CN116261489A - 自动化可兼容的可拆除盖和使用方法 - Google Patents

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Abstract

提供自动化可兼容的可拆除盖。所述可拆除盖包含由外围边沿环绕的顶部表面。所述可拆除盖进一步包含隔膜部分，所述隔膜部分被配置成接收从中插入的提取器，例如移液管末端。所述隔膜部分进一步被配置成夹持所述提取器以促进盖拆除。

Description

自动化可兼容的可拆除盖和使用方法
技术领域
本公开涉及用于自动化系统的可拆除盖和用于拆除此类盖的方法。所述盖和方法的目的可包含最小化存储在用于自动化仪器中的容器中的试剂或样品的蒸发及保护试剂和样品免受此类仪器中的光的影响。
背景技术
许多自动化系统需要拆除用于覆盖容器的盖。此类自动化系统可用于自动化仪器内。此类自动化仪器还可包含机器人夹持臂、机器人移液系统，或用于操纵多孔板、板盖、移液管末端及其它消耗品的其它处置机构。所述自动化仪器可在延长的实验期间操纵存储在容器中的样品和试剂。这些实验可延长至8小时或更多。放置在敞开的容器中的液体、样品或其它试剂暴露于内部或环境(例如，外部)大气压且可蒸发或暴露于光。
蒸发引起试剂或样品中所含有的组分(例如，挥发性组分)的损失且借此改变试剂或样品中的溶解的物质的浓度。暴露于光还可能有害地影响光敏性的试剂或样品的组分。这些影响可能会影响试剂或样品的活性和/或体积。对于某些试剂或样品，当敞开的容器在使用前在系统中放置若干小时时，这可能变得尤为重要。且对于含有高蒸气压组分(例如乙醇和乙腈)的试剂或样品，蒸发的影响可能会在短得多的持续时间内显著。同样地，对于光敏试剂或样品，暴露于光可能在短时间或长时间后有害，这取决于组分对光的敏感性。
已经尝试用于运用额外机器人硬件来控制试剂的蒸发的各种方法以补充自动化液体处置系统。举例来说，自动化分析装置可包含盖打开和闭合硬件。此硬件可包含例如被配置成促进盖打开的机械系统及机器人组件。然而，在自动化分析系统内具有打开和闭合试剂容器上的盖的额外机器人硬件增加了额外复杂性。
本文中所提供的实施例通过提供促进试剂和其它物质通过盖添加及盖的自动拆除两者的盖解决了这些前述缺点。
发明内容
本发明涉及一种适于用于例如测定系统的系统中的物质容纳系统。所述物质容纳系统包含：容器，其具有适于容纳试剂或样品的主体；及至少一个盖，其被配置成用于放置在所述容器上。
在一实施例中，提供一种适于用于自动化系统中的盖。所述盖包含：顶部表面；边沿，其围绕所述顶部表面的外围安置，所述边沿包括外围和至少一个裙部，所述外围被配置成搁置于容器的凸缘部分上；及所述顶部表面中的多个角区段，其由所述顶部表面中的切割图案限定且限定所述顶部表面的隔膜部分，所述角区段被配置成准许提取器插入穿过所述切割图案且通过摩擦力夹持所述提取器，使得当所述提取器从所述容器被拉离时，所述盖从所述容器拆除。
在一实施例中，提供一种用于自动化系统中的物质容纳系统。所述物质容纳系统包含：容器，其被配置成装纳所述物质；及盖，其被配置成覆盖所述容器，所述盖包括：顶部表面；边沿，其围绕所述顶部表面的外围安置，所述边沿包括外围和至少一个裙部，所述外围被配置成搁置于所述容器的凸缘部分上；及所述顶部表面中的多个角区段，其由所述顶部表面中的切割图案限定且限定所述顶部表面的隔膜部分，所述角区段被配置成准许提取器插入穿过所述切割图案且通过摩擦力夹持所述提取器，使得当所述提取器从所述容器被拉离时，所述盖从所述容器拆除。
所述盖的质量可小于约5克，优选的是小于约2.5克或约1克，且更优选地小于约0.75克。所述提取器可包括至少一个移液管末端。所述角区段优选地涂布有摩擦增强材料。在一个实施例中，所述至少一个盖包括四个角区段。在另一实施例中，所述至少一个盖包括多个一次性盖。所述至少一个盖可附接到可穿透液密层。
本文中所描述的容器中所装纳的试剂或样品可以是液体，且可选自由待分析的样品、试剂、稀释剂及其组合组成的群组。在一实施例中，所述至少一个盖是基本上透明的、不透明材料，或防UV。所述至少一个盖可由疏水性材料制成，或可涂布有疏水性涂层。所述至少一个盖可由高密度聚乙烯或聚氯乙烯制成，并且优选地具有从约0.0025英寸到约0.030英寸的厚度。在一实施例中，所述盖可由导电聚合物掺合物或防静电材料或静电耗散材料制成。此组合物可减轻可能会引起所述盖的非预期运动或可能导致难以处置和放置所述盖的静电荷在所述盖上的累积和所述盖与其它物体之间的所得吸引力或排斥力的影响。
