CN107917746A - 用于移液管的重量校准的接收容器 - Google Patents

用于移液管的重量校准的接收容器 Download PDF

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Abstract

用于移液管的重量校准和检验的接收容器(21)构造为蒸发物捕集装置(21)，所述接收容器的目的是放置在天平(40)的负载接收器(33)上，并接收和保持从正被校准和检验的移液管排出的试验液体(29)，其中，接收容器(21)包括广口杯(22)、具有通道口(25)的盖(23)和接收管(28)，所述接收管在通道口(25)中保持就位并穿过所述通道口(25)进入广口杯(22)的内部。接收容器(21)包括位置固定装置(31)，所述位置固定装置设计成当接收容器(21)被放置在称重盘或负载接收器(33)上时，能够与天平(40)的称重盘或负载接收器(33)形成机械接合，以便确保接收容器(21)可靠地放置在称重盘或负载接收器(33)上的限定的可再现的位置。

Description

用于移液管的重量校准的接收容器
技术领域
移液管是一种化学、生物学和医学领域中通常用于获取、传输和分配经测量的体积的液体的实验室工具。移液管具有用于不同的目的的具有不同水平的准确度和精度的多种设计，从单件式玻璃移液管到更复杂的可调式或电子式移液管。在移液管重量校准中，将具有受控的温度的蒸馏水从供应广口杯送入(吸入)移液管的容纳室、例如容纳在活塞移液管的末端中的空间中，然后立即排入放置在分析天平的称重盘上的接收容器中。基于接收容器在接收从移液管排出的蒸馏水之前和之后的重量差异，可计算分配的水量的体积，分配的体积与移液管上的刻度标记或其他体积指示之间的关系可被校准或检验。上述步骤序列通常对同一移液管重复规定的次数，结果以平均值和标准偏差表示。
背景技术
移液管、特别是在规范化领域中使用的液体管至少每年校准一次，主要依据国际标准ISO8655“活塞操作式容积测量装置”。特别是对于处理非常小体积的液体的移液管而言，该标准设定的校准公差要求很高，需要使用高准确度的分析天平和详细的可再现的程序。例如，ISO8655公差规范涵盖的最小的微量移液管的标称容积为1微升(μl)，其最大容许系统误差为0.05μl，最大容许随机误差为0.05μl。蒸馏水的相应标称重量为1毫克(mg)，其最大容许系统误差为0.05mg(50μg)，最大容许随机误差为0.05mg(50μg)。这些公差决定了用于校准和检验移液管的设备和程序所需的准确度。
影响移液管校准或检验的准确性的关键因素是在接收从移液管排出的蒸馏水之前和之后的接收容器的称重之间发生的从接收容器中的水蒸发的量。由于蒸发而引起的重量损失将导致结果的负误差。特别是在微量移液管的校准中，该误差的量是不可忽视的，此外，它根据两次称重之间经过的时间以及根据接收容器周围的气氛的温度和相对湿度而变化。
根据最新的实践，移液管校准中的蒸发误差通过程序上的措施而减小，其中，对接收容器进行称重、从移液管排出蒸馏水、再次对接收容器进行称重的操作周期是严格定时的，使得对于每个操作周期而言蒸发量将是相同的。通过间歇地执行除了不将水从移液管排放至接收容器中之外与实际校准周期完全相同的所谓“模拟”测量周期来估计每个周期期间蒸发的实际水量。模拟周期的结果表示蒸发损失的量，所述蒸发损失的量然后作为校正加入原始校准结果。
鉴于如上所述的移液管校准程序的复杂性，所述校准程序包括用移液管和天平执行手动操作的定期的时间周期、记录称重结果以及用所述称重结果进行计算，因此，移液管的校准或检验通常利用计算机辅助式移液管校准称重系统进行，其中，分析天平与个人计算机相连接，所述个人计算机通过定时步骤引导人工操作者、将称重结果从天平传递到计算机并执行计算，从而确保对移液管校准过程的统一性和可再现性的控制的可能的最佳水平。
在移液管校准领域中，本发明特别着重于具有减小从接收容器内的蒸馏水表面的蒸发的量的目的的以设备为导向的物理特征。
