CN114585720A - 移液管端头、移液管组件、抽吸和分配系统以及防止移液管端头粘滞力的方法 - Google Patents

Abstract

一种被构造成抽吸和分配液体的移液管端头。该移液管具有包括开口的端头，其中，该移液管具有一个或多个刀刃，该一个或多个刀刃具有从端头延伸至少一部分的长度，并且该一个或多个刀刃中的至少一些包括沿着长度的锐角切割边缘。在一些实施例中，移液管端头是可拆卸移液管端头的一部分，该可拆卸移液管端头具有端头主体，该端头主体具有被构造成可拆卸地联接到移液管的第一端。公开了其它可拆卸移液管端头、移液管端头、移液管组件、抽吸和分配系统、测试设备以及通过凹槽盖访问凹槽的方法。

Description

移液管端头、移液管组件、抽吸和分配系统以及防止移液管端 头粘滞力的方法

技术领域

本公开涉及移液管端头、移液管组件、抽吸和分配系统以及适于抽吸和分配液体的方法，所述液体例如分析器中的液体试剂。

背景技术

在自动分析测试（免疫测定仪器、临床化学分析器、体外测试设备等，在本文中均称为分析器）中，各种液体可以在一个位置被抽吸并被分配到另一个位置。例如，在一些实施例中，试剂液体可以从试剂容器（在本文中也称为“凹槽”）中抽吸并转移到反应器皿（例如，试管）中。在用于测试生物流体样品（本文中也称为试样）中的分析物或另一种成分的存在的某些分析器中，可能期望利用一个或多个移液管组件，所述移液管组件联接到一个或多个包括泵的抽吸/分配设备，以抽吸并且然后分配试样、试剂或其它液体。机器人可以联接到移液管组件以引起其协调并因此引起移液管的协调运动。

在一些实施例中，相当大量的试剂可以被容纳在试剂筒的各个凹槽中，所述试剂筒可由移液管组件访问，在此被称为“试剂包”。例如，在一些分析器中，试剂包可以被支撑在转盘或类似的可移动构件上。移液管组件可包括移液管并且在一些情况下可包括联接到移液管的可拆卸移液管端头。可拆卸移液管端头可以是模制塑料移液管端头，其联接到移液管并且然后在一个或多个抽吸/分配序列之后被丢弃。例如，可拆卸移液管端头可以与移液管分离并且落入废物处理容器中。

在一些实施例中，联接到移液管组件的机器人可使移液管组件从试剂包的位置移动到分析器内的反应器皿的位置。因此，机器人可以能够以X运动、Y运动、扫掠（θ）运动、r运动或其任何组合移动移液管组件。此外，机器人可以包括Z轴马达，以能够沿着Z轴升高和降低移液管组件，从而使得移液管组件和移液管能够竖直地插入试剂包和/或反应器皿中以及从试剂包和/或反应器皿竖直地缩回。

在一些实施例中，试剂包可以包含一个或多个凹槽，所述凹槽容纳一定体积的一种或多种处理液体（例如，试剂或其他液体），并且还可以具有固定在每个凹槽的顶部上的密封的凹槽盖（例如，箔盖）。当用移液管组件访问试剂包时，可拆卸移液管端头的移液管端头用作刺刃，其用于当机器人施加负Z轴运动（向下竖直运动）时刺穿凹槽盖。

移液管组件的任何故障都可能导致吞吐量或其它过程中断。

发明内容

根据第一方面，提供了一种被构造成抽吸和分配液体的移液管组件的移液管端头。所述移液管端头包括：端头主体，所述端头主体具有被构造成可拆卸地联接到移液管的第一端以及与所述第一端相对地定位的端头，所述端头包括开口，其中，所述移液管端头还包括一个或多个刀刃，所述一个或多个刀刃具有从所述端头到所述第一端延伸至少一部分的长度，所述一个或多个刀刃中的至少一些包括沿着所述长度的至少一部分的锐角切割边缘。

根据第二方面，提供了一种被构造成抽吸和分配液体的移液管组件。所述移液管组件包括可移动主体和移液管，所述移液管联接到所述可移动主体，所述移液管还包括移液管端头部分，所述移液管端头部分包括具有开口的端头，其中，所述移液管端头部分还包括多个刀刃，每个刀刃具有从所述端头延伸至少一部分的长度，所述多个刀刃各自包括沿其长度的至少一部分的锐角切割边缘。

根据第三方面，提供了一种抽吸和分配系统。所述抽吸和分配系统包括：抽吸和分配组件，所述抽吸和分配组件包括泵；移液管组件，所述移液管组件被构造成抽吸和分配液体，所述移液管组件包括移液管端头部分，所述移液管端头部分还包括：端头，所述端头包括开口并且还包括一个或多个刀刃，所述一个或多个刀刃具有从所述端头延伸至少一部分的长度，所述一个或多个刀刃包括沿着所述长度的锐角切割边缘；以及通道，所述通道连接在所述移液管组件和所述泵之间。

根据第四方面，提供了一种被构造成抽吸和分配液体的移液管。所述移液管包括移液管主体，所述移液管主体具有端头和轴向长度，所述端头包括开口，其中，所述移液管主体还包括一个或多个刀刃，所述一个或多个刀刃从所述端头沿着所述轴向长度延伸，所述一个或多个刀刃包括沿着所述轴向长度的至少一部分的锐角切割边缘。

在另一方面中，提供了一种用移液管访问由凹槽盖覆盖的凹槽的方法。所述方法包括：提供移液管主体部分，所述移液管主体部分具有端头和轴向长度，所述端头包括开口，其中，所述移液管主体部分还包括多个刀刃，所述多个刀刃从所述端头沿着所述轴向长度延伸，所述多个刀刃中的至少一些包括沿着所述轴向长度的锐角切割边缘；以及用包括所述锐角切割边缘的所述多个刀刃中的至少一些切割所述凹槽盖。