在一实施例中，提供一种用于从自动化系统中的容器拆除盖的方法。所述方法包含：将盖放置在所述容器上以覆盖所述容器中的样品或试剂，所述盖包括切割图案；运用提取器穿过所述切割图案而穿透所述盖；通过摩擦力将附接有所述盖的所述提取器移离所述容器；及丢弃所述提取器和所述盖。
所述方法可进一步包括最小化所述容器中的至少一种试剂或样品的蒸发的步骤。所述方法还可包括最小化对所述容器中的至少一种试剂或样品的暴光的步骤。所述样品或试剂可为挥发性的或光敏的，且所述盖优选地为基本上透明、不透明或防UV。所述系统可包括进行步骤(b)到(d)的自动化处置子系统。
所述提取器可包括至少一个移液管末端，且至少一个容器可覆盖有另一盖。
附图说明
附图展示非限制性的示范性实施例，且形成本说明书的一部分，并且将结合本说明书进行阅读，且在所述附图中，相同参考数字用于指示各个视图中的相同部分；
图1展示移液管末端穿透其上具有切割图案且覆盖试剂容器的盖。
图2(a)是根据本发明的实施例的容器和可拆除盖的横截面视图。
图2(b)是根据本发明的实施例的可拆除盖的俯视图。
图2(c)是根据本发明的实施例的容器和可拆除盖的分解视图。
图3(a)是根据本发明的实施例的可拆除盖的顶部透视图。
图3(b)是根据本发明的实施例的可拆除盖的盖的侧视图。
图3(c)是根据本发明的实施例的可拆除盖的顶部透视图。
图3(d)和3(e)分别是根据本发明的实施例的图3(c)的可拆除盖沿着线3(d)和3(e)的横截面视图。
图4(a)是根据本发明的实施例的具有位移的隔膜部分的可拆除盖的3-D应力标绘图。
图4(b)是根据本发明的实施例的具有位移的隔膜部分的可拆除盖的3-D位移标绘图。
图4(c)是根据本发明的实施例的具有位移的隔膜部分的可拆除盖的3-D应力标绘图。
图4(d)是根据本发明的实施例的具有位移的隔膜部分的可拆除盖的3-D位移标绘图。
图4(e)是根据本发明的实施例的具有位移的隔膜部分的可拆除盖的3-D应力标绘图。
图4(f)是根据本发明的实施例的具有位移的隔膜部分的可拆除盖的3-D位移标绘图。
图5(a)到5(b)为根据本发明的实施例的针对多孔板设定大小且设定尺寸的可拆除盖的分解视图。
图6是根据本发明的实施例的可拆除盖复合结构的分解视图。
具体实施方式
自动化仪器是在装载待分析的样品、测定消耗品或试剂之后在基本上没有来自技术人员的输入的情况下根据说明运行分析或测定的仪器。此类自动化仪器通常包含自动化液体处置系统。通过自动化工具进行的分析或测定的持续时间可延长数个小时，在此期间，例如三丙胺(TPA)、乙醇和乙腈的试剂或样品中的一些可蒸发。其它试剂或样品可对光敏感。因此，试剂容器、样品容器(例如，测定板)、槽和与自动化仪器系统的使用相关联的其它容器经常地需要盖。
用于盖拆除的常规的方法、系统和装置可能会引入若干缺点。首先，用于拆除一些现有系统中的盖的机器人臂(或其它机器人盖拆除装置)可碰撞或以其他方式干扰这些系统中的自动化移液管末端。尽管自动化机器人盖拆除装置和自动化移液器两者均可独立地操作，但其可在同一体积内操作且因此产生接触、碰撞或以其他方式干扰彼此的风险。
第二，系统运行时间(例如，执行所有测定步骤的时间)可能会显著延长，因为需要引入机器人盖拆除装置以在测定执行期间拆除盖。盖可尽可能长时间地留在容器上以减少蒸发和由敞开的容器产生的其它问题。因此，移液动作必须暂时停止以准许通过机器人盖拆除装置来拆除盖。在一些状况下，为了确保机器人盖拆除装置和自动化移液器不干扰，自动化移液器可从工作体积拆除，以准许引入机器人盖拆除装置。在工作体积内来回调换两个自动化组件可显著增加测定执行的时间量。
第三，机器人盖拆除装置与自动化移液器之间的切换延长了试剂、样品和其它流体在移液发生之前暴露于无盖环境的时间量。因此，即使所述盖在其覆盖容器时防止蒸发，但切换自动化组件所花费的时间会产生窗口，在此期间可能发生蒸发。
第四，在一些系统中，机器人盖拆除装置经设计且优化以与具有特定特征的特定类型的盖一起工作。这需要在特定系统中使用特定盖。因此，可能会限制可供应有不同类型的产品的不同类型的盖的使用。
本公开的各方面解决了这些缺点中的每一个。本公开涉及用于槽、试剂容器、测定板和其它容器的可拆除盖以及其使用方法。如本文中所公开的盖和容器可构成物质容纳系统。所述盖被配置成用于通过例如机器人或自动化移液器的自动化、半自动化或手动操纵系统而从容器拆除。此机器人系统可以是自动化仪器的部分。
