CN110975959B - 用于样品的热处理的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于样品的热处理的装置，包括：基座单元，包括用于接纳反应容器的接纳区域；调温块，被布置在接纳区域中；盖子，用于关闭接纳区域，能够从打开的第一位置移动到关闭的第二位置，包括具有前表面的盖板；连接元件，被连接到盖子；盖驱动器，被布置在基座单元中并被联接到连接元件，以驱动盖子从第一位置移动到第二位置和/或从第二位置移动到第一位置；其中盖驱动器被联接到连接元件，使得在从第一位置移动到第二位置期间，盖子与盖板一起最初被带到第三位置，在该位置中，前表面平行于调温块延伸并与调温块间隔开，盖子和盖板随后在前表面和布置调温块的平面的共用法线的方向上朝基座单元移动，直至盖子已经到达第二位置。

Description

用于样品的热处理的装置

技术领域

本发明涉及一种用于样品的热处理的装置。该装置包括基座单元，该基座单元具有用于接纳一个或多个反应容器的接纳区域，该反应容器每个均能够容纳待处理的样品。用于样品的热处理的调温块被布置在接纳区域中。该装置还包括用于关闭接纳区域的盖子，该盖子能够从第一打开位置移动到第二关闭位置，其中，盖子包含包括有前表面的盖板。当盖子处于第二位置时，前表面旨在对放置在调温块上的反应容器施加预定的按压力。

背景技术

例如，这种装置可以是热循环器。这些装置用于将样品暴露于预定的温度曲线，例如用于孵化或用于进行聚合酶链式反应(PCR)，该聚合酶链式反应通常在多个循环中进行，其中，样品首先用DNA聚合酶加热，并且然后再次冷却。调温块可以包括用于反应容器的多个容座。这些容座可以被设计为调温块的表面中的凹陷。反应容器可以被设计为在微量滴定板中形成的容座，例如以微阱的形式。微阱可以形成为例如微量滴定板的凹部，当微量滴定板被放置在调温块上时，微阱可以接合在调温块中的对应容座中。然而，还存在微量滴定板，例如所谓的1536微量滴定板，其中，反应容器由平坦的基座表面上的蜂窝结构形成。为了控制存在于这种微量滴定板中的样品的温度，使用具有平坦表面的调温块，当微量滴定板被放置在调温块上时，该调温块在后部支承抵靠在微量滴定板的基座表面上。存在热循环器，该热循环器被设计用以通过与调温块牢固热接触的盖子按压反应容器。为此，必须对盖子施加按压力。此外，对于原位PCR或杂交，已知样本载玻片，在该样本载玻片中，样品被施加到由相应外壳包围的表面区域。施加到样本载玻片上的这些样品同样可以在热循环器中进行热处理。

从EP 1 013 342 A2已知一种通用的可自动致动的热循环装置。它包括基座单元，在该基座单元中存在接纳区域，该接纳区域具有用于接纳在顶部敞开的一个或多个反应容器的调温块。此外，热循环装置包括经由铰接接头连接到基座单元的盖子。盖子可以围绕铰接接头枢转，特别是通过马达，以便打开和重新关闭接纳区域。弹簧元件被布置在热循环装置上，使得盖子和所述一个或多个反应容器可以彼此压靠，并且反应容器直接由盖子关闭。为了实现盖子对反应容器的增加的按压力，该装置还包括另外的电化学直线马达，该电化学直线马达被布置成使得一旦盖子已经被固定在基座单元上时，则盖子和反应容器就可以彼此压靠。

这里的缺点在于，一方面，需要两个不同的马达以用于打开和关闭盖子并且用于施加盖子对反应容器的按压力。另一方面，通过盖子围绕铰接接头的枢转运动，剪切力(即具有水平力分量的力)被施加在反应容器上。这可能具有不利的效果，例如，如果包括有反应容器的微量滴定板关闭并由密封垫密封，该密封垫被按压在盖子与微量滴定板之间。由于水平力分量，密封垫可能变得波动或移位，特别是在边缘区域，从而导致存在于那里的反应容器未被充分地密封。EP 1 013 342 A2中描述的装置的另一缺点是当盖子打开或关闭时在高度方面上的相对广大的空间要求。

EP 0 955 097 B1公开了一种热循环器，该热循环器包括可以自动地关闭的盖子，并且同样包括具有用于反应容器的接纳区域的基座单元，该接纳区域包含有调温块。盖子经由压力弹簧联接到板形加热元件(在下文中被称为加热板)。盖子与加热板一起可以在第一位置与第二位置之间移动，在该第一位置中，盖子密封接纳区域，并且加热板覆盖反应容器，在该第二位置中，盖子使接纳区域敞开，或者在该第二位置中，通过盖支架，加热板不覆盖反应容器。盖支架用于使盖子沿着平行于调温块的表面延伸的第一路径段在与调温块相距一个预定距离处朝向止挡移位，直至盖子邻接抵靠止挡。在该位置，盖子和加热板平行于加热块对准并与加热块竖直间隔开。通过使盖支架进一步移位，盖子沿着第二路径段向下移动，直至它在反应容器上施加一个预定压力。为此，盖子在附接到盖支架的相对置的板中的引导狭槽中被引导，使得盖支架的水平移动引起盖子朝向反应容器向下移动。当到达盖子的终点位置时加热板支承抵靠在反应容器上的压力由引导狭槽的形状和路线并且由压力弹簧决定，该压力弹簧将联接到盖子的加热板压靠在反应容器上。因此，加热板施加在反应容器上的压力是不可变的或者不能特别地适合于所使用的反应容器的类型。由于盖子相对于调温块在水平方向上移位一定位移，以打开或关闭接纳区域，所以整个装置占据相对大量的空间，特别是占据支撑件上的大表面积。这对于在实验室中有效使用工作表面是不利的。