根据现有技术水平，用于移液管校准的分析天平可配备有所谓的蒸发物捕集器、即一种可从包括本发明的受让人的主要实验室仪器制造商商购的分析天平的配套工具。原则上，如图1所示，用于移液管的重量校准的蒸发物捕集器是安装在天平的防风隔室内并围绕负载接收器的封闭的室，接收容器布置在所述负载接收器上。外壳具有位于顶部上的开口，容纳在正被校准的移液管中的蒸馏水通过该开口排出至接收容器中。在蒸发物捕集外壳的内侧壁上，形成环形开放式桶，所述环形开放式桶可用自来水填充。来自环形开放式桶中的该自来水供应的蒸发物在蒸发物捕集室内产生并维持高的相对湿度(即接近饱和的H2O蒸汽压)，由此减小从接收容器中的蒸馏水表面的蒸发速率。
如果分析天平不是全职专用于执行移液管校准的程序，而是必须还用于其他用途，那么最先进的蒸发物捕集工具会呈现以下问题：每次天平在其正常的实验室称重功能与移液管校准之间切换时，安装和卸载是相当复杂和耗时的。大体上，将分析天平转换为用于移液管校准的专用工作台涉及以下步骤：a)将天平的标准称重盘换成用于接收容器的特别负载接收器，b)将蒸发物捕集工具的接收容器布置在特别负载接收器中，c)将蒸发物捕集外壳在特别负载接收器和接收容器之上放置就位，以及d)用自来水填充蒸发物捕集外壳的环形开放式桶。
在刚刚描述的类型的市售的最先进的蒸发物捕集工具中，由本发明的受让人制造的型号中的一个包括接收容器，所述接收容器设计成能够将蒸发物的至少一部分保持被捕集在接收容器内(见图2)。在用户的实际经验和申请人进行的测试中，发现该特定类型的接收容器在降低蒸发速率方面如此有效以至于可省去蒸发外壳而不损害移液管校准过程的准确性。因此可省略将蒸发物捕集外壳在接收容器之上放置就位并用自来水填充蒸发物捕集外壳的环形开放式桶的步骤，但是将标准称重盘与用于接收容器的特别负载接收器交换对于用户来说仍然是麻烦和不期望的。
发明内容
鉴于现有技术的该缺陷，因此，本发明的目的在于提供一种用于在移液管的重量校准或检验中减小试验液体从接收容器中蒸发的量的更好的解决方案。
根据本发明，该任务通过如独立主要权利要求1所述的蒸发物捕集接收容器来解决。从属权利要求中涵盖了本发明的进一步发展的实施例、细节和改进。
用于移液管的重量校准和检验的接收容器构造为蒸发物捕集装置，所述接收容器的目的是放置在天平的负载接收器上，并接收和保持从正被校准和检验的移液管排出的试验液体，所述蒸发物捕集装置包括广口杯、具有通道口的盖、和接收管，所述接收管在通道口中保持就位并穿过所述通道口进入广口杯的内部。根据本发明的蒸发物捕集接收容器包括位置固定装置，所述位置固定装置设计成当接收容器被放置在称重盘或负载接收器上时，能够与天平的称重盘或负载接收器形成机械接合，以便确保接收容器可靠地放置在称重盘或负载接收器上的限定的可再现的位置。
在本发明的优选实施例中，位置固定装置构造为形成在接收容器的基底处的突起部、例如脊部或柱，并设计成能够接合分析天平的格栅状负载接收器的空隙。在移液管重量校准的过程中，接收容器在负载接收器上的限定的可再现的定位是必要的，因为在试验液体从移液管排放到接收容器中之前和之后的两次称重之间的接收容器在负载接收器上的位置变化可能会在计算两次称重之间相当小的差异时引入显着的误差。在没有位置固定装置的情况下，接收容器在负载接收器上的这种位置偏移可例如由于在接收管的内侧上擦拭移液管的末端从而将接收容器推出合适位置而产生。
接收容器的广口杯和/或盖优选地由导电材料制成，以避免可能导致称重误差的静电电荷的累积。同时，由试验液体填充的整个接收容器的总体重量需要小于其上要执行移液管校准的分析天平的负载能力。优选地，广口杯和/或盖具有薄壁铝结构，或者由导电的或至少抗静电的塑料制成。
根据本发明的接收容器优选地包括用于广口杯的内衬嵌入件。该可更换的广口杯内衬的目的是防止铝制的广口杯被试验液体侵蚀，特别是在试验液体长时间留在广口杯中的情况下。
在本发明的优选实施例中，接收管设计和布置成在接收容器内下延足够远，使得接收管的下端保持在接收容器内。由此，仅接收管内的试验液体的小表面区域直接暴露至环境气氛，从而减小逸出至环境气氛中的蒸发量。来自由接收管的外侧壁和广口杯的内侧壁限界的环形表面区域的蒸发物因此被捕集在盖下方的封闭空间中，捕集的蒸发物的重量因此包括在由天平记录的重量中。
