CN104136125A - 检测活塞经过预定位置的通过的取样移液管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手动驱动的取样移液管，所述取样移液管包括活塞，所述活塞被设计为经受分配运动并且随后经受排空运动，在所述分配运动期间，第一弹性复位构件被加载，在所述排空运动期间，第二弹性复位构件被加载；并且所述取样移液管包括电子装置(40)，所述电子装置将接收开关信号，所述开关信号通知活塞沿其分配距离或其排空距离经过预定位置的通过，所述弹性构件在所述位置具有预定变形。所述移液管还包括将所述信号输出给所述电子装置的开关(32)。此外，弹性支撑件(30)在由操作者施加的轴向压力的作用下能够变形，并且所述移液管被设计为使得：当所述轴向压力的强度大于将所述弹性构件带至其预定的应变水平的强度时，产生引起开关的所述支撑件的变形。

Description

检测活塞经过预定位置的通过的取样移液管

技术领域

本发明通常涉及被设计用于在容器或类似装置中对液体进行取样和分配的取样移液管(pipettes)(还被称为实验室移液管或液体传输移液管)的领域。

本发明有关的移液管是手动驱动的移液管。这些移液管被设计为在液体取样和分配操作期间由操作者保持在一只手中，这些操作通过移动控制按钮来完成，通过在该按钮上施加轴向驱动压力而移动所述控制按钮。

更具体地，本发明涉及用于检测活塞沿其分配运动或其排空运动经过预定位置的移液管构件。

背景技术

能够检测活塞经过预定位置的通过在许多方面是有用的。例如，它可以被用于验证如在文件WO01/76749中讨论的单个移液管产生的移液操作的数量的计数。该文件公开了以下原理：当活塞已经到达其行进停止时，信号被发射，以便计数的目的。

这通过提供包括滑动的移动活塞载有的触头118的开关来完成。在操作中，这些触头被移动的长度等于活塞运动的总长度，在活塞运动结束时，触头118将通过固定到移液管体上的电桥而开关。

因此，触头118所需的长的行进距离具体地由于必须存在电线120而使得难以安装触头118，电线120必须总够地长，以容许固定的微处理器84和触头118的低点之间的运动。这还带来了故障的风险，因为存在电线120能够在移液管活塞的移位期间被卡住的风险。

应当注意的是，活塞经过预定位置的检测可具有除了对移液周期进行计数以外的其它应用。其它应用示例在下文描述。然而在现有的方案中，无论选择了哪种应用，用于检测经过预定位置的活塞的构件能够一直被完善。

发明内容

因此，本发明的目的在于至少部分地克服上述的与根据现有技术的实施例有关的缺点。

为此，本发明的目的在于一种手动驱动的取样移液管，所述取样移液管包括控制杆，所述控制杆的下端控制容纳在移液管的吸入腔中并且在所述吸入腔中自由滑动的活塞的移位，所述控制杆的顶端设置有控制按钮，所述控制按钮将通过操作者的轴向驱动压力而被移动，使得所述活塞经受分配运动并且随后经受排空运动，在所述分配运动期间，第一弹性复位构件被加载，在所述排空运动期间，第二弹性复位装置被加载，该移液管包括电子装置，所述电子装置将接收，所述开关信号通知活塞沿其分配距离或其排空距离经过预定位置的通过(passage)，该第一弹性复位构件和/或第二弹性复位构件在该位置具有预定变形，所述移液管还包括开关，当由开关控制构件驱动时，所述开关将该开关信号输出到该电子装置。

根据本发明，该控制构件包括固定到弹性支撑件上的移动驱动装置，所述弹性支撑件能够在由操作者施加到所述控制按钮上的该轴向驱动压力的作用下弹性地变形，该移液管被设计为使得：仅在该轴向压力的强度大于或等于将该第一弹性构件和/或第二弹性构件带至其预定的应变水平的强度时，产生将所述移动装置从失活位置带至驱动位置的所述支撑件的弹性变形。

