CN115121307A - 移液头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由塑料制成的移液头，所述移液头具有长形的、管状的主体，所述主体在下端部处具有用于让液体通过的下开口以及在上端部处具有用于夹紧到移液装置的套口上的上开口，在上开口旁边，在管状的主体的内周上存在用于所述套口的配合区域，其中，所述管状的主体在外周上在上开口的旁边具有多个沿周向方向延伸的削平部，并且所述管状的主体在通过削平部的横截面中在外周上具有曲边多边形的轮廓。

Description

移液头

技术领域

本发明涉及一种液压头。

背景技术

移液头与移液器和其他计量装置一起特别是在医学、生物学、生物化学和化学实验室中用于计量液体。下面将移液器和其他计量装置统称为“移液装置”。移液头具有长形的管状主体，所述主体下端部处具有用于让液体通过的下开口并且在上端部处具有用于夹紧到移液装置的套口上的上开口。移液头多数具有通常为锥形的形状，所述锥形的横截面从下开口朝上开口增大。已知标准化的具有标准几何形状的锥形或截锥形的套口(工作锥体)，多家制造商统一使用这种标准几何形状，并且对于每个移液头规格所述标准几何形状通过特定的平均直径以及通过锥形套口特定的锥角来表示。

多通道移液装置用于，同时从一个或多个器皿中吸收液体或将液体输出到一个或多个器皿中。所述多通道移液装置在很多情况下用于处置微滴定板，所述微滴定板具有矩阵式设置的多个器皿。为此，多通道移液装置具有多个在一个或多个平行的排中平行地并排设置的锥形套口，移液头能套插在所述套口上。与微滴定板根据ANSI标准的具有96(8×12)或384(16×24)个器皿(阱)的常用规格相适配，已知在一排中具有8、12、16或24个套口的多通道移液器。还已知具有计量头的多通道计量装置，所述计量头具有96或384个套口。根据具有96或384个器皿的微滴定板的相邻器皿的间距，相邻的套口相互间具有9mm或4.5mm的间距。

在设计成气垫移液装置时，所述移液装置具有至少一个用于空气的排挤装置，所述排挤装置连通地与至少一个套口的通孔连接。通过所述排挤装置能使气垫移位，以便将液体吸入夹紧在套口上的移液头中或从移液头中排出。所述排挤装置多数设计成筒体，所述筒体具有能在其中移动的活塞。但还已知具有排挤腔或至少一个可变形的壁部的排挤装置，此时，壁部的变形实现对气垫的排挤。

在构造成直接排挤移液装置的构型中，在移液头中设置小活塞，所述小活塞在将移液头套插到套口上时与移液装置的活塞驱动装置的连接元件接合，所述连接元件能在套口的通孔中移动。

优选以单一的步骤或以多个小步骤实现将液体吸收到移液头中。液体的输出在移液时以单一步骤进行，而在分配时以多个小步骤进行。

移液装置多数具有顶出器，所述顶出器作用于移液头的上端部，以便将所述移液头从套口上推开。在多通道移液装置中，顶出器能同时压到多个移液头的上边缘上。通过所述顶出器，使用者可以将被液体污染的移液头从套口上分离，而不必触碰移液头。

移液装置可以是手持移液器，使用者可以仅用一只手抓握并操作所述手持移液器。所述移液装置也可以是计量站(“移液站”)或自动计量装置(“自动移液器”)，其中，带有一个或多个套口的计量头可以在机械手或其他传输系统上在工作面上方移动。所述移液装置也可以是自动试验设备(“工作站”)的组成部分，所述自动试验设备除了计量之外还可以对液体执行其他处理(例如混合、调温、分析)。

为了避免误计量，移液头必须足够牢固或密封地夹紧在套口上。此外，用于将移液头套插到套口和从套口上顶出的力不允许过高。传统的移液头在与锥形套口的接触区域中是厚壁和刚性的。在套插时，所述移液头在周边上通过套口弹性扩张。弹性特性曲线较陡，从而要施加高套插力。在套插之后，在套口和移液头之间相应地作用高静摩擦力，在顶出时必须克服所述静摩擦力。使用者由于用于套插和顶出移液头的力较高而受到负担。由此，可能引发疾病，这些疾病总称为“积累创伤性障碍”(CTD)。如果套插和顶出通过马达式驱动装置实现，则这种驱动装置必须相应地是高性能的并且具有高耗电。

US 6,197,259记载了一种移液头，所述移液头通过使用六磅 (26.7N)的较小的轴向套插力就可以牢固地套插到移液器的套口上并且通过使用三磅(13.3N)的较小的顶出力能将移液头从套口上顶开。移液头具有锥形的上端部，所述上端部的内径大于移液器的移液头套插的套口的直径。此外，这种移液头具有空心的中间部段和在上端部与中间部段之间的连接部处具有圆环形的密封区域。所述中间部段在密封区域上和密封区域旁边具有壁厚在0.2至0.5mm之间的侧壁。圆环形的密封区域具有内径，所述内径小于值“x”并且设计成，使得密封区域与套口的密封区的下端部相嵌接，以便当导入套口时沿径向扩张。由此，在套口的密封区与移液头的密封区域之间产生液体密封的密封部。此外，所述移液头在内侧上在密封区域旁边具有侧向的稳定结构，所述稳定结构与套口的外表面相接合，以便使移液头稳定在套口上。所述侧向的稳定结构具有至少三个沿周向相互隔开间距的接触点，这些接触点从移液头的内表面出发向内延伸。这些接触点沿直径方向的间距设计成，使得这些接触点易于与套口的下端部相嵌接并且使得所述下端部能够滑动经过，而没有使移液头的设置有接触点的侧壁扩张。如果套口的密封区的下端部与移液头的密封区域发生接合，则移液头在密封区域中并且直接在密封区域旁边发生扩张。当所述接触点在套口上引导移液头时，移液头的侧壁在接触点之间向内变形并且不发生扩张，由此保持为了压入套口所施加的力较小。随着套插力的增大可以将所述套口更深地压入移液头中。相应地，为了使移液头从套口上脱离要施加高顶出力。这种结构由于向内突起的接触点仅适用于较大的移液头。