如本文中所公开且下文更详细地描述的可拆除盖包含狭缝或切口，其通过限定角区段而产生或限定盖的隔膜部分，所述角区段弯曲以允许例如移液管末端的一个或多个提取器穿透所述盖。所述角区段进一步被配置成用于在提取器进入之后夹持提取器。当提取器或移液管头部从容器被提离时，盖由于角区段的夹持力也被提离。在实施例中，当自动化操纵系统将提取器弹出到固体废物容器中时，盖也被丢弃。因此，本文中所公开的可拆除盖被配置成准许通过自动化移液系统的移液管头部进行提升和拆除。
因此，可拆除盖通过去除需要使用特定机器人盖拆除装置来实现盖拆除来解决上文所论述的问题。通过在盖拆除的任务中使用自动化移液系统，可减少或去除与自动化盖拆除系统相关联的许多缺点。首先，因为不需要在同一工作体积中操作机器人盖拆除装置和自动化移液系统两者，所以可极大地降低此类系统之间的碰撞、接触和/或干扰的可能性。其次，因为不需要在同一工作体积中操作机器人盖拆除装置和自动化移液系统两者，所以不必在一个自动化组件与另一自动化组件之间切换。这去除了因此切换产生的过多运行时间。第三，因为用于拆除盖的自动化移液系统可立即用于移液目的而无需在工作体积内切换自动化系统，所以可减少蒸发。最终，本文中所公开的可拆除盖可提供增加的通用性。因为本文中所公开的可拆除盖被配置成用于通过移液头部进行拆除，所以其可能消除因兼容性对专门设计/配置的机器人夹持器或盖拆除装置的需求。因此，如本文中所描述的可拆除盖可与较大数目的现有系统兼容。
尽管存在具有牢固地附接的盖的一些试剂容器且所述盖的特征准许移液管头部穿过所述盖，但这些试剂容器与本发明的实施例中所公开的盖明显不同。例如移液管末端的探针穿过这些附接的盖以获取容器中的液体试剂。需要这些盖在自动化系统的整个操作期间保持在试剂容器上。如果此类盖将以符合本文中所描述的实施例的方式夹持移液管头部，那么其将不会按照预期来操作且可能导致系统和测定运行故障。具有狭缝的此类附接的盖的缺点在于所述盖保持附接或粘合到试剂容器，且每当需要液体试剂以供分析时，获取试剂容器中的液体内容物需要探针严格对准到狭缝，并且需要相对大的力来穿过弹性盖中的通路特征。
尽管关于将移液管头部用作提取器来描述本文中所论述的实施例，但也可使用其它合适的提取器，包含具有移液管头部的形状和大小的任何装置或结构。这可为便利的，因为不需要将额外材料添加到系统，但不需要提取器为移液管头部。一些实施例可包含被配置成与不具有移液管头部的所有特征的自动化移液系统一起使用的结构。举例来说，此类结构可具有实心芯和/或可由与移液管头部不同的材料制成。
本公开进一步涉及一种用于从系统或仪器中的容器拆除盖的方法，所述仪器包含但不限于自动化仪器。所述方法可适用于最小化例如自动化系统或仪器中的蒸发或暴光以及减少与一些机器人盖拆除装置和/或系统相关联的上文所描述的缺点。在所公开的方法中，提供可拆除地装配在试剂或样品容器的凸缘或上部部分上的盖。所述系统或仪器的操作员可在将实验室器具装载到所述系统或仪器上之前将所述盖放置在这些容器的顶部上。在使用容器中的样品或试剂之前，可将盖留在原位，以最小化蒸发或暴露于光。提取器，优选地为附接到自动化移液系统或液体处置/操纵系统的一次性移液管末端，可用于在切割图案或隔膜部分处刺穿盖。提取器与盖之间的摩擦或夹持力使盖附接或粘合到提取器。当提取器从容器被提离时，盖被拆除，且当提取器被弹出时，盖被丢弃。所公开方法的优点在于其不需要现有技术中所描述的复杂的去盖或盖拆除设备。此外，本发明方法利用消耗品，例如作为提取器的移液管末端，其通常包含在自动化测定仪器中以拆除盖，借此简化盖拆除过程。
在非限制性实施例中，所公开的盖可用于自动化技术中，包含但不限于部分自动化，例如，一个或多个模块化仪器或完全集成的自动化仪器。替代地，所公开的盖可用于任何测定或液体处置或操纵系统中。
示范性自动化系统或自动化仪器(模块化且完全集成的)可包含以下自动化子系统：计算机子系统，其可包括硬件(例如，个人计算机、膝上型计算机、硬件处理器、光盘、键盘、显示器、打印机)、软件(例如，例如驱动程序的程序、驱动程序控制器及数据分析器)，及数据库；液体处置或操纵子系统，例如，样品处置和试剂处置，例如机器人移液头部、注射器、搅拌设备、超声波混合设备、磁性混合设备；样品、试剂和消耗品储存及处置子系统，例如，机器人操纵器、管或盖或箔片穿透设备、盖拆除设备、例如线性和圆形传送器的传送设备及机器人操纵器、管架、板架、槽架、移液管末端架、板振荡器；测定反应子系统，例如，基于流体且基于消耗品(例如管和多孔板)；容器和消耗品洗涤子系统，例如，板洗涤设备；磁选机或磁粉集中器子系统，例如，流动槽、管和板类型；检测子系统，例如比色、荧光和ECL检测器；温度控制子系统，例如，空气处置、空气冷却、空气加热、风扇、风机、水浴槽；废料子系统，例如，液体和固体废物容器；全球唯一标识符(GUI)检测子系统，例如，1D和2D条形码扫描器，例如平面型和条型，以及RFID读取器装置。
