CN102175880B - 多孔板取样高度调节器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及实验室设备和器材技术领域，为多孔板取样高度调节器，它在机体内的下部分设置由升降平台、升降齿轮、升降齿条、调整蜗杆、调整蜗轮和升降微调旋钮构成的升降机构，升降平台与主机侧板和后板一起在主机前板上方形成一个工作平台，升降微调旋钮设在机体下部的一侧；在升降平台的面上设有多孔板水平定位槽，其上载有多孔板；在两块主机侧板的内侧上部设有多档左右高度一致的多孔插板插槽，其内侧置有面上冲有矩阵孔的多孔插板；本发明的积极效果是：能手动控制、将单道或多道移液器准确定位于多孔板中的适当高度并准确定量移取微量液体、快速高通量处理批量样品；它体积小巧，搬动方便，无需电源；一般实验室都能配备和应用。

Description

多孔板取样高度调节器

技术领域

本发明涉及实验室设备和器材技术领域，具体地说，是一种多孔板取样高度调节器。

背景技术

随着科学技术的发展，高通量微型化的实验方法和技术手段成为当今理学和工学实验技术的发展趋势。在生命科学、食品、卫生、医学、化学、制药等领域，多孔板成为高通量微型化实验用主要耗材。越来越多的实验过程，如加液、取液、转移液体、合并液体等操作开始采用多孔板进行液体处理和微型化培养。这些实验过程处理的液体体积很小，往往只有数百微升或数十微升，有时甚至需要处理数微升的液体。目前，实现这些实验操作主要有两种方法：一种方式是使用单道或多道移液器经手工操作来完成，这也是采用的最普遍的方法。多道移液器具有使用方便、处理速度快且价格低廉的优点，因此在实验室中应用的相当普遍；但是，手工操作移液器存有一些不足，其主要是操作时取样的准确度难以保证。例如，利用多孔板进行固液分离或液液萃取时，常常需要采用单道或多道移液器从多孔板中定量转移微量液体，如从固液分离中取上层液体、从液液萃取中取上相或下相时，往往由于难以准确控制移液器枪头（tip头）插入液体的深度而出现吸空或插入不需要的固相层或液相层。这一点不同于传统的以三角瓶、试管等器材为实验用具的情况下的移液操作。在传统的实验方式下处理的液体体积往往比较大，有数毫升到数十毫升，不存在或很少存在联排操作（采用移液管一个样品一个样品地操作），玻璃容器壁透明，不存在遮挡视线等问题。但是，在以多孔板为实验器材的操作方式下，不仅处理的液体体积小，而且存在联排操作（采用多道移液器一次操作多个孔中的样品），容器壁为不透明或半透明的，即使容器壁是透明的，除前排以外其他各排孔也都被遮挡，因此，是无法判断和准确控制移液器枪头深入液位的位置的。