通过示出多个示例性实施例和实施方式，从以下描述中，本公开的其他方面、特征和优点将是明显的。本发明还可以能够具有其它和不同的实施例，并且其若干细节可在各个方面进行修改，所有这些均不脱离本发明的范围。因此，附图和说明书应被认为本质是说明性的，而不是限制性的。本公开将会覆盖落入权利要求的范围内的所有修改、等同物和替代物。

附图说明

下面描述的附图仅用于说明性目的，并且不一定按比例绘制。附图不旨在以任何方式限制本公开的范围。相同的数字始终用于表示相同或相似的元件。

图1A示出了根据一个或多个实施例的包括移液管的测试设备的一些部分的示意图的顶视图。

图1B示出了在根据一个或多个实施例的测试设备中使用的试剂包的截面侧视图。

图1C示出了可以被包括在根据一个或多个实施例的测试设备中的移液组件的一部分的局部截面侧视图。

图1D示出了根据一个或多个实施例的移液管组件的一部分的局部截面侧视图，该移液管组件包括可拆卸移液管端头，该可拆卸移液管端头在其上具有一个或多个锐角切割边缘。

图2A示出了根据一个或多个实施例的移液组件的侧视立面图，其示出了从移液管分离的可拆卸移液管端头。

图2B示出了根据一个或多个实施例的移液组件的侧视立面图，其示出了附接到移液管的可拆卸移液管端头。

图3A示出了根据一个或多个实施例的可拆卸移液管端头的透视图。

图3B示出了根据一个或多个实施例的可拆卸移液管端头的侧视平面图。

图3C示出了根据一个或多个实施例的沿着图3B的剖面线3C-3C截取的可拆卸移液管端头的截面侧视图。

图3D示出了根据一个或多个实施例的可拆卸移液管端头的底端视图。

图3E示出了根据一个或多个实施例的沿着图3B的剖面线3E-3E截取的可拆卸移液管端头的截面图，示出了多个刀刃，所述多个刀刃沿着其长度的一部分包括锐角切割边缘。

图4A示出了根据一个或多个实施例的移液设备的局部侧视图和试剂包的截面侧视图，移液管端头延伸到试剂包的凹槽中，其中，移液管端头被示出为正在切割（划切）凹槽盖。

图4B示出了根据一个或多个实施例的在凹槽盖上方截取的可拆卸移液管端头的截面图，并且示出了通过包括锐角切割边缘的多个刀刃的切割而形成的四个切口。

图5A和5B示出了根据一个或多个替代实施例的移液管组件的局部截面侧视图，该移液管组件包括移液管，该移液管具有多个刀刃，该多个刀刃具有形成在其上的锐角切割边缘。

图6A示出了可拆卸移液管端头的替代实施例的透视图，该可拆卸移液管端头包括三个刀刃，该三个刀刃具有形成在其上的锐角切割边缘。

图6B示出了可拆卸移液管端头的底端视图，该可拆卸移液管端头具有三个刀刃，该三个刀刃包括形成在其上的锐角切割边缘。

图7A和7B示出了可拆卸移液管端头的替代实施例的端部的局部透视图，该可拆卸移液管端头包括多个刀刃，该多个刀刃具有形成在其上的锐角切割边缘。

图7C示出了移液管端头的替代实施例的底端视图，该移液管端头包括多个刀刃，该多个刀刃具有形成在其上的锐角切割边缘。

图7D示出了移液管端头的替代实施例的端部的侧视平面图，该移液管端头包括多个刀刃，该多个刀刃具有锐角切割边缘以及由其形成的圆锥形端头部分。

图7E示出了可拆卸移液管端头的替代实施例的侧视平面图，该可拆卸移液管端头包括多个刀刃，该多个刀刃包括锐角切割边缘和圆锥形端头部分。

图7F示出了沿着图7E的剖面线7F-7F截取的可拆卸移液管端头的替代实施例的截面图，该可拆卸移液管端头包括多个刀刃，该多个刀刃具有锐角切割边缘。

图8示出了根据一个或多个实施例的用移液管端头刺穿凹槽盖的方法的流程图。

具体实施方式

如上所述，试剂包具有形成在其内的一个或多个凹槽，所述一个或多个凹槽容纳一个或多个体积的处理材料，例如处理液体（例如，液体试剂、液体缓冲剂、液体洗涤溶液、试样或其它处理液体），并且所述一个或多个凹槽具有密封在其顶部上的凹槽盖（例如，箔盖）。当用移液管访问试剂包的凹槽时，移液管端头用作刺刃，以刺穿凹槽盖。

如本发明人所发现的，当从试剂包缩回移液管组件时，可拆卸移液管端头在某些条件下可能卡在或粘着在试剂包的凹槽盖中。这样，可拆卸移液管端头可能无意中与移液管分离，并且保持卡在试剂包的凹槽盖（例如，箔盖）中。尽管这在分析器操作由操作者（由人）监督的情况下可能仅引起微小的中断。在这些情况下，操作者可以简单地访问可拆卸移液管端头并从试剂包移除可拆卸移液管端头，几乎不会导致处理停机时间。

然而，在某些情况下，例如在晚上，可能有数百个（如果不是数千个）自动运行的测试，即，没有操作者的监督，并且仅仅一个卡在或粘着在试剂包中的可拆卸移液管端头就能阻止在那个晚上在分析器上执行任何进一步的测试。在这种情况下，测试的整个轮班工作时间可能丢失，伴随生产率和吞吐量的损失。因此，希望最小化或消除这种可拆卸移液管端头卡住的情况。