US 6,568,288记载了一种移液头，所述移液头具有沿轴向相互隔开间距的圆环形的密封区域和基本上圆柱形的侧向的导向区域，所述密封区域足够薄，以便在将移液器的套口插入时利用沿轴向相互隔开间距的圆环形的密封区域和圆柱形的侧向导向区域在密封区和密封区域之间形成压配合和气密的密封。密封区域中的壁厚优选为0.2mm至 0.5mm之间。所述密封面是套口下端部旁边的圆环形的、沿径向向外突出的突起的外表面。移液头在内周上具有圆环形的、朝向上的并且向内定向的凸肩，以便限制套口的套插。用于套插的力应大致为两磅 (8.9N)，而用于顶出的力应大致为一磅(4.45N)。通过深度止挡，在通过多通道移液装置由托盘或支架同时容纳多个移液头时可能出现不完整的沉入。如果托盘或支架在侧向的边缘之间略微向下弯曲，则两个外部的套口套插到两个外部的移液头的凸肩上会导致其他套口向设置在外部移液头之间的移液头中不充分的插入。

US 6,967,004 B2记载了一种移液头，所述移液头具有圆环形的密封区域，所述密封区域在侧壁上具有内密封面，所述侧壁在密封区域中足够薄，从而能略微扩张并且在所述密封面和移液器的插入移液头的套口的密封区之间形成压配合和气密的密封。所述移液头具有圆环形的、向内和向上定向的凸肩，所述凸肩限制套口的插入。所述套口具有两个具有不同直径的圆柱形部段。所述套口的圆环形的密封区包围圆柱形部段的下端部的连接部上和套口径向延伸的过渡部的外边缘上的密封边缘。优选用于插入和顶出移液头的力小于两磅(8.9N)。这种深度止挡在通过多通道移液装置同时容纳多个移液头时会导致套口的插入不充分。

EP 2 138 234 A1记载了一种移液头，所述移液头为了能松开地与移液装置的套口连接而在长形的管状部段的上端部上具有柔性的、管状的连接部段，所述连接部段具有在横截面中为波状的轮廓，这种轮廓提高了配合区域的可扩张性。在套插到套口上时，配合区域可逆地扩张了大于20％。为了实现密封的配合，波状的轮廓必须被拉平，由此仅还有很小的进一步可膨胀性。因此，要求精确地制造移液头。此外，在配合区域和管状区域之间设有沿径向向内突出的凸肩，所述凸肩实现了用于套口的深度止挡，所述深度止挡在通过多通道移液装置容纳移液头时可能导致套口的插入不足。

EP 2 606 977 A1记载了一种移液头，所述移液头具有长形的小管的形状，在下端部上具有用于让液体通过的下开口并且在上端部上具有上开口，在上开口的旁边在内周上设有配合区域，所述配合区域用于套插到移液装置的标准化的锥形套口。所述配合区域具有保持区域并且在保持区域下方具有密封区域，所述保持区域具有沿径向向内突出的轴向延伸的肋部，所述密封区域具有在周边上环绕的、向内突出的密封突起。

所述配合区域构造成，使得在以确保移液头保持和密封在套口上的力套插到套口上时，所述肋部部分地塑性变形并且在肋部之外在配合区域中发生弹性变形。在密封区域的下面，所述移液头具有锥形地朝上开口扩展的制动区域，用于限制套插。由此，确保了在移液装置的套口上可靠的密封并且明显减小为了顶出而要施加的顶出力。这种结构特别是适用于较大的具有2.5、5.0和10mL的标称容量的移液头。由于难以制造纤细的肋部，这种结构不太适用于于较小的移液头。

EP 3 115 110 A1记载了一种具有小管状主体和用于套插到移液装置的锥形套口上的配合区域的移液头，所述配合区域在内周上与上开口隔开间距地具有环绕的、向内突出的密封突起，在所述密封突起的下方具有环绕的、向下比套口更强地变细的制动区域，并且在密封突起的上方具有环绕的向内突出的支撑突起。所述密封突起在弹性变形的情况下能密封地夹紧到套口上，此时，制动区域更靠下地贴合在套口上，并且支撑突起更靠上地无预紧力地贴合在套口上或者通过环绕的间隙与套口隔开。这种移液头能够良好密封地和可靠地夹紧到移液装置的套口上，能够以较小的力消耗从套口上顶出并且也较好地适用于较小的移液头规格。不利的是，在夹紧到套口上和从套口上剥离时更高的力消耗。

WO 2011/091308 A2记载了一种移液头，所述移液头在近侧部段的近端上具有圆环形的凸缘并且在近侧部段中具有轴向定向的肋部，所述肋部沿周向相互隔开间距。所述凸缘应提高移液头的刚度，并且使得分配器易于对准移液头。所述肋部应限制移液头在近侧区域中的轴向可扩张性。填充容积为200μl和1000μl的移液头在五种不同的移液器上的套插力高于1000g(10N)并且最高达到2000g(20N)。

