TWI657834B - 自動化移液設備及其移液模組 - Google Patents
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Abstract
一種移液模組,包括一移液器頭以及一吸管尖。移液器頭具有一第一熱膨脹係數。吸管尖包括一連接部,連接部適於套設至移液器頭,且連接部具有一第二熱膨脹係數,其中連接部的第二熱膨脹係數大於移液器頭的第一熱膨脹係數。此外,一種自動化移液設備亦被提出。
Description
本發明是有關於一種自動化移液設備,且特別是有關於一種可熱漲冷縮的移液模組及應用該移液模組的自動化移液設備。
隨著生物科技的發展,越來越多的生物相關實驗室或醫院甚至法醫檢驗等等,皆頻繁的使用試劑與檢體混合反應來進行實驗或檢查。因此,全自動化的移液機台或設備可以提供實驗室人員方便且迅速的操作方法,於短時間內完成大量且乾淨的試驗反應,促進檢驗的效率。
目前習知的移液器頭,利用移液器頭上的凸起結構或溝槽搭配O型環(O-ring)與現有市售的吸管尖(pipette tips)進行卡住結合。然而,由於各家廠商的設計與生產品質不穩定,造成現有市售的吸管尖的尺寸精度不一致,進而每批或每隻吸管尖都存在些許公差。因此,移液器頭的設計很難能達到適用於市面上所有的吸管尖,且因為公差而無法完全密合,導致移液器只能對應各廠商的機種採用專用的客制化吸管尖。此外,移液器頭的溝槽搭配O型環結構,於使用一段時間後會因磨擦而變質,導致必須更換O型環並驗證吸管尖與移液器頭的密合度,進而造成修機的時間大幅拉長,導致成本的增加以及降低檢驗的效率。
本發明提供一種移液模組,其移液器頭及吸管尖之間存在良好的密合效果。
本發明提供一種自動化移液設備,其移液器頭及吸管尖之間存在良好的密合效果,且可以避免移液器頭的耗損以及減少維修時間,具有降低成本以及增進檢驗效率的優勢。
本發明提供一種自動化移液方法,其移液器頭及吸管尖之間存在良好的密合效果,且可以避免移液器頭的耗損以及減少維修時間,具有降低成本以及增進檢驗效率的優勢。
本發明的移液模組,包括一移液器頭以及一吸管尖。移液器頭具有一第一熱膨脹係數。吸管尖包括一連接部適於套設至移液器頭。連接部具有一第二熱膨脹係數,其中連接部的第二熱膨脹係數大於移液器頭的第一熱膨脹係數。
在本發明的一實施例中,上述的吸管尖的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或聚乙烯,且該移液器頭的材料包括陶瓷或玻璃。
在本發明的一實施例中,上述的移液模組更包括一感測器,配置於移液器頭。感測器為一溫度感測器或一壓力感測器。
本發明的自動化移液設備,包括一吸管尖預冷站台、一吸管尖回收站台、一可移動式移液機構以及一吸管尖。吸管尖預冷站台包括一冷卻裝置。可動式移液機構包括一移液器頭以及一移動機構。移液器頭具有一第一熱膨脹係數,且移液器頭設置於移動機構上。移動機構適於在吸管尖預冷站台或吸管尖回收站台之間移動。吸管尖包括一連接部,其中連接部適於套設至移液器頭,連接部具有一第二熱膨脹係數,且連接部的第二熱膨脹係數大於移液器頭的第一熱膨脹係數。
在本發明的一實施例中,上述的吸管尖預冷站台包括一托盤,托盤適於承載吸管尖。
在本發明的一實施例中,上述的吸管尖適於在吸管尖預冷站台與移液器頭結合,連同移液器頭一起移動至吸管尖回收站台並脫離移液器頭。
在本發明的一實施例中,上述的吸管尖回收站台包括一上方預熱站台以及一下方廢料站台,且上方預熱站台包括一加熱模組。
在本發明的一實施例中,上述的上方預熱站台更包括一紅外線感應器。