在其它实施例中，刺穿凹槽盖的过程可在凹槽内产生内部压力，并且也可产生其它问题。当移液管更深地插入到凹槽中并最终撕开凹槽盖时，空气可能在移液管周围泄漏并迅速逸出，在一些情况下，这可能将液体试剂或其它液体带入空气流中。因此，本发明人在本文中进一步发明了一种机构，该机构用于通过在凹槽盖中引入切口来提供移液管和凹槽盖之间的压力释放功能，使得空气能够逸出并且最小化或消除凹槽中的压力累积。此外，在一些情况下，常规移液管端头可充当冲头，以在刺穿期间从凹槽盖冲压出来小的膜盘，然后该小的膜盘可落入凹槽中。如果膜盘被移液管抽吸，这会引起问题（例如堵塞）。

鉴于前述问题，本公开的实施例提供了被构造成提供减少移液管端头的外表面和凹槽盖之间的“粘滞力”并因此最小化或完全消除可拆卸移液管端头卡在凹槽盖中的所有情况的设备、组件和方法。该设备、组件和方法还可被构造成减轻或最小化凹槽中的压力累积或快速压力损失和/或避免膜盘被冲压出来。

如本文所用的，粘滞力是指使彼此接触的静止物体能够相对运动而需要克服的静摩擦力。在常规移液管操作中，圆锥形移液管端头刺穿凹槽盖，插入到期望的深度，并且然后发生液体（例如，液体试剂或其他液体）的抽吸。当移液管端头刺穿凹槽盖时，刺穿过程通常有三个阶段。在第一阶段，刺穿动作在盖中形成/穿出小孔，该小孔具有移液管端头的末端的尺寸。在一些情况下，不期望地，膜盘可能被冲压出来。在第二阶段，具有光滑的细长圆锥形外形的移液管端头进一步穿过凹槽盖插入到凹槽中，并且凹槽盖进一步变形但基本上不会撕裂，使得由于凹槽盖作用于移液管端头的外表面上而在移液管端头的外表面上形成基本上法向的力。此外，压力在凹槽中建立，以及第三阶段，其中，在第二阶段中穿过盖插入一定深度之后，应力变得如此大以致于盖撕裂并且应力被释放。一旦盖撕裂，第三阶段开始，此后，移液管的进一步插入不会产生与第二阶段中一样大的粘滞力。在一些情况下，当凹槽盖撕裂并且累积的凹槽压力从凹槽盖快速释放时，可能发生容纳在凹槽中的处理液体（例如，液体试剂或其他液体）的溅射（misting）或喷射。

因此，应当理解，在使用常规圆锥形移液管端头的常规系统中，直到在凹槽盖中产生径向撕裂以前，在凹槽盖和已经刺穿凹槽盖的圆锥形移液管端头的外表面之间存在显著的粘滞力。在一些情况下，当访问液体（例如，液体试剂）时，移液管端头的末端仅插入到刚好在液体表面下方的位置，该位置刚好在凹槽盖下方，例如当试剂包是新的时候，并且对于最初的几次液体抽吸，移液管在第二阶段内操作。当移液管在第二阶段中停止其竖直推送以完成抽吸时，那么可能存在显著的粘滞力。在一些情况下，粘滞力是如此显著，以致在试图从试剂包缩回移液管端头以使得试剂（或其它液体）可以被分配到另一器皿（例如，反应器皿）时，移液管端头会与移液管分离，并且可拆卸移液管端头可以相当牢固地保持被卡在凹槽盖中。此外，使用常规圆锥形移液管端头，有时会将膜盘冲压出来。

本文描述的实施例公开了移液管端头、可拆卸移液管端头、移液管组件、抽吸和分配系统、测试设备以及刺穿凹槽盖的方法，其中，粘滞力的问题被克服或减少，从而最小化或消除可拆卸移液管端头卡在凹槽盖中的情况。在一些实施例中，可以克服或减少液体溅射或喷射的问题和/或将膜盘冲压出来随后其落入凹槽中的问题。本公开的实施例的这些和其它方面和特征将在本文中参考图1A-8来描述。

现在参考图1A，其示出了测试设备100的一些部分的示意性顶视图。测试设备100可以是分析器，并且可以包括比图1A中所示更多的部件，例如（一个或多个）加热器、（一个或多个）清洗台、（一个或多个）试管和移液管端头装载器、（一个或多个）用于确定分析物或成分的浓度水平的读取器、（一个或多个）废物容器、（一个或多个）马达、（一个或多个）控制器以及未示出的其它常规分析器部件。测试设备100可以包括用于支撑一个或多个试剂包104的位置。在一些实施例中，试剂转盘102A可以支撑多个试剂包104。每个试剂包104可以包括一个或多个凹槽106（虚线示出），其是例如被构造成容纳液体试剂的储器。盖（图1A中未示出）可以密封在凹槽106中的一个或多个（优选地，全部）上。测试设备100的其它实施例可包括访问位于液体容纳装置中的具有凹槽盖的凹槽，而不是包括密封凹槽盖的试剂包。

另外参考图1B，其示出了诸如试剂包104A的液体容纳器皿的示例的侧视截面图。试剂包104A可以与试剂转盘102A（图1A）中的其它试剂包104相同，或者可选地，试剂包104A中的至少一些可以具有不同的构造，例如包括更多或更少数量的凹槽106。试剂包104A可以包括例如由塑料材料形成的试剂包主体108以及在试剂包主体108中形成的多个凹槽106。试剂包主体108可以包括试剂包顶表面108T和试剂包底表面108B，试剂包底表面108B可以与试剂包顶表面108T相对地定位。凹槽106可以包括在试剂包顶表面108T中的访问开口，其延伸到接近试剂包底表面108B的封闭表面的位置。因此，试剂包主体108中的每个凹槽106可以包括开放的顶部和封闭的底部。