发明内容

本发明的目的是提供一种与现有技术相比得到改进的用于样品的热处理的装置。

该目的通过根据本发明的装置实现。

根据本发明的用于样品的热处理的装置包括：

基座单元，所述基座单元包括用于接纳一个或多个反应容器的接纳区域；

调温块，所述调温块被布置在接纳区域中；

盖子，所述盖子用于关闭接纳区域，所述盖子能够从第一打开位置移动到第二关闭位置，所述盖子包括具有前表面的盖板，当所述盖子处于第二位置时，所述前表面旨在对放置在调温块上的反应容器施加可预定的按压力；

至少一个连接元件，所述至少一个连接元件被连接到盖子；

盖驱动器，所述盖驱动器被布置在基座单元中并且联接到所述至少一个连接元件，以驱动盖子从第一位置移动到第二位置和/或从第二位置移动到第一位置；

其中，所述盖驱动器联接到所述至少一个连接元件，使得在从第一位置移动到第二位置期间，盖子与盖板一起最初在第一移动段中从第一位置被带到第三位置，在所述第三位置中，盖板的前表面平行于调温块并与调温块间隔开延伸，并且其中，盖子和盖板在随后的第二移动段中在前表面和布置有调温块的平面的共用法线的方向上朝向基座单元移动，直至盖子到达第二位置。

例如，反应容器可以被设计为单独的反应容器(也被称为“管”)或被设计为被组合在微量滴定板中的反应容器。微量滴定板可以具有平坦的后侧，但可替代地是，反应容器也可以形成为微量滴定板中的多个凹陷。在一个可能的实施例中，调温块可以包括用于一个或多个反应容器的多个容座。具有用作反应容器的多个凹陷的微量滴定板可以在调温块模块的操作期间放置在这样的调温块上，使得单独的凹陷每个均接合在调温块的容座中。可替代地是，调温块可以具有基本上平坦的表面。在这种情况下，在调温块模块的操作期间，具有平坦后侧的微量滴定板可以被放置在调温块的表面上。

反应容器可以通过邻近于反应容器或微量滴定板的密封垫或密封膜关闭，该密封垫或密封膜特别是自粘的。密封垫也可以被放置在反应容器上和/或可分离地附接到反应容器。可替代地是，这种密封垫可以可分离地附接到盖子的盖板。在另一可替代实施例中，反应容器也可以通过蜡塞或封盖紧密地密封。在盖子的第二位置，对应于上述可能的实施例，盖板的前表面直接支承抵靠在反应容器上或支承抵靠在被布置在盖板与反应容器之间的密封垫或密封膜上，以便在反应容器上施加期望的按压力。

因为在根据本发明的装置中，盖子没有经由铰接接头连接到基座单元，并且因此盖子与盖板一起未在围绕所述铰接头的枢转运动中被关闭，所以没有剪切力由盖板施加在被布置在调温块中的反应容器上。而是，在盖子从第三位置移动到第二位置期间，盖板以平行于布置有调温块的平面的定向垂直地下降到调温块上及放置在该调温块上的反应容器上，使得盖板的前表面在到达第二位置时同时到达所有反应容器，并且仅与调温块垂直地在反应容器上施加力。因此，避免了覆盖反应容器的密封的移位或波动(例如搁置在反应容器上的密封垫的移位或波动)以及由该密封件的移位或波动所导致的反应容器的不充分密封。在盖子在相反方向上移动(即从第二位置移动到第三位置)时，当盖子打开时，同样避免了在反应容器上或搁置在反应容器上的密封垫上出现水平力分量。这避免了反应容器或密封垫的急动，该急动在最坏的情况下会导致所处理的样品的一部分润湿密封垫或封盖，同时粘附在其上，并因此使得对于样品的进一步处理，样品的该部分丢失。驱动盖子和盖板垂直于调温块平面的运动的盖驱动器可以另外用于以可变并因此可预定的方式调节盖板对反应容器的按压力。

布置有调温块的前述平面在此并且在下文中应理解为由调温块的表面限定的假想平面。如上所述，该表面可以例如是基本上平坦的表面或包括有用于反应容器的容座。该平面通常是水平定向的，即，特别是在装置的预期使用期间。如果存在用于反应容器的容座，则这些容座可以被设计为例如表面中的凹陷或例如放置在表面上的圆柱形接纳容器。

为了驱动盖子的从第一位置经由第三位置到第二位置的移动或者在相反方向上从第二位置经由第三位置到第一位置的移动，并且为了设定盖板对反应容器的可预定的按压力，有利地是，此处描述的装置还仅需要单个盖驱动器。