另一种方式是，借助自动化液体处理工作站来准确完成定量液体的移取操作。在一天之内要处理上万个到数十万个液体样品时，自动化装备是必不可少的。但是，自动化液体处理工作站往往价格昂贵，动辄上百万，而且还需要与其他自动化设备配套使用才能显示出高通量处理液体样品的优势。因此，从资金的投入上讲，一般实验室难以配备此类装备；从处理的液体样品量上讲，绝大多数实验室一次处理液体样品的数量往往在数百个到数千个之间，在这种情况下，自动化液体处理工作站对一般实验室而言就几乎没有什么优势了。此外，自动化液体处理工作站的不足至少还有：①其设备一般体大量重，安放的位置需要固定，相应的限制了其使用的灵活性；②其设有开机、程序自检、程序设定、调试和机器预热稳定等一系列固定动作程序，在处理数百个到数千个液体样品情况下，这一过程所花费的时间往往比移取液体所需时间还要长；③对操作人员有专门的要求，甚至需要有专人进行操作和维护。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种多孔板取样高度调节器，它能手动控制、将单道或多道移液器准确定位于多孔板中的适当高度并准确定量移取微量液体、快速高通量处理批量样品；此外，它应具有操作方便、使用灵活、无需专门维护、价格低廉的特点，使一般实验室都能配备和应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种多孔板取样高度调节器，其机体含有主机前板、主机侧板、主机后板和升降平台，主机前板为半高结构，其特征是，在机体内的下部分（前后板与左右侧板之间）设有升降机构，升降机构主要由升降平台、第一升降齿轮、第二升降齿轮、第一升降齿条、第二升降齿条、调整蜗杆、调整蜗轮和升降微调旋钮构成，升降平台设置在第一升降齿条和第二升降齿条的顶端，第一升降齿条和第二升降齿条与设置在调整蜗杆两端的第一升降齿轮和第二升降齿轮啮合，调整蜗杆与调整蜗轮啮合，调整蜗轮的外端连接升降微调旋钮，升降微调旋钮设置在机体下部的一侧；在升降平台的面上设有多孔板水平定位槽；在多孔板水平定位槽上载有多孔板；在两块主机侧板的内侧上部设有2～5档左右高度一致的多孔插板插槽；在多孔插板插槽内插置有多孔插板。

所述的升降平台能升高到近最高一档的多孔插板插槽4的位置，升降平台降到最低位置时与主机前板1的最高端相近，在升降平台朝主机前板1的一面设有遮板，升降平台与两块主机侧板和主机后板一起在主机前板的上方形成一个工作平台

所述的多孔插板为活动插板，其前端设有多孔插板拉手，其面上冲有矩阵方式排列的矩阵孔。

所述矩阵孔的数量或是384孔、或是96孔、或是48孔、或是24孔、或是12孔、或是6孔。

所述矩阵孔的排列方式和中心间距与所述多孔板上孔的排列方式和中心间距对应。

所述矩阵孔的中心间距与多道移液器枪头之间的间距一致，矩阵孔的孔径与移液器枪头的外径尺寸相匹配。

所述的升降微调旋钮设置在机体下方的右侧。

所述的升降微调旋钮设置在机体下方的左侧，以适应左撇子的人员使用。

本发明多孔板取样高度调节器的使用方式为：

将多孔板取样高度调节器在实验室放置平稳，调节升降微调旋钮，将升降平台降到最低位置；将被取样的多孔板放入升降平台上的定位槽中并推到底，靠住主机后板；根据估计的取样高度，将多孔插板插入相应档位的多孔插板插槽中，或根据移液器枪头（tip头）的长度、多孔板高度、微孔直径、微孔内液体体积等参数事先计算好多孔插板插入的档位；将装好（移液器）枪头的单道或多道移液器自上而下插入多孔插板上对应的矩阵孔内；若有需要，可通过升降平台和其上的定位槽调整多孔板的位置，使移液器枪头对准多孔板上相应的孔位；调节升降微调旋钮，上升或下降升降平台，直到移液器枪头插入液体所需的深度为止。由于使用了调整蜗杆与调整蜗轮的结构，升降平台具有了一定的自锁定功能。

如果调节升降微调旋钮仍达不到所需的高度，则可改变多孔插板插入多孔插板插槽的档位，再用升降微调旋钮进行调试。

本发明多孔板取样高度调节器的积极效果是：

（1）高度调节机构具有粗调和细调功能：粗调功能通过调节多孔插板插入不同高度的插槽来实现，细调功能通过调节升降微调旋钮来完成，此外，升降平台具有自锁功能，调节好的高度不会受自身和载物的重量原因而改变；

（2）调节速度快，不需多次反复调节，节省时间，在实验样品数量较少时，这种优势尤为明显；

（3）体积小巧，可方便搬动，无需电源，其使用不受实验空间和位置的限制；

（4）既适用于单道移液器，也适用于各种常用的多道移液器取液，凡是96孔板的各种常用单道或多道移液器都可使用；

（5）不仅适用于从96孔多孔板（短边孔数×长边孔数=8×12）中取液，还适用于从48孔多孔板（短边孔数×长边孔数=8×6）和24孔多孔板（短边孔数×长边孔数=4×6）中取液；