在图1B所示的实施例中，试剂包104A包括四个凹槽，其分别称为第一凹槽106A、第二凹槽106B、第三凹槽106C和第四凹槽106D。试剂包104A的其它实施例可以包括多于或少于四个凹槽。此外，凹槽106中的一些可以包括液体试剂，并且可以在其它凹槽106中提供其它液体，例如洗涤液、漂洗液、中和液、一种或多种缓冲液、试样或其任何组合。

在图1B所示的实施例中，第一凹槽106A容纳第一试剂110A，第二凹槽106B容纳第二试剂110B，第三凹槽106C容纳第三试剂110C，并且第四凹槽106D容纳第四试剂110D。各种试剂110A-110D可以相同，或者一些或全部可以不同。

试剂包104A可以包括具有盖顶表面112T和盖底表面112B的凹槽盖112。凹槽盖112可以固定到试剂包顶表面108T，并且可以气密地密封各个凹槽106。例如，盖底表面112B可以固定到（例如通过合适的粘合剂粘附到）试剂包顶表面108T，使得密封在凹槽106的开口周围。在图1B所示的实施例中，试剂包104A包括凹槽盖112，其可以是单件式盖并且密封所有的凹槽106。在其它实施例中，试剂包104A可以包括单独地密封凹槽106的单独的盖。

凹槽盖112可以由能够被移液管端头刺穿的材料制成，例如包括金属箔的薄层。箔可被移液管端头131刺穿，该移液管端头131可以是如本文所述的可拆卸移液管端头（例如，可拆卸移液管端头134，图1D）的一部分。该材料还可以防止容纳在凹槽106中的试剂或其它液体的泄漏。该材料还可以防止污染物进入凹槽106以及防止蒸汽进入和/或离开凹槽106。在一些实施例中，凹槽盖112可以包括至少一层塑料和一层金属的层压结构，所述金属例如铝或铝合金。在一些实施例中，凹槽盖112包括金属层和塑料层，或者甚至被塑料层夹在中间的金属层。

再次参考图1A，测试设备100可包括样品转盘102B，样品转盘102B在其内支撑和/或接收多个反应器皿114。例如，反应器皿114可以被接收在样品转盘102B的容器中。反应器皿114可以至少容纳从患者获取的液体试样。在一些实施例中，反应器皿可以是试管。在一些实施例中，样品转盘102B可以是培养环或其它类型的转盘，其制备用于测试的试样，例如用于确定试样中的分析物或其它成分的浓度。试剂转盘102A和样品转盘102B二者可以包括使试剂转盘102A和样品转盘102B旋转的机电装置（例如，马达，未示出）和传动装置（未示出）。试剂转盘102A和样品转盘102B二者可以电联接到控制器116，该控制器116产生信号以操作电磁装置和其它系统部件，例如试管环加热器、清洗站、浓度读取器装置等。

测试设备100可以包括机器人118，其被构造成在试剂转盘102A中的凹槽106和样品转盘102B中的反应器皿114之间传送移液管组件122。机器人118可以包括任何合适的构造并且可以包括机器人臂118A，移液管组件122附接到机器人臂118A。在图1A中描绘的实施例中，机器人118被构造成沿着弧124在试剂转盘102A和样品转盘102B之间移动臂118A，并且因此移动移液管组件122。例如，机器人118可以是θ机器人，其被构造成在+/-θ（θ）方向上移动（即旋转）机器人臂118A。然而，机器人118可以可选地被构造成在θ方向以外的其它方向上移动移液管组件122，例如r（沿着臂118A延伸和缩回），从而产生X、Y平面中的运动。机器人118还可以包括沿Z方向（进入和离开图1A中的纸面）移动移液管组件122的能力。因此，机器人118可以在X、Y和Z方向的组合上移动移液管组件122。机器人118可电联接到控制器116，控制器116可产生信号以操作机器人118。

测试设备100还可以包括抽吸和分配组件126，其可以通过导管128（例如柔性管）联接到移液管组件122。抽吸和分配组件126可以控制由移液管组件122抽吸和/或分配的液体的量。抽吸和分配组件126可以电联接到控制器116，控制器116响应于一个或多个传感器（未示出）等控制其一个或多个泵以执行抽吸和/或分配。抽吸和分配组件126是常规的，因此这里不再进一步详述。

另外参考图1C，其示出了示例性移液管组件122的一部分的局部截面图。移液管132可以被附接到移液管组件122或者被包括在移液管组件122内。移液管组件122可被构造成将一种或多种液体分配到凹槽106（图1A）和/或反应器皿114（图1A）中和/或从凹槽106（图1A）和/或反应器皿114（图1A）抽吸出来。移液管132可以包括移液管末端132A和移液管上端132B。移液管132还具有外表面。移液管末端132A可包括移液管锥形部分132T。移液管锥形部分132T可以从跨过外表面测量的移液管最宽横向尺寸D1过渡到在末端132A处的较小横向尺寸。在一些实施例中，移液管锥形部分132T可以包括圆锥形表面，该圆锥形表面被构造成联接到本文所述的可拆卸移液管端头134。

如图1D示意性地示出的，移液管端头131可以是可拆卸移液管端头134的一部分，可拆卸移液管端头134可以可拆卸地联接到移液管132的移液管末端132A（联接到移液管132的移液管末端132A并且是可拆卸的，即能够从移液管132的移液管末端132A拆卸）。可拆卸移液管端头134可以包括移液管端头第一端134A，其可以包括联接到锥形部分132T的部分，例如类锥形部分。然而，可以使用用于将可拆卸移液管端头134可拆卸地联接和密封到移液管132的任何合适的联接构造，例如卡扣配合或其它类型的联接器。