经由至少一个连接元件实现的盖驱动器与盖子的联接可以有利地经由两个连接元件实现，例如连接板或连接臂，该连接板或连接臂附接到盖子的彼此相对的侧面。在下面描述的所有可能的实施例中，所述至少一个连接元件可以被设计成布置在盖子的相对侧上的两个连接元件的形式。

在本发明的一个实施例中，盖板的前表面可以在盖子的第一位置相对于调温块倾斜。

盖驱动器可以是可控的，以用于设定垂直作用于盖板的前表面的按压力，该盖驱动器在第二移动段期间经由所述至少一个连接元件将该按压力施加在盖子和盖板上，使得可以通过盖驱动器设定和/或控制盖板的前表面对放置在调温块上的反应容器的按压力(或接触压力)。

盖驱动器可以具有马达，特别是电动马达，其中，该装置还包括驱动器控制单元，该驱动器控制单元连接或可以连接到盖驱动器并且被配置用以设定盖驱动器经由所述至少一个连接元件施加在盖子和盖板上的力，特别是基于用户的规定或连接到驱动器控制单元的上级控制单元。为此，驱动器控制单元可以包括处理器和存储器，其中，用于相应地控制和设定待施加的力的操作程序被存储在存储器中，并且其中，处理器被配置用以执行该程序。因此，用户或上级控制单元可以任意地将待施加的力通过对应的信号设定到驱动器控制单元，该对应的信号可以例如通过用户的输入或通过控制单元以自动方式生成。

驱动器控制单元和/或上级控制单元还可以被配置用以基于被接纳在基座单元中的至少一个反应容器的预定标识符来生成并输出表示待设定的力的控制信号。前述操作程序可以提供对应的功能。由于设定盖板对反应容器的不同按压力以用于处理容纳在不同类型的反应容器中的样品可能是有利的，所以反应容器上的标识符将被输入或读入。根据标识符，可以通过驱动器控制单元和/或上级控制单元为盖驱动器或盖驱动器的马达生成控制信号，以便设定与对应的标识符匹配的按压力。

所述至少一个连接元件可以刚性地联接到盖子。如果存在两个连接元件，则它们都可以相应地刚性联接到盖子。

所述至少一个连接元件可以联接到布置在所述基座单元中的引导件，使得所述至少一个连接元件在第二移动段期间的移动在垂直于盖板的方向上被线性地引导。因此，盖驱动器可以在连接元件上施加垂直于盖板的前表面指向的任意可预定的力，这也确定了盖板的前表面压靠在被布置于调温块中的反应容器上的按压力。

引导件的一部分可以垂直于调温块延伸，即，垂直于布置有调温块的平面延伸，所述引导件的所述一部分引导所述至少一个连接元件在第三位置与第二位置之间延伸的第二移动段期间的移动。

盖驱动器可以包括可旋转的驱动轴，该驱动轴刚性连接到垂直于驱动轴延伸的至少一个杠杆臂，其中，杠杆臂经由引导件联接到所述至少一个连接元件。

在可替代的实施例中，引导件可以是用于杠杆臂的线性引导件，该引导件可旋转地安装在所述至少一个连接元件上。线性引导件可以围绕平行于驱动轴延伸的旋转轴线旋转。通过这种方式，能够改变杠杆臂与连接元件之间所包围的角度，或者当盖子与盖板一起从第一位置移动到第二位置或在相反方向上移动时，能够改变杠杆臂和延伸穿过盖板的前表面的假想平面之间所包围的角度。

在另一可能的实施例中，引导件由布置在杠杆臂或所述至少一个连接元件中的引导狭槽和能够在该引导狭槽中移动的至少一个销形成。此处和此后，引导狭槽应被理解为不仅意味着完全延伸通过杠杆臂的狭槽，而且还意味着在杠杆臂的一侧封闭的引导凹槽。重要的是，可移动销沿着由引导狭槽预定的路径在引导狭槽中被引导。

所述至少一个连接元件在第一移动段和第二移动段期间的移动可以在被布置在基座单元中的引导件中被引导。例如，所述至少一个连接元件可以具有至少一个联接元件，例如销，其中，引导件包括引导板，该引导板被布置在基座单元中并且具有引导狭槽，所述至少一个联接元件在该引导狭槽中被引导。

如已经提到的，所述至少一个连接元件可以被实现为被布置在盖子的相对侧上的两个连接元件的形式。它们可以被设计为连接臂，该连接臂在盖子的相对侧上刚性连接到盖子并且在垂直方向上延伸到盖板的前表面。在这种情况下，能够在盖驱动器的不同侧上存在彼此相对布置的两个引导板或引导壁，在每个引导板或引导壁中形成引导连接元件中的一个连接元件的移动的引导狭槽。在该实施例中，连接元件每个均包括至少一个联接元件，例如销，该联接元件在连接狭槽中的一个连接狭槽中被引导。