由US 7 335 337 B1已知一种在人体工程学上优化的移液头，所述移液头可以工作可靠地固定在移液器上，在这种移液头中降低了套插力和顶出力。所述移液头具有弹性的扩张元件，通过所述扩张元件降低了轴向的套插力和顶出力。弹性的扩张元件在移液头的上部段中设置在内周上环绕的密封环上方。所述扩张元件通过移液头的圆柱形或锥形的区段之间的向外隆起的具有减小的壁厚的区域形成。在将移液器的套口插入移液头的上开口中时，扩张元件被拉平并且分段的壁部段发生扩张。通过壁区段内侧上的肋部在套口上引导移液头并使其定向。但套插力仍然很高，因为移液头在环绕的密封环的区域内具有大壁厚并且仅能略微扩张，并且当扩张元件被拉平时，套插力剧烈升高。

WO 2018/213196 A1记载了一种移液头，所述移液头具有近端部段，所述近端部段具有相互交替的、沿纵向定向的沟槽和镶板，所述沟槽和镶板构造成，使得当移液头安装在相应地构成的输出装置上并且由此密封地接合时，壁部能够容易地扩张和压缩。通过这些措施，用于将移液头夹紧到用于液体的输出装置上和用于使移液头从输出装置上脱离的轴向力减小。所述沟槽构造成台阶状的、V形或U形的。多个沟槽和镶板交替地设置在近端部段的周边上。为了构成沟槽，在注塑模具中注塑时，必须用塑性化的塑料材料填充狭窄部位和沟槽与镶板之间近似为直角的角部。由此限制了移液头的脱模，并且降低了移液头的尺寸稳定性和强度。还存在这样的风险，即，移液头在夹紧在套口上时在沟槽的底部上发生破裂并且不是密封地配合在套口上。此外，由于移液头的近端部段较强的结构化，难以对移液头进行标识。

发明内容

由此出发，本发明的目的是，提供一种移液头，所述移液头能够以较小的套插力和顶出力足够牢固和密封地夹紧到移液装置的套口上，所述移液头具有更为有利的制造特性，同时具有改进的尺寸稳定性和强度，并且所述移液头更好地适于标识不同的移液头类型。

所述目的通过具有权利要求1的特征的移液头来实现。所述移液头有利的实施形式在从属权利要求中给出。

根据本发明的由塑料制成的移液头包括长形的管状主体，所述管状主体在管状主体的下端部处具有用于让液体通过的下开口以及在管状主体的上端部处具有用于夹紧到移液装置的套口上的上开口，在上开口旁边，在管状主体的内周上存在用于所述套口的配合区域，其特征在于，所述管状主体在外周上在上开口的旁边具有多个沿轴向方向延伸的削平部，并且所述管状主体在通过削平部的横截面中外周上的具有曲边多边形的轮廓。

如根据本发明的移液头在削平部的区域内具有比削平部的两个侧向边缘上小的壁厚。由此，在夹紧到移液装置的套口上时，改进了移液头的可变形性，从而在套插力较小时也能实现移液头在套口上可靠的密封。所述移液头可以构造成，使得在以确定的力夹紧到移液装置确定的套口上时所述移液头仅发生弹性变形。但所述移液头也可以构造成，使得在以确定的力将移液头夹紧到移液装置确定的套口上时所述移液头发生塑性变形。在弹性变形时，套插力与变形成比例地升高。弹性变形也可以在移液头从套口上脱离之后完全复原。如果超过弹性极限，则出现塑性变形。塑性变形是不可逆的变形，这种不可逆的变形在移液头从套口上脱离之后不能自行复原。在塑性变形时，套插力不再或仅略微地随着变形升高。弹性或塑性变形优选在削平部的区域发生，因为移液头在上开口的旁边在削平部的区域内具有最小的壁厚。由此，保持用于密封地将移液头夹紧到套口上的力消耗较小。在塑性变形的情况下，可以将套插力限制于规定的极值。

在管状主体的横截面中，削平部以其分别弧状弯曲的轮廓限定管状主体的曲边多边形形式的外周。在曲边多边形中，边通过弧形形成，所述弧形分别在两个相邻的角点之间延伸。根据一个优选的实施形式，所述曲边多边形是正曲边多边形，如例如鲁洛多边形。曲边多边形分别以多角形(多边形)为基础，所述多边形的边通过在每两个相邻的角点之间的圆弧来替代，所述圆弧的圆心是相对置的角点。这些圆的重叠面(共有的面)构成所述曲边多边形。作为基础的多边形必须是凸的并且不允许叠置。正曲边多边形以正多边形为基础，所述正多边形具有相同的边长也具有相同大小的内角。一种特殊情况是等宽形(Gleichdicke)，这种形状的基础多边形具有奇数个角部，从而所述主体的每个可能的直径都具有相同的值(恒定的宽度)。

特别是横截面的厚壁和薄壁区域之间良好的比例是有利的。薄壁的区域使得降低了在夹紧到套口上时使移液头的扩张所需的力并且由此还实现了减小的套插力。由于提高的柔性，这种移液头可以更好地与具有不同形状和/或尺寸的套口一起使用。厚壁的区域也有利地能用作用于移液器的顶出器的支承面，以便可靠地使移液头从套口上脱离。根据移液头的具体结构，加粗的区域也可以用于实现良好地支承在托盘(用于移液头的支架)中，所述托盘具有多个孔，移液头能插入这些孔中并且所述移液头以加粗的区域支承在所述孔的上边缘上。由此，横截面的厚壁和薄壁的区域的比例与降低的扩张力相结合是特别有利的。此外，通过管状主体曲边多边形形式的外轮廓，可以降低移液头的横截面积并由此降低移液头的重量，并且可以减少制造所需的塑料材料。另一个优点是，通过移液头具有曲边多边形形式的外轮廓的特殊的外观使得可以区分移液头类型。