可拆卸移液管端头134还可以包括与移液管端头第一端134A相对地定位的移液管端头第二端134B。移液管端头第二端134B可具有开口337（见图3C），其被构造成通过其抽吸和分配液体。开口337可包括例如在0.5 mm和2.0 mm之间的开口尺寸D3。移液管端头第二端134B还可包括端头340（图3A-3B），其被构造成刺穿试剂包104A（图1B）的凹槽盖112（图1B）。如将会明显的，端头340被设计成在刺穿时不会冲压出来凹槽盖112的一部分。特别地，端头340的端部包括环形（多纳圈形）表面339，其位于基本上垂直于轴向轴线A1的平面中。环形表面333的外径D4可在1.5 mm至4.0 mm之间。为了防止膜盘被冲压出来，开口和环形表面333的另一尺寸之间的宽度应当大于0.5 mm。

可选地，可拆卸移液管端头134可以用于刺穿存在于测试设备100或其它类似测试设备中的其它类型的器皿和/或凹槽的盖，例如试样容器或者包含覆盖有一个公共的或多于一个凹槽盖的试剂凹槽和反应器皿凹槽的组合的其它组合包。

现在参照图3A-3E，可拆卸移液管端头134可以包括在移液管端头第二端134B中的开口337和移液管端头第一端134A之间延伸的内部通道336，从而提供流体地连接到导管128的通道。内部通道336的直径可以在移液管端头第一端134A处的第一内部横向尺寸D2和移液管端头第二端134B处的第二内部横向尺寸D3之间变化，并且被构造成将液体抽吸到其内并从其分配液体。尺寸D1（图1C）可以是例如从5 mm到15 mm。尺寸D2例如可以是5 mm到15mm。可以使用其它尺寸。

更详细地，可拆卸移液管端头134包括端头主体338，其可以是模制塑料，例如聚丙烯或其它合适的惰性可模制材料，具有被构造成可拆卸地联接到移液管132的移液管端头第一端134A，以及位于与移液管端头第一端132A相对的移液管端头第二端134B处的端头340。端头340包括在其内的开口337。可拆卸移液管端头134还包括在其上的一个或多个刀刃342，每个刀刃342具有长度L，其延伸从端头340到移液管端头第一端132A的至少一部分。在所示的实施例中，一个或多个刀刃342可以延伸多于从端头340到端头第一端134A的路径的50%，以及多于从端头340到端头第一端134A的路径的75%，如图所示。一个或多个刀刃342中的至少一些具有沿着刀刃342的长度L的至少一部分的锐角切割边缘344。如图所示，所有的刀刃342包括锐角的切割边缘344。

如图3D-3E中最佳示出的，移液管端头134可以包括一个或多个刀刃342。如图所示，多个刀刃例如是两个或更多个刀刃（例如，两个相对的刀刃）、三个或更多个刀刃（参见图6A-6B所示的实施例）或者四个或更多个刀刃（示出了四个刀刃342）。一个或多个刀刃342（以及在所示的实施例中的所有刀刃342）还可包括在沿长度L的一些位置处的截面，其具有包括锐角切割边缘344的刀刃端点。在一些实施例中，刀刃342可以包括刀刃截面轮廓，如图3E所示，该刀刃截面轮廓包括在刀刃342与移液管主体338的圆锥形区段346相交处的刀刃根部345。

如从下文将会明显的，当刀刃342切割穿过凹槽盖112时，该刀刃构造可以在凹槽盖112中提供压力释放（切口）。在所示的实施例中，多个刀刃342中的每一个可以包括沿着长度L的至少一部分的锐角切割边缘344。因此，在一个方面，提供了移液管端头131，其包括从端头340延伸至少一部分的多个刀刃342。

此外，在平面图中（图3B中所示），一个或多个刀刃342可包括沿端头340的长度L'的第一锥形轮廓以及沿主体338的长度L''的第二锥形轮廓，其中，在相对于轴向轴线A1测量时，第二锥形轮廓比第一锥形轮廓更不陡峭。特别地，如图3B所示，在相对于移液管端头131的轴向轴线A1（轴向中心线）测量时，移液管端头131的第一锥形轮廓可以包括从22.5度到60度或者甚至从30度到50度的第一锥角349。第二锥形轮廓可包括相对于移液管端头131的轴向轴线A1测量的从0.5度到4.0度的第二锥角350。

在所示实施例中，锐角切割边缘344可沿长度L''延伸。锐角切割边缘344也可沿长度L'延伸。在一些实施例中，长度L'可包括从平的环形端头端部延伸的三角形平坦表面，如图3A中最佳示出的。平的环形端头端部333可形成在垂直于轴向轴线A1的平面中。如图3E-3E所示，锐角切割边缘344可以具有从25度到45度的切割角Δ，或者甚至从30度到40度的切割角Δ。该切割角Δ提供了刀状边缘，当移液管端头131在-Z方向上被驱动时，该刀状边缘可以容易地切割凹槽盖112。在所示的每个实施例中，锐角切割边缘344由第一平坦表面352与第二平坦表面354相交形成，以在一个或多个刀刃中的至少一些上并且在所示的实施例中在所有刀刃342上形成切割角Δ。

再次参照图3B，移液管主体338包括沿着L'''延伸的第一主体部分和沿着长度L''''延伸的第二主体部分，第一主体部分包括第一圆锥形区段346，第二主体部分包括第二圆锥形区段356，刀刃342在第一圆锥形区段346和第二圆锥形区段356之间向外延伸到锐角切割边缘344。在所示实施例中，在相对于轴向轴线A1测量时，第二圆锥形区段356包括比第一圆锥形区段更陡的圆锥角。

再次参考图1C，移液管组件122可包括主体139，主体139接收或联接到移液管132的至少一部分。主体139可以是支撑移液管132的刚性结构（例如，金属或其它刚性材料）。导管128可以将抽吸/分配组件126联接到移液管132，并且可以具有足够的柔性以适应主体139和所附接的移液管端头131的协调运动。

