CN113877647A - 多通道移液头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多通道移液头，具有水平的活塞操纵器，其包括至少一个槽，所述槽包括上面的限定部、下面的限定部和侧向的开口；驱动杆，用于活塞操纵器沿竖直方向的偏移；活塞‑缸体单元，分别包括一个空心的缸体和在其中从上面嵌接的、相对于缸体密封的活塞，所述活塞以活塞头通过开口嵌接到槽中；可沿水平的轴移动的导向装置，在每个导向装置上保持缸体和向下伸出的、空心的、与在缸体的下面的端部中的通孔连接的销，每个活塞头在上侧上具有伸出的、在上面的限定部上贴靠的上面的贴靠位置且在下侧上具有伸出的、侧向相对于上面的贴靠位置错开的并且在下面的限定部上贴靠的下面的贴靠位置。

Description

多通道移液头
技术领域
本发明涉及一种多通道移液头，所述多通道移液头包括相对于彼此可调节的用于夹紧移液管尖端的销。
背景技术
多通道移液管尤其是在实验室中用于对多个液体样品的同时移液。所述液体样品从微滴定板的一系列接纳部中或从其他的器皿中接纳到可脱开地与多通道移液管连接的移液管尖端中并且从移液管尖端中释放到器皿中。多通道移液管具有多个销或轴，移液管尖端可夹紧到所述销或轴上。为了吸入液体样品到移液管尖端中和将液体样品从移液管尖端中排出，存在一个或多个排挤设备，所述排挤设备能使空气垫在液体样品和排挤设备之间偏移。所述排挤设备通常作为包括缸体和可在其中移动的活塞的活塞-缸体单元实施。排挤设备通过通道或导管与在销的端部中的开口连接，移液管尖端位于所述开口上。在移液之后，移液管尖端借助抛出器可从销被压出。为了进一步的移液，新的移液管尖端可夹紧到销上。由此避免在不同的液体样品之间的拖延和液体样品和多通道移液管的污染。
多通道移液管具有包含驱动装置的、基本上圆柱形的并且以唯一的手可抓紧的移液管上部。此外，多通道移液管具有包含至少一个排挤设备的、在下侧上具有销的并且通过驱动杆与驱动装置耦合的多通道下部，所述多通道下部也称为多通道移液头。所述驱动装置可以是手驱动的机械的驱动装置或机电的驱动装置。
尤其是已知标准化的微滴定板(ANSI SLAS 4-2004 2012)，其成行和列地以9mm的在相邻的接纳部的中轴线之间的距离具有96个接纳部或以4.5mm的在相邻的接纳部的中轴线之间的距离具有384个接纳部。包括在固定的位置上设置的销的多通道移液管只可以在两个板类型之一中将液体样品从行或列的全部的接纳部中接纳并且释放到其中。
EP 1 875 966A1说明一种多通道移液头，其中，垂直的活塞操纵杆向上从水平的横杆伸出，所述横杆具有多个并排设置的用于活塞头的接纳部。在多个平行的缸体中有活塞引导，所述活塞以其活塞头在固定的位置上在接纳部中设置。每个活塞头以朝向活塞杆的下侧安装在接纳部的底部上并且具有从上侧伸出的弹性体，所述弹性体为了间隙补偿的目的没有或部分地弹性压缩地贴靠在接纳部的贴靠面上。
也已知多通道移液管，其中，销的距离可被调节至接纳部的不同的距离。所述销通过软管柔性地与至少一个排挤设备连接，以便补偿销关于位置固定地设置的排挤设备的偏移。这样的多通道移液管尤其是在US 5,057,281 B1、US 5,061,449 B1、US 8,029,742 B2、DE 10 2005030 196B3和EP 2 231 335B1中说明。