具有曲边多边形形状的外轮廓的移液头与传统的空心圆柱形移液头的模拟比较已经证实，在套插到套口上时要施加的扩张力可以降低最高约35％。

为了通过注塑制造有利的是，与传统的移液头的沟槽的区域中相比，塑料材料由于在削平部较小的压力损失而能够更好地在削平部的区域内填充注塑模具的型腔。由此也可以减少接缝并且实现尺寸更稳定且强度更大的移液头。由于提高的强度，可以防止移液头在壁厚最小的部位由于套插力发生撕裂。

另一个优点在于，削平部可以用于标识移液头。特别是在注塑时可以在削平部上设置关于移液头和/或关于移液头的制造的信息，例如关于移液头规格、移液头的材料或洁净度、制造商、商标和/或制造所采用的生产工具的信息。移液器规格是能够利用移液头计量的最大容积。通过至少一个前面所述的标准相互区分的移液头在本申请中也称为不同“移液头类型的移液头”。所述标识可以在注塑时以突出的或凹入的字母、数字、标志或符号产生或者也可以以后印刷。此外，可以由使用者例如通过印刷、例如用书写工具书写或粘贴标签来设置。此外，削平部本身可以用作识别特征，以便将不同的移液头类型相互区分。

所述削平部也可以用作防滚动保护结构，以便防止放置在工作面或其他表面上的移液头发生滚动。

根据一个实施形式，本发明仅涉及这样的移液头，在所述移液头中，所述曲边多边形的边向外弯曲，从而在管状主体的横截面中所述削平部具有向外(凸出)弯曲的轮廓。根据另一个实施形式，本发明附加于前面所述移液头还涉及这样的前面所述的移液头，所述移液头中，曲边多边形的边向内弯曲，从而削平部在管状主体的横截面中具有向内(凹入)弯曲的轮廓。根据另一个实施形式，削平部的所述轮廓基本上或仅向外弯曲或者基本上或仅向内弯曲。根据本发明的一个实施形式，沿相应轮廓的曲率半径是恒定的。根据另一个实施形式，曲率半径沿相应的轮廓或所述轮廓的一部分是变化的。根据另一个实施形式，削平部的轮廓局部地相同或不同地弯曲。例如削平部的所述轮廓在两个边缘处向外弯曲或是直线的，并且在两个边缘之间向外弯曲或者向内弯曲，从而总体上近似于是V形的。根据另一个实施形式，削平部的所述轮廓局部地具有不同的曲率。不同的曲率可以是具有不同曲率半径的曲率或是具有相同或不同曲率半径的向内和向外的曲率。

曲率是指相应轮廓的曲率半径的倒数。

根据另一个实施形式，所述管状主体在通过削平部的所有横截面中在削平部中仅具有以相同的曲率半径弯曲的轮廓或者在不同的横截面中具有以不同的曲率半径弯曲的轮廓，此时，不同横截面之间的轮廓的曲率优选是逐渐变化的。根据另一个实施形式，所述削平部在不同的横截面中具有向外弯曲的轮廓和向内弯曲的轮廓，此时，轮廓的曲率在不同横截面之间优选是逐渐变化的。

根据另一个实施形式，管状主体的壁厚在管状主体的一个横截面中在削平部中分别从每个削平部的两个边缘区域之一出发朝削平部的中央区域逐渐减小。通过壁厚的逐渐减小，有利于均匀地填充注塑模具的型腔并且避免了在将移液头夹紧到套口上时出现过高的应力。

根据另一个实施形式，所述削平部向上一直延伸到距管状主体的上端部的一定距离处。由此，移液头的上端部上可以实现以均匀壁厚环绕的上边缘，所述上边缘有利地用于通过移液装置的顶出装置从套口上顶出移液头。根据另一个实施形式，移液头的上边缘是环绕的凸缘。所述凸缘可以用于将移液头保持在用于移液头的支架(rack)的孔中。

根据另一个实施形式，所述削平部一直延伸到管状主体的上端部。对于在减小的力消耗下移液头的变形，所述削平部一直延伸到上端部是有利的。

根据另一个实施形式，所述管状主体在外周上具有凸肩。所述移液头可以以所述凸肩支承在用于移液头的支架的孔中。根据另一个实施形式，所述削平部向下至少一直延伸到所述凸肩或延伸越过凸肩。

根据另一个实施形式，所述管状主体在周边上具有三至十个，优选三个、四个或五个削平部。通过所述多个削平部，可以进一步降低用于使移液头变形的力消耗。此外，可以通过具有不同数量和/或尺寸 (例如不同宽度和/或曲率)的削平部的移液头来不同地标识不同的移液头类型。

根据另一个实施形式，所有削平部具有相同的宽度并且相同地弯曲的。

根据另一个实施形式，所述削平部平行于管状主体的中轴线延伸或螺线状地围绕管状主体的中轴线延伸。对于螺线形的走势，例如每个削平部仅在管状主体的周边的一部分上延伸或者围绕管状主体的周边延伸一次或多于一次。