如图1D所示，机器人118可包括Z马达144，其被构造成相对于联接到主体139的Z齿条144B旋转Z小齿轮144A。当Z马达144旋转时，包括移液管132和移液管端头134的移液管组件122沿Z方向移动，其在本文中可被称为竖直向上和向下移动。机器人118也可以包括r马达146，其被构造成相对于联接到臂118A的r齿条146B旋转r小齿轮146A。当r马达146旋转时，包括移液管端头131的移液管组件122沿r方向移动，其在本文中可被称为向左和向右移动。其它合适的机构可用于沿Z方向和r方向移动移液管组件122。在一些实施例中，其它合适的机构可以用于沿x方向、Y方向和Z方向上移动移液管组件122，例如台架机器人。因此，机器人118可被设计成引起X运动、Y运动、Z运动、r运动、θ运动或其任何组合。

现在另外参考图2A和2B，其示出了移液管组件122的立面侧视图，示出了将可拆卸移液管端头134附接到移液管132的过程。图2A示出了移液管组件122的侧视立面图，可拆卸移液管端头134从移液管132拆卸。图2B示出了移液管组件122的侧视立面图，可拆卸移液管端头134例如通过机器人118的Z方向移动而成功地附接到移液管132。

图2A-2B中所示的可拆卸移液管端头134可以包括延伸部235，例如凸缘或其它合适的结构，其可以有助于将可拆卸移液管端头134插入到移液管132上和/或从移液管132移除可拆卸移液管端头134。例如，在相对于移液管132移除和/或插入可拆卸移液管端头134期间，可拆卸移液管端头134可以移动到或驻留在一个位置，在该位置，静止结构（例如，斜坡，未示出）可以接合延伸部235（例如，凸缘）。当移液管末端132A移入或移出移液管端头134时，静止结构可以保持移液管端头134。

更详细地，移液管组件122和移液管132可以被机器人118移动到一位置，在该位置，移液管末端132A位于移液管端头第一端134A上方。然后，移液管组件122可沿Z方向降低，使得移液管末端132A插入到移液管端头第一端134A中，如图2B所示。摩擦力可将移液管端头134固定到移液管132。移液管组件122然后可被机器人118移动到凹槽106（图1A）的位置或其它位置以抽吸和/或分配液体。

因此，在一个实施例中，提供了抽吸和分配系统101。抽吸和分配系统101包括：抽吸和分配组件126，其包括泵126P；移液管组件122，其被构造成抽吸和分配液体（例如液体试剂、诸如溶解或洗脱缓冲液的缓冲液、洗涤液、其它处理液体、试样等），其中，移液管组件122包括移液管端头131，其可被实现为可拆卸移液管端头134的一部分。移液管端头131还包括端头340，其具有开口337，其中，移液管端头131还包括一个或多个刀刃342，其具有从端头340延伸至少一部分的长度L，一个或多个刀刃342包括沿着长度L的至少一部分的锐角切割边缘344；以及连接在移液管组件122和泵126P之间的通道128（例如，管）。控制器116可以通过在期望的时间控制泵126P的动作来控制抽吸和分配过程。抽吸和分配组件126还可以包括一个或多个传感器（未示出），其适于感测液体表面、液位和/或至少沿Z方向的位置，以有助于和/或确认抽吸和分配。

另外参考图4A-4B，其示出了被实现为可拆卸移液管端头134的移液管端头131，其刺穿试剂包104A的第四凹槽106D上的凹槽盖112。移液管组件122已经沿Z方向朝着试剂包104A向下移动。当移液管组件122继续沿Z方向向下移动时，端头340在刺穿位置312P刺穿凹槽盖112，从而在凹槽盖112A中产生盖开口343。当移液管组件122继续沿Z方向向下移动时，一个或多个刀刃342的（一个或多个）锐角切割边缘344切割凹槽盖112，以释放由端头340刺穿所引起的应力。

在所示的实施例中，一个或多个刀刃342可包括如图3E所示的从端头340沿长度L的一些或全部延伸的截面构造，尽管当从端头340向上前进时尺寸被扩大。该构造包括从锐角切割边缘344完全延伸到刀刃根部345的平坦表面352、354。一个或多个刀刃342以非常小的阻力切割凹槽盖112。最后，移液管端头131沿Z方向停止，并且抽吸和分配系统101可从第四凹槽106D抽吸第四试剂110D。

此外，凹槽盖112的被切割的瓣片对向上Z运动提供了非常小的阻力，从而有效地减少了移液管粘滞力。这样，可拆卸移液管端头134卡在凹槽盖112中的发生率被减少或完全消除。在常规系统中，当移液管132沿向上Z方向移动以从凹槽缩回常规移液管端头时，凹槽盖112的粘滞力和向下的弯曲（单独地或者组合起来）可引起保持力，该保持力超过了移液管132和常规可拆卸移液管端头之间的联接力。

图4B示出了当截面切割穿过凹槽盖112时，一个或多个刀刃342在凹槽盖112和一个或多个刀刃342之间产生一个或多个切口455。凹槽盖中的来自刀刃342的切口有助于减少或消除它们之间的粘滞力。此外，这些产生的切口455提供了压力释放，其允许气体从凹槽106内部逸出，使得随着移液管端头131被更深地驱动到凹槽106中，凹槽中的压力不增加。

因此，现在应当清楚的是，本公开的实施例包括被构造成抽吸和分配液体的移液管组件122。移液管组件122还包括移液管端头部分，所述移液管端头部分包括具有开口337的端头340，并且还包括一个或多个刀刃342（例如，多个刀刃，例如2、3或4或更多），其具有从端头340延伸至少一部分的长度L，所述一个或多个刀刃342包括沿着长度L的至少一部分的锐角切割边缘344。

