轴地插入样品架的各自通道中，穿过其所述的第一孔，并且如果其第二孔中的每一个都使用可打孔的膜而被密封，那么充分地通过所述第二孔以给所述膜打孔。 

每个搅拌器机构可包括不可弯曲或可弯曲的叶片、刷子、丝或者类似的被安装来用于围绕轴旋转的人工制品，在使用中，上述轴与各自的样品架中的通道的轴实质上同轴。优选地，每个搅拌器机构包括可弯曲的构件，当围绕所述轴旋转时，这些可弯曲的构件与各自的样品架的通道的壁接触以从其上扫去粉末。 

在优选的实施方式中，搅拌器机构包括至少一个弹簧丝，更优选地，包括两个弹簧丝，这些弹簧丝被安装在搅拌器机构的末端上，并从该末端轴向地延伸，并且实质上位于包括所述轴的平面中，以围绕所述轴旋转。优选地，该丝或者每个丝具有未拉紧的位置(unstrained position)，在未拉紧的位置中，丝的自由端距离所述轴的半径大于各自的样品架的通道的第一孔的半径。在使用中，该丝或每个丝被约束在拉紧的位置(strainedposition)，在拉紧的位置中，丝的自由端距离所述轴的半径小于样品架的通道的第一孔的半径，从而该丝被相对于样品架轴向地移动，并被插入其所述的通道中。一旦处于样品架的通道中，那么就从该丝解除约束，以允许该丝径向地向外朝其未拉紧的位置移动，并接触通道的壁。 

这些丝可由任何合宜的机构限制。例如，每个搅拌器机构可包括轴环(collar)，轴环被安装成用于相对于所述丝沿着所述各自的轴做相互移动，以啮合这些丝并迫使它们径向向内地朝向所述各自的轴，或者与这些丝脱离以允许它们返回到其未拉紧的位置。优选地，轴环的末端接触这些丝，每个轴环具有与这些丝啮合的内部刻槽的环状表面(internal chamferedannular surface)。 

在优选的实施方式中，约束机构包括一对平行的板，每个板具有与搅拌器机构的数量相对应的多个孔，优选地一般为菱形的孔，所述板被相对于所述搅拌器机构定位以使它们的平面垂直于所述搅拌器机构的轴，并且当所述板的所述孔相互对准时，所述孔的中心定位为与所述搅拌器机构的各自轴实质上共轴。所述板相对于彼此可在第一位置与第二位置之间移 动，在所述第一位置处，其中的孔相互对准，并且所述搅拌器机构的所述丝处于其未拉紧的位置，在所述第二位置处，其中的所述孔仅仅部分地相互对准，并且所述搅拌器机构的所述丝被约束限制在其拉紧的位置处。优选地，两个板可相对于搅拌器机构的轴对称地移动。这些板可被任何合宜的机构移动，例如，气动执行机构(pneumatic actuator)。优选地，这些板，在它们的第一位置中，也可在搅拌器机构的轴向上移动到远离其末端的位置处。 

优选地，搅拌器机构的旋转速度和/或搅拌器机构相对于所述样品架的位置的垂直的相互移动是可控的，以使来自所述样品架的所述粉末样品的分配速率可被控制。 

优选地，每个样品架的所述第二孔的尺寸也可根据考虑中的粉末样品的重量而被选择。因此，轻重量的粉末样品将与小直径的第二孔匹配，反之亦然。 

搅拌机构可由任何合宜的驱动机构转动，例如，电动机和带驱动的滑轮系统或者电动机和齿轮系统或者电动机、齿轮和带驱动的滑轮系统的结合。优选地，驱动机构被安装在通用支撑构件上用于搅拌器机构。 

优选地，通用支撑构件被安装在XYZ自动机械系统(XYZ robotsystem)上以相对于工作站自动地移动，在使用中，在该工作站上定位样品架或者容纳样品架的孔板。同样地，优选地，约束机构的板被安装在XYZ自动机械上，用于相对于搅拌器机构做轴向移动。 

优选地，该工作站也接纳样品容器孔板。尽管样品容器孔板可提供形成于其中的集成的样品容器，但是，优选地，它提供有孔以接纳样品容器，例如小瓶或类似的，通常是管状的组件，其具有孔或开口端，通过该孔或开口端，粉末或其它组分，不管是固态、液态或气态的，都可被引入到其中。在使用中，在将粉末分配到其中期间，优选地，小瓶的开口端与样品架或与容纳样品架的孔板的下表面处于密封的关系，小瓶的开口端与各自的样品架的第二孔对准。 