优选地，接收容器的盖包括至少一个小通风口，从而使得在移液管校准期间由试验液体取代的空气能够逸出。
为了在盖的通道口中保持就位，接收管可与盖形成一体件、牢固地结合至盖或可释放地连接至盖。
根据本发明的一优选实施例，盖具有绕通道口的环状凸缘，接收管借助于密封环被紧密地保持并密封在环形凸缘中。
在本发明的优选实施例中，接收管由透明材料、优选地玻璃制成。透明的接收管具有下述优点：移液管的放入接收管中的末端对操作者保持完全可见。
本发明的蒸发物捕集装置相对于现有技术的主要优点在于其简单性和易用性，这使得它特别适用于其中分析天平不专用于执行移液管校准的程序而是必须还用于其他应用的实验室。通过使用也执行蒸发物捕集功能的接收容器，使蒸发物捕集外壳变得多余，并因此可省去，这消除了这种外壳放置在称重盘上的空间限制。因此，不需要将标准称重盘与特别负载接收器交换。要执行移液管校准的任务，只需将本发明的接收容器放在实验室天平的标准称重盘上。
关于其减小蒸发速率的功能目标，发现本发明的蒸发物捕集接收容器至少与上述现有技术的蒸发物捕集器相当。在比较试验中，用a)没有盖的开放式广口杯、b)现有技术的具有蒸发物捕集外壳的蒸发物捕集装置、以及c)本发明的蒸发物捕集接收容器来测试由蒸发引起的重量损失的速率。本发明的蒸发物捕集接收容器在与不具有盖的广口杯相比按数量级降低由于蒸发而引起的重量损失的速率方面与现有技术装置等同地有效。由此，与现有技术的蒸发物捕集器相比，本发明的蒸发物捕集接收容器在简单性和易用性方面获得改进而不损害其功能性能。
本发明的完整范围还扩展至一种用于移液管的重量校准和检验的方法，其中，所述方法步骤包括：
-提供根据上述实施例中的一个的接收容器，
-提供具有称重盘或负载接收器的天平，所述称重盘或负载接收器设计成能够机械地接合接收容器的位置固定装置，
-将接收容器放置在称重盘或负载接收器上，
-将试验液体从待校准或检验的移液管排出至接收容器中，
-记录由天平测量的接收容器在接收排出的试验液体之前和之后的重量，以及
-基于接收容器在接收试验液体的排放之前和之后的重量差异，并且基于用于将试验液体的重量转换为体积的已知公式，确定从移液管分配至接收容器中的试验液体的体积。
附图说明
下面将通过附图中示意性示出的实施例来描述根据本发明的蒸发物捕集装置，其中，
图1以示意性剖视图示出了现有技术的蒸发物捕集装置的主要概念；
图2示出了可在没有蒸发物捕集外壳的情况下使用的最先进的接收容器；
图3以示意性剖视图示出了本发明的蒸发物捕集接收容器的主要概念；
图4以分解图示出根据本发明的蒸发物捕集接收容器的实际实现的一个示例；
图5示出了(a)组装状态下的图4的接收容器；(b)上下颠倒的相同的接收容器；及(c)位置固定装置与格栅状负载接收器之间的接合的上下颠倒的视图；以及
图6示出了具有图3至图5的蒸发物捕集接收容器的分析天平。
具体实施方式
图1中示意性地示出了用于实验室移液管的重量校准和检验的最先进的蒸发物捕集装置1。市售的作为分析天平的配套工具的这种蒸发物捕集装置包括接收容器7、用于支撑接收容器7的特别负载接收器9、以及蒸发物捕集外壳2，所述蒸发物捕集外壳2具有环形开放式桶5、盖3和对中环或支撑基底10。
为了将分析式实验室天平从常规的称量职能转换至移液管校准，天平的标准称重盘和称重盘承载件被卸载并由特别负载接收器9代替。支撑基底或对中环10安装在天平的称重室底部11上。蒸发物捕集外壳2在支撑基底10上设置就位，环形开放式桶5用水6填充，接收容器7布置在负载接收器9上，盖3放置在蒸发物捕集外壳2的顶部上。遵循相反的步骤将天平转换回常规称重职能。如上所述，每次天平在其正常的实验室称重功能与移液管校准之间切换时，都需要安装和卸载蒸发物捕集工具1，这是实验室中的一个严重缺陷：分析天平不是全职专用于执行移液管校准的程序，而是必须还用于其他用途。