（6）制造成本低，使用方便，解决了大多数实验室在无法配置自动化液体处理工作站的情况下同样可以使用多孔板开展实验工作的需要。

附图说明

附图1为本发明多孔板取样高度调节器的结构示意图；

附图2 为本发明多孔板取样高度调节器的正视图；

附图3 为本发明多孔板取样高度调节器的俯视图；

附图4 为本发明多孔板取样高度调节器升降机构的设置位置示意图；

附图5 为图4的升降机构的结构示意图。

图中的标号分别为：

1、主机前板；           2、升降平台；          3、多孔板；

4、多孔插板插槽；       5、多孔插板拉手；      6、多孔插板；

7、主机侧板；           8、主机后板；          9、矩阵孔；

10、升降微调旋钮；    1101、第一升降齿轮；   1102、第二升降齿轮；

1201、第一升降齿条；  1202、第二升降齿条；     13、调整蜗杆；

14、调整蜗轮。

具体实施方式

以下结合附图给出本发明多孔板取样高度调节器的具体实施方式，但是应该指出，本发明的实施不限于以下的实施方式。

参见附图1和2。一种多孔板取样高度调节器，其机体由主机前板1、两块主机侧板7和主机后板8构成，主机前板1为半高结构，在主机前板1的上方形成一个工作平台。机体可用金属或木料或塑料制作，其大小可设计为高245mm×宽115mm×厚168mm。

在机体内的下部分（即前后板与左右侧板之间）设置升降机构（参见附图4）。升降机构主要由升降平台2、第一升降齿轮1101、第二升降齿轮1102、第一升降齿条1201、第二升降齿条1202、调整蜗杆13、调整蜗轮14和升降微调旋钮10构成。升降平台2设置在第一升降齿条1201和第二升降齿条1202的顶端，第一升降齿条1201和第二升降齿条1202与设置在调整蜗杆13两端的第一升降齿轮1101和第二升降齿轮1102啮合，调整蜗杆13（在杆的中间）与调整蜗轮14啮合（参见附图5），调整蜗轮14的外端连接升降微调旋钮10，因此，拨动升降微调旋钮10就能引起升降平台2的变动。为使用方便，一般将升降微调旋钮10设置在机体下部的右侧（如照顾左撇子的人员使用，可将升降微调旋钮10设置在机体下部的左侧，将升降机构的连接和啮合作相应的调整）。

升降平台2与两块主机侧板7和主机后板8一起在主机前板1的上方形成一个工作平台：升降平台2一直可升高到近最高一档的多孔插板插槽4的位置，升降平台2降到最低位置时与主机前板1的最高端几乎一致。在升降平台朝主机前板1的一面贴着主机前板1设置一块遮板，遮板的高度与主机前板1的高度近似，这样，当升降平台2升高时，遮板就遮住了升降平台2与主机前板1最高端之间的缝隙，除对机体内的升降机构有一定的防护作用以外，工作平台也会比较美观。由于采用了调整蜗杆与调整蜗轮结构，因此，升降平台2具有了一定的自锁定功能。

在升降平台2的面上设置多孔板水平定位槽，在多孔板水平定位槽上搁置多孔板3，这里所述的多孔板3包括厚薄不同多种形式的多孔板3；通过水平定位槽可实现多孔板3与多孔插板6上相对位置的孔在垂直方向上一一对应，从而使定位移液器能准确地插入多孔板3上的孔中。