样品架孔板，或者可选择地，在使用中可插入在样品架孔板与小瓶之 间的分离的板可具有气体出口和/或入口，其与由小瓶和样品架孔板或分离的板形成的体积相连通，从而来自于入口或者来自于各自的样品架中的直通的通道的流入到所述体积中的气体可从所述体积中排出。 

这些入口可被用于将通常可为空气的气体向着(against)样品架的下端引导，以防止粉末粘附到样品架的末端，特别是当存在来自容纳在小瓶中的加热液体的蒸汽凝聚在所述下端的可能性时。 

在粉末样品将与气态的成分接触的应用中，这些入口和排气孔可被用于保证所述体积被气态成分冲刷，并且然后被闭合以保证所述体积包括气态成分。 

在优选的实施方式中，提供了这样的设备，其用于提供正向的气体流，通常是空气流，其在粉末分配最后经由其第一孔流入样品架中以冲刷残余在样品架的通道的壁上的任何粉末并通过其第二孔。优选地，气流通过上述气体出口排出。通常，气流可由至少一个气体支管(gas manifold)提供，该气体支管具有喷嘴以将气流导入样品架的每个第一孔中。每个喷嘴可设置有流动控制设备，例如，气动速度限制器，以控制空气流动进入各自的样品架的孔中。 

优选地，样品容器孔板可被冷却或被加热，例如，通常在5℃至100℃的范围内，尽管这可根据应用而被可变。 

粉末样品可被分配到不存在其它成分的小瓶中；可选择地，这些小瓶可包括其它固体、液体或气态成分。本发明的方法和装置在将粉末样品分配到容纳液体的小瓶中特别有用。在优选的实施方式中，在粉末在其中分配期间，使小瓶中的液体起漩涡。小瓶中的液体的漩涡可由任何合宜的方式实现。例如，在一些应用中，小瓶中的液体的扩散或接触漩涡是可能的，在这种情况中，使用磁性搅拌器的技术可与位于每个小瓶中的磁性跳蚤(magnetic flea)一同使用。然而，液体的非扩散或非接触漩涡是优选的。在该实施方式中，样品容器孔板被安装在如能够以摆动的方式移动它的装置上，以引起小瓶中的液体的漩涡。 

粉末样品可以任何合宜的方式被引入到一个或多个样品架中，这些方 式包括人工地或自动地，使用如可从Autodose S.A.得到的Powdernium的粉末给药传递装备(powder dose delivery equipment)，该装备能够给将指定重量的粉末传递到一个或多个样品架中。 

XYZ自动机械系统可被用于在粉末给药传递装备与分配站之间移动一个或多个样品架。一个或多个样品架可预先装配样品容器孔板。 

优选地，该装置的自动机械系统和自动粉末给药传递装备由计算机设备控制。优选地，该计算机设备被编程为包含成分库和样品组合物库。该计算机设备可操作以将粉末剂量传递到样品架中，并根据期望的样品组合物控制小瓶中液体的冷却/加热/漩涡。 

本发明也包括通过制备粉末样品并将这些样品分配到样品架中并且暂时地密封样品架以保持样品的状态并防止其污染来产生粉末样品库。本发明还包括这样的粉末样品，即，其包括至少两个容纳粉末样品的样品架，这些样品架被暂时地密封。 

将了解到，本发明的方法和装置可被用于产生用于多种化学系统的样品。例如，这些应用可为药用活性的分解；催化剂向反应系统的添加；需要受控的分解时的饮料和食品系统的制备，例如，巧克力饮料；和粉末成分将制备配方时的胶粘剂和建筑涂层。 

它特别适合的一个特别的应用是对淀粉和水状胶质的检查，其中在水中制备淀粉和水状胶质的样品是必要的，其被制备以使凝胶化、粘性、颜色、透明度和其它性质被研究。淀粉和水状胶质溶液的制备通常需要在搅拌的情况下将淀粉或水状胶质添加到水中以保证淀粉或水状胶质适当地散开。如果水被添加到淀粉或水状胶质粉末中，那么由于粉末趋于结成块状而通常不能实现良好的散开。此外，当是比较大量的淀粉、水状胶质和淀粉和水状胶质的混合物时，优选地，样品的实验历史记录与其实际上达到的是一致的。 

使用根据本发明的方法和装置，包括总量在2mg至1000mg范围的淀粉、乳化剂、密封剂、糖和面粉的粉末样品已经被成功地分配到小瓶中，剩余在样品架中的残余粉末量为小于目标量的5％，更具体地说，小于3％。 