在本發明的一實施例中,上述的吸管尖結構的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或聚乙烯,且移液器頭的材料包括陶瓷或玻璃。
在本發明的一實施例中,上述的可動式移液機構更包括一感測器,配置於移液器頭。感測器為一溫度感測器或一壓力感測器。
本發明的自動化移液方法,包括(A)將一移液器頭套入一吸管尖的一連接部,其中移液器頭,具有一第一熱膨脹係數,連接部具有一第二熱膨脹係數,且連接部的第二熱膨脹係數大於移液器頭的第一熱膨脹係數;(B)對吸管尖的連接部進行降溫,使得連接部的體積收縮,與移液器頭密合;(C)移動移液器頭以及以連接部密合於移液器頭的吸管尖;以及(D)對吸管尖的連接部進行升溫,使得連接部的體積膨脹,而脫離移液器頭。
在本發明的一實施例中,在上述對吸管尖的連接部進行降溫的步驟(B)中,降溫幅度在25°C至57°C之間。
在本發明的一實施例中,在上述對吸管尖的連接部進行升溫的步驟(D)中,升溫幅度在25°C至57°C之間。
在本發明的一實施例中,上述的吸管尖的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或聚乙烯,且移液器頭的材料包括陶瓷或玻璃。
在本發明的一實施例中,在上述對吸管尖的連接部進行降溫的步驟(B)之後,偵測吸管尖的連接部於降溫後的溫度,或是偵測移液器頭受到降溫後的連接部給予的壓力。
在本發明的一實施例中,在上述對吸管尖的該接部進行升溫的步驟(D)之後,偵測吸管尖是否脫離移液器頭。
基於上述,在本發明的移液模組與自動化移液設備中,由於吸管尖的連接部的第二熱膨脹係數大於移液器頭的第一熱膨脹係數,使得套設至移液器頭的連接部在相同的溫差範圍之內產生的形變,會相較於移液器頭的形變來得大。如此一來,移液模組僅需透過調整溫度的變化即可使吸管尖的連接部藉由降溫的方式而收縮密合於移液器頭,或使吸管尖的連接部藉由升溫方式而膨脹脫落於移液器頭,進而避免吸管尖因尺寸公差而無法達成密合。另外,因為是利用溫度變化來使吸管尖膨脹或收縮,吸管尖在安裝或移除於移液器頭的過程中,不會對移液器頭造成磨擦及變質,可以避免移液器頭的耗損及維修後的驗證時間,進而大幅縮短修機的時間,因此可以達成低成本以及高檢驗效率的需求。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1繪示為本發明的一實施例的一種自動化移液設備的俯視圖。圖2繪示為本發明的一實施例的一種移液模組的剖面示意圖。圖3繪示為圖1的自動化移液設備的吸管尖預冷站台的俯視放大圖。圖4繪示為圖1的自動化移液設備的吸管尖回收站台的剖面示意圖。請先參考圖1,本實施例的自動化移液設備1包括一吸管尖預冷站台30、一試劑吸取站台40、一震盪反應站台50、一吸管尖回收站台60、一可動式移液機構20以及一吸管尖100。需注意的是,圖1所繪示的自動化移液設備,僅示意地簡單繪示各元件的相對位置,而僅供參考,其實際的數量以及尺寸比例不會與圖1所示相近。同樣地圖2所繪示的移液模組的側視圖以及剖面示意圖,僅示意地簡單繪示並放大各元件,其實際的尺寸比例不會與圖2所示相近。
詳細來說,本實施例的自動化移液設備1的可動式移液機構20包括一移液器頭200(未繪示)以及移動機構MA。移液器頭200設置於移動機構MA上,且移動機構MA適於透過一軌道XY在吸管尖預冷站台30、試劑吸取站台40、振盪反應站台50或吸管尖回收站台60之間移動。換句話說,移動機構MA可以為全自動化機台中的一種自動化機械手臂,能夠將移液器頭200依照使用者的操作或預先輸入程式在不同站台之間來回移動。此外,本發明並不特別限定移動機構MA在不同站台之間移動移液器頭200的順序以及次數,可視需求而進行調整。