本发明的原理基于所述第一复位构件和第二复位构件与所述可变形的弹性支撑件的刚度之间的合理的相关性的产生。所述可变形的弹性支撑件被设计为使得：仅当施加到其上的轴向压力足够高使得其已经使所述第一弹性复位构件和/或所述第二弹性复位构件首先产生了变形以使得移液管活塞已经到达移液管活塞的必须被检测的预定位置时，所述可变形的弹性支撑件能够变形和开始开关。

因此，本发明具有以下优点：活塞行程长度和所述开关的固定触头和移动触头之间的相对位移的长度不再相同。结果是更可靠、更易于安装并且故障的风险更小。

如下文将描述的，上述的检测构件的一些或全部优选地被集成到所述控制按钮中。易于将所述检测构件安装到控制按钮中，并且该方案使得在无需过分改变初始设计的情况下易于将本发明应用到所有现存的移液管上。然而，所述系统可以在别处或者在其它时候的位置中被安装在所述移液管中，优选地，所述系统可以至少部分地被安装在所述控制按钮中。例如，所述开关和其控制按钮可以位于所述控制杆的底端和所述活塞之间。

存在数个可能用于本发明的应用，例如对移液管周期的数量进行计数，该数量可能被存储在存储器中和/或被显示在所述移液管上，而且可在检测所述活塞经过预定位置之后指定任何操作或发送信号，所述信号将由设计用于与所述移液管远程通信的任何装置接收。关于这一点，可以设想不超出本发明的范围的无线连接类型。

所述活塞的预定位置根据所需的应用而被选择。因此，所述预定位置可以在所述分配运动的开始和所述排空运动的结束(包括该排空运动的低点)之间的任何位置处被选择。

优选地，该弹性支撑件被设计为当其将所述移动装置从所述失活位置带至所述驱动位置时突然地变形。

优选地，该弹性支撑件是穹顶形状的，所述穹顶的空心部分面对所述移液管的底部。因此，随着所述穹顶变形而导致开关，所述穹顶的凹入部分的定向被反向(优选地，如上述突然地反向)。

优选地，该弹性支撑件被集成到该控制按钮中并且形成了所述按钮的的操作者在移液操作期间直接地将轴向驱动压力施加到其上的部分。换句话说，该弹性支撑件形成了所述塞子的外壳的上部分，但是替代性地，如果弹性支撑件被另一元件(例如，封闭所述按钮的上部分的弹性膜)覆盖，所述轴向压力仅能够间接地被应用到所述弹性支撑件上。

优选地，固定到所述弹性支撑件上的该移动装置为销。替代性地，该移动装置为所述穹顶的中心部分。

优选地，该第一弹性复位构件和该第二弹性复位构件为压缩弹簧(如通常用于现有的手动驱动的移液管的情况)。

如上所述，以下元件的至少一些和优选地这些元件的全部都被集成到所述控制按钮中：

-该电子装置；

-该开关；

-该控制构件；以及

-通到所述电子装置上的电源。

优选地，该电子装置包括微处理器或类似物并且优选地还包括发射器。

这意味着，所述电子装置可以被设计为执行以下动作中的至少一个动作：

-存储由该开关输出的开关信号的数量以及可能的与这些开关信号有关的数据(例如，日期、时间等)。该存储被设置为基本用于对由移液管完成的移液周期的数量进行计数。

-控制通过该开关进行的开关信号输出随后的动作，例如测量例如压力、温度、取样液体的质量等的物理数据。

-在该开关已经输出开关信号之后控制设置在移液管上的屏幕上的显示的变化。例如，所述显示可指示自最后重新设置以后的移液操作的数量。

-在所述开关已经输出开关信号之后使用发射器，以通过无线电线路将输送信号发送到位于距所述移液管有一定距离处的接收器。在该情况下，所述接收器可以是安装在能够与所述移液管远程通信的任何类型的装置(例如，照明装置)，以帮助支撑在该照明装置上的至少一个微量滴定板的加样孔中分配液体。