在具有销的可调节的距离的已知的多通道移液管中，包括中央的排挤设备的各个通道的不同长的软管管路引起通道的不同大小的死体积。由此影响移液的精确性和准确度。
发明内容
由此出发，本发明的任务是，提供一种多通道移液头，其中，销或通道彼此的距离可被调节并且其能够以较好的精确性和准确度实现移液。
该任务通过具有权利要求1的特征的多通道移液头解决。多通道移液头的有利的实施方式在从属权利要求中给出。
按照本发明的多通道移液头具有：
·水平的活塞操纵器，包括至少一个槽，所述槽包括上面的限定部、下面的限定部和侧向的开口，
·从活塞操纵器向上伸出的驱动杆，以用于活塞操纵器沿竖直方向的偏移，
·多个活塞-缸体单元，分别包括一个空心的缸体和在其中从上面嵌接的、相对于缸体密封的活塞，所述活塞以在其上面的端部上的活塞头通过开口嵌接到槽中，
·多个可沿水平的轴移动的导向装置，其中，在每个导向装置上保持缸体和向下伸出的、空心的并且与在缸体的下面的端部中的通孔连接的销，
·其中，每个活塞头在上侧上具有伸出的并且在上面的限定部上贴靠的上面的贴靠位置并且在下侧上具有伸出的、侧向相对于上面的贴靠位置错开的并且在下面的限定部上贴靠的下面的贴靠位置，由此在导向装置沿水平的轴侧向偏移时，活塞头通过在槽中倾转可以避开夹紧力并且通过在倾转中出现的弹性的回位力在活塞-缸体单元中以上面的贴靠位置贴靠在槽的上面的限定部上并且以下面的贴靠位置贴靠在槽的下面的限定部上地保持。
在多通道移液头中，每个销与活塞-缸体单元的缸体共同在导向装置(保持装置)上保持并且销与活塞-缸体单元共同沿水平的轴可偏移。由此能够实现销和分别与此连接的活塞-缸体单元之间的小的并且恒定的死体积。在活塞-缸体单元沿轴偏移时，活塞头在活塞操纵器的槽中偏移。在活塞头和活塞操纵器的常规的构成中，活塞头必须为此带间隙地设置在活塞操纵器的接纳部中。由此影响多通道移液头的精确性和准确性。按照本发明，通过在活塞和活塞操纵器之间的连接，能够实现在没有活塞头和槽之间的间隙的可调节性。即活塞头分别持续以两个侧向彼此错开的上面的和下面的贴靠位置贴靠在槽的上面的限定部和下面的限定部上。由此活塞头可以补偿制造公差，其方式为：所述活塞头轻微倾转或轻微倾斜地相对于水平线定向地在槽中设置。这导致，活塞头在槽中的侧向的偏移时轻微倾转并且借此可以避免夹紧力，所述夹紧力会阻止活塞头在槽中的偏移。在此活塞头通过在倾转时出现的回位力在活塞-缸体单元中保持贴靠在槽的上面的和下面的限定部上。弹性的回位力可以通过弹性的密封元件的变形和/或通过活塞-缸体单元的弹性的活塞的弯曲引起。此外可以通过在活塞和活塞操纵器之间的连接补偿在生产构件时的公差。即活塞头和槽的尺寸的与制造相关的不同可以通过活塞头在槽中的不同的倾转补偿。在这里，活塞头通过回位力在活塞-缸体单元中总是保持贴靠在槽的上面的限定部和下面的限定部上。基于小的并且恒定的死体积和活塞头在槽中的无间隙的布置结构，实现多通道移液头，其中，销彼此的距离可被调节，并且所述多通道移液头能够实现以较好的精确性和准确度的移液。
按照本发明的一种实施方式，活塞头和槽这样构成，使得当活塞-缸体单元是非弹性可变形的、刚性的系统时，所述活塞头和槽会形成过盈配合(压配合)。由此实现，在公差范围中的全部的尺寸中，活塞头在槽中在弹性的变形情况下在活塞-缸体单元中倾转并且以上面的和下面的支承位置保持贴靠在上面的限定部和下面的限定部上。由此可以全面补偿制造公差。在沿轴的方向的偏移时，活塞头可以通过进一步倾转避免提高的夹紧力。