接著,請一併參考圖1以及圖2。請先參考圖2,本實施例的自動化移液設備1(未繪示)的吸管尖100包括一連接部120,其中連接部120適於套設至移液器頭200。換句話說,本實施例的移液器頭200包括一基部210以及一凸部220,凸部220可與吸管尖100的連接部120密合,而結合成一種移液模組10。具體而言,移液器頭200具有一第一熱膨脹係數CT1,且吸管尖100的連接部120具有一第二熱膨脹係數CT2,其中連接部120的第二熱膨脹係數CT2大於移液器頭200的第一熱膨脹係數CT1。需注意的是,本發明並不特別限定吸管尖100僅在連接部120處的熱膨脹係數大於移液器頭200的第一熱膨脹係數CT1,於其他實施例中,吸管尖100非位於連接部120的部分的熱膨脹係數也可以大於移液器頭200的第一熱膨脹係數CT1,只要吸管尖的熱膨脹係數大於移液器頭的熱膨脹係數且具有一差值即可。
詳細地說,相同的物質在不同溫度下會產生不同的尺寸大小,上述現象稱為熱漲冷縮現象。決定物質熱膨脹或縮小的關鍵在於熱膨脹係數(coefficient of thermal expansion;CTE),其中就熱膨脹係數大的材質相較於熱膨脹係數小的材質而言,熱膨脹係數大的材質的熱脹冷縮現象較熱膨脹係數小的材質來的明顯。因此,相較於熱膨係數小的物質在相同的溫差之下,熱膨脹係數大的物質具有較大的尺寸形變量。具體而言,在相同的溫差範圍之下,熱膨脹係數相對較大的吸管尖100的形變會大於熱膨脹係數相對較小的移液器頭200的形變。因此,吸管尖100可以透過溫差造成的形變調整其尺寸以減少製程時所產生公差的影響,其更進而可套設至移液器頭200進行密合,或自移液器頭200上鬆脫。
一般來說,吸管尖於製造時所產生的尺寸公差約為0 mm至0.01 mm,而習知設置於移液器頭上的O型環的尺寸公差約為0 mm至0.05 mm。詳細而言,吸管尖與移液器頭於受熱時,其尺寸差異改變的幅度若沒有大於兩者之間的尺寸公差,則吸管尖與移液器頭仍無法有效地密合或結合。更具體而言,第一實施例中,移液器頭200的第一熱膨脹係數CT1與連接部的第二熱膨脹係數CT2的差值為1.12x10
-4k
-1(CT1例如是玻璃其熱膨脹係數為8.5x10
-6k
-1、CT2是聚丙烯熱膨脹係數是1.21x10
-4k
-1)。本發明實施例的熱膨脹係數的差值,使吸管尖100與移液器頭200的尺寸差異可以透過簡單的升溫或降溫手段,達到0.05mm的範圍。因此本發明的第一熱膨脹係數CT1與第二熱膨脹係數CT2的熱膨脹係數差值範圍,可以使移液模組10不論是否透過習知的溝槽或O型環結構,均能有效地透過熱漲冷縮使移液器頭200與吸管尖100達到優良的密合效果。
表1
a 室溫為25°C。
材料 | 熱膨脹係數 (k-1) | 溫差 (°C) a | 尺寸差異 (mm) |
PMMA | 88x10-6 | 56.81 | 0.05 |
PP | 121x10-6 | 41.32 | 0.05 |
PE | 200 x10-6 | 25 | 0.05 |
在本實施例中,移液模組10的吸管尖100的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE),且移液器頭200的材料包括陶瓷或玻璃,而上述材料僅為說明舉例,實際應用上材料不以上述材料為限制。由表1可知,聚甲基丙烯酸甲酯的熱膨脹係數為88x10
-6k
-1、聚丙烯的熱膨脹係數為121x10
-6k
-1而聚乙烯的熱膨脹係數為200 x10
-6k