执行样品制备的系统或模块可与执行测定且执行检测或执行两者的系统或模块组合(或邻接到或邻近或以机器人方式连结或联接到所述系统或模块)。相同种类的多个模块化系统可组合以增加吞吐量。模块化系统可与实行例如化学、生化和核酸分析的其它类型的分析的模块组合。
符合本公开的自动化系统可允许分批、随机接入且护理点工作流程和单个、中等及高样品吞吐量。所述系统可包括例如以下装置中的一个或多个：板密封器(例如，Skymark)、板洗涤器(例如，TECAN、Biotech)、试剂分配器和/或自动化移液站和/或液体处置站(例如，Skymark、Lab系统、Beckman、TECAN)、培养箱(例如，Skymark)、板振荡器(例如，Skymark)、化合物库或样品存储器和/或化合物和/或样品检索模块。这些装置中的一个或多个经由机器人组合件联接到本发明的设备，使得可自动执行整个测定程序。根据另一实施例，通过手动地移动容器(例如，板)，所述容器(例如，板的堆叠)在所述设备与各种装置之间手动地移动。
所述自动化系统可被配置成执行以下功能中的一个或多个：(a)将例如板的消耗品移动到检测子系统中、内及之外，(b)在其它子系统之间移动消耗品，(c)存储所述消耗品，(d)样品和试剂处置(例如，适于混合试剂和/或将试剂引入到消耗品中)，(e)消耗品振荡(例如，用于混合试剂和/或用于增加反应速率)，(f)消耗品洗涤(例如，洗涤板和/或执行测定洗涤步骤(例如，孔抽吸))，(g)测量流动槽或例如管或板的消耗品中的ECL。所述自动化系统可被配置成处置例如96或384个孔板的多孔板。
上文所论述的名为“集成型消耗品数据管理系统及平台(Integrated ConsumableData Management System&Platform)”的共同拥有的国际专利申请公开案第WO 2018/017156号和第WO 2017/015636号及名为“用于使用电化学发光执行测定的包含消耗品振荡设备的高吞吐量系统(High Throughput System for Performing Assays UsingElectrochemiluminescence including a Consumable Shaking Apparatus)”的国际专利申请公开案第WO 2016/164477号中论述且描述示范性自动化系统。这三个参考文献以全文引用的方式并入本文中。
图2(a)及2(b)绘示符合本发明的实施例的容器和可拆除盖。盖(10a)和容器(14a)构成物质容纳系统(5a)。可拆除盖(10a)包含顶部表面(13a)和边沿(27a)，所述边沿围绕所述顶部表面的圆周或周边安置。所述顶部表面(13a)是材料的大约平坦部分。可拆除盖(10a)进一步包含至少一个相交切割图案(12)，所述切割图案限定隔膜部分(17a)且被配置成覆盖容器(14a)。相交切割图案(12)可包含穿过可拆除盖(10a)的顶部表面(13a)的至少两个相交切割线，其形成星芒状图案，从而产生多个角区段(16a)以限定隔膜部分(17a)。如所绘示，盖(10a)可包含切割图案(12a)，以允许例如图1中所绘示的移液管末端(1021)的提取器从机器人或自动化移液管系统插入穿过所述盖。所述盖(10a)被配置成具有允许盖(10a)牢固地搁置在容器(14a)的顶部上的深度(d)，如下文所描述。提取器/移液管末端(1021)在插入穿过十字切口时可用于从容器(14a)提升且转移盖(10a)，并且将其弃置到固体废物容器中。