优选地，所述活塞的预定位置对应于所述分配运动和所述排空运动之间的过渡位置或靠近该过渡位置的位置。尽管其它位置可以被设想，但是在液体已经完全分配的目标待检测时，所述过渡位置是特别适合的。

本发明的另一目的在于一种系统，包括与上述类似的取样移液管和帮助在至少一个滴定装置的加样孔中分配液体的照明装置的，所述滴定装置被设计为支撑在所述照明装置上，该照明装置被设计为响应于由移液管的该电子装置通过无线电线路发送的输送信号而相继地(successively)对该加样孔进行照明。在该情况下，所述无线电线路可以采用本领域技术人员已知的任何类型，例如无线电射频、光学等。

最后，本发明的另一目的为以上描述的集成本发明的手动驱动的控制按钮。因此，该按钮将被固定到所述移液管的控制杆的顶端，所述控制杆的底端将控制移液管活塞的移位，该控制按钮具有顶面，想要执行随后有所述活塞的排空运动的分配运动的操作者能够将轴向驱动压力施加到所述顶面上。

根据本发明，该按钮包括电子装置和开关，当由同样集成到所述按钮中的开关控制构件驱动时，所述开关将开关信号输出到该电子装置上，该控制构件包括固定到弹性支撑件上的移动驱动装置，所述弹性支撑件在由操作者施加到所述控制按钮上的该轴向驱动压力的作用下能够弹性地变形，该按钮被设计为使得将所述移动装置从失活位置带至驱动位置的该支撑件的弹性变形仅在施加到该顶面上的该轴向压力的强度大于预定强度时被引起。

在不超出本发明的范围的情况下，上述的所有可选的特征可以被包含在该控制按钮中。例如，所述按钮还集成了用于所述电子装置的电源。

在阅读了下文给出的详细的非限制性说明之后，本发明的其它优点和特征将变得清楚。

附图说明

本说明将参考附图来给出，在附图中：

-图1示出了根据本发明的手动驱动的取样移液管处于由操作者驱动时的透视图；

-图2-4分别示出了前一图中的移液管按钮、移液管按钮的中心部分和移液管按钮的底部部分；

-图5-7示出了在移液操作期间采用的不同构造中的移液管；

-图8为示出了对输出输送信号必要的不同的移液管部件以及将被安装在所述移液管的远程的装置上以接收输送信号的不同部件的图；以及

-图9示出了一系统，所述系统包括取样移液管和照明装置，以帮助在被设计为支撑在照明装置上的至少一个微量滴定板的加样孔中分配液体。

具体实施方式

图1示出了保持在操作者的手2中的手动驱动的取样移液管1，操作者使用他的拇指4来驱动移液管，以分配先前排出的液体。

更确切地，移液管1包括形成移液管的上部主体的手柄6，控制杆10从手柄伸出，控制杆10在其位于移液位置中的顶端处具有控制按钮12，操作者将用他的拇指按压在控制按钮12的顶部部分上。应注意，显示屏(未示出)可以被设置在手柄6上。

在手柄6的下方，移液管1包括可移除的下部部分14，下部部分14在底部附近由锥体支撑端件16终止，耗材18(还被称为取样锥体)安装到锥体支撑端件16上。在移液之后，锥体可以按照已知的方式由排出器20机械地排出，用于排出器的驱动按钮22还在手柄的靠近控制按钮12的顶部上伸出。

图2示出了控制按钮12的细节。

控制按钮包括外壳，外壳的侧壁24为具有随与移液管的纵向轴线26相应的轴线旋转的形状。应注意，下文将描述的移液管的所有元件都以该相同的轴线26为中心。在侧壁24的底端处，侧壁24被固定到控制杆10上，而侧壁24的顶端支撑顶部部分30，顶部部分30的形状如同封闭塞子12的穹顶。

更确切地，穹顶30的空心部分向下面对并且因此具有向上面对的凸面，操作者在移液期间将用他的拇指对凸面施加压力。换句话说，穹顶30形成了按钮的一部分，操作者在移液操作期间直接地将轴向驱动压力施加在所述部分上。