-1。其中,當聚甲基丙烯酸甲酯的溫差達到56.81°C時,其尺寸差異可達到0.05 mm,當聚丙烯的溫差達到41.32°C時,其尺寸差異可達到0.05 mm,而當聚乙烯的溫差達到25°C時,其尺寸差異可達到0.05 mm。基於此,以聚甲基丙烯酸甲酯以及陶瓷(其熱膨脹係數為8x10
-6k
-1)進行說明舉例,當熱膨脹係數相對較大的聚甲基丙烯酸甲酯材質的吸管尖100的連接部120,套設至熱膨脹係數相對較小的陶瓷材質的移液器頭200的凸部220上時,藉由一降溫手段而使得連接部120可以透過溫差而產生體積的收縮形變,減少連接部的外形尺寸,進而與移液器頭200密合。另一方面,連接部120更可以透過一加溫手段的溫差而產生體積的膨脹形變,增加外形尺寸,進而自移液器頭200鬆脫。因此可以減少移液器頭200的磨損以及變質,延長使用壽命並減少維修次數以及修機時間。更進一步而言,本實施例的吸管尖100形變的尺寸差異可以超過尺寸公差的0.01 mm至0.05mm的範圍,因此可以不受製程時產生的公差影響,進而有效的密合或結合。
請繼續參閱圖2,本實施例的吸管尖100的連接部120套設於移液器頭200的凸部220上與凸部220重疊,因此連接部120的形狀對應凸部220的形狀設置。詳細地說,請參閱圖2,凸部220以正交的方式設置於基部210上。套設於凸部220的連接部120的形狀實質上對應凸部220的形狀,也與基部210正交。換句話說,本實施例的連接部120任一部份的直徑是一致的,且凸部220任一部份的直徑也是一致的。然而,本發明並不以此為限。
再者,於一較佳實施例中,連接部120佔吸管尖100的長度比例在0.05至0.15之間。連接部120的長度比例可定義吸管尖100套設於移液器頭200的凸部220的範圍。當連接部120佔吸管尖100的長度比例小於0.05時,吸管尖100與移液器頭200的密合度會不佳。當連接部120佔吸管尖100的長度比例大於0.15時,試劑可能容易接觸移液器頭200,且還可能使吸管尖100於熱膨脹時不易自移液器頭200鬆脫。
此外,本實施例的吸管尖100的外形可與習知的吸管尖的外形類似。詳細而言,吸管尖100在往遠離連接部120的一端的方向上,可有一結構具有逐漸遞減至一預定尺寸的直徑。換句話說,吸管尖100在遠離連接部120的一端上可具有一逐漸縮小至一預定尺寸後不再縮小的結構,形成一尖頭。
請再繼續參閱圖2,本實施例的移液器頭200的外形可與習知的移液器頭類似。詳細而言,凸部220的直徑小於基部210的直徑,換句話說,凸部220於俯視上的面積小於基部210於俯視上的面積。此外,本實施例的移液模組10更包括一感測器240,且感測器240配置於移液頭200上。圖2僅示意地繪示感測器240位於基部210上,然而本發明並不以此為限。於其它未繪示的實施例中,感測器240也可位於凸部220中,只要感測器240位於移液頭200上可以偵測吸管尖100與移液頭200的密合度即可。
詳細而言,感測器240為一溫度感測器或一壓力感測器,其可偵測吸管尖100是否與移液頭200接合。當感測器240為溫度感測器時,由於吸管尖100的第二熱膨脹係數CT2大於移液器頭200的第一熱膨脹係數CT1,因此當吸管尖100的溫度達到一預定的溫度時,感測器240可用以判斷吸管尖100已與移液器頭200完成密合或自移液器頭200鬆脫。同樣地,當感測器240為壓力感測器時,感測器240可用透過壓力來判斷吸管尖100是否與移液器頭200密合或自移液器頭200鬆脫。