如图2(a)中所展示，盖(10a)可以可拆除地位于容器(14a)的顶部边缘的顶部上，而不明显地接触、碰触或夹持容器的竖直侧。盖(10a)包含边沿(27a)，所述边沿包含顶部外围(11a)、外部裙部(18a)和内部裙部(19a)。内部裙部(19a)从盖(10a)的顶部表面(13a)的外部外围大约竖直地向上突出。顶部外围(11a)从内部裙部(19a)水平地延伸，从而产生环形表面。外部裙部(18a)从顶部外围(11a)的外部外围大约竖直地向下突出。因此，边沿(27a)限定环形凹部(28a)，其被配置成具有适于搁置在容器(14a)的顶部边沿(25a)上的直径。顶部外围(11a)的下侧被配置成搁置于容器(14a)上，且边沿(27a)被配置成以免夹持或以其它方式附接到容器(14a)。外部裙部(18a)可具有大于容器(14a)的顶部边沿(25a)的直径的直径。内部裙部(19a)可具有小于容器(14a)的顶部边沿(25a)的直径的直径。边沿(27a)与容器(10a)之间的摩擦接触因此最小化或缩减到零或接近零。
如所绘示，切割图案(12a)可包含2个相交线段切口，其形成隔膜部分(17a)的四个角区段(16a)。切割图案(12a)可具有任何合适数量的相交线段，例如，三个、四个或五个等，和对应数目个角区段(16a)，例如，六个、八个或十个等。盖(10a)的材料和表面粗糙度结合例如移液管末端(1021)的提取器的材料和表面粗糙度加以选择，使得提取器与角区段(16a)之间的摩擦力足以承受盖(10a)的重量，使得区段(16a)可在提升操作期间夹持到提取器上。外围(11a)与容器(14a)之间且裙部(18a、19a)与容器(14a)之间的摩擦力(如果存在)由于盖(10a)松散地装配在容器(14a)上而为最小的或几乎为零。如果样品或试剂弄湿盖(10a)，那么容器和盖(10a)中所含有的样品或试剂之间可存在少量表面张力。角区段(16a)结合提取器被配置成产生提升力，其大于盖(10a)的重量加上将盖(10a)固持到容器(14a)的任何摩擦力或表面张力。
在其它实施例中，顶部边沿(25a)可被配置成在容器(14a)上提供夹持力或摩擦力，其在与盖(10a)的重量相加时小于由用于经由隔膜部分(17a)提升盖(10a)的提取器产生的力。在其它实施例中，内部裙部(19a)和外部裙部(18a)可相对于盖(10a)以不同于大约垂直的角度从盖(10a)和外围(11a)突出。在其它实施例中，盖(10a)可以是除圆形之外的形状，例如，正方形和/或矩形。在此类实施例中，外围(10a)在形状上可以不是环形，但可塑形成呈任何的形状来贴合盖(10a)的外部周边。
在其它实施例中，角区段(16a)可涂布有例如粘着剂的摩擦增强材料，以增加其粘性。在提取器插入穿过切口图案(12a)之后，摩擦增强层会增加摩擦系数且借此增加在拆除盖(10a)时施加的摩擦力。当使用摩擦增强层时，可提升具有较高重量的盖。替代地，摩擦增强层可涂布在提取器上，或提取器和切割图案两者上。
盖(10a)可由例如聚酯、高密度聚乙烯(HDPE)或聚碳酸酯的相对刚性材料或非弹性材料制成。盖(10a)的柔性因此可通过切割图案提供。盖(10a)可经热成形或真空成形，且可对切割图案(12a)进行模切。热成形为加热塑料片材且运用气压在模具上形成其形状的过程，且真空成形为类似过程，但使用真空代替气压。盖(10a)可由生物研究中常用的聚苯乙烯、聚丙烯、环烯烃共聚物(COC)或任何其它材料制成。此外，盖10(a)可由导电、防静电和/或静电耗散材料制成。
为了进一步最小化不一致的蒸发和冷凝，盖(10a)可由疏水性聚合物和/或其它疏水性材料制成。在实施例中，盖(10a)的底部可涂布有疏水性涂层或以其它方式呈现疏水性。
本文中所公开的盖的质量可通常较小，例如，小于约5克或小于约2.5克。盖的质量可进一步小于约1克或小于约0.75克。举例来说，图3(a)和3(b)中所绘示的盖(10c)可具有约0.67克的质量。盖的重量就是其质量乘以海平面处的约9.8m/s2的重力常数。图3(a)和3(b)中所展示的盖(10c)的重量为约0.006566千磅(或千克力)，其相当于0.0144452lbf或0.231盎司-f。一磅力(lbf)为一磅质量乘以海平面处的重力的乘积。
如本文中所公开的盖可具有小于约1.5盎司-f、优选的是小于约1.25盎司-f的重量。在实例中，所述重量可小于约1盎司-f，小于约0.75盎司-f，或小于约0.5盎司-f。
符合本文中的实施例的盖可由高密度聚乙烯(HDPE)或聚氯乙烯(PVC)制成，所述盖具有从约0.0025英寸到约0.030英寸、约0.005英寸到约0.020英寸或从约0.0125英寸到约0.0175英寸或约0.015英寸的顶部表面厚度。所述盖可由例如PVC的透明塑料制成，以准许视觉检查以确认试剂在装载之前是否处于容器中。盖可由不透明材料制成，例如高冲击聚苯乙烯，以防所述试剂为光敏的。盖还可为防紫外线(UV)的，例如，由防UV材料制成或涂布有防UV涂层。