按照另一种实施方式，每个活塞头在上侧上具有上面的贴靠点或上面的贴靠线形式的上面的贴靠位置。按照另一种实施方式，每个活塞头在下侧上具有下面的贴靠点或下面的贴靠线形式的下面的贴靠位置。由此能够实现小的、低摩擦的并且有利于活塞头的倾转的贴靠位置。
按照另一种实施方式，每个活塞头在上侧上具有在球形帽上的上面的贴靠点和/或在下侧上具有在向下指向的缸体的下面的边缘上的下面的贴靠点。
按照另一种实施方式，导向装置在水平的轴上可旋转地支承。由此实现，所述系统可以将在导向装置沿轴偏移时的提高的夹紧力通过围绕轴的轻微的偏转避免。
按照另一种实施方式，下面的贴靠点比上面的贴靠点进一步侧向从水平的轴远离地错移。由此实现，所述导向装置通过在活塞头倾转时出现的回位力偏转直到贴靠到活塞操纵器上并且所述回位力将活塞头保持贴靠在槽上。
按照另一种实施方式，槽相对于下面的限定部具有在开口的侧上沿水平的方向进一步伸出的上面的限定部。上面的限定部可以用作为用于导向装置的贴靠部。
按照另一种实施方式，每个缸体在上面具有弹性的轴环密封装置，穿过所述轴环密封装置，与活塞连接的活塞杆向上密封地引导。弹性的轴环密封装置可以在具有小的体积的活塞-缸体单元的细长的活塞中被使用。
按照另一种实施方式，每个活塞在外周上具有弹性的密封元件，所述密封元件在活塞工作面上在缸体的内侧上密封。弹性的密封元件可以被注塑或夹紧。
按照另一种实施方式，每个销通过压力弹簧支承在导向装置上，从而所述销能抵抗压力弹簧相对于导向装置向上偏移。由此可以实现多个移液管尖端到不同的销上的均匀的夹紧。
按照另一种实施方式，每个活塞具有可弹性弯曲的活塞杆。通过相对细长的活塞杆的弯曲，可以产生活塞-缸体单元的弹性的回位力。
按照另一种实施方式，每个导向装置借助控制传动装置可沿水平的方向偏移。由此可以实现销在不同的位置中沿水平的轴的可重复的调节。按照另一种实施方式，控制传动装置是手动可驱动的机械的控制传动装置或由电动机驱动的机电的控制传动装置。按照另一种实施方式，机电的控制传动装置与电子的控制设备连接，所述电子的控制设备可通过按键、开关和/或另一个接口由用户控制。
按照另一种实施方式，可手动驱动的机械的控制传动装置是包括调节轮、齿轮、齿式移动件和栅部(Gatter)的剪式杠杆传动装置。由此可以实现在销和活塞-缸体设备的未改变的竖直的定向时特别精确的调节。为此按照另一种实施方式，每个导向装置在上面和在下面悬挂在栅部上。在这里按照另一种实施方式，每个导向装置可以通过孔和竖直的纵向缝隙或通过两个竖直的纵向缝隙在从栅部伸出的销上悬挂。
按照另一种实施方式，多通道移液头具有4个、6个、8个或12个销或通道。按照另一种实施方式，多通道移液头构成用于，以具有选择自下面的体积的体积的移液管尖端装备：20μl、100μl、300μl、1200μl。
附图说明
接着借助实施例的附图进一步解释本发明。附图：
图1示出在前面的壳体部件被取下时多通道移液头的前视图；
图2示出相同的多通道移液头的包括销和活塞-缸体单元的导向装置的与图1垂直的纵剖面；
图3示出图2的放大的细节III；
图4示出多通道移液头的通过导向装置的垂直于图1的纵剖面；
图5示出另一个多通道移液头的包括销和活塞-缸体单元的导向装置以及活塞操纵器的纵剖面；
图6示出图5的放大的细节图VI。
具体实施方式
在本申请中，术语“上”和“下”以及“侧向”涉及如下多通道移液头，其以活塞-缸体单元竖直定向并且其中驱动杆设置在销上方。