接著,請同時參閱圖1及圖3,本實施例的吸管尖預冷站台30包括一托盤300以及一冷卻裝置320。托盤300可為習知用以承載吸管尖的托盤,托盤300包括一承載平面310以及一個或多個孔洞312。各孔洞312設置於承載平面310上,且多個孔洞312以多個行列的方式排列於承載平面310上。各孔洞312適於承載各吸管尖100與移液器頭200結合。需說明的是,圖3僅示意地繪示二個托盤300,然而本發明並不以此為限。吸管尖預冷站台30於其它未繪示的實施例中可包括一個托盤300或多於二個托盤300。
請繼續參閱圖3,本實施例的冷卻裝置320設置於吸管尖預冷站台30中。冷卻裝置320可例如為水冷裝置,可迅速地降低吸管尖預冷站台30中的托盤310以及吸管尖100的溫度,使吸管尖預冷站台30與自動化移液設備1的試劑吸取站台40、振盪反應站台50以及吸管尖回收站台60之間產生一溫差範圍。上述的溫差範圍可以使吸管尖100因冷卻收縮而密合於移液器頭200(未繪示)上。具體而言,在本實施例中的吸管尖預冷站台30與試劑吸取站台40或振盪反應站台50的溫差範圍約在25°C至57°C之間。
更具體而言,請同時參考圖1及圖3,吸管尖100適於在吸管尖預冷站台30中與移液器頭200結合。吸管尖100於結合後,可以連同移液器頭200形成移液模組10(未繪示),其透過可移動式移液機構20的移動機構MA,一起移動至試劑吸取站台40、振盪反應站台50,且於吸管尖回收站台60脫離移液器頭200。需說明的是,圖3僅示意地簡單繪示並放大吸管尖預冷區30內的托盤300、吸管尖100以及冷凍模組320,而僅供參考,其實際的數量以及尺寸比例及位置關係不會與圖3所示相近。
請再次參閱圖1,本實施例的試劑吸取站台40包括一凹槽400(未繪示)。具體而言,凹槽400可為一個或多個,且多個凹槽400以多個行列的方式排列於試劑吸取站台40中。各凹槽400適於承載試劑(未繪示),試劑可為反應用的化合物或水等溶液。本實施例的可動式移液機構20連同吸管尖100一起移動至試劑吸取站台40後吸取試劑,藉此進行移動試劑的功能。
請繼續參閱圖1,本實施例的震盪反應站台50包括一反應試管500(未繪示)。具體而言,反應試管500可為一個或多個,且反應試管500以多個行列的方式排列於震盪反應站台50中。具體而言,反應試管500、凹槽400以及孔洞312可以彼此對應地設置,形成多行排列的陣列,然而本發明並不以此為限制。各反應試管500適於承載待檢測的檢體或待反應的化合物(未繪示)。可移動式移液機構20連同吸管尖100移動至振盪反應站台50後,將於試劑吸取站台40中吸取的試劑(未繪示)排出至反應試管500中進行反應。進一步地說,振盪反應站台50可更包括一震盪裝置(未繪示),振盪裝置可為一馬達搖動器(shaker)或音波震動器(sonicator),適於在試劑與檢體反應時提供一物理的震動,提升混合的均勻性以及反應的效率。然而本發明並不以此為限制,振盪反應站台50也可以不包括振盪裝置,只要試劑與檢體可以均勻混合反應即可。
接著,請一併參閱圖1以及圖4,本實施例的吸管尖回收站台60包括一上方預熱站台以及一下方廢料站台640。上方預熱站台620包括一加熱模組622。具體而言,上方預熱區站台620位於下方廢料站台640的上方,且上方預熱站台620的俯視面積小於下方廢料站台640,亦即,上方預熱站台620位於下方廢料站台640的範圍內。此外,本實施例的下方廢料站台640的周圍與吸管尖回收站台60的周圍切齊(見於圖1以及圖4中),實質上具有相同的面積。然而本發明並不以此為限制,下方廢料站台640的面積也可以小於吸管尖回收站台60的面積,且上方預熱站台620的面積也可以等於下方廢料站台640的面積(未見於圖1以及圖4中),只要吸管尖100可通過上方預熱站台620的加熱手段而自動脫落進入下方廢料站台640即可。