图2(c)绘示符合本发明的实施例的盖(10b)和容器(14b)。盖(10b)和容器(14b)构成物质容纳系统(5b)。盖(10b)类似于图2(a)和2(b)中所绘示的盖(10a)，且包含盖(10a)的所有特征和功能性，除非明确说明。盖(10b)包含边沿(27b)但不包含外部裙部，所述边沿具有类似于边沿(27a)的内部裙部和外围的内部裙部(19b)和外围(11b)。内部裙部(19b)从盖(10b)的外部周边向上突出。外围(11b)提供从内部裙部(19b)水平地突出的环形表面，且提供搁置在容器(14b)的顶部边缘(25b)上的表面。在其它实施例中，内部裙部(19a)可相对于盖(10b)以不同于大约垂直的角度从盖(10b)突出。盖(10b)可通过提取器以与上文所描述的盖(10a)相同的方式操纵。
摩擦力很好理解，且为彼此接触的两个表面之间的摩擦系数乘以法向力的乘积，即，垂直于接触表面的合力。在此实例中，由于提取器基本上与区段(16b)静态接触，因此摩擦系数为静态係数。所述法向力通过区段(16b)施加在提取器上的弹簧状力提供。
图3(a)和3(b)绘示符合本公开的可拆除盖(10c)的额外实施例。盖(10c)结合合适的容器(图中未示)可构成物质容纳系统(图中未示)。盖(10c)类似于盖(10a)和盖10(b)，且包含盖(10a)和盖(10b)的所有特征和功能性，除非明确说明。盖(10c)的大小和尺寸被设置成装配具有矩形棱柱形状的试剂容器，所述盖具有切割图案(12c)的两个集合，其在所述盖的顶部表面(13c)中限定两个隔膜部分(17c)。图3(a)和3(b)的盖被设计成装配在例如图1中所绘示的容器(1018)的容器上。由机器人移液系统或自动化机器人臂控制的两个移液管末端(1021)可插入到盖(10c)中。所述盖接着通过摩擦力固定或附接到移液管末端，且当移液管末端(1021)从容器(1018)被提离时，盖(10c也)被提离。当移液管末端(1018)被弹出且丢弃时，盖(10c)也被弹出且丢弃。机器人移液系统接着可获得额外移液管末端以抽取打开的容器(1018)内的样品或试剂，以进行或继续测定或分析。如图3(a)和3(b)中所展示的盖(10c)包含边沿(27c)，所述边沿具有环绕顶部表面(13c)的外部周边的外围(11c)和从外围(11c)突出的外部裙部(18c)，但所述盖不包含内部裙部。外部裙部(18c)进一步被配置成用于环绕上面放置有盖(10c)的容器的顶部边缘。外部裙部(18c)可用以防止盖(10c)滑动或从容器掉落。
图3(c)到3(e)绘示符合本发明的实施例的可拆除盖(10d)和容器(14d)。盖(10d)和容器(14d)构成物质容纳系统(5d)。盖(10d)类似于盖(10a)、盖10(b)和盖10(c)，且包含盖(10a)、盖10(b)和盖10(c)的所有特征和功能性，除非明确说明。图3(c)到3(e)绘示其中边沿(27d)的全部被配置成搁置在被盖(10d)覆盖的容器(14d)的凸缘的外围内部的实施例。
边沿(27d)由从盖(10d)的顶部表面(13d)大约竖直地向下突出的内部裙部(19d)围绕盖(10d)的周边形成，外围(11d)从内部裙部(19d)在所有方向上大约水平地突出，且外部裙部(19d)从外围(11d)围绕外围(11d)的周边大约竖直地向上突出。此外，盖(10d)包含外部凸缘(35)，其从外部裙部(18d)大约水平地突出。盖(10d)被配置成使得外部凸缘(35)可搁置于容器(14d)的顶部边缘上，而边沿(27d)安置于容器(14d)内部。此外，外部凸缘(35)可被配置成使得其不延伸超过容器(14d)的顶部边缘(25d)。以此方式，多个容器(14)可并列定位。边沿(27)的大小可被配置以便为在所述容器顶上的盖(10d)提供牢固但可拆除的配合。边沿(27d)可被配置成使得盖的重量以及外部裙部(18d)与容器(14d)的内部边缘之间的摩擦力小于在拆除操作期间通过角区段(16d)在提取器上提供的摩擦力。
在实施例中，外部裙部(18d)可被配置成接触容器(14d)的内部边缘。在其它实施例中，外部裙部(18d)可被配置且设定大小成使得盖(10d)可搁置于容器(14d)的顶部边缘上，且在外部裙部(18d)与容器(14d)之间无接触。在实施例中，内部裙部(19d)、外部裙部(18d)、外围(11d)和外部凸缘(35)可以不同于以上角度的角度突出，同时仍适当地将盖(10d)维持在容器(14d)顶上。