在有利的实施例中，盖驱动器包括自锁齿轮系统。例如，齿轮系统可以是蜗轮机构。这可以具有高传动比，使得它是自锁的或基本上自锁的。也可以设想到其它形式的自锁齿轮系统，其中，自锁可以例如通过合适的材料配对来产生。通过自锁，能够将该装置设计成使得在达到盖子的第二位置(即，盖子的关闭末端位置，在该位置中，盖板以预定的按压力支承抵靠在反应容器上)之后，盖驱动器的马达关闭，而作用在反应容器上的按压力不减小。如果齿轮系统不是自锁的或不是完全自锁的，则可以通过连续操作马达来保持按压力，并且可选地是，马达的该连续操作与当盖子在第一位置与第二位置之间移动时的功耗相比具有更低的功耗。可替代地是，基座单元还可以包括手动制动器，当齿轮系统不是自锁或不完全自锁时，手动制动器将盖子的位置保持在关闭状态下。

基座单元可以包括壳体，该壳体具有可以例如由门或可移除的壁关闭的至少一个开口，该开口为手动致动盖驱动器提供通路。这在盖驱动器由于缺陷而不再能够自动致动的情况下是有利的。在这种情况下，该装置仍然确保了接近具有反应容器的接纳区域。

在另一有利的实施例中，基座单元包括弹出机构，该弹出机构可以由一个或多个马达自动致动，并且该弹出机构用于使被布置在调温块中的反应容器沿布置有调温块的平面的法线方向移动。该弹出机构可以被设计用以将反应容器从调温块提升起来。这使得自动抓持器更易于从接纳区域移除反应容器。

在该装置的一个实施例中，调温块可以被布置在附接于基座单元中的调温块模块上或该调温块模块中。弹出机构可以包括至少一个，优选两个或更多个，例如四个或不同数目的弹出柱塞，该弹出柱塞垂直于调温块模块可移动地安装在调温块模块中。弹出柱塞可以被布置在调温块的周边上，使得它们适合用于通过从下方撞击微量滴定板的突出超过调温块的边缘区域来提升被布置在调温块中的微量滴定板。

为了驱动所述至少一个弹出柱塞的运动，该装置可以包括被布置在调温块模块的下侧上的一个或多个柱塞驱动器。如果存在多个弹出柱塞，则优选地是为每个弹出柱塞分配专用的柱塞驱动器。在这种情况下，因此存在与弹出柱塞相同数目的柱塞驱动器。有利地是，柱塞驱动器可以通过中央控制单元彼此独立地进行致动。例如，上面提到的用于控制盖驱动器的驱动器控制单元可以另外地被设计用以控制柱塞驱动器。柱塞驱动器可以包括电动马达，特别是直线马达，其可由驱动器控制单元控制。中央控制单元优选地是被配置用以彼此独立地控制柱塞驱动器，使得选择性地是，即，取决于由中央控制单元执行的操作程序的规定，柱塞在不同的时间从调温块模块移出到伸出位置和/或移动回到调温块模块中的缩回位置，或者可以同步地移动到伸出位置和/或缩回位置。

附图说明

下面基于附图中所示的示例性实施例更详细地解释本发明。在附图中：

图1a、1b、1c示出了当用于样品的热处理的装置的盖子处于不同位置时用于样品的热处理的装置的示意图；

图2a、2b、2c、2d、2e示出了根据图1a至图1c的装置在其盖子的不同位置下以第一截平面截取的示意性纵向截面图；

图3a、3b示出了根据图1a至图1c的装置的以第二截平面截取的示意性纵向截面图；

图4示出了根据图1a至图1c的装置的以第三截平面截取的示意性纵向截面图，该第三截平面与第一截平面和第二截平面垂直地延伸；以及

图5示出了穿过包括有弹出机构的根据图1a至图1c的装置的调温块模块的截面的示意性详细视图。

具体实施方式

图1a至图1c、图2a至图2e、图3a和图3b，图4和图5示意性地示出了用于样品的热处理的装置1的示例性实施例，即所谓的热循环器。相同的附图标记表示装置的相同构造的元件。在不脱离本发明构思的情况下，多个相同的作用的改型是可能的。

图1a至图1c示出了装置1的立体图。装置1具有基座单元2和盖子3，该盖子在图1a至图1c中被示出为处于不同的位置。基座单元2具有接纳区域4，调温块(图1a至图1c中不可见)位于该接纳区域中。待热处理的液体样品所在的反应容器可以被布置在接纳区域4中。图1a示出了布置在接纳区域4中的矩形微量滴定板5，其具有用作反应容器的多个凹陷。通常，这种微量滴定板由塑料制成。盖子3经由两个连接元件6连接到基座单元2，在本示例性实施例中，该连接元件被设计为连接臂。连接臂6联接到盖驱动器，该盖驱动器被布置在基座单元2中并且将在下面更详细地描述，并且该盖驱动器可以使盖子3移动，以用于自动地打开和关闭基座单元2。盖板7布置在盖子6中，该盖板的前表面指向接纳区域4，并且当盖子3关闭时旨在支承抵靠在微量滴定板5中形成的反应容器上。在这里描述的示例性实施例中，盖板7被设计成可加热的。

在图1a中，盖子3处于打开的第一位置，其中，盖板7相对于微量滴定板5的表面倾斜。在盖子3的这个位置，能够无阻碍地接近接纳区域4，例如以用于插入或移除微量滴定板5。微量滴定板5的这种插入和移除可以例如通过机器人抓持臂进行。结合这种机器人操作系统，装置1可以完全自动地操作。在图1c中，盖子3处于关闭的第二位置。在盖子3的这个位置，盖板7的前表面以可预定的按压力支承抵靠在微量滴定板5的表面上或以可预定的按压力支承抵靠在覆盖微量滴定板5的密封膜或密封垫上，使得微量滴定板5压靠于调温块，以用于均匀的热传递。