在两块主机侧板7的内侧上部设有2～5档左右高度一致的多孔插板插槽4，多孔插板插槽4可为主机侧板7内侧的开槽，可为主机侧板7内侧面上用条形结构做成的槽形结构。在多孔插板插槽4内设置厚度略小于多孔插板插槽4厚度的多孔插板6。所述的多孔插板6为可在多孔插板插槽4内活动的插板，其前端设有多孔插板拉手5，其面上冲有矩阵方式排列的矩阵孔9（参见附图3）。所述矩阵孔9的数量或是384孔、或是96孔、或是48孔、或是24孔、或是12孔、或是6孔；所述矩阵孔9的排列方式和中心间距与所述多孔板3上孔的排列方式和中心间距对应；所述矩阵孔9的中心间距与多道移液器枪头之间的间距一致，矩阵孔9的孔径与移液器枪头的外径尺寸相匹配。

以下提供本发明多孔板取样高度调节器的2个应用实施例：

应用实施例 1  多孔板离心后微量试样取样操作

采用96孔板（或其他孔板）以液体方式培养微生物时，常常需要对培养结束后的多孔板进行离心操作，实现固液分离，形成下层细胞沉淀和上层发酵上清液，需从每个孔中定量移取少量上清液用于各种参数分析检测。应用实施例 1的具体过程如下：

微生物：毕赤酵母(Pichia pastoris)；

生长培养基：BMGY培养基：聚蛋白胨20 g/L，酵母提取物（Yeast Extract，YE）10 g/L，YNB13.4 g/L，甘油（glycerol）20 g/L，500×生物素（500×Biotin）2 ml/L, pH6.0磷酸buffer100ml/L；

培养和固液分离方法：将甘油管保存的菌种接种至BMGY培养基中，用8道移液器分装于96孔深孔板中，每孔500ul，30℃，220rpm，培养24h，3000rpm离心10min；

采用本发明的多孔板取样高度调节器进行多孔板离心后微量试样的取样操作：

将离心后的96孔板置于本发明多孔板取样高度调节器的升降平台2上的定位槽中，并推到底靠住主机后板8；

根据估计的取样高度，将96孔多孔插板6插入适当档位的多孔插板插槽4中；将装好枪头的8道移液器自上而下插入96孔多孔插板6上对应的矩阵孔9的第一排孔内（若需要，可调整多孔板3的位置，使移液器的枪头对准多孔板上相应的孔位）；

调节升降微调旋钮10，上升或下降升降平台2，直到移液器枪头插入液体适当深度为止（根据离心后上清液体积而定，本实验中离心后上清液约350ul，而后续实验需要100ul上清液，所以，将枪头插入上清液的中部即可，这样，即可保证枪头底部与细胞沉淀有足够的距离，不至于枪头碰及细胞沉淀，又能保证吸取时液位下降但不至于露出枪头底部而发生吸空现象）；

调节8道移液器的取液体积为100ul，从第一排孔中吸取100ul上清液，转移到另外一块96孔样品处理板中，退下用过的枪头，将干净的枪头重新安装于8道移液器上，插入到96孔插板6上的第二排孔中，从升降平台2上的96孔多孔板3的第二排孔中吸取100ul上清液转移到96孔样品处理板的第二排孔中；以此类推，将离心后的96孔多孔板3中每个孔中上清液分别定量转移100ul到96孔样品处理板中，在整个操作过程中，没有出现枪头插入到下层细胞沉淀中或枪头吸空的现象，操作是准确、方便和可控的。

应用实施例2  多孔板萃取后分别定量转移微量上相和下相液体的操作

样品和溶液：红霉素发酵液、0.35%碳酸钾、醋酸丁脂、0.1 mol/L盐酸、8 mol/L硫酸、分子筛、恒温水浴锅、酶标仪；

移液操作和红霉素化学效价测定过程： 吸取稀释好的发酵液70 μl于每孔装有280 μl 0.35%碳酸钾溶液的96孔深孔板中，摇匀后加入醋酸丁脂350 μl，振摇30 s，将96孔多孔板3置于本发明装置的升降平台2上，静置分层；