图4(a)到4(f)展示对符合本发明的实施例且具有四个角区段的简化的盖设计进行的有限元分析(FEA)的结果。所述分析限于围绕切割图案的区域，例如隔膜部分，且是基于施加于切割图案的0.2lbf的力。角区段与提取器/移液管末端之间的摩擦系数为大约0.250。应力的标绘图(4(a)、4(c)、4(e))被归一化，使得最大的标绘值等于材料的屈服强度和经建模的盖的厚度。材料的屈服强度或屈服点被定义为所述材料开始塑性地变形的应力。在达到屈服点之前，所述材料将弹性地变形，且当去除所施加应力时，将返回到其原始形状。一旦超过屈服点，部分变形将为永久性的且不可逆。
图4(a)展示具有约0.010英寸的厚度的HDPE盖的3-D应力标绘图，且图4(b)展示其3-D位移标绘图。图4(c)到4(d)为基于具有0.010英寸厚度的PVC盖的类似标绘图，且图4(e)到4(f)为基于具有0.005英寸厚度的PVC盖的类似标绘图。
图4(a)、4(c)和4(e)展示对于这些实例中的每一个，角区段的位移为塑性且弹性的。所述变形的一部分为弹性的指示角区段可继续将力提供到插入穿过所述角区段的提取器。所述变形的一部分为塑性的指示当拆除提取器时，角区段不会返回到其原始位置。因为意图丢弃盖且所述盖不再用作罩盖，所以不需要角区段返回到其原始位置。
在一些常规的产品中，需要具有穿过盖的穿孔的盖的材料和设计弹性地返回到其原始形状且因此保持在弹性变形范围中。这对于所述盖作为罩盖的持续操作为必要的。可通过不要求保持在弹性变形范围中的盖设计(包含但不限于使用非弹性材料、使用较薄材料)且去除对具有所述盖与所述容器之间的紧密配合以将所述盖保持在容器的顶部上的需要等等来实现节约。因此，在实施例中，盖的角区段可被配置成当提取器插入穿过其时用于塑性变形。
图5(a)和5(b)绘示符合本发明的实施例的盖(10e)和容器(14e)。盖(10e)和容器(14e)构成物质容纳系统(5e)。盖(10e)类似于盖10(c)，且包含盖(10c)的所有特征和功能性，除非明确说明。盖(1010)的大小和尺寸可被设置成松散地装配在容器(14e)上。在此实施例中，所述容器可以是多孔板(20)。多孔板(20)当填充有试剂和样品时可在振荡器/加热器上被培养大量时间，所述振荡器/加热器例如共同拥有的WO 2018/017156和WO 2017/015636以及WO 2016/164477中所公开的振荡器/加热器。放置在多孔板(20)上的盖(10e)可减少试剂和样品的蒸发和/或减少试剂和样品暴露于光。类似于先前实施例，图5(a)中所绘示的盖(10e)包含至少一个(如所描绘，两个)切割图案(12e)和角区段(16e)，其限定适于被提取器或移液管末端(1021)穿透且提升的隔膜部分(17e)，如上文所论述。盖(10e)包含边沿(27e)，所述边沿具有环绕顶部表面(13e)的外部周边的外围(11e)和从外围(11e)突出的外部裙部(18e)，但所述盖不包含内部裙部。外部裙部18(e)被配置成当盖(10e)放置在多孔板(20)上时环绕多孔板(20)的顶部。如图5(b)中所展示的盖(10e)可以进一步包含向下定向的凹陷(35)。向下定向的凹陷可用以通过提供蒸发的水分可在上面冷凝且滴落回到多孔板(20)的孔中的表面来进一步减少蒸发。每一切割图案(12e)安置于单个凹陷(35)的区域内。
图6绘示符合本发明的实施例的可拆除盖和容器。图6(b)绘示盖10(f)的横截面。盖(10f)被配置成安装在作为容器的试剂瓶(21)上。盖(10f)和试剂瓶(21)构成物质容纳系统(5f)。盖(10f)类似于盖10(a)、10(b)、10(c)、10(d)和10(e)，且包含这些盖的所有特征和功能性，除非明确说明。盖(10f)包含其顶部表面13(f)中的切割线(12f)和限定隔膜部分(图中未示)的角区段(16f)，以及边沿(27f)。边沿(27f)包含外部裙部(18f)和外围(11f)，其被配置成接触容器(14f)的顶部边缘且准许盖(10f)搁置于容器(14f)上。盖(10f)进一步包含粘合到顶部表面(13f)的下侧的密封层(26)，所述密封层包含固定到盖(10f)的可穿透或易破的材料。密封层(26)在盖(10f)与容器(14f)的顶部之间提供密封。在使用期间，移液管或提取器可在插入穿过隔膜部分期间穿透密封层。在实施例中，盖(10f)可预先安装于试剂瓶(21)上且通过盖帽(22)固持在适当位置以在试剂瓶(21)上提供液密密封。