如将在下文详细描述的，穹顶30形成了用于当移液管活塞经过预定位置时进行检测的装置的整体部分。在所示实施例中，所有上述的构件被集成到塞子12中，因此以形成塞子的顶端并且形成开关32的控制构件的整体部分的穹顶30开始。

控制构件还包括移动的驱动装置34，驱动装置34采用以轴线26为中心的销的形式并且沿该轴线的方向延伸。销34被固定到穹顶30上，如图2所示，穹顶30将销34支撑在内侧上。这两个元件30、34可以由单件制成，优选地，这两个元件30、34可以由适当的弹性聚合物材料预制，适当的弹性聚合物材料例如为自然橡胶或合成橡胶或例如硅橡胶、聚氨酯的热塑性弹性体等。

如下文将描述的，形成销状支撑件34的穹顶30的弹性/柔性性质是至关重要的，因为其变形将能够驱动开关32。

开关32位于销34的下方，并且开关32包括固定的电触头36和盘状的可变形的电触头38，固定的电触头36由电子装置40支撑，可变形的电触头38被布置为与销34接触并且位于销34的下方。图2中示出的该销处于不会引起任何开关的失活位置。

全局地包括微处理器和收发器的电子装置40由位于装置的下方的电池42供电，电池42总是在外壁24的内侧上并且贴近控制杆的顶端的上方。

图3示出了移液管的包括手柄6的一部分和底部部分14的一部分的中心部分。采用的设计是传统的且为本领域技术人员所知，并且因此将仅被简略地描述。

在顶部附近，控制杆10的底部部分被用于调节待取样的本身已知的容积的装置包围。该底端与充当固定到活塞50的顶端上的基座的部分46接触，活塞50的底端被容纳在于图4中示出的与取样锥体18的内部连通的吸入腔52的内部。

沿轴线26的方向在吸入腔中自由地滑动的活塞50由第一压缩弹簧54被保持在高位，第一压缩弹簧54的顶端被支撑在基座46的肩部上并且第一压缩弹簧54的底端被支承在另一基座56的肩部上，基座56被布置为接近手柄6和底部部分14之间的接合点。基座56被固定到手柄的固定壳58并且还被固定到底部部分14的固定壳60上。第一弹簧54通常被称为液体分配弹簧。

基座56具有活塞50能够通过的孔口62。该基座56上有向下面对的止挡平移的环68的肩部，环68由第二压缩弹簧70保持在其高位，第二压缩弹簧70的底端支承在壳60的底部中。第二弹簧70通常被称为排空弹簧。第二弹簧的刚度高于分配弹簧54的刚度。

上述的检测构件被设计为在活塞经过分配运动位置的端部时进行检测，换句话说，上述的检测构件被设计为在两个运动距离之间过渡的时候进行检测，上述的检测构件被设计为刚好在第二弹簧70开始变形之前进行检测。为此，穹顶30的刚度根据弹簧54、70的刚度而改变，使得穹顶仅在分配运动结束时变形，以便驱动开关，以输出开关信号。

因此，在分配操作期间，将手柄6保持在他的手中的操作者通过使用他的拇指而在按钮上施加轴向驱动压力。这使控制杆10向下移位，这由于控制杆10支承在基座46上而通过控制杆10携带活塞进行移位。在分配运动开始时，第一弹簧54是负载并且压缩的，但是由拇指施加到按钮12上的压力不足以使穹顶30变形。因此，电子装置在该阶段不会记录任何数据，因为开关还未被驱动。

另一方面，当第一弹簧54到达促使活塞50处于其如图5中示出的分配运动的端部的预定变形水平时，移液管被设计为使得穹顶30对由操作者施加的如图6中示出的轴向压力响应而突然同时变形。

如图6所示，穹顶30的导致针对操作者的触觉的突然变形使销34向下朝其驱动位置移动。穹顶30的突然变形引起其空心凸面反向，凸面于是向上面对。随着销34移动，销导致具有可忽略的机械耐抗性的壳38的变形，使得壳38与开关的固定触头36接触地支承，因此产生了发送给电子装置40的开关信号。