图5A和5B示出了移液管组件522的替代实施例，为了说明目的而未示出机器人118。在该实施例中，移液管532包括移液管端头531，该移液管端头531具有一个或多个刀刃342，该一个或多个刀刃342具有形成在其内的锐角切割边缘344。刀刃342的构造可以与上述相同，除了移液管532包括一体地形成在其上的刀刃342和移液管端头531。在该实施例中，移液管532可由金属或塑料制成，并且可被提供为一件式结构。在包括可清洗移液管的测试设备中，其中，在完成抽吸和分配序列之后，移液管可以在清洗站或位置（未示出）处被清洗，包括具有锐角切割边缘344的刀刃342的移液管532的构造可以更容易地刺穿容纳试剂的或其它容纳液体的凹槽（例如，凹槽106）的凹槽盖。

因此，如图5A和5B所示，示出了被构造成抽吸和分配液体（例如，试剂液体、缓冲液、洗涤液、其它处理液体或试样等）的移液管532。移液管532包括移液管主体部分（移液管端头531），其具有端头340，该端头340包括在其内的开口337和轴向长度，其中，移液管主体部分还包括一个或多个刀刃342，一个或多个刀刃342从端头340沿着轴向长度延伸，一个或多个刀刃342包括沿着轴向长度的至少一部分的锐角切割边缘344。刀刃342的构造可以是本文任何实施例中所述的构造，除了移液管532具有一体地形成在其上的移液管端头531，即移液管端头部分531不是可拆卸的。

图6A和6B示出了被实现为可拆卸移液管端头634的一部分的移液管端头631的替代实施例。该构造与图3A-3E中公开和描述的实施例基本相同，除了其仅包括三个刀刃342之外。三个刀刃342可以例如以120度的增量均等地间隔，其中，在四刀刃的实施例中，刀刃342以90度的增量间隔。单个刀刃342的构造可如本文所公开的任何实施例中所述，并且每个刀刃342可包括沿刀刃342的长度的至少一部分形成的锐角切割边缘344。可选地，移液管端头131的构造可以被直接实现为移液管的一部分，如图5A-5B所示，并且因此将不是可拆卸的。

图7A至7F示出了移液管端头731的替代实施例的各种视图，移液管端头731例如可以被实现为可拆卸移液管端头734的一部分。该构造基本上与图3A-3E中公开和描述的实施例相似，除了移液管端头731包括稍微不同的端头340的构造和稍微不同的长度直径比（L/Davg）之外，如将在下面描述的。此外，刀刃342从端头340一直延伸到凸缘235。例如，如图7C所示，刀刃342可以围绕周边以90度增量均等地间隔。单个刀刃342的构造可如本文所公开的任何实施例中所述，并且每个刀刃342可包括沿刀刃342的长度的至少一部分形成的锐角切割边缘344。如图所示，锐角切割边缘344被形成为从25度到45度的锐角切割角Δ，或者甚至从30度到40度的切割角Δ。可选地，移液管端头731的构造可以被一体地形成为移液管的一部分，如图5A-5B所示，并且因此将不是可拆卸移液管端头。在这种情况下，移液管端头可以是金属或工程塑料。

参照图7B、7C和7E-7F，将进一步说明移液管端头731的构造。特别地，如图所示的移液管端头731可包括围绕开口337的平坦环状部333，如图7C所示，当跨过该平面部分测量时，平坦环状部333可包括大于0.5 mm且小于1.0 mm的环形径向厚度333'。平坦环状部333的尺寸应被限制在一定范围内，使得刺穿凹槽盖112的穿透力被最小化，但不会如此小以致于端头340像冲头一样从凹槽盖112冲压出来一个圆，其可落入凹槽106中且可能随后被抽吸。如图所示，围绕开口337的平坦环状部333可以位于垂直于移液管端头731的轴向轴线A1的平面中。如图所示的端头740还可以包括围绕平坦环状部333的圆锥形部分740C。圆锥形部分740C可包括从45度到120度，或甚至从60度到100度的圆锥角750，如在侧视平面图中在圆锥形部分740C的相对侧之间测量的夹角。圆锥角750太大会导致过大的穿透力，而太小的圆锥角750不允许快速过渡到凹槽盖112开始被一个或多个刀刃342切割的地方。图7A-7F所示的端头340的构造和尺寸，特别是平坦环状部333和/或圆锥形部分740C的构造，可以在本文所述的移液管端头的其它实施例中实施。

如图所示，移液管端头731包括从10到30或者甚至从15到25的长度直径比（SR）。SR在本文中定义为L/Davg，其中，L是端头731从端头740到一个或多个刀刃734的端部的长度。Davg是在L/2处测量的在刀刃根部处跨过移液管端头731的主体（不跨过刀刃）的直径。长度L可以在从30 mm到150 mm的范围内，或者甚至在从50 mm到100 mm的范围内。在该实施例中，刀刃的高度H可以在例如0.5 mm和2.0 mm之间。

根据一个方法方面，一种用移液管组件（例如移液管组件122）访问由凹槽盖112（例如箔盖）覆盖的凹槽（例如凹槽106或其它容纳液体的凹槽（储器））的方法800。方法800包括：在802处，提供具有轴向长度的移液管主体部分和包括开口（例如，开口337）的端头（例如，端头340），其中，移液管主体部分还包括从端头沿着轴向长度延伸的多个刀刃（例如，刀刃342），多个刀刃中的至少一些包括沿着轴向长度的至少一部分的锐角切割边缘（例如，锐角切割边缘344）。

方法800还包括：在804中，用包括锐角切割边缘（例如，锐角切割边缘44）的多个刀刃（例如，刀刃342）中的至少一些切割凹槽盖（例如，凹槽盖112）。在一些实施例中，这种移液管端头包括图3E所示的截面，方法800还可包括：在806中，在包括锐角切割边缘的多个刀刃和凹槽盖之间形成压力释放。