密封层(26)被配置成当盖(10f)放置在试剂瓶21顶上时密封所述试剂瓶的顶部。密封层(26)可与顶部表面13(f)共同延伸和/或可延伸得更远或更短以提供适当密封。在实施例中，密封层(26)可延伸以仅覆盖切割图案12(f)。
在其它实施例中，盖(10f)可在试剂瓶(21)的盖帽(22)已经拆除之后(例如，在准备步骤期间放置在测定系统中之前)放置在试剂瓶(21)上。
虽然显而易见，本文中所公开的本发明的说明性实施例实现了上文所陈述的目标，但应了解，本领域的技术人员可设计出许多修改和其它实施例。因此，应理解，希望所附权利要求书涵盖所有此类修改和实施例，所述修改和实施例属于本发明的精神和范围内。

Claims (25)

1.一种适于在自动化系统中使用的盖，其包括：
顶部表面；
边沿，所述边沿围绕所述顶部表面的外围安置，所述边沿包括外围和至少一个裙部，所述外围被配置成搁置于容器的凸缘部分上；
所述顶部表面中的多个角区段，所述角区段由所述顶部表面中的切割图案限定且限定所述顶部表面的隔膜部分，所述角区段被配置成准许提取器插入穿过所述切割图案且通过摩擦力夹持所述提取器，使得当所述提取器从所述容器被拉离时，所述盖从所述容器拆除。
2.根据权利要求1所述的盖，其中所述盖的质量小于约5克。
3.根据权利要求2所述的盖，其中所述盖的质量小于约2.5克。
4.根据权利要求1所述的盖，其中所述盖的质量小于约1克。
5.根据权利要求1所述的盖，其中所述盖的质量小于约0.75克。
6.根据权利要求1所述的盖，其中所述提取器包括至少一个移液管末端。
7.根据权利要求1所述的盖，其中所述角区段涂布有摩擦增强材料。
8.根据权利要求1所述的盖，其中所述多个角区段被配置成用于当所述提取器插入穿过所述切割图案时发生塑性变形。
9.根据权利要求1所述的盖，其进一步包括可穿透液密层。
10.根据权利要求1所述的盖，其中所述顶部表面包含的材料为以下各项中的一个：基本上透明的、不透明的或防UV的。
11.根据权利要求1所述的盖，其中所述顶部表面包含疏水性材料或疏水性涂层。
12.根据权利要求1所述的盖，其进一步包括高密度聚乙烯或聚氯乙烯。
13.根据权利要求1所述的盖，其进一步包括导电材料、防静电材料和静电耗散材料中的至少一个。
14.根据权利要求1所述的盖，其中所述顶部表面具有从约0.0025英寸到约0.030英寸的厚度。
15.一种用于在自动化系统中使用的物质容纳系统，所述物质容纳系统包括：
容器，所述容器被配置成装纳物质；及
盖，所述盖被配置成覆盖所述容器，所述盖包括：
顶部表面；
边沿，所述边沿围绕所述顶部表面的外围安置，所述边沿包括外围和至少一个裙部，所述外围被配置成搁置于所述容器的凸缘部分上；
所述顶部表面中的多个角区段，所述角区段由所述顶部表面中的切割图案限定且限定所述顶部表面的隔膜部分，所述角区段被配置成准许提取器插入穿过所述切割图案且通过摩擦力夹持所述提取器，使得当所述提取器从所述容器被拉离时，所述盖从所述容器拆除。
16.根据权利要求15所述的物质容纳系统，其中所述容器被配置成装纳试剂或样品。
17.根据权利要求14所述的物质容纳系统，其中夹持所述提取器的所述摩擦力大于所述盖的重量。
18.根据权利要求14所述的物质容纳系统，其中夹持所述提取器的所述摩擦力大于由所述盖的重量和在所述边沿与所述容器之间的边沿-容器摩擦力提供的组合力。
19.一种用于从自动化系统中的容器拆除盖的方法，所述方法包括：
将盖放置在所述容器上以覆盖所述容器中的样品或试剂，所述盖包括切割图案，
利用提取器穿过所述切割图案而穿透所述盖，
通过摩擦力将附接有所述盖的所述提取器移离所述容器，以及
丢弃所述提取器和所述盖。
20.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括减少所述容器中的至少一种试剂或样品的蒸发。
21.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括减少对所述容器中的所述试剂或样品的暴光。
22.根据权利要求18所述的方法，其中所述样品或试剂是挥发性的或光敏的。
23.根据权利要求18所述的方法，其中所述盖是基本上透明的、不透明的或防UV的。
24.根据权利要求18所述的方法，其中所述提取器包含至少一个移液管末端。
25.根据权利要求18所述的方法，其中穿透所述盖，自动化仪器内的自动化处置子系统进行步骤(b)到(d)。
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