附图说明

现在，将参考附图说明本发明，其中： 

图1是根据本发明的装置的示意性平面图； 

图2是该装置的部分的更详细的端视图； 

图3是用于限制图1和图2中示出的搅拌器机构的丝的两个开孔的板的示意图，在图的右侧两个板被表示为彼此对准，在图的左侧两个板被表示为没有彼此对准； 

图4是样品架的示意性端视图，其装配了胶乳膜以密封这些架的第二个孔； 

图5是示出了图4的样品架的示意性端视图，其与样品容器装配在一起； 

图6是根据本发明的通过样品架的示意性垂直横截面；以及 

图7是喷气式传送系统(air blast delivery system)的示意性平面图。 

具体实施方式

参照这些附图，示出了粉末分配装置10。根据同时处理八个样品来描述装置10。然而，将了解到，如果期望，较少的样品个数或者其他的、较多的样品个数，如二十四个，也可由该装置处理。 

装置10具有框架12，在该框架12上安装有自动的XYZ系统16的底板14，例如，可从Tecan Limited得到的。 

安装在框架12上，位于抗震支架18之上底板14之下的是轨道漩涡机构(orbital vortexing mechanism)20。标准的冷却器/加热器单元22被安装在漩涡机构20的顶部上，样品容器孔板24位于该冷却器/加热器单元22的顶部上，用于保持八个呈小瓶26的形式的样品容器。冷却器/加热器单元22装备有定位杆27，用于相对于其定位样品架孔板28，从而孔板28支撑的样品架30实质上以小瓶26为中心(在图2中，孔板28和样品架30仅仅被代表性地示出，而在图4至图6中被更详细地示出)。样品架孔板28具有八个直通的通道，各自的样品架30位于其中。直通的通道是圆柱 形的，并且被带螺纹的通道横穿，固定螺丝32在其中拧紧，从而样品架30可被相对于孔板24绝对地保持。 

每个样品架30本质上是管状的(特别地参照图6)，并且具有上部的实质上圆柱形的外壁部分34和下部的壁部分35，外壁部分34在孔板28中的各自的直通的通道中紧配合，壁部分35实质上平行于样品架30的内壁38。每个样品架30的内壁38界定了直通的通道36，由壁38界定的空间的体积是实质上截头圆锥形的，逐渐变小的方向是从样品架30的顶部到底部。粉末样品(未示出)可被通过第一、上部孔40被引入到样品架30中，并经由第二、下部的孔42被分配到小瓶中。 

来自于直通的通道36，通过样品架30的第二孔42的粉末的流动是由流动控制设备控制的。流动控制设备可为阀门机构(未示出)，或者，例如，可打孔的膜。可打孔的膜可为如通过开孔的夹板相对于第二孔42被保持的金属箔。在优选的实施方式中，可打孔的膜是相对于第二孔42被保持的弹性膜，例如，乳胶膜，如可从Physiomed得到的Theraband^TM。 

优选地，胶乳膜44通过被夹紧在样品架孔板28与下部的开孔的板46之间而被相对于样品架30保持(参见图4)。这可通过如下步骤实现：使用安装成在框架50上垂直移动的夹钳48，在拉力的作用下将胶乳膜44夹紧在其外围，和降低夹钳48以进一步在下部的板46上拉紧膜44(如虚线所示)，并使用框架50中的锁孔52将它们锁到适当的位置。然后，包含样品架30的样品架孔板28被相对于下部的板46定位并且被向下按，以使样品架30的下端通过板46中的孔，以在样品架30的所述下端上更进一步拉紧膜44来封闭其孔42。然后，膜44被限制在孔板28与下部的板46之间，并且翼形螺钉54被用于使孔板28固定到下部的板46上。然后，围绕孔板28的外围的多余膜44被剪掉。 

在给样品架30装上粉末样品之后，被装配的孔板28、样品架30和下部的板46与蒸汽控制板(vapour control plate)56一起被装配到孔板24的定位杆26上，并通过使用快速夹紧系统58被相对于其夹紧。夹紧系统58具有两对安装在漩涡机构20上的垂直的钢轴60(图5只示出了一对)和一对夹紧块62(图5只示出了一个)，每一个夹紧块都安装在一对轴60上。夹紧 块62通过锁定机构64被相对于这些轴保持。在装配的位置中，样品架30的下端实质上位于小瓶26的孔的中心。 