虽然本公开易于进行各种修改和替代形式，但是其具体组件和设备实施例和方法已经通过附图中的示例示出并且在本文中详细描述。然而，应当理解，并非旨在将本公开限制于所公开的具体组件、设备或方法，而是相反，旨在覆盖落入权利要求的范围内的所有修改、等同物和替代物。

Claims (24)

1.一种被构造成抽吸和分配液体的移液管组件的移液管端头，所述移液管端头包括：

端头主体，所述端头主体具有被构造成可拆卸地联接到移液管的第一端以及与所述第一端相对地定位的端头，所述端头包括开口，其中，所述移液管端头还包括一个或多个刀刃，所述一个或多个刀刃具有从所述端头到所述第一端延伸至少一部分的长度，所述一个或多个刀刃中的至少一些包括沿着所述长度的至少一部分的锐角切割边缘。

2.如权利要求1所述的移液管端头，包括所述刀刃中的两个或更多个。

3.如权利要求1所述的移液管端头，包括所述刀刃中的三个或更多个。

4.如权利要求1所述的移液管端头，包括所述刀刃中的四个。

5.如权利要求1所述的移液管端头，包括四个刀刃，每个刀刃包括沿所述长度的锐角切割边缘。

6.如权利要求1所述的移液管端头，其中，所述一个或多个刀刃在平面图中还包括第一锥形轮廓和第二锥形轮廓，其中，所述第二锥形轮廓比所述第一锥形轮廓更不陡峭。

7.如权利要求6所述的移液管端头，其中，所述第一锥形轮廓以相对于所述移液管端头的轴向轴线测量的第一锥角倾斜，所述第一锥角是从22.5度到60度。

8.如权利要求7所述的移液管端头，其中，所述第一锥角是从30度到50度。

9.如权利要求6所述的移液管端头，其中，所述第二锥形轮廓以相对于所述移液管端头的轴向轴线的第二锥角倾斜，所述第二锥角是从0.5度到4度。

10.如权利要求1所述的移液管端头，其中，所述锐角切割边缘包括从22.5度到45度的切割角Δ。

11.如权利要求10所述的移液管端头，其中，所述切割角Δ是从30度到40度。

12.如权利要求1所述的移液管端头，其中，所述锐角切割边缘由第一平坦表面与第二平坦表面相交形成，以在所述一个或多个刀刃中的至少一些上形成切割角Δ。

13.如权利要求1所述的移液管端头，其中，所述移液管主体包括第一主体部分和第二主体部分，所述第一主体部分包括第一圆锥形区段，所述第二主体部分包括第二圆锥形区段，所述一个或多个刀刃在所述第一圆锥形区段和所述第二圆锥形区段中的相应圆锥形区段之间向外延伸。

14.如权利要求13所述的移液管端头，其中，所述第二圆锥形区段包括比所述第一圆锥形区段更陡的圆锥角。

15.如权利要求1所述的移液管端头，包括从所述端头延伸至少一部分的多个刀刃，其中，每个刀刃包括锐角切割边缘。

16. 如权利要求1所述的移液管端头，其中，所述端头包括围绕所述开口的平坦环状部，所述平坦环状部包括大于0.5 mm且小于1.0 mm的环形厚度。

17.如权利要求16所述的移液管端头，其中，围绕所述开口的所述平坦环状部位于垂直于所述移液管端头的轴向轴线的平面中。

18.如权利要求16所述的移液管端头，其中，所述端头包括围绕所述平坦环状部的圆锥形部分。

19.如权利要求18所述的移液管端头，其中，所述圆锥形部分包括从45度和120度的圆锥夹角。

20.一种被构造成抽吸和分配液体的移液管组件，包括：

可移动主体，

移液管，所述移液管联接到所述可移动主体，所述移液管还包括移液管端头部分，所述移液管端头部分包括具有开口的端头，其中，所述移液管端头部分还包括多个刀刃，每个刀刃具有从所述端头延伸至少一部分的长度，所述多个刀刃各自包括沿其长度的至少一部分的锐角切割边缘。

21.如权利要求20所述的移液管组件，其中，所述移液管端头部分包括具有第一端的端头主体，所述第一端可拆卸地联接到所述移液管，其中，所述端头与所述第一端相对地定位。

22.一种抽吸和分配系统，包括：

抽吸和分配组件，所述抽吸和分配组件包括泵；

移液管组件，所述移液管组件被构造成抽吸和分配液体，所述移液管组件包括移液管端头部分，所述移液管端头部分还包括：

端头，所述端头包括开口并且还包括一个或多个刀刃，所述一个或多个刀刃具有从所述端头延伸至少一部分的长度，所述一个或多个刀刃包括沿着所述长度的锐角切割边缘；以及

通道，所述通道连接在所述移液管组件和所述泵之间。

23.一种被构造成抽吸和分配液体的移液管，包括：

移液管主体，所述移液管主体具有端头和轴向长度，所述端头包括开口，其中，所述移液管主体还包括一个或多个刀刃，所述一个或多个刀刃从所述端头沿着所述轴向长度延伸，所述一个或多个刀刃包括沿着所述轴向长度的至少一部分的锐角切割边缘。

24. 一种用移液管访问由凹槽盖覆盖的凹槽的方法，包括：

提供移液管主体部分，所述移液管主体部分具有轴向长度和端头，所述端头包括开口，其中，所述移液管主体部分还包括多个刀刃，所述多个刀刃从所述端头沿着所述轴向长度延伸，所述多个刀刃中的至少一些包括沿着所述轴向长度的至少一部分的锐角切割边缘；以及

用包括所述锐角切割边缘的所述多个刀刃中的至少一些切割所述凹槽盖。

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