詳細而言,加熱模組622配置於上方預熱站台620之中。加熱模組622可例如為電熱管、電熱片或加熱管等發熱元件,可迅速地提升吸管尖回收站台60中的上方預熱站台620以及吸管尖100的溫度,使吸管尖回收站台60與自動化移液設備1的試劑吸取站台40以及振盪反應站台50之間產生溫差範圍。上述的溫差範圍可以使吸管尖100因熱膨脹而自移液器頭200上鬆脫。具體而言,在本實施例中的吸管尖回收站台60與試劑吸取站台40或振盪反應站台50的溫差範圍約在25°C至57°C之間。接著,吸管尖100於鬆脫後會落入位於上方預熱站台620下方的下方廢料站台640,而完成回收。
此外,本實施例的上方預熱站台620更包括一紅外線感應器624。紅外線感應器624透過一連接側壁623與上方預熱站台620連接,且位於上方預熱站台620與下方廢料站台640之間。紅外線感應器624可偵測吸管尖100是否與移液器頭200脫離。紅外線感應器624的原理類似習知的動態感應器,當吸管尖100脫離移液器頭200時,其自上方預熱站台620掉落進入下方廢料站台640時,會通過紅外線感應器624的偵測範圍,而觸動紅外線感應器624的動態偵測。藉此,紅外線感應器624可用以判斷吸管尖100已與移液器頭200完成脫離,而完成一次的檢測。接著,自動化移液設備1可繼續將可動式移液機構20移動至吸管尖預冷站台30進行下一次的吸管尖100與移液器頭200的結合。需說明的是,圖4僅示意地簡單繪示並放大吸管尖回收站台60內的上方預熱站台620以及下方廢料站台640、吸管尖100、加熱模組622以及紅外線感應器624,而僅供參考,其實際的數量以及尺寸比例及位置關係不會與圖4所示相近。
由於本實施例的吸管尖預冷站台30與試劑吸取站台40或振盪反應站台50之間具有溫差範圍,於本案列舉之實施例中,吸管尖預冷站台30與試劑吸取站台40或振盪反應站台50的溫差範圍在25°C至57°C之間,但不以此為限,因此吸管尖100可以在吸管尖預冷站台30中與移液器頭200結合,且透過熱漲冷縮現象達到密合。同樣地,吸管尖回收站台60與試劑吸取站台40或振盪反應站台50具有溫差範圍,於本案列舉之實施例中的溫差範圍在25°C至57°C之間,因此吸管尖100可以在吸管尖回收站台60中自移液器頭200鬆脫,且透過熱漲冷縮現象自行脫落並完成回收。如此一來,移液模組10的移液器頭200不論是否使用溝槽或O型環等結構,均可與吸管尖100進行卡合,亦不會使接合的結構耗損或變質,即可達成吸管尖100與移液器頭200密合或鬆脫的效果。換言之,本實施例的自動化移液設備可達成縮短修機時間、降低成本以及高檢驗效率的需求。
值得一提的是,本發明並不限定吸管尖100為一次性的耗材,其於下方廢料站台640回收後可依實驗性質及目的而進行棄置處理或回收使用。換句話說,吸管尖100亦可為多次使用的器材,於使用後回收,經清洗後重複使用。
在此必須說明的是,下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容,其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件,並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例,下述實施例不再重複贅述。