以供参考，本发明可被布置为使得：电触头一超过给定的持续时间(例如，300微秒)，开关信号就被输出。

操作者于是继续增大按钮上的压力，以完成导致第二弹簧70压缩的排空运动，直到活塞到达图7中示出的低点处为止。应注意，贯穿该排空运动，第一弹簧继续被逐步地加压。第二弹簧70的压缩由套筒产生，套筒向下拉长基座46并且经过孔口62，套路压在基座68上。

一旦移液操作完成，操作者释放压力，这导致不同元件沿与所述的顺序相反的顺序被相继地放松。

当开关信号被输出到电子装置40上时，与上述的动作类似的数个动作可以被产生。这些动作之间的优选的动作中的一个动作为通过无线电线路和通过发射器将传输信号传输到移液管的远程的接收器上。

图8示出了用于这种无线电通信(在该情况下为射频)的设备的示例。上文已经描述了安装在移液管按钮上的检测构件81。检测构件包括电子装置40，电子装置40配备有微处理器80和收发器82。检测构件还包括开关32和供电电池42。设置在被布置为距离移液管有一定距离并且被设计为与移液管连通的装置上的接收器84包括电子装置85，微处理器86和收发器87位于所述电子装置85上。接收器还包括配对控制件88、供电电池89和(可能地)接收器状态发光二极管(LED)90。还存在例如通用串行总线(USB)类型的连接件91，以将接收器连接到远程装置92上，远程装置92在该情况下优选地为便于移液的照明装置(如图9所示)。

图9示出了系统100，系统100包括移液管1和照明装置92，照明装置92帮助将液体分配到至少一个滴定装置的加样孔中，滴定装置将以已知的方式靠在该照明装置上。例如，滴定装置可以为如同放置在图9中示出的照明装置92中的左部分上的微量滴定板98。该照明装置将与移液管通过使用图8中描述的构件的RF而无线地通信。

由移液管取样的液体可以被分配到微量滴定板98的加样孔中，微量滴定板98靠在照明装置的上部分上，使得按照本领域技术人员已知的方式，光点94的矩阵与由微型板上的加样孔95形成的矩阵相对应。于是，液体按照顺序被分配到非常小且非常多的不同的加样孔中。装置92通常在预先充满液体的加样孔的光点94被关掉之前对通过适当的光点94充满的加样孔进行照明，以限制操作者失误的风险。照明例如可通过使用位于至少部分地透明的微型板的下方的LED来完成。

操作者通常具有踏板控制，以顺序地使照明从一个加样孔到下一个加样孔移位。控制踏板于是在每个加样孔充满之后被驱动。通过本发明，在由连接到照明装置92上的接收器84接收的每个传输信号被发送之前，由微型板记忆的预定顺序的加样孔的相继照明自动地发生。换句话说，在移液期间，穹顶一突然变形，上述顺序的事件就出现，直到看到光96变化为照明待充满的下一个加样孔。明显地，在不超出本发明的范围的情况下，其它照明构型是可能的。

明显地，本领域技术人员能够对本发明的上述的非限制性示例做出多种修改。

Claims (12)

1.一种手动驱动的取样移液管(1)，所述取样移液管(1)包括控制杆(10)，所述控制杆(10)的下端控制容纳在移液管的吸入腔(52)中并且在所述吸入腔(52)中自由滑动的活塞(50)的移位，所述控制杆的顶端设置有控制按钮(12)，所述控制按钮(12)将通过操作者的轴向驱动压力而被移动，使得所述活塞(50)经受分配运动并且随后经受排空运动，在所述分配运动期间，第一弹性复位构件(54)被加载，在所述排空运动期间，第二弹性复位构件(70)被加载，所述移液管包括电子装置(40)，所述电子装置(40)将接收开关信号，所述开关信号通知活塞沿其分配距离或其排空距离经过预定位置的通过，所述第一弹性复位构件(54)和/或所述第二弹性复位构件(70)在所述位置具有预定变形，所述移液管还包括开关(32)，所述开关(32)在被开关控制构件驱动时将所述开关信号输出到所述电子装置，