采用本发明多孔板取样高度调节器对静置分层的多孔板3进行微量试样的取样操作：

根据设定96孔多孔插板6插入的档位，通过升降微调旋钮10将升降平台2调节到适当高度；

用8通道或12通道移液器逐排依次吸取多孔板3内的上层液150 μl，转移到另外一个96孔样品处理板（第2块板）中，每孔分别加入适量分子筛（粒径为2～3mm），振摇脱水至透明为准；

采用8道或12道移液器分别从第2块样品处理板的每孔中移取脱水上层液100 μl置于另一96孔样品处理板（第3块板）中，准确加入0.1 mol/L盐酸200 μl，振摇30 s，静置分层；

同上操作，用8道或12道移液器分别从第3块样品处理板的每孔中吸取下层液100 μl置于另一96孔样品处理板（第4块板）中，加入8 mol/L硫酸100 μl，摇匀，于50℃水浴中保温30分钟，选择波长接近483 nm的滤光片（490 nm），利用酶标仪比色测定，读其吸收度，计算出发酵液中红霉素效价。

在应用实施例中，本发明的多孔板取样高度调节器设置灵活，操作方便，没有出现枪头插入到不需要的上层或下层溶液中或枪头吸空等现象，操作是准确、方便和可控的。

Claims (8)

1.一种多孔板取样高度调节器，其机体含有主机前板（1）、主机侧板（7）、主机后板（8）和升降平台（2），主机前板（1）为半高结构，其特征在于，在机体内的下部分设有升降机构，升降机构主要由升降平台（2）、第一升降齿轮（1101）、第二升降齿轮（1102）、第一升降齿条（1201）、第二升降齿条（1202）、调整蜗杆（13）、调整蜗轮（14）和升降微调旋钮（10）构成，升降平台（2）设置在第一升降齿条（1201）和第二升降齿条（1202）的顶端，第一升降齿条（1201）和第二升降齿条（1202）与设置在调整蜗杆（13）两端的第一升降齿轮（1101）和第二升降齿轮（1102）啮合，调整蜗杆（13）与调整蜗轮（14）啮合，调整蜗轮（14）的外端连接升降微调旋钮（10），升降微调旋钮（10）设置在机体下部的一侧；在升降平台（2）的面上设有多孔板水平定位槽；在多孔板水平定位槽上载有多孔板（3）；在两块主机侧板（7）的内侧上部设有2～5档左右高度一致的多孔插板插槽（4）；在多孔插板插槽（4）内插置有多孔插板（6）。

2.根据权利要求1所述的多孔板取样高度调节器，其特征在于，所述的升降平台（2）能升高到近最高一档的多孔插板插槽（4）的位置，升降平台（2）降到最低位置时与主机前板（1）的最高端相近，在升降平台（2）朝主机前板（1）的一面设有遮板，升降平台（2）与两块主机侧板（7）和主机后板（8）一起在主机前板（1）的上方形成一个工作平台。

3.根据权利要求1或2所述的多孔板取样高度调节器，其特征在于，所述的多孔插板（6）为活动插板，其前端设有多孔插板拉手（5），其面上冲有矩阵方式排列的矩阵孔（9）。

4.根据权利要求 3 所述的多孔板取样高度调节器，其特征在于，所述矩阵孔（9）的数量或是384孔、或是96孔、或是48孔、或是24孔、或是12孔、或是6孔。

5.根据权利要求4所述的多孔板取样高度调节器，其特征在于，所述矩阵孔（9）的排列方式和中心间距与所述多孔板（3）上孔的排列方式和中心间距对应。

6.根据权利要求4所述的多孔板取样高度调节器，其特征在于，所述矩阵孔（9）的中心间距与多道移液器枪头之间的间距一致，矩阵孔（9）的孔径与移液器枪头的外径尺寸相匹配。

7.根据权利要求1或2所述的多孔板取样高度调节器，其特征在于，所述的升降微调旋钮（10）设置在机体下方的右侧。

8.根据权利要求1或2所述的多孔板取样高度调节器，其特征在于，所述的升降微调旋钮（10）设置在机体下方的左侧，以适应左撇子的人员使用。

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