按照图1至3，多通道移液头1具有支承结构2，所述支承结构通过两部分式的壳体3形成。在图1中，取下前面的壳体部件，从而只示出后面的壳体部件。备选地，支承结构也可以通过底盘形成，所述底盘以壳体覆盖。
壳体3基本上是盒形的。在壳体3的上面的边缘上，紧固销4竖直向上伸出，所述紧固销用于与移液管上部连接。
在所述壳体中保持具有圆形横截面的水平的轴5。在所述轴5上，多个导向装置6(在示例中4个)沿水平的方向可偏移并且围绕轴5可偏转地支承。
按照图2，每个导向装置6在下面的端部上具有大致直角平行六面体形的支承区段7，所述支承区段具有水平的第一支承孔8。按照图1，导向装置以第一支承孔8在轴5上沿轴的方向可偏移并且围绕轴5可偏转地支承。
按照图4，支承区段7具有竖直的缝隙9，所述缝隙从与第一支承孔8最远地远离的一侧出发且在第一支承孔8之前不远处结束。
空心的销11的上面的销区段10嵌入缝隙9中，以用于夹紧移液管尖端。销11在上面与活塞-缸体单元13的空心的缸体12连接。销11的空腔14通过通孔15与缸体12的空腔16连接。缸体12的内侧形成用于活塞的工作面。
在上面的销区段10的下面的端部上，销11具有下面的肩部17，并且在上面的销区段10的上面的端部上，缸体12具有上面的肩部18。下面的肩部17贴靠在支承区段7的下侧上并且上面的肩部18贴靠在支承区段7的上侧上，从而销11和缸体12沿竖直方向不可偏移地保持在支承区段7中。上面的销区段10借助销19固定在缝隙9中，所述销嵌入支承区段7的水平的并且与缝隙9交叉的销孔20中。
销11在下面具有圆锥形的区段11.1并且在其上具有圆柱形的区段11.2。在圆锥形的区段11.1中，所述销设有用于密封圈嵌入的环绕的环形槽21。
按照图2和4，套筒形的导向区段22从支承区段7的上侧垂直向上伸出。缸体12在外面在不同的侧上支承在导向区段22的第一和第二接触位置22.1、22.2上。在第一支承孔8上方，具有平的U形轮廓的保持区段23从套筒形的导向区段22垂直向上伸出。
按照图1和4，导向装置6分别在上面和下面具有纵向缝隙24、25。纵向缝隙24、25用于剪式杠杆传动机构(栅部)的上面的和下面的支承螺栓的嵌接，以用于导向装置6相对于彼此沿水平的方向的偏移。
导向装置6优选一件式地由塑料制造，例如通过注塑制造。
销11和缸体12一件式或多件式地由塑料(例如通过注塑)和/或由金属(例如通过车削)制造。
每个活塞-缸体单元13按照图2和4具有活塞26，所述活塞从上面推入缸体12中。活塞26具有包括在下面的端部上的加厚的活塞区段28的活塞杆27，环绕的密封元件29安装在所述活塞区段上。活塞在活塞杆27的上面的端部上具有活塞头30。活塞头30具有平的、例如圆盘形的区段31，所述区段在上侧上具有上面的贴靠位置32并且在下侧上具有下面的贴靠位置33。上面的贴靠位置32在圆盘形的区段31的上侧上处于球形帽34的顶点上。下面的贴靠位置33处于在活塞杆27旁从圆盘形的区段31的下侧在活塞杆27旁向下伸出的缸体36的下面的边缘35上。更准确地说，下面的贴靠位置33处于缸体36的下面边缘的半径37上。
活塞26优选一件式地由塑料制造，优选通过注塑制造。密封元件29可以同样与活塞26一件式地制造或夹紧到所述活塞上。
按照图1和4，多通道移液头1具有水平的活塞操纵器38，所述活塞操纵器在保持区段23旁设置在缸体12上方。活塞操纵器38在与保持区段23对置的一侧上具有水平的槽39。槽39的上面的限定部40进一步朝作为下面的限定部41的保持区段伸出。在保持区段23的所述侧上，所述槽39具有开口42。穿过所述开口42，活塞头30的一部分嵌入槽39中，从而球形帽34以上面的支承位置32在上面的限定部40上并且缸体33以下面的支承位置33在下面的限定部41上贴靠。