根据另一个实施形式，所述配合区域是锥形和/或圆柱形的。

根据另一个实施形式，所述管状主体在配合区域的内周上具有至少一个向内突出的、沿周向环绕的密封结构和/或至少一个向内突出的、沿周向环绕的或具有多个相互隔开间距的部段的导向结构和/或至少一个向内突出的、沿周向环绕的或具有多个相互隔开间距的部段的制动结构。根据另一个实施形式，密封结构是密封凸棱，和/或导向结构是导向凸棱和/或导向肋部和/或粒结或凸瘤状的导向突起，和/或制动结构是制动凸棱和/或锥形的制动区域。

所述密封结构实现移液装置的套口与移液头之间的环形支承并且由此在将移液头套插到套口上时在摩擦力较小的同时实现良好的密封。替代向内突起的密封结构，配合区域具有面密封结构，这种面密封结构例如通过锥形或圆柱形或部分锥形和部分圆柱形的面形成。

所述导向结构实现移液装置的套口与移液头之间的环形支承部或多个沿周向相互隔开间距的环弧状的支承部和/或多个沿周向相互隔开间距的、近似为点状的支承部，并且由此在将移液头套插到套口上时在摩擦力较小的同时实现良好的导向。即使在壁部输出(在器皿壁上输出液体)时将力从侧面导入移液头的下端部时，通过所述导向结构也将移液头稳定地保持在套口上。

制动结构实现移液装置的套口与移液头之间的环形支承部或环弧形的支承部或斜坡状的支承部，并且对套口向移液头中的插入运动进行制动。这种制动作用通过制动结构或套口的几何形状并且通过移液头和套口的材料特性(特别是弹性和粗糙度)来确定。

根据另一个实施形式，所述导向结构设置在密封结构的上方和/ 或所述制动结构设置在密封结构的下方。根据另一个实施形式，所述导向结构与密封结构重合和/或密封结构与制动结构重合。为此，导向凸棱可以同时构造成密封凸棱和/或密封凸棱可以同时构造成摩擦凸棱。

根据另一个实施形式，所述管状主体在内周上具有多个密封结构和/或导向结构和/或摩擦结构，所述密封结构和/或导向结构和/或摩擦结构在所述管状主体的纵截面中具有波状的轮廓。

根据另一个实施形式，所述管状主体在上开口处具有扩展部和/ 或在内周上具有导入斜面。通过所述扩展部和/或导入斜面使得移液装置的套口能够容易地导入移液头中。

根据另一个实施形式，所述移液头仅由所述管状主体组成。根据另一个实施形式，所述移液头是气垫移液头，就是说，所述移液头构造成，与气垫移液装置一起使用。根据另一个实施形式，气垫移液头仅由所述管状主体组成。

根据另一个实施形式，所述移液头由管状主体和另一个构件组成。所述另一个构件例如是小活塞，所述小活塞设置在管状主体之内并且能在管状主体中移动。这里涉及一种直排式移液头，就是说，涉及一种与直排式移液装置一起使用的移液头。

根据另一个实施形式，所述移液头由至少一种热塑性塑料、优选由至少一种聚烯烃、优选由至少一种聚丙烯和/或聚乙烯制成。

根据另一个实施形式，所述移液头具有以下特征中的一个或多个：

·所述管状主体的壁厚在曲边多边形的角部处落入0.3至1mm的范围内，

·所述配合区域是具有向下减小的直径的内锥形，所述配合区域的锥角选自1°至6°、优选1.5°至2.5°的范围，

·所述配合区域构造成套插到套口上，锥形的套口或套口的锥形部段的锥角选自1.0°至10°的范围，优选选自1.3°至7°的范围，更优选地选自1.5°至3°的范围，

·所述密封结构和/或导向结构和/或制动结构沿所述管状的主体的纵向方向在所述配合区域上分布，

·所述管状的主体的壁厚在削平部的区域内(在所述密封结构和/ 或导向结构和/或制动结构之外)在最薄的部位最大为0.3mm，

·所述管状的主体的壁厚在削平部的区域内(在所述密封结构和/ 或导向结构和/或制动结构之外)在最薄的部位最小为0.1mm，

·所述削平部沿所述管状主体的纵向方向在至少4mm的长度上延伸，

·所述削平部沿所述管状主体的纵向方向至少在两个密封结构和 /或导向结构和/或制动结构上延伸。

此外本发明还涉及一种移液系统，所述移液头系统包括多个根据权利要求1至15中任一项或前面的实施形式之一所述的移液头，其中，不同的移液头类型的移液头具有不同地构成的削平部和/或在所述削平部上具有不同的标记。

此外本发明还涉及一种移液系统，所述移液系统包括至少一个根据权利要求1至15中任一项或前面的实施形式之一所述的移液头和具有单一的用于套插移液头的套口的单通道移液装置和/或具有多个用于同时套插多个移液头的多个套口的多通道移液装置。

在本申请中，表述“竖直”和“水平”、“上”和“下”以及由此导出的表述，如“上方”和“下方”，涉及移液头以管状主体的中轴线竖直定向的布置形式，此时，上开口位于上面，而下开口位于下面。

本申请中，管状主体的每个横截面都是垂直于管状主体的中轴线定向的平面。管状主体的每个纵截面都是管状主体的中轴线在其中延伸的平面。

此外，削平部的中央区域是指一个线条或一个条状的区域，所述线条或区域在削平部的两个侧边缘之间延伸，此时，所述线条或区域可以与削平部的两个侧边缘具有相同的距离或者可以与削平部的两个侧边缘具有不同的距离。