圖5繪示為本發明的另一實施例的移液模組的吸管尖的剖面示意圖。圖6A繪示為本發明的另一實施例的移液模組的移液器頭的剖面示意圖。請同時參考圖2、圖5與圖6A,本實施例的吸管尖100a以及移液器頭200a與圖2中的吸管尖100以及移液器頭200相似,惟二者主要差異之處在於:本實施例的吸管尖100a的連接部120a的形狀對應移液器頭200a的凸部220a的形狀設置,其與基部210具有一傾斜角度。換句話說,凸部220a與基部210並非正交,其自鄰近基部210往遠離基部210的方向上具有逐漸遞減的直徑,而具有一傾斜的表面。傾斜的表面相較於非傾斜的表面有更多的表面積,當連接部120a與凸部220a結合時(未繪示),兩者的表面可有更多的接觸面積而得到更多的摩擦力,且當連接部120a藉由一降溫手段進行形變時,可具有更多的收縮面積,因此更利於吸管尖100a與移液器頭200a進行密合。另一方面,連接部120a也可以藉由一加溫手段進行形變,可具有更多的膨脹面積,利於吸管尖100a自移液器頭200a鬆脫。
圖6B繪示為本發明的另一實施例的移液模組的移液器頭的剖面示意圖。請同時參考圖2與圖6B,本實施例的移液器頭200b與圖2中的移液器頭200相似,惟二者主要差異之處在於:本實施例的移液器頭200b的凸部220b的表面具有多個微結構230,其中多個微結構230設置於凸部220b的表面上形成凹凸不平的表面。且於其它未繪示的實施例中,吸管尖100b的連接部120b的內表面更可對應移液器頭200b的凸部220b的外表面及多個微結構230設置。藉由微結構230,凸部220b的表面積可以提升,亦可增加其表面的粗糙度,使凸部220b與吸管尖100b結合時(未繪示),可提升摩擦力。且對應凸部220b外表面及微結構230設置的連接部120b,更利於吸管尖100b與移液器頭200b進行密合,避免鬆脫。
圖6C繪示為本發明的另一實施例的移液模組的移液器頭的剖面示意圖。請同時參考圖5、圖6A與圖6C,本實施例的移液器頭200c與圖6A中的移液器頭200a相似,惟二者主要差異之處在於,本實施例的移液器頭200c的凸部220c的表面具有多個微結構230a,其中多個微結構230a設置於凸部220c的表面上形成凹凸不平的表面。且於其它未繪示的實施例中,吸管尖100c的連接部120c的形狀及內表面更可對應移液器頭200c的凸部220c的形狀與外表面及多個微結構230a設置。藉由微結構230a,凸部220c相較於圖6A中的凸部220a,可更進一步地提升其斜面的表面積,並增加其表面的粗糙度,使凸部220c與圖5的吸管尖100c結合時(未繪示),可提升摩擦力。且對應凸部220c形狀與外表面及微結構230設置的連接部120c,更利於吸管尖100c與移液器頭200c進行密合,避免鬆脫。
值得一提的是,本發明並不限定微結構230或230a的結構型態,只要微結構230或230a與凸部220b或220c的表面可定義出一凹凸不平的表面,皆屬於本發明所欲保護的範圍。基於上述的設計原理,微結構230或230a的剖面示意形狀除了圓弧形之外,於其他未繪示的實施例中,亦可為多邊形或其他不規則形。
綜上所述,本發明的自動化移液裝置具有吸管尖套設至移液器頭而組合成的移液模組,其中移液器頭具有第一熱膨脹係數,而吸管尖的連接部具有第二熱膨脹係數,且第二熱膨脹係數大於第一熱膨脹係數,使連接部藉由降溫手段或加熱手段而產生的形變尺寸可以大於移液器頭的形變尺寸,而得到尺寸變化量介於0.01mm至0.05mm之間的範圍。如此一來,移液模組可以透過熱漲冷縮的現象,不論是否使用溝槽或O型環的結構,均可使吸管尖透過冷收縮產生的尺寸變化量而與移液器頭密合,或使吸管尖透過熱膨脹產生的尺寸變化量而自移液器頭鬆脫。另一方面,由於本發明的自動化移液裝置的移液器頭可不使用溝槽或O型環與吸管尖達成密合,因此可以減少移液器頭的耗損以及變質,可達成降低成本、減少維修時間以及高檢驗效率的需求。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