蒸汽控制板56具有对应于孔板28和下部的板46中的孔的实质上圆柱形的通孔(未示出)。贯穿板56的壁的是气体入口通道和气体出口通道对，每对通道通向板56中的各自的通孔。气体入口通道被定位，以使当板56被与孔板28、样品架30和下部的板46装配时，流入孔的气体被导向位于其中的样品架的下端。气体出口通道被用于将流入小瓶或在其中产生的任何气体排出。板52的下表面66通过如PTFE的弹性层(未示出)而处于与位于孔板24中的小瓶26的末端密封的状态。 

通过呈外壳70的形式的通用构件安装在自动机械系统(robot system)16上的用于旋转驱动传输系统71的是八个搅拌器机构68形式的搅动器(特别地，参见图2)。传输系统71由电的步进电动机72驱动，例如，来自Oriental Motors的Vecta CSK^TM 23A电动机。传输系统可为带和滑轮、齿轮系统或者如期望的话齿轮与带和滑轮系统的组合。搅拌器机构68被安装在传输系统70的输出驱动轴74上以绕着各自的垂直轴旋转。这些轴被定位，以使当搅动器被定位在孔板28上时，它们实质上与各自的样品架30的相应的直通通道36的轴共轴。 

优选的搅拌器机构68是可从Autodose S.A.得到的清扫器(sweeper)。这种搅拌器机构68具有两个安装在其末端上且从该末端处轴向延伸的正相反地相对的弹簧丝76，这些丝76实质上位于包含各自的轴的平面内。这些丝76具有未拉紧的位置(在78处被示出)，在未拉紧的位置，丝76的至少一部分的距离各自轴的半径大于样品架30的通道36的第一孔40的半径。在使用中，丝76被约束在拉紧的位置(在80处被示出)，在拉紧的位置，所有的丝76距离所述轴的半径小于样品架30的通道36的第一孔40的半径，从而搅拌器机构68与它们的丝76一起可相对于样品架30轴向地移动，并且使得丝76可被插入到样品架30的各自的通道36中。一旦处于样品架40的通道36中，该约束就从丝76处移除，以允许丝76朝向其未拉紧的位置78移动，并接触通道36的壁38。 

丝76可由任何合宜的机构约束。例如，该机构可包括轴环(未示出)， 该轴环安装成沿着所述轴相对于所述丝相互移动来啮合丝76并迫使它们径向向内地朝向所述轴，或者与这些丝分离以允许它们返回到其未拉紧的位置。优选地，接触这些丝的轴环的末端具有与这些丝啮合的内部刻槽的环状表面。 

在可选择的、优选的实施方式中，一对开孔的板82、84(参见图3)被安装在框架(未示出)上，该框架又通过气动执行机构(未示出)被安装在自动机械系统16上。板82、84被相互平行地安装，它们的平面垂直于搅拌器机构68的垂直轴，并且每个平面具有八个孔86、88，优选地是菱形的，这些孔以搅拌器机构68的垂直轴为中心。相互对准以使孔86、88相互较准(参见图3的右侧)的板82、84通过气动执行机构可在第一位置与第二位置之间垂直移动，在第一位置中，板82、84的平面与搅拌器机构68的主体相交，在第二位置中，板82、84的平面在丝76相对于它们的各自轴的最大比率(ratio)的点处与搅拌器机构68的丝76相交。在第二位置处，板82、84使用如气动执行机构(未示出)而可相对于框架移动，该移动垂直于搅拌器机构的垂直轴，但在彼此相反的方向上，移动相同的量，以使孔86、88移动到它们仅仅彼此部分地对准的位置(参见图3的左侧)，从而将丝76移动到它们的约束位置80处。 

安装在外壳70上的还有两个喷嘴杆90，每个喷嘴杆90被放置为平行于样品架30中的4个样品架，并且每个喷嘴杆90具有4个喷嘴92，每个喷嘴92用于每个相邻的样品架30。来自于通用支管(由箭头94所指示)的气体，通常是空气，经由各自的气动速度限制器96被馈送到喷嘴92，然后进入到样品架30中以提供进入架30中的正向的气体流。 

计算机(未示出)被用于控制自动机械系统16的操作。 

在使用中，样品容器孔板24充有八个小瓶26，液体或者这种可能需要的其它成分充满这些小瓶26。这些小瓶26可人工地制备，或者可选择地，在该计算机或优选地与第一计算机进行通信的分离的计算机的指导下通过使用自动给药装备(未示出)而被制备。如果期望的话，这些小瓶26可在每个成分的添加之间进行称重，以保证遵循了成分配方，并且已知并记录了实际的成分量。 