附图说明

下面参考几个实施例的附图来详细说明本发明。在图中：

图1a-g用侧视(图1a)、转过90°的侧视图(图1b)、沿图1b的线C-C的剖视图(图1c)、仰视图(图1d)、俯视图(图1e)、从下方和从侧面倾斜观察的透视图(图1f)和从上方和从侧面倾斜观察的透视图(图1g)示出具有三角形的曲边多边形轮廓的移液头；

图2a-g用侧视(图2a)、转过90°的侧视图(图2b)、沿图2b的线C-C的剖视图(图2c)、仰视图(图2d)、俯视图(图2e)、从下方和从侧面倾斜观察的透视图(图2f)和从上方和从侧面倾斜观察的透视图(图2g)示出具有三角形的、带有倒圆的角部的曲边多边形轮廓的移液头；

图3a-g用侧视(图3a)、转过90°的侧视图(图3b)、沿图3b的线C-C的剖视图(图3c)、仰视图(图3d)、俯视图(图3e)、从下方和从侧面倾斜观察的透视图(图3f)和从上方和从侧面倾斜观察的透视图(图3g)示出具有四边形的曲边多边形轮廓的移液头；

图4a-g用侧视(图4a)、转过90°的侧视图(图4b)、沿图1b的线C-C的剖视图(图4c)、仰视图(图4d)、俯视图(图4e)、从下方和从侧面倾斜观察的透视图(图4f)和从上方和从侧面倾斜观察的透视图(图4g)示出具有三角形的曲边多边形轮廓的另一个移液头；

图5示出移液头的具有圆形横截面的配合区域、具有平直轮廓的削平部、具有向内弯曲的轮廓的削平部和具有鲁洛曲边多边形的轮廓的削平部的相叠的横截面；

图6示出对于具有不同几何结构的移液头在内周上发生径向偏移时总变形的模拟。

具体实施方式

在下面对不同实施例的说明中，用相同的名称表示的结构和构件用相同的附图标记标注。

根据图1，移液头1具有长形的、管状主体2，所述管状主体在下端部3上具有下开口4并且在上端部5上具有上开口6。下开口4小于上开口6。

一般而言，管状主体2的内径和外径从下开口4朝上开口6增大。所述管状主体2在下面具有锥形部段7，并且在其上具有顶部段8，所述顶部段在下顶部段部分8.1中锥形较弱并且在上顶部段部分8.2中锥形较强(图1a、1f)。与锥形部段7邻接地，在顶部段8的下侧上，在管状主体2的外周9上环绕向下定向的外部的凸肩10。

管状主体2的顶部段8在横截面中是三角形的并且在每两个相邻的角部11之间具有一个削平部12，所述削平部具有弧形地向外弯曲的轮廓13(图1d)。总体上，由此管状主体2在顶部段8的横截面中具有正三角形的曲边多边形15形式的外轮廓14，所述曲边多边形也称为鲁洛三角形。由于曲边多边形15形式的外轮廓14和其圆形的内轮廓16，顶部段8在曲边多边形15的角部11处具有壁厚最大的部位 17，并且在角部之间的中点处具有壁厚最小的部位18，这里，其壁厚从壁厚最大的部位17直到壁厚最小的部位18逐渐减小。

管状主体2在上面具有环绕的边缘19，所述边缘具有相对应的壁厚分布(图1g)。

所述管状主体2在上端部5处在内周20上具有扩展部21，所述扩展部具有导入斜面22。这特别是在图1c中示出。

在上开口6的旁边，所述管状主体2在内周20上具有用于移液装置25的锥形套口24的基本上锥形的配合区域23。所述配合区域23 延伸到顶部段8中并且具有例如2°至6°的锥角。所述配合区域23形成用于使移液头1密封地配合在套口24上的面密封。

管状主体2在内周20上在密封区域23下方具有环绕的环形槽26，用于在制造移液头时保持在注塑模具的型芯上(图1c)。

在顶部段8的下端部上，管状主体2的内轮廓平滑地过渡到向内变细的锥形部段7中(图1c)。

为了夹紧到移液装置25的套口24上，可以在用于移液头的支架的孔中提供一个或多个移液头1，此时，所述移液头以凸肩10支承在所述孔的边缘上。根据图1c，移液装置25的套口24能够容易地通过上开口6上的带有导入斜面22的扩展部21导入移液头1中。在夹紧到套口24上时，移液头1可以在削平部12的区域内弹性和/或塑性地变形，由此，减小了套插力并且以较小的套插力实现套口24在配合区域22中可靠密封的配合。角部11之间薄壁的区域使得在将移液头1 套插到移液装置25的套口24上时减小所需的扩张力并且实现相应减小的套插力和在与移液装置25一起使用移液头1时实现提高的灵活性，所述移液装置具有带有不同几何结构的套口23。

在对液体进行移液之后，可以容易地从套口24上顶出移液头1，因为为了顶出而要施加的顶出力也降低。为了顶出，移液装置25的在套口24上被引导的顶出套筒压到移液头1的上端部5处的环绕的边缘 19上并且使移液头1从套口24上脱离。角部11处厚壁的区域使得能够可靠地顶出移液头1，因为所述移液头在上边缘19上提供大的用于让顶出器作用的支承面。由于厚壁的区域也在顶部段8的下侧上的凸肩10上构成，所述厚壁区域此外还实现了在用于移液头的支架中的孔的边缘区域上良好的支承。此外，这种横截面形状有利于在套插到套筒24上时实现均匀的应力分布，由此避免了在顶部段8中移液头1 发生撕裂。最后，顶部段8中的横截面形状对于在注塑移液头1时用塑化的塑料材料均匀地填充注塑模具是有利的。