图1b示出了盖子3的第三位置，其在盖子3从第一位置移动到第二位置期间或者在盖子3从第二位置移动到第一位置期间形成中间位置。在该第三位置，盖子3被定向成平行于微量滴定板5或平行于被布置在微量滴定板5下方的调温块，并且与微量滴定板5的表面间隔开。

装置1被设计成使得盖子3从第一打开位置到第二关闭位置的移动延伸经过第三位置，即，盖子3最初在第一移动段中以弧形移动从第一位置被带到第三位置。从该第三位置，盖子3在第二移动段中竖直地(即垂直于微量滴定板5的表面)移动，并因此被带到第二关闭位置。

盖子3在相反方向(即，从第二关闭位置到第一打开位置)上的移动同样经由第三位置进行，其中，在该移动的第一段中，盖子3垂直于微量滴定板5的表面移动远离该微量滴定板，直至它到达第三位置。在随后的第二移动段中，盖子3以弧形移动从第三位置移动到第一位置。

在图2a至图2e中，以沿着第一竖直截平面的截面图示意性地示出了在盖子3的不同位置的情况下的装置1。在该图示中，调温块13也可以在图2a、2b、2c和2e中看到。调温块13由具有高导热性的金属(例如银或铝)制成，并且具有用于反应容器的多个容座。在本实施例中，微量滴定板5被放置在调温块13上，使得形成在微量滴定板中的并用作反应容器的凹陷突出到容座中。在这里所示的示例中，容座被设计为筒，其直立地位于调温块13的基座表面上。可替代地是，调温块也可以被设计成具有基本上长方体的形状，并且在其一个表面上形成有凹陷，以用作用于反应容器的容座。在另一替代实施例中，调温块还可具有基本上平坦的表面，而没有用于反应容器的容座。例如，这种调温块可以预期与1536微量滴定板或原位PCR一起使用。具有或不具有容座的调温块13的表面(或其上边缘或开口)基本上位于水平平面中，该水平平面在此也被称为调温块13定向所处的平面。在装置的操作期间，微量滴定板5被定向成平行于该平面。当可加热盖板7的前表面支承抵靠在微量滴定板5上时，它同样被定向成平行于该平面。

调温块13可以通过温度调节装置来被加热和冷却。因此，它可以快速连续地穿过温度循环，以用于进行聚合酶链式反应。温度调节装置以传统方式设计，并因此这里不再详细描述。

用于使盖子3移动的盖驱动器被布置在基座单元2中。盖驱动器经由相应的联接装置联接到连接元件6，这将在下面更详细地描述。在图2a至图2e所示的截面图中，只能看到联接装置中的一个联接装置，它将盖驱动器联接到连接元件6中的一个连接元件。以类似的方式设计(关于这里示出的联接装置对称地设计)并将盖驱动器联接到布置在盖子的相对侧上的第二连接元件6的联接装置被布置在基座单元的相对侧上。下面将描述可见的联接装置。

盖驱动器包括马达(图2a至图2e中不可见)和能够围绕(假想的)旋转轴线R旋转的驱动轴(图2a至图2e中不可见)。驱动轴刚性连接到垂直于旋转轴线R延伸的杠杆臂9。线性引导件10被布置在连接元件6上，在该线性引导件10中引导杠杆臂9。线性引导件10附接到连接元件6，以便围绕平行于旋转轴线R延伸的(假想的)第二旋转轴线旋转。

被定向成与驱动轴的旋转轴线R垂直的引导板11被布置在基座单元2中。引导狭槽12形成在引导板11中，该引导狭槽具有第一弧形段和被定向成与微量滴定板5垂直的第二线性段。由盖驱动器引起的连接元件6的运动在引导板11中的引导狭槽12中被引导。为此，连接元件6具有两个销30，所述两个销在引导狭槽12中被引导。如上所述，镜像的联接装置位于基座单元中的盖驱动器的相对侧上，以驱动并引导另一连接元件6的运动。代替这里描述的引导件，可以使用将驱动轴的旋转运动转换成连接元件6的线性运动的其它机构。

在图2a中，盖子3处于第一打开位置。连接元件6的销30位于引导狭槽12的第一端处。驱动轴围绕旋转轴线R的旋转经由线性引导件10中的杠杆臂9的引导而引起销沿着引导狭槽12的弧形段的移动。该移动导致盖子3在图2b中所示的位置上的枢转运动，在枢转运动中，盖子3或被布置在盖子3中的盖板7的倾斜度相对于布置有调温块13的平面变得越来越小，直至盖子3和盖板7被定向成平行于该平面或微量滴定板5，但仍与微量滴定板5间隔开。这结束了第一移动段，并到达盖子3的第三位置，见图2c。驱动轴的进一步运动经由线性引导件10引起连接元件6在引导狭槽12中的线性向下运动，使得盖子3和被布置在盖子3中的盖板7以被定向成平行于微量滴定板5的方式在垂直方向上朝向微量滴定板5移动，直至盖板7的前表面撞击到微量滴定板5上。理想地是，没有水平力分量(剪切力)施加在微量滴定板5上。