如上面结合图4所描述的，样品架孔板28被单独装配。然后，装配了孔板28的样品架30、样品架30和下部的板46中的每一个都充有粉末样品。样品架30的填充可人工地完成，但是更优选地，可使用自动给药机器(未示出)自动地完成，例如，使用来自Autodose S.A.的MTM2000^TM完成。优选地，每个样品架30的粉末样品的重量由计算机记录。 

孔板24与小瓶26一起被放置在ESS单元22上，而蒸汽控制板56被定位在孔板24的上方，在定位杆27上以支撑在小瓶的顶部。然后，孔板28、样本架30和下部的板46的装配体被定位在定位杆27上，以支撑在蒸汽控制板56上。然后，夹紧块62被滑落到使它们各自的轴60，以与翼形螺钉54啮合，并使用锁定机构64被锁定到适当的位置以将整个装配体夹紧在一起。 

然后，冷却器/加热器单元22由计算机操作，以将小瓶的容纳物的温度平衡在所需的水平处，并且如果期望的话，气体流可由样品架30的下端的区域引导并从样品架30的下端的区域中排除以减小流体凝聚在其上的可能性。然后，漩涡机构20由计算机操作以在小瓶中产生液体的漩涡。一旦实验的环境条件已经达到了，那么外壳70被降低以将搅拌器机构68插入到各自的样品架30中。然后，板82、84被移动为相互对准，以允许搅拌器机构68的丝76移动到它们的未拉紧位置78。然后，这些板被垂直地向上移动以使它们不接触丝76。在搅拌器机构的该位置处，如果多于一个粉末已经被加入到样品架30中，那么搅拌器机构68可被操作以对样品架30中的粉末样品施加混合作用。 

然后，搅拌器机构68被轴向地向更低的位置移动以激活其丝76，并给密封样品架30的第二孔42的胶乳膜打孔，胶乳膜从孔42处脱离(snapaway)。然后，搅拌器机构68轻轻地收回，并且被操作以搅拌粉末样品以使它们流过孔42进入到各自的小瓶26。来自样品架30的粉末样品的分配速度可通过控制丝76的转动速度和/或使搅拌器机构68相对于样品架的位置往复运动而被控制。当实质上所有粉末样品已经被传递到各自的小瓶时，短暂的气流被发起通过喷嘴92，进入每个样品架以冲刷任何剩余的粉末样品的颗粒。 

弹性膜44作为阀门机构的使用导致在不污染小瓶26的容纳物的情况下瞬间有效地打开孔42。尽管发现金属箔成为可替代的选择，但是可能偶然地导致小瓶的容纳物被由丝76撕开游离的箔片污染。 

一旦对小瓶26进行操作，例如，有关的冷却或加热条件已经满足，那么小瓶26可被移除以用于它们的容纳物的接下来的处理、检查、描述和/或分析。 

Claims (19)

1.一种并行地分配粉末样品材料的方法，包括：

a)提供至少两个粉末样品架(30)，每个所述样品架(30)具有直通的通道(36)，所述直通的通道具有第一孔(40)和第二孔(42)，粉末样品通过所述第一孔被引入所述通道(36)，并且当被允许时，粉末样品通过所述第二孔(42)从所述通道(36)流出；

b)将粉末样品引入到各自的样品架(30)；

c)将每个所述样品架(30)的所述第二孔(42)与各自的样品容器(26)的孔对准；以及

d)同时地允许粉末样品流过所述第二孔(42)，同时还在所述通道(36)中搅动粉末样品，以帮助粉末样品从所述第二孔流到各自的容器(26)中，

其中，所述方法还包括在每个所述第二孔(42)上拉伸弹性膜(44)，并相对于各自的样品架(30)保持所述弹性膜(44)以密封所述样品架的所述第二孔(42)；并且，在步骤d)中，给密封每个所述第二孔(42)的所述弹性膜(44)打孔。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：提供从第一孔(40)向第二孔(42)逐渐变小的样品架(30)。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其包括：在将粉末样品引入到所述样品架(30)中之前，密封所述样品架(30)的所述第二孔(42)。

4.根据前面的权利要求1或2所述的方法，包括：在步骤d)中，控制粉末样品通过所述第二孔(42)的分配速度。

5.根据前面的权利要求1或2所述的方法，包括：在粉末样品已经流过所述第二孔(42)之后，使正向的气体流通过所述第一孔(40)进入所述样品架(30)中的每一个样品架。