保持区段23向活塞操纵器38偏转。
驱动杆43从活塞操纵器38的上侧向上伸出，所述驱动杆伸入紧固缸体4中。
活塞操纵器38和驱动杆43优选一件式地由塑料制造，优选通过注塑制造。
紧固缸体4通过卡扣连接与移液管上部且驱动杆43的上面的端部通过夹紧连接与在移液管上部中的驱动装置为了驱动杆43的竖直的偏移而可连接。
活塞头30和槽39这样确定尺寸，使得如果活塞-缸体单元13刚性并且非弹性可变形，则活塞头30在上面的和下面的贴靠点32、33上与槽39形成过盈配合。尤其是活塞-缸体单元13的活塞杆27和密封元件29弹性地构成，从而活塞头30在槽39中在活塞-缸体单元13的弹性的变形情况下可以倾转。
在活塞头30和活塞操纵器38接合时，活塞头30关于槽39的尺寸过量强迫活塞头30相对于竖直线的倾斜(例如0.5°)。在该位置中，活塞26轻微地以活塞头30沿轴向方向可在活塞操纵器38中运动。通过活塞头30的倾斜产生的在活塞-缸体单元13中的预应力将活塞头30保持在倾转的部位中。导向装置6和缸体12不会跟随活塞头30的倾斜A(参考图4)，因为导向装置7挡靠在活塞操纵器38上并且从而阻止向内的旋转。因为活塞26在上面的支承点44外在活塞操纵器38中在密封元件上具有在缸体12中的下面的支承点45，所以其如弯曲弹簧B(参考图4)那样变形。由此反力产生，所述反力能够使活塞26在每个时刻无间隙地在活塞操纵器38中在贴靠点32、33上靠置并且排除活塞头26在槽39中的间隙。
图5和6的实施例与之前所述实施例的区别特别是在于，下面的活塞区段是活塞杆27的下面的端部。此外，活塞26不是通过密封元件在缸体12的活塞运行轨中密封，而是通过轴环密封装置46，所述轴环密封装置夹紧到缸体12的上面的端部上并且在缸体12外在活塞杆27的外侧上安装。活塞头30安装在活塞杆27的上面的端部上。
在该实施方式中，活塞杆27优选通过钢针形成并且活塞头30由塑料注塑到钢针的上面的端部上。用于保持活塞头贴靠在槽39上的反力通过轴环密封装置46和钢针的弹性的变形产生。
此外，销11保持在导向装置6的支承区段7中的竖直的第二支承孔47中。销11通过压力弹簧48支承在导向装置6的支承区段7上。压力弹簧48在上面的销区段10上引导并且在下面在上面的销区段10的下面的肩部17上并且在上面在支承区段7的下侧上支承。进一步在上面，上面的销区段10在环周上具有切向的展平部49，销19嵌接到所述展平部中，所述销嵌入支承区段7的水平的销孔20中。由此销11和与此一件式连接的缸体12固定在支承区段7上并且销11在支承区段7中的竖直的偏移被限定。
通过销7在导向装置6上的弹性的保持实现，移液管尖端尽可能同样高度地夹紧到不同的销7上。

Claims (15)

1.多通道移液头，具有
·水平的活塞操纵器(38)，包括至少一个槽(39)，所述槽包括上面的限定部(40)、下面的限定部(41)和侧向的开口(42)，
·驱动杆(43)，用于将活塞操纵器(38)沿竖直方向偏移，
·多个活塞-缸体单元(13)，所述活塞-缸体单元分别包括一个空心的缸体(12)和在其中从上面嵌接的、相对于缸体(12)密封的活塞(26)，所述活塞以活塞头(30)在其上面的端部上通过开口(42)嵌接到槽(39)中，