盖板7的前表面对微量滴定板5的按压力是由驱动轴的进一步旋转运动引起的。这可以通过驱动轴的扭矩来预定或通过由盖驱动器经由联接装置相应地施加在连接元件6上的力来预定。当盖板7以预定的接触压力支承抵靠在微量滴定板5上时，到达盖子3的第二位置(图2d)。

驱动轴在相反方向上的旋转运动引起盖子3与盖板7一起对应地在相反方向上行进并且在引导狭槽12中被引导的从第二位置经由第三位置到第一位置的运动。

可以想到盖驱动器与连接元件6或盖子3之间的联接单元的替代实施例。例如，代替用于杠杆臂9的线性引导件10，引导狭槽和伸长孔的组合也可用于将杠杆臂9联接到连接元件6。

图3a和图3b示出了装置1的另外的示意性截面图，其中，这里考虑的第二截平面平行于图2a至图2e中使用的第一截平面延伸。在这些截面图中可以更详细地看到盖驱动器。盖驱动器包括可控马达14，例如电动马达，该马达可以连接到设置在基座单元本身中或基座单元之外的驱动器控制单元。接口15被设置在基座单元中，以用于将马达14或内部驱动器控制单元连接到外部驱动器控制单元。在本示例中，盖驱动器还包括优选地是自锁的齿轮系统16，该齿轮系统可由马达14致动。在本示例性实施例中，齿轮系统16被设计为蜗轮机构，但能够引起驱动轴的旋转运动的其它实施例也是可能的。本示例中的齿轮系统16包括齿轮17(蜗轮)和螺旋蜗杆轴18，该螺旋蜗杆轴的旋转运动引起齿轮17旋转。齿轮17刚性连接到上面已经结合图2a至图2e提到的驱动轴19，该驱动轴经由杠杆臂9、线性引导件10和在引导狭槽12中被引导的连接元件6驱动盖子3的运动。

为了控制盖驱动器，如上所述，能够设置经由接口15连接到马达14的外部驱器动控制单元。然而，该驱动器控制单元也能够至少部分地被布置在基座单元2中，例如以被布置在基座单元2中的电路板上实现的电路的形式。驱动器控制单元包括至少一个处理器、存储元件和存储在一个或多个存储元件中的并且能够由处理器执行的一个或多个操作程序。所述一个或多个操作程序用于操作和控制装置1，例如以用于控制盖驱动器。驱动器控制单元可以被配置用以通过操作程序来读取待插入到接纳区域4中的反应容器(例如微量滴定板5)的标识符，以基于该标识符来确定适合用于特定反应容器的按压力，当盖子3处于第二位置时，盖板7将以该按压力支承抵靠在所述反应容器上，并且控制盖驱动器，以用于施加所确定的按压力。

基座单元2的壳体的前壳体壁20被设计成可移除的。通过这种方式，蜗杆轴18能够从外部接近，以用于紧急释放。在盖子3不能自动打开的情况下，例如在缺陷的情况下，能够手动地(例如通过螺丝刀)致动蜗杆轴18，从而手动地打开盖子，以便到达微量滴定板5和在该微量滴定板中容纳的样品。

图3a和图3b的截面图还详细示出了盖子3的设计。如上所述，盖子3包含盖板7，该盖板可以通过加热模块被加热。该盖板经由压力弹簧21联接到按压板22，该按压板则刚性连接到连接元件6。由盖驱动器施加在连接元件6上的力经由压力弹簧21传递到盖板7。加热模块以传统方式设计并且可以经由基座单元2的接口15连接到电源。

图3a和图3b的截面图还示出了调温块模块23的一部分，在其上安装有调温块13。这将基于图4和图5更详细地描述。

图4示出了当盖子关闭时(位置2)的装置1的沿第三截平面的示意性纵向截面图，该第三截平面垂直于第一截平面(图2a至图2e)和第二截平面(图3a、3b)延伸。在该视图中，显而易见的是，齿轮系统16与连接元件6之间的联接装置具有关于延伸穿过齿轮系统16的齿轮17的(假想的)对称平面的镜像设计。因此，每个连接元件6经由在线性引导件10中引导的杠杆臂9联接到驱动轴19，其中，连接元件6的运动分别由两个销30引导，所述销可以在引导板11的引导狭槽中移动并且固定地连接到连接元件6中的一个连接元件。

包括调温块13的调温块模块23被布置在基座单元2的上部区域中。它包括：温度控制元件24，例如帕尔贴元件(Peltier elements)，该温度控制元件被布置在调温块13的下方；以及散热器25，该散热器被布置在温度控制元件24的背离调温块13的那一侧。控制单元可以被设置在基座单元2中，该控制单元控制或调节温度控制元件24，以用于穿过预定的温度曲线，例如用于进行聚合酶链式反应或用于孵化的温度循环。温度控制单元还可以至少部分地实现在外部控制器中，该外部控制器经由接口15连接到温度控制元件。在本示例性实施例中，调温块模块23中还布置有四个弹出柱塞26，每个弹出柱塞被分配有专用驱动器27。当然，也可以设想到不同数目的弹出柱塞。