本发明的受让人制造的蒸发物捕集工具是相同主类型的并具有图1所示的所有部件的，但是具有进一步的改进：接收容器17(见图2)设计成能够将蒸发物的至少一部分捕集在接收容器17内，所述接收容器17在该示例中包括盖13和穿过盖13中的开口进入接收容器17的内部的接收管18。接收容器17通过特别负载接收器19连接至天平，所述特别负载接收器19包括在蒸发物捕集工具中。在用户的实际经验和申请人进行的测试中，发现该特定类型的接收容器17在降低蒸发速率方面有效到使得可省去蒸发物外壳(因此在图2中未示出)而不损害移液管校准过程的准确性。因此可省略将蒸发物捕集外壳在接收容器17之上放置就位并用自来水填充蒸发物捕集外壳的环形开放式桶的步骤，但是交换标准称重盘与用于接收容器的特别负载接收器19对于用户来说仍然是麻烦且不期望的。
图3示出了主要概念，图4至图6示出了本发明的蒸发物捕集装置的典型实际实施例。利用图2所示的现有技术，本发明的蒸发物捕集装置1简单地以具有广口杯22和盖23的接收容器21实施。盖23合并接收管28，所述接收管28可与盖23一体地由单个件形成或者牢固地连接至盖23。在图示的示例中，接收管28借助于密封环27通过紧密的摩擦配合布置在盖23的环状凸缘26中。接收管28优选为透明的，并且从盖23向上延伸足够远，使得移液管的放到接收管中的末端对于操作者保持完全可见。同时，接收管28应向下足够远地下延到广口杯22中，使得接收管28的下端浸入接收容器21内的试验液体29中。
然而，与图2的现有技术相比，图3的蒸发物捕集接收容器21设计成使得其可牢固地布置在分析天平40的标准格栅状负载接收器33上(参见图4、5c、6)。形成在广口杯22的基底30处的呈向下突出的柱或脊部的形式的位置固定装置31用于接合分析天平40的格栅状负载接收器33的空隙，从而确保将接收容器21牢固地放置在称重盘或负载接收器33上的限定的可再现位置。接收容器21在负载接收器上的可再现的定位对于防止在移液管校准期间可由接收容器21在负载接收器33上的位置移动引起的所谓的偏心负载误差而言至关重要。
在图3至5的实施例中，广口杯22优选地由金属、例如铝制成，并且衬有一次性的或至少可更换的广口杯嵌入件32，所述广口杯嵌入件保护广口杯22免受试验液体29、通常为蒸馏水的侵蚀。
图4以分解图示出了图3的蒸发物捕集装置21的一个实际实现的实施例。广口杯22的基底30处的位置固定式向下突出的脊部31设计成能够配合在由本发明的受让人制造的一种分析天平的标准格栅状称重负载接收器33的杆之间的间隙中。
图5示出了本发明的处于组装状态的蒸发物捕集接收容器21的透视图：(a)呈直立定向，(b)上下颠倒，以广口杯22的基底30处的柱和脊部31面向观察者，(c)上下颠倒，柱和脊部31接合在上述格栅式称重负载接收器33的杆之间的空隙中。
图6示出了如何通过将本发明的蒸发物捕集接收容器21放置在负载接收器33上而使标准分析天平40成为移液管校准工作台。
虽然已经通过呈现特定实施例描述了本发明，但是不言而喻的是，本发明的教导包括许多附加变型，例如将位置固定装置调整成适于不同种类的标准负载接收器或称重盘，或者在一个标准设计的蒸发物捕集装置与不同种类的标准负载接收器或称重盘之间提供适配器。本发明的概念的在本文中描述和要求保护的这些变型显然落入本发明所要求的保护范围内。
附图标记列表
1 现有技术的蒸发物捕集装置
2 蒸发物捕集外壳
3 蒸发物捕集外壳的盖
4 3中通道口
5 环形开放式桶
6 5中的水
7 接收容器
8 7中的试验液体
9 用于7的特别负载接收器
10 用于2的支撑基底/对中环
11 分析天平的称重室底部
13 盖
17 现有技术的蒸发物捕集接收容器
18 接收管
19 用于17的特别负载接收器
21 本发明的蒸发物捕集装置/接收容器
22 广口杯
23 广口杯的盖
24 23中的通气口
25 23中的通道口
26 绕25的环状凸缘
27 密封环
28 接收管
29 试验液体
30 广口杯的基底
31 位置固定装置
32 广口杯的内衬
33 分析天平的标准负载接收器