其特征在于，所述控制构件包括固定到弹性支撑件(30)上的移动驱动装置(34)，所述弹性支撑件(30)能够在由操作者施加到所述控制按钮(12)上的所述轴向驱动压力的作用下弹性地变形，所述移液管被设计为使得：仅在所述轴向压力的强度大于或等于将所述第一弹性构件(54)和/或所述第二弹性构件(70)带至其预定的应变水平的强度时，产生将所述移动装置(34)从失活位置带至驱动位置的所述支撑件(30)的弹性变形。

2.根据权利要求1所述的取样移液管，其特征在于，所述弹性支撑件(30)被设计为当其将所述移动装置(34)从所述失活位置带至所述驱动位置时突然地变形。

3.根据权利要求1或2所述的取样移液管，其特征在于，所述弹性支撑件(30)为穹顶形状，所述穹顶的空心部分面对所述移液管的底部。

4.根据前述权利要求中任一项所述的取样移液管，其特征在于，所述弹性支撑件(30)被集成到所述控制按钮(12)中，并且在于，所述弹性支撑件(30)形成了所述按钮的操作者在移液操作期间直接地将所述轴向驱动压力施加到其上的部分。

5.根据前述权利要求中任一项所述的取样移液管，其特征在于，固定到所述弹性支撑件(30)上的所述移动装置(34)为销。

6.根据前述权利要求中任一项所述的取样移液管，其特征在于，所述第一弹性复位构件(54)和所述第二弹性复位构件(70)为压缩弹簧。

7.根据前述权利要求中任一项所述的取样移液管，其特征在于，以下元件中的至少一些元件被集成到所述控制按钮(12)中：

所述电子装置(40)；

所述开关(32)；

所述控制构件(30，34)；以及

通到所述电子装置上的电源(42)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的取样移液管，其特征在于，所述电子装置(40)包括微处理器(80)并且优选地还包括发射器(82)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的取样移液管，其特征在于，所述电子装置(40)被设计为执行以下动作中的至少一个动作：

存储由所述开关(32)输出的开关信号的数量以及可能与这些开关信号有关的数据；

控制通过所述开关(32)进行的开关信号输出随后的动作，例如测量物理数据；

在所述开关(32)已经输出开关信号之后控制设置在移液管上的屏幕上的显示的变化；

在所述开关(32)已经输出开关信号之后使用发射器(82)，以通过无线电线路将输送信号发送到位于距所述移液管有一定距离处的接收器(87)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的取样移液管，其特征在于，所述活塞(50)的预定位置对应于所述分配运动和所述排空运动之间的过渡位置。

11.一种系统(100)，包括根据前述权利要求中任一项所述的取样移液管(1)和帮助在至少一个滴定装置(98)的加样孔(95)中分配液体的照明装置(92)，所述滴定装置(98)被设计为支撑在所述照明装置上，所述照明装置被设计为响应于由所述移液管的电子装置(40)通过无线电线路发送的输送信号而相继地对所述加样孔(95)进行照明。

12.用于取样移液管(1)的手动驱动的控制按钮(12)，所述按钮被设计为固定到所述移液管的控制杆(10)的顶端，所述控制杆(10)的底端将控制移液管活塞(50)的移位，所述控制按钮具有顶面，想要执行随后有所述活塞的排空运动的分配运动的操作者能够将轴向驱动压力施加到所述顶面上，

其特征在于，所述按钮(12)包括电子装置(40)和开关(32)，所述开关(32)在被同样集成到所述按钮中的开关控制构件驱动时将开关信号输出到所述电子装置上，所述控制构件包括固定到弹性支撑件(30)上的移动驱动装置(34)，所述弹性支撑件(30)在由操作者施加到所述控制按钮上的所述轴向驱动压力的作用下能够弹性地变形，所述按钮被设计为使得将所述移动装置(34)从失活位置带至驱动位置的所述支撑件(30)的弹性变形仅在施加到该顶面上的该轴向压力的强度大于预定强度时被引起。