图5以纵向截面图更详细地示出了调温块模块23，该调温块模块包括调温块13、放置在其上的微量滴定板5，以及四个弹出柱塞25中的两个。在该视图中，为了清楚起见省略了温度控制元件。

弹出柱塞26可以通过柱塞驱动器27在与调温块13的平面或者微量滴定板5垂直的方向上在第一末端位置(图5)和第二末端位置之间前后移动，该第一末端位置从调温块模块23伸出，该第二末端位置缩回到调温块模块23中。弹出柱塞26被布置在调温块13的周边上，使得弹出柱塞26在从缩回位置移动到伸出位置期间撞击微量滴定板5的下侧，并在它们的进一步向上移动期间带着微量滴定板5。当达到弹出柱塞的伸出的末端位置时，所带着的微量滴定板5从调温块13上提升起来，使得以自动方式操作的机器人抓持臂可以容易地抓持它。在本示例性实施例中，弹出柱塞26被布置在调温块13的矩形基座区域的角部处。能够沿着基座区域的侧面设置额外的弹出柱塞或仅在侧面上设置弹出柱塞。当然，也能够设想到除了矩形基座区域之外的用于调温块13的基座区域。然后，弹出柱塞被相应地布置在沿着调温块13的周边的合适的位置上。

柱塞驱动器27可以被设计为电驱动器，但也可以被设计为气动驱动器或液压驱动器。在本示例中，柱塞驱动器27均包括电动马达28，该电动马达28可以由驱动器控制单元单独控制并且经由将旋转运动转换成线性运动的主轴29联接到弹出柱塞26。

驱动器控制单元被设计用以单独控制每个柱塞驱动器27。因此，能够实现弹出柱塞26的不同运动模式。例如，弹出柱塞26可以同步移动，以便在弹出运动期间将微量滴定板5永久地保持在精确的水平定向上。在样品的热处理期间，在调温块13处的微量滴定板5的塑料材料可以开始部分地流动并“烘烤”到调温块13的容座上。为了将填充有液体的反应容器从容座分离开来而无需过度的振动，驱动器控制单元可以有利地被配置用来以使柱塞驱动器27交替地到达伸出位置的方式启动柱塞驱动器27，使得微量滴定板5以脉动或波浪状运动的方式从调温块13上提升起来。这样避免了急动，该急动会导致单独的反应容器中所包含的液体润湿并粘附到封闭反应容器的密封垫或密封膜，并因此对于这些样品的进一步使用，液体丢失。

在这里描述的非常有利的示例性实施例中，驱动器控制单元被设计用以控制用于使盖子3运动的盖驱动器，并控制柱塞驱动器27。在这种情况下，驱动器控制单元可以被设计用以根据预定操作程序匹配盖子的运动和弹出柱塞26的运动。因此，当盖子3从第二位置提升起到第三位置时，驱动器控制单元同时可以将弹出柱塞26移动到伸出位置，使得当微量滴定板5从调温块13上提升起来时，微量滴定板保持压靠在盖板的前表面上。因此，当微量滴定板5被提升起来时，反应容器通过盖板7保持紧密关闭，并且当微量滴定板从调温板分离开来时保护反应容器，使之免受急动的影响。

这里描述的装置适合用于自动致动，提供高的操作可靠性，并且具有节省空间且简单的设计。

参考标记

1 装置

2 基座单元

3 盖子

4 接纳区域

5 微量滴定板

6 连接元件

7 盖板

9 杠杆臂

10 线性引导件

11 引导板

12 引导狭槽

13 调温块

14 马达

15 接口

16 齿轮系统

17 齿轮

18 蜗杆轴

19 驱动轴

20 前壳体壁

21 压力弹簧

22 按压板

23 调温块模块

24 温度控制元件

25 散热器

26 弹出柱塞

27 柱塞驱动器

28 电动马达

29 主轴

30 销

R 驱动轴的旋转轴线

Claims (22)

1.一种用于样品的热处理的装置(1)，所述装置包括：

基座单元(2)，所述基座单元包括被构造用于接纳一个或多个反应容器的接纳区域(4)；

调温块(13)，所述调温块被布置在所述接纳区域(4)中；

盖子(3)，所述盖子被构造用以关闭所述接纳区域(4)并且用以从打开的第一位置平移到关闭的第二位置，所述盖子(3)包括具有前表面的盖板(7)，当所述盖子(3)处于所述第二位置时，所述前表面被构造用以对布置在所述调温块(13)上的反应容器施加按压力；

至少一个连接元件(6)，所述至少一个连接元件被连接到所述盖子(3)；以及

恰好一个盖驱动器，所述恰好一个盖驱动器被布置在所述基座单元(2)中并且被联接到所述至少一个连接元件(6)，以驱动所述盖子(3)从所述第一位置平移到所述第二位置和从所述第二位置平移到所述第一位置，