6.根据前面的权利要求1或2所述的方法，包括：在步骤d)期间，在所述第二孔(42)的外部引导正向的气体流。

7.一种用于并行地分配粉末样品的装置(10)，包括

至少两个用于容纳粉末样品的样品架(30)，每个所述样品架(30)具有直通的通道(36)，所述直通的通道(36)具有第一孔(40)和第二孔(42)，粉末样品通过所述第一孔(40)被引入所述通道(36)，并且粉末样品通过所述第二孔(42)从所述通道(36)流出，

流动控制设备，所述流动控制设备用于控制粉末样品通过每个所述第二孔(42)的流动，以及

搅动器设备，所述搅动器设备用于在其使用期间搅动每个所述样品架(30)中的粉末样品，

其中，用于所述样品架(30)的所述流动控制设备包括用于密封所述第二孔(42)的弹性膜(44)，

其中，所述搅动器设备包括用于给所述弹性膜(44)打孔的打孔器设备，并且所述搅动器设备被安装成轴向地移动通过所述通道(36)，从而所述弹性膜(44)可由所述打孔器设备打孔。

8.根据权利要求7所述的装置，其中每个样品架(30)的每个直通的通道(36)从所述第一孔(40)向所述第二孔(42)逐渐变小。

9.根据权利要求7所述的装置，包括多于两个的样品架(30)。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其中所述搅动器设备与界定所述通道(36)的壁(38)是可接触的。

11.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其中每个所述搅动器设备被安装在通用支撑构件上，所述通用支撑构件相对于所述样品架(30)的分配位置的相互移动产生所述搅动器设备相对于所述样品架(30)的同时的相互移动。

12.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其中所述搅动器设备包括搅拌器机构(68)，每个所述搅拌器机构包括被安装成围绕轴旋转的至少一个弹簧丝(76)，在使用中，所述轴与所述通道(36)的轴共轴，所述至少一个弹簧丝(76)被安装在包含所述轴的平面内。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述至少一个弹簧丝(76)具有未拉紧的位置(78)，在所述未拉紧的位置处，所述至少一个弹簧丝(76)的至少一部分距离所述通道的轴的半径大于所述样品架(30)的所述通道(36)的所述第一孔(40)的半径，并且其中所述用于并行地分配粉末样品的装置(10)进一步包括约束设备，所述约束设备在第一位置处将所述至少一个弹簧丝(76)约束在拉紧的位置(80)，在所述拉紧的位置(80)处，整个所述至少一个弹簧丝(76)定位为距离所述通道的轴的半径小于所述第一孔(40)的半径，并且所述约束设备在第二位置处不对所述至少一个弹簧丝(76)施加任何约束，从而允许所述至少一个弹簧丝(76)径向地向外朝所述至少一个弹簧丝的未拉紧的位置(78)移动。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述约束设备包括一对平行的板(82，84)，每个所述板(82，84)具有与搅拌器机构(68)的数量相对应的多个孔(86，88)，所述板(82，84)被相对于所述搅拌器机构(68)定位以使它们的平面垂直于所述搅拌器机构(68)的轴，并且当所述板(82，84)的所述孔(86，88)相互对准时，所述孔(86，88)的中心定位为与所述搅拌器机构(68)的各自轴共轴，所述板(82，84)相对于彼此可在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置处，所述板(82，84)相互对准并且所述搅拌器机构(68)的所述至少一个弹簧丝(76)处于其未拉紧的位置，在所述第二位置处，所述孔(86，88)仅仅部分地相互对准并且所述搅拌器机构(68)的所述至少一个弹簧丝(76)被约束限制在其拉紧的位置(80)处。

15.根据权利要求14所述的装置，其中两个板(82，84)都可相对于所述搅拌器机构(68)的所述轴对称地移动。

16.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，包括喷嘴设备(90)，气流可通过所述喷嘴设备经由所述第一孔(40)被引入每个样品架(30)中。

17.根据权利要求12所述的装置，其中所述搅拌器机构(68)的旋转速度和/或所述搅拌器机构(68)相对于所述样品架(30)的位置的垂直的相互移动是可控的，以使来自所述样品架(30)的粉末样品的分配速率可被控制。

18.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，包括气体入口设备，所述气体入口设备用于引导气流处于每个样品架(30)外的下部的壁(35)。

19.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，包括气体出口设备，所述气体出口设备用于将气体从每个样品架(30)外的下部的壁(35)的附近排出。

Images