·多个可沿水平的轴(5)移动的导向装置(6)，其中，在每个导向装置(6)上保持缸体(12)和向下伸出的、空心的并且与在缸体(12)的下面的端部中的通孔(15)连接的销(11)，
·每个活塞头(30)在上侧上具有伸出的并且在上面的限定部(40)上贴靠的上面的贴靠位置(32)并且在下侧上具有伸出的、侧向相对于上面的贴靠位置(32)错开的并且在下面的限定部(41)上贴靠的下面的贴靠位置(33)，由此在导向装置(6)沿水平的轴(5)侧向偏移时，活塞头(30)通过在槽(39)中的倾转可以避开夹紧力并且通过在倾转中出现的回位力在活塞-缸体单元(13)中以上面的贴靠位置(32)贴靠在槽(39)的上面的限定部(40)上并且以下面的贴靠位置(33)贴靠在槽的下面的限定部(41)上地保持。
2.按照权利要求1所述的多通道移液管，其中，活塞头(30)和槽(39)构成为：使得当活塞-缸体单元(13)是非弹性可变形的刚性系统时，所述活塞头和槽形成过盈配合。
3.按照权利要求1或2所述的多通道移液管，其中，每个活塞头(30)在上侧上具有上面的贴靠点或上面的贴靠线形式的上面的贴靠位置(32)和/或每个活塞头(30)在下侧上具有下面的贴靠点或下面的贴靠线形式的下面的贴靠位置(33)。
4.按照权利要求1至3之一所述的多通道移液管，其中，每个活塞头(30)在上侧上具有在球形帽(34)上的上面的贴靠点(32)和/或在下侧上具有在向下指向的缸体(35)的下面的边缘上的下面的贴靠点(33)。
5.按照权利要求1至4之一所述的多通道移液管，其中，导向装置(6)在水平的轴(5)上可转动地支承。
6.按照权利要求1至5之一所述的多通道移液头，其中，下面的贴靠点(33)比上面的贴靠点(32)进一步侧向从水平的轴(5)远离地错开。
7.按照权利要求1至6之一所述的多通道移液管，其中，槽(39)相对于下面的限定部(41)具有在开口(42)侧上沿水平方向进一步伸出的上面的限定部(40)。
8.按照权利要求1至7之一所述的多通道移液管，其中，每个缸体(12)在上面具有弹性的轴环密封装置(46)，与活塞(26)连接的活塞杆(27)穿过所述轴环密封装置向上密封地引导。
9.按照权利要求1至8之一所述的多通道移液管，其中，每个活塞(26)在外周上具有环绕的弹性的密封元件(29)，所述密封元件在缸体(12)的内侧上的活塞工作面上进行密封。
10.按照权利要求1至9之一所述的多通道移液管，其中，每个销(11)通过压力弹簧(48)支承在导向装置(6)上，从而所述销(11)抵抗压力弹簧(48)相对于导向装置(6)可向上偏移。
11.按照权利要求1至10之一所述的移液管，其中，每个活塞(26)具有可弹性弯曲的活塞杆(27)。
12.按照权利要求1至11之一所述的多通道移液管，其中，每个导向装置(6)借助控制传动装置可沿水平方向偏移。
13.按照权利要求1至12之一所述的多通道移液管，其中，所述传动机构是包括调节轮、齿轮、齿式移动器和栅部的剪式杠杆传动机构。
14.按照权利要求13所述的多通道移液管，其中，每个导向装置(6)在上面和下面悬挂在栅部上。
15.按照权利要求14所述的多通道移液管，其中，每个导向装置(6)通过孔并且通过一个竖直的纵向缝隙或通过两个竖直的纵向缝隙(24、25)由栅部伸出的销悬挂。
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