其中，所述盖驱动器被联接到所述至少一个连接元件(6)，使得在从所述第一位置平移到所述第二位置期间，所述盖子(3)带着所述盖板(7)最初在第一移动段中从所述第一位置被平移第三位置，在所述第三位置中，所述盖板(7)的所述前表面平行于所述调温块(13)延伸并与所述调温块间隔开，并且所述盖子(3)带着所述盖板(7)在随后的第二移动段中在所述前表面和布置有所述调温块(13)的平面的共用法线的方向上从所述第三位置平移，所述第二移动段朝向所述基座单元(2)的所述接纳区域(4)继续直至所述盖子(3)已经到达所述第二位置，并且，其中，在所述盖子(3)的所述第一位置中，所述盖板(7)的所述前表面相对于所述调温块(13)倾斜。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，

其中，所述盖驱动器能够被控制，以用于设定垂直作用到所述盖板(7)的所述前表面的所述按压力，所述盖驱动器在所述第二移动段期间经由所述连接元件(6)将所述按压力施加在所述盖子(3)和所述盖板(7)上。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的装置(1)，

其中，所述盖驱动器具有马达(14)，并且其中，所述装置(1)还包括驱动控制单元，所述驱动控制单元被连接或能够被连接到所述盖驱动器并且被配置用以设定所述盖驱动器经由所述至少一个连接元件施加在所述盖子(3)和所述盖板(7)上的力。

4.根据权利要求3所述的装置(1)，

其中，所述驱动控制单元和/或上级控制单元被配置用以基于被接纳在所述基座单元(2)中的一个或多个反应容器的预定标识符而生成并输出表示待设定的力的控制信号。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的装置(1)，

其中，所述至少一个连接元件被联接到被布置在所述基座单元(2)中的引导件，使得所述至少一个连接元件(6)在所述第二移动段期间的移动在垂直于所述盖板(7)的方向上被线性地引导。

6.根据权利要求5所述的装置(1)，

其中，所述引导件的一部分垂直于在布置有所述调温块(13)的所述平面延伸，所述引导件的所述一部分引导所述至少一个连接元件(6)在所述第三位置与所述第二位置之间延伸的所述第二移动段期间的移动。

7.根据权利要求1至2中任一项所述的装置(1)，

其中，所述盖驱动器包括可旋转的驱动轴(19)，所述驱动轴被刚性连接到垂直于所述驱动轴(19)延伸的至少一个杠杆臂(9)，所述杠杆臂(9)经由引导件(10)被联接到所述至少一个连接元件(6)。

8.根据权利要求7所述的装置(1)，

其中，所述引导件(10)是用于所述杠杆臂(9)的线性引导件，所述引导件以可旋转的方式安装在所述至少一个连接元件(6)上。

9.根据权利要求7所述的装置(1)，

其中，所述引导件由被布置在所述杠杆臂或所述至少一个连接元件中的引导狭槽和能够在所述引导狭槽中移动的至少一个销形成。

10.根据权利要求1至2中任一项所述的装置(1)，

其中，所述至少一个连接元件(6)在所述第一移动段和所述第二移动段期间的移动在被布置于所述基座单元(2)中的引导件中被引导。

11.根据权利要求10所述的装置(1)，

其中，所述至少一个连接元件(6)具有至少一个联接元件，并且所述引导件包括引导板(11)，所述引导板被布置在所述基座单元中并且具有引导狭槽(12)，所述联接元件在所述引导狭槽中被引导。

12.根据权利要求1至2中任一项所述的装置(1)，

包括被附接在所述盖子(3)的相对侧上的两个连接元件(6)。

13.根据权利要求1至2中任一项所述的装置(1)，

其中，所述盖驱动器包括自锁齿轮系统(16)。

14.根据权利要求1至2中任一项所述的装置(1)，

其中，所述基座单元(2)包括壳体，所述壳体具有能够关闭的至少一个开口，所述开口为手动致动所述盖驱动器提供通路。

15.根据权利要求1至2中任一项所述的装置(1)，

其中，所述基座单元(2)包括弹出机构，所述弹出机构能够由一个或多个马达(28)自动致动，并且所述弹出机构用于使被布置在所述调温块(13)中的反应容器沿在布置有所述调温块(13)的平面的法线方向移动。

16.根据权利要求15所述的装置(1)，

其中，所述调温块(13)被布置在调温块模块(23)上或所述调温块模块(23)中，所述调温块模块被附接在所述基座单元(2)中，并且所述弹出机构包括至少一个弹出柱塞(26)，所述弹出柱塞以垂直于布置有所述调温块(13)的平面可移动的方式安装在所述调温块模块(23)中，并且为了驱动所述弹出柱塞(26)的运动，所述装置(1)还包括被布置在所述调温块模块的下侧上的至少一个柱塞驱动器(27)，并且为每个弹出柱塞(26)分配专用的柱塞驱动器(27)。

17.根据权利要求3所述的装置(1)，其中，所述马达是电动马达。

18.根据权利要求3所述的装置(1)，其中，所述盖驱动器经由所述至少一个连接元件施加在所述盖子(3)和所述盖板(7)上的力基于用户或被连接到所述驱动控制单元的上级控制单元的规定来设定。

19.根据权利要求11所述的装置(1)，其中，所述联接元件为销(30)。

20.根据权利要求13所述的装置(1)，其中，所述自锁齿轮系统 是蜗轮机构。

21.根据权利要求14所述的装置(1)，其中，所述开口能够由门或可移除的壁(20)关闭。

22.根据权利要求16所述的装置(1)，其中，所述柱塞驱动器(27)是能够单独控制的。

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