图2的移液头1与图1的移液头的区别在于，该移液头在通过顶部段8的横截面中具有三个倒圆的角部11，即角部11具有半径27。半径27小于削平部12的曲率半径。

图3的移液头1与图1的移液头的区别在于，在通过顶部段9的横截面中具有四个削平部12，这些削平部具有弧形向外弯曲的轮廓 13，这些轮廓13在四个角部11相互对接。该移液头1的外轮廓具有正四边的鲁洛式(Reuleaux)的曲边多边形15的形式。

图1的移液头的有利的作用由于角部11和削平部12提高的数量而以更大的程度适用于图3的移液头。

图4的移液头1优选设计成用于对小于图1至3的移液头1(例如200μl)的填充容积(例如10μl)进行移液。图4的移液头1与上面所述的移液头的区别特别是在于，长形的、管状主体2在锥形的部段7上方具有锥形的中间部段28、中间部段上方锥形的过渡部段29 和过渡部段上方锥形的顶部段8，所述顶部段在上端部5上具有环绕的、沿径向向外突出的凸缘30。前面所述的部段7、28、29和凸缘30 直接相互邻接。管状主体2的外径原则上从下端部3一直到凸缘30 逐渐增大。在中间部段中，所述管状主体具有小的直径跳变部31，所述直径跳变部形成液位标志。管状主体2的内径原则上同样从下端部 3一直到管状主体2的上端部5逐渐增大。

管状主体2在内周20上在配合区域23中具有两个向内突出的、闭合环绕的密封凸棱33形式的密封结构32，所述密封凸棱沿轴向方向隔开间距。下部的密封凸棱33同时是制动凸棱34形式的制动结构 34，所述制动凸棱具有使移液装置25的套口24的插入停止的功能。为此，下部的密封凸棱33具有比上部的密封凸棱33小的内径。在密封凸棱33上方，所述配合区域23具有多个在内周上均匀地在相同的横截面上分布的导向粒结37或导向凸瘤形式的导向结构36。在上端部5上，管状主体2在内周20上具有带有导入斜面22的扩展部31，所述导入斜面在导向结构36上方结束。

凸缘30在下侧上具有向下突出的肋部38，所述肋部从顶部段8 出发沿径向向外延伸。

这个移液头1也具有三个具有半径27的倒圆的角部11和角部11 之间的三个具有弧形地向外弯曲的轮廓13的削平部12。削平部12从凸缘30的下侧出发沿管状主体2的轴向方向一直延伸到过渡部段29 的上边缘区域。

根据图4的一个或多个移液头1可以在用于移液头的支架中提供。这里，将移液头装入支架的孔中并以凸缘10的下侧上的肋部38支承在所述孔的边缘上。根据图4c，套口24仅部分地向移液头1中一直插入到导向结构36中。将套口24一直推进到密封和制动凸棱33、35，从而使移液头1定向并且密封地夹紧到套口24上。

在图5中对比示出空心圆柱形的移液头1.1、具有在邻接的圆柱形区域39之间的带有向外弯曲的轮廓13的削平部12的移液头1.2、在邻接的圆柱形区域39之间具有带有直线轮廓40的削平部13的移液头 1.3和具有正三角形的曲边多边形15的外轮廓的移液头1.4的配合区域23的横截面。

所有移液头1.1至1.4具有相同的最大外径和相同的内径。

具有向外弯曲的削平部12的移液头1.2与空心圆柱形的移液头 1.1相比具有明显更小的横截面积并且在壁厚最小的部位17具有明显更小的壁厚。

具有直线削平部12的移液头1.3与具有向外弯曲的削平部12的移液头1.2相比具有更小的横截面积并且在壁厚最小的部位17具有进一步减小的壁厚。

具有曲边多边形15的外轮廓的移液头1.4具有最小的横截面积并且在壁厚最小的部位17具有最小的壁厚。

在下面的表格中对于在通过配合区域的横截面中具有不同外轮廓的移液头给出了横截面积和根据模拟给出在内周上0.1mm扩张所需的径向扩张力。此外，在这个表格中对于每个横截面形状还给出了相对于在第二行中给出的具有圆形横截面的移液头的用于扩张的相对力节省。

在图6中示出不同移液头的横截面通过模拟确定的变形(弹性变形)。根据灰色调通过不同的灰色调给出变形的程度。

在行1中列出的移液头具有最小的横截面积并且对于0.1mm的径向扩张需要最小的扩张力，从而实现了最大的相对力节省。但根据图 6，在这个横截面形状下出现了最大的变形(最大相对扩张0.77＝ 77％)，从而这种移液头易于发生撕裂。

表格中行2的具有厚的圆环形横截面的移液头具有最大的横截面积和最高的扩张力。根据图6，变形较小(最大相对扩张：0.60)。

根据表格的行3至5，具有带有1、3或10个槽的圆环形横截面的移液头相应地具有减小的横截面积和必要的扩张力，从而实现了一定的相对力节省。图6示出，在槽中出现较大的变形(最大相对扩张： 0.162；0.160；0.139)和应力，从而移液头在这里易于发生撕裂。

对于行6的具有直线削平部的移液头，实现了明显更多地减小横截面积以及减小必要的扩张力并且实现了相应的相对力节省。图6示出，弹性变形(弹性的相对扩张：0.105)和应力较小，由此这种移液头受到保护，防止在配合区域中出现裂缝。