1:自動化移液設備 10:移液模組 20:可動式移液機構 30:吸管尖預冷站台 40:試劑吸取站台 50:震盪反應站台 60:吸管尖回收站台 100、100a、100b、100c:吸管尖 120、120a、120b、120c:連接部 200、200a、200b、200c:移液器頭 210:基部 220、220a、220b、220c:凸部 230、230a:微結構 240:感測器 300:托盤 310:承載平面 312:孔洞 320:冷卻裝置 400:凹槽 500:反應試管 620:上方預熱站台 622:加熱模組 623:連接側壁 624:紅外線感應器 640:下方廢料站台 CT1:第一熱膨脹係數 CT2:第二熱膨脹係數 MA:移動機構 XY:軌道
圖1繪示為本發明的一實施例的一種自動化移液設備的俯視圖。 圖2繪示為本發明的一實施例的一種移液模組的移液模組的剖面示意圖。 圖3繪示為圖1的自動化移液設備的吸管尖預冷站台的俯視放大圖。 圖 4繪示為圖1的自動化移液設備的吸管尖回收站台的剖面示意圖。 圖5繪示為本發明的另一實施例的移液模組的吸管尖的剖面示意圖。 圖6A繪示為本發明的另一實施例的移液模組的移液器頭的剖面示意圖。 圖6B繪示為本發明的另一實施例的移液模組的移液器頭的剖面示意圖。 圖6C繪示為本發明的另一實施例的移液模組的移液器頭的剖面示意圖。
Claims (10)
- 一種移液模組,包括: 一移液器頭,具有一第一熱膨脹係數;以及 一吸管尖,包括一連接部,其中該連接部適於套設至該移液器頭,該連接部具有一第二熱膨脹係數, 其中該連接部的該第二熱膨脹係數大於該移液器頭的該第一熱膨脹係數。
- 如申請專利範圍第1項所述的移液模組,其中該吸管尖的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、或聚丙烯或聚乙烯,且該移液器頭的材料包括陶瓷或玻璃。
- 如申請專利範圍第1項所述的移液模組,更包括: 一感測器,配置於該移液器頭,該感測器為一溫度感測器或一壓力感測器。
- 一種自動化移液設備,包括: 一吸管尖預冷站台,包括一冷卻裝置; 一吸管尖回收站台; 一可動式移液機構,包括: 一移液器頭,該移液器頭具有一第一熱膨脹係數;以及 一移動機構,該移液器頭設置於該移動機構上,該移動機構適於在該吸管尖預冷站台或該吸管尖回收站台之間移動;以及 一吸管尖,包括一連接部,其中該連接部適於套設至該移液器頭,該連接部具有一第二熱膨脹係數,其中該連接部的該第二熱膨脹係數大於該移液器頭的該第一熱膨脹係數。
- 如申請專利範圍第4項所述的自動化移液設備,其中該吸管尖預冷站台包括一托盤,該托盤適於承載該吸管尖。
- 如申請專利範圍第4項所述的自動化移液設備,其中 該吸管尖適於在該吸管尖預冷站台與該移液器頭結合,連同該移液器頭一起移動至該吸管尖回收站台並脫離該移液器頭。
- 如申請專利範圍第4項所述的自動化移液設備,其中該吸管尖回收站台包括一上方預熱站台以及一下方廢料站台,且該上方預熱站台包括一加熱模組。
- 如申請專利範圍第5項所述的自動化移液設備,其中該上方預熱站台更包括一紅外線感應器。
- 如申請專利範圍第4項所述的自動化移液設備,其中該吸管尖結構的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或聚乙烯,且該移液器頭的材料包括陶瓷或玻璃。
- 如申請專利範圍第4項所述的自動化移液設備,其中該可動式移液機構更包括: 一感測器,配置於該移液器頭,該感測器為一溫度感測器或一壓力感測器。
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