40 具有蒸发物捕集装置/接收容器21的分析天平，准备就绪

Claims (14)

1.一种用于移液管的重量校准和检验的接收容器(21)，所述接收容器的目的是放置在天平(40)的称重盘或负载接收器(33)上，并接收和保持从正被校准和检验的移液管排出的试验液体(29)，其中，接收容器(21)构造为包括广口杯(22)、具有通道口(25)的盖(23)、和接收管(28)的蒸发物捕集装置(21)，所述接收管(28)在通道口(25)中保持就位并穿过所述通道口(25)进入广口杯(22)的内部，其特征在于，接收容器(21)包括位置固定装置(31)，所述位置固定装置设计成当接收容器(21)被设置在称重盘或负载接收器(33)上时，能够与天平(40)的称重盘或负载接收器(33)形成机械接合，并且通过所述机械接合，确保接收容器(21)可靠地放置在称重盘或负载接收器(33)上的确定的可再现的位置。
2.根据权利要求1所述的接收容器(21)，其特征在于，位置固定装置(31)构造为形成在接收容器(21)的基底(30)处的突起部(31)，并设计成能够接合负载接收器(33)的凹部。
3.根据权利要求2所述的接收容器(21)，其特征在于，所述突起部(31)包括从接收容器(21)的基底(30)向下突起的脊部或柱(31)，所述凹部包括分析天平(40)的格栅状负载接收器(33)的空隙。
4.根据前述权利要求中任一项所述的接收容器(21)，其特征在于，接收容器(21)的广口杯(22)和/或盖(23)由导电材料制成。
5.根据权利要求4所述的接收容器(21)，其特征在于，所述导电材料包括铝。
6.根据前述权利要求中任一项所述的接收容器(21)，其特征在于，接收容器(21)包括用于广口杯(22)的可更换的内衬嵌入件(32)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的接收容器(21)，其特征在于，接收管(28)向下足够远地延伸到广口杯(22)中使得接收管(28)的下端浸入保持在接收容器(21)内的试验液体(29)中。
8.根据权利要求7所述的接收容器(21)，其特征在于，接收容器(21)的盖(23)具有至少一个通气孔(24)，从而使得在移液管校准期间被试验液体(29)取代的空气能够逸出。
9.根据前述权利要求中任一项所述的接收容器(21)，其特征在于，接收管(28)与盖(23)形成为一体件或者牢固地连接至盖(23)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的接收容器(21)，其特征在于，接收管(28)可释放地连接至盖(23)。
11.根据权利要求10所述的接收容器(21)，其特征在于，盖(23)包括绕通道口(25)的环形凸缘(26)，接收管(28)借助于密封环(27)被紧密地保持和密封在环状凸缘(26)中。
12.根据前述权利要求中任一项所述的接收容器(21)，其特征在于，接收管(28)由透明材料制成。
13.根据权利要求12所述的接收容器(21)，其特征在于，所述透明材料是玻璃。
14.一种用于移液管的重量校准和检验的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供根据前述权利要求中任一项所述的接收容器(21)，
-提供具有称重盘或负载接收器(33)的天平(40)，所述称重盘或负载接收器设计成能够机械地接合接收容器(21)的位置固定装置(31)，
-将所述接收容器(21)放置在所述称重盘或负载接收器(33)上，
-将试验液体(29)从待校准或检验的移液管排出至接收容器(21)中，
-记录由天平(40)测量的接收容器(21)在接收排出的试验液体(29)之前和之后的重量，以及
-基于接收容器(21)在接收试验液体(29)的排放之前和之后的重量差异，并且基于用于将试验液体的重量转换为体积的已知公式，确定从移液管分配至接收容器(21)中的试验液体的体积。
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