根据表格的行7至9，具有曲边多边形形式的外轮廓的移液头具有进一步减小的横截面和降低的扩张力以及更大的相对力节省。根据图6，进一步减小了横截面中的变形(弹性相对扩张：0.83)和应力，从而针对撕裂提供了更好的保护。

附图标记列表

1 移液头

2 管状主体

3 下端部

4 下开口

5 上端部

6 上开口

7 锥形部段

8 顶部段

9 外周

10 凸肩

11 角部

12 削平部

13 弯曲的轮廓

14 外轮廓

15 曲边多边形

16 内轮廓

17 壁厚最大的部位

18 壁厚最小的部位

19 环绕的边缘

20 内周

21 扩展部

22 导入斜面

23 配合区域

24 套口

25 移液装置

26 环形槽

27 半径

28 中间部段

29 过渡部段

30 凸缘

31 直径跳变部

32 密封结构

33 密封凸棱

34 制动结构

35 制动凸棱

36 导向结构

37 导向粒结

38 肋部

Claims (17)

1.由塑料制成的移液头，所述移液头具有长形的、管状主体(2)，所述管状主体在下端部(3)处具有用于让液体通过的下开口(4)以及在上端部(5)处具有用于夹紧到移液装置的套口(24)上的上开口(6)，在上开口(6)旁边，在管状主体(2)的内周上存在用于所述套口(24)的配合区域(23)，其特征在于，所述管状主体(2)在外周(9)上在上开口(6)的旁边具有多个沿轴向方向延伸的削平部(12)，并且所述管状主体(2)在通过所述削平部的横截面中在外周上具有曲边多边形的轮廓。

2.根据权利要求1所述的移液头，其中，所述削平部(12)沿轴向方向至少在配合区域(23)的一部分上延伸。

3.根据权利要求1或2所述的移液头，其中，所述削平部(12)向上一直延伸到与管状主体(2)的上端部(5)隔开间距。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的移液头，其中，所述削平部(12)一直延伸到管状主体(2)的上端部(5)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的移液头，其中，所述削平部(12)向下一直延伸的所述管状主体(9)的外周(11)上的凸肩(10)或者延伸越过所述凸肩。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的移液头，其中，所述管状主体(2)在周边上具有三至十个，优选三个、四个或五个削平部(12)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的移液头，其中，所述削平部(12)在所述管状主体的横截面中具有相同的宽度和/或是相同地弯曲的。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的移液头，其中，所述管状主体(2)在通过所述削平部的横截面中具有正曲边多边形(15)的轮廓。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的移液头，其中，所述削平部(12)平行于所述管状主体(2)的中轴线延伸或螺线状地围绕所述管状主体(2)的中轴线延伸。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的移液头，其中，所述管状主体(2)在通过削平部(12)的横截面中在内周(20)上具有圆形的轮廓。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的移液头，其中，所述管状主体(2)在配合区域(23)的内周(20)上具有至少一个向内突出的、沿周向环绕的密封结构(32)和/或至少一个向内突出的、沿周向环绕的或具有多个相互隔开间距的部段的导向结构(36)和/或至少一个向内突出的、沿周向环绕的或具有多个相互隔开间距的部段的制动结构(34)。

12.根据权利要求11所述的移液头，其中，所述管状主体(9)在内周(20)上具有多个密封结构(32)和/或导向结构(36)和/或制动结构(34)，所述密封结构和/或导向结构和/或制动结构在所述管状主体(2)的纵截面中具有波状的轮廓。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的移液头，其中，所述管状主体(2)在上开口(6)处具有扩展部(21)和/或导入斜面(22)。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的移液头，所述移液头由至少一种热塑性塑料、优选由至少一种聚烯烃、优选由至少一种聚丙烯和/或聚乙烯制成。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的移液头，所述移液头具有以下特征中的一个或多个：

·所述管状的主体(2)在曲边多边形(15)的角部处的壁厚落入0.3mm至1mm的范围内，

·所述配合区域(23)是具有向下减小的直径的内锥形，所述配合区域(23)的锥角选自1°至6°、优选1.5°至2.5°的范围，

·所述配合区域(23)构造成用于套插到套口上，锥形的套口(24)或套口的锥形部段的锥角选自1.0°至10°的范围，优选选自1.3°至7°的范围，更优选地选自1.5°至3°的范围，

·所述密封结构(32)和/或导向结构(36)和/或制动结构(34)沿所述管状主体(2)的纵向方向在所述配合区域(23)上分布，

·所述管状主体(2)的壁厚在削平部(12)的区域内(在所述密封结构和/或导向结构和/或制动结构(34)之外)在最薄的部位处最大为0.3mm，

·所述管状主体(2)的壁厚在削平部(12)的区域内(在所述密封结构和/或导向结构和/或制动结构之外)在最薄的部位处最小为0.1mm，

·所述削平部(12)沿所述管状主体(2)的纵向方向在至少4mm的长度上延伸，

·所述削平部(12)沿所述管状主体(2)的纵向方向至少在两个密封结构(32)和/或导向结构(36)和/或制动结构(34)上延伸。

16.移液头系统，所述移液头系统包括多个根据权利要求1至15中任一项或前面的实施形式之一所述的移液头，其中，不同移液头类型的移液头具有不同地构成的削平部(12)的和/或在所述削平部(12)上具有不同的标识。

17.移液系统，所述移液系统包括至少一个根据权利要求1至15中任一项所述的移液头和具有单一的用于套插移液头(1)的套口(24)的单通道移液装置(25)和/或具有多个用于同时套插多个移液头(1)的多个套口(24)的多通道移液装置。

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